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1、桥式起重机毕业设计由于工业生产规模不断扩大生产效率日益提高以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加促使大型或高速起重机的需求量不断增长起重量越来越大工作速度越来越高并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节.起重机不但要容易操作容易维护而且安全性要好可靠性要高要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性，起重机的出现大大提高了人们的劳动效率以前需要许多人花长时间才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置桥式起重机是不可获缺的。桥式起重机作为物料搬运机械在整个国
2、民经济中有着十分重要的地位。经过几十年的发展我国桥式起重机制造厂和使用部门在设计、制造工艺设备使用维修、管理方面不断积累经验不断改造推动了桥式起重机的技术进步。本论文主要通过电气系统的设计使5t桥式起重机规定的各种运动要求。现根据起重机的新理论、新技术和新动向结合实例简要论述国外先进起重机的特点和发展趋势。 1。1起重机的特点和发展趋势 现根据起重机的新理论、新技术和新动向结合实例简要论述国外先进起重机的特点和发展趋势。 1。1。1大型化和专用化 由于工业生产规模的不断扩大生产效率日益提高以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加促使大型或高速起重机的需求量不断增长。起重量越来越大工作
3、速度越来越高并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作容易维护而且安全性要好可靠性要高要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。目前世界上最大的浮游起重机起重量达6500t最大的履带起重机起重量达3000t最大的桥式起重机起重量为1200t集装箱岸边装卸桥小车的最大运行速度已达350m/min堆垛起重机最大运行速度是240m/min垃圾处理用起重机的起升速度达100m/min . 工业生产方式和用户需求的多样性使专用起重机的市场不断扩大品种也不断更新以特有的功能满足特殊的需要发挥出最佳的效用。例如冶金、核电、造纸、垃圾处理的专用起重机
4、防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、集装箱专用起重机的功能不断增加性能不断提高适应性比以往更强.德国德马格公司研制出一种飞机维修保养的专用起重机在国际市场打开了销路。这种起重机安装在房屋结构上跨度大、起升高度大、可过跨、停车精度高。在起重小车下面安装有多节伸缩导管与飞机维修平台相连并可作360度旋转。通过大车和小车的位移、导管的升降与旋转可使维修平台到达飞机的任一部位进行飞机的维护和修理极为快捷方便。 1.1.2模块化和组合化 用模块化设计代替传统的整机设计方法将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途有相同联接要素和可互换的标准模块通过不同模块的相互组合形成不同类型和规格的起重机
5、.对起重机进行改进只需针对某几个模块。设计新型起重机只需选用不同模块重新进行组合。可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产实现高效率的专业化生产企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理.达到改善整机性能降低制造成本提高通用化程度用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品充分满足用户需求。 目前德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后比单件设计的设计费用下降12生产成本下降45%经济效益十分可观。德国德马格公司还开发了一种KBK柔性组合式悬挂起重机起重机的钢结构由冷轧型轨组合而成起重
6、机运行线路可沿生产工艺流程任意布置可有叉道、转弯、过跨、变轨距。所有部件都可实现大批量生产再根据用户的不同需求和具体物料搬运路线在短时间内将各种部件组合搭配即成。这种起重机组合性非常好操作方便能充分利用空间运行成本低.有手动、自动多种形式还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机及手动堆垛起重机甚至能组成大型自动化物料搬运系统。 1。1。3轻型化和多样化 有相当批量的起重机是在通用的场合使用工作并不很繁重。这类起重机批量大、用途广考虑综合效益要求起重机尽量降低外形高度简化结构减小自重和轮压也可使整个建筑物高度下降建筑结构轻型化降低造价。因此电动葫芦桥式起重机和
7、梁式起重机会有更快的发展并将大部分取代中小吨位的一般用途桥式起重机。德国德马格公司经过几十年的开发和创新已形成了一个轻型组合式的标准起重机系列。起重量为1-63吨工作级别为A1-A7整个系列由工字形和箱型单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁等多个品种组成。主梁与端梁相接以及起重小车的布置有多种型式可适合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根据用户需要每种规格起重机都有三种单速及三种双速供任意选择还可以选用变频调速.操纵方式有地面手电筒门自行移动、手电筒门随小车移动、手电筒门固定、无线遥控、司机室固定、司机室随小车移动、司机室自行移动等七种选择。大车及小车的供电有电缆小车导电、DVS系统两
8、种方式。如此多的选择项通过不同的组合可搭配成百上千种起重机充分满足用户不同的需求。这种起重机的另一最大优点是轻型化自重轻、轮压轻、外形尺寸高度小可大大降低厂房建筑物的建造成本同时也可减小起重机的运行功率和运行成本。与通用产品相比较起重量为10t跨度22。5m通用双梁桥式起重机自重是24t起重机轨面以上高度1876mm起重机宽度5980mm； 德马格起重机的自重只有8.7t重量轻了176起重机轨面以上高度为920mm降低了104起重机宽度为2980mm外形尺寸减少了100。 1。1。4自动化和智能化 起重机的更新和发展在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合将先进的计算
9、机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机的新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统.主要由全数字化控制驱动装置、可编程式控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用.使起重机具有更高的柔性以适合多批次少批量的柔性生产模式提高单机综合自动化水平。重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置使起重机具有优良的调速和
10、静动特性可进行操作的自动控制、自动显示与记录起重机运行的自动保护与自动检测特殊场合的远距离遥控等以适应自动化生产的需要。 例如采用激光装置查找起吊物的重心位置在取物装置上装有超声波传感器引导取物装置自动抓取货物。吊具自动防摇系统能在运行速度200mmin、加速度0。5m2s的情况下很快使起吊物摇摆振幅减至几个毫米.起重机可通过磁场变换器或激光达到高精度定位。起重机上安装近场感应系统可避免起重机之间的互相碰撞。起重机上还安装了微机自诊断监控系统该系统能提供大部分常规维护检查内容如齿轮箱油温、油位车轮轴承温度起重机的载荷、应力和振动情况制动器摩擦衬片的寿命及温度状况等. 1.1.5成套化和系统化
11、在起重机单机自动化的基础上通过计算机把各种起重运输机械组成一个物料搬运集成系统通过中央控制室的控制与生产设备有机结合与生产系统协调配合。这类起重机自动化程度高具有信息处理功能可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑判断、变换等处理加工进而向执行机构发出控制指令。这类起重机还具有较好的信息输入、输出界面实现信息全部、准确、可靠地在整个物料搬运集成系统中的传输。起重机通过系统集成能形成不同机种的最佳匹配和组合取长补短发挥最佳效用。目前重点发展的有工厂生产搬运自动化系统柔性加工制造系统商业货物配送集散系统集装箱装卸搬运系统交通运输和邮电部门行包货物的自动分拣与搬运系统等。 例如生产工程机械的
12、美国卡特皮勒公司金属结构厂购置了一条以桥式起重机为主的物料自动搬运系统用于钢板的喷丸处理、切割和入库的自动装卸搬运作业比原先采用单机操作工作效率提高了65.日本东芝浜川崎工厂用全自动桥式起重机组成的物料输送系统来搬运柔性加工在线的夹具和工件为机床运送毛坯或将加工好的零件送到下一工序或仓库。这些在空间移动的起重机搬运系统代替了过去通常使用的自动导向搬运车使车间的地面面积得到充分利用。 1。1.6新型化和实用化 结构方面采用薄壁型材和异形钢、减少结构的拼接焊缝提高抗疲劳性能。采用各种高强度低合金钢新材料提高承载能力改善受力条件减轻自重和增加外形美观。桥式起重机的桥架结构型式大多采用箱形四梁结构主梁
13、与端梁采用高强度螺栓联接便于运输与安装。在机构方面进一步开发新型传动零部件简化机构。“三合一运行机构是当今世界轻、中级起重机运行机构的主流将电动机、减速器和制动器合为一体具有结构紧凑、轻巧美观、拆装方便、调整简单、运行平稳、配套范围大等优点国外已广泛应用到各种起重机运行机构上。为使中小吨位的起重小车结构尽量简化同时降低起重机的尺寸高度减小轮压国外已大量采用电动葫芦作为起升机构。为了减轻自重提高承载能力改善加工制造条件增加产品成品率零部件尽量采用以焊代铸如减速器壳体、卷简、滑轮等都用焊接结构。减速器齿轮都采用硬齿面以减轻自重、减小体积、提高承载能力、增加使用寿命。液压推杆盘式制动器的应用范围也越
14、来越大.此外各机构采用的电动机都向高转速发展从而减小电机基座号减轻重量与减小外形尺寸并可配用制动力矩小的制动器。在电控方面开发性能好、成本低、可靠性高的调速系统和电控系统发展半自动和全自动操纵。采用机电仪液一体化技术提高使用性能和可靠性增加起重机的功能。今后会更加注重起重机的安全性研制新型安全保护装置.重视司机的工作条件应用人体工程学设计司机室降低司机的劳动强度。德国近年为解决起重机吊钩的防摆控制开发了模糊逻辑电路的控制技术用神经信息和模糊技术来寻找开始加速的最佳时刻将有经验司机防摆实际操作的数据输入系统实现最优控制.模糊控制方式能确定实施自动工作的控制指令将人们主观上的模糊量通过模糊集合进行
15、数字化定量再利用计算机实现像熟练司机一样的自如操作取得了更高的效率和安全性。模糊控制作为新的控制方法已引人注目。 1。2桥式起重机简介桥式起重机由一根或两根主梁和两根端梁构成一个桥架.在桥架上装 有起重小车，小车沿桥架运行。桥架运行在厂房内架设的轨道上，也可以运行在露 天的栈桥上。桥式起重机也称为”天车”或行车”或”桥吊。有些铁路货场都 露天安装桥式起重机,用以装卸长大笨重货物，它就是横架于两排钢筋混凝土栈桥 上。起重机沿栈桥上的轨道作纵向运移。起重机的起重小车在桥架上的小车轨道上 作横向移动,这样,吊钩或抓斗就可在一个长方体 (起升高度,跨度，走行线长) 的空间内任意位置上作升降,搬运物件的运动.桥式起重机结构简图1-1。桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成.起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器带动卷筒转动使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架通常为焊接结构。 起重机运行机构的驱动方式可分为两大类一类为集中驱动即用一台电
