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1、三 江 学 院本科生毕业设计（论文）论文题目 5吨门式起重机起升机构设计 高等职业技术学（系）机械设计制造及其自动化专业 学生姓名 卢敏丰 学号 G105152021 指导教师 沈仙法 职称 讲师 指导教师工作单位 机械工程学院 起讫日期 2013年12月16日-2014年4月7日 摘 要在如今社会随着物资和设备集成化运输，起重机在运输环节中的作用在不断的提升。来适应现代社会和市场来满足广大客户的各种需求，发展趋势是集大型化的；高速化的；模块化的；自动化的；以及时智能化的。在现在社会为减少物流的成本，客户对起重机的要求也是越来越高，不光要求其质量要轻；刚性要好；工作区域要大，还要求各类起重机大
2、小车速度快，工作效率高。在现代化社会激烈的起重机制造业下，能占领最高点，很多的商家采用了先进的技术以及工艺，如：模块化设计。由此来满足广大客户要求的时候也能够最大程度的降低制造成本。本文指门式起重机的起升结构设计以及对其重要部分的计算。在绘图时，不仅绘制一张总装备图，还运用计算机绘制起重机的起升结构图以及卷筒图。这样就好达到对起重机设计有个更加好的了解。此次的设计重点包括了钢丝绳；吊具；卷筒尺寸并验算强度；减速器；制动器；电机；联轴器的选择；气制动时间；电动机发热测试；总体稳定性能等多方面。关键字：起升机构设计；门式起重机；总体稳定性AbstractWith the integrated tr
3、ansport of materials and equipment, the role of gantry crane systems in the transport links has been continuously improved. To meet the needs of the market, the gantry crane systems is becoming more large, high speed, modularity, automation, and intelligent. In order to reduce costs of logistics, th
4、e user need high performance of gantry crane systems, such as light weight, rigid, automation and a large operating space, and require crane car and truck operations to be high-speed, high efficiency. In the crane manufacturing industry, to occupy high ground, many manufacturers of gantry crane adop
5、t advanced technology, modular design, so as to meet needs of customer and reduce manufacturing cost at the greatest extent.This article aims to the design of the gantry cranes systems and the overall stability, especially for the design and calculation of lifting mechanism. In drawing, we do not on
6、ly complete the map of total machine by hand-draw, and also use computer to draw the total plan of the hoisting mechanism and reel assembly. Thus, we can get a better understanding of the gantry crane design.This article focuses on the design of steel wire rope, roller, motor, reducer, brake, coupli
7、ng selection, at the same time, make the calibration of motor heating, starting and braking time, the over all stability.Keywords: Gantry crane; Overall stability; Hoisting mechanism design目 录第一章 绪 论11.1 引言11.2 起重机械概论11.3起重机的发展现状21.3.1 国内外先进起重机的特点和发展趋势21.4课题的研究目的和意义31.5 本文所要做的主要工作4第二章 整机总体方案的选型52.1
8、参数设计52.2 设计标准52.3 桥架结构形式的选择52.3.1 金属结构的形式52.3.2 金属结构的连接62.4 起升机构方案设计62.4.1 起升机构组成62.4.2 起升机构的工作原理82.5 大车运行机构82.5.1 运行机构的组成82.5.2 运行机构的工作原理92.5.3 运行机构的驱动类型10第三章 计算过程及其说明113.1起升机构计算113.1.1确定起升机构传动方案、选择滑轮组和吊钩组113.1.2 选用钢丝绳123.1.3确定滑轮主要尺寸133.1.4确定卷筒尺寸并验算强度133.1.5选择电动机153.1.6验算电动机发热条件153.1.7选择减速器163.1.8验
9、算起升速度和实际所需功率163.1.9校核减速器输出强度163.1.10选择制动器173.1.11选择联轴器173.1.12验算启动时间183.1.13验算制动时间183.1.14高速浮动轴计算193.2卷筒部件计算203.2.1卷筒心轴的计算203.2.2支座反力213.2.3疲劳计算213.2.4静强度计算223.2.5选择轴承223.2.6大端轴承223.2.7右端轴承233.2.8绳端固定装置计算23第四章 结论25致 谢26参考文献27第一章 绪 论1.1 引言起重机是一种古老的机械，迄今，其承载结构、驱动机构、取物装置、控制系统及安全装置等各方面都有了很大的进步, 其设计理论、制造
10、工艺、检测手段等都逐渐趋于完善和规范化, 并已经成为一种较完善的机械。但由于生产发展提出新的操作要求,起重机的类型、形式也需要相应地发展和创新, 性能参数也需要不断变化与改善。由于现代化设计方法的建立和计算机辅助设计等现代设计手段的施用，使起重机设计观念和方法有了较大的更新，其它技术领域和相邻工业部门不断取得的新科技成果在起重机上的渗透、推广应用等，更使起重机的各方面不断地丰富更新。因此, 起重机将向现代化、智能化、更安全方便可靠的方向发展。1.2 起重机械概论 起重机械的基本任务是上下升降货物，而且可兼使重物作短距离的水平移动，来满足货物装卸、转载、安装等的要求。起重机械是现代化生产中必不可
11、少的重要机械装备，它对于减轻繁重的体力劳动，提高生产率和实现生产过程的机械化、自动化以及改善人民的物质、文化生活起到了重大的意义。 起重机械广泛应用于工矿企业、港口码头、仓库、建筑工地、海洋开发、宇宙航行等各个工业部门，可以说陆地、海洋、空中、民用、军用各个方面都有起重机械在进行着有效的工作。 起重机械不仅可以作为辅助的生产设备，完成原料、半成品、成品的装卸、搬运，进行机电设备的安装、维修，而且它也是一些生产过程工艺操作中的必备设备，例如，钢铁冶金生产中的各个环节，从炉料准备、加料到炼好的钢水浇铸成锭以及脱模取锭等。据统计，在我国冶金、煤炭部门的机械设备总台数或总量中，起重运输机械 约占256
12、5%。 起重机械与运输机械发展到现在，已经成为合理组织成批大量生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。在我国四个现代化的发展和各个工业部门机械化水平、 劳动力的提高中，起重机械必将发挥更大的作用。 起重机械的工作特点在于作为一种间歇动作的机械，具有重复而短暂的工作特征。起重机械在搬运物料时，通常经历着上料、运送、卸料以及回到原位的过程，各工作机构在工作时作往复周期性的运动。例如：起升机构的工作由物品的升、降所组成；运行机构的工作由负载和空载时的往复运动所组成。在起重机械的每一个工作循环，即每搬运一次物品的过程中，其有关的工作机构都要做一次正向和反向的运动。起重机械和连续运输机械
13、的主要区别就在于前者是以周期性的短暂往复工作循环运送物品，而后者是以长期连续单向的工作运送物品。起重机械一般由下列三个基本部分组成：工作机构、金属结构和动力设备。1.3起重机的发展现状1.3.1 国内外先进起重机的特点和发展趋势自有人类文明以来，物料搬运便成了人类活动的重要组成部分，距今已有五千多年的发展历史。随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高，科学技术的飞速发展，推动了现代设计和制造能力的提高，激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争。这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段，起重机正
14、经历着一场巨大的变革。现根据起重机的新理论、新技术和新动向，结合实例，简要论述国内外先进起重机的特点和发展趋势。1、产品设计的模块化、个性化和机电一体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。在满足不同客户个性化需求而需要对起重机进行改进时，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，
15、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。随着科技发展，具有自分析、自调整、自纠错的智能化操作的全自动、半自动操作形式的高度机电一体化的设计理念已经应用到起重机设计当中。使得起重机更安全更易于操作和维修。2、产品制造新材料和新工艺由于钢铁工业新技术的应用，钢材质量得以提高。DOMEX系列高强度及超高强度刚才，在设计起重机主梁强度时，可使用较高的许用应力，而不需要很高的安全系数，以减少起重机材料用量，从而降低设备的重量和价格。车轮采用空气硬化镍铬钼合金钢制造，可使其使用寿命延长5年以上。在电葫芦上使用聚合材料制造运行机构的齿轮、滑轮和导绳器等。在机加工方面，尽量采用少切削的精密铸件，尤其是铝合金铸件占多，加工设备大量采用高精、高效的数控自动机床等，既保证了加工质量，又提高了生产率，降低了成本。3、产品性能的自动化、智能化和数字化经过长时间的发展，起重机在引入先进技术和设计理念之后，其产品性能已得到了很大的提高。例如传感器技术的应用使得起重机能够准确的称量起吊重量和进行定位。限于起重机自身的外形特点特别是大型起重机的外
