起重机起升机构设计开题报告.docx
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起重机起升机构设计开题报告
毕业设计(论文)开题报告
论文题目40吨门式起重机起升机构设计
一、选题背景和意义:
当今中国工业经济处于高速开展时期,建筑工业化和工业现代化的进程中起重机的使用是不可缺少的.
从古代,人们为了了建造大型建筑就发明了原始的起重设备,到了今天,起重机设计制造已经成为了一个专门的产业.起重设备的应用给人们带来了很大的便利,小到仓库里的叉车,大到航天中心的吊装火箭的起重机械,建筑工地上随处可见的塔式起重机,港口码头的大型龙门吊,起重机的身影无处不在.
正是由于起重机使用的普遍性,起重机设计制造具有很强的应用性.据数据显示,仅工程起重机一项,全球的年销售额就有75亿美元,但是这些大多是由欧美企业垄断.
近些年来,伴随着我国固定资产投资的飞速增长、根底设施建设和大型工程的不断上马,
使得我国工程机械行业获得了空前的开展,也受到了人们越来越多的关注.我国的起重机制造商与欧美的竞争对手相比在技术上还存在着差距,在产业链条,产品结构方面也存在着一定的劣势,但这并非遥不可及.更主要的是,我国在这一领域从未放弃过自主研发,而且已经具备了相当大的产业规模,发明了几个蜚声全球的知名品牌.
起重机属于典型的机械产品,根据其使用环境的不同,起重机的设计又具有不同特性,作为了毕业设计的选题不仅可以检验自己的机械专业水平还可以考察创新发明水平.
二、课题关键问题及难点:
起升机构包含了吊具,卷筒,减速器,制动器,电机等多方面,在设计时,可能难以处理的问题有下面几个方面:
1.减速器和电机,卷筒在起重机上的布局
由于三者之间距离的改变会影响到联轴器选用和制动器选用.
2.卷筒设计
我认为了卷筒设计是起升机构设计的关键环节,卷筒的壁厚取决于最大起升重量,卷筒的长度由钢丝绳的直径和卷筒节距确定.只有卷筒的选择符合设计要求,才能根据所给的起升速度确定减速器输出端转速和电动机的选择,再由所选电机的输出转速和减速器输出转速确定减速器的传动比,选择适宜型号的减速器.
3.制动器的选择
制动器必须能在重物上升时急时使电机输出停止,在重物水平移动时保持起升机构的停止,还要在卸货时急时停车,预防货物受损.
所以制动器是起升机构里重要的平安保证装置,选择是要谨慎.
4.钢丝绳,卷筒等强度载荷的校核
三、文献综述(或调研报告):
1.起重机概述
起重机是以反复短暂的工作循环方式完成货物装卸或设备安装作业的.一个工作循环包含:
取物、货物上升、水平运动、下降、卸载,然后空吊具返回原地.一个工作循环时间一般从几分钟到二三十分钟,其间各机构在不同时刻有短暂的停息时间.
中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形.14世纪,西欧出现了人力和畜力驱
动的转动臂架型起重机.19世纪前期,出现了桥式起重机;起重机的重要磨损件如轴、齿
轮和吊具等开始采用金属材料制造,并开始采用水力驱动.19世纪后期,蒸汽驱动的起重
机逐渐取代了水力驱动的起重机.20世纪20年代开始,由于电气工业和内燃机工业迅速发
展,以电动机或内燃机为了动力装置的各种起重机根本形成.
起重机主要包含起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等.起升机构
是起重机的根本工作机构,大多是由吊挂系统和绞车组成,也有通过液压系统升降重物的.
运行机构用以纵向水平运移重物或调整起重机的工作位置,一般是由电动机、减速器、制动器和车轮组成.变幅机构只配备在臂架型起重机上,臂架仰起时幅度减小,俯下时幅度增大,分平衡变幅和非平衡变幅两种.回转机构用以使臂架回转,是由驱动装置和回转支承装置组成.金属结构是起重机的骨架,主要承载件如桥架、臂架和门架可为了箱形结构或桁架结构,也可为了腹板结构,有的可用型钢作为了支承梁.
从构造特征看,起重设备一般分为了单作用起重设备,桥式类型起重机,和回转类型起重机.本课题设计的门式起重机就是桥式起重机的一种,常见的又桁架式和箱梁式两种.
2.起重机的应用
起重机械是现代工业生产中不可缺少的设备,被广泛的应用于各种物料的起重、运输、
装卸、安装和人员输送中,从而大大减轻了体力劳动强度,提升了劳动生产率.
在现代建筑工程中,起重机成立标志性装备.纽约的帝国大厦可以在短短的400余天
建成,并且在随后的几十年里保持世界最高建筑的头衔,起重机械功不可没;2006年德国
世界杯场地建设,整个工作场地分为了几个工作区域,划分的原那么就是起重机械的工作覆盖范围,将整个工地都置于起重机械的工作范围内,大大提升建设速度和场地利用率.在中国,三峡大坝的建筑现场,最显眼的施工设备就是那些巨大的塔吊,它们日夜不停地忙碌着,为了这个巨大的水利工程能够早日造福社会提供强有力的保证.
不仅仅在建筑工地上活泼着起重机的身影,港口、机场、车站或者各种各样的工厂车
间,都有起重设备在工作.如果没有起重机的参加,那些巨大的港口可能会瘫痪,带来的经济损失或许不会小于金融危机的冲击.
3.起重机的开展现状及趋势
目前,国内专业生产大型起重机的厂家很多.其中以中联重科、三一重工、抚挖等公司产品系列较全,市场占有率较高.中联重科在2007年12月宣布实行品牌统一战略后.现
已成功开发了50t~600t履带式起重机产品系列.作为了中国起重机行业的领跑者,徐州重型机械有限公司现在已经形成了以汽车起重机为了主导,履带式起重机和全路面起重机为了侧翼强势推进的庞大型谱群.国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有35t~350t的
履带式起重机产品系列.QUY35弟抚挖2007年推出的国产首台350t履带式起重机,填补了
国内350t履带式起重机的产品型谱空白.
目前,国外专业生产大型起重机厂家很多.其中利勃海尔、特雷克斯-德马格、马尼托
瓦克与神钢等公司产品系列较全,市场占有率较高.利勃海尔公司的产品技术先进、工作
可靠,其生产的L晦列履带起重机最大起重量已达1200t.其桁架臂履带式起重机系列在
2007年又喜添新品LR1600/2,使其产品型谱更加完善.
未来的一段时间内,起重机的开展趋势包含以下几个方面:
(1)起重机的大型化.近年来,火电发电机组的功率不断增大,由以前的30万KM主
转为了60万K初至100万KW为了主,对起重机的吨位需求增大.由于美国核电技术的推广应用,
使大件吊装量大幅增加催生了大型起重机市场的需求.大型石化工程,同样需求大吨位的
大型起重机格外是履带式起重机.
(2)创新设计.开展对起重机传动型式创新、结构构造创新和功能原理创新等方面理论及技术根底钻研,为了此着重钻研新材料、新工艺、新的传动装置,从而通过对不同设计方案的优选、分解和组合来产生新的设计方案,不断推出创新设计成果.
(3)核心技术化.各大知名企业均具有其独特的核心技术,并不断创新,努力保持在同行业内的领先地位.现在各大公司均大力钻研开发自己的核心技术,以不断提升自己的产品档次和竞争水平.
(4)模块化和组合化.极短交货期的市场需求要求开展基于网络的协同异地设计技术、并行工程技术钻研,这样可以缩短产品的开发周期.用模块化设计代替传统的整机设计方法,将起重机上功能根本相同的构件、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.到达改善整
机性能,降低制造本钱,提升通用化程度,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.
(5)大吨位的自拆装系统.履带起重机体太笨重在公路上无法自由行走,必须拆卸才
可运输,到达工作地点后再进行组装,需要辅助吊车.为了减少或不用辅助吊车,节省施工
费用,因此研制自拆装系统势在必行.(6)混合型起重机.履带起重机和轮式起重机各有
利弊,将两者取长补短后,混合型起重机应运而生,这也是起重机新型式的大胆尝试与突
破.它集履带起重机桁架臂大起重量、大作业空间的优势和轮式起重机的机动灵活优势于
一体,主要用于大型起重机.
4.结语
我们已经看到世界上工业兴旺国家已经开始进入新的技术革命时代.我国目前仍旧处
在设计、生产周期化阶段,起点低、设备落后,相对兴旺国家落后20年左右.如果我国能
从国外工业开展中得到启示,将可加快我国起重机械工业的开展.
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四、方案(设计方案、或钻研方案、研制方案)论证:
概述:
设计参数:
起重量Q=40t;起升高度H=10m跨度L=30m
有效悬臂左8m右8m;
起升速度v=10m/min;
小车运行速度vc=45m/min;
大车运行速度v=42m/min;
整机工作级别均A5;
机构工作级别M5;
1.吊具选择
采用单吊钩形式,吊钩根据起重量G=40t,机构工作级别M5选用吊钩M32根据吊钩号,
魄择下滑轮组,预估下滑轮组水平932KG
2.钢丝绳选择
钢丝绳是有很细的强度很高的钢丝,按一定的螺距绕成股,再由股绕成绳.
在作为了中小型起重机起升机构使用时,纤维芯钢丝绳在抗拉强度和破断力方面可以满足
使用需求,并且起重机在运送物料时需要卷绕,因此选用纤维芯钢丝绳,以增加使用寿命,
减少更换次数.
3.卷筒选择
起升机构的卷筒是用来卷绕并储存起升绳的.在批量生产的通用中小型起重机中多用铸铁制造的卷筒,一般采用单层卷绕.
单层卷绕卷筒外表切有弧形断面的螺旋槽,以增大钢丝绳与筒体的接触面积,并使钢丝绳在卷筒上缠绕的位置固定,以预防相邻钢丝绳互相摩擦影响寿命.根据任务设计要求采用单层卷绕式的钢丝绳铸造卷筒.
4.电动机选择
我国起重机采用专用的直流和交流电动机.直流电动机的主要优点是调速范围大、过
载水平强、平滑的调速特性和较大的起动、制动转矩.工作电压为了220V和440V.但存在设备费用高、体积大和需要专用的供电电源等缺点,少数冶金起重机和要求在较大范围
内平稳调速的传动机构采用直流电机.
电动机机械局部的强度和刚度设计的足够大,所以电动机的选择主要是电动机热容量
的选择.由于起升机构属于断续周期工作,起升机构电机可认为了是S3工作制..在起重机
械中,一般采用三相交流感应电动机和锥形转子电动机,其工作电压为了220V/380V和
500V.根据机构工作级别,一般选择JZR2、YZRJZRH型3相交流电机.
笼式感应电动机的优点是构造简洁,操纵方便,有较高的转差率,适合于直接启动,价格也廉价,缺点是启动电流大(达额定电流的4〜6倍)和不能承受较多的起动次数.作为了起升机构用电机,需要频繁起动,因此笼式电机不适合选用.
绕线式感应电动机使用的最多.由于这种电动机的转子电路可以外接起动电阻实现起
动调速,起动平稳、起动电流通常不超过额定电流的2〜215倍,且有较高的过载水平.所以这次选用这种电动机.
5.减速器选择
减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置,用来降低转速和增大转矩,以满足工作需要.
在机构设计中,应尽可能选择由减速器制
造厂供货的标准减速器,起重机减速器分为了
ZQ照和Q观两大类,其中Q观又分为了带底座型和三支点支承型(下列图)两种.
Q原列减速器减速比范围宽,机械传动效率高,运转平稳,噪音低,使用寿命长,承载水平高,易于拆检,易于安装.这里选用Q原列标准减速器.
6.制动器选择
制动器是起升机构不可缺少的平安装置,而且要安装在高速轴与卷筒刚性联系的位置.
一般起重机常用的减速器有盘式和瓦块式两种.由于盘式制动器是以平面的摩擦块双
向压到制动盘上产生制动力,制动摩擦力合摩擦受损均匀,更换也方便,所以这里选用盘式制动器.
7.联轴器选择
联轴器是将两个独立的传动部件联系起来,如电动机输出轴和减速器输入轴的连接,
减速器输出轴与卷筒轴的连接等.对这些联轴器的要求,除了能有足够的传递转矩水平外,
还有两个重要的附加要求:
一是安装方便,要求不挪动设备的情况下可以拆卸;二是有一定的径向、轴向和角度向的补偿水平,由于机构的底座制造有误差,或发生了变形,使的这种补偿非常必要.
在电动机输出轴与减速器高速轴之间,选用梅花形弹性联轴器,由于电机输出转速高,
具有冲击和振动,这种类型的联轴器有缓冲减振的作用,另外还有转动惯量小,补偿水平好的优点.
减速器低速轴有卷筒间有较大的转矩,如使用普通齿轮联轴器,尺寸会很大,因此,可以选用近年来设计的卷筒专用齿形联轴器.
五、进度安排:
1起止日期
工作内容
2021.3.1-2021.3.14
阅读文献,消化吸收,撰写开题报告
2021.3.15-2021.3.21
开题报告辩论;同时提交英文翻译
2021.3.22-2021.4.11
完成设计计算
2021.4.12-2021.5.2
修正设计计算书,进行并完成装配图绘制
2021.5.3-2021.5.23
进行并完成零件图绘制
2021.5.24-2021.5.30
整理图纸和计算说明书,
2021.5.31-2021.6.13
撰写毕业设计论文,准备辩论
六、指导教师建议:
签名:
年月日
七、开题审查小组建议:
签名:
年月日
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