集装箱龙门起重机起升机构传动装置设计【原创含6张CAD图带外文翻译】
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请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 1 页 共 43 页中文摘要集装箱龙门起重机起升机构传动装置设计摘 要:起重机的出现大大改善了人们的生产和生活,它能够提高工作的自动化程度,提高工作效率,有效降低人们的工作强度,完成一些复杂重复性工作。它对于发展国民经济,改善人们的事物起着重要的作用。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。例如在铁路货场装卸火车、汽车,在船厂吊装船舶,在水电站大坝起吊闸门,在港口码头装卸集装箱,在工厂内部起吊和搬运笨重的成件物品,在建筑安装工地进行施工作业,在储木场堆积木材等。龙门起重机起重范围可以从几吨到几十吨甚至几百吨,在机械制造、冶金、钢铁、码头集装箱装运等行业都必须有龙门起重机。而起升机构更是起重机的咽喉设备,它是小车的的重要部分。此次设计的龙门式起重机小车主要包括起升机构、小车架、小车运行机构、吊具等部分。其中的小车运行机构主要由减速器、主动轮组、从动轮组、传动轴和一些连接件组成。关键词:起升机构;传动装置;减速器 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 2 页 共 43 页外文摘要Container gantry crane hoisting mechanism gear designAbstract: The emergence of the crane has greatly improved the peoples production and life, it can improve the degree of automation of the work, improve work efficiency, reduce the intensity of the work of the people, the completion of some complex repetitive tasks. It plays an important role for the development of the national economy and improving peoples things. Many people spend a long time to carry large objects with a crane can easily achieve the desired effect, especially in the role of small-scale moving process cranes are quite obvious. For example, in the railway yard handling train, automobile, ship in the shipyard lifting, lifting gates of the hydroelectric dam in the port loading and unloading containers, within the factory lifting and carrying bulky items into the building installation site construction work in wood storage ground accumulation timber. Gantry cranes lifting can range from a few tons to hundreds of tons or even hundreds of tons, in the machinery manufacturing, metallurgy, iron and steel, pier container shipping industry must gantry cranes. The sky crane hoisting mechanism is sore equipment, it is an important part of the car. The design of the gantry crane trolley lifting institutions, small frame, trolley traveling mechanism, spreader part. Car run institutions by the reducer, driving wheel units and idler wheel units, drive shafts and some connections.Keywords: Hoisting mechanism;gear reducer; 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 3 页 共 43 页目 录1 绪论 .51.1 起重机的定义 .51.2 起重机的工作原理 .51.3 起重机的类型和特点 .61.4 龙门起重机的分类 .61.5 龙门起重机的主要组成 .71.6 龙门起重机的选型特点 .71.7 龙门起重机的发展状况 .71.8 龙门起重机的发展趋势 .72 起升机构传动装置参数及方案确定 .82.1 起升机构的组成 .82.2 起升机构的结构简图 .82.3 龙门起重机参数确定 .102.3.1 基本设计参数 .102.3.2 主要尺寸的确定 .112.4 确定起升机构的传动方案 .112.4.1 方案一 .112.4.2 方案二 .122.4.3 方案三 .123.主要部件的选择与校核 .133.1 吊钩的选择 .133.2 钢丝绳的选择 .143.2.1 根据钢丝绳的捻向分类 .143.2.2 根据绳股的构造分类 .143.2.3 根据绳芯分类 .153.2.4 钢丝绳选用注意事项 .153.3 滑轮的选择 .163.4 选定卷筒尺寸并验算强度 .173.4.1 卷筒直径 .173.4.2 卷筒尺寸 .173.4.3 卷筒壁厚 .18 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 4 页 共 43 页3.4.4 卷筒臂的压力验算 .183.5 电动机的选择 .183.6 制动器的选择 .193.6.1 计算制动力矩 .193.7 联轴器的选择 .194.传动装置-减速器的设计计算 .214.1 计算传动装置分配各级传动比 .214.1.1 起升机构的总传动比 .214.1.2 分配传动装置各级传动比 .214.2 传动装置的运动和动力参数的计算 .214.2.1 输入功率、转速和转矩 .214.2.2 输出功率、转速和转矩 .224.3 减速器传动零件设计 .224.3.1 圆柱齿轮传动的设计计算 .224.3.2 轴的计算 .274.3.3 轴承的选择和计算 .294.3.4 键联接的设计和强度校核 .304.4 减速器润滑方式、润滑油牌号、密封类型的选择和装油量计算 .314.4.1 轴承润滑方式和润滑油牌号的选择 .314.4.2 齿轮润滑方式、润滑油牌号的选择和装油量的计算 .314.4.3 密封类型的选择 .314.5 减速器箱体设计 .314.5.1 减速器箱体的结构设计 .314.5.2 油面位置及箱座高度的确定 .324.5.3 箱体结构的工艺性 .324.5.4 减速器附件的结构设计 .32结 论 .33致 谢 .34参 考 文 献 .35附录 A:Hoist crane metal structure .36附录 B:起重机金属结构 .40 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 5 页 共 43 页1 绪论人类生产活动中物料搬运已成为重要组成部分,距今已有几千年的历史。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动力装置的各种起重机基本形成。|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。起重机正经历着一场巨大的变革。起重机械是用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备。它的出现改变了人类几千年来以手工来搬动重物的状况,现在几个按钮就能完成以前做不到或很难做到的搬运工作,人得到了休息,效率也提高了。起重机械发展历史悠久,种类日益繁多,应用极为广泛。当今国民经济的各个部门,如冶金、机械、交通运输、电力、建筑、采矿、化工、造船、港口、铁路、农场、林区和国防等都离不开起重机械。随着科学技术的进步和经济建设的发展,日益显现出起重机械作为实现生产过程机械化、自动化、减轻体力劳动强度,提高劳动生产率的特种设备的突出地位。现代起重机械结构已向大型、精密、高效、多功能、宜人化的机电一体化方向发展。1.1 起重机的定义起重机是在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械,又称吊车。属于物料搬运机械。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。一个工作循环包括: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需要一定时间,其间各机构在不同时刻有短暂的停息时间。龙门起重机是水平桥架设置在两条支腿上构成门架形状的一种桥架型起重机,龙门起重机的起升机构、小车运行机构和桥架结构,与桥式起重机基本相同。这种起重机在地面轨道上运行,主要用在露天贮料场、船坞、电站、港口和铁路货站等地进行搬运和安装作业。由于跨度大,起重机运行机构大多采用分别驱动方式,以防止起重机产生歪斜运行而增加阻力,甚至发生事故。1.2 起重机的工作原理起重机械的主要任务是起重,而直接承担起重任务的是起升机构,其他机构都是为了扩大起重机的使用范围。最简单的起重机实际上也就仅有一个起升机构。现代的绝大多数起重机,不论他们的型式和用途如何,都是根据同一个工作原理构成的。龙门起重机通常由起升机构(使物品上下运动)、运行机构(使起重机械移动)、回转机构(使物品作水平移动) ,再加上金属机构,动力装置,操纵控制及必要的辅助装置组合而成。随着生产的发展,起重量和起升速度不断提高,因而机构演变日趋完善。 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 6 页 共 43 页1.3 起重机的类型和特点起重机根据结构的不同可以分为:桥架型起重机。可在长方形场地及其上空作业,多用于车间、仓库、露天堆场等处的物品装卸,有梁式起重机、桥式起重机、龙门起重机、缆索起重机、运载桥等。臂架型起重机。可在圆形场地及其上空作业,多用于露天装卸及安装等工作,有门座起重机、浮游起重机、桅杆起重机、壁行起重机和甲板起重机等,这次课题则是龙门式起重机的设计。1.4 龙门起重机的分类(1)普通龙门起重机:这种起重机用途最广泛,可以搬运各种成件物品和散状物料,起重量在 100 吨以下,跨度为 435 米。用抓斗的普通门式起重机工作级别较高。(2)水电站龙门起重机:主要用来吊运和启闭闸门 ,也可进行安装作业。起重量达80500 吨,跨度较小,为 816 米;起升速度较低,为 15 米/分。这种起重机虽然不是经常吊运,但一旦使用工作却十分繁重,因此要适当提高工作级别。(3)造船龙门起重机:用于船台拼装船体,常备有两台起重小车:一台有两个主钩,在桥架上翼缘的轨道上运行;另一台有一个主钩和一个副钩,在桥架下翼缘的轨道上运行,以便翻转和吊装大型的船体分段。起重量一般为 1001500 吨;跨度达 185 米;起升速度为 215 米/分,还有 0.10.5 米/分的微动速度。(4)集装箱龙门起重机:用于集装箱码头。拖挂车将岸壁集装箱运载桥从船上卸下的集装箱运到堆场或后方后,由集装箱龙门起重机堆码起来或直接装车运走,可加快集装箱运载桥或其他起重机的周转。可堆放高 34 层、宽 6 排的集装箱的堆场,一般用轮胎式,也有用有轨式的。集装箱龙门起重机与集装箱跨车相比,其跨度和门架两侧的高度都较大。为适应港口码头的运输需要,这种起重机的工作级别较高。起升速度为 810 米/分;跨度根据需要跨越的集装箱排数来决定,最大为 60 米左右相应于 20 英尺、30 英尺、40 英尺长集装箱的起重量分别约为 20 吨、25 吨和 30 吨。(5)运载桥:由龙门起重机加大跨度发展而成的一种桥架型起重机,又称装卸桥。用于露天贮料场、港口和铁路货站等处。普通运载桥与大型门式起重机的结构相似。特点是:搬运对象主要是大批量的散状物料;跨度大,一般在 30 米以上,有的达 170米;作业频繁,生产率高,一般为 5001500 吨时,工作速度高,起升速度为6070 米分,小车运行速度为 100350 米分,工作级别较高;运载桥的运行机构只用以调整工作位置,是非工作性机构。当跨度较大时,运载桥的桥架支承在一条刚性支腿和一条柔性支腿上。桥架与两条支腿可采用螺栓联接;与柔性支腿的联接也可通过球铰或柱铰,使柔性支腿可相对于桥架有一定范围的偏斜。桥架由桁架梁组成,起重小车在它的上弦杆或下弦杆的轨道上运行。有的小车有回转臂架,相当于一台在桥架上运行的臂架型起重机。在港口岸壁运行的集装箱运载桥,是一种特殊结构的大型起重机,专用于船舶的集装箱装卸工作。两侧一般都是刚性支腿,形成坚固的门架,桥架支承在 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 7 页 共 43 页与门架连成一体的上部构架上。带有集装箱吊具(见跨车)的小车在桥架上运行。伸向海面的长悬臂通常是可俯仰的。非作业状态时,悬臂可吊起在 8085 仰角处,使运载桥让过船舶上的最高点。作业时悬臂放平。也有些悬臂是固定的。1.5 龙门起重机的主要组成龙门起重机通常由起升机构(使物品上下运动)、运行机构(使起重机械移动)、回转机构(使物品作水平移动) ,再加上金属机构,动力装置,操纵控制及必要的辅助装置组合而成。起升机构是起重机的基本工作机构,它们大多是由吊挂系统和绞车组成。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。金属结构是起重机的骨架,主要承载件,门架可为箱形结构或桁架结构,也可为腹板结构,有的可用型钢作为支承梁。1.6 龙门起重机的选型特点龙门式起重机的起重小车若采用电葫芦,称为单梁电葫芦式门式起重机。货运量较小的铁路货场可以采用单梁电葫芦门式起重机。它具有构造简单,上马快等优点。它的缺点是速度低,起重量小(一般在 10 吨以下)。单主梁门式起重机若采用专制小车则称为单主梁小车门式起重机。由于其支腿的形式不同,可分为单主梁 L 形和单主梁 C 形门式起重机。L 形单主梁门式起重机的起重小车多采用垂直反滚轮式 (两支点)小车;C 形单主梁门式起重机的起重小车多采用水平反滚轮式(三支点)小车。垂直反滚轮小车构造简单,维修方便,但其声机构启动和制动是垂直方向跳动比较大水平反滚轮小车工作过程中比较平稳,但维修不太方便。双箱形主梁门式起重机按照支腿的形式又分为 0 型、U 型、A 型和八字腿带马鞍型等几种。1.7 龙门起重机的发展状况龙门式起重机的市场份额越来越大,使用非常广泛,这是产品本身、龙门式起重机厂家以及国家政策等多种因素共同作用下的结果,随着经济的不断发展,国家“一揽子计划”的推动,跟促进了相关行业的发展。起重机的市场需求一年年的上涨,需求量超出了很多起重机生产厂家的预期。虽然起重机市场需求增大,但我们应该清楚地认识到,世界上工业发达国家的技术比我们领先很多。我们在机械设计方面与他们还有很大的差距,我们国家的起重机设计制造行业起点低、设备差,相对发达国家落后几十年。所以我们应该借鉴消化国外技术,完善自己,加快我国起重机械工业的发展。1.8 龙门起重机的发展趋势随着社会的发展,对龙门起重机要求越来越高,需要速度更快,装载量更大,操作更方便,更安全可靠性更强的起重机,另外,新材料的研发及应用也至关重要。起重机部件甚至整体有条件的采用强度更高,重量更轻的材料有利于降低自重,增加载重量。所以其会趋向高速化大型化智能化及新材料的方向发展。 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 8 页 共 43 页2 起升机构传动装置参数及方案确定2.1 起升机构的组成在起重机中,用以提升或下降货物的机构称为起升机构,一般采用卷扬式。起升机构是起重机机中最重要、最基本的机构,其工作的好坏直接影响到整台起重机的工作性能。起升机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮。取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具等多种形式。安全保护装置有超负荷限制器、起升高度限制器、下降深度限制器、超速保护开关等,根据实际情况配用。起升机构有内燃机驱动、电动机驱动和液压驱动三种驱动方式。内燃机驱动的起升机构,其驱动力有内燃机经机械传动装置传给包括起升机构在内的各个工作机构。这种驱动方式的优点是具有自身独立的能源,机动灵活,适用于流动作业的流动式起重机。为保证各个机构的独立运动,整机的传动系统复杂笨重。由于内燃机不能逆转,不能带载启动,需依靠传动环节的离合实现启动和换向。这种驱动方式调速困难,操纵麻烦。属于淘汰类型。目前只在现有少数履带起重机和铁路起重机上应用。电动机驱动是起升机构主要的驱动方式。直流电动机的机械特性适合起升机构工作要求,调速性能好,但获得直流电源较为困难。在大型的工程机械上,常常使用内燃机和直流发电机实现直流传动。交流电动机驱动能直接从电网取得电能,操作简单,维护容易,机组重量轻,工作可靠,在电动机起升结构中被广泛采用。本起升结构采用的启动方式也为电动机驱动。液压驱动的起升结构,由原动机带动液压泵。将工作油液输入执行构件(液压缸或液压马达)使机构动作,通过控制输入执行构件的液体流量实现调速。液压驱动的优点是传动比大,可以实现大范围的无级调速,结构紧凑,运转平稳,操作方便,过载保护性能好。缺点是液压传动元件的制造精度要求高,液体容易泄漏。目前液压驱动在流动式起重机获得广泛的应用。2.2 起升机构的结构简图图(1)为原动机驱动的起升机构的结构件图。电动机 1 通过联轴器 2 与减速器 4 的高速轴相连。机构工作时,减速器的低速轴带动卷筒 7,将钢丝绳 5 卷上或放出,经过滑轮组系统,使吊钩 6 实现上升或下降。机构停止工作时,制动器 3 使吊钩连同货物悬吊在空中。吊钩的升降靠电动机改变转向来实现。 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 9 页 共 43 页图 2-1 起升结构件图为了安装方便与避免高速轴在小车架受载变形时发生弯曲,联轴器 2 应是带有补偿性能的,通常采用弹性柱销联轴器或齿轮联轴器。前者简单并能缓冲,但弹性橡皮圈的寿命不长;后者坚固耐用,应用最广。齿轮联轴器的寿命安装质量有关,并且需要经常润滑。为使布置更方便并增高补偿能力,降低磨损,常将齿轮联轴器制成两个半齿轮联轴器,中间浮动轴或补偿轴连起来。制动器通常装在高速轴上,以减小尺寸,如图(1)所示位置。经常利用联轴器的一个半体兼作制动轮。带制动轮的联轴器半体应当安装在减速轴上,这样,即使联轴器损坏,制动器仍能起作用,保证了安全。有时在高速轴上需要装设两个制动器,则第二个制动器可安装在减速器高速轴另一端,如图(1)虚线所示,或者装在浮动轴的另一个联轴器上。也可以把制动器装设在电动机尾部输出轴上,但这时需要有两端出轴的电动机,所以一般尽量避免。目前也有将制动器放在电动机尾部的壳体内,制成一个组合部件,从而使机构简化紧凑。起升机构的制动器应该是常闭式的。采用块式制动器,装有电磁铁或电动推杆作为自动的松闸装置,与电动机电气联锁。制动器的制动力矩应保证有足够的制动安全系数。在要求紧凑的情况下,也有采用带式制动器的。减速器常用封闭式的标准两级圆柱减速器。在起重较大(超过 80t)的情况下,为得到低速并增大卷筒与电动机间的尺寸,常采用标准的封闭式两级减速器,再增加一对开式齿轮作最后级传动。在要求紧凑的起升机构中,也有采用涡轮减速器的,其缺点是机械效率低。有时采用涡轮减速器是为了尽量减少噪音,例如在载客电梯中。近年来还有采用行星齿轮减速器的,减速器(如 3K 或摆线、渐开线齿形的少齿差行星减速器)装在卷筒的内腔中,电动机和卷筒成同轴线布置,其特点是十分紧凑,但维修不太方便。 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 10 页 共 43 页卷筒通常装在转轴上,使轴承的检查与更换都较方便。卷筒与减速器低速轴可通过特种联轴器相连接,卷筒轴用自位轴承支承于减速器轴的内腔和轴承座中,扭矩由齿轮连接来传递。这种方法紧凑,可靠,分组性好,能补偿减速器轴与卷筒轴间的角度偏差,但减速器低速轴需要带特殊齿形轴端,加工较为复杂。国外有采用鼓形滚子联轴器的,它利用鼓形滚子与两个半圆凹槽的配合实现补偿。由于它不仅能够传递扭矩,同时还能承受很大的径向支承装置。这种布置还省去了卷筒长轴,使重量减轻。当卷筒与开式传动的大齿轮连接时,卷筒端面与齿轮间用沿圆周布置的螺钉联接。在某些需要货物自由下降的起升机构中,卷筒与减速器传动装置间装有摩擦离合器。这时,制动器应装在卷筒上,用来控制自由下降的速度,它应当是可操纵的。卷筒直径一般尽量选用最小值,因为随着卷筒直径的增加,转矩与减速器的传动比也增大了,会引起整个机构的体积过大。但在起升高度较大时,往往增加卷筒直径以求限制其长度。滑轮组型式(单式或双联的)和它的倍率对起升机构的尺寸也有很大的影响。在龙门起重机中采用双联滑轮组。滑轮组倍率的选定对钢丝绳的拉力、卷筒直径与长度、减速器的传动比及总体尺寸都有关系。大起重量采用较大倍率,可以避免采用过粗的钢丝绳。当起重量较小时不宜采用大倍率,因为起重量较小,钢丝绳磨损较大。有时采用增大滑轮组倍率同时相应降低起升速度的方式来提高起重量,可以使起升机构达到通用性,即将同一起升机构用于不同的起重量,这是在系列设计时常采用的方法。在某些情况下,还可能出于其它原因选用较小倍率,如在臂架式起重机中选用较小的倍率可以减少臂架端部的定滑轮的数目。在设计大起升高度的起升机构时,也可以采用减小滑轮组倍率的方法来减小卷筒绕绳量,从而避免多层卷绕或过长的卷筒。2.3 龙门起重机参数确定2.3.1 基本设计参数设计起重机起升机构时需给定的参数有:起重量、工作级别、起升高度和起升速度。起重量对起升机构的组成型式、传动部件的型号尺寸和电动机的驱动功率都有重要影响。在起重机系列设计时,合理选择起重机系列是重要的环节。一般情况下,当起重量超过 10t 时,常设两个起升机构,即主起升机构和副起升机构。主起升机构的起重量大,用以起吊重的货物。副起升机构的起重量小,但速度较快,用以起吊较轻的货物或作辅助性的工作,提高工作效率。此次毕业设计的起重机为 10t,故设一个起升机构。起升速度的选择与起重量、起升高度、工作级别和使用要求有关。中、小起重量的起重机选用高速以提高生产率;大起重量的起重机选用低速以降低驱动功率,提高工作的平稳性和安全性;工作级别高、经常使用、要求生产率高的起重机宜选用高速。反之,工作级别低、用于辅助性工作的起重机可选用低速。用于安装和维修的起重机除低速外, 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 11 页 共 43 页还可备有微速或调速功能。表 2-1 为本起重机起升机构主要参数。表 2-1 本起重机起升结构的主要起重量 10t1 工作幅度 6.521M起升速度 电动机型号 功率 转速2 起升机 构 15m minYZR250M1-8 30 720变幅机构 电动机型号 功率 转速3 变幅机 构 14m minYZR180L-8 11 700旋转机构 电动机型号 功率 转速4 旋转机 构 0.98rpmYZR160M2-6 7.5 940运行速度 电动机型号 功率 转速5 运行机 构 28m/minYZR160M2-6 7.5 9402.3.2 主要尺寸的确定根据起重机设计计算表 1.6、表 1.7、表 1.8 和工作级别 A5 可确定以下参数:载荷状态 Q2(有时起升额定载荷,大部分时间起升中等载荷)名义载荷系数 Kp=0.25利用等级 U5总的工作循环次数 N=5105起重机起升高度为 6.521m.起重机起升速度为 v=15m/min;小车速度 V=28m/min。2.4 确定起升机构的传动方案大多数起重机起升机构的驱动装置都采用电动机轴与卷筒平行布置。初步拟定下列三种方案。2.4.1 方案一当起升机构吊运液态金属及其它危险物品时,需采用双制动器。 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 12 页 共 43 页图 2-2 2.4.2 方案二图 2-32.4.3 方案三图 2-41电动机 2联轴器 3传动轴 4制动器 5减速器 6卷筒 7轴承座8平衡滑轮 9钢丝绳 10滑轮组 11吊钩 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 13 页 共 43 页方案一采用双制动器,当起升机构吊运液态金属及其它危险物品时用这种方案的比较多,而我们所设计的起重机为露天场合常用轻型起重机。方案二在减速器输出端增加了一级开式齿轮传动,减速器传动比较大,此机构起升速度相对较慢,一般用于起重量较大的起重机。我们本次设计课题的起重机起重量为 10t,属于较轻的起重量,要求起升速度和小车行走速度较快。方案三起升机构结构紧凑、简单,安装维修方便,而且变速范围符合设计要求。综合方案一和方案二,最终确定选用方案三。3.主要部件的选择与校核3.1 吊钩的选择吊钩是吊装作业中最常用的取物装置,是各类起重机,也是常用吊索、起重工具、专用吊具上的重要组成部分。根据制造方式,吊钩可分为锻造钩和板式钩,锻造钩一般应用 GB699-1988 中规定的 20 号钢,经锻造和冲压、退火处理,再进行机械加工而成。热处理后要求表面硬度为 95-135HB。锻造可以制成单钩或双钩,单钩主要用在 70 吨以下的起重机上,双钩用在 50-100 吨的起重机上。板式钩一般用在起升重量较大的起重机上,板式钩由厚度为 30mm 成型板片重叠铆合而成。板式钩上有护板,一般用轧制钢制成。板式钩由于其板片不可能同时断裂,所以可靠性好,修理方便。但是板式钩的断面积只能制成矩形,因此钩体的材料不能充分利用。板钩也分为单钩和双钩两种。单钩多用于铸造起重机上。吊钩断面形状有圆形、矩形、梯形和 T 字形等。长钩 短钩吊钩的安全使用规范:(1)新吊钩在使用前,应进行检查,应有制造厂的制造合格证,否则不准投入使用,新吊钩的开口度要进行测量并符合规定。(2)新吊钩应做负荷试验,其检验载荷按起重量的不同而不同,并且测量沟口开口不应超过原开度的 0.25%。(3)对吊钩三个危险断面应用油清洗,用放大镜看有无裂痕;对板式钩应检查其衬 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 14 页 共 43 页套、销子磨损情况。(4)在起重吊装作业中使用吊钩,其表面要光滑,不能有剥裂、刻痕、锐角、接缝和裂纹等确缺陷。(5)吊钩在使用过程中,应进行定期检查,主要检查是否有变形、裂纹、磨损、腐蚀等现象,并做好记录。(6)吊钩不准超负荷作业,吊钩不得补焊。(7)吊钩停止使用时,应对其进行仔细清洗、除锈,上好防锈油放在通风干燥的地方。根据要求查龙门起重机(上) 知锻造单钩适用于起重量为 3-75 吨的起重机,故选择锻单钩,由本次设计起重量 10t 可由表 9-1 查知:D=120mm, O=90mm, B=74, h=115, d=75, d1=70, d0=64, L180, L170, L2=90, m=60, R=14, R1=84, R2=62, R3=155, R4=36, R5=120, R6=125, R7=20, R8=2,重量为 29.5Kg。3.2 钢丝绳的选择钢丝绳是由高强度碳素钢丝围绕绳芯绕捻而成的,被广泛应用于起重作业。其中吊用钢丝绳通常指起重滑轮组使用的起重或牵引绳。具有以下优点:(1)重量轻、强度高、能承受冲击载荷。(2)挠性较高,使用灵活。(3)钢丝绳磨损后,表面会产生许多毛刺,易于检查。破段前有丝断预兆,其整根钢丝绳不会立即断裂。(4)其中作业用钢丝绳成本低。主要缺点刚性大,不易弯曲。起重作业选用的钢丝绳一般为点接触类型,如果配用的滑轮组直径过小或直角弯折,钢丝绳易受损坏且影响安全使用和缩短使用寿命。钢丝绳种类3.2.1 根据钢丝绳的捻向分类(1)交互捻钢丝绳 绳与股的捻向相反,这是常用的钢丝绳,由于绳与股的自行松捻趋势相反,相互抵消,没有扭转打结的趋势,使用方便。根据绳的捻向,又分别有右捻和左捻绳。起重机常用右捻钢丝绳。(2)同向捻钢丝绳 绳与股的捻向相同,有自行松捻和扭转的趋势,容易打结。由于挠性较好。通常用于具有刚性的导轨的牵引。进来在制造工艺中采用预变形的方法,成绳后消除了自行松散扭转的现象。这种绳又称为不松散绳。(3)混合捻钢丝绳 有半数股左旋,另外半数股右旋。这种钢丝绳应用较少。 请充值后下载含图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609第 15 页 共 43 页3.2.2 根据绳股的构造分类(1)点接触绳 绳股中各层钢丝绳直径相同,股中相邻各层钢丝绳捻距不等,相互交叉,在交叉点上接触,因此,点接触绳易于磨损,寿命低。点接触型钢丝绳 线接触型钢丝绳(2)线接触绳 绳股中各层钢丝绳的捻距相等,外层钢丝绳位于里层钢丝之间的沟槽里,内外层钢丝相互接触在一条螺旋线上,改变了接触,增长了寿命,增加了挠性。相同直径的钢丝绳,线接触型比点接触型的金属断面面积大,因而承载能力大。(3)面接触绳 股与股之间形成面接触,制作工艺复杂,多用于缆索起重机和架空索道的支撑缆索。3.2.3 根据绳芯分类按绳芯的不同有麻芯、棉纱芯、石棉芯和软钢心,其中带浸油麻芯及棉纱芯的钢丝绳比较软,容易弯曲,芯中含油可经常润滑钢丝,但不耐高温高压;带石棉芯的钢丝绳耐高温;带软钢芯的钢丝绳能耐高温高压,但芯硬不易弯曲。使用要根据具体条件选用。根据绳股数和每股中钢丝绳数量分类按绳股数和每股中钢丝绳数量的不同表示,例如常用普通结构钢钢丝绳中分为67、77、619、637、 661 等种类(前者数字表示股数,后者数字表示每股丝数) 。钢丝绳中钢丝越细越不耐磨,但比较柔软,弹性较好,钢丝绳越粗越耐磨,但比较不易弯曲,故应视不同用第 1 页 共 7 页附录 A:Hoist crane metal structureFlows -like in the hoist crane, the majority of tire hoist crane, the crawler crane as well as the partial autohoist and special-purpose flows -like the hoist crane, all installs has clothes rack the bracket arm, and through lifts using its peak block and tackle installs changes lifts the steel wire position, thus realization heavy item fluctuation; Again changes its height of lift and the working radius through the change clothes rack bracket arm length and the angle of tilt. Therefore, maintenance clothes rack bracket arm incompleteness is extremely important. Because the hoist crane rises and falls the heavy item work content the multiplicity and all kinds of work environment, as well as the hoist crane pilot operational level high low status reason (has also contrary operation), these can create clothes rack the bracket arm varying degree damage, even folds the arm or the personnel casualtyOn clothes rack the bracket arm steel pipe is specially in the welding place, very easy to appear the crack; This must examine carefully, when necessity applies the magnifying glass careful observation. According to we many year experiences, is very small when the crater place crack, must carry on the regular track inspection, gazes at the crack closely the development change, in order to take the measure promptly. When crack width as big as 1mm above, should the prompt patching. The concrete method is, carries on first to the crack place original crater polishes, removes how many to regard the special details to decide; Then carries on the patching; Finally renovates well then.When the pit depth achieved the steel pipe the arm thick size, also the pit distortion diameter achieves when 25mm (diameter for 25mm) and a straightedge, if the pit position in clothes rack on the bracket arm steel pipe surface, then defers to the method which shown in Figure 1 to determine the pit the depth, soon chooses the good steel ball to put in the pit, if the steel ball apex up just could with right angle under along the contact, we be possible to regard the steel ball by now the diameter for the pit depth. If the pit position in the steel pipe side or under, after may use the butter to stick to first the steel ball carries on again the survey. To this kind of maintenance damage, the available general material quality and the original steel pipe same steel pipe welding reinforcement, namely takes section of steel pipes to divide into along the middle 第 2 页 共 7 页line two half, builds its nose the incline, has exempted the crater to be vertical to clothes rack the bracket arm steel pipe length direction. Must treat in front of welding the original clothes rack bracket arm steel pipe above welds place paints polishes cleanly front, prepares for weldsWhen clothes rack the bracket arm simple root steel pipe surface damage quite is serious, should adopt its damage serious section of steel pipes removes, welds section of steel pipes the method to carry on processing, but must add on a section inside the steel pipe to strengthen the steel pipe. Front in order to cause to weld strengthens the steel pipe to be able the smooth insertion to remove in a section of clothes rack bracket arm steel pipe, strengthens the steel pipe to be supposed to make the similarly long two sections, and uses the thread successively and welds two ways to carry on the connection. Strengthens steel pipe L1 and L2s length must a section of short 20mm which removes compared to clothes rack the bracket arm steel pipe, also its outer diameter should compared to clothes rack bracket arm steel pipe inside diameter small 2040 m, cause to strengthen the steel pipe both to be possible to move in clothes rack the bracket arm steel pipe and no longer becomes less crowded. Will strengthen steel pipe L1 and L2 first inserts clothes rack in separately the bracket arm steel pipe, and will use them the screw joint not to be able to get up, then will screw tight causes two shoulders to depend on strictly, will hold looks strengthens the steel pipe after the position, after will occupy separately its screwtop the position, separately and two will weld its screwtop place the jail already to be possible. Clothes rack the bracket arm steel pipe crater must make the incline, when the steel pipe spool thread perpendicular line included angle for 1030 between, like the damage is the multi-root steel pipe, should choose 10. Here, again earnestly surveys clothes rack the bracket arm steel tube welding good after actual gap size, and refers to the shape which shown in Figure 2, the next section of steel tubing material, the both sides make 30 inclines, cuts open the welding along among in clothes rack in the bracket arm steel pipe gap; Finishing touch, paints thenThis time, 4 steel pipes all must weld, therefore should defer to Figure 4 requests the vehicle to make 4 inside diameters to strengthen the tube, after the inside diameter strengthens wall thickness which the tube turning remains to be supposed not to be bigger than clothes rack the bracket arm steel pipe thickness, the middle crater slope must be able to satisfy the strength 第 3 页 共 7 页of a weld the need. At the same time, the entire clothes rack bracket arm 4 steel pipe welding position must stagger, cannot in the identical lateral section, also each steel pipe crater in its spool thread perpendicular line included angle should be 10.Welds repairs time must pay attention: Chooses the appropriate welding rod and the material quality reasonable strengthens the steel pipe; Also must pay attention to the ambient temperature in the fall winter season and weld the explanation labor embryo clamping apparatus and so on to entire to weld repairs the quality the influence, as well as the welding circumference welded joint do not have to be vertical with the original steel pipe length direction.The weak clothes rack bracket arm goes against the sheave pintle the wearing capacity to surpass the full size time 5%, namely should replace. When examination, clothes rack the bracket arm will place in a bearing point, will cause to lift the steel wire to relax, the hand will push the pulley if will rock the quantity to be very big, will have to dismantle with the ruler surveys, otherwise added an oil to be possible.To connects the crown arm festival (lift hook block and tackle), the middle arm festival (expands and contracts cylinder fixedly), the foundation arm festival (with turnplate, amplitude cylinder, keeps off cord pulley axis) and so on place to sell the axis also to have to inspect frequently. When its wearing capacity achieved when full size 5%, must replace promptly. When inspection, also is places clothes rack the bracket arm in a bearing point, dismantles one, inspects one, again installs one, by root inspection, until checkoff.Inspects the lift hook the mark and guards against escapes installs whether conforms to the requirement, flaws and so on lift hook whether there is crack, stripping; The lift hook cross section wears, the aperture increase, the torsional deflection, whether exceeds the allowed figure; The lift hook pate and the superficial whether there is weary distortion, the crack and do the correlation sell the axis, the wrap attrition situation. The inspection steel wire specification, the model and the pulley reel matches whether conforms to the design requirement. Steel wire steel wire attachment systems and so on fixed end clamp, line anchor, agreement block whether conforms to the requirement. The steel wire attrition, breaks the silk, the kinking, compressing, the bend, breaks the stock, the corrosion and so on whether exceeds the allowed figure. 第 4 页 共 7 页Brake establishment, brake pattern whether conforms to the design requirement, brake flaws and so on tension bar, spring whether there is weary distortion, crack; Sells the axis, the spindle, the brake pulley, the brake lining plate whether wears exceeds the allowed figure, hydraulic brake whether oil leak; Applies the brake the gap adjustment, whether brake power conforms to the requirement. The reel body, does the tube reason whether there is fatigue cracking, damage and so on the situations; The rope trough and the tube wall wears whether exceeds the allowed figure; Whether the reel wheel rim highly and does the steel wire twine the layer to match; Guide rope, wireline guide working condition whether conforms to the requirement;Whether the pulley is equipped with guards against escapes the rope trough installment; Pulley rope trough, wheel rim whether has the crack, the ragged edges, the attrition exceeds the allowed figure and so on the conditions, the pulley rotates whether nimbly. The speed reducer moves when whether there is fierce metal fricative, vibration, shell radiation and so on unusual sound; Whether the axial-tab terminal does seal complete, whether the set bolt does have conditions loosely and so on damage; The speed reducer lubricating oil choice, the oil level height, the vertical speed reducer gun movement, opens the type gear drive lubrication and so on whether conforms to the requirement. Wheel roller face, wheel axle whether has the fatigue cracking phenomenon, the wheel roller face wheel axle wears whether exceeds the allowed figure. Whether in the movement appears gnaws the axle phenomenon. Creates gnaws the axle the reason is any. Does the shaft coupling components whether there is damage, the connection become less crowded, movement impact phenomenon. The shaft coupling, sells the axis, the axis cotter hole, the cushion oak rubber or plastic rings wears whether exceeds the allowed figure. The shaft coupling with two parts which connects whether concentric。第 5 页 共 7 页附录 B:起重机金属结构流动式起重机中,大部分轮胎起重机、履带起重机以及部分汽车起重机和专用流动式起重机,都安装有桁架臂,并利用其顶端的滑轮组通过起升装置来改变起升钢丝绳的位置,从而实现重物的升降;再通过改变桁架臂的长度和倾斜角度来改变其提升高度和工作半径。因此,保持桁架臂的完好是非常重要的。因为起重机升降重物作业内容的多样性和各式各样的作业环境,以及起重机驾驶员操作水平的高低等原因(有的还违规操作),这些都会造成桁架臂不同程度的损伤,甚至折臂或人员伤亡。在桁架臂钢管上特别是在焊接处,很容易出现裂纹;这要仔细地查看,必要时应用放大镜仔细观察。根据我们多年的经验,在焊口处的裂纹很小时,就要进行定期跟踪检查,密切注视裂纹的发展变化,以便及时采取措施。当裂纹的宽度大到 1mm 以上时,就应及时补焊。具体的方法是,先对裂纹处的原焊口进行打磨,去掉多少则视具体情况而定;然后进行补焊;最后整修好即可。当坑的深度达到钢管的臂厚尺寸、且坑的变形直径达到 25mm 时(直径为25mm)和一把直尺,如果坑的位置在桁架臂钢管的表面上,即可按照图 1 所示的方法测出坑的深度,即将选好的钢球放入坑中,如果钢球的上顶点刚好能与直角的下边沿接触,这时我们就可以视钢球的直径为坑的深度。如果坑的位置在钢管的侧面或下面,可先用黄油将钢球粘住后再进行测量。对这种维护的损伤,可用一般材质与原钢管相同的钢管焊接加固,即取一段钢管沿中心线分成两半,将其端部修成斜面,已免焊口垂直于桁架臂钢管的长度方向。在焊前须将原桁架臂钢管上面待焊处的涂漆打磨干净,做好焊前准备。当桁架臂单根钢管表面的损伤比较严重时,应该采取将其损伤严重的一段钢管去掉、重新焊上一段钢管的方法进行处理,但在钢管里面必须加上一段加强钢管。为使焊前加强钢管能顺利的插入已去掉一段的桁架臂钢管内,加强钢管应做成同样长的两段,并先后采用螺纹和焊接两种方式进行连接。加强钢管L1 和 L2 的长度须比桁架臂钢管去掉的一段短 20mm,且其外径应比桁架臂钢管的内径小 2040m,以使加强钢管在桁架臂钢管内既可以移动又不再松动。先将加强钢管 L1 和 L2 分别插入桁架臂钢管内,并将它们用螺纹连接起不来,然第 6 页 共 7 页后拧紧使两轴肩靠严,持找准加强钢管所在位置后,分别将其螺口处在位置后,分别将其螺口处和两头焊牢既可。桁架臂钢管的焊口要做成斜面,与其钢管轴线垂线夹角为 1030之间,如损伤的为多根钢管时,应选择 10。至此,再认真测量桁架臂钢管焊好后的实际缺口尺寸,下一段钢管料,两端做成 30 斜面,沿中间剖开焊接在桁架臂钢管的缺口上;最后修整,涂漆即可。此时,4 根钢管都要重新焊接,因此应按照图 4 的要求车制 4 根内径加强管,内径加强管车削后所剩的壁厚应不大于桁架臂钢管的厚度,中间的焊口坡度要能满足焊接强度的需要。同时,整个桁架臂 4 根钢管地焊接位置要错开,不能在同一个横截面上,且每根钢管的焊口于其轴线垂线的夹角应为 10。焊修时须注意:选择合适的焊条和材质合理的加强钢管;在秋冬季节还要注意环境温度及焊解释工胎卡具等对整个焊修质量的影响,以及焊接的圆周焊缝不要和原钢管的长度方向垂直。弱桁架臂顶上滑轮轴的磨损量超过原尺寸的5%时,即应更换。检验时,将桁架臂放在一个支承点上,使起升钢丝绳放松,手推滑轮如果晃动量很大,就须拆下用尺来测量,否则加些油就可以了。对连接顶部臂节(吊钩滑轮组)、中间臂节(伸缩缸固定)、基础臂节(与转台、变幅缸、挡绳滑轮轴)等处的销轴也要经常检查。当其磨损量达到原尺寸的 5%时,须及时更换。检查时,也是将桁架臂放在一个支承点上,拆下一根,检查一根,再安装一根,逐根检查,直至检查完毕。检查吊钩的标记和防脱装置是否符合要求,吊钩有无裂纹、剥裂等缺陷;吊钩断面磨损、开口度的增加量、扭转变形,是否超标;吊钩颈部及表面有无疲劳变形、裂纹及相关销轴、套磨损情况。检查钢丝绳规格、型号与滑轮卷筒匹配是否符合设计要求。钢丝绳固定端的压板、绳卡、契块等钢丝绳固定装置是否符合要求。钢丝绳的磨损、断丝、扭结、压扁、弯折、断股、腐蚀等是否超标。制动器的设置,制动器的型式是否符合设计要求,制动器的拉杆、弹簧有无疲劳变形、裂纹等缺陷;销轴、心轴、制动轮、制动摩擦片是否磨损超标,液压制动是否漏油;制动间隙调整、制动能力能否符合要求。卷筒体、筒缘有无疲劳裂纹、破损等情况;绳槽与筒壁磨损是否超标;卷筒轮缘高度与钢丝绳第 7 页 共 7 页缠绕层数能否相匹配;导绳器、排绳器工作情况是否符合要求。滑轮是否设有防脱绳槽装置;滑轮绳槽、轮缘是否有裂纹、破边、磨损超标等状况,滑轮转动是否灵活。减速机运行时有无剧烈金属摩擦声、振动、壳体辐射等异常声音;轴端是否密封完好,固定螺栓是否松动有缺损等状况;减速机润滑油选择、油面高低、立式减速机润滑油泵运行,开式齿轮传动润滑等是否符合要求。车轮的踏面、轮轴是否有疲劳裂纹现象,车轮踏面轮轴磨损是否超标。运行中是否出现啃轨现象。造成啃轨的原因是什么。联轴器零件有无缺损,连接松动,运行冲击现象。联轴器、销轴、轴销孔、缓冲橡胶圈磨损是否超标。联轴器与被连接的两个部件是否同心。
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