橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),橋式起重機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
**** 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
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專 業(yè):
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
設(shè) 計(jì) 題 目:
橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師:
2013 年 3 月 20 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告
1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況,根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料,撰寫(xiě)2000字左右的文獻(xiàn)綜述:
文 獻(xiàn) 綜 述
1. 研究背景和意義
起重機(jī)械用來(lái)對(duì)物料作起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備,它可以完成靠人力無(wú)法完成的物料搬運(yùn)工作,減輕人們的體力勞動(dòng),提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,在工廠、礦山、車站、港口、建筑工地、倉(cāng)庫(kù)、水電站等多個(gè)領(lǐng)域部門(mén)中得到了廣泛的使用,隨著生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大,特別是現(xiàn)代化、專業(yè)化的要求,各種專門(mén)用途的起重機(jī)相繼產(chǎn)生,在許多重要的部門(mén)中,它不僅是生產(chǎn)過(guò)程中的輔助機(jī)械,而且已成為生產(chǎn)流水作業(yè)線上不可缺少的重要機(jī)械設(shè)備,它的發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著積極的促進(jìn)作用。起重機(jī)械是起升,搬運(yùn)物料及產(chǎn)品的機(jī)械工具。起重機(jī)械對(duì)于提高工程機(jī)械各生產(chǎn)部門(mén)的機(jī)械化,縮短生產(chǎn)周期和降低生產(chǎn)成本,起著非常重要的作用。[1]
2. 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
目前,國(guó)內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)大型起重機(jī)的廠家很多。其中以中聯(lián)重科、 三一重工、 柳工和馬尼托瓦克東岳等公司產(chǎn)品系列較全市場(chǎng)占有率較高。中聯(lián)重科在2007年12月宣布實(shí)行品牌統(tǒng)一戰(zhàn)略后現(xiàn)已成功開(kāi)發(fā)了50t~600t履帶式起重機(jī)產(chǎn)品系列。2012年中聯(lián)重科入選全球最具創(chuàng)新力企業(yè)100強(qiáng),居亞洲品牌500強(qiáng)第67位。[2] 就我國(guó)工程起重機(jī)行業(yè)而言,它所面臨的競(jìng)爭(zhēng)將非常嚴(yán)峻,所遇到的困難將很大。[3]當(dāng)前,我國(guó)工程起重機(jī)行業(yè)受產(chǎn)能過(guò)剩、營(yíng)銷手段不規(guī)范、產(chǎn)品同質(zhì)化及經(jīng)營(yíng)成本上升等不利因素制約,導(dǎo)致行業(yè)出現(xiàn)價(jià)格戰(zhàn)、企業(yè)資金鏈問(wèn)題嚴(yán)峻、盈利難度不斷加大等問(wèn)題,龍頭企業(yè)經(jīng)營(yíng)每況愈下,中小企業(yè)面臨生死抉擇,行業(yè)經(jīng)營(yíng)壓力持續(xù)加大。[4]在起重機(jī)行業(yè)近期評(píng)出的全球十強(qiáng)的企業(yè)名單中,中國(guó)占據(jù)了四席,其中全國(guó)最大的工程機(jī)械企業(yè)徐工集團(tuán)位列第三,中聯(lián)重科、三一集團(tuán)、撫挖重工分列第五、第七和第十位。徐工、中聯(lián)重科、三一、撫挖重工的產(chǎn)品已全部突破千噸級(jí)。中國(guó)起重機(jī)行業(yè)在世界舞臺(tái)上將發(fā)揮愈來(lái)愈重要的作用。[5]
盡管我國(guó)目前已經(jīng)成為全球最大的起重機(jī)市場(chǎng),最大的小噸位起重機(jī)產(chǎn)品出口國(guó),但是超大噸位的競(jìng)爭(zhēng)力仍然不足,發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓件以及電控系統(tǒng)仍是發(fā)展阻礙。有關(guān)超大噸位的技術(shù)突破更多寄望于技術(shù)實(shí)力雄厚的國(guó)內(nèi)大型企業(yè),因?yàn)榇髧嵨坏漠a(chǎn)品是技術(shù)導(dǎo)向,中小型企業(yè)恐缺乏技術(shù)沉淀與資金支持。 [6] 2011年上半年工程起重機(jī)行業(yè)高速增長(zhǎng),下半年開(kāi)始下滑,但是全年仍達(dá)到了正增長(zhǎng),其增長(zhǎng)幅度是歷年最低的,另一特點(diǎn)是幾大機(jī)種發(fā)展不平衡,汽車起重機(jī)的下滑是帶動(dòng)全行業(yè)下滑的主要推手。[7]從起重機(jī)的進(jìn)出口來(lái)看,我國(guó)起重機(jī)行業(yè)總體上以出口為主,貿(mào)易順差大,尤其在亞洲有著非常廣闊的市場(chǎng),盡管在技術(shù)上與歐美等國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有一定的差距,但是這并不影響我們成為起重機(jī)的制造大國(guó)。[8]
隨著國(guó)家電力、石化、鋼鐵、交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)入高潮,國(guó)內(nèi)履帶起重機(jī)市場(chǎng)急速擴(kuò)張。起重機(jī)的大型化趨勢(shì)已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的事實(shí)。[9] 目前細(xì)分市場(chǎng)端倪已經(jīng)初現(xiàn),精細(xì)化是企業(yè)未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)方向。因此,根據(jù)客戶需求針對(duì)不同領(lǐng)域的客戶提供專業(yè)化的產(chǎn)品,最大程度上的滿足其特殊需求已經(jīng)成為大多數(shù)品牌企業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。[10] 2013年我國(guó)正在著重研究新型橋式起重機(jī)輕量化設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)。[11]
3. 國(guó)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
目前,在工程起重機(jī)械領(lǐng)域,歐洲、美國(guó)和日本處于領(lǐng)先地位。歐洲作為工程起重機(jī)的發(fā)源地,輪式起重機(jī)生產(chǎn)技術(shù)水平最高。該地區(qū)的工程起重機(jī)械業(yè)主要生產(chǎn)全地面起重機(jī)、履帶式起重機(jī)和緊湊型輪胎起重機(jī),也生產(chǎn)少量汽車起重機(jī)。其中,全路面起重機(jī)、履帶起重機(jī)以中大噸位為主;緊湊型輪胎起重機(jī)則以小噸位為主;汽車起重機(jī)一般為通用底盤(pán)組裝全地面上車,即以改裝為主。其產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、性能高、可靠性高,產(chǎn)品銷往全球。[12]
美國(guó)工程起重機(jī)行業(yè)的技術(shù)水平相對(duì)落后于歐洲。目前該地區(qū)主要生產(chǎn)輪胎起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、全路面起重機(jī)和汽車起重機(jī)。主要生產(chǎn)企業(yè)為馬尼托瓦克公司,特點(diǎn)是技術(shù)較先進(jìn)、性能較高、可靠性能高,其中汽車底盤(pán)技術(shù)和全路面技術(shù)領(lǐng)先于歐洲,產(chǎn)品主要銷往美洲地區(qū)和亞太地區(qū)。
目前世界工程起重機(jī)年銷售額已75億美元左右,主要生產(chǎn)國(guó)為美國(guó),日本,德國(guó),法國(guó),世界頂級(jí)公司有十多家,世界市場(chǎng)主要集中在北美,日本/亞洲和歐洲。[13]歐洲市場(chǎng)是潛力很大的市場(chǎng)。歐洲各工業(yè)國(guó)既是工程起重機(jī)的出口國(guó),也是重要的進(jìn)口國(guó),德國(guó)是最大的歐洲市場(chǎng),其次為英國(guó),法國(guó),意大利等國(guó),在德國(guó)AT產(chǎn)品市場(chǎng)份額中,利勃海爾占53%,格魯夫占16%,德馬泰克占14%,多田野和特雷克斯各占10%和5%。[14]
由于各重點(diǎn)工程向大型化發(fā)展,所需構(gòu)件愛(ài)你和配套設(shè)備重量不斷增加,對(duì)超大型起重設(shè)備的需求日益增長(zhǎng)。德國(guó)廠商在起重機(jī)大型化發(fā)展進(jìn)程中處于領(lǐng)先地位。世界市場(chǎng)中150t以上的大噸位起重機(jī)多數(shù)是由利勃海爾和德馬泰克公司提供的。
起重機(jī)向微型化發(fā)展,是適應(yīng)現(xiàn)代建設(shè)要求而出現(xiàn)的新趨勢(shì)。10年前開(kāi)發(fā)的神鋼RK70(7t)是世界首臺(tái)裝有下俯式吊臂的“迷你”RT產(chǎn)品,目前下俯式吊臂已成為“迷你”起重機(jī)的重要標(biāo)志。 起重機(jī)也將得到很到很大發(fā)展。[15]
4.小結(jié)
起重機(jī)械是起重運(yùn)輸機(jī)械的主要分支,其主要產(chǎn)品范圍包括:輕小型起重設(shè)備(千斤頂、手拉葫蘆、電動(dòng)葫蘆、絞車等);橋架型起重機(jī)(橋式起重機(jī)、門(mén)式起重機(jī)等);臂架型起重機(jī)(門(mén)座起重機(jī)等);塔式起重機(jī);流動(dòng)式起重機(jī)f汽車式起重機(jī)、輪胎式 起重機(jī)、履帶式起重機(jī)等);纜索起重機(jī);升降機(jī)械(升降機(jī)、升降工作平臺(tái)等)。[16]
橋式起重機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和起重運(yùn)輸中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化的重要工具和設(shè)備。它是它是使用范圍最廣、數(shù)量最多的一種起重機(jī)械。隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,各行各業(yè)起重機(jī)械的應(yīng)用越來(lái)越多,起重機(jī)不斷朝著大型化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展。我國(guó)橋式起重機(jī)制造廠和使用部門(mén)在設(shè)計(jì)制造工藝,設(shè)備使用維修、管理方面,不斷積累經(jīng)驗(yàn),不斷改造,推動(dòng)了橋式起重機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告
2.本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段(途徑):
一、 本課題要研究或解決的問(wèn)題是:
橋式起重機(jī)在實(shí)際使用中,結(jié)構(gòu)開(kāi)裂時(shí)有發(fā)生,究其原因是頻繁的超負(fù)荷作業(yè)及過(guò)大的機(jī)械振動(dòng)沖擊所引起的機(jī)械疲勞。通過(guò)查閱資料熟悉橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理,掌握橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,在滿足使用條件的前提下,改進(jìn)橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu),改良主要結(jié)構(gòu)的材料,盡可能的減少起重機(jī)的自重,使起重設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn),定位準(zhǔn)確,安全可靠,技術(shù)性能先進(jìn)。這既符合國(guó)家的能源節(jié)約政策,又能有效的節(jié)約起重機(jī)的開(kāi)發(fā)制造成本。同時(shí)掌握SolidWorks的使用技術(shù)并完成橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)的三維建模,繪制關(guān)鍵零部件的二維工程圖。
二、 研究手段:
1. 通過(guò)查閱各種資料,了解橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu),組成,工作原理;
1) 根據(jù)橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)不同,分為箱型結(jié)構(gòu),四桁架結(jié)構(gòu)和腹板式結(jié)構(gòu)等。根據(jù)起吊裝置不同,分為吊鉤橋式起重機(jī),電磁盤(pán)橋式起重機(jī),抓斗橋式起重機(jī)。
2) 橋式起重機(jī)一般由橋架,裝有升降機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的小車,大車運(yùn)行機(jī)構(gòu),操縱室,小車導(dǎo)電裝置,起重機(jī)總電源導(dǎo)電裝置等組成
2. 掌握橋式起重機(jī)的各種參數(shù),尤其是橋架結(jié)構(gòu)的各種參數(shù);
1)橋式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有:起重量,跨度,起升高度,起升速度,運(yùn)行速度,重量,外型尺寸和工作類型。
2)橋架由主梁,端梁,走臺(tái)等部分組成。
3)在設(shè)計(jì)橋式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)時(shí),必須滿足以下基本要求:
a、橋架的強(qiáng)度和剛度要足夠。要保證橋架的強(qiáng)度,就必須使計(jì)算準(zhǔn)確和主、端梁的截面尺寸選擇恰當(dāng);要保證橋架的整體剛性,就不僅要求主、端梁的剛度必須大些外,而且要求主、端梁之間的連接十分牢固。
b、橋架和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)要配合好,以保證運(yùn)行機(jī)構(gòu)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這就要求支承傳動(dòng)機(jī)。
c、構(gòu)的走臺(tái)要和運(yùn)行機(jī)構(gòu)配合好,并且使走臺(tái)支撐處具有足夠的剛度。
d、橋架和起重小車要配合好。這就要求橋架上的小車軌距、終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)、小車緩沖器擋板等相應(yīng)地與起重小車的車輪中心面間距、開(kāi)關(guān)撞尺、緩沖器等的位置尺寸正確配合。
e、橋架自重要盡可能減輕,因?yàn)闃蚣苁瞧鹬貦C(jī)最沉重的一部分,橋架重量的減輕具有很大的經(jīng)濟(jì)意義。但是,也不能 片面追求重量輕而 影響使用可靠性和整機(jī)的工作性能。
f、在作為系列產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),還應(yīng)盡量做到減少橋架結(jié)構(gòu)各部分組裝件的規(guī)格數(shù)量,以求最大限度的通用性,便于組織成批生產(chǎn)。例如,在產(chǎn)品系列中減少橋架端梁長(zhǎng)度和走臺(tái)寬度的尺寸規(guī)格,不僅有利于制造,而且可以充分利用原材料,因?yàn)樽吲_(tái)寬度是根據(jù)現(xiàn)行生產(chǎn)的網(wǎng)紋鋼板的寬度規(guī)格來(lái)確定的。
g、在滿足使用可靠、制造容易以及維修操作方便的前提下,設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)盡量做到造型美觀。
橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)包括大車輪距,主梁高度,端梁高度,橋架端部梯形高度,主梁腹板高度,主梁界面尺寸,橋架結(jié)構(gòu)的自重以及在主梁上安裝的個(gè)中設(shè)備(小車,操縱室,運(yùn)行機(jī)構(gòu)等)的自重, 大車運(yùn)行歪斜啃軌時(shí)的側(cè)向載荷,起升載荷,主梁垂直方向彎矩和剪力,主梁的上拱度等
3. 根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》設(shè)計(jì)并計(jì)算橋架結(jié)構(gòu)的參數(shù);
4. 橋式起重機(jī)橋架的主端梁設(shè)計(jì)及步驟
(1)主梁、端梁的長(zhǎng)度方向尺寸的確定
根據(jù)橋架結(jié)構(gòu)的自重確定主梁上的載荷分布情況,計(jì)算出小車車輪的輪壓值,再根據(jù)某型號(hào)起重機(jī)的跨度確定大車輪距,從而確定長(zhǎng)度方向尺寸.
(2)主梁內(nèi)力總和
主梁的內(nèi)力總和由主梁的自重,大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的自重,以及小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的自重,起升重物的重量和端梁的支反力組成
(3)主梁強(qiáng)度校核
根據(jù)主梁的載荷分布,計(jì)算主梁的最大彎曲應(yīng)力,查表得出橋架結(jié)構(gòu)金屬材料的最大彎曲應(yīng)力,兩者相比較,前者應(yīng)該小于后者則合適;
再根據(jù)主梁的載荷分布情況計(jì)算出主梁的支撐面所受的最大剪力,查表得出橋架結(jié)構(gòu)堿金屬材料允許的最大剪力,兩者相比較,如果強(qiáng)度條件滿足,則應(yīng)該強(qiáng)者小于后者,否則不滿足強(qiáng)度條件。
(4)主梁剛度校核
先根據(jù)主梁在滿載小車輪壓的作用下,計(jì)算出主梁的最大垂直撓度,再根據(jù)某型號(hào)起重機(jī)的跨度,計(jì)算出最大允許的撓度,兩者相比較,前者小于后者,則滿足條件;
根據(jù)大車起,制動(dòng)條件下的慣性載荷,計(jì)算出主梁產(chǎn)生的水平撓度,跟水平撓度允許值比較,前者小于后者,則滿足;
如果主梁的垂直和水平剛度撓度都滿足條件,則起重機(jī)在無(wú)特殊工作的條件下,起重機(jī)的動(dòng)剛度也滿足條件。
(5)端梁的尺寸的確定
端梁部分又車輪組和端梁架組成,端梁部分主要由上蓋板、腹板和下蓋板組成,端梁又兩段通過(guò)連接板和角鋼用高強(qiáng)度螺栓連接而成。在端梁內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)筋,以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度、大車輪距和小車軌距來(lái)確定。
根據(jù)某型號(hào)起重機(jī)大車的輪距和車輪的直徑確定端梁的總長(zhǎng),由主梁的結(jié)構(gòu)確定端梁的高度,根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)查表,得出端梁蓋板寬度和腹板高度。
(6)端梁的計(jì)算載荷計(jì)算
端梁的載荷組合按II類載荷計(jì)算,端梁受有主梁的最大支撐壓力和橋架偏斜側(cè)向載荷,由主梁自重和滿載小車在梁端極限位置求得,對(duì)端梁產(chǎn)生垂直彎矩和剪力,并認(rèn)為兩主梁的壓力相同。由子小車制動(dòng)慣性載荷和端梁自重的影響很小,通常在計(jì)算強(qiáng)度時(shí)忽略不計(jì)。
(7)端梁接頭的確定及計(jì)算
端梁的安裝接頭設(shè)計(jì)在端梁的中部,根據(jù)端梁輪距K大小,則端梁有一個(gè)安裝接頭。
端梁的接頭的上蓋板和腹板焊有角鋼做的連接法蘭,下蓋板的接頭用連接板和受剪切的螺栓連接。頂部的角鋼是頂緊的,其連接螺栓基本不受力。同時(shí)在下蓋板與連接板鉆孔是應(yīng)該同時(shí)鉆孔。
5.利用SolidWorks建立其關(guān)鍵件的三維模型和工程圖。
7.設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃
2月25日---3月3日 查閱并收集相關(guān)資料
3月4 日---3月11日 完成開(kāi)題報(bào)告初稿
3月11日---3月18日 完善開(kāi)題報(bào)告
3月19日---4月2日 繼續(xù)查閱相關(guān)資料完成全部設(shè)計(jì)構(gòu)思
4月3日---4月10日 橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4月11日—4月18日 確定系統(tǒng)總體方案、方案設(shè)計(jì)
4月19日---4月26日 設(shè)計(jì)與計(jì)算
4月27日---5月10日 橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與繪制
5月11日---5月26日 零件圖設(shè)計(jì)與繪制,編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
5月26日---6月10日 完成設(shè)計(jì)總結(jié) 準(zhǔn)備答辯
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見(jiàn):
該課題是以橋式起重機(jī)橋架為主要設(shè)計(jì)內(nèi)容的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì),具有一定的研究意義,該生通過(guò)查閱資料,對(duì)研究對(duì)象有了初步了解,并應(yīng)用已學(xué)過(guò)的理論知識(shí),確定了設(shè)計(jì)對(duì)象的主結(jié)構(gòu),擬定了橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)步驟,采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),完成主要零部件的設(shè)計(jì)、三維建模和工程圖繪制等。
擬采取的研究方法合理,可行。
同意開(kāi)題。
指導(dǎo)教師:
年 月 日
所在系審查意見(jiàn):
系主任:
年 月 日
收藏
編號(hào):1116234
類型:共享資源
大?。?span id="ugzu7w2" class="font-tahoma">9.49MB
格式:RAR
上傳時(shí)間:2019-10-07
30
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
橋式起重機(jī)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
- 資源描述:
-
橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),橋式起重機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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