机械099设计-桥式起重机小车运行机构设计带CAD图纸.zip

毕业设计开题报告 学 院 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 班级学号 学 生 指导教师 题 目 桥式起重机小车运行机构设计 桥式起重机小车运行机构设计 1 1 综述 1.1 概述 物料搬运成了人类生产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。起重机正经历着一场巨大的变革。 1.2 国内外起重机的发展情况介绍 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 6，500t，最大的履带起重机起重量达 3，000t， 最大的桥式起重机起重量为 1，200t，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，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 桥式起重机小车运行机构设计 2 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。 1.3 国内外起重机发展具体表现以下几个方面： 1.3.1 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。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 桥式起重机小车运行机构设计 3 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。 1.3.2 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门自行移动、 手电门随小车移动、手电门固定、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 桥式起重机小车运行机构设计 4 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%。 1.3.3 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、可编程序控制器、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 200m／min、加速度 0.5m2／s 的情况下很快 桥式起重机小车运行机构设计 5 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