起重机开题报告.docx

1、起重机开题报告起重机开题报告淮海工学院2012届毕业设计,论文,学生用表,理工类, 毕业设计(论文)开题报告 理工类 题 目: 25t/40t通用门座式起重机起升机构设计 学 院: 机械工程学院 专业班级: 机械设计制造及其自动化 机械085 学生姓名: 李安 学 号: 070821112 指导教师: 李贵三,教授, 2012年 03 月 03日 淮海工学院2012届毕业设计,论文,学生用表,理工类, 淮海工学院毕业设计,论文,开题报告 1.课题研究的意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 当今中国工业经济处于高速发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。 从古代人们为了建

2、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我国工程机械行业获得了空前的发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

3、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创造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毕业设计的选题不仅可以检验自己的机械专业能力还可以考察创新创造能力。 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。作为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主导履带式起重机和全路面起重机为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35t350t的履带式起重机产品系列。QUY350是抚挖2007年推出的国产首

4、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。 未来的一段时间内起重机的发展将趋于大型化核心技术化模块化和组合化并不断推出创新设计成果 淮海工学院2012届毕业设计,论文,学生用表,理工类, 淮海工学院毕业设计,论文,开题报告 2.课题的基本内容，可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 本课题的基本内容是设计25t/40t吨门式起重机起升机构。驱动装置包括原动机、联轴器、制动器、减速器和卷筒等部件。所采用驱动形式为:电力机械驱动它指外接电源使电动机转动然后经机械传动装置将动力传动到工作机构一种驱动方式简称电力驱动。 基本内容: 一、电动机 ,1,按静功率初选电动机 当起

5、吊的重量为Q,额定起重量与吊钩挂架重量之和KN,、起升速度为V,米/分,则起升机构的请功率为: QvN,千瓦, 静6120,式中:起升机构总的传动效率对于采用齿轮减速器一般取,=0.85, ,电动机的额定功率 ,考虑惯性力的影响kg=0.7,然 kg,NN额静后根据相关资料选取电动机的型号、额定功率以及电机的转速。 根据静功率和机构工作类型的JC%值由电动机的产品目录表N静选择电动机的功率接近静功率而又偏小的电动机。对于吊钩起重机的起升机构属于短时工作又不经常满载考虑到电动机具有一定得过载能力可选择偏小于静功率的电动机,而抓斗起重机的起升机构则应选择接近于静功率的电动机。起升机构一般选用交流绕

6、线式电动机JZR型,只有在工作不太频繁起升速度和功率都不太大的情况下才采用鼠笼式电动机JZ型。在选用JZR型起重用交流绕式电动机时功率可稍低于静功率而选用JZ型起重用交流鼠笼式电动机时因其启动电流大其功率应接近于静功率。 ,2,电动机过载能力校验 起升机构电动机过载能力按下式校验: 淮海工学院2012届毕业设计,论文,学生用表,理工类, HQvP,nu,1000,H n式中: P-在基准接电持续率时的电动机额定功率,千瓦, u - 电动机台数 ,H -基准接电持续率时电动机转矩的允许过载倍数,技术条件规定值或电机厂实际达到值, H -考虑电压降及转矩允差以及静载荷实验超载,实验超载为额定载荷的

7、1.25倍,的系数绕线异步电动机取2.1,笼型电动机取2.2,直流电动机取1.4。 ,3,电动机发热校验 如下式成立则发热校验合格: P,Pn JGCZ式中:P-电动机工作的接电持续率值、值的允许输出功率,千瓦, n P-工作循环中稳态负载平均功率,千瓦,计算公式如下: Qr,PG,n1000, ,4,起动时间验算 电动机的起动时间是根据电动机的平均起动力矩扣除折算到电动机轴上的静力矩用其剩余力矩来克服起动过程中的直线运动质量和回转运动质量的惯性力矩而求的。 在满载起动时由直线运动质量所引起的惯性力并折算到电动机轴上其值为: GvD1M,， 惯直g60t2ai,起Dn,已知 (米/分)代入上式

8、得: v,ai2QDnM, 惯直22375ait,起若以单位米/秒表示起升速度v则 淮海工学院2012届毕业设计,论文,学生用表,理工类, Dn,米/秒, v,60aiDv60将代入上式得: ,ai,n2Qv M,0.975惯直n,t起2GDnGDniii M1.15,惯转i2375t,375it起ii起折算到电动机轴上的静力矩为: QDM,公斤米, 静2ai,至此可以写出起动时期的动力平衡方程式: 221.15GDnQDnii M,M,，起平静22375t375ai,t起起则起动时间为 221.15GDnQDn11 t,，起22375(M,M)375ai,(M,M)起平静起平静对于三相交流电

9、动机: 绕线式 M,(0.5,0.6),Mmax起平额鼠笼式 M,0.(5,，,)Mmax起平起额NM,975式中 电动机在JC%时的额定力矩, 额n其它参数见门式起重机第四篇。 对于起升机构满载起动时间通常为秒。当起重量与起t,1,2起升速度较大时起升时间还可以大些。起动时间过长说明电动机的功率偏小使起重机的生产率降低或者起动不起来,起动时间短说明电动机功率过大会使起动加速度增大惯性载荷增大而影响机构零部件的强度。验算起动时间是否在允许范围内的目的是检查电动机的起动能力是否满足要求。 起动时的平均加速度为: v a,a平平60t起淮海工学院2012届毕业设计,论文,学生用表,理工类, 起动加

10、速度通常是由起重机的使用条件加以限制门式起重机取值为0.1，0.2。 二、减速器的设计 ,1,齿轮的设计 1.传动比i 传动比i等于电动机的转速和卷筒转速之比在电动机选出之后电动机的转速是已知的而卷筒的转速可由起升速度、滑轮组nnv卷的倍率以及卷筒的直径D按下式得: aav转/分 ,n静D于是起升机构的转动比为: ni, n卷然后再根据的大小确定减速器的传动形式。如:8时可采ii用一级齿轮传动840时可分为三级传ii动。一般取每对直齿圆柱齿轮的传动比1.5圈, 11 D-卷筒计算直径,D=D+d,D为卷筒槽底直径d为钢丝绳的直径,。 对于具有伸缩臂的起重机考虑吊臂最大伸缩行程S则其所需卷筒绕绳

11、量为: L,Ha，,，SdZ02五、离合器 根据离合器的安装位置和机构的传动方式选择离合器的型式和确定离合器所传递的扭矩。离合器所传递的扭矩可按下式确定: PDQm ,M02a,i01淮海工学院2012届毕业设计,论文,学生用表,理工类, ，,D，2m，1d式中 钢丝绳卷筒直径当多层卷绕时DDmm而n为卷绕最多的层数, 卷筒至离合器间传动比, i0起重吊钩至离合器间传动效率。 ,2根据离合器计算扭矩设计离合器。 六、制动器 根据制动器的安装位置和机构的传动方式选择制动器的型式和确定制动器的制动力矩。制动器的制动力矩可由下式确定: PDQm= , MK22ain式中 卷筒至制动器间传动比, i0

12、起重吊钩至制动器间传动效率。 ,2根据计算制动器扭矩设计制动器。 七、联轴器的选择 选择联轴器时除要满足电动机、减速器的轴孔安装尺寸外还必须有足够的强度其计算式为: 电动机与制动轮间的联轴器: M,nKMmax1额制动轮以后的联轴器: M,nKMmax1静式中 安全系数起升机构取1.3, n作条件系数轻型取1.0中型取1.1中型取1.2, K1与机构JC%值相应的电动机额定力矩, M额折算到联轴器所在轴上的静力矩。 M静以上公式、参数可见于门式起重机。 具体设计步骤如下: 1.研究具体一直参数: 起重量:25t/40t 工作幅度:9.5m 起升速度:55/25m/min 运行速度26m/min

13、 变幅速度:50m/min 回转速度1.2r/min 起升高度:15-28m 基距/轨距:10.5m/10.5m 淮海工学院2012届毕业设计,论文,学生用表,理工类, 尾部回转半径:8.5m 门架净空高度:6m 最大轮压:300kN 工作风速:20m/s 非工作风速:55m/s 装机容量:550kW 2.传动装置总体设计如:传动方案、总传动比各级传动比、计算各轴的功率转速和转矩。 3.各级传动零件设计包括减速器外的传动零件设计和减速器内的传动零件设计,齿轮传动,根据齿面接触强度或轮齿弯曲强度设计或计算齿轮传动确定其主要参数和结构尺寸。 4.减速器轴及轴承装置的设计:设计减速器轴初步计算轴径选

14、择联轴器和轴承型号并进行轴的结构设计待轴各部分尺寸确定后再作其弯矩和扭矩图进行轴的校核计算选择键联接并进行轴承的校核计算。 5.减速器装配图绘制 设计减速器箱体附件并绘制减速器装配图 6.减速器零件工作图设计、轴类零件工作图、齿轮类零件工作图 7、编写设计计算说明书 可能遇到的困难: 1.怎样适应外载荷多变要求 2.怎样适应迅速改变运动方向要求 3.怎样适应工作速度频繁变化要求 4.怎样适应有冲击振动要求 5.电动机参数的确定和型号的选择 6.总体尺寸的大小设计及在机器中相对位置关系 7.动力装置与传动装置的联结问题 8. 装配图中局部位置的体现 解决方法主要是参考各类相关专业书籍熟悉驱动装置

15、原理和设计原则熟练运用各种公式进行各参数的计算利用绘图软件参考各种类似驱动装置的设计实例学习其计算过程并吸收其精华将各实例的可行之处融入该设计。如无法自行解决则可以与同学讨论或者向指导教师请教。 淮海工学院2012届毕业设计,论文,学生用表,理工类, 3.课题拟采用的研究手段(途径)和可行性分析 计划阶段:提出任务分析对机器的需求确定任务要求。 方案设计:机器功能分析提出可能的解决方案组合几种可能的方案评价决策选定方案。 技术设计:明确构形要求结构化选择材料、决定尺寸评价决策确定结构形状及尺寸零件设计部件设计总体设计。 编制技术文件。 一、本课题以类比参考的方法为主穿插采用其他设计方法进行设计

16、 1.参考相关的对门式起重机小车起升机构驱动装置的设计 2.参考门式起重机回转机构驱动装置的设计 3.参考门式起重机变幅机构驱动装置的设计 4.参考不同吨位的起升机构驱动装置的结构、传动方式 5.类比门座式起重机的小车起升机构驱动装置的设计 6.类比桥式式起重机的小车起升机构驱动装置的设计 7.利用计算机进行图形绘制与总体布局 二、可行性分析: 1.对减速器的设计有一定的掌握 2.运用机械原理的知识可以解决传动及齿轮问题的设计 3.运用力学和机械设计可以对强度刚度等进行校核 4.有已知的参数可以对电动机进行初步选择 5.运用所学几何公差可以解决零件间的配合问题 6.通过对机械制图的学习加上绘图软件的帮助可以完成图形的绘制 7.已经拥有大量有关起重机的书籍、图样可以到图书馆查阅国家标准 8. 参考相关的设计的经验 9.向指导老师协商 总之根据自己已掌握的专业知识和课程设计的经验再加上指导老师的帮助可以完成本课题的设计。 淮海工学院2012届毕业设计,论文,学生用表,理工类, 淮海工学院毕业设计,论文,开题报告 指导教师意见(对课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测) 指导教师(签名) 年 月 日 系审查意见: 系主任(签名): 年 月 日