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起重车设计论文

华北理工大学轻工学院

起重车设计论文

题目：

车间手动液压多段式起重车

学部：

工程教育部

专业：

机械设计

班级：

机械10班

姓名：

温兆琛

学号：

201224191019

指导教师：

郭杨

2015年9月18日

摘要

随着我国制造业的发展，起重机越来越多的应用到工业生产当中。

在工厂中搬运重物，机床上下件，装运工作吊装零部件，流水线上的定点工作等都要用到起重机。

起重机中种数量最多，在大小工厂之中均有应用的就是小吨位的起重机，本次设计就是对小吨位的悬臂梁起重机进行设计，主要设计内容是车间多段式起重车的三维造型结构设计，其中包括横梁结构的布置计算及校核，整体结构稳定性校核，手动液压缸、车轮的选用，以及它的可收缩性。

总之将我们所学的知识最大限度的贯穿起来，使我们学以至用。

因此，以此机型作为研究对象，具有一定的现实意义，又能便于我们理论联系实际。

全面考察我们的设计能力及理论联系实际过程中分析问题、解决问题的能力。

关键词:

多段式起重车；小吨位；强度校核

Abstract

WiththedevelopmentofmanufacturingindustryinChina,moreandmorecranesareusedinindustrialproduction.Inthefactorytocarryheavyloads,machinetools,theloadingandunloadingparts,theassemblylineonthefixedwork,etc..Craneinthenumberofthemost,inthesizeofthefactoryareusedinsmalltonnagecrane,thisdesignistothesmalltonnageofthecranedesign,themaindesigncontentistheworkshopmultisectionofthethree-dimensionalshapestructuredesign,includingthestructureofthebeamandcheck,theoverallstructurestabilitycheck,manualhydrauliccylinder,wheelselection,anditcanshrink.Inshort,theknowledgethatwehavelearnedtomaximizethepenetration,sothatwelearntouse.Therefore,thismodelastheresearchobject,hascertainpracticalsignificance,butalsocanbeconvenientforourtheorytocontacttheactual.Theabilitytoanalyzeproblemsandsolveproblemsintheprocessofdesigningandanalyzingthedesigncapabilityandtheory.

KEYWORDS:

Multisectiontypecrane;Smalltonnage;Strengthcheck

摘要I

AbstractII

第一章绪论1

1.1起重机的发展现状1

1.1.1起重机国内发展现状1

1.1.2起重机国外发展现状2

1.2课题来源2

1.3选题背景3

第二章机构设计主要内容4

2.1起重车设计的总体方案4

2.2横梁的设计及强度校核5

2.3液压缸的选用5

2.4脚轮的选用5

2.5吊钩的选用5

2.6底座支柱的选用6

2.7设计达到目标6

参考文献7

致谢8

第1章绪论

1.1起重机的发展现状

1.1.1起重机国内发展现状

近年来，国产起重机在国际市场崭露头角，主流企业引领行业升级、实现技术突破。

回顾成长的历程：

从2000年到2005年，全球起重机行业处于年复合增长25%以上的高速成长期，其中，中国贡献了最大的增量，汽车起重机销量从1999年开始成倍增长，2003年突破1万台。

继美国上世纪70年中期年产7500台，日本1980年8000台的产量纪录后，中国成为世界第一大起重机生产国。

其间，主流企业实现了两个关键突破，一是规模产能突破1万台，二是创新了适应中国需求的百吨级以下起重机技术，攻克了全地面起重机核心技术，形成了覆盖高中低端的中国技术流派，这一点特别关键，它确立了中国起重机独有的性价比优势。

2005年到2010年，宏观环境呈现重要变化：

各国加大基础建设投资，能源等建设项目带动了大型吊装工艺技术革新，这个过程中主流企业实现三大突破：

一是国际化提速，二是起重机产品结构及品类进一步细分，型谱跨度从5吨覆盖到2000吨级，随车式、汽车式、全地面、履带式、越野轮胎式等得到发展;三是大型化。

中国起重机最大吨位200吨的历史被打破，全球起重机行业完成了从百吨级到千吨级的跨越。

2010年至2013年，宏观经济环境收紧，但供给能力增长了近两倍，主流企业一方面要应对各种竞争压力，同时还要抓住地区结构性变化，在战略布局上实现第二次国际化腾飞，在产品和技术布局上快速抢占超大吨位至高点，中国企业再次展现后发优势，一个个“世界之最”正在或即将诞生，同时一轮以提升用户使用价值为主题的新一代技术革命正在兴起。

1.1.2起重机国外发展现状

目前!

国外专业生产起重机的厂家很多!

德国的主要生产厂家有利勃海尔公司、特雷克斯-德马格公司与森尼波根公司!

美国主要生产厂家有马尼托瓦克公司、林克-贝尔特公司!

日本的主要生产厂家有神钢公司、日立住友公司和石川岛公司!

其中利勃海尔、特雷克斯-德马格、马尼托瓦克、神钢与日立住友等公司产品系列较全!

市场占有率较高。

德国的履带起重机产品讲究高性能、高新技术。

德国利勃海尔公司和特雷克斯-德马格起重机公司的履带起重机代表了国际先进水平。

美国马尼托瓦克公司是世界著名起重机设计制造厂家之一。

它创建于1902年，当时是造船厂1927年开始生产起重机，1988年开始生产制造多种类多型号起重机。

马尼托瓦克生产的履带起重机起重量从45吨到907吨，其中250吨以上履带起重机产品的生产量为全球最大。

日本产品的技术性能与德国产品还是有相当差距，但其进步较快，价格比德国产品更有竞争力，所以它们还是比较适合我国一般履带起重机用户，它们在中国销售的产品规格大都为300吨以下产品，也有少量300吨以上的产品。

总的来说利勃海尔、特雷克斯-德马格、马尼托瓦克和神钢等履带式起重机制造企业实力比较强。

在产品风格上各有千秋，利勃海尔型号相对比较规范，特雷克斯-德马格、马尼托瓦克在特种履带起重机（超大、非标）方面较强，神钢综合能力较强,国外企业由于不是在中国本土生产存在价格高、运输费用高、服务效率低等问题。

给我国用户带来了不便。

1.2课题来源

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，作为物料搬运的重要设备的起重机在现代化生产过程中运用越来越广，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运重物的状况，现在几个按钮就能完成以前做不到或者很难做到的搬运工作，人得到了休息，效率也提高了。

起重机发展历史悠久，种类日益繁多，运用极为广泛。

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。

因此,设计一个简单车间起重车是很有必要的。

1.3选题背景

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。

它对于发展国民经济，改善人们的物质，文化生活的需要都起着重要作用。

随着经济建设的迅速发展，机械化，自动化程度也不断的提高，与此相适应的起重机技能也在告诉发展，产物种类不断增加，使用规模也越来越广。

高层建筑的施工，上万吨级或几十万吨级的大型船只的建造，火箭和导弹的发射，大型电站的施工和安装，大重件的装卸与搬运等，都离不开起重机的作业。

起重机不仅可以作为辅助的出产设备，完成原料、半成品、产物的装卸、搬运，进行机电设备、船体分段的吊运与安装，而且也是一些出产过程及工艺操作中的必需的装备。

再如冶炼金属工业出产中的炉料筹办、加料、钢水浇铸成锭脱模取锭等，必需依靠起重机进行出产作业。

据统计，在国内的冶炼金属、煤炭部门的机械设备总数量或总自重中，起重运输机械约占45%。

起重机是机械化作业的重要的事物基础，是一些工业企业中主要的固定资产。

对于工矿企业、港口码头、车站库场、建筑施工工地，和海洋开发、宇宙航行等部门，现代起重机械结够已向大型、精密、高效、多功能、宜人化的机电一体化发展。

所以说，起重机是各种工程建设中不可缺少的设备，它对减轻劳动强度，节省人力，降低建设成本，提高施工质量，加快建设速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。

第2章机构设计主要内容

2.1起重车设计的总体方案

（1）设计构想多段式起重车的基本结构：

（2）液压缸的安装位置及型号：

（3）总装配图设计：

（4）底座组件的结构、零件图设计：

（5）各零部件型号：

（6）吊臂设计计算：

（7）立柱设计计算：

（8）底座设计计算：

（9）车轮设计计算：

表2-1起重车设计参数

跨度（mm）

1600

起升重量（KG）

300

500

1000

起升高度（mm）

400

300

150

2.2横梁的设计及强度校核

由于设计的起重车为小吨量，所以在满足经济可行的条件下，我选用Q235回型钢。

回型钢总长1600mm，许用应力［σ］弯曲=170Mpa，[τ]=100Mpa。

W70×50型钢的抗弯模量W=265cm3，截面面积A=71.89cm2，惯性矩I=9637cm4，E=105×69。

回型钢所有截面所受剪切力均为G/8=4.65t，故所受切应力为：

τ=4.65×104/（171.89×10-4）pa=2.7Mpa＜[τ]

回型钢的最大弯曲应力发生在两支墩中间处，为:

σ=M/W=（37.2×103×10/8）×4/（265×10-6）=82.12Mpa＜［σ］，故满足强度要求。

H型钢在最大弯曲应力出的挠度为：

vmax=（37.2×103×10/4×83）/（48×210×109×963×10-8）=11.92×10-3m＝11.92mm＜8000/400=20mm,故满足刚度要求。

2.3液压缸的选用

由于设计的起重车为小吨量，我确定出液压缸的型号为：

63号,连接长度为255+S（mm），推程为320mm的手动液压缸。

2.4脚轮的选用

当起重1000KG的重物时，加上机身重量经计算大约为1200KG，采用六个脚轮，其中两个万向脚轮，4个定向脚轮，型号为：

WP13C-125×40GB/TD级，车轮材料为本体金属，轮胎为通用橡胶。

保证安全性的前提下，可以在工厂、车间移动机身。

2.5吊钩的选用

我选用的吊钩型号为钩号05，强度等级为M3，起重量为1t，直柄单钩，LM05-MGB/T3811钢牌材号DG20。

2.6底座支柱的选用

底座和支柱统一为45号回型钢，底座支架可以伸缩，方便收纳，支柱设置了加强拉杆，增强其稳定性。

2.7设计达到目标

在保证结构的强度以及稳定性的情况下悬臂梁起重车在不同的悬挂位置可起重300kg、500kg、1000kg的重物，同时可以移动位置，并且可简单的折叠，方便收纳，经济、简易、方便、实用。

参考文献

[1]姜国,原韶坤，减小惠．国内外起重机的发展趋势[M].北京.内仁科技出版社2008.12:

48-76

[2]成大先．机械设计手册[M]．第五版．北京,化学工业出版社，2010.18-106

[3]吴宗泽、罗圣国．机械设计课程设计手册[M]．第五版.山东.高等教育出版社，2006.5:

13-1123

[4]陈道南、盛汉中．起重机课程设计[M].第四版安徽.冶金工业出版社，2002.6:

22-26

[5]李建功．机械设计[M]．第四版.北京.机械工业出版社，2007.5:

35-68

[6]周开勤．机械零件手册[M]．北京,高等教育出版社，2000.12:

69-72

[7]张质文．起重机设计手册[M]．武汉.中国铁道出版社，1997.4:

175-177。

[8]HOWARDI.SHAPIPO.CranesandDerricks，1980.10:

p46-47

致谢

在本论文的写作中，我也参照了大量的著作和文章，许多学者的科研成果及写作思路给我很大启发，在此向这些学者们表示由衷的感谢。

最后也十分感谢和我朝夕相处的同学们，一起上课一起讨论问题，让我逐渐有了对问题的思考意识，从而更好地规划自己的学业。

四年的求学时光给我留下了美好的回忆，它将成为我今后人生旅途中新的起点。

本论文虽然几经修改，但由于才疏学浅，本文疏漏之处在所难免，还望各位老师批评指正。