3116 龍門(mén)式可行走小型提升機(jī)

3116 龍門(mén)式可行走小型提升機(jī),龍門(mén),可行,小型,提升,晉升 1龍門(mén)式可行走小型提升機(jī)1 緒論在科學(xué)突飛猛進(jìn)的時(shí)代，在卸載中等重量的貨物時(shí)，提升機(jī)械變得尤為重要，它可以垂直升降重物，并可使重物做短距離的水平移動(dòng)，以滿足重物的裝卸、運(yùn)輸、安裝作業(yè)的要求。它對(duì)減輕繁重的體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化具有重大意義。龍門(mén)式可行走小型提升機(jī)適用于機(jī)械企業(yè)、港口碼頭、車(chē)站倉(cāng)庫(kù)、建筑工地等各個(gè)工業(yè)部門(mén)。1.1 國(guó)內(nèi)提升機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r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，以中眹重科、三一重工、撫挖等公司產(chǎn)品系列比較齊全，市場(chǎng)占有率較高。中眹重科在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。作為中國(guó)起重機(jī)行業(yè)的領(lǐng)跑者，徐州重型機(jī)械有限公司現(xiàn)在已經(jīng)形成了以汽車(chē)起重機(jī)為主導(dǎo)i，履帶式起重機(jī)和全路面起重機(jī)為側(cè)翼強(qiáng)勢(shì)推進(jìn)的龐大型譜群。國(guó)內(nèi)最具歷史的履帶式起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)撫挖現(xiàn)已擁有35t～350t的履帶式起重機(jī)產(chǎn)品系列。QUY350是撫挖2007年推出的國(guó)產(chǎn)首臺(tái)350t履帶式起重機(jī)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)350t起重機(jī)產(chǎn)品型譜的空白。三一科技自2004年初進(jìn)入履帶式起重機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域至今，已成功開(kāi)發(fā)出50t～900t共10個(gè)型號(hào)的全系列產(chǎn)品并全部實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售。其900t履帶式起重機(jī)順利下線，標(biāo)志著我國(guó)在大型、超大型履帶式起重機(jī)的順利下線，標(biāo)志著我國(guó)在大型、超大型起重機(jī)自主研發(fā)領(lǐng)域已走在亞洲前列，成為目前亞洲最大噸位的履帶式起重機(jī)。據(jù)悉，目前三一科技已具備3200t一下履帶式起重機(jī)的開(kāi)發(fā)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外起重機(jī)行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)高速發(fā)展，給起重機(jī)管理工作提出了新的要求。如起重機(jī)的操縱控制已由司機(jī)室作業(yè)發(fā)展到遙控，一改由司機(jī)操作為起重工或其他生產(chǎn)工人在工作位置借助于微型攜帶式控制臺(tái)，運(yùn)用遙控系統(tǒng)命令起重機(jī)動(dòng)作。如前蘇聯(lián)亞歷山大起重運(yùn)輸設(shè)備廠，已將遙控系統(tǒng)運(yùn)用于通用橋式起重機(jī)上；別爾戈羅德金屬結(jié)構(gòu)廠將原有臺(tái)雙小車(chē)橋式起重機(jī)全部采用了2遙控系統(tǒng)。另外一點(diǎn)是由常規(guī)的繼電器控制裝置發(fā)展到利用微機(jī)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)或自動(dòng)化控制。先進(jìn)技術(shù)的研究與應(yīng)用對(duì)人機(jī)管理問(wèn)題更有著重要性。6起重機(jī)遙控技術(shù)和微機(jī)控制系統(tǒng)的操作與維護(hù)，只有受過(guò)專門(mén)訓(xùn)練和考核合格的人員才能勝任。制定操作保養(yǎng)人員的培訓(xùn)大綱，嚴(yán)格培訓(xùn)教育，考核合格上崗等實(shí)施的教育管理，也是為了適應(yīng)先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。所以，我們要充分認(rèn)識(shí)起重機(jī)管理現(xiàn)狀，重視起重機(jī)管理在企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中的重要性。發(fā)能力。1.2 國(guó)外提升機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀目前，國(guó)外專業(yè)生產(chǎn)大型起重機(jī)的廠家很多。其中利勃海爾、特雷克斯—德馬格、馬尼托瓦克與神鋼等公司產(chǎn)品系列較全，市場(chǎng)占有率較高。利勃海爾公司的產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、工作可靠，其生產(chǎn)的 LR 系列履帶起重機(jī)最大起重量已達(dá)1200t。其桁架臂履帶式起重機(jī)系列在 2007 年又喜添新產(chǎn)品 LR1600/2,使其產(chǎn)品型譜更加完善。德馬格公司主要生產(chǎn)起重量從 50t～1600t 的 CC 系列履帶式起重機(jī)。最近推出了世界最大的履帶式起重機(jī) CC8800—1.雙臂新增功能套件使其起重能力達(dá)到 3200t。馬尼托瓦克公司團(tuán)推出了新研發(fā)的 31000 型履帶式起重機(jī)。其獨(dú)特的創(chuàng)新是可變位配重(VPC)。與使用普通的吊運(yùn)能力增強(qiáng)附件相比，可大量減少所需的地面準(zhǔn)備工作。此外，配備可變位配重的起重機(jī)能夠起吊和運(yùn)送所有等級(jí)的額定負(fù)荷，可以很方便地在工地上移動(dòng)。日本作為二戰(zhàn)后崛起的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)，輪式起重機(jī)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)雖然起步較晚（起步于 20 世紀(jì) 70 年代） ，但發(fā)展很快，很受亞太市場(chǎng)的歡迎；同時(shí)，日本通過(guò)收購(gòu)的手段來(lái)更新技術(shù)，加快發(fā)展速度，如日本多田野收購(gòu)德國(guó)法恩底盤(pán)公司來(lái)發(fā)展其全路面技術(shù)。日本主要生產(chǎn)汽車(chē)起重機(jī)、履帶起重機(jī)、越野輪胎起重機(jī)、全路面起重機(jī)，其中越野輪胎起重機(jī)產(chǎn)量最大，汽車(chē)起重機(jī)的產(chǎn)量次之，呈減少趨勢(shì)，全路面起重機(jī)的產(chǎn)量最少，呈上升趨勢(shì)，主要生產(chǎn)企業(yè)為多田野、加藤、神鋼、日立、小松等。產(chǎn)品特點(diǎn)是技術(shù)水平、性能、可靠性落后于歐美水平，40% 的產(chǎn)品用于出口歐洲作為工程起重機(jī)的發(fā)源地，也是經(jīng)濟(jì)非常發(fā)達(dá)的地區(qū)，代表輪式起重機(jī)的最高水平，最負(fù)盛名的生產(chǎn)企業(yè)有利勃海爾、德馬克，3同時(shí)還有森內(nèi)博根、德國(guó)格魯夫、多田野·法恩、波塔恩、奧米格、里格、PPM等著名企業(yè)，該地區(qū)主要現(xiàn)狀為：主要生產(chǎn)全地面起重機(jī)、履帶式起重機(jī)，緊湊型輪胎起重機(jī)，也生產(chǎn)少量汽車(chē)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(chē)起重機(jī)一般為通用底盤(pán)組裝全地面上車(chē)，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)品遍布全球。美國(guó)工程起重機(jī)相對(duì)落后于歐洲水平。近年來(lái)，通過(guò)收購(gòu)和合并的手段，先是格魯夫收購(gòu)了歐洲老牌起重機(jī)企業(yè)克虜伯公司，然后特雷克斯收購(gòu)了德國(guó)德馬克；隨后，馬尼托瓦克兼并了包括美國(guó)格魯夫公司在內(nèi)的國(guó)內(nèi)大部分工程起重機(jī)企業(yè)，使美國(guó)工程起重機(jī)行業(yè)得以蓬勃發(fā)展。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(chē)起重機(jī)。主要生產(chǎn)企業(yè)為馬尼托瓦克，特點(diǎn)是技術(shù)較先進(jìn)、性能較高、可靠性能高，其中汽車(chē)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(xiāo)往美州地區(qū)和亞太地 區(qū)。 2 整機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理2.1 整機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：1-主梁 2-卷?yè)P(yáng)機(jī) 3-支架 4-減速器 5-聯(lián)軸器 6-半齒輪減速器 7-電機(jī) 8-大車(chē)運(yùn)行4機(jī)構(gòu)2.2 工作原理此提升機(jī)主要用于卸妝貨物，首先由提升機(jī)構(gòu)卷?yè)P(yáng)機(jī)把貨物提升至貨物須至的高度，然后可以由滑車(chē)左右進(jìn)行移動(dòng)；同時(shí)整個(gè)機(jī)構(gòu)可以行走，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，通過(guò)聯(lián)軸器和減速器的浮動(dòng)軸連接，減速后，再通過(guò)半齒輪減速器和大車(chē)的主動(dòng)軸連接，驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)行。2.3 基本參數(shù)（1）主梁的跨度為 4m，總長(zhǎng) 4.32m ；支架高為 4.295m; 橫梁長(zhǎng)為 2.5m（2）提升貨物為 2 噸，卷?yè)P(yáng)機(jī)整機(jī)重 600kg（3）提升速度為 8m/min(4) 滑車(chē)左右移動(dòng)的速度為 20m/min（5）大車(chē)車(chē)輪滾動(dòng)速度為 30.6m/min（6）電機(jī)型號(hào)：卷?yè)P(yáng)機(jī) Y132M-4，7.5KW，1440r/min滑車(chē) ZDM112-4F1，0.5kw ，1380r/min大車(chē) YZR132M2-6,3.7KW,908r/min3 主梁的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算3.1 主梁的技術(shù)要求根據(jù)貨物總重 Q1=2000kg 卷?yè)P(yáng)機(jī)整機(jī)重量 Q2=600kg 則所要提升的總重為 Q=2600kg 則主梁至少要承受的拉力 F=2600x9.8=25.48KN3.2 主梁的受力分析及校核計(jì)算3.2.1 主梁受力示意圖及校核:5由靜力平衡方程 ∑MB=0,Fb-FRAL=0∑MA=0,FRB-Fa=0 求的反力 FRA=Fb/ L FRB=Fa/L以主梁的左端為坐標(biāo)原點(diǎn)，選取坐標(biāo)系，集中力 F 作用于 C 點(diǎn)，梁在 AC 與 BC 段的剪力圖和彎矩圖不同，因分段考慮。在 AC 段內(nèi)距原點(diǎn)為 x 為任意的截面，截面以左只有外力 FRA,根據(jù)剪力和彎矩的計(jì)算方法及規(guī)則，可以分別畫(huà)出剪力圖和彎矩圖，如下所示：3.2.2 剪力圖：63.2.3 彎矩圖：Fs(x)=Fb/L (025.48KN滿足要求最大彎矩：計(jì)算公式：Mmax=Wf22b 工字鋼截面模量：8W=1/6H[BH3-(B-b)h3 ]=325cm3型鋼抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：210N/mm2Mmax=325cm3x210N/mm2=68.25KN.m>25.48同理滿足要求。4 卷?yè)P(yáng)機(jī)及滑車(chē)電機(jī)的選擇4.1 選取外購(gòu)卷?yè)P(yáng)機(jī)取提升機(jī)的跨度為 4m，起升重量為 2 噸，卷?yè)P(yáng)機(jī)的起升機(jī)構(gòu)的起升速度為 8m/min由所提升的重量及速度可查，JM2 可滿足要求，基本技術(shù)參數(shù)如下表：上表可知，電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y132M-4，功率為 7.5kw，整機(jī)重量為 600kg。94.2 電機(jī)的選擇滑車(chē)在主梁上的滑動(dòng)速率為 20m/min, 大車(chē)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪在軌道上的滑行速度為30.6m/min。同理可以選取配套的滑車(chē)的電動(dòng)機(jī)，即小車(chē)的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 ZDM112-4F1，轉(zhuǎn)速為1380r/min，功率為 0.5kw。10滑車(chē)及卷?yè)P(yáng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖如下：5 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)5.1 軸的材料和熱處理的選擇由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的圖表查的，可以選 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，σb=637MPa,[σ-1]=59MPa 初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑從動(dòng)軸的傳遞功率為 3.7KW，查表得 C=210~350，則從動(dòng)軸 d》 c =(210~350)3/np=50.34~75.56324/7.11考慮鍵槽及相關(guān)要求，則可以確定為軸的最小直徑為 65mm5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件定位，拆裝方面的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的均設(shè)計(jì)為階梯軸。主動(dòng)軸軸徑的確定：d1=65mm, d2=d+2h=85同理可以求得 d3=100,d4=110軸承初選為 T520，基本技術(shù)參數(shù)如下：新型號(hào) 老型號(hào) 內(nèi)徑 d(mm) 外徑 D(mm) 厚度 H(mm) 重量 (kg)T520 127 250.82 55.562 20.1軸的長(zhǎng)度確定：L1=85 L2=71 L3=76 L4=136 L5=444 則左端軸承至齒輪的距離為 161.5mm兩軸承的跨距為 192mm6 主動(dòng)軸的校核計(jì)算6.1 聯(lián)軸器的齒輪受力計(jì)算分度圓的直徑 d=mz=3x40=120轉(zhuǎn)矩 T=9.55x106xp/n=1470000N.mm12圓周力 Ft=2T/d=2x1470000/120=24500N徑向力 Fr=Ft tan20o=24500xtan20 o=8820N6.2 軸的受力分析及校核6.2.1 軸的受力圖如下所示：6.2.2 軸的校核計(jì)算H 面彎矩圖：V 面彎矩圖：13合成彎矩圖：轉(zhuǎn)矩圖：當(dāng)量彎矩圖：14Rha=161.5x8820/192=7418.9NRhr=8820-7418.9=1401.1NRva=Rvb=0.5Ft=12250NMhc=161.5x1401.1=226277.65N.mmMvc=161.5x12250=1978375N.mmMc2=Mhc2+Mvc2 解得 Mc=2125412N.mmMec2=Mc2+(aT)2 解得 Mec=1674523N.mm σ= Mec/w=48.3<59(MPa) w 為抗扭截面系數(shù)156.3 軸承的校核計(jì)算（1）計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 P，受力示意如下：由式：P=XFr+YFa 知，對(duì)不承受軸向載荷的深溝球軸承，X=1，Y=0Fr= 2Fyz?有力學(xué)的相關(guān)知識(shí)解得：Fz1=25KN；Fz2=60KNFy1=23KN；Fy2=73KN sFr1= 12Fyz?Fr2=得 P1=35KN； P2=61KN(2)校核計(jì)算軸承的計(jì)算額定動(dòng)載荷 C*，它與所選用的軸承型號(hào)基本額定載荷 C 值必須滿足下式要求：C》C*=P ε ε 為壽命指數(shù)，球軸承 ε=3，Lh *為軸承的預(yù)期使用壽命，查*1670Lhn表得 Lh*=6000h解得 C1 *=18.24kw<29.5kwC2*=30.64kw<29.5kw167 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)7.1 傳動(dòng)方案1-電機(jī) 2-聯(lián)軸器 3-車(chē)輪 4-半齒輪聯(lián)軸器 5-減速器 7.2 減速比大車(chē)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)需要驅(qū)動(dòng)整個(gè)鋼架運(yùn)行，所要驅(qū)動(dòng)最大，而且車(chē)輪的滾動(dòng)速率為n1=30.6m/min。則可以求得車(chē)輪軸的滾動(dòng)轉(zhuǎn)速。V=n1/π D=30.6/3.14x0.4=24r/min經(jīng)過(guò)查數(shù)據(jù)，可以選取型號(hào)為 YZR132M2-6 的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為 n2=908r/min，功率 3.7kw。則減速比：n 2/n1=908/24=37.83根據(jù)減速比減速器可以購(gòu)買(mǎi)成品型號(hào)為 ZSC4008 其他機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及選擇8.1 支架采用 16a 槽鋼焊接而成，如下圖所示：178.2 橫梁采用材料 Q235 焊接制成，如下圖：8.3 最大輪壓根據(jù)軸的大小及相關(guān)因數(shù)，可設(shè)定主動(dòng)車(chē)輪的直徑為 400mm，示意圖如下：8.3.1 提升重量 Q1=2000KG卷?yè)P(yáng)機(jī)整機(jī)重量 Q2=600KG主梁的重量 Q3=36.524KG/Mx4.32=158KG支架重量 Q4=17.240KG/Mx16=275.84kg橫梁 Q5=200KG8.3.2 最大靜輪壓 F=（Q 1+Q2+Q3+Q4+Q5）X9.8=32KN18參考文獻(xiàn)［1］材料力學(xué).劉鴻文主編. 高等教育出版社第四版［2］機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).華中科技大學(xué)出版社.［3］起重機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).上海人民出版社.1974［4］機(jī)械設(shè)計(jì).武漢理工大學(xué)出版社. 楊明忠主編.2001［5］機(jī)械原理.高等教育出版社［6］機(jī)械可靠性設(shè)計(jì).國(guó)防工業(yè)出版社［7］互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)（第 2 版）.機(jī)械工業(yè)出版社.陳于萍 周兆元 主編.2008［8］機(jī)械工程材料（第七版）.大連理工大學(xué)出版社. 于永泗 齊民 主編.2007［9］機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) .化學(xué)工業(yè)出版社.吳宗澤 主編. 199319致謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是在龔水泉教授的指導(dǎo)下與同組同學(xué)姜濤和劉偉東合作下共同完成的，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，不僅檢驗(yàn)了我大學(xué)四年來(lái)知識(shí)積累的程度，而且了我在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)驗(yàn)的累積，更是對(duì)我設(shè)計(jì)思想的一次全面升華。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我本著認(rèn)真刻苦的態(tài)度去學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的步驟、方法、以及經(jīng)驗(yàn)，但是由于該設(shè)計(jì)許多方面的細(xì)節(jié)問(wèn)題涉及面太廣，而本人知識(shí)面和能力都極其有限，同時(shí)由于時(shí)間倉(cāng)促，因而不能科學(xué)詳盡地做出正確的選擇與判斷。所以設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)很多錯(cuò)誤。雖然有這些不足和遺憾，但是總的來(lái)說(shuō)，該設(shè)計(jì)還是比較成功的?；旧贤瓿闪诉@臺(tái)提升機(jī)的設(shè)計(jì)和一些零部件設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的所有功能，成功的完成了老師布置的任務(wù)。不夠完善的地方還望各位老師同學(xué)不吝賜教，敬請(qǐng)斧正。在這一個(gè)學(xué)期的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們得到了有豐富工作經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)老師龔老師的大力支持和幫助，在設(shè)計(jì)過(guò)程中他們不知疲倦、不厭其煩的給我們分析和講解，而且也給我們灌輸了一些先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念，使我們大受裨益。在此，我忠心地向龔水泉副教授表示感謝。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我也得到很多同學(xué)的支持和幫助，在此，我一同表示最忠誠(chéng)的感謝。