1340吨/时循环流化床锅炉的设计与计算
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本科毕业设计说明书
1340吨/时循环流化床锅炉的设计与计算
Design and calculation of circulating fluidized
bed boiler 1340t / h
性质: □毕业设计□毕业论文
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摘要
本次的毕业设计的题目是1340吨/小时循环流化床锅炉设计。设计本着锅炉运行的安全性和可靠性为首要设计特性的准则，综合考虑燃烧，传热，脱硫，烟气、空气、工质的动力特性以及受热面的磨损和腐蚀。保证锅炉的着火稳定性，炉膛内有足够的辐射热量，煤的燃尽程度，合理的烟气速度和排烟温度以及脱硫效率。同时，还要确保有一定的气密性以保证炉膛内进行微负压燃烧。
在整个设计过程中作为技术支持进行了热力计算、强度计算。其中热力计算包括炉膛、高温过热器、低温过热器、省煤器以及空气预热器。炉膛及尾部顶棚全部采用膜式壁结构，解决炉膛漏风问题；将全部过热器布置在尾部烟道内，使其运行更加可靠。为了提高分离器的分离效率和锅炉的结构紧凑，采用两个小直径高温旋风分离器。鉴于该锅炉为中压锅炉，所以采用钢管式省煤器，为降低低温腐蚀，便于维修，将空气预热器低温段与高温段隔开。
此外，利用CAD绘制锅炉总图、炉墙砖砌图、锅筒展开图、锅炉本体图。
关键词：循环流化床锅炉；热力计算；强度计算
1340吨/时循环流化床锅炉的设计与计算
Abstract
The topic of this graduation design is 1340 t/h circulating fluidized bed boiler. Design in line with the boiler running safety and reliability as the primary design guidelines, the characteristic of consideration of combustion, heat transfer and desulfurization, flue gas, air, the dynamic performance of the working medium and the wear and corrosion of heat exchangers. Inside the boiler furnace fire stability enough heat radiation, the burning of coal, a reasonable speed and exhaust temperature and smoke desulfurization efficiency. At the same time, also make sure that there are certain air tightness to slightly negative pressure to ensure that the chamber of a stove or furnace combustion.
In the process of the whole design as a technical support for thermodynamic calculation, strength calculation. Thermodynamic calculation including furnace, high temperature superheater, low temperature superheater, economizer and air preheater. Furnace and the rear roof are all made of the diaphragm wall structure, solve the problem of air leakage of the chamber of a stove or furnace; All the superheater arrangement in the tail flue, make its operation more reliable. In order to improve the separation efficiency of separator and boiler structure is compact, high temperature cyclone separator with two small diameter. Given the boiler as the medium pressure boiler, so the economizer tube type, in order to reduce low temperature corrosion, easy maintenance, to separate air preheater of low-temperature and high temperature.
In addition, the use of CAD drawing general layout, boiler furnace wall brick figure, figure figure, boiler drum.
Keywords：Circulating fluidized bed boiler; Thermodynamic calculation. Strength calculation;
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目录
摘要 (1)
Abstract (2)
目录 (3)
1 文献综述 (6)
1.1概述 (6)
1.1.1火力发电是电力工业重要组成部分 (4)
1.1.2火力发电厂三大主机之一——锅炉介绍 (4)
1.1.2.3锅炉的燃料和燃烧方式 (6)
1.2我国电厂锅炉的发展 (6)
第2章锅炉结构与设计简介........................................................................................................... - 16 -
2.1循环流化床锅炉工作原理 .................................................................................................. - 16 -
2.2 锅炉基本特性....................................................................................................................... - 16 -
2.2.1锅炉规范 .................................................................................................................... - 17 -
2.2.2燃料特性 .................................................................................................................... - 17 -
2.2.3石灰石特性 ................................................................................................................ - 17 -
2.2.4管子特性 .................................................................................................................... - 18 -
2.2.5主要经济技术指标.................................................................................................... - 18 -
2.2.6锅炉基本尺寸............................................................................................................ - 18 -
2.3 方案论证............................................................................................................................... - 19 -
2.4 锅炉结构简介 ...................................................................................................................... - 20 -
2.4.1锅筒及炉内设备........................................................................................................ - 21 -
2.4.2水冷壁 ........................................................................................................................ - 21 -
2.4.3燃烧设备 .................................................................................................................... - 21 -
2.4.4过热器 ........................................................................................................................ - 23 -
2.4.5省煤器 ........................................................................................................................ - 24 -
2.4.6空气预热器 ................................................................................................................ - 25 -
2.4.7钢架及平台楼梯........................................................................................................ - 25 -
2.4.8炉墙及保温结构........................................................................................................ - 25 -
2.4.9锅炉阀门仪表及管道 ............................................................................................... - 26 -
2.5 本章小结............................................................................................................................... - 26 - 第3章热力计算................................................................................................................................ - 26 -
1340吨/时循环流化床锅炉的设计与计算
3.1设计任务................................................................................................................................ - 27 -
3.2燃料特性................................................................................................................................ - 27 -
3.3辅助计算................................................................................................................................ - 27 -
3.3.1燃烧脱硫计算............................................................................................................ - 27 -
3.3.2脱硫工况时燃烧产物平均特性计算 ...................................................................... - 31 -
3.3.3锅炉热平衡及燃烧和石灰石消耗量计算............................................................... - 33 -
3.4 炉膛设计及传热计算 .......................................................................................................... - 35 -
3.4.1炉膛结构特性计算.................................................................................................... - 35 -
3.4.2炉膛传热计算............................................................................................................ - 36 -
3.5高温过热器设计及传热计算 .............................................................................................. - 39 -
3.5.1高温过热器结构计算 ............................................................................................... - 39 -
3.5.2高温过热器传热计算 ............................................................................................... - 39 -
3.6低温过热器设计及传热计算 .............................................................................................. - 41 -
3.6.1低温过热器结构计算 ............................................................................................... - 41 -
3.6.2低温过热器传热计算 ............................................................................................... - 42 -
3.7省煤器设计及传热计........................................................................................................... - 43 -
3.7.1省煤器结构计算........................................................................................................ - 43 -
3.7.2省煤器传热计算........................................................................................................ - 44 -
3.8空气预热器设计计算........................................................................................................... - 45 -
3.8.1空气预热器结构计算 ............................................................................................... - 45 -
3.8.2空气预热器传热计算 ............................................................................................... - 46 -
3.9热力计算结果汇总表........................................................................................................... - 47 -
3.10本章小结.............................................................................................................................. - 48 - 第4章强度计算................................................................................................................................ - 48 -
4.1锅筒强度校核计算............................................................................................................... - 48 -
4.1.1筒体最大未加强孔直径计算................................................................................... - 49 -
4.1.2孔加强的计算............................................................................................................ - 50 -
4.1.3相邻两孔互不影响最小节距计算........................................................................... - 51 -
4.1.4孔桥减弱系数计算.................................................................................................... - 52 -
4.1.5锅筒筒体允许最小减弱系数计算........................................................................... - 52 -
4.1.6锅筒凸形封头强度校核计算................................................................................... - 52 -
4.2安全阀排放能力校核计算 .................................................................................................. - 53 -
4.3本章小结................................................................................................................................ - 54 - 结论................................................................................................................................................... - 54 - 参考文献 .............................................................................................................................................. - 57 -
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致谢................................................................................................................................................... - 55 -
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第1章文献综述
1.1 概述
随着能源设备的发展和利用，特别是锅炉这种将工质加热到一定的温度和压力的能源设备广泛应用，给环境造成了严重污染。尤其是以煤为主要燃料的锅炉燃烧排放出大量的灰渣、粉尘、二氧化硫和氮的氧化物等污染物，严重影响了生态环境。又由于煤、石油等化石燃料的不断开采而日渐枯竭，人们一直在努力寻找一种高效、低污染的燃烧方式以解决以上两个问题。
循环流化床燃烧技术是20世纪70年代发展起来的清洁燃烧技术，是解决燃烧煤而产生的污染问题的主要方法之一。此外，循环流化床燃烧还对不同性质的燃煤适应性强，适于燃烧低质煤等特点。在煤含硫量高时，还可以在燃煤中加入石灰石，在燃烧中低成本脱硫。而不必架设投资巨大的烟气脱硫设备。在循环流化床燃烧中，燃烧温度很低，空气又分级送入，燃烧中所产生的氮的氧化物很低，煤燃烧后所余下的灰渣活性强，便于生产水泥、制砖、化工等，用来综合利用，它是没有废弃物的燃烧方法。循环流化床燃烧技术具有一些层燃和煤粉燃烧等常规燃煤技术所不具备的特点。最突出的特点是：燃烧温度低，停留时间长，以及湍流混合强烈，这些优点给流化床燃烧带来一系列优点。除以上所述优点外，还具有燃烧强度大，床内传热能力强，负荷调节性能强，易于操作和维护等优点。由于上述诸多优点使得循环流化床燃烧技术特别适合我国的国情，在较短的时间内得到了迅速的发展和应用。
1.1.1 火力发电是电力工业重要组成部分
火力发电是世界电能生产主要形式，我国由于能源构成的特点更是如此。目前在世界多数国家及我国电力事业中，火力发电约占总发电量的70%。水电站基建投资一般比较大，建设时间长，运行工况受自然条件影响。火力发电虽然成本较高，但基建投资较少，一般不受地区限制，建设时间比较短，能较快地满足工农业发展需要。
核电站在我国正在兴建，所以目前所占比例并不大。
1.1.2 火力发电厂三大主机之一——锅炉介绍
锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。
1.1.
2.1锅炉的发展简况
锅炉技术的发展是与工业生产的需要和科学技术的进步紧密相关的。
1872 年，英国的工人阶级首先创造了锅炉。当时的构造极为笨重简单，产生的蒸汽量有限，压力不高。19世纪，常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。与此相适应，最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。随着锅炉越做越大，为了增加受热面积，在锅壳中加装火筒，在火筒前端烧火，烟气从火筒
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后面出来，通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始只装一只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉，后来加到两个火筒，称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。
1830 年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。一些
火管装在锅壳中，构成锅炉的主要受热面，火(烟气)在管内流过。在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管，称为卧式外燃回火管锅炉。它的金属耗量较低，但需要很大的砌体。
19 世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制，有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。初期的水管锅炉只用直水管，直水管锅炉的压力和容量都受到限制。
二十世纪初期，汽轮机开始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。直水管锅炉已不能满足要求。随着制造工艺和水处理技术的发展，出现了弯水管式锅炉。开始是采用多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用，以及锅筒内部汽、水分离元件的改进，锅筒数目逐渐减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。
30 年代开始应用直流锅炉，40 年代开始应用强制循环锅炉，它是在自然循环锅炉的基础上发展起来的。在下降管系统内加装循环泵，以加强蒸发受热面的水循环。直流锅炉中没有锅筒，给水由给水泵送入省煤器，经水冷壁和过热器等蒸发受热面，变成过热蒸汽送往汽轮机，各部分流动阻力全由给水泵来克服。
第二次世界大战以后，这两种型式的锅炉得到较快发展，因为当时发电机组要求高温高压和大容量。发展这两种锅炉的目的是缩小或不用锅筒，可以采用小直径管子作受热面，可以比较自由地布置受热面。随着自动控制和水处理技术的进步，它们渐趋成熟。在超临界压力时，直流锅炉是唯一可以采用的一种锅炉，70 年代最大的单台容量是27兆帕压力配1300兆瓦发电机组。后来又发展了由强制循环锅炉和直流锅炉复合而成的复合循环锅炉。
1.1.
2.2锅炉的工作原理、结构分类
在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定温度后，经给水管道进入省煤器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器，继续吸热成为450℃的过热蒸汽，然后送往汽轮机。
在燃烧和烟风系统方面，送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉，由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧，放出大量热量。燃烧后的热烟气流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再经过除尘装置，除去其中的飞灰，最后由引风机送往烟囱排向大气。
锅炉整体的结构：包括锅炉本体和辅助设备两大部分。锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。
1340吨/时循环流化床锅炉的设计与计算
炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气，所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管，它既保护炉墙不致烧坏，又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。
锅筒是自然循环和多次强制循环锅炉中，接受省煤器来的给水、联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒简体由优质厚钢板制成，是锅炉中最重的部件之一。其主要功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和泥渣，避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来，并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。锅炉可按照不同的方法进行分类：锅炉按用途可分为工业锅炉、电站锅炉、船用锅炉和机车锅炉等；按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临界压力等锅炉；锅炉按水和烟气的流动路径可分为火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉，其中火筒锅炉和火管锅炉又合称为锅壳锅炉；按循环方式可分为自然循环锅炉、辅助循环锅炉(即强制循环锅炉)、直流锅炉和复合循环锅炉；按燃烧方式，锅炉分为室燃炉、层燃炉和沸腾炉等。
1.1.
2.3锅炉的燃料和燃烧方式
早年的锅壳锅炉采用固定炉排，多燃用优质煤和木柴，加煤和除渣均用手工操作。直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排，其中链条炉排得到了广泛的应用。炉排下送风从不分段的“统仓风”发展成分段送风。 20年代开始使用室燃炉，室燃炉燃烧煤粉和油。煤由磨煤机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧，发电机组的容量遂不再受燃烧设备的限制。自第二次世界大战初起，电站锅炉几乎全部采用室燃炉。二战后，石油价廉，许多国家开始广泛采用燃油锅炉。燃油锅炉的自动化程度容易提高。70年代石油提价后，许多国家又重新转向利用煤炭资源。
重油的含硫量高达 3%左右，而煤中含硫一般约为 1%左右，虽然其他燃料油的含硫量要低一些，但是燃烧时，其硫分几乎全部转变为氧化硫气体，而在燃煤时，则约有一半硫分残留在灰分中。由此可见，在燃油时，特别是重油，氧化硫的生成量往往要比燃煤时多的多。同时，由于油燃烧时的强度大，燃烧温度高，所以低温腐蚀、高温腐蚀、大气污染等问题都有所恶化。气体燃料一般是指天然煤气，以及钢铁联合企业炼铁过程中生成的高炉煤气。通常其设备比较简单，结构也比较紧凑，易于实现操作过程的自动化，对大气的污染也比较轻。但是，燃气是易燃、易爆、有毒的气体，因此气体燃料炉必须有严格的防爆防漏的全面的安全措施，要求比较高，其应用受到地域和经济性的限制。中国能源资源中，煤炭占绝对的优势，达到常规能源总量的85%而水能占12%，石油和天然气不足 3%，而且煤种齐全，分布广。所以中国火力发电厂的锅炉一直以来都是燃煤为主。
1.2 我国电厂锅炉的发展
我国电厂锅炉已进人大容量、高参数、多样化、高度自动化的发展新时期。到目前为止已投运的500-800MW 机组已有近40台；300MW 以上的超临界压力机组已有12台投入正常运
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行；900MW 的超临界压力机组也在建设中。对于炉型，既有通常采用的“∏”型布置锅炉，也有大型塔式布置锅炉；既有四角切圆燃烧、墙式燃烧方式，也有“U”和“W”型下射火焰燃烧方式；既有固态除渣、液态除渣锅炉，也有倍受关注的循环流化床锅炉。燃用煤种从褐煤、烟煤、劣质烟煤、贫煤直到无烟煤一应俱全。作为煤粉燃烧锅炉机组不可缺少的磨煤机，特别是中速磨煤机，RP、HP、MPS、MBF等，均已普遍运行在锅炉辅机上，双进双出钢球磨煤机也打破了普通钢球磨煤机一统天下的局面。所有这些设备中，既有国产的、从国外直接引进的，也有采用引进国外技术国内制造的。它们的运行可靠性、经济性及低污染排放等性能都较以前有了较大幅度提高。 2001年765台100MW及以上火电机组的等效可用系数为90.64％，比2000年高 0.34 个百分点，比 1996 年高 4.26 个百分点；300MW 及以上容量火电机组近 5年的等效可用系数逐年增加，2001年达到了91.43％，比1996年高出8.92个百分点；600MW 火电机组近 5 年的等效可用系数增长更显著。特别是从 1996 年以来新投产300MW 火电机组投运后第1年的等效可用系数在逐年提高，2000年投产后第1年的等效可用系数达到94.63％，而1995年投产的14台平均为74.67％。大型锅炉的运行经济性普遍较高，除一些难燃的无烟煤锅炉外，锅炉效率基本上都在 90％以上，某些烟煤锅炉的效率达到94％。在 NOx 排放控制方面也取得了进展，国产 600MW 机组锅炉的 NOx 排放质量浓度最低的在 300mz／m3[O2含量 m(O2)=6％]以下，远低于现行国家标准的规定值。
但也有一些大型锅炉机组仍不同程度地存在问题，如锅炉承压部件的“四管”爆漏时有发生，仍是构成强迫停运率高的祸首，占机组强迫停运总小时数的 41.34％；燃烧稳定性欠佳，机组调峰能力差；锅炉炉膛及对流受热而结渣；回转式空气预热器漏风大，堵灰严重；磨煤机出力不足或煤粉达不到要求的细度；某些600MW 燃煤机组锅炉存在严重的过热汽温问题等。这些问题影响了机组运行的可靠性，导致锅炉出力不足或经济性下降。
1.3 国内外先进技术在电站锅炉上的应用
1.3.1 循环流化床锅炉(CFB)燃烧技术
CFB燃烧技术是一项近20年来发展起来的燃煤技术,自CFB燃烧技术出现以来，循环流化床锅炉已在世界范围内得到广泛的应用，大容量的循环流化床电站锅炉已被发电行业所接受。
1.3.1.1循环流化床的优点
(a)燃料适应性广：
循环流化床锅炉燃用的原煤热值可低至 5860kJ/kg，燃料的水分可高至 50%，灰分可高至76%，硫分可高至7%，同时，它还可燃用木屑和蔗渣。循环流化床锅炉的这种能力是其它类型锅炉所无法比拟的。
(b)环保性能突出：
电厂对大气的污染主要是烟气中的 SO2和 NOx的污染。循环流化床锅炉最大的优点之一就是烟气中有害物质排放不但大大低于一般常规燃煤电厂，脱硫效率达到90％以上，而且大大低于国家环保部门的排放标准。以四川内江高坝电厂和浙江宁波中华纸业有限公司的循环
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流化床锅炉为例，其排放情况见表1。
从表中可知，CFB燃烧有以下特点：
A) 燃烧温度较低（850～920℃），故NOx的生成大大减少；
B) 煤在CFB锅炉内燃烧时，硫被转化为SO2，再和石灰石（CaCO3）分解后生成石灰粉（CaO）反应生成硬石膏（CaSO4）随灰排出，从而使烟气中的SO2大为减少，脱硫率大于90％；
C) 由于燃烧温度低，排出的灰渣比较疏松，可用于制水泥、砖和铺路。
D) 调峰能力强：循环流化床锅炉对负荷变化的适应性强，在额定负荷的30％～100％范围内不需喷油助燃而安全稳定运行，有利于电厂调峰。
1.3.1.2循环流化床与煤粉炉的比较
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1.3.1.3循环流化床的发展历程
气固分离器是CFB 系统的核心部件之一。其之所以关键，从运行机理上来讲，只有当分离器完成了含尘气流的气固分离并连续地把收集下来的物料回送至炉膛，实现灰平衡及衡，才能保证炉内燃烧的稳定与高效；就系统结构而言，分离器设计、布置得是否合理直接关系着锅炉系统制造、安装、运行、维修等各方面的经济性与可靠性。虽然分离器是CFB必不可少的关键环节，但它又具有相对的独立性和灵活性，在结构与布置上回旋余地很大。从某种意义上讲，CFB 锅炉燃烧技术的发展也取决于气固分离技术的发展，分离器设计上的差异标志着不同的CFB技术流派。
(a)第一代循环流化床燃烧技术——绝热旋风分离循环流化床锅炉
旋风分离器在化工、冶金等领域具有悠久的使用历史，是比较成熟的气固分离装置，因此在CFB领域应用最多。
德国Lurgi 公司较早地开发出了采用保温、耐火及防磨材料砌装成筒身的高温绝热式旋风分离器的CFB 锅炉。分离器入口烟温在850℃左右。应用绝热旋风筒作为分离器的循环流化床锅炉称为第一代循环流化床锅炉，目前已经商业化。Lurgi 公司、Ahlstrom 公司、以及由其技术转移的Stein、ABB-CE、AEE、EVT等公司设计制造的循环流化床锅炉均采用了此种形式。这种分离器具有相当好的分离性能，使用这种分离器的循环流化床锅炉具有较高的性能。据统计，目前除中国大陆外，有78%的CFB全部采用了高温绝热旋风分离器，但这种分离器也存在一些问题，主要是旋风筒体积庞大，因而钢耗较高，锅炉造价高，占地较大，旋风筒内衬厚、耐火材料及砌筑要求高、用量大、费用高，见图1；启动时间长、运行中易出现故障；密封和膨胀系统复杂；尤其是在燃用挥发份较低或活性较差的强后燃性煤种时，旋风筒内的燃烧导致分离后的物料温度上升，引起旋风筒内或回料腿回料阀内的超温结焦。这些问题在我国的实际生产条件下显得更为突出。Circofluid 的中温分离技术在一定程度上缓解了高温旋风筒的问题，炉膛上部布置了较多数量的受热面，降低了旋风筒入口处的烟气温度和体积，旋风筒的体积和重量有所减小，因此相当程度上克服了绝热旋风筒技术的缺陷，使其运行可靠性提高，但炉膛上部布置有过热器和高温省煤器等，需要采用塔式布置，炉膛比较高，钢耗量大，使锅炉造价提高。同时，它的CO排放及检修问题在一定程度上限制了该技术的发展。
(b)第二代CFB燃烧技术——水(汽)冷分离循环流化床锅炉
为保持绝热旋风筒循环流化床锅炉的优点，同时有效地克服该炉型的缺陷，FosterWheeler公司设计出了堪称典范的水(汽)冷旋风分离器，其结构如图2。应用水(汽)冷分离器的循环流化床锅炉被称为第二代循环流化床锅炉。该分离器外壳由水冷或汽冷管弯制、焊装而成，取消绝热旋风筒的高温绝热层，代之以受热面制成的曲面及其内侧布满销钉涂一
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层较薄厚度的高温耐磨浇注料。壳外侧覆以一定厚度的保温层，内侧只敷设一薄层防磨材料，见图3。水(汽)冷旋风筒可吸收一部分热量，分离器内物料温度不会上升，甚至略有下降，较好地解决了旋风筒内侧防磨问题。该公司投运的循环流化床锅炉从未发生回料系统结焦的问题，也未发生旋风筒内磨损问题，充分显示了其优越性。这样，高温绝热型旋风分离循环床的优点得以继续发挥，缺点则基本被克服。
当然，任何一种设计都难以尽善尽美，FW 式水(汽)冷旋风分离器的问题是制造工艺复杂，生产成本过高，缺乏市场竞争力，这使其商业竞争力下降，通用性和推广价值受到限制。
(c) 第三代循环流化床燃烧技术——水冷方形分离器
为克服汽冷旋风筒制造成本高的问题，芬兰Ahlstrom 公司创造性地提出了Pyroflow Compact 设计构想，Pyroflow Compact 循环床锅炉采用其独特专利技术的方形分离器，分离器的分离机理与圆形旋风筒本质上无差别，壳体仍采用FW 式水(汽)冷管壁式，但因筒体为平面结构而别具一格。这就是第三代循环流化床锅炉。它与常规循环流化床锅炉的最大区别是采用了方形的气固分离装。置，分离器的壁面作为炉膛壁面水循环系统的一部分，因此与炉膛之间免除热膨胀节。同时方形分离器可紧贴炉膛布置从而使整个循环床锅炉的体积大为减少，布置显得十分紧凑。此外，为防止磨损，方形分离器水冷表面敷设了一层薄的耐火层，这使得分离器起到传热表面的作用，并使锅炉启动和冷却速率加快。
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1.3.1.4国外CFB技术
（a）Ahlstrom 型CFB
Ahlstrom 是首家制造商业化CFB锅炉的公司，现在有40台以上的CFB机组在运行。而Pyropower公司是Ahlstrom 的子公司，它在美国建立起了CFB燃烧技术市场，其技术特点为：锅炉结构系统相对较简单而耐用，占地少。它的结构如图1所示，上部有膜式水冷壁，下部还原区敷设耐水材料，采用一个直高温旋风子。固体粒子的回注借于环形密封完成。炉底送入一次风，浓相层上方送入二次风。一次风率为40－70％。通过调节炉内的一、二次风比例进行床温控制和过热汽温粗调。炉膛内入置管构成的过热器可防磨损。高循环倍率，可燃用多种燃料，从挥发份几乎为零的石油焦，到灰分超过65％的油页岩，无烟煤，废木材，泥煤，褐煤，石煤，烟煤，高硫煤工业废料等。负荷调节比3：1或4：1。高速率在升负荷时为7％min，降负荷时为10％min。Ahlstrom 设计，装在Ntla的110MWE机组，它由两个燃烧室，每个燃烧室的截面尺寸为7×7.3m 高37m。
(b)Lurgi 型CFB
德国的Lurgi Ganbh是专门从事过程工艺、工程设计、通用项目承包的集团公司。它在矿物处理领域开发应用CFB有很长历史，其中铝钒土段烧CFB装置是著名的例子。其技术特点为：Lurgi 型CFB在许多方面和Ahlstrom 型CFB相似，只有一个重要的不同,即Lurgi 型CFB 有一个可以选择的外置换热器(EHE),环形密中的部份粒子通过一个机械工锥形放料伐抽出后，流后一个肯有冷却换热面的鼓泡床，EHE 分别设置蒸发受热面和再热器，把燃烧
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和传热过程分开调节。改变送入的高温循环物料量和风量即可控制吸热量和再热汽温。热交换后的冷物料送加炉膛用作炉温控制随锅炉容量的增加吸热量增加而体积庞大，给布置和运行带来困难。同时因必须维持两个压力回路而使系统复杂等价高。法国Stein（斯坦恩）正在试验研究用内置式热换器来替代,把热炉膛作为燃料燃烧的场所，仅在上部布置少量屏式热面。炉温通过改变循环物料中“冷”、“热”两种物料的比例来保持850±10~200C 对脱硫非常有利。高流速、高循环倍率，床内固两相混合密度大，炉内静压降大。旋风分离器阻力也大，使机组自身耗电高比Ahlstrom/Pyropower 高15%)。燃煤粒度细,一般在3mm 以下，平均粒径200~320mm 可燃用各种燃料订货的有烟煤褐煤无烟煤次烟煤高硫煤。高硫煤。木质废料洗煤尾料等。循环物料返回量高温旋风分离器下方的高温机械分配伐凤调节炉温和的传热。负荷调节比为3:1或4:1负荷变化率为5％／min它在低负荷工况的优势显和易见。
(c)Gotaverken 型CFB锅炉
瑞典的Gotaverken 能源系统AB,它们的关流焦点在诸如泥煤木片和RDF 等燃料的燃烧需要时也可以烧煤。其机组的规模比Lurgi 和Ahlstrom 的要小，然而它在废弃燃料的供应方式比其它系统更为有效。Gotaverken型CFB锅炉和图1所示的Ahlstrom型CFB锅炉极为相似.由Ahlstrom和Lurgi生产的CFB锅炉在燃煤发电领域中取得了巨大的成功，而Gotaverken 型CFB锅炉在伴烧特殊的废弃燃料中也获得了同样成功。由此充分证明CFB的强在适应能力，从而有极其广泛的应用领域。
(d)Keeoer/Derr-Oliver 型CFB锅炉
此种CFB燃煤锅炉，容量为200t／h低压蒸汽，其布置再一次和Ahlstrom 相似。一点小小的不同是，它在高温旋风筒中设置了一个全长度涡流测量（Full-lengthvoryter），装置的其他部份几乎是标准的，因此其效果类似于Ahlstrom和Gotaverkrn 型CFB锅炉。
(e)Studsvik型CFB锅炉
瑞典的Studsvik Energieteknik AB 是政府投资的研究和开发公司。一台2.5MWhCFB锅炉安装在Studsvik，于1978年开发。该型装置和前述的几种有较大的不同，它得到了某些公司的认可（包括美国的Babcock Hitachi 以及意大利的Ensaldo）。它至少已有五台机组，最大容量达100t／h（蒸汽）获得了不同程度的成功。Studsvik 机组主要特点是采用曲径迷宫式集尘器来替代高温旋风子分离器。L型阀用来将粒子返回到上升段。通过L型阀的调节，可以巧妙地直接控制粒子返加率和上升段床层中的浓度。CO燃尽室紧接布置在集尘器管来的下游。
(f)Battelle型MSFB锅炉
由设在Columbud Oh的Battelle Memorial 研究开发的多种固体流化装置，严格
地说它不是CFB，然而它和CFB在相同的市场竞争，并且声称它和CFB有许多共性。典型的CFB和MSFB的基本区别是：在MSFB装置中，其燃烧室床层底部精确地维持适当粒度
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（6~20mm）的大粒子。这些大粒子不参与循环，而只是在燃烧室下部形成浓相床。细粒子注入浓相床底部，因此它们难以迅速空过浓相床，亦即对任何给定的路径而方延长了细粒子在床内的停留时间，从而改善了细粒子中炭的燃尽和石灰石的利用率。此外部浓相区中强烈的混合和碰撞，可有效地破碎大块燃料，因此它可以加入20mm 或以上粒度的煤块。MSFB的缺陷之一是，底部浓相床的磨损，它是大粒子高速流态化的必然后果。MSFB机组底部浓相床为反应区；炉膛的上段中固体含量比标准的CFB要低1~2kg/m3
，CFB为15~40kg/m3它固硫的石灰石利用率较低，CAS摩尔比达2.5~3。其原因是：固硫反应大部分发生在上部的氧化区，而增加细粒子的滞留时间仅发生在下部的还原区。整个燃烧室内砌笼耐火材料，没有敷设受热面，燃烧和传热分置。粒子回送装置采用“L”型阀，调节送入“L”型阀的风量可以调节粒子的再循环量，从而实现燃烧和热力工况的调整，维持所需负荷和燃烧室温度的稳定。
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第2章锅炉结构与设计简介
2.1循环流化床锅炉工作原理
循环流化床燃煤锅炉基于循环流态化的原理组织煤的燃烧过程，以携带燃料的大量高温固体颗粒物料的循环燃料为重要特征。固体颗粒充满整个炉膛，处于悬浮并强烈掺混的燃烧方式。但与常规煤粉炉中发生的单纯悬浮燃烧过程相比，颗粒在循环流化床燃烧室内的浓度远大于煤粉炉，并且存在显著地颗粒成团和床料的颗粒回混，颗粒与气体间的相对速度大，这一点显然与基于气力输送方式的煤粉悬浮燃烧过程完全不同。
循环流化床锅炉的燃烧与烟风流程示意图见图1：
图1 循环流化床锅炉炉内燃烧与烟风系统
预热后的一次风（流化风）经风室由炉膛底部穿过布风板送入，使炉膛内的物料处于快速流化状态，燃料在充满整个炉膛的惰性床料中燃烧。较细小的颗粒被气流夹带飞出炉膛，并由飞灰分离装置分离收集，通过分离器下的回料管与飞灰回送器（返料器）送回炉膛循环燃烧；燃料在燃烧系统内完成燃烧和高温烟气向工质的部分热量传递过程。烟气和未被分离器捕集的细颗粒排入尾部烟道，继续与受热面进行对流换热，最后排出锅炉。
在这种燃烧方式下，燃烧室密相区的温度水平受到燃煤过程中的高温结渣、低温结焦和最佳脱硫温度的限制，一般维持在850℃左右。这一温度范围也恰与最佳脱硫温度吻合。由于循环流化床锅炉较煤粉炉炉膛的温度水平低的特点，带来了低污染排放和避免燃煤过程中结渣等问题的优越性。
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2.2 锅炉基本特性
2.2.1锅炉规范
锅炉规范见表2-1。
表2-1 锅炉规范
型号 额定蒸发量 过热蒸汽压力
过热蒸汽温
度 给水温度 CFB1340-13.72 1340t/h
13.72 MPa
540℃
240℃
本设计选择的锅炉炉型是超高压、单汽包、自然循环、采用汽冷旋风分离器的CFB 锅炉。燃料为劣质烟煤。
2.2.2燃料特性
燃料特性见表2-2。
表2-2 燃料特性
煤种 元素分析（%）
灰熔点（℃）
发热量 Kj/kg
Car Har Oar Nar
Sar Mar Aar
DT
ST
FT
大同白洞矿（烟煤） 68.94 3.82 6.70 0.73 1.00 9.27 9.54 1100 1160 1260 26214
2.2.3石灰石特性
石灰石特性见表2-3。
表2-3 石灰石特性特性
3CaCO 含量 3MgCO 含量
水分
灰分
符号 3CaCO η 3MgCO η
Md
Ad
数值
97.32
0.8 1.88
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2.2.4管子特性
管子特性见表2-4。
表2-4 管子特性
名称 管径×厚度
节距 排列及气流流向
符号 δ?W D
横向 纵向 管子排列方式 烟气冲刷方式 烟气与工质流向
单位 mm
mm mm 水冷壁 560?φ
80 高温过热器 5.342?φ 105 110 顺列 横向 交叉流 低温过热器 5.338?φ 95 102.5 顺列 横向 交叉流 省煤器 332?φ
90 60 错列 横向 交叉流 空气预热器 5.140?φ
60 40 错列 纵向 交叉流 下降管 12222?φ 蒸汽引出管
5102?φ
2.2.5主要经济技术指标
主要经济技术指标见表2-5。
表2-5 经济技术指标
锅炉效率η,％
排烟温度，py θ℃
燃料耗 ，B ㎏/s
给水温度
，gs t ℃ 91.87
130
4.389
240
2.2.6锅炉基本尺寸 锅炉基本尺寸见表2-6。
表2-6 锅炉尺寸
炉膛宽度 炉膛深度 锅筒中心高
度 锅炉外形尺寸 长 宽 高 单位
㎜
㎜
㎜
㎜
㎜
㎜
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数值 5620 2810 35673 23820 12560 37400
2.3 方案论证
本次设计的题目是1340吨/小时循环流化床锅炉设计，属水管式高压自然循环锅炉，应以运行的安全性和可靠性作为其首要特性设计准则。而且在此前提下，充分发挥循环流化床燃烧技术的一系列优点，并且尽量避免或克服其本身存在的缺点，如锅炉本身耗电量大，飞灰含炭量偏高，受热面磨损及腐蚀严重等负面特性。因此在设计过程中，主要考虑的方面是炉膛内着火的稳定性及热流密度的横向均匀性，炉膛内有足够的传热量，煤的燃尽程度，合理的烟气流速和排烟温度，受热面的磨损问题，分离器的分离效率、物料的平衡以及锅炉的脱硫效率等。
本锅炉属于大型高压锅炉，受热面以蒸发受热面为主，其吸热量约占锅炉总吸热量的63.65%。在尾部烟道中布置有吸热量不多的过热器、钢管式省煤器和管式空气预热器，且过热器两级布置，过热器和省煤器的吸热量分别约占锅炉总吸热量的20.60%和15.75%。空气预热器用于预热燃烧用的空气，使得排烟温度降低到合理的温度值，减少排烟损失，提高锅炉效率，减少燃料消耗量。
由于锅炉容量不大，炉膛和尾部烟道中的受热面已经可以满足锅炉的吸热要求，无需布置其他受热面，并且为了获得高的分离效率，因此锅炉采用高温旋风分离器，而且不布置外置换热器，整个锅炉炉型采用M 型布置。
循环流化床锅炉属于室燃炉，炉膛设计中应首先确定炉膛的截面热负荷，其容积热负荷在循环流化床锅炉中没有多大意义。而截面热负荷选择与运行风速的选择是相关的。循环流化床锅炉的运行风速是一个很重要的参数，一般运行风速为4-10m/s ，运行风速提高会使炉子更为紧凑，截面热负荷相应增大，同时炉膛高度增加，磨损增加，锅炉造价，能耗都会增加。但运行风速过低则发挥不了流化床的优点，因此对每种燃料都具有最佳运行风速。对本次设计煤种运行风速为4.60m/s 。截面热负荷一般在3-4MW/m 2，在此风速下截面热负荷取3.57 W/m 2。
对于床温得选择，要考虑锅炉结焦，燃烧效率，脱硫效率，NO x 及N 2O 的排放量等问题，而且尽量避免煤中金属升华。当床温升高时，NO x 排放量上升；当床温高于860℃时，床温升高，脱硫效率很快下降，而燃烧效率有所提高。因此床温应控制在850-900℃左右，一般不超过900℃。对于本次设计，床温取850℃。
在设计中，锅炉的排烟温度py 和热空气温度rk t 是首要和基本的。排烟温度低时，锅炉排烟热损失减少，热效率提高；但会使得受热面烟气侧与工质侧的温差降低，增加金属耗量。同时，排烟温度过低，会使烟气中的硫酸蒸汽低于受热面壁温，引起受热面低温腐蚀。对于该设计煤种特性全水分W ar 为10.50%，锅炉容量1340t/h ，排烟温度选取为130℃。热空气温度的选择主要应保证燃料在锅炉内迅速着火。热空气温度过高对强化燃烧没有太大帮助，只要燃料能稳定燃烧，热空气温度不必太高，结合该煤种挥发分Var 为21.91%，较易着火 ，热空气温度选取为200℃。
目录 一、设计要求——————————————————————-1 1、目的—————————————————————————1 2、题目—————————————————————————1 二、总述————————————————————————-2 1、作者的话——————————————————————--2 2、设计提要———————————————————————3 三、各零部件的设计及验算————————————————-5 1、缸筒设计———————————————————————5 2、法兰设计———————————————————————14 3、活塞设计———————————————————————19 4、活塞杆设计——————————————————————21 5、缓冲装置和排气阀设计—————————————————26 四、外接线路和程序———————————————————-27 1、液压设配外接线路———————————————————27 2、操作板————————————————————————28 3、程序地址分配—————————————————————29 4、芯片接线图——————————————————————31 5、PLC程序指令—————————————————————-33 五、参考文献———————————————————————38
一、设计要求 1、目的 ①、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统的初步设计工作，并结合设计或实验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。 ②、培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。 ③、培养学生掌握机电产品的一般程序和方法，进行工程师基本素质的训练。 ④、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。 2、题目 液压油缸的压力和速度控制 ①、执行元件：液压油缸； ②、传动方式：电液比例控制； ③、控制方式：单片微机控制、PLC控制； ④、控制要求：速度控制、推力控制； ⑤、主要设计参数： 油缸工作行程————600、400mm； 额定工作油压————4MP； 移动负载质量————1000、2000kg； 负载移动阻力————5000、10000N； 移动速度控制————3、6m/min。
摘要 液压缸是液压系统中最广泛应用的一种液压执行元件。液压缸是将液压泵输出的压力能转换为机械能的执行元件,它主要是用来输出直线运动。 液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式。液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。由于液压传动有许多突出的优点，因此，它被广泛地应用于机械制造、工程建筑、石油化工、交通运输、军事器械、矿山冶金、轻工、农机、渔业、林业等各方面。同时，也被应用到航天航空、海洋开发、核能工程和地震预测等各个工程技术领域。 本文对液压缸参数化设计方法进行深入系统的研究,建立液压缸CAD原型软件系统,主要研究成果如下: 1.系统分析液压缸工作原理的基础上,归纳了液压缸的工作形式及主要安装形式。在分析液压缸主要部件结构特点的基础上,建立了基于装配的面向对象液压缸产品设计模型; 2.研究面向制造的产品特征建模技术,基于产品建模方法和面向对象技术,建立了基于特征的液压缸产品模型。研究了适用于液压缸参数化设计的标准件库建模方法及数据库建模技术,并据此建立了液压缸参数化数据库模型及基于装配的液压缸参数化模型; 3.建立液压缸参数化CAD系统模型,基于商用CAD软件,开发了液压缸参数化CAD软件原型系统。 关键词：液压缸；液压泵；液压传动；液力传动
Hydraulic cylinders are one of the hydraulic action components, which are widely used to transfer hydraulic power produced by pump to mechanical power with the manner of straight movement. Hydraulic transmission hydraulic transmission and are based on the liquid as energy transfer medium to the drive. Mainly the use of hydraulic fluid to transmit pressure to energy; and hydraulic transmission is mainly used to transfer the kinetic energy of liquid energy. As a result of hydraulic many prominent advantages, therefore, it is widely used in machine building, construction, petrochemical, transportation, military equipment, mine metallurgy, light industry, agricultural, fisheries, forestry and so on. At the same time, also be applied to aerospace, marine development, nuclear engineering and earthquake prediction in various fields of engineering and technology. In this paper, the parameters of the hydraulic cylinder design of the system to conduct in-depth research, the establishment of hydraulic cylinder CAD prototype software system, the main research results are as follows: 1. The working principle of hydraulic cylinder systems analysis on the basis of summed up the work of the form of hydraulic cylinder and the major form of installation. Analysis of hydraulic cylinders in the structural characteristics of the main components on the basis of the assembly based on object-oriented model of product design of hydraulic cylinder; 2. Research-oriented products feature modeling, product modeling based on object-oriented methods and technology, based on the characteristics of the hydraulic cylinder product model. Studied for parametric design of hydraulic cylinder of standard parts library and database modeling modeling techniques, and accordingly established a database of hydraulic cylinder model parameters and the hydraulic cylinder assembly based on the model parameters; 3. To establish fluid pressure cylinder of CAD system model parameters, based on the commercial CAD software, has developed a hydraulic cylinder Parametric CAD software prototype system. Key words：Hydraulic cylinder; hydraulic pump; hydraulic transmission; hydraulic transmission
液压缸全套图纸说 明书
绪论——————————————第3页 第1章液压传动的基础知识————————第4页 1.1 液压传动系统的组成————————第4页 1.2 液压传动的优缺点—————————第4页 1.3 液压传动技术的发展及应用——————第6页 第2 章液压传动系统的执行元件 ——液压缸——————————第8页 2.1 液压缸的类型特点及结构形式——————第8页 2.2 液压缸的组成——————————第11页 第3章 D G型车辆用液压缸的设计——————第19页 3.1 简介—————————————第19页 3.2 DG型液压缸的设计----------- —————第20页 第4章液压缸常见故障分析与排除方法—————第27页总结——————————————第29 页
绪论 第一章液压传动的基础知识 1.1液压传动系统的组成 液压传动系统由以下四个部分组成： 〈1〉动力元件——液压泵其功能是将原动机输出的机械能转换成液体的压力能，为系统提供动力。 〈2〉执行元件——液压缸、液压马达。它们的功能是将液体的压力能转换成机械能，以带动负载进行直线运动或者旋转运动。 〈3〉控制元件——压力、流量和方向控制阀。它们的作用是控制和调节系统中液体的动力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向。 〈4〉辅助元件——保证系统正常工作所需要的辅助装置。包括管道、管接头、油箱过滤器和指示仪表等。 〈5〉工作介质---工作介质即传动液体，一般称液压油。液压系统就是经过工作介质实现运动和动力传递的。 1.2液压传动的优缺点
机械课程设计说明书 题目：50/10吨通用桥式起重机小车设计 班级：机自041218 姓名： 学号：200422060
目录 设计任务书-----------------------------------------------------------------------------------------------1 概述------------------------------------------------------------------------------2第1章小车主起升机构计算-------------------------------------------------------------7 1.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组---------------------------------7 1.2选择钢丝绳-------------------------------------------7 1.3确定卷筒尺寸并验算强度--------------------------------8 1.4初选电动机-------------------------------------------10 1.5选用标准减速器---------------------------------------11 1.6 校核减速器输出轴强度--------------------------------------------------11 1.7 电动机过载验算和发热验算--------------------------------------------11 1.8选择制动器--------------------------------------------12 1.9选择联轴器-------------------------------------------13 1.10验算起动时间-----------------------------------------13 1.11验算制动时间-----------------------------------------14 1.12高速轴计算------------------------------------------15 第2章小车副起升机构计算------------------------------------------------------------17 2.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组--------------------------------17 2.2钢丝绳的选择------------------------------------------17 2.3确定卷筒尺寸并验算强度--------------------------------18 2.4初选电动机-------------------------------------------21 2.5选用标准减速器---------------------------------------21 2.6校核减速器输出轴强度----------------------------------22 2.7 电动机过载验算和发热验算-------------------------------------------22 2.8选择制动器--------------------------------------------23 2.9选择联轴器-------------------------------------------23 2.10验算起动时间-----------------------------------------24 2.11验算制动时间-----------------------------------------25 2.12高速轴计算------------------------------------------25 第3章小车运行机构计算-----------------------------------------------------------------------27
课程设计说明书 名称：液压缸设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机制10-？班 姓名： 学号：06 指导教师姓名：徐鹏 设计起止日期：2013年7月8日——2013年7月12日
《液压与气压传动课程设计》任务书 一、设计题目：液压缸设计 二、数据： 推力大小：； 速比：； 行程：； 缸体型式：； 活塞杆外端连接型式：； 是否有导向：。 三、任务量： 液压缸总图：2号（手工绘制）； 零件图：3号(手工绘制)； 说明书：液压缸的设计及计算说明书（手写）。 指导教师：徐鹏2013年7月8 日 课程设计成绩评定单
液压缸设计指导书 机械工程学院 机设教研室
一、设计目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门。其主要应用有：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人、火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以进一步研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。 通过学生自己独立地完成指定的课程设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名出色的机械工程师打好基础。 为此，编写了这本“液压缸设计指导书”，供机械专业学生学习液压传动课程及课程设计时参考。 二、设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式不必进行推导，但应注明公式中多符号的意义，代入数据得出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。 5、学生在完成说明书、图纸后，准备进行答辩，最后进行成绩评定。 三、设计任务 设计任务由指导教师根据学生实际情况及所收集资料情况确定。最后人均一题，避免重复。 四、设计依据和设计步骤 油缸是液压传动的执行元件，它与主机及主机的工作结构有着直接的联系。不同的机型和工作机构对油缸则有不同的工作要求。因此在设计油缸之前，首先应了解下列这些作为设计原始依据的主要内容。主机的用途和工作条件，工作机构的结构特点，负载值，速度，行程大小和动作要求，液压系统所选定的工作压力和流量等。 油缸的设计内容和步骤大致如下： 1、液压缸类型和多部分结构的选择。 2、确定基本参数。主要包括工作负载、工作速度（当有速度要求时）、工作行程、导向长度、缸筒内径及活塞杆直径等。 3、强度和稳定性计算。其中包括缸筒壁厚、外径和缸底厚度的强度计算，活塞杆强度和稳定性验算，以及各连接部分的强度计算。 4、导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。 5、整理设计说明书。绘制工作图。 应该指出，不同类型和结构的油缸，其设计内容量是不同的，而且各参数之间需要综合考虑反复验算才能得出比较满意的结果。因此设计步骤不可能是固定不变的。 五、结构型式的确定
摘要 随着经济建设的迅速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场汽车起重机的需求也随之增加。本文通过对徐工50吨汽车起重机主臂进行研究，进一步进行主臂设计，通过计算对主臂的三铰点、主臂的长度、及每节臂的长度、液压缸尺寸进行确定，选择零部件，确定主臂伸缩方式及主臂内钢丝绳的缠绕方法，通过SOLID WORKS软件对主臂进行三维建模。 关键词：50吨汽车起重机、主臂设计、三铰点、伸缩方式、三维建模
Abstract With the rapid development of economic construction, China's infrastructure is gradually increase the intensity, road traffic, airports, ports, water conservancy and hydropower, municipal construction of infrastructure such as the scale of construction is also growing, crane truck crane market demand with the increase. Based on the Xu Gong 50 tons of truck crane boom study, further boom design, by calculating the main arm of the three hinges, the main arm length, and the length of each arm, hydraulic cylinder size identify, select Parts and components, identify the main telescopic arm and the boom in the way of winding rope method, SOLID WORKS software on the main arm for three-dimensional modeling. Keywords: 50-ton truck crane，the boom design，the three hinge points ，stretching，three-dimensional modeling
桥式起重机毕业设计 由于工业生产规模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,起重机的出现大大提高了人们的劳动效率以前需要许多人花长时间才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置桥式起重机是不可获缺的。桥式起重机作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位。经过几十年的发展我国桥式起重机制造厂和使用部门在设计、制造工艺设备使用维修、管理方面不断积累经验不断改造推动了桥式起重机的技术进步。本论文主要通过电气系统的设计使5t桥式起重机规定的各种运动要求。现根据起重机的新理论、新技术和新动向结合实例简要论述国外先进起重机的特点和发展趋势。 1.1起重机的特点和发展趋势现根据起重机的新理论、新技术和新动向结合实例简要论述国外先进起重机的特点和发展趋势。1.1.1大型化和专用化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6500t最大的履带起重机起重量达3000t最大的桥式起重机起重量为1200t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。 1.1.2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
绪论——————————————第3页第1章液压传动的基础知识————————第4页 1.1 液压传动系统的组成————————第4页 1.2 液压传动的优缺点—————————第4页 1.3 液压传动技术的发展及应用——————第6页第2 章液压传动系统的执行元件 ——液压缸——————————第8页 2.1 液压缸的类型特点及结构形式——————第8页 2.2 液压缸的组成——————————第11页第3章 D G型车辆用液压缸的设计——————第19页 3.1 简介—————————————第19页 3.2 DG型液压缸的设计----------- —————第20页第4章液压缸常见故障分析与排除方法—————第27页总结——————————————第29 页
绪论 第一章液压传动的基础知识 1.1液压传动系统的组成 液压传动系统由以下四个部分组成： 〈1〉动力元件——液压泵其功能是将原动机输出的机械能转换成液体的压力能，为系统提供动力。 〈2〉执行元件——液压缸、液压马达。它们的功能是将液体的压力能转换成机械能，以带动负载进行直线运动或者旋转运动。 〈3〉控制元件——压力、流量和方向控制阀。它们的作用是控制和调节系统中液体的动力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向。 〈4〉辅助元件——保证系统正常工作所需要的辅助装置。包括管道、管接头、油箱过滤器和指示仪表等。 〈5〉工作介质---工作介质即传动液体，通常称液压油。液压系统就是通过工作介质实现运动和动力传递的。
1.2液压传动的优缺点 优点： 〈1〉体积小、重量轻，单位重量输出的功率大（一般可达32M P a,个别场合更高）。 〈2〉可在大范围内实现无级调速。 〈3〉操纵简单，便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时，易于实现复 杂的自动工作循环。 〈4〉惯性小、响应速度快，起动、制动和换向迅速。(液压马达起动只需0.1s)〈5〉易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作为工作介质，自润滑性好。 〈6〉液压元件易于实现系列化标准化和通用化。 缺点： 〈1〉由于液压传动系统中存在的泄漏和油液的压缩性，影响了传动的准确性，不易 实现定比传动。 〈2〉不适应在温度变化范围较大的场合工作。 〈3〉由于受液体流动阻力和泄漏的影响，液压传动的效率还不是很高，不易远距 离传动。
摘要 随着世界经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，现代物流作为现代经济的重要组成部分和工业化进程中最为经济合理的综合服务模式，正在全球范围内得以迅速发展。自动化立体仓库作为现代物流系统的重要组成部分，是一种多层存放货物的高架仓库系统，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高生产率、降低成本有着重要意义。 本文以设计了一台能在仓库中运输、堆取货物的机械设备——双立柱式巷道堆垛起重机，并着重分析了其升降机构、伸叉机构、行走机构等机构的工作原理，并对各机构进行分析设计、选取与尺寸计算。内容包括：总体运动方案设计和结构分析、起升机构的设计、伸叉机构设计、行走机构设计、机体支架设计及其他装置设计等内容。各机构以电机的选取入手，通过对钢丝绳、卷筒、链轮链条、皮带轮皮带的工作性能的分析设计计算与选取，从而设计合适的双立柱式巷道堆垛机起重机的机架，进而设计一台性能完备的双立柱式巷道堆垛起重机。 关键词：双立柱；自动化仓库；巷道；物流；堆垛起重机；设计
ABSTRACT Along with continuously develop of the science technology and world economy, modern logistics which are an important part in the modern economy and a most economic reasonable comprehensive service mode in the process of industrialization, develops quickly in the global scope. Automated three-dimensional storehouse as an important composition part in logistics, is one kind of multilayered depositing cargo high structure warehouse systems. It dose not directly carries on the manual intervention in the situation automatically to save and to take out the system which the thing flows. It is the high tech product out of the development of modern industry society, which have the vital significance to enhance the productivity and reduce the cost. This paper is taking designing a machine named double pillar alley Stacking Crane of engaging in piling things or transportation in storehouse. It analyses it’s hoisting mechanism, stretch fork mechanism , walk mechanism, working principle, and it’s aimed at each mechanism to design, select , and size’s calculate of double post alley stacking crane. Overall sport scheme’s design and analyze of structure, the design of hoisting mechanism , stretch fork’s mechanism design , walk mechanism’s design, organism frame design and other installation designs. Each mechanism with generator select to start, through calculating and selecting of the character of service of wire rope, reel, sprocket chain and the ship leather belt of leather belt to analyze and design, so to design the suitable frame of double pillar alley stacking crane, and then to design a double pillar alley stacker of complete natural capacity Keyword: Double Pillar; Automated Three-dimensional Storehouse; Alley; Logistics; Stacking Crane; Design
1 设计课题 1.1设计要求 设计一台铣削专用机床液压系统用液压缸，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工件松开。 1.2原始数据 运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为20000N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm,夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。
2 液压系统的发展概况 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。 液压系统在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展通径电磁阀以及低功率电磁阀。改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下：[1]
西南交通大学峨眉校区 毕业设计说明书 论文题目：门式起重机设计 —起升机构与小车运行机构设计 系部：机械工程系 专业：工程机械 . 班级：工机二班 学生姓名：毛明明 学号：20106991 指导教师：冯鉴
目录 毕业设计说明书 (1) 3.2钢丝绳的计算 (5)
第一章门式起重机发展现状 门式起重机是指桥梁通过支腿支承在轨道上的起重机。它一般在码头、堆场、造船台等露天作业场地上。当门式起重机的小车运行速度大、运行距离长、生产效率高时，常改称为装卸桥。港口上常用的机型有：轨道式龙门起重机、轮胎式龙门起重机、岸边集装箱起重机、桥式抓斗卸船机等。 当桥架型起重机的跨度特别大时，为了减轻桥架和整机的自身质量，常改用缆索来代替桥架，供起重小车支承和运行之用。 起重机械是用来升降物品或人员的，有的还能使这些物品或人员在其工作范围内作水平或空间移动的机械。取物装置悬挂在可沿门架运行的起重小车或运行式葫芦上的起重机，称为“门架型起重机”。 进入21世纪以来，我国的造船工业进入了快速发展的轨道，各大主力船厂承接的船舶吨位从几万吨发展到十几万吨，年造船能力也普遍跃上百万吨水平，造船模式也相继从船台造船转向船坞造船，大型造船门式起重机的需求也大幅度增加。 随关中船长兴、中船龙穴、青岛海西湾、舟山金海湾、靖江新时代、太平洋集团扬州大洋等大型国营和民营造船基地的建设，大型造船门式起重机也进入了一个大型集中建造的黄金时期，起重机的提升能力从600ｔ上升到900ｔ，跨度从170米增加到239米，已经建成的和在建的大型造船门式起重机有几十台。门式起重机作为一种重要的物料搬运设备，在造船领域中的重要作用日益显现。随着经济的发展，它不仅在国民经济中占有重要的位置，而且在社会生产和生活的领域也不断扩大。从20纪后期开始，国际上门式起重机的生产向大型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展。
摘要 本课题是内燃叉车提升液压缸的设计，液压缸的设计包括了系统工作压力的选定、液压缸内径和外径的确定、活塞杆直径和活塞直径的确定、液压缸壁厚的计算、缸盖厚度的确定、缸体长度的确定、缓冲装置的计算以及活塞杆稳定性的验算。本设计应用经验设计法和计算机辅助工程技术完成，先依据经验公式计算，确定了液压缸安装方案，设计了液压缸活塞及活塞杆尺寸参数，校核匹配的连接螺栓、销轴等。最后用绘图软件CAD完成液压缸装配图。 关键词：叉车、提升液压缸、液压缸设计摘要 本课题是内燃叉车提升液压缸的设计，液压缸的设计包括了系统工作压力的选定、液压缸内径和外径的确定、活塞杆直径和活塞直径的确定、液压缸壁厚的计算、缸盖厚度的确定、缸体长度的确定、缓冲装置的计算以及活塞杆稳定性的验算。本设计应用经验设计法和计算机辅助工程技术完成，先依据经验公式计算，确定了液压缸安装方案，设计了液压缸活塞及活塞杆尺寸参数，校核匹配的连接螺栓、销轴等。最后用绘图软件CAD完成液压缸装配图。 关键词：叉车、提升液压缸、液压缸设计 I
ABSTRACT This is the subject of internal combustion forklift lifting hydraulic cylinder design, the hydraulic cylinder design including the working pressure of the system is selected, the hydraulic cylinder inner diameter and outer diameter of the piston rod and the piston diameter, diameter determination, hydraulic cylinder wall thickness calculation to determine the thickness of the cylinder block, cylinder head, length, buffer device is calculated and the piston rod stability checking. Design and application of the experience design method and computer aided engineering technology, according to the empirical formula, determine the hydraulic cylinder installation project, design of hydraulic cylinder piston and piston rod size parameters, check matching bolt, pin. Finally with the drawing software CAD complete hydraulic cylinder assembly drawing. Key words: forklifts, lifting hydraulic cylinder, hydraulic cylinder design II
20t75桥式起重机毕业设计 摘要 桥式起重机主要应用于大型加工企业，如钢铁、冶金和建材等行业，完成生产过程中的起重和吊装等工作。其中用于生产车间的桥式起重机，是起重机的一个主要类型，由于起重机行驶在高空，作业范围能扫过整个厂房的建筑面积，具有非常重要的和不可替代的作用，因而深受用户欢迎，得到了很大发展。 桥式起重机主要由机械部分、金属结构和电气三大部分所组成。机械部分是指起升、运行、变幅和旋转等机构，还有起升机构，金属结构是构成起重机械的躯体，是安装各机构和支托它们全部重量的主体部分。电气是起重机械动作的能源，各机构都是单独驱动的。 构成桥式起重机的主要金属结构部分是桥架，它横架在车间两侧吊车梁的轨道上，并沿轨道前后运行。除桥架外，还有小车，小车上装有起升机构和运行机构，可以带着吊起的物品沿桥架上的轨道运行。于是桥架的前后运行和小车沿桥架的运行以及起升机构的升降动作，三者所构成的立体空间范围是桥式起重机吊运物品的有效空间。通用桥式起重机一般都具有三个机构:起升机构(起重量稍大的有主副两套起升机构)、小车运行机构和大车运行机构。另外还包括栏杆、司机室等。 本论文研究的是电动双梁桥式起重机，额定起重量75/20t。设计的主要内容是小车运行机构和小车的起升机构的设计计算，大车的起升机构的主要计算。
目录 第一章背景技术 (1) 第二章文献评估 (6) 第三章起重机的技术与说明 (11) 3.1主起重小车起升机构计算 (11) 3.2主起重小车运行机构计算 (20) 3.3副起重小车起升机构计算 (29) 3.4副起重小车运行机构计算 (38) 3.5大车运行机构计算 (47) 致谢 (56) 参考文献 (56)
DQ型吊钩桥式起重机三维结构设计 摘要 随着我国制造业的发展，桥式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，小吨位的桥式起重机广泛的用于轻量工件的吊运，在我国机械工业中占有十分重要的地位。但是，我国现在应用的各大起重机还是仿造国外落后技术制造出来的，而且已经在工厂内应用了多年，有些甚至还是七八十年代的产品，无论在质量上还是在功能上都满足不了日益增长的工业需求。如何设计使其成本最低化，布置合理化，功能现代化是我们研究的课题。本次设计就是对小吨位的桥式起重机进行设计，主要设计内容是QD型吊钩桥式起重机的三维造型结构设计，其中包括桥架结构的布置计算及校核，主梁结构的计算及校核，端梁结构的计算及校核，主端梁连接以及大车运行机构零部件的选择及校核。 关键词：起重机；大车运行机构；桥架；主端梁；小吨位
ABSTRACT As China's manufacturing industry, more and more applications crane to which industrial production. Carry a heavy load in the factory, machine parts up and down, the work of lifting parts of shipment, assembly line work should be fixed on the crane is used. The largest number of species of cranes, both in the size of the factory into the application is small tonnage cranes, bridge cranes small tonnage of lightweight parts for a wide range of lifting, in China's machinery industry plays a very important position. However, our current application, or copy large crane behind the technology produced abroad, and has been applied in the factory for many years, and some 70 to 80 years of products, both in quality or functionality are not growing to meet the industrial demand. How to design it the lowest cost, rationalize the layout, function modernization is the subject of our study. This design is for small tonnage bridge crane design, the main design elements are QD crane structure and operation of institutions, including the bridge structure, calculation and checking the layout, the main beam structure calculation and checking , end beams calculation and checking, the main end beam connect and run the cart and checking body parts of choice. Keywords: Crane；The moving mainframe；Bridge；Main beam and end beam；Small tonnage