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
目录
1 绪论 (1)
1.1 桥式起重机的介绍 (1)
1.2 桥式起重机设计的总体方案 (3)
1.2.1主梁和桥架的设计 (4)
1.2.2端梁的设计 (4)
2 大车运行机构的设计 (4)
2.1 设计的基本原则和要求 (4)
2.1.1机构传动方案 (4)
2.1.2大车运行机构具体布置的主要问题 (5)
2.2 大车运行机构的计算 (5)
2.2.1确定机构传动方案 (5)
2.2.2大车车轮与轨道的选择及其强度校核 (6)
2.2.3运行阻力运算 (8)
2.2.4选择电动机 (8)
2.2.5验算电动机的发热条件 (9)
2.2.6减速器的选择 (9)
2.2.7验算运行速度和实际所需功率 (9)
2.2.8验算起动时间 (10)
2.2.9起动工况下校核减速器功率 (11)
2.2.10验算启动不打滑条件 (11)
2.2.11选择制动器 (13)
2.2.12选择联轴器 (13)
2.2.13浮动轴的验算 (14)
2.2.14缓冲器的选择 (16)
3 桥架结构的计算 (17)
3.1 主要尺寸的确定 (17)
3.1.1大车轮距 (17)
3.1.2主梁高度 (17)
3.1.3端梁高度 (17)
3.1.4桥架端部梯形高度 (17)
3.1.5主梁腹板高度 (17)
3.1.6确定主梁截面尺寸 (17)
3.1.7加劲板的布置尺寸 (18)
3.2 主梁的计算 (19)
3.2.1计算载荷确定 (19)
3.2.2主梁垂直最大弯矩 (19)
3.2.3主梁水平最大弯矩 (19)
3.2.4主梁的强度验算 (20)
3.2.5主梁的垂直刚度验算 (22)
3.2.6主梁的水平刚度验算 (22)
3.3 端梁的计算 (23)
3.3.1计算载荷的确定 (23)
3.3.2端梁垂直最大弯矩 (23)
3.3.3梁的水平弯矩 (23)
3.3.4端梁截面尺寸的确定 (24)
3.3.5端梁的强度验算 (24)
3.4 主要焊缝的计算 (24)
3.4.1端梁端部上翼缘焊缝 (24)
3.4.2端梁端部下翼缘焊缝 (27)
3.4.3主梁与端梁的连接焊缝 (27)
3.4.4主梁上盖板焊缝 (27)
4 基于软件PRO/ENGINEER的三维造型结构设计 (28)
4.1 三维软件PROE的简介 (28)
4.2 三维制图的简要过程 (28)
4.2.1大车结构的三维设计 (28)
4.2.2小车结构的三维设计 (30)
4.2.3整车装配 (31)
结束语 (33)
参考文献 (34)
致谢 (35)
1 绪论
1.1 桥式起重机的介绍
中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形。14世纪，西欧出现了人力和畜力驱动的转动臂架型起重机。19世纪前期，出现了桥式起重机；起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金属材料制造，并开始采用水力驱动。19世纪后期，蒸汽驱动的起重机逐渐取代了水力驱动的起重机。20世纪20年代开始，由于电气工业和内燃机工业迅速发展，以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成。
起重机主要包括起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等。起升机构是起重机的基本工作机构，大多是由吊挂系统和绞车组成，也有通过液压系统升降重物的。运行机构用以纵向水平运移重物或调整起重机的工作位置，一般是由电动机、减速器、制动器和车轮组成。变幅机构只配备在臂架型起重机上，臂架仰起时幅度减小，俯下时幅度增大，分平衡变幅和非平衡变幅两种。回转机构用以使臂架回转，是由驱动装置和回转支承装置组成。金属结构是起重机的骨架，主要承载件如桥架、臂架和门架可为箱形结构或桁架结构，也可为腹板结构，有的可用型钢作为支承梁。
桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。
桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。
普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。
起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。
起重机运行机构的驱动方式又可以分为两类：一类为集中驱动，即用一台电动机
带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。
从结构上来说起重机(crane)运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上[3]。
桥架的金属结构由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由两根主梁和端梁组成。
主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主梁的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。
箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式，主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产，但自重较大。偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁，自重较小，但制造较复杂。四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构，在上水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其他结构相比，外形尺寸大，制造较复杂，疲劳强度较低，已较少生产。
空腹桁架结构类似偏轨箱形主梁，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形梁外，其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部，自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达60米。
为了确保起重作业安全可靠，起重机装有较完善的安全装置，以便在意外的情况下，起到保护机件或提醒操作人员注意，从而起到安全保护作用[4]。
（1）液压系统中各溢流阀：可抑制回路中的异常高压，以防止液压油泵及马达的损坏，并防止处于过载状态。
（2）.吊臂变幅安全装置：当不测事故发生，吊臂变幅油缸回路中的高压软管或油管爆裂或切断时，液压回路中的平衡阀就起作用，锁闭来自油缸下腔的工作油，使吊臂不致下跌，从而确保作业的安全性。
（3）.吊臂伸缩安全装置：当不测事故发生，吊臂伸缩油缸回路中的高压软管或油管爆裂或切断时，液压回路中的平衡阀就起作用，锁闭来自油缸下腔的工作油，使吊会自己缩回，从而确保作业的安全性。
（4）.高度限位装置：吊钩起升到规定的高度后，碰触限位重锤，打开行程开关，"过绕"指标灯即亮，同时切断吊钩起升、吊臂伸出、吊臂伏到等动作的操作而确保安全。这时只要操纵吊钩下降，吊臂缩回或吊臂仰起(即向安全方操作)等手柄时，使限位重锤解除约束，操作即恢复正常。在特殊的场合，如仍需要作微量的过绕操作，可按下仪表盒上的释放按钮，此时限位的作用便解除，但此时的操作必须十分谨慎小心，以防发生事故。
（5）.支腿锁定装置：当不测事故发生，通往支腿垂直油缸的高压软管或油管破裂或切割时，液压系统中的双向液压锁能封锁支腿封锁油缸两腔的压力油，使支腿不缩或甩出，从而确保起重作业的安全性。
（6）.起重量指示器：起重量指示器设置在基本臂的合侧方(即操纵室的右侧面)，操作者坐在操纵室内便能清楚地观察到，能准确地指示出吊臂的仰角及对应工况下起重机允许的额定起重量。
（7）.起重特性表：设置在操纵室内前侧下墙板上，该表列出了各种臂长和各种工作幅度下的额定起重量和起重高度，以便操作时查阅。起重作业时，切不可超过表中规定的数值。为了确保起重作业安全可靠，起重机装有较完善的安全装置，以便在意外的情况下，起到保护机件或提醒操作人员注意，从而起到安全保护作用。
1.2 桥式起重机设计的总体方案
起重机课程设计的主要参数:
表1.1 起重机课程设计参数
工作级别A5
跨度L（m）25.5
主起升副起升小车运
行大车运行
起升重量Q（t）16 3
起升高H(m) 12 14
工作V(m/min) 9.5 18.5 44.2 74 工作级别A5 A5 A5 A5
JC% 75% 75% 75% 75%
1.2.1 主梁和桥架的设计
主梁跨度25.5m ,主要构件是上盖板、下盖板和两块垂直腹板，主梁和端梁采用搭接形式，走台的宽度取决于端梁的长度和大车运行机构的平面尺寸，司机室采用闭式一侧安装，腹板上加横向加劲板和纵向加劲条或者角钢来固定，纵向加劲条的焊接采用自动焊，主梁翼缘板和腹板的焊接采用贴角焊缝，腹板的下边和下盖板硬做成抛物线形。
1.2.2 端梁的设计
端梁采用箱型的实体板梁式结构，是由车轮组合端梁架组成，端梁的中间截面也是由上盖板，下盖板和两块腹板组成；通常把端梁制成制成三个分段，端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。端梁的主要尺寸是依据主梁的跨度，大车的轮距和小车的轨距来确定的；大车的运行采用分别驱动的方案。在装配起重机的时候，先将端梁的一段与其中的一根主梁连接在一起，然后再将端梁的两段连接起来。
下面对主梁，端梁，桥架进行详细计算和校核。
2 大车运行机构的设计
2.1 设计的基本原则和要求
大车运行机构的设计通常和桥架的设计一起考虑，两者的设计工作要交叉进行，一般的设计步骤：
1. 确定桥架结构的形式和大车运行机构的传方式
2. 布置桥架的结构尺寸
3. 安排大车运行机构的具体位置和尺寸
4. 综合考虑二者的关系和完成部分的设计
对大车运行机构设计的基本要求是：
1. 机构要紧凑，重量要轻
2. 和桥架配合要合适，这样桥架设计容易，机构好布置
3. 尽量减轻主梁的扭转载荷，不影响桥架刚度
4. 维修检修方便，机构布置合理
2.1.1 机构传动方案
大车机构传动方案，基本分为两类：分别传动和集中传动，桥式起重机常用的跨度（10.5-32M）范围均可用分别传动的方案，本设计跨度为25.5m采用分别传动的方
案。
2.1.2 大车运行机构具体布置的主要问题
1. 联轴器的选择
2. 轴承位置的安排
3. 轴长度的确定
这三着是互相联系的。
在具体布置大车运行机构的零部件时应该注意以几点：
1. 因为大车运行机构要安装在起重机桥架上，桥架的运行速度很高，而且受载之后向下挠曲，机构零部件在桥架上的安装可能不十分准确，所以如果单从保持机构的运动性能和补偿安装的不准确性着眼，凡是靠近电动机、减速器和车轮的轴，最好都用浮动轴。
2. 为了减少主梁的扭转载荷，应该使机构零件尽量靠近主梁而远离走台栏杆；尽量靠近端梁，使端梁能直接支撑一部分零部件的重量。
3. 对于分别传动的大车运行机构应该参考现有的资料，在浮动轴有足够的长度的条件下，使安装运行机构的平台减小，占用桥架的一个节间到两个节间的长度，总之考虑到桥架的设计和制造方便。
4. 制动器要安装在靠近电动机，使浮动轴可以在运行机构制动时发挥吸收冲击动能的作用。
2.2 大车运行机构的计算
参数：起重机估计总重G=30.5t，桥架跨度L=25.5m，起重量Q=16t，大车运行速=74m/min，工作级别为A5级，机构运行持续率为JC%=25%，小车的重量为度V
dc
G
=6.611t，桥架为箱形结构。
xc
2.2.1 确定机构传动方案
本起重机设计的传动方案如图所示：
图2.1大车运行机构
1—电动机 2—制动器 3—高速浮动轴 4—联轴器 5—减速器 6—联轴器 7低速浮动轴 8—联轴器 9—车轮
2.2.2 大车车轮与轨道的选择及其强度校核
如图所示的重量分布，计算大车车轮的最大轮压和最小轮压。
图2.2 大车轮压受力图
满载时，最大轮压：
P max =L e
L Q -?++2Gxc 4Gxc -G （2.1）
=
5
.25544
.15.25211.66160466.11-305-?++ =165.932KN
空载时，最小轮压：
P ‘min =
L e
?
+2Gxc 4Gxc -G （2.2）
=
5
.251
266.11466.11-305?+ =61.0187KN
式中的e 为主钩中心线离端梁的中心线的最小距离e=1.544m
车轮踏面疲劳计算载荷：
P c =32min max P
P +=（2*165.932+61.019）/3=130.961KN （2.3）
车轮材料，采用ZG340-640(调制)，ζb =700MP ，ζs =380MP ，由附表18选择车轮直径D c =500mm ，
由 [1]表5-1 查得轨道型号为QU70（起重机专用轨道） 按车轮与轨道为点接触和线接触两种情况来验算车轮的接触强度 1）点接触局部挤压强度验算：
P ''c =k 2R 2c 1c 2/m 3=281257N （2.4） k 2-许用点应力常数(N/mm 2),由【1】表5-2，取k 2=0.181
R-曲率半径，由车轮和轨道两者曲率半径中取最大值。取QU70的曲率半径为400mm M-由轨顶和车轮的曲率半径之比（r/R ）所确定的系数,由【1】表5-5查得，m=0.461
c 1
-转数系数，由【1】表5-3，车轮转速n c =dc v /πD c
=74/π
/0.5=47.134r/min,c 1=0.9515.
c 2-工作级别系数,由表5-4，M 5级别，c 2=1 P ''c >P c 故验算通过 2）线接触局部挤压强度验算
P 'c =k 1D c lc 1c 2=219796.5KN （2.5） 式中，
k 1 -许用点应力常数(N/mm 2),由【1】表5-2，取k 1=6.6 l-车轮与轨道的有效接触长度，QU70中，l=70mm c
1
-转数系数，由【1】表5-3，车轮转速n c =dc v /πD
c
=74/π
/0.5=47.134r/min,c 1=0.9515.
c 2-工作级别系数,由表5-4，M 5级别，c 2=1 P 'c >P c 故验算通过
2.2.3 运行阻力运算
摩擦总阻力距
Mm=β（Q+G ）（K+μ*d/2）
由【3】 D c =500mm 车轮的轴承型号为：7520， 轴承内径和外径的平均值为：（100+180）/2=140mm
由【2】中表9-2到表9-4查得：滚动摩擦系数K=0.0006m ，轴承摩擦系数μ=0.02，附加阻力系数β=1.2，代入上式中：
当满载时的运行阻力矩： M m （Q=Q ）= M m(Q=Q)=β(Q+G)( κ +μ
2
d
) =1.2（160000+305000）×（0.0006+0.02×0.14/2） =1116N ·m （2.6）
运行摩擦阻力：
P m （Q=Q ）=2)(Dc
Q Q Mm ==25.01116=4464N （2.7）
空载时：
M m （Q=0）=β×G ×（K+μd/2） （2.8） =1.2×305000×（0.0006+0.02×0.14/2） =732N P m （Q=0）= M m （Q=0）/（Dc/2） （2.9） =732×2/0.5 =2928N
2.2.4 选择电动机
电动机静功率：
N j =P j ·V dc /（1000·m · η） （2.10） =4464×74/1000/60/0.95/2=2.90KW 式中
P j =P m （Q=Q ）—满载运行时的静阻力(P m （Q=0）=4464N) m=2驱动电动机的台数
初选电动机功率：
N=K
d *N
j
=1.19*2.90=3.45KW
式中K
d -电动机功率增大系数，由【2】表7-6查得K
d
=1.19
查【1】表31-27选用电动机YZR160M1；Ne=5.8KW，n
1
=927r/min，（GD2）=0.547kgm2，
电动机的重量G
d
=154kg
2.2.5 验算电动机的发热条件
等效功率：
N x=K25·r·N j ）
=0.75×1.3×2.90
=2.82KW （2.11）式中
K25—工作类型系数，由[1]查得当JC%=25时，K25=0.75
r—由[1]按照起重机工作场所得t q/t g=0.25，r=1.3
由此可知：N x 选择电动机：YZR160M1 2.2.6 减速器的选择 车轮的转数： n c=V dc/（π·D c）=74/3.14/0.5=47.13r/min （2.12）机构传动比： i 0。 =n1/n c=927/47.13=19.67 （2.13） 查[【1】表35，选用两台ZQ-350-V-1Z减速器i' ‘=20.49；[N]=9.2KW，当输入转速为1000r/min时，可见N j<[N]。 2.2.7 验算运行速度和实际所需功率 实际运行的速度： V' dc =V d c· i 0。 /i' 0。 ‘=74×19.67/20..49=71.04m/min （2.14） 误差： ε=（V dc-V' dc ）/ V dc=（74-871.04）/74×100%=4%<15%合适（2.15）实际所需的电动机功率： N' j =N j·V' dc / V dc=2.590×71.04/74=22.784KW （2.16） 由于N ‘j 2.2.8 验算起动时间 起动时间： t q = ) (2.381 Mj Mq m n -?????? ??++η2 /02 /2 )()(i D G Q GD mc C （2.17） 式中n 1=927r/min m=2(驱动电动机台数) M q =1.5×9550×N/n 1 =1.5×9550×5.8/927=829.6N ·m 满载时运行静阻力矩： M j （Q=Q ）= η /0) (i M Q Q m == 95 .049.201116 ?=57.33N ·m （2.18） 空载运行时静阻力矩： M j （Q=0）= η /0) 0(i M Q m = (2.19) = 95 .049.20732 ?=37.60N ·m 初步估算高速轴上联轴器的飞轮矩： (GD 2)ZL +(GD 2)L =0.43N ·m (2.20) 机构总飞轮矩: (GD 2)1=(GD 2)ZL +(GD 2)L +(GD 2)d =0.43+0.47=0.9 N ·m (2.21) 满载起动时间: t )(Q Q q == ) (3751Mj Mq m n -????????++η2 /02 /2 )()(i D G Q GD mc C (2.22) = ) 33.576.892(2.38927 -??? ???? ??++??95.049.2025.0)3050016000(9.015.122 =6.22s 空载启动时间: t )0(=Q q = ) (2.381 Mj Mq m n -?????? ??++η2 /02 /2 )()(i D G Q GD mc C (2.23) = ) 60.376.892(2.38927 -??? ???? ??+??95.049.2025.0305009.015.122 =3.62s 起动时间在允许范围(8`10s)内。 2.2.9 起动工况下校核减速器功率 起动工况下减速器传递的功率: N d =// 1000m v p dc d ??η (2.24) 式中P d =P j +P g =P j + ) (/ 60Q Q q dc t v g G Q =+ (2.25) =4464+ 22 .66004 .7110305000160000??+ =13315.45N m /--运行机构中,同一级传动减速器的个数,m /=2. 因此N d = 295.060100004 .7145.13315????=8.30KW 所以减速器的[N]中级=9.2KW>N d ,故所选减速器功率合适。 2.2.10 验算启动不打滑条件 由于起重机室内使用,故坡度阻力及风阻力不考虑在内.以下按三种情况计算. 1.两台电动机空载时同时驱动： n=2 2)2(602) 0(/ 1c Q q dc D k p d k p t v g G f p +++ =βμ>n z 式中p 1=/ max /min p p +=61019+165932=226951N ——主动轮轮压 p 2= p 1=226915N ——从动轮轮压 f=0.2——粘着系数(室内工作) n z —防止打滑的安全系数.n z ≥1.05~1.2 n = 2 5.0000 6.02269515.1)214 .002 .00006.0(22695162 .36004 .71305002 .0226951?+?++ ?? ? （2.26） =3.84 n>n z ,故两台电动机空载启动不会打滑 2.事故状态 当只有一个驱动装置工作,而无载小车位于工作着的驱动装置这一边时,则 n=2 )2(6012) 0(/ 1c Q q dc D k p d k p t v g G f p +++ =βμ≥n z 式中 （2.27） p 1=/max p =765932N ——主动轮轮压 p 2=2/min p +/max p =287990N ——从动轮轮压 /)0(=Q q t ——一台电动机工作时空载启动时间 / ) 0(=Q q t = ) 60.376.89(2.38927 -?????? ???+?95.049.205.0305009.015.12 2 =9.41 s n= 2 5.0000 6.02879905.1)0 7.002.00006.0(28799041 .96004.71305002 .0165932?+?++ ?? =4.16s n>n z ,,故不打滑. 3.事故状态 当只有一个驱动装置工作,而无载小车远离工作着的驱动装置这一边时,则 式中 P 1=/ min P =61019N ——主动轮轮压 P 2=+/min p 2/ max p =392883N ——从动轮轮压 / )0(=Q q t = 9.41S ——与第二种工况相同 n= 25.00006 .0610195.1)214 .002.00006.0(39288341 .96004.71305002 .061019?+?++ ??? =2.42s n>n z ，故也不会打滑 2.2.11 选择制动器 由【2】中所述,取制动时间t z =6s 按空载计算动力矩,令Q=0,带入[1]的（7-16）得: M z =?? ????? ? ????????+?+ η20 2 12 1/)(2.381i GD GD mc t n M m C z j 式中 （2.28） / min /2)(i D p p M c m p j η -= = ()49 .20295 .05.02440610???- （2.29） =-21.2115N ·m P p =0.002G=305000×0.002=610N ——坡度阻力 P min =G 2 1 )2(c D d μκ+ = 2 5 .0) 214 .002.00006.0(305000+?=2440N M=2——制动器台数.两套驱动装置工作 M z =? ????????????+???+-95.049.205.0305009.015.1262.389272115.212122 （2.30） =28 N ·m 现选用两台YWZ-200/23的制动器，查【1】附表15其制动力矩M eZ =112 N ·m ，为避免打滑，使用时将其制动力矩调制28 N ·m 以下 2.2.12 选择联轴器 根据传动方案,每套机构的高速轴和低速轴都采用浮动轴. 1.机构高速轴上的计算扭矩： /js M =I I n M =119.5×1.4=167.3 N ·m （2.31） 式中M I —连轴器的等效力矩. M I =el M ?1?=2×59.75=119.5 N ·m （2.32） 1?—等效系数 取1?=2查[2]表2-6（A5`A6级） M el =95550* 927 8 .5=119.5 N ·m 由【1】附表29查的:电动机YZR160M,轴端为圆锥形,d 1=48mm,L=110mm;由附表34查得ZQ350减速器,高速轴端为d=40mm,l=60mm,故在靠电机端从由附表43选两个凸缘联轴器（靠近电机端为圆锥形，浮动轴端d=35mm;[M I ]=3150N ·m,(GD 2)ZL =0.314Kg ·m,重量G=18.4Kg ） ；在靠近减速器端，由附表43选用两个凸缘联轴器，在靠近减速器端为圆锥形，浮动轴端直径为d=35mm;[M I ]=7110 N ·m, (GD 2)L =0.107Kg ·m, 重量G=9.46Kg. 高速轴上转动零件的飞轮矩之和为： (GD 2)ZL +(GD 2)L =0.314+0.107=0.421 Kg ·m 与原估算的基本相符，故不需要再算。 2.低速轴的计算扭矩： η ??='0'''i M M js js （2.33） =167.3×20.49×0.95=3256.58 N ·m 由【1】附表34得，ZQ350减速器低速轴端为圆锥形，d=65mm ，l=105mm 由【1】附表19查得，Dc=500mm ，主动车轮伸出轴为圆锥形，d=75mm ，l=105mm 故从【1】附表42中选用4个联轴节： GICLZ 46560A YA 另两个GICLZ 475 60 A YA 2.2.13 浮动轴的验算 1）.疲劳强度的计算 低速浮动轴的等效力矩： M I =Ψ1?M el ?i '0 =1.4×59.75×20.49×0.95=1625.11N ?m （2.34） 式中Ψ1—等效系数，由[2]表2-6查得Ψ1=1.4 由上节已取得浮动轴端直径D=60mm ，故其扭转应力为： 61.3706.02.011.16253 =?== W M I n τMPa （2.35） 由于浮动轴载荷变化为循环（因为浮动轴在运行过程中正反转矩相同），所以许用扭转应力为： 4.192.1132 11 1?=? = --I k n k ττ （2.36） =49.1MPa 式中，材料用45号钢，取σb =600MPa; σs =300MPa,则τ-1=0.22σb =0.22×600=132MPa 2；τs =0.6σs =0.6×30000=180MPa K=K x K m =1.6×1.2=1.92 （2.37） 考虑零件的几何形状表面状况的应力集中系数，由第二章第五节及[2]第四章查得：K x =1.6，K m =1.2，n I =1.4—安全系数，由表2-18查得τn <[τ-1k ] 故疲劳强度验算通过。 2）.静强度的计算 计算强度扭矩： M max =Ψ2?M el ?i （2.38） =2.5×59.75×20.49×0.95=2907 N ?m 式中Ψ2—动力系数，查[2]表2-5的Ψ2=2.5 扭转应力： τ= 306 .02.0290 ?=W M II =67MPa （2.39） 许用扭转剪应力： []6.1284 .1180 == =II S II n ττMPa （2.40） τ<[τ]II ,故强度验算通过。 高速轴所受扭矩虽比低速轴小，但强度还是足够，故高速轴验算从略。 2.2.14 缓冲器的选择 1.碰撞时起重机的动能 W 动=g Gv 220 （2.41） G —带载起重机的重量G=305000+160000×0.1=465000N V 0—碰撞时的瞬时速度，V 0=（0.3～0.7）V dx g —重力加速度取10m/s 2 则W 动=()10 223.15.046500022 20???=g Gv =8793.73 N m 2. 缓冲行程内由运行阻力和制动力消耗的功 W 阻=（P 摩+P 制）S （2.42） 式中 P 摩—运行阻力，其最小值为 P min =Gf 0min =465000×0.008=3720N f 0min —最小摩擦阻力系数可取f 0min =0.008 P 制—制动器的制动力矩换算到车轮踏面上的力，亦可按最大制动减速度计算 P 制= []max 制a g G =46500×0.55=25575N （2.43） []max 制a =0.55 m /s 2 S —缓冲行程取S=140 mm 因此W 阻=（3720+25575）×0.14=4101.3N m 3. 缓冲器的缓冲容量 一个缓冲器要吸收的能量也就是缓冲器应该具有的缓冲容量为： n W -W 阻 动缓= W （2.44） =8793.73-4101.3 =4696.43N m 式中 n —缓冲器的个数 取n=1 由手册【3】选择 JHQ-A-3 学科分类号： 08 人文科技学院 本科生毕业论文 题目：异步电动机矢量控制技术的研究 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。 作者签名：日期： 人文科技学院本科毕业论文诚信声明 本人重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名： 二0一年月日 异步电动机矢量控制技术的研究 摘要：现代电力电子技术和计算机控制技术的快速发展，促进了电气传动的技术革命。交流调速取代了直流调速，计算机数字控制取代了模拟控制己成为发展趋势。电压空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，简称SVPWM)控制技术则是一种优化了的PWM控制技术，和传统的PWM法相比，不但具有直流利用率高(比传统的SPWM法提高了约15%)，输出谐波少，控制方法简单等优点，而且易于实现数字化。 论文在分析异步电机结构及特点基础上，先对矢量控制技术进行详细的分析和推导，然后运用空间电压矢量技术(SVPWM)，对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基本原理进行详细的分析和推导，并将SVPWM对比PWM和SPWM各自的特点，最后介绍了SVPWM的基本原理及其传统的实现算法,并通过SVPWM的算法构建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。 关键词：矢量控制；空间电压矢量；Matlab/SIMULINK仿真 Research on asynchronous motor vector control technology 摘要 我做的毕业设计课题是单梁桥式起重机。单梁桥式起重机是一种轻型起重设备，它适用起重量为0.5~5 吨，适用跨度4.5～16.5米，工作环境温度C在-20℃到40℃范围内，适合于车间、仓库、露天堆场等处的物品装卸工作。桥架由一根主梁和两根端梁刚接组成。根据起重量和跨度，主梁采用普通工字钢和U形槽组合焊接形成。主梁和端梁之间采用承载凸缘普通螺栓法兰连接。提升机构采用CD型电葫芦。 此次设计的主要内容有：问题的提出、总体方案的构思，结构设计及对未知问题的探索和解决方案的初步设计，装配图、零件图等一系列图纸的设计与绘制，以及毕业设计说明书的完成。 关键词：起重机；桥式起重机；大车运行机构；小车运行结构；小车起升；结构桥架；主端梁 ABSTRACT The topic of my graduation design is list the beam bridge type derrick of design the list beam bridge type derrick is a kind of light heavy equipments, it start to apply the weight as 0.5~5 tons, apply to across degree 4.5~16.5 meters, the work environment temperature is -20℃to 40℃.Inside scope, suitable for car, warehouse, open-air heap field etc. of the product pack to unload a work. The bridge was carried beam by a lord beam and 2 to just connect to constitute. According to weight with across a degree, lord beam adoption common the work word steel and U form slot combination weld formation. Lord beam and carry an of beam an adoption loading To good luck common stud bolt method orchid conjunction. Promote the organization adoption CD type an electricity bottle gourd. The main contents of this time design have: The problem put forward, conceive outline of total project, possibility design, structure design and draw towards doing not know a problem of investigate and solution of first step design, assemble diagram, spare parts diagram wait a series the design of the diagram paper with, end include graduation design manual of completion. Keywords: cranes;bridge type derrick ；During operation organization; Car running structure; Car hoisting structure; Bridge; Main girders. 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 前言 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。但在实际使用中，传统桥式起重机的控制系统所采用交流绕线转子串电阻的方法进行启动和调速，继电—接触器控制，在工作环境差，工作任务重时，电动机以及所串连电阻烧损和断裂故障时有发生；继电—接触器控制系统可靠性差，操作复杂，故障率高；转子串电阻调速，机械特性软，负载变化时转速也变化，调速不理想。所串连电阻长期发热，电能浪费大，效率低。要从根本上解决这些问题，只有彻底改变传统的控制方式。 近年来，随着计算机技术和电力电子器件的迅猛发展，同时也带动电气传动和自动控制领域的发展。其中，具有代表性的交流变频调速装置和可编程控制器获得了广泛的应用，为PLC控制的变频调速技术在桥式起重机系统提供了有利条件。变频技术的运用使得起重机的整体特性得到较大提高，可以解决传统桥式起重机控制系统存在诸多的问题，变频调速以其可靠性好，高品质的调速性能、节能效益显著的特性在起重运输机械行业中具有广泛的发展前景。 本次设计采用PLC和变频器技术，以PLC控制变频器，即以程序控制取代继电—接触器控制，控制变频器实现变频调速，设计出PLC控制的桥式起重机的变频调速系统，进而实现了起重机的半自动化控制。此系统特别适用于桥式起重机在恶劣条件下的工作情况，对改善桥式起重机的调速性能，提高工作效率和功率因数，减小起制动冲击以及增加起重机使用的安全可靠性是非常有益的。 桥式起重机变频调速控制系统设计 1 绪论 1.1 桥式起重机电气传动技术的国内外发展概况 电气调速控制的方法很多，对直流驱动来讲60年代采用发电机—电机系统。从控制电阻分级控制，到交磁放大控制，到可控硅SCR激磁控制，到主回路可控硅即晶闸管整流供电系统。随着电子技术的飞速发展，集成模块出现，计算机、微处理器应用，因此控制从分立组成模拟量控制发展至今天的数字量控制。 从交流驱动来讲：常规的常采用绕线式电动机转子串电阻调速，为满足重物下放时的低速，一般依靠能耗制动、反接制动，后来还采用涡流制动，还有靠转子反馈控制制动、反接制动、单相制动器抱闸松劲的所谓软制动，随着电子技术的发展，国内外开发研制变频调速，PLC 可编程序控制器的应用控制系统的性能更加完美。目前国内外几种常用调速系统配置及其性能： l) DC-300直流驱动调速系统：GE公司DC-300，DC-2000是微处理器数字量控制的直流驱动调速系统，其控制功率从300HP到4000HP，并采用PLC对整机驱动系统实施故障诊断、检测、报警及控制。 该驱动系统实施主回路SCR整流，其控制是给定模拟量通过数模转换成数字量，通过速度环、电流环到SCR移现触发的逻辑无环流的调速系统。可用测速反馈或电压反馈，对磁场弱磁，以实施恒功率控制。 2) 交流调速控制系统：对于起重机械来讲，交流驱动仍是国内普遍采用的方案而且多数停留在绕线式电机转子串电阻来调速。随着功率电子技术的发展，早在六十年代后期，国外就开始致力于晶闸管定子调压调速技术的开发研究。目前，该技术已进入了成熟稳定的发展应用阶段。日本安川电机制作所于1972年就正式定为VS系列，应用于起重机及轧机辅助设备的交流调速。法国、英国、德国等大电气公司亦在这方面展开了重点研制开发。借助电力电子技术、微电子技术的发展，由分离元件发展到大规模集成电路，从而实现控制部件的微型组件化、智能化、标准化、系列化，进而从模拟量控制发展到数字量控制。可编程序控制器PLC引入到交流电气传动系统后，使传动系统性能发生了质的变化。在桥式起重机实现了抓斗的自动控制和故障诊断、检测显示等，达到了新的技术高度。 3) 变频调速：变频调速技术是国际上各大电气公司在70年代末80年代投入全力研制、开发，也是国际国内这几年全力研制应用的目标与方向。这几年一些公司如德国SIEMENS，美国GE，日本三菱等推出全数字化的矢量控制技术，大功率的IGBT模块的出现使变频技 PLC控制三相异步电动机正反转设计 摘要本论文文设计了三相异步电动机的PLC控制电路，就是三相异步电动机的正反转控制，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点。非常实用。三相异步电动机的应用非常广泛，具有机构简单，效率高，控制方便，运行可靠，易于维修成本低的有点，几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机运行的环境不同，所以造成其故障的发生也很频繁，所以要正确合理的利用它。本文研究的这个系统的控制是采用PLC的编程语言----梯形图,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路，可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令，并采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。 关键词：PLC 三相异步电动机可编程控制梯形图 Plc control with a three wire asynchronous motor is inverting design Abstract This paper designed the three-phase asynchronous motor PLC control circuit, is a three-phase asynchronous motor positive inversion control, compared with the traditional relay control, with high speed, high reliability, flexibility and other advantages. Very practical. The three-phase asynchronous motor is widely used, has the advantages of simple mechanism, high efficiency, easy control, reliable operation, easy to repair and low cost a little, almost covers the industrial and agricultural production and all aspects of human life, in these applications, three-phase asynchronous motor running in different environments, so the fault occurrence is also very frequently, so a correct and reasonable use of it. This paper studies the system control is the use of PLC programming language - ladder, ladder language is in the programmable controller in the most widely used language, because it is in the relay is added on the basis of the many functions, the use of flexible instruction, so that the logic relationship of a clear and intuitive, easy programming, readability is strong, the realization of the functions it considerably exceeds the traditional relay control circuit, the programmable controller is a digital electronic computing operating system, it is designed for use in harsh industrial application environment and design, it uses a programmable memory, used in the internal memory to perform logic operations, sequence control, timing, counting and arithmetic operations such as instruction, and the use of digital, analog input and output, the control of various mechanical or production process. 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) 电动机技术现状及前景 电动机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的，反过来，电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19 世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电机的基本结构变化不大，但是电机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机，控制电机具有高可靠性、好精确度、快速响应的特点，已成为电机学科的一个独立分支。 它应用广泛，种类繁多。性能各异，分类方法也很多。电机常用的分类方法主要有两种：一种是按功能用途分，可分为发电机、电动机，、压器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械，也是最主要的用电设备，各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类, 可分为变压器和旋转电机. 根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类. 交流电机又分为同步电机和异步电机. 在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。由于电 力拖动具有控制简单、调节性能好、耗损小、经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。 按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。 纵观电力拖动的发展过程，交，直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式，19 世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应 用，但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动，制动，正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的，更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求，所以20 世纪以来，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期内几乎都是采用直流电力拖动，而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。 目录 1 绪论 (1) 1.1 起重机的基本组成 (1) 1.2 起重机运行机构的基本构造及其特点 (1) 1.3 起重机运行机构的驱动方式 (2) 1.4 起重机设计参数 (5) 2 大车运行机构计算 (5) 2.1 确定传动方案 (5) 2.2 选择车轮与轨道并验算其强度 (6) 2.3 运行阻力计算 (7) 2.4 选电动机 (8) 2.5 验算电动机发热条件 (9) 2.6 选择减速器 (9) 2.7 验算运行速度和实际所需功率 (10) 2.8 启动时间验算 (10) 2.9 起动工况下减速器功率校核 (12) 2.10 起动不打滑验算 (12) 2.10.1 二台电动机空载时同时起动 (12) 2.10.2 事故状态 (13) 2.11 选择制动器 (15) 2.12 联轴器选择 (16) 2.12.1 运行机构高速轴的扭矩计算 (16) 2.12.2 低速轴的扭矩计算 (17) 2.13 浮动轴的验算 (17) 2.13.1 疲劳强度验算 (17) 2.13.2 静强度验算 (18) 3 回转小车运行机构计算 (19) 3.1 小车运行机构计算 (19) 3.2 选择车轮与轨道并验算其强度 (19) 3.2.1 车轮踏面疲劳计算 (20) 3.2.2 线接触局部挤压强度验算 (21) 3.3 运行阻力计算 (21) 3.4 选电动机 (22) 3.5 电动机发热条件验算 (23) 3.6 选择减速器 (23) 3.7 验算运行速度和实际所需功率 (23) 3.8 启动时间验算 (24) 3.9 起动工况下校核减速器功率 (25) 3.10 验算起动不打滑条件 (26) 3.11 选择制动器 (27) 3.12 高速轴联轴器及制动轮选择 (28) 3.12.1 高速轴联轴器计算扭矩 (28) 3.12.2 高速轴制动轮选择 (29) 3.13 低速轴联轴器选择 (29) 3.14 低速浮动轴强度验算 (30) 3.14.1 疲劳验算 (30) 3.14.2 强度验算 (31) 4 结束语 (31) 参考文献 (33) 致谢 (34) 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 本科毕业设计（论文） 文献综述 院（系）：电气信息学院 专业：电气工程与自动化 班级：2010级 学生姓名：学号: 2013 年12 月18 日本科生毕业设计（论文）文献综述评价表 75KW三相鼠笼异步电动机设计1前言： 现在社会中，电能是使用最广泛的一种能源，在电能的生产、输送和使用等方面，作为动力设备的电机是不可缺少的一部分。电机是各个行业生产过程及日常生活中普遍使用的基础设备，它是进行电能量和机械能量转换的主要器件。它在现代工业、现代农业、现代国防、交通运输、科学技术、信息传输和日常生活中都得到最广泛的应用。 三相异步电动机在生产和交通运输中得到广泛使用，例如，在工业方面，它被广泛用于拖动各种机床、水泵、压缩机、搅拌机、起重机械等。在农业方面，他被广泛用于拖动排灌机械、脱粒机及各种农产品的加工机械。在家用电器和医疗器械和国防设施中，异步电动机也应用十分广泛，作为拖动各种机械的动力设备。随着电气化和自动化程度的不断提高，异步电动机将占有越来越重要的地位。而随着电力电子技术的不断发展，由异步电动机构成的电力拖动系统也将得到越来越广泛的应用。异步电动机与其它类型电机相比，之所以能得到广泛的应用是因为它具有结构简单、制造容易、运行可靠、效率较高、成本较低和坚固耐用等优点。 电动机是把电能转化为机械能，电动机作为各种用途的生产机械的动力元件，功率从几瓦到几万千瓦，每分钟转速从几十到几千转，应用十分广泛。电动机主要分为同步电动机、异步电动机与直流电动机三种，分别应用于不同的场合，而其中以三相异步电动机的使用最为广泛。 2 主题： 提高国内电机的可靠性和经济性指标被列为“十五”计划基本任务的两项重要内容。国内电机质量和技术水平差距的其中两个体现方面就可靠性差，经济指标落后。对电机进行细微的失效机理分析，采用新的设计方案、新的原材料及加工工艺是提高电机可靠性和经济指标的根本途径。 国外公司注重新产品开发，在电机的安全、噪声、电磁兼容等方面很重视。国外的先进水平主要体现在电机的可靠性高，寿命长，通用化程度高，电机效率不断提高，噪声低，重量轻，电机外形美观，绝缘等级采用F级和H级。国内市场供大于求,只能去发展特殊、专用电机,开发新产品,满足配套主机行业的特殊需要;国外市场由于普通中小型电机特别是小型电机是传统工业产品,耗用原材料及工时多而获利少,是劳动密集型产品,工业发达国家普遍不愿意生产,纷纷 毕业设计开题报告 一、毕业设计课题名称 25/8t×13.5m桥式起重机的设计 二、起重机毕业设计的目的及研究意义 学习本课程之前，我们应通过机械制图、理论力学、材料力学、机械原理和机械零件及其课程设计等课程内容，基本上掌握一般机器零部件的设计方法；同时去桥式起重机等典型起重机的构造型式、工作原理和机构计算等也有了初步的了解。 本课程设计的目的是综合运用以前学过的基本理论知识，对整体起重机的主要部分进行设计，学习设计方法，熟悉零件的工艺性、机器装配和安全技术等方面的知识，从而培养学生具有结构分析和结构设计的初步能力，分析问题和解决问题的能力使学生树立正确的设计思想、理论联系实际和实事求是的工作作风。 本次设计课题为25/8t×13.5m桥式起重机整车设计，主要包括大车小车、起升、运行等机构及其安全装置的设计计算和装配图与零部件图的绘制。将我们所学的知识最大限度的贯穿起来，使我们学以至用、理论联系实际。培养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。 三、起重机课程设计的要求 课程设计要像正式设计一样，以高度的责任感，严肃认真，一丝不苟的态度进行设计，充分发挥主观能动性，通过课程设计树立起正确的设计思想和良好的工作作风。 课程设计中应深入研究现有的资料和典型结构，并充分利用国家标准规范；既不盲目抄袭，也不脱离实际的“闭门造车”；应该在学习和继承的基础上调查研究，进行改造和创新。设计中还应考虑所选用的零部件工艺性要好，易拆装、检修，操作方便和使用安全。此外，还要注意减少材料的消耗，降低机器的重量和成本，为国家节省投资。 四、国内外桥式起重机的发展动向 1. 国内桥式起重机发展方向 目前国内销售市场对起重机械的需求量正在不断增加，据分析，目前全国的桥式、门式起重机的市场份额每年大约有200多亿。而其中桥式类型起重机就广泛应用于大型的生产车间、装配车间、以及冶金车间等等,是现代化生产中合理组织生产必不可少的生产设备。我国起重机应从以下几方面进行起重机的研究与改进： 新鄉学院 2012届 毕业论文(设计) 题目：桥式起重机设计（小车运行机构设计） 学位申请人姓名陈金龙 学号0905031067 所在学院名称机电工程学院 专业名称数控技术 指导教师姓名唐军 指导教师职称 完成时间：2012年5月9日 目录 内容摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 1. 绪论 (2) 1.1起重机发展展望 (2) 1.2现状及国内外发展趋势 (4) 1.3起重机设计的总体方案 (4) 2.起重机的种类 (4) 2.1轻小型起重机设备 (4) 2.2桥式起重机 (4) 2.3门式起重机 (5) 2.4其它类型起重机 (6) 3.小车运行机构的计 (7) 3.1主要参数和机构布置简图 (7) 3.2轮压的计算 (7) 3.3电动机的选择 (8) 3.4制动器的选择 (11) 3.5减速器强度验算 (12) 3.6联轴器的计算 (12) 3.7车轮计算 (13) 3.8车轮轴的计算 (14) 4.小车架的计算 (15) 4.1小车架设计要求，计算说明及布置简图 (15) 4.2小车架的计算 (16) 参考文献 (27) 内容摘要 起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以减轻体力劳动、提高劳动生产率和在生产过程中进行某些特殊的工艺操作，实现机械化和自动化。 本设计通过对桥式起重机的小车运行机构的总体设计计算，以及电动机、联轴器、缓冲器、制动器的选用；运行机构减速器的设计计算和零件的校核计算及结构设计，完成了桥式起重机的回转小车运行机构机械部分的设计。通过本次设计，完成了一台30t起重量、桥跨度为31米的设计要求，并且整个传动过程比较平稳，且小车运行机构结构简单，拆装方便，维修容易，价格低廉。 关键词桥式起重机；小车运行机构；小车架 Abstract Crane is a kind of mechanical equipments used for lifting, moving, loading/unloading, and installing. It can low the manual workload and upgrade productivity. It can be operated in some special environment, and work with high automatic level. This paper is main deal with mechanical design for crab of crane, including all design calculation selection of electrical motors, clutch, buffer, and brakes, the design and calculation of the reducer, calibration and verification of the calculation for the parts, and structure designs. Through a series of work, the design is satisfied with the functional requirements, 30 t lifting power and 31 meter bridge span. The course of drive is quite smooth. The mechanical structure of crab of crane is simple, easy to install/disassemble, and to be maintain. And it has low cost. Key words Bridge crane;crab of crane;trolley frame 本科毕业设计 题目：16/3t桥式起重机结构及运行机构设计 学院: 机械自动化 专业: 机械工程及其自动化 学号: 200603130212 学生姓名: 陈旭 指导教师: 龙靖宇 日期: 2010.6 摘要 本次毕业设计是针对毕业实习中桥式起重机所做的具体到吨位级别的设计。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16/3t桥式起重机的结构及运行机构，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 The graduation project is a bridge crane for the graduation field work done by the tonnage level specific to the design. 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 16/3t 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基于SVPWM异步电动机毕业论文
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