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机械毕业设计250QTZ40塔式起重机总体及平衡臂设计说明书

机械毕业设计250QTZ40塔式起重机总体及平衡臂设计说明书
机械毕业设计250QTZ40塔式起重机总体及平衡臂设计说明书

前言

概述发展趋势

总体设计

概述

第1章前言

1.1概述

塔式起重机是我们建筑机械的关键设备,在建筑施工中起着重要作用,我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程,如今已达到发达国家九十年代末期水平并跻身于当代国际市场。

QTZ40型塔式起重机简称QTZ40型塔机,是一种结构合理,性能比较优异的产品,比较国内同规格同类型的塔机具有更多的优点,能够满足高层建筑施工的需要,可用于建筑材料和预制构件的吊运和安装,并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。高层建筑施工中,它的幅度利用率比其他类型起重机高,其幅度利用率可达全幅度的80%。

QTZ40型塔式起重机是400kN·m上回转自升式塔机。上回转自升塔式起重机是我国目前建筑工程中使用最广泛的塔机,几乎是万能塔机。它的最大特点是可以架得很高,所以所有的高层和超高层建筑、桥梁工程、电力工程,都可以用它去完成。这种塔式起重机适应性很强,所以市场需求很大。

1.2 发展趋势

塔式起重机是在第二次世界大战后才真正获得发展的。在六十年代,由于高层、超高层建筑的发展,广泛使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机。并在工作机构中采用了比较先进的技术,如可控硅调速、涡流制动器等。进入七十年代后,它的服务对象更为广泛。因此,幅度、起重量和起升高度均有了显著的提高。

就工程起重机而言,今后的发展主要表现在如下几个方面:①整机性能:由于先进技术和材料的应用,同种型号的产品,整机重量要轻20%左右;②高性能、高可靠性的配套件,选择余地大、适应性好,性能得到充分发挥;③电液比例控制系统和智能控制显示系统的推广应用;④操作更方便、舒适、安全,保护装置更加完善;⑤向吊重量大、起升高度、幅度更大的大吨位方向发展。

第2章总体设计

2.1 概述

确定总体设计方案

塔机金属结构

塔顶

总体设计是毕业设计中至关重要的一个环节,它是后续设计的基础和框架。只有在做好总体设计的前提下,才能更好的完成设计。它是对满足塔机技术参数及形式的总的构想,总体设计的成败关系到塔机的经济技术指标,直接决定了塔机设计的成败。

总体设计指导各个部件和各个机构的设计进行,一般由总工程师负责设计。在接受设计任务以后,应进行深入细致的调查研究,收集国内外的同类机械的有关资料,了解当前的国内外塔机的使用、生产、设计和科研的情况,并进行分析比较,制定总的设计原则。设计原则应当保证所设计的机型达到国家有关标准的同时,力求结构合理,技术先进,经济性好,工艺简单,工作可靠。

2.2 确定总体设计方案

QTZ40塔式起重机是上回转液压自升式起重机。尽管其设计型号有各种各样,但其基本结构大体相同。整台的上回转塔机主要由金属结构,工作机构,液压顶升系统,电器控制系统及安全保护装置等五大部分组成。

2.2.1 金属结构

塔式起重机金属结构部分由塔顶,吊臂,平衡臂,上、下支座,塔身,转台等主要部件组成。对于特殊的塔式起重机,由于构造上的差异,个别部件也会有所增减。金属结构是塔式起重机的骨架,承受塔机的自重载荷及工作时的各种外载荷,是塔式起重机的重要组成部分,其重量通常约占整机重量的一半以上,因此金属结构设计合理与否对减轻起重机自重,提高起重性能,节约钢材以及提高起重机的可靠性等都有重要意义。

1. 塔顶

自升塔式起重机塔身向上延伸的顶端是塔顶,又称塔帽或塔尖。其功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部载荷,并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件或直接通过转台传递给塔身结构。

自升式塔机的塔顶有直立截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑式等形式。截锥柱式塔尖实质上是一个

吊臂

构造型式转柱,由于构造上的一些原因,低部断面尺寸要比塔身断面

尺寸为小,其主弦杆可视需要选用实心圆钢,厚壁无缝钢管

或不等边角钢拼焊的矩形钢管。人字架式塔尖部件由一个平

面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。而斜撑式塔尖则由一

个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。这两种型式塔尖

的共同特点是构造简单自重轻,加工容易,存放方便,拆卸

运输便利。

塔顶高度与起重臂架承载能力有密切关系,一般取为臂

架长度的1/7-1/10,长臂架应配用较高的塔尖。但是塔尖高

度超过一定极限时,弦杆应力下降效果便不显著,过分加高

塔尖高度不仅导致塔尖自重加大,而且会增加安装困难需要

换用起重能力更大的辅助吊机。因此,设计时,应权衡各方

面的条件选择适当的塔顶高度。

本设计采用前倾截锥柱式塔顶,断面尺寸为 1.36m×

1.36m。腹杆采用圆钢管。塔顶高6.115米。塔冒用无缝钢管

焊接而成,顶部设有连接平衡臂拉杆和吊臂拉杆的铰销吊耳,

以及穿绕起升钢丝绳的定滑轮,顶部应装有安全灯和避雷针。

其结构如图2-1所示:

图2-1 塔顶结构图

2. 起重臂

1)构造型式

塔式起重机的起重臂简称臂架或吊臂,按构造型式可分

为:小车变幅水平臂架;俯仰变幅臂架,简称动臂;伸缩式

小车变幅臂架;折曲式臂架。

采用前倾截

锥柱式塔顶

采用小车变

幅水平臂架

分节问题截面形式

小车变幅水平臂架,简称小车臂架,是一种承受压弯作

用的水平臂架,是各式塔机广泛采用的一种吊臂。其优点是:

吊臂可借助变幅小车沿臂架全长进行水平位移,并能平稳准

确地进行安装就位。因此此次设计采用小车变幅水平臂架。

小车臂架可概分为三种不同型式:单吊点小车臂架,双

吊点小车臂架和起重机与平衡臂架连成一体的锤头式小车臂

架。单吊点小车变幅臂架是静定结构,而双吊点小车变幅臂

架则是超静定结构。幅度在40m以下的小车臂架大都采用单

吊点式构造;双吊点小车变幅臂架结构一般幅度都大于50m。

双吊点小车变幅臂架结构自重轻,据分析与同等起重性能的

单吊点小车变幅臂架相比,自重均可减轻5%-10%。小车变幅

臂架拉索吊点可以设在下弦处,也可设在上弦处,现今通用

小车变幅臂架多是上弦吊点,正三角形截面臂架。这种臂架

的下弦杆上平面均用作小车运行轨道。

2)分节问题

臂架型式的选定及构造细部处理取决于塔机作业特点,

使用范围以及承载能力等因素,设计时,应通盘考虑作出最

佳选择,首先要解决好分节问题。

小车臂架常用的标准节间长度有6、7、8、10、12m五种。

为便于组合成若干不同长度的臂架,除标准节间外,一般都

配设1~2个3~5m长的延接节,一个根部节,一个首部节和端

头节。端头节构造应当简单轻巧,配有小车牵引绳换向滑轮、

起升绳端头固定装置。此端头节长度不计入臂架总长,但可

与任一标准节间配装,形成一个完整的起重臂。本次设计选

用标准节长度为6m,另加上2m长的延接节。其示意图见图

2-2:

图2-2臂架分节

选用标准节

长度为6m,

另加

上2m长的

延接节

及截面尺

腹杆布置和杆件材料选用

3)截面形式及截面尺度

塔机臂架的截面形式有三种:正三角形截面、倒三角形

截面和矩形截面。小车变幅水平臂架大都采用正三角形截面,

本次设计的QTZ40采用正三角形截面。选用这种方式的优点

是:节省钢材,减轻重量,从而节约成本。其尺寸截面形式

如图2-3所示:

图2-3 臂架截面及其腹杆布置

1-水平腹杆2-侧腹杆3-上弦杆4-下弦杆

臂架一-五节:B=1020mm H=800mm

臂架六-七节:B=1017mm H=800mm

臂架截面尺寸与臂架承载能力、臂架构造、塔顶高度及

拉杆结构等因素有关。截面高度主要受最大起重量和拉杆吊

点外悬臂长度影响最大。截面宽度主要与臂架全长有关。设

计臂架长度为40m,共分七节。

4)腹杆布置和杆件材料选用

矩形截面臂架的腹杆体系宜采用人字式布置方式,而三

角形截面起重臂的腹杆体系既可采用人字式布置方式,也可

采用顺斜置式。此两种布置方式各有特点。

当采用顺斜置式式,焊缝长度较短、质量不易保证。焊

接变形不均匀,节点刚度较差,且不便于布置小车变幅机构。

因此本设计选用人字式布置方式。其优点在于,这种布置方

式应用区段不受限制,焊缝长度较长,强度易于保证,焊接

变形较均匀,节点刚度较好,便于布置小车变幅机构。

臂架杆件材料有多种选择可能性。一般情况下,上吊点

小车变幅臂架的上弦以选用16Mn实心钢为宜,但造价要高。

因此本设计选用20号无缝圆钢管。其特点是:惯性矩、长细

比要小,抗失稳能力高。下弦采用等边角钢对焊的箱型截面

采用正三角

形截面

上弦选用

20号无缝

圆钢管、下

弦选用角钢

吊点的选择与构造

平衡臂和平衡重

平衡臂的结构型式杆件,经济实用,具有良好的抗压性能。因此上弦杆选用?89

×8、?89×7,下弦选用的角钢型号为:∠75×8、∠75×5,

臂间由销轴连接。

5)吊点的选择与构造

吊点可分为单吊点和双吊点。其设计原则是:臂架长度

小于50m,对最大起吊量并无特大要求,一般采用单吊点结

构。若臂架总长在50m以上,或对跨中附近最大起吊量有特

大要求应采用双吊点。采用单吊点结构时,吊点可以设在上

弦或下弦。吊点以左可看作简支梁,以右可看作悬臂梁。在

设计中采用双吊点。

3. 平衡臂与平衡重

QTZ40塔式起重机是上回转塔机。上回转塔机均需配设

平衡臂,其功能是支撑平衡重(或称配重),用以构成设计上

所需要的作用方向与起重力矩方向相反的平衡力矩,在小车

变幅水平臂架自升式塔机中,平衡臂也是延伸了的转台,除

平衡重外,还常在其尾端装设起升机构。起升机构之所以同

平衡重一起安放在平衡臂尾端,一则可发挥部分配重作用,

二则增大钢丝绳卷筒与塔尖导轮间的距离,以利钢丝绳的排

绕并避免发生乱绳现象。

1)平衡臂的结构型式

平衡臂的构造设计必须保证所要求的平衡力矩得到满

足。短平衡臂的优点是:便于保证塔机在狭窄的空间里进行

安装架设和拆卸,适合在城市建筑密集地区承担施工任务的

塔机使用,不易受邻近建筑物的干扰,结构自重较轻。长平

衡臂的主要优点是:可以适当减少平衡重的用量,相应减少

塔身上部的垂直载荷。平衡重与平衡臂的长度成反比关系,

而平衡臂长度与起重臂之间又存在一定关系,因此,平衡臂

的合理设计可节约材料,降低整机造价。

常用平衡臂有以下三种结构型式:

(1)平面框架式平衡臂,由两根槽钢纵梁或由槽钢焊

成的箱形断面组合梁河系杆构成。在框架的上平面铺有走道

板,走到板两旁设有防护栏杆。其特点是结构简单,加工容

易。

采用双吊点

平衡重

(2)三角形断面桁架式平臂,又分为正三角形断面和

倒三角形断面两种形式。此类平衡臂的构造与平面框架式平

衡臂结构构造相似,但较为轻巧,适用于长度较大的平衡臂。

从实用上来看,正三角形断面桁架式平衡臂似不如倒三角形

断面桁架式平衡臂。

(3)矩形断面格桁结构平衡臂,其特点是根部与座在

转台上的回转塔架联接成一体,适用于小车变幅水平臂架特

长的超重型自升式塔机。

平衡臂结构选用型式的原则是:自重比较轻;加工制造

简单,造型美观与起重臂匹配得体。故此次设计选用平面框

架式平衡臂。它由两根槽钢纵梁或由槽钢焊成的箱形断面组

合梁和系杆构成。在框架的上平面铺有走道板,走道板两旁

设有防护栏杆。这种平衡臂的优点是结构简单,加工容易。

平衡臂的长度是10.17m。如图2-4所示:

图2-4 平衡臂

2)平衡重

平衡重属于平衡臂系统的组成部分,它的用量甚是可观,

轻型塔机一般至少要用3~4t,重型自升式塔机要装有近30t

平衡重。因此在设计平衡重过程中,应对平衡重的选材、构

造以及安装进行认真考虑并作妥善安排。

平衡重一般可分为固定式和活动式两种。活动平衡重主

要用于自升式塔机,其特点是可以移动,易于使塔身上部作

用力矩处于平衡状态,便于进行顶升接高作业。但是,构造

复杂,机加工量大,造价较高。故国内大部分塔机均采用固

定式平衡重。

平衡重可用铸造或钢筋混凝土制成。铸铁平衡重的构造

较复杂,制造难度大,加工费用贵,但体形尺寸较小,迎风

采用平面框

架式平衡臂

采用固定式

平衡重

采用钢筋混

凝土式平衡

拉杆上、下支座

塔身

塔身结构断面型式面积较小,有利于减少风载荷的不利影响。钢筋混凝土平衡

重的主要缺点是体积大,迎风面积大,对塔身结构及稳定性

均有不利影响。但是构造简单,预制生产容易,可就地浇注,

并且不怕风吹雨淋,便于推广。

因此,本次设计的塔式起重机采用钢筋混凝土式平衡重。

4. 拉杆

QTZ40塔式起重机采用双吊点式拉杆结构,拉杆由焊件组

成,其材料为16Mn,拉杆节之间用过渡节连接,由受力特性

计算出其拉杆点作为位置,其中在平衡臂和吊臂上设有拉板

和销轴用来连接用。

5. 上、下支座

上支座上部分别与塔顶、起重臂、平衡臂连接,下部用高

强螺栓与回转支承相连接在支承座两侧安装有回转机构,它

下面的小齿轮准确地与回转支承外齿圈啮合,另一面设有限

位开关。

下支座上部用高强螺栓与回转支承连接、支承上部结构,

下部四角平面用4个销轴和8个M30的高强螺栓分别与爬升

架和塔身连接。

6. 塔身

塔身结构也称塔架,是塔机结构的主体,支撑着塔机上

部结构的重量和承受载荷,并将这些载荷通过塔身传至底架

或直接传递给地基基础。

1)塔身结构断面型式

塔身结构断面分为圆形断面、三角形断面及方形断面三

类。圆形断面和三角形断面现在基本上不用,现今国内外生

产的塔机均采用方形断面结构。因此本设计采用的也是方形

断面结构。按塔身结构主弦杆材料的不同,这类方形断面塔

架可分为:角钢焊接格桁架结构塔身,主弦杆为角钢辅以加

强筋的矩形断面格桁架结构;角钢拼焊方钢管格桁架结构塔

身及无缝钢管焊接格桁架结构塔身。由型钢或钢管焊成的空

间桁架,其成本比较低,且能满足工作需要。因此主弦杆采

用由等边角钢拼焊成的方管。这种样式具有选材方便、灵活

的优点。常用的矩形尺寸有:1.2m×1.2m,1.3m×1.3m,1.4m

采用方形断

面结构

设计的尺寸

为1.6m×

1.6m

选用标准节

塔身结构腹杆系统

标准节间的联接方

塔身结构设计×1.4m,1.5m×1.5m,1.6m×1.6m,1.7m×1.7m,1.8m×1.8m,

2.0m×2.0m。此次设计的尺寸为1.6m×1.6m。根据承载能力

的不同,同一种截面尺寸,其主弦杆又有两种不同截面之分。

主弦杆截面较大的标准节用于下部塔身,主弦杆截面较小的

标准节则用于上部塔身。塔身标准节的长度有 2.5m,3m,

3.33m,

4.5m,5m,6m,10m等多种规格,常用的尺寸是2.5m

和3m。选用标准节长度为2.5m。

2)塔身结构腹杆系统

塔身结构的腹杆系统采用角钢或无缝钢管制成,腹杆可

焊装与角钢主弦杆内侧或焊装于角钢主弦杆外侧。斜腹杆和

水平腹杆可采用同一规格,腹杆有三角形,K字型等多种布

置形式。腹杆不同会影响塔身的扭转刚度和弹性稳定。

本次设计腹杆采用三角形布置。适合于中等起重能力塔

身结构采用的腹杆布置方式。

3)标准节间的联接方式

塔身标准节的联接方式有:盖板螺栓联接,套柱螺栓联

接,承插销轴联接和瓦套法兰联接。盖板螺栓联接和套柱螺

栓联接应用最广。

本次设计的QTZ40塔机采用套柱螺栓联接,其特点是:

套柱采用齐口定位,螺栓受拉,用低合金结构钢制作。适用

于方钢管和角钢主弦杆塔身标准节的联接,虽加工工艺要求

比较复杂,但安装速度比较快。

4)塔身结构设计

(1)轻、中型自升塔机和内爬式塔机宜采用整体式塔

身标准节。附着式自升式塔机和起升高度大的轨道式以及独

立式自升塔机宜采用拼装式塔身标准节。拼装式塔机塔身标

准节的加工精度要求比较高,制作难度比较大,零件多和拼

装麻烦,但拼装式塔身标准节的优越性更不容忽视:一是堆

放储存占地小;二是装卸容易;三是运输费用便宜,特别是

长途陆运和运洋海运,由于利用集装箱装运,其抗锈蚀和节

约运费的效果极为显著。

QTZ40属于中型自升式塔机,综合各种型式的特点,塔

身结构采用整体式塔身标准节,如图2-5所示:

长度为

2.5m

采用三角形

采用套柱螺

栓联接

采用整体式

塔身标准节

图2-5 塔身结构示意图

(2)为减轻塔身的自重,充分发挥钢材的承载能力,并适应发展组合制式塔机的需要,对于达到40m起升高度的塔机塔身宜采用两种不同规格的塔身标准节,而起升高度达到60m的塔机塔身宜采用3种不同规格的塔身标准节。除伸缩式塔身结构和中央顶升式自升塔机的内塔外,塔身结构上、下的外形尺寸均保持不变,但下部塔身结构的主弦杆截面则须予以加大。

(3)塔身的主弦杆可以是角钢、角钢拼焊方钢管、无缝钢管式实心圆钢,取决于塔身的起重能力、供货条件、经济效益以及开发系列产品的规划和需要。

(4)塔身节内必须设置爬梯,以便司机及机工可以上下。在设计塔身标准节,特别是在设计拼装式塔身标准节时,要处理好爬梯与塔身的关系,以保证使用安全及安装便利。爬梯宽度不宜小于500mm,梯级间距应上下相等,并应不大于30mm。当爬梯高度大于5m时,应从高2m处开始装设直径为650~800mm的安全护圈,相邻两护圈间距为500mm。当爬

塔身的接高问题

转台装置回转支承梯高度超过10m时,爬梯应分段转接,在转接处加一休息平台。

对于高档的塔机,可根据用户要求增设电梯,以节省司机的体力,充分体现人机工程学的应用。

5)塔身的接高问题

在遇到塔身需要接高问题时,应按下述两种不同情况分别处理:

(1)在额定最大自由高度范围内,根据工程对象需要增加塔身标准节,使低塔机变为高塔机。

(2)根据施工需要,增加塔身标准节,使塔身高度略超越固定式塔机的规定最大自由高度。

在进行具体接高操作之前,还应制定相关的安全操作规程,以保证拆装作业的安全顺利进行。

7.转台装置

转台是一个直接坐在回转支承(转盘)上的承上启下的支撑结构。

上回转自升式塔机的转台多采用型钢和钢板组焊成的工字型断面环梁结构,它支撑着塔顶结构和回转塔架,并通过回转支承及承座将上部载荷下传给塔身结构。

8.回转支承装置

回转支承简称转盘,是塔式起重机的重要部件,由齿圈、座圈、滚动体、隔离快、连接螺栓及密封条等组成。按滚动体的不同,回转支承可分为两大类:一是球式回转支承,另一类是滚柱式回转支承。

1)柱式回转支承

柱式回转支承又可分为:转柱式和定柱式两类。定柱式回转支承结构简单,制造方便,起重回转部分转动惯量小,自重和驱动功率小,能使起重机重心降低。转柱式结构简单,制造方便,适用于起升高度和工作幅度以及起重量较大的塔机。

2)滚动轴承式回转支承

滚动轴承式回转支承装置按滚动体形状和排列方式可分为:单排四点角接触球式回转支承、双排球式回转支承、单

底架附着装置排交叉滚柱式回转支承、三排滚柱式回转支承。滚动轴承式

回转支承装置结构紧凑,可同时承受垂直力、水平力和倾覆

力矩是目前应用最广的回转支承装置。为保证轴承装置正常

工作,对固定轴承座圈的机架要求有足够的刚度。滚动轴承

式回转支承,回转部分固定,在大轴承的回转座圈上,而大

轴承的的固定座圈则与塔身(底架或门座)的顶面相固结。

设计选用球式回转支承,其优点是:刚性好,变形比较

小,对承座结构要求较低。钢球为纯滚动,摩擦阻力小,功

率损失小。

根据构造不同和滚动体使用数量的多少,回转支承又分

为单排四点接触球式回转支承、双排球式回转支承、单排交

叉滚柱式回转支承和三排滚柱式回转支承。

设计采用单排四点接触球式回转支承,它是由一个座圈

和齿圈组成,结构紧凑,重量轻,钢球与圆弧滚道四点接触,

能同时承受轴向力、径向力和倾翻力矩。

9.底架

塔机底架构造随着塔身结构特点(转柱式塔身或定柱式

塔身),起重机的走形方式(轨道式、轮胎式或履带式)及爬

升方式(内爬式或外附着自升式)而异。

小车变幅水平臂架自升塔机采用的底架结构可分为:十

字型底架,带撑杆的十字型底架,带撑杆的井字型底架,带

撑杆的水平框架式杆件拼装底架和塔身偏置式底架。

本次设计采用的是带撑杆的x底架。底架用工字钢焊接

成框架结构,在四角安装有四条辐射状可拆卸支腿,该支腿

用槽钢焊接而成,用螺栓与框架结构连接,底架通过20个预

埋地脚螺栓与基础固定,螺栓为M36,底架外轮廓尺寸约为:

长×宽×高=4600×4600×250 mm。

撑杆的作用是使塔身基础节与底架的四角相连,形成一

个空间结构,增加塔机整体稳定性。由于塔身撑杆的设置,

塔身危险断面由塔身根部向上移到撑杆的上支承面,同时塔

身根部平面对底架的作用减小,从而改善底架的受力情况。

底架安装时,将底架拼装组合,放置于混凝土基础上,

对正四角的放射形支腿地脚螺栓,使底架垫平牢实,要求校

选用球式回

转支承

采用带撑杆

的x底架

套架与液压顶升机

爬升架平,平面度小于1/1000,拧紧20个M36的地脚螺栓。

10. 附着装置

附着装置由一套附着框架,四套顶杆和三根撑杆组成,通过它们将起重机塔身的中间节段锚固在建筑物上,以增加塔身的刚度和整体稳定性.撑杆的长度可以调整,以满足塔身中心线到建筑物的距离限制.

塔身附着装置是用角钢对焊组合成的附着框架,由螺栓联接成框形,包箍于塔身标准的外表面,在附着框架下方的塔身主弦杆上分别固定一个小抱箍,以支持附着框架的重量,再由三根可伸缩调整的附着撑杆,通过销轴把该框架与建筑物连接,使塔机在规定高度与建筑物附着。.附着装置如图2-6所示:

2-6 附着装置

11. 套架与液压顶升机构

1)爬升架

爬升架主要由套架,平台,液压顶升装置及标准节引进装置等组成。套架是套在塔身标准节外部。套架用无缝钢管焊接而成,节高4.94米,截面尺寸2.0×2.0米2。外侧设有平台和套架爬升导向装置—爬升滚轮。在套架内侧的下方,还设有支承套架的支块,当套架上升到规定位置时,需将此支块连同套架支托于塔身标准节的踏块上。

为便于顶升安装的安全需要特设有工作平台,爬升架内侧沿塔身主弦杆安装8个滚轮,支撑在塔身主弦杆外侧,在爬升架的横梁上,焊上两块耳板与液压系统油缸铰接承受油

顶升机构套架

液压顶升缸的顶升载荷,爬升架下部有两个杠杆原理操纵的摆动爪,

在液压缸回收活塞以及引进标准节等过程中作为爬升架承托

上部结构重量之用。

2)顶升机构

顶升机构主要由顶升套架、顶升作业平台和液压顶升装

置组成,用于完成塔身的顶升加节接高工作。

3)套架

上回转自升塔机要有顶升套架。整体标准节用外套架。

外套架就是套架本体套在塔身的外部。套架本身就是一个空

间桁架结构。套架由框架,平台,栏杆,支承踏步块等组成。

安装套架时,大窗口应与标准节焊有踏块的方向相反。套架

的上端用螺栓与回转下支座的外伸腿相连接,其前方的上半

部没有焊腹杆,而是引入门框,因此其弦必须作特殊的加强,

以防止侧向局部失稳。门框内装有两根引入导轨,以便与标

准节的引入。

4)液压顶升

(1)按顶升接高方式的不同,液压顶升分为上顶升加节

接高、中顶升加节接高和下顶升加节接高和下顶升接高三种

形式。上顶升加节接高的工艺是由上向下插入标准节,多用

于俯仰变幅的动臂自升式塔是起重机。下顶升加节接高的优

点:人员在下部操作,安全方便。缺点是:顶升重量大,顶

升时锚固装置必须松开。中顶升加节接高的工艺是由塔身一

侧引入标准节,可适用于不同形式的臂架,内爬,外附均可,

而且顶升时无需松开锚固装置,应用面比较广。

本次设计的QTZ40塔式起重机采用上顶升加节接高。

(2)按顶升机构的传动方式不同,可分为绳轮顶升机构、

链轮顶升机构、齿条顶升机构、丝杠顶升机构和液压顶升机

构等五种。绳轮顶升机构的特点是构造简单,但不平稳。链

轮顶升机构与绳轮顶升机构相类似,采用较少。齿条顶升机

构在每节外塔架内侧均装有齿条,内塔架外侧底部安装齿轮。

齿轮在齿条上滚动,内塔架随之爬升或下降。丝杠爬升机构

的丝杠装在内塔架中轴线处,或装在塔身的侧面内外塔架的

空隙里。通过丝杠正、反转,完成顶升过程。

采用上顶升

加节接高

本次设计的QTZ40塔式起重机采用液压顶升机构。液压顶升机构由电动机驱动齿轮油泵,液压油经手动换向阀、平衡阀进入液压缸,使液压缸伸缩,实现塔机上部的爬升和拆卸。其主要优点是构造简单、工作可靠、平稳、安全、操作方便、爬升速度快。本机构另有一套手动操作的爬升吊装装置与顶升液压系统配合工作。液压顶升系统如图2-7所示:

9

8

5

3

10

67

12

4

2-7 液压顶升系统

1- 电动机 2-联轴器 3-齿轮泵 4-滤油器

5-溢流阀 6-压力表开关 7-压力表 8-手动换向阀 9-油缸 10-平衡阀

(3) 顶升液压缸的布置:顶升接高方式又可分为中央顶升和侧顶升两种。所谓中央顶升,是指挥顶升液压缸布置在塔身的中央,并设上,下横梁各一个。液压缸上端固定在横梁铰点处。顶升时,活塞杆外身,通过下横梁支在下部塔身的托座或相应的腹杆节点上。液压缸的大腔在上,小腔在下压力油不断注入液压缸大腔,小腔中液压油则回入油箱,从而使液压缸将塔式起重机的上部顶起。所谓侧顶升式,是将顶升液压油缸设在套架的后侧。顶升时,压力油不断泵入油缸大腔,小腔里的液压油则回流入油箱。活塞杆外伸,通过顶升横梁支撑在焊接于塔身主弦杆上的专用踏步块间距视活塞有效行程而定。一般取1-1.5m 。由于液压缸上端铰接在顶升套架横梁上,故能随着液压缸活塞杆的渐渐外伸而将塔机上部顶起来。侧顶式的主要优点是:塔身标准节长度可适当

顶升液压缸布置采用侧顶式

基础加大,液压缸行程可以相应缩短,加工制造比较方便,成本

亦低廉一些。本次设计的QTZ40塔式起重机采用侧顶式。

12. 基础

固定式塔式起重机,可靠的地基基础是保证塔机安全使

用的必备条件。该基础应根据不同地质情况,严格按照规定

制作。除在坚硬岩石地段可采用锚桩地基(分块基础)外,

一般情况下均采用整体钢筋混凝土基础。

钢筋混凝土基础有多种形式可供选用。对于有底架的固

选用x基础定自升式塔式起重机,可视工程地质条件,周围环境以及施

工现场情况选用X形整体基础,四个条块分隔式基础或者四

个独立块体式基础。对于无底架的自升式塔式起重机则采用

整体式方块基础。如这种塔机必须安装在深基坑近旁,或者

塔机安装位置地质条件较差,则应采用钻孔灌注桩承台基础。

1) X形整体基础的形状及平面尺寸大致与塔式起重机X

形底架相似。塔式起重机的X形底架通过预埋地脚螺栓固定

在混凝土基础上,此种形式多用于轻型自升式塔式起重机,

如图2-8所示:

图2-8 X形整体基础

2)长条形基础由两条或四条并列平行的钢筋混凝土底

梁组成,其功能犹如两条钢筋混凝土的钢轨轨道基础,分别

支承底架的四个支座和由底架支座传来的上部荷载。如果塔

机安装在混凝土砌块人行道上,或是安装在原有混凝土地面

上,均可采用这种钢筋混凝土基础。

3)分块式基础由四个独立的钢筋混凝土块体组成,分别承受由底架结构传来的整机自重及载荷。钢筋混凝土块体构造尺寸视塔机支反力大小基地耐力而定。由于基础仅承受底架传递的垂直力,故可作为中心负荷独立柱基础处理。其优点是:构造比较简单,混凝土及钢筋用量都比较少,造价便宜。

4)无底架固定式自升式塔机的钢筋混凝土基础,必须是整体大块体式大体积混凝土基础。塔机的塔身结构通过塔身基础节、预埋塔身框架或预埋塔身主角钢等固定在钢筋混凝土基础上。

由于塔身结构与混凝土基础联固成整体,混凝土基础能发挥承上启下的作用:将塔机上不得载荷全部传给地基。由于整体钢筋混凝土基础的体形尺寸是考虑塔式起重机的最大支反力、地基承载力以及压重的需求而选定的,因而能确保塔机在最不利工况下均可安全工作,不会产生倾翻事故。基础预埋深度根据施工现场地基情况而定,一般塔式起重机埋设深度为1-1.5米,但应注意须将基础整体埋住。

本次设计的QTZ40塔式起重机,选用的混凝土基础为x 基础(如图2-9所示)。混凝土外轮廓尺寸约为:长×宽×高=7000×7000×1100 mm(长×宽×高),总混凝土方量约11立方米,基础重量约25吨,承载能力为10N/cm2。基础用钢筋混凝土捣制,混凝土标号为300号,在基础内预埋有地脚螺栓、分布钢筋和受力钢筋等。基础的制作应严格按图施工。基础的土质应坚固牢实,要求承载能力大于0.15Mpa,混凝土基础的深度﹥1100mm 。

工作机构

起升机构

图2-9 塔机设计基础

2.2.2 工作机构

工作机构是为实现起重机不同的运动要求而设置的。对于自升式塔式起重机,主要包括起升机构,回转机构,变幅

起升机构的传动方

式机构和顶升机构。依靠这些机构完成起吊重物、运送重物到指定地点并安装就位三项运动在内的吊装作业。

为了提高塔机生产率,加快吊装施工进度,无论是起升机构、变幅机构、回转机构均应具备较高的工作速度,并要求从静止到全速运行,或从全速运行转入静停的全过程,都能平缓进行,避免产生急剧冲动,对金属结构产生破坏性影响。对于高层建筑施工用的塔机来说,由于起升高度大,起重臂长,起重量大,对工作机构调速系统有更高的要求。

1. 起升机构

起升机构是塔式起重机使用频繁而又最重要的工作机构。它主要由电动机、减速机、卷筒和制动器、钢丝绳、滑轮组和吊钩等组成。为了提高起重机的工作效率和安全可靠性,要求起升机构具有适合的调速性能。起升机构简图如图2-10所示。

2-10起升机构简图

1-三速电机 2-联轴器 3-液力推杆制动器

4-ZQ500圆柱齿轮减速器 5-卷筒 6-高度限位器

根据使用说明书,起升机构由一合三速电动机驱动,电动机型号Y ZTD F225M1-4/8/32,N=15/15/3.7KW,n=1400/700/ 144r?p?m。通过弹性联轴节与ZQ500型圆柱齿轮变速箱驱动起升卷筒,本机构采用液力推杆制动器。起升速度由电控三速电动机实现其“两快一慢”的动作,本机构还备有高度限位装置,避免起升时卷筒发生过卷现象,通过调整高度限位装器行程开关的碰块的位置,以实现吊钩在最大高度时,起

起升机构的驱动方

起升机构的减速器升机构断电,保护高度限位的安全。高度限位器只是一种安

全装置,不允许用来作工作装置使用。

1) 起升机构的传动方式

按照起重机的传动方式不同,起升机构有机械传动,电

力-机械传动(简称电力传动),和液压-机械传动(简称液压

传动)等形式。

(1)机械传动:其动力是由发动机经机械传动装置传

至起升机构起升卷筒,同时也传至其它工作机构,由于集中

驱动,为保证各机构独立运动,整机的传动比较复杂。起升

机构的调速困难、操作麻烦、但工作可靠。

(2)电力传动:由直流或交流电动机通过减速器带动

起升卷筒。直流电动机传动的机械特性适合起升机构工作要

求,调速性能好,但直流电的获得较为困难。交流电机传动

由于能直接自电网取得电流,结构简单、机组重量轻。

(3)液压传动:有高速液压马达传动和低速大扭矩液

压马达传动。前者重量轻、体积小、容积效率高。后者传动

零件少,起、制动性能好,但容积效率较低,易影响机构转

速,体积与重量较大。

交流电机传动由于能直接自电网取得电流,结构简单,

机组重量轻,故电力传动在起升机构上被广泛采用。考虑经

济性、工作情况、工作效益等,本次设计采用电力传动。

2)起升机构的驱动方式

按照起重机的驱动方式不同,可分为以下大类:

多速电机起升机构:这种起升机构构造简单,它是由一

个多速电动机配上减速器、钢丝绳卷筒组成。其制动器可以

是电机本身带的电磁盘式制动器,也可以是独立的液压推杆

制动器。

绕线转子异步电动机串接可变电阻调速起升机构:这种

由绕线转子异步电动机驱动、串接可变电阻调速的起升机构

主要用于轻型快装塔机。由于绕线式电动机本身具有良好的

启动特性,通过在转子绕组中串接可变电阻,以凸轮控制器

进行控制,从而实现平稳启动和均匀调速的要求。

配用电磁换挡减速器的3极笼型电动机驱动起升机构:

采用电力传

选用多速电

机起升机构

机械手毕业设计

目录 第一章绪论 1.1 项目的技术背景与研究意义 1.2 取苗装置的国内外研究现状 1.2.1国外取苗装置的研究现状 1.2.2国内取苗装置的研究现状 1.3论文的研究目标与研究内容 1.4论文研究的技术路线 第二章穴盘苗自动移栽机机械手整机方案设计 2.1 穴盘苗自动移栽机机械手工作原理和结构分析2.2 利用UG建立样机模型 第三章穴盘苗自动移栽机取苗装置的结构设计 3.1 取苗机构的基本构成 基本结构 (1)机械手 (2)穴盘定位平台 (3)驱动系统 (4)控制系统 PLC程序 (5)底座 3.2 取苗机构的工作原理 第四章穴盘苗自动移栽机送苗装置的设计要求分析1穴盘育苗及穴盘的选择 2送苗装置的工作原理和结构组成 3送苗机构的控制系统 第五章取苗装置的实验研究 1.取苗装置影响因素分析 2影响取苗成功率的因素 3取苗装置手臂角度的实验分析

第六章总结与展望1 全文总结 2研究展望 结束语 参考文献 致谢

第一章绪论 1.1项目的技术背景与研究意义 随着社会进步和人民生活水平的提高,设施农业已成为国民经济中的支柱产业,温室蔬菜、花卉及棉花生产对发展农村经济,增加农民收入,丰富人民的菜篮子,改善人民生活具有举足轻重的作用。穴盘苗移栽是近年才兴起的种植新技术,它具有缩短生育期,提早成熟,提高棉花单产,具有广阔的推广前景。过去几年温室大棚育出成品苗向大田移栽,全部是靠人工移栽。穴盘苗自动移栽技术是温室蔬菜或花卉生产实现工厂化和自动化而采用的一种重要的种植方式。目前,国内穴盘苗移栽的取苗、喂苗环节主要靠手工完成,劳动强度大,作业效率低,不能满足规模化生产的需要,从而制约了蔬菜生产的发展。因此,研制开发适合我国国情、结构简单、价格低廉、性能稳定可靠的中小型穴盘苗自动移栽机迫在眉睫,而移栽机械手是温室穴盘苗移栽自动化的关键部分,能够完成“穴盘定位—自动送苗—钵苗抓取—钵苗投放”这一系列连续动作,其性能直接影响移栽机的移栽质量。穴盘苗移栽机械手的研究对实现实现温室穴盘苗移栽生产过程自动化、减轻穴盘苗移栽作业的劳动强度、提高作物移栽质量,推进我国温室农业作物生产机械化和自动化进程,特别是我国“十二五”农业发展规划的顺利实施具有重大意义。 1.2 取苗装置的国内外研究现状 国外穴盘苗移栽机取苗装置的技术较成熟,而且大部分机型开始投入使用,尤其是应用于花卉、蔬菜等经济价值高的作物的大面积移栽,具有很好的经济价值。国内的研究主要集中在各大高校及科研院所,且大部分的研究成果只是样机的试制,尚没有成型的机型投入生产应用。 1.2.1国外取苗装置研究现状 20 世纪初期部分国家开始出现移栽机具。三十年代出现移栽装置或移栽器代替人工取苗。五十年代移栽的生产技术研究,研制出了不同结构的半自动移栽机。八十年代,半自动移栽机已在欧美国家的农业生产中广泛被使用,培育穴盘苗、移栽作物等,实现了制造机械、播种机械、移栽机等各种机械配套使用。到90年代,有关部门加强从育苗到栽植整个系统的研究,使育苗和栽植有机地结合,研制出多种全自动移栽机,如日本90年代初将穴盘苗自动移栽机列为农业机械急需开发的项目,日本农机研究所联合三家农机公司,于1993年至1995年期间开发出了三种型号的全自动移栽机(图1-1~1-3),可移栽穴盘苗或纸钵苗,主要

气动机械手的毕业设计说明

毕业设计(论文)题目:气动机械手的设计 系部:机电工程系 专业:数控技术 班级: : 学号:

目录 摘要 (3) 第一章前言 1.1机械手概述 (4) 1.2机械手的组成和分类 (4) 1.2.1机械手的组成.......................................4 1.2.2机械手的分类.......................................6 第二章机械手的设计方案 2.1机械手的坐标型式与自由度.............................. 8 2.2机械手的手部结构方案设计.............................. 8 2.3机械手的手腕结构方案设计.............................. 9 2.4机械手的手臂结构方案设计...............................9 2.5机械手的驱动方案设计...................................9 2.6机械手的控制方案设计...................................9 2.7机械手的主要参数.......................................9 2.8机械手的技术参数列表...................................9 第三章手部结构设计 3.1夹持式手部结构.........................................11 3.1.1手指的形状和分类.................................11 3.1.2设计时考虑的几个问题.............................14

机械专业--毕业设计说明书(轴校核部分)

A型齿轮泵设计 Graduation Project (Thesis) Harbin University of Commerce X6132milling machine feed system, lifting platform and platform design Student SunMingxing Supervisor Yan Zugen Specialty X6132 milling machine feed system, lifting platform and platform design School Harbin University of Commerce 2012年6月9日

A型齿轮泵设计 1 绪论 1.1机床的用途及性能 X6132、X6132A型万能升降台铣床属于通用机床。主要适用于机械工厂中加工车间、工具车间和维修车间的成批生产、单件、小批生产。 这种铣床可用圆柱铣刀、圆盘铣刀、角度铣刀、成型铣刀和端面铣刀加工各种 平面、斜面、沟槽等。如果配以万能铣头、圆工作台、分度头等铣床附件,还可以 扩大机床的加工范围。 X6132、X6132A型铣床的工作台可向左、右各回转45 o当工作台转动一定角度,采用分度头时,可以加工各种螺旋面。 X6132型机床三向进给丝杠为梯形丝杠,X6132A型机床三向进给丝杠为滚珠丝杠。 X6132/1、X6132A/1型数显万能升降台铣床是在X6132、X6132A型万能升降台铣 床的基础上,在纵向、横向增加两个坐标的数字显示装置的一种变型铣床,该铣床 具有普通万能升降台铣床的全部性能外,借助于数字显示装置还能作到加工和测量 同时进行,实现动态位移数字显示,既保证了工件加工质量,又减轻了工人劳动强 度和提高劳动生产率,配上万能铣头还可以进行镗孔加工。 图1-1 X6132卧式铣床整机外形图

机械臂结构设计

工业机械臂结构设计 1)连杆 设计步骤如下: 1.选择“前视基准面”作为草图绘制平面,绘制草图1,如图3-69所示。

2.点选拉伸特征图标, 在属性管理器中输入:终止条件:两侧对称,拉伸高度值15mm,确定,完成实体造型1。 3.选择“右视基准面”作为草图绘制平面,绘制草图1,如图3-69所示。

4.点选切除-拉伸特征图标,在属性管理器中输入拉伸高度值61mm,确定,完成实体造型2。 5.选择图示边线,点选圆角特征按钮,添加半径为5mm的圆角。完成连杆实体造型如图所示。 2)连接件1 1.选择“前视基准面”作为草图绘制平面,绘制草图1,如图3-69所示。

2.点选拉伸特征图标, 在属性管理器中输入:终止条件:两侧对称,拉伸高度值4mm,确定,完成实体造型。 3)连接件2 1.选择“前视基准面”作为草图绘制平面,绘制草图1,如图3-69所示。 2.点选拉伸特征图标,在属性管理器中输入终止条件:两侧对称,拉伸高度值15mm,确定,完成实体造型。 3.选择“上视基准面”作为草图绘制平面,绘制草图1,如图3-69所示。

4.点选切除-拉伸特征图标, 在属性管理器中输入终止条件:给定深度,拉伸高度值12mm,确定,完成实体造型2。 5.选择图示表面作为草图绘制平面,绘制草图1,如图3-69所示。 6.点选切除-拉伸特征图标,在属性管理器中输入拉伸高度值40mm,确定,完成实体造型3。7.选择“前视基准面”作为草图绘制平面,绘制草图1,如图3-69所示。 8.点选拉伸特征图标,在属性管理器中输入终止条件:两侧对称,拉伸高度值12mm,确定,完成实体造型。 9.选择图示表面作为草图绘制平面,绘制草图1,如图3-69所示。

机械手的设计毕业设计论文

天津机电职业技术学院毕业综合实践报告 专业电气自动化 班级电气自动化三班

目录 1 机械手的基本介绍 (1) 1.1 机械手的基本结构组成 (1) 1.1.1 气动手爪 (1) 1.1.2 伸缩气缸 (1) 1.1.3 回转气缸及垫板 (2) 1.1.4 提升气缸 (2) 1.2 直线运动传动组件 (2) 1.3 气动控制回路 (3) 2 传感器部分 (5) 2.1 传感器简介 (5) 2.2 磁性开关 (5) 2.3 光电传感器和光纤传感器 (5) 3 伺服电机应用 (7) 3.1 伺服系统 (7) 3.2 交流伺服系统的位置控制模式 (8) 3.3 接线 (10) 3.4 伺服驱动器的参数设置与调整 (10) 3.4.1 参数设置方式操作说明 (11) 3.4.2 面板操作说明: (11) 3.4.3 部分参数说明 (11) 3.5 最大速度(MAX_SPEED)和启动/停止速度(SS_SPEED)12 3.6 移动包络 (13) 4 PLC程序编写 (15) 4.1 PLC的选型和I/O接线 (15) 4.2 伺服电机驱动器参数设置 (15) 4.3 编写和调试PLC控制程序 (16) 4.4 初态检查复位子程序和回原点子程序 (19) 4.5 急停处理子程序 (20) 个人收获 (23) 参考文献 (24) 附录 (25) 致谢 (28)

1 机械手的基本介绍 1.1 机械手的基本结构组成 1.1.1 气动手爪 用于在各个工作站物料台上抓取/放下工件。由一个二位五通双向电控阀控制。见图 1-1 图 1-1 气动手爪 1.1.2 伸缩气缸 用于驱动手臂伸出缩回。由一个二位五通单向电控阀控制。见图 1-2 图 1-2 伸缩气缸

起重机小车设计说明书

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

机械设计专业毕业设计说明书(论文)

河北工业大学 毕业设计说明书作者:薛松学号:060387 学院:机械工程学院 系(专业):机械设计制造及其自动化 题目:发动机吊装、码盘系统设计 指导者:陈子顺高级工程师 评阅者: 2010年6月2日

目次 1引言 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 本课题国内外研究现状和发展趋势 (1) 1.3 课题的主要研究内容 (1) 1.3.1 本课题的研究对象 (1) 1.3.2 本课题的研究范围 (1) 1.3.3 本课题的具体内容要求 (2) 1.3.4 工作要求 (2) 1.3.5 最终成果 (2) 2 设计工作流程 (2) 2.1 总体设计 (2) 2.1.1 最大起重量确定 (2) 2.1.2 起升高度的选择 (2) 2.1.3 电动葫芦的选型 (3) 2.1.4 起重机构跨距的确定 (3) 2.1.5 行走机构的传动 (3) 2.1.6 动力的输入 (3) 2.1.7 安全装置的设计 (3) 2.2 起重机构主梁的设计 (4) 2.2.1 主梁及架体钢结构的设计 (4) 2.2.2 力学性能的分析 (4) 2.2.3 载荷计算 (4) 2.3 控制电路的设计 (4) 2.4 设计的整体思路 (5) 3 构件的设计选型 (6) 3.1 已知构件尺寸的确定 (6) 3.2 电动葫芦选型 (6) 3.3 电动葫芦轨道梁设计 (7) 3.3.1 小车摆放方案的确定 (7) 3.3.2 电动葫芦轨道梁整体结构尺寸的初定 (9) 3.3.3 电动葫芦轨道梁的轨道材料选型 (10) 3.4 大车轨道梁设计 (10)

3.4.1 大车轨道梁整体结构尺寸的初定 (10) 3.4.2 大车轨道梁的立柱材料尺寸选型 (10) 4 构件的力学性能分析 (11) 4.1 电动葫芦轨道梁的强度、刚度、动载荷稳定性校核 (11) 4.1.1 电动葫芦轨道梁受力分析 (11) 4.1.2 电动葫芦轨道梁强度校核 (13) 4.1.3 电动葫芦轨道梁刚度校核 (13) 4.2 大车轨道梁的强度、刚度、动载荷稳定性校核 (14) 4.2.1 大车轨道梁受力分析 (14) 4.2.2 大车轨道梁强度校核 (16) 4.2.3 大车轨道梁刚度校核 (16) 4.3 立柱尺寸的确定与稳定性分析 (17) 4.3.1 立柱的选材与尺寸确定 (17) 4.3.2 立柱的压杆稳定性校核 (17) 4.3.3 立柱承受动载荷的稳定性校核 (18) 4.4 大车的行走机构设计 (19) 4.4.1 电动机的选型 (19) 4.4.2 大车轨道轮的选型 (20) 4.4.3 减速器的选型 (21) 4.4.4 传动齿轮的设计与校核 (21) 4.4.5 轴校核 (24) 4.4.6 轴承的选型 (24) 5 系统的电路控制设计 (24) 6 基于TRIZ 理论的电动葫芦轨道梁的优化方案设计 (25) 6.1 TRIZ理论简述 (26) 6.2 TRIZ理论的应用 (26) 6.3 由发明原理进行设计方案的确定 (27) 结论 (28) 参考文献 (30) 致谢 (31)

工业机器人球坐标型机械臂结构设计毕业设计

工业机器人球坐标型机械臂结构设计毕业论文1 绪论 1.1 课题背景 工业机器人在现代生产中应用日益广泛,作用越来越重要,工业机械臂尤为如此,因此设计实用、高效的机械臂对于机械设计者来说是义不容辞的责任,对于毕业的大学生也是一个实时、富有意义和挑战的课题。 工业机器人自20世纪60年代问世以来,其研究和开发在工业发达国家中一直备受青睐。尽管各国对机器人的定义不尽相同,但都有可编程、拟人化、通用性等特点,是一种融机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制技术等多学科为一体的高新技术产品。随着相关支撑学科的长足发展,工业机器人的研究和开发正在突飞猛进,其应用领域进一步扩大。我国机器人技术的研究工作起步较晚,虽已取得较大发展,但较之发达国家的水平仍有较大距离,应积极探索适合我国国情的工业机器人应用思路,开发低成本、高性价比的实用型工业机器人。 机器人自诞生之日起,便显示出其强大的生命力,机器人首先在工业生产中得到了广泛应用,并给传统工业带来了质的飞跃。它不仅提高了传统产业的自动化程度,提高了劳动生产率而且还推动了以资源消耗低环境污染少为特征的新型工业的诞生随着人类在机械工程、电气工程、微电子技术、计算机技术、控制论、传感技术、信息学、声学、仿生学、及人工智能等学科领域的飞速发展,机器人技术的应用也正在向农业、林业、畜牧、养殖、海洋开发、宇宙探索、国防建设、安全救济、生物医学、服务娱乐等新领域拓展开来,并已取得显著进展,机器人技术已成为高科技应用领域中的重要组成部分。 机器人主要有两大类:用于制造环境下的工业机器人和用于非制造环境下的服务机器人。工业机器人是一种对生产环境和生产条件具有较强的适应性和灵活性的柔性自动化装备,它主要用于现代制造业中代替人们从事繁重、重复单调、环境恶劣危险、人做不了或做不好的工作,从而减轻了人们的劳动强度,改善了劳动环境,并有效地

工业机械手毕业设计--论文

摘要 随着微电子技术、传感器技术、控制技术和机械制造工艺水平的飞速发展,机器人的应用领域逐步从汽车拓展到其它领域。在各种类型的机器人中,模拟人体手臂而构成的关节型机器人,具有结构紧凑、所占空间小、运动空间大等优点,是应用最为广泛的机器人之一。尤其由柔性关节组成的柔性仿生机器人在服务机器人及康复机器人领域中的应用和需求越来越突出。 本文将设计一台四自由度的工业机器人,用于给冲压设备运送物料。首先,本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构,然后选择合适的传动方式、驱动方式,搭建机器人的结构平台;在此基础上,本文将设计该机器人的控制系统,包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计,重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性,最终实现的目标包括:关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词:机器人,示教编程,伺服,制动

ABSTRACT With the development of microelectronic technology, sensor technology, the rapid development of control technology and machinery manufacturing technology level, the application of robots gradually expanded from cars to other fields. In all types of robots, the articulated robot arm simulation human form, has the advantages of compact structure, small occupied space, large moving space, is one of the most widely used robots. Especially flexible biomimetic robot composed of flexible joint in the field of service robot and rehabilitation robot application and demand more and more prominent. In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point. KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake

门式起重机毕业设计说明书

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。

机械手毕业论文.

毕业设计论文题目:气动机械手的设计 设计人: 指导教师: 所属院系: 专业班级: 2014年11月10日

第1章前言 1.1工业机械手概述 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。因此,在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强,仅为某台机床的上下料装置,是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。由于通用机械手能很

机械毕业设计说明书

机械毕业设计说明书 【篇一:机械类毕业设计说明书】 河北工业大学 毕业设计说明书 作者:杲宁学号: 090365 学院:机械工程学院 系(专业):机械设计制造及其自动化 题目:药板装盒机结构设计 指导者:张建辉副教授 (姓名)(专业技术职务) 评阅者: (姓名)(专业技术职务) 2013年 6 月 4 日 毕业设计(论文)中文摘要 毕业设计(论文)外文摘要 ? 目录 1 引言(或绪论)???????????????????????? 1 1.1课题研究的目的与意义?????????????????????? 1 1.2 本课题国内外研究现状和发展趋势????????????????? 1 1.3 本课题主要研究内容??????????????????????? 3 1.4 药板装盒机工艺流程分析????????????????????? 3 2 总体方案确定??????????????????????????4 3 药板装盒机详细结构设计 ????????????????????6 3.1 总体结构组成及其工作原理???????????????????? 7 3.2 主要技术参数的确定??????????????????????? 10 结 论 ???????????????????????????????20 参考文献??????????????????????????????21 致谢??????????????????????????????22 【篇二:机械制造毕业设计说明书模板】 (中文题目) (二号、黑体、居中,段后空一行)

摘要(小四号、黑体):离心式压缩机在国民生产中占有重要地位。可用于化肥、制药、制氧及长距离气体增压输送等装置。本次设计 的主要工作包括:确定合成氨工段循环离心压缩机的结构形式、主 体结构尺寸,并确定主要零、部件的结构尺寸及其选型。首先进行 强度和稳定性计算,主要进行了筒体、端盖的壁厚计算、水压试验 应力校核以及叶轮、轴的强度校核。其次,对这些零部件进行结构 设计。整个设计过程都是依据设计规范和标准进行的,设计结果满 足工程设计要求。关键词(小四号、黑体):离心压缩机;叶轮; 结构设计;应力校核;转子轴(英文题目) .engineering design results meet the design requirements. key words: centrifugal compressor; impeller; structural design;stress check;rotor shaft 目录 1 前言 (1) 1.1本次毕业设计课题的目的、意义 (1) 1.2 合成氨工艺简介 (1) 2 离心式压缩机概况 (3) 2.1离心压缩机的优缺点 (3) 2.2离心压缩机的结构组成 (3) 2.3离心压缩机的发展趋势 (4) 3 离心式压缩机选型及计算依据 (5) 3.1离心式压缩机的气动热力学 (5) 3.1.1连续方程 (5) 4 离心压缩机设计和选型计算 (7) 4.1工艺条件 (7) 4.2容积多变指数和压缩性系数的计算 (7) 4.2.1确定混合气体的分子量和气体常数 (7) 4.2.2容积多变指数和压缩系数的确定 (8) 4.3离心压缩机的热力计算 (8) 4.3.1压缩机级数确定 (8) 5 结论 (10) 符号说明 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13)

6自由度机械臂控制系统设计(软件)本科本科毕业论文

本科毕业论文(设计) ( 2014 届) 6自由度机械臂控制系统设计(软件)院系电子信息工程学院专业电子信息工程 姓名许克伟 指导教师范程华讲师 2014年4月

摘要 本文设计了一种以STC89C52单片机为主控元件的六自由度机械臂抓取系统。文中给出了系统的硬件设计方案以及各个功能原理图,同时给出了软件系统设计方法。系统实现了自动寻找目标并自动实施抓取目标且可通过PC上位机实时显示和控制机械手臂的功能,并能实现自动探测手臂与目标之间距离。在设计时,由于需要测量的距离范围从几厘米到几十厘米,针对超声波在传播时振幅呈指数衰减的特性,为了最大限度地提高驱动能力,采用对回波进行多级放大,以达到了设计要求,由于各个模块供电要求不同,电源电路模块通过稳压芯片输出7.2V、5V和3.3V电压。软件主要分为超声波距离测量模块和无线通信模块、数据处理模块这三大模块。软件的这种“自顶向下”的模块化软件编程方法,能使软件的结构更清晰,并有利于软件的调试和修改。经过调试,达到能够实现自动抓取目标和手动控制抓取目标功能。 关键词:超声波;VB上位机;六自由度机械手臂;STC89C52

This paper designs a mechanical arm whose main control component is STC89C52 single-chip microcomputer and based on the six degrees of freedom to control scraping system. Hardware design scheme of the system and each functional machine schematic diagram are also given in this paper , software program design method is given at the same time, the system realizes the automatic searching target and the implementation of automatic grab and real-time display by PC ,and realizes the function of controlling mechanical arm, and can realize to automatically detect the distance between the arm and target, then implement real-time display on the upper machine. .When designing, due to the distance need to measure ranges from several centimeters to tens of centimeters, aiming at the characteristics of ultrasonic wave amplitude decay exponentially in transmission, in order to develop the drive ability maximally, the echo multistage amplifier is be adopted. Due to the different requirements for each module power supply, in order to achieve the design requirements, power supply circuit module output voltage 7.2V, 5V and 3.3V through the voltage regulator chip. The software is mainly divided into three modules : the ultrasonic distance measuring module and wireless communication module, data processing module. The "top-down" modular software programming method of software can make the software structure more clearly, and benefit in the debugging and modification of software. After debugging, it can realize the function of grabbing the target though automatically add manually control. Key words: Ultrasonic wave;VB;Six degrees of freedom robotic arm;STC89C52

液压机械手设计毕业设计(论文)

液压机械手设计毕业设计 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺: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内容。 作者签名:日期:

一、引言 1.1机械 液压通用机械手,就其本质上来说,属于工业机器人的范畴,机器人学是近几十年来迅速发展起来的一门综合学科。它集中了机械工程、电子工程、计算机科学、自动控制以及人工智能等多种学科的最新研究成果,体现了光机电一体化技术的最新成就,是当代科学技术发展最活跃的领域之一,也是我国科技界跟踪国际高技术发展的重要课题。 “机械手”(Machanical Hand):多数指附属于主机、程序固定的自动抓取、操作装臵(国内一般称作机械手或专用机械手)。如自动线、自动机的上下料,加工中心的自动换到的自动化装臵。 1.2机械手特点、结构与研究意义 1.2.1机器人的特点 机器人的主要特点体现在它的通用性和适应性等方面。 1.通用性 机器人的通用性指具有执行不同功能和完成多样简单任务的实际能力;通用性也意味着,机器人是可变的几何结构。或者说在机械结构上允许机器人执行不同的任务或以不同的方式完成同一工作。 2.适应性 机器人的适应性是指具有对环境的自适应能力,及机器人能够自主执行实现经规划的中间任务,而不管执行过程中所发生的没有预计到的环境变化。 1.2.2机器人的系统结构 一个机器人系统一般由四个相互作用的部分组成,即机械手、环境、任务和控制器。 工业机器人的本体机械系统即为通常的机械手装臵,他由肩、臂、腕、机身或行走机构组成,组合为一个相互依赖的运动机构。 环境即指机器人所处的周围状态,环境不仅由机和条件决定,而且有环境和它所包含的每个事物的全部自然特性决定。 机器人体系结构中的任务一般定义为环境的两种状态(初始状态和目标状态)间的差别,必须用适当的程序语言来描述,并能为计算机所理解。 机器人控制器一般为控制计算机,接收来自传感器的信号,对其进行数据处理,并按照预存信息,即机器人的状态及环境情况等,生成控制信号来驱动机器人的各个关节运动。

双梁桥式起重机设计毕业设计说明书

设计题目 12.5/3.2T双梁桥式起重机设计计算主要设计参数: 小车主钩副钩 起重量50t 10t 起升高度12m 16m 起升速度9m/min 16m/min 起升机构工作级别M5 小车自重15.5t~18.5t 运行机构工作级别M5 小车运行速度40-45m/min 轨距2500mm 轮距3400mm 大车 跨度31.5m 运行速度80m/min 运行机构工作级别M5

桥式起重机概述 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、简易粱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可分为两大类: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。 起重机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。 桥架的金属结构由主粱和端粱组成,分为单主粱桥架和双粱桥架两类。单主粱桥架由单根主粱和位于跨度两边的端粱组成,双粱桥架由两根主粱和端粱组成。主粱与端粱刚性连接,端粱两端装有车轮,用以支承桥架在高架上运行。主粱上焊有轨道,供起重小车运行。桥架主粱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粱、偏轨箱形双粱、偏轨箱形单主粱等几种。正轨箱形双粱是广泛采用的一种基本形式,主粱由上、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。 偏轨箱形双粱和偏轨箱形单主粱的截面都是由上、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,其中偏轨箱形单主粱是由一根宽翼缘箱形主粱代替两根主粱,自重较小,但制造较复杂。

机械手设计本科毕设论文

本科毕业论文 题目:三自由度圆柱坐标型工业机器人设计 学院:机械工程学院 专业:机械制造(辅修) 年级:2009 姓名:李介博 指导教师:赵华洋 完成日期:2012.04.03

三自由度圆柱坐标型工业机器人设计 摘要:在工业上,随着自动控制系统广泛的应用,工业自动化机床控制、计算机系统、机器人等高科技技术也得到了长足的发展。其中工业机器人是相对较新的电子设备,它综合应用了机械电子自动控制等先进技术以及物理生物等学科的基础知识,因而能实现机械化与自动化的有机结合而广泛应用与工业生产的各个部门,逐步的改变现代化工业面貌。 工业机器人是一种机体独立,动作自由度较多,程序可灵活变更,能任意定位,自动化程度高的自动操作机械。主要用在自动加工线和柔性制造系统中传递和装卸的工件或夹具。工业机器人以刚性高的手臂为主体,与人相比,可以有更快的运动速度,可以搬运更重的东西,而且定位精度相当高,它可以根据外部来的信号,自动进行各种操作。 本设计为三自由度圆柱坐标型工业机器人,其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。在控制器的作用下,它可执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作,本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。 关键词:三自由度;圆柱坐标;工业机器人;自动化

Three degrees of freedom cylindrical coordinate industrial robot design Abstract: In industry, along with the automatic control system of a wide range of applications, industrial automation machine control, computer systems, robots and other high-tech technology are also got rapid progress. Including industrial robot is relatively new electronic equipment, it comprehensive application of mechanical and electronic automatic control and other advanced technology and physics biological sciences foundation knowledge, and can therefore realize mechanization and automation organically and is widely used in industrial production of various sectors, gradually change modern industrial outlook. Industrial robot is a body independent of freedom movements, the program can be more flexible changes, can arbitrary positioning, high automation automatic operate machinery. Mainly used in automatic processing lines and flexible manufacturing system transfer and loading and unloading work piece or fixture. Industrial robot arm with rigid high for the subject than people, can have faster movement speed, can carry more weight, and positioning accuracy quite high, and it may, according to the signals, automatic external to operate. This scheme introduced a cylindrical robot for three degree of freedom. It is composed of two linear axes and one rotary axis current control only allows these devices move from one assembly line to other assembly line in space, perform relatively simple tasks. This paper is more comprehensive introduction and summing-up for the for the whole design work. Key words: three degrees of freedom; cylindrical; industrial robot; automation

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