800噸龍門吊車設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)及指導(dǎo)書

題目題目來源題目類型80噸龍門吊車設(shè)計(jì)□實(shí)際工程項(xiàng)目□科研課題□√教學(xué)模擬題目□其它√工程設(shè)計(jì)型□科學(xué)研究型□調(diào)研綜述型□其它類型□一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)（包括對(duì)工程圖紙的具體要求）及設(shè)計(jì)參數(shù)1．完成畢業(yè)實(shí)習(xí)并上交實(shí)習(xí)報(bào)告；2．專題外文資料翻譯5000以上印刷符號(hào)；3．完成與設(shè)計(jì)題目相關(guān)的專題小論文的撰寫工作，題目自定，不少于3000漢字。要求打印。4．設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，不少于201*0漢字。設(shè)計(jì)、計(jì)算應(yīng)有一定量的計(jì)算機(jī)應(yīng)用內(nèi)容（附程序及結(jié)果）；5．制圖（折合6-7張甲1）其中CAD制圖不少于30%本課題是設(shè)計(jì)一種用于煤炭，港口，企業(yè)，用來裝卸大型貨物的起重機(jī)械設(shè)備。能在縱向?qū)к壣弦苿?dòng)，也可以在橫粱上移動(dòng);空載可以抗10級(jí)大風(fēng)，滿載抗8級(jí)大風(fēng)。設(shè)計(jì)參數(shù)及性能：設(shè)計(jì)參數(shù)及性能：1.起吊力：80T2.使用壽命:25年3．橫跨長度：30M4．移動(dòng)速度：1M/S設(shè)計(jì)要求：1．盡量采用最新國標(biāo)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)2.單件生產(chǎn),應(yīng)盡量降低成本3.結(jié)構(gòu)簡單合理,便于操作和維修二、專題部分要求摘要（漢英兩種文字）（一）、緒論部分1.1龍門吊車簡要?dú)v史1.2龍門吊車主要用途1.3龍門吊車發(fā)展前景（二）、專題部分1、龍門吊車設(shè)計(jì)方案的分析比較與確定2、龍門吊車設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)確定3、龍門吊車結(jié)構(gòu)組成及工作程序4、龍門吊車機(jī)架受力計(jì)算5、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算6、小車設(shè)計(jì)7、控制系統(tǒng)及操作面板設(shè)計(jì)7.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（圖）及動(dòng)作順序

7．2電機(jī)選擇計(jì)算8、PLC系統(tǒng)及軟件設(shè)計(jì)9、參考文獻(xiàn)10、計(jì)算程序附錄三、本題目的重點(diǎn)和難點(diǎn)以及與同組其它學(xué)生所做題目的關(guān)系龍門吊車設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是要保證可靠性要求。難點(diǎn)部分是龍門吊車機(jī)架受力計(jì)算部分，因?yàn)辇堥T吊車為珩架結(jié)構(gòu)，受力狀態(tài)復(fù)雜，動(dòng)作過程變化比較多。四、可行方案的篩選方法提要缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是否可選位置精度差占空間少，加工性推薦鋼絲繩傳動(dòng)能好加工性能差，修復(fù)位置精度好，結(jié)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪齒條傳動(dòng)困難緊湊五、指導(dǎo)方式和工作進(jìn)度要求時(shí)間：：每周一5、6節(jié)，周四3、4節(jié)，周五5、6節(jié)（416周）地點(diǎn)：第二實(shí)驗(yàn)樓第一階段外文翻譯資料（一周）；第二階段初步設(shè)計(jì)方案的分析，龍門吊車機(jī)架受力有限元計(jì)算（三周）；第三階段總體設(shè)計(jì)，零部件設(shè)計(jì)（三周）；第四階段畫裝配圖（二周）；第五階段書寫設(shè)計(jì)說明書（三周）；第六階段撰寫與設(shè)計(jì)題目相關(guān)的專題小論文(一周)；答辯前期的準(zhǔn)備(一周)。六、與本設(shè)計(jì)題目相關(guān)的理論知識(shí)（包括新知識(shí)）提要金屬工藝學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械原理理論力學(xué)材料力學(xué)液壓傳動(dòng)液壓控制系統(tǒng)機(jī)械制圖工程材料金屬切削機(jī)床，起重機(jī)械。七、建議參考資料及使用方法網(wǎng)上檢索相關(guān)資料、雜志，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（1、2、3、4、5）機(jī)械零件強(qiáng)度計(jì)算手冊(cè)有限元分析起重機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)八、答辯之前學(xué)生應(yīng)作的準(zhǔn)備工作提要按畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)完成，自查設(shè)計(jì)的正確性和完整性，預(yù)答辯順利，按修改意見如期完成。注：本表內(nèi)容可根據(jù)題目特點(diǎn)和要求選取，表格可續(xù)頁指導(dǎo)教師簽字：任務(wù)下達(dá)時(shí)間學(xué)生簽字：

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龍門起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算

一．設(shè)計(jì)條件1.計(jì)算風(fēng)速

最大工作風(fēng)速：6級(jí)

最大非工作風(fēng)速：10級(jí)(不加錨定)最大非工作風(fēng)速：12級(jí)(加錨定)2.起升載荷

Q=40噸3.起升速度

滿載：v=1m/min空載：v=2m/min4.小車運(yùn)行速度：

滿載：v=3m/min空載：v=6m/min5.大車運(yùn)行速度：

滿載：v=5m/min空載：v=10m/min

6.采用雙軌雙輪支承型式，每側(cè)軌距2米。7.跨度44米，凈空跨度40米。8.起升高度:H上=50米，H下=5米

二．輪壓及穩(wěn)定性計(jì)算(一)載荷計(jì)算

1．起升載荷：Q=40t2．自重載荷

小車自重G1=6.7t龍門架自重G2=260t大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)自重G3=10t司機(jī)室G4=0.5t電氣G5=1.5t3．載荷計(jì)算正面名稱高度風(fēng)力系數(shù)系數(shù)CKh計(jì)算高度擋風(fēng)風(fēng)力結(jié)果高度h系數(shù)面積A系數(shù)CCKhAKh側(cè)面計(jì)算擋風(fēng)結(jié)果高度h面積ACKhA貨物1.2小車1.1司機(jī)室1.11.6門架大車1.1合計(jì)

1.621.711.511.511.02264.5188242.811.37.5454.22.2518506840441.21.11.11.61.621.711.511.511.02263142242.811.35.03432.2404506840440.50.51.144.8

工作風(fēng)壓：qⅠ=114N/m2

qⅡ=190N/m2qⅢ=800N/m2(10級(jí))qⅢ=1000N/m2(12級(jí))

正面：FwⅠ=518x114N=5.91104NFwⅡ=518x190N=9.86104N

FwⅢ=518x800N=41.44104N(10級(jí))FwⅢ=518x1000N=51.8104N(12級(jí))

側(cè)面：FwⅠ=4.61104NFwⅡ=7.68104N

FwⅢ=32.34104N(10級(jí))FwⅢ=40.43104N(12級(jí))

（二）輪壓計(jì)算

1．小車位于最外端，Ⅱ類風(fēng)垂直于龍門吊正面吹大車,運(yùn)行機(jī)構(gòu)起制動(dòng)，并考慮慣性力的方向與風(fēng)載方向相同。

龍門吊自重：G=G1+G2+G3+G4+G5=6.7+260+10+2=278.7t起升載荷：Q=40t

水平風(fēng)載荷：FwⅡ=9.86t

水平風(fēng)載荷對(duì)軌道面的力矩：MwⅡ=9.86X44.8=441.7tm水平慣性力:Fa=(G+Q)Xa

=(278.7+40)X0.2X1000=6.37X10000N=6.37t

水平慣性力對(duì)軌道面的力矩：Ma=6.37X44=280.3tm總的水平力力矩：M1=Ma+MwⅡ

=722tm

小車對(duì)中心線的力矩：M2=（6.7+40）X16=747.2tm最大腿壓：Pmax=0.25(G+Q)+M1/2L+Mq/2K

=0.25318.7+722.0/48+747.2/84=79.675+15.04+8.9=103.6t

最大工作輪壓：Rmax=Pmax/4=25.9t=26t

(三)穩(wěn)定性計(jì)算

工況1：無風(fēng)、靜載，由于起升載荷在傾覆邊內(nèi)側(cè),故滿足∑M0工況2：有風(fēng)、動(dòng)載，∑M=0.95(278.7+40)12-628.3=3004.9>0

工況3：突然卸載或吊具脫落，按規(guī)范不需驗(yàn)算工況4：10級(jí)風(fēng)襲擊下的非工作狀態(tài):

∑M=0.95278.7121.1541.4444

=3177.2-2668.7=1080.3>0颶風(fēng)襲擊下：

∑M=0.95278.8121.1551.844.8=508.5>0

為防止龍門吊傾覆或移動(dòng)，龍門吊設(shè)置風(fēng)纜。三起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

（一）設(shè)計(jì)參數(shù)

1．起重量：Q=40t2．起升速度：V吊=1m/s

V空=2m/s

3．鋼絲繩倍率:q=4（二）鋼絲繩計(jì)算

Smax=Q/(qaη)Q=40t=4000Kgq倍率，q=4

a卷入卷筒根數(shù)a=2η=0.97

Smax=Q/(qaη)=40000/(240.97)=5.15103Kg

選擇6w(19)-20-185-Ⅰ-光

Sp=Φ∑S=0.8530.25=25.70t>nSmax=55.15=25.75t

(三)電動(dòng)機(jī)的選擇及校核

QV100040100001607.8KW

10000.85Nj選擇變速調(diào)速電機(jī)YTSZ180L-8額定功率：11Kw額定轉(zhuǎn)矩：140.1Nm額定轉(zhuǎn)速：735r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：0.285Kgm2重量：250Kg過載系數(shù)λ：2.8過載校核:Pn

HmQV10003

2.12.87.85.9KwPn=11KW>5.9KW滿足要求。

四小車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（一）確定車輪直徑

小車采用四輪布置，軌距2m,輪距2.5m。小車自重引起的輪壓Rt

Rt1.36.7100004401000041.12.210N4

起升載荷引起的輪壓

Rl1.11110N5

最大輪壓：Rmax13.2104

最小輪壓：Rmin2.2104車輪的等效疲勞計(jì)算載荷

Rc2RmaxR3min13(213.22.2)9.53104

采用圓柱車輪和鐵路軌道，初選車輪直徑φ400，鐵路軌道P43，車

輪材料為45號(hào)剛，踏面硬度HB=300380,硬度層為15mm,P43軌道是凸形，曲率半徑R=300mm.

車輪的許用輪壓為：RcC1C2K2Rm23(N)

v3C1----車輪轉(zhuǎn)速系數(shù)，車輪的轉(zhuǎn)數(shù)nD0.42.39r/min

C2----運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別系數(shù)，1

K2---與車輪材料有關(guān)的電接觸應(yīng)力系數(shù)，0.1R----曲率半徑，為300mm

m---曲率半徑的比值所確定的系數(shù)，為0.45RcC1C2K2Rm231.1710.13000.452311.610N9.531044N

(二)運(yùn)行阻力計(jì)算

1．運(yùn)行摩擦阻力Ff=wG,

w=0.008

G(6.740)46.7104NFf0.00846.71043.74103N

2．坡度阻力

FGsinsin0.01F46.7100.014.6710N

4

3．風(fēng)阻力

FW(42.811.3)1146.17103N

F=Ff+Fr+Fw=(3.74+4.61+6.1)103=14.58103N(三)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算

FV100014.5833P60100.851030.9KW

四減速器以及鏈傳動(dòng)計(jì)算

總傳動(dòng)比i=940/2.39=393.3i=i1i2

初估鏈傳動(dòng)比i2=2

輸出轉(zhuǎn)速n=2.392=4.78r/min選擇SEW生產(chǎn)的斜齒輪減速電機(jī)型號(hào)：R103DV112M6

輸出轉(zhuǎn)速：nout=5.5r/min則鏈傳動(dòng)比i2=5.5/2.39=2.3Z1=17,Z2=39,i1=39/17=2.3

五、大車運(yùn)行計(jì)算（一）確定車輪直徑

大車采用44輪布置，軌距2m,輪距1.8m由總體計(jì)算，可知大車輪的最大輪壓Rmax=26t.最小輪壓:Rmin=13.9t≈14t

等效計(jì)算輪壓：RC=(22614)=16.5t

32初選大車車輪直徑600，軌道P43車輪的許用輪壓:RC=C1C2K2C1為轉(zhuǎn)速系數(shù)，車輪的轉(zhuǎn)速:n=

V滿52.6526r/minRm23

(N)

D100.6

n空=

0.65.305r/min

C1=1.17C2=1K2=0.1R=300m=0.3388

RC=1.170.1300230.3881810KN4>16.5104N

滿足要求。（二）運(yùn)行阻力計(jì)算

1．運(yùn)行摩擦阻力Ff=wG

w=0.007G280t

Ft280100.0071.9610N44

2．坡道阻力

FGsinsin0.01

F2801040.012.8104N

3.風(fēng)阻力:FW=475111N=5.42104N

總阻力:F=(1.96+2.8+5.42)104N=10.18104N滿載阻力:F’=11.35104N,F’/F=1.12

（三）電動(dòng)機(jī)選擇

FV10.1810100.8534106020

總功率N=

1000KW

由于速度低，選二套驅(qū)動(dòng)Pj=

N210KW

選兩臺(tái)11KW電機(jī)（四）減速器及鏈傳動(dòng)計(jì)算

選擇減速電機(jī)R163DV160M4,

輸出轉(zhuǎn)速11r/min，并通過變頻調(diào)速，使空載時(shí)輸出速度增加1.2倍，即輸出轉(zhuǎn)速ｎ＝111.2=13.2r/min則鏈傳動(dòng)比為i2=

13.25.3052.4882

取小鏈輪齒數(shù)為Z1=17則Z2=i2Z1=42i2=

42172.47

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