龍門起重機橫梁的設計

畢業(yè)設計

開題報告

題目_龍門起重機的設計橫梁的設計_系、中心機電工程系專業(yè)年級07級機械設計制造及其自動化姓名學號指導教師

教務處制表201*年3月10日

一、選題依據(jù)課題來源、選題依據(jù)和背景情況；課題理論意義或應用價值課題來源：教師自擬課題選題依據(jù)及背景情況:在現(xiàn)代工業(yè)化的社會里起重機在我們生活的方方面面都能用到，從港口的裝卸到建筑上的建筑塔吊，再到工廠車間中解決了我們過去的人力抬作完成了過去不能完成的任務，處處為人類的制造的進步做出了貢獻。最常用的通用起重機承擔著生產(chǎn)車間許多，許多的基礎(chǔ)工作，為工業(yè)高效率的生產(chǎn)提供了保障。在這個全球經(jīng)濟危機的大的背景下，起重行業(yè)受到了嚴峻的挑戰(zhàn)，競爭更加激烈。那么更先進更合理的起重機，更加尤為必要。起重機有以下幾種基本類型：主要應用于機械車間的橋式起重機，用于港口及室外工作條件的龍門起重機，以及履帶式起重機、輪式起重機、車載起重機等特殊用途用起重機。本論文的研究任務及目的是根據(jù)所給港口及室外工作條件，通過對起重機的性能、結(jié)構(gòu)及發(fā)展狀況的了解，設計出符合我國有關(guān)標準的結(jié)構(gòu)合理的龍門橋式起重機。根據(jù)分析，起重機設計為龍門電動雙梁橋式起重機。龍門起重機的市場份額越來越大，使用非常廣泛，這是產(chǎn)品本身及起重機廠家以及國家政策等多種因素共同作用下的結(jié)果，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，尤其是目前經(jīng)濟危機的刺激，國家的一攬子計劃的推動，龍門起重機市場的需求、發(fā)展前景大好。龍門起重機（gantrycrane）是水平橋架設置在兩條支腿上構(gòu)成門架形狀的一種橋架型起重機。這種起重機在地面軌道上運行，主要用在露天貯料場、船塢、電站、港口和鐵路貨站等地進行搬運和安裝作業(yè)。課題研究目的及價值：我們研究這一課題的目的是：設計、分析、計算龍門起重機的各個部分的結(jié)構(gòu)、受力、運作情況；通過研究龍門起重機機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)了解龍門起重機的運作，運用機械知識并進一步優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設計。龍門起重機是起重機中應用最廣泛的一種，其主要由主梁（兩根）、橫梁（兩根）以及小車、大車四大部分組成，。橋架的金屬結(jié)構(gòu)由主梁和橫梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的橫梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和橫梁組成。本項目所設計起重機為龍門起重機。主梁與橫梁剛性連接，橫梁兩橫裝有車輪，用以支承橋架在高架上運行。橫梁是起重機主要的承載件，是起重機重要的部件之一，本論文主要完成橫梁部分的設計。

二、文獻綜述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)；查閱的主要文獻國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)：我國的起重機行業(yè)是從建國后開始建設的，改革開放以后，隨著我國的工業(yè)迅速發(fā)展，各行工業(yè)起重機的要求也隨之提高。作為特種設備，檢驗也要求相對嚴格。國家也逐步形成了一定的制造，檢驗標準。隨著變頻器，可編程控制器的技術(shù)成熟，也被廣泛應用在起重機當中。為了起重機方面操作人員的安全，無線遠程控制也逐步的普及。為了滿足高精度，多速度行車的需要，機械部分要求也越來越高，設計更精確。鋼絲繩起重機作為一種大型起重裝備，廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，而國內(nèi)鋼絲繩起重機的發(fā)展卻是十分的緩慢。上世紀60年代到70年代初，我國從蘇聯(lián)引進了TY型鋼絲繩式起重機。其間，曾有一些廠家引進國外的先進的生產(chǎn)制造技術(shù)，但均未獲得廣泛的推廣應用。大連重工起重集團為煙臺來福士船業(yè)有限公司制造的2萬噸橋式起重機。設計提升重量達201*0噸，設備總體高度為118米，主梁跨度為125米；采用高低雙梁結(jié)構(gòu)，起升高度分別為113米和83米；整機共48個吊點，單根鋼絲繩達到4000米，是目前世界上最大起重量、最大跨度、最大起升高度的橋式起重設備，也是當今世界上技術(shù)難度最高的大型起重設備。在現(xiàn)在的橋式起重機機械制造中，還是傳統(tǒng)的用大的鋼構(gòu)成本，還有沉重的運行機構(gòu)，來超大的滿足需要，在制造工藝中還存在著種種問題，對于材料還有很多的浪費問題，為了極大的節(jié)約成本，故要精確地計算受力及選擇配件。在原有的基礎(chǔ)上進行改進，符合實際的工作場合。未來橋式起重機機械部分將向著先進的制造工藝，便宜而優(yōu)質(zhì)的材料，更加合理的構(gòu)造方式，較低的制造成本等方向發(fā)展，這對改善橋式起重機的整體性能，對推動起重機的更新?lián)Q代，就有非�，F(xiàn)實的意義。國外吊裝業(yè)已非常成熟與完善，其吊裝用起重機也隨之得到了長足發(fā)展。目前工程起重機的設計與制造主要集中在德國、美國和日本。例如輪式起重機的主要生產(chǎn)公司有德國的利勃海爾，德馬格，美國的格魯夫，日本的多田野，住友建機，加藤等。履帶起重機的生產(chǎn)廠家有德國的利勃海爾、德馬格、森尼波根，美國的馬尼托瓦克起重集團、林克貝爾特、P&H，日本的神鋼、日立住友、石川島等。各大制造公司的產(chǎn)品歷經(jīng)幾十年的風雨都已形成系列化。法國VERLINDE公司無論從經(jīng)濟實用高效的80Kg環(huán)鏈電動葫蘆，到最大起重量可達80噸的鋼絲繩電動葫蘆，還有應用于重級制操作，綜合性自動化要求高的場合所用的卷揚機，我們可以滿足客戶的各項特定需求，并且全部產(chǎn)品均采用標準和模塊化設計的部

件，由此可見國外公司產(chǎn)品型譜的覆蓋面很大，產(chǎn)品都已投放市場。查閱的主要文獻：[1]張質(zhì)文、劉全德.起重運輸機械[M].北京:中國鐵道出版社,1988版[2]劉鴻文.材料力學I[M].高等教育出版社201*[3]李建國.龍門起重機剛結(jié)構(gòu)設計應注意的問題[J][4]還枝編.起重安全技術(shù).化學工業(yè)出版社.201*[5]劉永峰，秦建軍．虛擬制造技術(shù)及其在制造業(yè)中的應用［J］．制造業(yè)自動化，201*，(12)：1/3[6]楊達夫編.金屬結(jié)構(gòu)設計.水利電力出版社.1995[7]洋口港陸道通道接岸引堤工程項目部.洋口港10T龍門吊驗算資料[J].201*.11.16[8]鋼筋場20T龍門吊驗算書[9]陳國璋,孫桂林,金永懿,孫學偉,徐秉業(yè).起重機計算實例[M].中國鐵道出版社1985[10]陳紹蕃等編.鋼結(jié)構(gòu).中國建筑工業(yè)出版社.201*[11]張新占主編.材料力學.西北工業(yè)大學出版社201*[12]PetersN．Turbulentcombustion［M］．Cambridge：CambridgeUniversityPress，201*[13]FerdinandPBeer,JrERussellJohnTDeWolf.MechanicsofMaterials[M].4thed.McGrawHillHigherEducation,20

三、研究內(nèi)容1．設計構(gòu)想與思路；主要內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題本篇論文主要設計的是龍門起重機橫梁機構(gòu)的設計。對橫梁部分進行設計，它包括對大車運行機構(gòu)，橫梁的橋架和內(nèi)部各個零部件的設計、裝配以及焊接結(jié)構(gòu)。在設計過程中參考有關(guān)資料：大車采用分別傳動方案，橫梁采用鋼板焊接成箱形結(jié)構(gòu)，橫梁的安裝接頭設在橫梁的中部，并通過連接板和角鋼用高強度螺栓連接。橫梁橋架設計，主要涉及焊接結(jié)構(gòu)及工藝，這就要求對焊接知識有充分的了解，并把所學的靈活、正確的運用到設計當中去。橫梁的設計步驟：在設計過程中，根據(jù)給定的各種基本參數(shù)采取傳統(tǒng)的設計方法，熟悉起重機的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析原始條件，確定出橫梁總體結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)，技術(shù)路線如下：1)熟悉橋式起重機的結(jié)構(gòu)以及工作原理2)分析工作情況，原始條件，確定機型并確定出基本參數(shù)和總體結(jié)構(gòu)3)分析起重機的受力情況4）大車輪距5）主梁高度6）橫梁高度7）橫梁截面尺寸確定8）橫梁強度驗算關(guān)于工藝方面主要考慮以下因素：橫梁段兩端部上翼滿焊接（2）橫梁端部下翼易焊縫（3）主梁與橫梁的連接焊縫（4）主梁上端板焊縫。實施方案及可行性分析：由于本課題所涉及范圍較廣，問題復雜，且在具體實踐方面難以入手。因此本文主要從最基礎(chǔ)的理論入手，以在校期間學到的機械設計的理論知識和實踐經(jīng)驗為基礎(chǔ)，結(jié)合查閱到的各種資料來論述。本文的研究可行性從以下幾個方面得到保證：1）經(jīng)過大學四年的學習，掌握相關(guān)機械設計方面的知識，理論方面目前已經(jīng)收集到大量的參考文獻，這些文獻覆蓋了起重機相關(guān)資料、鋼結(jié)構(gòu)的工藝等，極具參考價值,國際國內(nèi)已經(jīng)在這方面進行了比較深入的研究，可提供寶貴經(jīng)驗,與從事本研究相關(guān)題目研究的同學進行合作，將為本論文的研究提供良好的交流環(huán)境，集思廣益，使該論文的完成能夠得到足夠的智慧支持,在導師崔麗及從事相關(guān)研究的老師對該論文的悉心指導下，本論文的研究和進度方面將更加合理�？傊�，該論文的選題和研究深度是合理的，并且這方面的研究有一定的理論和實踐價值，經(jīng)過不斷的努力可以按目標完成。

四、設計進度安排起止時間2月中旬到3月7日3月8日到3月12日3月13日到3月21日3月22日到3月31日4月1日到4月15日4月16日到4月30日5月1日到5月14日5月15日到5月26日五、審核意見指導教師意見年月日審核小組意見審核小組成員簽字：年月日注：1、表格不夠可加附頁。2、審核小組意見由開題領(lǐng)導小組填寫。

主要內(nèi)容相關(guān)文獻資料搜集撰寫開題報告選擇橫梁結(jié)構(gòu)型式橫梁相關(guān)參數(shù)計算橫梁安全性等方面的校核資料整理及畢業(yè)論文的撰寫論文評閱畢業(yè)答辯預期目標初步了解起重機的現(xiàn)狀完成開題報告確定橫梁結(jié)構(gòu)型式完成相關(guān)參數(shù)計算完成各方面校核完成畢業(yè)論文的撰寫進一步改進設計的不足通過答辯指導教師簽字:

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畢業(yè)設計

開題報告

題目_龍門起重機的設計橫梁的設計_系、中心機電工程系專業(yè)年級07級機械設計制造及其自動化姓名學號指導教師

教務處制表201*年3月10日

一、選題依據(jù)選題依據(jù)及背景情況:在現(xiàn)代工業(yè)化的社會里起重機在我們生活的方方面面都能用到，從港口的裝卸到建筑上的建筑塔吊，再到工廠車間中解決了我們過去的人力抬作完成了過去不能完成的任務，處處為人類的制造的進步做出了貢獻。最常用的通用起重機承擔著生產(chǎn)車間許多，許多的基礎(chǔ)工作，為工業(yè)高效率的生產(chǎn)提供了保障。在這個全球經(jīng)濟危機的大的背景下，起重行業(yè)受到了嚴峻的挑戰(zhàn)，競爭更加激烈。那么更先進更合理的起重機，更加尤為必要。起重機有以下幾種基本類型：主要應用于機械車間的橋式起重機，用于港口及室外工作條件的龍門起重機，以及履帶式起重機、輪式起重機、車載起重機等特殊用途用起重機。本論文的研究任務及目的是根據(jù)所給港口及室外工作條件，通過對起重機的性能、結(jié)構(gòu)及發(fā)展狀況的了解，設計出符合我國有關(guān)標準的結(jié)構(gòu)合理的龍門橋式起重機。根據(jù)分析，起重機設計為龍門電動雙梁橋式起重機。龍門起重機的市場份額越來越大，使用非常廣泛，這是產(chǎn)品本身及起重機廠家以及國家政策等多種因素共同作用下的結(jié)果，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，尤其是目前經(jīng)濟危機的刺激，國家的一攬子計劃的推動，龍門起重機市場的需求、發(fā)展前景大好。龍門起重機（gantrycrane）是水平橋架設置在兩條支腿上構(gòu)成門架形狀的一種橋架型起重機。這種起重機在地面軌道上運行，主要用在露天貯料場、船塢、電站、港口和鐵路貨站等地進行搬運和安裝作業(yè)。課題研究目的及價值：我們研究這一課題的目的是：設計、分析、計算龍門起重機的各個部分的結(jié)構(gòu)、受力、運作情況；通過研究龍門起重機機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)了解龍門起重機的運作，運用機械知識并進一步優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設計。龍門起重機是起重機中應用最廣泛的一種，其主要由主梁（兩根）、橫梁（兩根）以及小車、大車四大部分組成，。橋架的金屬結(jié)構(gòu)由主梁和橫梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的橫梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和橫梁組成。本項目所設計起重機為龍門起重機。主梁與橫梁剛性連接，橫梁兩橫裝有車輪，用以支承橋架在高架上運行。橫梁是起重機主要的承載件，是起重機重要的部件之一，本論文主要完成橫梁部分的設計。

二、文獻綜述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)：我國的起重機行業(yè)是從建國后開始建設的，改革開放以后，隨著我國的工業(yè)迅速發(fā)展，各行工業(yè)起重機的要求也隨之提高。作為特種設備，檢驗也要求相對嚴格。國家也逐步形成了一定的制造，檢驗標準。隨著變頻器，可編程控制器的技術(shù)成熟，也被廣泛應用在起重機當中。為了起重機方面操作人員的安全，無線遠程控制也逐步的普及。為了滿足高精度，多速度行車的需要，機械部分要求也越來越高，設計更精確。鋼絲繩起重機作為一種大型起重裝備，廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，而國內(nèi)鋼絲繩起重機的發(fā)展卻是十分的緩慢。上世紀60年代到70年代初，我國從蘇聯(lián)引進了TY型鋼絲繩式起重機。其間，曾有一些廠家引進國外的先進的生產(chǎn)制造技術(shù)，但均未獲得廣泛的推廣應用。大連重工起重集團為煙臺來福士船業(yè)有限公司制造的2萬噸橋式起重機。設計提升重量達201*0噸，設備總體高度為118米，主梁跨度為125米；采用高低雙梁結(jié)構(gòu)，起升高度分別為113米和83米；整機共48個吊點，單根鋼絲繩達到4000米，是目前世界上最大起重量、最大跨度、最大起升高度的橋式起重設備，也是當今世界上技術(shù)難度最高的大型起重設備。在現(xiàn)在的橋式起重機機械制造中，還是傳統(tǒng)的用大的鋼構(gòu)成本，還有沉重的運行機構(gòu)，來超大的滿足需要，在制造工藝中還存在著種種問題，對于材料還有很多的浪費問題，為了極大的節(jié)約成本，故要精確地計算受力及選擇配件。在原有的基礎(chǔ)上進行改進，符合實際的工作場合。未來橋式起重機機械部分將向著先進的制造工藝，便宜而優(yōu)質(zhì)的材料，更加合理的構(gòu)造方式，較低的制造成本等方向發(fā)展，這對改善橋式起重機的整體性能，對推動起重機的更新?lián)Q代，就有非�，F(xiàn)實的意義。國外吊裝業(yè)已非常成熟與完善，其吊裝用起重機也隨之得到了長足發(fā)展。目前工程起重機的設計與制造主要集中在德國、美國和日本。例如輪式起重機的主要生產(chǎn)公司有德國的利勃海爾，德馬格，美國的格魯夫，日本的多田野，住友建機，加藤等。履帶起重機的生產(chǎn)廠家有德國的利勃海爾、德馬格、森尼波根，美國的馬尼托瓦克起重集團、林克貝爾特、P&H，日本的神鋼、日立住友、石川島等。各大制造公司的產(chǎn)品歷經(jīng)幾十年的風雨都已形成系列化。法國VERLINDE公司無論從經(jīng)濟實用高效的80Kg環(huán)鏈電動葫蘆，到最大起重量可達80噸的鋼絲繩電動葫蘆，還有應用于重級制操作，綜合性自動化要求高的場合所用的卷揚機，我們可以滿足客戶的各項特定需求，并且全部產(chǎn)品均采用標準和模塊化設計的部件，由此可見國外公司產(chǎn)品型譜的覆蓋面很大，產(chǎn)品都已投放市場。

查閱的主要文獻：[1]張質(zhì)文、劉全德.起重運輸機械[M].北京:中國鐵道出版社,1988版[2]劉鴻文.材料力學I[M].高等教育出版社201*[3]李建國.龍門起重機剛結(jié)構(gòu)設計應注意的問題[J][4]還枝編.起重安全技術(shù).化學工業(yè)出版社.201*[5]劉永峰，秦建軍．虛擬制造技術(shù)及其在制造業(yè)中的應用［J］．制造業(yè)自動化，201*，(12)：1/3[6]楊達夫編.金屬結(jié)構(gòu)設計.水利電力出版社.1995[7]洋口港陸道通道接岸引堤工程項目部.洋口港10T龍門吊驗算資料[J].201*.11.16[8]鋼筋場20T龍門吊驗算書[9]陳國璋,孫桂林,金永懿,孫學偉,徐秉業(yè).起重機計算實例[M].中國鐵道出版社1985[10]陳紹蕃等編.鋼結(jié)構(gòu).中國建筑工業(yè)出版社.201*[11]張新占主編.材料力學.西北工業(yè)大學出版社201*[12]PetersN．Turbulentcombustion［M］．Cambridge：CambridgeUniversityPress，201*[13]FerdinandPBeer,JrERussellJohnTDeWolf.MechanicsofMaterials[M].4thed.McGrawHillHigherEducation,20

三、研究內(nèi)容1．設計構(gòu)想與思路；主要內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題本篇論文主要設計的是龍門起重機橫梁機構(gòu)的設計。對橫梁部分進行設計，它包括對大車運行機構(gòu)，橫梁的橋架和內(nèi)部各個零部件的設計、裝配以及焊接結(jié)構(gòu)。在設計過程中參考有關(guān)資料：大車采用分別傳動方案，橫梁采用鋼板焊接成箱形結(jié)構(gòu)，橫梁的安裝接頭設在橫梁的中部，并通過連接板和角鋼用高強度螺栓連接。橫梁橋架設計，主要涉及焊接結(jié)構(gòu)及工藝，這就要求對焊接知識有充分的了解，并把所學的靈活、正確的運用到設計當中去。橫梁的設計步驟：在設計過程中，根據(jù)給定的各種基本參數(shù)采取傳統(tǒng)的設計方法，熟悉起重機的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析原始條件，確定出橫梁總體結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)，技術(shù)路線如下：1)熟悉橋式起重機的結(jié)構(gòu)以及工作原理2)分析工作情況，原始條件，確定機型并確定出基本參數(shù)和總體結(jié)構(gòu)3)分析起重機的受力情況4）大車輪距5）主梁高度6）橫梁高度7）橫梁截面尺寸確定8）橫梁強度驗算關(guān)于工藝方面主要考慮以下因素：橫梁段兩端部上翼滿焊接（2）橫梁端部下翼易焊縫（3）主梁與橫梁的連接焊縫（4）主梁上端板焊縫。實施方案及可行性分析：由于本課題所涉及范圍較廣，問題復雜，且在具體實踐方面難以入手。因此本文主要從最基礎(chǔ)的理論入手，以在校期間學到的機械設計的理論知識和實踐經(jīng)驗為基礎(chǔ)，結(jié)合查閱到的各種資料來論述。本文的研究可行性從以下幾個方面得到保證：1）經(jīng)過大學四年的學習，掌握相關(guān)機械設計方面的知識，理論方面目前已經(jīng)收集到大量的參考文獻，這些文獻覆蓋了起重機相關(guān)資料、鋼結(jié)構(gòu)的工藝等，極具參考價值,國際國內(nèi)已經(jīng)在這方面進行了比較深入的研究，可提供寶貴經(jīng)驗,與從事本研究相關(guān)題目研究的同學進行合作，將為本論文的研究提供良好的交流環(huán)境，集思廣益，使該論文的完成能夠得到足夠的智慧支持,在導師崔麗及從事相關(guān)研究的老師對該論文的悉心指導下，本論文的研究和進度方面將更加合理�？傊�，該論文的選題和研究深度是合理的，并且這方面的研究有一定的理論和實踐價值，經(jīng)過不斷的努力可以按目標完成。

四、設計進度安排起止時間2月中旬到3月7日3月8日到3月12日3月13日到3月21日3月22日到3月31日4月1日到4月15日4月16日到4月30日5月1日到5月14日5月15日到5月26日五、審核意見指導教師意見年月日審核小組意見審核小組成員簽字：年月日注：1、表格不夠可加附頁。2、審核小組意見由開題領(lǐng)導小組填寫。

主要內(nèi)容相關(guān)文獻資料搜集撰寫開題報告選擇橫梁結(jié)構(gòu)型式橫梁相關(guān)參數(shù)計算橫梁安全性等方面的校核資料整理及畢業(yè)論文的撰寫論文評閱畢業(yè)答辯預期目標初步了解起重機的現(xiàn)狀完成開題報告確定橫梁結(jié)構(gòu)型式完成相關(guān)參數(shù)計算完成各方面校核完成畢業(yè)論文的撰寫進一步改進設計的不足通過答辯指導教師簽字:

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