履帶式起重機(jī)設(shè)計(jì),履帶式,起重機(jī),設(shè)計(jì) 摘要 本文介紹了履帶式起重機(jī)發(fā)展國內(nèi)外的歷史背景，分析了履帶式起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了履帶式起重機(jī)的重要參數(shù)，吊鉤的設(shè)計(jì)，整體的液壓體統(tǒng)，履帶輪等相關(guān)數(shù)據(jù)。本文對原有的履帶式起重機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果完成了對現(xiàn)有履帶式起重機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和設(shè)計(jì)。新型的履帶式起重機(jī)將原有的機(jī)械傳動方式改為液壓傳動的方式；采用的履帶式結(jié)構(gòu)，使得起重機(jī)可以適應(yīng)各種不同的工況地形，方便工作。 本文對履帶式起重機(jī)進(jìn)行了三維建模分析，對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，改進(jìn)采用了液壓裝置，能很好的應(yīng)用于機(jī)械工程中。 工程實(shí)踐中吊裝方案設(shè)計(jì)仍然停留在傳統(tǒng)模式，采用手工校核方式選擇吊索具、通過查閱性能表選擇起重機(jī)、利用AutoCAD等常規(guī)二維繪圖軟件設(shè)計(jì)吊裝過程等。這種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法嚴(yán)重依賴設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，需要多次迭代，設(shè)計(jì)周期長，吊裝前無法全面、直觀地查看動態(tài)的吊裝過程。 在此背景下，計(jì)算機(jī)輔助吊裝方案設(shè)計(jì)（CALPAD）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其中，起重機(jī)選型可快速選擇合適的起重機(jī)，而路徑規(guī)劃及吊裝仿真可直觀、快捷地設(shè)計(jì)吊裝過程并進(jìn)行預(yù)演。然而，通過對比工程需求和現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)：對應(yīng)用廣泛的桁架臂履帶起重機(jī)選型較少；單機(jī)吊裝路徑規(guī)劃未考慮起重機(jī)的行走；雙機(jī)吊裝仿真研究較少，現(xiàn)有方法待設(shè)置參數(shù)多且難以確定。由于大多現(xiàn)有研究缺乏對某些工程約束的考慮， 致使其難以真正應(yīng)用到實(shí)際吊裝工程。 為此，本文在多重約束下起重機(jī)智能選型、考慮行走的單機(jī)吊裝路徑規(guī)劃、雙機(jī)吊裝仿真三方面開展研究并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的軟件，所形成的理論成果和軟件已成功應(yīng)用到實(shí)際吊裝工程。本文主要研究工作如下： 1.給出了一種面向移動式起重機(jī)的多重約束起重機(jī)選型算法。首先構(gòu)建了多重約束的起重機(jī)選型數(shù)學(xué)模型，基于此給出了選型算法的總體框架，然后以桁架臂履帶起重機(jī)為例詳細(xì)闡述了算法框架中起重性能、被吊物與臂架間距、接地比壓約束處理的實(shí)現(xiàn)，最后通過實(shí)例驗(yàn)證了算法的可用性和有效性。與現(xiàn)有選型算法相比，技術(shù)上該算法將復(fù)雜三維空間距離計(jì)算問題轉(zhuǎn)化為二維幾何計(jì)算，降低了間距約束處理難度；該算法由于無需起重機(jī)、被吊物三維建模，在應(yīng)用上更加便捷。 2.提出了一種考慮行走的單臺履帶起重機(jī)吊裝路徑規(guī)劃算法。首先對規(guī)劃問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并設(shè)計(jì)了基于RRT-Connect++的吊裝路徑規(guī)劃算法，給出了位形空間的定義、兩位形間的距離度量、履帶起重機(jī)非完整運(yùn)動學(xué)約束的表達(dá)，最后通過三個仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法的有效性和性能，結(jié)果表明該算法能在各種復(fù)雜吊裝環(huán)境中找到一條無超載、無碰撞可行路徑。算法將履帶起重機(jī)行走的非完整運(yùn)動學(xué)約束融入算法中，使路徑更自然、平滑。此外，其中的距離度量將長度量綱和角度量綱巧妙地統(tǒng)一起來較好地表達(dá)吊裝路徑長度，并且賦予距離度量直觀物理意義，避免了為每個分量設(shè)置權(quán)重系數(shù)。 ?3.提出了一種基于空間幾何約束的雙機(jī)協(xié)同吊裝仿真方法。針對典型吊裝工況的雙機(jī)吊裝仿真問題，研究了雙機(jī)之間的協(xié)同，設(shè)計(jì)了雙機(jī)協(xié)同吊裝仿真模型，給出了雙機(jī)系統(tǒng)基本動作的表達(dá)與設(shè)計(jì)。通過實(shí)例驗(yàn)證仿真方法的可用性和有效性，結(jié)果表明該方法可容易地模擬典型工況的雙機(jī)吊裝過程。由于雙機(jī)的協(xié)同策略已嵌入基本動作的實(shí)現(xiàn)，因此，在典型雙機(jī)吊裝中該方法吊裝過程仿真更準(zhǔn)確、仿真操作更簡便。此外，該方法將兩臺起重機(jī)和被吊物看成一個完整的復(fù)雜系統(tǒng)稱為雙機(jī)系統(tǒng)），該概念為雙機(jī)協(xié)同吊裝的其它研究提供了一個全新的視角。 4.提出了一種基于正向運(yùn)動學(xué)的雙機(jī)吊裝仿真通用方法。首先從靜力學(xué)的角度探究雙機(jī)吊裝中起升系統(tǒng)部分的運(yùn)動學(xué)規(guī)律，利用最小勢能原理將起升系統(tǒng)部分的運(yùn)動學(xué)抽象為帶約束的數(shù)學(xué)優(yōu)化問題，提出基于最小勢能原理的起升繩偏擺角及起升力求解算法，通過與ADAMS仿真結(jié)果對比驗(yàn)證了求解算法的正確性。然后在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于正向運(yùn)動學(xué)的雙機(jī)吊裝仿真通用方法。最后通過實(shí)例驗(yàn)證方法的可用性和有效性，結(jié)果表明該方法是一種設(shè)計(jì)和預(yù)演雙機(jī)吊裝過程的有效手段。相比現(xiàn)有基于動力學(xué)的雙機(jī)吊裝仿真方法，該方法僅需被吊物的重心相對位置及重量即可準(zhǔn)確求得吊裝過程中被吊物位姿及起升力，為雙機(jī)吊裝仿真提供有力的支撐，可容易地嵌入吊裝仿真軟件中，實(shí)現(xiàn)實(shí)時的雙機(jī)吊裝作業(yè)仿真，具有參數(shù)少、實(shí)時等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞: 履帶式起重機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì); 三維建模 3 Abstract This article describes the historical background of the development of domestic crawler cranes, crawler cranes overall analysis of the structure and operation characteristics, focusing on the important parameters related data crawler cranes, hook design, the overall hydraulic decency, track wheel. In this paper, the original crawler crane experimental analysis, and then complete the existing crawler crane mechanism and structural design optimization based on experimental results. The new crawler crane to the original mechanical transmission hydraulic transmission mode; crawler structure used so cranes can adapt to different terrain conditions, to facilitate the work. In this paper, crawler crane 3D modeling analysis, the overall structure is analyzed and improved using a hydraulic device, it can be well used in mechanical engineering. ?Engineering practice lifting program design still remain in the traditional mode, manually checking mode selection sling, crane selection by referring to the performance table, the use of conventional two-dimensional drawing software AutoCAD and other design lifting processes. This traditional design approach relies heavily on the designer's experience, require multiple iterations, long design cycles, not fully before lifting, visualize dynamic lifting process. ?In this context, computer-aided design lifting (CALPAD) technology emerged. Among them, the crane can quickly select the appropriate selection of the crane, and hoisting path planning and simulation can be intuitive and quick lifting process design and preview. However, by comparing the project needs and existing research found that: the application of a wide range of lattice boom crawler cranes less selection; single lifting crane walking path planning is not considered; less simulation of dual-lifting, the conventional method many parameters to be set and it is difficult to determine. Since most existing research projects lack of consideration of certain constraints, So that it is difficult to apply to real actual hoisting. In this paper, crane under multiple constraints intelligent selection, consider walking path planning lifting single, dual lifting three simulation research and implement the appropriate software, theoretical results and software form has been successfully applied to the actual hoisting. The main research work are as follows: 1.Shows the multiple constraints crane selection algorithm for mobile crane. First, we constructed a mathematical model of multiple crane selection constraints, based on this selection gives the overall framework of the algorithm, then lattice boom crawler crane for example detail the algorithm performance lifting frame, hanging objects and arm spacing, ground pressure constraint implementation process Finally, an example to verify the availability and effectiveness of the algorithm. Compared with the existing selection algorithm, the algorithm will be technically complex three-dimensional spatial distance computation problem into a two-dimensional geometry calculations, reducing the spacing constraint difficult to deal with; the algorithm because no crane was lifting three-dimensional modeling objects in the application more convenient. 2. The proposed consider walking a single crawler crane hoisting path planning algorithm. First planning mathematical modeling and design based on RRT-Connect ++ lifting path planning algorithm, gives the definition of the configuration space, the distance measure between two shaped expression, crawler cranes nonholonomic kinematic constraints, and finally availability and performance through three simulation verification algorithm, the results show that the algorithm can be found in a variety of complex environments without lifting overload, collision-free path feasible. Algorithm nonholonomic kinematic constraint crawler crane walking into the algorithm to make the path more natural, smooth. In addition, where the distance metric length dimensions and angle dimension subtly unify better expression lifting path length, and the distance measure gives intuitive physical meaning, avoid setting the weighting factor for each component. 3. The proposed based on dual-lifting collaborative simulation geometry of space constraints. For typical simulation for dual-hoisting hoisting working condition, collaborative research between the two planes, designed dual-lifting collaborative simulation model are given expression and design of the basic operation of the dual system. Examples of the availability and effectiveness of the verification by simulation method, the results show that this method can be easily simulated dual-lifting process typical operating conditions. Since the cooperative strategy is embedded dual machine to achieve the basic operation, therefore, in a typical dual-lifting in the lifting process simulation method is more accurate simulation easier to use. In addition, the method of two cranes and hanging objects as a whole complex system called dual system), the concept of Double other aircraft Cooperative hoisting provides a fresh perspective. 4. Proposes a forward kinematics of the double ceiling mount Common Simulation Method. First, from the point of view of statics inquiry Duplex Lifting lifting system from the kinematics law section, the principle of minimum potential energy will play a part of the lifting system kinematics abstract as a constrained mathematical optimization problem, since the principle of minimum potential energy of hoisting ropes yaw angle and lift from the algorithm, with the ADAMS simulation results verify the correctness of the algorithm. Then on the basis of the forward kinematics design double ceiling mount Common Simulation Method. Finally, the availability and effectiveness of the verification method for instance, the results show that the method is an effective means to design and preview dual-lifting process. Compared to conventional dual-based dynamics simulation hoisting method, which only needs to be the center of gravity relative to the position and weight of the hanging objects can be accurately determined during the lifting posture and hanging objects from the lift for lifting dual-emulation provided strong support, can be easily embedded hoisting simulation software for real-time dual-lifting operation simulation, with less parameters, real-time characteristics. Key words: Crawler Crane； The Structure Design； Three Modeling 目 錄 第一章國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.1國外履帶式起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.1.1 利勃海爾公司 2 1.1.2 特雷克斯德馬格公司 2 1.1.3 馬尼托瓦克公司 2 1.2 國內(nèi)履帶式起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.3 履帶起重機(jī)的發(fā)展趨勢 3 第二章 履帶式起重機(jī)的重要參數(shù) 5 2.1 起重量Q 5 2.2 工作幅度R和有效幅度A 5 2.3 起重力矩M 5 2.4 起升高度H 6 2.5 工作速度V 6 第三章 吊鉤的參數(shù)設(shè)計(jì) 8 3.1 吊鉤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 3.2 吊鉤的類型及其選擇類型 9 3.3 吊鉤尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 第四章 發(fā)動機(jī)的選擇及其發(fā)動機(jī)發(fā)熱條件 13 4.1 發(fā)動機(jī)的選擇及發(fā)熱條件 13 第五章履帶式起重機(jī)液壓系統(tǒng) 14 8 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 5.1液壓系統(tǒng)整體介紹 16 5.2 整體的性能分析 16 5.3 液壓傳動總結(jié) 17 第六章履帶式起重機(jī)操作注意事項(xiàng) 18 第七章基于Solidworks軟件進(jìn)行的建模及裝配 22 7.1 Solidworks軟件建模與裝配概述 22 7.2 運(yùn)用Solidworks軟件進(jìn)行零件設(shè)計(jì) 22 7.3 運(yùn)用Solidworks軟件進(jìn)行零件裝配 25 第八章 結(jié)論與展望 26 8.1 結(jié)論 26 8.2 展望 27 參考文獻(xiàn) 28 致謝 29 第一章 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 起重機(jī)是指在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的機(jī)械設(shè)備。又稱成為吊車等名稱。其中起重機(jī)分為行駛駕駛室與起重操縱室合二為一，它是由履帶起重機(jī)演變而成的，將行走機(jī)構(gòu)的履帶和行走支架部分變成有輪胎的底盤，克服了履帶起重機(jī)履帶板對路面造成破壞的缺點(diǎn)，屬于物料搬運(yùn)機(jī)械。 本文主要介紹了履帶式起重機(jī)的相關(guān)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其應(yīng)用。對履帶式起重機(jī)的相關(guān)特點(diǎn)給出了相關(guān)的介紹。其中目前的發(fā)展現(xiàn)狀如下： 1.1國外履帶式起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 在世界上起重機(jī)的發(fā)展已經(jīng)有了很長的歷史了，其中在發(fā)達(dá)國家的發(fā)展地主要由以下幾個：主要生產(chǎn)國為德，美，日，法，意大利，世界頂級公司有10多家，世界市場集中在北美、歐洲和亞洲。 1.1.1 利勃海爾公司 利勃海爾家族企業(yè)由漢斯利勃海爾在1949年該公司的第一款成立，易于組裝和負(fù)擔(dān)得起的塔式起重機(jī)是一個巨大的成功，成為公司蓬勃發(fā)展的基礎(chǔ)。今天，利勃海爾不僅是領(lǐng)先的工程機(jī)械制造商在世界之一，它以創(chuàng)新的產(chǎn)品和客戶技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商很多方面是公認(rèn)的。 1.1.2 特雷克斯- 德馬格公司 自1988年以來在中國的合資企業(yè)以來，特雷克斯一直致力于業(yè)務(wù)在中國的發(fā)展，他在包頭，常州，上海，泉州，漳州等地設(shè)立了多家獨(dú)資和合資公司。特雷克斯積極為中國工業(yè)、交通和城市建設(shè)等支柱產(chǎn)業(yè)的建設(shè)提供高技術(shù)、低成本、綠色環(huán)保的解決方案，在中國銷售的第四臺3200噸級履帶式起重機(jī)成功簽約陜西化建，成為特雷克斯乃至整個世界起重機(jī)行業(yè)的又一個里程碑。 1.1.3 馬尼托瓦克公司 馬尼托瓦克起重設(shè)備有限公司 —波坦系列塔機(jī)在中國的生產(chǎn)銷售基地 馬尼托瓦克起重設(shè)備有限公司是世界上最大的起重集團(tuán)–馬尼托瓦克起重集團(tuán)麾的公司。目前波坦系列塔機(jī)亦在此生產(chǎn)銷售。公司地處經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的長江三角洲鄰近對外開放的張家港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。公司投資資金2,800萬美元，擁有員工近700名，占地138,000平方米。 馬尼托瓦克起重設(shè)備（中國）有限公司是為中國及國際地區(qū)廣大用戶制造波坦系列塔式起重機(jī)整機(jī)。目前生產(chǎn)的塔機(jī)主要產(chǎn)品是MC系列。 1.2 國內(nèi)履帶式起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 生產(chǎn)的履帶式起重機(jī)的歷史很短，“七五”期間與技術(shù)貿(mào)易，從日本和德國引進(jìn)的小噸位履帶式起重機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，與世界先進(jìn)國家相比，國內(nèi)小噸位履帶式起重機(jī)，系列化水平低，技術(shù)含量低，還有在設(shè)計(jì)和制造一定的差距。經(jīng)過多年的發(fā)展，中國企業(yè)對現(xiàn)有的技術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)能力起重機(jī)，無法滿足國內(nèi)市場的需求和國外的個性化產(chǎn)品。截至目前，中國起重機(jī)行業(yè)產(chǎn)品種類已超過1000，并不斷有新的可用的起重機(jī)設(shè)備。 目前我國的履帶式起重機(jī)與國際上相比，缺陷主要在以下幾個方面： ⑴正視差距 力促新發(fā)展 ⑵技術(shù)水平的差距 ⑶產(chǎn)品可靠性較低 ⑷缺少完善的試驗(yàn)、研究體系國內(nèi)履帶起重機(jī)的生產(chǎn)廠家普遍存在 1.3 履帶起重機(jī)的發(fā)展趨勢 近年來起重機(jī)的銷量上看，2012年較之于2011年有著明顯的提升，其增長為16%，相對于2010年更是有著高達(dá)40%的增長，這是一個非常值得樂觀的數(shù)據(jù)；在越野式起重機(jī)上相對于2010年更是增長了50%。且其它類型的起重機(jī)的在2012的銷售情況相對于前幾年都有著不錯的改善。這樣的數(shù)據(jù)表明，起重機(jī)行業(yè)已經(jīng)開始處于高速份復(fù)蘇狀態(tài)，但是問題還需要改善。 目前履帶式起重機(jī)的發(fā)展朝著以下幾個方面進(jìn)行： ⑴迅速向大噸位起重方向的發(fā)展 ⑵關(guān)鍵技術(shù)的核心化 ⑶智能控制方面的進(jìn)展 ⑷新型技術(shù)、材料方面的發(fā)展 ⑸自動化產(chǎn)品 ⑹模塊化、系列化 、通用化，三化的實(shí)現(xiàn) ⑺起重機(jī)的多功能應(yīng)用 30 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 履帶式起重機(jī)的參數(shù) 第2章 履帶式起重機(jī)的重要參數(shù) 履帶式起重機(jī)的主要量程有起重量或起重力矩這兩大類。的選擇取決于從重量，工作半徑和提升高度，通常被稱為“三要素的解除”，三個元件之間升降，有相互制約的關(guān)系。其技術(shù)性能，通常相關(guān)的數(shù)據(jù)起重能力起重性能圖或表格等表達(dá)所代表的相應(yīng)數(shù)字。 履帶式起重機(jī)是一種具有履帶行走裝置的全回轉(zhuǎn)起重機(jī),它利用兩條面積較大的履帶著地行走,由行走裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)身及起重臂等部分組成,履帶式起重機(jī)的主要技術(shù)性能包括三個主要參數(shù)：起重量Q、起重半徑R、起重高度H.,在允許范圍內(nèi)：起重量Q越重、則起重半徑R越小,起重高度H.越高、則起重半徑R越小。 2.1 起重量Q 履帶式起重機(jī)重量一般不包括鉤q的權(quán)重。它可以包括從重量的鉤，包括總起始重量的成為重量（Q + q）的。履帶式起重機(jī)重量伸縮臂，音高變化，所以從繁榮的重量是由強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性決定。起重機(jī)起重能力超過臨界啟動權(quán)重較小。從所謂的臨界重量是指重量當(dāng)起重機(jī)在穩(wěn)定舉重和傾翻臨界狀態(tài)之后。根據(jù)不同的需要，有利于制造，它被選擇為10噸。 2.2 工作幅度R和有效幅度A 工作范圍是從炮塔吊物的水平距離，這就是我們所說的遠(yuǎn)將被發(fā)送。 作為額定鉤到的水平距離的中心線的起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心軸的重力作用下工作的范圍定義，通常被稱為回轉(zhuǎn)或工作半徑的半徑，用“R”，單位為“M”。工作寬度是起重機(jī)不工作的移位范圍，其中包括最顯著（R混合物）和最小幅度（R分鐘）兩個參數(shù)。音調(diào)俯仰臂架，當(dāng)水平角接近130的水平，從起重機(jī)鉤的最大距離，最顯著的水平中心線的旋轉(zhuǎn)中心軸線：當(dāng)懸臂到最大仰角，輪中央鉤到中心線的距離最小，最小振幅的軸。 2.3 起重力矩M 所謂起重力矩就是塔吊起重量與相應(yīng)幅度的乘積，該T.M的最后一個單元，測量電流單位是kN.m.換算關(guān)系：一般簡化為1t.m=10kN.m.最大起重力矩是最重要的參數(shù)機(jī)工作，它正在努力保持起重機(jī)控制值的穩(wěn)定性起重機(jī)時。起重機(jī)起重能力相應(yīng)增加降低幅度，因此，在各種幅度具有額定起重能力，不同的振幅和相應(yīng)的起始重量作圖起重機(jī)性能圖，對于額定電壓為從重量不同范圍的表達(dá)。通常起重機(jī)可以安裝不同的中央臂長，手臂各起重臂長度都有其特定的升降曲線。為了防止起重機(jī)事故發(fā)生時工作時超那一刻，所有的起重機(jī)都配備了力矩限制器。起重機(jī)的設(shè)計(jì)： Q=8噸 R=4.5米 則M=8x4.5=36 2.4 起升高度H 升高度H與吊臂長度L和仰角Q有關(guān)： （） 它在裝卸工作中并不重要，但在建筑安裝工程上則是一重要參數(shù)。起重機(jī)在使用中不但要滿足起重量要求，還要滿足工作幅度和起升高度的要求。本次設(shè)計(jì)的起升高度為H=5m。 2.5 工作速度V 起升速度(吊起物件上升和下降)/小車左右行走速度(即吊著物件向左右行走)/大車行走速度(整臺起重機(jī)的行走速度變幅速度是指吊臂在頭部沿水平方向移動的速度。變幅速度對生產(chǎn)效率影響不大，而對起重機(jī)的平穩(wěn)性和安全性影響較大，故不能取大，幅度時間（從最大臂到最小臂）一般在30-60秒左右。本機(jī)起臂時間為30s，落臂時間20s。 在伸縮式吊臂的起重機(jī)上，吊臂伸縮速度也是需要注明的，一般外伸速度為收縮速度的1/2倍，該機(jī)伸縮速度選為伸縮（全程）35s，縮臂（全程）20s。 液壓支腿收放速度一般用時間來表示，一般在10-50s之間，本機(jī)速度為： ⑴水平支腿伸出時間14.7s； ⑵水平支腿縮回時間13.6s； ⑶垂直支腿放下時間22.5s； ⑷垂直支腿收起時間24.5s； ⑸履帶式汽車起重機(jī)行駛速度是主要參數(shù)之一，本機(jī)的行駛速度最高可達(dá)20公里/小時。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 吊鉤的參數(shù)設(shè)計(jì) 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 吊鉤的參數(shù)設(shè)計(jì) 第3章 吊鉤的參數(shù)設(shè)計(jì) 3.1 吊鉤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 吊鉤是必要根據(jù)形狀的組件之一，鉤可分為單鉤和雙鉤;通過該制造方法，可分為鍛造吊鉤和片狀。 鉤柄的橫截面形狀可分為圓形，方形，和梯形。根據(jù)應(yīng)力分析，最合理的形橫截面，但在鍛造過程的復(fù)雜性，梯形的橫截面的力合理，易于偽造，矩形（正方形）橫截面只適合片鉤，缺點(diǎn)是承載橫截面的容量不能充分利用，比較煩瑣，圓形橫截面的體積只用于小型電動葫蘆鉤。 尾鉤鍛造普通的三角形螺紋，嚴(yán)重的應(yīng)力集中，裂縫的地方容易破碎。因此，根據(jù)有多少分支的繩索滑輪組數(shù)，并考慮吊鉤組結(jié)構(gòu)的特征，在圖1，結(jié)構(gòu)鉤所示吊鉤組的一個合理的選擇。 圖1 吊鉤的結(jié)構(gòu) 為了便于吊鉤，鉤子可以要求一個柔性可繞一垂直軸，這樣的鉤塊結(jié)束光束配有螺母和推力軸承。當(dāng)一個大鉤重，建議對心臟推力球面軸承。不僅鉤旋轉(zhuǎn)燈，也軸承受力均勻。 為了提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的自動化卸載重裝鉤和一個輔助手動操作工作中，盡量減少裝卸貨物。 此外，一些有旋轉(zhuǎn)吊鉤組。圖2中，馬達(dá)1通過行星齒輪減速器2 3分割齒輪，鉤頸部通過大齒輪的開口中心，并與大齒輪轉(zhuǎn)動固定在一起。電磁柱塞5配備了側(cè)軌，橫桿切換螺栓關(guān)閉或解除。當(dāng)鉤工作時，電機(jī)被通電時，螺線管推桿抬起閂，從而使鉤轉(zhuǎn)動，鎖定齒輪和鉤。這些行動由駕駛員操作，而不是作為一種輔助手段的人在未來的工作掛鉤。 圖2 旋轉(zhuǎn)吊鉤組 吊鉤組所有零件均按靜強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算載荷=φ(φ—動力系數(shù)，—額定動載荷)。對于履帶式起重機(jī)，φ=1+1.3cv（c=0.5，v—額定起升速度）。各種零件的許用應(yīng)力[]=（—零件材料的屈服極限，n—選用的安全系數(shù)。） 3.2 吊鉤的類型及其選擇類型 吊鉤材料采用優(yōu)質(zhì)低碳鎮(zhèn)靜合金鋼。 吊鉤根據(jù)制造方法可分為鍛造吊鉤和片式吊鉤。 單鉤用于起重量較小的起重機(jī)如上圖，當(dāng)起重機(jī)較大時應(yīng)采用雙鉤。 吊鉤本身的截面形狀有圓形、方形、梯形和T字形。從受力的情況分析，以T字形截面最為合理，但鍛造工藝較為復(fù)雜。梯形截面受力較合理，鍛造容易。 工程起重機(jī)中常用T字形或梯形截面的鍛造單鉤。通用吊鉤已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時可按額定起重量從手冊中選取。對于可、輪胎式起重機(jī)，希望吊鉤重量可盡量低一些，故選用時可選低一級的吊鉤。 吊鉤的各尺寸可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得知，也可根據(jù)吊鉤尺寸估計(jì)吊鉤的起重能力。 ;;比值 鉤空直徑D： 單鉤： (3.1) 或 (3.2) 雙鉤： (3.3) 或： (3.4) 3.3 吊鉤尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴鉤孔的直徑D D（30~50）=34=90.51mm ⑵按彈性曲梁理論計(jì)算 吊鉤按按彈性曲梁理論計(jì)算，其鉤本身部分應(yīng)力最大的危險(xiǎn)斷面為A-A和B-B： A-A斷面 內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力： (3.5) (3.6) —起升載荷動載系數(shù)，取=1.1。 —斷面形心距內(nèi)邊緣的距離，=42mm。 —曲梁斷面的形狀系數(shù)，=0.11。 —斷面A-A面積（水平面）。 =5460.33 所以： =17.80Mpa 鋼的屈服強(qiáng)度: =25公斤=2510=250Mpa 安全系數(shù)： n=1+ (3.7) (3.8) —安全系數(shù)用來計(jì)及材料的最小強(qiáng)度儲備的，=0.4。 —安全系數(shù)用來計(jì)及材料的不均性，內(nèi)部可能存在的缺陷，=0.2。 n=1+=1.6。 故鋼的許用應(yīng)力為： =156.25Mp 因此曲梁內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力符合要求。 外側(cè)壓力： =12.34Mpa 因此曲梁外側(cè)壓應(yīng)力符合要求。 B-B斷面： 假定載荷沿兩條與鉛垂線成的方向作用在吊鉤上，那么內(nèi)側(cè)最大拉應(yīng)力與切應(yīng)力為： (3.9) —斷面形心距內(nèi)邊緣的距離， =42mm。 —斷面B-B的面積（垂直面）。 —曲梁斷面的形狀系數(shù)，=0.11。 =4103.25 =12.51Mpa 切應(yīng)力為： (3.10) =15MPa 合成應(yīng)力： (3.11) =12.52Mpa 故符合強(qiáng)度要求。 鉤尾螺紋部分的強(qiáng)度 螺紋頸部拉應(yīng)力： (3.12) =40.48Mpa 符合強(qiáng)度要求。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 發(fā)動機(jī)的選擇及其發(fā)動機(jī)發(fā)熱條件 第四章 發(fā)動機(jī)的選擇及其發(fā)動機(jī)發(fā)熱條件 4.1 發(fā)動機(jī)的選擇及發(fā)熱條件 發(fā)動機(jī)機(jī)靜功率： （3.16） 式中：—滿載運(yùn)行時的靜阻力m=2 初選發(fā)動機(jī)機(jī)功率： （3.17） 式中：—發(fā)動機(jī)功率增大系數(shù)，由[1]表中7-6查得 考慮速度太小的電機(jī)價(jià)格、體積、重量等因素，我們由現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第5冊，秦大同，謝里陽主編著，查表選用發(fā)動機(jī)為四沖程柴油發(fā)動機(jī)，型號為X4105；；；；發(fā)動機(jī)機(jī)重量等效功率： (3.18) 式中： —工作類型系數(shù)，由[1]表6-4查得當(dāng)時，； —由[1]按起重機(jī)工作場所得查得。 由此可知，，故初選發(fā)動機(jī)發(fā)熱條件通過 第五章 履帶式起重機(jī)液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件，執(zhí)行元件，控制元件，無件和液壓油。的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能量的原動機(jī)的動力部件的作用，是指泵的液壓系統(tǒng)（雙可變?nèi)~片泵），其提供功率至整個液壓系統(tǒng)。液壓泵齒輪泵，葉片泵和活塞泵的一般結(jié)構(gòu)。動作的致動器（如液壓缸和液壓馬達(dá)）為液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動負(fù)載為線性往復(fù)運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 控制元件（即，各種液壓閥），以控制和調(diào)節(jié)流體壓力，液壓系統(tǒng)中的流量和方向。根據(jù)不同的控制功能，液壓閥可分為力控制閥，流量控制閥和方向控制閥的村莊。壓力控制閥分為好處流動閥（安全閥），閥，順序閥，壓力開關(guān)等;流量控制閥包括節(jié)流閥，調(diào)節(jié)閥，分流閥或類似物;方向控制閥包括一止回閥，止回閥，梭閥，閥等。 根據(jù)不同的控制模式中，開關(guān)可分為液壓閥控制閥，定值控制閥和比例控制閥。輔助成分，包括油箱，油過濾器，管道和管接頭，密封件，壓力表，油溫計(jì)油位等。在液壓系統(tǒng)中的液壓油，能量傳遞工作介質(zhì)，各種礦物油，乳化油和合成型液壓類別。 基本液壓回路操作序列 - 控制設(shè)備（2通閥）換向和彈簧回位致動器（雙作用液壓缸）和伸縮安全閥打開和關(guān)閉。組件和控制內(nèi)容的執(zhí)行是基于相應(yīng)的電路圖符號，其也描述了電路圖符號作了準(zhǔn)備。 根據(jù)該系統(tǒng)的工作原理，你可以把所有的電路進(jìn)行了編號。如果第一致動器的編號為0，與控制元件相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符是1，如果相應(yīng)的元件致動器延伸標(biāo)識符是偶數(shù)，則對應(yīng)的元素標(biāo)識符縮回致動器為奇。不僅要處理的液壓回路的編號，實(shí)際的設(shè)備也應(yīng)，以便找到在圖3中系統(tǒng)故障，圖的履帶式起重機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行編號。 圖3 履帶起重機(jī)液壓系統(tǒng)圖 1、2——手動閥組 3——安全閥 4——雙向液壓鎖 5、6、8——平衡閥 7——節(jié)流閥 9——中心回轉(zhuǎn)接頭 10——開關(guān) 11——過濾器 12——壓力表 A、 B、C、D、E、F——手動換向閥 5.1液壓系統(tǒng)整體介紹 履帶式起重機(jī)是中小型起重機(jī)，起重10噸，圖起重機(jī)液壓系統(tǒng)的能力。該起重機(jī)操作員的工作，主要是通過多缸手動操作來實(shí)現(xiàn)自己的行動。通常單個動作中，有在少數(shù)情況下兩個圓筒復(fù)合動作時的起重作業(yè)，以簡化結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)采用一個液壓泵油到每個致動器串聯(lián)方式。在輕負(fù)載條件下，致動器可以是每個系列的任何組合，使得若干致動器，諸如縮放和旋轉(zhuǎn)的同時操作，縮放和同時或類似幅度。 液壓系統(tǒng)的工作的各部分的具體情況如下 ⑴缸伸縮腿環(huán) 由機(jī)械機(jī)構(gòu)組成的兩個軌道的履帶式起重機(jī)底盤允許每個首回合客場和向下。在每個腿部填充有液壓缸，腿部運(yùn)動由液壓缸驅(qū)動。分別兩條前腿和兩個后腿，由1多路復(fù)用器，三通閥手動閥A和B控制他們伸出或縮回。 M型閥使用中值的功能，并在一系列的使用油。確保每個腿延伸可靠性是至關(guān)重要的去，使得每個氣缸具有雙向鎖環(huán)，以確保腿部牢固地鎖定，以防止提升操作過程中的“軟腿”現(xiàn)象的發(fā)生，或行駛在過程自己的腿下跌。 ⑵景氣回轉(zhuǎn)電路 臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動器作為。通過蝸輪箱液壓馬達(dá)和一對內(nèi)齒輪嚙合的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)撥盤。由于每轉(zhuǎn)只有1-3分鐘的低旋轉(zhuǎn)速度，使液壓馬達(dá)的速度不高，所以，沒有必要設(shè)置一個液壓馬達(dá)制動回路。使用三路多路手動閥C到控制轉(zhuǎn)盤2閥系統(tǒng)，扭轉(zhuǎn)和鎖定固定三個條件。 ⑶伸縮環(huán) 臂和從基本組合物伸縮臂，伸縮臂在所述基部被設(shè)置，由控制伸縮液壓缸三通手動閥D鈕驅(qū)動起重臂伸出和縮回。為了防止起重機(jī)離開油路的下落，設(shè)置有平衡電路的重量。 5.2 整體的性能分析 如可以從該圖中，液壓系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)器，速度，倒車，鎖定，平衡，制動器，多缸卸貨等基本電路，其性能特征可以看出： ⑴在穩(wěn)壓電路，使用安全閥來限制最大工作壓力，防止過載起重機(jī)起吊超重實(shí)現(xiàn)安全的作用。 ⑵調(diào)速電路，具有手動調(diào)節(jié)閥開度的機(jī)制來調(diào)整工件的大?。ǔ顷憴C(jī)制）的速度，方便靈活，充分體現(xiàn)了以人為本，采用該設(shè)備直接操作的想法。 ⑶在一個鎖相環(huán)，雙向液壓鎖用由前后腿的止回閥鎖定在適當(dāng)位置，可靠，安全，并確保整個升降過程中，每個腿不會出現(xiàn)軟腿的現(xiàn)象，即使發(fā)動機(jī)拖延或液壓管道發(fā)生破裂，雙向液壓鎖仍然可以正常工作，并長期有效時間。 使用改進(jìn)的單向閥作為先導(dǎo)順序平衡閥防止升降，伸縮臂和變幅操作過程中因重重量⑷平衡循環(huán)降低，并且穩(wěn)定和可靠的，但在一個方向上的背壓，該系統(tǒng)會引起一些功率損耗。 ⑸在一個多缸卸荷回路中，使用多路閥結(jié)構(gòu)，其中每個四向手動閥的三個位機(jī)能的是M型中位數(shù)的功能，并且在該電路使用串聯(lián)的閥，所以你可以使任何一個單一的工作身體運(yùn)動的;也可以在輕負(fù)載時同時操作這串聯(lián)結(jié)構(gòu)使任何組合組織;但隨著連接六大系列閥門，泵將卸載壓力增加，降低系統(tǒng)效率，但由于起重機(jī)不是頻繁的工作機(jī)器，這些損失對系統(tǒng)影響不大。 5.3 液壓傳動總結(jié) 液壓流體被用作工作介質(zhì)來傳遞能量及進(jìn)行發(fā)送模式的控制。 利用該原動機(jī)機(jī)械能到液體的壓力能由一個液壓致動器的裝置（氣缸或馬達(dá)）的液體壓力能量通過流體壓力變化的能量傳遞能量，通過各種控制閥門和管道，液壓泵系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動的工作機(jī)制，來實(shí)現(xiàn)線性往復(fù)運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。其中液體被稱為工作介質(zhì)，通常是礦物油，等等以及其在機(jī)械傳動皮帶的作用，鏈條和齒輪的組件是相似的。 在液壓驅(qū)動，液壓缸是最簡單的和比較完整的液壓驅(qū)動系統(tǒng)之一，分析其工作過程中，我們可以清楚地了解液壓傳動的基本原則 5.4 液壓傳動的優(yōu)點(diǎn) ⑴元件單位重量傳遞的功率大，結(jié)構(gòu)簡單，布局靈活，便于和其他傳動方式聯(lián)用，易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動控制； ⑵速度、扭矩、功率均可無級調(diào)節(jié)，能迅速換向和變速，調(diào)速范圍寬，動作快速。 ⑶元件自潤滑性好，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過載保護(hù)與保壓，使用壽命長，元件易實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。 5.5 液壓傳動的缺點(diǎn) ⑴速比不如機(jī)械傳動準(zhǔn)確，傳動效率較低； ⑵對介質(zhì)的質(zhì)量、過濾、冷卻、密封要求較高； (3)對元件的制造精度、安裝、調(diào)試和維護(hù)要求較高。 液壓傳動是用液體作為工作介質(zhì)來傳遞能量和進(jìn)行控制的傳動方式。液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 履帶式起重機(jī)操作的注意事項(xiàng) 第六章 履帶式起重機(jī)操作注意事項(xiàng) 起重機(jī)操作者必須嚴(yán)格遵守安全技術(shù)操作規(guī)程，并對自己所操縱的起重機(jī)做到全面了解其性能、結(jié)構(gòu)、工作原理,并熟練掌握其操作方法和技巧。要嚴(yán)格按照交接班程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行檢查、保養(yǎng)和記錄，發(fā)現(xiàn)問題要及時反饋維修部門通知維修。 具體需要注意的事項(xiàng)時以下幾點(diǎn)： ⑴超過額定負(fù)苛不吊； ⑵指揮信號不明；重量不明；光線暗淡不吊； ⑶吊索和附件捆綁不牢、不符合安全要求不吊； ⑷吊掛重物直接加工時不吊； ⑸歪拉斜掛不吊； ⑹工件上站人或浮放活動物不吊； ⑺易燃易爆物品不吊； ⑻帶有棱角快口物件未墊好不吊； ⑼埋地物品不吊； ⑽違章指揮不吊； 司機(jī)應(yīng)熟記指揮人員的指揮信號，并應(yīng)與指揮人員密切合作。 司機(jī)在操縱起重機(jī)中要做到 ⑴起重機(jī)各機(jī)構(gòu)開動時，接近同跨起重機(jī)或吊物運(yùn)行路線上有人時，必須發(fā)出警告信號； ⑵必須精神集中，禁止開車過程中看書、吃東西、打電話、聊天等； ⑶先空車開動各機(jī)構(gòu)，判斷各機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常； ⑷操縱時要“穩(wěn)、準(zhǔn)、快、安全、合理” 始終做到穩(wěn)起、穩(wěn)行、穩(wěn)落： 穩(wěn)——起動、制動平穩(wěn)、無沖擊現(xiàn)象，吊鉤不擺動； 準(zhǔn)——吊物能準(zhǔn)確的停放到指定地點(diǎn)； 快——能使機(jī)構(gòu)同時進(jìn)行工作，縮短工作循環(huán)時間； 安全——能合理地操縱設(shè)備，不發(fā)生任何人身和設(shè)備事故； 合理——是指合理使用和合理操作行車； ⑸必須遵從指揮信號，信號不明或指揮人員沒有離開危險(xiǎn)區(qū)域（指揮人員站在被 吊物上或在地面設(shè)備與被吊物之間的狹窄地區(qū)）之前不準(zhǔn)開車； ⑹司機(jī)只聽從事前指定的指揮人員發(fā)出的開車信號。任何人發(fā)出的停車信號，都必須立即停車； ⑺指揮人員雖發(fā)出指揮信號，但他不注視被吊物時，不應(yīng)該開車； ⑻起重機(jī)的控制器應(yīng)逐檔加（減）速，禁止將控制手柄從正向位置直接轉(zhuǎn)到反向位置作為停車之用（只有在防止事故發(fā)生的情況下才允許）； ⑼起重機(jī)大車或小車應(yīng)緩慢地靠近終點(diǎn)，盡量避免碰撞擋架； ⑽只有在了解周圍條件的情況下，才允許用空載的起重機(jī)來緩慢地推動另外一臺起重機(jī)； ⑾在操作過程中，如果聽到有不正常的聲音時，應(yīng)立即停車斷電進(jìn)行檢查，吊運(yùn)物件應(yīng)穩(wěn)妥的放下； ⑿正在工作的起重機(jī)，遇到突然停電或線路電壓急劇下降時，應(yīng)盡快將各控制器回到零位，切斷電源總開關(guān)，并通知指揮人員； ⒀起升機(jī)構(gòu)制動器在工作中突然失靈時，要沉著冷靜，必要時將控制器轉(zhuǎn)在低速檔，做慢速反復(fù)升降動作，同時開動大車或小車，選擇安全地區(qū)，放下重物； ⒁指揮人員發(fā)出信號與司機(jī)的想法不一致時，應(yīng)發(fā)出詢問信號，確認(rèn)沒有問題，才能進(jìn)行操作； ⒂行車失去控制時，應(yīng)根據(jù)情況打反車或按緊急停止按鈕； 在另一方面，起重機(jī)工作完后應(yīng)做到： ⑴把起重機(jī)開到規(guī)定的停車點(diǎn)，把小車開到司機(jī)室一端，將空鉤起升到上限位置，控制器全部轉(zhuǎn)到零位，切斷電源； ⑵清掃起重機(jī)； ⑶每班應(yīng)有適當(dāng)?shù)那鍜?、檢查時間； ⑷把寫好的交接班記錄本交給接班司機(jī)，并將操作中發(fā)現(xiàn)的問題，向接班司機(jī)交代清楚。 起重機(jī)在維修過程中行車工要配合維修人員工作，不準(zhǔn)離開行車。特殊原因需要短時間離開必須告訴維修人員，以便安排工作。 行車在啟動時要先鳴笛，后啟動。維修人員在上面工作時，不允許送電，更不允許啟動行車。特殊原因需要動車，必須與維修人員充分溝通，并得到允許后方可動車，啟動前務(wù)必先鳴笛三聲。 維修人員在軌道上工作時，無論下面的活怎么多或緊急，都不允許催促維修人員，要充分溝通協(xié)調(diào)，確保人員安全。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第七章 solidworks軟件進(jìn)行的建模及裝配