龙门起重机横梁的设计.docx

龙门起重机横梁的设计
龙门起重机横梁的设计
毕业设计
开题报告
题目_龙门起重机的设计横梁的设计_系、中心机电工程系专业年级07级机械设计制造及其自动化姓名学号指导教师
教务处制表201*年3月10日
一、选题依据课题来源、选题依据和背景情况；课题理论意义或应用价值课题来源：教师自拟课题选题依据及背景情况:在现代工业化的社会里起重机在我们生活的方方面面都能用到，从港口的装卸到建筑上的建筑塔吊，再到工厂车间中解决了我们过去的人力抬作完成了过去不能完成的任务，处处为人类的制造的进步做出了贡献。最常用的通用起重机承担着生产车间许多，许多的基础工作，为工业高效率的生产提供了保障。在这个全球经济危机的大的背景下，起重行业受到了严峻的挑战，竞争更加激烈。那么更先进更合理的起重机，更加尤为必要。起重机有以下几种基本类型：主要应用于机械车间的桥式起重机，用于港口及室外工作条件的龙门起重机，以及履带式起重机、轮式起重机、车载起重机等特殊用途用起重机。本论文的研究任务及目的是根据所给港口及室外工作条件，通过对起重机的性能、结构及发展状况的了解，设计出符合我国有关标准的结构合理的龙门桥式起重机。根据分析，起重机设计为龙门电动双梁桥式起重机。龙门起重机的市场份额越来越大，使用非常广泛，这是产品本身及起重机厂家以及国家政策等多种因素共同作用下的结果，随着经济的不断发展，尤其是目前经济危机的刺激，国家的一揽子计划的推动，龙门起重机市场的需求、发展前景大好。龙门起重机（gantrycrane）是水平桥架设置在两条支腿上构成门架形状的一种桥架型起重机。这种起重机在地面轨道上运行，主要用在露天贮料场、船坞、电站、港口和铁路货站等地进行搬运和安装作业。课题研究目的及价值：我们研究这一课题的目的是：设计、分析、计算龙门起重机的各个部分的结构、受力、运作情况；通过研究龙门起重机机械系统结构了解龙门起重机的运作，运用机械知识并进一步优化其结构设计。龙门起重机是起重机中应用最广泛的一种，其主要由主梁（两根）、横梁（两根）以及小车、大车四大部分组成，。桥架的金属结构由主梁和横梁组成，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横梁组成，双梁桥架由两根主梁和横梁组成。本项目所设计起重机为龙门起重机。主梁与横梁刚性连接，横梁两横装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。横梁是起重机主要的承载件，是起重机重要的部件之一，本论文主要完成横梁部分的设计。
二、文献综述国内外研究现状、发展动态；查阅的主要文献国内外研究现状、发展动态：我国的起重机行业是从建国后开始建设的，改革开放以后，随着我国的工业迅速发展，各行工业起重机的要求也随之提高。作为特种设备，检验也要求相对严格。国家也逐步形成了一定的制造，检验标准。随着变频器，可编程控制器的技术成熟，也被广泛应用在起重机当中。为了起重机方面操作人员的安全，无线远程控制也逐步的普及。为了满足高精度，多速度行车的需要，机械部分要求也越来越高，设计更精确。钢丝绳起重机作为一种大型起重装备，广泛应用于国民经济的各个领域，而国内钢丝绳起重机的发展却是十分的缓慢。上世纪60年代到70年代初，我国从苏联引进了TY型钢丝绳式起重机。其间，曾有一些厂家引进国外的先进的生产制造技术，但均未获得广泛的推广应用。大连重工起重集团为烟台来福士船业有限公司制造的2万吨桥式起重机。设计提升重量达201*0吨，设备总体高度为118米，主梁跨度为125米；采用高低双梁结构，起升高度分别为113米和83米；整机共48个吊点，单根钢丝绳达到4000米，是目前世界上最大起重量、最大跨度、最大起升高度的桥式起重设备，也是当今世界上技术难度最高的大型起重设备。在现在的桥式起重机机械制造中，还是传统的用大的钢构成本，还有沉重的运行机构，来超大的满足需要，在制造工艺中还存在着种种问题，对于材料还有很多的浪费问题，为了极大的节约成本，故要精确地计算受力及选择配件。在原有的基础上进行改进，符合实际的工作场合。未来桥式起重机机械部分将向着先进的制造工艺，便宜而优质的材料，更加合理的构造方式，较低的制造成本等方向发展，这对改善桥式起重机的整体性能，对推动起重机的更新换代，就有非常现实的意义。国外吊装业已非常成熟与完善，其吊装用起重机也随之得到了长足发展。目前工程起重机的设计与制造主要集中在德国、美国和日本。例如轮式起重机的主要生产公司有德国的利勃海尔，德马格，美国的格鲁夫，日本的多田野，住友建机，加藤等。履带起重机的生产厂家有德国的利勃海尔、德马格、森尼波根，美国的马尼托瓦克起重集团、林克贝尔特、P&H，日本的神钢、日立住友、石川岛等。各大制造公司的产品历经几十年的风雨都已形成系列化。法国VERLINDE公司无论从经济实用高效的80Kg环链电动葫芦，到最大起重量可达80吨的钢丝绳电动葫芦，还有应用于重级制操作，综合性自动化要求高的场合所用的卷扬机，我们可以满足客户的各项特定需求，并且全部产品均采用标准和模块化设计的部
件，由此可见国外公司产品型谱的覆盖面很大产品都已投放市场。查阅的主要文献：[1]张质文、刘全德.起重运输机械[M].北京:中国铁道出版社,1988版[2]刘鸿文.材料力学I[M].高等教育出版社201*[3]李建国.龙门起重机刚结构设计应注意的问题[J][4]还枝编.起重安全技术.化学工业出版社.201*[5]刘永峰，秦建军．虚拟制造技术及其在制造业中的应用［J］．制造业自动化，201*，(12)：1/3[6]杨达夫编.金属结构设计.水利电力出版社.1995[7]洋口港陆道通道接岸引堤工程项目部.洋口港10T龙门吊验算资料[J].201*.11.16[8]钢筋场20T龙门吊验算书[9]陈国璋,孙桂林,金永懿,孙学伟,徐秉业.起重机计算实例[M].中国铁道出版社1985[10]陈绍蕃等编.钢结构.中国建筑工业出版社.201*[11]张新占主编.材料力学.西北工业大学出版社201*[12]PetersN．Turbulentcombustion［M］．Cambridge：CambridgeUniversityPress，201*[13]FerdinandPBeer,JrERussellJohnTDeWolf.MechanicsofMaterials[M].4thed.McGrawHillHigherEducation,20
三、研究内容1．设计构想与思路；主要内容及拟解决的关键问题本篇论文主要设计的是龙门起重机横梁机构的设计。对横梁部分进行设计，它包括对大车运行机构，横梁的桥架和内部各个零部件的设计、装配以及焊接结构。在设计过程中参考有关资料：大车采用分别传动方案，横梁采用钢板焊接成箱形结构，横梁的安装接头设在横梁的中部，并通过连接板和角钢用高强度螺栓连接。横梁桥架设计，主要涉及焊接结构及工艺，这就要求对焊接知识有充分的了解，并把所学的灵活、正确的运用到设计当中去。横梁的设计步骤：在设计过程中，根据给定的各种基本参数采取传统的设计方法，熟悉起重机的结构和工作原理，分析原始条件，确定出横梁总体结构和基本参数，技术路线如下：1)熟悉桥式起重机的结构以及工作原理2)分析工作情况，原始条件，确定机型并确定出基本参数和总体结构3)分析起重机的受力情况4）大车轮距5）主梁高度6）横梁高度7）横梁截面尺寸确定8）横梁强度验算关于工艺方面主要考虑以下因素：横梁段两端部上翼满焊接（2）横梁端部下翼易焊缝（3）主梁与横梁的连接焊缝（4）主梁上端板焊缝。实施方案及可行性分析：由于本课题所涉及范围较广，问题复杂，且在具体实践方面难以入手。因此本文主要从最基础的理论入手，以在校期间学到的机械设计的理论知识和实践经验为基础，结合查阅到的各种资料来论述。本文的研究可行性从以下几个方面得到保证：1）经过大学四年的学习，掌握相关机械设计方面的知识，理论方面目前已经收集到大量的参考文献，这些文献覆盖了起重机相关资料、钢结构的工艺等，极具参考价值,国际国内已经在这方面进行了比较深入的研究，可提供宝贵经验,与从事本研究相关题目研究的同学进行合作，将为本论文的研究提供良好的交流环境，集思广益，使该论文的完成能够得到足够的智慧支持,在导师崔丽及从事相关研究的老师对该论文的悉心指导下，本论文的研究和进度方面将更加合理。总之，该论文的选题和研究深度是合理的，并且这方面的研究有一定的理论和实践价值，经过不断的努力可以按目标完成。
四、设计进度安排起止时间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、审核意见指导教师意见年月日审核小组意见审核小组成员签字：年月日注：1、表格不够可加附页。2、审核小组意见由开题领导小组填写。
主要内容相关文献资料搜集撰写开题报告选择横梁结构型式横梁相关参数计算横梁安全性等方面的校核资料整理及毕业论文的撰写论文评阅毕业答辩预期目标初步了解起重机的现状完成开题报告确定横梁结构型式完成相关参数计算完成各方面校核完成毕业论文的撰写进一步改进设计的不足通过答辩指导教师签字:
毕业设计
开题报告
题目_龙门起重机的设计横梁的设计_系、中心机电工程系专业年级07级机械设计制造及其自动化姓名学号指导教师
教务处制表201*年3月10日
一、选题依据选题依据及背景情况:在现代工业化的社会里起重机在我们生活的方方面面都能用到，从港口的装卸到建筑上的建筑塔吊，再到工厂车间中解决了我们过去的人力抬作完成了过去不能完成的任务，处处为人类的制造的进步做出了贡献。最常用的通用起重机承担着生产车间许多，许多的基础工作，为工业高效率的生产提供了保障。在这个全球经济危机的大的背景下，起重行业受到了严峻的挑战，竞争更加激烈。那么更先进更合理的起重机，更加尤为必要。起重机有以下几种基本类型：主要应用于机械车间的桥式起重机，用于港口及室外工作条件的龙门起重机，以及履带式起重机、轮式起重机、车载起重机等特殊用途用起重机。本论文的研究任务及目的是根据所给港口及室外工作条件，通过对起重机的性能、结构及发展状况的了解，设计出符合我国有关标准的结构合理的龙门桥式起重机。根据分析，起重机设计为龙门电动双梁桥式起重机。龙门起重机的市场份额越来越大，使用非常广泛，这是产品本身及起重机厂家以及国家政策等多种因素共同作用下的结果，随着经济的不断发展，尤其是目前经济危机的刺激，国家的一揽子计划的推动，龙门起重机市场的需求、发展前景大好。龙门起重机（gantrycrane）是水平桥架设置在两条支腿上构成门架形状的一种桥架型起重机。这种起重机在地面轨道上运行，主要用在露天贮料场、船坞、电站、港口和铁路货站等地进行搬运和安装作业。课题研究目的及价值：我们研究这一课题的目的是：设计、分析、计算龙门起重机的各个部分的结构、受力、运作情况；通过研究龙门起重机机械系统结构了解龙门起重机的运作，运用机械知识并进一步优化其结构设计。龙门起重机是起重机中应用最广泛的一种，其主要由主梁（两根）、横梁（两根）以及小车、大车四大部分组成，。桥架的金属结构由主梁和横梁组成，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横梁组成，双梁桥架由两根主梁和横梁组成。本项目所设计起重机为龙门起重机。主梁与横梁刚性连接，横梁两横装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。横梁是起重机主要的承载件，是起重机重要的部件之一，本论文主要完成横梁部分的设计。
二、文献综述国内外研究现状、发展动态：我国的起重机行业是从建国后开始建设的，改革开放以后，随着我国的工业迅速发展，各行工业起重机的要求也随之提高。作为特种设备，检验也要求相对严格。国家也逐步形成了一定的制造，检验标准。随着变频器，可编程控制器的技术成熟，也被广泛应用在起重机当中。为了起重机方面操作人员的安全，无线远程控制也逐步的普及。为了满足高精度，多速度行车的需要，机械部分要求也越来越高，设计更精确。钢丝绳起重机作为一种大型起重装备，广泛应用于国民经济的各个领域，而国内钢丝绳起重机的发展却是十分的缓慢。上世纪60年代到70年代初，我国从苏联引进了TY型钢丝绳式起重机。其间，曾有一些厂家引进国外的先进的生产制造技术，但均未获得广泛的推广应用。大连重工起重集团为烟台来福士船业有限公司制造的2万吨桥式起重机。设计提升重量达201*0吨，设备总体高度为118米，主梁跨度为125米；采用高低双梁结构，起升高度分别为113米和83米；整机共48个吊点，单根钢丝绳达到4000米，是目前世界上最大起重量、最大跨度、最大起升高度的桥式起重设备，也是当今世界上技术难度最高的大型起重设备。在现在的桥式起重机机械制造中，还是传统的用大的钢构成本，还有沉重的运行机构，来超大的满足需要，在制造工艺中还存在着种种问题，对于材料还有很多的浪费问题，为了极大的节约成本，故要精确地计算受力及选择配件。在原有的基础上进行改进，符合实际的工作场合。未来桥式起重机机械部分将向着先进的制造工艺，便宜而优质的材料，更加合理的构造方式，较低的制造成本等方向发展，这对改善桥式起重机的整体性能，对推动起重机的更新换代，就有非常现实的意义。国外吊装业已非常成熟与完善，其吊装用起重机也随之得到了长足发展。目前工程起重机的设计与制造主要集中在德国、美国和日本。例如轮式起重机的主要生产公司有德国的利勃海尔，德马格，美国的格鲁夫，日本的多田野，住友建机，加藤等。履带起重机的生产厂家有德国的利勃海尔、德马格、森尼波根，美国的马尼托瓦克起重集团、林克贝尔特、P&H，日本的神钢、日立住友、石川岛等。各大制造公司的产品历经几十年的风雨都已形成系列化。法国VERLINDE公司无论从经济实用高效的80Kg环链电动葫芦，到最大起重量可达80吨的钢丝绳电动葫芦，还有应用于重级制操作，综合性自动化要求高的场合所用的卷扬机，我们可以满足客户的各项特定需求，并且全部产品均采用标准和模块化设计的部件，由此可见国外公司产品型谱的覆盖面很大，产品都已投放市场。
查阅的主要文献：[1]张质文、刘全德.起重运输机械[M].北京:中国铁道出版社,1988版[2]刘鸿文.材料力学I[M].高等教育出版社201*[3]李建国.龙门起重机刚结构设计应注意的问题[J][4]还枝编.起重安全技术.化学工业出版社.201*[5]刘永峰，秦建军．虚拟制造技术及其在制造业中的应用［J］．制造业自动化，201*，(12)：1/3[6]杨达夫编.金属结构设计.水利电力出版社.1995[7]洋口港陆道通道接岸引堤工程项目部.洋口港10T龙门吊验算资料[J].201*.11.16[8]钢筋场20T龙门吊验算书[9]陈国璋,孙桂林,金永懿,孙学伟,徐秉业.起重机计算实例[M].中国铁道出版社1985[10]陈绍蕃等编.钢结构.中国建筑工业出版社.201*[11]张新占主编.材料力学.西北工业大学出版社201*[12]PetersN．Turbulentcombustion［M］．Cambridge：CambridgeUniversityPress，201*[13]FerdinandPBeer,JrERussellJohnTDeWolf.MechanicsofMaterials[M].4thed.McGrawHillHigherEducation,20
三、研究内容1．设计构想与思路；主要内容及拟解决的关键问题本篇论文主要设计的是龙门起重机横梁机构的设计。对横梁部分进行设计，它包括对大车运行机构，横梁的桥架和内部各个零部件的设计、装配以及焊接结构。在设计过程中参考有关资料：大车采用分别传动方案，横梁采用钢板焊接成箱形结构，横梁的安装接头设在横梁的中部，并通过连接板和角钢用高强度螺栓连接。横梁桥架设计，主要涉及焊接结构及工艺，这就要求对焊接知识有充分的了解，并把所学的灵活、正确的运用到设计当中去。横梁的设计步骤：在设计过程中，根据给定的各种基本参数采取传统的设计方法，熟悉起重机的结构和工作原理，分析原始条件，确定出横梁总体结构和基本参数，技术路线如下：1)熟悉桥式起重机的结构以及工作原理2)分析工作情况，原始条件，确定机型并确定出基本参数和总体结构3)分析起重机的受力情况4）大车轮距5）主梁高度6）横梁高度7）横梁截面尺寸确定8）横梁强度验算关于工艺方面主要考虑以下因素：横梁段两端部上翼满焊接（2）横梁端部下翼易焊缝（3）主梁与横梁的连接焊缝（4）主梁上端板焊缝。实施方案及可行性分析：由于本课题所涉及范围较广，问题复杂，且在具体实践方面难以入手。因此本文主要从最基础的理论入手，以在校期间学到的机械设计的理论知识和实践经验为基础，结合查阅到的各种资料来论述。本文的研究可行性从以下几个方面得到保证：1）经过大学四年的学习，掌握相关机械设计方面的知识，理论方面目前已经收集到大量的参考文献，这些文献覆盖了起重机相关资料、钢结构的工艺等，极具参考价值,国际国内已经在这方面进行了比较深入的研究，可提供宝贵经验,与从事本研究相关题目研究的同学进行合作，将为本论文的研究提供良好的交流环境，集思广益，使该论文的完成能够得到足够的智慧支持,在导师崔丽及从事相关研究的老师对该论文的悉心指导下，本论文的研究和进度方面将更加合理。总之，该论文的选题和研究深度是合理的，并且这方面的研究有一定的理论和实践价值，经过不断的努力可以按目标完成。
四、设计进度安排起止时间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、审核意见指导教师意见年月日审核小组意见审核小组成员签字：年月日注：1、表格不够可加附页。2、审核小组意见由开题领导小组填写。
主要内容相关文献资料搜集撰写开题报告选择横梁结构型式横梁相关参数计算横梁安全性等方面的校核资料整理及毕业论文的撰写论文评阅毕业答辩预期目标初步了解起重机的现状完成开题报告确定横梁结构型式完成相关参数计算完成各方面校核完成毕业论文的撰写进一步改进设计的不足通过答辩指导教师签字: