免费在线T立柱式悬臂起重机设计 摘要 立柱式悬臂起重机，相对于机械加工行业而言，其应用频率相对来说处于较高水平。它是一种轻型起重机，看其名称就可以知道其大致的构造，立柱、悬臂、回转臂是其主要部分之一，后两者则是重要的驱动装置。除此之外，还有最重要的负责起重的部分，那就是电葫芦。在立柱式悬臂起重机工工作的时候，根据其名字就可以知道，一定要将其固定在地上以使其保持直立的状态，才可以正常进行工作。在准备条件做好后，立柱式悬臂起重机就可以开始为人们工作了。在立柱式悬臂起重机工作的时候，回旋臂可以根据需要自由的运动，这一运动是靠减速机装置来实现的，而带动它的则是电机装置，进而使主要负责起重部分的电葫芦开始工作，其工作的状态就是在悬臂工字钢上做往返的运动。 这种立柱式悬臂起重机之所以会受到加工企业的欢迎，那必然有其自身优势。首先，立柱式悬臂起重机适用的环境场景比较多，无论是在狭小的车间还是在广阔的厂房，都可以满足使用者的需求，其次，其本身的功能上也有一定优势，一是它自身重量轻，但是其起重能力却与其重量成反比例，这也就使得在物料的搬用过程中，工人们大可不必再等大型轿式起重机对笨重的物料进行移动，而可以直接使用这种灵活的起重方式。再者，由于悬臂长，使其功能更为强大，在空间比较广阔的大型货物的搬运上，也可以发挥自身的优势。对于立柱式悬臂起重机而言，最让人们关注的除了上述这些，也就非维修和安装莫属了。在这些方面，人们大可不必担心，维修和安装相比于其他机器来说其简易程度超出人们想象。在这次3.9t立柱式悬臂起重机的设计中，将其主要结构部分进行设计剖析，并且以此为基础，还要有相关的悬臂的计算，与此同时也要完成校核的工作，使立柱式起重机各结构配合达到最优的状态。 关键词：立柱式；悬臂 ；起重机 ；金属结构 Abstract The vertical cantilever crane has a relatively high application frequency compared to the machining industry. It is a light crane. Look at its name and you can know its general structure. The columns, cantilevers, and turning arms are one of its main parts. The latter two are important driving devices. In addition, there is the most important part responsible for lifting, that is, electric Gourd. When the vertical cantilever lifting machine works, according to its name, it can be known that it must be fixed on the ground to keep it upright before it can work normally. After the conditions are ready, the vertical cantilever Crane can begin to work for people. When the column cantilever crane is working, the spiral arm can be free to move according to needs. This movement is achieved by the reducer device, and the motor device that drives it is the electrical device, which in turn makes the electric Gourd that is mainly responsible for the lifting part. Work, Its state of work is to do round-trip movement on cantilevered steel. This kind of vertical cantilever crane will be welcomed by processing enterprises, which must have its own advantages. First, there are many environmental scenes suitable for vertical cantilever cranes. Whether it is in a narrow workshop or a vast factory building, it can meet the needs of users. Secondly, its own function also has certain advantages. First, its own weight is light. However, its lifting capacity is inversely proportional to its weight, which makes it possible for workers to use this flexible lifting method directly without waiting for a large sedan crane to move heavy materials during the material handling process. Moreover, due to the long cantilever, it makes its function more powerful, and it can also exert its own advantages in the handling of large goods with relatively wide space. For vertical cantilever cranes, the most people are concerned about these, it is only maintenance and installation. In these areas, one should not have to worry that maintenance and installation are easier than other machines think. In the design of this 3.9 T vertical cantilever Crane, the main structural part of the design is analyzed, and based on this, there is also a calculation of the relevant cantilever, and at the same time, the work of the check is also completed. Make the structure of the vertical crane to achieve the optimal state. Keywords: Column type; Cantilever; Crane; Metal structure 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第一章 绪 论 1 1.1课题的背景 1 1.2国内外立柱式悬臂起重机的现状与发展前景 2 1.2.1 国内起重机现状及发展趋势 2 1.2.1 国外起重机现状及发展趋势 3 1.3 本设计的主要内容、目标和方法 4 1.3.1主要内容 4 1.3.2目标 5 1.3.3方法 5 1.4立柱式旋臂起重机设计制造中应注意的问题 6 1.4.1 挠度设计 6 1.4.2 导绳器的设计 6 第二章 悬臂起重机基本参数确定 6 2.1 起重机结构方案的拟定 6 2.2起重机主要目标设计参数的确定 8 2.2.1 基本参数的选择 8 2.2.2 电动葫芦的选择 9 第三章 关键零部件设计 15 3.1悬臂工字钢尺寸确定 15 3.2缓冲器的选择 15 3.2.1缓冲器型号的选择 15 3.2.2缓冲器参数的选择 16 3.2.3缓冲器强度校核 16 3.3 横梁的设计 17 3.3.1横梁简化模型 17 3.3.2横梁结构尺寸的确定 17 3.3.3横梁结构内力分析及强度校核 18 第四章 悬臂起重机三维实体建模及二维图 25 4.1 起重机的三维实体建模 25 4.1.1 横梁的建模 25 4.1.2 立柱的建模 26 4.1.3立柱与轴承室连接 26 4.1.4 整体装配 26 4.2 悬臂起重机二维图 27 4.2.1起重机总体结构图 27 4.2.2横梁 28 4.2.3轴承室 28 结 论 36 参考文献 37 致 谢 38 附录 39 沈阳科技学院学士学位论文 第一章 绪论 PAGE 6 沈阳科技学院学士学位论文 第一章 绪论 PAGE 1 第一章 绪 论 1.1课题的背景 悬臂起重机，是在最近几年才引起广泛关注的。它自身所占体积较小，因此属于中小型设备的范围内。它适用的工作场合特别的多，无论是在需要对大型物料吊起的仓库，还是对小型物料吊起的小型加工车间，都能见到它的身影。不单单如此，它的结构简单，因此便于对旋臂起重机的拆卸工作的进行，维修简易也是得益于其简单的结构。因此，这样省时间、省力气的优质机器，怎么能不受到广泛的欢迎呢？它还有一个突出性优势，其主要体现在距离较短、密集性程度较高的工作环境，由于其吊臂活动自如，为企业节省大量人力物力。 立柱、悬臂、回转臂是其主要部分之一，后两者则是重要的驱动装置。除此之外，还有最重要的负责起重的部分，那就是电葫芦。在悬臂起重机工作的时候，一定要将其固定在地上以使其保持直立的状态，才可以正常进行工作。在准备条件做好后，悬臂起重机就可以开始为人们工作了。在悬臂起重机工作的时候，悬臂会作回转的涌动，这一运动也是依赖于摆线针轮等驱动装置来完成，进而使主要负责起重部分的电葫芦开始工作，其工作的状态就是在悬臂工字钢上做左右的运动，完成任务。就悬臂的材质来说，它采用的是空心型钢结构，这也是其重量轻、起重量大的原因之一，这样的旋臂起重机好评如潮。 在很多场合，人们又称之为定柱式旋臂起重机，立柱式旋臂起重机几乎包含了所有种类旋臂起重机的优点，其起重量为125Kg-5000Kg。其高效节能的特质，使它的身影不仅仅出现在加些加工的车间里，还出现在厂矿、码头等室外作业的地方，负责笨重物品的起吊。立柱式悬臂起重机分为BZD型和BZD-JKBK型，这也是根据其使用钢材材质基础上来进行分类的。 在如今这个科技技术发展快速的年代，电子计算机也在起重机这一行业得到充分的运用。刚开始，人们只运用计算机的CAD对起重机图纸设计进行辅助，现如今，已经发展成为对起重机的模块化设计方面了。起重机的发展经过了长期的过程，根据对于现如今市场调查的资料、图表等等的相关的指引下，并且对起重机的结构进行深入的剖析，由此对其结构、机构及其部件进行拟定、这一拟定是多层次的，具有标准化、模块化单元的特征。这样的改变看起来只是设计方法的改变，可是牵一发而动全身，它的变化引起了与之行业相关的技术、生产方法、新老产品的换代更替等等一系列的变化，为整个行业新产品的研制注入了新的发展动力。如果想对起重机进行改进，重要模块的修改是必不可少的：这就和小朋友玩的七巧板相类似，不同的板块组合也就可以有不同也样式，这样的七巧板游戏基础当然也可以应用在起重机的改进上。这样不仅仅可以使起重机各部分通用化程度上大大提升，还可以使单件小批量的产品生产的方式可以得到转换，即转换成模块生产，这种模块生产是相对批量的生产。不单单如此，人们还可以利用有限数量的模块进行新的形式的创新，通过自有组合的方式，来使悬臂起重机的需求迎合市场。其竞争力在这样的改变之下，也会得到很大幅度的提升。 在最近几年，悬臂是起重机的发展随着经济发展而发展者。究其起悬臂式起重机发展的原因，那就得益于我国交通运输业。商品流通量与交通运输业和起重运输机械这三者相互之间都存在正比例关系，因此在这个政府大力重视交通运输方面的今天，起重机的需求市场是十分广阔的，起重机在这样的发展背景之下，对其实用性能的要求也在不断的提升，标准也是越来越高。 在机械加工领域，旋臂起重机以其自身的优势占得一席之地。在机械加工中，一般要移动的物品基本上在5吨以下，并且在起吊的次数方面，根据加工工序的转变次数，起吊次数也会变的很频繁，因此在这样的环境中，恰好使旋臂起重机的优势得以发挥，由此可知悬臂起重机具有很好的前景。 1.2国内外立柱式悬臂起重机的现状与发展前景 1.2.1 国内起重机现状及发展趋势 中国自从有第一台起重机开始算起，起重机行业已经有大概有40多年的历史。从上个世纪七十年代迄今为止，我国的起重机行业在不断的进步着，这期间主要有三个较为重要的时期，这这三个时期都为我国起重机行业注入了新鲜的血液。第一次是在40年前我国起重机刚出现的70年代，这以时期苏联的重工业发展较好，因此我国就引进了其起重机技术；而第二个重要时期则是在80年代，在那一时期，日本在制造业方面发展迅速，被称为亚洲四小龙之一，因此其先进的起重机技术也被我国引用进来；第三个阶段则是90年代，众所周知德国在制造业的水平一直处于前列，因此在借鉴了众多经验后，对德国技术做再一次的引进，这也使我国的起重机行业较快的发展起来了。在这一过程中，我国不单单只是对技术直接进行应用，而是在对实际的状况的研究后，取其精华后再改造创新，因此自主创新始终是我国起重机主要的发展道路。 随着时间的推移，国与国之间的交流频率也在升高。尤其在2000年以后，国际上的关于技术的研讨交流会也越来越多，这就为我国的起重机发展提供了机遇。在这期间，我国不断主动的去加大研究开发起重机的力度，并且结合国外与国内现金的起重机技术，获得自主知识产权。经过不断的努力，终于使我国起重机技术在与国外相比较的情况下，其差距有很大程度的缩小。不仅如此，伴随而来的还有明显提高的国际市场的竞争力。 悬臂起重机在其范围来讲，属于通用机械。在经过2000年以来的将近20年时间的高速发展过程中，规模化、集团化、机械化已经成为常态。悬臂式起重机对生产加工的辅助方面的作用不可小觑，即可以提高效率，又可以减轻工人负担，这对于刚刚进入生产车间的工人来说，悬臂是起重机上手比较容易，工作平稳可靠这一特征一直备受人们喜爱。 最近，我国提倡的“一带一路”在国际上得到很好的反响，械工业行业也必将乘着国家政策的东风，带动悬臂起重机快速发展。从我国工业发展实际状态来看，其中汽车制造、船舶制造等等行业的发展势头良好并处于发展期。此外，不少学者和专家对现在的机械制造行业情况做过预测，我国工业发展的空间还很大，预测在未来相当长的一段时间里，机械行业都会处于快速上升的时期，而与此同时的悬臂起重机行业也会乘着机械行业发展的东风，实现自身快速的发展。究其被预测会发展的原因，则是由于它在机械制造行业担任着越来越重要的工作，没有它机械制造的效率明显会降低甚至达到无法工作的地步，因此，它在车间里越来越成为不可替代的角色。 由此，这就要求起重机的设计者们大胆的放开设计思维，积极的把起重机设计理念进行创新，并且运用先进的计算机作为设计的工具对起重机进行辅助设计，只有这样，我国的起重机行业才会在国际的舞台上占得一席之地，进而带动更多的我国制造起重机的企业走向国际舞台。 1.2.1 国外起重机现状及发展趋势 由于经济全球化的加快，起重机市场在这样的背景下，近二十年来也逐渐趋向一体化，在这期间，其化可谓是翻天覆地。起重机在机械行业中虽然起辅助作用，并不是主角，但是如果知道其在世界上的销售总额，必然叫人们大吃一惊，居然达到75亿美元左右。创造出75亿这些销售额的主要国家是美国、德国、意大利等等起重机主要的生产国家。在世界上，顶级的对其生产的公司有10个左右，就生产的地域来说，主要在北美、欧洲以及亚洲的日本等生产起重机较为集中。在以前，美国在工程起重机的研究方面技术可谓是世界数一数二的，不单单如此，最大的起重机市场也在这里。但是，随着其它像日本、德国的工业快速发展，使得这两个国家的起重机技术得到很大幅度的提升。因此，美国起重机的地位开始摇晃，进而形成了美日德在起重机行业三足鼎立的局面。 1.3 本设计的主要内容、目标和方法 1.3.1主要内容 该课题的主要内容以立柱式悬臂起重机为起点，并且对立柱式悬臂起重机相关的结构进行设计，在对其结构的设计中，机械传动、加工与装配也是立柱式悬臂起重要研究的必不可少的内容。在对这些起重机相关方面的思考后，还要继续结合起重机想要达到的预定使用状态的功能，并深入剖析功能所需要的原理等问题。不仅如此，还有学会利用计算机技术来对本次起重机设计进行辅助，即利用PROE对本次要求的3.9t立柱式悬臂起重机设计进行三维建模，与此同时，也要学会会用有限元分析，针对于3.9t立柱式悬臂起重机的关键零件也要进行二维制图。 从上面对立柱式悬臂起重机的介绍以及相关的文献可以知道：其负责起重的机构是电葫芦，其支撑机构是立柱，立柱也分为上立柱与下立柱；主梁则是主要负责承受吊起物料的重量；使用主梁做回转运动的回转机构；电气系统是主要的控制机构，此外还有爬梯和检修平台等。 这次设计不是对整个立柱式悬臂起重机的设计，而是针对其悬臂梁和旋转功能等部分的设计，回转、起升、变幅、金属结构的设计也是重点，还有就是与之相关参数的选定。设计这些的目的，就在于可以使立柱式悬臂起重机的机构有所优化，运行的更为顺畅，不单单如此，还要使所设计的立柱式悬臂起重机的各个部分互相独立、不干涉，而且在此基础上还能做到相互间的配合。这次的关于立柱式悬臂起重机的相关部分的设计不仅仅是一次对课本知识的应用，也是自己在设计道路上的一次历练，不仅如此，也可以把这次积累的关于起重机相关知识带进日后工作中，达到累积经验的目的。 在对立柱式悬臂起重机的设计时，要充分的结合现有的关于起重机的优秀的经验，做到取长补短，只有这样，才可以设计出所要求的合理起重机。 1.3.2目标 这次对于是对于3.9T立柱式悬臂起重机的部分结构设计，需要完成的设计任务是悬臂和立柱等构件，同时，还要完成二者的验算工作。目的就是可以使立柱式悬臂起重机的机构有所优化，运行的更为顺畅，而且在相互独立的基础上还能做到相互间的配合。进而做到机构合理化、运作顺畅化以及工作可靠化。 1.3.3方法 由下面1-1图可以知道其构造。竖着的是立柱机构，在整个悬臂式起重机工作的时候，利用螺栓将其固定在地面上，这样的操作可以使整个起重机在工作时保证稳固。在这些对于起重机的准备工作做好后，就可以对物料进行吊起工作了。在运行过程中，悬臂就会产生回转的运动，而这一回转则是依赖摆线针轮减速装置来驱动进而完成的。电葫芦作为其中装置，在起立柱式悬臂起重机的零部件中极为重要，在其工作时，它就会沿着吊臂根据具体物料位置而运动，从而完成整个起重机应该完成的工作。如图1所示。 图1

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