1、開 題 報 告題目：16/3.2t×28.5m橋式起重機設計學 院機械自動化學院 專 業機電一體化專業 學 號 學生姓名_ 指導教師 日 期 _ 畢業設計開題報告1. 課題名稱16/3.2t×28.5m橋式起重機設計2. 課題的目的與意義起重機械是一種空間運輸工具，能在一定范圍內垂直起升和水平移動物品的機械。具有動作間歇性和作業循環性，多用于人力不能完成的任務。主要作用是完成物體的位移。它不僅可以減輕體力勞動，還將極大地提高勞動生產率。橋式起重機：橫架于車間、倉庫和料場上空進行物料吊運的起重設備。由于它的兩端坐落在高大的水泥柱或者金屬支架上，形狀似橋，所以又稱“天車”或者“

2、行車”。起重機械是現代工業企業中實現生產過程機械化、自動化、減輕繁重體力勞動、提高勞動生產率的重要工具和設備。在我國的國民經濟中，已擁有大量的各式各樣的起重機械。如在港口碼頭和鐵路車站，沒有起重機械，裝卸工作就不能進行；在冶金生產中，起重機械已用于金屬生產的全部過程；現代建筑工程，不能離開起重機械；在農業和林場，最困難、最費力的工作也由起重機械來完成。在核發電站中，采用特殊的起重機，用以代替人的操作去擔當對人體健康有嚴重危害的作業。隨著科學技術和生產的發展，起重機械在不斷地完善和發展之中。先進的電氣和機械設備逐漸在起重機上應用，其趨向是增加自動化程度，提高工作效率和使用性能，使其操作更加簡化，

3、更加安全可靠。這就要求起重機司機必須學習新知識、掌握新技術。3. 橋式起重機的歷史和現狀3.1 橋式起重機的歷史中國古代灌溉農田用的桔是臂架型起重機的雛形。14世紀，西歐出現了人力和畜力驅動的轉動臂架型起重機。19世紀前期，出現了橋式起重機；起重機的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水力驅動。19世紀后期，蒸汽驅動的起重機逐漸取代了水力驅動的起重機。20世紀20年代開始，由于電氣工業和內燃機工業迅速發展，以電動機或內燃機為動力裝置的各種起重機基本形成。 我國起重機最早是通過學習和仿造前蘇聯的技術制造出來的，因此，我國起重機到現在還殘留著前蘇聯起重機原型的影子。受到我國

4、國內條件以及傳統冶金工藝的制約，國內起重機制造業在改革開放前幾乎沒有發展，還是50年代前蘇聯的水平。改革開放后，國內起重機生產廠家開始對起重機進行各種摸索和改進，來適應日益強大的生產需求，其中既有成功的例子，也有失敗的教訓。20世紀90年代以來，以我國起重機龍頭企業太原重型機械廠和大連起重機廠為首，一些廠家開始與國外同行接觸，進行技術合作，把經過實踐檢驗成熟可靠的技術應用于新的產品中，為我國鑄造起重機行業揭開了新的篇章。為了在國際起重機行業占有一席之地，我們還必須在引進吸收先進技術的同時，舉一反三，積極探索鑄造起重機的發展方向，以形成自己的特色和優勢。3.2 橋式起重機的現狀 目前各行業中使用

5、的橋式起重機數不勝數，普遍采用小型PLC控制和調壓調速，基本上沒有智能化產品。中小型橋式起重機大多應用16/3.2T,50/10T以及32/16T等類型，在冶金工業的大型起重機，各大鋼鐵公司基本上采用200t480t起重機，而中小企業絕大多數采用趨于淘汰邊緣的75t160t起重機，這些起重機的更新換代和現代化改造項目，形成了巨大的市場需求，也是科研人員進一步研發的動力和機會。 隨著科學的進步和工業發展的需要，現代起重機械發展迅速，人們已制造出種類繁多的起重機械和設備，在國民經濟各個部門起著重要作用。如一個較大港口要裝備幾千臺起重機械；一個大型鋼鐵聯合企業要裝備幾千臺起重機械。據統計，我國在鐵路

6、、機械制造業、建筑業、石油化工、電站、林業、商業等各行各業都裝備著大量的起重機械設備。不僅如此，在食品加工、服務行業、旅游行業、醫療衛生業也都大量的使用著起重機械。現代化的起重吊裝技術，已經不是單純的減輕體力勞動強度的手段，而是現代化生產不可缺少的組成部分。根據生產系統的需要，應及時、迅速，有節奏地將原材料、零部件吊裝到指定的工藝崗位上去，否則現代化生產就不可能實現。實踐證明：在某些關鍵崗位上增加一兩臺起重設備，勞動生產率就會成倍的增長。世界各工業發達國家十分重視物料吊裝搬運系統的投資。生產規模越大，物料吊裝搬運的重要性就越顯著。良好的物料吊裝搬運機械組成合理的吊裝搬運系統，可以充分發揮生產能

7、力，同時也能保證生產的安全。4. 橋式起重機的用途橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設備的阻礙。它是使用范圍最廣、數量最多的一種起重機械5. 橋式起重機的結構形式 橋式起重機從名稱上看就是象橋。他是跨在二側的高空吊車粱的軌道上運行的。如果這橋有一根粱，稱單粱，二根粱為雙粱。如果單粱，往往采用順粱行走的機械部分和起重的機械部分裝在一體掛在粱下，俗稱電動葫蘆。吊車的控制一般在地面，操作人員需在地面跟隨吊車的移動而行走。起重能力不大，操縱直觀容易。雙粱吊車有二根粱，粱間有一定間隙

8、。順粱行走的機械部分和起重的機械部分一起裝在小車上，跨在雙粱上部運行。起重能力可以較大，控制人員在吊車上的控制室內。需地面指揮人員和吊車操作人員配合進行工作。選用橋式吊車的前提是廠房（包括露天廠房）在土建設計時已考慮安裝了吊車粱。如果沒有吊車粱，廠房需安裝吊車，則應選用軌道在地面的龍門吊車。 吊車的起重能力應根據需要和廠房設計吊車粱的承重能力決定。橋式吊車一般都有定型產品，只要確定起重能力，就可以從產品目錄中選擇，是單粱還是雙粱應取決于符合起重能力的產品型號和規格。 6. 橋式起重機的特點和分類6.1 橋式起重機的特點 取物裝置懸掛在可沿橋架運行的起重小車或運行式葫蘆上的起重機，稱為“橋架型起

9、重機”。 橋架兩端通過運行裝置直接支撐在高架軌道上的橋架型起重機，稱為“橋式起重機”。 橋式起重機一般由裝有大車運行機構的橋架、裝有起升機構和小車運行機構的起重小車、電氣設備、司機室等幾個大部分組成。外形像一個兩端支撐在平行的兩條架空軌道上平移運行的單跨平板橋。起升機構用來垂直升降物品，起重小車用來帶著載荷作橫向運動；橋架和大車運行機構用來將起重小車和物品作縱向移動，以達到在跨度內和規定高度內組成三維空間里作搬運和裝卸貨物用。 橋式起重機是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道運行式起重機，其額定起重量從幾噸到幾百噸。最基本的形式是通用吊鉤橋式起重機，其他形式的橋式起重機基本上都是在通用吊鉤橋式的基

10、礎上派生發展出來的。6.2 橋式起重機的分類 (1)通用橋式起重機 通用橋式起重機是指在一般環境中工作的普通用途的橋式起重機(見標準GB/T14405-93)。以下類型的起重機都屬于通用橋式起重機。 通用吊鉤橋式起重機 通用吊鉤橋式起重機由金屬結構、大車運行機構、小車運行機構、起升機構、電器及控制系統及司機室組成。取物裝置為吊鉤。額定起重量為10T以下的多為1個起升機構；16T以上的則多為主、副兩個起升機構。這類起重機能大多種作業環境中裝卸和搬運物料及設備。 抓斗橋式起重機 抓斗橋式起重機的裝置為抓斗，以鋼絲繩分別聯系抓斗起升、起升機構、開閉機構。主要用于散貨、廢舊鋼鐵、木材等的裝卸、吊運作業

11、。這種起重機除了起升閉合機構以外，其結構部件等與通用吊鉤橋式起重機相同。 電磁橋式起重機 電磁橋式起重機的基本構造與吊鉤橋式起重機相同，不同的是吊鉤上掛1個直流起重電磁鐵(又稱為電磁吸盤)，用來吊運具有導磁性的黑色金屬及其制品。通常是經過設在橋架走臺上電動發電機組或裝在司機室內的可控硅直流箱將交流電源變為直流電源，然后再通過設在小車架上的專用電纜卷筒，將直流電源用撓性電纜送到起重電磁鐵上。 兩用橋式起重機 兩用橋式起重機有3種類型：抓斗吊鉤橋式起重機、電磁吊鉤橋式起重機和抓斗電磁橋式起重機。其特點是在1臺小車上設有兩套各處獨立的起升機構，一套為抓斗用，一套為吊鉤用(或一套為電磁吸盤用一套為吊鉤

12、用，或一套為抓斗用一套為電磁吸盤用)。 三用橋式起重機 三用橋式起重機是一種多用的起重機。其基本構造與電磁橋式起重機相同。根據需要可以用吊鉤吊運重物，也可以在吊鉤上掛1個馬達抓斗裝卸物料，還可以把抓斗卸下來再掛上電磁盤吊運黑色金屬，故稱為三用橋式(可換)起重機。 抓斗*交流電源工作，電磁盤*直流電源工作。因此，該機型必須同電磁橋式起重機一樣，設置電動發電機組或可控硅直流電源箱。這種起重機適用于經常變換取物裝置的物料場所。 雙小車橋式起重機 這種起重機與吊鉤橋式起重機基本相同，只是在橋架上裝有2臺起重量相同的小車。這種機型用于吊運與裝卸長形物件。 (2)專用橋式起重機 冶金橋式起重機 冶金橋式起

13、重機根據用途可以劃分為不同的類型，主要結構基本與通用吊鉤橋式起重機相同，取物裝置多為專用。主要用于冶金車間的吊運作業，其起重量很大，最大的可達到數百噸。 防爆吊鉤橋式起重機 按使用環境，將礦用防爆起重機(煤礦井下除外)規定為類，將工廠用防爆起重機規定為類。 類起重機，按電氣設備適用于爆炸性氣體混合物最大試驗案例間隙或最小點燃電流比，分為A、B、C三級，并按其表面最高溫度分為T1-T4四組。 起重機所用防爆電氣設備及機械設備，其允許的表面最高溫度，對類起重機可能堆積煤塵時為150，采取措施防止堆積時，則為450。對類起重機須符合表1-2-15的規定。 表1-2-15 允許的表面最高溫度 溫度組別

14、 允許表面最高溫度 T1 450 T2 300 T3 200 T4 135 這種起重機的結構形式與通用吊鉤橋式起重機基本相同。但是所用的整套電氣設置具有防爆性能。與鋼軌接觸的運行車輪要采用不易產生摩擦火花的材料制作，以防止在起重機使用中產生火花引起爆炸或燃燒事故。主要用于具有易燃易爆物的車間、庫房或其他場所。目前產品規格較多。 絕緣吊鉤橋式起重機 這種起重機結構形式與通用吊鉤橋式起重機基本相同。但是為了防止工作過程中帶電設備的電流可經過被吊物傳到起重機上，危及司機安全，故要求在吊鉤組、小車架、小車輪(或小車軌道下方)上設置3道絕緣裝置。主要用于冶煉鋁、鎂的工廠。 上述橋式起重機除按起重機的結構

15、及使用特性分類外，有時也按主梁的數目將其分為單主梁橋式起重機、雙梁橋式起重機、四梁橋式起重機等。單主梁橋式起重機只有一根主梁，起重小車帶有反滾輪，單側滿置，取物裝置多為吊鉤，也有電磁盤的；雙梁橋式起重機具有兩根對稱配置的桁架型或箱型主梁，是橋式起重機的基本形式；四梁橋式起重機多用于某些冶金橋式起重機中，四根梁以橋架縱向中心線對稱布置，外面兩根主梁上架設普通的單鉤或雙鉤起重小車，即副小車。主小車可跨在副小車上空運行。 (3)電動葫蘆型橋式起重機 其特點是橋式起重機的起重小車用自行式電動葫蘆代替，或者用固定式電動葫蘆作起重小車的起升機構，小車運行、大車運行等機構的傳動裝置也盡量與電動葫蘆部件通用化

16、。因此，與上述通用橋式起重機相比，電動葫蘆型橋式起重機雖然一般起重量較小、工作速度較慢、工作級別較低，但其自重輕、能耗較小、易采用標準產品電動葫蘆配套，對幫房建筑壓力負載較小，建筑和使用經濟性都較好。因此在中小起重量范圍的一般使用場合使用越來越廣泛，甚至有替代某些通用橋式起重機的趨勢。 電動梁式起重機 其特點是用自行式電動葫蘆替代通用橋式起重機的起重小車，用電動葫蘆的運行小車在單根主梁的工字鋼下突緣上運行，跨度小時直接用工字鋼作主梁，跨度大時可在主梁工字鋼的上面再作水平加強，形成的組合斷面主梁。其主梁可以是單根主梁(電動單梁式起重機)，也可以是兩根主梁(電動雙梁式起重機)，其橋架可以是像通用橋

17、式起重機那樣通過運行裝置直接支撐在高架軌道上，也可以通過運行裝置懸掛在房頂下面的架空軌道上(懸掛式)。 電動葫蘆橋式起重機 其特點是采用固定式電動葫蘆裝在小車上作起升機構，小車運行機構也多采用電動葫蘆零部件作成簡單的構造形式，小車也極為簡便輕巧，其整體高度小，小車及橋架自重輕、重心低、有很廣泛的使用適應性7. 橋式起重機的發展趨勢隨著生產規模的擴大，自動化程度的提高，作為物料搬運重要設備的起重機在現代化生產過程中應用越來越廣，作用愈來愈大，對起重機的要求也越來越高。起重機正經歷著一場巨大的變革。大型化和專用化 由于工業生產規模的不斷擴大，生產效率日益提高，以及產品生產過程中物料裝卸搬

18、運費用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機的需求量不斷增長。起重量越來越大，工作速度越來越高，并對能耗和可靠性提出更高的要求。起重機已成為自動化生產流程中的重要環節。起重機不但要容易操作，容易維護，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有優異的耐久性、無故障性、維修性和使用經濟性。目前世界上最大的浮游起重機起重量達6，500t，最大的履帶起重機起重量達3，000t，最大的橋式起重機起重量為1，200t，集裝箱岸邊裝卸橋小車的最大運行速度已達350m/min，堆垛起重機最大運行速度是240m/min，垃圾處理用起重機的起升速度達100m/min 。 工業生產方式和用戶需求的多樣

19、性，使專用起重機的市場不斷擴大，品種也不斷更新，以特有的功能滿足特殊的需要，發揮出最佳的效用。例如冶金、核電、造紙、垃圾處理的專用起重機，防爆、防腐、絕緣起重機和鐵路、船舶、集裝箱專用起重機的功能不斷增加，性能不斷提高，適應性比以往更強。德國德馬格公司研制出一種飛機維修保養的專用起重機，在國際市場打開了銷路。這種起重機安裝在房屋結構上，跨度大、起升高度大、可過跨、停車精度高。在起重小車下面安裝有多節伸縮導管，與飛機維修平臺相連，并可作360度旋轉。通過大車和小車的位移、導管的升降與旋轉可使維修平臺到達飛機的任一部位，進行飛機的維護和修理，極為快捷方便。 模塊化和組合化 用模

20、塊化設計代替傳統的整機設計方法，將起重機上功能基本相同的構件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯接要素和可互換的標準模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規格的起重機。對起重機進行改進，只需針對某幾個模塊。設計新型起重機，只需選用不同模塊重新進行組合。可使單件小批量生產的起重機改換成具有相當批量的模塊生產，實現高效率的專業化生產，企業的生產組織也可由產品管理變為模塊管理。達到改善整機性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規格數的零部件組成多品種、多規格的系列產品，充分滿足用戶需求。 目前，德國、英國、法國、美國和日本的著名起重機公司都已采用起重機模塊化設計，并取得了顯著的效

21、益。德國德馬格公司的標準起重機系列改用模塊化設計后，比單件設計的設計費用下降12%，生產成本下降45%，經濟效益十分可觀。德國德馬格公司還開發了一種KBK柔性組合式懸掛起重機，起重機的鋼結構由冷軋型軌組合而成，起重機運行線路可沿生產工藝流程任意布置，可有叉道、轉彎、過跨、變軌距。所有部件都可實現大批量生產，再根據用戶的不同需求和具體物料搬運路線在短時間內將各種部件組合搭配即成。這種起重機組合性非常好，操作方便，能充分利用空間，運行成本低。有手動、自動多種形式，還能組成懸掛系統、單梁懸掛起重機、雙梁懸掛起重機、懸臂起重機、輕型門式起重機及手動堆垛起重機，甚至能組成大型自動化物料搬運系統。

22、0;輕型化和多樣化 有相當批量的起重機是在通用的場合使用，工作并不很繁重。這類起重機批量大、用途廣，考慮綜合效益，要求起重機盡量降低外形高度，簡化結構，減小自重和輪壓，也可使整個建筑物高度下降，建筑結構輕型化，降低造價。因此電動葫蘆橋式起重機和梁式起重機會有更快的發展，并將大部分取代中小噸位的一般用途橋式起重機。德國德馬格公司經過幾十年的開發和創新，已形成了一個輕型組合式的標準起重機系列。起重量為1-63噸，工作級別為A1-A7，整個系列由工字形和箱型單梁、懸掛箱形單梁、角形小車箱形單梁和箱形雙梁等多個品種組成。主梁與端梁相接以及起重小車的布置有多種型式，可適合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根據用戶需要每種規格起重機都有三種單速及三種雙速供任意選擇，還可以選用變頻調速。操縱方式有地面手電門自行移動、手電門隨小車移動、手電門固定、無線遙控、司機室固定、司機室隨小車移動、司機室自行移動等七種選擇。大車及小車的供電有電纜小車導電、DVS系統兩種方式。如此多的選擇項，通過不同的組合，可搭配成百上千種起重機，充分滿足用戶不同的需求。這種起重機的另一最大優點是輕型化，自重輕、輪壓輕、外形尺寸高度小，可大大降低廠房建筑物的建造成本，同時也可減小起