800吨龙门吊车设计

800吨龙门吊车设计

毕业设计(论文)任务及指导书

题目题目来源题目类型80吨龙门吊车设计□实际工程项目□科研课题□√教学模拟题目□其它√工程设计型□科学研究型□调研综述型□其它类型□一、毕业设计（论文）任务（包括对工程图纸的具体要求）及设计参数1．完成毕业实习并上交实习报告；2．专题外文资料翻译5000以上印刷符号；3．完成与设计题目相关的专题小论文的撰写工作，题目自定，不少于3000汉字。要求打印。4．设计计算说明书，不少于201*0汉字。设计、计算应有一定量的计算机应用内容（附程序及结果）；5．制图（折合6-7张甲1）其中CAD制图不少于30%本课题是设计一种用于煤炭，港口，企业，用来装卸大型货物的起重机械设备。能在纵向导轨上移动，也可以在横粱上移动;空载可以抗10级大风，满载抗8级大风。设计参数及性能：设计参数及性能：1.起吊力：80T2.使用寿命:25年3．横跨长度：30M4．移动速度：1M/S设计要求：1．尽量采用最新国标及有关标准进行设计2.单件生产,应尽量降低成本3.结构简单合理,便于操作和维修二、专题部分要求摘要（汉英两种文字）（一）、绪论部分1.1龙门吊车简要历史1.2龙门吊车主要用途1.3龙门吊车发展前景（二）、专题部分1、龙门吊车设计方案的分析比较与确定2、龙门吊车设计技术参数确定3、龙门吊车结构组成及工作程序4、龙门吊车机架受力计算5、传动机构的设计计算6、小车设计7、控制系统及操作面板设计7.1控制系统设计（图）及动作顺序

7．2电机选择计算8、PLC系统及软件设计9、参考文献10、计算程序附录三、本题目的重点和难点以及与同组其它学生所做题目的关系龙门吊车设计的重点是要保证可靠性要求。难点部分是龙门吊车机架受力计算部分，因为龙门吊车为珩架结构，受力状态复杂，动作过程变化比较多。四、可行方案的筛选方法提要缺点优点是否可选位置精度差占空间少，加工性推荐钢丝绳传动能好加工性能差，修复位置精度好，结构传动系统齿轮齿条传动困难紧凑五、指导方式和工作进度要求时间：：每周一5、6节，周四3、4节，周五5、6节（416周）地点：第二实验楼第一阶段外文翻译资料（一周）；第二阶段初步设计方案的分析，龙门吊车机架受力有限元计算（三周）；第三阶段总体设计，零部件设计（三周）；第四阶段画装配图（二周）；第五阶段书写设计说明书（三周）；第六阶段撰写与设计题目相关的专题小论文(一周)；答辩前期的准备(一周)。六、与本设计题目相关的理论知识（包括新知识）提要金属工艺学机械设计机械原理理论力学材料力学液压传动液压控制系统机械制图工程材料金属切削机床，起重机械。七、建议参考资料及使用方法网上检索相关资料、杂志，机械设计手册（1、2、3、4、5）机械零件强度计算手册有限元分析起重机械设计手册八、答辩之前学生应作的准备工作提要按毕业设计任务完成，自查设计的正确性和完整性，预答辩顺利，按修改意见如期完成。注：本表内容可根据题目特点和要求选取，表格可续页指导教师签字：任务下达时间学生签字：

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龙门起重机设计计算

一．设计条件1.计算风速

最大工作风速：6级

最大非工作风速：10级(不加锚定)最大非工作风速：12级(加锚定)2.起升载荷

Q=40吨3.起升速度

满载：v=1m/min空载：v=2m/min4.小车运行速度：

满载：v=3m/min空载：v=6m/min5.大车运行速度：

满载：v=5m/min空载：v=10m/min

6.采用双轨双轮支承型式，每侧轨距2米。7.跨度44米，净空跨度40米。8.起升高度:H上=50米，H下=5米

二．轮压及稳定性计算(一)载荷计算

1．起升载荷：Q=40t2．自重载荷

小车自重G1=6.7t龙门架自重G2=260t大车运行机构自重G3=10t司机室G4=0.5t电气G5=1.5t3．载荷计算正面名称高度风力系数系数CKh计算高度挡风风力结果高度h系数面积A系数CCKhAKh侧面计算挡风结果高度h面积ACKhA货物1.2小车1.1司机室1.11.6门架大车1.1合计

1.621.711.511.511.02264.5188242.811.37.5454.22.2518506840441.21.11.11.61.621.711.511.511.02263142242.811.35.03432.2404506840440.50.51.144.8

工作风压：qⅠ=114N/m2

qⅡ=190N/m2qⅢ=800N/m2(10级)qⅢ=1000N/m2(12级)

正面：FwⅠ=518x114N=5.91104NFwⅡ=518x190N=9.86104N

FwⅢ=518x800N=41.44104N(10级)FwⅢ=518x1000N=51.8104N(12级)

侧面：FwⅠ=4.61104NFwⅡ=7.68104N

FwⅢ=32.34104N(10级)FwⅢ=40.43104N(12级)

（二）轮压计算

1．小车位于最外端，Ⅱ类风垂直于龙门吊正面吹大车,运行机构起制动，并考虑惯性力的方向与风载方向相同。

龙门吊自重：G=G1+G2+G3+G4+G5=6.7+260+10+2=278.7t起升载荷：Q=40t

水平风载荷：FwⅡ=9.86t

水平风载荷对轨道面的力矩：MwⅡ=9.86X44.8=441.7tm水平惯性力:Fa=(G+Q)Xa

=(278.7+40)X0.2X1000=6.37X10000N=6.37t

水平惯性力对轨道面的力矩：Ma=6.37X44=280.3tm总的水平力力矩：M1=Ma+MwⅡ

=722tm

小车对中心线的力矩：M2=（6.7+40）X16=747.2tm最大腿压：Pmax=0.25(G+Q)+M1/2L+Mq/2K

=0.25318.7+722.0/48+747.2/84=79.675+15.04+8.9=103.6t

最大工作轮压：Rmax=Pmax/4=25.9t=26t

(三)稳定性计算

工况1：无风、静载，由于起升载荷在倾覆边内侧,故满足∑M0工况2：有风、动载，∑M=0.95(278.7+40)12-628.3=3004.9>0

工况3：突然卸载或吊具脱落，按规范不需验算工况4：10级风袭击下的非工作状态:

∑M=0.95278.7121.1541.4444

=3177.2-2668.7=1080.3>0飓风袭击下：

∑M=0.95278.8121.1551.844.8=508.5>0

为防止龙门吊倾覆或移动，龙门吊设置风缆。三起升机构设计计算

（一）设计参数

1．起重量：Q=40t2．起升速度：V吊=1m/s

V空=2m/s

3．钢丝绳倍率:q=4（二）钢丝绳计算

Smax=Q/(qaη)Q=40t=4000Kgq倍率，q=4

a卷入卷筒根数a=2η=0.97

Smax=Q/(qaη)=40000/(240.97)=5.15103Kg

选择6w(19)-20-185-Ⅰ-光

Sp=Φ∑S=0.8530.25=25.70t>nSmax=55.15=25.75t

(三)电动机的选择及校核

QV100040100001607.8KW

10000.85Nj选择变速调速电机YTSZ180L-8额定功率：11Kw额定转矩：140.1Nm额定转速：735r/min转动惯量：0.285Kgm2重量：250Kg过载系数λ：2.8过载校核:Pn

HmQV10003

2.12.87.85.9KwPn=11KW>5.9KW满足要求。

四小车机构设计计算（一）确定车轮直径

小车采用四轮布置，轨距2m,轮距2.5m。小车自重引起的轮压Rt

Rt1.36.7100004401000041.12.210N4

起升载荷引起的轮压

Rl1.11110N5

最大轮压：Rmax13.2104

最小轮压：Rmin2.2104车轮的等效疲劳计算载荷

Rc2RmaxR3min13(213.22.2)9.53104

采用圆柱车轮和铁路轨道，初选车轮直径φ400，铁路轨道P43，车

轮材料为45号刚，踏面硬度HB=300380,硬度层为15mm,P43轨道是凸形，曲率半径R=300mm.

车轮的许用轮压为：RcC1C2K2Rm23(N)

v3C1----车轮转速系数，车轮的转数nD0.42.39r/min

C2----运行机构工作级别系数，1

K2---与车轮材料有关的电接触应力系数，0.1R----曲率半径，为300mm

m---曲率半径的比值所确定的系数，为0.45RcC1C2K2Rm231.1710.13000.452311.610N9.531044N

(二)运行阻力计算

1．运行摩擦阻力Ff=wG,

w=0.008

G(6.740)46.7104NFf0.00846.71043.74103N

2．坡度阻力

FGsinsin0.01F46.7100.014.6710N

4

3．风阻力

FW(42.811.3)1146.17103N

F=Ff+Fr+Fw=(3.74+4.61+6.1)103=14.58103N(三)电动机的计算

FV100014.5833P60100.851030.9KW

四减速器以及链传动计算

总传动比i=940/2.39=393.3i=i1i2

初估链传动比i2=2

输出转速n=2.392=4.78r/min选择SEW生产的斜齿轮减速电机型号：R103DV112M6

输出转速：nout=5.5r/min则链传动比i2=5.5/2.39=2.3Z1=17,Z2=39,i1=39/17=2.3

五、大车运行计算（一）确定车轮直径

大车采用44轮布置，轨距2m,轮距1.8m由总体计算，可知大车轮的最大轮压Rmax=26t.最小轮压:Rmin=13.9t≈14t

等效计算轮压：RC=(22614)=16.5t

32初选大车车轮直径600，轨道P43车轮的许用轮压:RC=C1C2K2C1为转速系数，车轮的转速:n=

V满52.6526r/minRm23

(N)

D100.6

n空=

0.65.305r/min

C1=1.17C2=1K2=0.1R=300m=0.3388

RC=1.170.1300230.3881810KN4>16.5104N

满足要求。（二）运行阻力计算

1．运行摩擦阻力Ff=wG

w=0.007G280t

Ft280100.0071.9610N44

2．坡道阻力

FGsinsin0.01

F2801040.012.8104N

3.风阻力:FW=475111N=5.42104N

总阻力:F=(1.96+2.8+5.42)104N=10.18104N满载阻力:F’=11.35104N,F’/F=1.12

（三）电动机选择

FV10.1810100.8534106020

总功率N=

1000KW

由于速度低，选二套驱动Pj=

N210KW

选两台11KW电机（四）减速器及链传动计算

选择减速电机R163DV160M4,

输出转速11r/min，并通过变频调速，使空载时输出速度增加1.2倍，即输出转速ｎ＝111.2=13.2r/min则链传动比为i2=

13.25.3052.4882

取小链轮齿数为Z1=17则Z2=i2Z1=42i2=

42172.47

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