旋转式起重夹钳装置主机的结构设计毕业设计论文Word格式文档下载.docx
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图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
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5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
4、研究方法的科学性；
技术线路的可行性；
设计方案的合理性
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
建议成绩：
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
二、论文（设计）水平
评阅教师：
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
3、学生答辩过程中的精神状态
评定成绩：
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
教学系意见：
系主任：
摘要
本文针对JQ50起重夹钳装置主机的结构及其钳锷、吊锷、主轴、吊轴、钳口部件进行设计。
对起重夹钳主机结构所使用的部件进行了强度计算和材料选择。
说明了旋转式自动开关装置的工作原理。
分析了选取的加工工艺与润滑剂，列出系统稳走性的影响因索。
运用常规计箅进行设计，达到设计与实用为一体的效果。
并根据设计制造出一个夹钳，在实际的测试过程中起弟:
.$:
M可达100kg,多用于起柬板坯.搬运物休使徙、快速、无卡壳，可以达到工业生产的应用标准。
该设计应用丫•个旋转式机械丨’丨动开关装置，完介小耑电力或K他外力，闪此在实际应用中史为绿色环保，也能保证在停电或失去W•他外力的时候吊件不掉落，史为安全。
关键词:
夹钳机构:
夹紧力；
旋转式；
机械；
强度计箅
ABSTRACT
Liftingclampdeviceisaveryimportantcomponentofliftingequipmcnt.Ourcountryneedmoreandmorehigh-qualilyliftingequipinentbySpeedingupthemodernizationdrive.Also,Liftingclampdevice,designisbecomemoreandmoreprofound.
BasedonMechanicsofMaterialsandMachineryManufacturing.DesigneclJQ50Liftingclampdevice'
shoststructureandUsedparesClamparm.BoomSpindle,Suspensionaxis.Jaw.Dothestrengthandmaterialselectiontopartsofclampdevice'
shoslstructure.Illustralcstheworkingprincipleofautomaticswitchingdevices.AnalysisofselectedprocessingandIubricanls.ListedSystemAdversefactorsbyOutsideinfluence.AndtheusedAUTOCADlodesign.ReachtoDesignandpracticaleffectsasone.Inkindsoftestingprocess.Liftingweightsuplo100kg.RunSpeedupto2m/s.Alwaysusedforliftingslab.Easytransportationandfasl.Nojams.CanreachihestandardsofDailyproduction
Thedesignputtousemechanicalautomaticswitch.ltisopeningandclosingwilhouloutsideforce.Soitismoreeconomicalandsecure.
Keyword:
Clampinstituiion,Clampingforce,Rotationtype.Machine,Strengthcalculation
n
1HUW1
1.1起®
夹钳技术的应用及发展怡况1
1.2常用夹钳装置的类型4
2旋转式起重夹钳设备的设计方案8
2.1起重夹钳的工作原理8
2.2起重夹钳的主要技术指标和适用范9
2.4起重夹钳的耵场前景10
3旋转式夹钳起重夹钳主机结构的设计10
3.1起重夹钳吊臂的设计10
3.2起重夹谢钳臂的设计11
3.3起重夹钳装置轴的设计16
3.4起重夹钳钳口的设计22
4旋转式起重夹钳各部分材料的选择22
4.1起重夹钳吊臂材料的选择22
4.2起重夹钳钳臂材料的选择23
4.3起重夹钳轴材料的选择23
4.4起東夹钳钳口材料的选择24
5旋转式起重夹钳各部分的工艺选择25
5.1起®
夹钳吊臂的工艺25
5.2起承夹钳钳臂的工艺26
5.3轴的工艺26
5.4钳口的工艺26
6旋转式起東夹钳0动丌关装置的设计与润滑剂的选择26
6.1自动开关装置的结构设计26
6.2自动开关装置的工作原理27
6.3自动开关装置的材料选择27
6.4润滑剂的选择27
7起系统稳定性的分析28
7.1机械加I:
对系统稳定性的影响28
7.2温度对系统稳定性的影响28
7.3整体装配对系统稳矩性的影响29
8结论以及未来展望29
8.1起重夹钳设计的结论29
8.2起承夹钳的未来展望29
参#施31
麵33
附-录：
CAD謝_33
1.前言
时间的脚步跨入r2i世纪，我_加快了现代化建设的步伐。
在大规梭的现代化逑设中，工程机械起到了重要的作用，在当代社会，劳动为基本上完全解放了，机器几乎己经完全取代丫人力，以说没冇:
丨.程机械，就无法进行仟何的:
I.程建设3
起重机足一种占老的工程机械。
随着社会的发展，起承机的承载结构、驱动机构、取物装置、控制系统及安全装置等各方面都冇了很人的发展，其设计理论、制造.1:
艺、检测T•段等都逐渐趋于完善和规范化，丼L1•经成为一种较为完冓的机械3fll.足•由于生产发M提出新的使用要求，起）R机的种类、形式也需要相应的发M和创新，性能参数也霈要不断殳化和完善。
由于应用了现代化设计方法学的建立和计灯机辅助设计等现代设计手段，起甫机设计思维观念和方法冇了进一步的吏新，.K他技术领域和相邻丨:
业部门不断取得的新科技成果在起承机上的渗透、推广应用等，吏使起前机的綷方而不断的丨-S
史新3因此起承机将句现代化、智能化发展，在实际的操作应用中吏加安伞可靠111。
本文针对旋转式起承夹钳做了一呰优化设计。
竹先夹钳足利刚tl承达到夹取钢板,完个不丨丨j借助外力，闪此在实际操作应用中史绿色环保，也不容易发牛.突发事件，史加安令可靠。
乳次，在夹钳上设立/一个旋转式机械CJ动幵关，也足不用借助外力却可以很好的控制夾钳夹物和放物的动作。
综上所述，该产品非常绿色环保，实用性非常高，
1.1起重夹钳技术的应用及发展情况
1.1.1国内起重夹钳技术初露锋芒
起$:
用我W的起柬夹钳起步较晚，在新中W成立以前，屮W基木卜.没打⑴丨:
研发的
图1-1第一台板坯夹钳起重机正在装配
能力，（II改革丌放以后，随内外技术合作的加强，我W的夹钳技术取得/飞速的发展。
2006年9月19口在太重集团起承机装配7丨:
间，工人们装配了为上海宝钢生产的、被w家质检总局授孓中丨句名牌产品称y•后的第一台板坏夹钳起承机|21。
2008年8月2fiU，丨11:
界M高摩天轮在新加坡滨海城正式投入运行3该摩天轮又称“新加坡飞行者”，高165米，共设28个座舱，每个座舱宽4米，长7米，可容纳26人，游客在摩天轮上可360度观景。
在这个摩天轮的建设期间，一台三一50吨起麗机在摩天轮T.地施工-客户逛三一膜带起重机在新加坡的第一个买主，他们对三一产品稳
定的性能和优越的品质表示由衷的赞赏131。
2011年1月18日，徐工全地面500吨的陆续下线并进入风电安装行业，进口全地面起欺机:
举断风电安装的W史ft告结朿，牟:
2010年底，徐:
丨:
Li有10余台伞地面500吨进入卩丨场，活跃于风电安装和检修，并为w家新型能源的发展做!
h贡献从山场陆续得到的产品使用情况来看，该款产品集W际先进技术于一*，尤:
K足操作的微动性、落点的准确性以及起升的平稳性，得到了客户的高度赞粦，荇有客户称赞遒：
“徐工大吨位技术+愧足闲内第一，W外垄断多年的企功能版介地面起承机技术，被徐:
丨.攻兑并成熟发展，不只是徐工的骄傲，更是国人的自豪。
”的确如此，伴随着徐工500吨全地面起重机进入历史的舞台，我M轮式起承机行业的在丨II:
界的兗争力也人幅增加，在打破M外技术垄断的基础上实现多台销您，这不仅标志着W内起戒机行业的飞速发展，吏标志着徐工的全地面起承机技术、性能以及可靠性上的飞跃Nl。
2011年4月28日，徐工XGC28000两千吨级展带起重机的成功研制，填补了国内2000吨级产品的巨大空白，将中W人型起重关键装备的技术和制造水平从1000吨级提升到2000吨级，最大施工起重力矩从15000吨米提升到28000吨米，超过了大多数国呩在用装备的水平，XGC28000城带起承机的出现，将冇效支持中W：
{丨化、核电、海洋:
丨.程等承人技术发展的施1大型化进程3减轷中W起甫施:
丨.行业对W外产品的依赖，改变围家对1000吨级以上产品进口给予高额关税补贴的现状。
该产品的研究过程中，冇效推动/我阳I:
程机械行业对“人型起承装备总体参数优化计算技术”、“多动力系统鉍杂集成控制技术”、“ST•人货形理论超长结构件性能安令问题”等系列难题的突破，将打力促进W产装备继续各史人哗化突破的进程3据悉，徐:
集MH前正在全力推进3000吨级产品的研制，力争将国产大型起甫装备的最大起甫能力提升了60000吨米以上，推
动民族:
业再上新水平[5|9
由此可见，随#W内:
业的发M，特别足入世以后，W内的起朮夹钳技术达到了一个相当的高度，有一些甚至达到了園外的水平。
1.1.2国外起重夹钳技术不甘示弱
总体来说，W外起乘夹tl丨技术还足领先W内的，为T争夺市场，W外的起*领域开始龙萵的性价比的路线，渐渐对一些实用型的起承机加人投资，
u本三菱公司生产的丨00/201扳坯夹钳起承机为计算机控制的a动化起:
選机，用户为U本钢膂（株）扇岛制铁所a运转可用令Q动、半S动、手动三种方式，从地上灼机宰遥控操作，接受上位汁算机的作业指令，采用各种自动运转所必须的传感器、安个装S、控制仪器和各种驱动装置，运转状况可用地面的运转ffi示盘监视9位®
检查和开闭幅度检查采用无触点开关的寻址捡查方式，开闭幅度采用从上位计算机接受板坯幅宽的指令，蜉址检査开闭幅度足杏适A的方式。
速度控制为可控硅一次电队控制，设定爬行速度，谋求提高停止精度。
采用柱式妤M和边托辊，域于小尔运行尤摆动和停止位置无偏移的结构。
并设平故检查装a。
为了简化设备结构，减轻Cl重，降低生产成本。
芬兰Kone公涓为某火力发电厂生产的起承机就是一个典型的例了•。
其中起升机构减速器的外壳々小牟架一端梁合二为-，卷簡一端4减速辦相连，端支撑于小肀架的端梁上。
定滑轮组与卷简组练成一体，钉去r支撑记滑轮组的承梁，简化/小Z丨:
架的整体结构。
为了更新零部件，提高整机性能。
法WPatain公司采用窄偏轨箱型梁作生梁，苏髙s宽比为4左右，大筋板间距为梁高的2倍，不用小筋板。
生梁与端梁的连接采用搭接方式，使垂直力;
ft接作用r•端梁上益板，由此可降低端梁的高度，便于运输161。
随着市场规梭的不断扩人，世界起重装卸机r商间的竞争也u趋激烈，纷纷通过建立策略联盟、收购等徐径增强实力，以求在市场中立于不畋之地。
去年，u木丨•田集团的子公司丰田自动织机制作所（简称TAL）宣布与瑞典的BT工业公司结盟，以160亿法郎的昔业额和21%的市场心冇率稳坐世界起承装卸机产业的龙头地位（1美元约合693法郎）。
这2家公司旱在1994年就签署了欧洲市场合作协议，由于TAL产品系列并不齐企，丨丨前还难以々德W林德集MI、容海因里希公司及美网的纳科公W的产品抗衡，TAL公司在欧洲市场早期的占有率仅有10%，亚洲市场占冇率也下降到25%。
4此同时，徳W的林徳集MLL和U木签冇合作协议，美W的纳科公1小也没放弃0U木签冇合作协议，诸多因索使TAL下决心收购瑞典BT工业公司。
目前，TAL已经顺利获得BT工业公nj的25.1%的股权，BT丨:
业公切希铝将60亿法郎的股权全部出让给TAU为此，专家认为BT工业公木Q拥冇的销丰田公司的经销M络合并后，将对.K•他同行构成相A程度的威胁，竞争也将史加激烈171。
1.2常用夹钳装置的类型
不冋类型的夹HI装置所选用的利料略冇不冋，下ifn介绍几种不同类型的夹ilh
（1）螺杆夾紧式:
夹钳装置冇4个起升动滑轮，每两报钢绳巾起升卷简经起升动滑轮成对地N定到小:
个:
架上的Y衡杠杆或平衡轮上a央钳开_机构的驱动装置设在卜.方，由电机通过立式减速机和伞W轮对传动垂直螺杆，由具冇内螺纹可上下移动的奁简带动拉杆，使夹钳启闭。
拉杆向上时夹钳闭合，拉杆向下时，夹甜在S重的作用下开启。
亦可设计成使拉杆带动夹钳上方的连杆，3拉杆丨（ih时夹钳闭合，拉杆向卜时夹ill张开，为了保持夹钳对钢锭的稳定夹持力，在开闭机构£
1底座上方装冇弹簧装質，弹簧的ffi力越大，夹钳对钢锭的夹紧力就越大•为了防止机构过载，在立式减速机上设冇极限力矩保护装置。
在确定弹筲汛力时，除应根掘屯机功率、传动装置的传动比，螺杆螺纹导角、夹钳钳杆的传动比及传动效率等W素外，还~各运动物件运动时的惯蚩冇爻。
此外，它还应根据极限力矩保护装置的设计值及其在使用过程中的稳足性决定。
螺杆夾紧式夾今《装置的夾f捕丨杆£
：
《对夹紧力的影响孩小。
在不同的钳口开度，钢锭的臼重对夹紧力lii冇一定影响，的比承不人。
这种夹钳装1!
的夹紧力主要楚由机构传动在螺杆中产生轴向力带动夹钳钳杆产生的。
夹钳的回转机构装于夹钮装置臂架的下方，通过啮合齿轮带动夹钳丨叫转。
为丫防止机构在刮渣时过载，机构也设有极限力矩保护装S。
螺杆夹紧式可按需要设计夹fll的夹紧力，夹钳装置的初始夹紧力即该装置的M大夹紧力冈此在将钢锭叫传送辊道上放倒或，钢锭底部碰到:
ft:
它阏记设备时，钢锭不会由钳n脱落.夹取钢锭时，夹钳在闭合过程中tlirrK移请很小，便于切机对位并夹取钢锭。
（2）夹钳自重夹紧式：
按照连接夹错钳杆的销轴数量和结构，夹钳装置可分为单销轴式、双销轴式和、双销轴轴距可调式。
準销轴夹银装置结构较简单，但适用的有效开度较小，双销轴的适用于较人的钳口开度，在导槽曲线和夹钳钳杆两段长度比不变的怙况下，双销轴式的夹紧系数较人，双销轴可调忒夹钳装置适用于钢锭尺寸变动范FR较大的tm兄，轴距的调节可用人:
，亦可用机械前者费:
费时，ji在高温时进打调节的芳动条件很差，后者可以无级调距，m需增加一袞传动装置，结构较在夹钳Dm夹紧式夹州装s中，革销轴式的应用鉍为矜遍3中销轴夹鉗装置冇两个起升动滑轮，每根
钢绳由起升卷简经起升动滑轮M记到小:
架平面h的拉朴卜.曲.勺中的启闭钢绳由启闭卷简经启闭动滑轮缠绕到起升卷简上，它N起升钢绳冇相同的缠绕中径。
夹纟丨丨的动作原理廷：
当夹钳处于张开状态时，夹钳的承量由启W钢绳支承，而夹钳装置的JC它部分，如：
异梢架:
、>
:
柱、横梁等的甫莆由起升钢绳支承3夹钳须闭合时，由启闭机构将启闭钢绳K放，让启闭动滑轮卜H~动滑轮用拉杆和链条相连接的纟1丨销轴随之卜降，夹钊因而下降。
由于夹IM钳杆上部的滚子是沿着八字形导槽向下滚动的，夹钳因而闭台。
a谢尖接触到钢锭侧而时，m然诒闭机构"
r能继续使启闭动滑轮下降，m夹钳及ti丨销轴匕不能继续下降，这时为丫防止因钢绳松弛而脱槽，在拉杆和柑销轴之间采用r焊接链连接,用來保证必要的*性环节：
夹钳的开启过程就足闭合运动的逆过程a为丫防止肩闭机构在使夹钼向上运动时夹钳银杆上部滚子与八字形导梢顶部接触时机构出现过载，在启闭机构设冇极限力矩保护装置。
夹钳装置的起升运动足使起升卷简以相同的速度继绕起升钢绳和启闭钢绳，起升动滑轮与启闭动滑轮间相对位置+变，因而夹钳装置+论处于仟何高度，夹钳的针|口开度也不会变化^，用夹钳装a夹取钢锭时，先k放夹钳，使钳夹y钢锭侧曲接触，并使链条呈松弛状态。
起升机构动作时，起升动滑轮带动上横粱、立柱及导槽架一•起上升。
开始时，夹钳上部滚子与导槽之间存在相对运动，3导槽架上升到某一高度后，夹钳开始夹紧钢锭，滚子与导•槽之间不再出现相对运动，由夹抖丨带着钢锭与导杷架一起上升。
在夾钳夾住钢锭、起升机构起升钢锭前，夹钳的夹紧力:
丨•:
要足夹钳的白承产生的，此时的夹紧力称为初始夹紧力。
夹钳的〇承越大，初始夹紧力就越大。
在夹钳自重不变的情况下，夹紧力的大小只与夹钳的几何尺寸、钳口开度及导向槽的曲线形状冇关。
当夹钳夹往钢锭，导梢架带动夹钳和钢锭一齐起
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