最新垃圾运输车抓斗桥式搬运起重机构设计学士学位.docx

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最新垃圾运输车抓斗桥式搬运起重机构设计学士学位

垃圾运输车抓斗桥式搬运起重机构设计学士学位

垃圾运输车抓斗桥式搬运起重机构设计

摘要

该设计介绍了垃圾搬运起重机的主要组成结构及其各结构的作用。

主要对小车和大车的驱动系统，起升系统和桥架进行了优化设计。

为了减轻起重机自重，并且使结构紧凑，本设计针对大车，小车不同的驱动要求分别采用了分别驱动方式和集中驱动方式。

驱动系统则统一采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动型式设计，其中重点在于选择各成品部件，并根据其特性和技术参数选择匹配的小车架。

针对起升机构，本设计进行了起升电机，减速器和制动器的选用以及卷筒和钢丝绳的设计和校核，使其满足起重量，起升速度的要求，达到初定的工作级别。

桥身采用偏轨箱形双梁，这样设计的好处在于不仅有效的减轻了起重机整体自重，更能明显得增强桥身的刚度，使桥身不易变形，延长起重机的使用寿命。

关键词搬运起重机；驱动系统；起升机构

BridgeWasteHandlingGrabCranceLiftingMechanismDesign

Abstract

Themainstructureanditsactionofbridgewastehandlinggrabcranearedesigned.Trolleyandthebridgetruckdrivingsystemandthebridgewereoptimizedtoalleviatecraneweight,andmakecompactstructure.Thedesignadoptsthemethodofbeingseparatelydrivenandbeingdriventogether,accordingtothedifferentrequirementsoftrolleyandbridgetruck.Drivingsystermismadeupofbraker,reducerandmotor,whichisthetypeofthreeinone.Thedesignfocusesonthechoiceoffinishedparts,andaccordingtoitscharacteristicsandtechnicalparameters,thematchingtrolleyframeisselected.Theselectionandcheckofhoistmotor,reducerandbrakeraremade.Andthenthedesignandcheckoftheropeanddrumthatmeetwithrequirementsofliftingweightandtherate.Andthenachievetoinitialworkinglevel.Bridgeadoptsbias-railbox-beams,thebenefitsofthisdesignnotonlyiseffectiveinreducingtheoverallcraneweight,butalsocanincreasethestiffnessofbridge,whichmakebrightnottodeformeasily,extendthelifeofthecrane.

KeywordsWasteHandlingGrabCrane;TypeDriving;LiftingMechanism

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摘要I

AbstractII

第1章绪论6

1.1课题背景6

1.2起重机的发展历史6

1.3垃圾搬运起重机的发展背景及现状6

1.4起重机的发展趋势7

1.4.1大型化和专用化7

1.4.2模块化和组合化7

1.4.3轻型化和多样化8

1.4.4自动化和智能化8

1.4.5成套化和系统化9

1.4.6新型化和实用化9

1.5垃圾搬运起重机设计的主要工作10

第2章桥式垃圾搬运起重机的概况11

2.1桥式垃圾搬运起重机的功用11

2.2桥式垃圾搬运起重机的结构11

2.2.1起升机构11

2.2.2起重机运行机构11

2.2.3桥架的金属结构11

2.2.4垃圾抓斗12

2.3垃圾搬运起重机作为非标特种起重机具有的特点13

2、工作载荷繁重：

年平均工作时间8000h、满载率高、工作频繁；13

2.4本章小结13

第3章起升小车的设计14

3.1起升机构计算14

3.1.1钢丝绳14

2钢丝绳的种类和应用14

3.1.2电动机15

1计算电动机的静功率15

3电动机过载能力校验16

Kw16

3.1.3减速器17

3.1.4制动器18

4单推杆电力液压制动器特点19

3.1.5联轴器20

[T]—联轴器许用扭矩，由手册或产品目录中查得；20

2HL性弹性柱销联轴器特点20

3.1.6起制动时间验算20

1起动时间和起动平均加速度验算20

2制动时间和制动平均减速度验算21

3.1.7卷筒22

3.1.8钢丝绳在卷筒上的固定24

1钢丝绳允许偏角24

2卷筒强度计算24

3.2运行机构计算25

3.2.1运行阻力的计算25

1摩擦阻力Fm25

2坡道阻力Fp26

3风阻力Fw26

3.2.2电动机的选择26

3.2.3减速器的选择29

3.2.4制动器的选择30

3.2.5联轴器的选择30

3.2.6运行打滑验算31

3.3本章小结32

第4章大车运行机构的设计33

4.1运行阻力的计算33

4.1.1摩擦阻力Fm33

4.1.2坡道阻力Fp33

4.1.3风阻力Fw34

4.2电动机的选择34

4.2.1电动机的静功率34

4.2.2电动机初选34

Kw34

4.2.3电动机的过载校验34

4.2.4电动机的发热校验35

4.2.5起动时间与起动平均加速度验算36

4.3减速器的选择36

4.3.1减速器的传动比36

4.3.2标准减速器的选用37

4.4制动器的选择37

4.5联轴器的选择38

4.6运行打滑验算38

4.6.1起动时按下式验算39

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第1章绪论

1.1课题背景

在德国、美国、日本及芬兰等发达国家，半自动和全自动控制的垃圾抓斗起重机已经形成系列产品，广泛应用于垃圾焚烧工程。

国外提供垃圾搬运起重机的厂商主要有芬兰KONE、德国DEMAG、美国P&H、法国REEL等公司，种类分为手动、半自动及全自动控制等3个等级，单机日处理垃圾量从250～3000t。

而我国在环保产品生产及环保技术开发等领域，仍以常规技术、通用产品占主导地位，与国外技术之间存在的巨大差距，单机处理垃圾量则只有250-1500t/d，在我国坚持走可持续发展道路的方针，越来越注视环境保护的大前提下，已经远远不能满足国内环保产业的发展要求。

相信在不久的将来，垃圾搬运起重机会随着国内垃圾焚烧发电厂的蓬勃发展而迅速占有广大的环保产业市场。

1.2起重机的发展历史

中国古代灌溉农田用的桔 是臂架型起重机的雏形。

14世纪，西欧出现了人力和畜力驱动的转动臂架型起重机。

19世纪前期，出现了桥式起重机；起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金属材料制造，并开始采用水力驱动。

19世纪后期，蒸汽驱动的起重机逐渐取代了水力驱动的起重机。

20世纪20年代开始，由于电气工业和内燃机工业迅速发展，以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成。

1.3垃圾搬运起重机的发展背景及现状

作为特种专用型起重机的一种，垃圾搬运起重机的产生和发展必定符合其新兴的环境背景。

由于各国工业的迅猛发展，城市人口剧增，使大量的工业垃圾和生活垃圾成为地球公害。

面对垃圾滥成灾的现实，世界各国的视线已从如何控制和销毁垃圾转变为着手科学地处理、利用垃圾，将垃圾列为维持经济持续发展的“第二资源”，向垃圾要资源、要能源、要效益。

从生态环境角度看，垃圾虽然是一种污染源；从资源角度看，它却是地球上唯一在增长的资源，一种潜在的资源。

经科学家计算，垃圾中的2次能源物质——有机可燃物含热量多、热值高，每燃烧2t垃圾可获得相当于燃烧1t煤的热量。

而且垃圾焚烧处理后的灰渣呈中性，无气味，不会引发2次污染，且体积减少90％，重量减少75％以上，明显减容减量。

如果措施得当，利用1t垃圾，可获得约300～400kW的电力生产能力。

抓斗桥式垃圾搬运起重机作为一种专用型起重机将伴随着全球对环境保护观念的深入和环保产业的迅猛发展而得到广泛的应用，并且正向着半自动化和全自动化的更加先进的方向发展。

1.4起重机的发展趋势

1.4.1大型化和专用化

由于工业生产规模的不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。

起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。

起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。

起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。

目前世界上最大的浮游起重机起重量达6500t，最大的履带起重机起重量达3000t，最大的桥式起重机起重量为1200t，集装箱岸边装卸桥小车的最大运行速度已达350m/min，堆垛起重机最大运行速度是240m/min，垃圾处理用起重机的起升速度达100m/min。

工业生产方式和用户需求的多样性，使专用起重机的市场不断扩大，品种也不断更新，以特有的功能满足特殊的需要，发挥出最佳的效用。

例如冶金、核电、造纸、垃圾处理的专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、集装箱专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，适应性比以往更强。

德国德马格公司研制出一种飞机维修保养的专用起重机，在国际市场打开了销路。

这种起重机安装在房屋结构上，跨度大、起升高度大、可过跨、停车精度高。

在起重小车下面安装有多节伸缩导管，与飞机维修平台相连，并可作360度旋转。

通过大车和小车的位移、导管的升降与旋转可使维修平台到达飞机的任一部位，进行飞机的维护和修理，极为快捷方便。

1.4.2模块化和组合化

用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。

对起重机进行改进，只需针对某几个模块。

设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。

可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。

达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。

　　目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。

德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降12%，生产成本下降45%，经济效益十