前言起重機(jī)是減輕笨重體力勞動(dòng),提高作業(yè)效率,實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的起重設(shè)備.在國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)的物質(zhì)生產(chǎn)和物流過(guò)程中,起重機(jī)作為關(guān)鍵的工藝設(shè)備或重要的輔助機(jī)械,應(yīng)用十分廣泛.我國(guó)起重機(jī)制作業(yè)基于20世紀(jì)50年代、70年代,起重機(jī)的類(lèi)型、規(guī)格、性能和技術(shù)水平獲得很大的發(fā)展,除了滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)起重機(jī)日益增長(zhǎng)的需要外.還向國(guó)外出口各類(lèi)型的高水平、高性能的起重機(jī)。它被人們喻為“巨人之臂”，“畫(huà)在天空中的弧”，是廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)和裝卸的重要設(shè)備。起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造，從一個(gè)側(cè)面反映了國(guó)家的工業(yè)現(xiàn)代化水平。起重運(yùn)輸設(shè)備是從事搬運(yùn)、轉(zhuǎn)載、存儲(chǔ)作業(yè)的機(jī)械。由于局限在一定得范圍內(nèi)工作，所以他們不屬于鐵路、公路、飛機(jī)一類(lèi)的遠(yuǎn)距離交通運(yùn)輸工具。運(yùn)輸設(shè)備到底是屬于起重運(yùn)輸機(jī)械還是屬于交通運(yùn)輸工具，這取決于它們與使用目的有關(guān)的構(gòu)造形式。起重機(jī)除類(lèi)型也是多種多樣的，除了大型的起重機(jī)，應(yīng)用在碼頭、水利、鐵路運(yùn)輸?shù)确矫?還有一些小型起重機(jī)廣泛適用于車(chē)間機(jī)床的上、下物料和工序間、生產(chǎn)線(xiàn)的工件吊運(yùn)、零部件裝配以及車(chē)站、碼頭、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)合的短距離、密集性、高頻率吊運(yùn)作業(yè)。機(jī)床裝卸料移動(dòng)式小型起重機(jī)設(shè)計(jì)是我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于通過(guò)懸臂起重機(jī)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬訂傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配、制造工藝以及零件設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)械制圖和編寫(xiě)技術(shù)文件等方面得到綜合訓(xùn)練；并對(duì)已經(jīng)學(xué)過(guò)的基本知識(shí)、基本理論和基本技能進(jìn)行綜合運(yùn)用。從而培養(yǎng)學(xué)生具有結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步能力；使學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想、理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的工作作風(fēng)。1概論11起重機(jī)的發(fā)展史早在遠(yuǎn)古時(shí)期,人們就面臨著“如何提升一個(gè)負(fù)荷”這個(gè)問(wèn)題。指導(dǎo)車(chē)輪的發(fā)明，使人們能制造被拖到或拉動(dòng)的小車(chē)，在此之前一直用拖拉和背杠的方法來(lái)提升負(fù)荷或移動(dòng)重的物體。隨著文明的發(fā)展，勞動(dòng)可以進(jìn)行組織，建造了象金字塔這樣的結(jié)構(gòu)。在建筑這些大量的墳?zāi)怪校＜叭颂嵘桶徇\(yùn)了非常重的石塊?？梢韵嘈?，他們使用了一種吊架，并利用了動(dòng)量和平衡的力來(lái)操縱那些以其他方式不能移動(dòng)的笨重的石塊，利用了馬和其他動(dòng)物做動(dòng)力以提升和搬運(yùn)重的物體。中世紀(jì)已可看見(jiàn)到開(kāi)發(fā)的木制旋轉(zhuǎn)起重機(jī)，從有港口之日起就已眾所周知了。起升機(jī)構(gòu)是由若干人用腳踏式傳動(dòng)或用絞盤(pán)來(lái)驅(qū)動(dòng)。巨大的木制起重機(jī)是在船廠(chǎng)中為提升桅桿和其他重物品而制造的。人類(lèi)逐漸開(kāi)發(fā)了利用水、蒸汽和其他動(dòng)力能源的技術(shù)。由于其產(chǎn)生越來(lái)越大的驅(qū)動(dòng)力，需要給出一個(gè)度量動(dòng)力的尺度，以便對(duì)其測(cè)量進(jìn)行描述，名詞“馬力”被創(chuàng)造出來(lái)。隨后，電作為動(dòng)力的另一種形式開(kāi)發(fā)出來(lái)，產(chǎn)生、傳輸和存儲(chǔ)電力的工程學(xué)科的發(fā)展，使得搬運(yùn)物體的機(jī)械發(fā)展更加地快速。在21世紀(jì)的今天，正在進(jìn)行的城市化和重化工化進(jìn)程決定了我國(guó)固定資產(chǎn)投資在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都將保持較快增長(zhǎng)；而且歐洲、美國(guó)和日本這些世界上最主要的移動(dòng)式起重機(jī)生產(chǎn)地區(qū)都較少發(fā)展汽車(chē)起重機(jī)，我國(guó)的汽車(chē)起重機(jī)比較符合發(fā)展中國(guó)家的需求特點(diǎn)，具有填補(bǔ)國(guó)外市場(chǎng)空白的作用，還有像懸臂吊這樣廣泛應(yīng)用于車(chē)間和碼頭的起重運(yùn)輸設(shè)備更是我們國(guó)家所努力地重要方向。12起重機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義起重機(jī)在建筑是上不可缺少的重要設(shè)備。在各處工地上，我們隨處可見(jiàn)運(yùn)作中的起重機(jī)。起重機(jī)最有特點(diǎn)的就是那長(zhǎng)長(zhǎng)的臂架，在裝卸和安裝大型物品及設(shè)備的時(shí)候，臂架起著重要的作用。起重機(jī)也叫吊車(chē)。它在運(yùn)作中發(fā)揮著怎樣的作用呢？比如一件大型的設(shè)備要從甲地運(yùn)到乙地，運(yùn)輸工具有了，但怎么把它裝到運(yùn)輸工具上呢？靠我們?nèi)肆隙ㄊ遣恍械模@就用到了起重機(jī)，在建筑工地上更是離不了它的。在起重機(jī)的操作過(guò)程中除了有司機(jī)操縱外，信號(hào)員的作用也是不容忽視的。信號(hào)員主要負(fù)責(zé)在吊運(yùn)過(guò)程中，給操作人員適當(dāng)?shù)闹甘拘盘?hào)，使吊運(yùn)工作順利進(jìn)行。我們有時(shí)可以看見(jiàn)起重機(jī)在工地上把土挖起，然后水平移動(dòng)到指定地點(diǎn)降下，接著進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)，如此循環(huán)，它的工作原理就是類(lèi)似這樣。起重機(jī)按結(jié)構(gòu)可分為：主要用于建筑工程的塔式起重機(jī)，主要用于裝卸作業(yè)的橋式起重機(jī)等。起重機(jī)械廠(chǎng)也主要生產(chǎn)這幾種起重機(jī)械，還有汽車(chē)起重機(jī)和門(mén)式起重機(jī)等。在五十年代初，我國(guó)在工業(yè)水平落后的情況下，主要模仿一些小型起重機(jī)械，如今，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)技術(shù)突飛猛進(jìn)，使我國(guó)起重機(jī)的發(fā)展步入世界先進(jìn)行列?，F(xiàn)在，出現(xiàn)了一種由計(jì)算機(jī)操縱的起重機(jī)，這種機(jī)械具有更高的效率和安全性。如今，在機(jī)械作業(yè)中，起重機(jī)發(fā)揮著越來(lái)越不可小覷的作用。起重設(shè)備應(yīng)用于整個(gè)工業(yè)或經(jīng)濟(jì)部門(mén)的各個(gè)企業(yè)，并根據(jù)不同的交通運(yùn)輸工具在火車(chē)站或港口碼頭轉(zhuǎn)載。起重運(yùn)輸設(shè)備的使用極其在工廠(chǎng)、車(chē)間的配備，能夠最大限度地適應(yīng)生產(chǎn)工藝過(guò)程的要求。在不同工業(yè)部門(mén)的的工廠(chǎng)生產(chǎn)費(fèi)用中,運(yùn)輸費(fèi)用所占得比例是極不相同的，例如在單間生產(chǎn)地機(jī)械制造工廠(chǎng)中平均約占8%，在成批生產(chǎn)中的機(jī)械制造工廠(chǎng)中則約占15%。通過(guò)運(yùn)輸合理化，我們同樣也能使生產(chǎn)率得到很大程度的提高，并且挖掘企業(yè)內(nèi)部的潛力。應(yīng)當(dāng)通過(guò)機(jī)械化、程序化、地址化及自動(dòng)化，來(lái)努力消除運(yùn)輸過(guò)程中的手工操作。隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展，如今的起重設(shè)備中，輕小型起重機(jī)在機(jī)械制造中的地位是越來(lái)越重要。在工廠(chǎng)車(chē)間里搬運(yùn)重物，往往都是采用起重機(jī)、電葫蘆、工業(yè)機(jī)械手等。工業(yè)機(jī)械手多用于生產(chǎn)自動(dòng)線(xiàn)上或單一的重復(fù)操作，而且成本較高，目前，一般車(chē)間使用較少。但對(duì)于需要頻繁吊裝、作業(yè)時(shí)間短的場(chǎng)合，如機(jī)床上下工件，裝配工作吊裝零部件，流水線(xiàn)上的定點(diǎn)工作等等，針對(duì)這些生產(chǎn)中所遇到的問(wèn)題，近20年來(lái)，出現(xiàn)的一種新型的定點(diǎn)起重設(shè)備“懸臂吊”，適用于輕量工件的定點(diǎn)頻繁吊運(yùn)，是小型起重機(jī)的一種，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作靈活，特別適合于一人操作，直觀感覺(jué)好，制造、維修方便。因此，為了提高生產(chǎn)效率，降低成本，并使懸臂吊的結(jié)構(gòu)與性能適應(yīng)更多的工作場(chǎng)合，各國(guó)均在積極開(kāi)展懸臂吊的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和研究。這次的設(shè)計(jì)就針對(duì)這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種機(jī)床裝卸料移動(dòng)式小型起重機(jī)。根據(jù)工作方式,起重運(yùn)輸設(shè)備可以分為兩類(lèi)：a)不連續(xù)的起重運(yùn)輸機(jī)械b)連續(xù)的起重運(yùn)輸機(jī)械不連續(xù)的起重運(yùn)輸機(jī)械以單個(gè)的工作循環(huán)工作，其通常在負(fù)載運(yùn)動(dòng)之后接著沿返程方向作空載運(yùn)動(dòng)；而機(jī)械的，液力的或氣力的連續(xù)的起重運(yùn)輸機(jī)械，則在一個(gè)比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)連續(xù)不斷地運(yùn)輸。大多數(shù)機(jī)械的連續(xù)起重運(yùn)輸機(jī)械和架空索道都具有無(wú)端的傳動(dòng)裝置，并以負(fù)載分支和空載分支組成工作循環(huán)。上述兩類(lèi)起重運(yùn)輸機(jī)械可以運(yùn)送件貨和散貨，起重不連續(xù)的起重運(yùn)輸機(jī)械，運(yùn)送件貨居多，而不連續(xù)的起重運(yùn)輸機(jī)械則主要運(yùn)送散貨。利用單個(gè)起重運(yùn)輸機(jī)械組合連接，可以形成一個(gè)起重運(yùn)輸系統(tǒng)。每臺(tái)起重運(yùn)輸機(jī)械都該是適當(dāng)組合的物流系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。如果運(yùn)送的物品以容器、集裝箱的形式存儲(chǔ)，那么我們也可以將不連續(xù)的起重運(yùn)輸機(jī)械組合成連續(xù)運(yùn)輸。13設(shè)計(jì)方案的提出根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，考慮到生產(chǎn)需要，即機(jī)床裝卸料移動(dòng)式起重機(jī)的功能與應(yīng)用范圍，需要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率較高的起重機(jī)?？紤]功能要求，提出以下兩種設(shè)計(jì)方案。圖11(Tig.11)方案一1.臂架2.頭架3.重錘4.立柱5.電器箱限載150kg圖12(Tig.12)方案二1.立柱2.懸臂3.電纜4.電纜滑車(chē)5.運(yùn)行設(shè)備6.電葫蘆如圖所示，方案二結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，安裝及維修都比較方便，結(jié)構(gòu)也比較緊湊：然而方案一中四桿機(jī)構(gòu)的受力比較復(fù)雜，電氣設(shè)備也不容易維修。通過(guò)對(duì)方案的分析比較，考慮技術(shù)的可行性與經(jīng)濟(jì)的合理性，最終采取第二種方案。1.3.1懸臂起重機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)懸臂起重機(jī)從結(jié)構(gòu)上可以分為墻式起重機(jī)和柱式起重機(jī)，從驅(qū)動(dòng)方式又可以分為電動(dòng)和手動(dòng)懸臂起重機(jī)。為了適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要,本次設(shè)計(jì)選擇的是電動(dòng)柱式懸臂起重機(jī),主要是在車(chē)間裝卸料用的。工作強(qiáng)度為輕型，起重機(jī)由立柱、回轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置及電動(dòng)葫蘆組成，立柱下端連接移動(dòng)小車(chē)，使起重機(jī)可以自由移動(dòng)。在懸臂上安裝減速裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)懸臂回轉(zhuǎn)，電動(dòng)葫蘆在懸臂H型鋼上作左右直線(xiàn)運(yùn)行，并起吊重物。起重機(jī)旋臂為空心型鋼結(jié)構(gòu)、自重輕、跨度大、起重量大、經(jīng)濟(jì)耐用。內(nèi)置式行走機(jī)構(gòu)，采用帶滾動(dòng)軸承的特種工程塑料走輪，摩擦力小，行走輕快；結(jié)構(gòu)尺寸小，特別有利于提高吊鉤行程。在某一個(gè)工位上裝置一臺(tái)旋臂吊，工人可以隨時(shí)起吊，搬運(yùn)各種設(shè)備和工件，可以大大縮短非生產(chǎn)工作時(shí)間，提高工作效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。企業(yè)只需投入小小的投資，并可以得到很大的回報(bào)。在您只需要在小范圍內(nèi)搬運(yùn)設(shè)備或工件時(shí)，您就可以考慮旋臂吊為您解決搬運(yùn)問(wèn)題。如果在一個(gè)車(chē)間里，工人需要繁忙搬運(yùn)工件，并有多個(gè)工人需要同時(shí)使用時(shí)，可以考慮在每個(gè)工位上裝置一臺(tái)旋臂吊，這樣就無(wú)需投資大行車(chē)，并可以大大的提高整個(gè)工廠(chǎng)的工作效率。1.3.2起重機(jī)的功能移動(dòng)式懸臂起重機(jī)是一種起重運(yùn)輸機(jī)械，適應(yīng)于生產(chǎn)線(xiàn)上的運(yùn)輸：大型設(shè)備、模具、工裝的裝卸；倉(cāng)庫(kù)、碼頭等裝卸，是一種多功能起重機(jī)，并且?guī)в锌梢砸苿?dòng)的小車(chē)能適應(yīng)更多的生產(chǎn)場(chǎng)所。優(yōu)點(diǎn)在于能夠均勻地承受載荷，剛性強(qiáng)，旋臂與立柱通過(guò)鉸連接，從而使轉(zhuǎn)臂工作平穩(wěn)、受力平穩(wěn)。2總體方案設(shè)計(jì)2.1原始資料機(jī)床裝卸料移動(dòng)式小型起重機(jī)起重高度1.5m起重重量0.5t2.2電動(dòng)葫蘆的選擇電動(dòng)葫蘆又名電動(dòng)提升機(jī)，由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和卷筒或鏈輪組成，分為鋼繩和環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆兩種。電動(dòng)葫蘆改進(jìn)了手拉葫蘆人工操作、提升速度等不足，它集電動(dòng)葫蘆和手拉葫蘆的優(yōu)點(diǎn)于一身。采用盤(pán)式制動(dòng)電機(jī)作用力，行星減速器，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、效率高、使用方便，制動(dòng)可靠維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，查起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)械產(chǎn)品樣本電動(dòng)葫蘆選擇CD10.5適用安裝在電動(dòng)單梁。CD10.5電動(dòng)葫蘆的技術(shù)規(guī)格如下：起重量0.5t工作制度25%起重速度8m/min接合次數(shù)120次/小時(shí)起重高度6m自重120Kg運(yùn)行速度20m/min鋼絲繩直徑4.8mm鋼絲繩絲直徑0.22mm鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式D-6X37+1起升電動(dòng)機(jī)型號(hào)ZD21-4容量0.8Kw轉(zhuǎn)數(shù)1380r/min電壓380V頻率50Hz運(yùn)行電動(dòng)機(jī)型號(hào)ZDY11-4容量0.2Kw轉(zhuǎn)數(shù)1380r/min電壓380V頻率50Hz基本尺寸H630mmI2125mmL1274mmL616mmB884mm2.3工作級(jí)別選擇2.3.1起重機(jī)應(yīng)力循環(huán)等級(jí)U起重機(jī)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力循環(huán)