机械5

目录 摘要………………………………………………………………………1 ABSTRACT………………………………………………………… 2 0引言……………………………………………………………………4 1游梁式抽油机简介……………………………………………………5 1.1抽油机分类…………………………………………………………5 1.2游梁式抽油机的结构………………………………………………5 1.3游梁式抽油机工作原理……………………………………………6 2设计计算………………………………………………………………6 2.1传动方案的确定……………………………………………………6 2.2 V带传动设计………………………………………………………10 2.3齿轮传动设计……………………………………………………14 2.4轴上的受力分析…………………………………………………21 2.5轴的设计…………………………………………………………25 2.6键的选择与连接工作能力的验算………………………………32 2.7轴承………………………………………………………………33 2.8减速器的润滑和密封……………………………………………37 2.9减速器的箱体及其附件…………………………………………38 2.2.2 3分析步骤……………………………… 4实验结果计算………………………… 5参考文献……………………………… 6附录………………………………… 1综述 1.1概述 物料搬运成了人类生产活动的重要组成部分，距今已有五千多年的发展历史。随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高。起重机正经历着一场巨大的变革。 大型化和专用化 1.2国内外起重机的发展情况介绍 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6，500t，最大的履带起重机起重量达3，000t，最大的桥式起重机起重量为1，200t，集装箱岸边装卸桥小车的最大运行速度已达350m/mi
n，堆垛起重机最大运行速度是240m/mi
n，垃圾处理用起重机的起升速度达100m/mi
n 。 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。 1.3国内外起重机发展具体表现以下几个方面： 1.3.1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经济效益十分可观。德国德马格公司还开发了一种KBK柔性组合式悬挂起重机，起重机的钢结构由冷轧型轨组合而成，起重机运行线路可沿生产工艺流程任意布置，可有叉道、转弯、过跨、变轨距。所有部件都可实现大批量生产，再根据用户的不同需求和具体物料搬运路线在短时间内将各种部件组合搭配即成。这种起重机组合性非常好，操作方便，能充分利用空间，运行成本低。有手动、自动多种形式，还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机及手动堆垛起重机，甚至能组成大型自动化物料搬运系统。 1.3.2轻型化和多样化 有相当批量的起重机是在通用的场合使用，工作并不很繁重。这类起重机批量大、用途广，考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可使整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价。因此电动葫芦桥式起重机和梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位的一般用途桥式起重机。德国德马格公司经过几十年的开发和创新，已形成了一个轻型组合式的标准起重机系列。起重量为1-63吨，工作级别为A1-A7，整个系列由工字形和箱型单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁等多个品种组成。主梁与端梁相接以及起重小车的布置有多种型式，可适合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根据用户需要每种规格起重机都有三种单速及三种双速供任意选择，还可以选用变频调速。操纵方式有地面手电门自行移动、手电门随小车移动、手电门固定、无线遥控、司机室固定、司机室随小车移动、司机室自行移动等七种选择。大车及小车的供电有电缆小车导电、DVS系统两种方式。如此多的选择项，通过不同的组合，可搭配成百上千种起重机，充分满足用户不同的需求。这种起重机的另一最大优点是轻型化，自重轻、轮压轻、外形尺寸高度小，可大大降低厂房建筑物的建造成本，同时也可减小起重机的运行功率和运行成本。与通用产品相比较，起重量为10t，跨度22.5m，通用双梁桥式起重机自重是24t，起重机轨面以上高度1876mm，起重机宽度5980mm;德马格起重机的自重只有8.7t，重量轻了176起重机轨面以上高度为920mm，降低了104起重机宽度为2980mm，外形尺寸减少了100 1.3.3自动化和智能化 起重机的更新和发展，在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机的新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用。使起重机具有更高的柔性，以适合多批次少批量的柔性生产模式，提高单机综合自动化水平。重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置，使起重机具有优良的调速和静动特性，可进行操作的自动控制、自动显示与记录，起重机运行的自动保护与自动检测，特殊场合的远距离遥控等，以适应自动化生产的需要。 桥式起重机构造：沿建筑物较长方向的两壁设置的承轨梁，在梁上铺设大车运行轨道，将装有4个车轮（载荷大时装有6个或8个车轮）的桥架跨在轨道上；装有起升机构和运行机构的电动小车（cab）在桥架上运行。 大车轨道中心间的距离称为跨度（spa
n），在该轨道上运行的动作称为大车运行。在桥架的中心或两端装有大车运行电动机，从电动机的水平轴引出动力，驱动半数的车轮。起升、小车运行及大车运行的速度，按工况和起重量的大小适当选定。一般来说，在起重量小和使用频繁时，速度较高。 小车运行速度同大车运行的速度相比低得多，原因是小车运行距离接近建筑物的宽度，它不会太长，一般小于40m，而大车沿建筑物的长度方向运行，所以多数运行距离都是相当长的。 小型和低速的起重机，多数在地面上用按钮进行操纵，而大型的高速的起重机，几乎都坐在驾驶室内进行操作。 起重机5t以下的起重机，多半用带有电动运行机构的电葫芦代替电动小车。最近已有30t级的电葫芦作为标准产品在市场上销售。 当起重量超过20t时，一般起升速度比较低。只用单一的起升机构长时间处理小件货物效率很低。因此在这种起重机上，一般并设一个副起升机构。 副起升也设在该小车上，但不用主起升电动机，而大型起重机的主梁，多数都采用单腹板梁、箱形梁等焊接结构。 在主梁两侧设有轻型水平梁，称为副梁。它通过水平构件同主梁一起构成一个水平框架，这对因主梁在大车运行时产生的惯性力所引起的水平载荷，是一个十分坚固的结构。 此外，主副梁之间布置大车运行驱动电动机，与其相联的减速机构、传动轴、轴承等。在它们的上方铺设走台板，设立栏杆，以便检修人员行走。 对箱形结构或壳体结构的主梁来说，因为其水平抗弯刚度大，所以多数都不带副梁。 小车是用型钢和钢板制成一个构架，在上面设有主副起升用电动机、支持货物用制动器及和它们相联的减速齿轮机构，通过该机构驱动卷筒旋转。必要时，在该机构上还设速度制动器，供调节下降速度用，在小车外侧设有运行电动机，它经过齿轮减速减低速度并驱动车轮旋转，使小车运行。 2.3本次设计的起重机介绍 桥式起重机的一般由主桥架、装有升降机构和运行机构的小车、大车运行机构、操纵室、小车导电装置、起重机总电源导电装置等组成。 本次设计主要任务是250/50/10t 250/50/10t-20.0M水电站桥式起重机，安装于丰满水电站扩建工程厂房内，用于水轮发电机组及其附属设备的安装和检修工作。客户需求开发设计相应的起重机的小车运行机构。 2.4小车运行机构 小车又称台车，主要包括小车架、小车运行机构和起升机构。小车架由钢板焊接而成，其上装置有小车运行机构、起升机构、栏杆及卷扬限位开关，小车运行结构的两端装有缓冲器及限位开关。 小车运行机构分两种：一种是减速器在中间，另一种的减速器在一侧。图2.2（a）中，小车运行机构是减速器位于小车中间，这种方式使小车减速器的输出轴及传动轴所承受的扭矩比较均匀。 图2.2（b）所示的结构是减速器在小车一侧，这种结构的特点是安装和维修比较方便。小车的被动轮与大车被动轮一样独立运行。