臂架自重平衡系统及滑轮补偿水平位移系统设计.doc

《能力拓展训练》 报告及图纸 班级： 姓名： 学号： 参考文献：（不少于5篇） 1、《起重机设计手册》，张志文等主编，中国铁道出版社，1997年版。 2、《港口起重机械》，蒋国仁主编，大连海事大学出版社，1995年版。 3、《起重机设计规范(GB3811—83)》，中国标准出版社，1984年版。 4、《机械设计手册软件版》，2008年版。 5、《机械设计课程设计》，第二版，唐增宝等主编，1999年版。 成绩 评 定 项 目 评分成绩 1．选题合理、目的明确（10分） 2．设计方案正确，具有可行性、创新性(20分) 3．设计结果（例如：三维模型、图纸）（20分） 4．态度认真、学习刻苦、遵守纪律（15分） 5．设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（10分） 6．答辩（25分） 总分 备注：成绩等级：优（90分—100分）、良（80分—89分）、中（70分—79分）、及格（60分—69分）、60分以下为不及格。 臂架自重平衡系统及滑轮补偿水平位移系统设计 一、训练题目 臂架自重平衡系统及滑轮补偿水平位移系统设计 方法：作图法。 要求：从最小至最大幅度取10个点分别作图，并校验水平性能、不平衡力矩、综合不平衡力矩；完成对重系统尺寸图。 注：活对重筒体直径1800~2100mm； 补偿动滑轮与起升滑轮位置可视为一点。 二、训练要求 根据本专业的培养计划，本环节安排在第六学期的暑假进行，进行一周。 能力拓展训练的选题范围规定如下：港口机械典型零件的开发与设计、起重机金属结构设计、液压或气动系统设计、自动化系统设计与集成；要求编写设计计算说明书一份；绘制工程图一张（A1图幅）。 通过训练，使学生掌握相关的理论知识及实际处理方法，熟练使用常用设计手册，掌握港口设备的基本设计原理，设计计算准则。 三、设计分析 1、根据设计任务书和图纸得： 最大幅度：Rmax=33m; 最小幅度：Rmin=10m; 最大仰角：αmax=77°; 最小仰角：αmin=25°; 起升重量：Q=160kN; 补偿滑轮组钢丝绳合力：S=3Q=480kN; 臂架长度：L=34m; 起升滑轮组倍率：mq=2; 补偿滑轮组倍率：mb=3mq=6; 补偿动滑轮与起升滑轮位置可视为一点。 2、根据设计任务书和图纸得： 臂架重量：Gb=277.0kN; 活对重重量：Gd=Gb·h2/h2’=277.0×9619.7/9179.8=290.3kN; 中间幅度时的对重位置：h1’=Gb/Gd·h1=0.954×6167.4=5885.4mm; 四、方案确定 如附图1中的作图法可确定出补偿点位置及相关尺寸； 如附图2中的作图法可确定出Q和S的合力、RQ的力臂； 如附图3中的作图法可确定出臂架平衡系统及相关尺寸； 如附图4中的作图法可确定出Mb、Md的相关尺寸。 五、设计计算 1、补偿系统吊重水平位移高度差及未平衡力矩的校验 a.由附图1可得如下数据。 补偿滑轮中心距变化量： △l=[964 925 873 806 723 628 517 394 262]Tmm; 臂架头部高度变化量： △h=[3008 2835 2631 2402 2148 1873 1579 1269 946]Tmm; 吊重高度偏差值：△y=△l·mb-△h·mq =[-232 -120 -24 32 42 22 -56 -174 -320]Tmm; 其最大值满足：△ymax=|+△ymax|+|-△ymax| =42+320=362mm ≦0.03(Rmax-Rmin) =0.03×(33000-10000)=690mm; b.由附图2可得如下数据。 Q和S的合力(绕下铰点顺时针为正)： RQ= kN; RQ的力臂： rQ=[448 252 96 10 61 53 15 137 307 511]Tmm; 吊重未平衡力矩：M=RQ·rQ =[236.4 136.8 53.6 -5.7 -35.8 -31.8 9.2 85.1 193.1 324.5]TkN·m; 其最大值满足：|Mmax|=324.5kN·m≦0.1MQ=0.1·Q·Rmax =0.1×160×33=528kN·m; 综上，所选补偿点符合要求。 2、臂架平衡系统的校验 a.由附图4可得如下数据。 臂架系统自重对臂架下铰点O的重力矩： Mb=[4390.5 4163.0 3893.8 3585.6 3241.3 … 2864.6 2459.0 2028.8 1578.3 1111