某型號(hào)起重機(jī)抓斗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

PAGE中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名：孫鑫學(xué)號(hào)：11020143X13學(xué)院、系：中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)題目：某型號(hào)起重機(jī)的抓斗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師吳淑芳2015年3月30日

畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述一、課題名稱(chēng)某型號(hào)起重機(jī)的抓斗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、抓斗簡(jiǎn)介隨著社會(huì)的日益發(fā)展，一些強(qiáng)度較大的體力勞動(dòng)逐步被機(jī)械生產(chǎn)所替代，起重機(jī)則是其中運(yùn)用最為廣泛的工業(yè)機(jī)械，它對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力，降低建設(shè)成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量，加快施工建設(shè)，實(shí)現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著十分重要的作用。抓斗，是起重機(jī)裝卸散料的一種取物裝置，主要用于大量散粒物體的裝卸工作。它的抓取和開(kāi)卸都是由司機(jī)在司機(jī)室內(nèi)操作，不需要輔助人員協(xié)助，因而工作效率高，廣泛運(yùn)用在港口、車(chē)站、礦場(chǎng)、料場(chǎng)等。抓斗的全部動(dòng)作由起重機(jī)司機(jī)集中操作，只在特殊情況下，才需要增補(bǔ)做輔助工作的作業(yè)人員。盡管配備抓斗的起重機(jī)械在工作方式上具有非連續(xù)輸送的各種缺點(diǎn)，但在規(guī)模較大或堆料較雜的貨場(chǎng)上，為了從船舶和不能翻轉(zhuǎn)的鐵路車(chē)廂中卸載，以及對(duì)于特別難抓取的物料，仍然要使用抓斗。在水上運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸部門(mén)中，常常使用抓斗為貨船，駁船和鐵路貨車(chē)進(jìn)行裝卸作業(yè)和岸上倉(cāng)的堆垛，轉(zhuǎn)載作業(yè)。例如，在上海港務(wù)局所屬的各裝卸區(qū)，轉(zhuǎn)運(yùn)的各種散粒物料幾乎都是用抓斗進(jìn)行裝卸的。抓斗起重機(jī)的產(chǎn)生避免了工人的繁重勞動(dòng)，節(jié)省了輔助工作時(shí)間，大大提高了裝卸效率，并且可以避免工人人身受到傷害事故，提高生產(chǎn)安全性。近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)步，以及我國(guó)工業(yè)建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，抓斗起重機(jī)也得到迅速發(fā)展，其功能范圍也越來(lái)越大，設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高。

采掘工業(yè)中，使用抓斗進(jìn)行井下作業(yè)和露天礦場(chǎng)的剝離，裝車(chē)作業(yè)等，也顯示了其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。在建筑工地上，也收到了良好的效果。目前，抓斗在國(guó)內(nèi)外的使用范圍正在日益擴(kuò)大，而且針對(duì)不同的使用部門(mén)和抓取對(duì)象，類(lèi)型也逐漸增多，專(zhuān)門(mén)化的趨勢(shì)也隨之明顯。例如，長(zhǎng)撐桿雙顎板抓斗被廣泛地應(yīng)用于抓取一般的散粒物料，多顎板抓斗用于抓取礦石等比重大和粒度大的物料，耙集式抓斗用于清理貨艙和車(chē)廂。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，抓斗作業(yè)具有以下四個(gè)突出優(yōu)點(diǎn):(1)

免除了繁重的體力勞動(dòng)，使裝卸過(guò)程機(jī)械化。

(2)

生產(chǎn)效率高，裝卸成本低。

(3）

充分發(fā)揮起重機(jī)械的效率。

（4）

減少輔助工人。

可以肯定，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，抓斗在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)甲的使用范圍將日益擴(kuò)大，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，廣闊的發(fā)展前景。三、國(guó)內(nèi)外抓斗的發(fā)展現(xiàn)狀(1).國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)工程起重機(jī)研制起步于20世紀(jì)五六十年代，經(jīng)歷了七十年代末至八十年代的引進(jìn)、吸收以及九十年代以來(lái)的自主開(kāi)發(fā)階段，目前,整體吊裝工程越來(lái)越普遍,這就要求吊裝用起重機(jī)的起重能力、作業(yè)幅度和高度越來(lái)越大。國(guó)內(nèi)大型吊裝用起重設(shè)備已由過(guò)去單一的抱桿方式,逐步擴(kuò)大發(fā)展成為以高性能、更安全可靠的大型移動(dòng)式起重機(jī)為核心的吊裝設(shè)備。我國(guó)的抓斗設(shè)計(jì)則受技術(shù)限制，更多的是功能單一，體積較大，自動(dòng)化程度低的機(jī)械式抓斗。近些年，在無(wú)數(shù)技術(shù)人員的努力研究設(shè)計(jì)下，我國(guó)在抓斗領(lǐng)域也取得了一些突破，如側(cè)面定位的戟叉式啟閉機(jī)構(gòu)、斗齒與刃口板的連接機(jī)構(gòu)、液壓缸閉環(huán)串聯(lián)的異步啟閉多顎板抓斗、車(chē)站貨場(chǎng)卸碼原木用的旋轉(zhuǎn)定位裝置，以及對(duì)長(zhǎng)撐桿抓斗有重大改進(jìn)的扭矩?fù)瓮剖阶ザ返取?2).國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外吊裝業(yè)已非常成熟與完善,其吊裝用起重機(jī)也隨之得到了長(zhǎng)足發(fā)展。抓斗的最早出現(xiàn)，至少可以追溯到歐洲的文藝復(fù)興時(shí)代。當(dāng)時(shí)，意大利著名的藝術(shù)家兼科學(xué)家達(dá).芬奇(Leonardo

Da

Vinci

1452-1519)曾經(jīng)設(shè)計(jì)出一艘裝有抓斗的挖泥船而闡述抓斗性能的第一篇論文似乎應(yīng)該是德國(guó)的普范爾(Pfahl)于1912年發(fā)表的“自動(dòng)抓斗中力的分配與抓取”。在這篇文章里，普范爾敘述了影響抓斗抓取性能的各項(xiàng)因素及其影響關(guān)系，并提出了確定這些因素的方法和取值范圍。后來(lái)，A.Ni

mnerA,P.

T.

Ro

bin和Niemann等人研究了抓斗的工作過(guò)程及受力情況補(bǔ)充了普范爾的理論，初步完成了抓斗的理論分析工作。但是，由于他們的理論不大符合抓斗抓取過(guò)程中發(fā)生的實(shí)際現(xiàn)象，因而除了使人們?cè)谠O(shè)計(jì)抓斗時(shí)能夠稍有依據(jù)地選取幾個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)外，事先對(duì)抓斗的實(shí)際工作過(guò)程中將遇到的抓取阻力是不清楚的，以致常常達(dá)不到預(yù)期的效果。在這種情況下，人們只能依靠實(shí)際使用抓斗的經(jīng)驗(yàn)，不斷地改進(jìn)抓斗的結(jié)構(gòu)來(lái)滿足自己的要求。第二次世界大戰(zhàn)以后，世界各國(guó)有關(guān)抓斗的理論仍未形成，很多專(zhuān)家繼續(xù)研究抓取過(guò)程中發(fā)生的現(xiàn)象，以建立符合實(shí)際的抓取阻力計(jì)算方法的區(qū)仍在進(jìn)行。先后出現(xiàn)的有蘇聯(lián)的從能量觀點(diǎn)計(jì)算抓取阻力的方法，以及B.A.

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p的抓取阻力計(jì)算方法等。這些方法，有的著重于工程應(yīng)用，有的側(cè)重理論探討，各有特點(diǎn)。同時(shí)，在德國(guó)，北美，法國(guó)，日本等工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，也進(jìn)行了研究工作，取得了一定的研究成果。他們非常重視實(shí)際應(yīng)用方面的研究，這是值得提倡的。

目前，工程起重機(jī)的設(shè)計(jì)與制造主要集中在德國(guó)、美國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家。例如，輪式起重機(jī)的主要生產(chǎn)公司有德國(guó)的利勃海爾，德馬格．美國(guó)的格魯夫，

13本的多田野，住友建機(jī)．加藤等。履帶起重機(jī)的生產(chǎn)廠家有德國(guó)的利勃海爾、德馬格、森尼波根，美國(guó)的馬尼托瓦克起重集團(tuán)、林克貝爾特、P&H，日本的神鋼、日立住友、石川I島等等。各大制造公司的產(chǎn)品歷經(jīng)幾十年的風(fēng)雨都已形成系列化。其產(chǎn)品覆蓋率大，做工細(xì)致，以投放市場(chǎng)。與此同時(shí)，諸如格魯夫和利勃海爾等公司先后開(kāi)發(fā)新技術(shù)，最大限度的使用起重機(jī)，使其既能滿足大起重要有，又能滿足作業(yè)空間的需要。其抓斗的設(shè)計(jì)也更傾向于輕便化、多功能化和自動(dòng)化。四、抓斗發(fā)展趨勢(shì)隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，機(jī)械自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣，作用愈來(lái)愈大，對(duì)起重機(jī)及其抓斗的要求也越來(lái)越高。起重機(jī)抓斗正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。起重機(jī)正經(jīng)歷著以下變革：

(1).大型化和專(zhuān)用化

由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)工業(yè)生產(chǎn)方式和用戶需求的多樣性，使專(zhuān)用起重機(jī)及其抓斗的市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，品種也不斷更新，以特有的功能滿足特殊的需要，發(fā)揮出最佳的效用。

(2).輕型化和簡(jiǎn)便化

有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場(chǎng)合使用，工作并不很繁重。這類(lèi)起重機(jī)批量大、用途廣，考慮綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外形高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可使整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，

降低造價(jià)。而抓斗的質(zhì)量在起重機(jī)總重中占有很大比例，所以未來(lái)抓斗的發(fā)展必定會(huì)采取新型的輕便材料及先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)抓斗輕型化，用以實(shí)現(xiàn)最廣泛的用途。

（3）.自動(dòng)化和智能化

抓斗的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與

控制的改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技

術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和

控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)抓斗的自動(dòng)化和智能化。

（4）.新型化和實(shí)用化

結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重增加美觀。采用新的技術(shù)設(shè)施使起重機(jī)及其抓斗更加人性化和科學(xué)化，以適應(yīng)不斷發(fā)展的制造業(yè)。參考文獻(xiàn)：[1]許兆棠，張恒，張?zhí)K娜.起重機(jī)受力優(yōu)化及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2014，（5）.53~55[2]張志文，虞和謙.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，中國(guó)鐵道工業(yè)出版社，1998，[3]王欣，高順德，屈福政.國(guó)內(nèi)外大型起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r.建筑機(jī)械.2005，（2）[4]須雷,起重機(jī)的六大發(fā)展趨勢(shì).市場(chǎng)周刊（新物流）.2008，(11)[5]高如桐.介紹幾種新結(jié)構(gòu)抓斗.物流技術(shù).2002，（6）[6]王憲龍，梁慶華.長(zhǎng)撐桿抓斗靜力學(xué)性能分析及參數(shù)優(yōu)化.機(jī)械設(shè)計(jì)與研究.2011，（4）[7]馮國(guó)臣，丁福生.長(zhǎng)撐桿雙顎板繩索抓斗自重的確定及其在抓斗各部件上的分配比例.港口裝卸.2009，（6）[8]李秀娟.輪式起重機(jī)的節(jié)能環(huán)保方案.工程機(jī)械與維修.2010，（9）[9]程賢福.穩(wěn)健設(shè)計(jì)法在抓斗優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.煤礦機(jī)械.2008，（1）[10]徐養(yǎng)社.電動(dòng)液壓抓斗上蓋板回旋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).起重運(yùn)輸機(jī)械.2011，（7）[11]吳文根,王天虎等.基于SolidWorks的部件參數(shù)化設(shè)計(jì)方法的研究.現(xiàn)代機(jī)械.2007，（1）[12]王東，蒲小瓊.基于solidworks的機(jī)械零件參數(shù)化設(shè)計(jì).機(jī)械制造與自動(dòng)化.2004，（5）[13]張宗棠.抓斗門(mén)式起重機(jī)的初步設(shè)計(jì).重型機(jī)械科技.2004，（3）[14]李鵬飛，胡常斌，丁富生.長(zhǎng)撐桿雙鄂板抓斗設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題.起重運(yùn)輸機(jī)械.2008，（4）[15]高如桐.扭矩?fù)瓮剖阶ザ返难芯啃g(shù).物流技術(shù).2003，（1）[16]朱亞?wèn)|.寶鋼剪式抓斗與長(zhǎng)撐桿抓斗的應(yīng)用比較，中國(guó)科技縱橫.2011，（13）[17]李世龍，劉嵩，趙利軍.變頻調(diào)速在門(mén)座起重機(jī)抓斗起升控制中的理論研究.黑龍江科技信息.2011，（25）[18]遲金生.關(guān)于門(mén)座式起重機(jī)中自動(dòng)開(kāi)閉斗改造應(yīng)用.城市建設(shè).2012，（6）

畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：研究問(wèn)題影響抓斗抓取能力的因素，散料特性，抓斗結(jié)構(gòu)尺寸，抓斗自重，抓斗自重分配，顎板寬度，抓斗最大開(kāi)度，抓斗的其他幾何參數(shù)，抓斗顎板側(cè)面形狀，滑輪組倍率，抓斗各部分具體參數(shù)，抓斗驗(yàn)算研究方案通過(guò)對(duì)抓斗本身及被抓散物的力學(xué)物理性能兩方面的分析，建立了抓斗的空間尺寸模型，在保證抓斗結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的情況下，修正以往依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的抓斗的關(guān)鍵參數(shù)，提高了抓斗的抓取力矩，從而提高了抓斗的抓取性能和效率。1單繩抓斗

單繩抓斗只有支撐繩，供其升降，而顎板的閉合必須由卸料機(jī)構(gòu)配合完成。卸料機(jī)構(gòu)的種類(lèi)較多，能在空中完成卸料動(dòng)作的有卸料鐘式和拉繩脫鎖式；觸地卸料的重錘偏心塊式、中心導(dǎo)桿搖齒式和翻版式等。

缺點(diǎn)：?jiǎn)卫K抓斗生產(chǎn)效率低，應(yīng)用范圍受到限制。圖1單繩抓斗2長(zhǎng)撐桿抓斗長(zhǎng)撐桿抓斗是抓斗的基本形式，屬于雙繩抓斗的一種。其組成是由由顎板、上承梁、下承梁、支撐繩和閉合繩等五部分組成。閉合滑輪組的上、下滑輪分別安裝在上、下承梁上。抓斗上的鉸點(diǎn)為減少磨損，大都采用滾動(dòng)軸承及自動(dòng)潤(rùn)滑套。

優(yōu)點(diǎn)：長(zhǎng)撐桿抓斗對(duì)各類(lèi)散料具有良好的適應(yīng)性，且重心低，因而獲得廣泛的應(yīng)用。

缺點(diǎn)：顎板在抓斗閉合過(guò)程中，閉合力矩漸趨減小，這與抓斗作業(yè)要求相左，因而用長(zhǎng)撐桿抓斗抓取大塊度散料時(shí)，填充率明顯不足。

所以，長(zhǎng)撐桿抓斗多試用于粒度較小的散物。圖2長(zhǎng)撐桿抓斗根據(jù)實(shí)際工作需要，對(duì)抓斗的要求如下（1）.功能方面1）抓取性能好，有較大的抓取力2）裝卸效率高

3）裝卸性能好，空中任意位置顎瓣可閉合、打開(kāi)

4）閉合性能好，能防散漏

5）適用范圍廣，即可住小顆粒物料，也可抓取大顆粒物料（2）.結(jié)構(gòu)方面1）結(jié)構(gòu)新穎

2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊.材料方面

1)材料耐磨性能好

2）價(jià)格便宜（4）.人機(jī)工程方面操作方便，造型美觀.經(jīng)濟(jì)、使用安全等方面1）盡量能在各種起重機(jī)、挖掘機(jī)上配套使用

2）維護(hù)、安裝方便，工作可靠，使用安全

3）總成本低廉根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，結(jié)合目前的主流抓斗，選擇長(zhǎng)撐桿雙繩抓斗