滑移式起重夾鉗設(shè)備的總體設(shè)計(jì)

摘要設(shè)備穩(wěn)定性分析通過(guò)了解學(xué)習(xí)掌握夾鉗裝置的工作原理，對(duì)起重夾鉗裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)與分析，通過(guò)分析從而確定起重機(jī)設(shè)計(jì)方案夾鉗裝置的設(shè)計(jì)，傳動(dòng)裝置方案的設(shè)計(jì)以及分析設(shè)備的穩(wěn)定性。該滑移式夾鉗起重機(jī)，1,2級(jí)傳動(dòng)都使用皮帶傳動(dòng)，利用夾鉗自重，運(yùn)用自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置控制夾持物體。采用了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)方法，機(jī)械設(shè)計(jì)輔助軟件AutoCAD設(shè)計(jì)制作出起重夾鉗設(shè)備，吊起重量達(dá)100Kg，起升速度達(dá)0.1m/s,運(yùn)行速度達(dá)0.5m/s,搬運(yùn)物體快速便捷，無(wú)卡殼，設(shè)備運(yùn)行良好。關(guān)鍵字：起重機(jī)；滑移式；起重夾鉗；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置ABSTRACTThispaperfirstlyliftingclamptechnologydevelopmentandapplication,domesticandforeigndevelopmentanddevelopmenttrendof100kgcrane,throughthedesignschemebasedonthedeterminationofdesign,includingselectingthemodel,determinecraneforarm,thentoposecranecomponentsofthecranestructuredesign,includingholdingmechanism,thearm,clamparm,axle,automaticswitchdevicesandequipmentstabilityanalysisandsoondesign.Byunderstandinglearnclampdevice'sworkingprinciple,thestructureofthecraneclampdeviceclassifiedandanalysis,throughtheanalysistodeterminecranedesignschemeclampdevicedesign,Specificmodels,tier1transmissionhaveusedgeartransmission,transmissiondeviceschemedesignandanalysisequipmentstability.UsingdoublepinshaftadjustableclampdevicethatUSESclampself-respect,usingautomaticswitchequipmentcontrolclampingobjects.Adoptedthegeneraldesignmethodofmechanicaldesign,mechanicaldesignsupportsoftwareAutoCAD,designaliftingclampdevice,lifttheweightofhoistingspeed,100Kgof0.1m/s,operationspeedreaches0.5m/s,handlingobjectswithoutjam,fastandconvenient,equipmentoperationisgood.Keywords:Liftingappliance；Slidingtype；Clampingdevices；Designofstructure；Automaticcontroldevice；目錄TOC\o"1-3"\h\u1262摘要 I21312ABSTRACT II1起重機(jī)械簡(jiǎn)介 152281.1現(xiàn)代起重機(jī)的特征和發(fā)展趨向 1250071.2國(guó)產(chǎn)起重機(jī)與國(guó)外產(chǎn)品的差距 6184372起重夾鉗簡(jiǎn)介 7269632.1國(guó)內(nèi)外起重夾鉗發(fā)展?fàn)顩r 731762.2常用夾鉗裝置的發(fā)展與應(yīng)用 8169882.3.1螺桿夾緊式 8262012.3.2夾鉗自重夾緊式 9323912.3.3夾鉗裝置自重夾緊式 11267562.3.4鋼繩張力附加夾緊式 1256713設(shè)計(jì)目的及主要內(nèi)容 142203.1設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 146563.2設(shè)計(jì)目的 1486864100kg起重機(jī)的設(shè)計(jì)方案的確定 14226774.1100kg起重機(jī)的設(shè)計(jì)思想 14122414.2100kg起重機(jī)種類(lèi)的選擇與確定 14195124.3臂架式起重機(jī)的工作原理 1655344.4100kg起重機(jī)電機(jī)的選擇 1637894.5100kg起重機(jī)的傳動(dòng)裝置方案的設(shè)計(jì) 17203674.5.1功率與效率 17171654.5.2速度 18223294.5.3外廓尺寸、質(zhì)量和成本 18243054.6100kg起重機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案 1926894.6.1起重機(jī)構(gòu)件的材料選擇 19208224.6.2起重機(jī)構(gòu)件的設(shè)計(jì)方案 20110615100kg起重夾鉗主機(jī)的總體設(shè)計(jì) 21127185.1起重夾鉗設(shè)計(jì)思想 21175225.2100kg起重夾鉗工作原理 21128765.3起重夾鉗的夾持機(jī)構(gòu) 22277115.4吊臂的設(shè)計(jì) 2346265.4.1吊臂的材料的選擇 23192075.4.2吊臂的尺寸計(jì)算 23288075.5鉗臂的設(shè)計(jì) 23245375.5.1鉗臂的材料的選擇 23162865.5.2鉗臂1的設(shè)計(jì) 24285575.5.3鉗臂2的設(shè)計(jì) 25104235.6軸的設(shè)計(jì) 28159445.6.1軸的材料選擇 2898855.6.2主軸的設(shè)計(jì) 28281495.6.3軸1的設(shè)計(jì) 31257485.6.4軸2的設(shè)計(jì) 31291015.6.5吊軸的設(shè)計(jì) 32129806起重夾鉗主要部件的工藝 32176936.1吊臂的工藝 3287286.2鉗臂的工藝 32205946.3軸的工藝 32122177自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置的設(shè)計(jì) 34256827.1自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置的材料選擇 34232757.2自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 34222478設(shè)備的穩(wěn)定性分析 36114648.1溫度對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響 36210108.2機(jī)械加工及整體裝配對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響 3682239潤(rùn)滑劑的選擇 37926110結(jié)論及前景 38552410.1結(jié)論 381231010.2前景 387709參考文獻(xiàn) 39畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1.起重機(jī)械簡(jiǎn)介起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化、減輕繁重體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要工具和設(shè)備。如在港口碼頭和鐵路車(chē)站，沒(méi)有起重機(jī)械，裝卸工作就不能進(jìn)行；在冶金生產(chǎn)中．起重機(jī)械已用于金屬生產(chǎn)的全部過(guò)程；現(xiàn)代建筑工程，不能離開(kāi)起重機(jī)械；在農(nóng)業(yè)和林場(chǎng)，最困難、最費(fèi)力的工作也由起重機(jī)械來(lái)完成；在核發(fā)電站中，采用特殊的起重機(jī)，用以代替人的操作去擔(dān)當(dāng)對(duì)人體健康有嚴(yán)重危害的作業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展．起重機(jī)械在不斷地完善和發(fā)展之中。1.1現(xiàn)代起重機(jī)的特征和發(fā)展趨向隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的提高，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)的要求也越來(lái)越高。尤其是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促使了許多跨學(xué)科的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)，推動(dòng)了現(xiàn)代制造技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)的提高。激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越依賴(lài)于技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。這些都促使起重機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段，起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。

我國(guó)正以前所未有的速度進(jìn)入全球化國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，中國(guó)的起重機(jī)制造業(yè)面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的新形勢(shì)。因此起重機(jī)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新是關(guān)鍵?，F(xiàn)根據(jù)國(guó)內(nèi)外起重機(jī)的新理論、新技術(shù)和新動(dòng)向，結(jié)合實(shí)例，簡(jiǎn)要論述現(xiàn)代起重機(jī)的特征和發(fā)展趨向。1、重點(diǎn)產(chǎn)品大型化、高速化、耐久化和專(zhuān)用化

由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(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)。起重量越來(lái)越大，工作速度越來(lái)越高，并對(duì)能耗和可靠性提出更高的要求。起重機(jī)已成為自動(dòng)化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機(jī)不但要好用，容易維護(hù)，操作方便，而且安全性要好，故障要少，平均無(wú)故障工作時(shí)間要長(zhǎng)?？煽啃允菄?guó)際市場(chǎng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，國(guó)外許多大公司都制定了可靠性?xún)?nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)起重機(jī)的性能要趕超世界先進(jìn)水平，最關(guān)鍵的是要提高可靠性，使起重機(jī)具有優(yōu)異的耐久性、無(wú)故障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。目前世界上最大的浮游起重機(jī)起重量6500t，最大的履帶起重機(jī)起重量3000t，最大的橋式起重機(jī)起重量1200t，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)堆垛起重機(jī)最大運(yùn)行速度達(dá)240m／min。2、系列產(chǎn)品模塊化、組合化、標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)用化

許多起重機(jī)是成系列成批量的產(chǎn)品，采用系統(tǒng)多目標(biāo)整體優(yōu)化方法進(jìn)行起重機(jī)系列設(shè)計(jì)已成為發(fā)展重點(diǎn)，通過(guò)全面考慮性能、成本、工藝、生產(chǎn)管理、制造批量和使用維護(hù)等多種因素對(duì)系列主參數(shù)進(jìn)行合理匹配，以達(dá)到改善整機(jī)性能．降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。

用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件

制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過(guò)不同模塊的組合，形成不同類(lèi)型和規(guī)格的起重機(jī)。對(duì)起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，只需針對(duì)某幾個(gè)模塊。設(shè)計(jì)新型起重機(jī)，只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合。由于提高了通用化程度，可使單件小批生產(chǎn)的產(chǎn)品改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，降低制造成本。能以較少的模塊形式，組合成多品種多規(guī)格的起重機(jī)，滿足市場(chǎng)需求，增加競(jìng)爭(zhēng)能力。

德國(guó)德馬格公司生產(chǎn)的橋式起重機(jī)充分考慮了模塊化和組合化，使系列、整機(jī)、機(jī)構(gòu)、部件和零件互相之間的參數(shù)匹配，能力分布達(dá)到最為經(jīng)濟(jì)合理的搭配效果。利用起重量與起升速度的乘積為常數(shù)的方法使起升機(jī)構(gòu)主要部件達(dá)到最大限度的通用。再通過(guò)滑輪倍率的變化派生出更多的規(guī)格。5～125t橋式起重機(jī)系列，多種工作級(jí)別，只需4種基型的起重小車(chē)。該公司開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輪箱模塊系列，上面有多組聯(lián)接孔，可選裝不同型號(hào)的驅(qū)動(dòng)單元，可組裝成臺(tái)車(chē)，可與金屬結(jié)構(gòu)件組合后用作各種橋式、門(mén)式起重機(jī)，巷道堆垛起重機(jī)或其它軌行式起重運(yùn)輸機(jī)械的運(yùn)行機(jī)械，其車(chē)輪有多種踏面形式可供選用。由于不受基距限制，組合靈活，用途廣泛。該公司的端梁標(biāo)準(zhǔn)模塊系列已經(jīng)商品化，與主梁之間采用摩擦環(huán)和高強(qiáng)度螺栓的連接方式，提高了互換性和尺寸精度，減少了接合面的加工量。與任一主梁都可快速有效相接。有適用于單梁或雙梁兩種形式的端梁模塊，根據(jù)起重量及跨度就可確定出適用的端梁型號(hào)。

3、通用產(chǎn)品小型化、輕型化、簡(jiǎn)易化和多樣化

有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在一般的車(chē)間倉(cāng)庫(kù)使用，要求并不很高，工作并不十分繁重。如何提高這些起重機(jī)的適用性，降低制造成本，是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能否獲勝的關(guān)鍵。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)和使用維護(hù)費(fèi)用。因此電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和輕型梁式起重機(jī)會(huì)有更快的發(fā)展，并將大部分取代中小噸位一般用途橋式起重機(jī)。

用戶的需求性促進(jìn)了起重機(jī)的多樣性。起重機(jī)的系列參數(shù)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，功能選擇進(jìn)一步增加，一機(jī)多用產(chǎn)品進(jìn)一步得到發(fā)展，以增強(qiáng)應(yīng)變能力。在一般使用場(chǎng)合采用無(wú)線遙控操作的比例也將逐步增多。

德國(guó)德馬格公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新，已形成一個(gè)輕型組合式標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列。整個(gè)系列由組合式工字形單梁、懸掛箱形單梁、角形小車(chē)箱形單梁和箱形雙梁多個(gè)品種組成。主梁與端梁相接共有15種形式，可適合不同建筑物和不同起吊物的要求。每種規(guī)格起重機(jī)都有三種單速及三種雙速可供任意選擇。操縱方式有地面手電門(mén)自行移動(dòng)、手電門(mén)隨小車(chē)移動(dòng)、手電門(mén)固定、遠(yuǎn)紅外或無(wú)線電遙控、司機(jī)室固定、司機(jī)室隨小車(chē)移動(dòng)、司機(jī)室自行移動(dòng)等7種選擇，外加不同的導(dǎo)電形式，不同的電控形式，通過(guò)不同的組合，可搭配成百上千種起重機(jī)，充分滿足用戶不同的需求。這種起重機(jī)的另一最大優(yōu)點(diǎn)是輕型化，與國(guó)內(nèi)產(chǎn)品相比較，起重量32t，跨度

25.5m，國(guó)內(nèi)雙梁橋式起重機(jī)自重為46.4t，電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)自重為28.3t，而德馬格電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)的自重只有18.5t，比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品分別輕60％和35％。隨著起重機(jī)的不斷發(fā)展，我們公司的產(chǎn)品，能夠適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，我們公司的智能超載限制器及科藍(lán)安控系統(tǒng)，作為起重機(jī)安全運(yùn)行的保護(hù)神，可異地、遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)監(jiān)控起重機(jī)的運(yùn)行。4.產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化、集成化和高效化起重機(jī)的更新和發(fā)展,很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合,將先進(jìn)的微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜通訊技術(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)自動(dòng)化和半自動(dòng)化。使起重機(jī)組成的物料搬運(yùn)系統(tǒng)具有更高的柔性,以適應(yīng)未來(lái)多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式。大型高效起重機(jī)的新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要由全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器PLC、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測(cè)等設(shè)備組成。它賦于起重機(jī)以信息功能,可進(jìn)行信息傳遞、處理及動(dòng)力控制,大大提高了綜合自動(dòng)化水平。目前控制方面重點(diǎn)發(fā)展吊具防偏防搖技術(shù),取物裝置自動(dòng)取、卸物技術(shù),位置檢測(cè)及自動(dòng)位置控制技術(shù),故障自診斷監(jiān)控技術(shù)等。5.產(chǎn)品組合成套化、系統(tǒng)化、復(fù)合化和信息化在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上,通過(guò)計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng),通過(guò)中央控制室的控制,能與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合,能與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。這類(lèi)起重機(jī)自動(dòng)化程度較高,具有信息處理功能,可將傳感器檢測(cè)出來(lái)的各種信息實(shí)施存貯、運(yùn)算、邏輯判斷、變換等處理加工,進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。這類(lèi)起重機(jī)還具有較好的信息輸入輸出接口,實(shí)現(xiàn)信息全部、準(zhǔn)確、可靠地在整個(gè)物料搬運(yùn)系統(tǒng)中的傳輸。起重機(jī)通過(guò)系統(tǒng)集成,能形成不同機(jī)種的最佳匹配和組合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,發(fā)揮最佳效用。目前重點(diǎn)發(fā)展的有工廠生產(chǎn)搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng),商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng),集裝箱裝卸搬運(yùn)系統(tǒng),交通運(yùn)輸和郵電部門(mén)行包貨物的自動(dòng)分揀與搬運(yùn)系統(tǒng)等。生產(chǎn)工程機(jī)械的美國(guó)卡特皮勒公司金屬結(jié)構(gòu)廠購(gòu)置了一條以橋式起重機(jī)為主的物料自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng),用以鋼板噴丸處理、自動(dòng)切割和出入庫(kù)的自動(dòng)裝卸運(yùn)輸作業(yè),比原先采用單機(jī)操作工作效率提高65%。日本東芝浜川崎工廠采用由全自動(dòng)橋式起重機(jī)組成的物料輸送系統(tǒng)來(lái)搬運(yùn)柔性加工線上的夾具和工件,為機(jī)床運(yùn)送毛坯或?qū)⒓庸ず玫牧慵偷较乱还ば蚧騻}(cāng)庫(kù)。這些在空間移動(dòng)的搬運(yùn)起重機(jī)代替了過(guò)去通常在地面行駛的自動(dòng)導(dǎo)向搬運(yùn)車(chē),使車(chē)間地面面積得到充分利用。6.產(chǎn)品設(shè)計(jì)微機(jī)化、精確化、快速化和全面化隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和系統(tǒng)工程、優(yōu)化工程、價(jià)值工程、可靠性工程、創(chuàng)造工程和人機(jī)工程等現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的不斷發(fā)展,促使許多跨學(xué)科的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法出現(xiàn),使起重機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)入創(chuàng)新、高質(zhì)量、高效率的新階段。目前,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)已逐步深入到設(shè)計(jì)的各個(gè)階段和設(shè)計(jì)工作所涉及的各個(gè)領(lǐng)域。不僅能利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快、計(jì)算精度高、存儲(chǔ)信息量大和邏輯推理能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)代替人工進(jìn)行方案選擇、計(jì)算分析與繪圖,而且還能通過(guò)人機(jī)交互,最大限度地發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造力和經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)、德國(guó)、日本等一些起重機(jī)公司都廣泛應(yīng)用CAD,徹底拋棄了傳統(tǒng)的圖板。并且還與計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)相銜接,做到了無(wú)圖化生產(chǎn)。起重機(jī)是在復(fù)雜工況下工作的大型結(jié)構(gòu)系統(tǒng),其動(dòng)態(tài)性能受多種因素影響,運(yùn)動(dòng)參數(shù)與載荷不能用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型描述。以往多以靜態(tài)設(shè)計(jì)為主,局限性很大。國(guó)內(nèi)外近年來(lái)在起重機(jī)設(shè)計(jì)中采用了動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)新方法,用計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)在各種工況下承受載荷進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及隨時(shí)間變化過(guò)程的仿真模擬,得到仿真輸出參數(shù)和結(jié)果,以此來(lái)估計(jì)和推斷實(shí)際運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)。人機(jī)工程學(xué)把起重機(jī)、人和作業(yè)環(huán)境作為整個(gè)系統(tǒng)來(lái)研究,創(chuàng)造一種人與起重機(jī)最佳相互作用狀態(tài)。人機(jī)工程學(xué)在起重機(jī)上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在司機(jī)室的設(shè)計(jì),包括司機(jī)室的合理布置,減輕司機(jī)疲勞和提高工作效率的措施,加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),減少灰塵和廢氣污染,減少司機(jī)室的振動(dòng)和噪聲等。隨著起重機(jī)的高速化和大型化,還需進(jìn)一步深入開(kāi)展對(duì)起重機(jī)載荷變化規(guī)律、動(dòng)態(tài)特性和疲勞特性的研究。進(jìn)一步開(kāi)展對(duì)起重機(jī)整機(jī)及零部件的可靠性試驗(yàn)研究,提供起重機(jī)新的設(shè)計(jì)方法和數(shù)據(jù)。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元法、模塊化設(shè)計(jì)、反求工程設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)和健壯設(shè)計(jì)會(huì)更深入全面地得到應(yīng)用。7.產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化、宜人化和綜合化結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異型鋼,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,減輕自重和增加外形美觀。橋式類(lèi)型起重機(jī)橋架大多采用箱形四梁結(jié)構(gòu),主梁與端梁采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接,便于加工、運(yùn)輸與安裝。在機(jī)構(gòu)方面進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新型傳動(dòng)零部件,簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)?！叭弦弧边\(yùn)行機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便、調(diào)整簡(jiǎn)單并運(yùn)行平穩(wěn),將成為起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流,減速器殼體、卷筒及滑輪等的制造都以焊代鑄,能減輕自重、增加承載能力和改善加工制造條件。減速器齒輪采用硬齒面,以減小體積,提高承載能力,增加使用壽命。在電控方面開(kāi)發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調(diào)速系統(tǒng)和電控系統(tǒng),發(fā)展半自動(dòng)和全自動(dòng)操縱。采用機(jī)、電、儀、液一體化技術(shù),提高使用性能和可靠性,增加起重機(jī)的功能。有專(zhuān)家指出,未來(lái)的起重機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù),由于變頻調(diào)速系統(tǒng)越來(lái)越多地得到應(yīng)用,交流鼠籠電動(dòng)機(jī)將會(huì)重新受到重視并被廣泛采用。今后會(huì)更加注重起重機(jī)的安全性,研制新型安全保護(hù)裝置和故障自動(dòng)顯示裝置,并重視司機(jī)工作條件的改善。8.產(chǎn)品制造柔性化、靈捷化、精益化和規(guī)?；诩ち业氖袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下,要提高起重機(jī)的市場(chǎng)占有率,確保起重機(jī)的高性能高質(zhì)量,并不斷推出新產(chǎn)品,生產(chǎn)企業(yè)必須具備市場(chǎng)變化的適應(yīng)能力和快速反應(yīng)能力。包括提高生產(chǎn)效率,提高和保持產(chǎn)品質(zhì)量的一致性,降低生產(chǎn)成本,縮短生產(chǎn)周期,加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代等。生產(chǎn)制造的柔性化是使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要,從適應(yīng)當(dāng)前單品種大批量生產(chǎn)方式向多品種小批量生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。生產(chǎn)制造的靈捷化是使產(chǎn)品生產(chǎn)與推向市場(chǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間縮為最短,使企業(yè)機(jī)制能靈活向。生產(chǎn)制造的精益化是使生產(chǎn)過(guò)程勞動(dòng)生產(chǎn)率不斷提高,保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,強(qiáng)調(diào)企業(yè)各部門(mén)相互密切合作。良好的生產(chǎn)機(jī)制和管理機(jī)制是企業(yè)發(fā)展的前提。起重機(jī)制造時(shí)廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)和柔性制造系統(tǒng)(FMS)。采用擠壓成型、沖壓成型、精密鑄造等少、無(wú)切削工藝,采用光電跟蹤切割技術(shù)、焊接機(jī)器人技術(shù)。充分利用加工中心和全自動(dòng)數(shù)控機(jī)床,提高加工制造的自動(dòng)化水平。制造手段的現(xiàn)代化是保持質(zhì)量穩(wěn)定,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的前提。1.2國(guó)產(chǎn)起重機(jī)與國(guó)外產(chǎn)品的差距近些年來(lái)，伴隨著我國(guó)固定資產(chǎn)投資的飛速增長(zhǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和大型項(xiàng)目的不斷上馬，使得我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)獲得了空前的發(fā)展，也受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。近期炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的“徐工收購(gòu)案”更是吸引了眾多業(yè)內(nèi)外人士的目光。那么，我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力究竟如何？同國(guó)外的對(duì)手相比，孰優(yōu)孰劣？有關(guān)專(zhuān)家以起重機(jī)產(chǎn)品為例，從四個(gè)方面進(jìn)行了分析對(duì)比。技術(shù)實(shí)力應(yīng)該說(shuō)，我國(guó)起重機(jī)的制造技術(shù)還是位于世界前列的，眾多產(chǎn)品也在國(guó)內(nèi)外擁有廣闊的市場(chǎng)。然而，與歐美日等發(fā)達(dá)地區(qū)相比，我們的技術(shù)實(shí)力還是有一定差距的。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，級(jí)別超過(guò)200噸的履帶式起重機(jī)、超過(guò)100噸的汽車(chē)起重機(jī)大多要進(jìn)行國(guó)際招標(biāo)采購(gòu)，這說(shuō)明目前國(guó)內(nèi)在這方面尚不具備大量生產(chǎn)的能力。歐洲起重機(jī)的平均噸位在800噸，而我國(guó)目前這一數(shù)字卻不到200。徐州重型機(jī)械公司的QUY300型履帶式起重機(jī)重臂最大起重量可達(dá)300噸，QAY200型全路面起重機(jī)額定起重量為200噸，這已是目前國(guó)內(nèi)之最，與利渤海爾、馬尼托瓦克等國(guó)際起重機(jī)行業(yè)巨頭在技術(shù)方面還有很大差距。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由于技術(shù)能力所限，我國(guó)起重機(jī)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上也不夠完善，難以同國(guó)外匹敵。中國(guó)國(guó)際招標(biāo)網(wǎng)的資料顯示，技術(shù)要求較高的全路面起重機(jī)和履帶式起重機(jī)這兩種產(chǎn)品在我國(guó)產(chǎn)能較低，目前只有徐州重機(jī)等少數(shù)幾家行業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè)具備一定的生產(chǎn)能力。而這兩種產(chǎn)品是起重機(jī)眾多類(lèi)別當(dāng)中噸位最大的，其價(jià)格也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的汽車(chē)或輪胎式起重機(jī)，這一領(lǐng)域國(guó)內(nèi)產(chǎn)能的匱乏使得我們不得不付給國(guó)外廠商更多的成本。產(chǎn)業(yè)鏈條決定產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力的不只是技術(shù)研發(fā)的實(shí)力，處于產(chǎn)業(yè)鏈下游的制造業(yè)必將受制于上游產(chǎn)業(yè)的影響。在我國(guó)，鋼鐵企業(yè)的技術(shù)缺陷也給下游的工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展造成了一定程度的制約，鋼材的硬度、彈性、延展性等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)直接關(guān)系到技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展與起重機(jī)的關(guān)聯(lián)也十分密切，汽車(chē)底盤(pán)技術(shù)的成熟會(huì)對(duì)起重機(jī)承載能力的提高起到?jīng)Q定性的作用。然而，我國(guó)在這方面顯然不能同歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家相比。另外，下游的工程機(jī)械租賃產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)育階段，這也給起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)把握市場(chǎng)動(dòng)向、完善售后服務(wù)帶來(lái)了更多的成本消耗。進(jìn)出口結(jié)構(gòu)從起重機(jī)的進(jìn)出口結(jié)構(gòu)來(lái)看，我國(guó)起重機(jī)行業(yè)總體上以出口為主，貿(mào)易順差較大，尤其在亞洲有著非常廣闊的市場(chǎng)。盡管在技術(shù)上與歐美等國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有一定差距，但是這并不影響我們成為起重機(jī)的制造大國(guó)。在中低端市場(chǎng)上，由于價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，我們擁有更多的市場(chǎng)份額，也涌現(xiàn)出了徐工，中聯(lián)浦沅這樣優(yōu)秀的民族品牌。我國(guó)的起重機(jī)制造商與歐美的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比在技術(shù)上還存在著差距，在產(chǎn)業(yè)鏈條，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面也存在著一定的劣勢(shì)，但這并非遙不可及。更主要的是，我國(guó)在這一領(lǐng)域從未放棄過(guò)自主研發(fā)，而且已經(jīng)具備了相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，創(chuàng)造了幾個(gè)蜚聲全球的知名品牌。這也就是為什么凱雷對(duì)徐工的收購(gòu)會(huì)引來(lái)如此大的反響，作為很有希望的民族產(chǎn)業(yè)，我們當(dāng)然不可能拱手相讓。2起重夾鉗簡(jiǎn)介2.1國(guó)內(nèi)外起重夾鉗發(fā)展?fàn)顩r夾鉗作為一種起重作業(yè)機(jī)具被廣泛應(yīng)用于冷、熱軋薄板廠，用來(lái)搬運(yùn)各種半成品及成品鋼卷，是一種工作效率很高、適應(yīng)性極強(qiáng)、用途非常廣泛的起重設(shè)備，屬于冶金行業(yè)中的特種設(shè)備。按夾鉗在夾持物料的過(guò)程中有無(wú)輔助外力，可將其分為外力輔助式夾鉗和重力式夾鉗。外力輔助式央鉗是靠輔助外力實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的夾持，不管貨物的尺寸如何，只要輔助設(shè)備工作得當(dāng)，這種夾鉗就能輕易地對(duì)其實(shí)現(xiàn)夾緊，它具有操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、夾持力可調(diào)等特點(diǎn)。相對(duì)于外力輔助式夾鉗，重力式夾鉗只能靠夾鉗和物料的自重實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的夾持，它具有安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、不消耗動(dòng)力能源、壽命較長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。目前我國(guó)應(yīng)用較多的是重力式夾鉗，由于其初始夾緊力的產(chǎn)生是靠夾鉗和物料的自重實(shí)現(xiàn)的，如何用合適的力夾取物料，做到既能安全實(shí)現(xiàn)夾取，又避免鉗體的受力太大而導(dǎo)致鉗臂或物料的破壞就顯得非常重要了。以帶卷夾鉗為例，如果鉗口產(chǎn)生的夾持力不夠大，夾鉗夾持帶卷就不可靠；如果產(chǎn)生的夾持力太大，鉗臂的受力會(huì)很大，各鉗臂的強(qiáng)度也會(huì)要求很高，導(dǎo)致鉗體笨重：而且在夾持高溫帶卷時(shí)，夾持力太大時(shí)帶卷接觸面容易出現(xiàn)較大的塑性變形，而使其表面產(chǎn)生較深的壓痕，破壞了帶卷表面的完整性，給它的進(jìn)一步加工帶來(lái)不必要的麻煩。在我國(guó)，在吊夾裝置、液壓鋼卷夾鉗、重力式板坯夾鉗、電動(dòng)平移式板坯夾鉗等方面進(jìn)行過(guò)研究工作。相比對(duì)于國(guó)外，我們國(guó)家在夾鉗上的研究還是非常有限。德國(guó)、美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家，在央鉗的研究方面做得很好，這些國(guó)家很早就對(duì)各種鉗式取物裝置進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。在我國(guó)，在吊夾裝置、液壓鋼卷夾鉗、重力式板坯夾鉗、電動(dòng)平移式板坯夾鉗等方面進(jìn)行過(guò)研究性工作。相對(duì)于國(guó)外，我們國(guó)家在夾鉗上的研究還是非常有限，特別是在重力式帶卷夾鉗上，很少進(jìn)行系統(tǒng)性的研究。2.2常用夾鉗裝置的發(fā)展與應(yīng)用夾鉗裝置是夾鉗起重機(jī)的取物裝置，它與起重機(jī)的幾個(gè)工作機(jī)構(gòu)配合，可從鑄錠車(chē)上擰斷湯道，夾取鋼錠，將鋼錠裝入均熱爐，再?gòu)木鶡釥t取出加熱后的鋼錠送進(jìn)運(yùn)錠車(chē)或直接放到棍道上運(yùn)往初軋機(jī)。此外，夾鉗起重機(jī)還可用來(lái)?yè)芤其撳V車(chē)或夾上清爐耙清理爐底。夾鉗起重機(jī)在完成上述工藝程序時(shí)，由于運(yùn)行速度較快，振動(dòng)大，夾持的又往往是紅熱的鋼錠，因此夾鉗裝置的各個(gè)零部件除應(yīng)有足夠的強(qiáng)度外，還應(yīng)有良好的夾持性能，保證夾持的鋼錠不至從鉗口脫落。夾鉗裝置夾持鋼錠的工作可靠性通常用夾緊系數(shù)K表示。K為夾鉗鉗尖對(duì)鋼錠側(cè)面的兩個(gè)水平作用力(央緊力)之和對(duì)鋼錠自重的比值，K值越大，鋼錠越不會(huì)從夾鉗中脫落下來(lái)。為了加大夾緊系數(shù)K，除應(yīng)提高夾鉗裝置的強(qiáng)度與剛性外，還應(yīng)設(shè)法尋求最為合理舶結(jié)構(gòu)形式，以免過(guò)多地增大夾鉗裝置的幾何尺寸和自重，影響起升機(jī)構(gòu)的電機(jī)功率或起升速度。因此合理地選擇及改進(jìn)央鉗裝置的結(jié)構(gòu)形式是減小設(shè)備自重和提高夾鉗裝置工作可靠性的重要環(huán)節(jié)。2.3.1螺桿夾緊式夾鉗裝置有4個(gè)起升動(dòng)滑輪2，每?jī)筛摾K由起升卷筒經(jīng)起升動(dòng)滑輪成對(duì)地固定到小車(chē)架上的平衡杠桿或平衡輪上。央鉗開(kāi)圃機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在上方，由電機(jī)通過(guò)立式減速機(jī)瓤傘齒輪對(duì)傳動(dòng)垂直螺桿4，由具有內(nèi)螺紋可上下移動(dòng)的套筒帶動(dòng)拉桿，使夾鉗啟閉。拉桿向上時(shí)夾鉗閉合，拉桿向下時(shí)，夾鉗在自重的作用下開(kāi)啟。亦可設(shè)計(jì)成使拉桿帶動(dòng)夾鉗上方的連桿，當(dāng)拉桿向上時(shí)夾鉗閉合，拉桿向下時(shí)夾鉗張開(kāi)如圖2.3.1的右邊小圖。為了保持央鉗對(duì)鋼錠的穩(wěn)定夾持力，在開(kāi)閉機(jī)構(gòu)自底座上方裝有彈簧裝置，彈簧的壓力越大，夾鉗對(duì)鋼錠的夾緊力就越大。為了防止機(jī)構(gòu)過(guò)載，在立式減速機(jī)上設(shè)有極限力矩保護(hù)裝置。在確定彈簧壓力時(shí)，除應(yīng)根據(jù)電機(jī)功率、傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比，螺桿螺紋導(dǎo)角、夾鉗鉗桿的傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率等因素外，還與各運(yùn)動(dòng)物件運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣量有關(guān)。此外，它還應(yīng)根據(jù)極限力矩保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)值及其在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性決定。螺桿夾緊式夾鉗裝置的夾鉗鉗桿自重對(duì)夾緊力的影響甚小。在不同的鉗口開(kāi)度，鋼錠的自重對(duì)夾緊力雖有一定影響，但占的比重不大。這種夾鉗裝置的夾緊力主要是由機(jī)構(gòu)傳動(dòng)在螺桿中產(chǎn)生軸向力帶動(dòng)夾鉗鉗桿產(chǎn)生的。夾鉗的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝于夾鉗裝置翼架的下方，通過(guò)嚙合齒輪帶動(dòng)夾鉗回轉(zhuǎn)。為了防止機(jī)構(gòu)在刮渣時(shí)過(guò)載，機(jī)構(gòu)也設(shè)有極限力矩保護(hù)裝置。其結(jié)構(gòu)形式如圖2-1。圖2.1螺桿夾緊式2.3.2夾鉗自重夾緊式此處省略

NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙等.請(qǐng)聯(lián)系

扣扣：九七一九二零八零零另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過(guò)答辯按照連接夾鉗鉗桿的銷(xiāo)軸數(shù)量和結(jié)構(gòu)，夾鉗裝置可分為如圖2-2所示的單銷(xiāo)軸式，圖2-3所示的雙銷(xiāo)軸式和雙銷(xiāo)軸軸距可調(diào)式。單銷(xiāo)軸夾鉗裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但適用的有效開(kāi)度較小，雙銷(xiāo)軸的適用于較大的鉗口開(kāi)度，在導(dǎo)槽曲線和夾鉗鉗桿兩段長(zhǎng)度比不變的情況下，雙銷(xiāo)軸式的夾緊系數(shù)較大。雙銷(xiāo)軸可調(diào)式夾鉗裝置適用于鋼錠尺寸變動(dòng)范圍較大的情況，軸距的調(diào)節(jié)可以用人工，亦可用機(jī)械前者費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且在高溫時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)的勞動(dòng)條件很差，后者可以無(wú)級(jí)調(diào)距，但需增加一套傳動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。在夾鉗自重夾緊式夾鉗裝置中，革銷(xiāo)軸式的應(yīng)用最為普遍，單銷(xiāo)軸夾鉗裝置有兩個(gè)起升動(dòng)滑輪，每根鋼繩由起升卷筒經(jīng)起升動(dòng)滑輪固定到小車(chē)架平面上的拉桿上面。當(dāng)中的啟閉鋼繩由啟閉卷筒經(jīng)啟閉動(dòng)滑輪纏繞到起升卷筒上，它與起升鋼繩有相同的纏繞中徑。夾鉗的動(dòng)作原理是：當(dāng)夾鉗處于張開(kāi)狀態(tài)時(shí)，夾鉗的重量由啟閉鋼繩支承，而夾鉗裝置的其它部分，如：導(dǎo)槽架、立柱、橫粱等的重量壘由起升鋼繩支承。夾鉗須閉合時(shí)，由啟閉機(jī)構(gòu)。將啟閉鋼繩下放，讓啟閉動(dòng)滑輪下降，與動(dòng)滑輪用拉桿和鏈條相連接的鉗銷(xiāo)軸隨之下降，夾鉗因而下降。由于夾鉗鉗桿上部的滾予是沿著八字形導(dǎo)槽向下滾動(dòng)的，夾鉗因而閉臺(tái)。當(dāng)鉗尖接觸到鋼錠側(cè)面時(shí)，雖然啟閉機(jī)構(gòu)可能繼續(xù)使啟閉動(dòng)滑輪下降，但夾鉗及鉗銷(xiāo)軸已不能繼續(xù)下降，這時(shí)為了防止因鋼繩松弛而脫槽，在拉桿和鉗銷(xiāo)軸之間采用了焊接鏈連接，用來(lái)保證必要的柔性環(huán)節(jié)。夾鉗的開(kāi)啟過(guò)程就是閉合運(yùn)動(dòng)的逆過(guò)程。為了防止啟閉機(jī)構(gòu)在使夾鉬向上運(yùn)動(dòng)時(shí)夾鉗鉗桿上部滾子與八字形導(dǎo)槽頂部接觸時(shí)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)過(guò)載，在啟閉機(jī)構(gòu)設(shè)有極限力矩保護(hù)裝置。夾鉗裝置的起升運(yùn)動(dòng)是使起升卷筒以相同的速度纏繞起升鋼繩和啟閉鋼繩，起升動(dòng)滑輪與啟閉動(dòng)滑輪間相對(duì)位置不變，因而夾鉗裝置不論處于任何高度，夾鉗的鉗口開(kāi)度也不會(huì)變化。當(dāng)用夾鉗裝置央取鋼錠時(shí)，先下放夾鉗，使鉗夾與鋼錠側(cè)面接觸，并使鏈條呈松弛狀態(tài)。起升機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，起升動(dòng)滑輪帶動(dòng)上橫粱、立柱及導(dǎo)飴架一起上升。開(kāi)始時(shí)，夾鉗上部滾子與導(dǎo)槽之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)槽架上升到某一高度后，夾鉗開(kāi)始夾緊鋼錠，滾子與導(dǎo)槽之間不再出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由夾鉗帶著鋼錠與導(dǎo)槽架一起上升。在夾鉗夾住鋼錠、起升機(jī)構(gòu)起升鋼錠前，夾鉗的夾緊力主要是夾鉗的自重產(chǎn)生的，此時(shí)的夾緊力稱(chēng)為初始夾緊力。夾鉗的白重越大，初始夾緊力就越大。在夾鉗自重不變的情況下，夾緊力的大小只與夾鉗的幾何尺寸、鉗口開(kāi)度及導(dǎo)向槽的曲線形狀有關(guān)。當(dāng)夾鉗夾住鋼錠，導(dǎo)槽架帶動(dòng)夾鉗和鋼錠一齊起升時(shí)，夾緊力是由夾鉗和鋼錠的重量共同構(gòu)成的。為了使夾鉗裝置工作可靠，設(shè)計(jì)常取夾緊系數(shù)K≥1．8～2．0。起升機(jī)構(gòu)與啟閉機(jī)構(gòu)是完壘獨(dú)立的兩個(gè)機(jī)構(gòu)，它們可以單獨(dú)工作，亦可同時(shí)動(dòng)作。在實(shí)際工作時(shí)，夾鉗起重機(jī)所夾取的鋼錠品種和規(guī)格是多種多樣的，即使是同一品種和規(guī)格的鋼錠，由于鉗口與鋼錠側(cè)面的接觸位置不同，或夾鉗夾取鋼錠的開(kāi)度不同，夾緊系數(shù)常常是變化的。為了工作可靠，應(yīng)使夾鉗在任何開(kāi)度時(shí)的夾緊系數(shù)都保持足夠大的值，這可由設(shè)計(jì)特殊的導(dǎo)槽曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是這種曲線不論在設(shè)計(jì)和制造時(shí)都是困難的，通常簡(jiǎn)單地選用槧一等半徑的曲線。此種夾鉗裝置的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)于小車(chē)架上，通過(guò)蝸輪蝸桿減速機(jī)、長(zhǎng)的方形立軸及齒輪對(duì)使夾鉗裝置回轉(zhuǎn)。為防止機(jī)構(gòu)在回轉(zhuǎn)刮渣時(shí)過(guò)載，機(jī)構(gòu)設(shè)有極限力矩保護(hù)裝置。圖2.2雙銷(xiāo)軸夾鉗自重夾緊式夾鉗裝置圖2.3雙銷(xiāo)軸軸距可調(diào)式自重夾緊式夾鉗裝置2.3.3夾鉗裝置自重夾緊式夾鉗裝置自重夾緊式夾鉗裝置的結(jié)構(gòu)型式見(jiàn)圖2.4。夾鉗裝置有4個(gè)起升動(dòng)滑輪，每?jī)筛鹕摾K由起升卷筒經(jīng)起升動(dòng)滑輪成對(duì)地固定到小車(chē)架上的平衡滑輪上。兩根啟閉鋼繩由啟閉卷筒經(jīng)啟閉動(dòng)滑輪纏繞到起升卷筒上，它們與纏繞在起升卷筒上的起升鋼繩有相同的纏繞中徑。夾鉗在閉臺(tái)時(shí)，原來(lái)張開(kāi)的夾鉗裝置重量支承在啟閉鋼繩上，當(dāng)啟閉機(jī)構(gòu)下放鋼繩耐，啟閉動(dòng)滑輪3及外部滑塊2下降，夾鉗裝置的立柱及鉗銷(xiāo)軸因而下降，起升動(dòng)滑輪與鉗銷(xiāo)軸問(wèn)的距離變大，夾鉗開(kāi)始閉合當(dāng)夾鉗尖接觸到鋼錠側(cè)面時(shí)，閉臺(tái)動(dòng)作停止，立柱亦不再下降，啟閉機(jī)構(gòu)繼續(xù)下放鋼繩，夾鉗裝置的重量通過(guò)鉗銷(xiāo)軸懸掛在起升鋼繩上，從而產(chǎn)生初始夾緊力。夾鉗的張開(kāi)運(yùn)動(dòng)是閉合運(yùn)動(dòng)的通過(guò)程，當(dāng)啟閉機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，滑塊的移動(dòng)量由限位開(kāi)關(guān)控制。為了減小滑塊上升時(shí)與立柱的沖擊，在其間裝有彈簧緩沖器夾鉗裝置起升時(shí)，起升卷筒以相同的速度卷繞啟閉鋼繩和起升鋼繩，因而啟閉動(dòng)滑輪與．起升動(dòng)滑輪閥的距離不變，夾鉗的開(kāi)度也不變。如果夾鉗已夾住鋼錠，此時(shí)因滑塊已與立柱脫離，夾鉗裝置及鋼錠的壘部重量支承在起升鋼繩上并產(chǎn)生最大夾緊力。這起升機(jī)構(gòu)與啟閉機(jī)構(gòu)也是獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，它們可以分別動(dòng)作或同時(shí)動(dòng)作?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)在立柱最上方，電機(jī)通過(guò)減速機(jī)傘齒輪對(duì)、立柱及立柱下方的內(nèi)齒輪使夾鉗回轉(zhuǎn)。圖2.4夾鉗裝置自重夾緊式夾鉗裝置2.3.4鋼繩張力附加夾緊式鋼繩張力附加夾緊式央鉗裝置的結(jié)構(gòu)型式見(jiàn)圖2.5。在夾鉗裝置中有8個(gè)起升動(dòng)滑輪和4個(gè)起升定滑輪，在4根起升鋼繩中，每?jī)筛摾K由起升卷筒經(jīng)過(guò)內(nèi)側(cè)的兩個(gè)動(dòng)滑輪，依次繞過(guò)起升定滑輪，外側(cè)起升動(dòng)滑輪，固定到小車(chē)架上的平衡滑輪上。兩極啟閉鋼繩由啟閉機(jī)構(gòu)卷筒繞過(guò)啟閉動(dòng)滑輪纏繞到起升巷筒上，它們與起升鋼繩有相同的繩繞中徑。夾鉗須閉合時(shí)：憲鉗處于張開(kāi)狀態(tài)的夾鉗裝置的重量支承在啟閉鋼繩上。當(dāng)啟閉機(jī)構(gòu)下放鋼繩，啟閉動(dòng)滑輪及其外部的滑塊下降，夾鉗裝置的立柱、鉗銷(xiāo)軸及起升定滑輪隨之下嘴。由于起升動(dòng)猾輪與定滑輪間鋼繩數(shù)為開(kāi)閉鋼繩的兩倍，起升動(dòng)滑輪以啟閉動(dòng)滑輪一半的速度下降。起升動(dòng)滑輪與鉗銷(xiāo)軸距離變大，夾鉗開(kāi)始閉合當(dāng)鉗夾接觸到鋼錠側(cè)面時(shí)，閉合動(dòng)怍停止，立柱不再下降，啟閉機(jī)構(gòu)繼續(xù)下放鋼繩，夾鉗裝置便通過(guò)鉗銷(xiāo)軸懸掛到起升鋼繩上。圖2.5鋼繩張力附加夾緊式夾鉗裝置3設(shè)計(jì)目的及主要內(nèi)容3.1設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容通過(guò)上網(wǎng)搜索技術(shù)資料、到圖書(shū)館查閱文獻(xiàn)、到機(jī)器制造有限公司實(shí)習(xí)搜集資料以及技術(shù)專(zhuān)家交流學(xué)習(xí)等方式，了解國(guó)內(nèi)外各種已經(jīng)生產(chǎn)的夾鉗，理解起重夾鉗的基本工作原理，從而在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出該起重夾鉗設(shè)備。3.2設(shè)計(jì)目的（1）了解國(guó)內(nèi)外起重夾鉗技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用情況；（2）掌握夾鉗裝置的工作原理、夾鉗裝置的工作要求及性能；（3）確定起重機(jī)總體設(shè)計(jì)方案；（4）給出傳動(dòng)裝置方案的設(shè)計(jì)；（5）進(jìn)行夾鉗裝置的設(shè)計(jì)；（6）完成設(shè)備穩(wěn)定性分析。4100kg起重機(jī)的設(shè)計(jì)方案的確定4.1100kg起重機(jī)的設(shè)計(jì)思想(1)根據(jù)起重機(jī)的使用要求來(lái)選擇起重機(jī)的類(lèi)型；(2)根據(jù)起重機(jī)的工作要求，計(jì)算作用在起重機(jī)各部件上的載荷；(3)根據(jù)起重機(jī)整個(gè)部件的類(lèi)型，結(jié)構(gòu)和所受載荷，分析起重機(jī)各部件可能的實(shí)效形式,從而確定起重機(jī)各部件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；(4)根據(jù)起重機(jī)各部件的工作條件選擇適當(dāng)?shù)牟牧希?5)根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算,確定起重機(jī)各部件的基本尺寸；(6)根據(jù)工藝性標(biāo)準(zhǔn)等原則進(jìn)行起重機(jī)各部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；(7)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)完成后，必要時(shí)進(jìn)行詳細(xì)的校核計(jì)算，以判定結(jié)構(gòu)的合理性；(8)畫(huà)出起重機(jī)的總體裝配圖。4.2100kg起重機(jī)種類(lèi)的選擇與確定起重機(jī)械按其功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，大致可以分為下列4大類(lèi)：（1）輕、小型起重設(shè)備輕小型起重設(shè)備的特點(diǎn)是輕便、結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作簡(jiǎn)單，作業(yè)范圍投影以點(diǎn)、線為主。輕、小型起重設(shè)備，一般只有一個(gè)升降機(jī)構(gòu)，它只能使重物作單一的升降運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)葫蘆常配有運(yùn)行小車(chē)與金屬構(gòu)架以擴(kuò)大作業(yè)范圍。（2）橋式起重機(jī)橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱(chēng)天車(chē)。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車(chē)沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。（3）臂架式起重機(jī)臂架式起重機(jī)包括：起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。依靠這些機(jī)構(gòu)的配合動(dòng)作，可使重物在一定的圓柱形空間內(nèi)起重和搬運(yùn)。臂架式起重機(jī)多裝設(shè)在車(chē)輛上或其他形式的運(yùn)輸（移動(dòng)）工具上，這樣就構(gòu)成了運(yùn)行臂架式旋轉(zhuǎn)起重機(jī)。如汽車(chē)式起重機(jī)、輪胎式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、門(mén)座式起重機(jī)、浮式起重機(jī)、鐵路起重機(jī)等。（4）升降機(jī)升降機(jī)的特點(diǎn)是重物或取物裝置只沿導(dǎo)軌升降。升降雖只有一個(gè)升降機(jī)構(gòu)，但在升降機(jī)中，還有許多其他附屬裝置，所以單獨(dú)構(gòu)成一類(lèi)，它包括：電梯、貸梯、升船機(jī)等。由上四種類(lèi)型，結(jié)合100kg起重機(jī)的載荷較輕，但需要實(shí)現(xiàn)垂直升降和水平運(yùn)移，在此篇論文中我選擇第三種類(lèi)型——臂架式起重機(jī)。4.3臂架式起重機(jī)的工作原理1-底座2-電動(dòng)機(jī)13-電動(dòng)機(jī)24-皮帶輪5-起重滑輪6-吊臂7-吊臂支柱圖4.3起重機(jī)總體裝配圖臂架式起重機(jī)是通過(guò)起升機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)貸物的升降，通過(guò)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)貸物的水平運(yùn)移。由圖4.3所示，電動(dòng)機(jī)2通過(guò)鋼絲繩卷與起重滑輪3結(jié)合帶動(dòng)鋼絲繩上的貸物升降運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)1通過(guò)皮帶輪6帶動(dòng)吊臂支柱7水平運(yùn)移同時(shí)鋼絲繩上的貸物也水平運(yùn)移。機(jī)構(gòu)停止工作時(shí)，制動(dòng)器使夾鉗連同貸物懸停在空中。夾鉗的升降靠電動(dòng)機(jī)2改變轉(zhuǎn)向來(lái)實(shí)現(xiàn)，夾鉗的水平運(yùn)移靠電動(dòng)機(jī)1改變轉(zhuǎn)向來(lái)實(shí)現(xiàn)。4.4100kg起重機(jī)電機(jī)的選擇對(duì)任何需要配備傳動(dòng)裝置或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電子設(shè)備而言，電氣傳動(dòng)是最為理想和方便的一類(lèi)。其中控制電機(jī)和一些交、直流小功率電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)500kg起重機(jī)的工作條件，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的容量進(jìn)行選擇，主要從載荷和工作速度兩方面。該論文設(shè)計(jì)的起重機(jī)用來(lái)配合100kg起重夾鉗來(lái)進(jìn)行工作，所以起吊速度不能太快，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)工作速度取0.1m/s較為合理。根據(jù)已知條件由計(jì)算得知工作機(jī)所需有效功率：(4-1)通過(guò)電機(jī)機(jī)械手冊(cè)查表得：有40w～60w的電機(jī)，例如YS5614就是一個(gè)50W的電機(jī)。4.5100kg起重機(jī)的傳動(dòng)裝置方案的設(shè)計(jì)根據(jù)工作原理的不同,可將傳動(dòng)分為兩類(lèi)：機(jī)械傳動(dòng)；電傳動(dòng)。本論文所涉及的是機(jī)械傳動(dòng),具體可以分為帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)。當(dāng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)時(shí)，如傳遞的功率P、傳動(dòng)比i和工作條件已定，則不同類(lèi)型的傳動(dòng)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。選擇傳動(dòng)類(lèi)型時(shí)所依據(jù)的主要指標(biāo)是：效率高、外廓尺寸小，質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)性能良好及符合生產(chǎn)條件（生產(chǎn)可能性、預(yù)期的生產(chǎn)率及生產(chǎn)成本）等。至于在具體情況下，究竟選擇哪種傳動(dòng)類(lèi)型，只有綜合對(duì)比若干方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)后才能做出結(jié)論。4.5.1功率與效率各類(lèi)傳動(dòng)所能傳遞的功率取決于其傳動(dòng)原理、承載能力、載荷分布、工作速度、制造精度、機(jī)械效率和發(fā)熱情況等因素。一般地說(shuō)，嚙合傳動(dòng)傳遞功率的能力高于摩擦傳動(dòng)；蝸桿傳動(dòng)工作的發(fā)熱情況較為嚴(yán)重，因而傳遞的功率不宜過(guò)大；摩擦輪傳動(dòng)由于必須具有足夠的壓緊力，故在傳遞同一圓周力時(shí)，其壓軸力要比齒輪傳動(dòng)的大幾倍，因而一般不宜用于大功率的傳動(dòng)；鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)為了增大傳遞功率的能力，必須增大鏈條和帶的截面面積或排數(shù)（根數(shù)），這就要受到載荷分布不均的限制；齒輪傳動(dòng)在較多的方面優(yōu)于上述各種傳動(dòng)，因而應(yīng)用也就最廣。不斷提高傳動(dòng)的效率，就能節(jié)約動(dòng)力，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。效率的對(duì)立面是傳動(dòng)中的功率損失。在機(jī)械傳動(dòng)中，功率的損失主要由于軸承摩擦、傳動(dòng)零件間的相對(duì)滑動(dòng)和攪動(dòng)潤(rùn)滑油等原因，所損失的能量絕大部分轉(zhuǎn)化熱。為如果損失過(guò)大，將會(huì)使工作溫度超過(guò)允許的限度，導(dǎo)致傳動(dòng)的失效。因此，效率低的傳動(dòng)裝置一般不宜用于大功率的傳動(dòng)。各種傳動(dòng)傳遞功率的范圍及效率概值見(jiàn)表1。表1各種傳動(dòng)傳遞功率的范圍及效率概值傳動(dòng)類(lèi)型功率P/kW效率η(未計(jì)入軸承中摩擦損失)使用范圍常用范圍閉式傳動(dòng)開(kāi)式傳動(dòng)圓柱齒輪及錐齒輪傳動(dòng)極小～60000—0.96～0.990.92～0.95蝸桿傳動(dòng)可達(dá)80020～50自鎖的0.40～0.450.30～0.35非自鎖的，蝸桿頭數(shù)為：z1=1、224、60.70～0.800.60～0.700.80～0.85—0.85～0.92—鏈傳動(dòng)可達(dá)4000100以下0.97～0.980.90～0.93帶傳動(dòng)：平帶V帶同步帶摩擦輪傳動(dòng)1～350020～30—0.94～0.98可達(dá)100050～100—0.92～0.97可達(dá)30010以下—0.95～0.98很少至20020左右0.90～0.960.80～0.884.5.2速度速度是傳動(dòng)的主要運(yùn)動(dòng)特性之一。提高傳動(dòng)速度是機(jī)器的重要發(fā)展方向。表示傳動(dòng)速度的參數(shù)是最大圓周速度和最大轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)速度的提高，在不同傳動(dòng)形式中要受到不同因素的限制，例如載荷、傳動(dòng)的熱平衡條件、離心力及振動(dòng)穩(wěn)定性等。表4.5.3中給出了各類(lèi)傳動(dòng)一般的速度范圍，以供參考。4.5.3外廓尺寸、質(zhì)量和成本傳動(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量與功率和速度的大小密切相關(guān),也與傳動(dòng)零件材料的力學(xué)性能有關(guān)。但當(dāng)這些條件一定時(shí)，傳動(dòng)裝置的外廓尺寸和質(zhì)量基本上取決傳動(dòng)的形式。在大傳動(dòng)比的多級(jí)傳動(dòng)中，傳動(dòng)比的分配對(duì)外廓尺寸有著很大的影響。傳動(dòng)比是傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性之一。各類(lèi)傳動(dòng)用于單級(jí)減速及單級(jí)增速時(shí)的傳動(dòng)比（主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速比）參考值見(jiàn)表2。表2各類(lèi)傳動(dòng)的最大允許速度、轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)比（參照值）傳動(dòng)類(lèi)型最大允許速度最大允許轉(zhuǎn)速減速傳動(dòng)比普通平帶傳動(dòng)≤25(30)≤3(5)高質(zhì)量皮革帶傳動(dòng)35～407000～8000≤5特殊高質(zhì)量的織造的平帶傳動(dòng)到60000≤5鋼帶傳動(dòng)80～100－≤5V帶傳動(dòng)普通V帶窄V帶25～3012000≤8(15)35～4015000≤8(15)同步帶傳動(dòng)50～10020000≤10(20)鏈傳動(dòng)408000～10000≤6(10)(滾子)≤15(齒形)6級(jí)精度直齒圓柱齒輪傳動(dòng)到20＜300005(8)6級(jí)精度非直齒圓柱齒輪傳動(dòng)到50300005(8)5級(jí)精度直齒圓柱齒輪傳動(dòng)到120300005(8)蝸桿傳動(dòng)15～3≤40(80)摩擦輪傳動(dòng)15～25≤5(15)綜上所述，從效率、外廓尺寸，質(zhì)量，運(yùn)動(dòng)性能及生產(chǎn)條件等方面來(lái)考慮在500kg起重機(jī)中選擇V帶傳動(dòng)較為合理。由于電機(jī)的額定速度較大，而工作速度較小，可以采用多級(jí)V帶傳動(dòng)來(lái)減速而達(dá)到所需速度。4.6100kg起重機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案4.6.1起重機(jī)構(gòu)件的材料選擇任何設(shè)計(jì)都是與材料離不開(kāi)的，在設(shè)計(jì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)與部件之前，我們先要選擇一種比較合適的材料。首先查表，了解一下各類(lèi)材料的性能和材料的一些基本知識(shí)。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱(chēng)普通碳素鋼。與優(yōu)質(zhì)碳素鋼相比，對(duì)含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。我國(guó)和某些國(guó)家根據(jù)交貨的保證條件，把普通碳素鋼分為三類(lèi)：甲類(lèi)鋼（A類(lèi)鋼），只保證力學(xué)性能，不?；C學(xué)成分；乙類(lèi)鋼（B類(lèi)鋼），只保證化學(xué)成分不保證力學(xué)性能；特類(lèi)鋼（C類(lèi)鋼），既保證化學(xué)成分，又保證力學(xué)性能。特類(lèi)鋼常于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。一、碳鋼牌號(hào)的表示方法(1)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由屈服點(diǎn)“屈”字漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（A、B、C、D）及脫氧方法符號(hào)（F、b、Z）等四部分依次按順序組成。其中質(zhì)量等級(jí)按A、B、C、D順序依次增高，F(xiàn)代表沸騰鋼，b代表鎮(zhèn)靜鋼，代表鎮(zhèn)靜鋼等。如Q235-A·F表示屈服強(qiáng)度為235Mpa的A級(jí)沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。(2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字代表鋼中的平均含碳量的萬(wàn)分之幾。例如45鋼，表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,08鋼，表示平均含碳量為0.08%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。(3)碳素工具鋼碳素工具鋼的牌號(hào)是用碳字漢語(yǔ)拼音字頭T和數(shù)字表示。其數(shù)字表示鋼的平均含碳量的千分之幾。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)，則在數(shù)字后面加“A”。例如，T12鋼表示平均含碳量為1.2%的碳素工具鋼。T8鋼，表示平均含碳量為0.8%的碳素工具鋼。T12A，表示平均含碳量為1.2%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。二、碳鋼的用途舉例Q195、Q215，用于鉚釘、開(kāi)口銷(xiāo)等及沖壓零件和焊接構(gòu)件。Q235、Q255，用于螺栓、螺母、拉桿、連桿及建筑、橋梁結(jié)構(gòu)件。Q275，用于強(qiáng)度較高轉(zhuǎn)軸、心軸、齒輪等。Q345，用于船舶、橋梁、車(chē)輛、大型鋼結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上介紹，起重機(jī)的材料宜選擇45號(hào)鋼。4.6.2起重機(jī)構(gòu)件的設(shè)計(jì)方案如圖4.5起重機(jī)的總體裝配圖可知，底座5設(shè)計(jì)成圓形，底座上的支架采用焊接成型為了提高該設(shè)備的適用性，支柱7采用可升降式。因?yàn)樵撛O(shè)備是配套電氣設(shè)備使用，為了有利于線路的布置，所以支柱7和吊臂4采用45號(hào)空心圓柱鋼管較合理，所使用的導(dǎo)可以通過(guò)支柱的中間，這樣既合理又顯得美觀。5100kg起重夾鉗主機(jī)的總體設(shè)計(jì)5.1起重夾鉗設(shè)計(jì)思想本論文對(duì)重力式板坯夾鉗做了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)方案確定如下:（1）根據(jù)夾鉗的使用要求，選擇夾鉗的類(lèi)型為重力式夾鉗；（2）根據(jù)夾鉗的工作要求，計(jì)算作用在夾鉗各部件上的載荷；（3）根據(jù)夾鉗整個(gè)部件的類(lèi)型，結(jié)構(gòu)和所受載荷,分析夾鉗各部件可能的實(shí)效形式,從而確定夾鉗各部件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；（4）根據(jù)夾鉗各部件的工作條件及對(duì)夾鉗各部件的特殊要求(例如高溫或在腐蝕性介質(zhì)中工作等),選擇適當(dāng)?shù)牟牧?；?）根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算,確定夾鉗各部件的基本尺寸；（6）根據(jù)工藝性標(biāo)準(zhǔn)等原則進(jìn)行夾鉗各部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（7）細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)完成后，必要時(shí)進(jìn)行詳細(xì)的校核計(jì)算，以判定結(jié)構(gòu)的合理性；（8）畫(huà)出夾鉗各部件的工作圖，并寫(xiě)出計(jì)算說(shuō)明書(shū)。5.2100kg起重夾鉗工作原理本文所要介紹的夾鉗的主要組成部分由：吊臂、主鉗臂、副鉗臂、軸、自動(dòng)控制裝置等主要部件組成，結(jié)構(gòu)如下圖5-1所示。1-鉗口2-吊臂3-主鉗臂14-副鉗臂25-主機(jī)6-軸17-軸28-軸39-旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)裝置圖5-1夾鉗裝置的裝配圖我們先介紹該夾鉗的動(dòng)作原理：先是夾鉗處于空載狀態(tài)，當(dāng)欲夾起一重物，則緩緩下降至重物高度位置。在夾鉗鉗口碰及重物時(shí)，夾鉗結(jié)構(gòu)四邊形由于自重作用而發(fā)生變形，鉗口變寬，四邊形變扁。此時(shí)若被吊物已位于鉗口中，若往上拉，夾鉗同樣由自重，其結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，鉗口變小則可夾住重物。于是夾鉗可開(kāi)始上升，當(dāng)被吊物放到目的地時(shí)，整個(gè)夾鉗繼續(xù)向下放，由于自重作用，從而使鉗口放開(kāi)重物，開(kāi)口繼續(xù)變大。此時(shí)結(jié)構(gòu)四邊形發(fā)生變形，寬度變大，由于自動(dòng)控制裝置的作用，開(kāi)口不再變小，于是夾鉗便可以脫離重物，這樣就完成了一次運(yùn)作。5.3起重夾鉗的夾持機(jī)構(gòu)起重鉗的夾持機(jī)構(gòu)是根據(jù)起吊物件形狀不同分為單轉(zhuǎn)動(dòng)鉗板和雙轉(zhuǎn)動(dòng)鉗板起重鉗；根據(jù)夾持和起吊方式的不同又分為豎式夾持和橫式夾持結(jié)構(gòu)的起重鉗。對(duì)工字鋼、鋼軌等形狀對(duì)稱(chēng)的起吊物，采用雙轉(zhuǎn)動(dòng)鉗板起重鉗，起重夾鉗的結(jié)構(gòu)，對(duì)形狀簡(jiǎn)單的鋼板則采用豎式夾持結(jié)構(gòu)的單鉗扳起重鉗。在小起重量起重鉗中，輔助夾緊裝置由一根拉簧、扇形鎖板和能操縱鎖板轉(zhuǎn)動(dòng)的手柄組成。鎖板的上下極限位置都能自鎖，上極限位置靠彈簧偏心力矩自鎖，下極限位置連臂曲線自鎖。在起重量比較大的起重鉗中，采用液壓操作輔助夾緊裝置。采用輔助夾緊裝置可以使起重鉗起吊前在彈簧力作用下能夠獲得較佳的預(yù)夾緊力從而使起重鉗在起吊的一剎那或?qū)τ诳焖偕仙?、下降時(shí)的突然停止，仍能保持足夠的夾持力，以防止起吊物從鉗口滑脫，造成意外事故，它也可以說(shuō)是一個(gè)安全保險(xiǎn)裝置，它的另一個(gè)作用是在吊運(yùn)完畢之后，鎖板在操作手柄作用下，起重鉗能順利地張開(kāi)鉗口以卸下起吊物。輔助夾緊裝置的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但能起到安全保險(xiǎn)作用，并能提高起重鉗的裝卸速度，它是起重鉗不可缺少的極為重要的裝置。本文所要介紹的夾鉗的主要組成部分由：吊軸、鉗臂1、鉗臂2、梁軸、光軸1光軸2、軸1、軸2、自動(dòng)控制裝置等主要部件組成，結(jié)構(gòu)如圖2所示。與其它吊具相比，此夾鉗具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、能夠適應(yīng)極其復(fù)雜的工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)時(shí)，由于該夾鉗所夾的是100kg板坯，而且鉗口有耐高溫的作用，所以型號(hào)定為熱軋扁鋼20×150×1000。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)要計(jì)算可得該夾鉗可以?shī)A持2塊板坯。所以，我們?cè)O(shè)計(jì)鉗口高度不小于28mm，定為30mm。鉗口寬度定為168mm，整個(gè)夾鉗的寬度定為282.5mm。從圖2中也可以大致的看到夾鉗機(jī)構(gòu)的一些危險(xiǎn)截面，我們?cè)谝院笤谟?jì)算中就重點(diǎn)計(jì)算這些截面和點(diǎn)。我們?cè)谟?jì)算時(shí)不計(jì)夾鉗自重，這樣的精度能基本符合要求，而且能大大簡(jiǎn)化計(jì)算方法。5.4吊臂的設(shè)計(jì)吊臂主要是受到拉力的作用，在其端點(diǎn)和與吊軸的連接處應(yīng)力比較復(fù)雜。但吊臂的主要部分仍然可以用拉伸時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算來(lái)校核。對(duì)于吊臂上端的強(qiáng)度校核，我們等到吊軸的設(shè)計(jì)時(shí)再計(jì)算。下端則由于是焊接成型，故其強(qiáng)度與吊臂中間部分大致一樣。5.4.1吊臂的材料的選擇根據(jù)上面起重機(jī)選擇材料的介紹，吊臂的材料宜選擇45號(hào)鋼。5.4.2吊臂的尺寸計(jì)算由于45號(hào)鋼為塑性材料，以材料的屈服強(qiáng)度為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，查表得,在設(shè)計(jì)中安全系數(shù)n=1.5，計(jì)算材料的許用應(yīng)力(5-1)設(shè)計(jì)吊臂的寬度b，已知吊臂總能夠承受的重物的重量為m=100kg。依據(jù)構(gòu)件的強(qiáng)度校核公式，得：(5-2)則：為了以后的計(jì)算及其他因素的考慮，我們暫取A=60,另外，確定吊臂的厚度a=10mm，由此可計(jì)算得出寬度b=6mm。5.5鉗臂的設(shè)計(jì)由于我們?cè)谟?jì)算鉗臂時(shí)都不計(jì)鉗臂本身質(zhì)量。這有利于計(jì)算的簡(jiǎn)化。同時(shí)，與吊臂的計(jì)算一樣，吊臂圓孔處的強(qiáng)度校核到軸的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)再校核。5.5.1鉗臂的材料的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鉗臂的材料的選擇與前述吊臂的材料相同，即都選擇45鋼。5.5.2鉗臂1的設(shè)計(jì)根據(jù)平面力系平衡方程，確定主軸兩端所受的力分別為，暫憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)數(shù)據(jù)尺寸如圖5.5.2所示，由上述知根據(jù)平面力系列平衡方程：(5-3)可得：圖5-2主軸受力分析圖解得：已知前述軸的屈服強(qiáng)度極限，取安全系數(shù)n=1.5，計(jì)算許用應(yīng)力，取。設(shè)計(jì)鉗臂的面積A：根據(jù)軸的強(qiáng)度條件計(jì)算公式得：(5-4)根據(jù)計(jì)算的結(jié)果可看出預(yù)先估計(jì)的數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)的要求范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，暫取截面積，取鉗臂1的厚度為b=5mm,寬度a=25mm。CAD圖設(shè)計(jì)如下：圖5-3鉗臂1的結(jié)構(gòu)圖5.5.3鉗臂2的設(shè)計(jì)根據(jù)鉗臂2的結(jié)構(gòu)如下圖圖5-4鉗臂2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖已知：(5-5)對(duì)鉗臂2進(jìn)行受力分析，畫(huà)出如圖所示示意圖，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，并設(shè)AC=143.2mm,CD=110.6mm。圖5-5鉗臂2的受力示意圖由正弦定理求得a的值：(5-6)由下圖由余弦定理求得b的值：圖5-6鉗臂2的受力簡(jiǎn)圖(5-7)鉗臂2的受力情況比較復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，我們?nèi)匀徊捎勉Q臂1的計(jì)算方法。由于鉗臂2同時(shí)受到軸向拉伸和彎矩的作用。所以我們分開(kāi)計(jì)算這兩項(xiàng)，最后計(jì)算出總。再根據(jù)總應(yīng)力的大小和實(shí)際的需要來(lái)確定鉗臂2的尺寸。在AC段的軸向壓力為：根據(jù)軸的強(qiáng)度校核條件：(5-8)和前述所知的許用應(yīng)力。初定，并取厚度b=50mm，則寬度a=350mm。在C處截面的截面系數(shù)為(5-9)代人數(shù)據(jù)可得：計(jì)算C處截面的最大的彎曲應(yīng)力：(5-10)由，所以該尺寸符合強(qiáng)度條件。在CE段，該段基本與平行，故只要受拉力作用，現(xiàn)校核該段鉗臂：(5-11)由，故符合條件。ED段主要受彎曲作用，對(duì)ED段的最大彎矩發(fā)生在E處截面。先計(jì)算最大彎矩：再計(jì)算E截面處的應(yīng)力：(5-11)比小的多，故而也是安全的。5.6軸的設(shè)計(jì)5.6.1軸的材料選擇軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼。合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。必須指出：在一般工作溫度下（低于200攝氏度），各種碳鋼和合金鋼的彈性模均相差不多，因此在選擇鋼的種類(lèi)和決定鋼的熱處理方法時(shí)，所根據(jù)的是強(qiáng)度與耐性，磨而不是軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)剛度。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定條件下，有時(shí)也可選擇強(qiáng)度較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來(lái)提高軸的剛度。各種熱處理（如高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等）以及表面強(qiáng)化處理（如噴丸、滾壓等），對(duì)提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵容易作成復(fù)雜形狀，且具有價(jià)廉、良發(fā)的吸振性和耐磨性，以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點(diǎn)，可用于制成外形復(fù)雜的軸。根據(jù)上述45號(hào)鋼的特性選用軸的使用材料為45號(hào)鋼。5.6.2主軸的設(shè)計(jì)主軸彎矩的計(jì)算：根據(jù)平面力系平衡方程，確定主軸兩端所受的力，由上述知圖5-7主軸的受力分析圖圖5-8主軸的力矩分析圖根據(jù)平面力系平衡方程，得：(5-12)可得：解得：取截面1—1：取截面2—2：取截面3—3：得：根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件，設(shè)計(jì)主軸的直徑d，由上述=237MPa得：(5-13)為了方便設(shè)計(jì)和實(shí)際需要，取最小直徑d=18mm。主軸在與鉗臂連接處還受到了剪力的作用根據(jù)45鋼的特性，查表得剪切疲勞極限，取安全系數(shù)t=1.5?？梢杂?jì)算得：根據(jù)前面計(jì)算結(jié)果所得已知條件：故：(5-14)顯然，計(jì)算出來(lái)的。下面來(lái)校核鉗臂1圓孔處的強(qiáng)度：現(xiàn)在既然已經(jīng)確定了主軸的最小直徑d=18mm，那么我們就可以根據(jù)主軸的最小直徑來(lái)確定鉗臂1上端圓孔的直徑。由于軸與孔壁之間的相對(duì)速度很慢，但相互作用力很大。因此，配合間隙的選擇，對(duì)保證軸與孔內(nèi)壁的潤(rùn)滑非常重要。5.6.3軸1的設(shè)計(jì)根據(jù)45號(hào)鋼的特性，查表得剪切疲勞極限，取安全因素n=1.5。根據(jù)疲勞極限得出45號(hào)鋼的許用剪切應(yīng)力如下：根據(jù)剪切強(qiáng)度條件：，設(shè)計(jì)軸1的截面積A。(5-15)根據(jù)設(shè)計(jì)與實(shí)際需要取d=80mm。如下圖5-9：圖5-9軸一的結(jié)構(gòu)圖5.6.4軸2的設(shè)計(jì)由軸1的設(shè)計(jì)計(jì)算得出，根據(jù)剪切強(qiáng)度條件：，設(shè)計(jì)軸2的截面積A：（已知軸2受力）(5-16)實(shí)際需要取d=45mm。5.6.5吊軸的設(shè)計(jì)考慮到夾鉗裝置的自重需要和設(shè)計(jì)的需要，吊軸的設(shè)計(jì)與上面軸的設(shè)計(jì)方法是一樣的，這里暫取D=10mm。6起重夾鉗主要部件的工藝一個(gè)合格的產(chǎn)品，除了對(duì)各個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)外，對(duì)其工藝設(shè)計(jì)分析也是必不可少的?，F(xiàn)對(duì)該裝置主要部件進(jìn)行簡(jiǎn)要的工藝分析。6.1吊臂的工藝吊臂的上端與吊軸連接，故吊臂上端應(yīng)采用與吊軸過(guò)盈配合，其具體形位公差已于附件的CAD圖中標(biāo)出。吊臂的下端與主軸連接，具體連接方式為焊接。焊接時(shí)選用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，熱源集中，熔深大，焊接變形小，直接反接，提高效率和焊縫表面質(zhì)量。焊接時(shí)推薦選用焊絲匹配，直徑Φ1.2，不預(yù)熱焊接。本夾鉗裝置對(duì)主軸的要求比較高，所以吊臂與主軸焊接在一起之后，先進(jìn)行完全退火，然后再進(jìn)行淬火以增強(qiáng)主軸的強(qiáng)度和剛度。6.2鉗臂的工藝鉗臂的孔的工藝處理與吊臂的孔的處理不同，因?yàn)榕c鉗臂相連接的軸與鉗臂上的孔相互之間是滑動(dòng)的，所以它們之間的配合為間隙配合。按照前述所提過(guò)的孔與軸的配合方法確定鉗臂各個(gè)孔的大小和公差，孔內(nèi)壁的表面粗糙度為Ra0.32，具體形位公差已于附件的CAD圖中標(biāo)出。6.3軸的工藝軸類(lèi)零件是機(jī)械裝置中經(jīng)常遇到的典型零件之一。45鋼經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)后，可得到較高的強(qiáng)度和任性等綜合機(jī)械性能。在本裝置中共有五種軸，其中吊軸和主軸主要承受彎矩和剪力，軸1和軸2只承受剪力。光軸是自動(dòng)控制裝置里面的受力很小，可以不考慮其力學(xué)性能。由于各個(gè)軸的情況不一樣，所以他們的工藝也有所不一樣。吊軸與吊臂相配合，采用過(guò)盈配合。其它軸都與連接孔的接觸面處的表面粗糙度為Ra0.32。主軸的工藝要求較高，與吊臂焊接在一起之后，先進(jìn)行完全退火，然后再進(jìn)行淬火以增強(qiáng)主軸的強(qiáng)度和剛度。各軸的具體形位公差已于附件的CAD圖中標(biāo)出。

7自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置的設(shè)計(jì)自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置是本夾鉗裝置技術(shù)含量最高的部件。夾鉗裝置能否順利的工作和自動(dòng)控制裝置有著密切的關(guān)系，所以這里主要介紹一下自動(dòng)控制裝置的工作原理。7.1自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置的材料選擇根據(jù)受力分析可知此結(jié)構(gòu)受力不大，只須隨夾鉗自重即可。所以選擇自動(dòng)控制裝置的材料為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（牌號(hào)為Q235A）。7.2自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示，具體的功能介紹將會(huì)在下面進(jìn)行。圖7-1旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)裝置總體設(shè)計(jì)圖根據(jù)工作需要，要求此夾鉗具有自動(dòng)控制功能，主要實(shí)現(xiàn)如下三種狀態(tài)：該結(jié)構(gòu)主要是通過(guò)吊桿機(jī)構(gòu)放下——拉起——再放下——再拉起的動(dòng)作循環(huán)，從而使齒輪自動(dòng)旋轉(zhuǎn)控制開(kāi)關(guān)控制杠桿機(jī)構(gòu)，利用重力實(shí)現(xiàn)夾鉗自動(dòng)夾坯，放坯以及空車(chē)運(yùn)行的動(dòng)作。1、完成自動(dòng)夾坯的過(guò)程夾鉗工作之前處于空車(chē)狀態(tài)，此時(shí)控制裝置位于空車(chē)狀態(tài)位置，夾鉗欲夾起一重物，則緩緩下降至第一重物高度位置。當(dāng)夾鉗鉗口碰及重物時(shí)，夾鉗外形由于自重作用而發(fā)生變形，鉗口變寬，外形變扁，夾鉗上臂下降至下極限位置，夾鉗下臂張開(kāi)致最大位置；吊桿機(jī)構(gòu)拉起，上臂隨之上升帶動(dòng)齒輪自動(dòng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)上座上升，上座與卡座脫開(kāi)，夾鉗處于夾坯狀態(tài)。2、完成自動(dòng)放坯的過(guò)程當(dāng)被吊物放到目的地時(shí)，整副夾鉗繼續(xù)向下放，由于自重作用，從而使鉗口放開(kāi)重物，開(kāi)口繼續(xù)變大。此時(shí)夾鉗外形發(fā)生變形，寬度變大，夾鉗上臂帶動(dòng)齒輪自動(dòng)旋轉(zhuǎn)控制開(kāi)關(guān)上座上升，上座與卡座連結(jié)，夾鉗上臂處于中間位置，放坯動(dòng)作完成。完成一次從夾起重