起重機(jī)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
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第1章緒論1.1引言物料搬運(yùn)成了人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的重要組成部分,距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,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)的要求也越來(lái)越高。起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。起重機(jī)械是用來(lái)對(duì)物料作起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備。它的出現(xiàn)改變了人類(lèi)幾千年來(lái)以手工來(lái)搬動(dòng)重物的狀況,現(xiàn)在幾個(gè)按鈕就能完成以前做不到或很難做到的搬運(yùn)工作,人得到了休息,效率也提高了。起重機(jī)械發(fā)展歷史悠久,種類(lèi)日益繁多,應(yīng)用極為廣泛。當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén),如冶金、機(jī)械、交通運(yùn)輸、電力、建筑、采礦、化工、造船、港口、鐵路、農(nóng)場(chǎng)、林區(qū)和國(guó)防等都離不開(kāi)起重機(jī)械。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,日益顯現(xiàn)出起重機(jī)械作為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化、減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的特種設(shè)備的突出地位?,F(xiàn)代起重機(jī)械結(jié)構(gòu)已向大型、精密、高效、多功能、宜人化的機(jī)電一體化方向發(fā)展。1.2起重機(jī)介紹1.2.1起重機(jī)的定義起重機(jī)械是一種以間歇作業(yè)方式對(duì)物料進(jìn)行起升、下降和水平移動(dòng)的搬運(yùn)機(jī)械。起重機(jī)械的作業(yè)通常帶有重復(fù)循環(huán)的性質(zhì),一個(gè)完整的作業(yè)循環(huán)一般包括取物、起升、平移、下降、卸載等環(huán)節(jié)。經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)、正反向運(yùn)動(dòng)是起重機(jī)械的基本特點(diǎn)。1.2.2起重機(jī)的工作原理起重機(jī)械的主要任務(wù)是起重,而直接承擔(dān)起重任務(wù)的是起升機(jī)構(gòu),其他機(jī)構(gòu)都是為了擴(kuò)大起重機(jī)的使用范圍。最簡(jiǎn)單的起重機(jī)實(shí)際上也就僅有一個(gè)起升機(jī)構(gòu)?,F(xiàn)代的絕大多數(shù)起重機(jī),不論他們的型式和用途如何,都是根據(jù)同一個(gè)工作原理構(gòu)成的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,起重量和起升速度不斷提高,因而機(jī)構(gòu)演變?nèi)遮呁晟?。圖1-1a是起重機(jī)的原始形式轆轤的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。它有圓柱形卷筒和裝有手柄的軸組成。卷筒上纏有懸掛物品的繩索,繩索的張力在這種情況下就等于物品重量。張力在卷筒軸上產(chǎn)生的載荷力矩為圖1-1起重機(jī)工作原理在全部工作過(guò)程中,如不計(jì)摩擦阻力,則載荷力矩應(yīng)該為手柄的驅(qū)動(dòng)力矩所平衡,即或故從上式可以看出,欲增加起重量Q必須加大P或R,或減小。但手柄作用力P受到人體力限制,一般不超過(guò)30公斤;受到手臂長(zhǎng)度限制,一般約為300-400毫米;而為了保證鋼絲繩不致產(chǎn)生過(guò)大的彎曲,卷筒直徑又不能任意減小,因此,對(duì)于這種原始起重機(jī),起重量不能很大。為了提高起重量,采取了下面三個(gè)步驟:(1)軸和手柄分開(kāi),中間裝一個(gè)傳動(dòng)比為的傳動(dòng)裝置,即圖1-1b中減速器。如和都與圖1-1a所示的相同,則傳到卷筒軸上的驅(qū)動(dòng)力矩為。根據(jù)力矩平衡原理,所得的載荷力矩即可得:即加裝傳動(dòng)比的傳動(dòng)裝置后,起重量可以提高倍。并且可以隨增大而提高。但是,傳動(dòng)裝置是機(jī)構(gòu)中最復(fù)雜和成本最高的部分,而且傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、自重和成本又直接取決于傳動(dòng)比的大小,所以,僅靠提高傳動(dòng)比來(lái)提高起重量是不經(jīng)濟(jì)的。(2)除采用了一定傳動(dòng)比的傳動(dòng)裝置外,同時(shí)還可以采用滑輪組。如圖1-1c中所的滑輪組由一個(gè)定滑輪和二個(gè)動(dòng)滑輪所組成。繩索一端固定在卷筒上,另一端由卷筒繞下,依次經(jīng)過(guò)動(dòng)滑輪和定滑輪,最后固定在機(jī)架上。被起升的重物由四根繩索分支所支承,并隨動(dòng)滑輪一起升降。若不計(jì)阻力,則由卷筒繞下的繩索分支的張力或如果均維持不變,這時(shí)等于圖1-1b中,亦即。即:由此可見(jiàn),如裝四支分滑輪組后,起重量又提高了4倍,而且將隨滑輪組繩索分支數(shù)的增加而增大。但與此同時(shí)繩索的長(zhǎng)度相應(yīng)地加長(zhǎng),使機(jī)構(gòu)更為復(fù)雜和繩索的磨損加劇。所以也不能無(wú)限制地靠增加滑輪組繩索分支來(lái)提高重量。通常在起重量一定的情況下,可以利用滑輪組繩索分支數(shù)的增加來(lái)減小傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比。但選擇分支數(shù)的原則必須是減小傳動(dòng)比的所得完全抵償增加分支數(shù)的所失才行。(3)目前除少數(shù)的幾種起重機(jī)中仍保留人力驅(qū)動(dòng)外,大多數(shù)起重機(jī)都采用能發(fā)出較大力矩的電動(dòng)機(jī)來(lái)代替手柄(圖1-1c中虛線所示),以增大驅(qū)動(dòng)力矩,于是起重量又可以獲得進(jìn)一步提高。但在這種情況下,所采用的傳動(dòng)裝置和滑輪組不僅如上面所分析的那樣提高起重量,而且也將很高的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)閷?shí)際需要的卷筒轉(zhuǎn)速,從而得到合理的物品升降速度。圖1-1c所示是現(xiàn)代各種起重機(jī)中較為完善的起升機(jī)構(gòu)原理圖。它包括下列幾個(gè)組成部分:(1)取物裝置;(2)繩索滑輪和卷筒;(3)傳動(dòng)裝置;(4)驅(qū)動(dòng)裝置;(5)制動(dòng)裝置。其中制動(dòng)裝置在圖中沒(méi)表示出來(lái),它是用來(lái)使被提升的物品可靠的停駐在空中的裝置,對(duì)于起重機(jī)的安全操作是不可缺少的重要部件。1.3起重機(jī)的類(lèi)型及特點(diǎn)根據(jù)起重機(jī)械所搬運(yùn)的物品的特征、動(dòng)作的復(fù)雜程度以及工作場(chǎng)所或者生產(chǎn)工藝要求等條件的不同,可以將起重機(jī)械簡(jiǎn)單的分為三大類(lèi):(1)簡(jiǎn)單起重機(jī)械:一般只作升降運(yùn)動(dòng),而且大多數(shù)是手動(dòng)的。如各種千斤頂、絞車(chē)和滑車(chē)等。(2)通用起重機(jī)械:除使物品升降運(yùn)動(dòng)外,還能使物品作水平運(yùn)動(dòng)。如橋式起重機(jī)和汽車(chē)起重機(jī)等。(3)特種起重機(jī)械:只適合于某些專(zhuān)業(yè)性的工作,其構(gòu)造往往比上述兩者更為復(fù)雜。如各種冶金用起重機(jī)、建筑用起重機(jī)和港口用起重機(jī)等。1.4國(guó)內(nèi)起重機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r在中國(guó)將起重機(jī)械總體劃分為12大類(lèi)型,即輕小型起重設(shè)備、旋臂式起重機(jī)、橋式起重機(jī)、門(mén)式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、流動(dòng)式起重機(jī)、鐵路起重機(jī)、門(mén)座起重機(jī)、桅桿起重機(jī)、纜索起重機(jī)、升降機(jī)和機(jī)械式停車(chē)設(shè)備。進(jìn)一步可劃分為近百種型式(品種)和數(shù)百種型號(hào)。面對(duì)品種繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,大小不一,使用工況千差萬(wàn)別的這些涉及人們生命安全和財(cái)產(chǎn)安全的起重機(jī)械,為了安全,中國(guó)政府將其納入特種設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制管理,在制度上建立了一整套法律、法規(guī)、規(guī)章、安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系,在體制上建立了遍布全國(guó)31個(gè)行政區(qū)的安全監(jiān)察網(wǎng)絡(luò),從起重機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、重大維修、使用、檢驗(yàn)檢測(cè)和監(jiān)督管理重要環(huán)節(jié)上進(jìn)行有效監(jiān)管,在此,我重點(diǎn)介紹中國(guó)的起重機(jī)械制造許可制度。起重機(jī)械制造企業(yè)的分布、數(shù)量、產(chǎn)量和現(xiàn)狀。中國(guó)起重機(jī)械整機(jī)制造企業(yè),截止到2021年9月底統(tǒng)計(jì)有1615家。這些制造企業(yè)主要集中分布在江蘇(347家)、山東(203家)、河南(180家)、浙江(111家)、遼寧(105家)、廣東(100家)、上海(83家)、福建(80家)等地。中國(guó)起重機(jī)械使用總量,據(jù)2021年底普查統(tǒng)計(jì)在用起重設(shè)備為55.6萬(wàn)臺(tái)。設(shè)備的使用也主要集中分布在沿海發(fā)達(dá)地區(qū),如廣東、福建、浙江、上海、江蘇、山東、遼寧等地。中國(guó)的起重機(jī)械從50年代初創(chuàng)建至今,已經(jīng)形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模、具備了一定的技術(shù)水平、也基本形成了比較完整的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售體系,能基本滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)該設(shè)備的需求。目前國(guó)家繼續(xù)實(shí)施的財(cái)政政策,拉動(dòng)著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展,而起重設(shè)備作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)備廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各行各業(yè),如冶金、煤炭、化工、電力、交通和制造等產(chǎn)業(yè)。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,作用也愈來(lái)愈大,對(duì)起重機(jī)的要求也越來(lái)越高。起重機(jī)械正朝著大型化、高速度、人性化、環(huán)保性、通用產(chǎn)品小型化、零部件的模塊化和多樣化及安全監(jiān)察制度化與規(guī)范性方向發(fā)展。由于中國(guó)勞動(dòng)力相對(duì)便宜,制造成本較低,發(fā)展?jié)摿θ院芫薮?。同時(shí),我們也應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,中國(guó)起重機(jī)械制造狀況有以下幾個(gè)因素令人擔(dān)憂。(1)整體技術(shù)含量偏低,突出表現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)件制作材料和電氣控制系統(tǒng)水平較低;(2)規(guī)模化發(fā)展不夠,突出表現(xiàn)在低水平重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重,造成資源浪費(fèi),專(zhuān)業(yè)化發(fā)展嚴(yán)重滯后;(3)國(guó)際知名品牌寥寥無(wú)幾,除振華港機(jī)外,能夠打入國(guó)際市場(chǎng)并享有一定聲譽(yù)的知名品牌幾乎沒(méi)有;(4)惡性競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重,合理利潤(rùn)難保,并造成安全措施投入極少,事故率居高不下。因此,我們應(yīng)該有清醒認(rèn)識(shí),并高度關(guān)注中國(guó)起重機(jī)械的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和不失時(shí)機(jī)的加快科技創(chuàng)新能力。1.5國(guó)內(nèi)起重機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)1.5.1模塊化和組合化

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)不同模塊的相互組合,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??墒箚渭∨可a(chǎn)的起重機(jī)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),企業(yè)的生產(chǎn)組織也可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理。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。目前,德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)和日本的著名起重機(jī)公司都已采用起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì),并取得了顯著的效益。德國(guó)德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后,比單件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)費(fèi)用下降12%,生產(chǎn)成本下降45%,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。德國(guó)德馬格公司還開(kāi)發(fā)了一種KBK柔性組合式懸掛起重機(jī),起重機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)由冷軋型軌組合而成,起重機(jī)運(yùn)行線路可沿生產(chǎn)工藝流程任意布置,可有叉道、轉(zhuǎn)彎、過(guò)跨、變軌距。所有部件都可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn),再根據(jù)用戶的不同需求和具體物料搬運(yùn)路線在短時(shí)間內(nèi)將各種部件組合搭配即成。這種起重機(jī)組合性非常好,操作方便,能充分利用空間,運(yùn)行成本低。有手動(dòng)、自動(dòng)多種形式,還能組成懸掛系統(tǒng)、單梁懸掛起重機(jī)、雙梁懸掛起重機(jī)、懸臂起重機(jī)、輕型門(mén)式起重機(jī)及手動(dòng)堆垛起重機(jī),甚至能組成大型自動(dòng)化物料搬運(yùn)系統(tǒng)。1.5.2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)。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)不但要容易操作,容易維護(hù),而且安全性要好,可靠性要高,要求具有優(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)起重量達(dá)6500t,最大的履帶起重機(jī)起重量達(dá)3000t,最大的橋式起重機(jī)起重量為1200t,集裝箱岸邊裝卸橋小車(chē)的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min,堆垛起重機(jī)最大運(yùn)行速度是240m/min,垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100m/min。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)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。例如冶金、核電、造紙、垃圾處理的專(zhuān)用起重機(jī),防爆、防腐、絕緣起重機(jī)和鐵路、船舶、集裝箱專(zhuān)用起重機(jī)的功能不斷增加,性能不斷提高,適應(yīng)性比以往更強(qiáng)。德國(guó)德馬格公司研制出一種飛機(jī)維修保養(yǎng)的專(zhuān)用起重機(jī),在國(guó)際市場(chǎng)打開(kāi)了銷(xiāo)路。這種起重機(jī)安裝在房屋結(jié)構(gòu)上,跨度大、起升高度大、可過(guò)跨、停車(chē)精度高。在起重小車(chē)下面安裝有多節(jié)伸縮導(dǎo)管,與飛機(jī)維修平臺(tái)相連,并可作360度旋轉(zhuǎn)。通過(guò)大車(chē)和小車(chē)的位移、導(dǎo)管的升降與旋轉(zhuǎn)可使維修平臺(tái)到達(dá)飛機(jī)的任一部位,進(jìn)行飛機(jī)的維護(hù)和修理,極為快捷方便。1.5.3自動(dòng)化和智能化起重機(jī)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)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。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、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。變壓變頻調(diào)速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場(chǎng)感應(yīng)防碰撞技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線、載波通訊及控制、無(wú)接觸供電及三維條形碼技術(shù)等將廣泛得到應(yīng)用。使起重機(jī)具有更高的柔性,以適合多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式,提高單機(jī)綜合自動(dòng)化水平。重點(diǎn)開(kāi)發(fā)以微處理機(jī)為核心的高性能電氣傳動(dòng)裝置,使起重機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速和靜動(dòng)特性,可進(jìn)行操作的自動(dòng)控制、自動(dòng)顯示與記錄,起重機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)保護(hù)與自動(dòng)檢測(cè),特殊場(chǎng)合的遠(yuǎn)距離遙控等,以適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。例如采用激光裝置查找起吊物的重心位置,在取物裝置上裝有超聲波傳感器引導(dǎo)取物裝置自動(dòng)抓取貨物。吊具自動(dòng)防搖系統(tǒng)能在運(yùn)行速度200m/min、加速度0.5m2/s的情況下很快使起吊物搖擺振幅減至幾個(gè)毫米。起重機(jī)可通過(guò)磁場(chǎng)變換器或激光達(dá)到高精度定位。起重機(jī)上安裝近場(chǎng)感應(yīng)系統(tǒng),可避免起重機(jī)之間的互相碰撞。起重機(jī)上還安裝了微機(jī)自診斷監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)能提供大部分常規(guī)維護(hù)檢查內(nèi)容,如齒輪箱油溫、油位,車(chē)輪軸承溫度,起重機(jī)的載荷、應(yīng)力和振動(dòng)情況,制動(dòng)器摩擦襯片的壽命及溫度狀況等。1.5.4成套化和系統(tǒng)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,與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合,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)施存儲(chǔ)、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)集成系統(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),柔性加工制造系統(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。例如生產(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),用于鋼板的噴丸處理、切割和入庫(kù)的自動(dòng)裝卸搬運(yùn)作業(yè),比原先采用單機(jī)操作工作效率提高了65%。日本東芝浜川崎工廠用全自動(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)的起重機(jī)搬運(yùn)系統(tǒng)代替了過(guò)去通常使用的自動(dòng)導(dǎo)向搬運(yùn)車(chē),使車(chē)間的地面面積得到充分利用。1.5.5輕型化和多樣化

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)。因此電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和梁式起重機(jī)會(huì)有更快的發(fā)展,并將大部分取代中小噸位的一般用途橋式起重機(jī)。德國(guó)德馬格公司經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新,已形成了一個(gè)輕型組合式的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列。起重量為1-63噸,工作級(jí)別為A1-A7,整個(gè)系列由工字形和箱型單梁、懸掛箱形單梁、角形小車(chē)箱形單梁和箱形雙梁等多個(gè)品種組成。主梁與端梁相接以及起重小車(chē)的布置有多種型式,可適合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根據(jù)用戶需要每種規(guī)格起重機(jī)都有三種單速及三種雙速供任意選擇,還可以選用變頻調(diào)速。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、無(wú)線遙控、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)等七種選擇。大車(chē)及小車(chē)的供電有電纜小車(chē)導(dǎo)電、DVS系統(tǒng)兩種方式。如此多的選擇項(xiàng),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,自重輕、輪壓輕、外形尺寸高度小,可大大降低廠房建筑物的建造成本,同時(shí)也可減小起重機(jī)的運(yùn)行功率和運(yùn)行成本。與通用產(chǎn)品相比較,起重量為10t,跨度22.5m,通用雙梁橋式起重機(jī)自重是24t,起重機(jī)軌面以上高度1876mm,起重機(jī)寬度5980mm;德馬格起重機(jī)的自重只有8.7t,重量輕了176%,起重機(jī)軌面以上高度為920mm,降低了104%,起重機(jī)寬度為2980mm,外形尺寸減少了100%。1.5.6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,減輕自重和增加外形美觀。橋式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)型式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)。“三合一”運(yùn)行機(jī)構(gòu)是當(dāng)今世界輕、中級(jí)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流,將電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器合為一體,具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調(diào)整簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、配套范圍大等優(yōu)點(diǎn),國(guó)外已廣泛應(yīng)用到各種起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上。為使中小噸位的起重小車(chē)結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)化,同時(shí)降低起重機(jī)的尺寸高度,減小輪壓,國(guó)外已大量采用電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)。為了減輕自重,提高承載能力,改善加工制造條件,增加產(chǎn)品成品率,零部件盡量采用以焊代鑄,如減速器殼體、卷簡(jiǎn)、滑輪等都用焊接結(jié)構(gòu)。減速器齒輪都采用硬齒面,以減輕自重、減小體積、提高承載能力、增加使用壽命。液壓推桿盤(pán)式制動(dòng)器的應(yīng)用范圍也越來(lái)越大。此外,各機(jī)構(gòu)采用的電動(dòng)機(jī)都向高轉(zhuǎn)速發(fā)展,從而減小電機(jī)基座號(hào),減輕重量與減小外形尺寸,并可配用制動(dòng)力矩小的制動(dòng)器。

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。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。重視司機(jī)的工作條件,應(yīng)用人體工程學(xué)設(shè)計(jì)司機(jī)室,降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。德國(guó)近年為解決起重機(jī)吊鉤的防擺控制,開(kāi)發(fā)了模糊邏輯電路的控制技術(shù),用神經(jīng)信息和模糊技術(shù)來(lái)尋找開(kāi)始加速的最佳時(shí)刻,將有經(jīng)驗(yàn)司機(jī)防擺實(shí)際操作的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。模糊控制方式能確定實(shí)施自動(dòng)工作的控制指令,將人們主觀上的模糊量通過(guò)模糊集合進(jìn)行數(shù)字化定量,再利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)像熟練司機(jī)一樣的自如操作,取得了更高的效率和安全性。模糊控制作為新的控制方法已引人注目。*******畢業(yè)設(shè)計(jì)第2章橋式起重機(jī)的介紹第2章橋式起重機(jī)的介紹2.1橋式起重機(jī)的分類(lèi)2.1.1通用橋式起重機(jī)通用橋式起重機(jī)是指在一般環(huán)境中工作的普通用途的橋式起重機(jī)。以下類(lèi)型的起重機(jī)都屬于通用橋式起重機(jī)。(1)通用吊鉤橋式起重機(jī)通用吊鉤橋式起重機(jī)由金屬結(jié)構(gòu)、大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、電器及控制系統(tǒng)及司機(jī)室組成。取物裝置為吊鉤。額定起重量為10t以下的多為1個(gè)起升機(jī)構(gòu);16t以上的則多為主、副兩個(gè)起升機(jī)構(gòu)。這類(lèi)起重機(jī)能在大多數(shù)作業(yè)環(huán)境中裝卸和搬運(yùn)物料及設(shè)備。(2)電磁橋式起重機(jī)電磁橋式起重機(jī)的基本構(gòu)造與吊鉤橋式起重機(jī)相同,不同的是吊鉤上掛1個(gè)直流起重電磁鐵,用來(lái)吊運(yùn)具有導(dǎo)磁性的黑色金屬及其制品。通常是經(jīng)過(guò)設(shè)在橋架走臺(tái)上電動(dòng)發(fā)電機(jī)組或裝在司機(jī)室內(nèi)的可控硅直流箱將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?,然后再通過(guò)設(shè)在小車(chē)架上的專(zhuān)用電纜卷筒,將直流電源用撓性電纜送到起重電磁鐵上。(3)抓斗橋式起重機(jī)抓斗橋式起重機(jī)的裝置為抓斗,以鋼絲繩分別連接抓斗起升、起升機(jī)構(gòu)、開(kāi)閉機(jī)構(gòu)。主要用于散貨、廢舊鋼鐵、木材等的裝卸、吊運(yùn)作業(yè)。這種起重機(jī)除了起升閉合機(jī)構(gòu)以外,其結(jié)構(gòu)部件等與通用吊鉤橋式起重機(jī)相同。(4)兩用橋式起重機(jī)兩用橋式起重機(jī)有3種類(lèi)型:抓斗吊鉤橋式起重機(jī)、電磁吊鉤橋式起重機(jī)和抓斗電磁橋式起重機(jī)。其特點(diǎn)是在1臺(tái)小車(chē)上設(shè)有兩套各處獨(dú)立的起升機(jī)構(gòu),一套為抓斗用,一套為吊鉤用(或一套為電磁吸盤(pán)用一套為吊鉤用,或一套為抓斗用一套為電磁吸盤(pán)用)。(5)三用橋式起重機(jī)三用橋式起重機(jī)是一種多用的起重機(jī)。其基本構(gòu)造與電磁橋式起重機(jī)相同。根據(jù)需要可以用吊鉤吊運(yùn)重物,也可以在吊鉤上掛1個(gè)馬達(dá)抓斗裝卸物料,還可以把抓斗卸下來(lái)再掛上電磁盤(pán)吊運(yùn)黑色金屬,故稱為三用橋式起重機(jī)。(7)雙小車(chē)橋式起重機(jī)這種起重機(jī)與吊鉤橋式起重機(jī)基本相同,只是在橋架上裝有2臺(tái)起重量相同的小車(chē)。這種機(jī)型用于吊運(yùn)與裝卸長(zhǎng)形物件。2.1.2專(zhuān)用橋式起重機(jī)(1)冶金橋式起重機(jī)冶金橋式起重機(jī)根據(jù)用途可以劃分為不同的類(lèi)型,主要結(jié)構(gòu)基本與通用吊鉤橋式起重機(jī)相同,取物裝置多為專(zhuān)用。主要用于冶金車(chē)間的吊運(yùn)作業(yè),其起重量很大,最大的可達(dá)到數(shù)百噸。(2)絕緣吊鉤橋式起重機(jī)這種起重機(jī)結(jié)構(gòu)形式與通用吊鉤橋式起重機(jī)基本相同。但是為了防止工作過(guò)程中帶電設(shè)備的電流可經(jīng)過(guò)被吊物傳到起重機(jī)上,危及司機(jī)安全,故要求在吊鉤組、小車(chē)架、小車(chē)輪上設(shè)置3道絕緣裝置。主要用于冶煉鋁、鎂的工廠。(3)防爆吊鉤橋式起重機(jī)這種起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式與通用吊鉤橋式起重機(jī)基本相同。但是所用的整套電氣設(shè)置具有防爆性能。與鋼軌接觸的運(yùn)行車(chē)輪要采用不易產(chǎn)生摩擦火花的材料制作,以防止在起重機(jī)使用中產(chǎn)生火花引起爆炸或燃燒事故。主要用于具有易燃易爆物的車(chē)間、庫(kù)房或其他場(chǎng)所。目前產(chǎn)品規(guī)格較多。2.1.3電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī)其特點(diǎn)是橋式起重機(jī)的起重小車(chē)用自行式電動(dòng)葫蘆代替,或者用固定式電動(dòng)葫蘆作起重小車(chē)的起升機(jī)構(gòu),小車(chē)運(yùn)行、大車(chē)運(yùn)行等機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置也盡量與電動(dòng)葫蘆部件通用化。因此,與上述通用橋式起重機(jī)相比,電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī)雖然一般起重量較小、工作速度較慢、工作級(jí)別較低,但其自重輕、能耗較小、易采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品電動(dòng)葫蘆配套,而且對(duì)廠房等建筑物的壓力較小,建筑和使用經(jīng)濟(jì)性都較好。(1)電動(dòng)梁式起重機(jī)其特點(diǎn)是用自行式電動(dòng)葫蘆替代通用橋式起重機(jī)的起重小車(chē),用電動(dòng)葫蘆的運(yùn)行小車(chē)在單根主梁的工字鋼下突緣上運(yùn)行,跨度小時(shí)直接用工字鋼作主梁,跨度大時(shí)可在主梁工字鋼的上面再作水平加強(qiáng),形成的組合斷面主梁。其主梁可以是單根主梁,也可以是兩根主梁,其橋架可以是像通用橋式起重機(jī)那樣通過(guò)運(yùn)行裝置直接支撐在高架軌道上,也可以通過(guò)運(yùn)行裝置懸掛在房頂下面的架空軌道上。(2)電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)其特點(diǎn)是采用固定式電動(dòng)葫蘆裝在小車(chē)上作起升機(jī)構(gòu),小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)也多采用電動(dòng)葫蘆零部件作成簡(jiǎn)單的構(gòu)造形式,小車(chē)也極為簡(jiǎn)便輕巧,其整體高度小,小車(chē)及橋架自重輕、重心低、有很廣泛的使用適應(yīng)性。圖2-1橋式類(lèi)型起重機(jī)的大致分類(lèi)2.2橋式起重機(jī)的組成和特點(diǎn)取物裝置懸掛在可沿橋架運(yùn)行的起重小車(chē)或運(yùn)行式葫蘆上的起重機(jī),稱為“橋架型起重機(jī)”。橋架兩端通過(guò)運(yùn)行裝置直接支撐在高架軌道上的橋架型起重機(jī),稱為“橋式起重機(jī)”。橋式起重機(jī)一般由裝有大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的橋架、裝有起升機(jī)構(gòu)和小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起重小車(chē)、電氣設(shè)備、司機(jī)室等幾個(gè)大部分組成。外形像一個(gè)兩端支撐在平行的兩條架空軌道上平移運(yùn)行的單跨平板橋。起升機(jī)構(gòu)用來(lái)垂直升降物品,起重小車(chē)用來(lái)帶著載荷作橫向運(yùn)動(dòng);橋架和大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來(lái)將起重小車(chē)和物品作縱向移動(dòng)。橋式起重機(jī)是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道運(yùn)行式起重機(jī),其額定起重量從幾噸到幾百噸。最基本的形式是通用吊鉤橋式起重機(jī),其他形式的橋式起重機(jī)基本上都是在通用吊鉤橋式的基礎(chǔ)上派生發(fā)展出來(lái)的。2.2.1橋式起重機(jī)小車(chē)橋式起重機(jī)小車(chē)主要由起升機(jī)構(gòu)、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車(chē)架三部分組成;另外還有一些安全防護(hù)裝置。橋式起重機(jī)的小車(chē)(圖2-2)主要具有下列特征:(1)起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)由獨(dú)立的部件構(gòu)成。這些部件間采用補(bǔ)償聯(lián)軸器聯(lián)系起來(lái)。齒輪聯(lián)軸器補(bǔ)償了轉(zhuǎn)軸中心線的偏差和歪斜,這些偏差和歪斜系因制造與安裝不精確,以及小車(chē)架變形而發(fā)生彼此位移所引起的。由于采用了分組的獨(dú)立部件,因此使機(jī)構(gòu)的裝拆方便。(2)在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和小車(chē)架的時(shí)候,遵循標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化的原則。這使零部件的互換性得到了保證,大大的降低了制造和使用維護(hù)起重機(jī)的費(fèi)用,并使所需零件和部件的備品量縮減到最少。圖2-3橋式起重機(jī)小車(chē)構(gòu)造圖1-墊板;2-從動(dòng)車(chē)輪組;3-主動(dòng)車(chē)輪組;4-減速器;5、6-起升及運(yùn)行機(jī)構(gòu)(3)小車(chē)的車(chē)架用鋼板焊接而成。在車(chē)架上焊有墊板1(圖2-3),電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和可拆卸的軸承座等均安裝在墊板上。為了簡(jiǎn)化車(chē)架的加工,墊板的加工面應(yīng)盡量布置在同一水平面或垂直面上。(4)起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用減速器式傳動(dòng)裝置,僅在起重量較大、傳動(dòng)比高時(shí),低速級(jí)才采用一級(jí)開(kāi)式齒輪,而高速級(jí)仍采用減速器傳動(dòng)。(5)所有機(jī)構(gòu)中均采用滾動(dòng)軸承。卷筒和車(chē)輪安裝在轉(zhuǎn)軸上和轉(zhuǎn)動(dòng)的心軸上。通常,從動(dòng)車(chē)輪安裝在帶有兩個(gè)角形軸承箱的轉(zhuǎn)動(dòng)心軸上。而主動(dòng)車(chē)輪安裝在帶有兩個(gè)角形軸承箱的獨(dú)立轉(zhuǎn)軸上,它與減速器的輸出軸端用聯(lián)軸器相連接。因此,拆卸聯(lián)軸器后車(chē)輪可與其軸承箱一起從軌道上推出。減速器(圖2-3中4)也可以單獨(dú)的拆裝。(6)過(guò)去都采用短行程或長(zhǎng)行程交流電磁鐵、彈簧上閘的瓦塊式制動(dòng)器,而重墜上閘的長(zhǎng)行程電磁鐵制動(dòng)器已經(jīng)很少使用。近年來(lái)趨向用制動(dòng)性能良好的電動(dòng)液壓推桿和電磁液壓推桿式制動(dòng)器來(lái)取代上述幾種制動(dòng)器。要求制動(dòng)平穩(wěn)和容易得到直流電源的地方,還可應(yīng)用直流電磁鐵制動(dòng)器。為了使部件容易裝拆,通常,將制動(dòng)輪與齒輪聯(lián)軸器做成一個(gè)部件(圖2-3中5)。但根據(jù)機(jī)構(gòu)布置需要,也可以將制動(dòng)輪作成獨(dú)立的零件來(lái)安裝(圖2-3中6)。(7)制造起重機(jī)時(shí),由于零件熱處理得到了廣泛的應(yīng)用,從而大大地提高了零件表面的耐磨性,延長(zhǎng)了它們的使用壽命。(8)為了簡(jiǎn)化起重機(jī)機(jī)構(gòu)的維護(hù)工作,軸承的最好采用集中潤(rùn)滑系統(tǒng)。起重小車(chē)除有起升、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車(chē)架外,還必須有必要的安全保護(hù)裝置:如欄桿、排障板、限位開(kāi)關(guān)、撞尺和緩沖器等。其具體要求分述如下:(1)欄桿和排障板:欄桿用于保護(hù)維修人員的操作安全。它設(shè)置在與小車(chē)軌道垂直的小車(chē)臺(tái)邊緣上。為便于小車(chē)維修人員上下,在小車(chē)的另外兩邊則不設(shè)欄桿。欄桿可用角鋼(L50)或鋼管制作,高度不低于800mm。排障板裝在小車(chē)架端梁兩端的車(chē)輪外邊,用于推開(kāi)小車(chē)軌道上可能有的障礙物,以利于小車(chē)運(yùn)行。

(2)限位開(kāi)關(guān):用于限制吊鉤和小車(chē)架極限位置。在起升機(jī)構(gòu)中,墜重式限位開(kāi)關(guān)裝在小車(chē)平臺(tái)上卷筒的旁邊,用于限制吊鉤向上位置,使其不能碰到小車(chē)架上。如圖2-4a限位開(kāi)關(guān)的盒體伸出一個(gè)短軸,軸上固定有帶重塊的杠桿1,其另一端用鋼繩懸掛一個(gè)墜重2保持平衡。墜重上裝有一個(gè)套環(huán)3,此套環(huán)在起重鋼絲繩的一個(gè)分支外面,并不妨礙鋼絲繩上下移動(dòng)。當(dāng)?shù)蹉^組上升到允許的最高位置時(shí),固定在吊鉤組上的擋板4就將墜重2抬起,使懸掛它的鋼繩松弛,此時(shí),杠桿1在另一端重塊作用下轉(zhuǎn)動(dòng)約30o,因此使開(kāi)關(guān)盒內(nèi)的電路觸點(diǎn)斷開(kāi),起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)斷電停止,吊鉤組不再上升。由于接線關(guān)系,這時(shí)吊鉤組只能向下降方向運(yùn)動(dòng)。圖2-4b將墜重固定在一連桿3上,吊鉤組上升到極限位置時(shí),撞上連桿使其繞一端固定鉸擺動(dòng)并抬起固定其上的墜重,使開(kāi)關(guān)動(dòng)作,電動(dòng)機(jī)斷電。后一種布置方式使限位開(kāi)關(guān)在小車(chē)臺(tái)面上的位置選擇較為靈活些。圖2-4起升和小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的限位關(guān)系1-杠桿;2-墜重;3-套環(huán);4-擋板上述兩種布置方式所用的墜重作用式限位開(kāi)關(guān),其動(dòng)作都離不開(kāi)吊鉤組的工作位置。由于它直接控制了吊鉤組上升的極限位置,所以工作是十分可靠的。但是,這種裝置方式較為笨重。起升機(jī)構(gòu)中應(yīng)用的另一種限位開(kāi)關(guān)為螺旋式限位開(kāi)關(guān),它安裝在卷筒軸的一端,利用絲桿和螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制電路的觸點(diǎn)閉合,而絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)與卷筒的旋轉(zhuǎn)保持一定的聯(lián)系,因此,限位開(kāi)關(guān)就通過(guò)卷筒的旋轉(zhuǎn)間接地控制了吊鉤組上升的極限位置。無(wú)論是哪一種限位開(kāi)關(guān),吊鉤組上升的極限位置應(yīng)該與卷筒或定滑輪之間保持一定的距離。小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的行程限位開(kāi)關(guān)一共有兩個(gè),它們安裝在起重機(jī)橋梁主梁的兩端,位于小車(chē)的一根軌道外側(cè)的主梁上蓋板上。在小車(chē)架相應(yīng)的端梁外側(cè)固定著一根用角鋼彎折的撞尺(圖2-4b中6)。當(dāng)小車(chē)運(yùn)行至極限位置時(shí),撞尺壓迫限位開(kāi)關(guān)的搖柄轉(zhuǎn)動(dòng)30o,使開(kāi)關(guān)盒內(nèi)的觸點(diǎn)斷開(kāi),于是運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)斷電。由于接線關(guān)系,此時(shí)電動(dòng)機(jī)只能作反向起動(dòng)。小車(chē)行程限位開(kāi)關(guān)的位置要安裝適當(dāng),應(yīng)考慮到小車(chē)撞尺觸及限位開(kāi)關(guān)使電機(jī)斷電并制動(dòng)后,小車(chē)還要走一段制動(dòng)行程。因此,開(kāi)關(guān)要安裝在小車(chē)緩沖器相碰的擋鐵前邊一段距離。(3)緩沖器與擋鐵:用于阻止小車(chē)越軌和減少?zèng)_擊,吸引小車(chē)與擋鐵相撞時(shí)的動(dòng)能。常用的小車(chē)緩沖器安裝在小車(chē)架上(圖2-4b中5),而擋鐵則裝在橋架兩根主梁的兩端;也有將緩沖器和擋鐵的位置反過(guò)來(lái)安裝的。2.2.2橋式起重機(jī)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)橋式起重機(jī)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)由減速器、電動(dòng)機(jī)、車(chē)輪、聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸以及一些附件所組成。小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式有兩種.即減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間或減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間的小車(chē)傳動(dòng)方式.使小車(chē)減速器輸出軸及兩側(cè)傳動(dòng)軸所承受的扭矩比較均勻。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)的傳動(dòng)方式,安裝和維修比較方便,但起車(chē)時(shí)小車(chē)車(chē)體有左右扭擺現(xiàn)象。*********畢業(yè)設(shè)計(jì)第3章小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算第3章小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1計(jì)算條件(1)跨度、額定起重量橋機(jī)跨度L=31.5m主鉤額定起重量副鉤額定起重量(2)工作級(jí)別主起升工作級(jí)別M5副起升工作級(jí)別M5大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M5小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M5(3)運(yùn)行起升速度小車(chē)運(yùn)行速度副鉤起升下降速度3.2確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案經(jīng)比較后,確定采用如圖3-1所示的傳動(dòng)方案圖3-1小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案3.3選擇車(chē)輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度車(chē)輪的最大輪壓:小車(chē)自重估計(jì)取為=18000kgQ=10000kg假定輪壓均布,則最大輪壓由(3.1)得載荷率見(jiàn)式式中:由表19-6選擇車(chē)輪:當(dāng)運(yùn)行速度<60m/min工作級(jí)別為中級(jí)時(shí),車(chē)輪直徑D=250㎜,軌道為11kg/m輕軌的許用輪壓為26700N,故可用.車(chē)輪最小輪壓由(3.2)得車(chē)輪接觸面計(jì)算載荷見(jiàn)式(3.3)(3.3)得故通過(guò).選定直徑為Dc=250的車(chē)輪.標(biāo)記為車(chē)輪DYL-250GB4628-843.4運(yùn)行阻力的計(jì)算初選車(chē)輪mm表3-1摩檫阻力系數(shù)的平均值車(chē)輪直徑(mm)軸承內(nèi)徑(mm)阻力系數(shù)(mm)250700.0125315900.01124001000.00955001300.00906301700.00857101900.00808002000.00759002200.0071摩擦力矩為(3.4)式中:由表知=250mm車(chē)輪的軸承型號(hào)為7518,軸承內(nèi)徑和外徑的平均值d=75mm;由表查得:k——滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)為0.0005;——軸承摩擦系數(shù)為,——附加阻力系數(shù)為代入上式,當(dāng)滿載時(shí)運(yùn)行阻力矩為=70kgm運(yùn)行摩擦阻力由(3.5)得kgm當(dāng)無(wú)載時(shí)運(yùn)行阻力矩為kgm運(yùn)行摩擦阻力為3.5電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)靜功率由(3.6)得式中:——電動(dòng)機(jī)在基準(zhǔn)制時(shí)的功率;=——滿載時(shí)的靜阻力;——機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率;——電動(dòng)機(jī)數(shù)目。初選電動(dòng)機(jī)功率為kw式中:——電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù),查表得=1.46。查表選電動(dòng)機(jī)附表30電動(dòng)機(jī)型號(hào)JZR2電動(dòng)機(jī)功率(KW)2.2電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速(n/min)885轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgm)0.1105輸出軸(mm)35電動(dòng)機(jī)質(zhì)量m(kg)653.6減速器的設(shè)計(jì)3.6.1齒輪的結(jié)構(gòu)形式小齒輪齒輪軸—直徑較小的鋼質(zhì)齒輪,當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時(shí),可以將齒輪和軸做成一體,成為齒輪軸。大齒輪腹板式—頂圓直徑的齒輪可以是鍛造的或鑄造的,通常采用腹板式結(jié)構(gòu)。3.6.2減速器箱體設(shè)計(jì)減速器箱體多采用剖分式結(jié)構(gòu)。剖分式箱體由箱座與箱蓋兩部分組成,用螺栓聯(lián)接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)整體。剖分面與減速器內(nèi)傳動(dòng)件軸心線平面重合,有利于軸系部件的安裝和拆卸。剖分結(jié)合面必須有一定的寬度,并且要求仔細(xì)加工。為了保證箱體的剛度,在軸承座處設(shè)有加強(qiáng)肋。箱體底座要有一定的寬度和厚度,以保證安裝穩(wěn)定性與剛度。減速器箱體一半多用HT150、HT200制造。鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能,成本低。3.6.3減速器附件設(shè)計(jì)(1)窺視孔和視孔蓋窺視孔應(yīng)設(shè)在箱蓋頂部能夠看到齒輪嚙合區(qū)的位置,其大小以手能伸入箱體進(jìn)行檢查操作為宜。窺視孔處應(yīng)設(shè)計(jì)凸臺(tái)以便于加工。視孔蓋可用螺釘緊固在凸臺(tái)上,并應(yīng)考慮密封。(2)油面指示器油面指示器應(yīng)設(shè)置在便于觀察且油面較穩(wěn)定的部位,如低速軸部位。油標(biāo)尺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,在減速器中較常采用。油標(biāo)尺上有表示最高及最低油面的刻線。裝有隔離套的油尺,可以減輕油攪動(dòng)的影響。油標(biāo)尺安裝位置不能太低,以避免油溢出油標(biāo)尺座孔。(3)放油孔和螺塞放油孔應(yīng)設(shè)置在油池的最低處,平時(shí)用螺塞堵住。采用圓柱螺塞時(shí),箱座上裝螺塞處應(yīng)設(shè)置凸臺(tái),并加封油墊片。放油孔不能高于油池底面,以避免油排不凈。(4)通氣器通氣器應(yīng)設(shè)置在箱蓋頂部或視孔蓋上。較完善的通氣器內(nèi)部制成一定曲路,并設(shè)置金屬網(wǎng)。選擇通氣器類(lèi)型時(shí)應(yīng)考慮器對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性,其規(guī)格尺寸應(yīng)與減速器大小相適應(yīng)。(5)定位銷(xiāo)常采用圓錐銷(xiāo)做定位銷(xiāo)。兩定位銷(xiāo)間的距離越遠(yuǎn)越可靠,因此,通常將其設(shè)置在箱體凸緣的對(duì)角處,并應(yīng)作非對(duì)稱布置。3.6.4減速器計(jì)算車(chē)輪轉(zhuǎn)速由(3.8)得r/min機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比為查附表40選用ZSC400-1減速器:;,當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為1000r/min.可見(jiàn).3.7驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率實(shí)際運(yùn)行速度由(3.9)得由誤差計(jì)算公式誤差(3.10)得實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)的等效功率為(3.11)得故所選電動(dòng)機(jī)和減速器均合適.3.8驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間為t(3.12)式中:=885r/min;m——驅(qū)動(dòng)電機(jī)臺(tái)數(shù)取m=1=35.61kgm當(dāng)滿載時(shí)運(yùn)行靜阻力矩由(3.13)得kgm當(dāng)無(wú)載時(shí)運(yùn)行靜阻力矩由(3.14)得kgm初步估算制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的飛輪矩為kgm(3.15)機(jī)構(gòu)總飛輪矩由(3.16)得kgm滿載起動(dòng)時(shí)間為s無(wú)載起動(dòng)時(shí)間為s由表7-6查得,當(dāng)=30-60m/min時(shí),起動(dòng)時(shí)間推薦值為,,故所選電動(dòng)機(jī)滿足快速起動(dòng)要求.3.9按起動(dòng)工況校核減速器功率起動(dòng)狀況減速器傳遞的功率為(3.17)式中:——計(jì)算載荷;(3.18)得kg——運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù).因此Nkw,kw,(3.19)可見(jiàn)N<,所以所選減速機(jī)符合要求.3.10驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件由于起重機(jī)系室內(nèi)使用的,故坡度及風(fēng)阻力矩均不計(jì).故在無(wú)載起動(dòng)時(shí),主動(dòng)車(chē)輪上與軌道接觸處的圓周切向力(3.20)車(chē)輪與軌道粘著力(3.21)得故可能打滑.解決辦法是在無(wú)載起動(dòng)時(shí)串入起動(dòng)電阻,延長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間.滿載起動(dòng)時(shí),主動(dòng)輪與軌道接觸處的圓周切向力由式(3.22)車(chē)輪與軌道粘著力為故滿載起動(dòng)時(shí)不會(huì)打滑,因此所選電動(dòng)機(jī)合適.3.11制動(dòng)器的選擇查得小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)時(shí)間,取=3sec,因此所需的制動(dòng)力矩由(3.23)得由附表15選用制動(dòng)器,額定制動(dòng)力矩=11.2kg.,考慮到所取制動(dòng)時(shí)間=3s與起動(dòng)實(shí)際=1.93s比較接近,并驗(yàn)算了起動(dòng)不打滑條件故略去制動(dòng)不打滑條件的驗(yàn)算.3.12選擇聯(lián)軸器(1)機(jī)構(gòu)高速軸上全齒聯(lián)軸器的計(jì)算扭矩由(3.24)得m式中:——等效系數(shù)為2,由表2-7查得;——安全系數(shù)為1.4,由表查得;——相應(yīng)于機(jī)構(gòu)值的電動(dòng)機(jī)額定力矩?fù)Q算到高速軸上的力矩=23.74kgm由附表31查電動(dòng)機(jī)JZR2兩端伸出軸為圓柱形d=35㎜,l=80㎜;由附表41查減速器ZSC-400高速軸端為圓柱形d=30㎜,l=55㎜.故從附表41中選一個(gè)全齒聯(lián)軸器:GICL1-1鼓形齒式聯(lián)軸器,其最大允許扭矩kgm.飛輪矩kgm,質(zhì)量kg.標(biāo)記GICLZB。高速軸端制動(dòng)輪,根據(jù)制動(dòng)器由表選用制動(dòng)輪,飛輪矩kgm,重量kg.以上兩部分飛輪矩之和與原估計(jì)基本相符,故有關(guān)計(jì)算不需要重新計(jì)算。(2).低速軸的計(jì)算扭矩見(jiàn)式(3.33)(3.25)得kgm由附表查得減速器低速軸端為圓柱形d=80㎜,l=130㎜;由附表查得主動(dòng)車(chē)輪的伸出軸端為圓柱形d=65mm,l=85mm,故從附表中選四個(gè)聯(lián)軸器.(標(biāo)記中分子數(shù)字表示浮動(dòng)軸端直徑)3.13驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度(1)疲勞計(jì)算低速浮動(dòng)軸的等效扭矩(3.26)得式中:——等效系數(shù),由表查得;由上節(jié)已取浮動(dòng)軸端直徑d=60mm,其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力由(3.27)得浮動(dòng)軸的載荷變化為對(duì)稱循環(huán)(因運(yùn)行機(jī)構(gòu)正反轉(zhuǎn)扭矩值相同),許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力由(3.28)得式中:材料用45鋼,取考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù),參考起升機(jī)構(gòu)計(jì)算,取;K=2.5——安全系數(shù)為1.4,由表查得.故疲勞驗(yàn)算通過(guò).(2)靜強(qiáng)度計(jì)算靜強(qiáng)度計(jì)算扭矩由(3.29)得式中:——?jiǎng)恿ο禂?shù),查表得;最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力由(3.30)得許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為MPa因此,靜強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò).浮動(dòng)軸中間軸直徑:,取=70mm如圖3-2結(jié)論本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想在滿足橋式起重機(jī)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作要求的情況下,盡可能使其性能優(yōu)越,傳動(dòng)平穩(wěn),并且傳動(dòng)裝置的體積、質(zhì)量盡可能減小和降低成本。本設(shè)計(jì)參考了傳統(tǒng)橋式起重機(jī)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式采用把減速器放置于小車(chē)的主動(dòng)輪的中間,采用聯(lián)軸器連接。小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)有:運(yùn)行阻力的計(jì)算、電動(dòng)機(jī)的選擇、打滑驗(yàn)算、減速比的計(jì)算、制動(dòng)器的選擇、聯(lián)軸器的選擇和浮動(dòng)軸的選擇。本設(shè)計(jì)采用JZR2交流電動(dòng)機(jī)作為源動(dòng)力,電動(dòng)機(jī)輸出軸和減速器的高速軸通過(guò)聯(lián)軸器聯(lián)接,通過(guò)減速器輸出比較慢的轉(zhuǎn)速,輸出軸通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器與浮動(dòng)軸聯(lián)接,浮動(dòng)軸的另一端通過(guò)聯(lián)軸器與車(chē)輪的芯軸聯(lián)接,將動(dòng)力傳遞給車(chē)輪,以驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的運(yùn)行。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的收集資料,寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告,翻譯英文資料,然后繪制小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零件圖和設(shè)計(jì)總圖,接著開(kāi)始著手寫(xiě)論文,論文的主要重頭戲就是設(shè)計(jì)的計(jì)算部分,最后根據(jù)學(xué)校的各項(xiàng)要求整理、編寫(xiě)成文。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)橋式起重機(jī)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)計(jì)算、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器的總體設(shè)計(jì)計(jì)算及零件的校核,較為理想地實(shí)現(xiàn)了任務(wù)書(shū)中對(duì)橋式起重機(jī)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的參數(shù)要求。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),熟悉橋式起重機(jī)及式起重機(jī)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作原理,它們的各種結(jié)構(gòu),掌握了設(shè)計(jì)計(jì)算思路和方法。也更嫻熟地運(yùn)用AUTOCAD繪制零件圖和設(shè)計(jì)總圖,提高了專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖能力。致謝首先向機(jī)械工程學(xué)院的全體老師表示衷心的感謝,在這三年的時(shí)間里,他們?yōu)槲覀兊某砷L(zhǎng)和進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,有許多老師給予了指導(dǎo)和幫助,尤其是王老師,在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中,給了我們很大幫助,做為我們的輔導(dǎo)老師,盡職盡責(zé),一絲不茍。至此,這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也將告以段落,但老師的教誨卻讓人終生難忘,通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),不但使我學(xué)到了知識(shí),也讓我學(xué)到了許多的道理,總之是受益匪淺。盡管我在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中做出了很多的努力,但由于我的水平有限,設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不當(dāng)之處仍在所難免,望老師提出寶貴的意見(jiàn)。最后,向文中引用到其學(xué)術(shù)論著及研究成果的學(xué)術(shù)前輩與同行們致謝!再次向敬愛(ài)的老師表示衷心的感謝!參考文獻(xiàn)[1]陳道南,盛漢中.起重機(jī)課程設(shè)計(jì)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1982[2]內(nèi)部資料.起重機(jī)械[M].上海冶金專(zhuān)科學(xué)校,1978[3]起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1980[4]揚(yáng)長(zhǎng)葵.起重機(jī)械[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1982[5]濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2021[6]上海交通大學(xué)起重運(yùn)輸機(jī)教研組.起重機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)載荷和動(dòng)力系數(shù)[M].上海:上??萍汲霭嫔?,1977[7]胡宗武,顧迪民.起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京:科學(xué)技術(shù)出版社,1989[8]GB3811.《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》[S].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990 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咖啡店創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書(shū)第一部分:背景在中國(guó),人們?cè)絹?lái)越愛(ài)喝咖啡。隨之而來(lái)的咖啡文化充滿生活的每個(gè)時(shí)刻。無(wú)論在家里、還是在辦公室或各種社交場(chǎng)合,人們都在品著咖啡??Х戎饾u與時(shí)尚、現(xiàn)代生活聯(lián)系在一齊。遍布各地的咖啡屋成為人們交談、聽(tīng)音樂(lè)、休息的好地方,咖啡豐富著我們的生活,也縮短了你我之間的距離,咖啡逐漸發(fā)展為一種文化。隨著咖啡這一有著悠久歷史飲品的廣為人知,咖啡正在被越來(lái)越多的中國(guó)人所理解。第二部分:項(xiàng)目介紹第三部分:創(chuàng)業(yè)優(yōu)勢(shì)目前大學(xué)校園的這片市場(chǎng)還是空白,競(jìng)爭(zhēng)壓力小。而且前期投資也不是很高,此刻國(guó)家鼓勵(lì)大學(xué)生畢業(yè)后自主創(chuàng)業(yè),有一系列的優(yōu)惠政策以及貸款支持。再者大學(xué)生往往對(duì)未來(lái)充滿期望,他們有著年輕的血液、蓬勃的朝氣,以及初生牛犢不怕虎的精神,而這些都是一個(gè)創(chuàng)業(yè)者就應(yīng)具備的素質(zhì)。大學(xué)生在學(xué)校里學(xué)到了很多理論性的東西,有著較高層次的技術(shù)優(yōu)勢(shì),現(xiàn)代大學(xué)生有創(chuàng)新精神,有對(duì)傳統(tǒng)觀念和傳統(tǒng)行業(yè)挑戰(zhàn)的信心和欲望,而這種創(chuàng)新精神也往往造就了大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的動(dòng)力源泉,成為成功創(chuàng)業(yè)的精神基礎(chǔ)。大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的最大好處在于能提高自己的潛力、增長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn),以及學(xué)以致用;最大的誘人之處是透過(guò)成功創(chuàng)業(yè),能夠?qū)崿F(xiàn)自己的理想,證明自己的價(jià)值。第四部分:預(yù)算1、咖啡店店面費(fèi)用咖啡店店面是租賃建筑物。與建筑物業(yè)主經(jīng)過(guò)協(xié)商,以合同形式達(dá)成房屋租賃協(xié)議。協(xié)議資料包括房屋地址、面積、結(jié)構(gòu)、使用年限、租賃費(fèi)用、支付費(fèi)用方法等。租賃的優(yōu)點(diǎn)是投資少、回收期限短。預(yù)算10-15平米店面,啟動(dòng)費(fèi)用大約在9-12萬(wàn)元。2、裝修設(shè)計(jì)費(fèi)用咖啡店的滿座率、桌面的周轉(zhuǎn)率以及氣候、節(jié)日等因素對(duì)收益影響較大??Х瑞^的消費(fèi)卻相對(duì)較高,主要針對(duì)的也是學(xué)生人群,咖啡店布局、格調(diào)及采用何種材料和咖啡店效果圖、平面圖、施工圖的設(shè)計(jì)費(fèi)用,大約6000元左右3、裝修、裝飾費(fèi)用具體費(fèi)用包括以下幾種。(1)外墻裝飾費(fèi)用。包括招牌、墻面、裝飾費(fèi)用。(2)店內(nèi)裝修費(fèi)用。包括天花板、油漆、裝飾費(fèi)用,木工、等費(fèi)用。(3)其他裝修材料的費(fèi)用。玻璃、地板、燈具、人工費(fèi)用也應(yīng)計(jì)算在內(nèi)。整體預(yù)算按標(biāo)準(zhǔn)裝修費(fèi)用為360元/平米,裝修費(fèi)用共360*15=5400元。4、設(shè)備設(shè)施購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用具體設(shè)備主要有以下種類(lèi)。(1)沙發(fā)、桌、椅、貨架。共計(jì)2250元(2)音響系統(tǒng)。共計(jì)450(3)吧臺(tái)所用的烹飪?cè)O(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備、洗滌設(shè)備、加工保溫設(shè)備。共計(jì)600(4)產(chǎn)品制造使用所需的吧臺(tái)、咖啡杯、沖茶器、各種小碟等。共計(jì)300凈水機(jī),采用美的品牌,這種凈水器每一天能生產(chǎn)12l純凈水,每一天銷(xiāo)售咖啡及其他飲料100至200杯,價(jià)格大約在人民幣1200元上下??Х葯C(jī),咖啡機(jī)選取的是電控半自動(dòng)咖啡機(jī),咖啡機(jī)的報(bào)價(jià)此刻就應(yīng)在人民幣350元左右,加上另外的附件也不會(huì)超過(guò)1200元。磨豆機(jī),價(jià)格在330―480元之間。冰砂機(jī),價(jià)格大約是400元一臺(tái),有點(diǎn)要說(shuō)明的是,最好是買(mǎi)兩臺(tái),不然夏天也許會(huì)不夠用。制冰機(jī),從制冰量上來(lái)說(shuō),一般是要留有富余。款制冰機(jī)每一天的制冰量是12kg。價(jià)格稍高550元,質(zhì)量較好,所以能夠用很多年,這么算來(lái)也是比較合算的。5、首次備貨費(fèi)用包括購(gòu)買(mǎi)常用物品及低值易耗品,吧臺(tái)用各種咖啡豆、奶、茶、水果、冰淇淋等的費(fèi)用。大約1000元6、開(kāi)業(yè)費(fèi)用開(kāi)業(yè)費(fèi)用主要包括以下幾種。(1)營(yíng)業(yè)執(zhí)照辦理費(fèi)、登記費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi);預(yù)計(jì)3000元(2)營(yíng)銷(xiāo)廣告費(fèi)用;預(yù)計(jì)

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