悬挂式起重机范文（精选4篇）
悬挂式起重机 第1篇
悬挂式起重机在我国的工业生产中起着极其重要的作用, 但我国的悬挂式起重机技术与国外相比还较为落后, 工业效率偏低。近年来, 国内的悬挂式起重机技术也没有突破性的发展, 无论在质量还是功能上都不能满足日益增长的工业需求。
传统的悬挂式起重机大车机构采用单轮驱动, 机构布置不合理, 结构也不够紧凑, 制动时往往会发生打滑现象, 致使工作效率降低。文章通过单电机驱动两大轮的新型结构, 对悬挂式起重机大车结构进行了优化设计, 增强了大车的稳健性, 进而提高其工作效率。
1 大车工作原理
悬挂式起重机大车主要由主动轮、齿轮、花键套、滚动轴承、左侧墙板、“三合一”驱动电机及联杆和横头槽钢组成 (见图1) 。
大车是保证起重机能够实现纵向运动的重要装置之一, 大车的设计好与坏将直接影响起重机的性能, 把大车机构传动方案采用集中传动, 动力由“三合一”电机提供, 通过由花键套联接的左右花键轴分别带动左右主动轮 (见图2) , 从而使大车运行。
1—主动轮;2—齿轮;3—花键套;4—1207滚动轴承;5—左侧墙板;6—“三合一”驱动;8—联杆;9—横头槽钢
2 设计分析
2.1 主要性能参数
起重质量范围:1000~3000kg;主梁跨度:15m;主梁横截面厚度:10mm
2.2 设计计算
2.2.1 首先应对作用在大轮上的压力进行计算并对其进行疲劳校核。
(1) 计算大车的最大轮压和最小轮压:
满载时的最大轮压为:γ-为荷载变化系数
空载时最大轮压为:
根据公式 (1) 、 (2) 的计算, 并查阅机械手册选取大车车轮的直径D=134mm。
(2) 疲劳计算及校核
疲劳计算时的等效载荷:Qd=φ·Q=0.6×10=6 (KN)
由相关数据查的φ=0.6。
车轮的计算轮压:PJ=Kc1·γ·Pd=1×0.86×6.375=5.9674 (KN)
由机械设计手册得, γ=0.86
Kc1—冲击系数。第一种载荷运行速度为1.5m/s时, Kc1=1
根据点接触情况计算疲劳接触应力:
从机械设计手册查得[σjd]=16000-30000N/cm2, 因此满足疲劳强度计算。
2.2.2 对大车的运行阻力进行计算得出其结果进而对“三合一”驱动电机的功率进行计算选出合适的型号。
(1) 运行阻力计算
摩擦总阻力矩:
轴乘内径和外径的平均值为: (100+35) /2=67.5 (mm)
滚动摩擦系数K=0.0006m;轴承摩擦系数μ=0.02;阻力系数β=1.5。代入上式得:
当满载时的运行阻力矩:
(2) 选择“三合一”驱动电机, 电动机静功率:
式中Pj=Pm (Q=Q) -满载运行时的静阻力, m=1 (驱动电动机台数) 。
初选电动机功率:
N=Kd×Nj=1.15×0.295=0.339 (KW)
式中, Kd-电动机功率增大系数, Kd=1.15。
配备电机功率N=2×0.4 (KW) 。
等效功率:
Nx=K2sγNj=0.75×1.3×0.295=0.288 (KW)
式中, k25―工作类型系数, 当JC%=25时, k25=0.75。
γ-有起重机的工作场所查的γ=1.3。
车轮转数:
3 结论
对悬挂式起重机大车机构进行了优化设计, 用双轮同步驱动替代了现有的单轮驱动结构。经过设计计算与载荷分析, 证实了双轮驱动结构的合理性与可行性。通过使用双轮同步驱动结构, 明显的减少了制动中的打滑现象, 提高了工作效率。
参考文献
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LX型电动单梁悬挂起重机维修 第2篇
1 具体问题
(1) 悬挂起重机在起动时一边端梁先走, 一边端梁滞后, 停止时一边端梁停止, 一边端梁摆动滑行, 造成起重机起动和停止时主梁的大幅摆动。运行时起重机来回扭摆。给产品吊装带来很大的危险。据现场操作工人反映, 在产品吊装过程中还发生起重机卡在轨道上, 造成起重机不能运行。
(2) 悬挂起重机的起升机构是我国仿原苏联第一代TV型电动葫芦, 葫芦的制动机构是电磁制动机构, 运行时噪音大, 吊装产品发生下滑现象。葫芦运行无制动机构, 靠车轮和轨道之间的磨差力制动停车, 给操作工人带来很的不便。
(3) 电动葫芦的电器元件老化, 接触器是已被国家强制淘汰的CJ10系列产品。接触器在吸合时不稳定, 造成电动葫芦不能正常运行。电动葫芦操作按钮操作上下时发生葫芦不动作故障, 时好时坏。
(4) 电动葫芦的控制电缆绝缘老化, 悬挂拖缆不符合规定。
(5) 电动葫芦吊钩不符合新国标规定并且无防脱绳装置。
(6) 大车供电系统采用裸露圆钢式, 产生电火花, 供电质量不佳且属不安全因素。
(7) 大车运行轨道经现场测量已经变形超差。
从以上所述的7大问题, 该悬挂起重机再继续使用下去已经很危险, 存在着给公司造成巨大损失的可能。是报废该起重机, 还是进行技术维修改造后继续使用。经反复思考和观察, 多次查找国家的相关标准和文献资料, 同有关专业技术人员协商讨论, 分析技术维修改造的可能性。
2 技术维修的分析
2.1 悬挂起重机扭摆问题的分析解决
悬挂起重机的起制动是通过主动轮与工字钢轨道的摩擦实现的。如果起重机两侧端梁上主动轮的摩擦力不一致, 则必将发生扭摆。
起动及停止时扭摆有两种情况:一侧电机损坏且制动失效;一侧端梁主动轮摩擦力偏小或悬空。经测量电机完好, 制动没有失效。就是说该问题是因为主动轮悬空引起的起动与停止时的扭摆。
主动轮悬空引起的起动与停止时的扭摆原因有四种情况:一是因为轨道基础变形下陷, 造成工字钢轨道下翼缘不平;二是工字钢轨道本身变形出现偏差;三是车轮磨损大小不一, 造成运行时的误差。四是桥架发生变形, 对角线误差超过JB T2603-94电动单梁悬挂起重机中的技术要求。不论那种情况, 在起动时由于主动轮不能与工字钢轨道踏面接触, 主动轮转动但不能有效行走而出现滞后。当另一侧行走一段距离后打滑的一侧被带动行走。当停止时, 打滑的一侧主动轮虽已停止转动, 但制动作用的主动轮与工字钢轨道踏面接触不良, 无足够的摩擦力, 在惯性的作用下继续前行, 出现扭摆。所以解决扭摆的关键问题是使主动轮与工字钢轨道踏面能有效接触。
电动单梁悬挂起重机的安装规范中允许轮轨间隙单侧有3-5mm的误差, 这样, 起重机车轮与工字钢轨道有一定的间隙, 且悬挂起重机的车轮踏面为锥形踏面, 在起重机运行过程中受多种因素的影响可使起重机在纵向运行时紧贴某一侧。此时也会造成另一侧的主动轮的悬空。在这种情况下, 前述的4种调整措施不是很有效, 为此, 观察到公司近年来使用其它起重厂家的电动葫芦运行机构。以此为借鉴分析, 可以将悬挂起重机的大车驱动装置由一侧主动一侧被动改为为同样由一台电动机驱动每侧有1只主动轮1只带齿被动轮的形式, 这种改进可以将所述问题解决。
总上所述, 电动单梁悬挂起重机扭摆问题是可以解决的。
据以上思路提出解决悬挂起重机扭摆问题过程: (1) 检测悬挂起重机轨道的直线度、跨距差、高低差、水平度。如不符合国家标准规定, 进行修理调整。 (2) 检测车轮直径误差。误差超标, 更换车轮。 (3) 检测主梁对角线误差、两侧跨距差。对角线超差, 调整垫片。 (4) 如过经以上调整修理后, 悬挂起重机扭摆问题未能解决, 可按AS葫芦运行机构的方式进行对大车驱动装置的改造。
2.2 悬挂起重机的起升机构—电动葫芦, 经市场调研后发现, TV型电动葫芦已于80年代初, 被国家强制性淘汰。
现在各葫芦生产厂家生产国家标准化的第二代CD型电动葫芦。现在对TV葫芦的修理已失去意义, 并且该葫芦的配件需要特殊定制。经对各葫芦生产企业分析后, 最终选择了正规企业生产的CD型电动葫芦, 改葫芦的控制箱里的接触器是施耐德新型交流接触器, 控制电压36V。设置总开总停接触器, 按钮上有紧急开关。吊钩上有钢丝绳防脱落装置、产品整体有保险公司承担产品质量保证。
2.3 大车供电系统改造为新型安全滑触线供电方式, 节电、安全。
经过以上技术改造后, 悬挂起重机符合国家标准要求。
3 改造结果
经维修改造后。经过1年多时间的正常使用证明, 起重机未发生扭摆等故障。运行平稳, 安全可靠。本次悬挂起重机的技术改造是可行的、成功的。
悬挂式起重机 第3篇
1. 底盘悬挂调平系统工作原理
(1)油气调平系统
该型汽车起重机底盘悬挂油气调平系统如图1所示(局部图)。在气阀X口通气的情况下,悬挂控制阀1中的气控电磁阀5切换,悬挂缸3与蓄能器4接通,利用蓄能器4中的压力油进入悬挂缸3,便可实现汽车起重机行驶过程中的缓冲减振。当电磁阀Y17或Y15得电时,其所控制一侧悬挂缸伸出,即将车架相对车桥升高;反之,当电磁阀Y18或Y16得电时,其所控制一侧悬挂缸缩回,即将车架相对车桥降低。
第一桥左、右两侧悬挂缸各安装了2组感应距离为5mm的接近开关,其中左侧悬挂缸安装了S141、S142接近开关,右侧悬挂缸安装了S143、S144接近开关。每组接近开关在悬挂缸上的安装位置有高、低之分。当接近开关通电时,其尾部绿色电源指示灯点亮。在通电状况下,当接近开关感应到铁质物体时,会反馈一个5V的感应电压,同时其尾部黄色信号灯点亮。
1.悬挂控制阀2.压力表3.悬挂缸4.蓄能器5.气控电磁阀P——压力油T——回油箱Y15、Y16、Y17、Y18—电磁阀S141、S142、S143、S144—接近开关
当低位接近开关感应到悬挂缸活塞杆,而高位接近开关未感应到时,该悬挂缸即处于调平位置。因为第六桥左、右悬挂缸安装了同样的接近开关,所以当第一桥和第六桥的悬挂缸都处于调平位置时(二、三、四、五桥悬挂缸为随动控制),即为底盘调平状态。
(2)电气控制系统
该型汽车起重机底盘悬挂电气控制系统如图2 (局部图)所示。按下悬挂自动调平开关S10后,继电器K13得电,正极线KL15/8上的继电器K13常开触点闭合。
以一、二桥左悬挂缸为例,当左悬挂缸处于高行程位置时,安装在左悬挂缸上的高、低位接近开关都感应不到悬挂缸活塞杆(即接近开关S141、S142的3、4脚断开,继电器K14、K15未得电,K14处于开路状态、K15处于闭合状态),控制一、二桥左侧悬挂缸活塞杆伸出的电磁阀Y15不得电,而控制一、二桥左侧悬挂缸活塞杆缩回的电磁阀Y16得电,悬挂缸活塞杆回缩。当低位接近开关感应到悬挂缸活塞杆并反馈电信号,即接近开关S142的3、4脚闭合时,继电器K15得电切换,控制一、二桥左侧悬挂缸活塞杆缩回的电磁阀Y16失电,悬挂缸停止回缩方向动作。
同理,当左悬挂缸处于低行程位置时,安装在左悬挂缸上的高低位接近开关都能感应到悬挂缸活塞杆(即接近开关S141、S142的3、4脚闭合,继电器K14、K15得电),控制一、二桥左侧悬挂缸活塞杆伸出的电磁阀Y15得电,而控制一、二桥左侧悬挂缸活塞杆缩回的电磁阀Y16不得电,悬挂缸活塞杆伸出。当高位接近开关感应不到活塞杆时,接近开关S141的3、4脚断开,电磁阀Y15失电,悬挂缸停止伸出方向动作。
S10—自动调平开关S141、S142、S143、S144—接近开关K13、K14、K15、K16、K17—继电器H50—调平到位指示灯
当所有低位传感器均感应到活塞杆,而所有高位传感器均感应不到活塞杆(即K15、K17得电,K14、K16不得电)时,调平到位指示灯H50得电,仪表上显示整车已完成调平。
2. 故障案例
(1)底盘不能自动调平
对1台QAY220V633型汽车起重机进行手动底盘调平时,调平功能正常。但是开启底盘自动调平后,底盘右前方位悬挂缸活塞杆上、下自动摆动,无法实现调平。
由于该起重机单独进行底盘调平时,调平功能正常,所以可排除液压系统故障,应着重排查电气系统。排查步骤如下:
首先,启动发动机,打开自动调平开关,观察右前方位悬挂缸活塞杆上、下摆动时,其接近开关尾部的黄色信号灯随悬挂缸活塞杆上、下摆动不断闪烁。由此判定该接近开关有问题。
其次,将发动机熄火并切断电源,拆下此接近开关,检查其感应头上是否粘上了悬挂缸内的杂质。经检查其感应头上无杂质。
再次,将电源接通但不启动发动机,把已经旋出的接近开关直接碰触车架及悬挂缸的铁质部分,观察其尾部的黄色信号灯点亮,而在接近开关远离铁质部分时黄色信号灯熄灭,由此说明此接近开关及其连线正常。分析认为,故障原因可能为接近开关锁紧螺母松动,致使原调定位置改变。
然后,使用手动升降功能将底盘降到最低位置,将第一桥右侧悬挂缸上的高、低位接近开关锁紧螺母松开,将接近开关旋至极限位置(即接近开关触碰到悬挂缸活塞杆),然后退回1.5～2圈(高位接近开关可多旋出一点)。调整后必须保证底盘在最低位置时,2个接近开关尾部的黄色信号灯点亮(即活塞杆在感应范围内)。调整后保持接近开关调定位置不变,将锁紧螺母锁紧。
最后,将所有接近开关的锁紧螺母进行锁紧检查,以防止再次出现松动。启动发动机后试机,底盘自动调平功能恢复正常。
(2)自动调平功能异常
在开启1台QAY180V633型汽车起重机底盘自动调平功能后,该机驾驶室仪表显示已调平,但实际底盘左前方位置明显偏低。
根据该机故障现象,结合底盘悬挂油气调平系统及电气控制系统工作原理,进行以下排查:
首先,启动发动机并保持运转状态,扳动手动升降开关,将底盘升到最高位置,再扳动自动调平开关进行下降自动调平。等待几十秒后,观察仪表指示灯点亮,底盘已处于调平位置,这说明下降自动调平功能正常。
其次,保持发动机运转状态,扳动手动升降开关,将底盘降到最低位置,再扳动自动调平开关进行上升自动调平。等待几十秒后,观察仪表指示灯点亮,但底盘左前方位置明显偏低,由此说明故障出在上升自动调平环节。
再次,将发动机熄火(但保持通电),将底盘再次降至最低位置,按下自动调平开关,检查第一桥和第六桥悬挂缸上所有的接近开关,结果发现第一桥左悬挂缸高位接近开关的绿色电源指示灯点亮,而黄色信号灯不点亮。其他悬挂缸接近开关的绿色电源指示灯和黄色信号灯都点亮。由此说明第一桥左悬挂缸高位接近开关有问题。
然后,断开第一桥左悬挂缸高位接近开关尾部线路插接件,使用万用电表测量其红色线和黑色线的电压为12V。将此插接件与低位接近开关的插接件互换连接,低位接近开关绿色电源指示灯和黄色信号灯仍点亮,由此说明线路正常。将左悬挂缸高位接近开关旋入直至顶住左悬挂缸活塞杆,结果黄色信号灯仍不点亮。拆下该接近开关,将其感应头擦拭干净后直接与铁质部位接触,黄色信号灯依然不亮,由此判定该接近开关损坏。
悬挂式轨道设计探讨 第4篇
1 工程概况
某一隧道,宽4 m,高3.5 m,总长为100 m,顶部呈半圆形。隧道的左右两侧及顶部壁面均由混凝土喷涂到岩石表面形成,混凝土厚约15 mm。因业主需求,在隧道顶部搭建一条小车轨道。小车在轨道上往复移动,移动范围为90 m。正常工作时要求小车的移动速度为1 m/s;当需要快速定位时,要求小车能够以最大20 m/s的速度定位到指定位置。
现小车的结构已定,要求完成轨道的设计。小车要求轨道的横截面与冷弯等边槽钢GB/T 6723-1986 160×80×5相同。在轨道横截面不能更改的情况下,设计重点在于保证在空间有限的隧道内完成大跨度轨道的安装以及单跨轨道长度的选择。
2 轨道安装形式探讨
为了便于加工、运输和安装,轨道用多节冷弯等边槽钢拼接而成。为了改善在小车作用下轨道的应力及变形情况,在每节槽钢上设置两个吊挂点。吊挂点在轨道长度方向上均匀分布。为了保证轨道表面平整、光滑,在相邻两节槽钢的接缝处进行打磨和调整。考虑到隧道的壁面并不规则,轨道平面与隧道顶部之间的距离应柔性可调。隧道壁面的混凝土喷涂材料难以直接承担轨道及小车的重量,因此将直径为20 mm的钢筋打入隧道顶部作为承载结构件。在每个吊挂点上方打入2根钢筋,打入足够的深度以承担轨道与小车的重量。将导轨吊挂结构连接到2根钢筋的下端,吊挂点在轨道长度方向上的位置通过钢筋打入点的位置来调整,轨道平面与隧道顶部之间的距离通过钢筋与吊挂结构的连接点位置来调整。
3 单跨轨道长度选择
在结构系统中,当一个激振频率与固有频率相接近,就会使系统发生共振,整个系统处于失效或准失效状态。由系统共振引起的疲劳破坏广泛存在于受冲击、瞬态或随机载荷作用的各种结构之中。共振时,结构的动应力大、寿命短,显得更加危险[4]。
在整个轨道系统中,当小车在固定轨道上移动时,每经过相邻两段单跨轨道的接缝处就会产生一次冲击,该冲击的频率即为激振频率。激振频率与小车的运行速度及单跨轨道长度有关。在小车最大速度已定的情况下,在选择单跨轨道长度即每节槽钢长度时应考虑可能引起的激振,避免系统发生共振。下面分析单跨长度为4 m,5 m,6 m和7 m,总长度为90 m左右的悬挂式轨道的固有频率,为槽钢长度选择提供设计依据。
3.1 建立轨道有限元模型
根据工程实际需求及轨道安装形式,利用SolidWorks软件建立悬挂式轨道的三维简化模型,并通过程序接口导入ANSYS Workbench软件,如图1所示。
轨道选材为冷弯等边槽钢GB/T 6723-1986 160×80×5,吊挂结构简化为两根直径为20 mm的钢筋,长度统一为0.8 m,其上表面与水平面平行。相邻吊挂点之间的距离为每节槽钢长度的1/2,吊挂点与相邻槽钢接缝的距离为每节槽钢长度的1/4。设置轨道及钢筋的材料参数为:杨氏模量2e+005 MPa;泊松比0.3;密度7.85e-006 kg/mm3。采用自由网格划分方法,悬挂式轨道的有限元模型如图2所示。
3.2 轨道固有频率分析
针对每节槽钢长度为4 m,5 m,6 m和7 m,轨道总长度分别为92 m,90 m,90 m和91 m四种情况,分析悬挂式轨道的固有频率,分析结果如表1所示。
Hz
忽略总长度的微小差异对分析结果的影响,可以看出,随着每节槽钢长度的增长,悬挂式轨道的固有频率依次减小。
3.3轨道长度选择
从理论上来说,固有频率与激振频率两者的比值大于2时,相互的共振响应就较小(称倍频法则),若固有频率重合或接近时,将出现共振现象[5]。因此,为了避免共振,要求激振频率小于1阶固有频率的1/2。
小车最大运行速度v=20m/s,每节槽钢长度L=4m时,激振频率f为:
同理,当槽钢长度为5m,6m,7m时,激振频率分别为:4.00Hz,3.33Hz,2.86Hz。由以上分析可见,当每节槽钢长度为6m,7m时能够满足此要求。为了便于轨道的制造、运输和安装,选取每节槽钢长度为6m。
4轨道强度校核
经以上讨论初步确定每节槽钢长度,利用ANSYSWorkbench软件对其进行强度校核。校核结果显示,当小车位于相邻两节槽钢的接缝处时,轨道的应力最大。如图3所示,最大应力值为84MPa,小于材料的许用应力值,轨道强度满足要求。
5结语
结合悬挂式轨道的应用背景,对轨道的安装形式进行了讨论。利用SolidWorks软件建立三维简化模型,借助ANSYSWorkbench软件进行固有频率分析,对轨道强度进行校核。分析结果表明:每节槽钢长度越长,轨道的固有频率就越低,而允许的小车最高速度增大,确定每节槽钢的合理长度为6m。现已完成该悬挂式轨道的设计与加工,工程已进入安装阶段。
摘要：结合工程背景对悬挂式轨道设计进行了探讨,介绍了轨道安装方法,利用SolidW orks和ANSYS W orkbench软件对悬挂式轨道进行了三维建模和有限元分析,分析每节轨道长度对轨道整体功能的影响,为结构设计及校核提供参考依据。
关键词：斜向,悬挂,轨道,设计
参考文献
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