中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）1目錄第1章緒論.3第1.1節(jié)平衡吊的發(fā)展工程及優(yōu)點.31.1.1平衡吊的發(fā)展過程.31.1.2平衡吊的優(yōu)點.5第1.2節(jié)平衡吊的分類及不足.61.2.1平衡吊的分類.61.2.2平衡吊的發(fā)展存在的不足.8第1.3節(jié)平衡吊的構(gòu)造及其原理.91.3.1平衡吊的構(gòu)造.91.3.2平衡臂的平衡原理.14第2章平衡吊的方案確定.18第2.1節(jié)平衡吊設(shè)計及計算方案.18第3章平衡吊的設(shè)計過程.20第3.1節(jié)原型平衡臂的幾何分析.20第3.2節(jié)桿系與立柱的受力分析.223.2.1機(jī)構(gòu)簡圖與作業(yè)位置編號.233.2.2各桿件及立柱的與強度計算的截面尺寸確定.283.2.3桿系的變形計算.35第3.3節(jié)失衡分析及其補償.423.3.1平衡的條件及失衡種類.423.3.2桿系自重失衡及其補償.423.3.4制造安裝誤差失衡.503.3.5電算應(yīng)用.51第3.4節(jié)起重電機(jī)的選擇.52第3.5節(jié)吊鉤的計算與校核.553.5.1吊鉤的種類和材料.553.5.2吊鉤的計算.55第4章平衡吊設(shè)計時的注意事項.60中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）2總結(jié).61參考文獻(xiàn).62英文原文.64中文譯文.74致謝.79中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）3第1章緒論第1.1節(jié)平衡吊的發(fā)展工程及優(yōu)點1.1.1平衡吊的發(fā)展過程當(dāng)前國內(nèi)平街吊設(shè)計中存在的三大問題是總體設(shè)計解析化,失衡補償及馭動控制。本文就前面兩個問題進(jìn)行論述。首先,推導(dǎo)出一套總體設(shè)計解析公式,將總體設(shè)計從半經(jīng)驗階段推進(jìn)到解析化階段,為電算應(yīng)用開辟了道路。其次,作者找到的新補償機(jī)構(gòu)完全補償了桿系自重失衡。第三,時桿系變形失衡進(jìn)行了分析,提出了補償辦法。最后,襯電算應(yīng)用作了初步嘗試。平衡吊是一種新型機(jī)械化吊運設(shè)備。它具有結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活、制造方便、高效率、高精度等優(yōu)點。六十年代末期它在日本歐美問世以來,得到了大力發(fā)展。我國從七四年首次設(shè)計試制成功第一臺平衡吊以來,紛紛在各地推廣應(yīng)用。足見其強勁的生命力。平衡吊是一種車間內(nèi)的新型機(jī)械化吊運工具。對于中小批量多品種目前,平衡吊在我國鑄造車間內(nèi)正在開始使用,國外已大力推廣應(yīng)用。多品種、小批量生產(chǎn)的中等重量物件的搬運工作機(jī)械化,是長期以來存在的困難問題。過去通常采用吊車和電動葫蘆等搬運設(shè)備,但這種機(jī)械難以實現(xiàn)生產(chǎn)線上機(jī)械化。效率低,不適于高精度操作,同時動作的方向性受到限制,所以在很多情況下不能滿足生產(chǎn)的需要。六十年代末,國外開發(fā)了一種新型的起重工具一一平衡吊。它是一種能按操作者的意愿進(jìn)行搬運中等重量物件的人機(jī)式機(jī)械。它的問世引起了一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家的重視,特別是美國、日本在平衡吊的研制和創(chuàng)新方面有較高的水平,現(xiàn)在已有完善的系列產(chǎn)品。它們不但在國內(nèi)廣泛中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）4使用,而且已經(jīng)遠(yuǎn)銷國外。我國發(fā)展平衡吊比美、日等國大約晚56年,它首先出現(xiàn)在電機(jī)行業(yè)。1974年,我院在參加華北地區(qū)6一9號電機(jī)行業(yè)技術(shù)改造工作中,了解到這類電機(jī)的主要零部件重量在幾十公斤到數(shù)百公斤之間,產(chǎn)量在幾萬千瓦到三、四十萬千瓦之間,在機(jī)械加工中,機(jī)床上下料和工序間搬運工時約占每個工人全日工時的20%以上。一個工人每班的搬運量約為2一5噸。由于車間現(xiàn)有起重設(shè)備不夠靈便,效率低,有的工廠在機(jī)床上下料時,停工待運的工時達(dá)力旺工時的25%。有的廠采用人工搬運,不僅費時不安全,且有損工人健康。因此,在這種多品種小批量的加工生產(chǎn)線上,工人迫切要求采用通用的機(jī)械化設(shè)備來代替笨重的手工搬運工作。為此,我院和北京電機(jī)廠于1974年初聯(lián)合研制出了我國第一代平衡吊。平衡吊問世才數(shù)年。目前,在國外已開始大力發(fā)展和推廣應(yīng)用在國內(nèi)已有起重量分別為50公斤、100公斤和300公斤的電動平衡吊,并初步形成一個系列。一九七五年底,我院與湘潭電機(jī)廠聯(lián)合試制成起重力100公斤的輪式氣動平衡吊,傳動平穩(wěn)、平衡性能比較好,已有不少工廠的鑄造車間正在開始試制。平衡吊的出現(xiàn),受到廣大工人的歡迎。現(xiàn)在,平衡吊已在全國推廣,它的用戶除機(jī)械工廠外,交通運輸、石化、輕工等部門也在推廣使用。全國大約有400一500個單位在使用平衡吊。他們一般用于機(jī)床上下料、裝配流水線、加工生產(chǎn)線、成品裝箱、砂箱合模、倉庫中的物品裝卸等工作。去年,我國向東南亞某國出口小電機(jī)制造廠成套設(shè)備中也配了一定數(shù)量的平衡吊,作為加工、裝配、試驗等生產(chǎn)線上的吊裝工具。近年來,我院在平衡吊的結(jié)構(gòu)形式、傳動及其控制、安裝使用等方面進(jìn)行了許多研究和設(shè)計工作,搞丁系列設(shè)計,發(fā)展了新品種,并由專中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）5業(yè)制造廠進(jìn)行批量生產(chǎn)。展望未來,平衡吊作為難以機(jī)械化部門的省力化裝置,是很有前途的。1.1.2平衡吊的優(yōu)點1.操作直觀性好。平衡吊的手臂部分是按隨遇平衡原理設(shè)計的,同時,吊鉤處的物件重量（吊重）不破壞這種平衡狀態(tài)當(dāng)操作者把物件吊起到所需高度后,就可以在水平面內(nèi)用手扶著隨意移動。移動時僅需克服很小的滾動磨擦阻力即可。2.操作平穩(wěn)。由于其手臂剛性較好,被吊起的物件在移動過程中不會像吊車、電葫蘆等那樣容易擺動。3.操作簡單。使用者只要用手扶著物件,按電鈕或轉(zhuǎn)動手把,就能使物件按照操作者所要求的方位和速度（變速型平衡吊）在三維空間內(nèi)移動。無重力型平衡吊具有按操作者的意愿和手的感覺控制移動物件快慢的性。4.操作吊起幾十公斤到幾百公斤的重物,操作者只要使出2一4公斤的力就能像自己的手一樣自由移動。5.安全性好。平衡吊的傳動系統(tǒng)中有過載保護(hù)裝置和安全裝置。在遇到過載和突然停電、停氣時能防止被吊物件下落。6.可附加各種吊具和機(jī)動手爪機(jī)構(gòu),提高吊裝效率。7.結(jié)構(gòu)簡單,造價低廉,使用、維護(hù)簡單。中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）6第1.2節(jié)平衡吊的分類及不足1.2.1平衡吊的分類我國的平衡吊已初步形成系列產(chǎn)品。按搬運荷重分,有50、100、300、500公斤平衡吊；按整機(jī)配置結(jié)構(gòu)分,有高型和矮型兩種結(jié)構(gòu)；按傳動方式分,有氣動、液動和電動按安裝方式分,有地面固定式、地上可移式和旋臂式。目前生產(chǎn)的平衡吊的作業(yè)范圍為:最大回轉(zhuǎn)半徑為2500一3040毫米；最大升降行程為1500一2000毫米；最大水平伸縮行程為2000一2200毫米；最大回轉(zhuǎn)角度為340一350度（SDB一200型液壓隨動臂和YPD一300型液壓平衡吊可無限制旋轉(zhuǎn))。標(biāo)準(zhǔn)型平衡吊適于固定場地使用。國外產(chǎn)品的額定負(fù)荷從幾十公斤到一噸左右,國內(nèi)產(chǎn)品目前最大到500公斤。使用頻度大致每小時在20一30次左右（起重量小的動作次數(shù)可適當(dāng)增加）。另外,平衡吊也可安裝在一個可繞立柱回轉(zhuǎn)的旋臂上,既可公轉(zhuǎn)又可自轉(zhuǎn),它可使動作范圍擴(kuò)大一倍。高型平衡吊,如PHD一50、YWP一300、QPD一100型,期特點是手臂傳動部件一一頭架離地較高,回轉(zhuǎn)時不影響地面的設(shè)備布置,占地面積較小,但要求廠房稍高（平衡吊手臂動作時最大高度約4米）。矮型平衡吊,如PHD一50、YWP一100、YPD一100A、YPD一300、YPD一500型等,由于它的頭架離地較低所以調(diào)整和維修較方便,對廠房的高度要求可低些,同時整機(jī)重量也減輕很多。但它在回轉(zhuǎn)時,重錘經(jīng)過的空間不能有障礙物,所以它的占地面積要大些。電動平衡吊一般由交流電動機(jī)經(jīng)減速器帶動絲杠螺母付使手臂作中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）7升降運動,采用安全離合器等作過載保護(hù),靠絲掃螺母的自鎖性能可使被吊物件停留在任意位置。一般為定速傳動,由臂前（吊鉤附近）按鈕控制升降和停止。液壓平衡吊可分為三種：1.可調(diào)單速傳動型,即液壓(定速)速度可調(diào)。其工作速度可根據(jù)使用要求任意調(diào)整,但在使用過程中是不能變速的。升降和停止由臂前按鈕控制.2.有級變速傳動型,即液壓雙級速度(可調(diào))。工作時有高低二檔速度,其速度大小可預(yù)調(diào)到所需數(shù)值。升降和停止由臂前按鈕控制。3.無級變速傳動型,如YWP一100型、型、YPD一100A型平衡吊。YWP一100型平衡吊由臂前手把的擺動經(jīng)鋼絲繩機(jī)構(gòu)拉動頭架內(nèi)的一個手動比例換向閥實現(xiàn)變速和換向。YPD一100A型和YPD一300型均為純動油壓比例控制。前者為單坐標(biāo)(升降)控制。后者為雙坐標(biāo)升降和水平伸縮控制,由臂前單手把操作一個手動控制器,先導(dǎo)油壓控制一個液控比例換向閥,實現(xiàn)變速和換向。液壓平衡吊的油流經(jīng)過液控單向閥后再進(jìn)入油缸,所以在突然停電等情況下,能使被吊起的物件停留在任意位置,保證操作時的安全。另外還有一種無級變速型氣動平衡吊,如QPD一100型平衡吊。在上述基本