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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 目錄</b></p><p> 1緒 論 ………………………………………………………………… 3</p><p> 起重機(jī)的介紹…………………………………………………………… 4</p><p> 起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案……………………………………………… 5</p><p> 2.
2、大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………… 5</p><p> 2.1設(shè)計(jì)的基本原則和要求……………………………………………… 5</p><p> 2.1.1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案………………………………………………………… 5</p><p> 2.1.2大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題……………………………… 5</p>&l
3、t;p> 2.2 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算……………………………………………… 6</p><p> 2.2.1確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案……………………………………………… 6</p><p> 2.2.2 選擇車(chē)輪與軌道,并驗(yàn)算其強(qiáng)度……………………………… 6</p><p> 2.2.3 運(yùn)行阻力計(jì)算……………………………………………………
4、…… 8 </p><p> 2.2.4選擇電動(dòng)機(jī)………………………………………………………… 9</p><p> 2.2.5 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件……………………………………… 10</p><p> 2.2.6 減速器的選擇………………………………………………………… 10</p><p> 2.2.7 驗(yàn)算運(yùn)
5、行速度和實(shí)際所需功率………………………………… 10</p><p> 2.2.8 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間………………………………………………………… 11</p><p> 2.2.9 起動(dòng)工況下校核減速器功率……………………………………… 12</p><p> 2.2.10 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件…………………………………………… 12</p>
6、<p> 2.2.11選擇制動(dòng)器…………………………………………………………… 14</p><p> 2.2.12 選擇聯(lián)軸器………………………………………………………… 15</p><p> 2.2.13 浮動(dòng)軸的驗(yàn)算……………………………………………………… 16</p><p> 2.2.14 緩沖器的選擇………………………………
7、……………………… 17</p><p> 3.端梁的設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 19</p><p> 3.1 端梁的尺寸的確定…………………………………………………… 19</p><p> 3.1.1端梁的截面尺寸……………………………………………………… 19</p><p> 3.1.2 端梁總
8、體的尺寸……………………………………………………… 19</p><p> 3.2 端梁的計(jì)算……………………………………………………………… 19</p><p> 3.3 主要焊縫的計(jì)算……………………………………………………… 23</p><p> 3.3.1 端梁端部上翼緣焊縫……………………………………………… 23</p><
9、;p> 3.3.2 下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力驗(yàn)算…………………………………… 24</p><p> 4 端梁接頭的設(shè)計(jì)………………………………………………………… 25</p><p> 4.1 端梁接頭的確定及計(jì)算……………………………………………… 25</p><p> 4.1.1 腹板和下蓋板螺栓受力計(jì)算……………………………………… 26&
10、lt;/p><p> 4.1.2 上蓋板和腹板角鋼的連接焊縫受力計(jì)算……………………… 27</p><p> 4.2 計(jì)算螺栓和焊縫的強(qiáng)度…………………………………………… 28</p><p> 4.2.1 螺栓的強(qiáng)度校核……………………………………………………… 28</p><p> 4.2.2 焊縫的強(qiáng)度校核………………………
11、……………………………… 28</p><p> 5 焊接工藝設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 30</p><p> 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 34</p><p> 致謝…………………………………………………………………………… 35</p><p><b>
12、 1緒 論</b></p><p><b> 起重機(jī)的介紹</b></p><p> 箱形雙梁橋式起重機(jī)是由一個(gè)有兩根箱形主梁和兩根橫向端梁構(gòu)成的雙梁橋架,在橋架上運(yùn)行起重小車(chē),可起吊和水平搬運(yùn)各類(lèi)物體,它適用于機(jī)械加工和裝配車(chē)間料場(chǎng)等場(chǎng)合。</p><p> 起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案 </p><p&g
13、t; 本次起重機(jī)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下:</p><p> 起重量10t,跨度16.5m,起升高度為10m起升速度8m/min小車(chē)運(yùn)行速度v=40m/min大車(chē)運(yùn)行速度V=90m/min大車(chē)運(yùn)行傳動(dòng)方式為分別傳動(dòng);橋架主梁型式,箱形梁.小車(chē)估計(jì)重量4t,起重機(jī)的重量16.8t .工作類(lèi)型為中級(jí)。</p><p> 根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下:</p><p>
14、<b> 主梁的設(shè)計(jì):</b></p><p> 主梁跨度16.5m ,是由上、下蓋板和兩塊垂直的腹板組成封閉箱形截面實(shí)體板梁連接,主梁橫截面腹板的厚度為6mm,翼緣板的厚度為10mm,主梁上的走臺(tái)的寬度取決于端梁的長(zhǎng)度和大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平面尺寸,主梁跨度中部高度取H=L/17 ,主梁和端梁采用搭接形式,主梁和端梁連接處的高度取H0=0.4-0.6H,腹板的穩(wěn)定性由橫向加勁板和,縱向加勁條
15、或者角鋼來(lái)維持,縱向加勁條的焊接采用連續(xù)點(diǎn)焊,主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫,主梁通常會(huì)產(chǎn)生下?lián)献冃?,但加工和裝配時(shí)采用預(yù)制上拱。</p><p><b> 小車(chē)的設(shè)計(jì):</b></p><p> 小車(chē)主要有起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車(chē)架組成。</p><p> 起升機(jī)構(gòu)采用閉式傳動(dòng)方案,電動(dòng)機(jī)軸與二級(jí)圓柱齒輪減速器的高速軸之間采用兩個(gè)半
16、齒聯(lián)軸器和一中間浮動(dòng)軸聯(lián)系起來(lái),減速器的低速軸魚(yú)卷筒之間采用圓柱齒輪傳動(dòng)。</p><p> 運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用全部為閉式齒輪傳動(dòng),小車(chē)的四個(gè)車(chē)輪固定在小車(chē)架的四周,車(chē)輪采用帶有角形軸承箱的成組部件,電動(dòng)機(jī)裝在小車(chē)架的臺(tái)面上,由于電動(dòng)機(jī)軸和車(chē)輪軸不在同一個(gè)平面上,所以運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用立式三級(jí)圓柱齒輪減速器,在減速器的輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸之間以及減速器的兩個(gè)輸出軸端與車(chē)輪軸之間均采用帶浮動(dòng)軸的半齒聯(lián)軸器的連接方式。</p
17、><p> 小車(chē)架的設(shè)計(jì),采用粗略的計(jì)算方法,靠現(xiàn)有資料和經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行,采用鋼板沖壓成型的型鋼來(lái)代替原來(lái)的焊接橫梁。</p><p><b> 端梁的設(shè)計(jì):</b></p><p> 端梁部分在起重機(jī)中有著重要的作用,它是承載平移運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵部件。端梁部分是由車(chē)輪組合端梁架組成,端梁部分主要有上蓋板,腹板和下蓋板組成;端梁是由兩段通過(guò)連接板和角鋼
18、用高強(qiáng)螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)筋,以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度,大車(chē)的輪距和小車(chē)的軌距來(lái)確定的;大車(chē)的運(yùn)行采用分別傳動(dòng)的方案。</p><p> 在裝配起重機(jī)的時(shí)候,先將端梁的一段與其中的一根主梁連接在一起,然后再將端梁的兩段連接起來(lái)。 </p><p> 本章主要對(duì)箱形橋式起重機(jī)進(jìn)行介紹,確定了其總體方案并進(jìn)行了一些簡(jiǎn)單的分析。箱形雙梁橋式起
19、重機(jī)具有加工零件少,工藝性好、通用性好及機(jī)構(gòu)安裝檢修方便等一系列的優(yōu)點(diǎn),因而在生產(chǎn)中得到廣泛采用。我國(guó)在5噸到10噸的中、小起重量系列產(chǎn)品中主要采用這種形式,但這種結(jié)構(gòu)形式也存在一些缺點(diǎn):自重大、易下?lián)?,在設(shè)計(jì)和制造時(shí)必須采取一些措施來(lái)防止或者減少。</p><p> 2.大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p> 2.1設(shè)計(jì)的基本原則和要求</p><p> 大車(chē)
20、運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常和橋架的設(shè)計(jì)一起考慮,兩者的設(shè)計(jì)工作要交叉進(jìn)行,一般的設(shè)計(jì)步驟:</p><p> 1. 確定橋架結(jié)構(gòu)的形式和大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳方式</p><p> 2. 布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p> 3. 安排大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的具體位置和尺寸</p><p> 4. 綜合考慮二者的關(guān)系和完成部分的設(shè)計(jì) </p>
21、<p> 對(duì)大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是:</p><p> 1. 機(jī)構(gòu)要緊湊,重量要輕</p><p> 2. 和橋架配合要合適,這樣橋架設(shè)計(jì)容易,機(jī)構(gòu)好布置</p><p> 3. 盡量減輕主梁的扭轉(zhuǎn)載荷,不影響橋架剛度</p><p> 4. 維修檢修方便,機(jī)構(gòu)布置合理</p><p> 2
22、.1.1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案</p><p> 大車(chē)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案,基本分為兩類(lèi):</p><p> 分別傳動(dòng)和集中傳動(dòng),橋式起重機(jī)常用的跨度(10.5-32M)范圍均可用分別傳動(dòng)的方案本設(shè)計(jì)采用分別傳動(dòng)的方案。</p><p> 2.1.2大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題:</p><p><b> 1. 聯(lián)軸器的選擇</b&g
23、t;</p><p> 2. 軸承位置的安排</p><p><b> 3. 軸長(zhǎng)度的確定</b></p><p> 這三著是互相聯(lián)系的。</p><p> 在具體布置大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零部件時(shí)應(yīng)該注意以幾點(diǎn):</p><p> 1. 因?yàn)榇筌?chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)要安裝在起重機(jī)橋架上,橋架的運(yùn)行速度很高
24、,而且受載之后向下?lián)锨?,機(jī)構(gòu)零部件在橋架上的安裝可能不十分準(zhǔn)確,所以如果單從保持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能和補(bǔ)償安裝的不準(zhǔn)確性著眼,凡是靠近電動(dòng)機(jī)、減速器和車(chē)輪的軸,最好都用浮動(dòng)軸。</p><p> 2. 為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷,應(yīng)該使機(jī)構(gòu)零件盡量靠近主梁而遠(yuǎn)離走臺(tái)欄桿;盡量靠近端梁,使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。</p><p> 3. 對(duì)于分別傳動(dòng)的大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料,在浮
25、動(dòng)軸有足夠的長(zhǎng)度的條件下,使安裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平臺(tái)減小,占用橋架的一個(gè)節(jié)間到兩個(gè)節(jié)間的長(zhǎng)度,總之考慮到橋架的設(shè)計(jì)和制造方便。</p><p> 4. 制動(dòng)器要安裝在靠近電動(dòng)機(jī),使浮動(dòng)軸可以在運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)發(fā)揮吸收沖擊動(dòng)能的作用。</p><p> 2.2 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算</p><p><b> 已知數(shù)據(jù):</b></p>
26、<p> 起重機(jī)的起重量Q=100KN,橋架跨度L=16.5m,大車(chē)運(yùn)行速度Vdc=90m/min,工作類(lèi)型為中級(jí),機(jī)構(gòu)運(yùn)行持續(xù)率為JC%=25,起重機(jī)的估計(jì)重量G=168KN,小車(chē)的重量為Gxc=40KN,橋架采用箱形結(jié)構(gòu)。</p><p><b> 計(jì)算過(guò)程如下:</b></p><p> 2.2.1確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案</p><
27、;p> 本起重機(jī)采用分別傳動(dòng)的方案如圖(2-1)</p><p> 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)圖(2-1)</p><p> 1—電動(dòng)機(jī) 2—制動(dòng)器 3—高速浮動(dòng)軸 4—聯(lián)軸器 5—減速器 6—聯(lián)軸器 7低速浮動(dòng)軸 8—聯(lián)軸器 9—車(chē)輪</p><p> 2.2.2 選擇車(chē)輪與軌道,并驗(yàn)算其強(qiáng)度</p><p> 按照如圖所示
28、的重量分布,計(jì)算大車(chē)的最大輪壓和最小輪壓:</p><p><b> 滿(mǎn)載時(shí)的最大輪壓:</b></p><p><b> Pmax=</b></p><p><b> = </b></p><p><b> =95.6KN</b></p&g
29、t;<p><b> 空載時(shí)最大輪壓:</b></p><p><b> P‘max=</b></p><p><b> =</b></p><p><b> =50.2KN</b></p><p><b> 空載時(shí)最小輪
30、壓:</b></p><p><b> P‘min=</b></p><p><b> =</b></p><p><b> =33.8KN</b></p><p> 式中的e為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離e=1.5m</p><p
31、> 載荷率:Q/G=100/168=0.595</p><p> 由[1]表19-6選擇車(chē)輪:當(dāng)運(yùn)行速度為Vdc=60-90m/min,Q/G=0.595時(shí)工作類(lèi)型為中級(jí)時(shí),車(chē)輪直徑Dc=500mm,軌道為P38的許用輪壓為150KN,故可用。</p><p> 1).疲勞強(qiáng)度的計(jì)算</p><p> 疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的等效載荷:</p>
32、<p> Qd=Φ2·Q=0.6*100000=60000N </p><p> 式中Φ2—等效系數(shù),有[1]表4-8查得Φ2=0.6</p><p><b> 車(chē)論的計(jì)算輪壓:</b></p><p> Pj= KCI· r ·Pd</p><p>
33、 =1.05×0.89×77450</p><p><b> =72380N</b></p><p> 式中:Pd—車(chē)輪的等效輪壓</p><p><b> Pd=</b></p><p><b> =</b></p><p&g
34、t;<b> =77450N</b></p><p> r—載荷變化系數(shù),查[1]表19-2,當(dāng)Qd/G=0.357時(shí),r=0.89</p><p> Kc1—沖擊系數(shù),查[1]表19-1。第一種載荷當(dāng)運(yùn)行速度為V=1.5m/s時(shí),Kc1=1.05</p><p> 根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)算疲勞接觸應(yīng)力:</p><p&g
35、t;<b> j=4000</b></p><p><b> =4000</b></p><p> =13555Kg/cm2</p><p> j =135550N/cm2</p><p> 式中r-軌頂弧形半徑,由[3]附錄22查得r=300mm,對(duì)于車(chē)輪材料ZG55II,當(dāng)HB>
36、320時(shí),[jd] =160000-200000N/cm2,因此滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度計(jì)算。</p><p><b> 2).強(qiáng)度校核</b></p><p><b> 最大輪壓的計(jì)算:</b></p><p> Pjmax=KcII·Pmax</p><p> =1.1×9560
37、0</p><p><b> =105160N</b></p><p> 式中KcII-沖擊系數(shù),由[3]表2-7第II類(lèi)載荷KcII=1.1</p><p> 按點(diǎn)接觸情況進(jìn)行強(qiáng)度校核的接觸應(yīng)力:</p><p><b> jmax=</b></p><p><
38、;b> =</b></p><p> =15353Kg/cm2</p><p> jmax =153530N/cm2</p><p> 車(chē)輪采用ZG55II,查[1]表19-3得,HB>320時(shí), [j]=240000-300000N/cm2,</p><p> jmax < [j]</p>
39、;<p><b> 故強(qiáng)度足夠。</b></p><p> 2.2.3 運(yùn)行阻力計(jì)算</p><p><b> 摩擦總阻力距</b></p><p> Mm=β(Q+G)(K+μ*d/2)</p><p> 由[1]表19-4 Dc=500mm車(chē)輪的軸承型號(hào)為:22220K,
40、 軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為:(100+180)/2=140mm</p><p> 由[1]中表9-2到表9-4查得:滾動(dòng)摩擦系數(shù)K=0.0006m,軸承摩擦系數(shù)μ=0.02,附加阻力系數(shù)β=1.5,代入上式中:</p><p> 當(dāng)滿(mǎn)載時(shí)的運(yùn)行阻力矩:</p><p> Mm(Q=Q)= Mm(Q=Q)=(Q+G)( +) =1.5(100000+16800
41、0)×(0.0006+0.02×0.14/2)</p><p><b> =804N·m </b></p><p><b> 運(yùn)行摩擦阻力:</b></p><p><b> Pm(Q=Q)==</b></p><p><b>
42、=3216N</b></p><p><b> 空載時(shí):</b></p><p> Mm(Q=0)=β×G×(K+μd/2)</p><p> =1.5×168000×(0.0006+0.02×0.14/2)</p><p><b> =50
43、4N</b></p><p> P m(Q=0)= Mm(Q=0)/(Dc/2)</p><p> =504×2/0.5</p><p><b> =2016N</b></p><p> 2.2.4選擇電動(dòng)機(jī)</p><p><b> 電動(dòng)機(jī)靜功率:<
44、;/b></p><p> Nj=Pj·Vdc/(60·m· )</p><p> =3216×90/60/0.95/2=2.54KW</p><p> 式中Pj=Pm(Q=Q)—滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)的靜阻力</p><p> (P m(Q=0)=2016N)</p><p>
45、; m=2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)</p><p><b> 初選電動(dòng)機(jī)功率:</b></p><p> N=Kd*Nj=1.3*2.54=3.3KW</p><p> 式中Kd-電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù),由[1]表9-6查得Kd=1.3</p><p> 查[2]表31-27選用電動(dòng)機(jī)YR160M-8;Ne=4KW,n1=
46、705rm,(GD2)=0.567kgm2,電動(dòng)機(jī)的重量Gd=160kg</p><p> 2.2.5 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件</p><p><b> 等效功率:</b></p><p> Nx=K25·r·Nj</p><p> =0.75×1.3×2.54</
47、p><p><b> =2.48KW</b></p><p> 式中K25—工作類(lèi)型系數(shù),由[1]表8-16查得當(dāng)JC%=25時(shí),K25=0.75</p><p> r—由[1]按照起重機(jī)工作場(chǎng)所得tq/tg=0.25,由[1]圖8-37估得r=1.3</p><p> 由此可知:Nx<Ne,故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條
48、件通過(guò)。</p><p> 選擇電動(dòng)機(jī):YR160M-8</p><p> 2.2.6 減速器的選擇</p><p><b> 車(chē)輪的轉(zhuǎn)數(shù):</b></p><p> nc=Vdc/(π·Dc)</p><p> =90/3.14/0.5=57.3rpm</p>
49、<p><b> 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比:</b></p><p> i。=n1/nc=705/57.3=12.3</p><p> 查[2]表19-11,選用兩臺(tái)ZLZ-160-12.5-IV減速器i?!?12.5;[N]=9.1KW,當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為750rpm,可見(jiàn)Nj<[N]中級(jí)。(電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過(guò),減速器:ZLZ-160-12.5-IV )</
50、p><p> 2.2.7 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率</p><p><b> 實(shí)際運(yùn)行的速度:</b></p><p> V‘dc=Vdc· i。/ i?!?lt;/p><p> =90×12.3/12.5=88.56m/min</p><p><b> 誤差:&
51、lt;/b></p><p> ε=(Vdc- V‘dc)/ Vdc</p><p> =(90-88.56)/90×100%=1.6%<15%合適</p><p> 實(shí)際所需的電動(dòng)機(jī)功率:</p><p> N‘j=Nj·V‘dc/ Vdc</p><p> =2.54
52、15;88.56/90=2.49KW</p><p> 由于N‘j<Ne,故所選的電動(dòng)機(jī)和減速器都合適</p><p> 2.2.8 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間</p><p><b> 起動(dòng)時(shí)間:</b></p><p><b> Tp=</b></p><p> 式中n
53、1=705rpm</p><p> m=2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)</p><p> Mq=1.5×975×N/n1</p><p> =1.5×975×4/705=82.9N·m</p><p> 滿(mǎn)載時(shí)運(yùn)行靜阻力矩:</p><p><b> Mj(Q=Q
54、)=</b></p><p><b> ==67.7N·m</b></p><p> 空載運(yùn)行時(shí)靜阻力矩:</p><p><b> Mj(Q=0)=</b></p><p><b> ==42.4N·m</b></p>&
55、lt;p> 初步估算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪矩:</p><p> (GD2)ZL+(GD2)L=0.78 N·m</p><p><b> 機(jī)構(gòu)總飛輪矩:</b></p><p> (GD2)1=(GD2)ZL+(GD2)L+(GD2)d</p><p> =5.67+0.78=6.45 N
56、83;m</p><p><b> 滿(mǎn)載起動(dòng)時(shí)間:</b></p><p><b> t= </b></p><p><b> =</b></p><p><b> =8.91s</b></p><p><b>
57、 空載啟動(dòng)時(shí)間:</b></p><p><b> t= =</b></p><p><b> =5.7s</b></p><p> 起動(dòng)時(shí)間在允許范圍內(nèi)。</p><p> 2.2.9 起動(dòng)工況下校核減速器功率</p><p> 起動(dòng)工況下減速器傳遞的
58、功率:</p><p><b> N=</b></p><p> 式中Pd=Pj+Pg=Pj+</p><p> =3216+=7746.2N</p><p> m/--運(yùn)行機(jī)構(gòu)中,同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù),m/=2.</p><p> 因此N= =5.89KW</p>&
59、lt;p> 所以減速器的[N]中級(jí)=9.1KW>N,故所選減速器功率合適。</p><p> 2.2.10 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件</p><p> 由于起重機(jī)室內(nèi)使用,故坡度阻力及風(fēng)阻力不考慮在內(nèi).以下按三種情況計(jì)算.</p><p> 1.兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng):</p><p><b> n=>nz&
60、lt;/b></p><p><b> 式中p1=</b></p><p> =33.8+50.2=84KN---主動(dòng)輪輪壓</p><p> p2= p1=84KN----從動(dòng)輪輪壓</p><p> f=0.2-----粘著系數(shù)(室內(nèi)工作)</p><p> nz—
61、防止打滑的安全系數(shù).nz1.05~1.2</p><p><b> n = </b></p><p><b> =2.97</b></p><p> n>nz,故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑</p><p><b> 2.事故狀態(tài)</b></p>
62、<p> 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無(wú)載小車(chē)位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則</p><p><b> n=nz</b></p><p> 式中p1==50.2KN----主動(dòng)輪輪壓</p><p><b> p2=2+</b></p><p> =2×33.8+5
63、0.2=117.8KN---從動(dòng)輪輪壓</p><p> ---一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)空載啟動(dòng)時(shí)間</p><p><b> =</b></p><p><b> =13.47 s</b></p><p><b> n= =2.94</b></p><p&
64、gt; n>nz,故不打滑.</p><p><b> 3.事故狀態(tài)</b></p><p> 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無(wú)載小車(chē)遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則</p><p><b> n=nz</b></p><p> 式中P1==33.8KN---主動(dòng)輪輪壓</p>
65、;<p> P2=2=33.8+2*50.2=134.2KN---從動(dòng)輪輪壓</p><p> = 13.47 S —與第(2)種工況相同</p><p><b> n=</b></p><p> =1.89 故也不會(huì)打滑</p><p> 結(jié)論:根據(jù)上述不打滑驗(yàn)算結(jié)果可知,
66、三種工況均不會(huì)打滑</p><p> 2.2.11選擇制動(dòng)器</p><p> 由[1]中所述,取制動(dòng)時(shí)間tz=5s</p><p> 按空載計(jì)算動(dòng)力矩,令Q=0,得:</p><p><b> Mz=</b></p><p><b> 式中</b></p&g
67、t;<p><b> =</b></p><p><b> =-19.2N·m</b></p><p> Pp=0.002G=168000×0.002=336N</p><p><b> Pmin=G</b></p><p><b
68、> ==1344N</b></p><p> M=2----制動(dòng)器臺(tái)數(shù).兩套驅(qū)動(dòng)裝置工作</p><p><b> Mz=</b></p><p><b> =41.2 N·m</b></p><p> 現(xiàn)選用兩臺(tái)YWZ-200/25的制動(dòng)器,查[1]表18-1
69、0其制動(dòng)力矩M=200 N·m,為避免打滑,使用時(shí)將其制動(dòng)力矩調(diào)制3.5 N·m以下。</p><p> 2.2.12 選擇聯(lián)軸器</p><p> 根據(jù)傳動(dòng)方案,每套機(jī)構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動(dòng)軸.</p><p> 1.機(jī)構(gòu)高速軸上的計(jì)算扭矩:</p><p> ==110.6×1.4=154.8
70、N·m</p><p> 式中MI—連軸器的等效力矩.</p><p> MI==2×55.3=110.6 N·m</p><p> —等效系數(shù) 取=2查[2]表2-7</p><p> Mel=9.75*=55.3 N·m</p><p> 由[2]表33-20查的
71、:電動(dòng)機(jī)Y160M1-8,軸端為圓柱形,d1=48mm,L=110mm;由[2]19-5查得ZLZ-160-12.5-iv的減速器,高速軸端為d=32mm,l=58mm,故在靠電機(jī)端從由表[2]選聯(lián)軸器ZLL2(浮動(dòng)軸端d=40mm;[MI]=630N·m,(GD2)ZL=0.063Kg·m,重量G=12.6Kg) ;在靠近減速器端,由[2]選用兩個(gè)聯(lián)軸器ZLD,在靠近減速器端浮動(dòng)軸端直徑為d=32mm;[MI]=6
72、30 N·m, (GD2)L=0.015Kg·m, 重量G=8.6Kg. </p><p> 高速軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的飛輪矩之和為: </p><p> (GD2)ZL+(GD2)L=0.063+0.015=0.078 Kg·m</p><p> 與原估算的基本相符,故不需要再算。</p><p>
73、 2.低速軸的計(jì)算扭矩:</p><p> =154.8×15.75×0.95=2316.2 N·m</p><p> 2.2.13 浮動(dòng)軸的驗(yàn)算</p><p> 1).疲勞強(qiáng)度的計(jì)算</p><p> 低速浮動(dòng)軸的等效力矩:</p><p> MI=Ψ1?Mel?i</
74、p><p> =1.4×55.3×12.5×0.95=919.4N?m</p><p> 式中Ψ1—等效系數(shù),由[2]表2-7查得Ψ1=1.4</p><p> 由上節(jié)已取得浮動(dòng)軸端直徑D=60mm,故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為:</p><p><b> N/cm2</b></p>&
75、lt;p> 由于浮動(dòng)軸載荷變化為循環(huán)(因?yàn)楦?dòng)軸在運(yùn)行過(guò)程中正反轉(zhuǎn)矩相同),所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為:</p><p> =4910 N/cm2</p><p> 式中,材料用45號(hào)鋼,取b=60000 N/cm2; s=30000N/cm2,則-1=0.22b=0.22×60000=13200N/cm2;s=0.6s=0.6×30000=18000N/cm2&l
76、t;/p><p> K=KxKm=1.6×1.2=1.92</p><p> 考慮零件的幾何形狀表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)Kx=1.6,Km=1.2,nI=1.4—安全系數(shù),由[2]表2-21查得n<[-1k] 故疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。</p><p><b> 2).靜強(qiáng)度的計(jì)算</b></p><p>&l
77、t;b> 計(jì)算強(qiáng)度扭矩:</b></p><p> Mmax=Ψ2?Mel?i</p><p> =2.5×55.3×12.5×0.95=1641.7 N?m</p><p> 式中Ψ2—?jiǎng)恿ο禂?shù),查[2]表2-5的Ψ2=2.5</p><p><b> 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:</
78、b></p><p> ==3800N/cm2</p><p><b> 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力:</b></p><p><b> N/cm2</b></p><p> <[]II,故強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。</p><p> 高速軸所受扭矩雖比低速軸小,但強(qiáng)度還是足夠
79、,故高速軸驗(yàn)算省去。</p><p> 2.2.14 緩沖器的選擇</p><p> 1.碰撞時(shí)起重機(jī)的動(dòng)能</p><p><b> W動(dòng)= </b></p><p> G—帶載起重機(jī)的重量G=168000+100000×0.1</p><p><b> =1780
80、00N</b></p><p> V0—碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度,V0=(0.3~0.7)Vdx</p><p> g—重力加速度取10m/s2</p><p><b> 則W動(dòng)= </b></p><p> =5006.25 N m</p><p> 2. 緩沖行程內(nèi)由運(yùn)行阻力和制
81、動(dòng)力消耗的功</p><p> W阻=(P摩+P制)S</p><p> 式中P摩—運(yùn)行阻力,其最小值為</p><p> Pmin=Gf0min=178000×0.008=1424N</p><p> f0min—最小摩擦阻力系數(shù)可取f0min=0.008</p><p> P制—制動(dòng)器的制動(dòng)力矩
82、換算到車(chē)輪踏面上的力,亦可按最大制動(dòng)減速度計(jì)算</p><p> P制==17800×0.55=9790N</p><p> =0.55 m /s2</p><p> S—緩沖行程取S=140 mm</p><p> 因此W阻=(1424+9790)×0.14=1569.96N m</p><p
83、> 3. 緩沖器的緩沖容量</p><p> 一個(gè)緩沖器要吸收的能量也就是緩沖器應(yīng)該具有的緩沖容量為:</p><p> =5006.25-1569.96 =3436.29 N m</p><p> 式中 n—緩沖器的個(gè)數(shù) 取n=1</p><p> 由[1]表22-3選擇彈簧緩沖器彈簧D=120 mm,d=30 mm<
84、/p><p><b> 3.端梁的設(shè)計(jì)</b></p><p> 3.1 端梁的尺寸的確定</p><p> 3.1.1端梁的截面尺寸</p><p> 1.端梁截面尺寸的確定:</p><p> 上蓋板1=10mm,</p><p> 中部下蓋板1=10 mm&l
85、t;/p><p> 頭部下蓋板2=12mm</p><p> 按照[1]表19-4直徑為500mm的車(chē)輪組尺寸,確定端梁蓋板寬度和腹板的高度時(shí),首先應(yīng)該配置好支承車(chē)輪的截面,其次再確定端梁中間截面的尺寸。配置的結(jié)果,車(chē)輪輪緣距上蓋板底面為25mm;車(chē)輪兩側(cè)面距離支承處兩下蓋板內(nèi)邊為10 mm,因此車(chē)輪與端梁不容易相碰撞;并且端梁中部下蓋板與軌道便的距離為55 mm。如圖示(3-1)<
86、/p><p> 端梁的截面尺寸圖(3-1)</p><p> 3.1.2 端梁總體的尺寸</p><p> 大車(chē)輪距的確定:K=(~)L=(~)×16.5=2.06~3.3m</p><p><b> 取K=3300㎜ </b></p><p> 端梁的高度 H0=(0.4~0.6
87、)H主 取H0=500㎜</p><p> 確定端梁的總長(zhǎng)度L=4100㎜</p><p><b> 3.2 端梁的計(jì)算</b></p><p><b> 1.計(jì)算載荷的確定</b></p><p> 設(shè)兩根主梁對(duì)端梁的作用力Q(G+P)max相等,則端梁的最大支反力:</p>
88、<p><b> RA=</b></p><p> 式中 K—大車(chē)輪距,K=330cm</p><p> Lxc—小車(chē)輪距,Lxc=200cm</p><p> a2—傳動(dòng)側(cè)車(chē)輪軸線至主梁中心線的距離,取a2=70 cm</p><p><b> =114237N</b><
89、;/p><p> 因此RA= =117699N </p><p> 2.端梁垂直最大彎矩</p><p> 端梁在主梁支反力作用下產(chǎn)生的最大彎矩為:</p><p> Mzmax=RAa1=117699×60=7.06×106N</p><p> a1—導(dǎo)電側(cè)車(chē)輪軸線至主梁中心線的距離,a1=
90、60 cm。</p><p> 3.端梁的水平最大彎矩</p><p> 1). 端梁因車(chē)輪在側(cè)向載荷下產(chǎn)生的最大水平彎矩:</p><p><b> =Sa1</b></p><p> 式中:S—車(chē)輪側(cè)向載荷,S=P;</p><p> —側(cè)壓系數(shù),由圖2-3查得,=0.08;<
91、/p><p> P—車(chē)輪輪壓,即端梁的支反力P=RA</p><p><b> 因此:</b></p><p><b> =RAa1</b></p><p> =0.08×117699×60=564954N·cm</p><p> 2).端
92、梁因小車(chē)在起動(dòng)、制動(dòng)慣性載荷作用下而產(chǎn)生的最大水平彎矩:</p><p><b> =a1</b></p><p> 式中—小車(chē)的慣性載荷:= P1=37000/7=5290N</p><p><b> 因此:</b></p><p> ==327018N·cm</p>
93、;<p> 比較和兩值可知,應(yīng)該取其中較大值進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。</p><p><b> 4.端梁的強(qiáng)度驗(yàn)算</b></p><p> 端梁中間截面對(duì)水平重心線X-X的截面模數(shù):</p><p><b> ==2380.8</b></p><p> 端梁中間截面對(duì)水平重心線X-X
94、的慣性矩:</p><p> =2380.8 =59520</p><p> 端梁中間截面對(duì)垂直重心線Y-Y的截面模數(shù):</p><p><b> =1154.4</b></p><p> 端梁中間截面對(duì)水平重心線X-X的半面積矩: </p><p><b> ==1325.6
95、</b></p><p> 端梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力: </p><p> ==2965+489=3454N/cm2</p><p> 端梁中間截面的剪應(yīng)力:</p><p> ==2120 N/cm2</p><p> 端梁支承截面對(duì)水平重心線X-X的慣性矩、截面模數(shù)及面積矩的計(jì)算如下: &l
96、t;/p><p> 首先求水平重心線的位置 </p><p> 水平重心線距上蓋板中線的距離: </p><p> C1= =5.74 cm</p><p> 水平重心線距腹板中線的距離:</p><p> C2=5.74-0.5-0.5×12.7</p><p>
97、;<b> =-1.11 cm</b></p><p> 水平重心線距下蓋板中線的距離:</p><p> C3=(12.7+0.5+0.6)-5.74</p><p><b> =8.06cm</b></p><p> 端梁支承截面對(duì)水平重心線X-X的慣性矩:
98、 </p><p> =×40×13+40×1×5.742+2××12.73×0.6+2×12.7×0.6×1.112+2×11×1.23+2×11×1.2×8.062=3297cm4</p><p> 端梁支承截面對(duì)水平重心線X-X的
99、最小截面模數(shù):</p><p><b> =×</b></p><p><b> =3297×</b></p><p> =406.1 cm3</p><p> 端梁支承截面水平重心線X-X下部半面積矩:</p><p> =2×11&
100、#215;1.2×8.06+(8.06-0.6)×0.6×(8.06-0.6)/2</p><p> =229.5 cm3</p><p> 端梁支承截面附近的彎矩:</p><p> =RAd=117699×14=1647786Ncm</p><p><b> 式中—</b&g
101、t;</p><p> 端梁支承截面的彎曲應(yīng)力:</p><p> =4057.6N/cm2</p><p> 端梁支承截面的剪應(yīng)力:</p><p> =6827.4 N/cm2</p><p> 端梁支承截面的合成應(yīng)力:</p><p> =12501.5 N/cm2</p
102、><p> 端梁材料的許用應(yīng)力:</p><p> [d]II=(0.80~0.85) []II</p><p> =(0.80~0.85)16000=12800~13600 N/cm2</p><p> [d]II=(0.80~0.85) []II</p><p> = (0.80~0.85)9500 =760
103、0~8070 N/cm2</p><p> 驗(yàn)算強(qiáng)度結(jié)果,所有計(jì)算應(yīng)力均小于材料的許用應(yīng)力,故端梁的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。</p><p> 3.3 主要焊縫的計(jì)算</p><p> 3.3.1 端梁端部上翼緣焊縫</p><p> 端梁支承截面上蓋板對(duì)水平重心線X-X的截面積矩:</p><p> =40×
104、;1×5.74=229.6 cm3</p><p> 端梁上蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力:</p><p> =4878.8 N/cm2 </p><p> 式中n1—上蓋板翼緣焊縫數(shù);</p><p> hf—焊肉的高度,取hf=0.6 cm</p><p> 3.3.2 下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力驗(yàn)算<
105、;/p><p> 端梁支承截面下蓋板對(duì)水平重心線X-X的面積矩:</p><p> =2×12×1.2×8.06=232.128 cm3</p><p> 端梁下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力:</p><p> =4929.8 N/cm2</p><p> 由[1]表 查得[]=9500
106、 N/cm2,因此焊縫計(jì)算應(yīng)力滿(mǎn)足要求。</p><p><b> 4 端梁接頭的設(shè)計(jì)</b></p><p> 4.1 端梁接頭的確定及計(jì)算</p><p> 端梁的安裝接頭設(shè)計(jì)在端梁的中部,根據(jù)端梁輪距K大小,則端梁有一個(gè)安裝接頭。</p><p> 端梁的街頭的上蓋板和腹板焊有角鋼做的連接法蘭,下蓋板的接頭
107、用連接板和受剪切的螺栓連接。頂部的角鋼是頂緊的,其連接螺栓基本不受力。同時(shí)在下蓋板與連接板鉆孔是應(yīng)該同時(shí)鉆孔。</p><p> 如下圖為接頭的安裝圖</p><p> 下蓋板與連接板的連接采用M18的螺栓,而角鋼與腹板和上蓋板的連接采用M16的螺栓。</p><p><b> ?。╝)</b></p><p>
108、連接板和角鋼連接圖4-1(b)</p><p> 4.1.1 腹板和下蓋板螺栓受力計(jì)算</p><p> 1.腹板最下一排螺栓受力最大,每個(gè)螺栓所受的拉力為:</p><p><b> N拉=</b></p><p><b> =</b></p><p><b&
109、gt; =12500N</b></p><p> 2.下腹板每個(gè)螺栓所受的剪力相等,其值為:</p><p><b> N剪=</b></p><p><b> =</b></p><p><b> =7200N</b></p><p&
110、gt; 式中n0—下蓋板一端總受剪面數(shù);n0=12</p><p> N剪 —下蓋板一個(gè)螺栓受剪面所受的剪力:</p><p> n—一側(cè)腹板受拉螺栓總數(shù);n=12</p><p> d1—腹板上連接螺栓的直徑(靜截面) </p><p> d0—下腹板連接螺栓的直徑;d1=16mm</p><p>
111、; H—梁高;H=500 mm</p><p> M—連接處的垂直彎矩;M=7.06×106</p><p><b> 其余的尺寸如圖示</b></p><p> 4.1.2 上蓋板和腹板角鋼的連接焊縫受力計(jì)算</p><p> 1. 上蓋板角鋼連接焊縫受剪,其值為:</p><p
112、><b> Q=</b></p><p><b> ==172500N</b></p><p> 2.腹板角鋼的連接焊縫同時(shí)受拉和受彎,其值分別為:</p><p><b> N腹=</b></p><p><b> = =43100N</b&g
113、t;</p><p><b> M腹=</b></p><p> ==2843000Nmm</p><p> 4.2 計(jì)算螺栓和焊縫的強(qiáng)度</p><p> 4.2.1 螺栓的強(qiáng)度校核</p><p> 1.精制螺栓的許用抗剪承載力:</p><p><b&
114、gt; [N剪]= </b></p><p> = =103007.7N </p><p> 2.螺栓的許用抗拉承載力</p><p><b> [N拉]= </b></p><p> ==27129.6N</p><p> 式中[]=13500N/cm2 []=135
115、00N/cm2 由[1]表25-5查得</p><p> 由于N拉<[N拉] ,N剪<[N剪] 則有所選的螺栓符合強(qiáng)度要求</p><p> 4.2.2 焊縫的強(qiáng)度校核</p><p> 1.對(duì)腹板由彎矩M產(chǎn)生的焊縫最大剪應(yīng)力:</p><p> M===15458.7N/ cm2</p><p&g
116、t;<b> 式中—I≈</b></p><p> =395.4 ——焊縫的慣性矩</p><p><b> 其余尺寸見(jiàn)圖</b></p><p> 2.由剪力Q產(chǎn)生的焊縫剪應(yīng)力:</p><p><b> Q=</b></p><p>
117、; ==4427.7N/ cm2</p><p><b> 折算剪應(yīng)力:</b></p><p><b> ==</b></p><p> =16079.6 N/ cm2<[]=17000 N/ cm2</p><p> []由[1]表25-3查得</p><p&
118、gt; 式中h—焊縫的計(jì)算厚度取h=6mm</p><p><b> 3.對(duì)上角鋼的焊縫</b></p><p> ===211.5 N/ cm2<[]</p><p><b> 由上計(jì)算符合要求。</b></p><p><b> 5 焊接工藝設(shè)計(jì)</b>&l
119、t;/p><p> 對(duì)橋式起重機(jī)來(lái)說(shuō),其橋架結(jié)構(gòu)主要是由很多鋼板通過(guò)焊接的方法連接在一起,焊接的工藝的正確與否直接影響橋式起重機(jī)的力學(xué)性能和壽命。</p><p> 角焊縫常用的確定焊角高度的方法</p><p><b> 5-1</b></p><p><b> 角焊縫最小厚度為:</b>&l
120、t;/p><p> a≥0.3max+1</p><p> max為焊接件的較大厚度,但焊縫最小厚度不小于4mm,當(dāng)焊接件的厚度小于4mm時(shí),焊縫厚度與焊接件的厚度相同。</p><p> 角焊縫的厚度還不應(yīng)該大于較薄焊接件的厚度的1.2倍,即:</p><p><b> a≤1.2min</b></p>
121、<p> 按照以上的計(jì)算方法可以確定端梁橋架焊接的焊角高度a=6mm.</p><p> 在端梁橋架連接過(guò)程中均采用手工電弧焊,在焊接的過(guò)程中焊縫的布置很關(guān)鍵,橋架的焊縫有很多地方密集交叉在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該避免如圖5-1(a)、5-1(b)示</p><p><b> 5-2(a)</b></p><p><b> 5
122、-2(b)</b></p><p> 定位板和彎板的焊接時(shí)候,由于定位板起導(dǎo)向作用,在焊接時(shí)要特別注意,焊角高度不能太高,否則車(chē)輪組在和端梁裝配的時(shí),車(chē)輪組不能從正確位置導(dǎo)入,焊接中采用E5015(J507)焊條,焊條直徑d=3.2mm,焊接電流160A,焊角高度最大4㎜。如圖5-2位彎板和定位板的焊接</p><p><b> 5-3</b><
123、/p><p> 角鋼和腹板、上蓋板的焊接采用的是搭接的方法,在焊好后再將兩段端梁拼在一塊進(jìn)行鉆孔。</p><p> 由于所用的板材厚度大部分都小于10mm ,在焊接過(guò)程中都不開(kāi)坡口進(jìn)行焊接。</p><p> 主要焊縫的焊接過(guò)程如下表:</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p&
124、gt; [1] 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組,機(jī)械工業(yè)出版社,1980</p><p> [2] 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) 吳宗澤主編,機(jī)械工業(yè)出版社,2002</p><p> [3] 起重機(jī)課程設(shè)計(jì) 北京鋼鐵學(xué)院編,冶金工業(yè)出版社,1982</p><p> [4] 焊接手冊(cè) 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編,機(jī)械工業(yè)出版社,1992</p>
125、<p><b> 致謝</b></p><p> 首先向機(jī)電工程系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,尤其是盧杉老師和張曙靈老師,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。</p><p> 至此,這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也將告以段落
126、,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。</p><p> 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)。</p><p> 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!</p><p> 再次向敬愛(ài)的老師
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