畢業(yè)論文--橋式起重機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3

1、dq型吊鉤橋式起重機(jī)三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，橋式起重機(jī)越來(lái)越多的應(yīng)用到工業(yè)生 產(chǎn)當(dāng)中。在工廠中搬運(yùn)重物，機(jī)床上下件，裝運(yùn)工作吊裝零部件， 流水線上的定點(diǎn)工作等都要用到起重機(jī)。起重機(jī)中種數(shù)量最多， 在大小工廠之中均有應(yīng)用的就是小噸位的起重機(jī)，小噸位的橋式 起重機(jī)廣泛的用于輕量工件的吊運(yùn)，在我國(guó)機(jī)械工業(yè)中占有十分 重要的地位。但是，我國(guó)現(xiàn)在應(yīng)用的各大起重機(jī)還是仿造國(guó)外落 后技術(shù)制造出來(lái)的，而且已經(jīng)在工廠內(nèi)應(yīng)用了多年，有些甚至還 是七八十年代的產(chǎn)品，無(wú)論在質(zhì)量上還是在功能上都滿足不了曰 益增長(zhǎng)的工業(yè)需求。如何設(shè)計(jì)使其成本最低化，布置合理化，功 能現(xiàn)代化是我們研究的課題。本次設(shè)計(jì)就是對(duì)小

2、噸位的橋式起重 機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是qd型吊鉤橋式起重機(jī)的三維造型結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)，其中包括橋架結(jié)構(gòu)的布置計(jì)算及校核，主梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算 及校核，端梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算及校核，主端梁連接以及大車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 零部件的選擇及校核。關(guān)鍵詞：起重機(jī)；大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)；橋架；主端梁；小噸 位abstractas chinas manufacturing industry, more and more applications crane to which industrial production. carry a heavy load in the factory，machine parts up and down,

3、the work of lifting parts of shipment，assembly line work should be fixed on the crane is used. the largest number of species of cranes, both in the size of the factory into the application is small tonnage cranes, bridge cranes small tonnage of lightweight parts for a wide range of lifting，in chinas

4、 machinery industry plays a very important position. however，our current application, or copy large crane behind the technology produced abroad，and has been applied in the factory for many years, and some 70 to 80 years of products, both in quality or functionality are not growing to meet the indust

5、rial demand. how to design it the lowest cost，rationalize the layout，function modernization is the subject of our study. this design is for small tonnage bridge crane design, the main design elements are qd crane structure and operation of institutions, including the bridge structure, calculation an

6、d checking the layout，the main beam structure calculation and checking，end beams calculation and checking, the main end beam connect and run the cart and checking body parts of choice.keywords:crane；the moving mainframe；bridge; main beam and endbeam； small tonnage目錄1 新侖11.1 橋式起重機(jī)的介紹11.2橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案3

7、1主梁和橋架的設(shè)計(jì)42端梁的設(shè)計(jì)42大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)-42.1設(shè)計(jì)的基本原則和要求41. 1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案42.1.2大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題52.2大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算51. 2. 1確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案52. 2.2大車車輪與軌道的選擇及其強(qiáng)度校核62. 3運(yùn)行阻力運(yùn)算82. 2. 4選擇電動(dòng)機(jī)82. 2.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱條件92. 6減速器的選擇92. 7驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率92. 8驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間102.9起動(dòng)工況下校核減速器功率112. 10驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件113. 2. 11選擇制動(dòng)器132. 2. 12選擇聯(lián)軸器132.2. 13浮動(dòng)軸的驗(yàn)算141. 14緩沖器的選擇16

8、3橋架結(jié)構(gòu)的計(jì)算173. 1 主要尺寸的確定174. 1. 1大車輪距171.2主梁高度171.3端梁高度171.4橋架端部梯形高度171.5主梁腹板高度171.6確定主梁截面尺寸173. 1. 7加勁板的布置尺寸183.2主梁的計(jì)算191.3. 1計(jì)算載荷確定193.2.2主梁垂直最大彎矩193.2.3主梁水平最大彎矩193. 2. 4主梁的強(qiáng)度驗(yàn)算203.2.5主梁的垂直剛度驗(yàn)算222. 6主梁的水平剛度驗(yàn)算223.3端梁的計(jì)算233. 3.1計(jì)算載荷的確定232. 3.2端梁垂直最大彎矩233. 3梁的水平彎矩233. 3. 4端梁截面尺寸的確定242. 3. 5端梁的強(qiáng)度驗(yàn)算243.4

9、主要焊縫的計(jì)算243.4. 1端梁端部上翼緣焊縫243.4.2端梁端部下翼緣焊縫273.4.3主梁與端梁的連接焊縫273.4.4主梁上蓋板焊縫274基于軟件pr0/engineer的三維造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)283. 1三維軟件pr0e的簡(jiǎn)介284.2三維制閣的簡(jiǎn)要過(guò)程283. 1大車結(jié)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)284.2.2小車結(jié)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)302. 3整車裝配31坊束語(yǔ) 3334雜351緒論1.1橋式起重機(jī)的介紹中國(guó)古代灌溉農(nóng)田用的桔是臂架型起重機(jī)的雛形。14世紀(jì)，西歐出現(xiàn)了人力 和畜力驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)臂架型起重機(jī)。19世紀(jì)前期，出現(xiàn)了橋式起重機(jī)；起重機(jī)的重 要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水

10、力驅(qū)動(dòng)。19 世紀(jì)后期，蒸汽驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)逐漸取代了水力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)。20世紀(jì)20年代開始， 由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力裝置的各種起重 機(jī)基本形成。起重機(jī)主耍包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)等。 起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)的基本工作機(jī)構(gòu)，大多是由吊掛系統(tǒng)和絞車組成，也有通過(guò)液 壓系統(tǒng)升降重物的。運(yùn)行機(jī)構(gòu)用以縱向水平運(yùn)移重物或調(diào)整起重機(jī)的工作位置， 一般是由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和車輪組成。變幅機(jī)構(gòu)只配備在臂架型起重機(jī) 上，臂架仰起時(shí)幅度減小，俯下時(shí)幅度增大，分平衡變幅和非平衡變幅兩種。回 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以使臂架回轉(zhuǎn)，是由驅(qū)動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)支承裝置組成。金屬結(jié)構(gòu)是起重

11、機(jī) 的骨架，主耍承載件如橋架、臂架和門架可為箱形結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，也可為腹板 結(jié)構(gòu)，有的可用型鋼作為支承梁。橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起里機(jī)，又稱天車。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。橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。橋式 起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)、簡(jiǎn)易梁橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)三種。普通橋式起重機(jī)一般由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重 小車又由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成。起

12、升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器， 帶動(dòng)卷簡(jiǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩繞上卷簡(jiǎn)或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和 安裝起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式又可以分為兩類：一類為集中驅(qū)動(dòng)，即用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪；另一類為分別驅(qū)動(dòng)、即兩邊的主動(dòng)車輪各用 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。中、小型橋式起重機(jī)較多采用制動(dòng)器、減速器和電動(dòng)機(jī)組合成 一體的“三合一”驅(qū)動(dòng)方式，大起重量的普通橋式起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū) 動(dòng)裝置常采用萬(wàn)向聯(lián)軸器。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)起重機(jī)(crane)運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般只用四個(gè)主動(dòng)和從動(dòng)車輪，如果起 重量很大，常用增加

13、車輪的辦法來(lái)降低輪壓。當(dāng)車輪超過(guò)四個(gè)時(shí)，必須采用鉸接 均衡車架裝置，使起重機(jī)的載荷均勻地分布在各車輪上3。橋架的金屬結(jié)構(gòu)由主梁和端梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主 梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的端梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和端梁組成。主梁與端梁剛性連接，端梁兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運(yùn)行。主梁 上焊有軌道，供起重小車運(yùn)行。橋架主梁的結(jié)構(gòu)類型較多比較典型的有箱形結(jié)構(gòu)、四桁架結(jié)構(gòu)和空腹桁架結(jié)構(gòu)。箱形結(jié)構(gòu)又可分為正軌箱形雙梁、偏軌箱形雙梁、偏軌箱形單主梁等幾種。 正軌箱形雙梁是廣泛采用的一種基本形式，主梁由上、下翼緣板和兩側(cè)的垂直腹 板組成，小車鋼軌布置在上翼緣板的屮心線上，它的

14、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，適于 成批生產(chǎn)，但自重較大。偏軌箱形雙梁和偏軌箱形單主梁的截而都是由上、下翼 緣板和不等厚的主副腹板組成，小車鋼軌布置在主腹板上方，箱體內(nèi)的短加勁板 可以省去，其屮偏軌箱形單主梁是由一根寬翼緣箱形主梁代替兩根主梁，自重較 小，但制造較復(fù)雜。四桁架式結(jié)構(gòu)由四片平而桁架組合成封閉型空間結(jié)構(gòu)，在上 水平桁架表而一般鋪有走臺(tái)板，自重輕，剛度大，但與其他結(jié)構(gòu)相比，外形尺寸 大，制造較復(fù)雜，疲勞強(qiáng)度較低，已較少生產(chǎn)?？崭硅旒芙Y(jié)構(gòu)類似偏軌箱形主梁，由四片鋼板組成一封閉結(jié)構(gòu)，除主腹板為 實(shí)腹工字形梁外，其余三片鋼板上按照設(shè)計(jì)要求切割成許多窗口，形成一個(gè)無(wú)斜 桿的空腹桁架，在上、下水平桁架表

15、面鋪有走臺(tái)板，起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)及電氣設(shè)備 裝在橋架內(nèi)部，自重較輕，整體剛度大，這在中國(guó)是較為廣泛采用的一種型式。 普通橋式起重機(jī)主要采用電力驅(qū)動(dòng)，一般是在司機(jī)室內(nèi)操縱，也有遠(yuǎn)距離控制的。 起重量可達(dá)五百噸，跨度可達(dá)60米。為了確保起重作業(yè)安全可靠，起重機(jī)裝有較完善的安全裝置，以便在意外的 情況下，起到保護(hù)機(jī)件或提醒操作人員注意，從而起到安全保護(hù)作用4。液壓系統(tǒng)中各溢流閥：可抑制回路屮的異常高壓，以防止液壓油泵及馬 達(dá)的損壞，并防止處于過(guò)載狀態(tài)。.吊臂變幅安全裝置：當(dāng)不測(cè)事故發(fā)生，吊臂變幅油缸回路中的高壓軟 管或油管爆裂或切斷時(shí)，液壓回路屮的平衡閥就起作用，鎖閉來(lái)自油缸下腔的工 作油，使吊臂不致下

16、跌，從而確保作業(yè)的安全性。.吊臂伸縮安全裝置：當(dāng)不測(cè)事故發(fā)生，吊臂伸縮油缸回路中的高壓軟 管或油管爆裂或切斷時(shí)，液壓回路中的平衡閥就起作用，鎖閉來(lái)自油缸下腔的工 作油，使吊會(huì)自己縮回，從而確保作業(yè)的安全性。.高度限位裝置：吊鉤起升到規(guī)定的高度后，碰觸限位重錘，打開行程 開關(guān)，"過(guò)繞"指標(biāo)燈即亮，同時(shí)切斷吊鉤起升、吊臂伸出、吊臂伏到等動(dòng)作的操 作而確保安全。這時(shí)只要操縱吊鉤下降，吊臂縮回或吊臂仰起(即向安全方操作) 等手柄時(shí)，使限位重錘解除約束，操作即恢復(fù)正常。在特殊的場(chǎng)合，如仍需要作 微量的過(guò)繞操作，可按下儀表盒上的釋放按鈕，此時(shí)限位的作用便解除，但此時(shí) 的操作必須十分謹(jǐn)慎

17、小心，以防發(fā)生事故。.支腿鎖定裝置：當(dāng)不測(cè)事故發(fā)生，通往支腿垂直油缸的高壓軟管或油 管破裂或切割時(shí)，液壓系統(tǒng)中的雙向液壓鎖能封鎖支腿封鎖油缸兩腔的壓力汕， 使支腿不縮或甩出，從而確保起重作業(yè)的安全性。.起重量指示器：起重量指示器設(shè)置在基本臂的合側(cè)方(即操縱室的右側(cè) 而)，操作薺坐在操縱室內(nèi)便能清楚地觀察到，能準(zhǔn)確地指示出吊臂的仰角及對(duì)應(yīng) 工況下起重機(jī)允許的額定起重量。.起重特性表：設(shè)置在操縱室內(nèi)前側(cè)下墻板上，該表列出了各種臂長(zhǎng)和 各種工作幅度下的額定起重量和起重高度，以便操作時(shí)奔閱。起重作業(yè)時(shí)，切不 可超過(guò)表屮規(guī)定的數(shù)值。為了確保起重作業(yè)安全可靠，起重機(jī)裝有較完善的安全 裝置，以便在意外的情況

18、下，起到保護(hù)機(jī)件或提醒操作人員注意，從而起到安全 保護(hù)作用。1.2橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案起重機(jī)課程設(shè)計(jì)的主要參數(shù)：表1.1起重機(jī)課程設(shè)計(jì)參數(shù)工作級(jí)別a5跨度l (m)25.5主起升副起升小車運(yùn)行大車運(yùn)行起升重量q(t)163起升高h(yuǎn)(m)1214工作 v(m/min)9.518.544.274工作級(jí)別a5a5a5a5jc%75%75%75%75%1.2. 1主梁和橋架的設(shè)計(jì)主梁跨度25.5m，主要構(gòu)件是上蓋板、下蓋板和兩塊垂直腹板，主梁和端梁采用搭 接形式，走臺(tái)的寬度取決于端梁的長(zhǎng)度和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平而尺寸，司機(jī)室采用閉式一 側(cè)安裝，腹板上加橫向加勁板和縱向加勁條或者角鋼來(lái)固定，縱向加勁條的

19、焊接采用自 動(dòng)焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，腹板的下邊和下蓋板硬做成拋物線形。1.2.2端梁的設(shè)計(jì)端梁采用箱型的實(shí)體板梁式結(jié)構(gòu)，是由車輪組合端梁架組成，端梁的中間截面也是 由上蓋板，下蓋板和兩塊腹板組成；通常把端梁制成制成三個(gè)分段，端梁是由兩段通過(guò) 連接板和角鋼用高強(qiáng)螺栓連接而成。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車的輪距和 小車的軌距來(lái)確定的；大車的運(yùn)行采用分別驅(qū)動(dòng)的方案。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)。下面對(duì)主梁，端梁，橋架進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和校核。2大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2. 1設(shè)計(jì)的基本原則和要求大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常和橋架的

20、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：確定橋架結(jié)構(gòu)的形式和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳方式布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸安排大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的具體位置和尺寸綜合考慮二者的關(guān)系和完成部分的設(shè)計(jì)對(duì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是：機(jī)構(gòu)要緊湊，重量要輕和橋架配合要合適，這樣橋架設(shè)計(jì)容易，機(jī)構(gòu)好布置從量減輕主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，不影響橋架剛度維修檢修方便，機(jī)構(gòu)布置合理2. 1. 1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案大車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，基本分為w類：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)跨度為25. 5m采用分別傳動(dòng)的方案。2.1.2大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題聯(lián)軸器的選擇軸承位置的安排

21、軸長(zhǎng)度的確定這三著是互相聯(lián)系的。在具體布置大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零部件時(shí)應(yīng)該注意以幾點(diǎn)：因?yàn)榇筌囘\(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，而且受載之 后向下?lián)锨瑱C(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)、減速器和車輪的軸，最好都 用浮動(dòng)軸。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。對(duì)于分別傳動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料，在浮動(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

22、便。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。2.2大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算參數(shù)：起重機(jī)估計(jì)總重g=30. 5t，橋架跨度l=25. 5m,起重量q=16t,大車運(yùn)行速 度vd=74m/min,工作級(jí)別為a5級(jí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)行持續(xù)率為jc%=25%,小車的重量為 gxc=6.611t,橋架為箱形結(jié)構(gòu)。2. 2. 1確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案本起重機(jī)設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案如圖所示：圖2.1大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)1 一電動(dòng)機(jī)2制動(dòng)器3高速浮動(dòng)軸4一聯(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 一車輪2.2.2大車車輪與軌道的選擇及其強(qiáng)度校核如閣所示的重量分布，計(jì)算大車車輪的最大輪壓和最小輪壓。gg

23、=ggxc0-a 12,75niel = 25,5n2pminepmax圖2.2大車輪壓受力圖滿載時(shí)，最大輪壓:_ g -gxc 2 + gxc l-e(2. 1)(2.2)max卜參1604-66,11.25.5-1.5444=165. 932kn25.5空載時(shí)，最小輪壓:ming - gxc gxc e +42 l305-66.1166.111=+x4225.5=61.0187kn式中的e為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離e=l. 544m車輪踏面疲勞計(jì)算載荷：2p + ppc=么廠眶卞廠 =(2*165. 932+61. 019)/3二 130. 961kn(2. 3)3車輪材料，采用

24、zg340-640(調(diào)制)，o z?=700mp, o 5=380mp,由附表18選擇車輪 直徑 dc=500mm,由1表5-1查得軌道型號(hào)為qu70 (起重機(jī)專用軌道)按車輪與軌道為點(diǎn)接觸和線接觸兩種情況來(lái)驗(yàn)算車輪的接觸強(qiáng)度 1)點(diǎn)接觸局部擠壓強(qiáng)度驗(yàn)算：(2.4)?''(=2<2/=281257k2-許用點(diǎn)應(yīng)力常數(shù)(n/mm2)，由【1】表5-2，取k2=0. 181 r-曲率半徑，由車輪和軌道兩考曲率半徑中取最大值。取qu70的曲率半徑為400mm m-由軌頂和車輪的曲率半徑之比(r/r)所確定的系數(shù)，由【1】表5-5查得，m=0.461 c ,-轉(zhuǎn)數(shù)系數(shù)，由【1】表

25、5-3 ,車輪轉(zhuǎn)速n c =/ n d c =74/ n/0. 5=47. 134r/min, c,=0. 9515.c2-工作級(jí)別系數(shù)，由表5-4, m5級(jí)別，c2=l p；pe故驗(yàn)算通過(guò)2)線接觸局部擠壓強(qiáng)度驗(yàn)算p:、=10(.1(:2=219796. 5kn(2. 5)式中，k,-許用點(diǎn)應(yīng)力常數(shù)(n/mm2),由【1】表5-2,取1=6.6 1-車輪與軌道的有效接觸長(zhǎng)度，qu70中，l=70mmc ,-轉(zhuǎn)數(shù)系數(shù)，由【1】表5-3 ,車輪轉(zhuǎn)速n c =/ h d t. =74/ j：/o. 5=47. 134r/min, c,=o. 9515.c2-工作級(jí)別系數(shù)，由表5-4, m5級(jí)別，c

26、2=l p；>p(. 故驗(yàn)算通過(guò)2.2.3運(yùn)行阻力運(yùn)算摩擦總阻力距mm= 3 (q+g) (k+u*d/2)由【3】d=500mm車輪的軸承型號(hào)為：7520,軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為： (100+180) /2=140mm由【2】中表9-2到表9-4査得：滾動(dòng)摩擦系數(shù)k=0. 0006m,軸承摩擦系數(shù)u =0. 02, 附加阻力系數(shù)p =1.2,代入上式中：當(dāng)滿載時(shí)的運(yùn)行阻力矩：m,<q-q> = mm(0_0>=p(q+g)(k+g) =1.2(160000+305000) x (0.0006+0. 02x0. 14/2)=1116n .m(2.6)運(yùn)行摩檫阻力：pm

27、:mm(g:0:，=4464n(2.7)dcu.522空載時(shí)：mni<q=0>= 3 xgx(k+ud/2)(2.8)=1. 2 x 305000 x (0. 0006+0. 02x0. 14/2)=732np m(q=o)= mm(q=o)/ (dc/2)(2.9)=732x2/0.5 =2928n2.2.4選擇電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)靜功率：n尸匕(1000 m 77)(2. 10)=4464x74/1000/60/0. 95/2=2. 90kw式中p,i=k(q-q)一滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力(p。m464n) m=2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)初選電動(dòng)機(jī)功率：n=kfl*nj=l. 19*2. 90=3

28、. 45kw式中kf電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，由【2】表7-6查得kfl=l. 19 查【1】表 31-27 選用電動(dòng)機(jī) yzr160m1; ne=5. 8kw, n,=927r/min, (gd2)=0. 547kgm2,電動(dòng)機(jī)的里量gf,= 154kg2.2.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱條件等效功率：nx=k25 r nj)=0.75x1.3x2.90=2.82kw(2.11)式中k25工作類型系數(shù)，由1查得當(dāng)jc%=25時(shí)，k25=0.75 1一由1按照起重機(jī)工作場(chǎng)所得tq/tg=0.25, r=1.3 由此可知：nx<ne，故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過(guò)。選擇電動(dòng)機(jī)：yzr160m12.2.6減速器的

29、選擇車輪的轉(zhuǎn)數(shù)：nc=vdc/(冗 oc)=74/3.14/0.5=47.13r/min(2.12)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：iofl =m/nc=927/47.13=19.67(2.13)查【1】表35,選用兩臺(tái)zq-350-v-1z減速器i0 =20.49; n=9.2kw,當(dāng)輸入轉(zhuǎn) 速為 1000r/min 時(shí)，可見 nj<n。2.2.7驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率實(shí)際運(yùn)行的速度：v；/(.=vdc. i07 i0-=74x 19.67/20.49=71.04m/min(2. 14)誤差：£ =(vdc-v:/c )/vdc=( 74-871.04 )/74 x 100%=4%<1

30、5%合適(2. 15)實(shí)際所需的電動(dòng)機(jī)功率：(2. 16)n. =n.i 'dc/ vdc=2.590 x 71.04/74=22.784kwj由于n j<ne，故所選的電動(dòng)機(jī)和減速器都合適2.2.8驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間:771式中 ni=927r/minm=2(驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù))nl=l. 5x9550xn/n】=1. 5x9550x5. 8/927=829. 6n m 滿載時(shí)運(yùn)行靜阻力矩：(2. 17)mj<q-q)一 111620.49x0.95=57. 33n >m(2. 18)空載運(yùn)行時(shí)靜阻力矩nt(q=0)73220.49x0.95=37. 60n m初步估

31、算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪矩 (gd2) zi + (gd2), =0. 43n m機(jī)構(gòu)總飛輪矩：(gd2) ,= (gd2) zl+ (gd2) l+ (gd2) d =0. 43+0. 47=0. 9n*m(2. 19)(2. 20)(2.21)滿載起動(dòng)時(shí)間:n375(m mq-mj)mc(gd2). +(2. 22)3&2(2x89.6-5733)2x1.15x0.9+(1600qk3050q)x0.2520.492x0.95=6. 22s空載啟動(dòng)吋間:t 帥=0)nmc(gd2! +927-382(2x89.6-37.60)=3. 62s起動(dòng)時(shí)間在允許范圍(8' 10s)內(nèi)

32、。2.2.9起動(dòng)工況下校核減速器功率起動(dòng)工況下減速器傳遞的功率：n pd 心 d woo" m/2x1.15x0.9+3050(k0.2520.492x0.95(2. 23)(2. 24)式中+s 60w)(2. 25)=4464+160000 + 3050001071.0460x6.22=13315.45nm _運(yùn)行機(jī)構(gòu)屮，同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù)，m =2.因此 n，1331545x71,04 =8. 30kw d 1000x60x0.95x2所以減速器的如+=9. 2kwn，故所選減速器功率合適。2.2.10驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件1. w臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng):p'f由于起重

33、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,>nzn:8 60r(/(e=o)式中 pi= kh + /4x =61019+165932=226951n主動(dòng)輪輪壓 p2= p=226915n從動(dòng)輪輪壓 f=0.2一粘著系數(shù)(室內(nèi)工作)防止打滑的安全系數(shù).nz>l. 051. 23050&c71.0460x3.62226951<0.222695(d.0006f0.020，14)x1.5+22695w.0006(2. 26)=3.84nnz,故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑 2.事故狀態(tài)當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無(wú)載小車位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊吋，則plf

34、>n=j>nzq v/?2（z：+/-）/?+p,/：+60/餘0）叢2式中（2.27）p,= pl =765932n主動(dòng)輪輪壓p2+-287990n從動(dòng)輪輪壓(?=()臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)空載啟動(dòng)時(shí)間j927 38.2x(89.6-37.60)1.15x0.9 +=9.41 s1659320.23o5os30500 xo.5220.492x0.9528799().oo()6h).o2xo.()7)1.5+28799fto.o()o6=4. 16s0.52n>nz,故不打滑.3.事故狀態(tài)當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無(wú)載小車遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊吋，則 式中p.= p；in =61

35、019n主動(dòng)輪輪壓p2= p；lin + 2 p；ax =392883n一一從動(dòng)輪輪壓<（e=o）= 9-41s一一與第二種工況相同61019:0.2n=30500c71.0460x9.41392880006h0.02x(4)1.5+61019<0.0006=2. 42snnz,故也不會(huì)打滑2.2.11選擇制動(dòng)器由【2】中所述，取制動(dòng)吋間tz=6s按空載計(jì)算動(dòng)力矩，令q=0,帶入的（7-16）得:mc(gd2y +gdtzo式中(2.28)m =72/o_ (610-2440)x0.5x0.95 2x20.49(2.29)=-21.2115n mpp=o.oo2g=3o5ooox0

36、. 002=6ionpmin=g(+/z)1坡度阻力0 14305000 x (0.0006 + 0.02=2440nm=2一一制動(dòng)器臺(tái)數(shù).兩套驅(qū)動(dòng)裝罝工作mz=-j-21.2115+ 927 238.2x6=28 n m2xl.15x0.94-30500x0.520.4920.95(2. 30)現(xiàn)選用兩臺(tái)ywz-200/23的制動(dòng)器，查【1】附表15其制動(dòng)力矩mez=112 n*m,為 避免打滑，使用時(shí)將其制動(dòng)力矩調(diào)制28 n m以下2. 2. 12選擇聯(lián)軸器根據(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.1.機(jī)構(gòu)高速軸上的計(jì)算扭矩：(2.31)=5x1. 4=167. 3 n .m式中

37、m,連軸器的等效力矩.m，2x59. 75=119. 5 n m(2. 32)仍一等效系數(shù)取仍=2查2表2-6 (a5'a6級(jí))c ompl=95550* =119. 5 n m 927由【1】附表29查的：電動(dòng)機(jī)yzr160m,軸端為圓錐形，d1=48mm, l=110mm;由附表34 查得zq350減速器,高速軸端為d=40nmi, l=60nmi,故在靠電機(jī)端從由附表43選w個(gè)凸緣 聯(lián)軸器(靠近電機(jī)端為圓錐形，浮動(dòng)軸端d=35mm; mj=3150n m, (gd2)z, =0. 314kg m, 重量g=18.4kg)；在靠近減速器端，由附表43選用兩個(gè)凸緣聯(lián)軸器，在靠近減速器

38、 端為圓錐形，浮動(dòng)軸端直徑為d=35mm;mj=7110 n m，(gd2)l=0. 107kg m，重量g=9. 46kg.高速軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的輪矩之和為：(gd2) zl+ (gd2) l=0. 314+0. 107=0. 421 kg m 與原估算的基本相符，故不需要再算。2.低速軸的計(jì)算扭矩：(2. 33)m，js=m，js99n=167. 3x20. 49x0. 95=3256. 58 n m由【1】附表34得，zq350減速器低速軸端為圓錐形,d=65mm, l=105mm 由【1】附表19查得，dc=500mm,主動(dòng)車輪伸出軸為圓錐形，d=75mm, l=105mm 故從【1】附表

39、42屮選用4個(gè)聯(lián)軸節(jié)：giclz4ya60a65另兩個(gè)giclz4k460a752.2.13浮動(dòng)軸的驗(yàn)算1).疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 低速浮動(dòng)軸的等效力矩:= 1.4x59. 75x20. 49x0. 95=1625. hn.ni(2. 34)式屮等效系數(shù)，由2表2-6查得屯,=1.4 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：m, 1625.11w 0.2x0.06337.61 mpa(2.35)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:132-kk n, 1.92x1.4(2. 36)=49.impa式中，材料用 45 號(hào)鋼,取ob=600mp

40、a; as=300mpa, =() 22ab=0. 22x600=132mpa； ts=0. 6a=0. 6x30000=180mpak=kxkn=1.6x1.2 二 1.92(2.37)考慮零件的兒何形狀表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)，由第二章第五節(jié)及2第四章查 得:kx=1.6, km=1.2, n,=1.4安全系數(shù)，由表2-18查得tnt-lk故疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。2).靜強(qiáng)度的計(jì)算計(jì)算強(qiáng)度扭矩：(2.38)=2.5x59. 75x20. 49x0. 95=2907 n.m式中叩2動(dòng)力系數(shù)，查2表2-5的2=2. 5扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：m290t= =67mpa(2.39)w 0.2x0.063許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)

41、力:= 128.6 mpa n" 1.4(2.40)ttn，故強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。高速軸所受扭矩雖比低速軸小，但強(qiáng)度還是足夠，故高速軸驗(yàn)算從略。2.2.14緩沖器的選擇1.碰撞吋起重機(jī)的動(dòng)能w(2.41)g帶載起重機(jī)的重量 g=305000+160000x0. 1m65000n v。一碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，vq= (0. 30. 7) vdx g一重力加速度取10m/s2gjj _ 465000x(0.5xl.23)2 2g2x10=8793. 73 n m2.緩沖行程內(nèi)由運(yùn)行阻力和制動(dòng)力消耗的功w8l=(p+pm)s(2.42)式中p*運(yùn)行阻力，其最小值為 pnin=gforai =4650

42、00x0. 008=3720n fflnin最小摩擦阻力系數(shù)可取fonin=o. 008p 1一制動(dòng)器的制動(dòng)力矩?fù)Q算到車輪踏面上的力，亦可按最大制動(dòng)減速度計(jì)算p乎制max=46500x0. 55=25575n(2.43)w腿=0. 55 m /s2s一緩沖彳丁程取s=140 mm 因此 wf (3720+25575) x0. 14=4101. 3n m 3.緩沖器的緩沖容量一個(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:=8793. 73-4101.3 =4696. 43n m 式屮n緩沖器的個(gè)數(shù)取n=l由手冊(cè)【3】選擇jiiq-a-33橋架結(jié)構(gòu)的計(jì)算3. 1主要尺寸的確定3. 1.

43、1大車輪距3. 1.2k=(丄丄)l=3. 18755. lm 取 k二5000mm8 5主梁高度(3. 1)h=(丄丄)l=1.821 1.417m 取 h= 1280mm14 18(3.2)3. 1.3端梁高度ho=(0. 40. 6)h=512768mm 取 hq=700mm(3.3)3. 1.4橋架端部梯形高度c- ( 1 1 ) _25505100咖取 3650mm10 5(3.4)3. 1.5主梁腹板高度根據(jù)主梁計(jì)算高度h= 1280mm,最后確定腹板高度h= 1280mm3. 1.6確定主梁截面尺寸主梁中間截面各構(gòu)件板厚根據(jù)【1】表7-1推薦確定如下：腹板厚s =6圓，上下蓋板厚

44、s lomrn主梁兩腹板內(nèi)壁間距根據(jù)下面關(guān)系式確定：b> =365. 7mm 3.5b> =510mm 50因此，取b=550mm蓋板厚度：b=b+2 5 +40=602mm(自動(dòng)焊)取 b=600mm(3.5)主梁實(shí)際高度：h=h+2 5 =1280+2*10=1300111111(3. 6)同理，主梁支撐面的腹板高度取h()=52(hnm，這時(shí)，支撐截面的實(shí)際高度h(>=h()+2 s,=540mm主梁中間截面和支撐截面的尺寸簡(jiǎn)圖分別示意于下圖：6nn圖3. l主梁中間截面示意圖（左） 主梁支撐截面的尺寸簡(jiǎn)圖（右）3.1.7加勁板的布置尺寸為保證主梁截面中受壓件的局部穩(wěn)定

45、性，需要設(shè)置一些加勁構(gòu)件 主梁大加勁板間距：a h=1280mm，取 a =1200mm主梁端部（梯形部分）小加勁板的間距：a, = =400mm '3主梁中部（矩形部分）小加勁板的間距： a= （1. 52） h=19202560mm 取 a=2100mm最小抗扭彎度wmin=90. 12 ai6wmin/o/it）2/p=1.478式中，p-小車輪壓，取平均值，并設(shè)小車自重為g ve=66110n-動(dòng)力系數(shù)，由【1】圖2-2曲線巾2 =1.1 （起升高度9. 5m）(3.7)(3.8)(3.9)(3. 10)o -鋼軌的許用應(yīng)力，o =170mpa因此，根據(jù)布置方便，取a,=a/3

46、=700mm由于腹板的高厚比h/s=1280/6=217160,所以要設(shè)置水平加勁桿，以保證腹板局部 穩(wěn)定性，采用z45*45*5角鋼做水平加勁桿。3.2主梁的計(jì)算3.2.1計(jì)算載荷確定查【1】圖7-11曲線得半個(gè)橋架(不僅括端梁)的自重，g6/2=110000n, q t =g q/2 /l=l 10000/2550=43. 14n/cm(3. 11)查【1】表7-3得，主梁由于分別驅(qū)動(dòng)，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸系引起的均布載荷:4qz = l. 18*43. 14二50. 9n/cm 由【1】表7-4,p;:57000n，p2:56000n考慮動(dòng)力系數(shù)少2的小車車輪的計(jì)算輪壓值: 2p,=62

47、700np，二巾,p；=61600n 式中，(3. 12)(3. 13) (3. 14)ij) 2=1. 15-動(dòng)力系數(shù)，由【1】圖2-2中曲線查得3.2.2主梁垂直最大彎矩(3. 15)設(shè)敞開式司機(jī)操縱室的s量gq = 10000n，其重心距支點(diǎn)的距離為1 n=320cm(g+p) + 61600x2550-240 + 50.9x2550.18x10000x32025502550max4x(6270g±62700 + 5a22550+ 1.18x(5000x1.5 + 10000x320)二 135*106n/m3. 2.3主梁水平最大彎矩(3. 16)町2脫:二0. 8mm三峰

48、xf式中:g重力加速度，g=9.81m/a2, a一一大車起動(dòng)、制動(dòng)加速度平均值,a=i _ = 0.154 0.206m / f 60x(6 8)(3. 17)不計(jì)及沖擊系數(shù)？u和動(dòng)載系數(shù)a時(shí)主梁垂直最大彎矩，由下式算得:+g()l()+g()li = 100*106n/m因此主梁的水平最大彎矩:妊腳城=0.8 x 100x 106 x 0.154 0206 = (12.6 16.8) x 106 ；v / cm 9.81-qx106 n / cm3.2.4主梁的強(qiáng)度驗(yàn)算主梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力根據(jù)【1】公式7-19計(jì)算：x t(3.18)式屮：ox一一主梁中間截面對(duì)水平重心軸線x-x的抗

49、彎截面模數(shù)，其近似值為：ox= (fho+bcf3) h=(128x0.6 _3+ 60xl)xl28 = 10956.8cm(3. 19)一一主梁中間截面對(duì)垂直重心軸線y-y的抗彎截面模數(shù)，其近似值為:oy=(|bc?a + bc?)b= +128 x 0.6) x55 = 5324cm3(3. 20)因此可得:135xl0616xl0510956.8 + 5324=l26mpa由【1】表2-19查得q235的許用應(yīng)力為5u =270l33= 165.4 mpail主梁支承截面的最大剪應(yīng)力根據(jù)【1】公式7-20計(jì)算:【t】式中:qmsg：一主jlbfe承緩大九由【1】公式7-15計(jì)算:廣 =

50、pa +p£1 ql + p4giuo 7qm; :62700 + 61600x2550-240255050.9x2550+ 1.18x5000x2550-240 2550_ixo一一主梁支承截面對(duì)水平重心軸線x-x的慣性矩，其近似值為:wxeby = (jhff + bff3)h0x|即 txo = (72*o. 6/3+60*1)*72*70/2=187488 cm s一一主梁支承截面半面積對(duì)水平重心軸線x-x的靜矩s=2x 芋+4+ =2967,6(3.21)(3.22)1995167v(3.23)(3.24)因此可得：u = 26.3偷187488x2x0.6由【1】表2-2

51、4查得a3鋼的許用剪應(yīng)力為：【t】=95. 6mpa故丁0«« 【t】n由上面的計(jì)算知，主梁的強(qiáng)度足夠。3.2.5主梁的垂直剛度驗(yàn)算主梁在滿載小車輪壓作用下，在跨中所產(chǎn)生的最大垂直撓度可按照【1】公式7-23 進(jìn)行計(jì)算：(3.25)1 4sei«式中：d 240a=p?/p=0. 982,= 0.094,21l 2550/ =w = 10956.8x= 7.12*105x -r 2 2因此可得：/ = 2.54cm3允許的撓度由【1】公式7-22得：【f】:l/700:3. 643cm 故£<【門，主梁的垂直剛度驗(yàn)算通過(guò)。3.2.6主梁的水平剛度驗(yàn)

52、算主梁在大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)起、制動(dòng)慣性載荷的作用下，產(chǎn)生的水平最大撓度可按照【1】公式7-25計(jì)算(略去第三項(xiàng)，簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)支梁)：fs = 5fe+;式中：pg作用在主梁上的集中慣性載荷：ps =(o.ai-o.o2> cpa +p.)ssa 2(3.26)貝1jps=13942787nq2作用在主梁上的均布慣性載荷：qs =(e,pl-e,02>q*(3.27)qs:0. 541. 08n/cm取 a =2181n , qs=l. 08k/cm,;>=mz'-<=5324xt = 15972w2787x2550348x21x106x1597201.q8x2550438

53、4x21x106x159720=0.32249cm水平撓度的許用值：【fs】 =172000=2550/2000=1. 275cm,因此fr<【fs】由上面的計(jì)算可知，主梁的垂直和水平剛度均滿足耍求，當(dāng)起重機(jī)工作無(wú)特殊耍求時(shí)，主梁的動(dòng)剛度驗(yàn)算略。3. 3端梁的計(jì)算 3.3.1計(jì)算載荷的確定k(3.28)式中，k一大車輪距，km600cmlxc-一小車軌距，l-=2000mma,-一傳動(dòng)側(cè)車輪軸線到主梁屮心線距離，取a=110cm所以，rzl=182167n3. 3. 2端梁垂直最大彎矩在主梁支反力2的作用下產(chǎn)生的最大彎矩mimax = ra9(3.29)一導(dǎo)電側(cè)車輪軸線至主梁中心線距離，“i=90mhwax= 1=182167*90=16. 4*106n. cm3. 3. 3梁的水平彎矩mpma, =sa(3. 30)s一車輪軸向載荷，s =（由【1】2-6）a-側(cè)壓系數(shù)，由【1】圖2-3取a =0.18p-車輪軸壓，即端梁的支反力，p = ra從 pma:< =0. 18*182162*90=295111on. c