橋式起重機(jī)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、摘要起重機(jī)械用來(lái)對(duì)物料用作起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，它可以減 輕體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行某些特殊的工藝操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化 和自動(dòng)化。起重機(jī)械運(yùn)送的物料可以是成件物品，也可以是散料，或者是液態(tài)的。起 重機(jī)受的載荷是變化的，它是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械。起重機(jī)一般由機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)和 電氣等三大部分組成，機(jī)械方面是指起升、運(yùn)行、變幅和旋轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)，起重機(jī)一般是 多種動(dòng)作的。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)橋式起重機(jī)的大車(chē)個(gè)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)部分的總體設(shè)計(jì)計(jì)算，以及電動(dòng) 機(jī)、聯(lián)軸器、緩沖器、制動(dòng)器的選用，運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算和零件的校核計(jì)算 及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了橋式起重機(jī)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)。通過(guò)一系列設(shè)計(jì)，

2、滿(mǎn)足了 16/3. 2t 起重量、橋跨度為16. 5米的設(shè)計(jì)要求，并且整個(gè)傳動(dòng)過(guò)程比較平穩(wěn)，且大車(chē)運(yùn)行機(jī) 構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，維修容易，價(jià)格低廉。關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)；大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)；減速器；起升機(jī)構(gòu)AbstractCrane is a kind of mechanical equipments used for lifting, moving, loading or unloading, and installing. It can lower the manual workload and upgrade pioductivity. It can be operated in some sp

3、ecial environment too, and work with high automatic level. Ciaiie can operate whole objects, disintegrated materials and liquid substances. The crane loads vaiy from time to time, so it is a periodic operational machine. A crane contains tluee major parts, mechanic components, a metal stmcture, and

4、electrical devices. A craned mechanical movements are multi-actions, such as raising i-uiuiing and rotating.This paper is main deal with mechanical design for the moving mainframe of bridge crane, including all design calculation selection of electrical motois, clutch, buffer, and brakes, the design

5、 and calculation selection of the mainfiaine reducer, calibration and verification of the calculation for the parts, and structuie designs. Tluougli a series of work, the design is satisfied with the functional requiiements, 16/3.2t lifting power and 16.5 meters bridge span. The course of drive is q

6、uite smooth. The mechanical stmcture of the maiiifiame is simplified, easy to install or disassemble, and maintain. And it also lias lower cost.Keywords : Budge crane； The moving mainframe； The reducer； Hoisting mechanism目錄第1章緒論-1 一1.1 概述-1-1. 2橋式起重機(jī)的歷史及發(fā)展概況-1-1.2.1橋式起重機(jī)的歷史-1-1.2.2國(guó)內(nèi)橋式起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向-1-1.2

7、.3國(guó)外橋式起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向-2-13橋式起重機(jī)機(jī)械故障及其預(yù)防措施-4-1.3.1吊鉤1.3.2鋼絲繩1.3.3減速器齒輪-5-1.3.4卷筒及鋼絲繩壓板-5-1.3.5制動(dòng)器1.3.6車(chē)輪與軌道-6-1.3.7安全附件-6-1. 4起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案-6-1.4.1小車(chē)的設(shè)計(jì)-6-1.4.2端梁的設(shè)計(jì)-7-第二章起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)-7 -2. 1鋼絲繩的選擇-7-2.1.1鋼絲繩受到靜拉力的計(jì)算-7-2.1.2鋼絲繩型號(hào)選擇-8-2.1.3滑輪組選擇-9-2. 2卷筒的選擇-9-2.2.1卷筒直徑的選擇-9-2.2.2卷筒長(zhǎng)度2.2.3卷筒的轉(zhuǎn)速計(jì)算-9-2. 3選擇電動(dòng)機(jī)-9-2.

8、3.1電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算-9-2.3.2電動(dòng)機(jī)功率-10-2.3.3 電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn)-10 -2. 4減速器的選擇-10-2.4.1 傳動(dòng)比的計(jì)算一102.4.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇-10-2.4.3驗(yàn)算減速器-11-2. 5制動(dòng)器的選擇-11-2. 6選擇軸及聯(lián)軸器-11-2.6.1軸的選擇-11 -2.6.2聯(lián)軸器的選擇-12-2. 7啟動(dòng)及制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算-12-2.7.1啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)加速度驗(yàn)算-12-2.7.2制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)平均加速度驗(yàn)算-13 -第三章起重機(jī)副起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)-14 -3. 1鋼絲繩的選擇-14 -3丄1鋼絲繩受到靜拉力的計(jì)算-14-3.1.2鋼絲繩型號(hào)選擇-14-3.1

9、.3滑輪組選擇-15-3. 2卷筒的選擇-15-3.2.1卷筒直徑的選擇-15 -3.2.2卷筒長(zhǎng)度-15-3.2.3卷筒的轉(zhuǎn)速計(jì)算-16-3. 3選擇電動(dòng)機(jī)-16-3.3.1電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算-16-3.3.2電動(dòng)機(jī)功率-16-3.3.3 電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn)-16-3. 4減速器的選擇-17-3.4.1 傳動(dòng)比的計(jì)算-173.4.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇-17-3.4.3驗(yàn)算減速器-17-3. 5制動(dòng)器的選擇-17-3. 6選擇軸及聯(lián)軸器-18-3.6.1軸的選擇-18-3.6.2聯(lián)軸器的選擇-18-3. 7啟動(dòng)及制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算-18-3.7.1啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)加速度驗(yàn)算-18-3.7.2制動(dòng)時(shí)間和制

10、動(dòng)平均加速度驗(yàn)算-19 -第四章小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) -20 -4.1運(yùn)行阻力的計(jì)算-20-4.1.1摩擦力你 的計(jì)算-20-4.1.2坡道力你的計(jì)算-21-4.1.2運(yùn)行風(fēng)阻力F”錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.2電動(dòng)機(jī)的選擇-21-4.2.1電動(dòng)機(jī)的靜功率的計(jì)算-21-4.2.2電動(dòng)機(jī)的選擇-21-4.2.3電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力校驗(yàn)-21-4.3啟動(dòng)時(shí)間與啟動(dòng)平均加速度的驗(yàn)算-22-4.3.1滿(mǎn)載、上坡、迎風(fēng)的啟動(dòng)時(shí)間-22-4.3.2啟動(dòng)平均加速度計(jì)算-22-4.4標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇-22-4.4.1減速器傳動(dòng)比-22-4.4.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選用-23-4.5制動(dòng)器的選擇-23-4.6傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器的選擇

11、-23-4.6.1軸的直徑的選擇-23-4.6.2高速聯(lián)軸器-23-4.6.3低速軸的聯(lián)軸器-24-4.7運(yùn)行打滑驗(yàn)算-24-4.7.1 啟動(dòng)時(shí)按下式進(jìn)行驗(yàn)算-24-4.7.2 制動(dòng)時(shí)按下式進(jìn)彳亍驗(yàn)算-24 -第五章大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-25 -5.1設(shè)計(jì)的基本原則和要求-25-5.1.1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案-25-5.1.2大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題-25-5.2大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算-26-5.2.1摩擦力打”的計(jì)算-26-5.2.2坡道力Fp的計(jì)算-26 -5.2.3運(yùn)行風(fēng)阻力代.錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.3電動(dòng)機(jī)的選擇-26-5.3.1電動(dòng)機(jī)的靜功率的計(jì)算-26-5.3.2電動(dòng)機(jī)的選擇-27-5.3.

12、3電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力校驗(yàn)-27-5.4啟動(dòng)時(shí)間、啟動(dòng)平均加速度和電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的驗(yàn)算-27-5.4.1啟動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算-27-5.4.2平均加速度驗(yàn)算-28-5.4.3電動(dòng)機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算-28-5.5標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇-28-5.5.1減速器傳動(dòng)比-28-5.5.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選用-28-5.5制動(dòng)器的選擇-29 -第六章雙梁橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-30 -6.1載荷的計(jì)算-30-6.1.1自重載荷-306.1.2 移動(dòng)載荷-30-6.2主梁的結(jié)構(gòu)及尺寸選擇-31-6.2.1按梁的強(qiáng)度條件確定梁高丸錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.2.2按梁的剛度條件確定梁高-32 -6.3主梁設(shè)計(jì)計(jì)算-32-6.3.1強(qiáng)度計(jì)算-32

13、-6.3.2主梁的剛度計(jì)算-34-第七章焊接工藝設(shè)計(jì)-35-結(jié)論-38-致謝-39-參考文獻(xiàn)-39一1.1概述橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱(chēng)天車(chē)。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(chē)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(zhuān)用橋式起重機(jī)三種。普通橋式起重機(jī)一般由起重小車(chē)、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車(chē) 又由起升機(jī)構(gòu)、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車(chē)架三部分組成

14、。起升機(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)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車(chē)架是支托和安裝起 升機(jī)構(gòu)和小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。1. 2橋式起重機(jī)的歷史及發(fā)展概況1.2. 1橋式起重機(jī)的歷史自有人類(lèi)文明以來(lái)，物料搬運(yùn)便成了要類(lèi)活動(dòng)的重要組成部分，距今己有五千多 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，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造能力的提高，激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 也越來(lái)越依賴(lài)于技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。這些都促使起

15、重機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段，起 重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。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(kāi)始采用金屬材料制造，并開(kāi)始采用水力驅(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(kāi)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。1.2.2國(guó)內(nèi)橋式起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向我國(guó)起重機(jī)最早是通過(guò)學(xué)習(xí)好仿造蘇聯(lián)技術(shù)制造出來(lái)的。受到我國(guó)國(guó)內(nèi)條件以及 傳統(tǒng)冶金工藝的制約，國(guó)內(nèi)起重機(jī)制造業(yè)在改革開(kāi)放前幾

16、乎沒(méi)有發(fā)展，還是50年代 前蘇聯(lián)的水平。改革開(kāi)放后國(guó)內(nèi)起重機(jī)生產(chǎn)廠家開(kāi)始對(duì)起重機(jī)進(jìn)行各種摸索和改進(jìn)以 適應(yīng)日益強(qiáng)大的生產(chǎn)需求，其中有成功的例子，也有失敗的教訓(xùn)。加入世貿(mào)組織后，雖然國(guó)內(nèi)市場(chǎng)將受到較大沖擊，但同時(shí)也給我們帶來(lái)新技術(shù)的 應(yīng)用以及新的發(fā)展契機(jī)，在這種情況下使國(guó)內(nèi)主機(jī)和配套件企業(yè)更清晰認(rèn)識(shí)到自己與 國(guó)外同行的差距，更多地了解國(guó)內(nèi)產(chǎn)品存在的致命問(wèn)題，這使得國(guó)內(nèi)的企業(yè)有一種危 機(jī)感，從而將導(dǎo)致主機(jī)和配套件企業(yè)不得不在技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步上下功夫，從而縮 小這種差距。國(guó)內(nèi)工程機(jī)械產(chǎn)品近十年來(lái)隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，產(chǎn) 品的性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，但同國(guó)外工程機(jī)

17、械比較來(lái)看，還存在 較大差距，就工程起重機(jī)而言，今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：1、整機(jī)性能：由于先進(jìn)技術(shù)和新材料的應(yīng)用，同種型號(hào)的產(chǎn)品，整機(jī)重量要輕 20%左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進(jìn)設(shè)備的使用，結(jié)構(gòu)形式更加合理，工作效率有了 顯著提高；2、高性能、高可靠性的配套件，從而使選擇余地大、適應(yīng)性好，性能得到充分 發(fā)揮；3、電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用；4、操作更方便、舒適、安全，保護(hù)裝置跟更加完善；5、向吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展。1.2.3國(guó)外橋式起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向一、重點(diǎn)產(chǎn)品大型化、高速化、耐久化和專(zhuān)用化由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生

18、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)己成為自動(dòng)化 生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機(jī)不但要好用，容易維護(hù)，操作方便，而且安全性要好, 故障要少，平均無(wú)故障工作時(shí)間要長(zhǎng)。可靠性是國(guó)際市場(chǎng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，國(guó)外許多 大公司都制定了可靠性?xún)?nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。目前世界上最大的浮游起重機(jī)起重量6500t,最大的履帶起重機(jī)起重量3000t,最 大的橋式起重機(jī)起重量1200t,自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)堆垛起重機(jī)最大運(yùn)行速度達(dá)240m/ miiio工業(yè)生產(chǎn)方式和用戶(hù)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

19、更新，以特有的功能滿(mǎn)足特殊的需要，發(fā)揮出最佳的效用。冶金專(zhuān)用起重機(jī)，防爆、 防腐、絕緣起重機(jī)和鐵路、船舶、車(chē)輛專(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)。徳國(guó)德馬格公司研制出一種飛機(jī)維修保養(yǎng)專(zhuān)用起重機(jī)，在國(guó)際市 場(chǎng)上打開(kāi)了銷(xiāo)路。這種起重機(jī)跨度大，起升高度大，停準(zhǔn)精度高。在起重小車(chē)下面安 裝有可伸縮回轉(zhuǎn)的維修平臺(tái)，可到達(dá)飛機(jī)任一部位。隨著世界核電站的迅速發(fā)展，核 電站專(zhuān)用起重機(jī)也得到相應(yīng)發(fā)展，如反應(yīng)堆室內(nèi)的環(huán)形橋式起重機(jī)在放射性環(huán)境中工 作，用于起吊壓力容器頂蓋及堆內(nèi)構(gòu)件等危險(xiǎn)載荷，要求可靠性高，安全性好，能自 動(dòng)精確定位和緩慢下放物品等，并有多種保護(hù)裝置和特殊安全裝置。二、系列

20、產(chǎn)品模塊化、組合化、標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)用化許多起重機(jī)是成系列成批量的產(chǎn)品，釆用系統(tǒng)多目標(biāo)整體優(yōu)化方法進(jìn)行起重機(jī)系 列設(shè)計(jì)己成為發(fā)展重點(diǎn)，通過(guò)全面考慮性能、成本、工 藝、生產(chǎn)管理、制造批量和 使用維護(hù)等多種因素對(duì)系列主參數(shù)進(jìn)行合理匹配，以達(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(mǎn)足用戶(hù)需求。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

21、新進(jìn)行組合。由于提高了通用化程度，可使單件小 批生產(chǎn)的產(chǎn)品改換成具有相當(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)，降低制造 成本。能以較少的模塊形式，組合成多品種多規(guī)格的起重機(jī)，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，增加競(jìng) 爭(zhēng)能力。組合化，則是所有部件都可以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，再根據(jù)用戶(hù)的不同需求和具體物 料搬運(yùn)線(xiàn)路在短時(shí)間內(nèi)將各種部件組合搭配即成，這種起重機(jī)組合型非常好，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)。三、通用產(chǎn)品小型化、輕型化、簡(jiǎn)易化和多樣化有相當(dāng)批量的起重機(jī)

22、是在一般的車(chē)間倉(cāng)庫(kù)使用，要求并不很高，工作并不十分 繁重。如何提高這些起重機(jī)的適用性，降低制造成本，是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能否獲勝的關(guān)鍵。 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)和使用維護(hù)費(fèi)用。因此電動(dòng)葫蘆橋 式起重機(jī)和輕型梁式起重機(jī)會(huì)有更快的發(fā)展，并將大部分取代中小噸位一般用途橋式 起重機(jī)。四、產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化、集成化和高效化起重機(jī)的更新和發(fā)展，很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將自動(dòng)化技術(shù) 和機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜通訊技術(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)，

23、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和半自動(dòng)化。使起重 機(jī)組成的物料搬運(yùn)系統(tǒng)具有更高的柔性，以適應(yīng)未來(lái)多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式。五、產(chǎn)品組合成套化、系統(tǒng)化、復(fù)合化和信息化在起重機(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，能與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，能與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配 合。這類(lèi)起重機(jī)自動(dòng)化程度較高，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)施存貯、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)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

24、，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)，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。六、產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化、宜人化和綜合化結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異型鋼，減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。釆用 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。橋式類(lèi)型起重機(jī)橋架大多釆用箱形四梁結(jié)構(gòu)，主梁與端梁采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接， 便于加工、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)?！叭弦弧边\(yùn)行機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu) 緊湊。拆裝方便、調(diào)整簡(jiǎn)單并運(yùn)行平穩(wěn)，將成為起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流，減速器殼體、 卷筒及滑

25、輪等的制造都以焊代鑄，能減輕自重、增加承載能力和改善加工制造條件。 減速器齒輪采用硬齒面，以減小體積，提高承載能力，增加使用壽命。1.3橋式起重機(jī)機(jī)械故障及其預(yù)防措施對(duì)橋式起重機(jī)從吊鉤、鋼絲繩、減速器齒輪、卷筒及鋼絲繩壓板、制動(dòng)器、車(chē)輪 與軌道及安全附件等7個(gè)能引起機(jī)械故障的方面進(jìn)行了分析，提出了預(yù)防起重機(jī)發(fā)生 機(jī)械故障的措施及建議。1.3. 1吊鉤吊鉤是橋式起重機(jī)用得最多的取物裝置，它承擔(dān)著吊運(yùn)的全部載荷，在使用過(guò)程 中，吊鉤一旦損壞斷裂易造成重大事故。造成吊鉤損壞斷裂的原因是由于摩擦及超載 使得吊鉤產(chǎn)生裂紋、變形、損壞斷裂。為防止吊鉤出現(xiàn)故障，就要在使用過(guò)程中嚴(yán)禁 超負(fù)荷吊運(yùn)，在檢查過(guò)程中

26、要注意吊鉤的開(kāi)口度、危險(xiǎn)斷面的磨損情況，同時(shí)要定期 對(duì)吊鉤進(jìn)行退火處理，吊鉤一旦發(fā)現(xiàn)裂紋要按照GB10051-88給予報(bào)廢，堅(jiān)決不要對(duì) 吊鉤進(jìn)行焊補(bǔ)。特種設(shè)備管理人員對(duì)吊鉤的檢查要按照GB10051-88的要求判斷吊鉤 是否能夠使用。1.3.2鋼絲繩一、故障分析鋼絲繩在運(yùn)行過(guò)程中，每根鋼絲繩的受力情況非常復(fù)雜，因各鋼絲在繩中的位置 不同，有的在外層，有的在內(nèi)層。即使受最簡(jiǎn)單的拉伸力，每根鋼絲繩之間受力分布 也不同，此外鋼絲繩繞過(guò)卷簡(jiǎn)、滑輪時(shí)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力、鋼絲與鋼絲之間的擠壓力等， 因此精確計(jì)算其受力比較困難，一般釆用靜力計(jì)算法。鋼絲繩中的最大靜拉力應(yīng)滿(mǎn)足下式要求：p e x d式中：Do按鋼絲

27、繩中心計(jì)算的滑輪直徑；e輪繩直徑比系數(shù)；d鋼絲繩直徑；e取20, Do 20x17.34=346.81111110所以D。在起重機(jī)滑輪組列表中選擇355mm, 滑輪組選擇代號(hào)為L(zhǎng)GS8. 5x355-169-80型。2. 2卷筒的選擇2.2. 1卷筒直徑的選擇卷筒直徑D=（erl）.d式中：勺一卷筒選擇系數(shù) d一鋼絲繩直徑査手冊(cè)知勺取 26, d 為 17.5mm,所以 D=25x 17.5=437.5mm2. 2. 2卷筒長(zhǎng)度L：=（厶+厶+厶）+厶&式中：Lo鋼絲繩纏繞部分長(zhǎng)度；L無(wú)繩端尺寸；L、固定鋼絲繩用長(zhǎng)度；R中間光滑部分長(zhǎng)度其中 L0=Lxp/D0,卷筒的螺距 p二20mm, L=

28、86x 10x20/437.5x3.14=1095mm。 J取 200mm, L,取 80mm, Lg取 50mm。所以L(fǎng)： =1095十200十80十50= 1425mm查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-3-6o卷筒的型號(hào)取T1024-500-1500-右-16t-20.2. 2. 3卷筒的轉(zhuǎn)速計(jì)算卷筒轉(zhuǎn)速nt=60mv/ jtD。式中：m滑輪組倍率v起升速度Do卷筒卷繞直徑由以上取值可知in=3, v=7. 9m/min, D二500mm,所以=15.917 niiii_ 60x3x7.9/60兒一 3.14x500/10002, 3選擇電動(dòng)機(jī)2.3. 1電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)靜功率卩尸鵲式中：Q起

29、升載荷V起升速度 “機(jī)構(gòu)總效率式中：滑輪組效率d導(dǎo)向輪的效率t卷筒的效率c傳動(dòng)效率Z在表 3-2-10 中取 0. 95, “d 在表 2-2-3 中取 0. 985, 嚴(yán) =0.985 ,伉在表 2-2-4中取 0. 85o 所以77=0.95x0.985x0.985x0.85=0.783 , c 16x1000x9.8x7.9/60 “ “廠P-=26.366kwJ 1000x0.7832.3.2電動(dòng)機(jī)功率電動(dòng)機(jī)功率Pj=G乂二J 1000式中：Q起升載荷V起升速度“機(jī)構(gòu)總效率G穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)1000x0.783G于表2-2-5取0. 8,所以Pj=0.8x黑：9/60,匕取26kw,初

30、步選擇YZR225M8-708型電動(dòng)機(jī)。2. 3. 3電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn)?n - u.2m 1000H Q.v式中：Pn在基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定功率九一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的允許過(guò)載倍數(shù)U電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)H超載系數(shù)九取2.8 ,繞線(xiàn)型電動(dòng)機(jī)H取2. 1 , u為一臺(tái)，所以， Pn Xx 1000x9.8x 7.9 60 二 。因?yàn)?YZR225M8-708 型電動(dòng)機(jī)在 JC=25%,111x2.81000x0.783CZ=150時(shí)，輸出功率P=24. 096kw,大于匕，故滿(mǎn)足要求。2. 4減速器的選擇2. 4. 1傳動(dòng)比的計(jì)算h_ = J708_ = 4692 n, 15.09式中：n電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速

31、耳轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速2.4.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇PK叱式中：K減速器的選擇系數(shù)，取1.1所以p 26x1.1 = 28.6kw,在減速器手冊(cè)上選擇ZQ-650-I-3CA型減速器，傳動(dòng) 比為48.57。ZQ型減速器制造容易，價(jià)格低廉，能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需要。2. 4. 3驗(yàn)算減速器最大徑向力=(p2S + -F式中：一起升載荷系數(shù)S絲繩最大靜拉力q卷筒的重力F減速器輸出軸端的最大徑向載荷% 取值 1.2, G,為 7379. 4N,鬥為 42000N,所以臨x = 1.2x27.8xl03 + 方甞=37.05KN F = 42000N 短暫最大扭矩T=(pJT式中：T鋼絲繩最大靜拉力在卷筒上產(chǎn)生的扭矩卩一起升

32、載荷動(dòng)載系數(shù)T減速器輸出軸允許的最大輸出轉(zhuǎn)矩G =1.2x27.8x0.5 = 16.6KNm T = 19000KN.m所以減速器符合設(shè)計(jì)要求。2. 5制動(dòng)器的選擇制動(dòng)器是保證起重機(jī)安全的重要部件，制動(dòng)器的制動(dòng)力矩必須要大于貨物產(chǎn)生的 力矩。在貨物處于懸吊狀態(tài)時(shí)具有足夠的安全裕度。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿(mǎn)足下式要求： 2mi式中：T:制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；K：制動(dòng)安全系數(shù)，與機(jī)構(gòu)的重要程度和機(jī)構(gòu)的工作等級(jí)有關(guān)有關(guān)， 查表2-2-7取值為1.75；Q額定起升載荷；%卷筒的卷繞直徑；“機(jī)構(gòu)的總效率；m滑輪組的倍率； i動(dòng)結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)比。所以7： ni.75xl6xlVx9.8x0.5x0.785 =369 57Nm

33、 選取 YWZ3-315/90 型液壓 2x3x48.57制動(dòng)器。其制動(dòng)力矩為500N.ni,直徑為315mm。2. 6選擇軸及聯(lián)軸器2.6.1軸的選擇955OP軸所傳遞的力矩T = 350.7Nmnr=r其中叫,=, r = 200Mpa直徑取55mm2.6.2聯(lián)軸器的選擇依據(jù)所傳遞的扭矩，轉(zhuǎn)速和被連接的軸徑等參數(shù)選擇，起升機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器應(yīng)滿(mǎn)足下 式要求：T = KK.Tr式中：T所傳扭矩的計(jì)算值；Atx按第II類(lèi)載荷計(jì)算的軸的最大扭矩；T聯(lián)軸器的許用扭矩；K,聯(lián)軸器的重要程度系數(shù)；K,角度偏差系數(shù)。對(duì)于高速軸，計(jì)算得=617.24111；對(duì)起升機(jī)構(gòu)，&取1.8；心在表3-12-4 中選值為1.

34、 25所以 7 = 1.8x1.25x617.24 = 1388.79N.rn故選用CL3型聯(lián)軸器。2. 7啟動(dòng)及制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算2. 7. 1啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)加速度驗(yàn)算“ 9.55（7；-7；）式中：n電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)平均啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T,電動(dòng)機(jī)靜阻力矩，7；=半込J機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量7； =1.57；, Tn = 350N.ni,所以Tq = 525N.m o 7； = 239.38Nm打按下式計(jì)算式中：Jd電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量查表得打取值0- 82kg.m2,厶的值在表3-7-4和3-12-7中選擇0.6kgm和0. 12 kg.nr o9.55

35、(525 239.38)查表2-2-9知/訂一般小于1.5s,所以滿(mǎn)足要求。啟動(dòng)時(shí)間還要驗(yàn)算平均加速度來(lái)驗(yàn)證。平均加速度a（/ = v/tq a式中：久啟動(dòng)平均加速度V起升速度同一平均升降加（減）速度推薦值同的推薦值為0.2, Qq7.9/600.475=0.177 p符合起重機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2. 7. 2制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)平均加速度驗(yàn)算滿(mǎn)載下降制動(dòng)時(shí)間9.55(71-7；.)式中：一滿(mǎn)載下降時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，通常取n=lAn T:制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為900N. m 滿(mǎn)載下降時(shí)制動(dòng)軸靜轉(zhuǎn)矩 /滿(mǎn)載下降時(shí)換算到機(jī)構(gòu)總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量貉心 7746k佔(zhàn)J J 2m.i推薦時(shí)間可取叮叮_ = 1.5s m 1.1x7

36、08x1.7746_ _. r那么 t.= 0.21s r 19.55(900-210.6)L JT； =纟如 =210.6N.7H ,制動(dòng)平均減速度aj= e x d式中：Do按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪直徑e輪繩直徑比系數(shù)d一鋼絲繩直徑e取20, Do 20x9.3=186nmi。所以D在起重機(jī)滑輪組列表中選擇225mm,滑輪 組選擇代號(hào)為L(zhǎng)GS5. 0x225-85-55型。3. 2卷筒的選擇3.2. 1卷筒直徑的選擇卷筒直徑D=（勺-1）（1式中：勺一卷筒選擇系數(shù)d一鋼絲繩直徑査手冊(cè)知勺取 26, d 為 9. 3mm,所以D0=25x9.3=232.5nun3. 2. 2卷筒長(zhǎng)度L：=（厶

37、+厶+厶）+厶&式中：Lo鋼絲繩纏繞部分長(zhǎng)度；D無(wú)繩端尺寸；L2固定鋼絲繩用長(zhǎng)度；R中間光滑部分長(zhǎng)度。其中L0=Lxp/D0,卷筒的螺距 p 取 14mm, Lo=5OxlO3xl4/232.5x3.14=959mm。 J取 100mm, L,取 42mm, Lg取 30nun。所以L(fǎng)s =959+100+40+30= 1029mni查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-3-6 o卷筒直徑選擇為300mm,卷筒的型號(hào)取T1020-300-1500-右-5T-20 型。3. 2. 3卷筒的轉(zhuǎn)速計(jì)算卷筒轉(zhuǎn)速nt =60mv / Do式中：m滑輪組倍率v起升速度 Do卷筒卷繞直徑由以上取值可知滬2, v=16. 5

38、m/min, D。二300mm,所以_ 60x2x16.5/60 兒一3.14x300/1000=35.03r/niin3. 3選擇電動(dòng)機(jī)3.3. 1電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)靜功率卩尸鵲式中：Q起升載荷V起升速度“機(jī)構(gòu)總效率式中：滑輪組效率久一導(dǎo)向輪的效率幾卷筒的效率c傳動(dòng)效率Z在表 3-2-10 中取 0. 95, N 在表 2-2-3 中取 0. 985,幾 % =0.985,伉在表 2-2-4中取 0. 85o 所以77=0.95x0.985x0.985x0.85=0.783 ,3.2x1000x9.8x16.5/60 =11 Q11000x0.7833.3.2電動(dòng)機(jī)功率電動(dòng)機(jī)功率PH爲(wèi)

39、式中：Q起升載荷V起升速度“機(jī)構(gòu)總效率G穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)G 于表 2-2-5 取 0. 8,所以Pj=0.8x3.2x1000x9.8x16.5/601000x0.783Pj 取 13kw,初步選擇YZR180L-8型電動(dòng)機(jī)，功率13kw,轉(zhuǎn)速為700r/mino3. 3. 3電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn)式中：Pn在基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定功率 九電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的允許過(guò)載倍數(shù)U電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)H超載系數(shù)為一臺(tái)，心取2.8 ,繞線(xiàn)型電動(dòng)機(jī)H取2. 1 , u門(mén)、2.13.2x1000x9.8x16.5/60 o故滿(mǎn)足要求。P_ =8.26kw ,a 1x2.81000x0.7833. 4減速器的選擇70035.

40、033. 4. 1傳動(dòng)比的計(jì)算= 19.98式中：n一電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速n,轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速3.4.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇pK叱式中：K減速器的選擇系數(shù)，取1.1所以p13xl.l = 14.3kw,在減速器手冊(cè)上選擇ZQ-400-V-3CA型減速器，傳動(dòng) 比為20. 49o ZQ型減速器制造容易，價(jià)格低廉，能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需要。3. 4. 3驗(yàn)算減速器最大徑向力=(p2S + -F式中：一起升載荷系數(shù)S絲繩最大靜拉力q卷筒的重力F減速器輸出軸端的最大徑向載荷% 取值 1.2, G,為 7379. 4N,鬥為 42000N,所以fmax=1.2x8xl03 + 7：9.4 = 3.3KN F = 20000N短暫最大扭矩T =(pjr式中：T鋼絲繩最大靜拉力在卷筒上產(chǎn)生的扭矩2起升載荷動(dòng)載系數(shù)T減速器輸出軸允許的最大輸出轉(zhuǎn)矩7 = 1.2 x 8 x 0.5 = 4.8KN.m T = 5000KN.m所以減速器符合設(shè)計(jì)要求。3. 5制動(dòng)器的選擇制動(dòng)器是保證起重機(jī)安全的重要部件，制動(dòng)器的制動(dòng)力矩必須要大于貨物產(chǎn)生的 力矩。在貨物處于懸吊狀態(tài)時(shí)具有足夠的安全裕度。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿(mǎn)足下式要求：2加,式中：T:制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩K：制動(dòng)安全系數(shù)，與機(jī)構(gòu)的重要程度和機(jī)構(gòu)的工作等級(jí)