單梁橋式起重機結構設計

1、我做的畢業(yè)設計課題是單梁橋式起重機。單梁橋式起重機是一種輕型起重設備，它適用起重量為0.55噸，適用跨度4.516.5米，工作環(huán)境溫度C在-20C到40c范圍內，適合于車間、倉庫、露天堆場等處的物品裝卸工作。橋架由一根主梁和兩根端梁剛接組成。根據起重量和跨度，主梁采用普通工字鋼和U形槽組合焊接形成。主梁和端梁之間采用承載凸緣普通螺栓法蘭連接。提升機構采用CD型電葫產。此次設計的主要內容有：問題的提出、總體方案的構思，結構設計及對未知問題的探索和解決方案的初步設計，裝配圖、零件圖等一系列圖紙的設計與繪制，以及畢業(yè)設計說明書的完成。關鍵詞：起重機；橋式起重機；大車運行機構；小車運行結構；小車起開；

2、結構橋架；主端梁ABSTRACTThetopicofmygraduationdesignislistthebeambridgetypederrickofdesignthelistbeambridgetypederrickisakindoflightheavyequipments,itstarttoapplytheweightas0.55tons,applytoacrossdegree4.516.5meters,theworkenvironmenttemperatureis-20Cto40c.Insidescope,suitableforcar,warehouse,open-airheapfie

3、ldetc.oftheproductpacktounloadawork.Thebridgewascarriedbeambyalordbeamand2tojustconnecttoconstitute.Accordingtoweightwithacrossadegree,lordbeamadoptioncommontheworkwordsteelandUformslotcombinationweldformation.LordbeamandcarryanofbeamanadoptionloadingTogoodluckcommonstudboltmethodorchidconjunction.P

4、romotetheorganizationadoptionCDtypeanelectricitybottlegourd.Themaincontentsofthistimedesignhave:Theproblemputforward,conceiveoutlineoftotalproject,possibilitydesign,structuredesignanddrawtowardsdoingnotknowaproblemofinvestigateandsolutionoffirststepdesign,assemblediagram,sparepartsdiagramwaitaseries

5、thedesignofthediagrampaperwith,endincludegraduationdesignmanualofcompletion.Keywords：cranes;bridgetypederrick；Duringoperationorganization;Carrunningstructure;Carhoistingstructure;Bridge;Maingirders.目錄前言6.1單梁橋式起重機的概述7.1.1 單梁橋式起重機的整體描述71.1.2 單梁橋式起重機機構的特點81.1.3 單梁橋式起重機的基本參數81.1.4 桁架梁和箱形梁的比較81.2 LD型電動單梁

6、橋式起重機各部件的作用（位結構）81.2.2 主梁8.1.2.3 端梁8.1.2.4 主梁和端梁的聯接91.2.5 電動萌產9.1.2.6 大車9.1.2.7 小車架101.2.8 小車101.2.9 操縱室101.3 運行機構101.3.2 小車運行機構1.11.3.3 大車運行機構1.12工作條件及設計要求122.1 型式及設計的構造特點1.32.2 選擇電動萌產的規(guī)格型號142.3 主梁設計計算142.3.1 主梁斷面幾何特性1.42.3.2 主梁強度的計算1.62.3.3 剛度計算212.3.4 穩(wěn)定性計算232.4 端梁設計計算232.4.1 輪距的確定242.4.2 端梁中央斷面幾

7、何特性242.5 起重機最大輪壓252.5.1 起重機支座及作用252.5.2 起重機最大輪壓的計算262.6 最大歪斜側向力.302.7 端梁中央斷面合成應力312.8 車輪軸對端梁腹板的擠壓應力312.9 主、端梁連接計算322.9.1 主、端梁連接形成式及受力分析322.9.2 螺栓拉力的計算333小車起升和運行機構的設計計算363.1 電動的產起升機構設計計算373.1.1 電動葫產的基本設計參數373.1.2 電動的產起升機構簡要設計步驟383.2 電動的產運行機構設計計算453.2.1 .電動小車運行靜阻力計算453.2.2 .電動機的初選預驗算463.2.3 傳動比473.2.4

8、 制動器的選擇與計算484大車運行機才勾設計計算.504.1 確定機構傳動方案504.2 選擇車輪和軌道，驗算車輪強度.504.3 驗算車輪的疲勞強度504.4 傳動裝置設計計算524.4.1 選擇電動機524.4.2 大車運行機構的功率計算534.4.3 驗算電動機534.5 設計減速裝置554.5.1 選擇減速器的類型554.5.2 確定減速器的型號564.6 起重機有關使用機構的安全裝置.574.6.1 緩沖器574.6.2 起升高度限位器584.6.3 行程限位器.584.6.4 安全開關584.7 起重機的組裝及試車要求584.7.1 起重機的安裝注意事項584.7.2 起重機的試車

9、要求60致談日62參考文獻.63光陰似箭，轉眼間四年大學生活即將結束，畢業(yè)設計是對我們四年大學生活的一個總結，更是對四年大學學習成果的檢驗。它要求我們應用所掌握的基本理論知識去解決現實中的一些問題，進而提高我們各方面的能力，如：收集信息的能力，發(fā)現問題的能力，獨立分析和解決實際問題的能力，獲取新知識的能力以及綜合運用所學知識和技能的能力,為積極響應院方號召，更好的完成本次畢業(yè)設計工作，畢業(yè)設計工作展開前我進行了畢業(yè)實習，通過工廠實習，了解了橋式起重機的基本結構和基本工作原理，從而為順利完成畢業(yè)設計奠定了堅實的基礎。我畢業(yè)設計的課題是單梁橋式起重機。單梁橋式起重機是一種輕型起重設備，適合于車間、

10、倉庫、露天堆場等處的物品裝卸工作。橋架由一根主梁和兩根端梁剛接組成。根據起重量和跨度，主梁采用普通工字鋼和U形槽組合焊接形成。主梁和端梁之間采用承載凸緣普通螺栓法蘭連接。這次設計主要是對其主梁和端梁等橋架重點設計，包括一些常規(guī)性的強度剛度及穩(wěn)定性的設計，除此還有一些驅動裝置的計算，從而達到初步具備設計起重機重要部件的基本能力，為以后的設計和起重機選用奠定一定的基礎。1單梁橋式起重機的概述1.1 單梁橋式起重機的整體描述起重機是具有起重吊鉤或其它取物裝置在空間內實現垂直升降和水平運移重物的起重機械。LD型電動單梁橋式起重機為一般用于機械制造、裝配、倉庫等場所（此次設計的是用于機修車間）。LD型電

11、動單梁橋式起重機不適于用來調運熔化金屬、赤熱金屬、易燃品及其危險物品，也不適用于在有爆炸危險、火災危險、充滿腐蝕性氣體和相對濕度大于85%的場所工作。LD型電動單梁起重機是在天津起重設備廠70年代初開發(fā)的DL型電動單梁起重機基礎上，經全國聯合設計研發(fā)而成，配套的電動萌產為CD和MD型。是一種有軌運行的輕小型起重機，額定起重0.55.0噸,適用跨度7.522.5米，工作級別在A3A5,工作環(huán)境溫度在-25C40C范圍內。起重機運行速度小于45m/min時，采用地面跟隨式操縱，運行速度大于45m/min時，采用操縱室操縱。1.1.1 單梁橋式起重機的工作方式它安裝在廠房高出兩側的吊車梁上，整機可在

12、吊車梁上鋪設的軌道上橫向行駛，起重小車沿小車軌道行駛。吊鉤做升降運動，即與CD1型或MD1的電動萌產配套使用完成重物的升降、平移。1.1.2 單梁橋式起重機機構的特點主要優(yōu)點是：結構簡單、重量輕、對廠房的負荷小、耗電少。主梁與端梁采用螺栓連接、拆裝、運輸、補充備件方便，輪壓小，安裝快，維修方便。缺點是起重量不大。1.1.3 單梁橋式起重機的基本參數起重量、起升高度、起升速度、的產運行速度、大車運行速度、跨度、車輪與軌距。1.1.4 桁架梁和箱形梁的比較桁架梁擋風面積小、風阻力小、節(jié)省鋼材；缺點是外形尺寸大，要求廠房建筑高度大，而且橋梁是由很多根不同型號和規(guī)格的桿件逐件焊接而成，費工、費錢。箱型

13、梁的優(yōu)點：外形尺寸小，用整塊鋼板焊成，便于下料和采用自動焊接，適合大批量生產；缺點是自重較大。1.2 LD型電動單梁橋式起重機各部件的作用（位結構）LD型電動單梁主要由主梁、端梁、主動輪、被動輪、工字鋼、大車驅動裝置和小車組成。1.2.1 主梁主梁是采用鋼板壓延成型的U型槽鋼與工字鋼組焊而成的箱型實腹梁。作用是支承著可移動的小車，并能沿鋪設的專用軌道運行，將起重機的全部質量的重力傳給廠房建筑結構，結構簡單適用，工藝性好。1.2.2 端梁由兩種形式：一種是鋼板壓延成型的U型槽鋼組焊成形，在焊接車門那個箱形結構，適用于做中、小起重機吊鉤橋式起重機的端梁；另一種是四塊鋼板拼成的箱形結構，通常配制帶角

14、形軸承箱的車輪組，但焊接工作量大，生產效率低于前種（本產品采用前一種）。1.2.3 主梁和端梁的聯接兩種形式：一種是在主梁的兩端，螺栓加減載凸緣連接形式。這種方式的優(yōu)點是：主、端梁可以分批生產再組裝，加工及庫存的占地面積小、輸送方便、費用較低。另一種形式是加連接板再焊接的方法聯接。優(yōu)點是：制造簡單、裝拆方便、成本低，是我國中、小起重機吊鉤橋式起重機端梁和主梁的主要連接形式。（本產品采用第一種連接方式）1.2.4 電動葫蘆它是一種由電機驅動，經卷筒、滑輪或起重鏈條，帶動取物裝置升降的輕小型起重設備。它具有體積小、重量輕、操作維修方便、價格低、安全可靠等特點，主要應用于起重量及工作范圍要求不大或對

15、工作速度要求不高的場合。將上部固定，可將起重設備單獨使用或是通過小車懸掛在工字鋼軌上運行，電動單梁橋式起重機、龍門起重機、臂架型起重機的起重小車，使用作業(yè)面積擴大，使用場合增多，由于如此靈活，可作工廠、碼頭、倉庫、等常用的起重設備。電動的產有漸開線外嚙合齒輪傳動和行星齒輪傳動兩類，但前者具有制造簡單、維修方便、效率高等特點。1.2.5 大車使起重機作水平運動，用于搬運貨物或調整工作位置，同時可將作用在起重機上的載荷傳給支承它的基礎。大車軌道中心間的距離稱為跨度S,在該軌道上運行的動作稱為大車運行。在橋架的中心或兩端裝有大車運行電動機，從電動機的水平軸引出動力，驅動半數的車輪。1.2.6 小車架

16、是支承和安裝電動蔭產和小車運行機構的機架，同時又是傳遞起升載荷的金屬結構，LD型起重機采用工字鋼。1.2.7 小車是小車作水平運動，用以搬運貨物或調整工作位置，同時將作用在小車上的載荷傳給支承的主梁。本品采用電動機、卷筒、制動器、鋼絲純和吊鉤于一體的CD型電動的產。1.2.8 操縱室用于司機操縱起重機的運行工作，操作室的構造與位置安裝應保證使司機有良好的視野。具結構分為敞開式與封閉是兩種，橋式起重機的操作室應安裝在無滑線一側的橋架上。1.3 運行機構運行機構的任務是使起重機或小車作水平運動，用于搬運貨物或調整工作位置，同時可將作用在起重機或小車上的載荷傳給支承它們的基礎。陸上的起重機的運行機構

17、分為有軌道運行和無軌道運行兩類，而橋式起重機的運行屬于前一類。橋式起重機上的運行機構：由電機、傳動裝置、制動器和車輪組成。運行機構是依靠主動車輪與輪道間的摩擦力來實現驅動的。為了保證有足夠大的驅動輪，驅動車輪應布置得當，在任何情況下，都應使其具有足夠大的輪壓。橋式起重機上運行機構的驅動輪，通常為總輪數的一半，采用對稱成四角布置，這樣可保證驅動輪輪壓之和不變，不會發(fā)生打滑現象，使機構運行正常。1.3.1 小車運行機構LD型電動單梁橋式起重機采用自行式的自動的產。1.3.2 大車運行機構LD型電動單梁橋式起重機的大車運行機構一般均作分別驅動的型式（每一邊軌道上的大車運行機構的主動車輪分別用單獨的電

18、動機來驅動），電動機采用帶制動器的繞線型電動機或帶制動器的變極籠型電動機。司機室操縱室用繞線的電動機，傳動裝置采用自行式電動的產電動小車的閉線減速器。一級開式齒輪減速器的型式。其中閉式齒輪部分是專用同軸式減速機，這種型式的傳動裝置簡單、輕巧、零件數量少、通用化程度高，便于制造和修理，開式齒輪較易磨損，傳動效率稍低。采用全封閉型減速器或采用帶制動器的電動機減速器套裝組合式的傳動裝置便于專業(yè)化生產，傳動效率較高，但制造及安裝精度要求較高。QS系列“三合一”減速器為三級漸開線布置平行軸傳動外嚙合漸開線硬齒面圓柱齒輪減速器（中華人民共和國專業(yè)標準號為：ZBJ1902J90）。減速器直接按與帶制動器的繞

19、線鼠籠式電動機相配，集減速器、電動機、制動器為一體，制動器不需配電源，所配電機具有雙重功能接通電源即可旋轉，切斷電源后，電機本身即產生制動力矩而制動。大車運行機構中采用“三合一”驅動部件，使機構變得非常緊湊、自重輕、分組性好、裝配與更換方便，不受橋架起臺和小車架變形的影響，并由于驅動部件不與走臺相連接，可以減少主梁的扭轉載荷，而且可使走臺的構造也大為簡化，但當電動機容量增大時，懸臂受力復雜化。故大型起重機的運行機構，目前仍采用分組式分別驅動，大車輪采用圓柱形踏面的雙輪緣車輪，小車車輪采用圓錐鼓形車輪。2工作條件及設計要求為機修車間設計一臺LD型電動單梁橋式起重機，具體要求如下：起重量：5噸起升

20、高度：9米電動的產運行速度：30m/min電動萌產的起升速度：8m/min葫產最大輪壓：Pmax=1900公斤(kg)葫產自重：G=500kg起重機跨度：16.5m大車運行速度：45m/min大車輪距：2.5m工作級別：M5(11)工作環(huán)境：一般常溫使用壽命：10年操縱室操縱：G操=400公斤2.1 型式及設計的構造特點LD型電動單梁橋式起重機由橋梁、小車、大車運行機構、電器設備構成。橋架由一根主梁和兩根端梁用螺栓連接而成。電動單梁橋式起重機是一種有軌運行的輕小型起重機。它適用于額定起重量為：0.55噸,適用跨度為4.516.5米，工作環(huán)境溫度在-25C40c范圍內，起重機的工作級別為A3侔，

21、LD型電動橋式起重機是按中級工件類型設計和制造的。本次設計的LD型電動單梁橋式起重機的主梁結構式采用鋼板壓延成形的U形槽鋼與工字鋼組焊成的箱形實腹梁。端梁也是用鋼板壓延成U形槽鋼，再組焊成箱形封閉箱，為貯存，運輸方便，在主梁與端梁之間用S0的螺栓（45號鋼制）連接而成。大車運行時靠兩臺錐形轉子電機，通過齒輪減速裝置驅動兩邊的主動車輪實現移動。運行機構采用分別驅動形式制動靠錐形轉子制動的交流異步電機來完成。起重機主電源由廠房一側的角鋼或圓鋼滑觸線引入，電動的產由電纜供電。電動單梁橋式起重機的外形如下圖1所示：圖1電動單梁橋式起重機2.2 選擇電動葫蘆的規(guī)格型號電動萌產的形式與參數，參見產品樣本，

22、選用目前應用得最多的CD1型。CD1型電動葫產的起重量一般為0.510噸，起重高度為630m,起升速度為8m/min,起重量為10t時為7m/min。而CD1型電葫產具有兩種起升速度，除常速外，還有0.8m/min的慢速可滿足精密裝卸，砂箱合模等精細作業(yè)的要求。電動的產的總體結構可分為起升機構和運行機構兩部分，起升機構由電動機、制動器、減速裝置、卷筒裝置以及吊鉤滑輪組等組成。本次設計的電動小車采用CD型5t電動的產，CD型電動萌產的主電機為帶錐形制動器的錐形轉子電機，電機和制動器制成一體。使電動的產結構緊湊、自重輕。據資料查得，電動的產型號CD5-9D,自重為500kg。結果：選用CD5-9D

23、。其設計計算見后面。2.3 主梁設計計算2.3.1 主梁斷面幾何特性根據系列產品資料，粗布給出主梁的斷面尺寸如圖示：x'5yx34y11j-105.b=122_1-壓制成型的心槽鋼；2-加勁隔板;3-斜側板；4-工字鋼；5-補強鋼板工-10l1-400一yX'數:h-280mmt-13.7mm主梁斷面面積Jx-7114cm2b-122mmd-8.5mmF1-55.45q-43.4公斤/mJy-345cm2F-0.5(l1-2361)+2613h1+23623I2+F1+63l3-151cm2主梁斷面水平形心軸x-x位置y1-/-F1y1x圖2主梁斷面尺寸根據系列產品資料，查得2

24、8a普型工字鋼（GB706-65）的尺寸參式中：EF1-主梁面的面積（cm2）.EF1y1x-各部分面積對x-x'軸的距離（cm3）y1x-各部分面積形心至x'-x'軸的距離（cm）則：y1-37cmy2=4cm結果：F=151cm2y2=4cmy1=37cm主梁斷面慣性矩Jx=2Jxi+2Fiyi24=111545cmJy=2Jyi+2Fiy124=21849cm結果：Jx=111545cm4Jy=21849cm42.3.2 主梁強度的計算根據這種起重機的結構形式及特點，可以不考慮水平慣性對主梁造成的應力，水平面內對主梁的扭轉作用也可以忽略不計。該主梁的強度計算按第R

25、類載荷進行組合，由于小車的輪距很小，可近似的按集中載荷計算?？缰袛嗝鎻澢龖Πǎ毫旱恼w彎曲應力和由小車輪壓在工字鋼下翼緣引起的局部彎曲應力兩部分，合成后進行強度校核。梁的整體彎曲在垂直平面內按簡支梁計算，在水平面內按剛度的框架計算：垂直載荷在下翼緣引起的彎曲應力根據起重機設計手冊計算：（x=比（出+勺食+紅匹）單位：公斤/厘米2yx4287式中：P=lpnQ+KG葫其中：Q-額定起重量,Q=5000公斤；G葫-電動的產自重，6葫=500公斤；少-動力系數，對于中級工作類型，少n=1.2;k-沖擊系數，對于操縱室操縱時,kn=1.1；yi-主梁下表面距斷面形心軸x-x的距離，yi=37厘米

26、；Yx-主梁跨中斷面對x-x軸慣性力矩，yx=111545cm4;2.3.3 操縱室重心到支點的距離，l=100cm；Gi-操縱室的重量，Gi=400公斤；G葫-電動的產的自重,G葫=500公斤；q-橋架單位長度重量（公斤/米）；q=10003F3丫+q'其中：F-主梁斷面面積，F=0.0151m2丫-材料比重，對鋼板，丫=7.85t/n2q'-材料橫加筋板的重量所產生的均布載荷，q=7.5t/m；所以：（x=1060公斤/厘米2主梁工字鋼下翼局部彎曲計算圖4工字鋼下翼輪壓局部計算輪壓作用點位置i及系數6i=a+c-e式中：i-輪壓作用點與腹板表面的距離(cnrj)；c-輪緣同

27、工字鋼翼緣邊緣之間的間隙，取a=b2d=(12.2-0.85)+2=5.675cme=0.164R(cmj)對普型工字鋼，翼緣表面斜度為1.6R-為葫產定輪踏面曲率半徑，由機械手冊31.84查1WJ:e=0.164317.5=2.87cm所以：i=5.675+0.4-2.87=3.205E=i=3.205+5.675=0.57a結果：i=3.205E=0.57c=0.4cm;R=17.5cm工字鋼下翼緣局部曲應力計算：圖5主梁工字鋼如上圖所示L點橫向（在oxy平面內），局部彎曲應力（1由下式計算：akRtx=±t02式中：ai-翼緣結構形成系數，貼板補強時取ai=0.9;ki-局部彎

28、曲系數，由圖可得：ki=1.9圖6局部彎曲系數其中：t-工字鋼翼緣平均厚度6-補強板厚度t0=t+66=1cmt=1.37cm02=(1.37+1)2=2.372=5.61cm2所以:(1=±(0.931.931900+5.61)=579公斤/厘米2結果:(1=579公斤/厘米2如圖,1點縱向局部彎曲應力為(2由下式計算:“ak2P輪r2=+t02式中：k2由圖得：k2=0.6所以:。=±3=183公斤/厘米25.61如圖中得a'點縱向局部彎曲應力為(3,由下式計算:,ak3P»L3=±t02式中:K3-局部彎曲系數，查圖得：k3=0.4a2-翼

29、緣結構形式系數，貼板補強時a2=1.5所以：(3=±(1.530.431900+5.61)=203公斤/厘米2主梁跨中斷面當量應力計算圖中的1點當量應力為當=.二12+2_；-2+、x)-；-1(二2+八)=1077公斤/厘米2,(=1800公斤/厘米2a/點當量應力為a當，由下式計算:a當i=ax+a3=1060+203=1263公斤/厘米2<(=1800公斤/厘米22.3.3剛度計算垂直靜鋼度計算PL3Lf=-P-<f=48EJ700式中：f-主梁垂直靜撓度（cm）P-靜載荷（公斤）P=Q+G=5000+500=5500斤L-跨度L=1100厘米E-材料彈性衡量，對3

30、號鋼E=2.131033103公斤/厘米2Jx-主梁斷面垂直慣性矩（cm4）Jx=111545cm4f-許用垂直靜撓度（cnj）,取用=L厘米700所以:f=5500165034.82,1106111545=2.2cmf=1650+700=2.36cmf<f所以滿足要求結果水平靜剛度計算PLLf水=匚-Wf7k=48EJy2000式中：f水-主梁水平靜撓度，cm；P'-水平慣性力，公斤；P'=里9=（5000+500）+20=275公斤;20Jy-主梁斷面水平慣性矩；Jy=21849cm4;f水卜許用水平靜撓度，取f水=上厘米。2000f水=1650+200=0.825c

31、m；,27516503f水=6=0.56cm4.82.110621849f水f水=1650=0.825厘米滿足要求2000動剛度計算：在垂直方向的自振周期：T=2冗招&T=0.3s式中：T-自振周期(秒)M-起重機和萌產的換重量，1 -M=1(0.5qlk+G)g其中：g-重力加速度，g=980cm/s2;L-跨度，L=1650cm；q-主梁均布載荷，q=1.26公斤/厘米；G-電動萌產的重量，G=500公斤。所以：M=-(0.531.2631650+500)=1.75公斤2秒2/厘米980K=96EJzL3一962.110611154516503=5006公斤/厘米WJ:T=2M3.

32、14j=0.1112秒,5006T<T=0.3s2.3.4穩(wěn)定性計算(1) 主梁整體穩(wěn)定性由于本產品主梁水平剛度比較大，故可不計算主梁的整體穩(wěn)定性。(2) 主梁腹板的局部穩(wěn)定性由于萌產小車的輪壓作用在主梁的受拉區(qū)，所以主梁腹板局部穩(wěn)定性不計算。(3) 受壓翼緣板局部穩(wěn)定性由于本產品主梁是冷壓形成的U形槽鋼，通過每隔一米間距的橫向加筋板及斜側板同工字鋼組焊成一體。U形槽鋼的兩圓角都將大大加強上翼緣板穩(wěn)定性，所以受壓翼緣板局部穩(wěn)定性可不計算。2.4 端梁設計計算本產品的端梁結構采用鋼板冷壓成U形槽鋼，再組焊成箱形端梁,見下圖，端梁通過車輪將主梁支承在軌道上，端梁同車輪的聯接形成是將車輪通過心

33、軸安裝在端梁的腹板上。圖9c-C由z2.4.1 輪距的確定k=l1即k=(11)LL5757=(11)316.557=2.3573.3m取k=2.5m=250厘米2.4.2 端梁中央斷面幾何特性(1)斷面總面積參數見中央斷面圖，則：F=233030.5+232130.5+28.531=79.5cm(2)形心位置(相對于z'-z')則：yi=15.4cm所以：y2=30-15.4=14.7cm(相對于y'-y')則：zi=(3030.5322.75+3030.531.25+28.53130.5+232130.5312)+79.5=7.9cm所以：Z2=23-Z1=

34、15.1cm(3)斷面慣性矩Jx=8452.34cm44Jy=6659.6cm以上的計算公式均出自起重機設計手冊P146平行移動軸公式：Iz1=Iz+a2A,bh3Iz=12(4)斷面模數Wx=Jx/y1=8452.34+15.4=751cm3Wy=Jy/Z2=6659.6+15.1=441cm32.5 起重機最大輪壓一般的單梁橋式起重機是由四個車輪支承的，起重載荷通過這些支承點傳到軌道道上。2.5.1 起重機支座及作用起重機支座反力作用見下圖：圖8起重機支反力作用2.5.2 起重機最大輪壓的計算帶額定載荷小車分別移到左、右兩端極限位置時，按第n類載荷計算最大輪壓。(1)操縱室操縱，當載荷移到

35、左端極限位置時，各車輪輪壓Na=rP+krG2(1+生)+JSIEl+kLG+KnG輪主+KnG4L42,G操(L-l)0ki驅+k-22卜Nb=rP+krG2(1-22)+kTHl+kLG+KnG輪主+KnG驅4L42,G操l、k一+"LTNc=VrP+krG2(1-組)+!+1+KnG輪從+KnG4L42,G操l八k-k1驅+k-q22=-rP+krG2(1+2L1)+km+k*端+KnG+4L42G操(L-l)。k-k1KnG驅+k口2G-式中：Q-額定起重量，Q=500淤斤；電葫產重量，G=50淤斤；Kn-沖擊系數，對有操縱室的單梁吊取kn=1.1；巾n-動力系數，對中級工作

36、類型單梁吊取巾n=1.2；G端-端梁重，G端=165kg；G輪主-主動輪裝置重，G輪主=65.5;G輪從-從動輪裝置重，G輪從=46公斤；G驅-驅動裝置，G驅=497公斤；G操-操縱室重量，G操=400公斤；q-主梁單位長度的重量.q=126公斤/m=1.26公斤/cm；L-跨度，L=1650厘米；k-輪距，k=250cms1=841.5cms2=1310cm均出自起重機計算實例。所以：Na=3936NNb=9600NNc=9060NNd=41920N操縱室操縱當載荷移到右端極限位置時各車車輪輪壓：Na=VrQ+krp2(1-2)+kEl+G+KnG輪主+KnG驅+LNbJlQ+kf公吁2月k

37、(1+2L2、krqlkp端c»c)+ljM+'尸+KnG輪主+KnG驅+L42|Q+k|G24(1+2L2、krqlk|G端cc)+KnG輪從+KnG驅+,G操I-k-kikT2VNj=VrP+knG2(1-2L2)+kl-S!+1+KnG輪從+KnG驅+,G操(L-l)。k-kik"P2k式中：12=694cm所以：Na=10890NNb=38050NNc=37520NNd=13450N當起重機滿載時，無論在左端或右端Na=NDNb=Nd都相差不大，因此，計算均通過。當起重機空載時a.操縱室操縱起重機各輪的輪壓（運行到左側時）2空=krP2(i+2Ll)+kE+

38、krG端+小g輪主+心g驅+4L42kikkrG2Li、krolkrG端”,G操l。kib空=ll±2(i-)+KnG輪主+KnG驅+kn-2kiiG2Li、kIqlkGG操lok-kiNc空=-2(i-)+K8從+KG區(qū)+k'-2-ki-Gc22Li、kqlkG端ccd空=U心2(i+)+彳+KnG輪從+KnG驅+k”"k-kik式中的各參數與前面所表示的一樣WJ:Na空=10900NNb空=8050NNc空=7510NNd空=13460N(4)操縱室操縱，空載時移到右端極限位置時，各車輪的輪壓:Nas=krP2(1-2L2)+kg+krP+KnG輪主+KnG驅+

39、4L42-G操(L-l)2k1“LkNb空=，且2(1+干)+Kl+KnG輪主+KnG驅+,G操lck1k-k.G2L2k_qlk'GNc空=2(1+)+KnG輪從+KnG驅+,G操lck-k1kT2kNd空=24,G操(L-l)9k【；，2(1-午)+klL+klGl+KnG輪從+KnG驅+k-k1k所以：Na空=8510NNb空=10440NNc空=9900NNd空=11070N所以，電動單梁橋式起重機對操縱室操作滿載時，它的最大輪壓是當載荷移到左端極限位置時的從動輪D上，即：Nd為最大輪壓Nmax=41920N.Nmin為最小輪壓，出現在當起重機空載時，電動的產移到左側時B輪上的

40、輪壓，即Nmin=NB空=8050N2.6最大歪斜側向力起重機運行時，由于各種原因會出現跑偏、歪斜現象。此時，車輪輪緣與軌道側面的接觸，并產生運行方向垂直的側向力s.圖9橋架簡圖由上圖所示：當載荷移到左端極限位置時，操縱室操縱時最大輪壓為ND=3891公斤，并認為NA-ND,這時的最大歪斜側向力為：Sd=入2N式中：N-最大輪壓，N=4192公斤；入-測壓系數。對于輪距k同跨度1的比例關系在l11k57之間，可取入=0.1。所以：Sd=0.14192=419.2公斤當載荷移到右端極限位置時，操縱室操縱最大輪壓為3805公斤，這時最大歪斜側向力為：Sb=0.138063公比52.7 端梁中央斷面

41、合成應力由于操縱室連接架加強了操縱室側端梁的強度，所以最大側向力考慮當載荷右移到極限位置時最大側向力在B輪上。NKSKNbKSbKi:二二-IrI2WX2Wy2WX2Wy式中：K-輪距，K=250cmW'Wy斷面模數，Wx=549cn3,Wy=441cm；（-許用應力，由于端梁受力復雜，一般只計算垂直載荷和歪斜側向力，所以許用應力3號鋼取（01400公斤/cm2;（=38053250+（23549）+380.53250+（23441）=974公斤/厘米2所以（=1400公斤/厘米2.安全2.8 車輪軸對端梁腹板的擠壓應力車輪軸對端梁腹板的擠壓應力為（擠（擠=一P-=ND0（擠d。：2d

42、。：:0式中Nd一操縱室操縱時，起重機最大輪壓，當載荷小車移到左端極限位置時，最大輪壓在D輪上，即Nd=4192公斤；d0一端梁腹板軸孔直徑，d0=7cm;辦一端梁支撐腹板厚，承=1.5cm（擠一許用壓應力，對3號鋼取（擠=1150公斤/cm2所以(擠=4192+(23731.5)=200公斤/厘米2（擠=1150公斤/cm2,安全2.9 主、端梁連接計算2.9.1 主、端梁連接形式及受力分析本產品的主、端梁連接是采用螺栓和減載凸緣結構的形式，如圖所示，主梁兩端同端梁之間各用六個M20螺栓（45號鋼）連接。A圖16圖10主、端梁連接受力分析：這種連接形式，可以為在主、端梁之間，垂直載荷由凸緣承

43、受剪力及擠壓力，此情況下，螺栓主要承受由起重機運行時的歪斜側向力和起重機支承反力所是使的造成的拉力。一般水平慣性力對螺栓的影響可忽略不計。本產品的操縱室是由一個剛強的連接架同時連接到主梁及端梁上。這樣就加強了主、端梁之間的連接強度，所以這里僅驗算非操作室一側的主、端梁連接強度。2.9.2 螺栓拉力的計算（1）起重機歪斜側向力力矩的計算已知：起重量Q=5000公斤跨度L=1650cm起重機運行速度V=45療min如（歪斜側向力簡圖）所示：起重機歪斜側向力矩為：MS=s2k式中;s-歪斜側向力，由前節(jié)得：s=Se=380.5公斤k-輪距k=2.5m所以：MS=380.532.5=951公斤/米（2

44、）歪斜側向力矩對螺栓拉力的計算如上圖（b）中，Xt螺栓d的計算設歪斜側向力矩MS對螺栓d的拉力為Ni則NJ5Msx“Xi2式中系數2.5是考慮螺栓預案緊力及載荷分布不均勻性的系數。式中：MS-歪斜側向力矩，MS=951公斤/m2x-螺栓d距離圖（b）中的y-y軸的距離x=0.52m匯Xi2-每個受拉螺栓距離y-y軸的平方之和（n2）所以：M=1522公斤（3）起重機支承反力對螺栓的作用力矩當載荷移動到非操縱室一側的極限位置時，取端梁作為受力離體，其受力如下圖：圖11車輪受力分析取C點為受力平衡點工Mc=0得：M=M=Rl。式中：I。-力臂，如圖中所示，取t0=i2cmMR-支反力R對C的作用力

45、矩（公斤/m1；Mn-所有受拉螺栓對C點得力矩之和（公斤/M；Rb-起重機右端支反力，可認為是R=N+N；陡=3805+3752=7557公斤；所以：MR=MN=FBl0=755730.12=907kg?m（4）支反力矩對螺栓的拉力設支反力矩MR對螺栓d的拉力為N2.心2.5My''y，2式中：w各螺栓的力矩和；Mn=907公斤2米；y-螺栓d中心線至上圖z-z軸的距離（m；2.5-考慮螺栓預緊力及載荷分布不均與性的影響系數。所以:N2=3048kg（5）螺栓d承受的總拉力2=N+N=1522+3048=4570kg（6）驗算螺栓強度受拉螺栓強度（=SF。式中：N螺栓總拉力，N

46、0=4570公斤；F0-螺栓的凈斷面面積cm,F0=型L；4其中：d。-螺紋根徑，對于M2。螺栓的螺紋底徑d0=16.75mm即：1.675cm;所以F0=3.1431.6752+4=2.2cm2（-螺栓的許用應力（公斤/厘米2）;U=（0.50.6）（s其中：（s-材料屈服極限，對端梁連接螺栓采用45號鋼正火的M20螺栓，（s=3600公斤/厘米2。所以：（=4570+2.2=2077公斤/厘米2V（所以：強度合格（7）凸緣垂直剪切應力驗算剪應力：（=c2R/F'&（式中：c-受剪斷面形狀系數，對矩形斷面，c取1.5;心支反力，R=7557公斤；F'-受剪面積，F=1

47、354=54cm2;i-材料許用剪切應力，t=950公斤/厘米2。所以：l=1.537557+54=210公斤/cm2（合格（8）凸緣擠壓應力驗算擠壓應力（擠=RBF''&f端式中：型支反力，R=6919公斤；F'-承壓斷面面積，由圖（b）中得：F'=0.4354=21.6cm2;（端-材料的端面擠壓應力，（端=2400公斤/厘米2。所以：（端=7557+21.6=350公斤/厘米2（端（端=2400公斤/厘米2驗算通過。3小車起升和運行機構的設計計算CD、MD型鋼絲純電動萌產是我國70年代各兄弟廠聯合設計研發(fā)的第二代電動的產，CD型電動的產最突出的特點

48、是采用了錐形電動機，為此，常稱CD型電動的產為錐形的產。CD型為常速、MD型為慢速。CD、MD型電動的產為一般用途的鋼絲純電動的產。其工作級別為M2M4,工作環(huán)境溫度為-2540攝氏度。它不適合用于充滿腐蝕性氣體或相對濕度大于85%的場所，不能代替防爆的產，不宜吊運熔化金屬或有毒、易燃和易爆物品。（1）結構特點：CD、MD型電動葫產由起升機構、運行機構和電控三部分組成。起升機構：起升機構由驅動、制動、傳動和取物纏繞四種裝置組成，MD型萌產的起升電動機為雙機組成，兩個電機之間通過齒輪減速，速比為1:10;傳動裝置為四級圓柱齒輪減速器；取物裝置由吊鉤、鋼絲純、卷筒等組成?？傮w布局是卷筒在中間，一端

49、為錐形制動電動機，另一端為減速器，通過長軸和橡膠聯軸節(jié)將電機軸與減速器高速軸連接在一起，卷筒外殼為圓筒形，有懸掛形和固定形之分。(2)運行機構：運行機構由驅動、制動、傳動和車輪四種傳動裝置組成，驅動制動裝置為二合一的鼠籠錐形制動電動機，制動器為平面制動器；傳動裝置減速器為一開一閉式圓柱齒輪傳動，車輪是踏面近似圓錐形的單輪緣鍛鋼車輪。運行小車有手動、電動和鏈動之分。(3)電控：采用兩套標準的磁力啟動器，一套控制起升電動機的正反轉，即上升與下降；一套控制運行電動機的正反轉，即左右橫行。操作控制是利用手動按鈕，操作電壓多為380V,為了安全有的采用低壓36V,為了防止亂繩，卷筒上裝有導繩器，導繩器橫

50、向移動與起升限位開關配合動作，以控制起升極限位置。3.1 電動葫蘆起升機構設計計算電動的產作為起升機構，具設計基準工作級別為M,當起重量較大時采用M3作為設計基準更為經濟合理，電動葫產的整機設計壽命為10年，允許不同零件選用不同的總設計壽命，如減速器的易損壞軸承總設計壽命可比齒輪低12檔，或者高12檔對整機壽命更為有利，在整十年設計壽命中允許更換23次鋼絲繩等。3.1.1 電動葫蘆的基本設計參數起重量G,起升高度H和起升速度Vn是設計電動葫產起升機構必不可少的基本設計參數，必須滿足用戶使用要求。為了保證電動的產正確的進行設計，機構的工作級別和接電持續(xù)率的確定也是設計必不可少的。3.1.2 電動

51、葫蘆起升機構簡要設計步驟(1)吊鉤的選用，吊鉤在我國已經標準化，并有相應的標準，根據起重量和工作級別從有關制造廠提供的性能參數表中選擇所需要的吊鉤。(2)計算鋼絲繩最大靜拉力并選擇鋼絲純鋼絲繩最大靜拉力S=-Q-=50000=29070Nqao210.86式中：S-鋼絲繩最大靜拉力，N;Q-起升載荷，Q=GP.g,N；GP起重量，kg；2-電動的產起升機構總效率，由起重機設計手冊查得、=0.850.90,取1=0.86;q-滑輪組倍率，qa為滑輪組分支數，取q=2;a-滑輪組鋼絲繩卷入卷筒的根數，去a=10鋼絲純純徑的確定，鋼絲繩直徑不應小于下式計算的最小直徑：d=CS=0.09529070=

52、16mm式中d-鋼絲繩最小直徑，mmC-選擇系數，mm/JN；C由下表表1選擇系數C值粗杓工作級M選彝系敷c值安全案依n胡建£彝根引強熨155017M18削MlM$一40.096。川11MS0.1M6廿6OplULN9QJ068M7!0.123q*1180.1UTMSIo.uo0JJ40U289選出。機構工作級別為M4,取C=0.095d為鋼絲純的計算值，經整圓后再選擇標準直徑的鋼絲純，整圓后d選不應超過d計算值的25%,否則純太粗，不易彎曲而壽命短。由起重機計算實例附錄選得d=18.5mm驗算鋼絲繩安全系數：當按選擇系數法選擇鋼絲純后，可根據鋼絲純的實際破斷力S0驗算安全系數n0.

53、冗H2CTh鋼絲純理論破斷力按下式計算：S0=旦"2式中：S0-鋼絲純理論破斷力，N；d-選用的鋼絲繩直徑，mm；5-鋼絲繩的抗拉強度極限，N/mm2按上表選取1700;8-鋼絲純中金屬絲截面與整個截面積的比值，與鋼絲繩結構有關，一般取=0.450.55,止匕處取=0.45;k-鋼絲繩編結損失系數，一般取k=0.820.92此處取0.82;23.1418.5所以S0=17000.450.82=168534N安全系數按下式計算：n=S0/S=168534/29070=5.8-4.5因此所選鋼絲純滿足要求。(3)卷筒基本尺寸、轉速和強度計算根據標準，卷筒材料一般選用鑄鐵或鑄鋼，對于工作級

54、別為中度的卷筒，應選鑄鐵作為卷筒的制造材料。卷筒與滑輪最小卷繞直徑的確定D0=hd式中：D0-按鋼絲繩中心計算的卷筒與滑輪的最小卷繞直徑，mm；h-與機構工作級別和鋼絲繩結構有關的系數(卷筒為h1,滑輪為h2)mm按下表選?。罕?相關系數h機杓工作被祜輪入】M1-M314ieM41619Ml1820M6加M7密425MB2528由于機構工作級別為M4,所以選擇h1=16mm,h2=18mm；d-選用鋼絲繩直徑，mm；所以D0=1618.5=296mm卷筒相關尺寸的確定，電動的產卷筒純槽采用淺槽，如下圖圖12卷筒槽距t=d+(12)mm;純槽半徑R=0.55d;槽深h0=0.28d;圓角r=0.51.5mm。綜上計算可得：t=20mm,R=10mm,h0=5mm,r=1mmZ=-qHZ0二D°式中：Z-純槽圈數；q-滑輪組倍率，q=2;H-起升高度，H=9mZ0-安全圈，一般取Z0=2。經計算得Z=290002=22。3.14296采用導繩器時，卷筒長度L=1il213-qHtDo式中：l1-卷筒左邊緣預留長度，一般取l