單梁橋式起重機設(shè)計

1、 概述1.1橋式起重機的特點起重機是具有起重吊鉤或其它取物裝置在空間內(nèi)容實現(xiàn)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途的起重機用于機械制造、裝配、倉庫等場所（此次設(shè)計的是用于機修車間）。是一種有軌運行的輕小型起重機，適用于額定起 0.55.0 噸,適用跨度4.516.5米，工作環(huán)境溫度在-35 35 范圍內(nèi)，LD型電動單梁橋式起重機不適于用來調(diào)運熔化金屬赤熱金屬、易燃品及其危險物品，也不適用于具有酸性或其它有腐蝕性化學(xué)氣體的車間。1.2橋式起重機工作方式和結(jié)構(gòu)特點主要特點是：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、對廠房的負荷小、建筑高度小、耗電少。主梁與端梁采用螺栓連接、拆裝、運輸和儲

2、存方便，補充備件方便、輪壓小、工藝性好，適合采用自動焊接和流水作業(yè)加工，安裝快，維修方便。缺點是起重量不大。工作方式是：它安裝在產(chǎn)房高出兩側(cè)的吊車梁上，整機可在吊車梁上鋪設(shè)的軌道上橫向行駛，起重小車沿小車軌道行駛（橫向）。吊鉤做升降運動，即與CD1型（或MD1）的電動葫蘆配套使用完成重物的升降、平移等人們難以做到的需要。1.3單梁橋式起重機發(fā)展趨勢隨著科學(xué)的進步和工業(yè)發(fā)展更的需要，現(xiàn)代起重機械發(fā)展迅速，人們已制出種類繁多的起重機械和設(shè)備，在國民經(jīng)濟各個部門起著重要作用。如一個較大的港口要裝備幾千臺起重機械；一個大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)要裝備幾千臺起重機械。據(jù)統(tǒng)計，我國在鐵路、機械制造業(yè)、建筑業(yè)、石油化

3、工、電站、林業(yè)、商業(yè)等各行各業(yè)都裝備著大量的起重機械設(shè)備。不僅如此，在食品加工、服務(wù)行業(yè)、旅游行業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生也都大量的使用者起重機械。現(xiàn)代化的起重吊裝技術(shù)，已經(jīng)不是單純的減輕體力勞動強度的手段，而是現(xiàn)代化生產(chǎn)不可缺少的組成部分。根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的需要，應(yīng)及時、迅速，有節(jié)奏地將原材料、零部件吊裝到指定的公益崗位上去，否則現(xiàn)代化生產(chǎn)就不可能實現(xiàn)。實踐證明：在某些關(guān)鍵崗位上增加一兩臺起重設(shè)備，勞動生產(chǎn)效率就會成倍的增長。世界各工業(yè)發(fā)達國家十分重視物料吊裝搬運系統(tǒng)的投資。生產(chǎn)規(guī)模越大，物料吊裝搬運的重要性就越顯著。良好的物料吊裝搬運機械組合成合理的吊裝搬運系統(tǒng)，可以充分發(fā)揮生產(chǎn)能力，同時也能保證生產(chǎn)的安全

4、。國內(nèi)外起重機發(fā)展具體變現(xiàn)在以下幾個方面：(1)模塊化和組合化用模塊化設(shè)計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機設(shè)計方法，將起重機上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多用途，有相同鏈接要素和可互換的標準模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機?？墒箚渭∨可a(chǎn)的起重機改成具有相當批量的模塊生產(chǎn)，實現(xiàn)高效率的專業(yè)生產(chǎn)。企業(yè)的生產(chǎn)組織科由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理，到完善整機性能，降低制造成本，提高通用化程度，得到多系列的產(chǎn)品，充分滿足用戶需要。目前，德國、英國、法國、美國和日本的著名起重機公司都已采用起重機模塊化設(shè)計，并取得了顯著的效益。德國德馬格公司的標準起重機系列改用模塊化設(shè)計后，比單件設(shè)計的設(shè)計費用

5、下降12%，生產(chǎn)成本下降45%，經(jīng)濟效益十分可觀。(2)輕型化和多樣化有相當批量的起重機是在通用的場合使用，工作并不很繁重。這類起重機批量很大、用廣，考慮綜合效益，要求起重機盡量降低外形高度，簡化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可以使整個建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價。因此電動葫蘆橋式起重機和梁式起重機會有更快的發(fā)展，并將大部分取代中小噸位的一般用途橋式起重機。(3)自動化和智能化起重機的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動與控制的改進。將機械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進的計算機技術(shù)、微電子應(yīng)用到機械的驅(qū)動和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)起重機的自動化和智能化。(4)成套化和系統(tǒng)化在起重機單機自動化的基礎(chǔ)

6、上，通過計算機把各種起重運輸機械組合成一個物料搬運集成系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。這類起重機自動化程度很高，具有信息處理功能，可將傳感器檢測出來的各種信息實施存儲、運算、邏輯判斷變換等處理加工，進而向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制指令。這種起重機還有較好的信息輸入、輸出接口實現(xiàn)信息全部、準確、可靠的在整個物料搬運集成系統(tǒng)中的傳輸。(5)新型化和實用化結(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。采用各種高強度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。34第2章 主體方案設(shè)計2.1工作條件及設(shè)計要求分析工作條件及設(shè)計要求：為

7、機修車間設(shè)計一臺LD型電動單梁橋式起重機，具體要求如下：起重量：5噸起升高度：9米電動葫蘆運行速度：30m/min電動葫蘆的起升速度：8 m/min葫蘆最大輪壓：Pmax=1900公斤（kg）葫蘆自重：G=500kg起重機跨度：11m大車運行速度：45m/min大車輪距：2m工作級別：M5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2.2結(jié)構(gòu)型式LD型電動單梁橋式起重機由橋梁、小車、大車運行機構(gòu)、電器設(shè)備構(gòu)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：110噸，適用跨度為6225米，工作環(huán)境溫度在-3040范

8、圍內(nèi)，起重機的工作級別為A3A5，LD型電動橋式起重機是按中級工件類型設(shè)計和制造的。本次設(shè)計的LD型電動單梁橋式起重機的主梁結(jié)構(gòu)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。橫梁也是用鋼板壓延成U形槽鋼，在組焊成箱形封閉箱，為貯存，運輸方便，在主梁與橫梁之間用M20的螺栓（45號鋼制）連接而成。大車運行時靠兩臺錐形轉(zhuǎn)子電機，通過齒輪減速裝置驅(qū)動兩邊的主動車輪實現(xiàn)的起升機構(gòu)與小車運行機構(gòu)采用CD1、MD1形成的電動葫蘆。運行機構(gòu)采用分別驅(qū)動形式制動靠錐形轉(zhuǎn)子制動的交流異步電機來完成。起重機主電源由廠房一側(cè)的角鋼或圓鋼滑觸線引入，電動葫蘆由電纜供電。電動單梁橋式起重機的外形如圖2.1所

9、示：圖2.1 電動單梁橋式起重機外形圖2.3 總體構(gòu)造設(shè)計電動葫蘆的形式與參數(shù)，參見產(chǎn)品樣本，選用目前應(yīng)用得最多的CD1或者MD1型。CD1型和MD1型電動葫蘆的起重量一般為0.510噸，起重高度為630m，起升速度為8 m/min，起重量為10t時為7 m/min。而MD1型電弧爐具有兩種起升速度，除常速外，還有0.8 m/min的慢速可滿足精密裝卸，砂箱合模等精細作業(yè)的要求。電動葫蘆的總體結(jié)構(gòu)可分為起升機構(gòu)和運行機構(gòu)兩部分，起升機構(gòu)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(shè)計的電動小車采用CD1型5t電動葫蘆，CD1型電動葫蘆的主輔電機為帶錐形制動器的錐形轉(zhuǎn)子電機，電

10、機和制動器制成一體。使電動葫蘆結(jié)構(gòu)緊湊、自重輕。據(jù)資料3P135查得，電動葫蘆型號CD15-9D,自重為500kg。結(jié)果：選用CD15-9D運行機構(gòu)的任務(wù)是使起重機或小車作水平運動，用于搬運貨物或調(diào)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(chǔ)。陸上的起重機的運行機構(gòu)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(gòu)：由電機、傳動裝置（傳動軸、聯(lián)軸器和減速器等）、制動器和車輪組成。運行機構(gòu)按其特點（構(gòu)造）可分為得當分組式和一體是兩種。按其主動輪驅(qū)動的方式，可分為幾種驅(qū)動和分別驅(qū)動兩種。運行機構(gòu)是依靠主動車輪與輪道間的摩擦力（通常稱為附著力或粘

11、著力）來實現(xiàn)驅(qū)動的。為了保證有足夠大的驅(qū)動輪（主動車輪），驅(qū)動車輪應(yīng)布置得當，在任何情況下，都應(yīng)使其具有足夠大的輪壓。橋式起重機上運行機構(gòu)的驅(qū)動輪，通常為總輪數(shù)的一半，采用對稱布置成四角布置，遮掩可保證驅(qū)動輪輪壓之和不變，不會發(fā)生打滑現(xiàn)象，使機構(gòu)運行正常。小車運行機構(gòu)：LD型電動單；梁橋式起重機采用自行式的自動葫蘆，其小車運行機構(gòu)就是電動葫蘆的自行式電動小車。大車運行機構(gòu)LD型電動單梁橋式起重機的大車運行機構(gòu)一般均作分別驅(qū)動的型式（即：每一邊軌道上的大車運行機構(gòu)的主動車輪分別單獨的電動機來驅(qū)動）電動機采用封閉自扇冷式，帶制動器的繞線型電動機或帶制動器的變極籠型電動機。司機室操縱時用繞線的電動機

12、，傳動裝置采用自行式電動葫蘆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(shù)量少、通用化程度高，便于制造和修理，但開式齒輪較易磨損，傳動效率稍低，在有特殊要求時，傳動裝置也可采用二級定軸式擺線行星式、少齒差漸開線行星式等。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各式的傳動裝置。它便于專業(yè)化生產(chǎn)。傳動效率較高，但制造及安裝 5齒面圓柱精度要求較高。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：ZBJ1902790）。減速器直接按與帶制動器的繞線是或

13、鼠籠式電動相配，集減速器、電動機、帶制動器為一體，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(zhuǎn)，切斷電源后，電機本身即產(chǎn)生制動力矩而制動。電動機減速器驅(qū)動部件利用減速器機體直接固定在端梁或主梁的伸出支架上，主動車輪利用其伸出軸端直接插入到驅(qū)動部件減速器的低速空心軸內(nèi)。通過花鍵連接，靠力矩支承鉸保持平衡。大車運行機構(gòu)中采用“三合一”驅(qū)動部件，使機構(gòu)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(qū)動部件不與走臺相連接，可以減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，而且可使走臺的構(gòu)造也大為簡化，但當電動機容量增大時，懸臂受力復(fù)雜化。故大型起重機的運行機構(gòu)，目前仍采用分組式

14、分別驅(qū)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。起重小車橋架運行機構(gòu)（未顯示出）橋架金屬結(jié)構(gòu)圖2.2橋式起重機實物圖第3章 主要結(jié)構(gòu)部件設(shè)計3.1 主梁設(shè)計計算主梁斷面幾何特性根據(jù)系列產(chǎn)品資料粗布得出主梁斷面尺寸如圖3.1示：圖3.1 主梁跨中斷面圖根據(jù)系列產(chǎn)品資料，查得28a普型工字鋼（GB706-65）的尺寸參數(shù)：h= 280mm b=122mm d=8.5mm t=13.7mm F1=55.45 q=43.4公斤/m 主梁斷面面積 Jx=7114cm² Jy=345cm² F=0.5（l1-2×1）+21×h1+2×

15、2×l2+F1+×l3 =0.5×（40-2×0.5）+2×0.5×40+2×0.5×25.5+55.45+1×10.5 = 151cm² 主梁斷面水平形心軸x-x位置 y1= 式中：F1主梁面的面積（cm²）.F1 y1x-各部分面積對x-x軸的距離（cm ³） y1x-各部分面積形心至x-x軸的距離(cm)則：y1=0.5×（40-2×0.5）×79.75+2×0.5×40×60+2×0.5×

16、25.5×31.5+55.45×15+1×10.5×0.5÷151=37cm y2 =4cm結(jié)果：F=151cm² y1=37cm y2 =4cm主梁斷面慣性矩 Jx=Jxi+Fi y1 ² =(39×0.5 ³) ÷12+39×0.5×42.75 ²+ 2×0.5×40 ³÷12+2×0.5×40×23 ²+（2×0.5×17.4 ³）÷12co

17、s47°+2×0.5×25.5×5.7 ²+7114+55.45×22 ²+(10.5×1 ²) ÷12+10.5×1×36.5 ²=111545 Jy=Jyi+Fi y1 ² =(0.5×39 ³) ÷12+2×40×0.5³÷12+2×0.5×40×19.75²+2×0.5×19³÷12sin47

18、6;+2×0.5×25.5×10²+345+1×10.5³÷12=21849 結(jié)果：Jx=111545 Jy=21849 主梁強度計算根據(jù)這種起重機的結(jié)構(gòu)形式及特點，可以不考慮水平慣性對主梁造成的應(yīng)力及其水平面內(nèi)在和對主梁的扭轉(zhuǎn)作用也可以忽略不計。該主梁的強度計算按第類載荷進行組合，對活動在和由于小車的論據(jù)很小，可近似的按集中載荷計算?？缰袛嗝鎻澢龖?yīng)力包括：梁的整體彎曲應(yīng)力和由小車；輪壓在工字鋼下翼緣引起的局部彎曲應(yīng)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(nèi)按簡支梁計算，在水平面內(nèi)按剛度的框架計算：圖3.2 主

19、梁受力分析垂直載荷在下翼緣引起的彎曲應(yīng)力根據(jù)P543 26-99計算： x= 單位：公斤/厘米²式中：P=Q+G葫 =5000×1.2+500×1.1 =6550其中：Q-額定起重量 Q=5000公斤 G葫-電動葫蘆自重 G葫=500公斤 -動力系數(shù)，對于中級工作類型 =1.2 k-沖擊系數(shù)，對于操縱室操縱時 k=1.1 y1-主梁下表面距斷面形心軸x-x的距離 y1=37厘米 yx-主梁跨中斷面對x-x軸慣性力矩 yx=111545 l-操縱室重心到支點的距離 l=100cm G操-操縱室的重量 G操=400公斤 G葫 電動葫蘆的自重 G葫=500公斤 q-橋架

20、單位長度重量（公斤米） q= 1000×F×+q´ =1000×0.0151×7.85+7.5=126kgm其中： F-主梁斷面面積 F=0.0151 m² -材料比重，對鋼板 =7.85tm² q´-材料橫加筋板的重量所產(chǎn)生的均布載荷 q´=7.5 tm所以：x=37÷111545×(1.2×5000+1.1×500) ÷4×1100+1.1×400×100÷2+1.1×1.26×1100 &#

21、178;÷8=676.30公斤/厘米²結(jié)果：x=676.30公斤厘米主梁工字鋼下翼局部彎曲計算圖3.3 主梁工字鋼下翼局部圖 a、計算輪壓作用點位置i及系數(shù)i=a+c-e式中：i-輪壓作用點與腹板表面的距離（cm） c-輪緣同工字鋼翼緣邊緣之間的間隙，取c=0.4 cm a=(12.2-0.85) ÷2=5.675cm e=0.164R（cm）對普型工字鋼，翼緣表面斜度為.R-為葫蘆定輪踏面曲率半徑，由機械手冊31.84查得R=16.7 cm則： e=0.164×16.7=2.73 cm所以：i=5.6750.4-2.73=3.345 =3.345

22、47;5.675=0.58結(jié)果：i=3.345 =0 .58b、工字鋼下翼緣局部曲應(yīng)力計算：圖3.4 工字鋼下翼局部曲應(yīng)力分析如上圖所示L點橫向（在xy平面內(nèi)），局部彎曲應(yīng)力1由下式計算： x=±式中： a1-翼緣結(jié)構(gòu)形成系數(shù)，貼板補強時取： a1=0.9 k1-局部彎曲系數(shù)，由圖可得：k1=1.9表3.1K1-局部彎曲系數(shù)t0=t+其中：t-工字鋼翼緣平均厚度 t=1.37 cm -補強板厚度 =1 cmt0²=（1.37+1）²=2.37²=5.6 cm²所以：1=±(0.9×1.9×1900÷5.6

23、1)=579公斤/厘米²結(jié)果：1=579公斤厘米²如圖，1點縱向（在yz平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力為2由下式計算：2=±式中：k2由圖得：k2=0.6所以：2=183公斤厘米²如圖中得´點縱向（yz平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力為3，由下式計算： 3= ±式中： K3-局部彎曲系數(shù)，查圖得：k3=0.4 a2-翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù)，貼板補強時a2=1.5所以：3=±（1.5×0.4×1900÷5.61）=203公斤厘米²c、主梁跨中斷面當量應(yīng)力計算圖中的1點當量應(yīng)力為當= = =759公斤厘米²

24、=1800公斤厘米²點當量應(yīng)力為當，由下式計算：當i=x+3=676.3+203=879.3公斤厘米²=1800公斤厘米²主梁剛度計算垂直靜鋼度計算 f= f= 式中：f-主梁垂直靜撓度（cm）P-靜載荷（公斤）P=Q+G=5000+500=5500公斤L-跨度 L=1100厘米E-材料彈性衡量，對3號鋼E=2.1×10³×10³公斤/厘米²Jx-主梁斷面垂直慣性矩（ ）Jx=111545 f-許用垂直靜撓度（cm），取f= 厘米所以：f=5500×1100³÷48×2.1&

25、#215;10³×10³×111545=0.65cm f=1100÷700=1.57cm ff 所以滿足要求結(jié)果：水平靜剛度計算 f水= f水= 出自26-108式式中: f水-主梁水平靜撓度（cm） P-水平慣性力（公斤） P= =（5000+500）÷20=275公斤 Jy-主梁斷面水平慣性矩 Jy=21849 f水-許用水平靜撓度，取f水= 厘米 f水= 1100÷200=0.55cm f水=275×1100 ³÷48×2.1×10³×10³

26、;×2149=0.16cm f水f水滿足要求注：系數(shù) 的選取是按P慣= a平=(Q+G)/9.8×0.5 (Q+G) P慣-水平慣性力（公斤） g-重力加速度，取g=9.8m/s² a平-起重機運行機構(gòu)的加速度，當驅(qū)動輪為總數(shù)的½時，取a平=0.5 m/s² 注均自P12表6-8得動剛度計算 在垂直方向的自振周期： T=2 T 0.3s 式中：T-自振周期（秒） M-起重機和葫蘆的換重量M= (0.5qlk+G) 其中：g-重力加速度 g=980cm/s ² L-跨度 L=1100cm q-主梁均布載荷 q=1.26公斤/厘米 G-電

27、動葫蘆的重量 G=500公斤 所以：M= (0.5×1.26×1100500)=1.21公斤秒²厘米則：T=2×3.14 =0.0531秒 TT=0.3s主梁穩(wěn)定性計算穩(wěn)定性計算包括主梁整體穩(wěn)定性計算和主梁腹板，受壓翼緣的局部穩(wěn)性計算： 1、主梁整體穩(wěn)定性 由于本產(chǎn)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 由于葫蘆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(chǎn)品主梁是冷壓形成的U形槽鋼，通過每隔一米艱巨的橫向加筋板及斜側(cè)板同工字鋼組焊成一體。U形槽鋼的兩圓角都 將大大加

28、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。3.2 端梁設(shè)計計算本產(chǎn)品的端梁結(jié)構(gòu)采用鋼板冷壓成U形槽鋼，在組焊成箱形端梁，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(lián)接形成是將車輪通過心軸安裝在端梁的腹板上。如圖3.6所示：圖3.6 端梁結(jié)構(gòu)尺寸輪距的確定 = 即k=()L =() ×11 =1.572.2m取k=2.0m端梁中央斷面幾何特性斷面總面積 參數(shù)見中央斷面圖，則： F=2×35×0.5+2×24×0.5+33.5×1=92.5cm形心位置 (相對于z-z)則： y1=(2×35×0.5

29、×17.5+24×0.5×34.75+24×0.5×1.25+33.5×1×18.25) ÷92.5=17.9cm 所以：y2=35-17.5=17.1cm (相對于y-y)則：z1=(35×0.5×25.75+35×0.5×1.25+33.5×1×0.5+2×24×0.5×13.5) ÷92.5 =8.8cm 所以：z2=26-z1=17.2cm斷面慣性矩 Jx=2×1/12×0.5×

30、35 ³+2×35×0.5×(17.5-17.9) ²+1/12×1×33.5 ³+1×33.5×(18.25-17.9) ²+1/12 ³××24×0.5 ³+24×0.5×(34.75-17.9) ²+1/12×24×0.5 ³+24×0.5×(1.25-17.9) ² =13449.78 Jy=2×1/12×0.5

31、5;24³+2×24×0.5×4.7²+1/12×35×0.5³+35×0.5×16.95²+1/12×30×0.5³+35×7.55²×0.5+1/12×33.5×1³+33.5×8.3² =10018.82 以上的計算公式均出自P146平行移動軸公式：Iz1=Iz+a²A Iz= 斷面模數(shù) Wx=Jx/y1=13449.78÷17.9=751cm

32、9; Wy=Jy/Z2=10018.82÷17.2=582cm³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。 起重機支座及作用 起重機支座反力作用見圖3.7：圖3.7 起重機支座反力分析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，按第類載荷計算最大輪壓。 （1）操縱室操縱，當載荷移到左端極限位置時，各車輪壓 Na= ·(1+ )+ KG輪主+ KG驅(qū)+ ·Nb=·(1-)+ KG輪主+ KG驅(qū)+ ·Nc=·(1-)+ KG輪從+ KG驅(qū)+ ·Nd=

33、·(1+ )+ KG輪從+ KG驅(qū)+ · 式中：Q-額定起重量 Q=5000公斤 G-電葫蘆重量 G=500公斤 K-沖擊系數(shù)，對有操縱室的單梁吊取k=1.1-動力系數(shù)，對中級工作類型單梁吊取=1.2 G端-端梁重 G端=155kg 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(qū)-驅(qū)動裝置 G驅(qū)=47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=1100厘米 k-輪距 k=200cm L1=465.85cm L1=419 Ki=25cm l=100cm s1=84

34、1.5cm s2=1310cm 均出自P310頁所以： Na=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1100-100）÷1100×25÷200 = 3024+381+85+72+54+50 =3666公斤=36720NNb=(1.2×5000+1.1×

35、;500) ÷4×(1-2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1100×25÷200 = 251+381+85+72+54+50 =848公斤=8480NNc=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×465.85÷1100)+1.1×1.26

36、5;1100÷4+1.1×155÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1100×(200-25)÷200 = 251+381+85+51+35 =803公斤=8030NNd=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1100-100）&#

37、247;1100×(200-25)÷200 = 3024+381+85+51+350 =3891公斤=38910N操縱室操縱當載荷移到右端極限位置時各車車輪輪壓： Na= ·(1- )+ KG輪主+ KG驅(qū)+ ·Nb=·(1+ )+ KG輪主+ KG驅(qū)+ ·Nc=·(1+ )+ KG輪從+ KG驅(qū)+ ·Nd=·(1- )+ KG輪從+ KG驅(qū)+ ·式中：l2=419cm所以：Na=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×419

38、47;1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1100-100）÷1100×25÷200 = 390+381+85+72+54+50 =1032公斤=10320NNb=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷

39、2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1100×25÷200 = 2885+381+85+72+54+50 =3482公斤=34820NNc=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1100×(200-25)

40、7;200 = 2885+381+85+51+35 =3437公斤=34370NNd=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1100-100）÷1100×(200-25)÷200 = 390+381+85+51+350 =1257公斤=12570N當起重機滿載時，無論在左端或右端 NA=ND NBNC都相差

41、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(cè)時）Na空= ·(1+ )+ KG輪主+ KG驅(qū)+ · Nb空=·(1-)+ KG輪主+ KG驅(qū)+ · Nc空=·(1-)+ KG輪從+ KG驅(qū)+ · Nd空=·(1+ )+ KG輪從+ KG驅(qū)+ ·式中的各參數(shù)與前面所表示的一樣則：Na空=1.1×500÷4×(1+2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155

42、47;2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1100-100）÷1100×25÷200=254+381+85+72+54+50 =896公斤=8960NNb空=1.1×500÷4×(1-2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1100×25&#

43、247;200= 21+381+85+72+54+50 =618公斤=6180NNc空=1.1×500÷4×(1-2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1100×(200-25)÷200 = 21+381+85+51+35 =573公斤=5730NNd空=1.1×500÷4×(1-2×465.85÷110

44、0)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1100-100）÷1100×(200-25)÷200 = 254+381+85+51+350 =1121公斤=11210Nb操縱室操縱，空載時移到右端極限位置時，各車輪的輪壓： Na空= ·(1- )+ KG輪主+ KG驅(qū)+ ·Nb空=·(1+ )+ KG輪主+ KG驅(qū)+ ·Nc空=·(1+ )+ KG輪從+ KG驅(qū)+ ·Nd空=&#

45、183;(1- )+ KG輪從+ KG驅(qū)+ ·所以：Na空=1.1×500÷4×(1-2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1100-100）÷1100×25÷200=33+381+85+72+54+50=675公斤=6750NNb空=1.1×500÷4×(1+2×419÷1

46、100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1100×25÷200= 242+381+85+72+54+50 =837公斤=8370NNc空=1.1×500÷4×(1+2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+1.1×46+ 1.1×400

47、15;100÷1100×(200-25)÷200 = 242+381+85+51+35 =794公斤=7940NNd空=1.1×500÷4×(1-2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1100-100）÷1100×(200-25)÷200 = 33+381+85+51+350 =900公斤=9000N所以，電動單梁橋式愛中級對操縱室操作

48、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=3891公斤=38910N.Nmin為最小輪壓，出現(xiàn)在當起重機空載時，電動葫蘆移到左側(cè)時B輪上的輪壓，即Nmin=NB空=573公斤=5730N4、最大歪斜側(cè)向力起重機運行時，由于各種原因會出現(xiàn)跑偏、歪斜現(xiàn)象。此時，車輪輪緣與軌道側(cè)面的接觸，并產(chǎn)生運行方向垂直的側(cè)向力s.圖3.8由圖3.8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NAND,這時的最大歪斜側(cè)向力為： SD=·N 式中：N-最大輪壓 ,N=3891公斤 -測壓系數(shù) 對于輪距k同跨度l的比例關(guān)系在=

49、之間，可取0.1 所以：SD=0.1×3891=389.1公斤當載荷移到右端極限位置時，操縱室操縱最大輪壓為NB=3482公斤，并認為NCNB這時的最大歪斜側(cè)向力為： SB=0.1×3482=348.2公斤5、端梁中央斷面合成應(yīng)力 由于操縱室連接架加強了操縱室側(cè)端梁的強度，所以最大側(cè)向力考慮當載荷向右移到極限位置時最大側(cè)向力在B輪上，即：SB=348.2公斤= += +式中：k-輪距 k=200cm wx.wy-斷面模數(shù)wx=751cm³ wy=582cm³-許用應(yīng)力，由于端梁受理復(fù)雜，一般只計算垂直載荷和歪斜側(cè)向力，所以許用應(yīng)力3號鋼取1400公斤cm

50、²=3482×200÷2×751+348.2×200÷2×582=523.4公斤/厘米²所以=1400公斤/厘米².安全3.3 安全裝置設(shè)計1、緩沖器為了阻止起重機和小車越軌，在起重機和小車軌道兩極端位置裝有擋鐵，叫收起起重機。小車與擋鐵相撞的動能，保證設(shè)備不受損壞，當運行速度超過20m/min應(yīng)裝緩沖器。本次設(shè)計所從所采用的是：橡膠緩沖器，因彈性變量較少，吸收動能有限，常用于運行速度50m/min一下的小車或25m/min以下的起重機上，其環(huán)境溫度在-30+50為宜。2、起升高度限位器用來防止司機操作失

51、誤或其它原因而引起的吊鉤過卷揚，從而造成拉斷起升鋼絲繩，造成人生事故危害，為此必須裝有起升高度限位器。3、行程限位器小車行程限位開關(guān)裝在橋架端部，碰桿裝在小車架上，起重機則裝在橫梁上。4、安全開關(guān)為了保護維修工人的安全，走臺和作業(yè)平臺的鋪板應(yīng)采用防漏性能鋼板制成，走臺和平臺間必須設(shè)置牢固欄桿，欄桿高度H1000mm鋪板約450mm處應(yīng)有中間扶桿，地步不低于70mm擋板。3.4 安裝安裝前：檢查電動跑車和行走機構(gòu)所有零部件，是否有銹蝕和損傷，橋架是否有整體變形形式各構(gòu)件的局部變形，若零件生銹損傷，應(yīng)把機構(gòu)拆開，把零件放在火油內(nèi)清洗干凈，對于損傷零件，視損傷程度進行修理或是更換，再裝配。 裝前.在

52、安裝地點把橋式擱平，然后把電動跑車掛裝在工字鋼下翼，掛裝時，應(yīng)使跑車車輪的輪緣的內(nèi)表面與工字鋼下翼有3mm的間隙，跑車上所有的落幕應(yīng)預(yù)緊固，開口銷須銷好。如果使電動跑車和橋架一道吊裝，則應(yīng)先用直徑為1518mm的堅韌麻繩或棉繩將跑車可靠的捆扎在工字鋼中不或稍偏一點的部位，使之不能沿工字鋼竄動。 安裝起重機所使用的各種工具，如手搖卷揚機（絞車）、吊具、復(fù)滑輪、鋼繩和桅桿等應(yīng)事先做嚴密的質(zhì)量檢查，只有在證實這些工具安全可靠的情況下，方可使用。在安裝時以起吊起重機的鋼繩，其安全系數(shù)不得小于5，這就是說，如果其根起重鋼繩，在工作時最大可能承受的拉力為S，那么所選的鋼繩的破斷拉力應(yīng)小于5S.起吊起重機是

53、，只允許捆扎橋架的工字鋼禁止捆扎傳動軸、機械零件或橋架的其他構(gòu)件，用鋼絲繩捆扎工字鋼時，必須墊以厚的木板或櫞帶，以防損傷機體。起重機鋼絲繩的固定軸（按頭）必須用鋼繩卡子可靠的連接，鋼繩卡子的數(shù)目根據(jù)受力大小而定。但不得少于三個，起重鋼繩與水平所成的夾角，盡可能不大于45°.所用滑輪的直徑，不宜小于鋼繩直徑的20倍。不論采用何種方法按裝起重機，起吊的動作應(yīng)平穩(wěn)和緩慢，當起吊中途出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象時，應(yīng)趕快找出原因，并予以消除，不得盲目用強力拉引。起吊起重機時，應(yīng)先把起重機吊到離地約100mm左右的高度，停放15 20mm.以觀察所有機構(gòu)是否可靠，查實之后，在繼續(xù)起吊手搖卷揚機（絞車）與基礎(chǔ)的

54、固定必須可靠，在安裝起重機的地點，應(yīng)劃出進行安裝工作的區(qū)域，在安裝起重機的工作進行時，除了指揮人員和安裝人員外，其他人不準進入，以保證安裝工作安全順利進行。第4章 主要零件計算4.1 .主、端梁連接形成及受力分析本產(chǎn)品的主、端梁連接是采用螺栓和減載凸緣那你結(jié)構(gòu)的形式，如圖4.1所示，主梁兩端同端梁之間各用六個M20螺栓(45號鋼)連接。圖4.1 主端梁螺栓連接受力分析：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(cè)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(chǎn)品的操縱室是由一個剛強的連接架同時

55、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(cè)的主、端梁連接強度。4.2 .連接螺栓設(shè)計計算起重機歪斜側(cè)向力力矩的計算已知：起重量Q=5000公斤 跨度L=1100cm 起重機運行速度V=45mmin如圖4.1所示：起重機歪斜側(cè)向力矩為：MS=sk式中;s-歪斜側(cè)向力，由前節(jié)得：s=sB=348.2公斤 k-輪距 k=2.0m所以：MS=348.2×2.0=696.4公斤米歪斜側(cè)向力矩對螺栓拉力的計算如上圖（b）中，對螺栓d的計算設(shè)歪斜側(cè)向力矩MS對螺栓d的拉力為N1則N1=式中系數(shù)2.5是考慮螺栓預(yù)案緊力及載荷分布不均勻性的系數(shù)。式中：MS-歪斜

56、側(cè)向力矩，MS=696.4公斤m² x-螺栓d距離圖（b）中的y-y軸的距離 x=0.52m Xi²-每個受拉螺栓距離圖（b）中y-y軸的距離的平方之和（m²）所以：N1=2.5×696.4×0.52÷（0.52 ²+0.52 ²+0.52 ²+0.02²+0.02²+0.02²）=905.32÷0.1824=1114公斤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(cè)的極限位置時，取端梁作為受力離體，其受力如下圖4.2：圖4.2 螺栓受力分析圖取點為受力平衡

57、點=0得：MR=MN=RBl0式中：l0-力臂，如圖中所示，取t0=13.5cm MR-支反力RB對C的作用力矩（公斤m） 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RB=NB+NC RB=3482+3437=6919GO公斤所以：R=MN=RBl0=6919×0.135=934公斤米支反力矩對螺栓的拉力設(shè)支反力矩MR對螺栓d的拉力為N2.N2=式中：MN-各螺栓的力矩和 MN=934公斤米 y-螺栓d中心線至上圖z-z軸的距離（m）yi²-每個受拉力螺栓到圖中z-z軸距離平方之和2.5-考慮螺栓預(yù)緊力及載荷分布不均與性的影響系數(shù)所以：N

58、2=2.5×934×0.285÷（0.285²+0.285²+0.285²+0.185²+0.085²+0.085²) =665.475÷0.245 =2721公斤螺栓d承受的總拉力N0=N1+N2=1114+2712=3826公斤驗算螺栓強度受拉螺栓強度= 式中：N0-螺栓總拉力 N0=3826公斤 F0-螺栓的凈斷面面積cm F0= 其中：d0-螺紋根徑，對于M20螺栓的螺紋底徑d0=16.75mm 即：1.675cm 所以 F0=3.14×1.675 ²÷4=

59、2.2cm ²-螺栓的許用應(yīng)力（公斤厘米²）=（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：=3826÷2.2=1739公斤厘米²所以:強度合格凸緣垂直剪切應(yīng)力驗算剪應(yīng)力：=cRB/F式中：c-受剪斷面形狀系數(shù)，對矩形斷面，c取1.5RB-支反力 RB=6919公斤F´-受剪面積 F´=1×54=54cm ²(F´見圖b)-材料許用剪切應(yīng)力，對強鋼而取=950公斤厘米²所以: =1.5×6919÷54=192公斤/cm ² 合格凸緣擠壓應(yīng)力驗算擠壓應(yīng)力 擠=RB/ F´´端式中：RB-支反力 RB=6919公斤F´-承壓斷面面積，由圖（b）中得：F´´=0.4×54=21.6cm²端-材料的端面擠壓應(yīng)力，對強鋼?。憾?2400公斤厘米²所以：端=6919÷21.6=320公斤厘米² 端端=2400公斤厘米²驗算通過第5章 總結(jié)與展