5噸雙梁橋式起重機小車起升機構設計

5T雙梁橋式起重機小車起升機構設計摘要此次課題設計來源是依據(jù)衛(wèi)華集團起重機廠的工作實際,課題性質屬于實際工程設計。此次設計是5T雙梁橋式起重機小車起升機構的設計。首先通過大量的閱讀橋式起重機有關?？臀墨I,大致總結出國內外雙梁橋式起重機的發(fā)展趨勢以及雙梁橋式起重機的特點與分類,并仔細分析了雙梁橋式起重機的組成及其工作原理。根據(jù)課題設計參數(shù)及設計要求制定出雙梁橋式起重機小車起升機構的總體設計方案和一些主要零部件的初步選擇;其次在小車起升機構的計算中,確定了小車起升機構的傳動方案,并進行了鋼絲繩和吊鉤組的設計與計算以及滑輪組和卷筒的設計與計算,驗算了起升靜功率。通過對電動機及減速器的設計與計算,進行了電動機的過載驗算和發(fā)熱驗算。又根據(jù)制動器及聯(lián)軸器的設計與計算,驗算了起動時間和制動時間,并進行了高速軸的疲勞計算和靜強度計算;最后在小車及起升機構的機構設計里,分析了小車及起升機構的結構組成,重點完成了卷筒組的機構設計,并完成電氣控制系統(tǒng)的設計。通過一系列的設計,滿足了起重量5t和起升高度為16m的課題設計要求。關鍵詞:起重機,橋式,起升機構,小車,卷筒組5-TONDOUBLEBEAMBRIDGECRANEHOISTING

MECHANISMDESIGNCARABSTRACTThistopicdesignsourceisthebasisoftissueplasminogenactivatorgroupcranefactoryworkingpractice,belongtoactualengineeringdesignissues.Thisdesignis5-tondoublebeambridgecranecarhoistingmechanismdesign.Firstthroughextensivereadingbridgecranespecialanddocuments,roughlyaboutsummarizedthedomesticandforeigndoublebeambridgecranedevelopmenttrendandthecharacteristicsofdoublebeambridgecrane,andcarefulanalysisandclassificationofthedoublebeambridgecranecompositionandworkingprinciple.Accordingtothestudydesignparametersanddesignrequirementsformulatedoublebeambridgecranecarofhoistingmechanismoveralldesignschemeandsomeofthemainpartsofthepreliminaryselection;Secondinthecalculationofhoistingmechanisminthecar,determinethetransmissionschemehoistingmechanism,andthewireropeandhookgroupdesignandcalculationandpulleysanddrumdesignandcalculation,thecheckingthehoistingstaticpower.Basedontheelectricmotorandreducer,thedesignandcalculationoftheelectricmotorandfeercheckingcomputationsoverload.Andaccordingtobrakeandcouplingcalculatingdesignandcalculationofthestarttimeandbrakingtime,andahigh-speedshaftfatiguecalculationandstaticstrengthcalculation;Finallyinthecarandhoistingmechanism,analyzesthemechanismdesigninthecarandhoistingmechanismstructurecomposition,keycompleteddrumgroupofmechanismdesign,andcompletetheelectriccontrolsystemdesign.Throughaseriesofdesign,satisfythe5-tonliftingweightandliftingheightdedicated16mtopicfordesignrequirements.KEYWORDS:Crane,Bridgetype,Hoistingmechanism,Cars,Drumgroup畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾:所呈交的畢業(yè)設計（論文）,是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知,除文中特別加以標注和致謝的地方外,不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果,也不包含我為獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體,均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名:日期:指導教師簽名:日期:使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定,即:按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本;學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版,并提供目錄檢索與閱覽服務;學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文;在不以贏利為目的前提下,學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。

學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名: 日期:年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定,同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。導師簽名:日期: 年月導師簽名:日期: 年月指導教師評閱書指導教師評價:ー、撰寫（設計）過程1、學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神ロ優(yōu)口良口中 口及格 口不及格2、學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度ロ優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格3、學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格4、研究方法的科學性;技術線路的可行性;設計方案的合理性口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格5、完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格二、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范?口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義口優(yōu)口良口中口及格 口不及格2,論文的觀念是否有新意?設計是否有創(chuàng)意?口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格建議成績:口優(yōu) 口良口中口及格 口不及格（在所選等級前的口內畫“ノ”）評閱教師評閱書評閱教師評價:ー、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范?ロ優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格2,是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ロ優(yōu)口良口中口及格口不及格二、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義口優(yōu)口良口中口及格口不及格2、論文的觀念是否有新意?設計是否有創(chuàng)意?口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格建議成績:口優(yōu)口良口中 口及格 口不及格（在所選等級前的口內畫“ ）教研室（或答辯小組）及教學系意見教研室（或答辯小組）評價:ー、答辯過程1、畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況ロ優(yōu)口良口中口及格口不及格2、對答辯問題的反應、理解、表達情況ロ優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格3、學生答辯過程中的精神狀態(tài)口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格二、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范?口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格2,是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義口優(yōu)口良口中口及格口不及格2、論文的觀念是否有新意?設計是否有創(chuàng)意?口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格評定成績:口優(yōu)口良口中口及格口不及格

（在所選等級前的口內畫“ノ”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年工日 教學系意見:系主任: （簽名）年月日TOC\o"1-5"\h\z刖目 1\o"CurrentDocument"第1章橋式起重機的概述 2\o"CurrentDocument"國內外橋式起重機的發(fā)展趨勢 2.!國內橋式起重機的發(fā)展趨勢 2.2國外橋式起重機的發(fā)展趨勢 3\o"CurrentDocument"橋式起重機的特點和分類 5橋式起重機的特點 5橋式起重機的分類 5\o"CurrentDocument"橋式起重機的主要參數(shù) 8\o"CurrentDocument"橋式起重機的組成及其工作原理 9工作機構 9金屬機構 9動カ裝置 10控制系統(tǒng) 10\o"CurrentDocument"第2章 橋式起重機小車的總體方案設計 12\o"CurrentDocument"本次設計起重機的主要參數(shù) 12\o"CurrentDocument"小車的總體設計 12\o"CurrentDocument"主要令部件的選擇 12吊鉤組 12鋼絲繩 13滑輪和滑輪組 14卷筒組 15制動器 16緩沖器 18減速器 19聯(lián)軸器 20\o"CurrentDocument"第3章小車起升機構的計算 22\o"CurrentDocument"確定傳動方案 22\o"CurrentDocument"鋼絲繩和吊鉤組的設計與計算 23\o"CurrentDocument"滑輪組和卷筒的設計與計算 24\o"CurrentDocument"計算起升靜功率 25\o"CurrentDocument"電動機的設計與計算 25\o"CurrentDocument"減速器的設計與計算 26\o"CurrentDocument"電動機過載驗算和發(fā)熱驗算 27\o"CurrentDocument"制動器的設計與計算 28\o"CurrentDocument"聯(lián)軸器的設與計算 29\o"CurrentDocument"驗算起動時間 30\o"CurrentDocument"驗算制動時間 30\o"CurrentDocument"高速軸計算 31疲勞計算 31靜強度計算 32\o"CurrentDocument"第4章 小車及起升機構的結構設計 34\o"CurrentDocument"小車及起升機構的結構組成 34\o"CurrentDocument"卷筒組結構設計 35\o"CurrentDocument"第5章電氣控制系統(tǒng)設計 37\o"CurrentDocument"控制要求 37\o"CurrentDocument"電氣控制系統(tǒng) 37\o"CurrentDocument"起升機構控制 38\o"CurrentDocument"聯(lián)動控制臺 39\o"CurrentDocument"無線遙控裝置 39\o"CurrentDocument"電控監(jiān)控系統(tǒng) 40\o"CurrentDocument"照明與維修系統(tǒng) 40\o"CurrentDocument"結論 41\o"CurrentDocument"謝辭 42\o"CurrentDocument"參考文獻 43附錄 44—?-

刖5橋式起重機是橫架于車間、倉庫和料場上空進行物料吊運的起重設備,由于它的兩端支承在支架上,形狀似橋,并可沿導軌行走,又稱“天車”。隨著科學技術的迅速發(fā)展,國內外各種先進的電氣控制和機械技術正逐步應用到起重機上,起重機的自動化程度越來越高,結構日趨簡單,性能愈加可靠,起重越來越大，品種越來越全。對于起重量大、跨距大的起重設備多采用雙梁橋式起重機,它有ー個兩根箱型主梁和兩根橫梁構成的雙梁橋架,在橋架上運行小車,可垂直起吊和水平搬運各類物件。橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行,可以充分利用橋架下面的空間吊運物料,不受地面設備的阻礙。它是使用范圍最廣、數(shù)量最多的ー種起重機械。伴隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和科學技術的不斷進步,橋式起重機在結構設計及自動化程度上相繼出現(xiàn)了一些新的變化和新的特點,在結構上國內起重設備已采用計算機優(yōu)化設計，以提高起重機的機械性能,在起重質量方面逐步向大型化發(fā)展,大型橋式起重機正在鋼鐵、水利、發(fā)電等行業(yè)不斷出現(xiàn),家喻戶曉的三峽發(fā)電廠安裝的兩臺!200/125T的橋式起重機,07年9月起重量達2萬噸的橋式起重機在山東煙臺佛士船廠投入使用,它標志著我國起重行業(yè)已達到世界先進水平。橋式起重機在現(xiàn)代工業(yè)生產和起重運輸中充分應用到生產過程的機械化、自動化等,故橋式起重機在室內外工礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵路交通、港口碼頭以及物流周轉等部門和場所均得到廣泛的運用。所以起重機已是現(xiàn)代エ業(yè)生產中不可或缺的ー種設備。第1章橋式起重機的概述國內外橋式起重機的發(fā)展趨勢!國內橋式起重機的發(fā)展趨勢現(xiàn)如今國內橋式起重機已經發(fā)生了重大的變化,且正向國際化并軌。.改進起重機械的結構,減輕自重國內起重機多已采用計算機優(yōu)化設計,以此提高整機的技術性能和減輕自重,并在此前提下盡量采用5?50t通用橋式起重機中采用半偏軌的主梁結構,與正軌箱形梁相比,可減少或取消主梁中的小加筋板,取消短加筋板，減少結構重量,節(jié)省加工エ時。目前國家星火計劃提出橋架采用四根分體式不等高結構，使它在與普通橋式起重機同樣的起升高度時,廠房的牛腿標高可下降1.5m;兩根主梁的端部置于端梁上,用高強度螺栓連接;車輪踏面高度因此下降,也就使廠房牛腿標高下降。在垂直輪壓的作用下,柱子的計算高度降低,使廠房基建費用減少,廠房壽命增加。.充分引進利用國外先進技術起重機大小車運行機構采用了德國Demag公司的“三合一”驅動裝置,吊掛于端梁內側,使其不受主梁下?lián)虾驼駝拥挠绊?，提高了運行機構性能與壽命，并使結構緊湊,外形美觀,安裝維修方便。隨著國內機械加工能力的提高,大車端梁和小車架整體鏡孔成為可能,因而45。剖分和車輪組或圓柱形的軸承箱將有可能代替角形軸承箱,裝在車輪軸上的車輪軸孔中心線與端梁中心線構成標準的90°.于是車輪的水平和垂直偏斜即可嚴格控制在規(guī)定范圍內,避免發(fā)生啃軌現(xiàn)象。由于小車架為焊后一次饉孔成形,使四個車輪孔的中心線在同一平面內，故成功地解決了三點落地的問題。起升機構采用中硬齒面或硬齒面的減速器,齒輪精度達到7級,齒面硬度達到320HB,因而提高了承載能力,延長了使用壽命。電氣控制方面吸收消化了國外的先進技術,采用了新穎的節(jié)能調速系統(tǒng)。如晶閘管串級開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng),調整比可達1：30。隨著對調速要求的提高,變頻調速系統(tǒng)也將使用于起重機上。同時,微機控制也將在起重機上得到應用,如三峽工程600t壩頂門式起重機要求采用變頻調速系統(tǒng),微機自動糾偏,以及大揚程高精度微機監(jiān)測系統(tǒng)。遙控起重機隨著生產發(fā)展需要量也越來越大,寶鋼在考察了國外鋼廠起重機之后,提出了大力發(fā)展遙控起重機的建議,以提高安全性,減少勞動カ。.向大型化發(fā)展由于國家對能源工業(yè)的重視和資助,建造了許多大中型水電站,發(fā)電機組越來越大。特別是長江三峽工程的建設對大型起重機的需要量迅速上升。三峽工程左岸電站主廠房安裝了兩臺1200/125T橋式起重機,配備了2000t大型塔式起重機。目前在建設中的大、中型水電站還有很多,例如廣西巖灘、龍灘、清江隔河巖、福建水口電站等等;還有很多核電站和大、中型火力發(fā)電廠需要建設,可以預計,大噸位高性能起重機的需要量是非常大的。縱觀國內外起重機的動態(tài)與發(fā)展,前景廣闊因。1.1.2國外橋式起重機的發(fā)展趨勢目前國外橋式起重機的技術已達到成熟階段,隨著科學技術的發(fā)展正逐步走向完善。.簡化設備結構,減輕自重，降低生產成本芬蘭Kone公司為某火力發(fā)電廠生產的起重機就是ー個典型的例子。其中起升機構減速器的外殼與小車架一端梁合二為ー,卷筒一端與減速器相連,另一端支撐于小車架的另一端梁上。定滑輪組與卷筒組連成一體，省去了支撐定滑輪組的承梁,簡化了小車架的整體結構。同時,小車運行機構采用三合一驅動裝置,即減輕了小車架和小車的自重。副起升機構為電動葫蘆置一臺車上,由主起升小車牽引。小車自重的減輕使起重機主梁截面亦隨之減小,因而整機自重大幅度減輕。國內生產的75/20T,31.5m跨度起重機自重94t,而Kone公司生產的80/20Tヽ29.4m跨度起重機自重只有60t。Patain公司的起重機大小車運行機構采用“三合一”驅動裝置,結構較緊湊,自重較輕,簡化了總體布置。此外,由于運行機構與起重機走臺沒有聯(lián)系,走臺的振動也不會影響傳動機構。.更新零部件,提高整機性能法國Patain公司采用窄偏軌箱形梁作主梁,其高、寬比為4?3.5左右,大筋板間距為梁高的2倍,不用小筋板。主梁與端梁的連接采用搭接方式,使垂直カ直接作用于端梁上蓋板,由此可降低端梁的高度,便于運輸。在電控系統(tǒng)上該公司采用渦流聯(lián)軸器和渦流制動器多電機調速系統(tǒng),可實現(xiàn)有載及空載的有級或無級調速,其工作原理圖如圖1T所示。圖1-1渦流離合器調速原理圖

1-起升電機2~渦流離合器3-減速器4-卷筒5-制動器6-控制屏變頻調速在國外起重機上已開始應用,ABB公司、日本富士、奧地利伊林公司已廣泛采用。該調速方案具有高調速比,甚至可達到無級調速,并可節(jié)能等優(yōu)點。另外，遙控裝置用于起重機在國外也已普遍化,特別是在大型鋼鐵廠的廣泛使用。.設備大型化隨著世界經濟的發(fā)展,起重機械設備的體積和重量越來越趨于大型化，起重量和吊運幅度也有所增大,為節(jié)省生產和使用費用,其服務場地和使用范圍也隨之增大。例如新加坡裕廊船廠要求岸邊的修船門座起重機能為并排的兩條大油輪服務，其吊運幅度為105m,且在70m幅度時能起吊100t;我國三峽工程中使用的1200t橋式起重機就對調速要求很高,為三維坐標動態(tài)控制。.機械化運輸系統(tǒng)的組合應用國外一.些大廠為了提高生產率,降低生產成本，把起重運輸機械有機的組合在ー起，構成先進的機械化運輸系統(tǒng)。日本村田株式會社尤山工廠在車間中部建造了一個存放半成品的立體倉庫,巷道式堆垛機按計算機系統(tǒng)規(guī)定的程序向生產線上發(fā)送エ件。堆垛機把要加工的工件送到發(fā)貨臺,然后由單軌起重小車吊起,按計算機的指令發(fā)送到指定工位進行加工。被加工好的工件再由單軌起重小車送到成品庫。較大型工件由地面無人駕駛車運送,車間內只有幾個人管理,生產效率很高。德國Demag公司在飛機制造廠中采用了一套先進的單軌或懸掛式運輸系統(tǒng),大大減化了運輸環(huán)節(jié)。將所運物品裝入專用集裝箱內(有單軌系統(tǒng)的軌道)由碼頭運至エ廠,廠內的單軌系統(tǒng)與集裝箱內的軌道對接,物品進入廠房,并由單軌運輸系統(tǒng)按計算機的指令入庫或進入エ位,實現(xiàn)門對門的運輸〔久1.2橋式起重機的特點和分類橋式起重機的特點取物裝置懸掛在可沿橋架運行的起重小車或運行式葫蘆上的起重機,稱為“橋架型起重機”。橋架兩端通過運行裝置直接支撐在高架軌道上的橋架型起重機,稱為“橋式起重機”。橋式起重機一般由裝有大車運行機構的橋架、裝有起升機構和小車運行機構的起重小車、電氣設備、司機室等幾個大部分組成。外形像一個兩端支撐在平行的兩條架空軌道上平移運行的單跨平板橋。起升機構用來垂直升降物品,起重小車用來帶著載荷作橫向運動;橋架和大車運行機構用來將起重小車和物品作縱向移動,以達到在跨度內和規(guī)定高度內組成三維空間里作搬運和裝卸貨物用。橋式起重機是使用最廣泛、擁有量最大的ー種軌道運行式起重機,其額定起重量從幾噸到幾百噸。最基本的形式是通用吊鉤橋式起重機,其他形式的橋式起重機基本上都是在通用吊鉤橋式的基礎上派生發(fā)展出來的。橋式起重機的分類.通用橋式起重機通用橋式起重機是指在一般環(huán)境中工作的普通用途的橋式起重機(見標準GB/T14405-93)〇以下類型的起重機都屬于通用橋式起重機。(1)通用吊鉤橋式起重機通用吊鉤橋式起重機由金屬結構、大車運行機構、小車運行機構、起升機構、電器及控制系統(tǒng)及司機室組成。取物裝置為吊鉤。額定起重量為10t以下的多為1個起升機構;16t以上的則多為主、副兩個起升機構。這類起重機能大多種作業(yè)環(huán)境中裝卸和搬運物料及設備。(2)抓斗橋式起重機抓斗橋式起重機的裝置為抓斗,以鋼絲繩分別聯(lián)系抓斗起升、起升機構、開閉機構。主要用于散貨、廢舊鋼鐵、木材等的裝卸、吊運作業(yè)。這種起重機除了起升閉合機構以外,其結構部件等與通用吊鉤橋式起重機相同。(3)電磁橋式起重機電磁橋式起重機的基本構造與吊鉤橋式起重機相同,不同的是吊鉤上掛1個直流起重電磁鐵(又稱為電磁吸盤)，用來吊運具有導磁性的黑色金屬及其制品。通常是經過設在橋架走臺上電動發(fā)電機組或裝在司機室內的可控硅直流箱將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?然后再通過設在小車架上的專用電纜卷筒,將直流電源用撓性電纜送到起重電磁鐵上。(4)兩用橋式起重機兩用橋式起重機有3種類型:抓斗吊鉤橋式起重機、電磁吊鉤橋式起重機和抓斗電磁橋式起重機。其特點是在1臺小車上設有兩套各處獨立的起升機構，一套為抓斗用,ー套為吊鉤用(或ー套為電磁吸盤用ー套為吊鉤用,或ー套為抓斗用ー套為電磁吸盤用)。(5)三用橋式起重機三用橋式起重機是ーー種多用的起重機。其基本構造與電磁橋式起重機相同。根據(jù)需要可以用吊鉤吊運重物,也可以在吊鉤上掛1個馬達抓斗裝卸物料,還可以把抓斗卸下來再掛上電磁盤吊運黑色金屬,故稱為三用橋式(可換)起重機。抓斗由交流電源工作，電磁盤由直流電源工作。因此,該機型必須同電磁橋式起重機ー樣,設置電動發(fā)電機組或可控硅直流電源箱。這種起重機適用于經常變換取物裝置的物料場所。(6)雙小車橋式起重機這種起重機與吊鉤橋式起重機基本相同,只是在橋架上裝有2臺起重量相同的小車。這種機型用于吊運與裝卸長形物件。.專用橋式起重機(1)冶金橋式起重機冶金橋式起重機根據(jù)用途可以劃分為不同的類型,主要結構基本與通用吊鉤橋式起重機相同,取物裝置多為專用。主要用于冶金車間的吊運作業(yè),其起重量很大,最大的可達到數(shù)百噸。(2)防爆吊鉤橋式起重機按使用環(huán)境，將礦用防爆起重機(煤礦井下除外)規(guī)定為I類,將エ廠用防爆起重機規(guī)定為n類。n類起重機，按電氣設備適用于爆炸性氣體混合物最大試驗案例間隙或最小點燃電流比,分為A、B、C三級,并按其表面最高溫度分為T1-T4四組。（3）絕緣吊鉤橋式起重機這種起重機結構形式與通用吊鉤橋式起重機基本相同。但是為了防止工作過程中帶電設備的電流可經過被吊物傳到起重機上,危及司機安全,故要求在吊鉤組、小車架、小車輪（或小車軌道下方）上設置3道絕緣裝置。主要用于冶煉鋁、鎂的工廠。.電動葫蘆型橋式起重機其特點是橋式起重機的起重小車用自行式電動葫蘆代替,或者用固定式電動葫蘆作起重小車的起升機構,小車運行、大車運行等機構的傳動裝置也盡量與電動葫蘆部件通用化。因此,與上述通用橋式起重機相比，電動葫蘆型橋式起重機雖然一般起重量較小、工作速度較慢、工作級別較低,但其自重輕、能耗較小、易采用標準產品電動葫蘆配套,對幫房建筑壓カ負載較小，建筑和使用經濟性都較好。因此在中小起重量范圍的一般使用場合使用越來越廣泛，甚至有替代某些通用橋式起重機的趨勢。（1）電動梁式起重機其特點是用自行式電動葫蘆替代通用橋式起重機的起重小車,用電動葫蘆的運行小車在單根主梁的工字鋼下突緣上運行，跨度小時直接用工字鋼作主梁,跨度大時可在主梁工字鋼的上面再作水平加強，形成的組合斷面主梁。其主梁可以是單根主梁（電動單梁式起重機）,也可以是兩根主梁（電動雙梁式起重機）,其橋架可以是像通用橋式起重機那樣通過運行裝置直接支撐在高架軌道上,也可以通過運行裝置懸掛在房頂下面的架空軌道上（懸掛式）。（2）電動葫蘆橋式起重機其特點是采用固定式電動葫蘆裝在小車上作起升機構，小車運行機構也多采用電動葫蘆零部件做成簡單的構造形式,小車也極為簡便輕巧,其整體高度小,小車及橋架自重輕、重心低、有很廣泛的使用適應性。上述橋式起重機除按起重機的結構及使用特性分類外,有時也按主梁的數(shù)目將其分為單主梁橋式起重機、雙梁橋式起重機（如圖2-2所示）、四梁橋式起重機等。單主梁橋式起重機只有一根主梁，起重小車帶有反滾輪,單側滿置,取物裝置多為吊鉤,也有電磁盤的;雙梁橋式起重機具有兩根對稱配置的桁架型或箱型主梁,是橋式起重機的基本形式;四梁橋式起重機多用于某些冶金橋式起重機中，

四根梁以橋架縱向中心線對稱布置,外面兩根主梁上架設普通的單鉤或雙鉤起重小車,即副小車。主小車可跨在副小車上空運行口可。圖1-25T雙梁橋式起重機橋式起重機的主要參數(shù)橋式起重機的技術參數(shù)是橋式起重機工作性能的指標。橋式起重機的主要技術參數(shù)包括:起重量、跨度、起升高度、各機構的工作速度以及工作級別等,為了保證橋式起重機的合理使用、安全運行和防止事故的發(fā)生,橋式起重機司機必須掌握橋式起重機的技術參數(shù)。橋式起重機的主要參數(shù)有口:.質量和載荷參數(shù):起重量G,有效起重量Gp,額定起重量Gn,總起重量Gt,最大起重量Gmax,起重力矩M,起重傾覆カ矩MA,起重機總質量Go,輪壓P;.起重機尺寸參數(shù):幅度L,最大幅度Lmax,最小幅度Lmin,懸臂有效伸縮距I,起升高度H,下降深度h,起升范圍D,起重臂長度Lb,起重機傾角;.運動速度參數(shù)：起升（下降）速度Vn,微速下降速度Vm,回轉速度（〇,起重機（大車）運行速度Vk,小車運行速度Vt,變幅速度Vr；.與起重機運行線路有關的參數(shù):跨度S和軌距t；.性能參數(shù)：工作級別,機構工作級別。橋式起重機的組成及其工作原理工作機構橋式起重機的工作機構一般有起升機構和運行機構組成。.起升機構可以分為主起升機構和副起升機構。起升機構包括電動電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器,帶動卷筒轉動,使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下,以升降重物。.運行機構又可以分為小車運行機構和大車運行機構。運行機構?般只用四個主動和從動車輪,如果起重量很大,常用增加車輪的辦法來降低輪壓。當車輪超過四個時,必須采用較接均衡車架裝置,使起重機的載荷均勻地分布在各車輪上。運行機構的驅動方式可分為兩大類:ー類為集中驅動,即用一臺電動機帶動長傳動軸驅動兩邊的主動車輪;另ー類為分別驅動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅動。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動機組合成一體的“三合一”驅動方式,大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調整,驅動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。金屬機構金屬結構由主梁和端梁組成,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行。主梁上焊有軌道,供起重小車運行。橋架主梁的結構類型較多比較典型的有箱形結構、四桁架結構和空腹桁架結構。.箱形結構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ー種基本形式,主梁由上、下翼緣板和兩側的垂直腹板組成,小車鋼軌布置在上翼緣板的中心線上,它的結構簡單,制造方便,適于成批生產,但自重較大。.偏軌箱形雙梁和偏軌箱形單主梁的截面都是由上、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，箱體內的短加勁板可以省去,其中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,但制造較復雜。.四桁架式結構由四片平面桁架組合成封閉型空間結構,在上水平桁架表面一般鋪有走臺板,自重輕,剛度大,但與其它結構相比,外形尺寸大,制造較復雜,疲勞強度較低,已較少生產。.空腹桁架結構類似偏軌箱形主梁,由四片鋼板組成一封閉結構,除主腹板為實腹工字形梁外,其余三片鋼板上按照設計要求切割成許多窗口,形成一個無斜桿的空腹桁架,在上、下水平桁架表面鋪有走臺板,起重機運行機構及電氣設備裝在橋架內部,自重較輕,整體剛度大,這在中國是較為廣泛采用的ー種型式。動カ裝置橋式起重機多采用電動機做為動力源。最常用的是三相異步電動機。一臺5T橋式起重機,原設備電氣驅動系統(tǒng)分為起重機升降、小車、大車三部份。其中起重機吊鉤的升降由一臺13kW的繞線式異步電動機驅動,大車的橫向運行由兩臺4kW繞線式異步電動機、小車的縱向運行由一臺2.5kW繞線式異步電動機驅動。不同型號的起重機用電動機有其各自的特點。YZR、YZ系列冶金及起重機用三相異步電動機是我國20世紀80年代按照國際電エ委員會(IEC)標準設計的新系列電動機。它具有高效率、節(jié)能、噪音低、振動小、體積小、重量輕、溫升低、使用壽命長、性能可靠、安裝維護方便等優(yōu)點。YZRW系列渦流制動繞線轉子三相異步電動機(簡稱YZRW系列電動機)是YZR系列的派生產品,能獲得較好的調速性能指標,可用于各種類型起重機械的電カ控制?？刂葡到y(tǒng)起重機的控制系統(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。各機構的啟動、調速、改向、制動和停止,都通過操縱控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。.操縱裝置橋式起重機的操縱裝置主要有低壓控制電器和PLC控制變頻調速系統(tǒng)組成。低壓控制電器用于低壓電カ傳動,自動控制系統(tǒng)和用電設備中,是其達到預期的工作狀態(tài)。它體積小,重量輕,工作可靠。如:按鈕,行程開關,接觸器,繼電器等。凸輪控制器是ー種利用凸輪來操作動觸點動作的控制電器。主要用于小于30kw的中小型繞線或轉子異步電動機的控制電路中,控制電動機的運行,廣泛用于橋式起重機。PLC控制的橋式起重機變頻調速系統(tǒng)起動,制動快速,起動過程平穩(wěn)，運行平穩(wěn)，可靠,操作簡單靈活,生產效率高,系統(tǒng)維護方便,安全性高。.安全裝置起重機的部分安全裝置也屬于控制系統(tǒng)。(1)超載限制器與力矩限制器超載限制器的綜合誤差不應大于8%。當載荷達到額定載荷的90%時,會發(fā)出報警信號,同時能自動斷起升動力源。力矩限制器的綜合誤差不應大于10%o當載荷達到額定カ矩時,能自動切斷起升或變幅的動力源,并發(fā)出禁止性報警信號。(2)上(下)升極限位置限制器在吊具可能運行工作的條件下,當?shù)蹙叩倪\行超出安全位置是,會自動切斷動力源,及時進行安全保護。第2章橋式起重機小車的總體方案設計本次設計起重機的主要參數(shù)起重機小車設計參數(shù):起重量53跨度16.5m,起升最大高度為16m,起升速度11.3m/min,小車運行速度v=37.2m/min,軌距1.4m,小車估計重量2.53起重機參考自量約16.lt,機構工作級別M50小車的總體設計小車主要有起升機構、運行機構和小車架組成。起升機構采用閉式傳動方案,電動機軸與二級圓柱齒輪減速器的高速軸之間采用兩個半齒聯(lián)軸器和一中間浮動軸聯(lián)系起來,減速器的低速軸魚卷筒之間采用圓柱齒輪傳動。運行機構采用全部為閉式齒輪傳動,小車的四個車輪固定在小車架的四周,車輪采用帶有角形軸承箱的成組部件,電動機裝在小車架的臺面上,由于電動機軸和車輪軸不在同一個平面上,所以運行機構采用立式三級圓柱齒輪減速器，在減速器的輸入軸與電動機軸之間以及減速器的兩個輸出軸端與車輪軸之間均采用帶浮動軸的半齒聯(lián)軸器的連接方式。小車架的設計,采用粗略的計算方法,靠現(xiàn)有資料和經驗來進行,采用鋼板沖壓成型的型鋼來代替原來的焊接橫梁。主要零部件的選擇吊鉤纟目吊鉤組是吊裝作業(yè)中最常用的取物裝置,它有吊鉤、吊鉤螺母、推力軸承、吊鉤橫梁、滑輪、滑輪軸承、吊鉤拉板等零件組成。其中吊鉤是各類起重機,也是常用吊索、起重工具、專用吊具上的重要組成部分。根據(jù)制造方式,吊鉤可以分為鍛造鉤和板式鉤,鍛造鉤一般應用GB699T988

中規(guī)定的20號鋼,經過鍛造和沖壓、退火處理,在進行機械加工而成。熱處理后要求表面硬度為95-135HBo鍛造可以制成單鉤和雙鉤,單鉤主要用在70噸以下的起重機上。板式鉤?般用在起重量較大的起重機上,板式鉤有厚度為30mm成型板片重疊鐘合而成。板式鉤上有護板,板式鉤■般應用GB700T988《普通碳素鋼結構技術條例》中規(guī)定的Q235A、Q235B或GB1519T988《低合金結構鋼技術條例》中規(guī)定的16Mn鋼,軌制鋼制成。板式鉤由于其板片不可能同時斷裂,所以可靠性好,修理方便。但是板式鉤的斷面形狀只能制成矩形,因此鉤體的材料不能充分利用。板式鉤也分單鉤和雙鉤兩種。單鉤多用于鑄造起重機上川。由以上對比,初選本次起重機的吊鉤為鍛造式單鉤。如右圖2T所示為鍛造式吊鉤簡圖。圖2-1鍛造式吊鉤簡圖鋼絲繩鋼絲繩是有高強度碳素鋼絲圍繞繩芯繞捻面成的,廣泛應用于起重作業(yè)。其中吊運用鋼絲繩通常指起重滑車組使用的起重或牽引繩、立扒桿用的綁扎繩和纜風繩及吊具索具用的鋼絲繩。其優(yōu)點是重量輕、強度高、承載能力大;撓性較高,使用靈活;鋼絲繩極少突然斷裂,易于檢查；運動平穩(wěn)無噪音,工作可靠成本低等。根據(jù)繩股的構造分類,可分為點接觸繩、線接觸繩和面接觸繩。.點接觸鋼絲繩有單股鋼絲繩和多股鋼絲繩,單股繩在起重機中極少應用,多股繩過去應用較多,由于鋼絲繩接觸應カ大,磨損快,現(xiàn)已逐漸被線接觸鋼絲繩取代。.線接觸鋼絲繩（如圖2-2所示）又分為外粗型、粗細型、密集型鋼絲繩。線接觸鋼絲繩承載能力大，耐磨性好,使用壽命長,在相同使用條件下,比點接觸鋼絲繩壽命高50%?100%。在起重機中,凡是繞過滑輪和繞入卷筒的鋼絲繩,都應選用線接觸鋼絲繩。.面接觸鋼絲繩按鋼絲繩捻繞次數(shù),有單繞和雙繞之分。單繞鋼絲繩,剛性大,表面不光滑,在起重機上僅用作固定張緊繩。雙繞鋼絲繩是由鋼絲繞成股，再由股繞成繩。由于強度高,撓性好,在起重機上廣泛使用。雙繞鋼絲繩根據(jù)繩的捻向分為交互捻鋼絲繩,具有無扭轉打結的趨勢、使用方便的特點；同向捻鋼絲繩,撓性較好,成繩后消除了自行松散扭轉的現(xiàn)象故稱為不松散繩;混合捻鋼絲繩,此種繩實際中應用較少。鋼絲繩按繩芯的不同有麻芯、棉紗芯、石棉芯和軟鋼芯,其中帶浸油麻芯及棉紗芯的鋼絲繩比較濕軟,容易彎曲,芯中含油可經常潤滑鋼絲,但不宜耐高溫高壓;帶軟鋼芯的鋼絲繩能耐高溫高壓,但芯硬不易彎曲。圖2-2線接觸鋼絲繩鋼絲繩的選擇包括鋼絲繩結構型式的選擇和鋼絲繩直徑的確定。繞經滑輪和卷筒的機構工作鋼絲繩應優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。在腐蝕性環(huán)境中應采用鍍鋅鋼絲繩。鋼絲繩的性能和強度應滿足機構安全正常工作的要求。鋼絲繩是起重機的重要部件，也是安全系數(shù)要求較高的部件。本次起重機設計的鋼絲繩初選擇線接觸粗細型鋼絲繩,直徑由后面計算確定?；喓突喗M.滑輪的簡介起重滑輪是利用杠桿原理制成的ー種簡單機械,它能借助起重機繩索的作用產生旋轉運動,以改變作用カ的方向。實際應用中,為了擴大滑輪的效用，往往把一定數(shù)量的動滑輪和一定數(shù)量的定滑輪組合起來使用,組成滑輪組,它經常配合卷揚機進行吊裝、搬運等工作,是重要的吊裝、搬運工具。承受負載不大的滑輪,結構尺寸較?。ㄖ睆紻<350mm）,通常制作成實體結構,用強度不低于鑄鐵HT200的材料制作。承受大載荷的滑輪，為了減輕重量,多做成筋板帶孔的結構，用強度不低于鑄鐵HT200、球鐵QT40-17和鑄鋼ZG230-450等材料制造。大型滑輪（直徑D>800mm）有輪緣、帶筋板的輪輻和輪轂焊接而成,單件生產時也宜采用焊接滑輪。鑄鐵滑輪適用于工作級別M4以下的機構,鋼制滑輪用于工作級別M4以上的機構?；啺从猛究煞譃槎ɑ啞踊啞⒕饣喓蛯蚧?導向滑輪又稱開門滑輪,通常用在起重梔桿低腳處。.滑輪組和滑輪組倍率由鋼絲繩依次繞過若干動滑輪和定滑輪而成組成的裝置稱為滑輪組。根據(jù)滑輪組的功能分為省カ滑輪組和增速滑輪組。省力滑輪組廣泛用于起重機的起升機構和普通臂架變幅機構,它能用較小的鋼絲繩拉カ吊起數(shù)倍于繩拉力的重物。增速滑輪組主要用于液壓或氣カ驅動的機構中,利用油缸或氣缸使工作裝置獲得數(shù)倍于活塞行程和速度,如叉車的門架貨叉升降機構和輪式起重機的吊臂伸縮機構?；喗M按構造特點分單聯(lián)滑輪組和雙聯(lián)滑輪組。雙聯(lián)滑輪組在橋式、門式和們座起重機中普遍應用。單聯(lián)滑輪組多用于汽車、輪胎、履帶、鐵路、塔式和纜式起重機。雙聯(lián)滑輪組多與單層繞雙聯(lián)卷筒并用,與單聯(lián)滑輪組配合使用的多為多層繞卷筒。圖2-3雙聯(lián)滑輪組示意圖m-滑輪組倍率Sー鋼絲繩自由端拉力Q一物品重量滑輪組省力（增速）的倍數(shù)稱為滑輪組的倍率,用m表示。單聯(lián)滑輪組的倍率等于鋼絲繩分支的一半。雙聯(lián)滑輪組是由兩個倍率相同的單聯(lián)滑輪組并聯(lián)而成的?；喗M倍率的選定,對起升機構的總體尺寸影響較大。倍率增大,則鋼絲繩分支拉カ減小，鋼絲繩直徑、滑輪和卷筒直徑也都減小,在起升速度不變時,需提高卷筒轉數(shù),即減小機構傳動比。但倍率過大,會使滑輪組本身體積和重量增大,同時也會降低倍率,加速鋼絲繩的磨損。所以起重量小時,選用小的倍率,隨著起重量增大,倍率相應提高。倍率增大,起升速度相應減小口］。根據(jù)上面的對比分析以及對鋼絲繩的選擇,初選雙聯(lián)滑輪組即可滿足起升機構的需求,圖2-3所示為雙聯(lián)滑輪組示意圖。卷筒組卷同組是起升機構和牽引機構中卷繞鋼絲繩的部件。卷筒組件有卷筒、連接盤以及軸承支架組成。常用卷同組類型有齒輪聯(lián)接盤式、周邊大齒輪式、短軸式和內裝行星齒輪式0。.齒輪聯(lián)接盤式卷筒組為封閉式傳動,分組性好,卷筒軸不承受扭矩,是目前橋式起重機卷同組的典型結構。缺點是檢修時需沿軸向外移卷筒。.周邊大齒輪式卷筒組多用于傳動速度比大、轉速低的場合,一般為開式傳動,卷筒軸只承受彎矩。.短軸式卷筒組是ー種新的結構形式,卷筒與減速器輸出軸用法蘭盤剛性連接,減速器底座通過鋼球或者圓柱銷與小車架連接。這種結構形式的優(yōu)點是結構簡單、調整與安裝方便。.內裝行星齒輪式卷筒組輸入軸與卷筒同軸線布置,行星減速器置于卷筒內腔,結構緊湊,重量較輕,但制造與裝配精度要求較高,維修不便,常用于結構要求緊湊、工作級別為M5以下的機構中。圖2-4齒輪聯(lián)接盤式卷筒組卷筒有鑄造或焊接經機加工后制成。鑄造卷筒ー一般采用不低于HT-200的灰鑄鐵,焊接卷筒多采用Q235鋼板彎卷焊接而成,質量輕,適宜于單件生產和大尺寸卷筒。綜合考慮使用經濟與壽命,初選鑄造的齒輪聯(lián)接盤式卷筒組作為此次設計的卷筒組,如圖2-4所示。2.3.5制動器制動器是保證起重機安全正常工作的重要部件。機械制動器利用固體摩擦,吸收運動質量的位能,是物件限速下降。吸收動能,是機構減速,運動停止。制動器的主要是由制動器基架或殼體、上閘裝置、驅動裝置、制動副組成的。此外,還有制動器間隙調整裝置,襯墊磨損后的補償裝置,制動瓦塊的復位裝置等。起重機常用的制動器按構造形式可分為塊式制動器、蹄式制動器、帶式制動器以及盤式制動器。.塊式制動器常用的有電カ液壓塊式制動器和電磁塊式制動器。塊式制動器構造簡單,工作可靠,動作平穩(wěn)，噪音小,壽命長,維修方便,在起重機上使用廣泛。.蹄式制動器又稱內張?zhí)闶街苿悠鳎饕芍苿庸?、制動蹄、傳カ杠桿、緊閘裝置以及輔件等組成。由于結構緊湊,密封容易,可用于安裝空間受限制的場合,曾廣泛用于各種車輛。但因構造復雜、散熱性差、調整不方便等缺點,在某些車輛上逐漸被盤式制動器所代替。.帶式制動器由制動輪、制動鋼帶、操縱系統(tǒng)等組成。帶式制動器與塊式、蹄式制動器相比較,優(yōu)點是構造簡單、尺寸緊湊、包角大、制動轉矩大。制動輪直徑相同時,帶式制動器的制動轉矩為塊式的2?2.5倍。缺點是對制動輪軸有較大的徑向カ,制動鋼帶上的比壓カ不均勻,襯片磨損不均勻,散熱性能不好。帶式制動器常用于尺寸緊湊的地方,中、小負載的機械、車輛及人力操縱的場合,如汽車起重機、建筑用卷揚機等。履帶起重機和鏟土運輸機械用它作為轉向制動器，在高爐升降機的低速軸或卷筒上作為安全制動器。.盤式制動器的工作表面為圓盤的兩側平面，少數(shù)為圓錐面。其摩擦副由制動盤和制動塊組成，沿制動盤軸向施加壓カ,制動盤不受彎曲,制動性能穩(wěn)定。盤式制動器與輪式制動器（塊式、帶式、蹄式）比較,優(yōu)點是:制動轉矩大且可調范圍大,制動平穩(wěn)可靠,動作靈敏,保養(yǎng)維修方便;頻繁制動時,無沖擊;防塵和防水性能好,制動盤上的灰塵和水等污物易被甩掉;制動盤沿厚度方向變形量比制動輪徑向變形量小得多,易實現(xiàn)小間隙和磨損后的自動補償,腳踏式的踏板行程變化也較?。晦D動慣量小,體積小，重量輕。按用途可分為停止式和限速式，按工作狀態(tài)分為常閉式和常開式,按動作方式又可分為自動作用式、操縱式和綜合式三種。選用制動器的一般原則如下口］:.根據(jù)國內現(xiàn)有系列產品選擇制動器。塊式制動器技術成熟,使用可靠,價格適中,維護方便,在起重機上應用最廣,在同等條件下可優(yōu)先選用。在外形尺寸受限、制動轉矩要求很大的場合,可考慮選用帶式制動器,汽車、輪胎、履帶起重機較多使用帶式制動器。盤式制動器制動轉矩大,外形尺寸小,摩擦面積大于塊式制動器,磨損小,應用日益廣泛。

.制動器一般裝在機構的高速軸上,以減小制動轉矩。起升和變幅機構必須使用自動或操縱的常閉式制動器。必須使用常開式操縱制動器時,應加裝停止器。運行和回轉機構推薦使用操縱式制動器。在電動橋、門式起重機的運行機構上多米用綜合式制動器。.在起升、變幅機構中用于支持物件和吊臂的制動器,制動轉矩必須有足夠的儲備,制動安全系數(shù)和制動裝置的性能必須達到安全要求。圖2-5電カ液壓塊式制動器.選制動器應注意經濟性、維修性和使用可靠性。制動器選定后，應根據(jù)起重機的工作圖2-5電カ液壓塊式制動器綜上比較以及根據(jù)制動器選用原則,初選擇電カ液壓塊式制動器,如圖2-5所示。緩沖器緩沖器的作用是吸收起重機與終端擋板相撞時或起重間相撞產生的動能,要求它能在最小的外廓尺寸下吸收最多的能量,并且反座力盡量小，以保證起重機平移定車。根據(jù)產生緩沖力的變形體的不同,起重機的緩沖器可分為木材、橡膠、聚氨酯泡沫塑料、彈簧和液壓緩沖器。.木材緩沖構造簡單,取材方便,但緩沖能力很小,實際上只起阻擋作用,一般用于低速輕載的起重機,主要是手動起重設備。.橡膠緩沖器具有結構簡單、制造方便、可以用于防爆場所等優(yōu)點,但是緩沖能力小,它所吸收的能量比較小,最大也不過215kg.m,主要起阻力作用,因此,

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