單梁橋式起重機結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

1、我做的畢業(yè)設(shè)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(shè)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-20 °C到40 °C范圍內(nèi)，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(jù)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(gòu)采用 CD型電葫蘆。此次設(shè)計的主要內(nèi)容有：問題的提出、總體方案的構(gòu)思，結(jié)構(gòu)設(shè)計 及對未知問題的探索和解決方案的初步設(shè)計，裝配圖、零件圖等一系列 圖紙的設(shè)計與繪制，以及畢業(yè)設(shè)計說明書的完成。關(guān)鍵詞：起重機；橋

2、式起重機；大車運行機構(gòu)；小車運行結(jié)構(gòu)；小車 起升；結(jié)構(gòu)橋架；主端梁ABSTRACTThe topic of my graduati on desig n is list the beam bridge type derrick of desig n the list beam bridge type derrick is a kind of light heavy equipme nts, it start to apply the weight as 0.55 tons, apply to across degree 4.516.5 meters, the work environment

3、temperature is -20°C to 40°Cnside scope, suitable for car, warehouse, ope n-air heap field etc. of the product pack to uni oad a work. The bridge was carried beam by a lord beam and 2 to just connect to con stitute. Accord ing to weight with across a degree, lord beam adoptio n com mon the

4、 work word steel and U form slot comb in ati on weld formatio n. Lord beam and carry an of beam an adopti on load ing To good luck com mon stud bolt method orchid conj un cti on. Promote the orga ni zatio n adoptio n CD type an electricity bottle gourd.The main contents of this time desig n have: Th

5、e problem put forward, con ceive outl ine of total project, possibility desig n, structure desig n and draw towards doing not know a problem of investigate and solution of first step desig n, assemble diagram, spare parts diagram wait a series the desig n of the diagram paper with, end in clude grad

6、uati on desig n manual of completio n.Keywords cranes;bridge type derrick ； During operation organization; Car running structure; Car hoisti ng structure; Bridge; Main girders.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 7單梁橋式起重機機構(gòu)的特點 8單梁橋式起重機的基本參數(shù) 8桁架梁和箱形梁的比較 81.2 LD型電動單梁橋式起重機各部件的作用（位結(jié)構(gòu)） 81.2.1 主梁8.1.2.2 端梁8

7、.主梁和端梁的聯(lián)接 9電動葫蘆9.1.2.5 大車9.小車架101.2.7 小車10操縱室101.3運行機構(gòu)10小車運行機構(gòu)1.11.3.2 大車運行機構(gòu) 1.12工作條件及設(shè)計要求122.1型式及設(shè)計的構(gòu)造特點1.32.2選擇電動葫蘆的規(guī)格型號 142.3主梁設(shè)計計算14主梁斷面幾何特性1.4232主梁強度的計算1.6233剛度計算21穩(wěn)定性計算232.4端梁設(shè)計計算23輪距的確定24端梁中央斷面幾何特性242.5起重機最大輪壓25起重機支座及作用25起重機最大輪壓的計算 262.6最大歪斜側(cè)向力 .3.02.7端梁中央斷面合成應(yīng)力 312.8車輪軸對端梁腹板的擠壓應(yīng)力 3 12.9主、端梁

8、連接計算 32主、端梁連接形成式及受力分析 32螺栓拉力的計算 333小車起升和運行機構(gòu)的設(shè)計計算 363.1電動葫蘆起升機構(gòu)設(shè)計計算 37電動葫蘆的基本設(shè)計參數(shù) 3 7電動葫蘆起升機構(gòu)簡要設(shè)計步驟 383.2電動葫蘆運行機構(gòu)設(shè)計計算453.2.1. 電動小車運行靜阻力計算4 53.2.2. 電動機的初選預(yù)驗算46傳動比 47制動器的選擇與計算 484大車運行機構(gòu)設(shè)計計算 504.1確定機構(gòu)傳動方案 504.2選擇車輪和軌道，驗算車輪強度 5 04.3驗算車輪的疲勞強度504.4傳動裝置設(shè)計計算52選擇電動機52大車運行機構(gòu)的功率計算5 3驗算電動機.5.34.5設(shè)計減速裝置55選擇減速器的類

9、型55確定減速器的型號 564.6起重機有關(guān)使用機構(gòu)的安全裝置 .5 7緩沖器57起升高度限位器58行程限位器.5.8安全開關(guān)584.7起重機的組裝及試車要求 58起重機的安裝注意事項 58起重機的試車要求60致謝62參考文獻.6.3光陰似箭，轉(zhuǎn)眼間四年大學生活即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是對我們四年 大學生活的一個總結(jié)，更是對四年大學學習成果的檢驗。它要求我們應(yīng) 用所掌握的基本理論知識去解決現(xiàn)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(xiàn)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(yīng)院方號召，更好的完成本次畢業(yè)設(shè)計工作，畢

10、業(yè)設(shè)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(jié)構(gòu)和基本工作原理，從而為順利完成畢業(yè)設(shè)計奠定了堅實的基礎(chǔ)。我畢業(yè)設(shè)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(shè)備，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(jù)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(shè)計主要是對其主梁和端梁等橋架重點設(shè)計，包括一些常規(guī) 性的強度剛度及穩(wěn)定性的設(shè)計，除此還有一些驅(qū)動裝置的計算，從而達 到初步具備設(shè)計起重機重要部件的基本能力，為以后的設(shè)計和起重機選 用奠定一定的基礎(chǔ)。1單

11、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(nèi)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）。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，也不適用于在有爆炸 危險、火災(zāi)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(shè)備廠 70年代初開發(fā)的DL型 電動單梁起重機基礎(chǔ)上，經(jīng)全國聯(lián)合設(shè)計研發(fā)而成，配套的電動葫蘆為 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7.52

12、2.5米，工作級別在 A3A5，工作環(huán)境溫度在-25C 40°C范圍內(nèi)。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。111單梁橋式起重機的工作方式它安裝在廠房高出兩側(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。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。單梁橋式起重機機構(gòu)的特點主要優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)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。單梁橋式起重機的基本參數(shù)起重量、起

13、升高度、起升速度、葫蘆運行速度、大車運行速度、跨 度、車輪與軌距。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(chǎn)；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(jié)構(gòu)）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(qū)動裝置和小車組成。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(shè)的專用軌道運行，將起重 機的

14、全部質(zhì)量的重力傳給廠房建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單適用，工藝性好。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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，通常配制帶角形軸承箱的車輪組，但焊 接工作量大，生產(chǎn)效率低于前種（本產(chǎn)品采用前一種）。主梁和端梁的聯(lián)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(chǎn)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(lián)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

15、產(chǎn)品采用第一種連接方式）電動葫蘆它是一種由電機驅(qū)動，經(jīng)卷筒、滑輪或起重鏈條，帶動取物裝置升 降的輕小型起重設(shè)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(yīng)用于起重量及工作范圍要求不大或?qū)ぷ魉俣?要求不高的場合。將上部固定，可將起重設(shè)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(shè)備。電動葫蘆有漸開線外嚙合齒 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。大車使起重機作水平運動，用于搬運貨物或調(diào)整工作位置

16、，同時可將作 用在起重機上的載荷傳給支承它的基礎(chǔ)。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(qū)動半數(shù)的車輪。小車架是支承和安裝電動葫蘆和小車運行機構(gòu)的機架，同時又是傳遞起升 載荷的金屬結(jié)構(gòu)，LD型起重機采用工字鋼。小車是小車作水平運動，用以搬運貨物或調(diào)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 繩和吊鉤于一體的CD型電動葫蘆。操縱室用于司機操縱起重機的運行工作，操作室的構(gòu)造與位置安裝應(yīng)保證 使司機有良好的視野。其結(jié)構(gòu)分為敞開式與封閉是兩種，橋式起重機的 操作

17、室應(yīng)安裝在無滑線一側(cè)的橋架上。1.3運行機構(gòu)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、制動器和車輪組成。 運行機構(gòu)是依靠主動車輪與輪道間的摩擦力來實現(xiàn)驅(qū)動的。為了保證有 足夠大的驅(qū)動輪，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， 采用對稱成四角布置，這樣可保證驅(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。

18、131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。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（每一邊軌道上的大車運行機構(gòu)的主動車輪分別用單獨的電動機來驅(qū) 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，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(chǎn)，

19、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：ZBJ19027 90）。減速器直接按與帶制動器的繞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(zhuǎn)，切斷電源后，電機本身即產(chǎn)生制動力矩而制動。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

20、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。2工作條件及設(shè)計要求為機修車間設(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/mi n電動葫蘆的起升速度：8 m/min葫蘆最大輪壓：P max=1900公斤(kg)葫蘆自重：G=500kg起重機跨度：16.5 m大車運行速度：45m/mi n大車輪距：2.5m工作級別：M5(11) 工作環(huán)境：一般常溫(12) 使用壽命：10年(13) 操縱室操縱：G操=400公斤2.1型式及設(shè)計的構(gòu)造特點LD型電動單梁橋式起重機

21、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：0.55噸, 適用跨度為4.516.5米，工作環(huán)境溫度在-25E40C范圍內(nèi)，起重機 的工作級別為A3A, 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。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

22、邊的主動車輪實現(xiàn)移動。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 型。CD1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CD1型電葫蘆具有 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

23、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 CD型5t電動葫蘆，CD型電動葫蘆的主電 機為帶錐形制動器的錐形轉(zhuǎn)子電機，電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)資料查得，電動葫蘆型號CD5-9D，自重為500kg。 結(jié)果：選用CD5-9D。其設(shè)計計算見后面。2.3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，粗布給出主梁的斷面尺寸如圖示：12y34x'51 j=105 -b=122_1-壓制成型的U形槽鋼；2-加勁隔板;3-斜側(cè)板；4-工字鋼；5-補強鋼板<7=101 1=400TX'圖2主梁斷面尺寸根

24、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= 280mmt=13.7mm主梁斷面面積J x=7114cm2b=122mmd=8.5mmF1=55.45q=43.4 公斤/mJ y=345cm2F=0.5 (l 1-2 X S 1)+23 1 X h1+2X S 2X I2+F1 + S X l 3=151cm2主梁斷面水平形心軸x-x位置y1 =/F1y1x、F1式中：刀F1 -主梁面的面積（cm2）.刀F1 y 1x-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 =37cm y2

25、=4cm結(jié)果：F=151cm2y1=37cm y2 =4cm主梁斷面慣性矩J x=藝 J xi+ 藝 F i yi 24=111545cmJ y=藝 J y i + 藝 F i yi 24=21849 cm結(jié)果：J x=111545cm4J y=21849 cm4主梁強度的計算根據(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，水平面內(nèi)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u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。跨中斷面彎曲正應(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

26、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簡支梁受力分析垂直載荷在下翼緣引起的彎曲應(yīng)力根據(jù)起重機設(shè)計手冊計算：° x=上（巴.g操+血）單位：公斤/厘米2 yx 428 丿式中：p=n Q+K G葫其中：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 ;kn -沖擊系數(shù)，對于操縱室操縱時,k n=1.1 ;yi-主梁下表面距斷面形心軸x-x的距離，yi=37厘米；Y x-主梁跨中斷面對x-x軸慣性力矩，y x=111545cm4;l- 操縱室重心到支點的距離，l=100cm；G操-操縱室的

27、重量，G操=400公斤；G 葫-電動葫蘆的自重，G葫=500公斤；q-橋架單位長度重量（公斤/米）；q= 1000 x FX 丫 +q'其中：F-主梁斷面面積，F(xiàn)=0.0151 m2丫 -材料比重，對鋼板，丫 =7.85t /m2q'-材料橫加筋板的重量所產(chǎn)生的均布載荷，q'=7.5 t /m所以：° x=1060公斤/厘米2主梁工字鋼下翼局部彎曲計算d ab圖4工字鋼下翼輪壓局部計算輪壓作用點位置i及系數(shù)Zi=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 ；b-da=；d =(12.2-0.8

28、5) - 2=5.675cme=0.164R (cm對普型工字鋼，翼緣表面斜度為-.6R-為葫蘆定輪踏面曲率半徑，由機械手冊31.84查得R=17.5 cm貝U:e=0.164X 17.5=2.87 cm所以：i=5.675 + 0.4-2.87=3.205E = i =3.205 - 5.675=0.57a結(jié)果：i=3.205 E =0 .57工字鋼下翼緣局部曲應(yīng)力計算：圖5主梁工字鋼如上圖所示L點橫向（在oxy平面內(nèi)），局部彎曲應(yīng)力（T 1由下式計算：式中:CT x = ±aiki P輪a1-翼緣結(jié)構(gòu)形成系數(shù)，貼板補強時取 a仁0.9 ；ki-局部彎曲系數(shù)，由圖可得：ki=1.9

29、圖6局部彎曲系數(shù)其中：t-工字鋼翼緣平均厚度S-補強板厚度t0=t+ SS =1 cm t=1.37 cm02= (1.37+1) 2 =2.372=5.61 cm2所以:(T 1 = ± (0.9X 1.9X 1900-5.61)=579公斤/厘米2結(jié)果:(T 1=579公斤/厘米2如圖,1點縱向局部彎曲應(yīng)力為7 2由下式計算:.a1k?P輪7 2=±t0272=_°.9 °6 1900=183 公斤/厘米2所以:式中：k2由圖得:k2=0.65.61如圖中得a '點縱向局部彎曲應(yīng)力為(7 3,由下式計算:73= ± 弩t0 2式中:

30、K3-局部彎曲系數(shù)，查圖得：k3=0.4a2-翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù)，貼板補強時a2=1.5所以：(T 3=±( 1.5X 0.4X 1900-5.61) =203公斤/厘米2主梁跨中斷面當量應(yīng)力計算圖中的1點當量應(yīng)力為=1077公斤/厘米2<(T =1800公斤/厘米2a /點當量應(yīng)力為a當，由下式計算:a 當 i = a x+a 3=1060+203=1263 公斤/厘米2V （T =1800公斤/厘米2剛度計算垂直靜鋼度計算L700P L3 f=- < f=48Ed式中：f-主梁垂直靜撓度（cm）P-靜載荷（公斤）P=Q+G=5000+500=55（公斤L-跨度L=110

31、0厘米E-材料彈性衡量，對3號鋼E=2.1 X 103X 103公斤/厘米2J x-主梁斷面垂直慣性矩（cm4）Jx=111545cm4f-許用垂直靜撓度（cm）,取f=L厘米700所以：f=5500 166503=2.2cm4.8 2.1 106 111545f=1650 - 700=2.36cmf v f所以滿足要求結(jié)果水平靜剛度計算P1 l3Lf水=< f 水=48EJy2000式中：f水-主梁水平靜撓度，cmp '-水平慣性力，公斤；Q弋P ' = （5000+500）十 20=275 公斤;20Jy-主梁斷面水平慣性矩；Jy=21849 cm4;f 水卜許用水平

32、靜撓度，取f水=L 厘米2000f 水=1650十 200=0.825cm；=0.56cm275S65034.8 2.1 106 21849f 水vf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 n , M 三T二 0.3s式中：T-自振周期(秒)M-起重機和葫蘆的換重量，1M=(0.5ql k+G) g其中：g-重力加速度，g=980cm/s 2;L-跨度，L=1650cm；q-主梁均布載荷，q=1.26公斤/厘米；G-電動葫蘆的重量，G=500公斤。1所以：M=J(0.5X 1.26X 1650+ 500)=1.75公斤秒 2/厘米980K=96

33、EJzL396 2.1 106 11154516503=5006公斤/厘米貝U: T=2 3.14'=0.1112秒 5006T v T=0.3s穩(wěn)定性計算(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，通過每隔一米間距的 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(shè)計計算本產(chǎn)品的端梁結(jié)構(gòu)采用鋼板冷壓成 U

34、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(lián)接形成是將車輪通過心軸安裝在端梁的腹板上。圖9c C山z/_nH3231z22097- c z輪距的確定k 1111 Xl=_ 即k=（ ）LL 57571 1=（丄-）X 16.557=2.3573.3m取 k=2.5m=250 厘米端梁中央斷面幾何特性(1) 斷面總面積參數(shù)見中央斷面圖，貝U：F=2X 30X 0.5+2X 21 X 0.5+28.5X 仁79.5cm(2) 形心位置(相對于z ' -z ')則：y 1=15.4cm所以：y2=30-15.4=14.7cm(相對于y' -

35、y ')則：zi=(30X 0.5X 22.75+30X 0.5X 1.25+28.5X 1 X 0.5+2X 21 X 0.5X 12) - 79.5=7.9cm所以：z2=23-zi=15.1cm(3) 斷面慣性矩J x=8452.34cm44J y= 6659.6cm以上的計算公式均出自起重機設(shè)計手冊P146平行移動軸公式：Iz 1=I z+a 2A.bh3I z=12(4) 斷面模數(shù)W x=J x/y1=8452.34寧 15.4=751cm3W y=J y/Z 2=6659.6寧 15.仁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

36、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下圖:BG輪主G驅(qū)WG輪從C圖8起重機支反力作用AG輪主|. G252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u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，各車輪輪壓N a二 rQ+kiG （1+ 綸）+葩+遼 + KnG輪主 + KnG4L 42驅(qū) + ki11 L kNb二Q+k G （1- 生）+_+端 + KnG輪主 + Kn G驅(qū)4L 42+ k宦川L kNgG （1-生）+葩+沁 + k n G輪從+ K n G4L 42,G操Ik-k 1驅(qū)+ k11 L kNd二Q+k G

37、（1+ 2L1）+ kg + ki G端 + kn G輪從 +4L 42G操 （L-I）k-k1K n G 驅(qū) + k11 Lk式中：Q-額定起重量，Q=5000公斤；G-電葫蘆重量，G=500公斤；Kn -沖擊系數(shù)，對有操縱室的單梁吊取k n =1.1 ；-動力系數(shù)，對中級工作類型單梁吊取 書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(qū)-驅(qū)動裝置，G驅(qū)=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

38、距，k=250cms i=841.5cm s 2=1310cm 均出自起重機計算實例。所以：N a =3936NNb=9600NN c=9060NN d=41920N操縱室操縱當載荷移到右端極限位置時各車車輪輪壓：Q+k j G2L2kql kG端Na= (1-)+ K n G 輪主 + K n G 驅(qū) +4L42L 操(L_l) k1k“L(1 +G 操 lk1- kN cJlQ+kiG 42L2 kg +燈10 端 + k n G 輪主 + K n G 驅(qū) + L42(1 +)+ k ql + k G + K n G 輪從 + K n G 驅(qū) + L42,G 操 Ik-kik1 1 L k

39、M二Q+k G (1- 生+ KnG 輪從 + Kn G 驅(qū) +4L 42G 操(L-I)k-kik11 Lk式中：12=694cm所以：N a=10890NNb=38050NNc=37520NNd=13450N當起重機滿載時，無論在左端或右端Na=ND N B N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(cè)時）G操l 燈匚k1kNa 空=kiG (1+ 2L1)+ kiql + kiG端 + kn g 輪主 + kn g 驅(qū) + 4L42b空=丄_9 (1- 坐)+ 匕厘+ k G端+ K n G輪主+ K n G驅(qū)+4L 42N c空=4 (1-坐

40、)+細+心端+ Kn G輪從+ Knki【空空4L 42L kN d 空=G (1+ 2L1 )+ ©業(yè) + 色 + kn G 輪從 + Kn G 驅(qū) + 4L42G 操(L-l)k-k1k|丨Lk式中的各參數(shù)與前面所表示的一樣則：N a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:N a 空二 kl G (1- 2L2)+ kiql + kQ 端 + Kn g 輪主 + K n G 驅(qū) +4L 42kirI” G操(L-l) k1kNb 空=匕§ (1 +42 )+ k ql + k G

41、+ K n G 輪主 + K n G 驅(qū) +L 42G操l kgki空=佶4(1 +2L2 )+ -ql + 端 + K n G 輪從 + K n G L 42k-kiN d 空=-_G4,G操 (L-l)k【L 7-(1-k-ki壟)+ LLB1+ K n G 輪從 + K n GL 42所以：N a空=8510NN b 空=10440NN c空=9900NN d 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：N d為最大輪壓 Nmax=41920N.N min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

42、壓，即 N min=N B空=8050N2.6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.+j * f "Jb*cJ* 十匚耳*3 tLJL_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2=3891公斤，并認為N2,這時的最大歪斜側(cè)向力為：Sd= X N式中：N-最大輪壓,N=4192公斤；X -測壓系數(shù)。對于輪距k同跨度1的比例關(guān)系在l 11k 57之間，可取X =0.1 。所以：Sd =0.1 4192=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

43、斤，這 時最大歪斜側(cè)向力為：Sb =0. 13 8 03公斤 52.7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 考慮當載荷右移到極限位置時最大側(cè)向力在B輪上。NK:二=2WxSK2W_NbK SbK"2wT 2wy<fc式中：K-輪距，K=250cmWx Wy斷面模數(shù),Wx=549cm Wy=441cm.6-許用應(yīng)力，由于端梁受力復(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6 < 1400公斤/cm2;6 =3805X 250- (2 X 549)+380.5X 250- (2 X 441)=974 公斤/ 厘米2所以6

44、V 6 =1400公斤/厘米2 .安全2.8車輪軸對端梁腹板的擠壓應(yīng)力車輪軸對端梁腹板的擠壓應(yīng)力為 6擠6 擠=- = N W 6 擠d0& 2d?0式中Nd 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；d。一端梁腹板軸孔直徑，d0=7cm;-：0 端梁支撐腹板厚，：0=1.5cm6擠一許用壓應(yīng)力，對3號鋼取6擠=1150公斤/ cm2所以 6 擠=4192-( 2X 7X 1.5) =200 公斤/ 厘米2v 6擠=1150公斤/ cm2,安全2.9主、端梁連接計算主、端梁連接形式及受力分析本產(chǎn)品的主、端梁連接是采用螺栓和

45、減載凸緣結(jié)構(gòu)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。292螺栓拉力的計算（1）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=1650cm 起重機運行速度V=45mK mi

46、n如（歪斜側(cè)向力簡圖）所示：起重機歪斜側(cè)向力矩為：MS=s k式中;s-歪斜側(cè)向力，由前節(jié)得：s=Se=380.5公斤 k- 輪距k=2.5m所以：MS=380.5X 2.5=951 公斤/米（2）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Ni則Ni=2.5MsXZ Xi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-歪斜側(cè)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刀Xi2-每個受拉螺栓距離y-y軸的平方之和（n2）所以：N=1522公斤（3）起重機支承反力對螺栓的作用力矩當

47、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：VBIn= | 20圖11車輪受力分析取C點為受力平衡點EMC =0得：MR=MN=RBl 0式中：I。-力臂，如圖中所示，取to=i2cmM R-支反力FB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 FB=N+N；民=3805+3752=7557公斤；所以：M R=MN=FBI o=7557X 0.12=907kg?m（4）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N2.陸2呵瓦yi2式中：w各螺栓的力矩和；Mn=907公斤米；y- 螺栓d中心線

48、至上圖z-z軸的距離（m ;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 2=3048kg(5) 螺栓d承受的總拉力N=N+N=1522+3048=4570kg(6) 驗算螺栓強度受拉螺栓強度(T = N < (T Fo式中：Nd-螺栓總拉力，No=457O公斤；Fo-螺栓的凈斷面面積cm Fo=；4其中：do-螺紋根徑，對于Mo螺栓的螺紋底徑do=16.75mm即：1.675cm ;所以 F o=3.14X 1.675 2-4=2.2cm 2-螺栓的許用應(yīng)力(公斤/厘米2);c= (0.50.6) (T s其中：c s-材料屈服極限，對端梁連接螺栓采用45號鋼正火的Mo

49、螺栓，c s=3600公斤/厘米2。所以：c =4570-2.2=2077公斤/厘米 2< c所以：強度合格(7) 凸緣垂直剪切應(yīng)力驗算剪應(yīng)力：I =c RB/F 'w I式中：c-受剪斷面形狀系數(shù)，對矩形斷面，c取1.5 ;阻支反力，民=7557公斤；F'-受剪面積，F(xiàn)'=1X 54=54cm2;i-材料許用剪切應(yīng)力，i=950公斤/厘米2。所以：i =1.5X 7557-54=210公斤/cm 2i v i合格(8) 凸緣擠壓應(yīng)力驗算擠壓應(yīng)力(T 擠=RV F ''w & 端式中：阻支反力，民=6919公斤；F'-承壓斷面面積，

50、由圖(b)中得：F' =0.4X 54=21.6cm2;&端-材料的端面擠壓應(yīng)力，&端=2400公斤/厘米2。 所以：&端=7557- 21.6=350公斤/厘米2&端V &端 =2400公斤/厘米2驗算通過。3小車起升和運行機構(gòu)的設(shè)計計算CD、MD型鋼絲繩電動葫蘆是我國70年代各兄弟廠聯(lián)合設(shè)計研發(fā)的 第二代電動葫蘆，CD型電動葫蘆最突出的特點是采用了錐形電動機，為此，常稱CD型電動葫蘆為錐形葫蘆。CD型為常速、MD型為慢速。CD、MD型電動葫蘆為一般用途的鋼絲繩電動葫蘆。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

51、蝕性氣體 或相對濕度大于85%的場所，不能代替防爆葫蘆，不宜吊運熔化金屬或 有毒、易燃和易爆物品。(1) 結(jié)構(gòu)特點：CD、MD型電動葫蘆由起升機構(gòu)、運行機構(gòu)和電控三部分組成。 起升機構(gòu)：起升機構(gòu)由驅(qū)動、制動、傳動和取物纏繞四種裝置組成，MD型葫蘆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、鋼絲繩、卷 筒等組成?？傮w布局是卷筒在中間，一端為錐形制動電動機，另一端為減速器， 通過長軸和橡膠聯(lián)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(gòu)：運行機構(gòu)由驅(qū)動、制動、傳動和車輪四種傳動裝置

52、組成，驅(qū)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(zhuǎn)，即上升 與下降；一套控制運行電動機的正反轉(zhuǎn)，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(dǎo)繩器，導(dǎo)繩器橫向移動與起升限位開關(guān)配合動作， 以控制起升極限位置。3.1電動葫蘆起升機構(gòu)設(shè)計計算電動葫蘆作為起升機構(gòu)，其設(shè)計基準工作級別為M4,當起重量較大時采用M3作為設(shè)計基準更為經(jīng)濟合理

53、，電動葫蘆的整機設(shè)計壽命為10年，允許不同零件選用不同的總設(shè)計壽命，如減速器的易損壞軸承總設(shè) 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(shè)計壽命中允許更換23次鋼絲繩等。電動葫蘆的基本設(shè)計參數(shù)起重量G，起升高度H和起升速度V n是設(shè)計電動葫蘆起升機構(gòu)必不可少的基本設(shè)計參數(shù)，必須滿足用戶使用要求。為了保證電動葫蘆正 確的進行設(shè)計，機構(gòu)的工作級別和接電持續(xù)率的確定也是設(shè)計必不可少 的。電動葫蘆起升機構(gòu)簡要設(shè)計步驟(1) 吊鉤的選用，吊鉤在我國已經(jīng)標準化，并有相應(yīng)的標準，根據(jù) 起重量和工作級別從有關(guān)制造廠提供的性能參數(shù)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繩鋼絲繩最大靜拉力S=- =50000 =29070Nqal 2><仆0.86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;0-電動葫蘆起升機構(gòu)總效率，由起重機設(shè)計手冊查得0=0.850.90，取 0=0.86 ；q-滑輪組倍率，qa為滑輪組分支數(shù)，取q=2