5010t双梁桥式起重机大车运行机构与主梁的设计论文

1、 . 本科毕业设计（论文）50/10t双梁桥式起重机大车运行机构与主梁设计46 / 53摘 要起重机可以提高了人们的劳动效率，搬动大型物件。在厂房搬运大型零件或重型装置，桥式起重机是不可或缺的运输工具。 随着现代科学技术的迅速发展，工业生产规模的扩大和自动化程度的提高，起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高。尤其是计算机技术的广泛应用，许多跨学科的先进设计方法出现，促使起重机的技术进入崭新的发展阶段。本文结合生产实际，提出了双梁起重机大车运行机构以与主梁的几种方案，通过分析确定了最终方案，对大车运行机构与主梁进行了设计，对起重机的安全检查提出了要求。关键词

2、：双梁桥式起重机；大车运行机构；主梁；设计ABSTRACTthe hoist crane's appearance raised people's labor efficiency greatly, before need many people the large-scale thing which spends the long time to be able to move can achieve the effect easily now with the hoist crane, particularly in the small scope moves in the

3、 process hoist crane's function is quite obvious. Transports the large-scale components or the heavy installment bridge-type hoist crane in the factory workshop may not attain lacks. along with the modern science technology's rapidly expand, the industrial production scale's expansion an

4、d automaticity's enhancement, the hoist crane applies in the modernization production process is getting more and more broad, the function is getting bigger and bigger, is also getting higher and higher to hoist crane's request. Especially computer technology's widespread application, ma

5、ny interdiscipline's advanced design methods appear, these urge hoist crane's technology to enter the brand-new development phase. the in coor with progress of production proposed actually the hoist crane large cart movement organization as well as king post's several kind of plans, have

6、 carried on the design notes through the analysis designation plan and to the large cart movement organization and the king post, simultaneously, also set the request to hoist crane's security check. Keywords: Double beam bridge type hoist crane; Large cart movement organization; King post; Desi

7、gns目 录摘要IABSTRACTII1 绪论12 大车运行机构方案拟订以与选择42.1大车运行机构的几种常用方案42.1.1低速集中驱动42.1.2中速集中驱动52.1.3高速集中驱动52.1.4分别驱动62.2大车运行机构方案分析62.2.1低速集中驱动72.2.2中速集中驱动72.2.3高速集中驱动72.3大车运行机构方案选择73 主梁方案的拟订与选择83.1主梁常用的几种方案83.1.1工字钢主梁83.1.2桁架主梁83.1.3箱形主梁83.2主梁方案分析103.2.1工字钢主梁103.2.2桁架主梁103.2.3箱形主梁103.3主梁方案选择104 大车运行机构的设计124.1运行阻

8、力的计算124.1.1摩擦阻力124.1.2坡道阻力144.1.3风阻力144.2电动机的选择164.2.1概述164.2.2电动机静功率164.2.3电动机初选164.2.4电动机过载校验174.2.5电动机发热校验184.2.6起动时间与起动平均加速度校验184.2.7选择合适的电动机型号194.3减速器的选择204.3.1概述204.3.2减速器型号的选择204.4制动器的选择204.4.1制动器概述204.4.2制动器相关参数的计算224.4.3制动器型号的选择234.5联轴器的选择234.6运行打滑验算244.6.1起动时不打滑按下式验算：244.6.2制动时不打滑按下式验算：245

9、 主梁的设计265.1主梁跨度的确定265.2主梁上钢轨的选择275.3主梁的合理强度设计285.3.1梁的强度条件285.3.2梁的合理截面形状305.3.3变截面梁与等强度梁305.3.4梁的合理受力315.4主梁合理刚度设计315.4.1梁的刚度条件325.4.2梁的合理刚度设计325.4.3梁的合理加强335.4.4梁的的跨度选取335.4.5合理安排梁的约束与加载方式336 安全检验346.1机械部分的安全要求346.1.1减速器346.1.2大车运行机构346.1.3主梁的要求356.1.4高强度螺栓366.1.5电动机366.1.6重要构件材质376.1.7焊接质量检测376.2

10、电气设备检验376.2.1电气设备符合GB/T14406和产品图样的要求376.2.2电气设备安装386.2.3供电与电路要求386.2.4对主要电气元件的安全要求406.2.5电气保护装置416.2.6照明、信号42结 论43参考文献44致451 绪 论桥式起重机在冶金、矿山等行业被大量使用，尤其是电动双梁桥式起重机，凭借着其优越的起重性能、广阔的生产适用围和强大的负载能力以与其工作的稳定性在各个行业中更是有着广泛的运用。作为现代短程物流运输的主要设备，起重机也在以迅猛的速度向着专业化、人性化、大型化、高速化、合理化以与经济化的方向不断发展。在有着较重搬运任务的车间中，电动双梁桥式起重机的作

11、用更是不可替代，随着它在车间的使用，工人的体力劳工得到了极大的缓解，工厂的生产效率得到了极大的提高，但是为了在满足企业的经济效益最大化的同时，保证产品的质量以与工作人员的安全，企业就需要一系列更适合自身发展的结合本厂实际的方便经济型起重机，这就对我国以与世界各国的起重机行业提出了现实的要求。由于工业生产规模的不断扩大，生产效率日益提高，以与产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具

12、有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。目前世界上最大的浮游起重机起重量达6，500t，最大的履带起重机起重量达3，000t，最大的桥式起重机起重量为1，200t，集装箱岸边装卸桥小车的最大运行速度已达350m/min，堆垛起重机最大运行速度是240m/min，垃圾处理用起重机的起升速度达100m/min 。工业生产方式和用户需求的多样性，使专用起重机的市场不断扩大，品种也不断更新，以特有的功能满足特殊的需要，发挥出最佳的效用。例如冶金、核电、造纸、垃圾处理的专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、集装箱专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，适应性比以往更强。德国德马

13、格公司研制出一种飞机维修保养的专用起重机，在国际市场打开了销路。这种起重机安装在房屋结构上，跨度大、起升高度大、可过跨、停车精度高。在起重小车下面安装有多节伸缩导管，与飞机维修平台相连，并可作360度旋转。通过大车和小车的位移、导管的升降与旋转可使维修平台到达飞机的任一部位，进行飞机的维护和修理，极为快捷方便。随着现代工业的迅速发展，电子计算机的广泛应用，系统工程、优化工程、创造性工程、人机工程等现代化理论的发展，大大加快了现代工业的发展进程，使社会生产力又跃上了一个新水平。起重机由于具备既能起重、又能载货、机动灵活这一独特的优点，而广泛应用于交通运输、土木建筑业（包括建筑工程、公路桥梁工程、

14、市政修建工程、机械化基础工程等）电业、野外作业、石材业、码头的货物装卸与远距离转移货物，加装附加装置后，还可用于桥梁维修、高空架线与检测等作业中。随着国家基础建设的规模不断加大，起重机在起重运输行业作用也将越来越大。从产品的市场情况来看，需求量越来越大。目前，随着科学技术进步的加快，世界各国起重机的生产有了较大的发展，从最初的小型单一产品，已发展成全系列、大力矩、多功能、外型美观、操作简单、使用安全，并能进行有线或无线遥控的先进产品，可以说起重机的发展已进入了成熟期。由于国外劳动力费用高，强调工作效率，施工中基本不存在人工装卸，起重机有使用灵活、技术成熟等特点，所以在欧洲市场起重机市场前景广阔

15、。我国起重机起步较晚，但随着科学技术的进步和市场需求的增加，我国起重机的生产水平将会日益发展和完善，产品将具有更大的市场潜力。目前，在沿海城市和地区，起重机的销售形势正逐步好转，特别是大吨位起重机，正受到南方个体用户的青睐，并有向地推进的趋势。由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以与产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长，起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。目前

16、世界上最大的履带起重机起重量3000t，最大的桥式起重机起生日一1200t，集装箱岸连装卸桥小车的最大运行速度已达350m/min，堆垛起重机级最大运行速度240mmin，垃圾处理用起重机的起升速度达100mmin。工业生产方式和用户需求的多样性，使专用起重机的市场不断扩大，品种也不断更新，以特有的功能满足特殊的需要，发挥出最佳的效用。例如冶金、核电、造纸、垃圾处理专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、集装箱专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，适应性比以往更强。德国德马格公司研制出一种飞机维修保养的专用起重机，在国际市场打开了销路。这种起重机安装在房屋结构上，跨度大、起升高度大、

17、可过跨、停车精度高。在起重小车下面安装有多节伸缩导管，与飞机维修平台相连，并可作3600旋转。通过大车和小车的位移、导管的升降与旋转可使维修平台到达飞机的任一部位，进行飞机的维护和修理极为快捷方便。用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本一样的构件、部件和零件制成有多种用途，有一样联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。达到改善整机性能，

18、降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降12，生产成本下降45，经济效益十分可观。德国德马格公司还开发了一种KBK柔性组合式悬挂起重机，起重机的钢结构由冷轧型轨组合而成，起重机运行线路可沿生产工艺流程任意布置，可有叉道、转弯、过跨、变轨距。所有部件都可实现大扎遏生产，再根据用户的不同需求和具体物料搬运路线在短时间将各种部件组合搭配即成。这种起重机组合性非常好，操作方便，能

19、充分利用空间，运行成本低。有手动、自动多种形式，还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机与手动堆垛起重机，甚至能组成大型自动化物料搬运系统。 起重机的更新和发展，在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断与数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故

20、障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯与控制、无接触供电与三维条形码技术等将广泛得到应用。使起重机具有更高的柔性，以适合多批次少批量的柔性生产模式，提高单机综合自动化水平。重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置，使起重机具有优良的调速和静动特性，可进行操作的自动控制、自动显示与记录，起重机运行的自动保护与自动检测，特殊场合的远距离遥控等，以适应自动化生产的需要。在此，本文将对用于大型重载搬运生产中的50/10双梁桥式起重机大车运行机构与主梁进行设计说明。2 大车运行机构方案拟订以与选择大车运行机构用里驱动大车的行走，是大车纵向运动的动力

21、机构。大车运行机构一般有一个或两个大功率的电动机来输出转矩，供给各个与之联接的轴。轴再分别与减速器（一个或两个）联接，减速器再与车轮联接（也可以减诉器与电动机联接，依据所选驱动方案而定），从而输出动力给车轮，驱动整个大车运行机构前进或后退。由此过程即可以得出大车运行机构的传动原理：大车运行机构的动力由电动机发出，经制动轮联轴器、补偿轴和半齿联轴器将动力传递给减速器的高速端，并经减速器把电动机的高转速降低到所需要的的转速之后，由低速轴传出，又经全齿联轴器把动力传递给大车的主动车轮组，从而带动了大车主动车轮的旋转完成桥架纵行吊运重物的目的。表2-1 50/10双梁桥式起重机大车运行机构与主梁技术性

22、能表项目参数项目参数工作级别M6车轮直径（mm）Ø800跨度（m）28减速器速比 41.64运行速度（m/min）87.92电动机功率(kW)22基距（m）5电动机转速（r/min）1475三相交流电源380V 50Hz最大轮压（kN）395缓冲行程（mm）110限位开关LX33-12钢轨型号QU1202.1大车运行机构的几种常用方案 大车运行机构可以分为集中驱动和分别驱动两种形式。由一套驱动装置，通过中间轴来驱使大车两边主动车抡旋转的驱动，叫做集中驱动。由两套各自独立的驱动装置，来驱使桥架两边主动车轮的转动，这种驱动方式叫做分别驱动。在新型的桥式起重机上，一般多采用分别驱动，只有在

23、吨位小的时候或旧式的桥式起重机上仍采用集中驱动的形式。2.1.1低速集中驱动电动机通过全齿联轴器与减速器联接，减速器带动传动轴旋转。各传动轴是通过连轴器联接在一起的。传动轴的末端是装有主动轮，制动器装在电动机外伸轴端上，也可以装在电动机与减速器相连的轴上。这种传动形式传动轴转速一般只在50100z转/分围之，但却能传递较大的扭矩。因此，轴、轴承、联轴器和轴承座的尺寸都较大，这就使得整个运行机构变重，一般只用于小起重机和小跨度的桥式起重机上。此外，这种低速集中驱动形式也有采用开式齿轮传动结构的。低速集中驱动如图2-1所示。2.1.2中速集中驱动电动机经制动器和减速器带动传动轴旋转。传动轴又经开式

24、齿轮驱动车轮沿轨道运行。各段传动轴是通过联轴器连接在一起的。这种传动形式与低速集中传动形式比较，由于转速增高到200300转/分，传动扭矩相对减小了，所以轴、轴承、连轴器、轴承座的尺寸也随之减小，使整个运行机构减轻了重量。但传动轴两端的开式齿轮磨损却很快。另外，由于车轮安装在固定的心轴上，所以装卸和维修也不方便。现在这种结构已不再使用了。中速集中驱动如图2-2所示。2.1.3高速集中驱动电动机通过补偿轴与左右两个减速器相联接。制动器设在电动机的一侧。在减速器的高速轴端，因转速较高，故多采用补偿轴联接，以保证安装精度和减轻联轴器的齿轮磨损。这种驱动形式，其运行速度快，可以达到6001500转/分

25、，传动机构的尺寸小，重量轻。它的缺点是所传递的扭矩小，需要两个减速器，对传动轴的加工精度要求高（通常是每米轴长的径向跳动不超过0.5mm）。高速集中驱动如图2-3所示。图2-1 低速集中驱动运行机构1电动机；2全齿联轴器；3减速器；4传动轴；5制动器；6主动轮 图2-2 中速集中驱动运行机构1车轮；2轴承座；3联轴器；4减速器；5制动器；6电动机；7中速轴；8开式齿轮图2-3 高速集中驱动运行机构1电动机；2高速轴；3减速器；4车轮；5联轴器2.1.4分别驱动分别驱动是指采用两套各自独立的驱动装置，来驱使桥架两边主动车轮转动的方式。它的特点是：大车两端的每套驱动机构都是单独的由电动机、制动器、

26、补偿轴、减速器和主动车轮等零部件组成的。分别驱动又分为普通型和“三合一”的方式两种不同结构。普通型即是采用两组互不关联互不干扰的驱动装置对大车两端的车轮分别驱动（图2-4a）。“三合一”的方式，即将电动机、制动器与减速器合成一个整体，使其体积小、重量轻、结构紧凑等优点更为显著（图2-4b）。“三合一”方式的缺点是行走部分的振动比较剧烈，对传动机构和金属结构有不良影响，不利于安全。不管所选取的是那种分别驱动的方式，两台电动机之间均可以采用一套电气联锁控制装置，或完全没有联系的两套独立的电气控制装置来对大车运行机构进行控制。分别驱动也在现代桥式起重机上得到广泛的应用。图2-4 桥式起重机分别驱动运

27、行机构2.2大车运行机构方案分析根据前几种方案的叙述，可以得出：2.2.1低速集中驱动这种传动形式传动轴转速一般只在50100z转/分围之，但却能传递较大的扭矩。因此，轴、轴承、联轴器和轴承座的尺寸都较大，这就使得整个运行机构变重，一般只用于小起重机和小跨度的桥式起重机上。2.2.2中速集中驱动这种传动形式与低速集中传动形式比较，由于转速增高到200300转/分，传动扭矩相对减小了，所以轴、轴承、连轴器、轴承座的尺寸也随之减小，使整个运行机构减轻了重量。但传动轴两端的开式齿轮磨损却很快。另外，由于车轮安装在固定的心轴上，所以装卸和维修也不方便。现在这种结构已不再使用了。2.2.3高速集中驱动这

28、种驱动形式，其运行速度快，可以达到6001500转/分，传动机构的尺寸小，重量轻。它的缺点是所传递的扭矩小，需要两个减速器，对传动轴的加工精度要求高（通常是每米轴长的径向跳动不超过0.5mm）。2.2.4分别驱动这种驱动方式的特点是：由于省去了中间部分的传动轴，所以大车运行机构的重量减轻很多，同时走台尺寸与大车重量也随之减小。许多单位做过统计，在起重量为10吨，跨度为25米的桥式起重机上，由集中驱动形式改为分别驱动形式后，大车运行机构本身与走台部分一共可以减轻3.5吨。分别驱动的结构，不因其主梁的变形而在大车传动性能方面受到影响，从而保证了运行机构多方面的可靠性。分别驱动形式，当一端电动机损坏

29、后，另一端的电动机依然可以维持短时间工作，而不致造成集中驱动结构形式那样，由于电动机出现故障就马上会造成停工或引起事故。2.3大车运行机构方案选择此次设计的桥式起重机，起重量为50/10吨，加上其自重（约15吨左右），所以大车运行机构要驱动的最大负载为65吨左右。这种吨位属于重负荷大型起重机类型，由以上分析可以得知分别驱动更适合这种吨位的起重机。所以这里优选分别驱动形式。使用分别驱动形式就可以大幅度减轻大车本身的自重，是整个电机的负荷和车轮的负载都尽量降低，从而达到最可靠的生产安全性和最大的经济效益。为了减少传动轴的使用和尽量减少联轴器的个数，这里选用图1-4a结构的普通型分别驱动方式，以达到

30、节省起重机生产成本的目的。3 主梁方案的拟订与选择主梁起重机的重要组成部分，其强度和刚度的性能将直接影响整个式起重机的质量和生产的安全。它一方面只承着小车，允许小车在它上面横向行驶；另一方面又是起重机行走的车身主体（主梁和两边端梁一起构成整个车体，即桥架），可以沿铺设在厂房上面的轨道行驶。在各种生产环境的起重机使用中，主梁的结构形式通常较多，但在设计和制造的时候首先必须满足强度和刚度的要求，而且也要考虑到主梁自身的重量和它的外形尺寸要小，加工制造简单，适合大批量自动化生产、运输、存放和使用维修方便、成本低等一系列因素。这些因素往往是相互矛盾的实际应用中就要结合具体的使用以与制造条件来考虑。3.

31、1主梁常用的几种方案概括起来分析，桥式起重机主梁的结构形式通常有工字钢、结构桁架形和箱形三种。3.1.1工字钢主梁即主梁由一根工字钢组成，它的两端只支承在端梁上，端梁的断面通常为形或者正方形形状。为了增加工字钢的承载能力，也可以在工字钢上附加焊接上一些加强杆件；为了增加主梁的水平刚性，在其侧面附加焊接水平加强杆件或水平桁架，并兼作走台。单工字钢主梁只用在单轨葫芦小车上，双工字钢主梁可以作为手动或电动双梁起重机的桥架。而小车轨道即铺设在工字钢顶上。这种工字钢主梁的桥架结构简单、加工方便、但承载能力也较差，刚度也较小，但只能用在跨度和起重量都不大的场合。3.1.2桁架主梁桁架主梁是使用的较早的一种

32、桥架形式，它多采用两根主梁。两根主梁都是空间四桁架结构，由主桁架和副桁架与上下水平桁架组成。各种桁架由不同型号的型钢（角钢、槽钢）焊接而成。小车轨道铺设在主桁架上，所以主桁架承受大部分垂直载荷。上下水平桁架承受水平力，并保证桥架水平方向的刚性。在水平桁架上铺设花纹钢板充当走台，走台上的钢板同时也加强了水平桁架的的承载能力。在走台上安装有大车运行机构和电气设备。3.1.3箱形主梁箱形主梁又上下盖板与左右腹板焊接而成，其断面为封闭的箱形。小车运行轨道安装在盖板上。根据轨道在主梁上安装位置的不同，箱形主梁结构可以分为以下几种具体的形式：双主梁正轨箱形梁（图3-1a），这种形式的小车轨道安装在主梁正中

33、。为了防止盖板变形，在箱形主梁部，每隔一定的间隔加焊了“长加劲板”以与“短加劲板”。桥架的刚度则由两根主梁来保证。在两主梁外侧设有走台，一侧走台上安放大车运行机构，另一侧走台上安装有电气设备。走台增加了桥架的整体刚度，便于起重机的维修。但加大了桥架的自重和对主梁的附加扭矩，所以在一些新设计的桥架中，有的取消了走台，有的则减小了走台的宽度。从主梁受力来考虑，主梁纵向外形以抛物线为优，但抛物线形状制造费工，故一般将两端做成斜线段式。国生产的5125T桥式起重机大多为这种正轨双主梁形式。箱形双主梁偏轨主梁（图3-1b、c） 小车轨道放在双主梁侧的腹板上方（主腹板上）。它的主要优点是最大限度地减少了翘

34、加的辅助构件，充分地利用了材料。由于轨道有了主腹板的支承，改善了上盖板的受力条件，因此可以减少主梁部短加劲板的数目和主梁焊接时的变形，有利于提高主梁的加工质量和生产效率。为了减轻主梁的自重，有时在腹板上开许多窗口，并在窗口上镶有板条式框架（增加腹板的稳定性），这种结构为“空腹箱形”，多用在大起重量的起重机上。半偏轨箱形双主梁（图3-1d） 其小车轨道半偏心放在主梁上。它的优点是基本与偏轨双梁相似，可以节约钢材，简化工艺，而且也减小了主腹板的受力。这种形式国外均已在采用。图3-1箱形主梁结构形式（a）双主梁正轨箱形梁 （b）箱形双主梁偏轨主梁（c）大起重量用的偏轨箱形双梁（空腹副腹板） （d）半

35、偏轨箱形双主梁偏轨箱形单主梁 它指用一根箱形主梁来作为桥架的情况下的梁。小车运行机构也只有一根小车沿单轨道行驶。单主梁桥架的突出优点是自重小，节约钢材；缺点是对起重机的维修不便，因而限制了其在桥式起重机上的使用。因但主梁结构的货物容易通过支腿，视野开阔，所以它在龙门起重机上得到了广泛的应用，因为这里是提供给桥式起重机主梁的方案，所以直接可以排除此种方案。3.2主梁方案分析 根据以上对各种方案的叙述，可以得出：3.2.1工字钢主梁这种桥架结构简单、加工方便、但承载能力也较差，刚度也较小，只能用在跨度和起重量都不大的场合。因而对于起重量较大的桥式起重机（50/10吨），工字钢结构存在着一定的局限性

36、。3.2.2桁架主梁这种结构的桥架自重小，风阻力也很小，不仅节省钢材，而且因其稳定的几何结构在小重量的起种工作中发挥了很大的作用。但是其起重量一般不超过10吨，若超过这个围，其外行尺寸就必须很大，这样就会造成很多浪费，而且对厂房的要求也高，必须要保证厂房的建筑高大。3.2.3箱形主梁这种结构可以承受较大的负载，在重型设备和产品的生产中已得到广泛的应用。其中双主梁正轨箱形梁制造维修比较方便，自重也一般不太大，国生产的5125T桥式起重机大多为这种正轨双主梁形式；箱形双主梁偏轨主梁最大限度地减少了翘家的辅助构件，充分地利用了材料。由于轨道有了主腹板的支承，改善了上盖板的受力条件，因此可以减少主梁部

37、短加劲板的数目和主梁焊接时的变形，有利于提高主梁的加工质量和生产效率。为了减轻主梁的自重，有时在腹板上开许多窗口，并在窗口上镶有板条式框架（增加腹板的稳定性），这种结构为“空腹箱形”，多用在大起重量的起重机上；半偏轨箱形双主梁基本与偏轨双梁相似，可以节约钢材，简化工艺，而且也减小了主腹板的受力。这种形式国外均已在采用；偏轨箱形单主梁，由于其不一般不用于桥式起重机所以，这里对其做比较。3.3主梁方案选择主梁是桥式起重机桥架的主要组成部分，其尺寸的大小，决定于起重机自身的重量、跨度、起升高度和主梁所选用的结构形式。主梁的水平长度即为桥架的跨度，也就是两端梁间的距离。主梁间的宽度（双梁结构时）即为桥

38、架的轴距，也就是沿端梁下面最外侧两车轮轴线间的距离。为了保证桥架水平方向的刚度，使其变形在规定围，桥架的轴距与桥架的跨度之比被限制在0.140.2围以。桥式起重机的主梁是用以承担小车重量和外载荷的，因此必须有足够的强度、刚度很稳定性，以保证在规定载荷作用下，主梁的弹性下挠值在允许的围，以与保证运行时不发生变形。综合靠考虑以上因素，以与制造使用的可行性，和生产的方便经济性，这里选用箱形主梁中的双主梁正轨箱形梁。此外，为了不使主梁过早的出现下挠，主梁还应有一定的上拱度，以此来抵消工作中主梁所产生的下挠，保障大车运行机构的传动性能。4 大车运行机构的设计大车运行机构的设计计算包括：电动机、减速装置和

39、制动器的确定以与主动轮与轨道之间的附着力的验算。设计的原始数据主要有：额定起升量Q、起重机自重G（包括小车重量）、运行速度v，工作级别、用途与工作条件等。4.1运行阻力的计算起重机或小车在稳定运行过程中所受到的阻力称为静阻力。静阻力由摩擦阻力、坡道阻力和风阻力三项组成，即=+ （N）4.1.1摩擦阻力起重机或小车满载运行时的最大摩擦阻力为 （N）式中：起升载荷（N）；起重机运行小车自重载荷（N）；滚动摩擦系数（mm），由表4-1查取；车轮轴承摩擦系数，由表4-2查取；与轴承相配合处车轮轴直径（mm）；车轮踏面直径（mm）；附加摩擦阻力系数，见表4-3；摩擦阻力系数，初步计算时可按照表4-4选取

40、。满载运行时的最小摩擦阻力 （N）空载运行时最小摩擦阻力 （N）表4-1 滚动摩擦系数车轮材料钢轨形式车轮踏面直径（mm）100，160200，320400，500630，710800900，1000钢平顶钢轨0.250.30.50.60.70.7圆顶钢轨0.30.40.60.81.01.2铸铁平顶钢轨-0.40.60.80.90.9圆顶钢轨-0.50.70.91.21.4表4-2 轴承摩擦系数轴承形式滑动轴承滚动轴承轴承结构开式稀油润滑滚珠和滚柱式锥形滚子式0.10.080.0150.02表4-3 附加阻力系数车轮形状机构驱动形式圆锥车轮桥式起重机大车运行机构集中1.2圆柱车轮有轮缘桥式、门

41、式和门座起重机的大车运行机构分别1.5无轮缘分别1.1有轮缘具有柔性支腿的装卸桥、门式起重机的大车运行机构分别1.3有轮缘双梁桥、门式起重机小车运行机构滑线集中2.0电缆集中1.5有轮缘偏心载荷单梁小车运行机构滑线1.6无轮缘1.5有轮缘电缆1.3无轮缘1.2圆锥车轮（单轮缘）悬挂在工字钢梁上的小车运行机构单边驱动1.5双边驱动2.0表4-4 摩擦阻力系数车轮直径(mm)车轴直径(mm)滑动轴承滚动轴承200以下50以下0.0280.02200 - 40050 - 600.0180.015400 - 60065 - 900.0160.01600 - 80090 - 1000.0130.006注

42、：计算电动机功率时，应将表中的值加大0.005；在曲线轨道上运行上塔式起重机 值加大一倍。单主梁起重机垂直反滚轮式小车满载运行时的最大摩擦阻力 （N）式中：垂直反滚轮的轮压（N）；、分别为垂直反滚轮的轴承径和踏面直径（mm）。单主梁起重机水平反滚轮式小车满载运行时的最大摩擦阻力 （N）式中：水平反滚轮的轮压（N）；、分别为水平反滚轮的轴承径和踏面直径（mm）。4.1.2坡道阻力计算公式如下：式中：为坡度角。当坡度很小时，在计算中可以用轨道坡度代替，即值与起重机类型有关。桥式起重机为0.001，门式和门座式起重机为0.003，建筑塔式起重机为0.005，桥架上的小车为0.002。在臂架或桥架悬臂

43、上运行的小车，值应由计算确定。4.1.3风阻力只有露天工作的起重机才考虑风阻力的因素。露天工作的起重机要考虑的风阻力有起重机所受的风阻力和起吊物品所受的风阻力，由于本设计是桥式起重机，其多用于厂房的物料搬运，它的工作环境是室，所以不必考虑风阻力，这里不再赘述。另外，除以上三项基本运行阻力外，有时还需要考虑特殊运行阻力，如加速运行时的惯性阻力： （N）式中：起重机的平均加速度（），见表4-5；重力加速度（）； 1.5考虑驱动突变时对结构产生的动效应。 对于在曲线轨道（弯道）上运行的起重机，还要考虑曲线运行附加阻力： （N）式中：曲线运行附加阻力系数，一般须实验测定。对于塔式起重机，可以取。表4-

44、5 运行机构加（减）速度与相应的加（减）速时间的推荐值运行速度（m/s）行程很长的低、中速起重机通常用的中、高速起重机采用大加速度的高速起重机(s)（）(s)（）(s)（）4.00-8.00.506.00.673.15-7.10.445.40.582.50-6.30.394.80.522.009.10.225.60.354.20.471.608.30.195.00.323.70.431.006.60.154.00.253.00.330.635.20.123.20.19-0.404.10.0982.50.16-0.253.20.078-0.162.50.064-4.2电动机的选择4.2.1概述起

45、重接写的工作特点：反复短时运行，频繁起、制动和反转，经常过载，有较强的机械振动和冲击，工作环境多灰尘，且还有金属粉末等。为满足起重机的工作要求，起重机用电动机与一般工业用电动机相比有如下特点：1）起重机用电动机按断续周期性工作类型制造，通常用负载持续率（接电持续率）、接电次数和起重次数3个参数表述起重起重机电气设备的断续周期工作制状况，并作为选型的重要依据；2）起重机用电动机具有较高的启动转距和最大转距（即过载能力）；3）起重机电动机具有较小的转子转动惯量，转子的长径比较大；4）起重用电动机最大安全转速超过额定转速的倍数较高，一般为同步转速的2.5倍；5）起重机用电动机具有2种以上地缘等级，分

46、别使用在不同的环境温度下。具体到我国的实际，我用的专用的直流和交流电动机。直流4.2.2电动机静功率通过公式：式中： 初选运行速度（m/s）机构传动效率，可取=0.850.95电动机个数根据次公式结合本毕业设计课题4.2.3电动机初选一般可根据电动机的静功率和机构的接电持续率JC值，对照电动机的产品目录选用。由于运行机构的静载荷变化较小，动载荷较大，因此所选电动机的额定功率应比静功率大，以满足电动机的起动要求。对于桥式起重机的大、小车运行机构，可按下式初选电动机： （*）式中：考虑到电动机起动时的惯性影响的功率增大系数。室外工作的起重机，常取=1.11.3（速度高者取大值）；对于室工作的起重机

47、与装卸桥小车运行机构，可取=1.22.6（对应的速度取30180m/min）。通过以上公式，带入本设计中的数据4.2.4电动机过载校验运行机构的电动机必须进行过载校验式中：基准接电持续率时电动机额定功率（）平均起动转距标么值（相对于基准接电持续率时的额定转距）；对绕线型异步电动机取1.7，笼型电动机取转距允许过载倍数的90%。运行静阻力（N）按上式计算，风阻力按工作状态最大计算风压q计算，室工作的起重机风阻力为零。运行速度（m/s）;根据与初选的电动机转速n确定传动比i（见减速器的选择）。机构的传动效率。机构总转动惯量，即折算到电动机轴上的机构旋转运动质量与直线运动质量转动惯量之和（）；计算公

48、式为电动机转子转动惯量（）。电动机轴上制动轮和联轴器的转动惯量（）。考虑其他传动件飞轮距的影响的系数，折算到电动机轴上可取（=1.11.2）电动机额定功率（r/min）.机构初选起动时间，可根据运行速度确定；一般情况下桥式类型起重机大车运行机构=810s,小车运行机构=46s。 带入上面计算的数据 经过计算过载校验合格。4.2.5电动机发热校验 对于工作频繁的工作性运行机构，为避免电动机过热损坏，应进行发热校验。满足下式，电动机发热校验合格：式中：电动机工作的接电持续率JC值、CZ值的允许输出量（kW）。工作循环中，负载的稳定功率（kW）；按下式计算。式中：G稳态负载平均系数，见下表4-6通过

49、带入数据经过验算确定所以发热校验合格表4-6 运行机构稳态负载平均系数G运行机构室起重机室外起重机小车大车G10.70.850.75G20.80.900.80G30.90.950.85G4110.904.2.6起动时间与起动平均加速度校验 满载、上坡、迎风的起动的时间计算公式如下：式中：电动机的平均起动转距；满载、上坡、迎风时作用于电动机轴上的静阻力距，按下式计算。式中： 减速器传动比 起动时间一般应满足：对大车，=810s；对小车，=46s。时间也可参照下表4-7确定。起动平均加速度为了避免多大的冲击与物品摆动，应验算起动时的平均加速度，一般在允许的围参考下表，计算公式如下：式中：起动平均加

50、速度运行机构的稳定运行速度起动时间相关数据选择参见下表3-7：表4-7 运行机构加（减）速度a与相应加（减）速度时间t的推荐值运行速度行程很长的低速与中速起重机通常使用的中速起重机才用大加速度的高速起重机加（减）速度时间加（减）速度加（减）速度时间加（减）速度加（减）速度时间加（减）速度4.003.152.502.001.601.000.630.400.250.16-9.18.36.65.24.13.22.5-0.220.190.150.120.0980.0780.0648.07.16.35.65.04.03.22.5-0.500.440.390.350.320.250.190.16-6.05

51、.44.84.23.73.0-0.670.580.520.470.430.33-4.2.7选择合适的电动机型号（表4-8）通过计算和查阅资料决定选择电动机型号如下：表4-8 电动机的选择电动机型号YZP225M-5功率kM22转速r/min1475综合考虑到生产中应用的经济性，通过计算选定大车运行构选YZP225M-5型电动机来提供给大车前进和后退时的的动力。4.3减速器的选择4.3.1概述减速器是桥式起重机中重要的部件，他的作用是把电动机的高转速，降低到各机构所需要的工作转速。桥式起重机中减速器主要用来调整主起升机构、副起升机构以与大小车运行的速度，减速器的种类有很多，由于齿轮减速器在使用过

52、程中效率高，工作寿命长，维护使用方便，因而在桥式起重机中的应用也很广。在此对大车运行机构所需要的减速器进行计算然后根据计算选择经济合理的。4.3.2减速器型号的选择通过计算和查阅资料，桥式起重机上多采用封闭式结构的减速器，齿轮都装在封闭的外壳，灰尘进不去，润滑良好。由于减速器润滑条件好，维修方便，使用耐久，所以在近代的桥式起重机上都有广泛应用 通过计算和资料确定主大车运行机构的减速器为LENDER产品如下表3-1：表3-1项目型号速比大车运行机构K4SH08-C41.644.4制动器的选择4.4.1制动器概述动力驱动的起重机，其起升、变幅、运行、旋转机构都必须装设制动器。人力驱动的起重机，其起升机构和变幅机构必须装设制动器或停止器。起升机构、变幅机构的制动器，必须是常闭式的。起升机构不宜采用重物自由下降的结构。如采用重物自由下降结构，应有可操纵的常闭式制动器。根据规定：每套制动器安全系数，不应小于表4-14的规定；制动器应有符合操作频度的热容量；制动器对制动带摩擦垫片的磨损应有补偿能力；制动带摩擦垫片与制动轮的实际接触面积，不应小于理论接触面积的70%；带式制动器的制动带摩擦垫片，其背衬钢带的端部与固定部分的连接，应采用铰接，不得采用螺拴连接、铆接、焊接等钢性连接型式；人力控制制动器，施加的力与行程不应大于表4-15