桥式起重机设计说明书

1、内容摘要桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。最基本的形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机都是在通用吊钩桥式起重机的基础上派生发展出来的。本次设计主要介绍了桥式起重机的整体设计理论和设计过程，其中重点设计了桥式起重机的起升机构、运行机构等，主要包括桥式起重机主副起升机构、小车和大车运行机构的整体设计及传动机构的布置，小车和大车运行机构的计算。关键词：桥式起重机 卷筒 运行机构 起升机构AbstractBridge crane is the most widely used the ownership of the largest kin

2、d, orbits cranes, its rated from several tons of lifting weight to hundreds of tons. The most basic form is general hanger bridge cranes, other forms of cranes are in general hanger bridge crane is developed on the basis of the derived. This design mainly introduces the overall bridge crane design t

3、heory and design process, in which key design of the bridge crane hoisting institutions, mechanism, etc, mainly including bridge crane Lord vice hoisting mechanism, cars and cart the integral design of the mechanism and transmission mechanism, cars and arrangement of the cart mechanism calculated. K

4、ey words：Bridge crane drum mechanism Hoisting mechanism1 概述1.1 桥式起重机的发展概述我国起重机最早是通过学习和仿造前苏联的技术制造出来的，因此，我国起重机到现在还残留着前苏联起重机原型的影子。受到我国国内条件以及传统冶金工艺的制约，国内起重机制造业在改革开放前几乎没有发展，还是50年代前苏联的水平。改革开放后，国内起重机生产厂家开始对起重机进行各种摸索和改进，来适应日益强大的生产需求，其中既有成功的例子，也有失败的教训。20世纪90年代以来，以我国起重机龙头企业太原重型机械厂和大连起重机厂为首，一些厂家开始与国外同行接触，进行技术合

5、作，把经过实践检验成熟可靠的技术应用于新的产品中，为我国铸造起重机行业揭开了新的篇章。为了在国际起重机行业占有一席之地，我们还必须在引进吸收先进技术的同时，举一反三，积极探索铸造起重机的发展方向，以形成自己的特色和优势。起重机是指能在一定范围内垂直起升和水平移动物品的机械，具有动作间歇性和作业循环性，多用于人力不能完成的任务。桥式起重机：横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥，所以又称“天车”或者“行车”。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用

6、桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。1.2 桥式起重机的发展方向概述随着工业的发展，桥式起重机日常趋向高速化大型化智能化方向发展。高速化：大型桥式起重机主起升机构的起升速度已达12mmin，付起升速度15mmin，主副小车运行速度均在40mmin，大车运行80mmin以上。 大型化：由于石油、化工、冶炼造船以及电站等的工程规模越来越大，所以吊车起吊物品的重量也越大。如海上采油平台的超大结构件重大3000T。英国亚当森公司生产的世界上最大的铸造起

7、重机起重量已达550t，目前国内最大的太原重工股份公司生产的450t起重机。智能化：整机电控配置先进，已发展到全部机构变频调速，检测手段先进，运行自动监控、自动跟踪、检测智能化，给维护检修提供了便捷。在起重机械上应用计算机技术，可以提高作业性能，增加安全性，以至实现无人自动操作。因此对于大型化的铸造起重机，主起升机构安全可靠性的设计就显得更尤为重要。否则一旦发生事故后果是十分严重的。1.3 桥式起重机的特点概述桥式起重机是桥架型起重机的一种，它依靠起升机构和在水平面内的两个相互垂直方向移动的运行机构，能在矩形场地及其上空作业，是工矿企业广泛使用的一种起重运输机械。它具有承载能力大，工作可靠性高

8、，制造工艺相对简单等优点。桥式起重机一般有大车运行机构的桥架、装有起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等几大部分组成。外形像一个两端支承在平行的两条架空轨道上平移运行的单跨平板桥。起升机构用来垂直升降物品，起重小车用来带着载荷作横向移动，以达到在跨度内和规定高度内组成的三维空间里做搬运和装卸货物用。桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。最基本的形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机都是在通用吊钩桥式起重机的基础上派生发展出来的。2 桥式起重机的介绍2.1 桥式起重机的分类可以分为三大类:1)通用桥式起重机 2)专用桥式起重机

9、3)电动葫芦型桥式起重机：1)通用桥式起重机通用桥式起重机是指在一般环境中工作的普通用途的桥式起重机(见标准GB/T14405-93)以下类型的起重机都属于通用桥式起重机：通用吊钩桥式起重机 抓斗桥式起重机 电磁桥式起重机两用桥式起重机 三用桥式起重机 双小车桥式起重机 2）专用桥式起重机冶金桥式起重机 防爆吊钩桥式起重机 绝缘吊钩桥式起重机 3）电动葫芦型桥式起重机其特点是桥式起重机的起重小车用自行式电动葫芦代替，或者用固定式电动葫芦作起重小车的起升机构，小车运行、大车运行等机构的传动装置也尽量与电动葫芦部件通用化。因此,在中小起重量范围的一般使用场合使用越来越广泛，甚至有替代某些通用桥式起

10、重机的趋势。 电动梁式起重机 电动葫芦桥式起重机 2.2 桥式起重机运行机构设计的目的、内容和要求1）设计的目的其目的在于通过桥式起重机设计，使我们在拟订传动结构方案、结构设计和装配、制造工艺以及零件设计计算、机械制图和编写技术文件等方面得到综合训练；并对已经学过的基本知识、基本理论和基本技能进行综合运用。从而培养具有结构分析和结构设计的初步能力；使学生树立正确的设计思想、理论联系实际和实事求是的工作作风，作为毕业设计的选题不仅可以检验自己的机械专业能力还可以考察创新创造能力。为以后对起重机的设计与研发做了很好的铺垫。2） 设计的内容主起升构的计算：确定机构的起升传动方案、钢丝绳的选择、滑轮和

11、卷筒的计算、根据静功率初选电动机、减速器的选择、制动器的选择、起动时间与起动平均加速度的验算、电动机的发热验算、联轴器的选择等；副起升机构的计算：确定机构的起升传动方案、钢丝绳的选择、滑轮和卷筒的计算、根据静功率初选电动机、减速器的选择、制动器的选择、起动时间与起动平均加速度的验算、电动机的发热验算、联轴器的选择等；小车的运行机构计算：确定机构的布置简图、轮压的计算、电动机的选择、制动器的选择、减速器强度验算、联轴器的计算、车轮计算、车轮轴的计算等；大车的运行机构计算：确定机构的布置简图、轮压的计算、电动机的选择、制动器的选择、减速器强度验算、联轴器的计算、车轮计算、车轮轴的计算；3） 设计的

12、要求1、机构要紧凑，结构要轻；2、和桥架配合要合适。这样，桥架容易设计，机构好布置，并且使走台不致过大；3、尽量减轻主梁的扭转载荷，不影响桥架的刚度；4、维护检修方便，结构布置合理；5、设计要安全可靠，符合工作要求。2.3 主要技术参数起升高度：8m起升速度：2.616m/min小车速度：30m/min大车速度：40m/min工作级别：5级JC值：25跨度：34m3 主起升机构的计算3.1 主要参数与机构的布置简图：已知：起重量：Q=20t工作类型：中级（JC%=25）最大起升高度：8m起升速度：2.616m/min机构布置简图如图1所示1.电动机 2.联轴器 3.传动轴 4.制动器 5.减速

13、器 6.卷筒 7.轴承 8.平衡滑轮 9.钢丝绳 10.滑轮组 11.吊钩图1 主起升机构传动简图3.2 钢丝绳的选择:根据起重机的额定起重量,选择双联起升机构滑轮组分倍率为4,钢丝绳缠绕方式如图2所示: 图2 主起升钢丝绳缠绕简图1） 钢丝绳所受的最大静拉力:式中 Q 额定起重量,Q=20000kg G钩吊钩组重量,G钩=500kg (吊钩挂架的重量一般约占额定起重量的2%4%,这里取勾钩挂架重量为500kg) M 滑轮组倍率,m=4 组滑轮组倍率, 组=0.98 kg2） 钢丝绳的选择:所选择钢丝绳的破断拉力满足:而S绳=aS丝, n绳钢丝绳的安全糸数,对于中级n绳=5.5由上式可得:kg

14、根据S丝查钢丝绳产品目录(附录12)可选用:钢丝绳6×19171701光右交(GB112074) S丝=18400kg;因为S丝>16920kg,所以满足要求,钢丝绳直径为d绳=17mm.3.3 滑轮和卷筒的计算1） 滑轮和卷筒最小直径的确定:确保钢丝绳具有一定的使用寿命,滑轮和卷筒直径(自绳槽底部起的直径)应满足： D(e-1) d绳式中e糸数,对中级工作类型的桥式起重机,取e=25所以, D(25-1)×17=408mm 取卷筒和滑轮直径为D=500mm2） 卷筒长度和厚度的计算:(如图3所示)图3 双联卷筒尺寸图L双=2(L0+L1+L2)+L光L0=(Hmax

15、·m/·D0+n)·t式中Hmax最大起升高度, Hmax=8mn钢丝绳安全圈数,使钢丝绳尾受减小便于固定,通常n=1.53圈;取n=2t 绳槽节距,t=d绳+(24)=1921,取 t=20mmD0卷筒的计算直径(按缠绕钢丝绳的中心计算)D0=D+d绳=500+17=517mmL光卷筒左右绳槽之间不刻槽部分长度,根据钢绳允许偏角确定L光=L3-2Hmin·tga2其中L3 吊钩组两侧滑轮绳槽中心线之间的距离，L3=415mmHmin当吊钩滑轮组位于上部极限位置时,卷筒轴和滑轮轴之间距离,Hmin=1300mma2卷筒绕出的钢丝绳分支相对于铅垂线的允许偏

16、斜角a256度,取tga2=tg6=0.1 L光4152×1300×0.1=155mm L0 卷筒半边的绳槽部分的长度： L0=(8000×4/3.14×5172)×20=434mm卷筒长度L双=2×(434+6×20)+155=1263mm取L双=1300mm,卷筒材料采用HT200,其壁厚可按经验公式确定=0.02D+(610)=0.02×500+8=18 取=22mm卷筒壁压应力验算:MPa由选用HT200,最小抗拉强度b=195MPa；许用应力y=b/n=130MPa；ymax<y,故强度满足要求足够

17、；3） 卷筒转速转/分转/分因为是变速起升,计算时仍应该用最大转速来选电动机。3.4 根据功率初选电动机：起升机构静功率计算：式中起升机构总效率 , =组·简·传 =0.98×0.98×0.95=0.91kw初选电动机功率: NJC%-25=0.81×58.89=50.05kw查电动机产品目录(附录28),选择较接近的电动机JZR26310;JC%=25时,功率N=60KW,转速n=580 r/min,最大转矩倍率=3.48,电动机转子飞轮矩GD2电=14.89kg·m2,电机的质量G电=840kg;由于起升速度要求为2.616m/m

18、in，所以采用在电动机电源处安装变频器，进行变频调速。根据所选电动机为60kw，可选用日本YSAKAS(安川)VS616G54075变频器，该变频器输出功率为75kw,额定电流为I变=165A;因为所选电动机的额定电流为I电=135A，即I变>I电,所以验算通过，选的变频器符合要求。计算要调频的范围，根据变频调速的基本原理：已知电动机转速为580r/min,采用的电源频率为f1=50HZ，可得出np=5所以可得出： 因为,nmin=n卷筒min×i减所以得出调频范围为8.550HZ，就可以得到要求的起升速度范围。3.5 减速器的选择1）起升机构的传动比根据传动比i=15,电动机

19、功率N=60kw,电动机转速n=580r/min,工作类型中级,从减速器产品附录(26)可选用ZQH753CA型减速器传动比i=16,允许输入减速器的功率为93kw(JC%=25)2）验算减速器被动轴的最大扭矩及最大径向力最大扭矩验算: Mmax=0.75××M额×i×式中M额电动机的额定扭矩N·mi 传动比,i=16;电动机至减速器被动轴的转动效率, =0.94电动机最大的转矩倍数, =3.48M减速器低速轴上的最大短暂容许扭矩, M=75500N·mMmax×812.5×16×0.94=3189.42

20、 N·m所以, Mmax<M;最大径向力的验算:式中Smax卷筒上钢丝绳最大拉力, Smax=26150N G卷卷筒重量, G卷=8000N(参阅大起厂资料)P低速轴端的最大容许径向载荷P=99400N所以,Pmax<P，满足要求；3） 实际起升速度的验算实际起升速度:m/min并要求起升速度偏差应小于15%:所以，满足要求。3.6 制动器的选择制动器装在高速轴上,其制动力矩应满足下式： M制动K制·M制静(N·m)式中K制制动安全糸数,对中级工作类型, K制=1.75;M制满载时制动轴上之静力矩式中机构总效率, =0.91 NmK制·M制静

21、=1.75×753.5=1318.6Nm根据以上计算的制动力矩K制M制静,从制动器产品目录(附录17)选用JC2400/45C制动器,电磁铁型号MZS145C制动直径400mm,最大制动力矩1600Nm,装配时调整至1400Nm制动时间验算：式中 M制制动器的制动力矩, M制=1600NmM制静满载时制动轴上的静力矩, M制静=753.5NmN电动机转速,n=580r/minV起升速度,V=14.8m/min=0.2467m/s起升机构的效率,=0.91K考虑其它转动飞轮矩影响糸数,换算到电动机时，取k=1.2GD2电电动机转子飞轮矩, GD2电=14.89kg·m2 GD

22、2电电动机轴上联轴器的飞轮矩, GD2电=8.83+1.8=10.33 kg·m2<(12)秒制动时间较短，制动矩较大,为了防止冲击，在使用时可以调节制动力矩,使制动时间在1.25秒左右。3.7 起动时间与起动平均加速度的验算1）起动时间的验算式中M平起电动机的平均起动力矩： M平起1.6·M额1.6×812.5=1300N·mM静 电动机轴上的静力矩N·m(秒)所以，符合起动时间在12之间。2） 起动加速度的验算:m/s根据起重机设计手册表813规定a平<0.2m/s2,所以起重的平均加速度符合要求。3）电动机起动可靠性的验算对于

23、中级工作类型的起升起构应满足下式：式中其中M起max电动机的最大起动力矩N·m M起min电动机必须发出的最小起动力矩N·mN·m N·m所以，M起必>1.5M静，满足要求。3.8 电动机的发热验算根据等效功率验算电动机发热N25K××N静式中N25电动机在JC%=25时的额定功率，N25=60kwN静满载静功率kwK考虑工作类型的糸数，K=0.75糸数，根据机构起动特性t起/t工0.050.1图上查得糸数0.875 K··N静0.75·0.875·54.47=35.75kw计算结果满足N

24、25K××N静3.9 联轴器的选择带制动轮的联轴器通常采用齿形联轴器，根据其所传递的扭矩，被连接轴的轴颈尺寸和转速，从糸列表中选出具体型号，使其满足：M计M其中N1相应于第1类载荷的安全糸数，N118M等效联轴器传递的等效力矩M等效=等效1×等效2×M零额其中等效1计及实际起重量变动影响的等效静载荷糸数,取等效11 等效2计及机构传动制动时动载荷对传动零件影响的等效动载糸数，等效21.6(表121)M零额相应于机构JC%值的电动机额定力矩使至计算零件的力矩M零额= M额812.5 N·mM零额=1×1.6×812.5=130

25、0 N·mM计=1300×1.8=2340 N·m 根据电机轴连接尺寸和计算扭矩M计,同时考虑制动轮直径,制=400mm,查联轴器列表(附录20),选择带制动轮联轴器,允许扭矩M=8000N·m, GD联制28.53kg·m2,并选出CL5型联轴器,其允许扭矩M=8000N·m，GD联制20.42kg·m2,因为，M>M计所以，满足要求。4 副起升机构的计算4.1 主要参数与机构的布置简图 已知：起重量：Q5000kg工作类型：中级（JC%=25） 最大起升高度：10m 起升速度：20m/min机构布置简图与主起升机构

26、类似，不再画出。4.2 钢丝绳的选择根据起重机的额定起重量,选择双联起升机构滑轮组倍率为2，钢丝绳缠绕方式如图4所示：图4 副起升钢丝绳缠绕简图1）钢丝绳所受的最大静拉力:式中 Q额定起重量,Q=5000kgG钩吊钩组重量,G钩=100kg (吊钩挂架的重量一般约占额定起重量的2%4%,这里取勾钩挂架重量为100kg)M滑轮组倍率,m=2组滑轮组倍率, 组=0.99kg2） 钢丝绳的选择:所选择钢丝绳的破断拉力满足:而S绳=aS丝；式中n绳钢丝绳的安全糸数,对于中级n绳=5.5S丝钢丝破断拉力（kg）a折减糸数，对于绳6×19的钢丝绳a=0.85n绳钢丝绳安全糸数，对于中级工作类型n

27、绳5.5（表21）由上式可得:kg根据S丝查钢丝绳产品目录(附录12)可选用:钢丝绳6x1912.51551光右交(GB112074) S丝8870kg因为S丝8870kg>8334kg，所以满足要求,钢丝绳直径为d绳=12.5m4.3 滑轮和卷筒的计算1）滑轮和卷筒最小直径的确定:为了确保钢丝绳具有一定的使用寿命,滑轮和卷筒直径(自绳槽底部起的直径)应满足: D(e-1) d绳式中e糸数,对中级工作类型的桥式起重机,取e=25所以, D(25-1)×12.5=300mm，查标准规格选用滑轮的直径D=350mm和卷筒直径为D=400mm2） 卷筒长度和厚度的计算:(如图5所示)

28、图5 双联卷筒尺寸简图L双=2(L0+L1+L2)+L光而L0=(Hmax·m/·D0+n)·t式中Hmax最大起升高度, Hmax=10m N钢丝绳安全圈数,使钢丝绳尾受减小便于固定,通常n=1.53圈;取n=2t绳槽节距,t=d绳+(24)=12.516.5,取 t=16mmL1、L2空余部分和固定钢丝绳所需要的长度，取L1L23·t L1L248mmD0卷筒的计算直径(按缠绕钢丝绳的中心计算)D0=D+d绳=400+12.5=412.5mmL光卷筒左右绳槽之间不刻槽部分长度,根据钢绳允许偏角确定L光=L3-2Hmin·tga2其中L3吊钩

29、组两侧滑轮绳槽中心线之间的距离，L3=350mmHmin当吊钩滑轮组位于上部极限位置时,卷筒轴和滑轮轴之间距离,Hmin=1350mma2卷筒绕出的钢丝绳分支相对于铅垂线的允许偏斜角a256度,tga2=tg6=0.1L光3502×1350×0.1=80mmL0卷筒半边的绳槽部分的长度 L0=(10000×2/3.14×4152)×16 =279mm卷筒长度L双=2×(279+48+48)+80=830mm取L双=850mm,卷筒材料采用HT200,其壁厚可按经验公式确定=0.02D+(610)=0.02×500+8=18

30、取=22mm卷筒壁压应力验算: MPa由选用HT200最小抗拉强度b=195MPa许用应力y=b/n=130MPaymax<y,故强度满足要求足够.3） 卷筒转速转/分4.4 根据功率初选电动机：起升机构静功率计算：式中起升机构总效率 , =组·简·传 =0.99×0.985×0.94=0.917kw按下式初选相应于起升机构JC%值的电动机功率：NJC%-25K电×N静初选电动机功率: NJC%-25=0.85×18.19=15.45kw查电动机产品目录(附录28),选择较接近的电动机JZR2428;JC%=25时,功率N=16

31、KW,转速n=710 r/min,最大转矩倍率=3.92，电动机转子飞轮矩GD2电=1.717kg·m2，电动机轴上额定扭矩：N·m4.5 减速器的选择1） 起升机构的传动比：根据传动比i=22.99,电动机功率N=16kw,电动机转速n=710r/min,工作类类中级,从减速器产品附录(26)可选用ZQ5004CA型减速器传动比i=23.34,允许输入减速器的功率为21kw(JC%=25)，转速n=750r/min.2)验算减速器被动轴的最大扭矩及最大径向力最大扭矩验算:Mmax=0.75××M额×i×M式中M额电动机的额定扭矩,M

32、额=219.7 N·mi传动比,i=23.34电动机至减速器被动轴的转动效率, =0.94电动机最大的转矩倍数, =3.92M减速器低速轴上的最大短暂容许扭矩, M=25000N·mMmax=0.75×3.92×219.7×23.34×0.94=14171 N·m所以, Mmax<M;最大径向力的验算:式中Smax卷筒上钢丝绳最大拉力, Smax=12880NG卷卷筒重量, G卷=3600N(参阅大起厂资料)P低速轴端的最大容许径向载荷P=16500N所以,Pmax<P,满足要求;3)实际起升速度的验算实际起升速

33、度:并要求起升速度偏差应小于15%:所以,满足要求。4.6 制动器的选择制动器装在高速轴上,其制动力矩应满足下式：M制动K制·M制静(N·m)式中K制制动安全糸数,对中级工作类型, K制=1.75;M制静满载时制动轴上之静力矩：式中机构总效率： =0.917；=组×轮×传NmK制·M制静=1.75×753.5=361.6Nm根据以上计算的制动力矩K制·M制静,从制动器产品目录(附录17)选用JWZ300/制动器,电磁铁型号MZD1300制动直径D=300mm,最大制动力矩500Nm，带制动轮联轴器的飞轮矩GD联2=1.28k

34、g/m2(附录20)；所以，满足要求。4.7 联轴器的选择电动机轴上采用CL型联轴器，（双锥形轴端），对于CL型齿形联轴器应根据下式选择： M计M式中 M计联轴器传递的计算力矩(N·m)M联轴器许用扭矩(N·m)其中 M等效联轴器传递的等效力矩 M实效=等效1×等效2×M等效M计=n1×M等效其中n相应于第1类载荷的安全糸数，n118(表122)等效1计及实际起重量变动影响等效静载荷糸数,取等效11 (见表120)等效2计及机构传动制动时动载荷对传动零件影响等效动载糸数,等效21.6 (表121)M零额相应于机构JC%值的电动机额定力矩使至计算

35、零件的力矩：M零额= M额219.7 N·mM零额=1×1.6×219.7=351.52 N·mM计=351.52×1.8=636.7 N·m根据电机轴连接尺寸和计算扭矩M计，查联轴器列表(附录20),选择CL3联轴器,允许扭矩M=3050N·m,并选出 GD联20.42kg·m2。因为，M>M计所以，满足要求。4.8 制动时间的验算式中M制制动器的制动力矩, M制=500NmM制静满载时制动轴上的静力矩，M制静=206.6Nmn 电动机转速,n=710r/minV起升速度,V=19.7m/min=0.328

36、m/s起升机构的效率,=0.917K考虑其它转动飞轮矩影响糸数,换算到电动机时，取K=1.2GD2电电动机转子飞轮矩, GD2电=1.717kg·m2GD2联电动机轴上联轴器的飞轮矩，GD2联0.42 kg·m2GD2联制1.28 kg·m2<(12)秒4.9 起动时间的验算式中M平起电动机的平均起动力矩， M平起(1.51.8)M额(1.5×219.7)=(329.5395)N·m取M平起360 NmM静电动机轴上的静力矩N·mV起升速度，V19.7m/min=0.328m/s(秒)4.10 电动机的发热验算根据等效功率验算电

37、动机发热 N25K××N静式中N25电动机在JC%=25时的额定功率，N25=16kwN静满载静功率 kwK考虑工作类型的糸数，K=0.75糸数，根据机构起动特性t起/t工0.050.1图上查得糸数0.875K··N静0.75·0.875·17.911.747kw计算结果满足N25K××N静，满足要求。5 小车运行机构的运算5.1 主要参数和机构布置简图起重量在5T至50T范围内的双梁桥式起重机的小车，一般采用四个车轮风支承的小车，其中两个车轮为主动轮，主动轮由小车运行机构集中驱动。主要参数： 起重量：主起重Q20

38、吨，副起重Q=5吨 工作制度：中级 JC%25 小车运行速度：30m/min 车轮数：4个（对面布置） 驱动形式：集中驱动运行简图如图6下：1.电动机 2.制动器 3.减速器 4.传动轴 5.联轴器 6.角轴承箱 7.车轮图6 小车运行机构简图5.2 轮压的计算参考同类型规格相近的起重机，估计小车总重为7.5吨，近似认为由四个车轮平均承受。吊钩位于小车轨道的纵向对称轴线上，根据小车架布置图偏离，主、从动轮之间的中心线为80mm。根据起重小车架的平衡方程式，可分别求出主动轮和从动轮的轮压（如图7所示）：图7 计算简图主动轮：式中P1主动轮轮压KT小车轮压，KT=2400mmP1min=20080

39、N(空载)同理，可得从动轮轮压P2为：P1min=19920N(空载)5.3 电动机的选择1）运行阻力的计算1.小车满载运行时的最大摩擦阻力：式中（Q+G）额定起重量加吊钩重量（Q+G）=205000N G架小车自重，G架75000N K滚动摩擦糸数，K=0.05轴承摩擦阻力糸数，=0.015K附附加摩擦阻力糸数，K附1.5D轮车轮直径，D轮350mmd 轴承内径，d=90mm (空载运行时P摩空810N)2小车满载运行时的最大坡度阻力：P坡满（G+Q+G架）×K坡式中K坡坡度糸数，K坡0.002P坡满（205000+7500）×0.002560N (空载运行时P坡空160

40、N)3小车满载运行时的最大静阻力P静满=P摩满+P坡满=2820+560=3380N（P静空810+160970N）2）选择电动机，确定减速器1满载运行时电动机的静功率：式中：P静满小车满载运行时的静阻力，P静满3380N V小车小车运行速度，V小车30m/min 小车运行机构传动效率，0.9 m电动机个数，m12.选择电动机N=K电×N静式中：K电电动机起动时为克服惯性的功率增大糸数，取K电1.2（起重机设计手册表96）N=1.2×1.84=2.20kw查电动机产品目录（附录28）选择JZR211-6电动机，功率N=2.2kw转速n=900r/min,转子飞轮矩，GD电2

41、=0.1kg/m2最大扭矩倍数3.05.3.确定减速器减速器的传动比：式中：V小车小车运行速度，V小车30m/min N电动机转速，N=900r/min D轮小车车轮直径，D轮0.35m 所以，起动时的惯性力：式中：a平满小车满载起动时的平均加速度，取a平满0.1m/s2(参见起重机运输机械计算表32，中国铁道出版社，1982出版)起动时期减速器输入功率：根据起动时期输入功率，减速比，输入转速及工作类型产品目录，选取ZQH35-3CA, i= 33，n=6.5kw（n=1000r/min）；根据减速器的传动，计算实际的运行速度：m/min速度偏差：所以，满足要求通过。4.满载运行时电动机轴上的

42、静力矩式中i小车运行机构减速器的公称传动比，i335.空载运行时电动机轴上的静力矩3）起动时间与起动平均加速度的验算式中M平起电动机的平均起动力矩V小车小车运行速度 n电动机转速，n=900r/min K考虑其他传动飞轮矩影响的糸数，换算到电动机轴上时，取K=1.15 GD2电电动机转子飞轮矩，GD2电0.1kg·m2 GD2联电动机轴上制动轮联轴器飞轮矩GD2联0.38 kg·m2（附录20）(秒)小车起动时间一般取t起满46秒,算得t起满=5秒,合格。平均加速度验算：为了避免过大的冲击及物品摆动，应使起动加速度a平满0.2m/s2（见起重运输机械计算表29）：m/s2&

43、lt;0.2m/s2所以，符合要求。4） 电动机发热验算电动机过热的条件：N25K××N静式中N25电动机在JC%=25条件下发出的额定功率N25%=2.2kwN静满载静功率，N静1.84kwK机构工作类型糸数，=0.75糸数，根据t起/tx查起重机设计手册，当t起/tx0.35时查知1.25K··N静0.75·1.84·1.25=1.725kw因为，2.2>1.725kw，从计算可知，电动机满足不发热条件。5） 起动时的打滑验算小车运行机构只作空载情况的打滑验算：式中粘着糸数，对室内作业的超重机取0.15K粘差安全糸数，取K=

44、1.05轴承摩擦糸数，取0.015d轴承内径， d90mmD轮车径直径，D轮35mmM平起电动机的平均起动动力矩（N·m）M平起1.65×9750×2.2÷900=39.3 N·mGD2电电动机转子的飞轮矩，GD2电0.1kg/m2GD2联电动机轴上带制动轮联轴器的飞轮矩，GD2联0.38 kg/m2K考虑其它传动飞轮矩影响的糸数，换算到电动机轴上时取K=1.15 a平空小车空载起动时的平均加速度，取A平空0.54m/s2(参见起重机运输机械计算表32) R驱min空载时的驱动轮轮压之和，按空载平均轮压计算公式左边：公式右边：由上结果可知，满足

45、要求，所以空载起动时不会出现打滑现象。5.4 制动器的选择为了避免制动时行轮在钢轨上的滑移现象，必须控制适当的减速度，并按空载情况进行制动力矩的计算和选择制动器，最后进行满载制动验算。1) 容许制动减速度a制空的确定：对粘着糸数0.15的情况下，推荐用a制空0.55m/s22) 空载制动不打滑时，制动轴上所需的总制动力矩M总制动式中符号意义同前；3) 换算到制动轴上的空载运行（K附1）静阻力矩M空（静制）式中机构效率，0.9 K附附加摩擦阻力糸数，K附1.54)制动器制动力矩M制动器计算M制动器M总制动M空（静制）362.3=33.7(N·m)查制动器产品目录（附录28）选YDWZ2

46、00/25型制动器，制动力矩MZ=200N·m，装配时调整力矩M制50 N·m5）空载制动的最小制动路程S最小的计算式中V小车容许制动减速度，V小车29.97m/min a制空容许制动减速度，a制动0.55m/s2 6)满载制动（在制动力矩M制动器不变时）减速度a制满式中M总制动36 N·m i=33 G架75000N Q起Q额+G=205000N D轮0.35m K=1.15 GD2电0.1kg·m2 GD2联0.38 kg·m2 n制n电900r/min D轮0.35m V小车29.97m/min7)满载制动（M制动器不变时）制动路程S满5

47、.5 减速器强度验算根据第类载荷确定减速器承受的最在载荷，验算减速器输出上的最大扭矩。为了确定最大计算扭矩，首先要算出换算到减速器从动轴上的电动机最大起动力矩，制动力矩及打滑力矩;电动机最大起动力矩：其中max=3.05 i=33 0.9所以，制动器的制动力矩：打滑力矩：结果：,所以,减速器额定的输入扭矩为：减速器输出轴扭矩为：M出=K×M计×i×减式中，K最大短暂扭矩糸数，K=5 减减速器的传动效率，0.96m M出5×20×33×0.96=3168N·m因为，1620<3168 N·m，所以减速器扭矩满足

48、要求；5.6 联轴器的计算联轴器应满足下式要求：M计M式中：M计联轴器传递的计算力矩 M联轴器许用扭矩关于齿形联轴器：式中：n相应于第类载荷的安全糸数，n=1.6(表120) 等效1计及实际起重量变动影响的等效静荷糸数取等效11 等效2计及机构起动，制动时动载荷对传动零件影响等效动载荷糸数等效21.6（表121） M零额相应机构JC%值电动机额定力矩换算至计算零件上的力矩对高速轴上的联轴器：M等效=1×1.6×23.8=38.1kg·m所以，M计高1.6×38.161N·m；对于低速轴上的联轴器：根据连接尺寸和M计查联轴器产品目录，在高速轴上选

49、用带制动轮联轴器（附录20）序号1，允许最大扭矩710 N·m，它的飞轮矩GD2联0.38kg·m2；在低速轴上选用CL3型联轴器（附录19），其允许最大扭矩3150 N·m，它的飞轮矩GD2联0.42 kg·m2 ；5.7 车轮的计算根据轮压、小车运行速度、工作类型初选：车轮：踏面直径D=350mm,材料ZG55，HB300轨道：P24(YB22263)1） 车轮的计算轮压1. 疲劳计算时的等效起升载荷由正式确定：式中：等效等效静载荷糸数，等效0.6（表120） Q起 起升载荷重量，Q起205000N所以，Q等效起0.6×205000=123

50、000N根据等效起升载荷确定车轮的等效轮压P等效，然后再由下式确定车轮的计算轮压：式中：P等效根据等效起升载荷计算最大轮压，作疲劳计算时的计算轮压 K1等效冲击糸数，查表27，K1=1 载荷变化糸数，根据查表28，得0.8 P计1×0.8×51550=41240N2.强度校核时的最大计算轮压式中：动力糸数，取1.47（图13） Pmax满载小车最大轮压，Pmax=73420N P计max=1.47×73420=107930N2)车轮踏面接触应力计算1.疲劳计算因为采用轨道头部有曲率的钢轨，所以车轮与轨道成点接触，局部接触应为为：式中：P计计算轮压，P计41240N

51、 D车轮直径，D=350mm 轨道头部曲率半径，P24型钢轨300mm(附录22) 点许用接触应力，当HB320时，点160200MPa所以，符合要求。2.强度校核：式中：点max最大许用接触应力，当HB>320时，点max240MPa300MPa式中其余符号意义同前一样；所以，符合要求；5.8 车轮轴的计算1）疲劳计算1轴受纯弯曲时的应力：式中：L车轮两个轴承间距，L=200mm2轴受纯扭矩时的应力： 式中：车轮轴所承受的计算扭矩其中：第一类载荷的动力糸数W扭抗扭断面模数3.弯曲应力和扭转应力全的计算应力为：式中：将扭转应力换算成弯曲应力的糸数，由于弯曲和扭转均对称，所以1 弯1对称循

52、环时的许用弯曲应力，当轴采用45号钢时其中：K应力集中糸数，K2 N安全糸数，n=1.4(表122)所以,经比较可得出，疲劳计算通过。2 强度计算1.受纯弯曲时的计算应力： 式中M弯max用最大轮压（第二类载荷）计算的轴的最大弯矩W弯轴的搞抗弯断面模数2.受纯扭转时的计算应力：式中：M扭max第二类载荷的计算扭矩 W扭抗扭断面模数3.弯曲应力和扭转应力合成的计算应力因为<弯,所以强度计算通过。6 大车运行机构的计算6.1 主要参数和机构布置简图双梁桥式起重机的桥梁，起重量在5T至50T范围内一般均由四个车轮支承，其中两个车轮为主动车轮。考虑到跨度比较大，所以主动车轮由大车运行机构分别驱动

53、。主要参数： 起重量：主起重Q20吨，副起重Q=5吨 工作制度：中级 JC%25 小车运行速度：40m/min 车轮数：4个（其中二个驱动） 驱动形式：分别驱动 跨度：34m计算大车总重量（包括小车）：运行简图如图8所示：1.电动机2.制动器3.传动轴4.高速轴齿轮联轴器5.减速器6.低速轴齿轮联轴器7.车轮图8 大车运行机构简图6.2 轮压的计算参考同类型规格相近的起重机，可近似认为至钩中心线至端梁两端，从车轮中心线距离相等地，主钩中心线离端梁中心线最小距离（L1=1.5m）；1） 大车最大轮压（满载）式中：G总起重机总重，G总435000N G小车小车自重，G小车75000N Q起 起升载荷，Q起205000N L桥架跨度，L=34m L1吊钩中心至端梁中心线的最小距离，L1=1.5m 2)大车最小轮压（满载）3 大车最大轮压（空载）4)大车最小轮压（空载）6.3 电动机的选择1）运行阻力的计算P静=P坡+P坡式中：P静起重机运行静阻力（N） P摩起重机运行摩擦阻力（N） P坡起重机在有坡度的轨道上运行时须克服的由起重机重量分力引起的阻力（N）1.起重机满载运行时的最大摩擦阻力：式中：G总起重机总重，G总435000N