10t桥式起重机设计说明书

河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文IlIl河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文目录目录ITOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"序言 1\o"CurrentDocument"第1章桥式起重机的概述 2\o"CurrentDocument"桥式起重机分类及工作特点 2\o"CurrentDocument"桥式起重机的用途 4\o"CurrentDocument"桥式起重机的基本参数 5桥式起重机主要零部件 71.4.1吊钩 71.4.2钢丝绳 8\o"CurrentDocument"1.4.3滑轮和滑轮组 10\o"CurrentDocument"1.4.4滑轮组类型及选配原则 11\o"CurrentDocument"5滑轮组及其滑轮组的倍率 12\o"CurrentDocument"卷筒 13\o"CurrentDocument"位置限位器 13\o"CurrentDocument"缓冲器 14桥式起重机发展概述 15\o"CurrentDocument".1国内桥式起重机发展动向 15第2章大车运行机构的设计 18大车运行结构设计的基本思路及要求 18\o"CurrentDocument"大车运行机构传动方案的确定 18\o"CurrentDocument"大车运行机构具体布置时要注意的问题 19\o"CurrentDocument"大车运行机构的设计计算 19\o"CurrentDocument"4.1大车运行结构的传动方案 202.5轮压计算及强度验算 215.1计算大车的最大轮压和最小轮压： 21\o"CurrentDocument"5.2强度计算及校核 22\o"CurrentDocument"运行阻力计算 24\o"CurrentDocument"选择电动机 25\o"CurrentDocument"减速器的选择 26\o"CurrentDocument"验算运行速度及实际功率 27\o"CurrentDocument"10验算启动时间 27\o"CurrentDocument"起动工况下校核减速器功率 29\o"CurrentDocument"验算起动不打滑条件 29\o"CurrentDocument"13选择制动器 32\o"CurrentDocument"14选择联轴器 33\o"CurrentDocument"15低速浮动轴的验算 33\o"CurrentDocument"16缓冲器的选择 35第3章起升小车的计算 371确定机构的传动方案 37\o"CurrentDocument"2小车运行机构的计算 38\o"CurrentDocument"3选择车轮与轨道并验算起强度 38\o"CurrentDocument"4运行阻力计算 40\o"CurrentDocument"5选电动机 41\o"CurrentDocument"6验算电动机发热条件 42\o"CurrentDocument"7选择减速器 42\o"CurrentDocument"8验算运行速度和实际所需功率 43\o"CurrentDocument"9验算起动时间 43\o"CurrentDocument"10按起动工况校核减速器功率 44\o"CurrentDocument"11验算起动不打滑条件 45\o"CurrentDocument"12选择制动器 46\o"CurrentDocument"13选择高速轴联轴器及制动轮 47\o"CurrentDocument"14验算低速浮动轴强度 48\o"CurrentDocument"15起升机构的设计参数 49\o"CurrentDocument"16钢丝绳的选择 50\o"CurrentDocument"17滑轮、卷筒的计算 52\o"CurrentDocument"18根据静功率初选电动机 53\o"CurrentDocument"19减速器的选择 54\o"CurrentDocument"20制动器的选择 55\o"CurrentDocument"21启动时间及启动平均加速度的验算 55\o"CurrentDocument"22联轴器的选择 56第4章桥架结构的设计 584.1桥架的结构形式 58\o"CurrentDocument"1.1箱形双梁桥架的构成 58\o"CurrentDocument".2箱形双梁桥架的选材 58桥架结构的设计计算 59.2.1主要尺寸的确定 59\o"CurrentDocument".2.2主梁的计算 61\o"CurrentDocument"端梁的计算 67端梁的尺寸的确定 71.4.1端梁总体的尺寸 71河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文IllIll\o"CurrentDocument".4.2端梁的截面尺寸 71第5章端梁接头的设计 73端梁接头的确定及计算 73\o"CurrentDocument"腹板和下盖板螺栓受力计算 74\o"CurrentDocument"上盖板和腹板角钢的连接焊缝受力计算 75计算螺栓和焊缝的强度 762.1螺栓的强度校核 76\o"CurrentDocument"2.2焊缝的强度校核 77\o"CurrentDocument"第6章焊接工艺设计 79\o"CurrentDocument"参考文献 82\o"CurrentDocument"致谢 83河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文序言桥式起重机是横架于车间和料场上空进行物料调运的起重设备。由于它两端坐落在高大的水泥柱或金属架上，形状似桥，所以俗称"天车”。桥式起重机是现代工业和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具与设备，可减轻操作者的劳动强度，可大大提高生产率。桥式起重机在工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所应用的最为广泛，是人们生产生活不可或缺的一种设备。随着工业的迅速发展和科学技术的不断进步，桥式起重机在结构设计及自动化程度上相继出现了一些新的变化和新的特点，在结构上，国内起重设备己采用计算机优化设计，以提高起重机的机械性能，在起重质量方面逐步向大型化发展，大型桥式起重机正在钢铁、水利、发电等行业不断出现，令人世人瞩目的三峡发电厂安装了两台1200T/125T的桥式起重机，2007年9月，起重量达2万吨的桥式起重机在山东烟台佛士船厂投入使用，它标志这我国起重机行业以达到世界先进水平。总之，随着科技的迅速发展，国内各种先进的电气控制和机械技术正逐步应用到起重机上，起重机的自动化程度越来越高，结构日趋简单,性能愈加可靠，起重量越来越大，品种也越来越全。对于起重量大、跨距大的起重设备多采用箱型双梁式，箱型双梁桥式起重机有一个由两根箱型主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架，在桥架上运行小车，可起吊和水平搬运各类物件。它适用于机械加工和装配车间、仓库和料场等场所。箱型双梁结构具有加工零件少、工艺性好、通用性好及安装检修方便等优点，因而在生产中广泛使用。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文#验算运行速度和实际所需功率实际运行速度， / 20VC=VC-ɪ=45“4=40.18m∕min误差：£="二工=竺Ξ史世XIOO%=1O7%V15%合适实际所需电动机vc45等效功率N:=N"=2.18竺四=1.95VNe故适合vc45验算起动时间38.2(mMq-M38.2(mMq-Mj)+(q+g)zΛ・，2,0.〃g式中H1=910φm；ID=I 驱动电动机台数当满载时静阻力矩:Mq=1,5M^=1.5×9550——平均起动力矩 0=1.5×9550—=56.25N机

910当满载时静阻力矩:Mjg=Q)=Mj(Q=Q)⅛*7490Mjg=Q)=Mj(Q=Q)⅛*749022.4x0.924.3Nm空载运行时折算到电动机上的运行静阻力矩Mj(Q=O)Mj(Q=O)

io•Mj(Q=O)Mj(Q=O)

io•〃14022.4x0.9=6.94Λ^m初步估计制动轮和联轴器的飞轮矩(GD2Z)+(GZ)2/卜0.26kg∙m2机构总飞轮矩C(Go2)=c[(GD2J+(g02z)+(go2∕)]=i.15x(0.142+0.26)=0.486满轴启动时间:以Q=Q)=以Q=Q)=91038.2(56.25-24.3)0.466+(IOOOO+4000)x0.315222,42×0-90.466+(IOOOO+4000)x0.315222,42×0-9=264S无载启动时间tq(Q=0)= 7 ʌX八738.2(1x56.25-6.94)0.4664(4O∞)×O.3152

0.4664(4O∞)×O.3152

2Z42×0.9=0.65s有表查的电动机能满足快速启动要求按起动工况校核减速器功率启动状况减速器传递的功率：：N=I式中

10000+4000×10 40.18X 60x2.646010000+4000×10 40.18X 60x2.6460以Q=Q)=3111+=673IN——计算载荷m一—运行机构中同一级传动减速器的个数m=1.iɪirψʌɪ^d^xc 6731×40.18 7因止匕N=—— ,= =5.0‰IOOO77∙m1000×60×0.9×1所用减速器N<[N],合适。验算起动不打滑条件因起重机系室内使用，故不计风阻及坡度阻力矩，只验算空载及满载起动时两种工况。故在空载起动时，主动车轮与轨道接触处的圆周切向力：⅞2=0)=gθθ%(Q=O)P2(k+μg∙B+P[k2/2⅞2=0)=gθθ%(Q=O)P2(k+μg∙B+P[k2/24000 40.189.8160x0.652+2000x0.00050.0005+0.02×^^

22+2000x0.00050.315/2式中Pl=P2=车轮与轨道黏着力:

尸(O=O)=Ef=∕χθ∙2=4000N>T（Q二0）故无载起动时不会打滑。选择制动器由⑶查得，对于小车运行机构制动时间tz≤3〜4s,取tz=3s。因此,所需制动力矩：mc∖GD1×1.15×0.466(10000+4000)0.315222..41×1.15×0.466(10000+4000)0.315222..42=13.9Nm由附表15查得选用PWZ200/23其制动转矩Me=Il2Nm

选择高速轴联轴器及制动轮机构高速轴上全齿联轴器的计算扭矩：Mc=nφ3Me=1.35×1.8×37.5=91∆^m式中Me=9550竺=9550—=37.5Mn电动机额定转矩；< 910n--联轴器的安全系数，运行机构n=1.35;%一机构刚性懂载系数，%=1∙2~2.0取08=1∙8由《起重机设计手册》"电动机JZR2-12-6两端伸出轴各为圆柱形d=35mmol=80mm由《起重机设计手册》表21-15查得ZSC-400减速器高速轴端为圆柱形4=30mm,∕1=55mm所以选择GCL鼓式齿式联轴器，主动端A型键槽d=35mmol=80mm从动端A型键槽d2=35mm,Z1=55mm标记为GICLl联轴器35×8035x5535×8035x55ZBJ19013-89其公称转矩Tn630Nm>Mc=91Nm,飞轮矩(GD?)/=0.009kgm2^量(GO?)/=5∙9kg高速轴端制动轮：根据制动器已经选定为，由《起重机课程设计》附表16动轮；根据制动器已选定YWZ5200/23直径Dz=200.援助型轴空d=35mml=80mm,标记为制动轮200-y35JB/ZQ4389-86飞轮矩为(gD2)∕=0.2质量GZ=IOkg以上飞轮矩估计制动轮和联轴器的飞轮矩(go2z)+(go2,=0.209kg与估计值相符所以不需要修改（2）低速轴的计算扭矩低速轴联轴器计算转矩，可有钱面得计算转矩MC求出=工此∙〃=工X91X22.4x0.9=917.3N根由《起重机设计手册》表查的减速器轴端为圆柱形d=65mmol=85mm取浮动轴装联轴器轴径d≡50mml≡85mm由《起重机设计手册》附表42查的选用GlCLZ3式齿式联轴器，器主动端Y型轴孔A型键槽dl=65mπι从动端，Y型轴孔A型键槽d2=601=85验算低速浮动轴强度1）疲劳计算低速浮动轴的等效扭矩为:Mimax=^.^⅛t7=1-8×^×22.4×0.9=680.4Λ^m由前面算的直径为86所以扭转应力为^^=电U4=15∙75MPα〃W0.2x0.063浮动轴的载荷变化为对称循环（因运行机构正反转扭矩值相同），许用扭转应力:U=⅜∙^l×⅛-式中k,nl与起升机构浮动轴计算校相同&<RM,疲劳验算通过2强度验算M∖∖∣max=牝.％∙~^IJ1375=1.6×1-8×-x22.4x0.92=1088-6MPβ式中佬考虑到弹性振动的力矩增大系数，对倜然启动的机构,05=1∙5~1∙7这里选择05=1∙6最大扭转应力_ʌʃɪɪ_1088.6max^丁一0.2X0.063=252MPa许用扭转应力[r]#=^=—=120MPan∏1∙5CmaX<PL故通过浮动轴直径dl取70mm起升机构的设计参数设计参数：起重量10吨，工作类别：中级

最大起升高度IOm,起升速度8m∕min起升机构传动简图如下所示，图3-2起升机构传动简图1 电动机2 联轴器3 传动轴4 制动器5 减速器6——卷筒7一—轴承座8——平衡滑轮9——钢丝绳10一—滑轮组11——吊钩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倍率为4,钢丝绳缠绕方式如下图所示

(1)式中图3-3钢丝绳缠绕方式钢丝绳所受最大静拉力：SInaX二岁乌

(1)式中图3-3钢丝绳缠绕方式,Q表示额定起重量，Q=IOOOOkgG钩表TrC吊钩组质量，G钩=30Okgm表示滑轮组倍率,m=4(2)Smax=IOOOO+300

2×4x0.98钢丝绳的选择=1314kg"组表示滑轮组效率，"组=0∙98(2)Smax=IOOOO+300

2×4x0.98钢丝绳的选择=1314kg所选钢丝绳的破段拉力应满足:总会绳，S绳=aes绳式中，S绳表示破断拉力;ZS绳表示钢丝绳破断拉力总和;a表示折减系数，对于钢丝绳6x19的钢丝绳，a=0.85n绳表示钢丝绳安全系数，对于中级工作类型n绳=5.5所以，ZS绳≥SeI⅛J314x色=85oa0.85查询钢丝绳6x19的ZS绳=18400,因ES绳＞8503,所以满足要求。选用钢丝绳6x19-17-17OO-GB1102-74滑轮、卷筒的计算(1)滑轮、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、卷筒的直径应满足：D≥(e-l)d绳对中级工作类型的桥式起重机，一般取e=25D≥(25-1)X17=408所以去卷筒直径和滑轮直径为D=500mm⑵卷筒长度和厚度的计算对于双联卷筒其结构如下,L双=2(Lo+Li+L2)+L光lo^(‰,T+∩)l引式中，HmaX为最大起升高度，HnIaX为10米；n为钢丝绳安全圈数，又n三1.5,取n为2;t为线槽间距,t=d绳+(2~4)=19~21,取t=20mm;Li,L2为空余部分和固定钢丝绳所需要的长度，L1⅛2=3tDO为卷筒的计算直径，D0=D+d∣¾=500+17=517mm;L光为卷筒左右绳槽之间部分长度，其中L^-L3-2Hmjn∙tga其中，L3为吊钩组两侧滑轮绳槽中心线之间的距离，L3为415mπi;

Hmin为当吊钩滑轮组位于上部极限位置时，卷筒轴和滑轮轴之间的距离，其中Hmin=I300mm；a为卷筒上绕出的钢丝绳分支相对于铅垂线的允许偏斜角，取tga=0.1所以，L光二415—2χ1300χ0J=I55mπι卷筒半边的绳槽部分长度L。=(产"♦+2)×20=533mm；3-14×517卷筒长度L双=2(533+6×20)+155=1461mm,取L双=1500mm,其壁厚可按经验公式确定§=O02D+(6~10)=0.02x500+9=19毫米，取§=22mm(3)卷筒转速n卷=V∙mn卷=V∙mIoo8×4

3.14x0.517=19∙7r∕min根据静功率初选电动机起升机构及功率的计算，N起升机构及功率的计算，N静=(Q+G)∙V6120%式中，%为升降机的总功率，其中%="组〃筒〃传=0.98x0.98x0.95=0.91(Q+G)∙V二0。。。吐300lrg=i5KW6120t70 6120×0.91电动机原则满足NJRK电•N静、其中K电为起升机构按静功率初选电动机的系数,因JC炉25,取K电=0.85Njct=O.85x15=12.75,查电动机产品目录，选用电动机型号YH200L-8,在JC%=25时，功率N=I5KW,转速n=683r∕Inin减速器的选择(1)起升机构总的传动比：.〃电683I=-= = 34.6"卷19.7根据传动比i=34.6,电动机功率N=15K肌电动机转速n=683r/Inin,工作类型中级，从减速器产品目录中选用ZSY型减速器，传动比i=35.5.(2)验算减速器的被动轴的最大扭矩及最大径向力(a)最大扭矩的验算MnIaX=O.75e∙M额∙i•〃≤[m]式中，M额为电动机额定扭矩，M额=9550x-^=210N∙m683传动比i=34.6;7为电动机至减速器被动轴的传动功率，[=0.775；9为最大转矩倍数，其中e=2.4["]为减速器低速轴上的最大短暂容许扭矩，[m]=12000Nw其中Mmax-O.75×2.4×210×34.6×0.775=10136所以，Mmax=[m](b)实际起升速度的验算实际起升速度为：V实="°0：3・14*0.517><呼=8.01m∙i 4×34.6并且须满足起升速度偏差应小于15%o所以，所=「;实卜8-：01=O,125%<15%满足要求。

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MK制∙M制静式中，K制为制动安全系数，中级类型K制为1.75；M制静为满载时制动轴上的静力矩；M<Q+G)∙DM制静 〃02∙m√式中,%为机构总效率，%=0.91(1O∞O+3OO)×0.517M制静=ʌ ×0.91=17.5N∙m2χ4χ34∙6K制∙M制静二1.75×17.5=30.625N∙m根据以上计算可选制动器型号JWZ-200/100,制动轮直径为200毫米，最大制动力矩为40N・mo启动时间及启动平均加速度的验算(1)启动时间的验算T起二 M平均T起二 M平均-M静Q975（0+G）y2+工n% 375∙k∙（g,式中，n为电动机转速，n=683r∕minV为起升速度，v=8.01m∕min=0.1335m∕s%为起升机构效率，%=0.91

K考虑其他转动件飞轮矩影响系数，换算到电动机轴上时，K=L2；GO2为电动机转子飞轮矩，GD2=3.39；电 电G呢为电动机轴上联轴器的飞轮矩，G/=3.15M平起为电动机的平均启动力矩，M平起=1.6XM额=1.6×210≡33610300x057

2×4×34.6×0.91=21.04N⑪M静为电动机轴上的静力矩,M静=(宁10300x057

2×4×34.6×0.91=21.04N⑪T起= 336-21.6πq7-103∞×0-13352683x0.91+-×1,2×(T起= 336-21.6πq7-103∞×0-13352683x0.91+-×1,2×(3.39+3.15375 '=0.75符合起动时间在0~ls之间。(2)启动加速度的验算V0.1335 /a平=——= =0.17&%/ST起 0-75根据起重机手册查得其规定a平‹0.2m∕s,所以起重机的平均加速度符合要求。联轴器的选择带制动轮的联轴器通常采用齿轮联轴器，根据其所传递的扭矩、被连接的轴颈和转速，从系列表中选出具体型号，须满足，M计≤M式中，M计为联轴器传递的计算力矩；[m]为联轴器的许用扭矩，"计=M等效・】其中n∣相应于第I类载荷的安全系数，nkl∙8M等效为联轴器的等效力矩，M等效=9等效1•9等效2。"额其中，9等效1为实际起重量变动影响的等效静载荷系数，取"等效「10等效2为机构启动、制动时动载荷对传动零件影响的等效动载荷系数，9等效2-1∙6；"额相应于机构JC%值的电动机额定力矩传至计算零件的力矩，〃额=21ON∙m；M等效=IXl∙6χ210=336N∙mM计=336χ1∙8=604N∙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，D制=400mm,选择带制动轮联轴器，所允许扭矩［m］=604kg∙m2,GD^=3∙15kg∙m2,所以选出LZ3型联轴器，其允许扭矩［m］二63Okg∙m2,GD∣=0.012kg∙m2o因［〃］＞M计,满足条件。第4章桥架结构的设计桥架的结构形式桥架的结构主要有箱形结构，空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等，参考《起重机设计手册》，5-80吨中小起重量系列起重机一般采用箱形结构，且为保证起重机稳定，我选择箱形双梁结构作为桥架结构。箱形双梁桥架的构成箱形双梁桥架是由两根箱形主梁和端梁构成，主梁一侧安置水平走台，用来安装大车运行机构和走人，主梁与端梁刚性地连接在一起，走台是悬臂支撑在主梁的外侧，走台外侧安置有栏杆。在实际计算中，走台个栏杆均认为是不承受力的构件。为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。箱形双梁桥架的选材箱形双梁桥架具有加工零件少，工艺性好，通用性好等优点。桥架结构应根据其工作类型和使用环境温度等条件，按照有关规定来选用钢材。为了保证结构构件的刚度便于施工和安装，以及运输途中不致损坏等原因，在桥架结构的设计中有最小型钢的使用限制：如连接用钢板的厚度应不小于4mmo又如对组合板梁的板材使用，因保证稳定性和防止锈蚀后强度减弱等原因，双腹板的每块厚度不能小于6mm,单腹板的厚度不小于8mmO作用在桥式起重机桥架结构上的载荷有，固定载荷，移动载荷，水平惯性载荷及大车运行歪斜产生的车轮侧向载荷等。在设计计算时候要考虑到这些载荷。桥架结构的设计计算421主要尺寸的确定大车轮距K=C-J)L=(I3x16∙5=2∙0653.3m85 85取K=3m桥架端部梯形高度C=(ɪɪ)L=(ɪ1)x16.5=1.653.3m105 105取C=3加主梁腹板高度根据主梁计算高度H=0.92m最后选定腹板高度%=0.9根确定主梁截面尺寸主梁中间截面各构件根据《起重机课程设计》表7T确定如下:腹板厚b=6根根,上下盖板厚2=8根根主梁两腹板内壁间距根据下面的关系式来确定:7 "920orob>—— =263mm3.53.5L16500b>—=330加根50 50因止匕取b=350ʌrnn盖板宽度：B=b+2^+40=350+2×6+40=402mm取5=400mm主梁的实际高度："="+2名=516根根主梁中间截面和支承截面的尺寸简图分别示于图4-1和4-2图4-1主梁中间截面尺寸简图 图4-2主梁支承截面尺寸简图加劲板的布置尺寸为了保证主梁截面中受压构件的局部稳定性，需要设置一些加劲构件。主梁端部大加劲板的间距:akk=0.9mm,取α=0.8根主梁端部（梯形部分）小加劲板的间距:"=二竺=0.4根12 2

主梁中部（矩形部分）大加劲板的间距：a-（1.52）A=I.351.8m,取α=1.6根主梁中部小加劲板的间距，小车钢轨采用P18轻轨，其对水平重心轴线X-X的最小抗弯截面模数%『47.7cm3,则根据连续梁由钢轨的弯曲强度条件求得加劲板间距（此时连续梁的支点既加劲板所在位置，使一个车轮轮压作用在两加劲板间距的中央）：q≤θ‰σq≤θ‰σ]- 6×47.7×1700=141cm=l.41m式中Ρ一—小车的轮压，取平均值。心—一动力系数，由《起重机课程设计》图2-2查得丹=1.15；[b]——钢轨的许用应力，[b]=170MRZ因此，根据布置方便，取q=∙!=0.8an由于腹板的高厚比2=丝=15（X160,所以不需要设置水平加劲杆。4.2.2主梁的计算计算载荷确定查《起重机课程设计》图7-11得半个桥架（不包括端梁）的自重,Gq/2=41KN,则主梁由于桥架自重引起的均布载荷：%Gq/241

ia5=2,5KN∕m%Gq/241

ia5=2,5KN∕m采用分别驱动，分=%=2.5KN/m查《起重机课程设计》表7-3得G。=4∙41KN

主梁的总均布载荷：q=2.5+2.5-5KN/m主梁的总计算均布载荷：q=knq=1.1×5=5.5KNlm式中⑥=1.1——冲击系数，由《起重机课程设计》表2-6查得。作用在一根主梁上的小车两个车轮的轮压值可根据《起重机课程设计》表7-4中所列数据选用：B=37000N g=36000N考虑动力系数丹的小车车轮的计算轮压值为：K=〃［国=1.15X37000=42550N鸟=〃∏B=1∙15x36000二4140ON主梁垂直最大弯矩计算主梁垂直最大弯矩：M(G+P)maxq+鸟勺吼）+"+『&_24（M(G+P)maxq+鸟勺吼）+"+『&_24（警+今+⅛iiG0Z0设敞开式司机操纵室的重量为9807N,起重心距支点的距离为4=280ɑn将各已知数值代入上式计算可得:M(G+P)max42550+41400(1650-140

165055x1650+1.1x4500LlXIOooOX2801650yM(G+P)max42550+41400(1650-140

165055x1650+1.1x4500LlXIOooOX2801650y,z42550+4140055、4( +——)1650 2+1.1×10000×280=5.1×105Λ^m=510KNm

主梁水平最大弯矩计算主梁水平最大弯矩:MgmaX争一力景子）T8c3+4&式中γ=L+xc—3犬Iy2作用在主梁上的集中惯性载荷为:R+MgmaX争一力景子）T8c3+4&式中γ=L+xc—3犬Iy2作用在主梁上的集中惯性载荷为:R+月二37000+36∞0二730ON22作用在主梁上的均布惯性载荷为：25KNmg1010计算系数7时，取近似比值Z=2;C=仁3=10OC加;& 2且K=400cm;LXC=200Cmo因此可得：8×1003+2003y=1650+ : x2=1716/ 3×4002MgmaX7300x16.5m16.5、25×16.52 2×16.5 (1 ) + (3 4 2x1716 24 1716=186∙9Nm主梁的强度验算主梁中间截面的最大弯曲应力:σ=σ⅛+p)M(G+WM■二一i^l-+—^WKWy≤H式中K——主梁中间截面对水平中心轴线X-X的抗弯截面模数，其近似值:Wχ=(-+Bδ.)h=(90x°6+40×0.8)×90=4500cm33 3%——主梁中间截面对垂直重心轴线y-y的抗弯截面模数，其近似值：Wy=/%7Q入Wy=/%7Q入z40×0-8

(芋+"亦(^-+90×0.6)×35=2263cm3因此可得:×0.1=121.6MPa/5-1×106×0.1=121.6MPab=( + )4500 2263由《起重机课程设计》表2-24查得A3钢的许用应力为：[a]l^e0MPa故σ<Hι主梁支承截面的最大剪应力：C(G+ρ)S7x0"式中0盟)主梁支承截面所受的最大剪力落f+2—+"^+ZnG。宁式中0盟)主梁支承截面所受的最大剪力落f+2—+"^+ZnG。宁-42000+41400×165。-14O+55χ165O+E45%jχιooooJ65O-28O165021650XO=137420N主梁支承截面对水平重心轴线%-X的惯性矩，其近似值:3网号=仔+即也噂z50×0.6 51.6=(—— F40×0.8)×50×—=54180cm4S一—主梁支承截面半面积对水平重心轴线X-X的静矩:S=2x”x%+“(％+4)TOC\o"1-5"\h\z2 4 “22’_c50×0-650SCo,500.8、—2X ×F50X0∙8χ(1 )2 4 '22’=1266cm3由此可得：13742x1266一。。…—二 ×θ∙1=28.16MPQmax51480×2×0-6查得许用剪应力为［可I=95MPa故7〈［小由以上计算可知，强度足够。主梁的垂直刚度验算主梁在满载小车轮压作用下所产生的最大垂直挠度:∣A[1+α(1-6'2+4,2)]48E∕x.,R36000式中 ɑ="=吧"=0.973々37000£=把滥=°∙0δ5TT 6/≈W—=45∞×—=2.061×105cm4

由此可得：3700×16503[1+0.973(1-6×0.0852+4×0.0854)]48x2.1x10648x2.1x106x2.061x105—)L-1.652.36cm允许的挠度：⑺=%—)L-1.652.36cm因此/<[/]主梁的水平刚度验算主梁在大车运行机构起，制动惯性载荷作用下产生的水平最大挠度:4二岁*一匹)+*(5.%)TOC\o"1-5"\h\z48E/J4口384E7/ /式中[=73OON%=2.5Ncm/=1716A 40Iv=Wv-=2263×-=45260cm4yy2 2由此可得：_7300×165Q3-χ<3×16501_25x1650：_狂—g4.8x2.1x106x4526OT(4×171θJ384×2.1×106×452600( 1716=0.823cm水平挠度的许用值:[4]二念[4]二念=0.825cm因此/‹/]由上面的计算可知，主梁的垂直和水平刚度均满足要求。4.3端梁的计算•计算载荷的确定设两根主梁对端梁的作用力Q（G+P、相等，则端梁的最大支反力:KA K式中K—大车轮距，K=330cmLXC-小车轮距，Lxc=200cm包一传动侧车轮轴线至主梁中心线的距离，取e=70cmQ黑P）=Il4237N因此RAJI4237«。。t2χ70）ɪɪɪ^330.端梁垂直最大弯矩端梁在主梁支反力Q工P）作用下产生的最大弯矩为：MZmaX=RAa尸117699×60=7.06×IO6N①—导电侧车轮轴线至主梁中心线的距离，a]=60emɑ.端梁的水平最大弯矩.端梁因车轮在侧向载荷下产生的最大水平弯矩：MpmaX=Sal式中：S-车轮侧向载荷，SMP；九一侧压系数，由图2-3查得，λ=0.08;P—车轮轮压，即端梁的支反力P=RA因此：刈2二泣1

=0.08×117699×60=564954N∙cm•端梁因小车在起动、制动惯性载荷作用下而产生的最大水平弯矩：-_Pxg忆。+202)MPmaX K ɛɪ式中Pxg一小车的惯性载荷：P心二^P1=37000∕7=5290N因此：” 5290×(200+2×70) qq7∩1qntMPE二 ⅛ ^x60=327018N-cm比较"：mc和M:g两值可知，应该取其中较大值进行强度计算。4.端梁的强度验算端梁中间截面对水平重心线X-X的截面模数:=( +40×1)×48-2380.8cm3端梁中间截面对水平重心线X-X的惯性矩：• •h八=w/万=2380.8×-=59520cm42端梁中间截面对垂直重心线Y-Y的截面模数：Wy=+hδ)b=(40×1+48x0.6)x27.41154.4Wy=+hδ)b=(40×1+48x0.6)x27.41154.4cm2端梁中间截面对水平重心线X-X的半面积矩:hŋh+δ^c=2X—X—FBaX 3% 24 1 2=48x0.6x12+40XIX出》1325.6c∕2端梁中间截面的最大弯曲应力：Cmax=ʌʃɪmaXMCmax=ʌʃɪmaXMMpmaxWy7.06×1065649547.06×106564954 1 2380.8 1154.4=2965+489=3454N∕cm2端梁中间截面的剪应力:,maxLT= ; I2δ114237x1325.6m/2=2120N/cm59520x2x0.6端梁支承截面对水平重心线X-X的惯性矩、截面模数及面积矩的计算如下:首先求水平重心线的位置水平重心线距上盖板中线的距离:Ci-1.2x12.7(0.5x12.7+0.5)+2x11x1.2(0.5+12.7+0.6)

40×1+2×12-7×0.6+2x11x1.2Ci-=5.74cm水平重心线距腹板中线的距离:C2=5.74-0.5-0.5X12.7=-1.11cm水平重心线距下盖板中线的距离:C3=(12.7+0.5+0.6)-5.74=8.06cm

端梁支承截面对水平重心线X-X的惯性矩：/=ɪ×40×l3+40×1×5.742+2×ɪ×12.73×0.6+2×12.7×ho12 120.6×1.lΓ+2×11×1.23+2×11×1.2×8.062=3297cm4端梁支承截面对水平重心线X-X的最小截面模数:WxoWxo~IxQX-—a+：=3297X——-——8.06+0.6=406.1cm3端梁支承截面水平重心线X-X下部半面积矩:SXO=2X11X1.2X8.06+(8.06-0.6)×0.6×(8.06-0.6)/2=229.5cm3端梁支承截面附近的弯矩:MrRAd=Il7699X14=1647786NCm式中一端梁支承截面的弯曲应力：Mz_1647786=4057.6N∕cm2端梁支承截面的剪应力:RA∙SxoRA∙Sxo"八o∙b117699x229.5

2x3297x0.6=6827.4N∕cm2端梁支承截面的合成应力:b=Jr+3J=,4057.62+3χ68274=12501.5N∕cm2端梁材料的许用应力：[σd]H-(0.80~0.85)[σ]口=(0.80〜0.85)16000=12800—13600N∕cm2[τd]H=(0.80~0.85)[τ]π=(0.80〜0.85)9500=7600〜8070N∕cm2验算强度结果，所有计算应力均小于材料的许用应力，故端梁的强度满足要求。4.4端梁的尺寸的确定端梁总体的尺寸大车轮距的确定：K=(工〜1)L=(ɪ-ɪ)X16.5=2.06〜3.3m85 85取K=3300mm端梁的高度H0=(0.4〜0.6)H主取H°=500mm确定端梁的总长度L=4100mm442端梁的截面尺寸•端梁截面尺寸的确定：上盖板5尸10mm,中部下盖板3l10mm头部下盖板δ2=12mm按照［1］表19-4直径为500mm的车轮组尺寸，确定端梁盖板宽度和腹板的高度时，首先应该配置好支承车轮的截面，其次再确定端梁中间截面的尺寸。配置的结果，车轮轮缘距上盖板底面为25≡ι;车轮两侧面距离支承处两下盖板内边为10mm,因此车轮与端梁不容易相碰撞；并且端梁中部下盖板与轨道便的距离为55mmo如图示4-3图4-3端梁的截面尺寸第5章端梁接头的设计端梁接头的确定及计算端梁的安装接头设计在端梁的中部，根据端梁轮距K大小，则端梁有一个安装接头。端梁的接头的上盖板和腹板焊有角钢做的连接法兰，下盖板的接头用连接板和受剪切的螺栓连接。顶部的角钢是顶紧的，其连接螺栓基本不受力。同时在下盖板与连接板钻孔是应该同时钻孔。如下图为接头的安装图下盖板与连接板的连接采用M18的螺栓，而角钢与腹板和上盖板的连接采用M16的螺栓。图5-1(a)下盖板与连接板的连接图5-2(b)连接板和角钢连接腹板和下盖板螺栓受力计算•腹板最下一排螺栓受力最大，每个螺栓所受的拉力为:Na= UM ∙⅜+^n(H-b-a^λ+4ZQjN∙3〃i z∙=ι(500-65)x7.06x1()7攻；々"二+12(500-250)2+4(1852+1152+452)=12500N.下腹板每个螺栓所受的剪力相等，其值为:N剪二—-——(4-b)2∙5J121

(5δδ¾∑5⅛12500=7200N式中n。一下盖板一端总受剪面数；n。=12N剪一下盖板一个螺栓受剪面所受的剪力：n——侧腹板受拉螺栓总数；n=12也一腹板上连接螺栓的直径（静截面）do一下腹板连接螺栓的直径；dι=16mmH—梁高；H=500mmM—连接处的垂直弯矩；M=7.06×IO6其余的制 n 尺寸如图示上盖板和腹板角钢的连接焊缝受力计算.上盖板角钢连接焊缝受剪，其值为：^_^.n(H-b-a^ι〃o"25(“—》)险空+卫5。。 18； 500=172500N500-652,5(5∞-65)1622•腹板角钢的连接焊缝同时受拉和受弯，其值分别为:N腹一 拉=6×(500-65-185)χ1250θ人IooN500-65M腹拉=2(1852+1152+452)X[25θθ=2843oooNmin500-655.2计算螺