门式起重机门架及行走部设计

本科毕业设计说明书门式起重机门架及行走部设计学院（部）专业班级学生姓名指导老师年月日门式起重机门架及行走部设计摘要随着现代工业的发展，起重机在冶金、机械、交通运输、电力、建筑、采矿、化工、造船、港口和国防等工业部门中的应用越来越广泛。它对于发展国民经济，改善人们的事物、文化生活的需要都起着重要的作用。随着经济建设的迅速发展，机械化、自己主动化程度也在不停提高，与此相适应的起重机技能也在高速发展，产物种类不停增加，使用规模越来越广。一些企业由于没有起重机械，不仅工作效率低，劳动强度大，甚至难以工作。高层建筑的施工，上万吨级或几十万吨级的大型船只的建造，火箭和导弹的发射，大型电站的施工和安装，大重件的装卸与搬运等，都离不开起重机的作业。它不仅只在生产过程中起辅助作用，而且已成为大批生产和流水作业不可缺少的组成部分，它是实现机械化、自动化，提高劳动生产率，减轻体力劳动的重要工具。起重机的分类方法有多种，常见的是按起重机体型特点来分类。如桥式起重机、门式起重机、门座起重机、塔式起重机、汽车起重机、铁路起重机、桅杆起重机、缆索起重机等在门式起重机中，一，按门框结构形式分为：门式起重机，悬臂门式起重机。二、按主梁形式1.单主梁门式起重机2.双主梁门式起重机。三、按主梁结构1.桁架梁2.箱梁3.蜂窝梁。四、按用途形式1.普通龙门起重机2.水电站龙门起重机3.造船龙门起重机4.集装箱龙门起重机。门式起重机是桥式起重机的一种变形。在港口，主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。它的金属结构像门形框架，承载主梁下安装两条支脚，可以直接在地面的轨道上行走，主梁两端可以具有外伸悬臂梁。门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在港口货场得到广泛使用。关键词：门式起重机门架行走部HoistcranemetalstructureFlows-likeinthehoistcrane,themajorityoftirehoistcrane,thecrawlercraneaswellasthepartialautohoistandspecial-purposeflows-likethehoistcrane,allinstallshasclothesrackthebracketarm,andthroughliftsusingitspeakblockandtackleinstallschangesliftsthesteelwireposition,thusrealizationheavyitemfluctuation;Againchangesitsheightofliftandtheworkingradiusthroughthechangeclothesrackbracketarmlengthandtheangleoftilt.Therefore,maintenanceclothesrackbracketarmincompletenessisextremelyimportant.Becausethehoistcranerisesandfallstheheavyitemworkcontentthemultiplicityandallkindsofworkenvironment,aswellasthehoistcranepilotoperationallevelhighlowstatusreason(hasalsocontraryoperation),thesecancreateclothesrackthebracketarmvaryingdegreedamage,evenfoldsthearmorthepersonnelcasualtyOnclothesrackthebracketarmsteelpipeisspeciallyintheweldingplace,veryeasytoappearthecrack;Thismustexaminecarefully,whennecessityappliesthemagnifyingglasscarefulobservation.Accordingtowemanyyearexperiences,isverysmallwhenthecraterplacecrack,mustcarryontheregulartrackinspection,gazesatthecrackcloselythedevelopmentchange,inordertotakethemeasurepromptly.Whencrackwidthasbigas1mmabove,shouldthepromptpatching.Theconcretemethodis,carriesonfirsttothecrackplaceoriginalcraterpolishes,removeshowmanytoregardthespecialdetailstodecide;Thencarriesonthepatching;Finallyrenovateswellthen.Whenthepitdepthachievedthesteelpipethearmthicksize,alsothepitdistortiondiameterachieveswhen25mm(diameterfor2~5mm)andastraightedge,ifthepitpositioninclothesrackonthebracketarmsteelpipesurface,thendeferstothemethodwhichshowninFigure1todeterminethepitthedepth,soonchoosesthegoodsteelballtoputinthepit,ifthesteelballapexupjustcouldwithrightangleunderalongthecontact,webepossibletoregardthesteelballbynowthediameterforthepitdepth.Ifthepitpositioninthesteelpipesideorunder,aftermayusethebuttertosticktofirstthesteelballcarriesonagainthesurvey.Tothiskindofmaintenancedamage,theavailablegeneralmaterialqualityandtheoriginalsteelpipesamesteelpipeweldingreinforcement,namelytakessectionofsteelpipestodivideintoalongthemiddlelinetwohalf,buildsitsnosetheincline,hasexemptedthecratertobeverticaltoclothesrackthebracketarmsteelpipelengthdirection.Musttreatinfrontofweldingtheoriginalclothesrackbracketarmsteelpipeaboveweldsplacepaintspolishescleanlyfront,preparesforweldsWhenclothesrackthebracketarmsimplerootsteelpipesurfacedamagequiteisserious,shouldadoptitsdamageserioussectionofsteelpipesremoves,weldssectionofsteelpipesthemethodtocarryonprocessing,butmustaddonasectioninsidethesteelpipetostrengthenthesteelpipe.Frontinordertocausetoweldstrengthensthesteelpipetobeablethesmoothinsertiontoremoveinasectionofclothesrackbracketarmsteelpipe,strengthensthesteelpipetobesupposedtomakethesimilarlylongtwosections,andusesthethreadsuccessivelyandweldstwowaystocarryontheconnection.StrengthenssteelpipeL1andL2'slengthmustasectionofshort20mmwhichremovescomparedtoclothesrackthebracketarmsteelpipe,alsoitsouterdiametershouldcomparedtoclothesrackbracketarmsteelpipeinsidediametersmall20~40μm,causetostrengthenthesteelpipebothtobepossibletomoveinclothesrackthebracketarmsteelpipeandnolongerbecomeslesscrowded.WillstrengthensteelpipeL1andL2firstinsertsclothesrackinseparatelythebracketarmsteelpipe,andwillusethemthescrewjointnottobeabletogetup,thenwillscrewtightcausestwoshoulderstodependonstrictly,willholdlooksstrengthensthesteelpipeaftertheposition,afterwilloccupyseparatelyitsscrewtoptheposition,separatelyandtwowillwelditsscrewtopplacethejailalreadytobepossible.Clothesrackthebracketarmsteelpipecratermustmaketheincline,whenthesteelpipespoolthreadperpendicularlineincludedanglefor10°~30°between,likethedamageisthemulti-rootsteelpipe,shouldchoose10°.Here,againearnestlysurveysclothesrackthebracketarmsteeltubeweldinggoodafteractualgapsize,andreferstotheshapewhichshowninFigure2,thenextsectionofsteeltubingmaterial,thebothsidesmake30inclines,cutsopentheweldingalongamonginclothesrackinthebracketarmsteelpipegap;Finishingtouch,paintsthenThistime,4steelpipesallmustweld,thereforeshoulddefertoFigure4requeststhevehicletomake4insidediameterstostrengthenthetube,aftertheinsidediameterstrengthenswallthicknesswhichthetubeturningremainstobesupposednottobebiggerthanclothesrackthebracketarmsteelpipethickness,themiddlecraterslopemustbeabletosatisfythestrengthofaweldtheneed.Atthesametime,theentireclothesrackbracketarm4steelpipeweldingpositionmuststagger,cannotintheidenticallateralsection,alsoeachsteelpipecraterinitsspoolthreadperpendicularlineincludedangleshouldbe10°.Weldsrepairstimemustpayattention:Choosestheappropriateweldingrodandthematerialqualityreasonablestrengthensthesteelpipe;Alsomustpayattentiontotheambienttemperatureinthefallwinterseasonandweldtheexplanationlaborembryoclampingapparatusandsoontoentiretoweldrepairsthequalitytheinfluence,aswellastheweldingcircumferenceweldedjointdonothavetobeverticalwiththeoriginalsteelpipelengthdirection.Theweakclothesrackbracketarmgoesagainstthesheavepintlethewearingcapacitytosurpassthefullsizetime5%,namelyshouldreplace.Whenexamination,clothesrackthebracketarmwillplaceinabearingpoint,willcausetoliftthesteelwiretorelax,thehandwillpushthepulleyifwillrockthequantitytobeverybig,willhavetodismantlewiththerulersurveys,otherwiseaddedanoiltobepossible.Toconnectsthecrownarmfestival(lifthookblockandtackle),themiddlearmfestival(expandsandcontractscylinderfixedly),thefoundationarmfestival(withturnplate,amplitudecylinder,keepsoffcordpulleyaxis)andsoonplacetoselltheaxisalsotohavetoinspectfrequently.Whenitswearingcapacityachievedwhenfullsize5%,mustreplacepromptly.Wheninspection,alsoisplacesclothesrackthebracketarminabearingpoint,dismantlesone,inspectsone,againinstallsone,byrootinspection,untilcheckoff.Inspectsthelifthookthemarkandguardsagainstescapesinstallswhetherconformstotherequirement,flawsandsoonlifthookwhetherthereiscrack,stripping;Thelifthookcrosssectionwears,theapertureincrease,thetorsionaldeflection,whetherexceedstheallowedfigure;Thelifthookpateandthesuperficialwhetherthereiswearydistortion,thecrackanddothecorrelationselltheaxis,thewrapattritionsituation.Theinspectionsteelwirespecification,themodelandthepulleyreelmatcheswhetherconformstothedesignrequirement.Steelwiresteelwireattachmentsystemsandsoonfixedendclamp,lineanchor,agreementblockwhetherconformstotherequirement.Thesteelwireattrition,breaksthesilk,thekinking,compressing,thebend,breaksthestock,thecorrosionandsoonwhetherexceedstheallowedfigure.Brakeestablishment,brakepatternwhetherconformstothedesignrequirement,brakeflawsandsoontensionbar,springwhetherthereiswearydistortion,crack;Sellstheaxis,thespindle,thebrakepulley,thebrakeliningplatewhetherwearsexceedstheallowedfigure,hydraulicbrakewhetheroilleak;Appliesthebrakethegapadjustment,whetherbrakepowerconformstotherequirement.Thereelbody,doesthetubereasonwhetherthereisfatiguecracking,damageandsoonthesituations;Theropetroughandthetubewallwearswhetherexceedstheallowedfigure;Whetherthereelwheelrimhighlyanddoesthesteelwiretwinethelayertomatch;Guiderope,wirelineguideworkingconditionwhetherconformstotherequirement;Whetherthepulleyisequippedwithguardsagainstescapestheropetroughinstallment;Pulleyropetrough,wheelrimwhetherhasthecrack,theraggededges,theattritionexceedstheallowedfigureandsoontheconditions,thepulleyrotateswhethernimbly.Thespeedreducermoveswhenwhetherthereisfiercemetalfricative,vibration,shellradiationandsoonunusualsound;Whethertheaxial-tabterminaldoessealcomplete,whetherthesetboltdoeshaveconditionslooselyandsoondamage;Thespeedreducerlubricatingoilchoice,theoillevelheight,theverticalspeedreducergunmovement,opensthetypegeardrivelubricationandsoonwhetherconformstotherequirement.Wheelrollerface,wheelaxlewhetherhasthefatiguecrackingphenomenon,thewheelrollerfacewheelaxlewearswhetherexceedstheallowedfigure.Whetherinthemovementappearsgnawstheaxlephenomenon.Createsgnawstheaxlethereasonisany.Doestheshaftcouplingcomponentswhetherthereisdamage,theconnectionbecomelesscrowded,movementimpactphenomenon.Theshaftcoupling,sellstheaxis,theaxiscotterhole,thecushionoakrubberorplasticringswearswhetherexceedstheallowedfigure.Theshaftcouplingwithtwopartswhichconnectswhetherconcentric。目录第一章概述 1第二章设计任务及要求 32.1总体方案设计 32.2原始依据 32.2.1起重机运行机构 32.2.2起升机构（电动葫芦）及运行机构 3第三章起重机各机构主要零部件的设计计算 43.1起升机构的设计计算 43.1.1吊钩的选择验算 43.1.2钢丝绳的选择验算 83.1.3卷筒的设计计算 93.2起重机行走机构的设计计算 113.2.1车轮组装置 113.2.2传动装置 143.2.3传动轴的设计计算 25第四章起重机桥架的设计计算 264.1主梁计算 264.1.1工字钢的选择 264.1.2主梁的断面几何特性 274.1.3主梁强度校核 284.1.4主梁刚度计算 304.1.5稳定性计算 324.2端梁计算 324.2.1轮距的确定 324.2.2端梁中央断面几何特性 334.2.3起重机最大歪斜侧向力 344.2.4端梁中央断面合成应力 344.3司机操纵室的安装要求和注意事项 35第五章电气部分设计 36第六章使用须知 376.1安装技术条件 376.2使用维护与安全技术 376.3可能发生的故障及原因分析 38第七章总结 40谢辞 41参考文献 421、绪论1．概述 门式起重机是桥式起重机的一种变形。在港口，主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。它的金属结构像门形框架，承载主梁下安装两条支脚，可以直接在地面的轨道上行走，主梁两端可以具有外伸悬臂梁。门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在港口货场得到广泛使用。起重量为30吨；跨度24米；操纵方式有两种，即操纵室操纵和地面操纵，供用户选择。产品工作环境温度不得低于-20℃高于35℃，并且不适合在温度较高和酸、碱类气体很浓的场所里工作，更不适于吊运有毒、易燃、易爆和熔化金属等物品。本产品是按中级工作制度设计的，有下列几项主要部分组成。1、桥架起重机桥架是由型钢结构而成的，结构形式为桁构式。以工字钢做为主梁，主梁的两端焊有槽钢构成的端梁；在主梁的一侧置有角钢构成的水平桁架和垂直桁架，用来安装大车传动机构和增强桥架水平刚度。当跨度≥9.5米时，在主梁的上方焊有槽钢组成的上悬梁，以保证桥架的强度和刚度，以至减轻结构自重。2、大车运行机构大车运行机构分为集中传动和分别驱动两种，主从动车轮的角形轴承箱是以螺栓紧固在端梁两端的。电动机、减速器和制动器均集中安装在走台上。电动机通过制动轮联轴器与减速机的输入轴联结，其间装有电磁制动器，减速机的输出轴通过齿轮联轴器、传动轴、轴承架与主动车轮相连，当电动机启动后，既带动主动车轮运转。3、起升机构本机的起升、下降和横向移动是靠悬挂在主梁上的电动葫芦完成的。与本机配套的电动葫芦为CD1型，其结构形式和技术规范详见电动葫芦说明书。4、电气系统根据操纵方式的不同，电气系统亦随之而异，有地面操纵电气系统和操纵室操纵电气系统。起重机的端梁和电动葫芦分别置有限位开关，用以控制大车运行和吊钩起升范围。制动器制动力矩的大小由制动距离而定，其制动距离的大小规定如下：大车运行的制动距离米电动葫芦起升的制动距离米5、操纵室操纵室是用螺栓固定在桥架一端的，根据工作环境不同制有开式和闭式两种。同时，根据使用单位的设置形式不一，操纵室的入口方向又分为左端、右端、左侧、右侧四种，供用户选择。第二章设计任务及要求2.1总体方案设计（1）主体设计；（2）主梁及端梁设计；、（3）大车行走机构设计（3）司机驾驶室设计；2.2原始依据2.2.1起重机运行机构运行机构参数名称大车运行速度30m/min轨距?mm工作级别M5M6第三章起重机各机构主要零部件的设计计算3.2起重机行走机构的设计计算行走机构主要由主动车轮组装置、从动车轮组装置、传动装置、传动轴装置等组成。3.2.1车轮组装置车轮组主要由车轮、轴、轴承和轴承箱组成，为了便于安装和维修，将车轮安装在可整体拆卸和联接的角形轴承箱中，形成独立部件。⒈车轮的计算根据车轮的承载性质和应力分析，对车轮按第种载荷计算情况进行疲劳计算，并按第Ⅱ种载荷情况进行强度校核。①材料的选择车轮一般选用ZG55Ⅱ。②计算车轮的轮压计算车轮轮压时主要考虑起升机构（电动葫芦）的作用，其位于不同位置时车轮所受的压力也因之而异。受力简图如图3-2所示图3-4主动轮受力简图图中A、B代表两个主动车轮的位置，C、D分别代表两个从动车轮的位置，G表示的是起重机总重量，P代表的是起重机载荷的重量。并且，。各个车轮的受力由静力学方法求之。其求解过程如下。受力分析力矩分析以上两试联立求解得参考同类产品的设计，在计算最大轮压时起升机构的位置应取：当没有悬臂时是在距离支点1/4跨度的地方；当有悬臂时是在支点上；对带回转伸臂的起重机取最大轮压的75%。对于某些专用起重机，则按经常作用的载荷和位置确定轮压。因此本起重机的起升机构（电动葫芦）的位置取在距离支点1/4处的地方。即取，代入上试得，其中将以上数据代入得即车轮的等效载荷为计算轮压为其中—等效冲击载荷系数查[计算书]表2-7，取=1.0—载荷变化系数查[计算书]表2-8，取=0.84—根据起重机等效载荷和起重机的自重求出的等效轮压代入数据得当载荷处于最不利于车轮的位置时，即时车轮的最大计算压力为查[1]图1-3得，则根据查[3]表3-8-3得，选取车轮直径为，轨道型号为P50。车轮部分尺寸和轨道尺寸如下：③疲劳计算线接触时的接触应力其计算公式为—车轮与轨道的有效接触长度（）查表得—车轮与轨道接触时产生的变形，其接触面为矩形，为矩形宽度的一半—车轮直径—许用线接触应力，查[3]表3-8-2得代入得b、点接触时的接触应力其计算公式为—轨道头部曲率半径（cm）—许用点接触应力，查[3]表3-8-2得代入数据得由以上校核可知，车轮的线接触应力和点接触应力均符合要求，由此可知车轮的疲劳强度符合要求。④强度校核强度校核的计算公式同疲劳强度的计算公式，只是用替代，计算过程如下：线接触的局部接触应力：点接触的局部接触应力：由以上可知强度校核符合要求综上所述，车轮组部分的结构和尺寸如下图3-3：图3-5主动轮结构从动车轮的结构同主动轮。轨道型号为，其结构形式及尺寸如下：图3-6P50轨道结构2.轴及轴承的计算校核见传动轴的校核3.2.2传动装置传动装置主要由三部分组成：制动器、电机和减速器。起重机的驱动方式分为集中驱动和分别驱动，本起重机的设计采用分别驱动方式，由一台电机带动，电机通过制动器与减速器连接，通过减速器外伸端的输出轴带动两个主动轮运动，从而实现起重机在轨道上的直线运动。（一）电机的选择电机型号选定为，其功率为2.2KW，转速为885。其各项技术参数见参考文献[3]。（二）制动器的选择计算起重机上最常用的是瓦块制动器，本起重机初步选用电磁液压制动器，型号为，液压电磁铁型号为，液压电磁制动器寿命长，性能稳定，它基本上消除了其它类型制动器的缺点，但在点动是不如电磁铁灵敏，不适合用于精密安装。该型号制动器的设计计算参考[3]表3-7-10~3-7-15，其计算过程如①瓦块覆面压力的计算计算公式为其中—摩擦系数取为0.35—制动轮直径取代入得则保证额定制动力矩是弹簧所需的最小力为其中为杠杆效率，取值为0.95则②制动瓦计算制动瓦宽度为退距为计算单位压力而制动器的容许比压为从而可知符合要求③计算弹簧附加压缩量补偿压缩量④制动臂计算制动臂材料选用型钢，动力系数为，动绞为，静铰为，宽度为厚度，轴孔直径制动臂弯矩抗弯模数弯曲应力制动瓦心轴比压（静铰）下座比压（动铰）经校核全部符合要求⑤销轴的计算销轴材料选用45钢，许用弯曲应力为直径，抗弯模数，支距弯矩校核弯曲应力其计算公式为，安全制动瓦（静铰）比压校核计算接触长度为底座（动铰）接触长度为比压计算由以上可知，静动铰处的比压均符合要求，安全⑥弹簧的计算材料选用，其弹簧摸量为，该弹簧的尺寸参数为：钢丝直径，平均直径，节距，自由长，压靠长，工作圈各项系数的计算弹簧刚度计算符合要求压靠力压靠应力安全，符合要求⑦弹簧力需要的液压电磁推力与额定推力的比较弹簧制动压缩量弹簧力各种情况下所需要的推力计算而此种情况需要读弹簧的设计进行进一步调整，将弹簧的刚度更改为，再代入以上各式分别计算得，，在允许范围内，可以选用。以上数据均系参考[起重机设计手册]（三）减速器的设计计算已知电动机的功率为2.2，减速器减速比为23.3，拟初步选用型卧式渐开线圆柱齿轮减速器。查[3]表3-3-53，根据传动比确定，，，其结构简图见下图图3-7减速器的简化形式电机输出轴输出转矩为，查[3]表3-3-57，根据转矩初步确定减速器的具体型号为，查[起重机设计手册]表3-3-52，确定齿轮法向模数和齿宽高速级：中心距低速级：中心距⑴校核各齿轮①高速级齿轮的校核（中心距）小齿轮材料选用45钢，调质处理，硬度为241~286大齿轮材料选用45钢，正火处理，硬度为156~217，齿轮精度均为8级。参考[3]表3-3-23小齿轮的许用接触应力为大齿轮的许用接触应力为，因此校核时取较小值，即查[3机]表5-5得螺旋角故端面压力角基圆螺旋角齿轮分度圆直径a、验算齿轮面接触疲劳强度电动机载荷驱动平稳，查[5]表5-2，取齿轮精度为8级，取齿宽由[5]图5-7（a）,按查表，考虑轴的刚性较大，且齿轮相对轴承为非对称布置，取由[5]表5-4得，故载荷系数计算重合度和齿顶圆直径齿轮基圆直径端面齿顶压力角齿面接触应力计算公式为其中为传动比，从电机到传动轴，取，则将以上数据代入上式得故齿面接触强度安全b、验算齿根弯曲强度许用应力计算公式为查[5]图5-18b得，查[5]图5-19得由式5-32得查图5-14得，查图5-15得，由[5]式5-47计算得由[5]式5-48计算则由上可知，齿根处的弯曲强度符合要求②低速级齿轮校核验算小齿轮材料选用钢，调质处理，齿面硬度250~280。大齿轮材料选用，正火处理，齿面硬度162~185中心距小齿轮转矩螺旋角齿轮分度圆直径端面压力角基圆螺旋角验算齿面接触疲劳强度参考以上高速级齿轮的校验，取，，因此考虑轴的刚性较大，且齿轮相对轴承为非对称布置，取，则载荷系数计算重合度和齿顶圆直径齿轮基圆直径端面齿顶压力角传动比由[5]图5-17得，（允许有一定点蚀）由式5-29得取按齿面硬度250和162，由图5-16（b）,得，由式（5-28）计算许用接触应力由于，故计算中取计算齿面接触应力安全齿根弯曲强度的校核验算许用应力计算公式为查[5]图5-18b得，查[5]图5-19得由式5-32得查图5-14得，查图5-15得，由[5]式5-47计算得由[5]式5-48计算由以上可知，大小齿轮的齿根弯曲强度均安全。3.2.3传动轴的设计计算参考同类型产品的设计形式，本起重机传动轴的结构设计简图如图3-6：图3-8传动轴的结构简图其中轴2和轴3的结构形式相同，由于轴的长度较大，所以在该轴上加一轴承以保持轴的稳定性。轴1的具体结构形式和轴径具体尺寸如下：图3-9轴1的结构简图轴2和轴3的具体结构形式和轴径尺寸如下：图3-10轴2和轴3的结构简图由于轴的长度很大，而且轴径也相差不大，因此在验算校核时，可以取轴的直径为一统一值，按最小值进行校核，因此取校核直径为以下是具体校核过程：轴的校核主要考虑轴的扭转。起重机电动葫芦电机驱动功率为15KW，转速为1440r/min,，故其扭矩为剪切应力为满足要求。第四章起重机桥架的设计计算本起重机的金属结构（桥架），主要由主梁（主桁架）、端梁、栏杆（副桁架）等组成。起重机金属结构主要受力构件应采用平炉或转炉（机械性能不低于平炉）的碳素钢（GB700-65）和普通低合金钢（YB13-69），在低温时（-40℃以下）采用桥梁钢（GB714-65）。以下是各种钢的优劣点。3号碳素钢，强度高，塑性好，并具有良好的焊接性，宜用于金属结构的主要受力构件。沸腾钢应用较为普遍，但由于它在低温下呈现冷脆，冲击韧性剧烈降低，因此工作在低温下的金属结构主要受力构件不宜采用，而应采用镇静钢、普通低合金钢或桥梁钢。普通低合金钢有较高的屈服极限，在低温下有较大的冲击韧性，在大气中又较耐腐蚀，但它在变载荷作用下，对应力集中有较高的敏感性，同时价格较贵，必须合理采用才能发挥其优越性。一般用于大起重量起重机的金属，以减轻其自重。铝合金可以减轻结构自重，且耐腐蚀，但铝合金价格贵，弹性模数仅为钢材的三分之一，因此目前尚很少使用。薄钢板、花纹板、水煤气管等用做走台、栏杆、梯子等不受力的构件。目前金属结构的发展趋势是采用板结构。它与桁架结构相比具有较高的疲劳极限，制造方便，易采用自动焊和半自动焊，便于机械化高效率生产，结构大都是封闭式的，抗腐蚀性好，涂漆方便，并在一定条件下自重较轻。型钢的应用广泛，它可以组成各种桁架和其它结构件。角钢一般用作承受轴向力的杆件，选用薄枝的为宜，有时甚至增大型号也不采用厚角钢。槽钢一般用做承受轴向力或横加力的的构件，也用做连接件。工字钢用做承受弯曲的构件。钢管用做承受轴向力，尤其是受压件，钢管具有惯性半径大，不易失稳，重量轻，截面封闭防锈好，涂漆方便，风阻力较小等优点，因此现在多为采用。基于以上各种型钢的优缺点，本起重机桥架部分金属结构的选材形式如下：主梁结构是采用压板压延形成的U型槽钢，再与工字钢组成箱形实腹板梁，横梁也是用压板压延形成U形槽钢，再组焊成箱形横梁。在主横梁之间用螺栓（45钢）连接而成。4.1主梁计算4.1.1工字钢的选择主梁的截面形式可按静强度条件初步选定，主梁跨中的静刚度按间支梁计算。即，整理出I的表达式得，其中—截面惯性矩—弹性摸量其值取为—额定起重量其值为—电动葫芦的重量其值取为600—起重机的跨度取值为将以上数据代入式中的得根据值选择工字钢及加强截面的型号，选取热轧普通工字钢，型号为，其具体尺寸参数如下：，，，，截面面积，，截面惯性矩，4.1.2主梁的断面几何特性主梁几何形状如图4-1图4-1主梁的结构及尺寸（一）主梁断面面积（二）主梁断面水平形心轴位置（三）主梁断面惯性矩4.1.3主梁强度校核选定主梁截面尺寸后，应校核主梁跨中截面的弯曲正应力和跨端截面的剪应力垂直载荷在下翼缘引起的弯曲正应力计算简图如图4-2：图4-2主梁受力简图计算公式为—电动葫芦在额定起重量下的总轮压—起升冲击系数—起升载荷动载系数G—悬挂在工字钢梁上的司机室重量，一般取为—梁的下表面距离截面形心轴的距离—司机室重心到支撑的距离取—主梁单位长度重力（）代入数据得计算应力得（二）主梁工字钢下翼缘局部弯曲应力腹板根部1点由翼缘在平面内及平面内弯曲引起的应力分别为图4-3主梁下翼缘结构作用在2点下表面由翼缘引起的在面及平面内的弯曲应力分别为靠近自由端点3由翼缘在平面内弯曲引起的应力为，，，，—由轮压作用点位置比值决定的系数—电动葫芦的的最大压力取—距离边缘处的翼缘厚度取值为查表可知，，，，分别计算得（三）合成应力工字钢下翼缘下表面1点的合成应力，其校核公式为代入数据得为下翼缘下表面3点的合成应力，其校核公式为代入数据得经校核可知，以上两处的应力校核均满足要求。4.1.4主梁刚度计算电动单梁起重机应对主梁的垂直静刚度和水平静刚度进行验算并必须符合要求，而对动刚度一般可不验算，只有在使用上提出特殊要求时（如高速运行或精确安装的起重机）才需要进行动刚度验算。（一）垂直静刚度计算其计算公式为其中—主梁垂直静刚度（）—静载荷（）—主梁跨度—材料弹性模量对于3号钢其值取为—主梁断面垂直惯性矩—许用垂直静挠度取代入数据得满足要求。（二）水平静刚度计算其计算公式为其中—水平惯性力（）—主梁水平静刚度—许用水平静挠度—主梁断面水平惯性矩将以上数据代入计算式得满足要求。⒊动刚度计算主要是校核主梁在垂直方向的自振周期，其计算公式为—自振周期—起重机和电动葫芦的换算质量—重力加速度—主梁均布载荷—主梁跨度—电动葫芦质量故满足要求。4.1.5稳定性计算稳定性计算包括主梁整体稳定性计算和主梁腹板、受压翼缘的局部稳定性计算。⒈主梁整体稳定性由于本起重机主梁水平刚度较大，故可以不计算主梁的整体稳定性。⒉主梁腹板的局部稳定性由于电动葫芦作用在主梁的受拉区，所以主梁腹板局部稳定性不予考虑。⒊受压翼缘板局部稳定性由于本起重机主梁是冷压成型的U形槽钢，通过每隔一米间距的横向加筋板及斜侧板同工字梁组焊成一体。U形槽钢的两圆角都将大大加强上翼缘板稳定性，所以受压翼缘板局部稳定性可不计算。4.2端梁计算本起重机的端梁结构采用钢板冷压成U形槽，再组焊成箱形端梁，端梁通过车轮将主梁支撑在轨道上，端梁同车轮的连接形式是将车轮通过心轴安装在端梁端部腹板上。4.2.1轮距的确定轮距K和跨度L的关系为，取4.2.2端梁中央断面几何特性据系列设计资料，初步给出端梁断面尺寸，如下图其中央断面几何特性如下：（一）断面总面积（二）形心位置故图4-4端梁结构（三）断面惯性矩（四）断面模数4.2.3起重机最大歪斜侧向力歪斜侧向力简图如4-5当起重机运行时，由于各种原因会出现跑偏、歪斜现象，此时车轮轮缘与轨道侧面的接触并产生与运行方向垂直的侧向力。由上图可知，当载荷移到左端极限位置时，操纵室操纵时，最大轮压为。这时最大歪斜侧向力为：式中—车轮最大轮压—侧压系数对于轮距K同跨度L的比例关系在之间，可取代入得图4-5歪斜侧向力简图4.2.4端梁中央断面合成应力由于操纵室连接架加强了操纵室端梁的强度所以最大侧向力考虑当载荷移到左端极限位置时，即，校核公式为—轮距，280cm，—断面模数，，—许用应力，由于端梁受力较复杂，一般只计算垂直载荷和歪斜侧向力，对于3号钢，将以上数据代入校核公式得满足要求。4.3司机操纵室的安装要求和注意事项司机室的构造与安装，应保证司机对整个起重机的工作范围有良好的视野，便于观察载荷吊运情况。没有特殊要求的室内工作的起重机司机室做成开式的，室内有粉尘的和在露天工作的起重机的司机室应做成闭式的，司机室应有便于登上传动走台的扶梯和理有栏杆的（高度不低于0.9米的）平台。传动走台上的舱口开关与总电源保护箱的接触器应联锁，当打开舱口盖时，起重机上裸露的滑线应立即被断电。操纵室内除了要安装控制设备外，还应留有足够的司机草捉和维修空间，并应装设照明设备。操纵室的平面尺寸取决于所装电气设备的尺寸，通常取宽1.3米以上，长2.0米以上。操纵室和电器室的地板应是实体的木地板，人走动之处铺以8毫米厚的橡胶垫。窗玻璃的厚度应不小于5毫米。操纵室的骨架由轧制型材或薄钢板弯成的型材焊成。操纵室的窗框位置，应使坐着的司机能看到起重机吊在任何高度时的工作情况。某些窗应打开，便于擦玻璃和与地面取得联系。若本起重机工作于多尘和有害气体的场合，则操纵室应是紧闭式的，。并另有专门的设备向室内输送清洁空气，以保证必要的内压力。工作于高温环境的起重机，宜采用隔热操纵室，操纵室的内壁和外壁之间应填入隔热材料，其厚度不小于40毫米，地板和天花板的隔热材料厚度不小于100毫米，窗由两层玻璃组成，，其间净空距离以26~35毫米为宜。对于直接受热辐射的玻璃，应采用防红刚化玻璃。窗户尺寸在不影响视野的情况下应尽量缩小。操纵室和电气室的底面和外壁应涂有最大热反射能力的材料。

第五章电气部分设计本起重机电气部分设计主要是采用PLC电气控制，通过PLC系统控制起重机的起升和运行，可以实现起重机在轨道上的来回运动和电动葫芦的升降。本次设计主要是起重机的机械零部件部分的设计，因此电气部分的设计从略。在此句简要介绍一下起重机电气设备的革新和现代化。着生产技术的不断发展和使用要求的不断提高，对起重机的的电气化和自动化的要求也越来越高，起重机的电气化程度也越来越高。在任务繁重的起重机上，主令控制器被改为联动的主令控制器，可以用一个操纵受柄同时操纵两个机构。也可以和可调节的司机座椅组合成联动控制台，这样可以使司机操作时更省力更方便。在高温的冶金车间里，起重机操纵室可装设空调机，在操纵室顶上或桥架上则装有冷风机组的压缩冷凝机，保证环境温度在55℃的条件下操纵室内温度调到低于30℃，改善了司机的工作条件。有些起重机为了司机操作方便，在司机室内安装了工业电视，以帮助司机对起重机的运行情况进行观察和监控。此外还设有自整角机随系统来知识吊钩起落的高度和深度，以及大车运行机构两边的移动距离或位置情况等。过去在一些高度较大的起重机上，地面人员与司机的联系可通过旗帜或有线电话来完成，但是都存在一定的局限性。现在随着通讯技术的高速发展，各种先进的通讯装备已经用于起重机，使得司机和地面人员的联系更加方便自如。有些起重机由于生产过程具有规律性，简单的重复某一运动，因此可以通过编制程序实现起重机在小范围内的自动化，减轻了司机的负担。第六章使用须知6.1安装技术条件一、停放起重机的地点应选择比较平坦结实的地面，并且要使桥梁放平，避免变形。二、搬运时，禁止将桥架在地面上拖动。三、安装前应进行一次全面检查，看在运输中是否有变形和所坏，若有需在安装前修复。四、时要捆扎两处以上，并且禁止捆扎走台和其它传动零部件。五、安装起重机的饿轨道要铺设地准确，并符合以下公差：轨道跨度公差：±3mm（绝对值）轨道标高公差：±3mm（绝对值）轨道接头公差：2~3mm（接头间隙），并且高低差不得大于1mm.轨道弯曲公差：±3mm（绝对值）轨道倾斜公差：8.25mm~16.5mm6.2使用维护与安全技术经常检查起重机的桥架，若发现有变形，断裂，扭曲等情况发生，应及时修