1、 . 本科畢業設計（論文）50/10t雙梁橋式起重機大車運行機構與主梁設計46 / 53摘 要起重機可以提高了人們的勞動效率，搬動大型物件。在廠房搬運大型零件或重型裝置，橋式起重機是不可或缺的運輸工具。 隨著現代科學技術的迅速發展，工業生產規模的擴大和自動化程度的提高，起重機在現代化生產過程中應用越來越廣，作用愈來愈大，對起重機的要求也越來越高。尤其是計算機技術的廣泛應用，許多跨學科的先進設計方法出現，促使起重機的技術進入嶄新的發展階段。本文結合生產實際，提出了雙梁起重機大車運行機構以與主梁的幾種方案，通過分析確定了最終方案，對大車運行機構與主梁進行了設計，對起重機的安全檢查提出了要求。關鍵詞

2、：雙梁橋式起重機；大車運行機構；主梁；設計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 錄摘要IABSTRACTII1 緒論12 大車運行機構方案擬訂以與選擇42.1大車運行機構的幾種常用方案42.1.1低速集中驅動42.1.2中速集中驅動52.1.3高速集中驅動52.1.4分別驅動62.2大車運行機構方案分析62.2.1低速集中驅動72.2.2中速集中驅動72.2.3高速集中驅動72.3大車運行機構方案選擇73 主梁方案的擬訂與選擇83.1主梁常用的幾種方案83.1.1工字鋼主梁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工字鋼主梁103.2.2桁架主梁103.2.3箱形主梁103.3主梁方案選擇104 大車運行機構的設計124.1運行阻

8、力的計算124.1.1摩擦阻力124.1.2坡道阻力144.1.3風阻力144.2電動機的選擇164.2.1概述164.2.2電動機靜功率164.2.3電動機初選164.2.4電動機過載校驗174.2.5電動機發熱校驗184.2.6起動時間與起動平均加速度校驗184.2.7選擇合適的電動機型號194.3減速器的選擇204.3.1概述204.3.2減速器型號的選擇204.4制動器的選擇204.4.1制動器概述204.4.2制動器相關參數的計算224.4.3制動器型號的選擇234.5聯軸器的選擇234.6運行打滑驗算244.6.1起動時不打滑按下式驗算：244.6.2制動時不打滑按下式驗算：245

9、 主梁的設計265.1主梁跨度的確定265.2主梁上鋼軌的選擇275.3主梁的合理強度設計285.3.1梁的強度條件285.3.2梁的合理截面形狀305.3.3變截面梁與等強度梁305.3.4梁的合理受力315.4主梁合理剛度設計315.4.1梁的剛度條件325.4.2梁的合理剛度設計325.4.3梁的合理加強335.4.4梁的的跨度選取335.4.5合理安排梁的約束與加載方式336 安全檢驗346.1機械部分的安全要求346.1.1減速器346.1.2大車運行機構346.1.3主梁的要求356.1.4高強度螺栓366.1.5電動機366.1.6重要構件材質376.1.7焊接質量檢測376.2

10、電氣設備檢驗376.2.1電氣設備符合GB/T14406和產品圖樣的要求376.2.2電氣設備安裝386.2.3供電與電路要求386.2.4對主要電氣元件的安全要求406.2.5電氣保護裝置416.2.6照明、信號42結 論43參考文獻44致451 緒 論橋式起重機在冶金、礦山等行業被大量使用，尤其是電動雙梁橋式起重機，憑借著其優越的起重性能、廣闊的生產適用圍和強大的負載能力以與其工作的穩定性在各個行業中更是有著廣泛的運用。作為現代短程物流運輸的主要設備，起重機也在以迅猛的速度向著專業化、人性化、大型化、高速化、合理化以與經濟化的方向不斷發展。在有著較重搬運任務的車間中，電動雙梁橋式起重機的作

11、用更是不可替代，隨著它在車間的使用，工人的體力勞工得到了極大的緩解，工廠的生產效率得到了極大的提高，但是為了在滿足企業的經濟效益最大化的同時，保證產品的質量以與工作人員的安全，企業就需要一系列更適合自身發展的結合本廠實際的方便經濟型起重機，這就對我國以與世界各國的起重機行業提出了現實的要求。由于工業生產規模的不斷擴大，生產效率日益提高，以與產品生產過程中物料裝卸搬運費用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機的需求量不斷增長。起重量越來越大，工作速度越來越高，并對能耗和可靠性提出更高的要求。起重機已成為自動化生產流程中的重要環節。起重機不但要容易操作，容易維護，而且安全性要好，可靠性要高，要求具

12、有優異的耐久性、無故障性、維修性和使用經濟性。目前世界上最大的浮游起重機起重量達6，500t，最大的履帶起重機起重量達3，000t，最大的橋式起重機起重量為1，200t，集裝箱岸邊裝卸橋小車的最大運行速度已達350m/min，堆垛起重機最大運行速度是240m/min，垃圾處理用起重機的起升速度達100m/min 。工業生產方式和用戶需求的多樣性，使專用起重機的市場不斷擴大，品種也不斷更新，以特有的功能滿足特殊的需要，發揮出最佳的效用。例如冶金、核電、造紙、垃圾處理的專用起重機，防爆、防腐、絕緣起重機和鐵路、船舶、集裝箱專用起重機的功能不斷增加，性能不斷提高，適應性比以往更強。德國德馬

13、格公司研制出一種飛機維修保養的專用起重機，在國際市場打開了銷路。這種起重機安裝在房屋結構上，跨度大、起升高度大、可過跨、停車精度高。在起重小車下面安裝有多節伸縮導管，與飛機維修平臺相連，并可作360度旋轉。通過大車和小車的位移、導管的升降與旋轉可使維修平臺到達飛機的任一部位，進行飛機的維護和修理，極為快捷方便。隨著現代工業的迅速發展，電子計算機的廣泛應用，系統工程、優化工程、創造性工程、人機工程等現代化理論的發展，大大加快了現代工業的發展進程，使社會生產力又躍上了一個新水平。起重機由于具備既能起重、又能載貨、機動靈活這一獨特的優點，而廣泛應用于交通運輸、土木建筑業（包括建筑工程、公路橋梁工程、

14、市政修建工程、機械化基礎工程等）電業、野外作業、石材業、碼頭的貨物裝卸與遠距離轉移貨物，加裝附加裝置后，還可用于橋梁維修、高空架線與檢測等作業中。隨著國家基礎建設的規模不斷加大，起重機在起重運輸行業作用也將越來越大。從產品的市場情況來看，需求量越來越大。目前，隨著科學技術進步的加快，世界各國起重機的生產有了較大的發展，從最初的小型單一產品，已發展成全系列、大力矩、多功能、外型美觀、操作簡單、使用安全，并能進行有線或無線遙控的先進產品，可以說起重機的發展已進入了成熟期。由于國外勞動力費用高，強調工作效率，施工中基本不存在人工裝卸，起重機有使用靈活、技術成熟等特點，所以在歐洲市場起重機市場前景廣闊

15、。我國起重機起步較晚，但隨著科學技術的進步和市場需求的增加，我國起重機的生產水平將會日益發展和完善，產品將具有更大的市場潛力。目前，在沿海城市和地區，起重機的銷售形勢正逐步好轉，特別是大噸位起重機，正受到南方個體用戶的青睞，并有向地推進的趨勢。由于工業生產規模不斷擴大，生產效率日益提高，以與產品生產過程中物料裝卸搬運費用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機的需求量不斷增長，起重量越來越大，工作速度越來越高，并對能耗和可靠性提出更高的要求。起重機已成為自動化生產流程中的重要環節。起重機不但要容易操作，容易維護，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有優異的耐久性、無故障性、維修性和使用經濟性。目前

16、世界上最大的履帶起重機起重量3000t，最大的橋式起重機起生日一1200t，集裝箱岸連裝卸橋小車的最大運行速度已達350m/min，堆垛起重機級最大運行速度240mmin，垃圾處理用起重機的起升速度達100mmin。工業生產方式和用戶需求的多樣性，使專用起重機的市場不斷擴大，品種也不斷更新，以特有的功能滿足特殊的需要，發揮出最佳的效用。例如冶金、核電、造紙、垃圾處理專用起重機，防爆、防腐、絕緣起重機和鐵路、船舶、集裝箱專用起重機的功能不斷增加，性能不斷提高，適應性比以往更強。德國德馬格公司研制出一種飛機維修保養的專用起重機，在國際市場打開了銷路。這種起重機安裝在房屋結構上，跨度大、起升高度大、

17、可過跨、停車精度高。在起重小車下面安裝有多節伸縮導管，與飛機維修平臺相連，并可作3600旋轉。通過大車和小車的位移、導管的升降與旋轉可使維修平臺到達飛機的任一部位，進行飛機的維護和修理極為快捷方便。用模塊化設計代替傳統的整機設計方法，將起重機上功能基本一樣的構件、部件和零件制成有多種用途，有一樣聯接要素和可互換的標準模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規格的起重機。對起重機進行改進，只需針對某幾個模塊。設計新型起重機，只需選用不同模塊重新進行組合。可使單件小批量生產的起重機改換成具有相當批量的模塊生產，實現高效率的專業化生產，企業的生產組織也可由產品管理變為模塊管理。達到改善整機性能，

18、降低制造成本，提高通用化程度，用較少規格數的零部件組成多品種、多規格的系列產品，充分滿足用戶需求。目前，德國、英國、法國、美國和日本的著名起重機公司都已采用起重機模塊化設計，并取得了顯著的效益。德國德馬格公司的標準起重機系列改用模塊化設計后，比單件設計的設計費用下降12，生產成本下降45，經濟效益十分可觀。德國德馬格公司還開發了一種KBK柔性組合式懸掛起重機，起重機的鋼結構由冷軋型軌組合而成，起重機運行線路可沿生產工藝流程任意布置，可有叉道、轉彎、過跨、變軌距。所有部件都可實現大扎遏生產，再根據用戶的不同需求和具體物料搬運路線在短時間將各種部件組合搭配即成。這種起重機組合性非常好，操作方便，能

19、充分利用空間，運行成本低。有手動、自動多種形式，還能組成懸掛系統、單梁懸掛起重機、雙梁懸掛起重機、懸臂起重機、輕型門式起重機與手動堆垛起重機，甚至能組成大型自動化物料搬運系統。 起重機的更新和發展，在很大程度上取決于電氣傳動與控制的改進。將機械技術和電子技術相結合，將先進的計算機技術、微電子技術、電力電子技術、光纜技術、液壓技術、模糊控制技術應用到機械的驅動和控制系統，實現起重機的自動化和智能化。大型高效起重機新一代電氣控制裝置已發展為全電子數字化控制系統。主要由全數字化控制驅動裝置、可編程序控制器、故障診斷與數據管理系統、數字化操縱給定檢測等設備組成。變壓變頻調速、射頻數據通訊、故

20、障自診監控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場感應防碰撞技術、現場總線、載波通訊與控制、無接觸供電與三維條形碼技術等將廣泛得到應用。使起重機具有更高的柔性，以適合多批次少批量的柔性生產模式，提高單機綜合自動化水平。重點開發以微處理機為核心的高性能電氣傳動裝置，使起重機具有優良的調速和靜動特性，可進行操作的自動控制、自動顯示與記錄，起重機運行的自動保護與自動檢測，特殊場合的遠距離遙控等，以適應自動化生產的需要。在此，本文將對用于大型重載搬運生產中的50/10雙梁橋式起重機大車運行機構與主梁進行設計說明。2 大車運行機構方案擬訂以與選擇大車運行機構用里驅動大車的行走，是大車縱向運動的動力

21、機構。大車運行機構一般有一個或兩個大功率的電動機來輸出轉矩，供給各個與之聯接的軸。軸再分別與減速器（一個或兩個）聯接，減速器再與車輪聯接（也可以減訴器與電動機聯接，依據所選驅動方案而定），從而輸出動力給車輪，驅動整個大車運行機構前進或后退。由此過程即可以得出大車運行機構的傳動原理：大車運行機構的動力由電動機發出，經制動輪聯軸器、補償軸和半齒聯軸器將動力傳遞給減速器的高速端，并經減速器把電動機的高轉速降低到所需要的的轉速之后，由低速軸傳出，又經全齒聯軸器把動力傳遞給大車的主動車輪組，從而帶動了大車主動車輪的旋轉完成橋架縱行吊運重物的目的。表2-1 50/10雙梁橋式起重機大車運行機構與主梁技術性

22、能表項目參數項目參數工作級別M6車輪直徑（mm）Ø800跨度（m）28減速器速比 41.64運行速度（m/min）87.92電動機功率(kW)22基距（m）5電動機轉速（r/min）1475三相交流電源380V 50Hz最大輪壓（kN）395緩沖行程（mm）110限位開關LX33-12鋼軌型號QU1202.1大車運行機構的幾種常用方案 大車運行機構可以分為集中驅動和分別驅動兩種形式。由一套驅動裝置，通過中間軸來驅使大車兩邊主動車掄旋轉的驅動，叫做集中驅動。由兩套各自獨立的驅動裝置，來驅使橋架兩邊主動車輪的轉動，這種驅動方式叫做分別驅動。在新型的橋式起重機上，一般多采用分別驅動，只有在

23、噸位小的時候或舊式的橋式起重機上仍采用集中驅動的形式。2.1.1低速集中驅動電動機通過全齒聯軸器與減速器聯接，減速器帶動傳動軸旋轉。各傳動軸是通過連軸器聯接在一起的。傳動軸的末端是裝有主動輪，制動器裝在電動機外伸軸端上，也可以裝在電動機與減速器相連的軸上。這種傳動形式傳動軸轉速一般只在50100z轉/分圍之，但卻能傳遞較大的扭矩。因此，軸、軸承、聯軸器和軸承座的尺寸都較大，這就使得整個運行機構變重，一般只用于小起重機和小跨度的橋式起重機上。此外，這種低速集中驅動形式也有采用開式齒輪傳動結構的。低速集中驅動如圖2-1所示。2.1.2中速集中驅動電動機經制動器和減速器帶動傳動軸旋轉。傳動軸又經開式

24、齒輪驅動車輪沿軌道運行。各段傳動軸是通過聯軸器連接在一起的。這種傳動形式與低速集中傳動形式比較，由于轉速增高到200300轉/分，傳動扭矩相對減小了，所以軸、軸承、連軸器、軸承座的尺寸也隨之減小，使整個運行機構減輕了重量。但傳動軸兩端的開式齒輪磨損卻很快。另外，由于車輪安裝在固定的心軸上，所以裝卸和維修也不方便?，F在這種結構已不再使用了。中速集中驅動如圖2-2所示。2.1.3高速集中驅動電動機通過補償軸與左右兩個減速器相聯接。制動器設在電動機的一側。在減速器的高速軸端，因轉速較高，故多采用補償軸聯接，以保證安裝精度和減輕聯軸器的齒輪磨損。這種驅動形式，其運行速度快，可以達到6001500轉/分

25、，傳動機構的尺寸小，重量輕。它的缺點是所傳遞的扭矩小，需要兩個減速器，對傳動軸的加工精度要求高（通常是每米軸長的徑向跳動不超過0.5mm）。高速集中驅動如圖2-3所示。圖2-1 低速集中驅動運行機構1電動機；2全齒聯軸器；3減速器；4傳動軸；5制動器；6主動輪 圖2-2 中速集中驅動運行機構1車輪；2軸承座；3聯軸器；4減速器；5制動器；6電動機；7中速軸；8開式齒輪圖2-3 高速集中驅動運行機構1電動機；2高速軸；3減速器；4車輪；5聯軸器2.1.4分別驅動分別驅動是指采用兩套各自獨立的驅動裝置，來驅使橋架兩邊主動車輪轉動的方式。它的特點是：大車兩端的每套驅動機構都是單獨的由電動機、制動器、

26、補償軸、減速器和主動車輪等零部件組成的。分別驅動又分為普通型和“三合一”的方式兩種不同結構。普通型即是采用兩組互不關聯互不干擾的驅動裝置對大車兩端的車輪分別驅動（圖2-4a）。“三合一”的方式，即將電動機、制動器與減速器合成一個整體，使其體積小、重量輕、結構緊湊等優點更為顯著（圖2-4b）。“三合一”方式的缺點是行走部分的振動比較劇烈，對傳動機構和金屬結構有不良影響，不利于安全。不管所選取的是那種分別驅動的方式，兩臺電動機之間均可以采用一套電氣聯鎖控制裝置，或完全沒有聯系的兩套獨立的電氣控制裝置來對大車運行機構進行控制。分別驅動也在現代橋式起重機上得到廣泛的應用。圖2-4 橋式起重機分別驅動運

27、行機構2.2大車運行機構方案分析根據前幾種方案的敘述，可以得出：2.2.1低速集中驅動這種傳動形式傳動軸轉速一般只在50100z轉/分圍之，但卻能傳遞較大的扭矩。因此，軸、軸承、聯軸器和軸承座的尺寸都較大，這就使得整個運行機構變重，一般只用于小起重機和小跨度的橋式起重機上。2.2.2中速集中驅動這種傳動形式與低速集中傳動形式比較，由于轉速增高到200300轉/分，傳動扭矩相對減小了，所以軸、軸承、連軸器、軸承座的尺寸也隨之減小，使整個運行機構減輕了重量。但傳動軸兩端的開式齒輪磨損卻很快。另外，由于車輪安裝在固定的心軸上，所以裝卸和維修也不方便?，F在這種結構已不再使用了。2.2.3高速集中驅動這

28、種驅動形式，其運行速度快，可以達到6001500轉/分，傳動機構的尺寸小，重量輕。它的缺點是所傳遞的扭矩小，需要兩個減速器，對傳動軸的加工精度要求高（通常是每米軸長的徑向跳動不超過0.5mm）。2.2.4分別驅動這種驅動方式的特點是：由于省去了中間部分的傳動軸，所以大車運行機構的重量減輕很多，同時走臺尺寸與大車重量也隨之減小。許多單位做過統計，在起重量為10噸，跨度為25米的橋式起重機上，由集中驅動形式改為分別驅動形式后，大車運行機構本身與走臺部分一共可以減輕3.5噸。分別驅動的結構，不因其主梁的變形而在大車傳動性能方面受到影響，從而保證了運行機構多方面的可靠性。分別驅動形式，當一端電動機損壞

29、后，另一端的電動機依然可以維持短時間工作，而不致造成集中驅動結構形式那樣，由于電動機出現故障就馬上會造成停工或引起事故。2.3大車運行機構方案選擇此次設計的橋式起重機，起重量為50/10噸，加上其自重（約15噸左右），所以大車運行機構要驅動的最大負載為65噸左右。這種噸位屬于重負荷大型起重機類型，由以上分析可以得知分別驅動更適合這種噸位的起重機。所以這里優選分別驅動形式。使用分別驅動形式就可以大幅度減輕大車本身的自重，是整個電機的負荷和車輪的負載都盡量降低，從而達到最可靠的生產安全性和最大的經濟效益。為了減少傳動軸的使用和盡量減少聯軸器的個數，這里選用圖1-4a結構的普通型分別驅動方式，以達到

30、節省起重機生產成本的目的。3 主梁方案的擬訂與選擇主梁起重機的重要組成部分，其強度和剛度的性能將直接影響整個式起重機的質量和生產的安全。它一方面只承著小車，允許小車在它上面橫向行駛；另一方面又是起重機行走的車身主體（主梁和兩邊端梁一起構成整個車體，即橋架），可以沿鋪設在廠房上面的軌道行駛。在各種生產環境的起重機使用中，主梁的結構形式通常較多，但在設計和制造的時候首先必須滿足強度和剛度的要求，而且也要考慮到主梁自身的重量和它的外形尺寸要小，加工制造簡單，適合大批量自動化生產、運輸、存放和使用維修方便、成本低等一系列因素。這些因素往往是相互矛盾的實際應用中就要結合具體的使用以與制造條件來考慮。3.

31、1主梁常用的幾種方案概括起來分析，橋式起重機主梁的結構形式通常有工字鋼、結構桁架形和箱形三種。3.1.1工字鋼主梁即主梁由一根工字鋼組成，它的兩端只支承在端梁上，端梁的斷面通常為形或者正方形形狀。為了增加工字鋼的承載能力，也可以在工字鋼上附加焊接上一些加強桿件；為了增加主梁的水平剛性，在其側面附加焊接水平加強桿件或水平桁架，并兼作走臺。單工字鋼主梁只用在單軌葫蘆小車上，雙工字鋼主梁可以作為手動或電動雙梁起重機的橋架。而小車軌道即鋪設在工字鋼頂上。這種工字鋼主梁的橋架結構簡單、加工方便、但承載能力也較差，剛度也較小，但只能用在跨度和起重量都不大的場合。3.1.2桁架主梁桁架主梁是使用的較早的一種

32、橋架形式，它多采用兩根主梁。兩根主梁都是空間四桁架結構，由主桁架和副桁架與上下水平桁架組成。各種桁架由不同型號的型鋼（角鋼、槽鋼）焊接而成。小車軌道鋪設在主桁架上，所以主桁架承受大部分垂直載荷。上下水平桁架承受水平力，并保證橋架水平方向的剛性。在水平桁架上鋪設花紋鋼板充當走臺，走臺上的鋼板同時也加強了水平桁架的的承載能力。在走臺上安裝有大車運行機構和電氣設備。3.1.3箱形主梁箱形主梁又上下蓋板與左右腹板焊接而成，其斷面為封閉的箱形。小車運行軌道安裝在蓋板上。根據軌道在主梁上安裝位置的不同，箱形主梁結構可以分為以下幾種具體的形式：雙主梁正軌箱形梁（圖3-1a），這種形式的小車軌道安裝在主梁正中

33、。為了防止蓋板變形，在箱形主梁部，每隔一定的間隔加焊了“長加勁板”以與“短加勁板”。橋架的剛度則由兩根主梁來保證。在兩主梁外側設有走臺，一側走臺上安放大車運行機構，另一側走臺上安裝有電氣設備。走臺增加了橋架的整體剛度，便于起重機的維修。但加大了橋架的自重和對主梁的附加扭矩，所以在一些新設計的橋架中，有的取消了走臺，有的則減小了走臺的寬度。從主梁受力來考慮，主梁縱向外形以拋物線為優，但拋物線形狀制造費工，故一般將兩端做成斜線段式。國生產的5125T橋式起重機大多為這種正軌雙主梁形式。箱形雙主梁偏軌主梁（圖3-1b、c） 小車軌道放在雙主梁側的腹板上方（主腹板上）。它的主要優點是最大限度地減少了翹

34、加的輔助構件，充分地利用了材料。由于軌道有了主腹板的支承，改善了上蓋板的受力條件，因此可以減少主梁部短加勁板的數目和主梁焊接時的變形，有利于提高主梁的加工質量和生產效率。為了減輕主梁的自重，有時在腹板上開許多窗口，并在窗口上鑲有板條式框架（增加腹板的穩定性），這種結構為“空腹箱形”，多用在大起重量的起重機上。半偏軌箱形雙主梁（圖3-1d） 其小車軌道半偏心放在主梁上。它的優點是基本與偏軌雙梁相似，可以節約鋼材，簡化工藝，而且也減小了主腹板的受力。這種形式國外均已在采用。圖3-1箱形主梁結構形式（a）雙主梁正軌箱形梁 （b）箱形雙主梁偏軌主梁（c）大起重量用的偏軌箱形雙梁（空腹副腹板） （d）半

35、偏軌箱形雙主梁偏軌箱形單主梁 它指用一根箱形主梁來作為橋架的情況下的梁。小車運行機構也只有一根小車沿單軌道行駛。單主梁橋架的突出優點是自重小，節約鋼材；缺點是對起重機的維修不便，因而限制了其在橋式起重機上的使用。因但主梁結構的貨物容易通過支腿，視野開闊，所以它在龍門起重機上得到了廣泛的應用，因為這里是提供給橋式起重機主梁的方案，所以直接可以排除此種方案。3.2主梁方案分析 根據以上對各種方案的敘述，可以得出：3.2.1工字鋼主梁這種橋架結構簡單、加工方便、但承載能力也較差，剛度也較小，只能用在跨度和起重量都不大的場合。因而對于起重量較大的橋式起重機（50/10噸），工字鋼結構存在著一定的局限性

36、。3.2.2桁架主梁這種結構的橋架自重小，風阻力也很小，不僅節省鋼材，而且因其穩定的幾何結構在小重量的起種工作中發揮了很大的作用。但是其起重量一般不超過10噸，若超過這個圍，其外行尺寸就必須很大，這樣就會造成很多浪費，而且對廠房的要求也高，必須要保證廠房的建筑高大。3.2.3箱形主梁這種結構可以承受較大的負載，在重型設備和產品的生產中已得到廣泛的應用。其中雙主梁正軌箱形梁制造維修比較方便，自重也一般不太大，國生產的5125T橋式起重機大多為這種正軌雙主梁形式；箱形雙主梁偏軌主梁最大限度地減少了翹家的輔助構件，充分地利用了材料。由于軌道有了主腹板的支承，改善了上蓋板的受力條件，因此可以減少主梁部

37、短加勁板的數目和主梁焊接時的變形，有利于提高主梁的加工質量和生產效率。為了減輕主梁的自重，有時在腹板上開許多窗口，并在窗口上鑲有板條式框架（增加腹板的穩定性），這種結構為“空腹箱形”，多用在大起重量的起重機上；半偏軌箱形雙主梁基本與偏軌雙梁相似，可以節約鋼材，簡化工藝，而且也減小了主腹板的受力。這種形式國外均已在采用；偏軌箱形單主梁，由于其不一般不用于橋式起重機所以，這里對其做比較。3.3主梁方案選擇主梁是橋式起重機橋架的主要組成部分，其尺寸的大小，決定于起重機自身的重量、跨度、起升高度和主梁所選用的結構形式。主梁的水平長度即為橋架的跨度，也就是兩端梁間的距離。主梁間的寬度（雙梁結構時）即為橋

38、架的軸距，也就是沿端梁下面最外側兩車輪軸線間的距離。為了保證橋架水平方向的剛度，使其變形在規定圍，橋架的軸距與橋架的跨度之比被限制在0.140.2圍以。橋式起重機的主梁是用以承擔小車重量和外載荷的，因此必須有足夠的強度、剛度很穩定性，以保證在規定載荷作用下，主梁的彈性下撓值在允許的圍，以與保證運行時不發生變形。綜合靠考慮以上因素，以與制造使用的可行性，和生產的方便經濟性，這里選用箱形主梁中的雙主梁正軌箱形梁。此外，為了不使主梁過早的出現下撓，主梁還應有一定的上拱度，以此來抵消工作中主梁所產生的下撓，保障大車運行機構的傳動性能。4 大車運行機構的設計大車運行機構的設計計算包括：電動機、減速裝置和

39、制動器的確定以與主動輪與軌道之間的附著力的驗算。設計的原始數據主要有：額定起升量Q、起重機自重G（包括小車重量）、運行速度v，工作級別、用途與工作條件等。4.1運行阻力的計算起重機或小車在穩定運行過程中所受到的阻力稱為靜阻力。靜阻力由摩擦阻力、坡道阻力和風阻力三項組成，即=+ （N）4.1.1摩擦阻力起重機或小車滿載運行時的最大摩擦阻力為 （N）式中：起升載荷（N）；起重機運行小車自重載荷（N）；滾動摩擦系數（mm），由表4-1查??；車輪軸承摩擦系數，由表4-2查??；與軸承相配合處車輪軸直徑（mm）；車輪踏面直徑（mm）；附加摩擦阻力系數，見表4-3；摩擦阻力系數，初步計算時可按照表4-4選取

40、。滿載運行時的最小摩擦阻力 （N）空載運行時最小摩擦阻力 （N）表4-1 滾動摩擦系數車輪材料鋼軌形式車輪踏面直徑（mm）100，160200，320400，500630，710800900，1000鋼平頂鋼軌0.250.30.50.60.70.7圓頂鋼軌0.30.40.60.81.01.2鑄鐵平頂鋼軌-0.40.60.80.90.9圓頂鋼軌-0.50.70.91.21.4表4-2 軸承摩擦系數軸承形式滑動軸承滾動軸承軸承結構開式稀油潤滑滾珠和滾柱式錐形滾子式0.10.080.0150.02表4-3 附加阻力系數車輪形狀機構驅動形式圓錐車輪橋式起重機大車運行機構集中1.2圓柱車輪有輪緣橋式、門

41、式和門座起重機的大車運行機構分別1.5無輪緣分別1.1有輪緣具有柔性支腿的裝卸橋、門式起重機的大車運行機構分別1.3有輪緣雙梁橋、門式起重機小車運行機構滑線集中2.0電纜集中1.5有輪緣偏心載荷單梁小車運行機構滑線1.6無輪緣1.5有輪緣電纜1.3無輪緣1.2圓錐車輪（單輪緣）懸掛在工字鋼梁上的小車運行機構單邊驅動1.5雙邊驅動2.0表4-4 摩擦阻力系數車輪直徑(mm)車軸直徑(mm)滑動軸承滾動軸承200以下50以下0.0280.02200 - 40050 - 600.0180.015400 - 60065 - 900.0160.01600 - 80090 - 1000.0130.006注

42、：計算電動機功率時，應將表中的值加大0.005；在曲線軌道上運行上塔式起重機 值加大一倍。單主梁起重機垂直反滾輪式小車滿載運行時的最大摩擦阻力 （N）式中：垂直反滾輪的輪壓（N）；、分別為垂直反滾輪的軸承徑和踏面直徑（mm）。單主梁起重機水平反滾輪式小車滿載運行時的最大摩擦阻力 （N）式中：水平反滾輪的輪壓（N）；、分別為水平反滾輪的軸承徑和踏面直徑（mm）。4.1.2坡道阻力計算公式如下：式中：為坡度角。當坡度很小時，在計算中可以用軌道坡度代替，即值與起重機類型有關。橋式起重機為0.001，門式和門座式起重機為0.003，建筑塔式起重機為0.005，橋架上的小車為0.002。在臂架或橋架懸臂

43、上運行的小車，值應由計算確定。4.1.3風阻力只有露天工作的起重機才考慮風阻力的因素。露天工作的起重機要考慮的風阻力有起重機所受的風阻力和起吊物品所受的風阻力，由于本設計是橋式起重機，其多用于廠房的物料搬運，它的工作環境是室，所以不必考慮風阻力，這里不再贅述。另外，除以上三項基本運行阻力外，有時還需要考慮特殊運行阻力，如加速運行時的慣性阻力： （N）式中：起重機的平均加速度（），見表4-5；重力加速度（）； 1.5考慮驅動突變時對結構產生的動效應。 對于在曲線軌道（彎道）上運行的起重機，還要考慮曲線運行附加阻力： （N）式中：曲線運行附加阻力系數，一般須實驗測定。對于塔式起重機，可以取。表4-

44、5 運行機構加（減）速度與相應的加（減）速時間的推薦值運行速度（m/s）行程很長的低、中速起重機通常用的中、高速起重機采用大加速度的高速起重機(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電動機的選擇4.2.1概述起

45、重接寫的工作特點：反復短時運行，頻繁起、制動和反轉，經常過載，有較強的機械振動和沖擊，工作環境多灰塵，且還有金屬粉末等。為滿足起重機的工作要求，起重機用電動機與一般工業用電動機相比有如下特點：1）起重機用電動機按斷續周期性工作類型制造，通常用負載持續率（接電持續率）、接電次數和起重次數3個參數表述起重起重機電氣設備的斷續周期工作制狀況，并作為選型的重要依據；2）起重機用電動機具有較高的啟動轉距和最大轉距（即過載能力）；3）起重機電動機具有較小的轉子轉動慣量，轉子的長徑比較大；4）起重用電動機最大安全轉速超過額定轉速的倍數較高，一般為同步轉速的2.5倍；5）起重機用電動機具有2種以上地緣等級，分

46、別使用在不同的環境溫度下。具體到我國的實際，我用的專用的直流和交流電動機。直流4.2.2電動機靜功率通過公式：式中： 初選運行速度（m/s）機構傳動效率，可取=0.850.95電動機個數根據次公式結合本畢業設計課題4.2.3電動機初選一般可根據電動機的靜功率和機構的接電持續率JC值，對照電動機的產品目錄選用。由于運行機構的靜載荷變化較小，動載荷較大，因此所選電動機的額定功率應比靜功率大，以滿足電動機的起動要求。對于橋式起重機的大、小車運行機構，可按下式初選電動機： （*）式中：考慮到電動機起動時的慣性影響的功率增大系數。室外工作的起重機，常取=1.11.3（速度高者取大值）；對于室工作的起重機

47、與裝卸橋小車運行機構，可取=1.22.6（對應的速度取30180m/min）。通過以上公式，帶入本設計中的數據4.2.4電動機過載校驗運行機構的電動機必須進行過載校驗式中：基準接電持續率時電動機額定功率（）平均起動轉距標么值（相對于基準接電持續率時的額定轉距）；對繞線型異步電動機取1.7，籠型電動機取轉距允許過載倍數的90%。運行靜阻力（N）按上式計算，風阻力按工作狀態最大計算風壓q計算，室工作的起重機風阻力為零。運行速度（m/s）;根據與初選的電動機轉速n確定傳動比i（見減速器的選擇）。機構的傳動效率。機構總轉動慣量，即折算到電動機軸上的機構旋轉運動質量與直線運動質量轉動慣量之和（）；計算公

48、式為電動機轉子轉動慣量（）。電動機軸上制動輪和聯軸器的轉動慣量（）?？紤]其他傳動件飛輪距的影響的系數，折算到電動機軸上可取（=1.11.2）電動機額定功率（r/min）.機構初選起動時間，可根據運行速度確定；一般情況下橋式類型起重機大車運行機構=810s,小車運行機構=46s。 帶入上面計算的數據 經過計算過載校驗合格。4.2.5電動機發熱校驗 對于工作頻繁的工作性運行機構，為避免電動機過熱損壞，應進行發熱校驗。滿足下式，電動機發熱校驗合格：式中：電動機工作的接電持續率JC值、CZ值的允許輸出量（kW）。工作循環中，負載的穩定功率（kW）；按下式計算。式中：G穩態負載平均系數，見下表4-6通過

49、帶入數據經過驗算確定所以發熱校驗合格表4-6 運行機構穩態負載平均系數G運行機構室起重機室外起重機小車大車G10.70.850.75G20.80.900.80G30.90.950.85G4110.904.2.6起動時間與起動平均加速度校驗 滿載、上坡、迎風的起動的時間計算公式如下：式中：電動機的平均起動轉距；滿載、上坡、迎風時作用于電動機軸上的靜阻力距，按下式計算。式中： 減速器傳動比 起動時間一般應滿足：對大車，=810s；對小車，=46s。時間也可參照下表4-7確定。起動平均加速度為了避免多大的沖擊與物品擺動，應驗算起動時的平均加速度，一般在允許的圍參考下表，計算公式如下：式中：起動平均加

50、速度運行機構的穩定運行速度起動時間相關數據選擇參見下表3-7：表4-7 運行機構加（減）速度a與相應加（減）速度時間t的推薦值運行速度行程很長的低速與中速起重機通常使用的中速起重機才用大加速度的高速起重機加（減）速度時間加（減）速度加（減）速度時間加（減）速度加（減）速度時間加（減）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選擇合適的電動機型號（表4-8）通過計算和查閱資料決定選擇電動機型號如下：表4-8 電動機的選擇電動機型號YZP225M-5功率kM22轉速r/min1475綜合考慮到生產中應用的經濟性，通過計算選定大車運行構選YZP225M-5型電動機來提供給大車前進和后退時的的動力。4.3減速器的選擇4.3.1概述減速器是橋式起重機中重要的部件，他的作用是把電動機的高轉速，降低到各機構所需要的工作轉速。橋式起重機中減速器主要用來調整主起升機構、副起升機構以與大小車運行的速度，減速器的種類有很多，由于齒輪減速器在使用過

52、程中效率高，工作壽命長，維護使用方便，因而在橋式起重機中的應用也很廣。在此對大車運行機構所需要的減速器進行計算然后根據計算選擇經濟合理的。4.3.2減速器型號的選擇通過計算和查閱資料，橋式起重機上多采用封閉式結構的減速器，齒輪都裝在封閉的外殼，灰塵進不去，潤滑良好。由于減速器潤滑條件好，維修方便，使用耐久，所以在近代的橋式起重機上都有廣泛應用 通過計算和資料確定主大車運行機構的減速器為LENDER產品如下表3-1：表3-1項目型號速比大車運行機構K4SH08-C41.644.4制動器的選擇4.4.1制動器概述動力驅動的起重機，其起升、變幅、運行、旋轉機構都必須裝設制動器。人力驅動的起重機，其起升機構和變幅機構必須裝設制動器或停止器。起升機構、變幅機構的制動器，必須是常閉式的。起升機構不宜采用重物自由下降的結構。如采用重物自由下降結構，應有可操縱的常閉式制動器。根據規定：每套制動器安全系數，不應小于表4-14的規定；制動器應有符合操作頻度的熱容量；制動器對制動帶摩擦墊片的磨損應有補償能力；制動帶摩擦墊片與制動輪的實際接觸面積，不應小于理論接觸面積的70%；帶式制動器的制動帶摩擦墊片，其背襯鋼帶的端部與固定部分的連接，應采用鉸接，不得采用螺拴連接、鉚接、焊接等鋼性連接型式；人力控制制動器，施加的力與行程不應大于表4-15