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房建行業(yè)的塔式起重機(jī)
動(dòng)臂裝在高聳塔身上部的旋轉(zhuǎn)起重機(jī)。作業(yè)空間大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平輸送及建筑構(gòu)件的安裝。由金屬結(jié)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成。金屬結(jié)構(gòu)包括塔身、動(dòng)臂和底座等。工作機(jī)構(gòu)有起升、變幅、回轉(zhuǎn)和行走四部分。電氣系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、控制器、配電柜、連接線(xiàn)路、信號(hào)及照明裝置等。
塔式起重機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)塔機(jī)，亦稱(chēng)塔吊，起源于西歐。
塔機(jī)分為上回轉(zhuǎn)塔機(jī)和下回轉(zhuǎn)塔機(jī)兩大類(lèi)。其中前者的承載力要高于后者，在許多的施工現(xiàn)場(chǎng)我們所見(jiàn)到的就是上回轉(zhuǎn)式上頂升加節(jié)接高的塔機(jī)。按能否移動(dòng)又分為：走行式和固定式。固定式塔機(jī)塔身固定不轉(zhuǎn)，安裝在整塊混凝土基礎(chǔ)上，或裝設(shè)在條形式X形混凝土基礎(chǔ)上。在房屋的施工中一般采用的是固定式的。塔式起重機(jī)的動(dòng)臂形式分水平式和壓桿式兩種。動(dòng)臂為水平式時(shí)，載重小車(chē)沿水平動(dòng)臂運(yùn)行變幅，變幅運(yùn)動(dòng)平衡，其動(dòng)臂較長(zhǎng)，但動(dòng)臂自重較大。動(dòng)臂為壓桿式時(shí)，變幅機(jī)構(gòu)曳引動(dòng)臂仰俯變幅，變幅運(yùn)動(dòng)不如水平式平穩(wěn)，但其自重較小。 為了確保安全，塔式起重機(jī)具有良好的安全裝置，如起重量、幅度、高度和載荷力矩等限制裝置，以及行程限位開(kāi)關(guān)、塔頂信號(hào)燈、測(cè)風(fēng)儀、防風(fēng)夾軌器、爬梯護(hù)身圈、走道護(hù)欄等。司機(jī)室要求舒適、操作方便、視野好和有完善的通訊設(shè)備。
以下分幾個(gè)方面來(lái)具體介紹房建中常用的塔機(jī)。
(一)、塔機(jī)的金屬結(jié)構(gòu) 塔機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)由起重臂、塔身、轉(zhuǎn)臺(tái)、承座、平衡臂、底架、塔尖等組成。起重臂構(gòu)造型式為小車(chē)變幅水平臂架，再往下分又有單吊點(diǎn)、雙吊點(diǎn)和起重臂與平衡臂連成一體的錘頭式小車(chē)變幅水平臂架。單吊點(diǎn)是靜定結(jié)構(gòu)，雙吊點(diǎn)是超靜定結(jié)構(gòu)。錘頭式小車(chē)變幅水平臂架，裝設(shè)于塔身頂部，狀若錘頭，塔身如錘柄，不設(shè)塔尖，故又叫平頭式。平頭式的使結(jié)構(gòu)形式更簡(jiǎn)單，更有利于受力，減輕自重，簡(jiǎn)化構(gòu)造等優(yōu)點(diǎn)。小車(chē)變幅臂架大都采用正三角形的截面。
(二)、塔機(jī)的零部件 每臺(tái)塔機(jī)都要用許多種起重零部件，其中數(shù)量最大，技術(shù)要求嚴(yán)而規(guī)格繁雜的是鋼絲繩。塔機(jī)用的鋼絲繩按功能不同有：起升鋼絲繩，變幅鋼絲繩，臂架拉繩，平衡臂拉繩，小車(chē)牽引繩等。鋼絲繩的特點(diǎn)是：整根的強(qiáng)度高，而且整根斷面一樣大小，強(qiáng)度一致，自重輕，能承受震動(dòng)荷載，彈性大，能卷繞成盤(pán)，能在高速下平衡運(yùn)動(dòng)，并且無(wú)噪聲，磨損后其外皮會(huì)產(chǎn)生許多毛刺，易于發(fā)現(xiàn)并便于及時(shí)處置。
(三)、塔機(jī)的工作機(jī)構(gòu) 塔機(jī)的工作機(jī)構(gòu)有五種：起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、小車(chē)牽引機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和大車(chē)走行機(jī)構(gòu)(行走式的塔機(jī))。
(四)、塔機(jī)的電氣設(shè)備 塔機(jī)的主要電氣設(shè)備包括：電纜卷筒-中央集電環(huán);電動(dòng)機(jī);操作電動(dòng)機(jī)用的電器，如：控制器、主令控制器、接觸器和繼電器。保護(hù)電器，如：自動(dòng)熔斷器，過(guò)電流繼電器和限位開(kāi)關(guān)等。主副回路中的控制、切換電器，如：按鈕、開(kāi)關(guān)和儀表等。屬于輔助電氣設(shè)備的有：照明燈、信號(hào)燈、電鈴等。
(五)、塔機(jī)的液壓系統(tǒng) 塔機(jī)液壓系統(tǒng)中的主要元器件是液壓泵、液壓油缸、控制元件、油管和管接頭、油箱和液壓油濾清器等。液壓泵和液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)中最為復(fù)雜的部分，液壓泵把油吸入并通過(guò)管道輸送給液壓缸或液壓馬達(dá)，從而使液壓缸或馬達(dá)得以進(jìn)行正常運(yùn)作。液壓泵可以看成是液壓和心臟，是液壓的能量來(lái)源。
(六)、塔機(jī)的安全裝置 安全裝置是塔機(jī)必不可少的關(guān)鍵設(shè)備之一，可以分為：限位開(kāi)關(guān)(限位器);超負(fù)荷保險(xiǎn)器(超載斷電裝置);緩沖止擋裝置;鋼絲繩防脫裝置;風(fēng)速計(jì);緊急安全開(kāi)關(guān);安全保護(hù)音響信號(hào)。限位開(kāi)關(guān)按功能有：吊鉤行程限位開(kāi)關(guān)，回轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)，小車(chē)行程限位開(kāi)關(guān)，大車(chē)行程限位開(kāi)關(guān)。
(七)、塔機(jī)的防傾翻規(guī)定 嚴(yán)禁超載運(yùn)行;不得斜牽重物;不許猛然急制動(dòng);禁止在大風(fēng)中運(yùn)行吊運(yùn)作業(yè);工作班后，必須把夾軌器夾緊，以防大風(fēng)將塔機(jī)吹動(dòng)溜出軌道。
(八)、自升式塔機(jī)的附著錨固 當(dāng)自升式塔機(jī)在達(dá)到其自由高度繼續(xù)向上頂升接高時(shí)，為了增強(qiáng)其穩(wěn)定系數(shù)保持起重能力，必須通過(guò)錨固附著于建筑結(jié)構(gòu)上。附著層次與施工層建筑總高度、塔機(jī)和塔身結(jié)構(gòu)、塔身自由高度有關(guān)。
Tower Crane Boom
mounted on the upper part of the rotation of the tall tower crane. Operating a large space, mainly used for housing construction materials in the vertical and horizontal transportation and installation of building components. From the metal structure, working bodies and the electrical system consists of three parts. Metal structure including the tower moving arms and base and so on. The work of organizations including lifting, luffing, slewing and walking four parts. Electrical systems including motors, controllers, power distribution cabinets, connection lines, signals and lighting devices.
Short tower crane tower crane, also known as tower crane, originated in Western Europe.
Device characteristics and safety devices Tower crane boom and struts form of sub-horizontal type two kinds. For the horizontal boom, the load car runs along the level luffing boom, luffing movement balance, its long boom, but the greater weight boom. Boom for the strut-type when the tractor boom luffing mechanism Pitch amplitude, amplitude motion than horizontal steady, but its relatively small weight. In order to ensure the safety of tower crane has a good safety device, such as starting weight, range, height and load torque constraints such devices, as well as the travel limit switches, tower lights, wind instrument, wind clip-rail device, Ladders and athletic supporter circle, walkways and railings. Driver's cab demand for comfort, easy operation, good vision and good communications equipment.
Used tower crane following specific description in several aspects of the tower crane used room Jianzhong.
(1)the tower crane metal structure metal structure is composed of tower crane boom, tower, turret, bearings, balance arm, chassis, composed of apex. Construction boom level luffing jib type of car, and then have a single hanging point down the minutes, double-hanging point and the lifting arm and balance arm fused hammerhead-type level luffing jib car. Single hanging point is statically determinate structure, twin-lift point is statically indeterminate structure. Hammerhead-type trolley level luffing jib installed at the tower top Zhuangruo hammer, shaft, such as hammer handle, no spire, it is also known as flat head style. Flat-style of making structure simpler and more conducive to the force, to reduce weight and simplify construction and so on. Most used car luffing jib equilateral triangle cross-section.
(2)the tower crane spare parts Each tower crane must be used in many kinds of lifting parts, of which the largest number of technical requirements are strict and complicated rope specifications. Tower crane wire rope used in accordance with different functions are: lifting wire rope, rope luffing, jib ropes, balance the arm ropes, trolleys and other traction rope. Steel wire rope is characterized by: the entire root, high strength, but also the whole root sections, the size of the same intensity, light weight, able to withstand shock loads, flexible enough to winding into a disk, can be balanced at high speed movement, and no noise, wear and tear After the skin will produce a number of glitches, easy to detect and facilitate the timely disposal.
(3)the tower crane working body The tower crane working body there are five: hoisting mechanism, varying from agencies, car towing agencies, institutions and carts Traveling rotary body (walking style tower crane).
(4)the tower crane electrical equipment The main tower crane electrical equipment including: Cable Reels - Central collector ring; Motor; Operation of electrical motors, such as: controller, master controller, contactors and relays. Protection of electrical appliances, such as: automatic fuses, over-current relays and limit switches. Vice-loop in the main control switch electrical appliances, such as: buttons, switches and meters. There are auxiliary electrical equipment: lights, lights, bells and so on.
(5)tower crane's hydraulic system Tower crane hydraulic system's main components are hydraulic pumps, hydraulic cylinders, control components, tubing and fittings, fuel tank and hydraulic oil filters and so on. Hydraulic pump and hydraulic motor is a hydraulic system of the most complex part of the oil suction pump through the pipeline to the hydraulic cylinders or hydraulic motors, hydraulic cylinder or motor so that normal operation can be carried out. Hydraulic and hydraulic pump can be seen as the heart, is the hydraulic energy source.
(6)tower crane safety devices Safety device is essential for the tower crane, one of the key equipment, can be divided into: limit switch (stopper); overload Insurance devices (overload power plant); buffer only block devices; steel wire rope anti-off device; anemometer ; emergency safety switch; security audio signal. Limit switches according to the functions are: hook travel limit switch, rotary limit switches, trolley travel limit switch, carts travel limit switch.
(7)the provisions of the tower crane anti-tipping Non-overloading operation; not oblique pull heavy loads; not allowed to suddenly emergency braking; prohibit running wind lifting operations; working class, must be clip-rail clamping device to prevent the wind blowing the tower crane slipped out of orbit.
(8)since the l-type tower crane attachment anchor When the self-climbing tower crane in achieving a high degree of their freedom to continue to pick up high-jacking, in order to enhance its stability factor to keep lifting capacity, they must anchor attached to the building structure. Attachment level, the total construction and construction-layer height, tower crane and tower structures, freedom tower height.
目 錄
內(nèi)容摘要 1
關(guān)鍵詞 1
Abstract. 1
Key words 1
1.緒 論 3
1.1橋式起重機(jī)的介紹 3
1.2橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案 3
1.3主梁和橋架的設(shè)計(jì) 3
1.4端梁的設(shè)計(jì) 4
2.選型計(jì)算部分 4
2.1主起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4
2.2副起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8
2.3小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu) 11
2.4大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16
3.結(jié)構(gòu)計(jì)算部分 20
3.1橋架尺寸的確定 20
3.2主梁尺寸 21
3.3主端梁界面 22
3.4端梁截面尺寸的確定 23
3.5主.端梁截面幾何性質(zhì) 24
3.6載荷 25
3.7扭轉(zhuǎn)載荷 28
3.8主梁的計(jì)算 28
3.9端梁的計(jì)算 38
3.10穩(wěn)定性 39
3.11總功率 41
總結(jié) 42
參考文獻(xiàn) 43
致謝 44
44
內(nèi)容摘要：這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是針對(duì)畢業(yè)實(shí)習(xí)中橋式起重機(jī)所做的具體到噸位級(jí)別的設(shè)計(jì)。隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，橋式起重機(jī)越來(lái)越多的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。在工廠中搬運(yùn)重物，機(jī)床上下件，裝運(yùn)工作吊裝零部件，流水線(xiàn)上的定點(diǎn)工作等都要用到起重機(jī)。起重機(jī)中種數(shù)量最多，在大小工廠之中均有應(yīng)用的就是小噸位的起重機(jī)，小噸位的橋式起重機(jī)廣泛的用于輕量工件的吊運(yùn)，在我國(guó)機(jī)械工業(yè)中占有十分重要的地位。但是，我國(guó)現(xiàn)在應(yīng)用的各大起重機(jī)還是仿造國(guó)外落后技術(shù)制造出來(lái)的，而且已經(jīng)在工廠內(nèi)應(yīng)用了多年，有些甚至還是七八十年代的產(chǎn)品，無(wú)論在質(zhì)量上還是在功能上都滿(mǎn)足不了日益增長(zhǎng)的工業(yè)需求。如何設(shè)計(jì)使其成本最低化，布置合理化，功能現(xiàn)代化是我們研究的課題。本次設(shè)計(jì)就是對(duì)小噸位的橋式起重機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是50t/10t橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其中包括橋架結(jié)構(gòu)的布置計(jì)算及校核，主梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算及校核，端梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算及校核，主端梁連接以及大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)零部件的選擇及校核。
關(guān)鍵詞：起重機(jī) 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu) 橋架 主端梁 小噸位
Abstract：The graduation project is a bridge crane for the graduation field work done by the tonnage level specific to the design. As China's manufacturing industry, more and more applications crane to which industrial production. Carry a heavy load in the factory, machine parts up and down, the work of lifting parts of shipment, assembly line work should be fixed on the crane is used. The largest number of species of cranes, both in the size of the factory into the application is small tonnage cranes, bridge cranes small tonnage of lightweight parts for a wide range of lifting, in China's machinery industry plays a very important position. However, our current application, or copy large crane behind the technology produced abroad, and has been applied in the factory for many years, and some 70 to 80 years of products, both in quality or functionality are not growing to meet the industrial demand. How to design it the lowest cost, rationalize the layout, function modernization is the subject of our study. This design is for small tonnage bridge crane design, the main design elements are 50t/10t crane structure and operation of institutions, including the bridge structure, calculation and checking the layout, the main beam structure calculation and checking , end beams calculation and checking, the main end beam connect and run the cart and checking body parts of choice.
Key words：Crane The moving mainframe Bridge Main beam and end beam Small tonnage
1.緒 論
1.1橋式起重機(jī)的介紹
橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱(chēng)天車(chē)。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車(chē)沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。
橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法可以簡(jiǎn)單地劃分為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和未來(lái)設(shè)計(jì)方法三類(lèi)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法指的是以古典力學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的類(lèi)比法、直覺(jué)法、經(jīng)驗(yàn)法等設(shè)計(jì)方法，該法仍用于我國(guó)部分起重機(jī)的設(shè)計(jì)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)法指的是近30年發(fā)展起來(lái)的設(shè)計(jì)方法，如CAD、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元分析、反求工程設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計(jì)等等，這些方法在起重機(jī)的設(shè)計(jì)中都有應(yīng)用。橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)模塊化和組合化達(dá)到改善整機(jī)性能，降低制造成本， 提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、 多規(guī)格的系列產(chǎn)品， 充分滿(mǎn)足用戶(hù)需求。同時(shí)，橋式起重機(jī)的并行工程的目標(biāo)在于縮短產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間，提高產(chǎn)品的質(zhì)量以及降低產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中的消耗。并行工程應(yīng)使產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程設(shè)計(jì)工作集成，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中各階段工作交叉并行進(jìn)行，以盡早發(fā)現(xiàn)并解決產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的問(wèn)題，達(dá)到多項(xiàng)工作的協(xié)調(diào)一致?？梢韵嘈?，不遠(yuǎn)的將來(lái)智能設(shè)計(jì)會(huì)取得更大的突破，從而使起重機(jī)的智能設(shè)計(jì)成為可能。
1.2橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案
主要技術(shù)參數(shù)：中級(jí)工作級(jí)別，吊運(yùn)金屬工件，起重機(jī)設(shè)操縱室。
起重量主鉤50t，副鉤10t，跨度28.5m，起升高度為主鉤12m，副鉤14m起升速度主鉤7.8m/min,副鉤13.2m/min；小車(chē)運(yùn)行速度v=38.5m/min，大車(chē)運(yùn)行速度V=87.3m/min。
1.3主梁和橋架的設(shè)計(jì)
主梁跨度28.5m ,主要構(gòu)件是上蓋板、下蓋板和兩塊垂直腹板，主梁和端梁采用搭接形式，走臺(tái)的寬度取決于端梁的長(zhǎng)度和大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平面尺寸，司機(jī)室采用閉式一側(cè)安裝，腹板上加橫向加勁板和縱向加勁條或者角鋼來(lái)固定，縱向加勁條的焊接采用自動(dòng)焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，腹板的下邊和下蓋板硬做成拋物線(xiàn)形。
1.4端梁的設(shè)計(jì)
端梁采用箱型的實(shí)體板梁式結(jié)構(gòu)，是由車(chē)輪組合端梁架組成，端梁的中間截面也是由上蓋板，下蓋板和兩塊腹板組成；通常把端梁制成制成三個(gè)分段，端梁是由兩段通過(guò)連接板和角鋼用高強(qiáng)螺栓連接而成。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車(chē)的輪距和小車(chē)的軌距來(lái)確定的；大車(chē)的運(yùn)行采用分別驅(qū)動(dòng)的方案。在裝配起重機(jī)的時(shí)候，先將端梁的一段與其中的一根主梁連接在一起，然后再將端梁的兩段連接起來(lái)。
2.選型計(jì)算部分
2.1主起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.1.1確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組
按照布置宜緊湊的原則，采用閉式傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)構(gòu)造型式，如圖2-1所示，采用了雙聯(lián)滑輪組，按，查起重機(jī)械課本表5-5：取滑輪組倍率。
承載繩分支數(shù)：
圖2-1 起升機(jī)構(gòu)文字簡(jiǎn)圖
2.1.2選擇鋼絲繩
若滑輪組采用滾動(dòng)軸承，當(dāng)時(shí)，課本起重機(jī)械表（67頁(yè)）5-6得滑輪組效率：，鋼絲繩所受最大拉力：
（只有當(dāng)起升高度大于50米時(shí)q才計(jì)入所以此處只記Q）
查課本起重機(jī)械表（59頁(yè)）5-3得，工作級(jí)別為M6時(shí)，安全系數(shù)n=6，鋼絲繩計(jì)算破斷拉力。
N=312.48KN
由已知要求讓選擇破斷拉力1670的纖維芯鋼絲繩，
由課本公式直徑 。
2.1.3確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度
卷筒直徑：由設(shè)計(jì)參數(shù)要求知：。
卷筒尺寸：（注:t為槽距；H為主起升高度；d為鋼絲繩直徑；l1為固定繩尾所需的長(zhǎng)度；l2為卷筒兩端空余部分的長(zhǎng)度l3為允許偏差度決定）
n為附加安全圈數(shù)為使繩尾受力減小偏于固定通常取n為1.5到3圈。
mm
l13t=78mm；l2根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)232頁(yè)公式p=d+（24）mm及結(jié)構(gòu)需要定為26mm ； 具課本68頁(yè)鋼絲繩允許偏斜度為1:10（） 取L3=500mm
卷筒轉(zhuǎn)速：
2.1.4選電動(dòng)機(jī)
計(jì)算靜功率：=(0.0180.04)Q=934kg
選自起重機(jī)計(jì)算實(shí)例P238頁(yè)
：
查大連伯頓YZR電機(jī)資料選用電動(dòng)機(jī)： YZR-315s-8
2.1.5選擇減速器
由上算得:
減速器總傳動(dòng)比：
又查參考資料得ZQ-1000型號(hào)減速器參數(shù):
2.1.6驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需功率
實(shí)際起升速度：
誤差：
=×100%=×100%=1.9%＜[]=10%
實(shí)際所需等效功率：
===48.57KW＜=52.5KW
2.1.7校核減速器輸出軸強(qiáng)度
由起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范書(shū)中公式(6-16)得輸出軸最大徑向力：
由起重機(jī)計(jì)算實(shí)例239頁(yè)得輸出軸最大扭矩為：
由以上計(jì)算知，所選減速器能滿(mǎn)足要求。
2.1.8選擇制動(dòng)器
所需靜制動(dòng)力矩：
制動(dòng)安全系數(shù)，由課本起重機(jī)械運(yùn)輸?shù)诹虏榈?，由選用YWZ-400/90制動(dòng)器，其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)輪直徑制動(dòng)質(zhì)量。
2.2副起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.2.1確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組
按照布置宜緊湊的原則，采用閉式傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)構(gòu)造型式，如圖2-2所示，采用了雙聯(lián)滑輪組，按，查起重機(jī)械課本表5-5：取滑輪組倍率。
承載繩分支數(shù)：
圖2-2起升機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖
起重機(jī)課程設(shè)計(jì)附表8 P237頁(yè)選圖號(hào)為G15吊鉤組，得其質(zhì)量：G0=219kg，兩動(dòng)滑輪間距為A=185mm。
2.2.2選擇鋼絲繩
若滑輪組采用滾動(dòng)軸承，當(dāng)時(shí)，查起重機(jī)械課本67頁(yè)表5-6得滑輪組效率：，鋼絲繩所受最大拉力：
課本起重機(jī)械59頁(yè)表5-3，工作級(jí)別為時(shí)，安全系數(shù)n=5，鋼絲繩計(jì)算破斷拉力。
由上知選擇6x19破斷拉力1670的纖維繩芯鋼絲繩，由課本公式直徑得d為13mm，鋼絲繩最小破斷拉力。
2.2.3確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度
已知卷筒直徑：D=400mm
卷筒尺寸：
，
2.2.4選電動(dòng)機(jī)
計(jì)算靜功率：
：
查大連伯頓YZR系列選用電動(dòng)機(jī)： YZR250M1-8
2.2.5選擇減速器
卷筒轉(zhuǎn)速：已經(jīng)求得
減速器總傳動(dòng)比：由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)P237查得
2.2.6驗(yàn)算起升速度
實(shí)際起升速度：
誤差：
=×100%=×100%=0.25%＜[]=10%
2.2.7校核減速器輸出軸強(qiáng)度
由起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范書(shū)公式(6-16)得輸出軸最大徑向力：
由以上計(jì)算知，所選減速器能滿(mǎn)足要求。
2.2.8選擇制動(dòng)器
所需靜制動(dòng)力矩
2.3小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)
2.3.1確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案
小車(chē)的傳動(dòng)方式有兩種．即減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間或減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間的小車(chē)傳動(dòng)方式．使小車(chē)減速器輸出軸及兩側(cè)傳動(dòng)軸所承受的扭矩比較均勻。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)的傳動(dòng)方式，安裝和維修比較方便，但起車(chē)時(shí)小車(chē)車(chē)體有左右扭擺現(xiàn)象。
對(duì)于雙梁橋式起重機(jī)，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用圖2-3減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間的傳動(dòng)方案：
圖2-3小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
先對(duì)運(yùn)行阻力計(jì)算：
小車(chē)質(zhì)量估計(jì)取
摩擦阻力矩：
查得，由Dc=500mm車(chē)輪組的軸承型號(hào)為7524，據(jù)此選出Dc=500車(chē)輪組軸承亦為7524.軸承內(nèi)徑和外徑的平均值，由起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范書(shū)中表7-1表7-3查得滾動(dòng)摩擦系數(shù)K=0.0009，軸承摩擦系數(shù)μ=0.02，附加阻力系數(shù)β=2.0（采用導(dǎo)輪式電纜裝置導(dǎo)電），代入上式得
滿(mǎn)載時(shí)運(yùn)行阻力矩：
運(yùn)行摩擦阻力：
無(wú)載時(shí)運(yùn)行阻力矩：
運(yùn)行摩擦阻力：
2.3.2選電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)靜功率：
式中 ——滿(mǎn)載時(shí)靜阻力；
η=0.9——機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率
m=1——驅(qū)動(dòng)電機(jī)臺(tái)數(shù)
初選電動(dòng)機(jī)功率：
式中
——電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，由起重運(yùn)輸機(jī)械表7-6得，=1.15
由大連伯頓系列電機(jī)選用電動(dòng)機(jī)YZR160L-8，Ne=16kW，n1=705/min,,電機(jī)質(zhì)量172kg
2.3.3選擇減速器
車(chē)輪轉(zhuǎn)速：
機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：
查泰隆ZQ系列軟齒面減速器表：選用ZQ-500減速器，，[N]中級(jí)=12.8kW。
2.3.4驗(yàn)算運(yùn)行速度
實(shí)際運(yùn)行速度：
誤差：
故合適。
起動(dòng)時(shí)間：
式中
n1=715r/min；
m=1——驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；
其中
滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的運(yùn)行靜阻力矩：
空載運(yùn)行時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的運(yùn)行靜阻力矩：
初步估算制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的飛輪矩：
本機(jī)構(gòu)總飛輪矩：
式中
C由起重機(jī)械運(yùn)輸表4-1查得及其他傳動(dòng)飛輪矩影響系數(shù)，折算到電動(dòng)機(jī)軸上可取C=1.15
滿(mǎn)載起動(dòng)時(shí)間：
無(wú)載起動(dòng)時(shí)間：
由起重運(yùn)輸機(jī)械表5-1查，當(dāng)時(shí)，推薦值為5.5s，
（Q=Q）<，故所選電動(dòng)機(jī)能滿(mǎn)足快速起動(dòng)要求。
2.3.5按起動(dòng)工況校核減速器功率
起動(dòng)狀況減速器傳遞的功率：
（）
——運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級(jí)傳動(dòng)的減速器個(gè)數(shù)，=1
2.3.6選擇制動(dòng)器
通常起重機(jī)的起動(dòng)時(shí)間為1～5s,取=3s
所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩：
由焦作金箍制動(dòng)器附表15選用YWZ4 315/23，其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩=180Nm
考慮到所取制動(dòng)時(shí)間=3s與起動(dòng)時(shí)間=0.729s差距不大，故可省略制動(dòng)不打滑驗(yàn)算。
2.4大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.4.1確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案
跨度為28.5m為中等跨度，為減輕重量，決定采用圖2-4的傳動(dòng)方案。
圖2-4集中傳動(dòng)的大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)布置方式
1—電動(dòng)機(jī)；2—制動(dòng)器；3—帶制動(dòng)器的半齒輪聯(lián)軸器；4—浮動(dòng)軸；5—半齒輪聯(lián)軸器；6—減速器；7—車(chē)輪
2.4.2輪壓
按圖4.2所示的重量分布，計(jì)算大車(chē)車(chē)輪的最大輪壓和最小輪壓。
滿(mǎn)載時(shí)，最大輪壓：
空載時(shí)，最小輪壓：
車(chē)輪踏面疲勞計(jì)算載荷：
圖2-5輪壓計(jì)算圖
2.4.3運(yùn)行阻力計(jì)算
摩擦總阻力矩：
由起重機(jī)課程設(shè)計(jì)查得車(chē)輪的軸承型號(hào)為，軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為：；由起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范書(shū)中表7-1～7-3查得：滾動(dòng)摩擦系數(shù)，軸承摩擦系數(shù)；附加阻力系數(shù)代人上式得：
當(dāng)滿(mǎn)載時(shí)的運(yùn)行阻力矩：
運(yùn)行摩擦阻力：
當(dāng)空載時(shí)：
2.4.4選擇電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)靜功率：
式中：
初選電動(dòng)機(jī)功率：
式中：
由參考資料YZR系列大連伯頓選用電動(dòng)機(jī)為：
2.4.5選擇減速器
車(chē)輪轉(zhuǎn)速：
機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：
查泰隆資料表，選用兩臺(tái)減速器，其型號(hào)為：
可見(jiàn)。
2.4.6起動(dòng)工況下校核減速器功率
起動(dòng)工況下減速器傳遞功率：
式中：
因此：
，所以減速器合適。
2.4.7選擇制動(dòng)器
由焦作金箍系列的YWZ4系列電力液壓筷式制動(dòng)器的制動(dòng)時(shí)間，
按空載計(jì)算制動(dòng)力矩，即代人起重運(yùn)輸機(jī)械的（7-16）式
：
；
現(xiàn)選用兩臺(tái)制動(dòng)器,由焦作金箍制動(dòng)器資料得其額定制動(dòng)力矩，為避免打滑，使用時(shí)需將其制動(dòng)力矩調(diào)至以下。
考慮到所取的制動(dòng)時(shí)間，在驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件時(shí)，已知是足夠安全的，故制動(dòng)不打滑驗(yàn)算從略。
3.結(jié)構(gòu)計(jì)算部分
3.1橋架尺寸的確定
大車(chē)軸距的大小直接影響大車(chē)運(yùn)行狀況，常?。?
3.2主梁尺寸
主梁在跨度中部的高度h:
由金屬結(jié)構(gòu)課本
當(dāng)小跨度時(shí)取較大值，反之取較小值。
求得的梁高通常作為腹板高度，為下料方便，腹板高度一般取尾數(shù)為0的值。取腹板高度。
3.2.1腹板和翼緣板厚度
腹板厚度通常按起重重量決定：
主、端梁翼緣板厚度:
由課本機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P195公式(7-32)翼緣板厚度
??；
端梁頭部下翼緣板板厚；
上翼緣板與中部下翼緣板板厚；
端梁腹板厚度。由課本機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P194公式（7-27）。
3.2.2兩腹板內(nèi)壁間距b:
b=（0.40.8）=（0.40.8）1800=7201440mm
取b=900mm 驗(yàn)算：
3.2.3上下翼緣板的寬度B1
3.2.4端梁高度H2
主梁總高度
端梁高度H2應(yīng)略大于車(chē)輪直徑
3.2.5主梁端部變截面長(zhǎng)
d=
3.3主端梁界面
主、端梁采用焊接連接，端梁為拼接長(zhǎng)。橋架結(jié)構(gòu)與主。端梁界面圖如下
圖3-1雙梁橋架結(jié)構(gòu)
圖3-2主梁與主梁支撐截面的尺寸簡(jiǎn)圖
3.4端梁截面尺寸的確定
3.4.1起重機(jī)的總質(zhì)量
（包括主梁端梁小車(chē)大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、司機(jī)室和電氣設(shè)備等），可由下式估算：
由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)3-8-12知：
而
由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)P358表3-8-10，選
為15t。
對(duì)較大起重量得起重機(jī)，為增大端梁水平剛度和便于主端梁連接，通常B2比B3大50100mm左右，但給制造帶來(lái)不便。
B2
3.4.2端梁中部上下翼緣板寬度B4
3.5主.端梁截面幾何性質(zhì)
3.5.1截面尺寸
主梁截面面積：
3.5.2端梁截面
端梁截面積：
圖3-3端梁與端梁支撐面處的尺寸簡(jiǎn)圖
3.6載荷
3.6.1自重載荷
a.主梁自重均勻載荷：
小車(chē)軌道重量由課本金屬結(jié)構(gòu)P453表20得，軌道理論質(zhì)量60.8N/m
欄桿等重量：
b.主梁均布載荷：
3.6.2小車(chē)輪壓：
起升載荷為：
小車(chē)自重:
假定輪壓均布，課本起重機(jī)械表4-2距K=2400mm
滿(mǎn)載小車(chē)輪壓：
3.6.3動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)
3.6.4慣性載荷
大小車(chē)都是四個(gè)車(chē)輪，其中主動(dòng)輪各占一半，按車(chē)輪打滑條件確定大小車(chē)運(yùn)行的慣性力。
一根主梁上的小車(chē)慣性力為：
大車(chē)運(yùn)行起.制動(dòng)慣性力（一根主梁上）為：
3.6.5偏斜運(yùn)行側(cè)向力
小車(chē)左輪至跨度極限位置C1=1.2m，
一根主梁的重量力為：
一根端梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的重量為：
考慮大車(chē)車(chē)輪直徑以及其他相關(guān)零件，取。
一根端梁的重量為：
一組大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的重量（分別驅(qū)動(dòng)兩組對(duì)稱(chēng)配置）為：起重機(jī)課程設(shè)計(jì)表7-3中得，重心作用位置
司機(jī)室及設(shè)備的重量為：
重心作用位置到主梁一端的距離大約取2.8m。
3.6.6滿(mǎn)載小車(chē)在主梁跨中央
一側(cè)端梁總靜輪壓為：
由及課本機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)53頁(yè)圖3-9用插值法求得：
3.6.7滿(mǎn)載小車(chē)在主梁左端極限位置
3.7扭轉(zhuǎn)載荷
中軌梁扭轉(zhuǎn)載荷較小，且方向相反，可忽略。故在此不用計(jì)算。
7端梁總輪壓計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3-4
圖3-4 端梁總輪壓計(jì)算
3.8主梁的計(jì)算
3.8.1內(nèi)力
垂直載荷:計(jì)算大車(chē)傳動(dòng)側(cè)的主梁。在固定載荷與移動(dòng)載荷作用下，主端梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，如圖3-5所示
圖3-5 主梁計(jì)算模型
固定載荷作用下主梁跨中的彎矩
3.8.2跨端剪切力
移動(dòng)載荷作用下主梁的內(nèi)力
輪壓合力與左輪的距離為：
a.滿(mǎn)載小車(chē)在跨中:
跨中E點(diǎn)彎矩為：
跨中E點(diǎn)剪切力為：
跨中內(nèi)扭矩為：
b.滿(mǎn)載小車(chē)在跨端極限位置（z=C1）:
端梁剪切力：
主梁跨中總彎矩為：
主梁跨端總剪切力（支撐力）為：
3.8.2水平載荷
a.水平慣性力載荷
在水平載荷
水平鋼架計(jì)算模型如圖3-6
圖3-6 水平剛架計(jì)算模型
小車(chē)在跨端，鋼架的計(jì)算系數(shù)為：
跨中水平彎矩為：
跨中水平剪切力為：
跨中軸力為：
小車(chē)在跨端，跨端水平剪切力為：
b.偏斜側(cè)向力
在偏斜側(cè)向力作用下，橋架也按水平鋼架分析如圖3-7
圖3-7 側(cè)向力作用下剛架的分析
這時(shí)，計(jì)算系數(shù)為：
小車(chē)在跨中。側(cè)向力為：
超前力為：
端梁中點(diǎn)的軸力：
端梁中點(diǎn)的水平剪切力：
主梁跨中的水平彎矩為：
主梁軸力為：
主梁跨中總的水平彎矩為：
小車(chē)在跨端,側(cè)向力為：
超前力為：
端梁中點(diǎn)的軸力為：
端梁中點(diǎn)水平剪切力為：
主梁跨端的水平彎矩為：
主梁跨端的水平剪切力為：
主梁跨端總的水平剪切力為：
小車(chē)在跨端時(shí)。主梁跨中水平彎矩與慣性載荷的水平彎矩組合值較小，不需計(jì)算。
3.8.3強(qiáng)度
需要計(jì)算主梁跨中截面如圖2危險(xiǎn)點(diǎn)（1）（2）（3）的強(qiáng)度。
a.翼緣板上邊緣與軌道接觸點(diǎn)（1）的應(yīng)力
主腹板邊至軌頂距離為：
集中載荷對(duì)腹板邊緣產(chǎn)生的局部壓力為：
垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為：
水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為：=0
慣性載荷與側(cè)向力對(duì)主梁產(chǎn)生的軸向力較小且作用方向相反應(yīng)力痕小，故不用計(jì)算。
假定剪力由腹板承受，彎矩由翼緣板和腹板共同承受且按慣性矩分配。
點(diǎn)（1）的折算應(yīng)力為：
點(diǎn)（2）的折算應(yīng)力為：
點(diǎn)（3）的折算應(yīng)力為：
b.主梁上翼緣板的靜矩：
c.主腹板下邊的切應(yīng)力為：
d.主梁疲勞強(qiáng)度:
橋架工作級(jí)別為A7，應(yīng)按載荷組合1計(jì)算主梁跨中的最大彎矩截面（E）的疲勞強(qiáng)度。由于水平慣性載荷產(chǎn)生的應(yīng)力很小，為了計(jì)算簡(jiǎn)明而忽略慣性力。求截面E的 最大彎矩和最小彎矩，滿(mǎn)載小車(chē)位于跨中（輪壓P1在E點(diǎn)上），則
空載小車(chē)位于右側(cè)跨端時(shí)如圖3-8
圖3-8 主跨梁中（E）最小彎矩的計(jì)算
左端支反力為：
驗(yàn)算腹板受拉翼緣板焊縫（4）的疲勞強(qiáng)度（見(jiàn)圖3-9）
圖3-9 主梁截面疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算
應(yīng)力循環(huán)特性
根據(jù)工作級(jí)別E4應(yīng)力集中等級(jí)k1及材料Q235，查得
e.因后面要用需驗(yàn)算橫隔板下端焊縫與主腹板連接處（5）
顯然，相同工況下的應(yīng)力循環(huán)特性是一致的。據(jù)E4及Q235橫隔板采用雙面連續(xù)焊縫連接，板底與受拉翼緣板間隙為50mm，應(yīng)力集中等級(jí)為K3，查的=103.7MPa
拉伸疲勞許用應(yīng)力為：
3.9端梁的計(jì)算
由端梁截面已經(jīng)初步確定，現(xiàn)進(jìn)行具體計(jì)算：取滿(mǎn)載小車(chē)位于主梁跨端，大小車(chē)同時(shí)運(yùn)行起，制動(dòng)及橋架偏斜。
截面3-3及4-4.
端梁支撐處兩個(gè)截面很近，只計(jì)算受力稍大的截面4-4。
端梁支撐處為安裝大車(chē)輪角軸承箱座而切成缺口并焊上兩塊彎板(16mm185mm)。端部腹板兩邊都采用雙面貼角焊縫，取=8mm，支撐處高度400mm，彎板參與端梁承載工作，并承處截面（3-3及4-4）如圖所示3-10。
圖3-10 端梁支承處截面
形心：
慣性矩為：
3.10穩(wěn)定性
3.10.1整體穩(wěn)定性
局部穩(wěn)定性
翼緣板:
腹板:
故只需對(duì)著主梁腹板位置設(shè)置四塊橫隔板，隔板厚度
隔板間距
3.10.2橋架的剛度計(jì)算
a.滿(mǎn)載小車(chē)位于主梁跨中產(chǎn)生的靜撓度：
橋架的水平慣性位移：
b.垂直動(dòng)剛度
起重機(jī)動(dòng)剛度以滿(mǎn)載小車(chē)位于橋架跨中的垂直振頻率來(lái)表征，計(jì)算如下：主梁質(zhì)量：
全橋架中點(diǎn)換算質(zhì)量為：
起升質(zhì)量為：
起升載荷：
起升鋼絲繩滑輪組的最大下放長(zhǎng)度：
橋架跨中靜位移：
起升鋼絲繩滑輪組的靜伸長(zhǎng)：
c.水平動(dòng)剛度
起重機(jī)水平動(dòng)剛度以物品高度懸掛，滿(mǎn)載小車(chē)位于橋架跨中的水平自振頻率來(lái)表征。
半主梁跨中在單位水平作用下產(chǎn)設(shè)個(gè)的水平位移：
3.11總功率
整車(chē)電機(jī)功率之和
總結(jié)
通過(guò)這次雙梁橋式起重機(jī)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)起重機(jī)的起升和金屬結(jié)構(gòu)，加工，裝配等一系列過(guò)程有了更多的認(rèn)識(shí)，從中學(xué)到了很多。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，培養(yǎng)了我分析零件結(jié)構(gòu)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的能力，對(duì)書(shū)本的知識(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料進(jìn)行查詢(xún)與合理的應(yīng)用。并熟悉了相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和繪圖軟件，從而對(duì)我們所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)更加深刻了解。
完成此次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多專(zhuān)業(yè)與非專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，真是獲益匪淺。箱體的加工很復(fù)雜，相信隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在以后起重機(jī)設(shè)計(jì)的加工會(huì)日益優(yōu)化，精度和質(zhì)量會(huì)更得進(jìn)一步的提高。這次設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多的東西。
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致謝