双梁桥式起重机设计Word文档下载推荐.docx

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2.12选择联轴器.........................................................................22

2.12.1机构高速轴上的计算扭矩...................................22

2.12.2低速轴上的计算扭矩...........................................23

2.13浮动轴低速轴的验算.........................................................23

2.13.1疲劳强度验算........................................................24

2.13.2静强度验算.........................................................25

2.14浮动轴高速轴的验算.......................................................25

2.14.1疲劳前度验算.....................................................25

2.14.2静强度验算.........................................................26

第3章总结.....................................................................................27

参考文献...........................................................................................28

致谢.................................................................................................29

内容摘要

桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。

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，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物

料，不受地面设备的阻碍。

桥式起重机的运行机构主要由减速器、主动轮组、从动轮组、传动轴、和一

些连接件组成。

运行机构的设计包括其大车小车运行机构设计的基本原则和要求；

机构的传

动方案选择；

选择车轮和轨道；

稳态运行阻力的计算；

电动机的选择减速器的选

择；

起动时间与启动加速度验算；

制动器的选择；

联轴器的选择等。

此次设计已知数据：

起重量（主起升）：

50t，起重量（副起升）:

12.5t,

小车运行速度：

35m/min,大车运行速度：

80m/min,工作级别：

M5,机构接电持续

率JC=25%。

关键词:

桥式起重机，大车运行机构，小车运行机构。

1

ABSTRACT

Thisthesismainlytothebridgecranemetalstructureanddesignforhoisting

mechanism.

Metalstructuredesignincludingthemaingirder,thesizeofthedesign,to

determinetheintensity,andstiffnesscheckingcomputations,calculationofgirders

loaddetermination,maincalculation,afterweldingjointdesign,weldingprocess

design,etc.

Liftingmechanismdesignincludingliftingschemeselection,thediameterof

wireropedrum,hookchoice,determined,andthecalculationofthenutelectric

motorsandreducerchoice,etc.

Keywords：

BridgeCrane，cranetravelmechanism，Atrolleyrunning

mechanims。

2

前言

我国生产的桥式起重机,不论是通用桥式起重机或是冶金工厂用特种桥式类

型起重机,在1958年以前由于设计力量薄弱,基本上是沿用国外的设计,桥架

结构以箱型和四桁架型等传统结构型式为主。

一直到

1958年大跃进以后,由于

破除迷信,在群众性的技术革新运动推动下,才试制了一些新型桥架结构的桥

式起重机,其中主要的如偏轨箱型、单主梁结构、三角桁架结构等等。

但是由于

没有及时总结经验,研究试验工作也做得不够,没有在改进与提高以后进行推

广,因此桥架选型工作仍然是我们当前迫切要做的工作

应该比较系统的有组

织的研究适合我国各个产业部门采用的桥架结构型。

桥式起重机是应用非常广泛的起重机械。

随着社会主义建设的发展,桥式起

重机的需要与日俱增,我国每年的桥机产量在10万吨以上。

桥式起重机的桥架

结构是起重机的重要组成部分,它的重量占起重机自重的40%～60%,要使用大

量的钢材。

桥架自重也直接影响厂房建筑承重结构及基础的土建费用与材料消

耗。

在确保产品使用安全及正常使用年限的前提下,尽最减轻桥架自重是节约金

属材料的重要途径。

我国在桥式起重机的产品系列化、通用化和标谁化方面虽然也做了一些工作,

但为了使桥架结构定型,还要做大量的工作。

目前生产的基本情况是5～50吨小

起重量桥式起重机仍以箱型结构为主,箱型结构是应用最为广泛的传统结构。

它

具有制造简便、生产工效高、通用性强等一系列优点,因而迄今仍然是国内外桥

式起重机的常用桥架形式。

在国内,在50年代和60年代初期,5～50吨的小起

重量系列产品和75～250吨的大起重量系列产品都采用箱型结构。

3

第1章小车运行机构

1.1确定机构

小车的传动方式有两种．即减速器位于小车主动轮中间或减速器位于小车主

动轮一侧。

减速器位于小车主动轮中间的小车传动方式．使小车减速器输出轴及

两侧传动轴所承受的扭矩比较均匀。

减速器位于小车主动轮一侧的传动方式，安

装和维修比较方便，但起车时小车车体有左右扭摆现象。

对于双梁桥式起重机，小车运行机构采用图1-1减速器位于小车主动轮中间

的传动方案：

图1-1小车运行机构传动简图

1.2选择车轮与轨道并验算其强度

1.2.1轮压

小车质量估计取P174000kg,假定车轮压均布：

gx

车轮最大轮压：

4

P

max

（QPgx）

（5000017400）16850kg168500N（1-1）

车轮最小轮压：

Pmin

Pgx

174004350kg43500N

（1-2）

1.2.2初选车轮

[1]

由[起重机课程设计]附表17可知，当运行速度V＜60m/min时，

大

Gxc

于1.6，工作级别为中级时，车轮直径D=500mm轨号型号为50kg/m（P37）

c

的许用轮压为18.4t＞7t。

根据GB4628-84规定直径系列为D=250、315、400、

500、630，故初选直径D=500mm，而其后校核核强度。

1.2.3强度验算

按照车轮和轨道为线接触及点接触两种情况验算车轮接触强度，车轮踏面

计算载荷：

2PmaxPmin

216850043500

126833.33N

440MPa

s

（1-3）

车轮材料，取ZG520740,

800MPa,

b

线接触局部挤压强度：

'

PckDCC850031.50.991124740N

式中：

[3]

k1——许用线接触应力常数（N/mm），由[起重机设计手册]表3-8-6

查得=8；

k

l——车轮与轨道有效接触强度，对于轨道P38（由《起重机课程设计》

[2]

俯表22）l=b=31.5mm；

C——转速系数，由[起重机设计手册]表3-8-7中查得，车轮

45

nc

35.8r/min时，c0.99；

3.140.4

5

[起重机设计手册]表3-8-8中查得，当为M5

C

——工作级别数，由

级时c1；

P<

P故通过。

∴

点接触局部挤压强度：

R2

Pk2

CC[（0.1430.991）500500]/（0.740.74）87340.6N

12

m

k2——许用点接触应力常数（N/mm），由[起重机设计手册]表3-8-6

查得=0.143；

D

——曲率半径，车轮与轨道曲率半径中的大值，车轮==500/2=250；

R

r

轨道曲率半径由[起重机设计手册]附表22查得=500，故取R=500；

rr

——由比值（为、中的小值）所确定的系数，=250/500=0.5，

RR

查[起重机设计手册]表3-8-9取m=0.74；

∴P

<

P，故通过。

根据以上计算结果,选定直径D=500mm的单轮缘车轮，标记为：

车轮DYL-50000GB4631-85

1.3运行阻力计算

摩擦阻力矩：

d

Mm（QPGx）（K

）

由[起重机设计手册]附表19查得，由Dc=500mm车轮组的轴承型号为7524，据

此选出Dc=500mm所选择的车轮组轴承亦为

7524.轴承内径和外径的平均值

120215

167.5mm，由[起重机设计手册]表7-1表7-3查得滚动摩擦系数

K=0.0009，轴承摩擦系数μ=0.02，附加阻力系数β=2.0（采用导轮式电缆装置

6

导电），代入上式得

满载时运行阻力矩：

0.01675

）2=3471.1N.m

M=（Q+P）（K+

）=（5000+17400）（0.0009+0.02

e

Gx

运行摩擦阻力：

Mm（Q

Dc

3471.1

0.25

Q）

Pm（Q

13884.4N

Q）

无载时运行阻力矩：

17400（0.00090.020.01675）2896.1Nm

Mm（Q

P（K

2）

0）

896.1

3584.3N

1.4选电动机

电动机静功率：

PVc

13884.435

j

（1-4）

J

8.999KW

1000m10000.9601

——满载时静阻力；

Pm（QQ）

Pj

=0.9——机构传动效率：

m1——驱动电机台数：

NKN1.158.99910.35KW

[起重机设计手册]表7-6得，

K——电动机功率增大系数，由

=1.15,由大连伯顿系列电机选用电动机

YZR160L-8,Ne=16kW,n1=705/min,电

Kd

机质量G172kg。

7

1.5验算电动机发热条件

按照等效功率法，求Jc25%时所需要的等效功率：

NKrN0.51.14.92.7KW

x

25

K——工作级别系数，查[起重机设计手册]表6-4，中级K=0.5；

——由[起重运输机械]表6-5，取/=0.2由[起重机运输机械][1]

t

g

q

图6-6查R=1.1；

由以上计算结果，

Nx＜，故初选电动机能满足发热条件。

N

1.6选择减速器

车轮转速：

NV/0.522.3r/min（V为小车运行速度）

机构传动比：

I0m/N705/22.331.6查泰隆ZQ系列软齿面减速器表；

选用

ZQ-500减速器,i=31.5,[N]中级=12.8kW。

1.7验算运行速度

实际运行速度：

VCVii3531.6/31.535.1m/min

c00

误差:

ε=（V-V’）/V=（35.1-35）×

100%=0.2857<

10%,故合适

8

1.8.验算启动时间

起动时间：

n1

38.2（mMqMj）

（QG）D

mC（GD2）1

xc

tq

i0

N1=930r/min，m=1——驱动电动机台数；

×

9550N

e（25%）=1.5×

9550×

7.5=115.5Nm

930

=1.5

=

M1.5

Mq

满载运行时折算到电动机轴上的运行静阻力矩：

Mm（QQ）

1176

=58.3Nm

Mj（QQ）

22.40.9

空载运行时折算到电动机轴上的运行静阻力矩：

Mm（Q0）

i0'

336

=16.67Nm

Mj（Q0）

初步估算制动轮和联轴器的飞轮矩：

=0.65kg.m2

（GD）

l

Z

机构总飞轮矩：

C[（GD2）d

（GD2）Z

=1.15×

（0.4190.65）=1.23

C（GD）1

（GD）]

kg.m2

满载起动时间：

38.2（1115.558.3）

（20000

8000

8000）0.4

22.420.9

=4.75s

tq（Q

[1.23

]

无载起动时间:

0.4

=1.73s

22.420.9]

38.2（1115.516.67）

由[起重运输机械]表7-6查得，当=35m/min=0.7m/s时，[]推荐值为5～

v

6s，tq（Q＜[]

，故所选电动机能满足快速起动要求。

9

1.9按起动工况校核减速器功率

PV

33755135.16

dc

（1-5）

0.219KW

1000m1000600.91

QPGx

Vc

PPPj

=13884.4+（5000017400）×

10/g×

0）

60tq（Q

35.1/（60×

0.12）=8759N

m'

）,——运行机构中同一级传动的减速器个数，

=1

（

tq在上一步已经计算

1.10验算起动不打滑条件

因室内使用，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。

空载起动时，主动车轮与轨道接触处的圆周切