18噸橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)—機(jī)械部分【說(shuō)明書+CAD】

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Chinas production of electrical hook rated double-beam bridge crane lifting the range of 5 500 t, generally more than 10 t, cranes are the main, two sets of lifting300 t above, there are three sets of cranes lifting bodies. Two-electric beam from the bridge crane, the trolley running, traveling mechanism and electrical equipment constituted. The overall design of the system using the traditional layout of the typical structure and operation of institutions used car driven focus. Pulley group or agency from using double-pulley blocks, heavy objects in the process of lifting the level of no movement, or from the process smooth, and the installation and replacement of wire rope easily. Winding installations in the corresponding single reel, a large area of contact with the rope, the advantages of low pressure units. In lifting bodies also involves rope, reducer, couplings, electrical and brake the choice. Vehicles involved in the operation of institutions pressure on the wheels, car wheels, car track, reducer, couplings, electrical and brake the choice of calculation. In the crane control, or from the institutions with the main controller and magnetic control of the screen to achieve control, big and small car cam controller running institutions with direct control. In the control system design, mainly for lifting bodies, traveling mechanism, the car run institutions circuit design and control system for the protection of the circuit design. Use of low-voltage electrical components control crane, a longer service life for workshop harsh environment. Key words: bridge crane hoisting mechanism car agencies operating electric control system1 緒論1.1橋式起重機(jī)的簡(jiǎn)介 橋式起重機(jī)是生產(chǎn)車間、料場(chǎng)、電站廠房和倉(cāng)庫(kù)中為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化和自動(dòng)化，減輕體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要物品搬運(yùn)設(shè)備。它通常用來(lái)搬運(yùn)物品，也可用于設(shè)備的安裝與檢修等用途。橋式起重機(jī)安裝在廠房高處兩側(cè)的吊車梁上，整機(jī)可以沿鋪設(shè)在吊車梁上的軌道縱向行駛，而起重小車又可沿小車軌道（鋪設(shè)在起重機(jī)的橋架上）橫向行駛，吊鉤則作升降運(yùn)動(dòng)。因此，它的工作范圍是其所能行駛地段的長(zhǎng)方體空間，正好與一般車間形式相適應(yīng)。1.2普通橋式起重機(jī)的主要組成部分1.2.1 大車 大車由橋架和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。橋架：橋架為起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，一方面支撐小車，允許小車在它上面橫向行駛；另一方面又是起重機(jī)行走的車體，可沿鋪設(shè)在廠房上面的軌道行駛。在其兩側(cè)的走臺(tái)上，安裝有大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來(lái)驅(qū)動(dòng)大車行走，大車上一般還有駕駛室，用來(lái)操縱起重機(jī)和安裝各機(jī)構(gòu)的控制設(shè)備。橋架主要由主梁和端梁組成。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性要求，也應(yīng)考慮自重和外形尺寸要小，加工制造簡(jiǎn)單，運(yùn)輸、存放和使用維修方便，成本低等因素。1.2.2 小車 小車由起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，小車架和保護(hù)裝置等組成。小車架要承受起升載荷和各機(jī)構(gòu)自重，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)又要盡量減輕自重，以降低輪壓和橋架受載。小車的電力則由滑線或軟電纜引入。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮改善零部件的受力情況、減少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平穩(wěn)、裝配維修方便等因素。1.2.3動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng) 動(dòng)力裝置是驅(qū)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備，它在很大程度上決定了起重機(jī)的性能和構(gòu)造特點(diǎn)，橋式起重機(jī)的動(dòng)力裝置一般采用電動(dòng)機(jī)?？刂葡到y(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。各機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、調(diào)速、改向、制動(dòng)和停止，都通過(guò)操縱控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。1.3普通橋式起重機(jī)的運(yùn)行方式 橋式起重機(jī)是一種循環(huán)的、間隙動(dòng)作的、短程搬運(yùn)機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)一般包括上料、運(yùn)送、卸料及回到原位的過(guò)程，即取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物料提起，由運(yùn)行機(jī)構(gòu)把物料移位，然后物料在指定地點(diǎn)下放，接著進(jìn)行相反動(dòng)作，使取物裝置回到原處，以便進(jìn)行下一次工作循環(huán)。在兩個(gè)工作循環(huán)之間一般有短暫的停歇。起重機(jī)工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中。湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2 設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)參數(shù)2.1主要技術(shù)參數(shù)：最大起重量： 18噸 粱跨度： 31500mm 起升速度: 18 28m/min 起升高度: 14mm 起重機(jī)運(yùn)行速度: 80 95m/min 起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度: 40 45m/min2.2起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的級(jí)別: 起重機(jī)工作級(jí)別A6; 其中載荷狀態(tài)為Q2(有時(shí)起升額定載荷,一般起升中等載荷);利用等級(jí)為T6(總工作循環(huán)次數(shù)N=,不經(jīng)常繁忙使用) 起升機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M6;其中利用等級(jí)為T6,載荷狀況為L(zhǎng)2小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4;其中利用等級(jí)為T4,載荷狀況L3大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4;其中利用等級(jí)為T4,載荷狀況L2 3 吊鉤組的選擇計(jì)算3.1原始參數(shù) 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別:M6, 采用雙聯(lián)滑輪組,倍率: m=4起升質(zhì)量: = 18 t 起升載荷: 起升速度: 初取3.2設(shè)計(jì)步驟3.2.1.吊鉤形式選擇 吊鉤采用倍率m=4的雙聯(lián)滑輪組,故采用長(zhǎng)形吊鉤組吊鉤用普通的短吊鉤3.2.2.吊鉤結(jié)構(gòu)及制造方法的確定 選用吊鉤斷面為梯形的吊鉤,其受力情況合理.用鍛造方式制造,材料為20鋼,機(jī)加工前熱處理,硬度小于或等于156HBS3.2.3.吊鉤主要尺寸的確定 單鉤 D 即D=148.4 mm 則由公式 得，h=150 (因?yàn)榈蹉^斷面為梯形，故h=D)Q額 ：額定起重量（噸）3.2.4.鉤身強(qiáng)度計(jì)算 12和34斷面為危險(xiǎn)斷面，通常垂直斷面34取與水平斷面12相同的斷面，而最大拉應(yīng)力約為12斷面的50% ，故只驗(yàn)算12面。計(jì)算公式： 式中：A斷面面積，A=15840斷面重心坐標(biāo)，=65mm斷面形狀系數(shù)，=0.096起升動(dòng)力系數(shù)，=1.56對(duì)于20鋼，查表得；取安全系數(shù)n=1.3，則許用應(yīng)力為： 鉤身驗(yàn)算通過(guò)3.2.5.吊鉤尾部螺紋直徑的確定 即=80.62mm式中： 同上 =180KN螺紋根部直徑材料許用應(yīng)力A-螺紋根部截面面積 查表取梯形圓螺紋：3.2.6.確定吊鉤螺母尺寸 螺母最小工作高度：H=0.8d=72mm根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，需設(shè)防松螺栓，故取螺母高度為：90mm 螺栓外徑D=（1.72）d=153180mm選取D=160mm 上式中d為螺紋公稱直徑，d=90mm3.2.7.選擇推力軸承 根據(jù)所選吊鉤螺母尺寸，查表初選推力軸承型號(hào)：81124 其額定靜載荷=660KN，因軸承在工作時(shí)很少轉(zhuǎn)動(dòng)，只需校驗(yàn)額定靜載荷即可。當(dāng)量靜負(fù)荷：安全系數(shù)，取=1.25 校驗(yàn)通過(guò)選擇 81124型推力軸承3.2.8.吊鉤橫梁的計(jì)算 根據(jù)滑輪尺寸，吊鉤組裝置示意圖為吊鉤梁可看作簡(jiǎn)支梁，受力圖如下：橫梁中間斷面尺寸如下示：集中載荷：=L=475mm P1=P2= L=475mm=237.5mm D=106mm B=160mm P=280.8KN最大彎矩計(jì)算如下： KNm=33.345KNm中間斷面的彎曲系數(shù)：最大彎曲應(yīng)力為： 橫梁材料為45鋼，查表得屈服極限：取安全系數(shù)n=3，則許用強(qiáng)度：由 取h=200mm h=200mm3.2.9.吊鉤拉板強(qiáng)度計(jì)算 拉板結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示，斷面AA受拉伸應(yīng)力，計(jì)算如下： 其中 為拉板厚度，因拉板材料為A3鋼，查表得屈服極限： 取安全系數(shù)n=1.7,則許用拉伸應(yīng)力為： 因： mm因軸孔要受擠壓應(yīng)力，則有： 取安全系數(shù) n=3.5, 則有 由上可得： 取 拉板結(jié)構(gòu)圖如下： 12.48mm n=3.5 5.43mm b=200mm d=120mm h=100mm4 滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.滑輪結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)尺寸的確定 采用鑄鋼滑輪，因?yàn)槠鋸?qiáng)度和沖擊韌性好，材料選：2G230450材料2G230450 A=63mm B=45mm S=14mm C=37mm R=12mmM=14mm r=3m 4.2.輪直徑的確定 普通滑輪直徑的選擇： 查表選取D=630mm式中：h與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，查表取h=22.4 d鋼絲繩直徑，d=20mm平衡輪直徑的選擇：4.3. 吊鉤組上滑輪軸的計(jì)算（1）吊鉤裝置簡(jiǎn)圖如下；L=475mm L1=78mm L2=112mm L3=95mm（2）.滑輪軸可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，認(rèn)為作用四個(gè)集中載荷受力情況圖如下：彎矩圖受力圖ADBC=70.2KN =10951.2彎曲應(yīng)力為：滑輪軸材料為45鋼， 則有： 查手冊(cè)選取 d=130mm 材料：45鋼 d=130mm 4.4輪軸承的選擇計(jì)算 軸承的圓周速度：工作轉(zhuǎn)數(shù)：每個(gè)滑輪中均采用兩個(gè)徑向滾動(dòng)軸承，根據(jù)滑輪組的選擇，查表選用6226型軸承。查表得，額定靜載荷： 額定動(dòng)載荷： 所選軸承的驗(yàn)算： ()驗(yàn)算通過(guò)式中：壽命系數(shù)，取=2負(fù)荷系數(shù)，=1.5速度系數(shù)，=0.95溫度系數(shù)，=1軸承徑向負(fù)荷： =39KN由于， 校核通過(guò)式中n 為鋼絲繩折減系數(shù)，取n=0.85鋼絲繩最小破斷拉力，查手冊(cè)選取=220KN5.3.鋼絲繩的標(biāo)記選取鋼絲繩為：直徑20mm，光面鋼絲，結(jié)構(gòu)形式為6西魯式，纖維芯，抗拉強(qiáng)度為1670，右交互捻，最小破斷拉力為220KN，單位長(zhǎng)度重量147標(biāo)記：20NAT619S+FC1670ZS220147GB/T891819966 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1.卷筒類型的初步選擇 由于起升高度比較高，根據(jù)滑輪倍率和起升速度，采用雙聯(lián)卷筒，標(biāo)準(zhǔn)槽形，用鑄造方式制造，材料為灰鑄鐵6.2. 卷筒直徑的定 （1）直徑確定：D查手冊(cè)選用A型卷筒，直徑D=400mm式中： h與機(jī)構(gòu)級(jí)別有關(guān)的系數(shù)，取h=20 d鋼絲繩的直徑，d=20mm（2）卷筒的槽形的選擇：查手冊(cè)，選標(biāo)準(zhǔn)槽形，其尺寸如下：槽底半徑R=11mm,槽距，表面精度為1級(jí)，標(biāo)記為：槽形 JB/T9006.119993.6.3. 雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度及壁厚的確定（1）卷筒上有螺旋槽部分長(zhǎng) =式中：滑輪組倍率， 卷筒計(jì)算直徑最大起升高度，固定鋼絲繩安全圈數(shù)，繩槽槽距，=22mm（2）雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度L：取L=2500mm式中：卷筒兩端的邊緣長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)取=70mm固定鋼絲繩所需長(zhǎng)度中間光滑部分長(zhǎng)度根據(jù)鋼絲繩允許偏角左右，則有：取物裝置處于上極限時(shí)，動(dòng)滑輪軸線與卷筒軸線的間距，取=1500mm由卷筒出來(lái)的兩根鋼絲繩引入懸掛裝置的兩動(dòng)滑輪的間距: =319mm所選卷筒標(biāo)記為：卷筒A400左 JB/T9006.21999（3）卷筒壁厚確定 對(duì)鑄鐵卷筒，按經(jīng)驗(yàn)公式初選： （610）=0.02400+（610）=1418mm取 6.4. 卷筒強(qiáng)度的計(jì)算 因卷筒長(zhǎng)度L=2500mm3D=1200mm需計(jì)算壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。（1）壓應(yīng)力的計(jì)算卷筒最大壓應(yīng)力在筒壁的內(nèi)表面， 較核通過(guò)上式中：鋼絲繩最大靜拉力 =26288.7N許用壓應(yīng)力抗壓強(qiáng)度，查手冊(cè)=750Mpan安全系數(shù)，取n=4.25鋼絲繩卷繞節(jié)距，=22mm(2) 彎曲應(yīng)力的計(jì)算受力和彎曲簡(jiǎn)圖：因扭轉(zhuǎn)應(yīng)力很小，故忽略不計(jì)。式中：彎矩；=26288.7956.5=25145141.55NW卷筒斷面抗彎模量； =2159690卷筒所受合應(yīng)力： =35.8MpaMpa 校核通過(guò)式中：材料的抗拉強(qiáng)度，=320Mpan安全系數(shù)；取n=56.5.卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算 驗(yàn)算公式：式中：n穩(wěn)定系數(shù)；取n=1.5P卷筒壁單位面積受的外壓力；受壓失穩(wěn)臨界壓力；（22.6）=（22.6）2532.5=5.97 滿足穩(wěn)定性要求7 鋼絲繩在卷筒上的固定計(jì)算7.1. 固定方法的選擇 采用壓板固定；因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆方便，便于觀察和檢查，并安全可靠。其固定形式如下圖示： 7.2繩尾固定處拉力計(jì)算 計(jì)算式如下：式中：鋼絲繩最大靜拉力鋼絲繩與卷筒的摩擦系數(shù)，取安全圈在卷筒上的包角；取e自然對(duì)數(shù)的底數(shù); e=2.7187.3. 螺栓預(yù)緊力計(jì)算 因選壓板槽為半圓形，故：7.4. 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 = ; 滿足要求。（3）減速器的驗(yàn)算 最大徑向力的驗(yàn)算許用徑向力： 滿足要求鋼絲繩最大靜拉力卷筒重力；起升載荷動(dòng)載系數(shù)，取=1.56減速器輸出軸端的最大允許徑向載荷，取=45600N最大扭矩驗(yàn)算：= 8612.2 46.5KW驗(yàn)算通過(guò)式中：電機(jī)額定功率； u電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；u=1電動(dòng)機(jī)過(guò)載倍數(shù)；=3.3H電機(jī)有關(guān)系數(shù)；繞線型H=2.1V實(shí)際起升速度機(jī)構(gòu)的效率；取=0.8Q起升機(jī)構(gòu)的總載荷；Q=（2）電機(jī)發(fā)熱校核 =68.385KW =58.73KW校核通過(guò) 式中：電機(jī)允許輸出功率，查表取P=68.385KW穩(wěn)態(tài)平均功率 =58.73KW8.2.4. .制動(dòng)器的選擇 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩滿足下式要求：=1.08468根據(jù)=1.08468；查表得選取YW500/121型電力液壓塊式制動(dòng)器；額定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩=11202240；制動(dòng)輪直徑：D=500mm; 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：式中：制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 制動(dòng)安全系數(shù)；取=1.75 8.2.5. 聯(lián)軸器的選擇 （1）電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器電機(jī)軸端尺寸：d=95mm(圓錐); L=170mm ; 浮動(dòng)軸尺寸 ：d=95mm選取聯(lián)軸器應(yīng)滿足下式要求：=5328式中：所傳遞扭矩計(jì)算值 聯(lián)軸器重要程度系數(shù)；=1.8角度偏差系數(shù)；=1傳動(dòng)軸最大扭矩；（0.70.8）=聯(lián)軸器許用扭矩根據(jù)以上要求，查手冊(cè)，選用LM12型梅花彈性聯(lián)軸器；其m ；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： ; 選用合理聯(lián)軸器標(biāo)注為：LM12聯(lián)軸器MT12aGB/T 5272 2002（2）減速器與浮動(dòng)軸的連接處聯(lián)軸器浮動(dòng)軸端尺寸：d=95mm減速器輸入軸：d=90mm L=170mm制動(dòng)輪直徑：D=500 mm根據(jù)以上結(jié)構(gòu)尺寸和T=5328m;選取LMZ11I500型帶制動(dòng)輪的梅花型聯(lián)軸器；許用轉(zhuǎn)矩：=9000m =5328m選用合理標(biāo)注為：LMZ11I500聯(lián)軸器MT11b GB/T 527220028.2.6.起動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 （1）起重時(shí)間計(jì)算查表 推薦起動(dòng)時(shí)間，=11.5S ; 滿足要求式中：電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；=1.6 電機(jī)靜阻力矩 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=1.15（7.05+3.715）+=12.712電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=7.05制動(dòng)輪聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=3.715（2）起重加速度8.2.7. 制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 （1）滿載下降制動(dòng)時(shí)間= =1.4S 查表取 =11.5S=1.4S =11.5S滿足要求式中：滿載下降電機(jī)轉(zhuǎn)速；取制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；=1500N滿載下降時(shí)制動(dòng)軸靜轉(zhuǎn)矩； =658.665換算到電機(jī)軸上的機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=12.699電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=7.05 制動(dòng)輪聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=3.715（2）制動(dòng)平均減速度 8.2.8.起升機(jī)構(gòu)的布局 1.電動(dòng)機(jī)2.聯(lián)軸器3.浮動(dòng)軸4.帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器5.制動(dòng)器6.減速器7.卷筒8.卷筒支座9 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算9.1原始參數(shù) 小車運(yùn)行速度：V=4045m/min; 選取V=42m/min 起升載荷：Q=180KN；小車自重： =0.35Q=70KNJC=25% ； CZ=600； G=0.89.2設(shè)計(jì)計(jì)算步驟：9.2.1. .驅(qū)動(dòng)方案初步確定 根據(jù)原始參數(shù)，采用集中驅(qū)動(dòng)，用四輪支撐，車輪選圓柱雙輪緣車輪9.2.2. 輪與軌道的選取 （1）車輪輪壓計(jì)算小車正常工作時(shí)最大輪壓（滿載時(shí)）：小車正常工作時(shí)最小輪壓（空載時(shí)）：車輪的疲勞計(jì)算載荷：（2）選車輪與軌道根據(jù)；查手冊(cè)，選車輪直徑D=350mm;軌道型號(hào)：P24 ； 軌道凸頂半徑r=300mm；車輪材料：ZG310570；表面淬硬度為300380HBS；（3）車輪踏面疲勞強(qiáng)度校核=101180N=101.18KN =2.44KW校驗(yàn)通過(guò)式中：電機(jī)允許輸出容量；=4.629KW 工作循環(huán)中，負(fù)載穩(wěn)態(tài)功率 G穩(wěn)態(tài)平均系數(shù)；取G=0.89.2.5. 減速器選擇 （1）減速器傳動(dòng)比確定根據(jù)減速器手冊(cè)，選取 =25上式：電機(jī)額定轉(zhuǎn)速；=921r/min車輪轉(zhuǎn)速；（2）減速器選擇計(jì)算輸入功率： =7.7KW式中：Z運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器個(gè)數(shù)；Z=1因工作級(jí)別為M6，則按下式選擇：式中：K放大系數(shù)；取K=2根據(jù)=25，P=15.4KW，電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速=921r/min ；查手冊(cè)，選用QJR23625 VI P ， L， JB/T8905.11999減速器高速軸許用功率 ：傳動(dòng)比：=25，中心距： 9.2.6. 聯(lián)軸器的選擇（1）選擇聯(lián)軸器公式：式中：n聯(lián)軸器安全系數(shù)； 取n=1.35剛性動(dòng)載系數(shù)；取=1.8電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器選擇：電機(jī)軸端尺寸，d=48mm（錐形）; L=110mm浮動(dòng)軸尺寸，d=50mm ; 根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和 查手冊(cè)，選用LM8型梅花彈性聯(lián)軸器，其 ；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 滿足要求標(biāo)注：LM7聯(lián)軸器 GB/T 52722002（2）低速軸聯(lián)軸器選擇選用聯(lián)軸器公式：=式中：減速器傳動(dòng)比；=25機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率；=0.85其它同上減速器輸出端與浮動(dòng)軸聯(lián)軸器選用：減速器低速端尺寸：d=80mm;L=130mm浮動(dòng)軸尺寸：d=80mm根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸， 選取兩個(gè)LM10型梅花彈性聯(lián)軸器； 其中： 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 滿足要求標(biāo)注：LM10聯(lián)軸器 GB/T 52722002浮動(dòng)軸與車輪軸的聯(lián)軸器選用：浮動(dòng)軸尺寸：d=80mm 車輪軸尺寸：d=65mm ；L=85 mm根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和；選取LM9型梅花彈性聯(lián)軸器；其中轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 滿足要求標(biāo)注：LM9聯(lián)軸器 GB/T 527220029.2.7制動(dòng)器的選擇 制動(dòng)器安裝在電動(dòng)機(jī)軸端，因制動(dòng)時(shí)高速軸能起一部分緩沖作用，以減少制動(dòng)時(shí)沖擊制動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算：（540+2315）=25.4選用YWZ100/18型電力液壓制動(dòng)器；其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩：；制動(dòng)輪直徑D=100mm;轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：因：25.4 5.66KW; 過(guò)載校驗(yàn)通過(guò)式中：電機(jī)額定功率；=6.3KW平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)；取=1.7 m電機(jī)個(gè)數(shù)； m=1運(yùn)行靜阻力；=4012KNV運(yùn)行速度；=0.67m/s機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率；=0.88機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；計(jì)算公式為： 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=0.1175電機(jī)軸上制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； =0.0189k其它傳動(dòng)件飛輪矩影響系數(shù)；k=1.1n電機(jī)額定轉(zhuǎn)速； n=921r/min機(jī)構(gòu)初選起動(dòng)時(shí)間；=4S9.2.9. .起動(dòng)時(shí)間與起動(dòng)平均加速度的校驗(yàn) （1）滿載上坡時(shí)的起動(dòng)時(shí)間t=2.02S =46S ; 滿足要求式中：電機(jī)平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩； 電機(jī)軸上的靜阻力矩；（2）起動(dòng)平均加速度 查表得 ；滿足要求9.2.10. 運(yùn)行打滑驗(yàn)算 小車運(yùn)行打滑按空載運(yùn)行工況驗(yàn)算：（1）起動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算上式左邊 =右邊：= =9804.6N 左邊 右邊=3932.6N制動(dòng)打滑驗(yàn)算通過(guò)上式中：附著系數(shù)；取=0.15 K附著安全系數(shù)；取K=1.05 軸承摩擦系數(shù)；=0.02 d 軸承內(nèi)徑； d=90mm 驅(qū)動(dòng)輪最小輪壓；=17500N 打滑側(cè)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；= k 飛輪矩影響系數(shù)；k=1.2起動(dòng)平均加速度；制動(dòng)平均加速度；打滑側(cè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；=25.4 9.2.11. 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)布局圖 10 起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算10.1橋式起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算主要涉及內(nèi)容主梁材料的選擇：選用Q235，其力學(xué)性能好。橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)形式及截面尺寸的確定：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用后，驗(yàn)算是否符合要求。本設(shè)計(jì)選用箱形結(jié)構(gòu)主梁，其組成由上下蓋板及左右腹板焊接而成，斷面為封閉的箱形，小車軌道安裝在上蓋板上。本設(shè)計(jì)選用了軌道安裝在主梁的正中形式。為了防止上蓋板變形，在箱形主梁內(nèi)部，每隔一定間隔加焊了“長(zhǎng)加勁板”和“短加勁板”。橋架的剛度由兩主梁保證，兩主梁外側(cè)，一側(cè)走臺(tái)上安放大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，另一側(cè)安放電氣設(shè)備，走臺(tái)增加了橋架的整體剛度，便于起重機(jī)的維修，但也增大了橋架的自重和對(duì)主梁的附加扭矩。在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少走臺(tái)的寬度。從主梁受力來(lái)考慮，主梁縱向外形以拋物線為優(yōu)，但制造費(fèi)時(shí)，故一般將兩端做成斜線段式。主梁橋架載荷的組合情況：由于起重機(jī)橋架受力情況復(fù)雜，在分析計(jì)算過(guò)程中，應(yīng)合理處理。主梁強(qiáng)度的計(jì)算：主要驗(yàn)證危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度是否滿足要求。端梁的計(jì)算：端梁采用壓制成型，再焊接成箱形結(jié)構(gòu)，有焊縫和加工工時(shí)少，端梁變形小，重量輕，外形美觀等優(yōu)點(diǎn)。選用后進(jìn)行強(qiáng)度較核。主梁與端梁的連接形式的選擇：采用加連接扳用焊接的形式連接，橋架的運(yùn)輸分割位置在端梁的中間區(qū)段，接頭處的下蓋板用連接板螺栓聯(lián)接，側(cè)面與頂面用角鋼法蘭聯(lián)接。有制造簡(jiǎn)單、裝拆方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)。司機(jī)室的選用：司機(jī)室的構(gòu)造與安裝位置，應(yīng)保證司機(jī)有良好的視野，司機(jī)室一般與橋架固定，并應(yīng)安裝在無(wú)滑線一側(cè)。司機(jī)室的結(jié)構(gòu)有敞開式和封閉式兩種，若無(wú)特殊要求，室溫在1040攝氏度的廠房?jī)?nèi)工作的一般制成敞開式，在多灰塵和有害氣體的場(chǎng)合，露天及高溫車間工作的司機(jī)室，一般制成封閉式。司機(jī)室的內(nèi)部尺寸一般以滿足視線要求為條件，寬度不宜過(guò)大，一般取1.3m1.6m，長(zhǎng)度不小于2m，高度不低于1.9m，司機(jī)室內(nèi)部具體尺寸根據(jù)電器設(shè)備和工作要求確定. 司機(jī)室的骨架應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般有軋制的型鋼和沖壓的薄板焊成。地板應(yīng)用厚20mm的木板制成，地板離骨架100mm，人形過(guò)道處鋪以45mm厚的橡膠板，地板和墻壁內(nèi)用留有電纜線槽，玻璃窗的玻璃厚度應(yīng)不小于5mm玻璃窗的尺寸和位置應(yīng)保證司機(jī)坐著能看見起重機(jī)的取物裝置在任何位置的工作情況。根據(jù)需要可設(shè)置上視窗和下視窗。11 安全裝置的選擇說(shuō)明11.1主要安全裝置的說(shuō)明電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)有相應(yīng)的電氣保護(hù)裝置以外，還有其他保護(hù)裝置。11.1.1走臺(tái)和欄桿走臺(tái)與作業(yè)平臺(tái)的鋪設(shè)采用具有防滑性能的鋼板制成，設(shè)置牢固的欄桿，欄桿離鋪板的垂直高度不低于1000mm,離鋪板約450mm處應(yīng)有中間夾欄，底部有不低于70mm的擋板。11.1.2排障板裝在大車和小車的車輪前，用來(lái)推開軌道上可能有的障礙物，以利于大車和小車的順利運(yùn)行。11.1.3小車行程限位開關(guān)安裝在小車一根軌道兩端外側(cè)的主梁蓋板上，小車架相應(yīng)的端梁外側(cè)，固定一根用角鋼彎折的撞尺，當(dāng)小車行至極限位置時(shí)，撞尺壓迫限位開關(guān)的搖桿，使其轉(zhuǎn)動(dòng)，從而切斷小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的電源，由于接線關(guān)系電動(dòng)機(jī)只能做反向運(yùn)動(dòng)。因而小車行程限位開關(guān)的位置要安裝適當(dāng)，及因考慮到小車撞尺與限位開關(guān)接觸時(shí)，使電動(dòng)機(jī)斷電以后，小車由于慣性還要向前走一段距離。11.1.4起升高度限位開關(guān)采用絲桿傳動(dòng)起升高度限位開關(guān)，其工作零件是螺桿和滑塊。螺桿兩端分別支承在殼體上的軸承中，一端通過(guò)十字聯(lián)軸器與卷筒軸相連，卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊沿螺桿移動(dòng)，當(dāng)?shù)蹉^上升到極限位置時(shí)，滑塊移動(dòng)到右端極限位置，螺栓壓迫開關(guān)，切斷電源，使起升機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)，從而控制吊鉤高度。安裝時(shí)應(yīng)注意，吊鉤裝置上升到極限位置時(shí)，應(yīng)該與卷筒或定滑輪之間保持一定距離；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上保證螺桿不能橫向竄動(dòng)，否則要出事故。11.1.5大車行程限位開關(guān)由于大車運(yùn)行速度大于80m/min，采用杠桿式限位開關(guān)不能提供可靠的保證，故采用無(wú)觸點(diǎn)運(yùn)行限位系統(tǒng)：光電裝置來(lái)保證。11.1.6緩沖器與擋鐵為了阻止起重機(jī)和小車越軌，在起重機(jī)和小車軌道兩極端位置裝擋鐵。為了吸收起重機(jī)和小車與擋鐵相撞的能量，保證設(shè)備部受損壞，應(yīng)采用緩沖器。由于本起重機(jī)的速度較大。選用彈簧緩沖器，它有吸收動(dòng)能大，壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，但是其自重大、成本高、工作時(shí)有硬性碰撞的缺點(diǎn)。具體設(shè)計(jì)計(jì)算后示11.2.1. 緩沖器的選擇 查表選取HT163型彈簧緩沖器，緩沖容量：W=0.63；緩沖行程：=115mm; 緩沖力： 上式中：V小車碰撞速度；11.2小車緩沖器選擇計(jì)算 容許最大減速度；取 =11.2.2.緩沖器數(shù)目的確定 選取n=2個(gè) 上式中：小車自重；=70KN g重力加速度；11.2.3. 實(shí)際緩沖行程 式中：w緩沖容量；w=0.63 緩沖行程；=115mm11.2.4. .最大緩沖力 11.2.5. 最大減速度 =4 滿足要求11.3大車緩沖器的選擇計(jì)算11.3.1. 緩沖器的選擇 查表選取HT3800型彈簧緩沖器，緩沖容量：W=8；緩沖行程：=143mm; 緩沖力：上式中：V小車碰撞速度； 容許最大減速度；取 =11.3.2緩沖器數(shù)目的確定 選取n=2個(gè) 上式中：G起重機(jī)自重；G=323KN g重力加速度；11.3.3.實(shí)際緩沖行程 式中：W緩沖容量；W=8 緩沖行程；=143mm11.3.4.最大緩沖力 11.3.5. 最大減速度 =6滿足要求12.18噸橋式起重機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（此部分另有同學(xué)設(shè)計(jì)）結(jié)束語(yǔ) 在將近半個(gè)學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我完成了起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起重機(jī)的安全保護(hù)裝置及控制系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)工作，通過(guò)設(shè)計(jì)后基本上熟悉了起重機(jī)的構(gòu)造和工作原理，為以后從事這方面的工作奠定了基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，第一階段，我們精心收集整理各種資料，提高了對(duì)新知識(shí)的自學(xué)能力，對(duì)資料的搜集整理能力。在極短的時(shí)間中，我們熟悉了橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)流程，并了解了起重機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及在國(guó)民產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，為起重機(jī)整體和部件的設(shè)計(jì)作好了準(zhǔn)備。第二階段，我們提出了初步的設(shè)計(jì)方案，在陳格平老師的指導(dǎo)下，我們不斷修改錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)，在該階段的設(shè)計(jì)中，我們對(duì)整個(gè)大學(xué)以來(lái)的有關(guān)專業(yè)課程進(jìn)行了深化，應(yīng)用了有關(guān)材料力學(xué)，靜力學(xué)，低壓電器元件控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等理論知識(shí)，在該階段中我們受益很多，但由于我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中可能存在不少錯(cuò)誤。第三階段中，我們完善設(shè)計(jì)任務(wù)書，核對(duì)了設(shè)計(jì)內(nèi)容，完成了主要零部件的裝配圖和橋式起重機(jī)總裝配圖設(shè)計(jì)，并查閱了有關(guān)資料，為畢業(yè)答辯做好了準(zhǔn)備。 總之，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們的綜合素質(zhì)能力得到了提高，也給我們整個(gè)大學(xué)階段畫上了一個(gè)完美的句號(hào)。我相信，通過(guò)我們以后在實(shí)際工作中的不斷努力，我們一定能成為國(guó)家建設(shè)中有用的人才。 此時(shí)，我們即將各奔前程，在四年的大學(xué)生涯中，我們學(xué)到了很多東西，在此要感謝母校對(duì)我們的辛勤培育。在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之即，十分感謝陳格平老師的精心指導(dǎo)，使畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿完成。在整個(gè)設(shè)計(jì)中由于時(shí)間倉(cāng)促，難免出現(xiàn)不少錯(cuò)誤，望各位老師和有關(guān)人士批評(píng)指正。湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)1 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)起重運(yùn)輸機(jī)械零部件、操作件和小五金.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007，32 嚴(yán)大考、鄭蘭霞主編，起重機(jī)械.鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2003，93 余維張主編，起重機(jī)械檢修手冊(cè).北京：中國(guó)電力出版社，1998，114 楊長(zhǎng)睽，傅東明主編，起重機(jī)械（第2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992，55 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007，26 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)減速器和變速器.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007，27