橋式起重機(jī)總體方案及起升裝置的設(shè)計(jì)[含CAD高清圖和文檔資料]

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緒論1.1 課題的研究背景當(dāng)今中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)處于高速發(fā)展時(shí)期，建筑工業(yè)化和工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程中起重機(jī)的使用是不可缺少的。從古代，人們?yōu)榱私ㄔ齑笮徒ㄖ桶l(fā)明了原始的起重設(shè)備，到了今天，起重機(jī)設(shè)計(jì)制造已經(jīng)成為一個(gè)專(zhuān)門(mén)的產(chǎn)業(yè)。起重設(shè)備的應(yīng)用給人們帶來(lái)了很大的便利，小到倉(cāng)庫(kù)里的叉車(chē)，大到航天中心的吊裝火箭的起重機(jī)械，建筑工地上隨處可見(jiàn)的塔式起重機(jī)，港口碼頭的大型龍門(mén)吊，起重機(jī)的身影無(wú)處不在。正是由于起重機(jī)使用的普遍性，起重機(jī)設(shè)計(jì)制造具有很強(qiáng)的應(yīng)用性。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，僅工程起重機(jī)一項(xiàng)，全球的年銷(xiāo)售額就有75億美元，但是這些大多是由歐美企業(yè)壟斷。近些年來(lái)，伴隨著我國(guó)固定資產(chǎn)投資的飛速增長(zhǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和大型項(xiàng)目的不斷上馬，使得我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)獲得了空前的發(fā)展，也受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。我國(guó)的起重機(jī)制造商與歐美的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比在技術(shù)上還存在著差距，在產(chǎn)業(yè)鏈條，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面也存在著一定的劣勢(shì)，但這并非遙不可及。更主要的是，我國(guó)在這一領(lǐng)域從未放棄過(guò)自主研發(fā)，而且已經(jīng)具備了相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，創(chuàng)造了幾個(gè)蜚聲全球的知名品牌。起重機(jī)屬于典型的機(jī)械產(chǎn)品，根據(jù)其使用環(huán)境的不同，起重機(jī)的設(shè)計(jì)又具有不同特性，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題不僅可以檢驗(yàn)自己的機(jī)械專(zhuān)業(yè)能力還可以考察創(chuàng)新創(chuàng)造能力。1.2國(guó)內(nèi)外橋式起重機(jī)發(fā)展概況 起重機(jī)械是用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備。它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)都有廣泛的應(yīng)用，起著減輕體力勞動(dòng)、節(jié)省人力、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化的作用。起重機(jī)械在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中決不是可有可無(wú)的輔助工具，而是合理組織生產(chǎn)的必不可少的生產(chǎn)設(shè)備。 通用橋式起重機(jī)是使用最為廣泛的橋架型起重機(jī)。目前，國(guó)產(chǎn)通用橋式起重機(jī)系列尚未采用參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，既不能將設(shè)計(jì)人員從大量繁瑣的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來(lái)，也不能發(fā)揮出CAD/CAM的有事。為了發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性減少設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖、制表所需的時(shí)間，縮短設(shè)計(jì)周期，新產(chǎn)品，新材料，新工藝的研究，會(huì)使得起重機(jī)的整機(jī)布置更趨優(yōu)化，部件更加緊湊耐用；起重機(jī)的控制和安全保護(hù)裝置大為改善，保證了操作的安全性和可靠性。 我國(guó)的起重機(jī)械制造行業(yè)起步較晚，原有的基礎(chǔ)比較薄弱，與工業(yè)先進(jìn)型國(guó)家相比，差距不小。但是，經(jīng)過(guò)見(jiàn)過(guò)60年來(lái)的不斷發(fā)展，目前的差距明顯縮小，已經(jīng)建立起自己的子終極研究部門(mén)、生產(chǎn)廠和專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的高等學(xué)校，并能夠批量生產(chǎn)各種累心軌道起重機(jī)械，不僅滿足了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，部分也打入了國(guó)際市場(chǎng)。目前世界上最大的履帶起重機(jī)起重量3000t，最大的橋式起重機(jī)起生日一1200t，集裝箱岸連裝卸橋小車(chē)的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min，堆垛起重機(jī)級(jí)最大運(yùn)行速度240mmin，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100mmin。實(shí)現(xiàn)了 重點(diǎn)產(chǎn)品大型化，高速化和專(zhuān)用化 德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)和日本的著名起重機(jī)公司采用起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，并取得了顯著的效益。德國(guó)德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)費(fèi)用下降12，生產(chǎn)成本下降45，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。 起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。 例如德國(guó)采用激光裝置查找起吊物的重心位置，在取物裝置上裝有超聲波傳感器引導(dǎo)取物裝置自動(dòng)抓取貨物。吊具自動(dòng)防搖系統(tǒng)能在運(yùn)行速度200m/min,加速度0.5m/s2情況下很快使起吊物搖擺振幅減至幾個(gè)毫米。起重機(jī)可通過(guò)磁場(chǎng)變換器或激光達(dá)到高精度定位。在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)，通過(guò)中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。這類(lèi)起重機(jī)自動(dòng)化程度高，具有信息處理功能，可將傳感器檢測(cè)出來(lái)的各種信息實(shí)施存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷、變換等處理加工，進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。日本東芝浜川崎工廠用全自動(dòng)橋式起重機(jī)組成的物料輸送系統(tǒng)來(lái)搬運(yùn)柔性加工線上的夾具和工件，為機(jī)床運(yùn)送毛坯或?qū)⒓庸ず玫牧慵偷较乱还ば蚧騻}(cāng)庫(kù)。目前各行業(yè)中使用的橋式起重機(jī)數(shù)不勝數(shù)，普遍采用小型PLC控制和調(diào)壓調(diào)速，基本上沒(méi)有智能化產(chǎn)品。中小型橋式起重機(jī)大多應(yīng)用16/3.2T,50/10T以及32/16T等類(lèi)型，在冶金工業(yè)的大型起重機(jī)，各大鋼鐵公司基本上采用200t480t起重機(jī)，而中小企業(yè)絕大多數(shù)采用趨于淘汰邊緣的75t160t起重機(jī)，這些起重機(jī)的更新?lián)Q代和現(xiàn)代化改造項(xiàng)目，形成了巨大的市場(chǎng)需求，也是科研人員進(jìn)一步研發(fā)的動(dòng)力和機(jī)會(huì)。1.3 本論文的主要內(nèi)容橋式起重機(jī)主要由金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)械部分（機(jī)構(gòu)）和電氣設(shè)備三大部分組成。金屬結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)主要是指橋架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，比較復(fù)雜，而電氣設(shè)備是用來(lái)控制起重機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，在本次設(shè)計(jì)中沒(méi)有對(duì)它們進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，機(jī)械部分（機(jī)構(gòu)）主要包括起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)等，這是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。本論文的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1) 根據(jù)已知的數(shù)據(jù)參數(shù)和起重機(jī)的工作等級(jí)，首先確定此次設(shè)計(jì)的總體方案，根據(jù)所確定的方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。2) 起升機(jī)構(gòu)用來(lái)實(shí)現(xiàn)貨物的升降，是任何起重機(jī)不可缺少的部分，是起重機(jī)中最重要與基本的機(jī)構(gòu)。50/10t橋式起重機(jī)，有主、副兩套起升裝置，首先應(yīng)確定好兩套裝置的合理布置方案，兩套裝置的原理相類(lèi)似，只是額定起重量不同，布置方案確定好后，就可以開(kāi)始進(jìn)行計(jì)算了。起升機(jī)構(gòu)主要由驅(qū)動(dòng)裝置、卷繞系統(tǒng)、取物裝置與制動(dòng)裝置等組成。完成了對(duì)其組成部分的數(shù)據(jù)計(jì)算后，利用AutoCAD把它們裝配在一起，可以直觀的檢查設(shè)計(jì)是否合理，提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。2. 橋式起介紹2.1 橋式起重機(jī)的特點(diǎn)和分類(lèi)1、橋式起重機(jī)的特點(diǎn)： 取物裝置懸掛在可沿橋架運(yùn)行的起重小車(chē)或運(yùn)行式葫蘆上的起重機(jī)，稱(chēng)為“橋架型起重機(jī)”。 橋架兩端通過(guò)運(yùn)行裝置直接支撐在高架軌道上的橋架型起重機(jī)，稱(chēng)為“橋式起重機(jī)”。 橋式起重機(jī)一般由裝有大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的橋架、裝有起升機(jī)構(gòu)和小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起重小車(chē)、電氣設(shè)備、司機(jī)室等幾個(gè)大部分組成。外形像一個(gè)兩端支撐在平行的兩條架空軌道上平移運(yùn)行的單跨平板橋。起升機(jī)構(gòu)用來(lái)垂直升降物品，起重小車(chē)用來(lái)帶著載荷作橫向運(yùn)動(dòng)；橋架和大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來(lái)將起重小車(chē)和物品作縱向移動(dòng)，以達(dá)到在跨度內(nèi)和規(guī)定高度內(nèi)組成三維空間里作搬運(yùn)和裝卸貨物用。 橋式起重機(jī)是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道運(yùn)行式起重機(jī)，其額定起重量從幾噸到幾百?lài)?。最基本的形式是通用吊鉤橋式起重機(jī)，其他形式的橋式起重機(jī)基本上都是在通用吊鉤橋式的基礎(chǔ)上派生發(fā)展出來(lái)的。 2、橋式起重機(jī)的分類(lèi) （1）通用橋式起重機(jī) （2）專(zhuān)用橋式起重機(jī) （3）電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī)2.1.1通用橋式起重機(jī)通用橋式起重機(jī)是指在一般環(huán)境中工作的普通用途的橋式起重機(jī)(見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T14405-93)。以下類(lèi)型的起重機(jī)都屬于通用橋式起重機(jī)。 通用吊鉤橋式起重機(jī) 通用吊鉤橋式起重機(jī)由金屬結(jié)構(gòu)、大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、電器及控制系統(tǒng)及司機(jī)室組成。取物裝置為吊鉤。額定起重量為10T以下的多為1個(gè)起升機(jī)構(gòu)；16T以上的則多為主、副兩個(gè)起升機(jī)構(gòu)。這類(lèi)起重機(jī)能大多種作業(yè)環(huán)境中裝卸和搬運(yùn)物料及設(shè)備。 抓斗橋式起重機(jī) 抓斗橋式起重機(jī)的裝置為抓斗，以鋼絲繩分別聯(lián)系抓斗起升、起升機(jī)構(gòu)、開(kāi)閉機(jī)構(gòu)。主要用于散貨、廢舊鋼鐵、木材等的裝卸、吊運(yùn)作業(yè)。這種起重機(jī)除了起升閉合機(jī)構(gòu)以外，其結(jié)構(gòu)部件等與通用吊鉤橋式起重機(jī)相同。 電磁橋式起重機(jī) 電磁橋式起重機(jī)的基本構(gòu)造與吊鉤橋式起重機(jī)相同，不同的是吊鉤上掛1個(gè)直流起重電磁鐵(又稱(chēng)為電磁吸盤(pán))，用來(lái)吊運(yùn)具有導(dǎo)磁性的黑色金屬及其制品。通常是經(jīng)過(guò)設(shè)在橋架走臺(tái)上電動(dòng)發(fā)電機(jī)組或裝在司機(jī)室內(nèi)的可控硅直流箱將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?，然后再通過(guò)設(shè)在小車(chē)架上的專(zhuān)用電纜卷筒，將直流電源用撓性電纜送到起重電磁鐵上。 兩用橋式起重機(jī) 兩用橋式起重機(jī)有3種類(lèi)型：抓斗吊鉤橋式起重機(jī)、電磁吊鉤橋式起重機(jī)和抓斗電磁橋式起重機(jī)。其特點(diǎn)是在1臺(tái)小車(chē)上設(shè)有兩套各處獨(dú)立的起升機(jī)構(gòu)，一套為抓斗用，一套為吊鉤用(或一套為電磁吸盤(pán)用一套為吊鉤用，或一套為抓斗用一套為電磁吸盤(pán)用)。 三用橋式起重機(jī) 三用橋式起重機(jī)是一種多用的起重機(jī)。其基本構(gòu)造與電磁橋式起重機(jī)相同。根據(jù)需要可以用吊鉤吊運(yùn)重物，也可以在吊鉤上掛1個(gè)馬達(dá)抓斗裝卸物料，還可以把抓斗卸下來(lái)再掛上電磁盤(pán)吊運(yùn)黑色金屬，故稱(chēng)為三用橋式(可換)起重機(jī)。 抓斗交流電源工作，電磁盤(pán)直流電源工作。因此，該機(jī)型必須同電磁橋式起重機(jī)一樣，設(shè)置電動(dòng)發(fā)電機(jī)組或可控硅直流電源箱。這種起重機(jī)適用于經(jīng)常變換取物裝置的物料場(chǎng)所。 雙小車(chē)橋式起重機(jī) 這種起重機(jī)與吊鉤橋式起重機(jī)基本相同，只是在橋架上裝有2臺(tái)起重量相同的小車(chē)。這種機(jī)型用于吊運(yùn)與裝卸長(zhǎng)形物件。2.1.2專(zhuān)用橋式起重機(jī)冶金橋式起重機(jī) 冶金橋式起重機(jī)根據(jù)用途可以劃分為不同的類(lèi)型，主要結(jié)構(gòu)基本與通用吊鉤機(jī)型用于吊運(yùn)與裝卸長(zhǎng)形物件。橋式起重機(jī)相同，取物裝置多為專(zhuān)用。主要用于冶金車(chē)間的吊運(yùn)作業(yè)，其起重量很大，最大的可達(dá)到數(shù)百?lài)崱?防爆吊鉤橋式起重機(jī) 按使用環(huán)境，將礦用防爆起重機(jī)(煤礦井下除外)規(guī)定為類(lèi)，將工廠用防爆起重機(jī)規(guī)定為類(lèi)。 類(lèi)起重機(jī)，按電氣設(shè)備適用于爆炸性氣體混合物最大試驗(yàn)案例間隙或最小點(diǎn)燃電流比，分為A、B、C三級(jí)，并按其表面最高溫度分為T(mén)1-T4四組。 起重機(jī)所用防爆電氣設(shè)備及機(jī)械設(shè)備，其允許的表面最高溫度，對(duì)類(lèi)起重機(jī)可能堆積煤塵時(shí)為150，采取措施防止堆積時(shí)，則為450。對(duì)類(lèi)起重機(jī)須符合表1-2-15的規(guī)定。 表1-2-15 允許的表面最高溫度 溫度組別允許表面最高溫度T1450T2300T3200T4135這種起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式與通用吊鉤橋式起重機(jī)基本相同。但是所用的整套電氣設(shè)置具有防爆性能。與鋼軌接觸的運(yùn)行車(chē)輪要采用不易產(chǎn)生摩擦火花的材料制作，以防止在起重機(jī)使用中產(chǎn)生火花引起爆炸或燃燒事故。主要用于具有易燃易爆物的車(chē)間、庫(kù)房或其他場(chǎng)所。目前產(chǎn)品規(guī)格較多。 絕緣吊鉤橋式起重機(jī) 這種起重機(jī)結(jié)構(gòu)形式與通用吊鉤橋式起重機(jī)基本相同。但是為了防止工作過(guò)程中帶電設(shè)備的電流可經(jīng)過(guò)被吊物傳到起重機(jī)上，危及司機(jī)安全，故要求在吊鉤組、小車(chē)架、小車(chē)輪(或小車(chē)軌道下方)上設(shè)置3道絕緣裝置。主要用于冶煉鋁、鎂的工廠。 上述橋式起重機(jī)除按起重機(jī)的結(jié)構(gòu)及使用特性分類(lèi)外，有時(shí)也按主梁的數(shù)目將其分為單主梁橋式起重機(jī)、雙梁橋式起重機(jī)、四梁橋式起重機(jī)等。單主梁橋式起重機(jī)只有一根主梁，起重小車(chē)帶有反滾輪，單側(cè)滿置，取物裝置多為吊鉤，也有電磁盤(pán)的；雙梁橋式起重機(jī)具有兩根對(duì)稱(chēng)配置的桁架型或箱型主梁，是橋式起重機(jī)的基本形式；四梁橋式起重機(jī)多用于某些冶金橋式起重機(jī)中，四根梁以橋架縱向中心線對(duì)稱(chēng)布置，外面兩根主梁上架設(shè)普通的單鉤或雙鉤起重小車(chē)，即副小車(chē)。主小車(chē)可跨在副小車(chē)上空運(yùn)行。2.1.3電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī) 其特點(diǎn)是橋式起重機(jī)的起重小車(chē)用自行式電動(dòng)葫蘆代替，或者用固定式電動(dòng)葫蘆作起重小車(chē)的起升機(jī)構(gòu)，小車(chē)運(yùn)行、大車(chē)運(yùn)行等機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置也盡量與電動(dòng)葫蘆部件通用化。因此，與上述通用橋式起重機(jī)相比，電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī)雖然一般起重量較小、工作速度較慢、工作級(jí)別較低，但其自重輕、能耗較小、易采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品電動(dòng)葫蘆配套，對(duì)幫房建筑壓力負(fù)載較小，建筑和使用經(jīng)濟(jì)性都較好。因此在中小起重量范圍的一般使用場(chǎng)合使用越來(lái)越廣泛，甚至有替代某些通用橋式起重機(jī)的趨勢(shì)。電動(dòng)梁式起重機(jī) 其特點(diǎn)是用自行式電動(dòng)葫蘆替代通用橋式起重機(jī)的起重小車(chē)，用電動(dòng)葫蘆的運(yùn)行小車(chē)在單根主梁的工字鋼下突緣上運(yùn)行，跨度小時(shí)直接用工字鋼作主梁，跨度大時(shí)可在主梁工字鋼的上面再作水平加強(qiáng)，形成的組合斷面主梁。其主梁可以是單根主梁(電動(dòng)單梁式起重機(jī))，也可以是兩根主梁(電動(dòng)雙梁式起重機(jī))，其橋架可以是像通用橋式起重機(jī)那樣通過(guò)運(yùn)行裝置直接支撐在高架軌道上，也可以通過(guò)運(yùn)行裝置懸掛在房頂下面的架空軌道上(懸掛式)。 電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī) 其特點(diǎn)是采用固定式電動(dòng)葫蘆裝在小車(chē)上作起升機(jī)構(gòu)，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)也多采用電動(dòng)葫蘆零部件作成簡(jiǎn)單的構(gòu)造形式，小車(chē)也極為簡(jiǎn)便輕巧，其整體高度小，小車(chē)及橋架自重輕、重心低、有很廣泛的使用適應(yīng)性。2.2橋式起重機(jī)的組成和特點(diǎn)2.2.1橋式起重機(jī)小車(chē)橋式起重機(jī)小車(chē)主要由起升機(jī)構(gòu)、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車(chē)架三部分組成，另外，還有一些安全防護(hù)裝置。我國(guó)制造的橋式起重機(jī)的小車(chē)有下列特征（1） 起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)由獨(dú)立的部件構(gòu)成。（2） 在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和小車(chē)架試，遵循了“三化”(標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化)的原則。（3） 小車(chē)架用鋼板焊接而成。（4） 起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用減速器式傳動(dòng)。（5） 所有季后中都采用滾動(dòng)軸承。（6） 過(guò)去都采用短行程或長(zhǎng)行程交流電磁鐵，彈簧上閘的瓦塊式制動(dòng)器，而重錘上閘的長(zhǎng)行程電磁鐵制動(dòng)器已不采用（7） 在制造起重機(jī)時(shí)，由于對(duì)零件進(jìn)行熱處理，從而提高了零件表面的耐磨性，延長(zhǎng)了使用壽命為簡(jiǎn)化起重機(jī)機(jī)構(gòu)的維護(hù)工作是軸承的潤(rùn)滑最好采用集中潤(rùn)滑系統(tǒng)3總體方案設(shè)計(jì)3.1引言起重機(jī)(Crane)屬于起重機(jī)械的一種，是一種作循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)包括：取物裝置從取物地把物品提起，然后水平移動(dòng)到指定地點(diǎn)降下物品，接著進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)，使取物裝置返回原位，以便進(jìn)行下一次循環(huán)。通常起重機(jī)械由起升機(jī)構(gòu)(使物品上下運(yùn)動(dòng))、運(yùn)行機(jī)構(gòu)(使起重機(jī)械移動(dòng))、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(使物品作水平移動(dòng))，再加上金屬機(jī)構(gòu)，動(dòng)力裝置，操縱控制及必要的輔助裝置組合而成。3.2起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案 本次起重機(jī)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下:1)起升機(jī)構(gòu) ：1.起重機(jī)的最大起重量為50T，副起重量為10T； 2.主起升，起升高度為12m，工作級(jí)別為M6，起升速度為7.8m/min； 3.副起升，起升高度16m，工作級(jí)別為M6，起升速度為13.2m/min；2)運(yùn)行機(jī)構(gòu) ：運(yùn)行速度：小車(chē) 38.5m/min ，工作級(jí)別為M5；3)起重機(jī)的跨度：22.5m，工作級(jí)別為M6。根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下：3.2.1方案一：選擇箱形雙梁橋式起重機(jī)箱形雙梁橋式起重機(jī)具有加工零件少，工藝性好、通用性好及機(jī)構(gòu)安裝檢修方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而在生產(chǎn)中得到廣泛采用。我國(guó)在5噸到10噸的中、小起重量系列產(chǎn)品中主要采用這種形式，但這種結(jié)構(gòu)形式也存在一些缺點(diǎn)：自重大、易下?lián)系取?圖3-1為箱形雙梁橋式起重機(jī)3.2.2方案二：選擇通用吊鉤橋式起重機(jī)圖3-2為通用吊鉤橋式起重機(jī) 通用吊鉤橋式起重機(jī)適用于機(jī)械加工與裝配車(chē)間、金屬結(jié)構(gòu)車(chē)間、機(jī)械維修車(chē)間、各類(lèi)倉(cāng)庫(kù)、冶金和鑄造車(chē)間的輔助吊運(yùn)工作等可以承載較強(qiáng)的工作級(jí)別，可以在較復(fù)雜和工況較惡劣的情況下使用。檢修方便。但是價(jià)格高，輪壓大，自重量大。3.3方案的確定根據(jù)上述兩種方案中的優(yōu)缺點(diǎn)的比較并查找相關(guān)的資料最終確定選取方案二選用通用吊鉤起重機(jī)。3.4 小結(jié) 通過(guò)課題的設(shè)計(jì)參數(shù)去選取起重機(jī)是非常重要的，通常要考慮實(shí)用性，方便等特點(diǎn)。對(duì)于起重機(jī)有所更深刻的了解，也確定了設(shè)計(jì)的方向。4起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算41 引言起升機(jī)構(gòu)是起升貨物并使它產(chǎn)生升降運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，它是起重機(jī)最重要和最基本的機(jī)構(gòu)，沒(méi)有起升機(jī)構(gòu)就不能稱(chēng)其為起重機(jī)，其工作的好壞直接影響整臺(tái)起重機(jī)的工作性能。起升機(jī)構(gòu)一般由驅(qū)動(dòng)裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、取物裝置和安全保護(hù)裝置等組成。驅(qū)動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器、卷筒等部件。鋼絲繩卷繞系統(tǒng)包括鋼絲繩、卷筒、定滑輪和動(dòng)滑輪。取物裝置有吊鉤、吊環(huán)、抓斗、電磁吸盤(pán)、吊具、掛梁等多種型式/安全保護(hù)裝置有超負(fù)荷限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保護(hù)開(kāi)關(guān)等，根據(jù)實(shí)際需要配用。起升機(jī)構(gòu)依動(dòng)力裝置的不同可分為三種：（1）內(nèi)燃機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置帶動(dòng)起升卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是具有獨(dú)立的能源，就整機(jī)而言它屬于集中驅(qū)動(dòng)。為保證各機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)比較復(fù)雜，操縱也不方便；（2）電動(dòng)機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置帶動(dòng)起升卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱(chēng)電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)，它屬于分別驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)單，可以采用標(biāo)準(zhǔn)件，在橋式起重機(jī)、龍門(mén)起重機(jī)和門(mén)座起重機(jī)上廣泛應(yīng)用；（3）由油馬達(dá)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)起升卷筒，簡(jiǎn)稱(chēng)夜壓起升機(jī)構(gòu)，它屬于分別驅(qū)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸緊湊，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)起重機(jī)和輪胎起重機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)以上分析，在本課題的設(shè)計(jì)中選擇電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)，它的動(dòng)力裝置是電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性適合起升機(jī)構(gòu)工作要求，調(diào)速性能好，但獲得直流電源較為困難，通常采用交流電動(dòng)機(jī)，交流電源能直接從電網(wǎng)取得，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，機(jī)組重量輕，工作可靠，在電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用。起重機(jī)必須通過(guò)取物裝置將起吊物品與起升機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，從而進(jìn)行這些物品的裝卸、吊運(yùn)以及安裝等作業(yè)。按照取物裝置的不同可分為吊鉤起升機(jī)構(gòu)、電磁吸盤(pán)起升機(jī)構(gòu)和抓斗起升機(jī)構(gòu)。吊鉤和吊環(huán)是起重機(jī)中應(yīng)用最廣泛的取物裝置，在本課題中選用的是吊鉤起升機(jī)構(gòu)。4.2 吊鉤電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)的布置方案吊鉤電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)，它由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒、滑輪、鋼絲繩和吊鉤等組成。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速器減速后驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，使鋼絲繩繞進(jìn)卷筒或由放出，從而使吊鉤升降。卷筒的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向來(lái)達(dá)到的；而機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的停止或使貨物保持在懸吊狀態(tài)是依靠制動(dòng)器抱住制動(dòng)輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的。制動(dòng)器通常裝在高速軸上，這樣所需要的制動(dòng)力矩小，因而制動(dòng)器的尺寸小、重量輕。根據(jù)上述的描述，可以對(duì)下列方案進(jìn)行選擇。方案一： 電動(dòng)機(jī)與卷筒并列布置的起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)與卷筒并列布置是大多數(shù)吊鉤起重機(jī)常用的起升機(jī)構(gòu)的形式，電動(dòng)機(jī)通過(guò)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)減速器帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)如圖4-1所示。并列式起升機(jī)構(gòu)分組性好，宜選用標(biāo)準(zhǔn)件，機(jī)構(gòu)布置勻稱(chēng)，安裝維修方便，因而得到廣泛應(yīng)用。圖4-1 平行軸線布置的起升裝置1減速器；2制動(dòng)器；3帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器；4浮動(dòng)軸；5聯(lián)軸器；6電動(dòng)機(jī)；7卷筒；8卷筒支座方案二： 電動(dòng)機(jī)與卷筒同軸布置的起升機(jī)構(gòu)采用行星傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)與卷筒同軸線布置如圖4-2所示。由于行星傳動(dòng)的齒輪是圍繞著中心軸線布置的，形成圓筒形，因此可以將它置于卷筒內(nèi)部，使機(jī)構(gòu)布置十分緊湊，同時(shí)可以提高組裝性能，但加工精度和安裝要求較高，維修不太方便。由于行星傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大，體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，在起重運(yùn)輸機(jī)械上的應(yīng)用日益廣泛。 圖4-2 同軸線布置的起升裝置綜合比較以上兩種布置方案，選擇方案一。 50t/10t橋式起重機(jī)是設(shè)有主副兩套起升機(jī)構(gòu)，一般當(dāng)起升重量超過(guò)12.5噸時(shí)除主起升機(jī)構(gòu)（主鉤）外，通常還設(shè)有副起升機(jī)構(gòu)（副鉤）。副起升機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與主起升機(jī)構(gòu)相同，只有規(guī)格小一些，通常起重機(jī)起吊額定起重量的情況（用主鉤起吊）是比較少的，多數(shù)情況下是起吊一些比額定起重量小得多的貨物，這時(shí)用起升速度較高的副鉤起吊是比較經(jīng)濟(jì)的。所以這臺(tái)起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)布置如圖4-3所示。 圖4-3 主、副起升機(jī)構(gòu)布置1主起升機(jī)構(gòu) 2副起升機(jī)構(gòu)4.3 主起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算4.3.1 鋼絲繩直徑的選取 吊取額定起升載荷的貨物時(shí)繞上卷筒的鋼絲繩分支的最大靜拉力 （4-1）式中 額定起升載荷 吊具的自重載荷 繞上卷筒的鋼絲繩分支數(shù) 滑輪組倍率 滑輪組效率 導(dǎo)向滑輪效率由 (4-2) 圖4-4 主起升鋼絲繩纏繞簡(jiǎn)圖 按選擇系數(shù)C確定鋼絲繩直徑 （4-3）其中C=0.114，則 （4-4）根據(jù)參考文獻(xiàn)1選擇鋼絲繩型號(hào)6X19-26-155-I，則鋼絲繩直徑d=26mm，其破斷拉力必須滿足 （4-5）（其中鋼絲繩的破斷拉力則 滿足 （4-6）4.3.2 滑輪與卷筒的計(jì)算 1）滑輪、卷筒最小直徑的確定為了確保鋼絲繩具有一定的使用壽命，滑輪、卷筒的直徑（自繩槽底部算起的直徑）應(yīng)滿足 （4-7）式中h與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)h=25，則 （4-8）取卷筒直徑D=800mm，滑輪直徑D=710mm。 從有利于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方面看，卷筒直徑愈小愈有利，因?yàn)榫硗仓睆叫】梢越档蜏p速機(jī)構(gòu)的速比，可以選用較小的減速器，使機(jī)構(gòu)緊湊。但是在起升高度很大時(shí)，常常為了不使卷筒太長(zhǎng)，選用教大的卷筒直徑。圖4-5 卷筒2）卷筒的長(zhǎng)度和厚度計(jì)算（圖4-5）.卷筒長(zhǎng)度卷筒長(zhǎng)度主要取決于起升高度和滑輪組倍率 （4-9）其中 （4-10）式中 H起升高度 卷筒卷繞直徑（鋼絲繩中心直徑）， N附加安全圈數(shù)，使鋼絲繩繩尾受力減小便于固定，通常n=1.53圈 螺旋槽節(jié)距，則 取 (4-11) 長(zhǎng)度為固定繩尾所需長(zhǎng)度，依固定方式而言，一般為卷筒兩端空余部分的長(zhǎng)度，根據(jù)需要決定，取由鋼絲繩允許的偏斜角度和卷筒軸到動(dòng)滑輪軸的最小距離決定，鋼絲繩允許偏斜度通常約為根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸決定； （4-12）式中 吊鉤最高位置時(shí)滑輪線與卷筒軸線間的距離通常在初步設(shè)計(jì)時(shí)，取=120mm所以 L=2（783+87+120）+120=2100mm (4-13).卷筒厚度 卷筒厚度可先按經(jīng)驗(yàn)公式確定：對(duì)于焊接鋼卷筒：=26mm， 然后進(jìn)行強(qiáng)度校核。3）卷筒強(qiáng)度計(jì)算卷筒在鋼絲繩拉力作用下，產(chǎn)生壓縮，彎曲和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，其中壓縮應(yīng)力最大。當(dāng)L3D時(shí)，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力不超過(guò)壓縮應(yīng)力的10%15%，只計(jì)算壓應(yīng)力即可。卷筒筒壁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在筒壁的內(nèi)表面，壓應(yīng)力按下式計(jì)算 （4-14）式中 卷筒壁厚（mm） P繩槽節(jié)距（mm） 應(yīng)力減小系數(shù)，在繩圈拉力作用下，筒壁產(chǎn)生徑向彈性變形，使繩圈緊度降低，鋼絲繩拉力減小，一般取=0.75。 許用壓應(yīng)力，鋼 ，為鋼的屈服極限。鋼材選用Q235-B，=225N/mm2，則=112.5 N/mm2。則 =0.75=53.36=112.5 N/mm2 （4-15） 能夠滿足條件。 4）卷筒的轉(zhuǎn)速 （4-16）式中 轉(zhuǎn)速，單位r/min； 起升速度，單位為m/min；4.3.3 選擇電動(dòng)機(jī)1） 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的靜功率 （4-17）式中 機(jī)構(gòu)總效率，=0.960.980.990.93=0.87，為卷筒效率=0.99， 為傳動(dòng)效率，=0.920.94。采用閉式齒輪減速箱傳動(dòng)作初步計(jì)算時(shí)，機(jī)構(gòu)總效率0.80.85。2）選擇電動(dòng)機(jī)功率考慮起重機(jī)的類(lèi)型、用途、機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和作業(yè)特點(diǎn)，以及電動(dòng)機(jī)的工作特性，同時(shí)為了滿足電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和不過(guò)熱要求。按滿載起升計(jì)算所得的靜功率應(yīng)乘以穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)G，由此得到穩(wěn)態(tài)平均功率。根據(jù)參考文獻(xiàn)1一般車(chē)間及倉(cāng)庫(kù)用吊鉤式橋式起重機(jī)，起升機(jī)構(gòu)JC%取25%，機(jī)構(gòu)CZ值宜取150；穩(wěn)態(tài)負(fù)荷平均系數(shù)G取0.8。除電動(dòng)葫蘆外，起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)一般使用繞線異步電動(dòng)機(jī)。繞線型異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)平均功率： （4-18）由上計(jì)算，根據(jù)參考文獻(xiàn)16初選電動(dòng)機(jī)型號(hào)YZR315S-8，該電機(jī)在JC25%，CZ=150時(shí)，輸出功率P=68.385kw1，基準(zhǔn)工作制S3-40%時(shí)額定輸出功率=75kw，同步轉(zhuǎn)速=725r/min。3)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校驗(yàn)起動(dòng)過(guò)載功率為 （4-19） 式中 H系數(shù)，繞線型異步電動(dòng)機(jī)取H=2.1 電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過(guò)載倍數(shù)，=2.8 電機(jī)過(guò)載利用率=56.6/75=75.5%，一般不超過(guò)105%則該電機(jī)通過(guò)過(guò)載試驗(yàn)。故選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：YZR315S-8。4.3.4 減速器的選擇1）計(jì)算傳動(dòng)比 （4-20） 選=50，三級(jí)傳動(dòng)。2）確定減速器的公稱(chēng)輸入功率 ， （4-21）式中 計(jì)算功率 修正系數(shù)，一般=1.4工作機(jī)系數(shù)，根據(jù)工作機(jī)的載荷狀況和利用等級(jí)參照參考文獻(xiàn)15 選取當(dāng)=750r/min，=50，根據(jù)參考文獻(xiàn)14查得=1000mm，=83.9kw， 與相近，校核后再確定。由參考文獻(xiàn)14 初選ZQA1000-50C。3）校核減速器的最大負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩 （4-22）由表查得，起升機(jī)構(gòu)=0.9 （4-23）=83.9kw=67.5kw，滿足要求，故選型ZQA1000-50CA。4.3.5選擇制動(dòng)器1）制動(dòng)器的選擇制動(dòng)器是保證起重機(jī)安全的重要部件，起升機(jī)構(gòu)的每一套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置至少要裝設(shè)一個(gè)支持制動(dòng)器。支持制動(dòng)器應(yīng)是常閉式的，制動(dòng)輪必須裝在與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)鋼性聯(lián)結(jié)的軸上。起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須大于由貨物產(chǎn)生的靜轉(zhuǎn)矩，在貨物處于懸吊狀態(tài)時(shí)具有足夠的安全裕度，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足下式要求： （4-24）根據(jù)參考文獻(xiàn)13選取電力液壓塊式制動(dòng)器，型號(hào)為YW（B）400-1250。2)起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算、起動(dòng)時(shí)間和起動(dòng)平均加速度驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間： （4-25）式中 n電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min） 電動(dòng)機(jī)平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（），參照參考文獻(xiàn)1表2-2-8選取，=（1.51.8）=（1.51.8）987.93=1481.91778.3 （4-26）電動(dòng)機(jī)靜阻力矩，=930.44 （4-27） 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）， （4-28） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，在電動(dòng)機(jī)樣本中查取，=7.22 制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，=1.675+0.70=2.375則 =1.15（7.22+2.375）+=11.2 （4-29）推薦起動(dòng)時(shí)間（s），見(jiàn)參考文獻(xiàn)1表2-2-9，=1.5s s （4-30）當(dāng)取=1.4s時(shí)， ，可以滿足。 合適的起動(dòng)時(shí)間依起升速度而定。對(duì)于一般起升速度不太大的起重機(jī)，0.52s。起動(dòng)時(shí)間是否合適，可根據(jù)起動(dòng)平均加速度來(lái)判斷： （4-31）式中 起升速度（） 平均升降加（減）速度推薦值（），見(jiàn)參考文獻(xiàn)1表2-2-10，=0.2。 =0.2 （4-32）、制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)平均減速度驗(yàn)算 滿載下降制動(dòng)時(shí)間： （4-33）式中 滿載下降時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，通常取 =1.1=797.5 制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩（），根據(jù)已選擇制動(dòng)器的參考文獻(xiàn)13可查出滿載下降時(shí)制動(dòng)軸靜轉(zhuǎn)矩（），按下式計(jì)算：=704.25 （4-34）下降時(shí)換算到電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，按下式計(jì)算： （4-35）=1.15（7.22+2.375）+=11.15推薦制動(dòng)時(shí)間（s），。 =1.8s （4-36） 制動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短與起重機(jī)作業(yè)條件有關(guān)。通?？稍谝欢ǚ秶鷥?nèi)對(duì)制動(dòng)器調(diào)整，確定合適的制動(dòng)力矩。最好的措施是電氣控制制動(dòng)與機(jī)械支持制動(dòng)合并使用。 制動(dòng)平均減速度： （4-37）式中 滿載下降速度（），可取=1.1無(wú)特殊要求時(shí)，下降制動(dòng)時(shí)物品減速度不應(yīng)大于參考文獻(xiàn)1表2-2-10的推薦值。=0.2 滿足 （4-38）4.3.6選擇聯(lián)軸器選擇的聯(lián)軸器安裝在高速軸上，依據(jù)所傳遞的扭矩、轉(zhuǎn)速和被聯(lián)接的軸徑等參數(shù)選擇聯(lián)軸器的具體規(guī)格，起升機(jī)構(gòu)中的聯(lián)軸器應(yīng)滿足下式要求： （4-39）式中 按正常工作下的正常載荷計(jì)算的軸傳最大扭矩， （4-40）（其中為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過(guò)載倍數(shù)，=2.8） 聯(lián)軸器度系數(shù)重要程，對(duì)起升機(jī)構(gòu)=1.8 選用齒輪聯(lián)軸器=1.25則 T=1.81.25（1871.82139.2）=4211.554813.2Nm （4-41）1、一端與電動(dòng)機(jī)軸相連的聯(lián)軸器根據(jù)上面計(jì)算的數(shù)據(jù)，從參考文獻(xiàn)1選擇聯(lián)軸器的型號(hào)為：2、一端與減速器高速軸相連的聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩與上相同，根據(jù)參考文獻(xiàn)1，選擇的是帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器，則聯(lián)軸器的型號(hào)為：大連起重機(jī)廠序號(hào)7，其中D=400，最大質(zhì)量=724.4 副起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算4.4.1 鋼絲繩直徑的選取根據(jù)起重量10t，選擇雙聯(lián)齊升機(jī)構(gòu)滑輪組倍率為3。鋼絲繩纏繞方式如圖4-6。 （4-42）根據(jù)參考文獻(xiàn)1，=10t9.8=98kN，=2.5%=2.5%98=2.45kN，=3，x=2，=0.98，=0.98。 （4-43）根據(jù)計(jì)算出的數(shù)值，由參考文獻(xiàn)1初選取鋼絲繩型號(hào)為：6X19-14-155-I，則鋼絲繩直徑=14。其破斷拉力必須滿足：（其中，查表得）（4-44）所以 鋼絲繩滿足 （4-45）圖4-6 副起升鋼絲繩纏繞簡(jiǎn)圖4.4.2 滑輪、卷筒的計(jì)算1）滑輪、卷筒最小直徑（自繩槽底部算起）的確定 D（h-1）d=（25-1）14=336 (4-46)查標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選用滑輪的直徑D=400mm,卷筒的直徑D=400mm2) 卷筒長(zhǎng)度和厚度的計(jì)算 .卷筒的長(zhǎng)度 (4-47) =670 取=680 (4-48)長(zhǎng)度為固定繩尾所需長(zhǎng)度，依固定方式而言，一般。為卷筒兩端空余部分的長(zhǎng)度，根據(jù)需要決定，取=70由鋼絲繩允許的偏斜角度和卷筒軸到動(dòng)滑輪軸的最小距離決定，鋼絲繩允許偏斜度通常約為1：10，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸決定； (4-49)通常在初步設(shè)計(jì)時(shí)，取=120所以 L=2（680+51+70）+120=1722 (4-50).卷筒厚度 卷筒厚度可先按經(jīng)驗(yàn)公式確定：對(duì)于焊接鋼卷筒：=14mm， 然后進(jìn)行強(qiáng)度校核。3）卷筒的強(qiáng)度計(jì)算卷筒筒壁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在筒壁的內(nèi)表面，壓應(yīng)力按下式計(jì)算 (4-51) =112.5 能夠滿足要求 (4-52)4）卷筒的轉(zhuǎn)速 (4-53)式中 轉(zhuǎn)速，單位r/min； 起升速度，單位為m/min； 卷筒的卷繞直徑，=D+d=414。 (4-54)4.4.3 電動(dòng)機(jī)的選擇1）選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)初選電動(dòng)機(jī)可從求穩(wěn)態(tài)平均系數(shù)開(kāi)始，根據(jù)參考文獻(xiàn)1表5-1-41一般車(chē)間及倉(cāng)庫(kù)用吊鉤式橋式起重機(jī)，起升機(jī)構(gòu)JC%取25%，機(jī)構(gòu)CZ值宜取150；穩(wěn)態(tài)負(fù)荷平均系數(shù)G取0.8。起升機(jī)構(gòu)采用閉式齒輪減速箱傳動(dòng)，機(jī)構(gòu)總效率取0.85。根據(jù)公式得 (4-55)由上計(jì)算，根據(jù)參考文獻(xiàn)16初選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 YZR200L-6。該電機(jī)在JC25%，CZ=150時(shí)，輸出功率=23.187kw，與相近，故滿足要求。該電機(jī)基準(zhǔn)工作制S3-40%時(shí)，額定輸出功率：=22，同步轉(zhuǎn)速：=10002）電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校驗(yàn)起動(dòng)過(guò)載功率 =19.5 (4-56)電動(dòng)機(jī)過(guò)載利用率=88.6%105%， 所以該電動(dòng)機(jī)通過(guò)過(guò)載試驗(yàn)。 故選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：YZR200L-6。4.4.4 減速器的選擇1）計(jì)算傳動(dòng)比 =31.6 (4-57)根據(jù)上式計(jì)算所得，選取減速器的公稱(chēng)傳動(dòng)比=31.5，二級(jí)傳動(dòng)。2）確定減速器的公稱(chēng)輸入功率 ， 221.01.3=28.6 (4-58)當(dāng)=1000， =31.5，由參考文獻(xiàn)14初選ZQA650-31.5C，則 =650，減速器高速軸許用功率=34.4=28.6，滿足要求。3）校核減速器的最大負(fù)荷， (4-59) (4-60)由表查得=0.8，則 (4-61)=34.4=19.8，滿足要求。故選型號(hào)為：ZQA650-31.5CA。4.4.5 選擇制動(dòng)器1）制動(dòng)器的選擇制動(dòng)器一般安裝在高速軸上，以減小制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足下式要求： (4-62)根據(jù)參考文獻(xiàn)13選擇電力液壓塊式制動(dòng)器型號(hào)：YWZ4-300/50。2）起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算、起動(dòng)時(shí)間和起動(dòng)平均加速度驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間： (4-63)=（1.51.8）=（1.51.8）217.95=326.92392.3 (4-64) 電動(dòng)機(jī)靜阻力矩，=252.55 （4-65） 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）， （4-66） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，在電動(dòng)機(jī)樣本中查取，=0.67 制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，=0.32+0.13=0.45則 =1.15（0.67+0.45）+=1.34 （4-67）推薦起動(dòng)時(shí)間（s），見(jiàn)參考文獻(xiàn)1表2-2-9，=2s s 取=1.4s （4-68） 合適的起動(dòng)時(shí)間依起升速度而定。對(duì)于一般起升速度不太大的起重機(jī)，0.52s。起動(dòng)時(shí)間是否合適，可根據(jù)起動(dòng)平均加速度來(lái)判斷： （4-69） =0.2，滿足。 （4-70）、制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)平均減速度驗(yàn)算 滿載下降制動(dòng)時(shí)間： （4-71）式中 滿載下降時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，通常取 =1.1=1060.4滿載下降時(shí)制動(dòng)軸靜轉(zhuǎn)矩（），按下式計(jì)算：=214.6 （4-72）下降時(shí)換算到電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，按下式計(jì)算： （4-73）=1.15（0.67+0.45）+=1.33推薦制動(dòng)時(shí)間（s），。 =1.4s （4-74） 制動(dòng)平均減速度： （4-75）則 =0.2， 滿足。 （4-76）4.4.6 聯(lián)軸器的選擇起升機(jī)構(gòu)中的聯(lián)軸器應(yīng)滿足下式要求： （4-77） =411.796470.624 （4-78） 則 （411.796470.624）=926.5411058.904 （4-79）1、選擇與電動(dòng)機(jī)相連的聯(lián)軸器電動(dòng)機(jī)與聯(lián)軸器相連的軸為錐形，所以選擇的聯(lián)軸器的軸孔一端必須為形軸孔。由之前確定的電機(jī)型號(hào)可查得電機(jī)軸的軸端最大直徑D=60。根據(jù)以上得到的數(shù)值選取聯(lián)軸器型號(hào)為：2、選擇與減速器相連的帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器選擇的聯(lián)軸器是與減速器的高速軸相連，由之前確定的減速器型號(hào)可查得，高速軸是錐形，最大軸端直徑D=60，及制動(dòng)器D=300。根據(jù)以上數(shù)值從參考文獻(xiàn)1選擇聯(lián)軸器型號(hào)為：大連起重機(jī)廠序號(hào)為3，其中D=300，最大質(zhì)量=27.6。4.5 小結(jié) 起升機(jī)構(gòu)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)貨物的升降，是不可缺少的部分。由于這臺(tái)起重機(jī)是帶有主副起升機(jī)構(gòu)的，在設(shè)計(jì)時(shí)采用平面布置，是一種普遍采用的方法，這樣布置也有一定的對(duì)稱(chēng)性；采用分別驅(qū)動(dòng)，具有布置方便，安裝和檢修容易。本章實(shí)現(xiàn)了對(duì)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，完成了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1.完成了起升機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)及方案的選擇，并且利用AutoCAD軟件完成了起升機(jī)構(gòu)的布置平面圖。2.完成了組成起升機(jī)構(gòu)的各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算，利用AutoCAD按照設(shè)計(jì)的尺寸把零件裝配起來(lái)，充分發(fā)揮了設(shè)計(jì)者的能動(dòng)性，提高了機(jī)構(gòu)裝配設(shè)計(jì)的效率，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。5 結(jié)論5.1全文總結(jié)到這里，本次的設(shè)計(jì)基本上接近尾聲了，通過(guò)將近三個(gè)月的來(lái)得努力，本課題的設(shè)計(jì)終于有了結(jié)果。本論文是對(duì)橋式起重機(jī)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，橋式起重機(jī)占起重機(jī)總數(shù)的首位，使用范圍很廣，可以使用在機(jī)械加工和裝配車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)和料場(chǎng)，主要用在車(chē)間為生產(chǎn)工藝過(guò)程服務(wù)。在經(jīng)過(guò)了方案研究和設(shè)計(jì)計(jì)算后，總結(jié)如下： 1.在第二章對(duì)橋式起重機(jī)有了全面的了解，擴(kuò)展了自己對(duì)與起重機(jī)方面的知識(shí)。 2.在第三章， 是通過(guò)比對(duì)從而確定總體的設(shè)計(jì)方案。它是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，選取了起重機(jī)從而度下面的起身機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3. 在第四章，是對(duì)起重機(jī)中的起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。它是用來(lái)實(shí)現(xiàn)貨物的升降，是不可缺少的部分。而這臺(tái)起重機(jī)帶有主、副起升機(jī)構(gòu)，采用平面布置是非常普遍的；主、副機(jī)構(gòu)采用分別驅(qū)動(dòng)，都裝有電動(dòng)機(jī)；以上的布置的優(yōu)點(diǎn)是，方便，安裝和檢修容易。4根據(jù)提供的已知參數(shù)，采用分塊處理的方法，完成了各機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。5用AutoCAD把起升機(jī)構(gòu)和小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)按照確定的布置方案，布置在同一個(gè)平面圖上，完成了總裝圖的繪制。用直觀的方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中不正確的地方，充分發(fā)揮了設(shè)計(jì)者的能動(dòng)性，提高了機(jī)構(gòu)裝配設(shè)計(jì)的效率。當(dāng)然，本課題的設(shè)計(jì)雖然實(shí)現(xiàn)的起重機(jī)中各機(jī)構(gòu)的基本要求，但還有很多不足的地方。5.2展望本課題只是對(duì)橋式起重機(jī)的機(jī)械部分作了研究，不能進(jìn)行生產(chǎn)。要設(shè)計(jì)一臺(tái)起重機(jī)還有很多工作要做。 1橋架（金屬結(jié)構(gòu)）的設(shè)計(jì)是整臺(tái)起重機(jī)最復(fù)雜的，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)不可避免的要涉及空間的超靜定問(wèn)題，應(yīng)用手算方法實(shí)際上難以應(yīng)付如此復(fù)雜的分析和繁重的工作量。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不得不作出各種各樣的簡(jiǎn)化和假定，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況與較大的出入，不得不加大安全系數(shù)給予補(bǔ)償。所以這些問(wèn)題都要通由電子計(jì)算機(jī)來(lái)處理。 2電氣設(shè)備包括所有能使起重機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。要對(duì)起重機(jī)進(jìn)行起降和移動(dòng)都必須通過(guò)控制電氣設(shè)備才能得以實(shí)現(xiàn)。起重機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)大工程。雖然我國(guó)的起重行業(yè)起步較晚，但是通過(guò)近幾十年來(lái)的發(fā)展，目前，國(guó)內(nèi)擁有了很多從事起重機(jī)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的公司。不僅滿足了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，部分產(chǎn)品還打入了國(guó)際市場(chǎng)。參 考 文 獻(xiàn)1 張質(zhì)文主編，起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：中國(guó)鐵道出版社，2001年2 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3811-83 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1983年3 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6974-86 起重機(jī)械名詞術(shù)語(yǔ).北京：中國(guó)標(biāo)注出版社，1986年4 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組，起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980年5 大連起重機(jī)器廠編，起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).沈陽(yáng)：遼寧人民出版社，1979年6 楊長(zhǎng)驥，付東明主編，起重機(jī)械.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992年7 張質(zhì)文，劉全德主編，起重運(yùn)輸機(jī)械.北京：中國(guó)鐵道出版社，1983年8 倪慶興，王煥勇主編，起重機(jī)械.上海：上海交通大學(xué)出版社，1990年9 張質(zhì)文主編，起重運(yùn)輸機(jī)械.北京：中國(guó)鐵道出版社，1983年10 趙兵主編，重型機(jī)械標(biāo)準(zhǔn).北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998年；11 成大先主編, 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002年；12 濮良貴，紀(jì)名剛主編，機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）.北京：高等教育出版社，2001年13 電力液壓塊式制動(dòng)器（產(chǎn)品手冊(cè)），江西華伍起重電器有限責(zé)任公司；14 軟齒面減速器系列（產(chǎn)品手冊(cè)），江蘇省泰興減速機(jī)廠15 硬齒面減速器系列（產(chǎn)品手冊(cè)），江蘇省泰興減速機(jī)廠16 電動(dòng)機(jī)系列（產(chǎn)品手冊(cè)），中國(guó)長(zhǎng)江航運(yùn)集團(tuán)電機(jī)廠致 謝一分耕耘一分收獲，經(jīng)過(guò)了為期三個(gè)月的努力終于完成這篇論文。從一開(kāi)始在劉老師手中選中這個(gè)課題時(shí)，真是不知道要如何去完成它。在自己看來(lái)這無(wú)非是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在公司實(shí)習(xí)做這個(gè)課題時(shí)，帶領(lǐng)我實(shí)習(xí)的顧師傅給予了我很大的幫助-不管是工作還是學(xué)習(xí)。從他身上我深刻體會(huì)到作為一名合格的工程師所具備的態(tài)度科研作風(fēng)精神。這些無(wú)非是人生中一筆寶貴財(cái)富，因此我要衷心的感謝我的師傅。在論文的撰寫(xiě)過(guò)程中，雖然和指導(dǎo)老師劉老師見(jiàn)面的機(jī)會(huì)不多，但是老師同樣給予我很大的幫助。每次老師都會(huì)認(rèn)真地給我修改論文中存在的錯(cuò)誤和不正確的地方，幫忙解決寫(xiě)論文中遇到的難題。因此十分感謝劉老師。于此同時(shí)，還有身邊很多的朋友和同學(xué)的關(guān)心、幫助讓我能夠得以順利的進(jìn)行，在此表示誠(chéng)摯的謝意！