32-5t双梁桥式起重机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀设计 内容 摘要： 该设计主要对双梁桥式起重机主起升机构、副起升机构、小车运行机构、主端梁、大车运行机构进行了设计。 主副起升机构的计算包括钢丝绳的选择、卷筒的计算、电动机、减速器的选择等，小车运行机构的设计主要有电动机、减速器、最大轮压最小轮压的计算，主梁和端梁的设计包括主端梁截面几何性质的确定，载荷的计算，主端梁强度的校核，主梁强度的校核等。 关 键 词 ：桥式起重机 机构 主端梁 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of of of of so of of of of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 内容摘 要 . 1 关 键 词 . 1 . 1 . 1 1. 绪 论 . 2 内外桥式起重机现状与发展前景 . 2 设计的主要内容、目标和方法 . 4 2. 型式及主要技术参数 . 4 式及构造特点 . 4 . 5 . 5 . 5 . 11 . 15 . 15 压的计算 . 16 . 16 . 20 . 20 梁断面几何特性 . 20 梁载荷的计算 . 22 载荷组合及主梁应力的计算 . 26 刚度的计算 . 28 . 29 . 30 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7大车运行机构的计算 . 33 . 33 . 34 . 35 参考文献 . 39 致 谢 . 40 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1绪 论 内外桥式起重机现状与发展前景 桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，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。它是使用范围最广、数量最多的一种 起重机械 。 内起重机现状 经过几十年的发展，我国桥式起重机行 业已经形成了一定的规模，市场竞争也越发激烈。桥式起重机行业在国内需求旺盛和出口快速增长的带动下，依然保持高速发展，产品几近供不应求。 尽管我国起重机行业发展迅速，但是国内起重机仍缺乏竞争力。从技术实力看，与欧美日等发达地区相比，中国的技术实力还有一定差距。目前，国内大型起重机尚不具备大量生产能力。从产品结构看，由于技术能力所限，中国起重机在产品结构上也不完善，难以同国外匹敌。 同时我国起重行业目前存在几个突出问题，归纳如下： （ 1）整体技术含量偏低，突出表现在产品的品种规格少，性能、可靠性等指标低于发达 国家同类产品的水平。 （ 2）知名品牌寥寥无几，能打入国际市场并享有一定声誉的知名品牌几乎没有。 （ 3）产品低价恶性竞争严重，企业合理利润难保，已严重制约企业生产技术的持续发展。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 外起重机发展前景 随着国际合作的增加，国际起重机行业发展迅速。到目前为止，国际主要知名起重机制造厂商有德国的 兰的 国 述企业在起重机行业内较为知名。 桥式起重机的更新和发展，在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子技术 、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现起重机的自动化和智能化。大型高效桥式起重机新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用。使起重机具有更高的柔性，以适合多批次少批量的柔性生产模式，提高单机综合自 动化水平。重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置，使起重机具有优良的调速和静动特性，可进行操作的自动控制、自动显示与记录，起重机运行的自动保护与自动检测，特殊场合的远距离遥控等，以适应自动化生产的需要。 随着现代科学技术的发展，各种新技术、新材料、新结构、新工艺在桥式起重机上得到广泛的应用。所有这些因素都有里地促进了桥式起重机的发展。根据国内外现有桥式起重机产品和技术资料的分析，近年来桥式起重机的发展趋势主要体现在以下几个方面： （ 1）重点产品大型化，高速化和专用化； （ 2）系列产品模块化、组合化和标 准化； （ 3）通用产品小型化、轻型化和多样化； （ 4）产品性能自动化、智能化和数字化； （ 5）产品组合成套化、集成化和柔性化。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计的主要内容、目标和方法 主要内容：了解桥式起重机的发展和应用现状，设计一台满足要求的室内32/5用 于桥式起重机基本上是采用电力驱动，且电动机容量的选择与各机构的尺寸布置和运转的经济性有密切关系，因此，进行传动系统设计之初，先对动力系统进行计算、选择及校验。桥式起重机传动系统设计主要包括起升机构传动系统设计、 小车运行机构传动系统设计、大车运行机构设计。在设计中，先是确定传动设计方案，再根据动力传动方向进行设计和计算。在这三个传动系统，起升机构传动系统是最重要也是最关键的。对起重机金属结构时，采用经济梁法设计出起重机主梁最优截面，并校核截面几何尺寸。 本设计采用规范的设计计算对桥式起重机各机构进行了分析。首先，通过查阅相关书籍和资料，学习桥式起重机的相关知识，了解桥式起重机的发展和应用现状，掌握桥式起重机金属结构的设计方法，学习并掌握 握一般的绘图方法和计算分析步骤；其次，根据现今国内外 生产桥式起重机采用的各种结构类型，结合课本知识和参考文献信息，设计符合使用要求的结构；桥式起重机的受力情况，计算桥式起重机的自重载荷、起升载荷、水平惯性载荷，并对桥式起重机的抗倾覆稳定性进行校核。 2. 型式及主要技术参数 式及构造特点 箱形双梁结构具有加工零件少、工艺性好、通用性好及机构安装检修方便等一系列优点，因而在生产中得到广泛采用。我国在 5 吨到 80 吨的中、小起重量系列产品中主要采用了这种形式，但这种结构型式也存在一些缺点；自重大、易下挠。它的主要组成部分有小车（主、副起升机构、小车 运行机构和小车架）。桥架（主梁和端架）、大车运行机构和电气设备等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 起重量：主钩 主Q 32 t，副钩 副Q 5 t 跨度： L 19.5 m 起升高度：主钩 主H 12 m，副钩 副H 14 m； 工作级别：主起升机构： 起升机构： 车： 车： 作速度：主起升速度： V 7.5 m/起升速度： V 19.5 m/车运行速度： V 38.5 m/车运行速度： V 74.5 m/车轨距： 2.5 m 大车走轮： 4只，其中一半为驱动轮 3. 起重小车的计算 32/5吨双梁桥式起重机小车 采用四个走轮支承的起重小车。它主要由主、副起升机构、小一运行机构和小车架所组成。 要参数与机构的布置简图 主起升机构传动简图如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 电动机： 2 联轴器： 3 传动轴： 4 制动器： 5 减速器： 6 卷筒 图 3起升机构传动简图 已知： 起重量： Q 32000 工作级别： 最大起升高度： 12 m 起升速度： 7.5 m/ 钢丝绳的选择 根据起重机的额定起 重量，选择双联起升机构滑轮倍率为 4，钢丝绳缠绕方式如图所示。 图 3起升机构钢丝绳的缠绕方式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 1） 钢丝绳所受最大静拉力； 组钩 S （公斤） 式中 : Q 额定起重量 Q=32 t； G 吊钩组重量， G 700重量的 2%4%，这里取 700 M 滑轮组倍率， m=4； 组 滑轮组效率， 组 7 0032000m a x 。 （ 2） 钢丝绳的选择： 所选择钢丝绳的破断拉力应满足： 绳绳 而 丝绳 ； 绳n 钢丝绳安全系数，对于中级工作类型 绳n 5； 由上式可得： 5 m a x 绳丝 根据上式计算查钢丝绳产品目录可选用： 钢丝绳选用 196 破断拉力 1670的纤维芯钢丝绳。 查所提供的参考资料取得钢丝绳直径为 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 筒的计算 已知主起升机构卷筒的直径为 650 卷筒长度和厚度的计算： 卷筒半边绳槽部分的长度： 0m a 式中 知大小为 22m； 选取钢丝绳的安全系数为 n=5； (24)=2426, 取 t=25 0给出大小为 650 1225)12 00 0(0m a 卷筒长度 6 3 91352454212 ）（双 ，取长度为 2000壁厚可按经验公式确定 21)106( D 厚度为 24 卷筒转速 m 据静功率初选电动机 起升机构静功率计算： 06120 ）（静式中 0 起升机构的总效率： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 传筒组 2 0 003 2 0 0 0(6 1 2 0 0 ）（静初选电动机功率 ； 查电机产品目录，选 80s 10。在工作级别为 率 N 52千瓦，转速 n=970转 /分。 速器的选择 （ 1） 起升机构总的传动比： 81n 卷电 根据传动比 i=40，电动机功率 N 45动机转速 n=581转 /分； 可选用电机 3动比 i=4，输入减速器功率为 26 （ 2） 验算减速器的最大扭矩及最大径向载荷： 低速轴上最大扭矩的验算 : a x 式中 额额； i 为传动比， i=40； 为电动机至减速器被动轴的传动效率， ； 为电动机最大转矩倍数， ； M 减速器低速轴上的最大短暂容许扭矩， M =6250 ； 8 a x 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 满足要求 最大径向载荷的验算： 2m a xm a x 卷 式中 小为 4170 卷大起起重厂资料，查得 00卷； P 为低速轴端的最大容许径向载荷，查所提供的资料得 940 ； 570280041702m a xm a x 卷 满足要求 动器的选择 制动器装在高速轴上，其制动力矩应满足式： 制静制制 M 式中 制动安全系数，对 满载时制动轴上之静力矩； 002 ）（制静 式中 0 机构总效率值为 ）（制静 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据以上计算，从制动器目录选用 80/4004 制动器。 要参数与机构的布置简图 已知： 起重量： Q 5000作级别： 大起升高度： 14m 起升速度： 构布置与主起升机构类似。 丝绳的选择 根据起重机的额定起重量，选择双联起升机构滑轮倍率为 2，钢丝绳缠绕方式如图所示。 图 3主起升机构钢丝绳的缠绕方式 钢丝绳所受最大静拉力； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 组钩 Q 额定起重量， Q=5000公斤； 吊钩组重量， 100公斤（起重量的 2%4%，这里取 100 公斤）； M 滑轮组倍率， m=2； 组 滑轮组效率，组 22 1 005 00 0m a x 所选择钢丝绳的破断拉力应满足： 绳绳 丝绳 绳n 钢丝绳安全系数，对于中级工作类型 绳n 5 由上式可得： 1288.m a x 绳丝 根据上式计算查钢丝绳产品目录可选用： 钢丝绳 6 19断拉力 1670的纤维芯钢丝绳，从而确定钢丝绳直径为 13 轮、卷筒的计算 （ 1） 滑轮、卷筒最小直径的确定： 为了确保钢丝绳具有一定的使用寿命，滑轮、卷筒的直径应满足 : 绳式中 工作级别为 e=25； 所以 25( ，取卷筒和滑轮直径为 400 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 2） 卷筒长度和厚度的计算： 7816)1 4 00 0(0 卷筒长度 028802483782 ）（双 ，取长度为 1500筒材料采用 40，其壁厚可按经验公式确定 16)106( D 厚度为 18 （ 3） 卷筒转速： m 据静功率初选电动机 起升机构静功率计算； )(6 1 2 0 瓦）（静 式中 0 起升机构的总效率； 传筒组 2 0 005 0 0 0( 2 0 ）（静初选电动机 功率 ； 查电机产品目录，选 6180 工作级别为 率 N 17千瓦，转速 n=955转 /分。 速器的选择 起升机构总的传动比： 卷电 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据传动比 i=动机功率 N 16千瓦，电动机转速 n=710转 /分。 可选用电机 500 4传动比 i=入减速器功率为21千瓦，转速 n=750 转 /分。 验算减速器的最大扭矩及最大径向力 最大扭矩的验算 错误！嵌入对象无效。 式中 额M=误！嵌入对象无效。 ； i= 为电动机至减速器被动轴的效率，大小为 为电动机的最大转矩倍数，大小为 1 4 1 a x 查 2500 ； 满足要求 最大径向力的验算： 2m a xm a x 卷 288 卷gG ； 46823601288m a x ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 查减速器低速轴端容许载荷表得 650 ； 满足要求 动器的选择 制动器装在高速轴上，其制动力矩应满足式： 制静制制 M 式中制K 制动安全系数，对中级工作类型取 制静K 满载时制动轴上之静力矩； 020 ）（制静 式中 0 机构总效率值为 制静制 根据以上计算，从制动器目录 选用 50/3004 制动器。 4. 小车运行机构的计算 起重量在 5号到 50吨范围内的双梁桥式起重机的小车，一般采用四个车轮支承的四车，其中两个车轮为主动车轮。主动轮由小车运行机构集中驱动。 主要参数 起重量：主Q 32t 副Q 5t 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工作级别： 车运行速度： 轮数： 4个 驱动形式：集中驱动 压的计算 参考同类型规格相近的起重机，估计小车总重为 似认为由四个车轮平均承受。吊钩位于小车轨道的纵向对称轴线上，根据小车架布置图偏离主、从动轮之间的中心线为 80 根据起重小车架的平衡方程式，可分别示出主动轮和从动轮的轮压。 主动轮：20012802 1 式中 主动轮轮压； 小车轮矩，为 2400毫米。 （空载）（满载）为：同理，可得从动轮轮压（空载）满载19927770224001200750011203 2 5 0 02008)(8854224001200750012803 2 5 0 0m i a i a 行阻力的计算 （ 1）小车满载运行时的最大摩擦阻力附轮架摩满 ）（ 式中（ Q+G） 额定起重量量加吊钩重量，（ Q+G） 32500 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 架G 小车 自重， 架G 7500 K 滚动摩擦系数， K U 轴承摩擦系数取 附K 附加摩擦阻力系数取 轮D 车轮直径为 9 ）（摩满 （空载运行时 摩空P 为 81公斤） （ 2） 小车满载运行时的最大坡度阻力： 坡架坡满 ）（ 式中 坡K 坡度阻力系数取 坡满P （ 32500+7500） 80空载运行时 摩空P 16公斤） （ 3） 小车满载运行时的最大静阻力： 80 坡满摩满静满 （ 静空p 81+16 97公斤） 择电动机，确定减速器 （ 1） 满载运行时电动机的静功率： 6120 小车静满静 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中 静满P 小车满载运行时的静阻力； 静满P 480车V 小车运行速度， 小车V 小车运行机构传动效率， m 电动机个数， m=1； wN 2 0 454 8 0 静 （ 2） 选择电动机 静电 式中 电K 电动机起动为克服惯性的功率增大系数，查起重设计手册表9 电K N 电动机产品目录选择 21 6型电动机，功率 N 5速 925转 /分，转子飞轮矩 米 ，最大扭矩倍数 。 （ 3） 确定减速器 减速器的传动比： 小车轮 V 式中 小车V 小车运行速度， 小车V 分； n 电动机转速， n=925转 /分； D 小车车轮直径取 m in/轮n i 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 起时 的惯性力： 0 0 0g 平满架惯 式中 平满a 小车满载起动时的平均加速度，取 2秒 。 2 0 0 74 8 0(6 1 2 0 )( 小车惯静 根据起动时期的输入功率、减速比、输入转速及工作类型查产品目录，先取立式减速器 400， i=N n=1000转 /分）。 轮计算 根据轮压、小车运行速度、 工作类型选车轮直径 D 350轮的计算轮压： （ 1） 疲劳计算时的等效起长载荷由下式确定： 起等效工等效起 式中 等效工 等效静载荷系数查表得 起Q 起升载荷重量值为 32500 等效起Q 32500=19500据等效起升载荷确定车轮的等效轮压 等效P ，然后再由下式确定车轮的计算轮压。 等效计 1 式中 等效P 根据等效起升载荷计算的最大轮压，作为疲劳计算时的计算轮压。 200750012801 9 5 00 等效 P 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1K 等效冲击系数，查得值为 1； 载荷变化系数，根据 架等效起 查起重设计实例，表 2 4 07 0 7 计P （ 2） 强度校核时的最大计算轮压： m P 计式中 为动力系数，取为 854 . 主梁的设计 在计算箱形双梁桥式起重机的主梁时，为保证起重机安全、正常的工作，主梁应满足强度、刚度和稳定性的要求。强度和稳定性要求是指主梁在载荷的作用下产生的内力不应超过主梁材料许用的承载能力，刚度要求是指主梁在载荷作用下产生的变形量不应超过许用的变形值。 梁断面几何特性 根据参考资料选出主梁断面见图 5文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 5主梁断面图 61150 141455000 21 ： F=55 ( 2 115=292 2惯性矩： 水平惯性矩： 42333325 5 8 7 5 8(8(8(8(x买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 垂直惯性矩： (断面模数： 311 5 8 7 51 x 1 8 34 5 1 020 1 5 0490 2 7 01 9 500 梁载荷的计算 箱形双梁桥架的自重载荷和起升载荷。 重载荷及其最大弯矩的计算 自重载荷有均布载荷和集中载荷两种。作用在主梁上的均布载荷有主梁、走台、轨道、栏杆等重量，作用在主梁上的集中载荷有操纵室、大车运行机构以及买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 布置在走台上的电气设备等的重量。 主梁均布载荷为 : 总传 其它栏轨传走主传总 算式中主小为 5298 传走小为 1273 轨小为 595 栏小为 147 其它接线盒等，大小为 176小为 计算式所需的各个部件的重量，由参考文献和设计手册中差得，最后应按实际结构的重量进行校核修改，具体数据大小参考了大连起重机器厂 73 年系列产品的主梁数据。 gG 8 31761475951 2 7 35 2 9 8 传总 3 9 传总传 均布载荷产生的最大弯矩（在跨中）： 传均 固定集中载荷的跨中产生的弯矩： 22 321 电操运固买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中运小为 440 操小为 1100 电小为 194 22 321 电操运固= 固定载荷上主梁上的最大弯矩： / 固均 升载荷及其最大弯矩的计算 小车在桥架主梁的轨道上运行时，作用于钢轨上的小车轮压以 P 表示，由于起升机构起动或制动时产生垂直惯性力，所以计算 式应考虑动力系数 。 小车静轮压： 小车小车计算轮压： 小车计式中 小车 7 0 0 小车 0 021 1 2 0 021 2 8 为动力系数，根据起重机的工作级别来确定，起重机的工作级别为 考设计手册，取 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 3 1 小车计 6 1 2 小车计 小车静轮压： 小车 小车 静载最大弯矩： 212214计算最大弯矩： 计计计计计212214式中 小车轮距 重机跨度为 L= / 计平惯性载荷 水平惯性载荷是在小车及桥架的运行机构起动或制动时产生的这种惯性力，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 通过制动车轮的粘着力，传递到主梁上。 当小车制动时，水平惯性力 主动惯 1 。由于是纵向作用，所以在箱形结构主梁计算中一般不考虑，只在端梁计算中考虑。 当桥架制动时，横向作用于主梁轴线的水平惯性载荷根据主动车轮数决定。 在计算中，一般不单独计算惯P，而对主梁取水平惯性力引起弯矩等于垂直载荷引起的弯