32-5t通用桥式起重机机械部分毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 摘 要 本次设计课题为 32/5t 通用桥式起重机机械部分设计，我在参观，实习和借鉴各种文献资料的基础上，同时在老师的精心指导下及本组成员的共同努力下完成的。 通用桥式起由于该机械的设计过程中，主要需要设计两大机构：起升机构、运行机构能将我们所学的知识最大限度的贯穿起来，使我们学以至用。因此，以此机型作为研究对象，具有一定的现实意义，又能便于我们理论联系实际。全面考察我们的设计能力及理论联系实际过程中分析问题、解决问题的能力。由于我们的设计是一种初步尝试，而且知识水平有限，在设计中难免会有错误和不足之处，敬请 各位老师给予批评指正，在此表示感谢。 关键词 : 桥式起重机 小车 起升机构 。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 目 录 摘 要 . . . - 1 - 概 述 . - 2 - 第一章 主起升机构计算 . - 5 - 定传动方案，选择滑轮组和吊钩组 . - 5 - 择钢丝绳 . - 5 - 定卷筒尺寸 ,转速及滑轮直径 . - 5 - 算起升静功率 . - 6 - 选电动机 . - 7 - 用减速器 . - 7 - 动机过载验算和发热验算 . - 8 - 择制动器 . - 8 - 择联轴器 . - 9 - 算起动时间 . - 9 - 算制动时间 . - 10 - 速轴计算 . - 11 - 第二章 小车副起升机构计算 . - 13 - 定传动方案 ,选择滑轮组和吊钩组 . - 13 - 择钢丝绳 . - 13 - 定卷筒尺寸并验算强度 . - 13 - 算起升静功率 . - 14 - 选电动机 . - 14 - 用减速器 . - 15 - 动机过载验算和发热验算 . - 15 - 择制动器 . - 16 - 择联轴器 . - 16 - 算起动时间 . - 17 - 算制动时间 . - 17 - 速轴计算 . - 18 - 第三章 小车运行机构计算 . - 21 - 定机构传动方案 . - 21 - 择车轮与轨道并验算其强度 . - 21 - 行阻力计算 . - 22 - 电动机 . - 23 - 算电动机发热条件 . - 23 - 择减速器 . - 24 - 算运行速度和实际所需功率 . - 24 - 算起动条件 . - 24 - 起动工况校核减速器功率 . - 25 - 第四章 小车安全装置计算 . - 29 - 设计小结 . - 31 - 致 谢 . - 32 - 参考文献 . - 33 - 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 概 述 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。 桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易粱桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部 分组成。 起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。 起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的 “三合一 ”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。 起 重机运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。 桥架的金属结构由主粱和端粱组成，分为单主粱桥架和双粱桥架两类。单主粱桥架由单根主粱和位于跨度两边的端粱组成，双粱桥架由两根主粱和端粱组成。主粱与端粱刚性连接，端粱两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主粱上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主粱的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。 箱形结构又可分为正轨箱形双粱、偏轨箱形 双粱、偏轨箱形单主粱等几种。正轨箱形双粱是广泛采用的一种基本形式，主粱由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产，但自重较大。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 偏轨箱形双粱和偏轨箱形单主粱的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主粱是由一根宽翼缘箱形主粱代替两根主粱，自重较小，但制造较复杂。 四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构，在上水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其它结构相比 ，外形尺寸大，制造较复杂，疲劳强度较低，已较少生产。 空腹桁架结构类似偏轨箱形主粱，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形粱外，其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部， 自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。 桥式起重机分类 普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达 60 米。 简易梁桥式起重机又称粱式起重机，其结构组成与普通桥式起 重机类似，起重量、跨度和工作速度均较小。桥架主粱是由工字钢或其它型钢和板钢组成的简单截面粱，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字粱的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行，这种起重机称为悬挂粱式起重机。 冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本结构与普通桥式起重机相似，但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，工作级别较高。主要有五种类型。 铸造起重机：供吊运铁水注入混 铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作。 夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上。 脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有专门的脱锭装置，脱锭方式根据锭模的形状而定：有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 加料起重机：用以将炉料加到平炉中。主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转。副小车用于修炉等辅助作 业。 锻造起重机：用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬挂特殊翻料器，用以支持和翻转工件；副小车用来抬起工件。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 第 一 章 主起升机构计算 定传动方案，选择滑轮组和吊钩组 按照构造宜紧凑的原则 ,决定采用下图的传动方案。如图 1 所示，采用了双联滑轮组 =32t，表 8取滑轮组倍率，因而承载绳分支数为 Z=2。0其自重为： G=320= 1 主起升机构简图 择钢丝绳 若滑轮组采用滚动轴承，,查表得滑轮组效率h= 钢丝绳所受最大拉力 a x 按下式计算钢丝绳直径 d=c42 =c: 选择系数，单位 N ，用钢丝绳b=1850N/据 b查表得 c 值为 选不松散瓦林吞型钢丝绳直径 d=20 其标记为 6W(19)右顺 ( 定卷筒尺寸 ,转速及滑轮直径 卷筒和滑轮的最小卷绕直径0D： 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - h d 式中 h 表示与机构工作级别和钢丝绳结构的有关系数； 查表得：筒 1h =18;滑轮 2h =20； 筒最小卷绕直径1h d=18 20=360； 轮最小卷绕直径2h d=20 20=400。 考虑起升机构布置卷筒总长度不宜太长，轮直径和卷筒直径一致取 D=650 。 卷筒长度 303210 3)(2)(2 = 式中0L：筒上有绳槽长度， ( 00 ， 中安全圈 n=2，起升高度 H=16m， 槽节矩 t=23直径0D=670 1l ：定绳尾所需长度 ,取 1l =3 23=69 2l ：筒两端空余长度 ,取 2l =t=23 3l：筒中间无槽长度 ,根据滑轮组中心间距 =150，3l=1761 卷筒壁厚 =610)=650+(610)923 =20行卷筒壁的压力计算。 卷筒转速0= 算起升静功率 100060)( 0 400320000( =中 起升时总机械效率 22 =z 为滑轮组效率取 动机构机械效率取 筒轴承效率取 轴器效率取 说明书所有公式格式全部应该如下所示 : 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - )()(375 222002 8 5 0() 62 0 0 0(3 7 5 6 4 4 22 23 s 式中 动机满载下降转速，单位为 r/ dd 0 2 6445566002 r/ 动力矩， 2000 ： 净阻力矩， 选电动机 中 时的功率，位为 G：稳态负载平均系数，根据电动机型号和 查表得 G= 选用电动机型号为 556r/大转矩允许过载倍数 m=轮转矩 电动机转速 )556600(00)(00 jd 中 起升载荷 0n:电动机同步转速； 电动机在 用减速器 减速器总传动比：实际速比 i =40。 起升机构减速器按静功率据i =40，纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 工作级别为 定减速器为 减速器许用功率 79速轴最大扭矩为 M=速器在 为 =600 =5际起升速度 =40 =际起升静功率0 = 类 载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。 动机过载验算和发热验算 过载验算按下式计算： nP 100 0 0=608 5 0 0 0( =5题5 式中 准接电持续率时，电动机额定功率，单位为 H:系数，绕线式异步电动机，取 H= m:基准接电持续率时 ,电动机转矩允许过载倍数 ,查表得 m:电动机个数； :总机械效率 = 发热验算按下式计算 ： P 式中 P:电动机在不同接电持续率 位为 00， =25%，查表得 P= 0 =8 5 0 0 0( =P=载验算和发热验算通过 择制动器 按下式计算，选制动器： 中动力矩 ,单位为 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 动安全系数，查表 :下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为 = 4042 )( 300 :下降时总机械效率，通常取 2 用用 21 制动器，其额定制动力矩 安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩 择联轴器 根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选连轴器，使连轴器的许用应力矩 M计算的所需力矩 M,则满足要求。 电动机的轴伸： d=85形 )，长 度 E=170 减速器轴伸 :d=90形 )，长度 E=135 浮动轴的轴头： d=60 长度 E=107 选 取 梅 花 弹 性 连 轴 器 ： 型 号 为 = =4=号为 M=4= 电动机额定力矩5 56559 5509 550 算所需力矩 M=n8 中 n：安全系数取 n= 8 ：刚性 动载系数，取8 M=2800M= 所选连轴器合格。 算起动时间 起动时间： 10)()()(375 22 20302 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - =8 5 0() 0 5(3 7 12223=中： ( )2 2 2 21( ) ( ) ( )dl G D G D G D= + +=30+阻力矩： )( 00 = 8 5 0( 3 =动机启动力矩： .7均起动加速度： 60 q nq = =s m/s17际起升速度 =16 = 实际起升静功率6 = 用 类 载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。 动机过载验算和发热验算 过载验算按下式计算： nP 100 0 0=608 9 0 0 =7题5 式中准接电持续率时，电动机额定功率，单位为 H:系数，绕 线式异步电动机，取 H= m:基准接电持续率时，电动机转矩允许过载倍数，查表得 m:电动机个数； :总机械效率 = 发热验算按下式计算 : P 式中 P:电动机在不同接电持续率 位为 kW，纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 按 50， 25%，查表得 P= 0 =8 9 0 0 =P=载验算和发热验算通过。 择制动器 按下式计算，选制动器 中制动力矩，单位为 制动 安全系数，查表 ： 下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为 = 1642 8 9 )( 300 ：下降时总机械效率，通常取 2 据选用用 0 制动器， 安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩 择联轴器 根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选连轴器 ，使连轴器的许用应力矩 M计算的所需力矩 M,则满足要求。 电动机的轴伸： d=55形 )，长度 E=82 减速器轴伸： d=50形 )，长度 E=85 浮动轴的轴头： d=45 长度 E=84 选 取 梅 花 弹 性 连 轴 器 ： 型 号 为 M= =4=型号为 M=4= 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - 电动机额定力矩9 55179 5509 550 算所需力矩 M=n8 170=中 n：安全系数取 n= 8 ：刚性动载系数，取8 M=630M= 所选连轴器合格。 算起动时间 起动时间： 10)()()(375 22 20302 =中： ( )2 2 2 21( ) ( ) ( )dl G D G D G D= + +=阻力矩： )( 00 = 8 9 3 =动机启动力矩： .7170=均起动加速度： 60 q nq = =s m/s表选择车轮：当运行速度 ，故所选电动机满足季候快速起动要求。 起动工况校核减速器功率 起动状况减速器传递的功率： 60102式中：)(60 = 13 0 03 20 0 0(4 20 计算 载荷： m 行 机 构 中 同 一 级 传 动 减 速 器 的 个 数 ： m =1 ， 因 N 所选用减速器的 重级=改大一号，则中心距将增大，相差太大，考虑到减速器有定的过载能力，故不再改动。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 26 - 算起动不打滑条件 由于起重机系室内使用的，故坡度及风阻力矩均不计，故在无载起动时，主动车轮上与轨道接触处的圆周 切向力： 2)2(60 12)0()0( =轮与轨道粘着力： )0(1)0( 1 1 3 5 0 k g (60 12)()( = = 轮 与 轨 道 粘 着 力 ：)(1)( 4 3 3 6 5 0 ， 故满载起动时不会打滑，因此所选电动机合适。 择制动器 查得小车运行机构的制 动时间 取此所需的制动力矩： )2)()()(3 7 51020221 =1130032000(130032000(375 100011 22=纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 27 - 由表选用制动器 100/200额定制动力矩虑到所取制动时间s 与起动实际较接近，并验算了起动不打滑条件，故略去制动不打滑条件的验算。 择联轴器 构 高 速 轴 上 全 齿 联 轴 器 的 计 算 扭 矩 : mk g 式中： =2 等效系数，由表查得； n=全系数，由表查得； 1975 M n= =表查电动机 6160 1 端伸出轴为圆柱形 d= ， l= 及 d =40 ， l =；由附表查 速器高速轴端为圆柱形 d=30 ，l=。故从附表中选一个全齿联轴器： 轴器，其最大允许扭 矩 m a x 7 1 .M m= ； 飞轮矩 2 ， 重量 。 高速轴端制动轮，根据制动器 00 由表选用制动轮 200轮矩 2 ，重量 10zG 以上两部分飞轮矩之和与原估计相符，故有关计算不需要 重新计算。 速轴的计算扭矩： mk 0 由附表查得减速器低速轴端为圆柱形 d=65 ；由附表查得主动车轮的伸出轴端为圆柱形 d=65从附表中选四个半齿联轴器 :3 疲劳强度 劳计算 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 28 - 低速浮动轴的等效扭矩： mk g 011 式中： 等效系数，由表查得； 由 上 节 已 取 浮 动 轴 端 直 径 d=65 其 扭 转 应 力231 /0540 浮动轴的载荷变化为对称循环 (因运行机构正反转扭矩值相同 )，许用扭转应力： 2111 / 2 01 g 式中 :材料用 45 钢，取 2/6000 ； 2/3550 ； 21 /1 3 2 06 0 0 g ；2/2 1 3 03 5 5 g mx 考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数，参考起升季候计算，取 K= n 安全系数，由表查得。因此 1 故疲劳验算通过。 强度计算 静强度计算扭矩： mk g 02 2式中： 2c动力系数 ,查表得 c； 扭转应力： 232m a x / 9 3 0 g 许用扭转应力 222 / 3 3 0 g 因此， 2 静强度验算通过。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 29 - 第 四章 小车安全装置计算 车缓冲器 小车质量和运行速度都不大，故采用橡胶缓冲器，初定缓冲器数目 n=2。 冲行程 中 车碰撞速度，有限位开关，故取 容许的最大减速度，为 4m/s。 所以 0 22m a ）（ 冲 能量 8 2)60 01 1 3 0 0 02121 2 大缓冲力x 4 5 2 0 04101 1 3 0 0 0 m a xm a x 胶缓冲器的主要尺寸 橡胶断面积 A 式中 ：橡胶的许用应力，采用中等硬度，中等强度的橡胶， 2/3 ，弹性模数 2/5 ； n:缓冲器个数，取 n=2 22 选用圆形断面，则其直径 3 344 ，考有关标准，取 D=100胶缓冲器的长度 L 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 30 - a ，取 L=110 缓冲器的额定缓冲行程定缓冲容量： s n 6651103 8 71 0 03581 0 2222 2 际的缓冲行程 s ，最大缓冲力 和最大减速度 n 8 266 4 2 m a x 2m a a xm a x /4/纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 31 - 设计小结 在余柬浩老 师的指导下，我顺利的完成了此次桥式起重机小车设计计算的毕业设计， 我认为 这次 设计是我大学里专业学习收获最多的一次。在设计中我系统得复习了许多以前的知识。对我知识体系的巩固和升华有很大的作用。在这里，我将自己的一些设计心得写出来与大家分享。 现在的机械设计可以说是一种组合与筛选。由于世界范围的工业大生产，专业化，标准化成为一种必然。社会的飞速进度也要求我们提高生产效率。这就要求现代企业必须能够满足大规模的生产要求。而标准化是这一趋势的必然出路。标准化是有利也有弊的，它的主要弊端就是使许多企业单纯依靠标准，失去了 创新的能力。标准是一个最底的要求，是社会技术成熟的结果，它并不代表行业最先进的技术和设计方法。所以我们要在满足标准化