毕业设计（论文）-QD16-22.5箱型双梁桥式起重机主梁及端梁设计.doc

全套图纸加153893706设计项目计算与说明结果1.1.1桥式起重机的定义1.1.2类型1.1.3桥式起重机的特点1.3.1模块化和组合化1.3.2轻型化和多样化1.3.3自动化和智能化1.3.4成套化和系统化1.3.5新型化和实用化2.4.1主梁的构造和主要尺寸的确定2.4.2端梁构造和主要尺寸确定2.5.1大车运行机构设计的基本原则和要求2.5.2大车运行机构的传动方案2.6.1 设计小车的基本原则和要求2.6.2起重小车的构造设计 3.21断面面积3.2.2选取两腹板间间距3.2.3计算主梁端面中性轴轴的位置3.2.4求主梁端面对轴的惯性矩3.2.5求主梁端面对轴的惯性矩3.2.6计算断面模数、和3.2.7验算截面尺寸3.3.1固定载荷及其最大弯矩的计算3.3.2活动载荷及弯矩的计算3.3.3水平惯性载荷3.4.1跨中主梁法向应力3.4.2跨端主梁腹板的剪应力3.5.1主梁的静刚度3.5.2主梁的动刚度3.6.1布置主梁纵、横劲板3.6.2横向加劲板的设计3.6.3纵向加劲板的设计3.7.1计算上翼缘板的支反力3.7.2小车钢轨受活动载荷后引起弯曲应力3.8.1计算计算剪切力3.8.2 上翼缘板断面面积3.8.3计算上翼缘板对梁整个断面水平轴线的静力矩3.8.4计算焊缝剪应力3.9.1加劲板端部表面挤压应力计算图3-8主梁纵横劲板布置图3.9.2小加劲板的弯曲计算4.2.1活动载荷作用下主梁支反力4.2.2活动载荷作用下主梁计算支反力、4.2.3固定载荷作用下主梁支反力、4.2.4固定载荷作用下主梁计算支反力、4.2.5活动载荷作用下端梁支反力和计算支反力分别为和，和4.2.6固定载荷作用下端梁支反力和计算支反力分别为和，和4.2.7活动载荷作用下端梁的弯矩和计算弯矩4.2.8固定载荷作用下端梁的弯矩和计算弯矩4.2.9活动载荷和固定载荷作用下端梁的支反力、计算支反力、弯矩、计算弯矩和水平方向弯矩。4.2.10车轮支承处的计算弯矩4.3.1端梁断面图(见图4-5、图4-6）4.3.2 中间断面系数 4.3.2端部支承处断面系数4.4.1中间断面（开有工艺孔）处的应力4.4.2端部支承处断面应力4.4.3翼缘焊缝的计算4.5.1腹板螺栓受力计算4.5.2腹板连接角钢焊缝的计算4.5.3上翼缘板角钢焊缝计算5.3.1运行阻力的计算5.3.2选择电动机确定减速器5.3.3起动时间与起动平均加速度的验算5.3.4电动机发热验算5.3.5起动时不打滑验算5.4.1确定容许制动减速度5.4.2按空载计算制动力矩5.4.3换算到制动轴上的空载运行静阻力矩5.4.4计算制动器制动力矩5.4.5计算空载制动的最小制动路程5.4.6计算满载制动减速度5.4.7满载制动的制动路程5.5.1电动机最大起动力矩5.5.2制动器的制动力矩5.5.3打滑力矩5.5.4减速器的输入扭矩为5.5.5减速器的输出扭矩为5.6.1高速轴上所传递的扭矩的计算值5.6.2低速轴上所传递的扭矩的计算值5.7.1疲劳计算5.7.2强度计算第1章 前言1.1 桥式起重机的基础知识起重机是从事起吊、空中搬运的一种设备。在上古时期，人类还没有创造出所谓的工具，只能靠自己的力量去搬运捕获物。单靠个人的力量搬不动的重物，在很长的一个时期只能靠几个人一起来搬运。对于无论个人的力量怎样合起来都无法搬动的重物，人们终于发明了撬杠、绳索、滚子和滑轮等工具。到了今天，利用滚子特性的搬运装置有输送带，而在滑轮、绳索和卷筒发展的基础上出现了起重机。常见的起重机有桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、港口起重机、汽车起重机、履带起重机和铁路起重机等。其中，桥式起重机是机械制造工业和冶金工业用得最广泛的一种起重机机械。取物装置悬挂在可沿桥架运行的起重小车或运行式葫芦上的起重机，称为“桥架型起重机”。桥架两端通过运行装置直接支撑在高架轨道上的桥架型起重机，称为“桥式起重机”。桥式起重机一般由装有大车运行机构的桥架、装有起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等几个大部分组成。外形像一个两端支撑在平行的两条架空轨道上平移运行的单跨平板桥。起升机构用来垂直升降物品，起重小车用来带着载荷作横向运动；桥架和大车运行机构用来将起重小车和物品作纵向移动，以达到在跨度内和规定高度内组成三维空间里作搬运和装卸货物用。桥式起重机的种类很多，按其主梁的数量，可分为单梁的和双梁的两大类。其中单梁的，有用按钮站操纵的和用人驾驶的之分。电动的双梁桥式起重机用通用、锻造和铸造等各种类型。1.桥式通用起重机的类型通用桥式起重机是指在一般环境中工作的普通用途的桥式起重机(见标准GB/T14405-93)。以下类型的起重机都属于通用桥式起重机。1）通用吊钩桥式起重机通用吊钩桥式起重机由金属结构、大车运行机构、小车运行机构、起升机构、电气控制系统及司机室组成。取物装置为吊钩。额定起重量为10t以下的多为1个起升机构；16t以上的则多为主、副两个起升机构。这类起重机能在多种作业环境中装卸和搬运物料及设备。2）抓斗桥式起重机抓斗桥式起重机的装置为抓斗，以钢丝绳分别联系抓斗起升、起升机构、开闭机构。主要用于散货、废旧钢铁、木材等的装卸、吊运作业。这种起重机除了起升闭合机构以外，其结构部件等与通用吊钩桥式起重机相同。3）电磁桥式起重机电磁桥式起重机的基本构造与吊钩桥式起重机相同，不同的是吊钩上挂1个直流起重电磁铁(又称为电磁吸盘)，用来吊运具有导磁性的黑色金属及其制品。通常是经过设在桥架走台上电动发电机组或装在司机室内的可控硅直流箱将交流电源变为直流电源，然后再通过设在小车架上的专用电缆卷筒，将直流电源用挠性电缆送到起重电磁铁上。4）两用桥式起重机两用桥式起重机有3种类型：抓斗吊钩桥式起重机、电磁吊钩桥式起重机和抓斗电磁桥式起重机。其特点是在一台小车上设有两套各处独立的起升机构，一套为抓斗用，一套为吊钩用(或一套为电磁吸盘用一套为吊钩用，或一套为抓斗用一套为电磁吸盘用)。5）三用桥式起重机三用桥式起重机是一种多用的起重机。其基本构造与电磁桥式起重机相同。根据需要可以用吊钩吊运重物，也可以在吊钩上挂一个马达抓斗装卸物料，还可以把抓斗卸下来再挂上电磁盘吊运黑色金属，故称为三用桥式(可换)起重机。抓斗靠交流电源工作，电磁盘靠直流电源工作。因此，该机型必须同电磁桥式起重机一样，设置电动发电机组或可控硅直流电源箱。这种起重机适用于经常变换取物装置的物料场所。6）双小车桥式起重机这种起重机与吊钩桥式起重机基本相同，只是在桥架上装有两台起重量相同的小车。这种机型用于吊运与装卸长形物件。2.电动葫芦型桥式起重机其特点是桥式起重机的起重小车用自行式电动葫芦代替，或者用固定式电动葫芦作起重小车的起升机构，小车运行、大车运行等机构的传动装置也尽量与电动葫芦部件通用化。因此，与上述通用桥式起重机相比，电动葫芦型桥式起重机虽然一般起重量较小、工作速度较慢、工作级别较低，但其自重轻、能耗较小、易采用标准产品电动葫芦配套，对厂房建筑压力负载较小，建筑和使用经济性都较好。因此在中小起重量范围的一般使用场合使用越来越广泛，甚至有替代某些通用桥式起重机的趋势。1）电动梁式起重机其特点是用自行式电动葫芦替代通用桥式起重机的起重小车，用电动葫芦的运行小车在单根主梁的工字钢下翼缘上运行，跨度小时直接用工字钢作主梁，跨度大时可在主梁工字钢的上面再作水平加强，形成组合断面主梁。其主梁可以是单根主梁(电动单梁式起重机)，也可以是两根主梁(电动双梁式起重机)，其桥架可以是像通用桥式起重机那样通过运行装置直接支撑在高架轨道上，也可以通过运行装置悬挂在房顶下面的架空轨道上(悬挂式)。2）电动葫芦桥式起重机其特点是采用固定式电动葫芦装在小车上作起升机构，小车运行机构也多采用电动葫芦零部件作成简单的构造形式，小车也极为简便轻巧，其整体高度小，小车及桥架自重轻、重心低、有很广泛的使用适应性。3.桥式冶金起重机的类型这种类型的起重机是专用起重机的一个方面。主要是用来完成黑色金属的冶炼和成形工作的，是冶金工业上不可缺少的调运工具。常用的有以下几种类型：1)锻造起重机锻造起重机是在锻锤或水压机的锻制过程中进行调运和翻转锻件的，其目的是使工件达到预想的形状。它是一种专用起重机。它的桥架有主副之分，并且有主副两台小车，每台小车都在各自的轨道上行走。主副小车的速度基本一致，这样就便于两台小车同时协调的工作。有主小车上设有翻料机，用于锻制过程中的翻转工件。主钩横梁上设有销子，用来防止吊钩自由旋转。2）装料起重机这种起重机，主要是用在炼钢车间的平炉加料上面。它由桥架（包括主梁和端梁）、主小车和副小车。主小车上设有料杆、料杆跳动、料杆锁紧、料杆旋转及运行机构。通过这些机构的运动，将炉料通过料箱翻入炉内。副小车是负责搬运和做些辅助性工作的。主、副小车不能同时进行工作。3）铸造起重机桥式铸造起重机也有两台小车，一台是主小车，另一台是副小车。主、副小车上的卷扬机构，是吊、翻钢水包用的。主小车上的卷扬机构负责吊起钢水包，副小车上的卷扬机构负责翻倾钢水包或做一些辅助性的工作。桥架由两根横梁与两根副梁组成。主小车在两根主梁上的轨道运行，副小车则在两根副梁上的轨道运行。副小车轨道低于主小车轨道。副小车上有一个特殊的悬具，能提升、支持和倾倒钢水包。还设有电子称，直接就可以反映出钢水包的重量。其它结构和桥式吊钩起重机一样。随着时代的发展，制造工厂和装卸作业场所开始转向室内，使桥式起重机占据了主导地位。桥式起重机的特点是：既不占地面面积，又不妨碍地面的作业，而且以较少的物资材料和极为稳定的形态把建筑物内各处都当作可能的作业范围，进行高速、高效的服务，可以在起升高度和大、小车轨道所允许的空间内负担任意位置的吊运工作。此外，桥式起重机容易以廉价实现借助控制盘和操纵盘进行自动操纵、或半自动操纵、内装电脑的程序操纵。设置在室内的起重机中，桥式起重机约占90%。1.2桥式起重机的一般构造桥式起重机的构造：沿建筑物较长方向的两壁设置的承轨梁，在梁上铺设大车运行轨道，将装有4个车轮（载荷大时装有6个或8个车轮）的桥架跨在轨道上；装有起升机构和运行机构的电动小车在桥架上运行。大车轨道中心间到距离成为跨距，在该轨道上运行的动作成为大车运行。在桥架的中心或两端装有大车运行电动机，从电动机的水平轴引出动力，驱动半数的车轮。起升、小车运行及大车运行的速度，按工况和起重量的大小适当选定。一般来说，在起重量小和使用频繁时，速度较高。小车运行速度同大车运行速度相比低很多。原因是小车运行距离接近建筑物的宽度，它不会太长，一般小于40cm，而大车沿建筑物长度方向运行，所以多数运行距离都是相当长的。小型和低速的起重机，多数在地面上用按钮进行操纵，而大型的高速的起重机，几乎都坐在驾驶室进行操作。起重量5t以下的起重机，多半用带有电动运行机构的电葫芦代替电动小车。最近已有30t级的电葫芦作为标准产品在市场上销售。当起重量超过20t时，一般起升速度比较低，只用单一的起升机构长时间处理小件货物效率很低。因此，在这种起重机上，一般并设一个副起升机构。副起升也设在小车上，但不用主起升电动机，而用独立的电动机进行驱动，工作速度比较高。起重量较小的起重机主梁，用工字梁或宽翼缘工字钢作为主要构件，而大型起重机的主梁，多数采用单腹板梁、箱形梁等焊接结构。在主梁两侧社有轻型水平梁，成为副梁。它通过水平构件同主梁一起构成一个水平框架，这对因主梁在大车运行时产生的惯性力所引起的水平载荷，是一个十分坚固的结构。此外，主副梁之间布置大车运行驱动电动机、与其相的减速机构、传动轴、轴承等。在它们的上方铺设走台板，设置立栏杆，以便检修人员行走。对箱形结构或壳体结构的主梁来说，因为水平抗弯刚度大，所以多数都不带副梁。小车是用型钢和钢板制成一个构架，在上面设有主副起升用电动机、支持货物用制动器及和它们相联的减速齿轮机构，通过该机构驱动卷筒旋转。必要时，在该机构上还设速度制动器，它经过齿轮减速降低速度并驱动车轮旋转，使小车运行。从各个卷筒各引出两条钢丝绳，挂上吊钩滑轮组，带动货物进行升降。乘坐驾驶式起重机，在主梁的一侧设有箱形驾驶室，其中装设配电盘、控制器等，司机坐在室内进行操作。1.3 桥式起重机的发展趋势桥式起重机在国内外的研究状况和发展趋势:由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料卸载运费所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。桥式起重机是各种工程建设中不可缺少的设备，它对减轻劳动强度，节省人力，降低建设成本，提高施工质量，加快建设速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。国内外桥式起重机发展具体表现一下几方面：用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业生产。企业的生产组织可由产品管理变为模块管理，达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，得到多系列的产品，充分满足用户需求。目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降12%，生产成本下降45%，经济效益十分可观。有相当批量的起重机是在通用的场合使用，工作并不很繁重。这类起重机批量很大、用广，考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可以使整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价。因此电动葫芦桥式起重机和梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位的一般用途桥式起重机。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。其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。在起重机单机自动化的基础上，通过计算机把各种起重运输机械组成一个物料搬运集成系统，通过中央控制室的控制，与生产设备有机结合，与生产系统协调配合。这类起重机自动化程度高，具有信息处理功能，可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑判断、变换等处理加工，进而向执行机构发出控制指令。这种起重机还有较好的信息输入、输出接口，实现信息全部、准确、可靠地在整个物料搬运集成系统中的传输。结构方面采用薄壁型材和异形钢、减少结构的拼接焊缝，提高抗疲劳性能。采用各种高强度低合金钢新材料，提高承载能力，改善受力条件，减轻自重和增加外形美观。 在机构方面进一步开发新型传动零部件，简化结构。“三合一”运行机构是当今世界轻、中级起重机运行机构的主流，将电动机、减速器和制动器合为一体，具有结构紧凑、轻巧美观、拆装方便、调整简单、运行平稳、配套范围大等优点，国外一广泛应用到各种起重机运行机构上。在电控方面开发性能好、成本低、可靠性高的调速系统和电控系统，发展半自动和全自动操纵。采用机电仪液一体化技术，提高使用性能和可靠性，增加起重机的功能。今后会更加注重起重机的安全性，研制新型安全保护，装置。德国近年为解决起重机吊钩的防摆控制，开发了模糊逻辑电路的控制技术，用神经信息和模糊技术寻找开始加速的最佳时刻，将有经验司机防摆实际操作的数据输入系统，实现最优控制，取得了更高的效率和安全性。第2章 总体设计2.1 概述总体设计是机械设计中非常关键的环节，它是对所设计的机械的总的设想，总体设计的成败，关系到整部机械的经济技术指标，直接决定了机械设计的成败。总体设计指导机构设计和部件设计的进行，一般由主任工程师（或总工程师）主持进行。在接受设计任务以后，应进行深入细致的调查研究，收集国内外同类机械的有关资料，了解其使用、生产、设计和科研情况，并进行分析和比较，制定总的设计原则，设计原则应当保证所设计机型符号有关的方针、政策，在满足使用要求的基础上，力求结构合理、技术先进、经济性好、寿命长。总体设计原则：1.遵守“三化”：零件标准化、产品系列化、部件通用化。2.采用“四新”：新技术、新结构、新材料、新工艺。3.满足“三好”：好制造、好使用、好维修。制定总则之后，便可以编制设计任务书，在调研的基础上，运用所学知识，从优选择总体方案，以确保设计的成功。 2.2 设计任务箱形双梁桥式起重机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、端梁）、大车运行机构和电气设备等。本设计要求对箱形双梁桥式起重机做总体设计，对主梁、端梁、大车运行机构进行设计。原始数据：1.主/副钩额定起重量：16000Kg2.跨度：L=22.5m3.工作级别：A54.起重机利用等级：U55.起升高度：12 m6.工作速度：主起升速度：v=8.5m/min 小车运行速度：v=41m/min 大车运行速度：v=90m/min7.小车轨距：2m8.大车走轮：4只，其中2只为驱动轮技术要求：1.主梁应有上拱，跨中上拱度应为（0.9/1000-1.4/1000）S（S为跨度）；且最大上拱度应控制在跨中S/10的范围内。2.主梁在水平方向产生的弯曲应不大于S1/2000（S1位为两端始于第一块大筋板的实测长度）；3.箱形梁上冀缘板的水平偏斜值应不大于B/200（B为上冀缘板的宽度）； 4.箱形梁腹板的垂直偏斜值应不大于H/200（H为腹板高度）。2.3 设计目的毕业设计是工科大学生完成学业中最重要的实践环节，是将在大学学到的理论知识系统化、条理化、实用化最关键的一环。通过本毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力；较复杂工程计算的工作能力；计算机绘图的工程图绘制能力。掌握一般机械机构的设计思路、方法和步骤，掌握常用工程材料的性能和选配能力。尽快完成学生到工程技术人员的过渡。增强学生在工程技术工作中所必须具备的全局意识、生产意识和经济意识，树立正确的设计思想和严肃认真的工作作风。掌握一般机械机构的设计思路、方法和步骤，掌握常用工程材料的性能和选配能力。尽快完成学生到工程技术人员的过渡。2.4 桥架的总体构造设计桥架结构简图见图2-1。1-主梁；2-端梁；3-轨道；4-走台；5-栏杆图2-1桥架结构简图12345箱形双梁桥架结构主要是由两根主梁和两根端梁所组成。主梁是由上、下翼缘板和两块垂直腹板组成封闭的箱形截面的实体板梁结构。小车运行的轨道可以铺设在主梁上翼缘板的正中间。桥架中两根主梁的间距主要取决于其中小车的轨距，而小车的轨距正如设计任务书中指出，与起升机构的布置有关，往往取决于卷筒的设计长度。桥架的两端梁间的距离决定于桥架的跨度的大小。安装大车运行机构和小车输电滑线用的走台采用悬臂式走台，固定在主梁的外侧。走台的宽度决定于端梁的长度和大车运行机构的平面的布置尺寸。为减轻结构的自重，本设计设计为，一边做成等宽的，即外边是平直的，另一边将跨中部宽度缩小，即外边向里凹折的。桥架端梁的长度主要取决于大车的轮距的大小。满足比值过小容易引起桥架运行歪斜和车轮啃轨；过大则桥架外廓不紧凑，增大了厂房两端起重机不能有效服务的面积。为了操纵和维护的需要，在传动侧走台下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种。一般工作坏境的室内使用敞开式，露天或高温等恶劣工作环境中使用封闭式司机室。在本设计中，因为起重机用于室内，所以采用敞开式司机室。司机室安装在桥架的一端，只有少数大跨度的起重机根据需要设在桥架中央。在司机室的上方走台板宽度缩小，由司机室外侧平台经斜扶梯通向走台，扶梯的位置与大车机构的位置有关。在斜扶梯上端走台入口处的活动栏杆旁，装设有安全开关，以避免当活动栏杆尚未关好，有人站在扶梯上，或有人在其中小车上进行检修的情况下，突然开车时发生危险事故。主梁结构目前有两类形式。第一类：主梁是桁架结构。大车传动机构采用开始齿轮传动结构，大车车轮采用滑动轴承支撑在两端梁的下面，制动装置采取短行程和长行程交流电磁铁瓦块式制动器，传动轴相互之间采用弹性联轴器或刚性联轴器进行连接，主要的传动零件都不进行热处理，如车轮，齿轮和传动轴，各机构都是单件形式进行装配的，如车轮采用滑动轴承，减速装置采用开始齿轮等，组合精度比较低。此类起重机为过去的产品，现已不生产。第二类：主梁是箱形结构。变速装置采用减速器，所有车轮部分的支撑，都采用滚动轴承，制动装置增添了液压推杆瓦块式制动器和液压电磁瓦块式制动器，主要传动零件，如车轮，齿轮，齿轮轴等，均采用较好的钢材并进行热处理；尽可能采用组合机构进行装配，如角型轴承箱和减速器等，因此提高了装配精度，传动轴之间的联接采用半齿联轴器和全齿联轴器的结构形式。由以上两种类型起重机的比较，考虑到起重量、零件耐用性、机构效率以及“三化”、国际化的趋势，选用第二类桥式起重机，即采用箱形结构双梁桥式起重机。箱形主梁的主要构件是上翼缘板、下翼缘板和两块垂直腹板。为制造方便，腹板中部为矩形而两端做成梯形，同时使下翼缘板两端向上倾斜。此时，梯形高度取一般取 主梁在跨度中部的高度，根据起重机桥架刚度的要求和制造的经验，一般按照跨度的的大小取值。当小跨度时取较大值，大跨度时取较大值，在相同跨度时，大起重量比小起重量的高度取得大一些。在本设计中，取。主梁在端梁的连接处的高度可取：取两腹板的厚度在正轨型箱形主梁时取相等，而在偏轨型箱形主梁中可以不相同。一般上、下翼缘板的厚度取同值，而在本设计中上翼缘板比下翼缘板的厚度稍大。取值分别为，。上、下翼缘板的宽度取相同，为制造和下料方便，宽度的尾数应圆整为零。参考同类型，取为了保证桥架具有足够的水平刚度，主梁两腹板内壁的间距不能太小，一般规定为：且手工焊时取小值，自动焊时取大值。本设计中，考虑用自动焊取。从充分发挥材料的抗弯能力的角度来看，主梁的腹板应尽量取高些用薄些，而上、下翼缘板可以用厚些。但是考虑到运输和制造过程的碰撞以及锈蚀的影响，腹板的厚度不应小于。在箱形主梁中腹板的高度与厚度的比值满足：为了保持腹板的局部稳定性，一般当时，便需要在主梁腹板内布置一些垂直的横向大加劲板。在靠近端梁处两块加劲板的距离；在跨中为。大加劲板的具体位置应与走台上的运行机构的电动机、减速器、和传动轴的轴承部件等下支撑部件的位置的相配合，以免这些部件的悬臂重量使腹板发生局部挠曲变形。为了使小车的轮压直接地传到腹板上去，进一步增加腹板的局部稳定性，在大加劲板的之间，腹板受压区域内，增设一些垂直的小加劲板，高度约为，两块小加劲板之间的距离，可根据上翼缘板的局部应力和小车轨道的应力条件决定。在本设计中，取。当时，必须在离上翼缘板处增设纵向加劲板，增加腹板受压区域的局部稳定性，本设计中，纵向加劲板和小加劲板同时存在，适当减小小加劲板的高度，并使纵向加劲板焊在小加劲板下边。端梁也采用箱形的实体板梁结构。端梁的中部截面是由上、下翼缘板和两块垂直腹板所组成。由于运输和安装的需要，把端梁制成两个部分。在制造施工时，先把一根主梁和端梁的一部分焊接在一起形成半个桥架。在使用地点安装时，采用螺栓连接方式，使用普通半光制螺栓连接。 端梁的上翼缘板做成平直的，在两端，为了安装可以推出的车轮部件，与起重小车架相似，将其下翼缘板做成两块弯成直角的钢板。在两端折弯的下翼缘板的直角板边上焊接有垫板，用这些垫板使车轮部件两侧的角形轴承定位。端梁腹板的间距，按车轮两侧的轴承箱的位置来决定，使两腹板的中心正好通过车轮轴承箱的中心面。端梁的中部截面的高度，主要取决于主梁和端梁的连接情况。端梁头部上翼缘板的下面高于车轮的轮缘，端梁中部的下翼缘板也要离开大车轨道面一定的距离，因为在端梁内要安装螺旋千斤顶，作装拆车轮之用，而千斤顶的螺母要伸出下翼缘板，但不能与轨道磨碰。在端梁的两端上翼缘板上要安装缓冲器。为了保证桥架和端梁的强度和刚度足够，在运行时不致因歪斜过大而发生啃轨现象，除了主梁和端梁本身结构之外，主梁和端梁的连接方式保证牢固可靠。为了安装接头的施工的需要，设计时在腹板上开设直径为的工艺孔。2.5 大车运行机构的总体设计大车运行机构的设计和桥架的设计一起考虑，两者的设计工作交叉进行。首先，确定桥架结构形式和大车运行机构的传动方式，布置桥架的架构尺寸。然后，安排大车运行机构的具体位置和尺寸。最后，综合考虑两者的关系和完成各部分的设计。大车运行机构设计的基本要求是：1.机构紧凑，重量轻；2.和桥架配合适合；3.尽量减轻主梁的扭矩载荷，不能影响桥架的刚度；4.维护检修方便，机构布置合理，使司机从驾驶室上、下走台方便，便于安装拆零件及操作。大车运行机构传动方案，基本分为两类，即分别传动和集中传动。在桥式起重机常用的跨度范围内，均可用分别传动的方案。若采用集中传动时，对于大跨度，采用高速集中传动方案。而对小跨度，可采用低速集中传动方案。分别传动的运行机构的布置方式运转效能较好，但占用的走台较长，适于配合大跨度的桥架。浮动轴的长度不小于，最好在以上，否则它补偿轴线不准确的作用不大。为保留高速浮动轴而取消低速浮动轴的情况，既可保证电动机的正常运转，又可使减速器靠近端梁，还能减少主梁的扭转载荷，故为一般最常用的布置方式。无浮动轴的布置方式机构紧凑，占用走台最短，宜于配合小跨度的桥架，因缺少高速浮动轴，故现在应用较少。集中传动的运行机构中，所有靠近电动机、减速器和车轮的轴均为浮动轴。它的效能较好，适宜于配合大跨度的桥架。在高速集中传动的方式中，只是靠近电动机的高速轴为浮动轴，在减速器与车轮之间采用了全齿联轴器。为制造方便而减少轴构造的种类，与减速器高速轴相连接的轴未采用浮动轴。减速器更靠近端梁，由它的优点，为一般所采用。在低速集中传动布置方式中，电动机居于桥架中央，传动轴又远离主梁，故使主梁承受较大的扭转载荷，但减速器仅有一个，设备成本低，适宜于配合小跨度的桥架。在中速集中传动的布置方式是配合桁架式桥架的老方式，有一个大开式齿轮直接与车轮连接。小开式齿轮和传动长轴等位于桥架上水平桁架之上。联轴器是刚性的；轴承用滑动的。但是这种方式逐渐被淘汰。近年来，国外一些桥式起重机采用一种“三合一”驱动部件的分别传动大车运行机构。大车机构中采用“三合一”驱动部件使机构变得非常紧凑，并由于驱动部件不与走台相接，可以减少主梁的扭转载荷，而且可使走台的构造也大为简化。综合以上各个传动布置方式的特点，本设计采用的是分别传动布置方式中为保留高速浮动轴而取消低速浮动轴的情况。大车运行机构具体布置的主要问题是：1.联轴器的选择；2.轴承位置的确定；3.轴长度的确定。如上三者关系是互相联系的。在本设计中，采用的联轴器是齿轮联轴器。大车运行机构安装在起重机桥架上，桥架的运行速度很高，而且受载之后向下挠曲，机构零部件在桥架上安装不可能十分准确，所以为了保持机构的运动性能和补偿安装的精度，凡是靠近电动机、减速器和车轮的轴，都用浮动轴。为了减少主梁的扭转载荷，使机构零部件尽量靠近主梁而远离走台栏杆；尽量靠近端梁，使端梁能够直接支撑一部分零部件的重量。大车运行机构采用分别传动方式，为了使桥架的设计和制造方便，参考有关资料，在浮动轴有足够长度的条件下，使安装运行机构的平台减小，占用桥架的一个节间的长度。2.6 小车运行机构的总体设计1.整台起重机与厂房建筑物的配合以及小车与桥架的配合要适当。小车与桥架的互相配合，主要在于小车轨距和桥架上的小车轨距应相同；其次，小车上的缓冲器与桥架上的挡铁位置要配合好，小车上的撞尺和桥架上的行程限位开关要配合恰当。小车的平面布置愈紧凑，小车到桥架的两端愈远，起重机工作范围也就愈大。小车的高度小，相应地可使起重机的高度减小，从而可降低厂房建筑物的高度。2.小车上机构的布置及同一机构中各零部件间的配合要求适当。起升机构和小车运行机构在小车架平面上的布置要合理紧凑，但二者之间的距离不应太小，否则维修不便，或造成小车架难以设计。3.小车车轮的轮压分布要求均匀。如能满足这个要求，则可以获得最小的车轮、轴承及轴承箱尺寸，并且使起重机桥架主梁受到均匀的轮压载荷。一般最大轮压不应超过平均轮压的20%。4.小车架上的机构与小车架结构的配合要适当。为使小车上的起升、运行机构与小车架配合的好，要求二者之间的配合尺寸相符；联接零件要选择适当和安装方便。在设计原则上，要以机构为主，应尽量用小车架去配合机构；同时机构的布置也要尽量使钢结构的设计制造方便。因为小车架是用来安置与支撑起升机构和小车运行机构的，所以小车架要按照起升和运行机构的要求设计，但在不影响机构工作的条件下，机构的布置也应配合小车架的设计，使其构造简单、合理和便于制造。5.尽量选用标准零部件，以提高设计与制造的工作效率，降低生产成本。6.小车各部分的设计应考虑制造、安装和维护检修方便，要尽量在不需移动邻近部件的条件下，能将各部件拆下修理。桥式起重机小车主要由起升机构、运行机构和小车架三部分组成。另外，还有一些安全防护装置。1.起升和运行机构由独立的部件构成。这些部件之间用补偿联轴器联系起来。齿轮联轴器补偿了转轴中心线的偏移和歪斜，这些偏差和歪斜系因制造与安装不精确，以及小车架变形而产生部件间彼此位移所引起的。由于采用了分组的独立部件。因此，使小车上各机构的装拆方便。2.在设计机构和小车时，遵循“三化”（标准化、通用化和系列化）的原则。这可使零部件的互换性得到保证，降低制造和使用维护起重机的费用，并使所需零部件的备品量减到最少。3.小车架用钢板焊接而成。在车架上焊有底板，电动机、减速器、制动器和和可拆卸的轴承座等均安装在这种底板上。4.起升机构和运行机构采用减速器式传动装置。起重机小车除有起升、运行机构和小车架外，还必须有必要的安全保护装置，如栏杆、排障板、撞尺、缓冲器、和限位开关等。其具体要求分述如下:1.栏杆 栏杆设置在与小车轨道相垂直的小车台面边缘上。为了便于维修上下，在小车的另外两侧不设栏杆。栏杆可用角钢或钢管制作，高度不低于1米，设有间距为350mm的水平横杆，底部设有不小于70mm高的围护板。2.排障板 排障板装在小车架端梁两端的车轮外边，用于推开小车轨道上可能有的障碍物，以利于小车运行。3限位开关 用于限制吊钩和小车架的极限位置。在起升机构中，限位开关用于限制吊钩向上运行位置，使其不能碰到小车架。小车运行机构的行程限位开关，安装在起重机桥架主梁的两端，位于小车轨道外侧的主梁盖板上。在小车架相应的端梁外侧固定着一根用角钢弯折的撞尺。当小车运行至极限位置时，撞尺压迫限位开关的摇柄转动30，使开关盒内的触点断开，于是运行机构的电动机断电。由于接线关系，此时电动机只能作反向运行。4.超载限制器 起升机构超载限制器应保证载荷不超过其额定值的，工作精度为。2.7 材料起重机机构零件一般由采用碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金结构钢的锻件、压制件、焊接件和铸件作为坯件，经机加工而成；起重机金属结构使用的材料主要是钢材。碳素结构钢Q235是制造起重机金属结构最常用的材料。考虑到设计的起重机机构和结构的载荷状态、利用等级、安全要求和经济合理等因素和工厂的实际及材料的供应情况初步选定材料：。第3章 主梁计算计算箱形双梁桥式起重机的主梁时，一般应计算驱动侧主梁和导电侧主梁中的负载较大的一根梁，作为计算对象。从强度、稳定性和刚度三方面进行设计计算，强度、稳定性考虑的是应力，刚度考虑挠度（即变形）及自振周期。3.1主要参数1