起重机小车的设计.doc

起重机小车的设计摘 要起重机的出现大大提高了人们的劳动效率，以前需要许多人花长时间才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果，尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置桥式起重机是不可获缺的。桥式起重机小车主要包括起升机构、小车架、小车运行机构、吊具等部分。其中的小车运行机构主要由减速器、主动轮组、从动轮组、传动轴和一些连接件组成。本设计主要针对通用行桥式起重机进行研究，小车主要有起升机构、运行机构和小车架组成。起升机构采用闭式传动方案，电动机轴与二级圆柱齿轮减速器的高速轴之间采用两个半齿联轴器和一中间浮动轴联系起来，减速器的低速轴与卷筒之间采用圆柱齿轮传动。本设计大量采用了PROE制图，由于技术原因只对整体进行了设计，部分细节未表现出来，还望老师指点。本设计所需图纸请联系QQ380752645加Q时请说明是一柱香推荐IVABSTRACTCrane can greatly improve the appearance of the labor efficiency, people need many flowers before long time to lift large objects can be easily used cranes now effect, especially in small range of moving process of crane is quite obvious. In the factory workshop of transporting large parts or heavy equipment bridge crane is ever.Bridge crane car mainly includes hoisting mechanism, car, trolley mechanism, sling, etc. One car running gear reducer, mainly by active wheel shaft, driven wheel, and some fittings.This design is mainly aimed at the general line bridge cranes, car mainly hoisting mechanism, the mechanism and a car.Lifting mechanism adopts closed transmission scheme, motor shaft and the level of high-speed cylindrical gears reduction gear shaft coupling between the two and a half tooth and a link between floating axis, the low speed shaft gear reducer with cylindrical gears transmission between the drum. This design using PROE drawings, of the overall design of the only details, not out, still hope the teacher give directions. 目 录第1章 起重机设计方案11.1 起重机的介绍以及总体方案11.1.1 起重机的总体方案11.2 主梁的设计11.3 端梁的设计11.4 小车的设计21.4.1 小车的结构介绍21.4.2 小车设计方案3第2章 主升机构的运算42.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩42.1.1 选择滑轮组42.1.2 选择吊钩52.1.3 选择钢绳72.2 选择卷筒8第3章 电动机及其机构运算123.1 选择电动机123.1.1验算电动机发热条件143.1.2电动机过载验算153.2 运行机构电动机的选择153.2 减速器的选择163.3 验算起升速度和实际所需要功率163.4 校核减速器输出轴强度173.5选择制动器183.6选择联轴器193.7验算起动时间193.8运行系统计算203.8.1选择车轮与轨道并验算其强度203.8.2运行阻力计算223.8.3选电动机233.8.4验算电动机发热条件233.8.5选择减速器233.8.6验算运行速度和实际所需功率243.8.7验算起动时间243.8.8按启动工况校核减速器功率253.8.9验算不打滑的条件253.8.10初选制动器263.8.11选择高速轴联轴器及制动轮273.8.12选择低速轴联轴器273.9.2 制动器的设计计算283.9.1 主要尺寸283.9.2 选电磁铁293.9.3 制动臂尺寸293.9.4 主弹簧的设计计算303.9.5 销轴计算323.9.6 制动臂的计算33第4章 小车车架的结构分析374.1 小车车架的型式374.2 小车架结构38结 论41参考文献42致 谢43附 录44第1章 桥式起重机小车设计方案1.1 起重机的介绍以及小车总体方案简述箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架,在桥架上运行起重小车,可起吊和水平搬运各类物体,它适用于机械加工和装配车间料场等场合。1.1.1 起重机的总体方案本次起重机设计的主要参数如下:起重量10t,跨度定为16.5m，起升高度为15m起升速度7.5m/min小车运行速度v=45m/min小车估计重量4t，工作类型为中级。根据上述参数确定的总体方案如下：1.2 主梁的设计主梁跨度16.5m ,是由上、下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板梁连接，主梁横截面腹板的厚度为6mm,翼缘板的厚度为10mm，主梁上的走台的宽度取决于端梁的长度和大车运行机构的平面尺寸，主梁跨度中部高度取H=L/17 ，主梁和端梁采用搭接形式，主梁和端梁连接处的高度取H0=0.4-0.6H，腹板的稳定性由横向加劲板和，纵向加劲条或者角钢来维持，纵向加劲条的焊接采用连续点焊，主梁翼缘板和腹板的焊接采用贴角焊缝，主梁通常会产生下挠变形，但加工和装配时采用预制上拱。1.3 端梁的设计端梁部分在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运输的关键部件。端梁部分是由车轮组合端梁架组成，端梁部分主要有上盖板，腹板和下盖板组成；端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。在端梁的内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。端梁的主要尺寸是依据主梁的跨度，大车的轮距和小车的轨距来确定的；大车的运行采用分别传动的方案。在装配起重机的时候，先将端梁的一段与其中的一根主梁连接在一起，然后再将端梁的两段连接起来。 本章主要对箱形桥式起重机进行介绍，确定了其总体方案并进行了一些简单的分析。箱形双梁桥式起重机具有加工零件少，工艺性好、通用性好及机构安装检修方便等一系列的优点，因而在生产中得到广泛采用。我国在5吨到10吨的中、小起重量系列产品中主要采用这种形式，但这种结构形式也存在一些缺点：自重大、易下挠，在设计和制造时必须采取一些措施来防止或者减少。1.4 小车的设计1.4.1 小车的结构介绍小车主要有起升机构、运行机构和小车架组成。起升机构采用闭式传动方案，电动机轴与二级圆柱齿轮减速器的高速轴之间采用两个半齿联轴器和一中间浮动轴联系起来，减速器的低速轴与卷筒之间采用圆柱齿轮传动。运行机构采用全部为闭式齿轮传动，小车的四个车轮固定在小车架的四周，车轮采用带有角形轴承箱的成组部件，电动机装在小车架的台面上，由于电动机轴和车轮轴不在同一个平面上，所以运行机构采用立式三级圆柱齿轮减速器，在减速器的输入轴与电动机轴之间以及减速器的两个输出轴端与车轮轴之间均采用带浮动轴的半齿联轴器的连接方式。小车架的设计，采用粗略的计算方法，靠现有资料和经验来进行，采用钢板冲压成型的型钢来代替原来的焊接横梁。我国制造的桥式起重机的小车具有下列特征：1） 起升和运行机构由独立的部件构成。这些部件采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差和歪斜。并采用分组独立部件，因此使机构的装拆方便。 2） 所有机构中都采用滚动轴承。 3） 起升机构和运行机构采用减速器式传动装置。 4） 小车的车架用钢板焊接而成。 根据国内小车设计特征此次小车设计主要遵循的原则和要求如下： 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。小车与车架的互相配合，主要在于：小车轨距（车轮中心平面间的水平距离）和桥架上的小车轨距应相同；其次在于：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。 2） 小车上的机构的布置及同一机构中各零部件间的配合适当。小车车轮的轮压分布均匀，小车架上的机构与小车车架配合适当。 3） 小车各部分的设计考虑制造、安装和维护检修方便，尽可能保证各部件拆下修理时而不需移动临近的部件。1.4.2 小车设计方案本设计采用逆推思路，所有零件都可以使用标准件。根据课题要求先计算出主升机构（包括滑轮组、吊钩和滚筒），鉴于本设计中桥式起重机的起重量较小，可采用双联滑轮组，由此可算出滚筒的输入功率，滚筒输入功率即是减速器的输出功率，再由此初选电机， 最后计算出减速器的各项参数。根据以上结果计算出小车运行机构的功率，在逆推选择电动机，得出减速机的功率，最后完善起重机小车。如图2-11-电动机 2 -制动器 3 -立式减速器 4 -车轮5-半齿轮联轴器 6 -浮动轴 ；7 -全齿轮联轴器 图1-1 起升方案图第2章 主升机构的运算2.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩2.1.1 选择滑轮组按照构造宜紧凑的原则,决定采用下图的传动方案。根据通用桥式起重机23选择滑轮组，如图2-1所示，采用了双联滑轮组.按Q=10t，计算滑轮组倍率，因而承载绳分支数为 Z=2。据文献起重运输机械16式（12-1）得： 工作滑轮槽底的直径D(e-1)de与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，据文献起重运输机械17表(2-1)，据工作级别为M0，取h2=25；得： (e-1)d=(25-1)14=336mm据文献起重机设计手册207表(13-2)，据D336mm，取D=355mm，据文献起重机设计手册206式（13-2）平衡滑轮： D平=(0.60.8)D=0.7355=249mm 图2-1 滑轮组简图2.1.2 选择吊钩由机械设计标准手册表23-18选择10t锻造单面吊钩，其基本尺寸如图2-3所示，材料采用20号钢（1） 吊钩轴径螺纹M64处拉伸应力： 式中 螺纹内径，由机械设计标准手册 表6-3查得M64，； 动力系数，。 由起重机运输机械查得轴径拉伸许用应力： ，故强度足够 （2） 吊钩弯曲部分A-A断面的计算： 图2-2 系数K的图解法1）图解法求断面重心，重心C的横左边为： 2）图解法求系数K： 3）计算A-A截面上1点的最大拉伸应力： 对于20号钢，由起重机设计手册 表15-1： 式中 20号钢屈服极限； 安全系数（其中0.9是考虑中级工作类型降低系数）。故 通过。因此得出结构图如图（2-3）所示。图2-3 10吨吊钩2.1.3 选择钢绳由起重运输机械22式(2-12)： 式中：滑轮组效率，由起重运输机械21表(2-3)，若滑轮组采用滚动轴承，滑轮组采用滚动轴承，滑轮组倍率a=3，得h=0.985。PQ起升载荷，指起升质量的重力。得： ； (2-2)由起重运输机械26式(2-14) (2-3)n钢丝绳安全系数，据起重运输机械表(2-5)，工作级别M5知n=5.5K钢丝绳捻制折减系数，据起重运输机械27表(2-4)，纤维绳芯，K=0.85得： 据文献1，24知：瓦标吞式断面充填严密，承载能力大，挠性好，是起重机常用的钢丝绳类型，选瓦林吞式，由起重机设计手册195表(12-10)，据公斤，选钢丝绳直径d=14mm，钢丝绳公称抗拉强度为108公斤/mm2,绳6W(19)股(1+6+6/6)，绳纤维芯，钢丝绳最小破断拉力为Sb=108kN公斤，钢丝绳标注如下：14NAT619W+F C1700 ZS 108 GB 8918-882.2 选择卷筒卷筒的槽底直径D(e-1)de与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，据文献起重运输机械17表(2-1)，据工作级别为M5，取h1=25得： (e-1)d=(25-1)14=336mm据文献起重机设计手册213表(14-2)，根据Q=10t,D336mm，取D=400mm，据文献起重运输机械33式（2-20）卷筒长度： (2-4)H起升高度，15m=15103mma滑轮组倍率 a=3Z0附加圈数，一般取Z0=1.53，此取Z0=2t绳圈节距(mm)，光面卷筒t=d，据文献起重机设计手册223表(14-5)，据d=14mm，得: t=16mm。L1双联卷筒中间不切槽部分的长度，据文献起重机设计手册213表(14-2)，据起重量Q=10t，得: L1=A=185mmD0卷筒直径，卷筒直径加上钢丝绳直径，D0=D+d=400+14=414mm。 得：取L=1500mm；卷筒壁厚:钢卷筒 =0.02D+（610）=0.02400+（610）=1418mm取=15mm卷筒墙壁压应力验算 (Mpa) (2-5)式中： Smax 钢丝绳最大静拉力 Smax=17290N； 卷筒壁厚=15mm=1510-3m； t卷筒绳槽节距t=16mm=1610-3m；得 许用压应力 (Mpa) 钢卷筒得： 故抗压强度足够；3D=3400=1200mmL=1514mmL3D当验算由弯曲和扭转产生的复合应力，卷筒受力如图（2-4）所示 图2-4 卷筒受力简图卷筒的最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时 式中：MF卷筒受到的最大弯矩(N.m)卷筒抗弯截面系数D卷筒槽底直径D=400mm根据Q=100t 知D1=370mm 许用应力，对于钢卷筒，由此可画出简图如图（2-5）图2-5 卷筒简图43湖南工业大学科技学院毕业设计（论文）第3章 电动机及其机构运算3.1 选择电动机（1）电动机所需工作功率：而=KW 根据工作机的类型，可取工作机效率：w=0.96 传动装置的总效率：由机械设计课程设计查表10章表10-2机械传动和摩擦副的效率概略值，确定各部分效率为：联轴器效率，滚动轴承传动效率（一对），闭式齿轮传动效率，代入得：a=0.886n=r/min=127.39r/min两极圆柱齿轮减速器一般传动比范围为840，则总传动比合理范围为=840,故电动机转速的可选范围为： n=(840)127.39r/min=10195096r/min符合这一范围的同步转速有1500r/min和3000r/min.而3000r/min不常用由 式中： PQ起升载荷，是抬起升重物的重力PQ=Q+G0=(10000+219)9.8=10.0146104(N) Vn起升速度 Vn=7.5m/min起升机构的总效率，（包括减速器、卷筒和滑轮组的效率）采用齿轮减速器，一般取=0.90得: 桥式起重机的使用工况较接近S3、S4、S5，根据Nj和JC=25%，由起重运输机械225表4，初选电动机为三相异步电动机，型号为JZR2-42-8，JC=25%，CZ=5J允许输出功率N=16KW据起重机设计手册711查表(33-1)，据N=16KW，选电动机型号为82号，转速nd=715r/min，电动机额定输出功率NeNeK电Nj(KW) 式中：K电载荷系数，根据电动机型号为JZR，起重机工作特性为中级起重机，取K电=0.8-0.9，K电=0.8得： NeK电Nj 0.80.8714.739.6KW取: Ne=9.6KW据功率N=14.3KW，N11KW，取力矩过载系数=2.8。由起重运输机械249附表4，电动机型号为YZR315M-8知飞轮矩GD2=1.46 (kgm2)得： 式中： 电动机的转速（r/min）卷筒的转速卷筒的卷绕直径=414mm=4.14mm3.1.1验算电动机发热条件由：式中： 电动机的转速（r/min）卷筒的转速卷筒的卷绕直径=624mm=6.24mm疲劳基本载荷： 式中： 载荷系数，=1/2(1+) 载荷系数，一般在1-2内； =1+0.70Vn=1+0.7(10/60)=1.1167 =1/2(1+)=1/2(1+1.1167)=1.05833； Me电动机额定力矩相对于M4工作级别的功率：折算成M6时的功率：Nm6= M41.124-6 =99.0571.124-6=78.967(Kw)3.1.2电动机过载验算由起重运输机械106式(6-6) H系数，绕线型异步电动机取H=2.1基准工作制时，电动机力矩允许过载语数的课证值，由以前计算可知：=2.8Ne基准工作制时，计算中知:NeNe 过载验算通过综上可知，电动机验算通过3.2 运行机构电动机的选择（1）电动机静功率：式中 满载运行时静阻力； m=1驱动电动机台数。初选电动机功率：式中 电动机功率增大系数，由起重机运输机械中表7-6查得 。 查机电传动控制表33-6选用电动机JZR-12-6:；电机重量。（2） 验算电动机发热条件等效功率：式中 工作类型系数，由起重机运输机械查得，当JC%=25时，k=0.75。由起重机运输机械按起重机工作场所得查得。由此可知，故初选电动机发热条件合适。3.2 减速器的选择卷筒的转速n=减速器的总传动比 据文献2，349表(21-6)，据nd=715r/min i=41.3, Nm6=11.78 KW,初选减速器为ZQ500II3CA ，得：高速轴许用功率为12KW，公称传动比i=40.173.3 验算起升速度和实际所需要功率实际起升速度 起升速度误差： 速度误差一般不超过4%因为 =2.8% 所以在范围之内所以减速器速度误差验算通过由文献起重机设计手册 347表(21-5)，知减速器高速轴输出端直径d=50mm L=85mm3.4 校核减速器输出轴强度据文献起重机设计手册100式（8-35）最大径向力： 式中:G筒卷筒重量，文献起重机课程设计236表14，估计为G4.56KNR减速器输出轴容评最大径向载荷，根据文献起重机设计手册353据减速器型号为ZQ500II3CA，nd=715r/min取 R=20500公斤=20500N所以：Pmax=19570NR=20500N由文献起重机设计手册100式8-36：最大力矩： =(0.70.8) 电动机最大力矩倍数，=2.8据文献起重机设计手册94，电动机额定力矩减速器传动效率，文献起重机设计手册92表(8-9)，对圆柱齿轮减速器传动 =0.95Mmax=0.72.821840.170.95=18635(N.m)M减速器输出轴允许最大扭矩，据文献起重机设计手册P349，据减速器型号为ZQ500II3CA，N=715r/min.得：M=26500公斤.米=26500N.m综上所述，所选减速器能满足工求。3.5选择制动器据文献起重运输机械106式（6-9） 式中:i制动器传动比起升机构的总效率，为减速器的效率得： 由文献起重运输机械109式（6-29） Kz动安全系数，一般取Kz=1.75，Mez选制动器能额定制动力矩（N.m）由文献起重机设计手册300表(18-9)，据，初选制动器型号为YWZ400/45,其，制动轮直径D=315mm，重量G=23.6公斤3.6选择联轴器联轴器由文献起重运输机械110 式(6-31)， 式(6-32) n联轴器安全系数，对起升机构，n=1.5刚性动载系数，=122.0，取=1.5相应于jc值的电动机额定力矩换算到该联轴器上的力矩由文献起重机设计手册281表（175），由由，选联轴器型号为CL3，带制动轮D=300mm的齿轮联轴器，连接减速器与浮动轴允许的最大扭矩为315公斤.米=0.42公斤.米2，选一个半齿轮联轴器联接电动机与浮动轴，由文献起重机设计手册282表（176），选联轴器型号为CLZ3，允许的最大扭矩为315公斤.米，JL2=0.1085kg. ,浮动轴直径为d=45mm,L=85mm。3.7验算起动时间由文献起重运输机械108式(620) C由文献起重运输机械107可知：C=0.105J满载起升时换算到电动机轴上的总转动惯量，+(1.11.2)J1J1高速轴上各旋转零件转动惯量的总和J1=Jd+JLJd电动机转子的转动惯量，由起重运输机械108知： Jd= J1Jd+JL=8.5+0.45+0.1085=9.055(kg,) Mq电动机的平均起动力矩由起重运输机械106表（63）知三相交流绕线型 Mq=1.8MeMe电动机的平均起动力矩，由起重机设计手册P24 得： 由文献起重运输机械106式（69）3.8运行系统计算3.8.1选择车轮与轨道并验算其强度小车运行机构计算经比较后，确定采用如图3-1所示的传动方案。 图3-1小车运行机构简图车轮最大轮压：小车质量后计取G= 4000kg轮压均布： Pmax=1/4(Q+G)=1/4(10000+4000)=3500kg=35000N车轮最小轮压： Pmin=1/4G=1/44000=10000N由文献起重机课程设计239附表17知：运行速度40.8m/min1.6工作级别为中级时，车轮直径取D=350mm，轨道型号为18kg/m，(P18)的许用轮压为3.49tPmax=3.5t根据GB4628-84规定，由小车直径系列值初选车轮直径DC=315mm强度验算：按车轮与轨道为线接触及点接触两种情况，验算车轮接触强度，车轮疲劳计算载荷车轮材料，由文献起重运输机械64表(4-4)，取C1=0.96取: ZG340-60，S=340Mpa,b=640Mpa.由文献起重运输机械64式(4-12) ：线接触疲劳强度计算： (N) C1转速系数 C2运行机构工作级别系数，由1表5-4，由M5取C2=1K1与车轮材料有关的许用线接触应力常数，由b=640Mpa，由文献起重运输机械64表4-6取K1=6.0L车轮与轨道有效接触长度 由文献起重机课程设计246附表(2-2)，轨道P43，取L=b=46mm=因 为 PCPC 所以点接触强度验算通过综上所知，车轮与轨道合适。3.8.2运行阻力计算 D由文献起重机课程设计242附录19知小车车轮组主动车轮组中315知轴承型号为7518，由文献机械零件设计手册209得内径d=90mm，外径D=157.5mm，平均值K滚动磨擦系数，由表7-17-3，知k=0.0005mmu车轮轴承的摩擦系数，u=0.02附加摩擦阻力系数，由文献起重运输机械114知=2.0.Mm=(1000+4000)(0.0005+0.020.125/2)2=490N.m运行摩擦阻力： 当无载时：3.8.3选电动机电动机静功率： Pj= Pm=888.9NM电动机个数 m=1初选电动机功率： N=KdNj=1.152.59=2.98KWKd电动机功率增大系数，由起重运输机械表（7-6），由运行速度为40.18m/min，滑动轴承取Kd=1.15，由附表30选电动机型号为JZR2-12-6，Ne=3.5KW, n1=910r/min,(GD2)d=0.142kgm2,电动机质量Gd=80kg3.8.4验算电动机发热条件由文献起重机设计手册95式8-26a： 由文献起重机课程设计96表（8-14）知机构t起/ t2值大约为0.3-0.4，据文献起重机课程设计97式（8-36），求出V25=0.88，N25=0.751.122.59=2.18KWN25=2.18KWNe=3.5KW所以电动机发热校核通过。3.8.5选择减速器车轮转速: 机构传动比： 由文献起重机课程设计275附表40选用ZSC-400-I-2减速器，I=22.4，N中级=2.8KW，输入轴转速为1000r/min,NxN中级。3.8.6验算运行速度和实际所需功率运行速度误差：合适。实际所需电动机等效功率3.8.7验算起动时间起动时间： m电动机个数，m=1满载运行时折算到电动机上的运行静阻力矩，空载运行时折算到电动机上的运行静阻力矩初步估算制动轮和联轴器的飞轮矩为：(GD2) +(GD2)Z=0.26kgm2机构总飞轮矩： C(GD2)L=1.45(0.142+0.26)=0.466 kgm2满载启动时间：空载启动时间： 由起重运输机械表7-6查得，当Vc=45m/min=0.75m/s时，tp推荐值为5.5S，tp(Q=Q)tp,故所选电动机能满足快速启动要求3.8.8按启动工况校核减速器功率起动状况减速器的功率：式中： 为计算载荷m运行机构中，同一级传动的减速器个数m=1所以减速器 N中=2.8KWN所以减速器过载能力较强合适。3.8.9验算不打滑的条件因室内使用，故不计风阻力及坡度阻力矩，只验算空载及满载运动时两种工况，空载起时主动车轮与轨道接触处的圆周切向力：式中：P1所有主动车轮轮压之和P2所有从动车轮轮压之和k、u、d、同运行阻力计算中取值一样车轮与轨道的摩擦力： F(Q=0) =P1f =20000.2=4000NMc=56.1N.m，飞轮矩，(GD2)2=0.09kg., 质量GL=5.9Kg高速轴端制动轮：根据制动器为YWEs200/23 由文献起重机课程设计238附表16 选制功能直径Dz=200 ，圆柱形轴孔d=35, L=80，飞轮矩(GD2) =0.2kg, 质量GD=10 kg以一联轴器为制动轮飞轮矩之和：(GD2)2+(GD2)z=0.209 kg.与原估计0.26kg.基本相等，故以上计算不需修改3.8.12选择低速轴联轴器低速轴联轴器计算转矩：可由前节的计算转矩Me，求出:由文献起重机课程设计242附表42，选用两个GICLZ5鼓形齿轮联轴器，主动端d1=60, L=85，从动端d1=65, L=85由前节已选定车轮直径Dc=315 ，由文献起重机课程设计242附表19，350车轮组，取车轮安装联轴器处直径d=65, L=85，同样选两个GICLZ5鼓形出轮联轴器，主动端：d1=60, L=85，从主动端：d2=65, L=853.9 制动器的设计计算3.9.1 主要尺寸已知制动力矩制动轮直径： 式中 ；由起重机运输机械 表4-2查得 制动轮和制动瓦块间的摩擦力： 制动瓦和制动轮间的正压力： 制动瓦宽度： 取3.9.2 选电磁铁确定制动轮和制动瓦块的间隙：令 ，则电磁铁所做的功： 从起重机设计手册4表37-1，选用MZD-300电磁铁，电磁铁的转矩，回转角，推杆行程（制动杆位移），力臂，在时，（由转矩及回转角求出：），衔铁的重力转矩 电磁铁吸力： 3.9.3 制动臂尺寸制动臂的力臂之比： 根据构造取 ，则 制动瓦块与制动轮的实际间隙： 结构如图3-2图 3-2 短行程块式制动器计算图3.9.4 主弹簧的设计计算主弹簧的计算载荷： 主弹簧的极限载荷： 弹簧钢丝直径： 式中 ；（表6.1）；，材料用60Si2MnA取弹簧钢丝直径： 弹簧平均直径（图3-3）： 弹簧完全压紧时的长度： 取 弹簧的总圈数： 为使弹簧稳定，两端各有0.75圈磨平的不工作圈，所以工作圈数：图 3-3 主弹簧图弹簧的螺距： 弹簧在工作状态下的长度： 弹簧在工作状态下螺旋的间隙： 通常采用的最小间隙： 因 ，故可。在开闸时弹簧的最小长度： 在开闸时弹簧所受的力： 因弹簧所受的力实际上为一常数，所以不必按疲劳计算。3.9.5 销轴计算图 3-4所示为连接制动臂和底架的销轴图 3-4 制动器制动臂下销轴销轴的水平载荷： 销轴的垂直载荷： 合成载荷： 销轴材料为45号钢调质，。制动臂用ZG35铸造。销轴直径采用 。其支承长度 （图6.3）销轴承受的单位面积压力： 销轴的桥度计算载荷： 式中 考虑制动器冲击载荷的动力系数：对于液压推杆式操纵的制动器，；对于长行程制动器，；对于短行程制动器，。销轴的最大弯距： 弯曲应力： ， ， 可用。3.9.6 制动臂的计算制动臂的结构尺寸，一般根据标准查出，结构如图3-5 .图 3-5 制动臂由图3-5可知制动臂的危险断面应为A-A及B-B断面，故应验算此两断面上的应力1、求A-A,B-B断面上所受的弯曲力矩： 式中 制动臂端之上闸力2、 求A-A,B-B截面的重心，截面系数及惯性矩：A-A截面重心距底面高： 求惯性矩及截面系数： B-B截面重心距底面高： 求惯性矩及截面系数： = 3、 在A-A，B-B截面上产生的应力： 而许用应力（对于制动臂取）： 故安全表3-1 修正系数k和比值C比值45681012曲度系数k1.251.191.141.101.101.10钢丝直径d0.3235612比 值 C51241049 第4章 小车车架的结构分析4.1 小车车架的型式小车架是支承和安装起升机构与小车运行机构的机架.在设计时,要求有足够的强度和具有一定的刚度,重量轻,制造方便.因它是重量较大的一个部件,所以在保证强度、刚度足够的前提下，减轻它的重量，对于降低小车轮压、减轻桥架负载和节约钢材方面都具有一定的意义。小车架的型式，有铸造的，铆接的和焊接的三种。1、铸造的小车架铸造的小车架特点是，在铸造的同时，将轴承座和件速器的箱壳都铸成一体。其具有架子坚固、孔的制造准确，工作时轴承座不易移动和变位等优点。其缺点是铸造和加工比较麻烦，而且比铆接的或焊接的车架重。因此设计是很少使用。2、铆接的小车架铆接的小车架和铸造的小车架相比，由于有重量轻的特定，曾被大量采用，但由于其坚固性差设计时也很少使用3、焊接的车架焊接的车架由型钢（槽钢、工字钢、角钢）和钢板焊接而成。对于较小起重量（）的起重机，车架可全由型钢焊接成；对于起重量稍大的起重机（1015t）可用型钢和钢板焊接成；起重量更大时，因型钢尺寸的限制，则全用钢板焊接成。型钢的钢度较好，但受规格数量的限制，所以有时起重量较小的小车架也有全部用钢板焊接成的。制造小车架所用的型钢和钢板一般均用Q235号钢。采用高强度的钢材制造小车，虽可以减轻重量，但因此而过分地降低小车架的刚度是不适宜的。根据前文对小车部件的设计计算，得出小车的轮压范围及各个部件的重量，再根据所制造小车起重量为10t得出小车架用型钢加钢板焊接成。4.2 小车架结构小车架的主要受力构件有：两跟顺着小车轨道的纵梁，数跟与之想垂直的横梁（图4-1）。纵梁支承在车轮的轴承上；横梁与纵梁焊接在一起形成一钢性整体。在纵梁与横梁上边焊有钢板，构成小车架的台面。为了安装方便，台面上在安装电动机，件速器、制动器和轴承座的地方焊有垫板。为简化小车架的加工，使这些垫板加工面布置在同一平面上（水平平面）。在小车台面板下边，还焊上一些加强板，一增强安装部件的局部钢度。1-纵梁 2-横梁图4-1 小车架主要构件在小车架纵梁两端，有弯曲的下盖板1（图4-2）；在它上边焊有垫板2，此垫板是用于安装车轮的角形轴承的。垫板的四面都要加工；侧面的宽度与角形轴承箱的凹槽相配合。垫板要有足够的厚度