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大红 10 桥式起重机 装置 设计 CAD

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大红鹰,10T桥式起重机起升装置设计(带CAD图）,大红,10,桥式起重机,装置,设计,CAD

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分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)10T桥式起重机起升装置设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级13机自1班姓 名杨凯学 号1322360331指导老师李华 2017 年 3 月 31 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）10T桥式起重机起升装置设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日摘 要 桥式起重机由桥架、小车运行机构、大车运行机构和电气设备构成。桥式起重机是一种提高劳动生产率重要物品搬运设备，主要适应车间物品搬运、设备的安装与检修等用途。在系统整体设计中采用传统布局的典型结构，小车运行机构采用集中驱动。起升机构滑轮组采用双联滑轮组，重物在升降过程中没有水平移动，起升过程平稳，且钢丝绳的安装和更换容易。相应的卷绕装置采用单层卷筒，有与钢丝绳接触面积大，单位压力低的优点。在起升机构中还涉及到钢丝绳、减速器、联轴器、电动机和制动器的选择等。小车运行机构中涉及小车轮压计算、小车车轮、小车轨道、减速器、联轴器、电动机和制动器的选择计算等。关键词：桥式起重机；起升机构；小车运行机构；大车运行机构,驱动装置；起升运行IIIAbstractBridge crane from the bridge, the car and cart mechanism and electrical equipment. Bridge crane is a kind of important equipment to improve labor productivity, mainly to adapt to the workshop goods handling, equipment installation and maintenance. In the overall design of the system, the traditional layout of the typical structure of the car running mechanism using centralized drive. The pulley block of the lifting mechanism adopts a double pulley block, and the weight is not moved horizontally during the lifting process. The corresponding winding device adopts a single-layer drum, which has the advantages of large contact area with the steel wire rope and low unit pressure. The hoisting mechanism is also related to the selection of wire rope, reducer, coupling, motor and brake. The trolley running mechanism involves the calculation of the trolley wheel pressure, the trolley wheel, the car track, the reducer, the coupling, the motor and the brake.Keywords:overhead traveling crane; hoisting mechanism; running mechanism of the trolley; trolley running mechanism, driving device; hoisting operationV1目录摘 要IIIAbstractIV目录V1 绪论11.1 课题的目的及意义11.2 桥式起重机分类21.3起重机的工作原理41.4起重机的主要结构41.5国外起重机的特点和发展趋势51.6国内起重机的发展动向62 起升机构主要部件的设计计算82.1主要参数82.2确定起升机构传动方案82.3 确定滑轮组102.4 吊钩的设计122.4.1 吊钩主体结构的主要尺寸的计算122.4.2 吊钩强度验算132.4.3 吊钩弯曲部分断面A-A强度验算132.4.4 吊钩弯曲部分断面B-B强度验算142.4.5 吊钩横轴的计算162.5滑轮组的设计计算162.5.1滑轮结构形式及相关尺寸的确定162.5.2 滑轮直径的确定172.5.3 吊钩组上滑轮轴的计算172.5.4 滑轮轴承的选择计算182.6 卷筒的计算192.6.1 卷筒材料192.6.2 卷筒直径计算192.6.3 卷筒长度202.6.4 卷筒壁压应力验算203 起重机起升装置设计223.1 力矩的计算223.2 电动机的选择263.3 减速器的选择273.4 起升速度和实际所需功率283.4.1 实际速度283.4.2 实际功率293.5 制动器的选择293.6 起升和制动时间验算303.6.1 起动时间验算303.6.2 制动时间验算313.7 高速浮动轴的计算313.7.1 疲劳计算313.7.2 强度验算333.8 联轴器的计算与选用33结 论35参考文献36致 谢38V1 绪论1 绪论1.1 课题的目的及意义 物料搬运成了人类生产方面的不可以缺少的一块儿，距今已经发展了好几千年。随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用越来越大 ，要求也越来越高。起重机正经历着一场巨大的变革。大型化和专业化、模块化和组合化、轻型化和多元化、自动化和智能化、成套化和系统化以及新型化和实用化是这场变革得主题。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，过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。起重机械是现代工业企业中实现生产过程机械化、自动化、减轻繁重体力劳动、提高劳动生产率的重要工具和设备，提高劳动生产率以及增强市场竞争力。而起重机是现代工业在实现出产过程机械化、自己主动化，改善物料搬运前提，提高劳动出产率必不可少的重要机械设备。它对于发展国民经济，改善人们的事物、文化生活的需要都起着重要的作用。随着经济建设的迅速发展，机械化、自己主动化程度也在不停提高，与此相适应的起重机技能也在高速发展，产物种类不停增加，使用规模越来越广。一些企业由于没有起重机械，不仅工作效率低，劳动强度大，甚至难以工作。高层建筑的施工，上万吨级或几十万吨级的大型船只的建造，火箭和导弹的发射，大型电站的施工和安装，大重件的装卸与搬运等，都离不开起重机的作业。门式起重机作为物料搬运机械中的最主要的一种，在各行各业中得到广泛的应用，龙门起重机起重范围可以从几吨到几十吨甚至几百吨，在机械制造、冶金、钢铁、码头集装箱装运等行业都必须有龙门起重机。1.2 起重机几种分类 1.通用桥式起重机1）抓斗桥式起重机抓斗桥式起重机的配置为抓取 ，用钢丝分别联系抓取起升、起升结构、开闭结构。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结构以外，其构成等与通用吊钩式起重机相同。2）电磁式起重机电磁式起机的基本构造与吊式起重机相同，区别在挂1个直流起重磁铁，用来吊运具有导磁性的金属。通常是经过设在桥架走台上发电机或装在司机室内，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。3）通用吊钩式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。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。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固定式电动葫芦装在小车上作起升机构，小车运采用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。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。桥架的结构主要有箱形结构，空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等，5-80 吨中小起重量系列起重机一般采用箱形结构，且为保证起重机稳定，选择箱形双梁结构作为桥架结构。为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。箱形双梁桥架具有加工零件少，工艺性好，通用性好等优点。桥架结构应根据其工作类型和使用环境温度等条件，按照有关规定来选 用钢材。桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。最基本形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机基本上都是在通用吊钩桥式的基础上派生发展出来的。1.3起重机的工作原理 起重机(Crane)，是一种作歇性循环运动械。一个循环包括：装置把物品抓起然后平移到指定点放下品，装置回到原点，方便进行下一次工作。门式起重机整体运行在一定长度的轨道上，由操纵室控制，由大车运行机构执行，可控制起重机整体的横向前后移动。小车是运行在横梁上的，由操纵室控制，可以实现小车在主梁上的纵向移动。在主梁的小车上，电动机通过联轴节与减速器的高速轴相连。机构工作时，减速器的低速轴带动卷筒，将钢丝绳卷入或放出，经过滑轮系统，使吊钩实现上升或下降。机构停止工作时，制动器使吊钩连同货物悬吊在空中，吊钩的升降靠电动机改变转向来达到。1.4起重机的主要结构 起重机主要包括起升机构、运行机构、金属机构等，1.5国外起重机的特点和发展趋势（1）重点产品大型化，高速化和专用化。 由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高。现在世界最大的履带起重机起重量高达 3000t ，最 大 的 桥 式 起 重 机重量为1200t，最快运行速度为350m/min，堆垛起重机级最快运行速度可达 240mmin，废物处理起重机的起升速度达100mmin。（2）系列产品模块化、组合化和标准化模块设计代替传统的整体设计，将起重机功能差不多相同的零件，有相同联接要素和相互替换的标准模块，通过不同的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。 （3）通用产品小型化、轻型化和多样化有很多的起重机是通用的，工作不是很复杂。这类起重机量多、作用广，考虑综合使用，要求起重机尽量轻便。（4）产品自动化和智能化以及数字化 起重机的创新和发展，在很大程度上取决于电气传动控制的改进。将机械技术和电子技术相辅相成，将先进的光缆技术、液压技术、大型高效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。（5）产品组合成套化、集成化和柔性化 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。（6）产品构造新型化、美观化和实用化 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。采用各种启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。1.6国内起重机的发展动向加入世贸组织后，虽然国 内市场(特别是配套件) 将受到较大冲击，但同 时也给我们带来新技术的应用，使国内主机和配套件企业更清晰认识到差距，更多地了解国产产品存在的致命问题，必将引导主机和配套件企业的技术创新和技术进步。国内工程机械产品近几年来随着技术的提高，但是在工程起重机这一方面跟其他国家还存在差距，今后的发展主要表现在如下几个方面：整机性能； 高性能；电液比例控制和智能控制显示； 操作更加便捷；高度、承载量。52 起升机构主要部件的设计计算2 起升机构主要部件的设计计算2.1主要参数起重量：10t；起升高度：10m；桥架跨度：16.5m；起升速度：7.5m/min；小车运行速度：40m/min；大车运行速度：90m/min；小车估计重量4t；起重机估计重量16t；工作类型为中级；2.2确定起升机构传动方案起升机构的设计应该确保满足起重机的主要工作性能，要合理选择机构型式，要使机构工作可靠，结构简单，自重轻和维修保养方便等。 起升机构的传动方案大体可分为闭式传动和开式传动。 （1）闭式传动在电动机和卷筒之间，大多数情况采用传动效率高的圆柱齿轮减速器，而蜗轮减速器由于传动效率低，除特殊环境采用外，一般较少应用，如图2-1所示。图2-1 开式传动 （2）开式传动在电动机和减速器之间，除减速器外还有开式齿轮传动，这种构造类型适用于起升速度较低的情况，如我国生产的大型桥式起重机（Q80t）的起升机构多采用这种型式，由于开式齿轮传动适用于圆周速度较低的情况，因此都将其放在靠近卷筒的最后一级传动中，以保证正常工作。综合以上观点，又考虑到本课题的主要参数，选用传动效率高的闭式传动，如图2-2所示。图2-2闭式传动起升方案 1-电动机；2-带制动轮的全齿联轴器；3-制动器；4-减速器；5-全齿联轴器；6-轴承座；7-卷筒；8-带制动轮的半齿联轴器；9-浮动轴；10-半齿联轴器；11-减速器；12-制动轮 起升机构的设计计算主要包括：根据总体设计要求选择合理的结构型式，并确定机构的传动布置方案；按给定的整机主要参数（最大额定起重量、起升高度、起升速度等）确定起升机构参数，并确定机构各部件的结构类型和尺寸；以及机构动力装置的选择计算等。 起升机构的起重零部件的选择计算主要包括：吊钩、起升机构滑轮组倍率、起重钢丝绳、滑轮与卷筒。起升机构的布置如图2-3所示： 图2-3 起升机构布置方案2.3 确定滑轮组 吊钩分单钓和双钓，一般场合采用单钓，当起升重量较大时宜用双钩，根据10t其升重量选择单钩。吊钩材质以低碳合金钢或碳素结构钢为主。查标选用G13，自重99KG. 滑轮组分为单联滑轮组和双联滑轮组。单联滑轮组工作时，重物在垂直位移的同时，还会产生水平位移，将对卷筒支承造成附加载荷，而双联滑轮组在工作时重物无水平位移，当两边钢丝绳拉力有差别时，可以自动均载负载。故根据起升重量要求，选用双联滑轮组。如下图所示： 2-4.1双滑轮组 2-4.2单滑轮组 图2-4 滑轮组简图按，查文献8表（2-1）选滑轮组倍率，承载绳分支数：。查文献2选图号为G15吊钩组，得其质量：，两动滑轮间距。 若滑轮组采用滚动轴承，当滑轮组倍率时，查文献8表(2-1)得滑轮组效率。 刚丝绳所受最大拉力 (2-1)式中 取物装置重量（kgf）； a滑轮组形势的系数，当为单滑轮组时 a=1； 双滑轮组时 a=2； 滑轮组的效率，可查表可得为 0.985 查文献8表（2-2）得为中级工作类型，中级工作类型（工作级别）时安全系数。 表2-1钢丝绳滑轮组效率轴承形式滑轮组效率滑轮组倍率23456810滑动0.9750.950.9250.900.880.840.80滚动0.990.9850.9750.970.960.9450.915 表2-2钢丝绳安全系数n和轮绳直径比e钢丝绳的用途起升和变幅用工作类型轻级5.02016中级5.52518重级6.030352025钢丝绳的破断拉力总和 (2-2) 式中 为钢丝绳所受最大拉力；查文献1选用瓦林型纤维芯钢丝绳，钢丝公称抗拉强度，光面钢丝，右交互捻，直径，钢丝绳最小破断拉力，标记如下：钢丝绳: 14NAT619W+FC1770ZS10867.4GB/T8918-19962.4 吊钩的设计由文献3选择一个锻造单面吊钩,钩号为，材料采用号,吊钩如2-5图所示： 图2-5吊钩2.4.1 吊钩主体结构的主要尺寸的计算根据文献3当选择吊钩类型为直柄号吊钩，由文献5表所得。 吊钩螺母最小工作高度查文献4选M56螺母： mm (2-17)考虑设置防松螺栓，实际取螺纹高度：。螺母外径：mm (2-18)取。2.4.2 吊钩强度验算吊钩轴的颈部螺纹M56处拉伸应力： (2-19) 式中螺纹内径，由文献4查得，； 动力系数，由文献4查得。由文献6查得等级，安全系数，材料号钢，由文献6查得，故，故满足强度要求。2.4.3 吊钩弯曲部分断面A-A强度验算 其受拉力，偏心力距，由 (2-20)式中 得出：。MPa (2-21) MPa (2-22)因为,故满足强度要求。其应力分布如图2-6所示。 图2-6 吊钩弯曲处应力分布2.4.4 吊钩弯曲部分断面B-B强度验算系物绳张力一侧：kg (2-23)图2-7 钢丝绳一侧受力由上图2-7钢丝绳受力图可得：kg (2-24)MPa (2-25) (2-26)故满足强度要求。因为B-B断面尺寸按理当比断面小，但由于断面有强烈的磨损，一般取与断面相同的尺寸。（9）吊钩拉板强度计算拉板结构尺寸如下图所示，断面AA受拉伸应力，计算如下：，其中为拉板厚度,因拉板材料为A3钢，查表得屈服极限：；取安全系数n=1.7，则许用拉伸应力为： 因： mm因轴孔要受挤压应力，则有：取安全系数n=3.5，则有： 由上可得： 取。拉板结构图2-8如下：图2-8拉板结构图如图所示：12.48mm，n=3.5，5.43mm，b=200mm，d=120mm，h=100mm。2.4.5 吊钩横轴的计算由文献1可知，横轴两侧拉板的间距是由滑轮之间尺寸所决定。横轴可做为一简支梁来进行强度计算。横梁的计算载荷如图2.11(a)： (2-28)式中由文献1查取动载系数。 横梁的最大弯矩： (2-29)中间断面的截面模数如图2.11b： (2-30)2.5滑轮组的设计计算2.5.1滑轮结构形式及相关尺寸的确定 根据所需设计桥式起重机性能要求，采用铸钢滑轮，其强度和冲击韧性好，材料选：2G230450。图2-9滑轮结构2.5.2 滑轮直径的确定 普通滑轮直径的选择：，查表选取D=630mm。式中：h与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，查表取h=22.4 d钢丝绳直径，d=20mm平衡轮直径的选择：。2.5.3 吊钩组上滑轮轴的计算（1）吊钩装置简图2-10如下：L=475mm，L1=78mm，L2=112mm，L3=95mm图2-10 吊钩滑轮轴（2）滑轮轴可简化为简支梁，认为作用四个集中载荷受力情况图如下：图2-11简支梁受力图图2-12简支梁弯矩图如图，可得：=70.2KN，=10951.2。弯曲应力为：滑轮轴材料为45钢， 则有： ，查手册选取 d=130mm， ，材料45钢，d=130mm。2.5.4 滑轮轴承的选择计算 轴承的圆周速度： (7)工作转数： 每个滑轮中均采用两个径向滚动轴承，根据滑轮组的选择，查表选用6226型轴承。查表得，额定静载荷：；额定动载荷：。所选轴承的验算： (8)式中：寿命系数，取=2负荷系数，=1.5速度系数，=0.95温度系数，=1因为 ()，故验算通过。轴承径向负荷：=39KN由于，e，因此有。2.6 卷筒的计算2.6.1 卷筒材料 一般用不低于HT20-40的铸铁，特殊需要的可用ZG25，ZG35铸铁。铸钢卷筒由于成本高，并且限于铸造工艺，壁厚并不能减少很多，因为很少采用。重要卷筒可用采用球墨铸铁。大型卷筒多用A3，16Mn钢板卷成筒形焊接而成，焊接卷筒特别适宜用于单件生产，可以降低自重。 2.6.2 卷筒直径计算 (2-4) 式中 为卷筒和滑轮的名义直径，即槽底直径（mm）； 为钢丝绳直径，即外接圆直径（mm）； 轮绳直径比，由表 （起重运输机械 表2-4）中查出为25； 卷筒的计算直径（钢丝绳缠绕圈截面中心直径）取。卷筒绳槽的大小从文献2查得槽距，。底槽的半径值为。2.6.3 卷筒长度 (2-5)式中起重机最大高度： ； 卷筒的计算直径：； 附加安全圈数，一般取圈：取； 绳槽节距：查文献2，取； 卷筒不切槽局部长度：吊钩滑轮的间距；取 。卷筒的壁厚： (2-6)取。2.6.4 卷筒壁压应力验算 (2-7)式中多层卷绕系数， 取单层则； 应力减小系数，考虑绳圈绕入时对筒壁应力有减小作用，一般可取； 钢丝绳最大静拉力，； 卷筒壁厚，； -绳槽节距，；将数值代入上式，得：。对铸铁卷筒HT20-40，则文献6查得其最小抗拉强度。许用压应力： (2-8) ，故卷筒压缩强度足够。 313 起重机起升装置设计3 起重机起升装置设计对于起升机构，在一个工作周期内，有两段工作时期和两段停歇时期。工作时期即起升物品和瞎讲物品时期；停歇时期即起升机构不工作而运行机构往返或旋转机构往返工作的时期。每一工作时期又分为起动，等速运转和制动三个阶段。图3-1 所示的是起升机构工作过程的速度-时间图解。速度的正值表示起升物品；速度的负值表示下降物品。机构计算主要就是计算上面所说的起动、平稳运动和制动三个阶段的力矩，以及在这些力矩的基础上进而选择电动机、减速器和制动器三种主要部件。以下结合典型起升机构简图讲诉计算方法。图3-1起升机构工作过程速度-时间图解3.1 力矩的计算零部件的计算与选择和力矩有关。如平稳上升阶段和上升起动阶段的力矩与选择电动机有关；而平稳下降和下降制动阶段的力矩又将决定制动器的选择。故以下着重讨论这四个阶段的作用力矩。 3.1.1 平稳上升阶段平稳上升就是等速起升载荷，这时卷筒上的载荷力矩为： (3-1)折算到电动机轴上的静阻力矩则为: (3-2) 式中 、分别为额定起重量（N）和取物装置（N）；卷筒直径；、滑轮组倍率、效率；、减速器传动比、效率；箭筒的效率，当用滚动轴承时，； 当用滑动轴承时，；起升机构总传动比值，其值 ；起升机构总效率，其值。对于齿轮传动，当用滚动轴承时，。3.1.2 平稳下降阶段平稳下降就是等速下降载荷，这时为了防止载荷自由下落，通常采用电动机的反接制动法，使载荷在控制速度状态下降。也就是用电动机产生的制动力矩（并考虑机构摩擦力矩的影响）来平衡有载荷所产生的的力矩。这时电动机所产生的制动力矩，也就等于当载荷下降时的静阻力矩，即 (3-3) 因机构摩擦力矩无法详细计算，只能按来考虑。上述与公式（3-2）的区别仅为所在位置不同，因为哦擦里方向永远与运动放心相反，这时他帮助制动，所以房子公式中的分子位置。在起升机构的停歇阶段，电动机已停止转动，而制动器则同时合闸。这时制动器所产生的制动力矩是用来克服起升机构的再喝自行下降的静阻力矩，故其值亦为。3.1.3 上升起动阶段在上升起动时，载荷由静止达到额定起升速度，其中必然要经过一加速过程。这时电动机除了要克服静阻力矩之外，还要发出额外的力矩以克服惯性力所产生的惯性力矩。故起动力矩应为： （3-4）式中起动时克服惯性力的总动力矩 使机构转动零件加速时（换算到第一轴上）的动力矩 使载重等直线移动的质量加速时（换算到第一轴）的动力矩 。计算： （3-5）一般计算时，令 式中 电动机转子的飞轮矩； 联轴器的飞轮矩。一般情况下，可取。计算：假定机构等加速度起动，则起动时平均加速度于是物品的惯性力应为： 在计算过程中，起升速度V的单位应用m/s；而的方向应与加速度的方向相反，亦即与重力的方向一致。因此，电动机在起动时为平衡物品惯性力所需的动力矩，可按与计算相似的方法进行计算，即 （3-6）因 式中为卷筒转速（rpm）。故 （3-7）将公式（3-3）、（3-5）、（3-7）代入公式（3-4）并加以整理，得 （3-8）上式中的值就是欲使载荷在秒内启东而夹在电动机轴上的起动力矩。但因电动机的起动力矩并非常量，故实际上是代表由上升起动到等速上升这段起动过程中的平均起动力矩。3.1.4 下降制动阶段如前所述，起升机构在上升制动阶段，因载荷力矩是帮助制动的，所需要的制动力矩不打，故一般可不计算。但在下降制动阶段则不然，惯性力矩与载荷力矩的方向是一致的，所需要的制动力矩最大，必须加以计算。这时，家在制动器轴上的力矩，除了要克服载荷的静阻力矩外，还要克服由运动质量的惯性力所产生的力矩。因此，所需要的制动应为：= （3-9）式中 制动时间3.2 电动机的选择3.2.1 电动机的功率确定起升机构静功率： (3-10)式中机构总效率是由三部分组成：滑轮组效率、卷筒效率和减速器效率，由文献3查得一般，取。电动机的计算功率： (3-11)式中 系数由文献1表3-1查得，对于级机构，。查文献1选用电机，其，电机质量。表3-1 起升机构值电动机形式起重机机构工作级别JZR2、YZR、JZRHM1M6级M7级M8级慢速（13m/min），经常满载的起重机0.750.850.850.951.01.10.91.0JZ、YZM1M6级0.9JOM1M4级1.93.2.2 验算电动机发热条件电动机的发热验算 (3-12)其中 由此，初选电动机能满足不过热条件。3.3 减速器的选择3.3.1 减速器传动比卷筒转速： (3-13)减速器总传动比： (3-14)式中 电动机额定转速； 卷筒转速；3.3.2 减速器的选取查文献1选用ZQ-60减速器，当工作类型为中级时，许用功率，质量，输入轴直径，轴端长度（锥形）。3.3.3 输出轴强度校核输出轴最大径向力Rmax (3-15)式中:卷筒上卷引起的载荷；卷筒及轴自重，由文献1估算；减速器输出轴端最大允许向载荷，由1查得。输出最大扭矩： (3-16)式中:电机轴额定力矩； 当时电机最大转矩倍数，由文献1查出； 减速器传动效率； 减速器输出轴最大容许转矩；所以： 由上计算，所选取减速器能满足要求。3.4 起升速度和实际所需功率3.4.1 实际速度验算货物实际速度： (3-17) 误差： (3-18)3.4.2 实际功率实际所需等效功率： (3-19)3.5 制动器的选择根据物体下降时的扭矩 由文献3查得选用：电力液压推杆制动器。参数： 制动直径； 制动力矩；配用推动器型号：； 电机功率；配用制动架型号：ZDJ-300/25Z。制动转矩： (3-20)制动器如图3.2所示： 图3-2 YWZ-300/25制动器3.6 起升和制动时间验算 3.6.1 起动时间验算机构起动和制动时，产生加速度和惯性力。如起动和制动时间过长，加速度小，要影响起重机的生产率；如起动和制动时间过短,加速度太大，会给金属结构和传动部件施加很大的动载荷。因此,必须把起动和制动时间(或起动加速度与制动减速度)控制在一定的范围内。起动时间： (3-21)式中电动机额定转速， (3-22)静阻力矩： (3-23)平均起动转矩： (3-24)所以 (3-25)通常起升机构起动时间为，此处小于，可在电气设计时，增加起动电阻，延长起动时间，故所选电动机合适。3.6.2 制动时间验算制动时间: (3-26)式中 (3-27)由文献1查得许用加速度，故：，符合要求。3.7 高速浮动轴的计算3.7.1 疲劳计算 由文献2查的起升机构疲劳计算基本载荷 (3-28)式中 动载系数，； 起升载荷动载系数（物品起升或下降制动的动载效应），由前节选定轴径，因此扭转应力： (3-29)轴材料用号钢，弯曲：， 扭矩：； 轴受脉动循环的许用扭转应力：式中 考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数； 与零件几何形状有关，对于零件表面有急过渡和开有键槽及紧配合区段，； 与零件表面加工光洁度有关，对于粗糙度为3.2, ； 对于粗糙度为12.5；,此处取； 考虑材料对应力循环不对称的敏感系数，对碳钢及低合金钢； 安全系数，。所以 。故 通过。3.7.2 强度验算 轴所受最大转矩： (3-30)最大扭转应力： (3-31)许用扭转应力： (3-32)式中 安全系数，。因为 ，故通过。浮动轴的构造如图3-3所示，中间轴径：，取。图3-3 高速浮动轴构造图3.8 联轴器的计算与选用高速轴联轴器计算转矩： (3-33)式中 电机额定转矩； 联轴器安全系数； 刚性动载系数，一般。由文献1查得电动机轴端为圆锥形,轴端，。从文献1查得减速器的高速轴端为圆锥形，。靠电动机轴端联轴器由文献1查得选用半联轴器，最大容许转矩值，飞轮矩，质量 。浮动轴的两端为圆柱形，。靠减速器端联轴器 由文献1查得选用带制动轮的半齿联轴器最大容许转矩值，飞轮矩，质量。为与制动器YWZ-200/25相适应，将联轴器所带制动轮。 结 论在最近的一段时间的毕业设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度本文所设计的是10T桥式起重机起升装置设计，通过初期的定稿，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最后，感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。参考文献参考文献1 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谢四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。本论文是李华老师的悉心指导下才能完成的。值此论文完成之际，谨向老师致以深深的感谢和崇高的敬意。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）任务书所在学院机械与电气工程学院专业机械设计制造及其自动化班级13机自1学生姓名杨凯学号1322360331指导教师李华题 目10T桥式起重机起升装置设计一、毕业设计（论文）工作内容与基本要求：主要任务与目标：1、毕业调研：完成文献综述、开题报告；2、英文翻译：认真查阅15篇以上专业文献，其中外文资料不少于2篇，并翻译一篇中文字符2000字以上的外文文献；3、对桥式起重机的起升机构进行研究，完成钢丝绳的选取及校核；完成卷筒的设计与选择；完成吊钩的选择、吊钩横轴确定；完成浮动轴、电动机、滑轮组的设计选择；完成减速器和制动器的选取及相关校核；编写设计说明书；4、完成毕业设计的其它工作（完成指导记录、资料上传网络设计平台、答辩PPT准备、资料装订整理）；主要内容与基本要求：1、了解了解桥式起重机的组成、工作原理及其发展趋势；2、完成桥式起重机起升装置的设