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摘 要
架桥机就是将预制好的梁片放置到预制好的桥墩上去的设备。架桥机属于起重机范畴，因为其主要功能是将梁片提起，然后运送到位置后放下。
本文讲述了AGJ80架桥机吊梁机构的设计，吊梁机构主要用于将预制好的梁片放置到预制好的桥墩上去。首先，通过对架桥机总体结构及工作原理进行分析，在此分析基础上提出了吊梁机构的设计方案；接着，对吊梁机构各主要零部件进行了选择与校核计算；然后，对结构梁进行了设计与强度校核；最后，通过AutoCAD制图软件绘制了本吊梁机构装配图及主要零部件图。
通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了起重机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。
关键字：架桥机，吊梁机构，横梁，设计
Abstract
The beam erecting machine is placed into the prefabricated prefabricated pier up equipment. Bridge crane machine belongs to the category, because its main function is to lift the beam, and then transported to the location after down.
This paper describes the AGJ80 bridge erecting machine sling girder structure design, hanging beam mechanism is mainly used for prefabricated beam placed into prefabricated bridge piers. First of all, through the bridge erecting machine, the overall structure and working principle analysis, this analysis is proposed on the basis of sling girder structure design scheme; then the crane beam mechanism of the major components of selection and checking calculation; then, on the beam structure were design and strength check. Finally, through the AutoCAD drawing software drawn the hanging beam mechanism assembly and major parts of the map.
Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; master the design method of hoisting machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software, for the future work in life is of great significance.
Keywords: Crane, Hanging beam mechanism, Beam, design
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2架桥机简介 1
1.2.1架桥机定义 1
1.2.2架桥机分类 2
1.3设计内容与要求 3
第二章 总体方案设计 4
2.1设计要求 4
2.2方案设计 4
2.2.1架桥机结构原理分析 4
2.2.2吊梁机构方案 6
第三章 主要零部件的选择与校核 7
3.1吊具的选择 7
3.2钢丝绳的选择 7
3.2.1钢丝绳种类 8
3.2.2钢丝绳选用 9
3.3滑轮的选择 10
3.4卷筒尺寸计算及校核 10
3.4.1卷筒直径 11
3.4.2卷筒尺寸 11
3.4.3卷筒壁厚 12
3.4.4卷筒臂的强度验算 12
3.5电动机的选择 12
3.6制动器的选择 12
3.7联轴器的选择 13
第四章 横梁设计与校核 15
4.1小车横梁 15
4.1.1受力分析 15
4.1.2校核计算 15
4.2起吊横梁 16
4.2.1受力分析 16
4.2.2校核计算 17
4.2.3连接处计算 19
总 结 22
参考文献 23
致 谢 24
第一章 绪论
1.1研究背景及意义
我国铁路桥梁施工起重运输设备主要包括架桥机、运梁车、提梁机、造桥机等。这些机械设备的共有特征是体型大、价格昂贵、设备制造周期较长，主要适用于铁路桥梁施工建设。因而，这些机械设备与其他常规的大型机械设备有较大区别，属于专用设备。架桥机就是将预制好的梁片放置到预制好的桥墩上去的设备。架桥机主要功能是将梁片提起，然后运送到位置后放下。但其与一般意义上的起重机有很大的不同。其要求的条件苛刻，并且存在梁片上走行，或者叫纵移。架桥机分为架设公路桥，常规铁路桥，客专铁路桥等几种。截至 2008 年底，国内架桥机保有量138台，运梁车137 台和提梁机75台，2010-2012 年国内 900吨级运架提市场总容量预计为 120 亿元。“十一五”末期，受高速铁路建设急剧升温影响，运架提设备需求量增幅较快。进入“十二五”计划后，我国铁路建设投资规模增长速度将保持平稳。根据截至2008 年末及2009 年度铁道部公布的各已开工高铁项目及其工期情况预计，“十二五”期间将是我国高铁建设投资力度最大、建设速度最快的时期，对铁路桥梁施工起重运输设备的需求量较大。
架桥机是高效铺设铁路线和高速公路的建设过程中大量桥梁施工不可缺少的架桥主要机械设备。近年来，《关于加快振兴装备制造业的若干意见》、《中长期铁路网发展规划》、《装备制造业振兴规划》等国家产业政策有效地带动了市场对铁路桥梁施工起重运输设备的需求，促进了我国铁路桥梁施工起重运输设备制造业的快速发展。国家产业政策的大力支持推动具有产品技术优势和鲜明经营特色的企业进一步发展壮大，有利于提升整个行业的技术水平、质量水平和盈利水平。同时，我国铁路桥梁施工起重运输设备制造业需求呈上升趋势，需求结构向重型化、高质量、高效率、多样化的方向发展。根据铁路中长期发展规划，我国铁路客运专线的大规模建设已经开始。武广客运专线、郑西客运专线、石太客运专线等已经陆续开工。在这些客运专线中，有着大量的梁桥群。公路建设预计到2020 年，将基本建成“五纵七横”约3.5 万公里的国道主干线及其它新增公路里程，预计到2025 年，我国公路总里程将达180 万公里，而在我国西部地区，现有公路密度小、等级低，为加速西部的开发建设，建设和改造公路的任务也非常大。因此，面对21 世纪，将有繁重的公路建设任务，同时，也将急需大量高生产率、高质量、高性能和成龙配套系列化的新型道路建设施工机械设备。因此不管是铁路建设还是公路建设架桥机已成为至关重要的施工装备。
1.2架桥机简介
1.2.1架桥机定义
架桥机就是将预制好的梁片放置到预制好的桥墩上去的设备。架桥机属于起重机范畴，因为其主要功能是将梁片提起，然后运送到位置后放下。但其与一般意义上的起重机有很大的不同。其要求的条件苛刻，并且存在梁片上走行，或者叫纵移。架桥机分为架设公路桥，常规铁路桥，客专铁路桥等几种。
1.2.2架桥机分类
在公路、铁路轨道上行驶、用于整跨架设小跨梁的桥梁施工机械。因其架桥工效高，在中国铁路桥梁标准设计中，多考虑以它架设为设计原则。其机身庞大，超出铁路运输限界，须解体运送，到达工地后，再组装使用。
中国常备的架桥机有三种，多用来分片架设钢筋或预应力混凝土梁。
（1）单梁式架桥机
桥梁施工机械之一，其吊臂为一箱形梁，向前悬伸，在其前端有一能折叠的立柱（由左右两脚杆组成）。该机可在空载状态下自行驶入桥位，再将前立柱伸直，支在前方桥墩上。当所架梁片（或整梁）沿吊臂移动时，吊臂接近简支梁状态。架桥时，该机可在空载状态下自行驶入桥位，须先将梁片利用特制龙门吊机从铁路平板车上转移到特制运梁车上，再将此运梁车和架桥机后端对位，用行驶在架桥机吊臂上的两台吊梁小车将梁片吊起，沿吊臂前行，到达桥位落梁。为适应曲线架桥，该机的吊臂能在水平面内作少量摆动。梁片就位方法与双悬臂式架桥机所用方法相同（移梁或拨道）。该机的优点是：取消平衡重，不再需要机车顶推，喂梁不需桥头岔线，机械化程度提高，安全性能有所改善。吊重130吨的胜利型架桥机即属此类。
（2）双悬臂式架桥机
桥梁施工机械之一，该型苏联使用较早。1948年引进时，其前后臂都用钢板梁，吊重有45吨和80吨两种。50年代，将双臂改为构架，吊重发展到130吨。
这类架桥机不能自行，需用机车顶推。其前臂用来吊梁，后臂吊平衡重，前后臂都不能在水平面内摆动。架桥时，常须用特制80吨小平车将梁片运到架桥机前臂的吊具之下（称为“喂梁”）才能起吊；为使调车作业方便，每需在桥头铺设岔线。架桥机将梁吊起后，轴重增大，而桥头的新建路堤比较松软，因此，对架桥机吊梁行车地段必须采取加固措施，如用重车压道，加插轨枕等。
（3）双梁式架桥机
红旗型架桥机和燎原型架桥机属此类,吊重也是130吨。其吊臂是由左右两条箱梁组成，两梁贯通机身并向前后端伸出。在两端都有各由两腿杆组成的折叠立柱。红旗型两梁的中距为3.4米,燎原型的则为4.8米。横跨两条箱梁有两台桁车,能沿吊臂纵向行驶。吊梁小车置于桁车上，能沿桁车横向行驶。待架的梁片（或整梁）可用铁路平板车直接送到架桥机的后臂之下，用吊梁小车起吊后，凭桁车前移,再以吊梁小车横移,然后落梁就位。这类架桥机的前后端都可吊梁及落梁；改变架梁方向时，不需要调头；为适应曲线架梁，前后臂都可在水平面内摆动；分片架设时不必移梁或拨道，梁即可就位；"喂梁"也不需要桥头岔线或特制运梁车。
架梁之后要立即铺轨，架桥机才能继续向前作业。后两种架桥机一般都能将预先组装好的轨排吊装就位，使架梁工作不致因铺轨而造成延误。
除上述常备架桥机外，施工单位有时根据需要制作各种临时性架桥机。如在九江桥南岸引桥施工中，曾制成一台可吊重300吨的专用架桥机,以整孔架设跨度40米的无碴无枕预应力混凝土梁。有的施工单位还常用常备钢脚手杆件、拆装式梁或军用梁等组成简易架桥机，及时完成架桥任务。
1.3设计内容与要求
（1）分别对架桥机吊梁机构设计与计算（包括上机编程）；
（2）编制详细设计计算说明书（含中英文摘要）；
（3）绘制吊梁机构总体装配图（0#图）；
（4）绘制起升机构总体装配图（0#图）；
（5）绘制卷筒组及滑轮吊具组总体装配图各一张（2#图）；
（6）绘制行走车轮组装配图（2#图）及联轴器部件图（2#图）；
（7）相关外文专业资料及中文翻译资料；
（8）毕业设计总结。
第二章 总体方案设计
2.1设计要求
本次设计的AGJ80架桥机吊梁机构参数要求如下：
（1）起升机构
起重量Q=80KN；
起升速度v=0.53m/min；
起升高度H=4.5m；
工作级别M5（中级JC%=25）。
（2）运行机构
小车运行速度v= 0.33m/min；
大车运行速度v= 7.8m/min；
车轮布置4×4，驱动型式为集中驱动；
工作级别M4（中级JC%=25）。
2.2方案设计
2.2.1架桥机结构原理分析
架桥机总体结构如下图示，由导梁、起吊天车、中支腿、后支腿、后托架、导梁前支腿、前支腿、行走机构等组成。
图2-1 架桥机总体结构
架桥机的动作步骤原理如下：
步骤1：行走前准备：联结临时斜撑，两小车移到架桥机后部并与主梁连接，前支腿上部与主梁下弦锚固，利用葫芦或其他联结架将前支腿与桥台或已安装好的梁拉紧，放下后支腿。
步骤2：顶起前支腿，升高后支腿，利用起吊小车将中支腿移至前支腿附近，调整中支腿至合适的位置，运梁平车移至架桥机后下部与主梁联结，收起前支腿和后支腿，此时，架桥机置于中支腿和运梁平车之上，具备纵移条件。
步骤3：拆除前支腿与主梁下弦的锚固，利用中支腿上行走机构及运梁平车的动力使架桥机纵移且导梁前支腿至前一跨桥墩预定位置，注油升高导梁前支腿使架桥机主梁水平，将导梁前支腿与墩帽固定。
步骤4：拆除前支腿与桥台或梁板的联结，利用前支腿上的吊挂轮使前支腿纵移到导梁前支腿处，前支腿与墩顶锚固，收起导梁前支腿，准备再次纵移主梁。
步骤5：再次利用中支腿上行走机构及运梁平车的动力将架桥机主梁再次纵移到如图所示的位置，前支腿上部与主梁下弦锚固，中支腿上部与主梁下弦锚固，顶高后支腿，解除运梁平车与主梁的联结，此时，架桥机具备架梁条件。
步骤6：利用运梁平车将预备安装的梁运至架桥机后部，改用前小车吊梁，用前小车和后平车携梁继续前移至后小车下部，改用后小车吊梁，前小车和后小车携梁前移，运梁平车退回制梁场继续运梁。
步骤7：前、后小车携梁前移至安装位置，下落，收起后支腿，横移架桥机使梁就位。
图2-2 架桥机的动作步骤原理图
2.2.2吊梁机构方案
根据上述对架桥机的动作步骤原理分析，本次设计的AGJ80架桥机吊梁机构采用如下方案：
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