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桥式起重机
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该方案是10t桥式起重机总体设计，桥式起重机是横架于车间和料场上空进行物料调运的起重设备。由于它两端坐落在高大的水泥柱或金属架上，形状似桥，所以俗称“天车”。桥式起重机是现代工业和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具与设备，可减轻操作者的劳动强度，可大大提高生产率。桥式起重机在工矿企业、钢铁化工、铁 路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所应用的最为广泛，是人们生产生活不可或缺的一种设备。
对于起重量大、跨距大的起重设备多采用箱型双梁式，箱型双梁桥式起重机有一个由两根箱型主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架，在桥架上运行小车，可起吊和水平搬运各类物件。它适用于机械加工和装配车间、仓库和料场等场所。 箱型双梁结构具有加工零件少、工艺性好、通用性好及安装检修方便等优点，因而在生产中广泛使用。
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河南理工大学 万方科技学院 本科毕业设计（论文）中期检查表 指导教师： 张 燕 职称： 副教授 所在院（系）： 机械与动力工程系 教研室（研究室）： 机械 楼 团委 108 题 目 10t 桥式起重机总体设计 学生姓名 郑子亮 专业班级 07 机制二班 学号 0720150147 一、 选题质量：（主要从以下四个方面填写： 1、选题是否符合专业培养目标，能否 体现综合训练要求； 2、题目难易程度； 3、题目工作量； 4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度） 1、本题目符合机械设计专业的培养目标，能够充分锻炼和培养分析问题和实际操作能力，能够体现综合训练的要求； 2、本题目难易适中，符合本科毕业设计要求； 3、本题目工作量适中，能在规定的时间内完成； 4、所选题目 10t 桥式起重机总体 的设计与实际贴合比较紧密，在实际的应用中比较广泛。在设计过程中，对机器的零件的设计和计算对我来说是以往所学知识的总结和应用，所以能够满足综合训练的要求 二、开题报告完成情况： 根据自己在各方面资料的收集和整理，通过对可行性的分析，结合老师给的题目的选择，我完成了这次设计的选题。在选题结束之后，通过自己认真查阅相关的资料，最后结合本身的实际情况和设计的时间任务完成了开题报告。 2 三、阶段性成果： 1、 通过对 10t 桥式起重机 的了解，再加上老师对我们的讲解，算是对 10t 桥式起重机有了一个大概的了解。前期阶段主要是对有关于 10t 桥式起重机 的各方面的文献和资料进行搜集，为设计以后的设计做了必要的准备。 2、 中期阶段主要是依据参考资料，从上面找到一些关于关于 10t 桥式起重机 的信息，首先对其零部件有了大致的了解，其次是已有了大概的设计方法，并开始了一些基本的结构设计。 3、 正在进行装配图的 图和设计说明书。 四、存在主要问题： 由于这是我第一次单独进行 10t 桥式起重机总体设计 ，所以刚开始进展的并不是很顺利。而我对这方面的知识掌握比较少，所以需要在图书馆和网上查找更多的相关资料，对有关起重机的知识进行更深入的了解。不过我坚信，只要自己努力和在指导老师的指引下，我能把各方面的问题逐个击破，最终顺利完成毕业设计。 五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、 学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语 指导教师： （签名） 年 月 日 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 1 se we a in we up of of in We a of if or if of It is a in of in by or to a a a or be to to It or to of a in of in of in of 1. he by by or of as of of of In to of by of or in be 南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2 by in 8th 9th in 0th or to a of be in an of to a to a in to by we to do of a as as 2. he by in th C. no C to on at of a to be of of or in a of by as of of to a of as of a in 南理工大学万方科技学院本科毕业论文 3 as of of In to to of 5of in of of to it to of of of to in of in 18, 853384C), at a to by he of in it We to by 1 D 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 4 of a a a a a :1, it a 50 3 x 50 150), 0 kg a a in of a of by or on by at of 000 3 x 5 x 4 x 50 3000 In by a 000 kg at a to in to of 0 to a 2.5 up 50 kg of to 0 3000 kg by of of At up 0 00 of to a of 9 m. s 3.3 to be to a of 4 m (s It is by as a in of a a in of 南理工大学万方科技学院本科毕业论文 5 a of on a be up in by by of is in of in 357 of a be by of In of 5 0 an .5 is in a a of to on a in of to a in 225, by an in a of 240. In of 244, 263, 288 291, is 331. be by by of in a in of of or 南理工大学万方科技学院本科毕业论文 6 to on to be by by 5th by a s To of in to be in as 123. by is to to be in of a of a of De in as by of of he a a a by as to of a a to a on on at on of of of 南理工大学万方科技学院本科毕业论文 7 in of on a of on it to of in on of of to n to of a to a as at in a In it is or a of it at of at to by a to a of as 340. by or s in or It is or to is by by 南理工大学万方科技学院本科毕业论文 8 to of in a of a of or of be a on a at in a in to on of by by of to up is to m or to of to 28 be in by 4th to of to by 586 to 61 t it 南理工大学万方科技学院本科毕业论文 9 of a of if on in 7th 8th or to by a 3. in of is be to a of a is is to of or to A a a of a to of to be by a in to of of s to is to of of is A a a to of is by or by a a to is to by of of 南理工大学万方科技学院本科毕业论文 10 is be to or to or of of to if a by as as is to by is to in is to or of as of to In of is to be in S) is to a S a 5% of a on 5% of of by in on or of on to of or be or by is by or be of or 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 11 4. of he of of a or on a be it on or to 本科毕业设计（论文）开题报告 题目名称 10t 桥式起重机总体设计 学生姓名 学号 一、选题的目的和意义 ： 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。 通过毕业设计， 能从各个方面综合考查大学四年所学过的专业知识。能代表机械选型设计的一般过程。 可以开阔视野，提高我们的解决问题和分析问题的能力，以及提高综合运用理论知识的能力；通过此次毕业设计，更能激发学习和探索问题的兴趣，为未来的学习和工作打下良好的基础；通过此次的毕业设计，我们可以把学过的课本知识在设计工作中综合地加以应用，使这些知识得到巩固和发展；通过毕业设计，能够初步培养我们对 机械设计的独立工作能力，为以后进行设计工作打下良好的基础；通过毕业设计，我们能够熟练应用有关参考资料、计算图表、手册；熟悉有关的国家标准和部颁标准，以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基本技能训练。 二、 国内外研究综述 ： 目前 ， 在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机生产技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮 胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主。 国外专业生产大型起重机厂家很多 。 其中利勃海尔 、 特雷克斯 马尼托瓦克与神钢等公司产品系列较全 ， 市场占有率较高 。 利勃海尔公司的产品技术先进 、 工作可靠 ， 其生产的 列履带起重机最大起重量已达 1200t。 其桁架臂履带式起重机系列在 2007 年又喜添新品， 使其产品型谱更加完善 。 国 内专业生产大型起重机的 也 厂家很多 。 其中以中联重科 、 三一重工 、 抚挖等公司产品系列较全 ， 市 场占有率较高 。 中联重科在 2007 年 12 月宣布实行品牌统一战略后 。 现已成功开发了 50t600t 履带式起重机产品系列 。 作为中国起重机行业的领跑者 ， 徐州重型机械有限公司现在已经形成了以汽车起重机为主导 ， 履带式起重机和全路面起重机为侧翼强势推进的庞大型谱群 。 国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有 35t350t 的履带式起重机产品系列 。 抚挖 2007 年推出的国产首台 350t 履带式起重机 ， 填补了国内 350t 履带式起重机的产品型谱空白 。 三、毕业设计（论文）所用的主要技术与方法 ： 所用技术：在这次设计中将采用机械图形设计软件 行绘图，并参考相关设计和专业书籍，进行设计。 方法：首先对产品进行总体设计，确定系统的要求，选择工作原理；其次，计算和确定主要尺寸，绘制部件装配图和总图；最后，绘制全部零件工作图，编写说明书。如果 设计的过程中如果发现遗漏我还会及时补充上去 。 四、主要参考文献与资料获得情况 1 起重机设计手册 起重机设计手册 编写组，机械工业出版社， 1980 2 机械设计师手册 吴宗泽主编，机械工业出版社， 2002 3 起重机课程设计 北京钢铁学院编，冶金工业出版社， 1982 4 焊接手册 中国机械工程学会焊接学会编，机械工业出版社， 1992 5 起重运输机械 张质文 刘全德中国铁道出版社 1983 年 6 最新国内外起重机械实用技术性能手册 田复兴 中国水利水电出版社，2004 年 五 、 毕业设计（论文）进度安排（按周说明） 1） 6 8 周：生产实习、期间还收集部分资料。 2） 9 10 周：写开题报告，进行毕业设计的基本计算。 3） 11 13 周：排版整理毕业设计说明书和用 件进行绘图。 4） 14 15 周：对毕业设计进行修改、完善，准备答辩 。 六 、指导教师审批意见（对选题的可行性、研究方法、进度安排作出评价，对是否开题作出决定） ： 指导教师： （签名） 年 月 日 摘 要 本次毕业设计是针对毕业实习中桥式起重机所做的具体到吨位级别的设计。我国现在应用的各大起重机还是仿造国外落后技术制造出来的，而且已经在工厂内应用了多年，有些甚至还是七八十年代的产品，无论在质量上还是在功能上都满足不了日益增长的工业需求。如何设计使其成本最低化，布置合理化，功能现代化是我们研究的课题。本次设计就是对小吨位的桥式起重机进行设计，主要设计内容是 10t 桥式起重机的结构及运行机构，其中包括桥架结构的布置计算及校核，主梁结构的计算及校核，端梁结构的计算及 校核，主端 梁连接以及大车运行机构零部件的选择及校核包括 : 轮压计算及强度验算 , 运行阻力计算 ,选择电动机 ,减速器的选择验算 ,运行速度及实际功率 ,选择制动器 ,选择联轴器 ,低速浮动轴的验算 ,缓冲器的选择 等计算。还有小车的运行和起升机构零部件的选择及校核包括 : 运行阻力计算 ， 选电动机 ， 选择减速器 验算起动时间 ， 按起动工况校核减速器功率 ， 选择制动器 ， 选择高速轴联轴器及制动轮 ， 验算低速浮动轴强度 ， 钢丝绳的选择 ， 滑轮、卷筒的计算 ，联轴器的选择 。 关键词 : 起重机 ； 大车运行机构 ；小车运行结构；小车起升结构； 桥架 ；主端梁 。 he is at do to of is of or of or 0s 0s in in on t to it is is on of 0t of of is by 该方案是10式起重机是横架于车间和料场上空进行物料调运的起重设备。由于它两端坐落在高大的水泥柱或金属架上，形状似桥，所以俗称“天车”。桥式起重机是现代工业和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具与设备，可减轻操作者的劳动强度，可大大提高生产率。桥式起重机在工矿企业、钢铁化工、铁 路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所应用的最为广泛，是人们生产生活不可或缺的一种设备。对于起重量大、跨距大的起重设备多采用箱型 式，箱型 桥式起重机 一 由两 箱型 和两 横 端 的 桥架，在桥架上运行 车，可起 和水 运 物 。它 用于机械 工和 车间、 和料场等场所。 箱型 具 工 、工 、通用 及 方 等 ，在生产中广泛用。 I 目 录 目 录 . I 序 言 . 1 第 1章 桥式起重机的概述 . 2 式起重机分类及工作特点 . 2 式起重机的用途 . 4 式起重机的基本参数 . 5 式起重机主要零部件 . 6 . 6 . 8 轮和滑轮组 . 10 轮组类型及选配原则 . 11 . 12 筒 . 13 置限位器 . 13 冲器 . 14 . 15 内桥式起重机发展动向 . 15 第 2章 大车运行机构的设计 . 17 . 17 车运行机构传动方案的确定 . 17 车运行机构具体布置时要注意的问题 . 18 车运行机构的设计计算 . 18 车运行结构的传动方案 . 19 . 20 . 20 度计算及校核 . 21 行阻力计算 . 23 择电动机 . 24 速器的选择 . 25 算运行速度及实际功率 . 25 算启动时间 . 26 动工况下校核减速 器功率 . 28 算起动不打滑条件 . 28 择制动器 . 31 择联轴器 . 32 速浮动轴的验算 . 32 冲器的选择 . 34 第 3章 起升小车的计算 . 36 定机构的传动方案 . 36 . 37 . 37 . 39 电动机 . 40 算电动机发热条件 . 41 择减速器 . 41 算运行速度和实际所需功率 . 42 . 42 起动工况校核减速 器功率 . 43 算起动不打滑条件 . 44 择制动器 . 45 择高速轴联轴器及制动轮 . 45 算低速浮动轴强度 . 47 升机构的设计参数 . 48 丝绳的选择 . 49 轮、卷筒的计算 . 51 据静功率初选电动机 . 52 速器的选择 . 53 动器的选择 . 54 动时间及启动平均加速度的验算 . 54 轴器的选择 . 55 第 4章 桥架结构的设计 . 57 桥架的结构形式 . 57 箱形双梁桥架的构成 . 57 箱形双梁桥架的选材 . 57 架结构的设计计算 . 58 要尺寸的确定 . 58 梁的计算 . 60 梁的计算 . 66 梁的尺寸的确定 . 70 梁总体的尺寸 . 70 . 70 5章 端梁接头的设计 . 72 梁接头的确定及计算 . 72 板和下盖板螺栓受力计算 . 73 盖板和腹板角钢的连接焊缝受力计算 . 74 算螺栓和焊缝的强度 . 75 栓的强度校核 . 75 缝的强度校核 . 76 第 6章 焊接工艺设计 . 78 参考文献 . 81 致 谢 . 82 1 序 言 桥式起重机是横架于车间和 料场上空进行物料调运的起重设备。由于它两端坐落在高大的水泥柱或金属架上，形状似桥，所以俗称“天车”。桥式起重机是现代工业和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具与设备 ，可减轻操作者的劳动强度，可大大提高生产率。桥式起重机在工矿企业、钢铁化工、铁 路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所应用的最为广泛，是人们生产生活不可或缺的一种设备。 随着工业的迅速发展和科学技术的不断进步，桥式起重机在结构设计及自动化程度上相继出现了一些新的变化和新的特点，在结构上，国内起重设备已采用计算机优化设计，以提高起重机的机械性能，在起重质量方面逐步向大型化发展，大型桥式起重机正在钢铁、水利、发电等行业不断出现，令人世人瞩目的三峡发电厂安装了两台 1200T/125T 的桥式起重机， 2007 年 9月 ，起重量达 2万吨的桥式起重机在山东烟台佛士船厂投入使用，它标志这我国起重机行业以达到世界先进水平。 总之，随着科技的迅速发展，国内各种先进的电气控制和机械技术正逐步应用到起重机上，起重机的自动化程度越来越高，结构日趋简单，性能愈加可靠，起重量越来越大，品种也越来越全。 对于起重量大、跨距大的起重设备多采用箱型双梁式，箱型双梁桥式起重机有一个由两根箱型主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架，在桥架上运行小车，可起吊和水平搬运各类物件。它适用于机械加工和装配车间、仓库和料场等场所。 箱型双梁结构具有加工零件少、工艺性 好、通用性好及安装检修方便等优点，因而在生产中广泛使用。 2 第 1 章 桥式起重机的概述 桥式起重机是桥架型起重机的一种，主要依靠起升机构和在水平面内的两个相互垂直方向移动的运行机构，能在矩形场地及其上空作业，是工矿企业广泛使用的一种其中运输机械。它具有承载能力大、工作可靠性高、制造工艺相对简单的优点。 桥式起重机一般有大车运行机构的桥架、起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等机构组成，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 着载荷作横向移动，以达到在跨度内和规定高度内组成三维空间里做搬运和装卸货物用。 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，其额定起重量从及吨到几百吨。最基本的形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机都是在通用吊钩桥式起重机的基础上派生发展出来的。 式起重机分类及工作特点 桥式起重机的外观像一条金属的桥梁，所以人们称它为桥式起重机。桥式起重机俗称“天车”、“行车”。桥式起重机一般由装有起升机构和小车运行机构的桥架，大车运行机构，操纵室，小车导电装置，起重机总电源导电装置组 成。 桥式起重机是在固定的跨间内装卸和搬运物料的机械设备，被广泛用于车间、仓库或者露天场地。 3 随着工业技术的不断发展，桥式起重机的种类越来越多，根据使用吊具不同，可分为吊钩式起重机，抓斗式起重机和电磁吸盘式起重机，根据用途不同，可分为通用桥式起重机、冶金专用桥式水电站用桥式起重机、大起升高度桥式起重机等。 按主梁结构形式可分为：箱型结构桥式起重机、桁架结构桥式起重机、管型结构桥式起重机。还有型钢和钢板制成的简单截面梁的起重机，称为梁式起重机。 起重机是以间隙、 周期的工作方式，通过起重吊钩或其他取物装置的起升或起升加移动重物的机械设备。 综合起重机械的工作特点，从安全技术角度分析，可概括如下： （ 1）其中机械通常结构庞大，机构复杂，能完成一个起升运动、一个或几个水平运动。例如，桥式起重机能完成起升呢个、大车运行和小车运行 3 个运动。在作业过程中，常常是几个不同方向的运动同时操作，技术难度较大。 （ 2）所吊运的重物多种多样，载荷是变化的。有的重物重达几百吨乃至上前吨，有的物体长达几十米，形状也很不规则，有散粒、热融状态、易燃易爆危险品等，吊运过程复杂而危险。 （ 3） 桥 式起重机需要在较大的空间范围内运行，要装设轨道和车轮，活动空间较大，一旦造成事故其影响的范围也较大。 暴露、活动的零部件较多，且常与吊运作业人员直接接触（如吊钩、钢丝绳等），潜在许多偶发的危险因素。 （ 4）作业环境复杂。从大型钢铁、冶金、石化企业到现代化港口、建筑工地、铁路枢纽等，都有桥式起重机机械在运行；作业场所常常会遇有高温、高压、易燃易爆、输电线路、强磁等危险因素，对设备和作业人 4 员形成威胁。 （ 5）作业中常常需要多人配合，共同进行。一个操作，要求指挥、困扎。驾驶等作业人员配合熟练、动作协调、互相照应 。作业人员应有处理现场紧急情况的能力。多个作业人员之间的密切配合。通常存在较大的难度。 （ 6）起重机的上述工作特点，决定了他与安全生产的关系重大。如果对起重机的设计制造、安装使用和维修等环节上稍有疏忽，就有可能造成伤亡或 设备事故。一方面造成人员的伤亡，另一方面也会造成很大的经济损失。 式起重机的用途 桥式起重机的用途和使用范围很广。它广泛应用在工业企业、港口车站、仓库料场、水电站等国民经济个部门。在冶金企业中，从原料进厂、冶炼轧制到产品出厂都需要大量的桥式起重机、加料起重机、铸造起重机等，如一个 300 吨转炉炼钢车间所需起重机有几十台。一个大型冶金联合企业用有数百台之多的各种类型起重机。在港口码头上，船舶货物的装卸及搬运作业，主要依靠各种起重机来完成。在一个年吐量为1500多万吨的货物港口，就约 100多台各种起重机，其中，桥式起重机占有相当大的比例，在电力工业中，各种水火电站和核电站就需要大起重量的桥式起重机。在机械制造业中，企业车间内部、露天场地、仓库等场合大量应用着各种桥式起重机。 不同类型的桥式起重机所搬运的物料不同：吊钩起重机搬运各种成件物品；抓斗起重机搬运各种散粒物品，如煤、焦炭、砂等；电磁 起重机搬运导磁的金属材料，如型钢、钢板、废钢等；两用起重机是为了生产效率，在一台小车上装有可换的吊钩和抓斗或者电磁吸盘和抓斗，但 5 每一个工作循环只能使用其中的一种取物装置，可运送成件、散粒物品或者到此的金属材料，但每次搬运物品时，只能使用其中一种；防爆起重机用于搬运有易爆气体或有易爆介质的车间、库房等场所的成件物品，起重机上的电气设备和有关装置具有防爆特性，以免发生火花；绝缘起重机用于搬运电解车间的各种成件物品，起重机上有关部分具有可靠的绝缘装置，保证安全操作。 式起重机的基本参数 桥式起重机的技术 参数是桥式起重机工作性能的指标。桥式起重机的主要技术参数包括：起重量、跨度、起升高度、各机构的工作速度以及工作级别等，为了保证桥式起重机的合理使用、安全运行和防止事故的发生，桥式起重机司机必须掌握桥式起重机的技术参数。 主要参数： 1. 起重量 起重量是指被起升重物的质量，用 G 表示。 （ 1）额定起重量 起重机所允许吊起的最大重物或者物料的质量称为额定起重量，用 示，单位用吨（ t） ,额定起重量不包括吊钩、吊环之类吊具的质量，但包括抓斗、电磁盘、盛钢桶、料罐之类可分吊具的质量。 （ 2）总起重量 起重机能吊起的 重物或物料，连同可分吊具和长期固定在起重机上的吊具或属具（包括吊钩、滑轮组、起重钢丝绳 .）等质量总和，总起重用 2. 跨度和轨距 桥式起重机的大车运行轨道中心线之间的距离称为桥式起重机的跨度，用 L 表示，单位为 m。桥式起重机的小车运行轨道两条钢轨中心线 6 之间的距离为小车轨距，用 位为 m,跨度依厂房的而定。 3. 起升高度 起升高度是桥式起重机取物装置上下移动极限位置之间的距离，用位为 m。下极限位置通常以工作场地的地面为准，上极限的位置，使用吊钩时以钩口中心为准，使用抓斗时以抓斗最低点为准。 4. 工作速度 工作速度是指起重机个机构（起升、运行）的运行速度，其中：额定起升速度是指起升机构的电动机在额定转速下，取物装置的上升速度；小车额定运行速度是指小车运行机构电动机在额定转速下的小车运行速度；大车额定运行速度是指大车运行机构的电动机在额定转速下的运行速度。各类速度用 v 表示，单位为 m/式起重机的工作速度根据工作要求而定：一般用途的桥式起重机采用中等的工作速度，这样可以使驱动电机功率不致过大；安装工作有时就要求很低的工作速度；吊运轻件，要求提高生产效率，可取较高的工作速度啊；吊运重件，要求工作平 稳，作业效率不是主要矛盾，可取较低的工作速度。 5. 起重机的总质量 G 包括燃料、油液、润滑剂和水等在内的起重量各部分质量的总和，单位用 6. 外形尺寸 外形尺寸指起重机长、宽、高的的尺寸，单位用 式起重机主要零部件 钩 吊钩是吊装作业中最常用的取物装置，是各类起重机，也是常用吊 7 索、起重工具、专用吊具上的重要组成部分。根据制造方式，吊钩可分为锻造钩和板式钩，锻造钩一般应用 1988中规定的 20号钢，经过锻造和冲压、退火处理，再进行机械加工而成。热处理后要求表面硬度为 95造可以制成单钩和双钩，单钩主要用在 70 吨以下的起重机上，双钩用在 50式钩一般用在起重量较大的起重机上，板式钩有厚度为 30式钩上有护板，板式钩一般应用 通碳素钢结构钢技术条例中规定的 合金结构钢技术条件中规定的16制钢制成。板式钩由于其板片不可能同时断裂，所以可靠性好，修理方便。但是板式钩的断面形状只能制成矩形，因此钩体的材料不能充分利用。板式钩也分单钩和双钩两 种。单钩多用于铸造起重机上。吊钩钩身的断面形状有圆形、矩形、梯形和 吊钩的安全使用规范： （ 1）新吊钩在投入使用前，应进行检查，应有制造厂的制造合格证，否则不准投入使用，新吊钩的开口度要进行测量并符合规定。 （ 2）新钩应做负荷试验，其检验荷载按起重量的不同而不同，并且测量钩口开度不应超过原开度的 （ 3）对吊钩三个危险断面应用火油清洗，用放大镜看有无裂纹；对板式钩应检查其衬套、销子磨损情况。 （ 4）在起重吊装作业中使用的吊钩，其表面要光滑，不能有剥裂、刻痕、锐角、接缝和裂纹等缺陷。 （ 5）吊钩在使用过程中，应进行定期检查，主要检查是否有变形、裂纹、磨损、腐蚀等现象，并应做好记录。 （ 6）吊钩不准超负荷作业，吊钩不得补焊，且吊钩上应装有防止脱钩的安全装置。 8 （ 7）吊钩停止使用时，应对其它进行仔细的清洗、除锈，上好防锈油放在通风干燥的地方。 丝绳 钢丝绳是由高强度碳素钢丝围绕绳芯绕捻而成的，被广泛应用于起重作业。其中吊运用钢丝绳通常指起重滑车组使用的起重或牵引绳、立扒杆用的绑扎绳和缆风绳及吊具索具使用的钢丝绳。其有以下优点： （ 1）重量轻、强度高、能承受冲击载荷。 （ 2）挠性较高， 使用灵活。 （ 3）钢丝绳磨损后，外表会产生许多毛刺，易于检查。破段前有断丝预兆，其整根钢丝绳不会立即断裂。 （ 4）其中作业用钢丝绳成本低。 主要缺点刚性大，不易弯曲。起重作业选用的钢丝绳一般为点接触类型，如果配用的滑轮直径过小或直角弯折，钢丝绳易受损坏且影响安全使用和缩短使用寿命。 钢丝绳的种类 1. 根据钢丝绳的捻向分类 （ 1）交互捻钢丝绳 绳与股的捻向相反，这是常用的钢丝绳，由于绳与股的自行松捻趋势相反，互相抵消，没有扭转打结的趋势，使用方便。根据绳的捻向，又分别有右捻和左捻绳。起重机多用右捻钢丝绳。 （ 2）同向捻钢丝绳 绳与股的捻向相同，在自行松捻和扭转的趋势，容易打结。由于其挠性较好。通常用于具有刚性的导轨的牵引。近来在制造工艺中采用预变形方法，成绳后消除了自行松散扭转的现象。这种绳又称为不松散绳。 （ 3）混合捻钢丝绳 有半数股左旋，另半数股右旋。这种钢丝绳应用 9 较少。 （ 1）点接触绳 绳股中各层钢丝绳直径相同，股中相邻各层钢丝的捻距不等，相互交叉，在交叉点上接触，因此，点接触绳易于磨损，寿命低。 （ 2）线接触绳 绳股中各层钢丝的捻距相等，外层钢丝位于里层钢丝之间的沟槽 里，内外层钢丝相互接触在一条螺旋线上，改变了接触，增长了寿命，增加了挠性。相同直径的钢丝绳，线接触型比点接触型的金属断面面积大，因而承载能力大。 （ 3）面接触绳 股与股之间成面接触，制作工艺复杂，多用于缆索起重机和架空索道的支承缆索。 按绳芯的不同有麻芯、棉纱芯、石棉芯和软钢芯，其中带浸油麻芯及棉纱芯、的钢丝绳，比较温软，容易弯曲，芯中含油可经常润滑钢丝，但不耐高温高压；带石棉芯的钢丝绳能耐高温；带软钢芯的钢丝绳能耐高温高压，但芯硬不易弯曲。使用要根据具体条件选用。 1. 根据绳股数和每股中钢 丝绳数量分类 按绳股数和每股中钢丝绳数量不同表示，例如常用普通结构钢钢丝绳中分为 6 7 、 7 7、 6 19、 6 37、 6 61 等种类（前者数字表示股数，后者数字表示每股丝数）。 钢丝绳中钢丝越细越不耐磨，但比较柔软，弹性较好，钢丝绳月粗越耐磨，但比较硬不易弯曲，故应视用途不同而选用。在滚筒直径较 大且磨损厉害处，如索道牵引、斜井卷扬可用钢丝较粗的 6 7、 6 19钢丝绳；弯曲较多，滚筒直径较小如穿挂滑车组、绞车绞磨、悬吊构件、绑扎扒杆等应用钢丝较细的 6 37以及 6 61 钢丝绳。 4. 钢丝绳选用注意事项： 10 （ 1）钢丝绳的规格，应根据不同的用途来选择。如作起吊重物或穿绕滑轮用的钢丝绳，可选择 6 37或者 6 61规格的钢丝绳；作缆风绳或牵引绳，可选择 6 19 规格的钢丝绳。 （ 2）钢丝绳应优先选用 6股线接触交绕绳，且钢丝绳的直径应根据所要承受载荷的大小及钢丝绳的许用拉力来选择，在有腐蚀性的环境中工作时，应选用镀锌钢丝绳。 （ 3）起重机用张紧绳、牵引绳应选用顺绕绳，在需要有耐酸要求的场合应选用镀铅钢丝绳，在高温环境中工作的起重机应选用具有特级韧性石棉芯钢丝绳或具有钢芯的钢丝绳， 轮和滑轮组 起重 滑轮是利用杠杆原理制成的一种简单机械，它能借助起重机绳索的作用产生旋转运动，以改变作用李的方向。在实际中，为了扩大滑轮的效用，往往把一定数量的动滑轮和一定数量的定滑轮组合起来使用，组成滑轮组，她经常配合卷扬机进行吊装、搬运等工作，是重要的吊装、搬运工具。 滑轮的构造与用途 辐、加强筋、绳槽和轮缘组成，滑轮的材料一般为 尺寸滑轮为了减轻自重也有钢板焊制而成的。 滑轮、均衡滑轮、和导向滑轮，各轮组可简 述如下： （ 1）定滑轮是用作支承绳索的运动，通常作为导向滑轮和平衡轮使用。它只能改变绳索的受力方向，不能改变绳索的速度，也不能省力。 （ 2）使用动滑轮时，因设备或者构件由两根钢丝绳分担，每根钢丝绳所 11 分担的力只有设备或者构件质量的 50%。 （ 3）导向滑轮也叫开门滑轮，它同定滑轮一样，既不省力，也不能改变速度，只能改变钢丝绳的走向，这种滑轮的夹板可以开启，使用时，将钢丝绳的中间部分从开口处放进去。导向滑轮通常用在起重桅杆低脚处。 （ 4）滑轮组是由一定数量的动滑轮和定滑轮，通过绳索穿绕而组成的。他具有动、定两种滑 轮的特点，机能改变力的方向，由能省力，用多组滑轮组起吊设备或构件，其牵引力会更小。 轮组类型及选配原则 1. 滑轮的类型 (1)按制作材质分有木滑轮和钢滑轮。木滑轮通常适用于麻绳滑轮组，滑轮数一般在三个以下，吊装轻；钢滑轮多用于钢丝绳滑轮组中，滑轮数按起重量的大小从 1 (2)按使用方法有定滑轮、动滑轮以及动、定组成的滑轮。 (3)按滑轮数多少分为单滑轮、双滑轮、三轮、四轮以至多轮等多种。单滑轮的夹板有开口和闭口两种。 (4)按连接方式分为吊钩式、链环式、吊环式和吊梁式，一般中小滑轮采用吊 钩式，链环式和吊环式，而大型的滑轮均采用吊环和吊梁式。这些滑轮和轴套等易损部件，大都采用标准和通用件，按品种、规格可以互换。 （ 1）设备或构件的质量和提升（下落）高度，是选配滑轮的重要依据。 （ 2）当卷扬机的牵引力一定时，滑轮的轮数越多。速比越大，起吊能力也越大。 （ 3）提升设备或构件时，卷烟机要克服全部滑轮的阻力才能工作，而下 12 方时则相反。因滑轮阻力在某种意义上帮助了卷扬机工作，因此，下放时牵引力比提升机牵引力小的多。 轮组及其滑轮组的倍率 滑轮组是由一定数量的 定滑轮和动滑轮及绳索组成。当利用滑轮组提升或拖运重物时，必须将一个滑轮固定在某一固定支点而另一滑轮则以绳索连接重物，滑轮组可分为省力滑轮组和增速滑轮组两种，一般起重作业中均采用省力滑轮组， 特别是吊装大重量物件时，都是靠用多门定滑轮和动滑轮连接在一起组成的滑轮组来完成吊装任务。 省力滑轮组是在省力滑轮中绕入卷筒的绳索分支为主动部分，而动滑轮为从动部件。若被提升的物件重量为 Q，而绕入卷筒的绳索分为支拉力 的一半通过它可以用较小的绳索拉力吊起较重的货 物，起到省力作用，它是最常用的滑轮组。 增速滑轮组是用液压缸或汽缸直接驱动动滑轮，动滑轮为主动部分，移动的绳索端为从动部分，当主动部分施力大时，从动部分得到的力小，但是主动部分只需移动较小的距离，就可使从动部分得到较大的位移及较大的速度，起到增速作用。 滑轮组可以省力，省力的倍数（也是减速的倍数）称为滑轮组的倍率，用 m 表示。单联滑轮组的倍率等于钢丝绳分支的一半。双联滑轮组是由两个倍率相同的单联滑轮组并联而成的，绳索两端都固定在带有左右螺旋曹的卷筒上。为了使绳索由一边的单联滑轮组过渡到另一边的 单联滑轮组，中间用一个均衡轮来调整两边滑轮组的绳索拉力和长度，当滑轮组的倍率为单数时，均衡滑轮布置在动滑轮上，当滑轮组的倍率为 13 双数时，均衡轮布置在定滑轮上。 筒 卷筒组件有卷筒、连接盘以及轴承支架组成，卷筒有长轴卷筒和短轴卷筒，长轴卷筒有齿轮连接盘和带大齿轮的卷筒组，这是一种应用较多的一种结构形式，短轴卷筒是一种新的结构形式。卷筒与减速器输出轴用法兰盘刚性连接，减速器底座通过钢球或者圆柱销与小车架连接。这种结构形式的优点是，结构简单，调整与安装方便，此外还有采用行星减速器放在卷筒内部的形式，优点是 驱动装置紧凑、质量轻。铸造卷筒材料一般用 接滚筒采用 置限位器 上升极限位置限制器又称起升限位位置、过卷扬限制装置等，他用来限制高度，当起升到上极限位置时，限位器发生作用，使起升重物停止上升，可以防止起升重物继续上升而发生钢丝绳被拉断、重物下坠的事故。此时再去操纵手柄，则只能得到起升重物下降的动作。 2. 行程极限位置限制器 行程极限位置限制器实际上由顶杆和限位开关组成。当行程到达极限位置后，顶杆触动限位开关的转动柄，它的转动可以断电源，使机构停止工作， 起重机的大、小车为控制行程的范围都装有行程开关。 3. 开关的检验要求 （ 1）限位开关应有坚固的外壳，并应有良好的绝缘性能，密封性较好，在室外或者粉尘场所能有效的防护。 14 （ 2）触点不应有明显的磨损和变形，应能准确地复位。 （ 3）限位开关动作灵敏可靠。 （ 4）上升极限位置限位器的动作距离。一般情况下，吊钩滑轮组与上方接触物的距离应不小于 25 冲器 缓冲器的作用是吸收起重机与终端挡板相撞时或起重间相撞产生的动能，要求它能在最小的外廓尺寸下吸收最多的能量，并且反座力尽量小，以保证起重机平移定车，起重机上 常用的缓冲器有橡胶、弹簧和液压缓冲器。橡胶缓冲器具有结构简单、制造方便、可以用于防爆场所等优点，但是缓冲能力小，他所吸收的能量比较小，最大也不过 要起阻力作用，因此，一般只用于运行速度不大于 50m/起重机上，不宜用于环境温度过高或过低的场所，适用温度在 簧缓冲器具有结构简单、维修方便和不受环境温度影响等优点，因此目前应用较为广泛，但是由于它的缓冲过程中，撞击的动能大部分转化为弹簧的压缩势能，储藏在弹簧内部，因此在缓冲完毕后，会产生反弹力作用在起重机上，使起重机 向相反方向运动，这对起重机零件有害。液压缓冲器与弹簧缓冲器比较，具有无反弹作用、缓冲力恒定、吸收能力大、缓冲行程短、外形尺寸小的优点，因此适用于碰撞速度大于 2m/的缺点是构造复杂，维修不便，油缸密封要求较高和受环境温度影响等。 15 式起重机发展概述 内桥式起重机发展动向 国内桥式起重机发展有三大特征： 1. 改进机械结构，减轻自重 国内桥式起重机多已经采用计算机优化设计，以此提高整机的技术性能和减轻自重，并在此前提下尽量采用新结构。如 550 吨通用桥式起重机中采用半偏 轨的主梁结构。与正轨箱型相比，可减少或取消加筋板，减少结构重量，节省加工工时。 2. 充分吸收利用国外先机技术 起重机大小车运行机构采用了德国 合一”驱动装置，吊挂于端梁内侧，使其不受主梁下挠和振动的影响，提高了运行机构的性能和寿命，并使结构紧凑，外形美观，安装维修方便。 遥控起重机的需要量随着生产发展业的壮大规模越来越大，宝钢在考察国外钢厂起重机之后，提出了大力发展遥控起重机的建议，以提高安全性，减少劳动量。 3. 向大型化发展 由于国家对能源工业的重视和资助，建造了许多大中型水电站，发电机组越来 越大。特别是长江三峡的建设对大型起重机的需求量迅速提升。三峡电厂需要 1200吨桥式起重机和 2000吨大型塔式起重机。 外桥式起重机的发展动向 国外桥式起重机发展四大特征： 1. 简化设备结构，减轻自重，降低生产成本 法国 司采用了一种以板材为基本构件的小车架结构，其重 16 量轻，加工方便，实用于中、小吨位的起重。该结构要求起升采用行星车架不直接与车架相连接，以此来降低对小车架的刚度，简化小车架的结构，减轻自负。 构比较紧凑，自重较轻，简化了总体布置，此外，由于运行机构与起重机走台没有联系，走台的振动也不会影响传动机构。 2. 更新零部件，提高整机性能 法国 司采用窄偏轨箱型梁作主梁，其高、宽比为 4 筋板间距为梁高的两倍，不用小筋板，主梁与端梁的连接采用搭接的方式，使垂直力直接作用于端梁的上盖板，由此可以降低端梁的高度，便于运输。 3. 设备大型化 随着世界经济的发展，起重机械设备的体积和重量越来越趋于大型化，起重量和吊运幅度也有所增大，为节省生产和使用费用，其服务场地和使用范围也随着增大。 4. 机械化运输 系统的组合应用 国外一些大厂为了提高生产率，降低生产成本，把起重运输有机的结合在一起，构成先进的机械化运输系统。 17 第 2 章 大车运行机构的设计 车运行结构设计的基本思路及要求 大车运行机构的设计通常和桥架的设计一起考虑，两者的设计工作要交叉进行，一般的设计步骤： 1. 确定桥架结构的形式和大车运行机构的传方式； 2. 布置桥架的结构尺寸； 3. 安排大车运行机构的具体位置和尺寸； 4. 综合考虑二者的关系和完成部分的设计 。 对大车运行机构设计的基本要求是： 1. 机构要紧凑，重量要轻； 2. 和 桥架配合要合适，这样桥架设计容易，机构容易布置，且使总体结构设计和布置不至于过大； 3. 尽量减轻主梁的扭转载荷，不影响桥架刚度； 4. 维修检修方便，机构布置合理，使司机和维护人员上下要方便，便于拆装零件及操作。 车运行机构传动方案的确定 大车机构传动方案可分为两类：即分别传动和集中传动，桥式起重机的跨度介于 设计采用分别传动的方案。 18 车运行机构具体布置时要注意的问题 1. 联轴器的选择； 2. 轴承位置的安排； 3. 轴长度的确定； 这三者 是互相联系的，在设计过程中要考虑到其中各个部分的配合，做到相互兼顾，充分发挥各个零部件的作用。 在具体布置大车运行机构的零部件时应该注意以几点： （ 1）因为大车运行机构要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的安装可能不十分准确，所以如果单从保持机构的运动性能和补偿安装的不准确性着眼，凡是靠近电动机、减速器和车轮的轴，最好都用浮动轴。 （ 2）为了减少主梁的扭转载荷，应该使机构零件尽量靠近主梁而远离走台栏杆；尽量靠近端梁，使端梁能直接支撑一部分零部件的重量。 （ 3）对 于分别传动的大车运行机构应该参考现有的资料，在浮动轴有足够的长度的条件下，使安装运行机构的平台减小，占用桥架的一个节间到两个节间的长度，总之考虑到桥架的设计和制造方便。 （ 4）制动器要安装在靠近电动机，使浮动轴可以在运行机构制动时发挥吸收冲击动能的作用。 参照以上所述，由于所设计的参数级别较大，跨度中等，所以采用分别传动方案。 车运行机构的设计计算 设计数据 ： 19 起重机的起重量 Q=10T，桥架跨度 L=车运行速度0m/作类型为中级，机构运行持续率为 25，起重机 的估计重量 G=168车的重量为 0架采用箱形结构。 车运行结构的传动方案 经各方面综合考虑传动方案选用分别驱动，其传动路线如下图2图 2 1大车运行机构传动方案 1 电动机 2 制动器 3 高速浮动轴 4 联轴器 5 减速器 6 联轴器 7 低速浮动轴 8 联轴器 9 车轮 20 压计算及强度
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