LD-10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计本科毕业设计（论文）题目LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计学院专业班级姓名LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计指导教师摘要桥式起重机主要应用于大型加工企业，如钢铁、冶金和建材等行业，完成生产过程中的起重和吊装等工作。其中用于生产车间的桥式起重机，是起重机的一个主要类型，由于起重机行驶在高空，作业范围能扫过整个厂房的建筑面积，具有非常重要的和不可替代的作用，因而深受用户欢迎，得到了很大发展。桥式起重机主要由机械部分、金属结构和电气三大部分所组成。机械部分是指起升、运行、变幅和旋转等机构，还有起升机构，金属结构是构成起重机械的躯体，是安装各机构和支托它们全部重量的主体部分。电气是起重机械动作的能源，各机构都是单独驱动的。构成桥式起重机的主要金属结构部分是桥架，它横架在车间两侧吊车梁的轨道上，并沿轨道前后运行。除桥架外，还有小车，小车上装有起升机构和运行机构，可以带着吊起的物品沿桥架上的轨道运行。于是桥架的前后运行和小车沿桥架的运行以及起升机构的升降动作，三者所构成的立体空间范围是桥式起重机吊运物品的有效空间。通用桥式起重机一般都具有三个机构起升机构起重量稍大的有主副两套起升机构、小车运行机构和大车运行机构。另外还包括栏杆、司机室等。本论文研究的是电动双梁桥式起重机，额定起重量75/20T。设计的主要内容是小车运行机构和小车的起升机构的设计计算，大车的起升机构的主要计算。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计关键词起重机电气柜发射电路接收电路ABSTRACTTHEBRIDGECRANEISMAINLYUSEDINTHEINDUSTRYSUCHASSTEEL,METALLURGYANDBUILDINGMATERIALS,ETC,ANDTHEHOISTINGANDHOISTINGOFTHEPRODUCTIONPROCESSAREFINISHEDWHICHAREUSEDFORPRODUCTIONWORKSHOPOFBRIDGECRANEISAMAINTYPEOFCRANE,THECRANETRAVELINGATHIGHALTITUDE,THEOPERATINGRANGECANSWEEPACROSSTHEWHOLEPLANTCONSTRUCTIONAREAOF,HASAVERYIMPORTANTANDIRREPLACEABLEROLE,WHICHWASWELLRECEIVEDBYTHEUSERWELCOME,OBTAINEDTHEVERYBIGDEVELOPMENTLD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计BRIDGECRANEISMAINLYCOMPOSEDOFMECHANICALPARTS,METALSTRUCTUREANDELECTRICALTHREEPARTSMECHANICALPARTISLIFTING,RUNNING,ELEVATINGANDROTATINGMECHANISM,ANDHOISTINGMECHANISMANDMETALSTRUCTUREISFORMEDONTHEBODYOFHEAVYMACHINERY,INSTALLATIONOFVARIOUSINSTITUTIONSANDSUPPORTTHEMALLOFTHEWEIGHTOFTHEMAINPARTELECTRICALISTHEENERGYOFTHELIFTINGMACHINERYMOVEMENT,EACHORGANIZATIONISDRIVENSEPARATELYCONSTITUTEMAINPARTOFBRIDGECRANEMETALSTRUCTUREISABRIDGE,ITISAHORIZONTALFRAMEINTHEWORKSHOPONBOTHSIDESOFTHECRANEGIRDERTRACKANDALONGTHETRACKBEFOREANDAFTEROPERATIONINADDITIONTOTHEBRIDGE,ANDCAR,CARWITHLIFTINGMECHANISMANDOPERATIONOFINSTITUTIONS,CANTAKETHELIFTITEMSTHATRUNALONGTHERAILBRIDGESOBRIDGEBEFOREANDAFTEROPERATIONANDTHECARALONGTHEBRIDGERUNANDLIFTTHELIFTINGOPERATIONOFTHEINSTITUTIONS,FORMEDBYTHETHREESPATIALRANGEISBRIDGECRANETRANSPORTGOODSINTHEAVAILABLESPACEGENERALBRIDGECRANEGENERALLYHASTHREEMECHANISMSHOISTINGMECHANISMTHEMAINVICETWOSETSOFTHEMAINANDTHEHOISTINGMECHANISM,THECARRUNNINGMECHANISMANDTHETRUCKRUNNINGMECHANISMALSOINCLUDINGTHERAILING,THEDRIVERSROOM,ETCTHISTHESISSTUDIESTHEELECTRICDOUBLEBEAMBRIDGECRANE,RATEDTHEWEIGHTOF75/20TTHEMAINCONTENTSOFTHEDESIGNARETHEDESIGNANDCALCULATIONOFTHEHOISTINGMECHANISMOFTHETROLLEYRUNNINGMECHANISMANDTHECAR,ANDTHEMAINCALCULATIONOFTHEHOISTINGMECHANISMOFTHETRUCKKEYWORDSCRANEELECTRICALCABINETTRANSMITCIRCUITRECEIVINGCIRCUIT目录LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计前言1第一章概述211起重机概述212起重机分类213单梁桥式起重机的工作方式414单梁桥式起重机机构的特点415LD型电动单梁桥式起重机各部件的作用516运行机构517单梁桥式起重机的发展趋势618遥控的应用719设计任务及要求7第二章总体设计921总体参数922小车设计923主梁结构形式的选择1224大车运行机构的设计12第三章电动葫芦的选择1431起升电机1432减速器1433卷筒装置1434吊钩装置1435电器装置14LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计第4章主梁的设计计算1541主梁截面的选择1542主梁强度校核1543主梁稳定性计算18第5章端梁设计计算2051轮距的确定2052端梁强度的计算20第6章大车运行机构的设计计算2161大车传动机构的确定2162计算载荷2163车轮踏面接触强度计算2164运行组里计算2265选择电动机2366验算电动机发热条件2367选择减速器23第七章电气系统设计2571起升机构控制系统25711主起升机构的工作2572大车运行机构控制系统设计26721大车传动机构的确定2773小车运行机构控制系统设计27第八章遥控系统的设计28LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计81无线遥控的选择2882编码电路2983发射器2984接收器30第9章电器元件的选择3291低压电器的分类3292低压配电电器和低压控制电器3293刀开关3294熔断器3295熔断器的技术参数3396熔断器的选用3397熔体的额定电流选择339810T桥式起重机变频调速系统主要辅件选用3499电阻器和频敏变阻器34910电磁铁35第十章驾驶室的设计36101驾驶室实用性设计36102驾驶室结构设计36103操作设备的选用36104操作设备的布置36总结37致谢38LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计参考文献39附英文原文英文翻译实习报告LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计1前言单梁桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备,由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。单梁桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。随着当代科学技术的发展，工业生产规模的扩大和自动化程度的提高，起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高。尤其是计算机技术的广泛应用，许多跨学科的先进设计方法出现，这些都促使起重机的技术进入崭新的发展阶段。起重机械运用广泛，在现代工业中现代工业不仅对起重机的安全和高效提出越来越多的要求，而且随着自动化控制以及计算机管理系统的日益广泛，起重机从单一的搬运工具逐步演变成自动化、柔性化生产中的重要组成部分。现今电子技术以及先进加工技术运用广泛，计算机辅助设计更是的提高了设计师们的工作效率。如何结合新技术并运用到起重机中，让整个起重系统更安全、更高效、应用更广泛将是设计师的工作重点。本毕业设计是对机械电子工程专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校期间所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神之最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创造的分析、解决技术问题。通过毕业设计，使学生掌握桥式起重机设计的基本方法，为今后步入工作岗位打下良好的基础。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计2第一章概述11起重机概述桥式起重机是一种桥架在高架轨道上进行工作的一种桥架式起重机，又称之为天车。一般桥式起重机机架要沿着预先铺设在两侧高架上的轨道上纵向行驶，而与之相对，起重门车则一般沿预先铺设在桥架上的轨道横向行驶，形成了一矩形的工作面，这样就可以实现在此矩形工作面内任何位置起吊重物。同时还可以充分的利用衡量下面的空间，从而不受衡量下面的地形限制和一些设备的阻碍。一般在室外仓库，码头，厂房车间，和露天贮料场等处都要用到桥式起重机。按一般的分类方式桥式起重机可以分为普通桥式重机，简易梁桥型起重机和冶金专用型起重机三种。对于普通桥式型起重机而言，其组成一般包括小车，桥架运行机构，桥架金属等机构机构，起重小车又由起升机构，小车运行机构和小车架三部分组成。一般起升机构由电机、减速器、滑轮组、卷筒和制动器组成，电动机是经LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计3由减速器，然后带动卷筒使之转动，使钢丝绳在卷筒上进行上升或者下降，从而达到升降重物的目的，小车架一般为焊接架，上面一般装有支托和安装起升机构及小车运行机构等部件。起重机运行机构的驱动方式可分为两类一类电动机通过带动长传动轴从而驱动两边的主动车轮的集中驱动；另一类为，通过两边的主动车轮各用一台电动机驱动来完成的即分别驱动。中小型桥式起重机较多采用“三合一”的驱动方式即制动器，电动机和减速器组合成一体的方式，普通桥式起重机中大起重量的，常用不向联轴器作为驱动装置，是为便于安装和调整。起重机运行机构通常由四个主动轮和从动轮构成，通过采用加装主动轮和从动轮数量的方法可以满足起重量很大的要求。通过加装车轮可以较小作用在轨道上的压强，而当车轮过多时保证起重机各个车轮的的载荷分布就是我们必须要考虑的问题，通常当车轮的个数超过四个时，既要增加额外的装置来实现载荷均布，一般采用的方法是用铰接均衡车架装置。起重机桥架的金属机构一般由主梁和端梁组成，金属机构可分为单主梁桥架和双梁桥架两大类，对于单主梁桥架而言其一般由单根主梁和位于跨度两边的端梁所组成，对于双梁桥架而言，其通常是由两根主梁和端梁组成。主梁与端梁的连接形式一般是采用的钢性连接，在端梁两端装有车轮，用于支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，能够在主梁上沿轨道运行。由上翼板、下翼板和两侧的垂直腹板构成了桥架主梁，小车的行驶钢轨布置上翼板的中心线上，它的结构简单，方便制造，适合批量生产，但其自重较大。箱形结构又可分为正轨箱形双梁，偏轨箱形双梁，偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式，主梁由下、下翼缘板和两侧垂直的腹板组成。偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、下翼板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁，自重较小，但制造复杂。四桥架式结构有着独有的特点，它是一个封闭的空间多边形结构，一般由LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计4四片平面桁架组成。在四架桥的下水平桁架上通常会铺设一种走台板，这种走台板有着较大的刚度，但是其重量比较轻，有利于减轻四架桥的总体重量。但是，这种铺设在水平桁架上的走台板相对于其他设备而言其外形尺寸较大，其制造工艺较为复杂，而且疲劳强度较低，挠度容易变大，随之而来的总体变形量也会变大。基于以上缺陷，这种结构在量产方面比例逐渐减少。空腹桁架是一种空间封闭结构，空腹桁架一般由四片较大钢板所组成，其结构与偏轻的箱形主梁类似，它的主腹板通常被设计成实腹工字形梁，除此之外，对于其他的三片钢板通常被设计成带有许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架设计为实腹工字形梁外，在这个空腹桁架的上、下水平桁架表面一般铺设走台板。对于必要的起重机运行机构及相关的电气设备一般装在桥架的内部，主要使得桁架整体自重较轻，总刚度大，这种形式目前在中国的应用较为广泛。普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般在司机操纵空内操纵，也有远距离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达60米。简易梁桥式起重机又称梁式起重机，其结构组成与普通桥式起重机类似，起重量，跨度和工作速度均较小。一般采用工字钢或其他型钢和板钢来焊接成简易单截面梁来作为起重机桥架的主梁，由于起重小车通常是由手拉葫芦或电动葫芦加之上简易小轿组成。小车一般在工字梁的下翼缘的轨道上行走，。起重机的桥架可以沿预先铺设在高架上的轨道行走，也可沿着悬吊于高架下面的预设轨道进行行走，由于这种结构上和运行方式上的特点，一般称这种起重机为桥式起重机。对于冶金专用型桥式起重机而言，其在冶金行业的应用极为广泛，甚至可以说说是不可或缺，其在钢铁的冶炼生产过程中参与特定的某种或某几种工序，从而实现预期的工步，冶金专用型起重机的基本结构大体上和桥式起重机结构相似，但是在起重小车的机构和其工作原理上以及某些特殊的装置上，与桥式起重机有着很大的差异。冶金专用型桥式起重机可以在较为恶劣的环境中进行工作，其主要特点有工作级别较高，可以频繁使用。冶金专用型起重机主要有五种类型。铸造起重机供吊铸造起重机的主要功用是实现将铁水吊运至混铁炉，炼钢炉。同时能实现吊运钢水以实现注入连续铸锭设备或钢锭模，小车的功用一般可分为以下两种主小车用于吊运盛桶以实现后续工步，副小车用于进行翻LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计5转盛桶等辅助工作。夹钳起重机对于夹钳起重而言，其主要功用是实现将高温钢锭垂直的吊装至梁坑均热炉中，或是将高温钢锭从梁坑均热炉中吊出放到运锭车上。脱锭起重机脱锭起重机的主要功用是可以将成型的钢锭从钢锭模具中强制拖拽出来，用于钢锭和模具的分离。在脱锭起重机的运动小车上装有专门用于脱锭工步的特定装置，一般按照锭模的形状来选择脱锭方式脱锭方式。加料起重机加料起重机的功用是将炉料运送到平炉中。以进行后续的工步。在主小车的栏杆下端装有挑杆装置，用以挑动料箱并将炉料送进炉内。主柱可以围绕垂直轴转动，挑杆可上、下摆动和回转。副小车用于修炉辅助作业。锻造起重机用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬、挂特殊翻料器，用以支持和翻转工作，副小车用来抬起工作。12起重机分类起重机是一种在一定范围内实现水平移动运动和垂直起升运动吊装物品的机械，起重机的主要工作特点是动作间歇性和作业循环性。通常起重机可以按照构造特征和主要用途进行分来分类。按主要用途分类一般可以分为建筑用起重机、冶金用起重机、铁路用起重机、港口用起重机、造船用起重机和甲板起重机等。按结构特征分类分一般可分为臂架式起重机和桥式起重机；旋转式起重机和非旋转式起重机；固定式起重机和运行式起重机，对于运行式起重机又可以分为轨行式起重机，这种起重机运行时在固定的钢轨上行走；无轨式起重机，起重机运行时无固定的轨道，一般由履带和轮胎进行支撑运行。13单梁桥式起重机的工作方式单梁式桥式起重机一般安装在产房两侧的吊车横梁上，整机可在吊车横梁上铺设的轨道上纵向行驶，起重小车沿小车轨道行驶（横向）。吊钩做升降运动，即与CD1型（或MD1）的电动葫芦配套使用完成重物的升降、平移等人们难以做到的需要。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计614单梁桥式起重机机构的特点主要优点是结构简单、重量轻、对厂房的负荷小、建筑高度小、耗电少。主梁与端梁采用螺栓连接、拆装、运输和储存方便，补充备件方便、轮压小、工艺性好，适合采用自动焊接和流水作业加工，安装快，维修方便。缺点是起重量不大。15LD型电动单梁桥式起重机各部件的作用主梁，主梁是采用钢板压延成型的U型槽钢与工字钢组焊而成的箱型实腹梁。作用是支承可移动的小车，并能沿铺设的专用轨道运行，将起重机的全部质量的重力传给厂房建筑结构。端梁，端梁有两种形式一种是压制成形，在焊接车门那个箱形结构，适用于做中、小起重机吊钩桥式起重机的端梁；另一种是四块钢板拼成的箱形结构，通常配制带角形轴承箱的车轮组，但焊接工作量大，生产效率低于前种（本产品采用前一种）。主梁和端梁的联接，该连接有两种形式一种是在主梁的两端，用法兰和高度的螺栓与端梁的法兰相连接。这种方式的优点是主、端梁可以分批生产再组装，加工及库存的占地占地面积小、输送方便、费用较低。另一种形式是加连接板再焊接的方法联接。优点是制造简单、装拆方便、成本低，是我国中、小起重机吊钩桥式起重机端梁和主梁的主要连接形式。电动葫芦，它是一种由电机驱动，经卷筒、滑轮或有巢链轮卷方起重机或起重链条，带动取物装置升降的轻小型起重设备。它具有体积小、重量轻、操作维修方便、价格低、安全可靠等特点，主要应用于起重量及工作范围要求不大或对工作速度要求不高的场合。将上部固定，可将起重设备单独使用或是通过小车悬挂在工字钢轨上运行，作电动单梁桥式起重机、龙门起重机、臂架型起重机的起重小车，使用作业面积扩大，使用场合增多，由于如此灵活，可作工厂、码头、仓库、货场等常用的起重设备。电动葫芦的简述其，有渐开线外啮合齿轮传动和行星齿轮传动两类，但前者具有制造简单、维修方便、效率高等特点。大车，使起重机作水平运动，用于搬运货物或调整工作位置，同时可将LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计7作用在起重机上的载荷传给支承它的基础。小车架，是支承和安装起升机构（电动葫芦）和小车运行机构的机架，同时又是之家和传递起升载荷的金属结构。操纵室，用于司机操纵作起重机的运行工作，操作室的构造与位置安装，应保证使司机有良好的视野。其结构分为敞开式与封闭是两种，桥式起重机的操作室应安装在无滑线一侧的桥架上。16运行机构运行机构的任务是使起重机或小车作水平运动，用于搬运货物或调整工作位置，同时可将作用在起重机或小车上的载荷传给支承它们的基础。陆上的起重机的运行机构分为有轨道运行和无轨道运行两类，而桥式起重机的运行属于前一类。桥式起重机上的运行机构由电机、传动装置（传动轴、联轴器和减速器等）、制动器和车轮组成。运行机构按其特点（构造）可分为分组式和一体式两种。按其主动轮驱动的方式，可分为几种驱动和分别驱动两种。运行机构是依靠主动车轮与轮道间的摩擦力（通常称为附着力或粘着力）来实现驱动的。为了保证有足够大的驱动轮（主动车轮），驱动车轮应布置得当，在任何情况下，都应使其具有足够大的轮压。桥式起重机上运行机构的驱动轮，通常为总轮数的一半，采用对称布置成四角布置，遮掩可保证驱动轮轮压之和不变，不会发生打滑现象，使机构运行正常。小车运行机构，LD型电动单梁桥式起重机采用自行式的电动葫芦，其小车运行机构就是电动葫芦的自行式电动小车。大车运行机构，LD型电动单梁桥式起重机的大车运行机构一般均作分别驱动的型式（即每一边轨道上的大车运行机构的主动车轮分别单独的电动机来驱动）电动机采用封闭自扇冷式，带制动器的绕线型电动机或带制动器的变极笼型电动机。司机室操纵时用绕线的电动机，传动装置采用自行式电动葫芦电动小车的闭线减速器。一级开式齿轮减速器的型式。其中闭式齿轮部分是专用同轴式减速机，这种型式的传动装置简单、轻巧、零件数量少、通用化程度高，便于制造和修理，但开式齿轮较易磨损，传动效率稍低，在有特殊要求时，传动装置也可采用二级定轴式摆线行星式、少齿差渐开线行星式等。采用全封闭型减速器或采用带制动器的电动机减速器套装组各式的传动装置。它便于专业化生产。传动效率较高，但制造及安装5齿面圆柱精度要求较高。QS系列LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计8“三合一”减速器为三级渐开线布置平行轴传动外啮合渐开线硬齿面圆柱齿轮减速器（中华人民共和国专业标准号为ZBJ1902790）。减速器直接按与带制动器的绕线是或鼠笼式电动相配，集减速器、电动机、带制动器为一体，制动器不需配电源，所配电机具有双重功能接通电源即可旋转，切断电源后，电机本身即产生制动力矩而制动。电动机减速器驱动部件利用减速器机体直接固定在端梁或主梁的伸出支架上，主动车轮利用其伸出轴端直接插入到驱动部件减速器的低速空心轴内。通过花键连接，靠力矩支承铰保持平衡。大车运行机构中采用“三合一”驱动部件，使机构变得非常紧凑、自重轻、分组性好、装配与更换方便，不受桥架起台和小车架变形的影响，并由于驱动部件不与走台相连接，可以减少主梁扭转载荷，而且可使走台的构造也大为简化，当电动机容量增大时，悬臂受力复杂化。故大型起重机的运行机构，目前仍采用分组式分别驱动，大车轮采用圆柱形踏面的双轮缘车轮，小车车轮采用圆锥鼓形车轮。17单梁桥式起重机的发展趋势随着科学的进步和工业发展的需要，现代起重机发展迅速，人们已经制出种类繁多的起重机械和设备，在国民经济各个部门起着重要作用。如一个较大的港口要装备几千台起重机械；一个大型钢铁联合企业要装备几千台起重机械。18遥控的应用在科学技术不断发展的今天，无线遥控技术应用已经十分广泛，大到人造卫星，小到家用电视机、空调等都使用遥控技术来进行操作，遥控技术的发展被认为是一种现代化的标志，它可以充分使人从繁杂的体力劳动中解放出来随心所欲地从远距离进行控制。无线遥控技术的发展使人们享受着科学的魅力，由于遥控技术可以减低劳动强度、提高劳动生产率及提高作业的安全性等方面起着积极的作用，在工业自动化控制中无线遥控技术的应用已愈来愈被人们重视。起重机使用无线遥控系统具有以下几个优点节省人力，对于桥式、门式起重机及汽车起重机等装卸设备，其操作挂钩可由一个人承担，操作者可直视操作，不需要指挥。对于工作效率低的起重设备，一个人可同时管理多台起重机设备。可在起重机操纵同时，完成与其关LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计9联的输送带、加料器、搬运车等其它设备控制和管理。安全性，遥控系统是起重机械的控制装置，如果动作有误，将发生物损、人伤的事故。因此必须保证遥控系统的百分之百的安全，具有操作者应能直接进行紧急停车和系统自动急停的安全保护。提高工作效率，由于操作者与地面指挥由一个人承担，操作者可自行判断，进行作业，提高了作业的准确性及工作效率。抗干扰性强，能够不受电焊、电炉及起重机变频器等的电磁杂波干扰，能够在小范围内同时多台使用，互不干扰。环境安全的提高，在有毒气体、高温、多粉尘和危险的作业场地，可选择环境好、且安全的位置进行操作，操作者的人身安全得到保护，作业条件得到改善。轻小型便于操作，发射系统由操作者携带进行操作，故应体积小、重量轻、携带方便。因此，采用无线遥控方式来控制起重机,将起重机司机从高空移至地面,可直接与检修人员联系共同操纵起重机,从而提高了吊装的精确性和安全性。用遥控器控制起重机的难点在于必须保证设备运行安全、可靠、平稳和动作灵活准确,避免因高温、高粉尘和强电磁干扰等工业环境因素的影响造成遥控系统控制失常和误动作。19设计任务及要求LD型电动单梁桥式起重机由桥梁、小车、大车运行机构、电器设备构成。桥架由一根主梁和两根端梁用螺栓连接而成。电动单梁桥式起重机是一种有轨运行的轻小型起重机。它适用于额定起重量为110吨，适用跨度为6225米，工作环境温度在3040范围内，起重机的工作级别为A3A5，LD型电动桥式起重机是按中级工件类型设计和制造的。总体设计总体方案及总体参数的确定（包括方案的比较）；设备组成及功能分析；重物提升、小车和大车平移驱动能力计算及驱动元件的选择。电气系统设计电气回路设计（应设有完备的安全保护装置）；电气元件的选择计算；控制柜结构设计及布线图设计。遥控系统设计微电脑控制多功能接口电路设计；可编程微机控制软件框LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计10图；发射器及接受器内部电路图。技术参数及要求额定起重量10吨；起升高度9M；大车轨道跨度12M；起升和小车运行为单速，速度为06M/S；大车运行为多级速度控制（3级），最大速度15M/S；最小速度为06M/S；重物起升采用标准电动葫芦，大车采用分驱动型式；主梁上拱度限制在L/1500,L为跨度；大车采用滑触线供电，小车采用电缆供电；小车、大车及起升机构均要设电气、机械安全保护装置；驾驶室与主梁、主梁与端梁采用螺栓联接；遥控装置遥控距离大于50M；遥控频率70MHZ470MHZ。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计11LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计12第二章总体设计21总体参数通用桥式起重机一般由主梁、端梁、大车运行机构、小车运行机构、电气设备、司机室、遥控系统等几大部分组成。本设计为10TLD型单梁桥式起重机总体及主梁设计。设计参数额定起重量10吨；起升高度9M；大车轨道跨度12M；起升和小车运行为单速，速度为06M/S；大车运行为多级速度控制（3级），最大速度15M/S；最小速度为06M/S重物起升采用标准电动葫芦，大车采用分立驱动型式；主梁上拱度限制在，L为跨度；150大车采用滑触线供电，小车采用电缆供电；小车、大车及起升机构均要设电气、机械保护装置；驾驶室与主梁、主梁与端梁采用螺栓联接；遥控装置遥控距离（M）50遥控频率（MHZ）70470工作温度（0C）3575发射功率（MW）1输出接点电压（V）300LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计13电流（A）222小车设计小车一般由起升机构及运行机构组成。起升机构是用来实现物品的上升及下降动作，主要由电机、卷筒、减速器、制动器、钢丝绳及吊钩等组成；运行机构主要是用来进行水平位移，以搬运物品或改变小车的工作位置。221小车起升机构布局设计1、起升机构布置方式的选择1）展开式布置其特点是构造简单，调整与安装方便，但占用的空间较大，且重量大，对主梁的刚度要求较大。如图21（A）。2）同轴线布置其特点是减速器放在卷筒内部，使结构紧凑，可扩大起重机的工作范围，有利于提高车间作业面积的利用率，而且重量轻对主梁的刚度要求较小，但维修较为不便。如图21（B）。图21A展开式布置B同轴线布置综合两者的特点，根据经济型及紧凑性原则，选用同轴线布置较为合理。2、钢丝绳卷绕方式的选择钢丝绳的卷绕方式由卷筒、滑轮组及钢丝绳三方面决定。卷筒在起升机构中用来卷绕钢丝绳，它经原动机的回转运动转换为重物升降的直线运动。钢丝绳的卷绕方式决定着重物起升速度及钢丝绳所受拉力的大小。由于起升重物的速度为以定值，故主要降低钢丝绳的受力大小，所以采用省力滑轮组。省力滑轮组又有一下两种形式。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计141）单联滑轮组单联滑轮组是指钢丝绳的两个自由端有一端引入卷筒，另一固定的形式。如图22A。这种形式可以减小卷筒受力，从而降低卷筒的设计强度，节约成本，但这种方法起升速度慢而且在起升重物时会使重物产生水平位移，在不精确定位时可忽略。2）双联滑轮组双联滑轮组是指钢丝绳的两个自由端都引入卷筒，如图22（B）。这种形式卷筒的受力较大，对卷筒强度要求较大，起升速度较快其起升过程中重物不会产生水平位移，使用的钢丝绳也较短。（A）（B）图22钢丝绳卷绕方式综合以上两种方式，采用单联滑轮组较为经济实用。222小车运行机构驱动轮布置方式小车运行机构的任务是使载重小车做水平运动，用来搬运货物或调整小车位置，主要由电动机、减速器通过一级开式齿轮带动驱动。在本设计中，为了降低与平衡轮压，降低车轮的强度等的要求，节约成本，采用四轮布置方式。其驱动轮布置方式又有一下几种形式1、单边布置单边布置是指电动机单独带动一边车轮驱动，如图23（A）。这种布置方式驱动力不对称，但制造与安装方便，适用于轮压本身不对称或起重量较小的LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计15起重机。2、对面布置对面布置是指电动机带动对称的两个车轮驱动，如图23（B）。这种布置方式能够保证主动轮轮压之和不依小车的位置改变而改变，延长车轮寿命。常用于桥式起重机、龙门起重机。3、四角布置四角布置是指用两台电动机带动四个车轮驱动，也称全轮驱动，如图23（C）、（D）。这种布置方式可以保证主动轮总轮压保持不变，常用于大型起重机。图23小车运行机构驱动轮布置方式综合以上几种布置方式，对面布置适用于本设计，故本设计中的小车运行机构驱动轮布置采用对面布置方式。23主梁结构形式的选择本设计为单梁桥式起重机，是指电动葫芦沿主梁下翼缘运行，一般用工字钢作为电动葫芦的运行轨道。在小跨度（12米以下）时，只用一根工字钢作为主梁，但跨度大时就难以满足强度和刚度方面的要求，所以多数主梁是用型钢或钢板与工字钢构成的组合梁。图24（A）（B）（C）（D）（E）为常见的几种组合主梁的截面形式。其中（C）（D）（E）三图的主梁形式具有足够的垂直与水平刚度，所以无需设置水平桁架等辅助桁架，是目前较常用的截面形式；而（A）（B）往往需要设置辅助桁架方能满足刚度要求，从而增加了自重经济上不合理。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计16箱形主梁（E）目前在国外被广泛地采用着，它同其他几种形式的主梁相比较，在保证强度，刚度，稳定性方面要求的基础上，它的体积小，即总体高度尺寸小，可以提高起升重物的净空间尺寸，降低厂房造价，同时这种结构很适用于采用自动焊接工艺，有利于大大提高生产率。综上所述，本设计主梁采用图24（E）所示的箱型主梁形式。图24主梁的截面形式24大车运行机构设计大车运行机构的任务是使起重机做水平运动，用于搬运货物或调整起重机的工作位置。主要由运行支撑装置与运行驱动装置两大部分组成。运行支撑装置的机构部分，主要是车轮与轨道；运行驱动装置为电动机、减速器与制动器等。大车运行机构带动整个起重机在轨道上运行。241大车运行机构车轮组方案的选择整个起重机主要靠车轮支撑，因此车轮承载着较大的压力，车轮的选择也较为关键。车轮较少，每个车轮承载的压力就较大，对车轮的刚度要求交高；车轮较多，每个车轮可以有较少的承载压力，但运行阻力增加或要用多个电机驱动，成本增加。综合考虑，本设计采用。由一个电机驱动一个车轮。1、大车车轮驱动方式的选择桥式起重机的大车驱动有集中驱动与分别驱动两种集中驱动是指由一个电动机通过传动轴带动两边车轮驱动，这种驱动方式对桥架水平刚度要求不大，工作稳定，但自重较大，安装要求较高，结构复杂；分别驱动是指由两套独立的无机械联系的运行机构分别驱动两边车轮运动，这种方式自重轻，部件分组性好，安装及维修方便，运行较稳，但由于采用两台电动机，成本较高，是目前较为常用的驱动形式。根据本设计特点，采用分别驱动能节约大量空间，因LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计17此较为合理。2、大车运行机构驱动布置方式选择1）展开式布置展开式布置驱动装置由标准部件组成，装配和维修方便，但自重较大，且占用较大空间。如图26（A）所示。2）同轴线式布置同轴线式布置将电动机、制动器、减速器与车轮组布置在同一条轴线上。这种布置方式体积小，重量轻，走台宽度窄，应用较广泛，如图26（B）所示。图26大车运行机构驱动布置方式综上所述，大车运行机构采用同轴线布置方式。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计18第三章电动葫芦的选择电动葫芦的形式与参数，参见产品样本，选用目前应用得最多的CD1或者MD1型。CD1、MD1型系列钢丝绳电动葫芦系在原CD、MD型基础上的改进产品。它具有结构紧凑、轻巧、安全可靠、零部件通用程度大、互换性强、担重起重能力强、维修方便等特点，是目前用途广泛，深受欢迎的轻型起重装备。本次设计的电动小车采用型10T电MD1动葫芦，型号为MD1109D。G葫11000N31起升电机MD1型电动葫芦的起升电机为ZDS型双速电机，ZDS型双速电机常速与慢速之比是101。32减速器采用斜齿轮三级减速。齿轮及轴采用合金结构钢或优质碳素钢加工制成，并经合适的热处理确保其可靠性与寿命。箱体、箱盖用铸铁制造，减震性好，密封可靠。33卷筒装置卷筒采用铸铁或无缝钢管制造，利用花键传递动力；卷筒外壳用钢板焊制而成。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计19卷筒装置是葫芦的中心部分，其上通过平衡梁与运行机构连接，两端分别与起升减速器、电机连接，其下通过钢丝绳与吊钩装置联合工作，外罩的前上方，安装有限位器导杆装置。34吊钩装置吊钩采用专用钢锻制而成，并用推力球轴承通过吊钩横梁与外壳连接，是吊钩运转自如，其为双滑轮式。35电器装置MD1型葫芦的电气装置由电电压一般为380V，根据按钮开关上所示的方向符号，正确按气控制箱，按钮开关，限位器及连接导线等成。按钮开关的操作压按钮，通过控制箱内继电器的吸和与断开，可以控制葫芦的动作。第四章主梁的设计计算41主梁截面的选择单梁葫芦式桥式起重机一般采用工字钢作为电动葫芦的运行轨道，电动葫芦沿工字钢下翼缘运行。图41主梁截面型式图LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计20本次设计主梁选用如图41所示截面型式，主梁跨中的静刚度按简支梁计算。根据刚度条件，主梁所需的截面惯性矩为624375010981276363LPFEPLI式中L梁的跨度（MM）；F梁的许用挠度，F取L/700；P电动葫芦在额定起重量时的总轮压（不及动力系数），葫GQP其中Q额定起重量（N）G葫电动葫芦自重（N）。根据系列产品资料，本次设计采用28A普型工字钢，其尺寸参数为H280MMB122MMD85MMT137MMF15540CM2Q4349KG/MFL/70042主梁强度校核选定主梁截面尺寸后，应校核主梁跨中的弯曲应力和跨端截面的剪应力。跨中截面的弯曲正应力包括梁的整体弯曲应力和由小车轮压在工字钢下翼缘引起的局部弯曲应力两部分，将它们合成后进行强度校核。垂直载荷在下翼缘引起的弯曲正应力。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计218242111QLGIPLIYXZ式中P电动葫芦在额定起重量下的总轮压124400N；G操悬挂在工字梁上的操作室重力，取4000N；Y1梁的下表面距截面型心轴XX的距离370MM；IX梁跨中截面对XX轴的惯性矩71100000MM4；L操操作室重心到支承的距离1000MM；Q主梁单位长度重力043N/MM。主梁工字钢下翼缘局部弯曲应力普通工字梁在电动葫芦小车轮压作用下，工字钢下翼缘的局部弯曲变形应力如下计算23701249014014390289Z图6ADBRCP轮LLD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计22图43局部弯曲应力计算图A、计算轮压作用点位置I及系数IACE式中I轮压作用点与腹板表面的距离（CM）C轮缘同工字钢翼缘边缘之间的间隙，取C04CMA12208525675CM；BD2E0164R（CM）对普型工字钢，翼缘表面斜度为；16R为葫芦定轮踏面曲率半径，由机械手册查得R167CM。则E0164167273CM所以I567504273334533455675058IA结果I3345058翼缘表面斜度为16B、工字钢下翼缘局部曲应力计算LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计23如图44所示L点横向（在XY平面内），局部弯曲应力1由下式计算X12AKP轮0T式中A1翼缘结构形成系数，贴板补强时取A109K1局部弯曲系数，由图可得K11907458612K8IA3T0T其中T工字钢翼缘平均厚度T137CM补强板厚度1CM图44工字梁下翼缘局部弯曲应力计算图图45局部弯曲系数图LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计24T0（1371）23756CM所以09191900561579KG/12CM结果579KG/12CM如图，1点纵向（在YZ平面内）局部弯曲应力为由下式计算2212AKP轮0T式中由图得K2062所以183KG/2CM如图中得点纵向（YZ平面内）局部弯曲应力为，由下式计算3323AKP轮T0式中局部弯曲系数，查图得043K3KA2翼缘结构形式系数，贴板补强时A215所以203KG/32CM43主梁稳定性计算稳定性计算包括主梁整体稳定性计算和主梁腹板，受压翼缘的局部稳性计算主梁整体稳定性由于本产品主梁水平刚度比较大，故可不计算主梁的整体稳定性。主梁腹板的局部稳定性LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计25由于葫芦小车的轮压作用在主梁的受拉区，所以主梁腹板局部稳定性不计算。受压翼缘板局部稳定性由于本产品主梁是冷压形成的U形槽钢，通过每隔一米艰巨的横向加筋板及斜侧板同工字钢组焊成一体。U形槽钢的两圆角都将大大加强上翼缘板稳定性，所以受压翼缘板局部稳定性可不计算。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计26第五章端梁设计计算单梁葫芦桥式起重机的梁端一般采用钢板冷压成U形，再组焊成箱形端梁，也有用型钢或钢板组焊的箱形端梁。端梁通过车轮将主梁支承在轨道上，端梁同车轮的连接有两种形式，一种是将车轮通过心轴直接安装在端梁部腹板上，另一种是采用角形轴承箱。前一种连接比较简单。51轮距的确定一般轮距B跟跨度L之间的关系为715L根据跨度L可确定轮距B4027151751B取B200M52端梁的强度计算计算工况及载荷端梁强度计算工况为小车位于跨端极限位置满载下将制动，同时大车在运行中歪斜。垂直载荷为操纵室一侧极限位置的满载电葫芦以及由固定载荷引起的主梁的最大支反力MAXR水平载荷的大车歪斜侧向力SP以力偶形式作用在端梁上。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计27端梁强度当大车车轮与主梁对称布置时，跨中截面的弯曲强度为YSXWBPR24MAX/35CN式中端梁跨中截面的垂直抗弯模量XW3M端梁跨中截面的水平抗弯模量Y歪斜侧向力NSP许用弯曲应力，对Q235钢取140MPA第六章大车运行机构的设计计算61大车传动机构的确定此次设计起重机的大车运行机构采用分别驱动方式，两边车轮分别由两套独立的无机械联系的驱动装置驱动，省去了中间传动轴，自重轻，部件分组性好，安装和维护方便。在大车运行机构上广泛应用。桥式起重机大车运行机构可安装在走台上，采用带浮动轴的分别驱动装置，使安装和维护更加方便。此次采用“三合一”传动装置的大车运行机构分别驱动方案，62计算载荷起重机车轮所承受的载荷与运行机构传动系统的载荷无关，可直接根据起重机外载荷的平衡条件求得。车轮的疲劳计算载荷可由起重机的最大轮压和CPLD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计28最小轮压来确定。32MINAXPC式中PMAX起重机工作最大轮压，1146KNPMIN起重机工作最小轮压，515KN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。车轮踏面疲劳计算载荷N5793MINAX2KPC车轮材料采用（调质），由表选640ZGMPAASB380,70择车轮直径，由表查得轨道型号为P38（铁路轨道）或QU70（起重DC5机专用轨道）63车轮踏面接触强度计算线接触的允许轮压21CDLKPC式中许用线接触应力常数（），查表得；1K2N/M61KL车轮与轨道有效接触长度，对于轨道QU70有；ML70转速系数，车轮转速时，094；1C30PR1C工作级别系数，由1表54，当为级时；25M12D车轮直径500MM。代入数据N740960283150621CLDKCLD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计29故验证通过。21CDLKPC点接触允许轮压2132MRC61K70L5D式中许用点接触应力常数（），K20181；2K2N/MR曲率半径，取车轮与轨道面曲率半径中最大值（MM），R400；M由轨道顶面与车轮的曲率半径之比，M047。代入数据N27965132CMRK故验证通过。22PC64运行阻力计算摩擦总阻力矩2DKGQMM查得车轮的轴承型号为7520，轴承内径和外径的平均值DC50。滚动摩擦系数,轴承摩擦系数，1428DMK0602附加阻力系数，代入上式得当满载时的运行阻力矩MN1022140062405QM运行摩擦阻力LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计30N4082/51/CQMQDMP当无载时M7205140260240QMMN82/507/0CQMDP65选择电动机电动机静功率KW86295061480MVPNDCJJ式中满载运行时的静阻力；QMJP5机构传动效率；90M2驱动电动机台数。初选电动机功率KW7183621JDNK式中电动机功率增大系数，查得，DK31DK选用电动机JZR2216，NE50KW，N1930R/MIN，G95,MG37602DDGGDLD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计3166验算电动机发热条件等效功率KW920731525JXNK式中工作级别系数，当JC25时，；25K7502K按起重机工作场所得,查得GQT31由此可知，故所选电动机发热条件通过EXN67选择减速器车轮转速R/MIN051438CDCDVN机构传动比2418059310CNI查表选用两台减速器当输入ZVZQ4920IKW5中级N轴转速为1000R/MIN时，可见XN中级LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计32LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计33第七章电气系统设计71起升机构控制系统提升控制系统包括接触器控制开关，三项异步电动机，晶闸管开关，以及PLC控制系统等。起升机构控制电路图如71所示图71起升机构控制电路图通过PLC的控制接触器接触开关KM5和KM6来实现对电机的正传，反转的控制，在电机调速方面采用串电阻的调速方法，应用晶闸管开关进行逐级的电阻的切除已实现对电机的调速，最终达到对重物的上升速度和下降速度的控制。LD10单梁桥式起重机总体及遥控系统设计34串电阻调速原理一般是在线饶式电动机转子电路中通过滑环串接一只可变电阻器，增加转子电阻式转子电流减小，电动机的转矩也随之下降，同时也产生反转矩，（反转矩是由机械作用在电机轴，电机风阻和摩擦所产生的）当