起重机毕业设计说明书

青岛理工大学毕业设计（论文）题目125T桥式起重机大车设计（跨度315M）学生姓名殷伟杰学生学号201206269指导教师刘琨明机械工程学院机械设计制造及其自动化专业128班2016年6月15日青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书I摘要桥式起重机是工厂车间等地运用很广泛的起重设备，对于很多生产工作有着极其重要的作用。桥式起重机的桥架横跨在高架轨道上，进行纵向移动，小车在桥架上的轨道上进行横向移动，起升机构吊运重物上下移动，构成了一个立体的工作空间，不受地面设备的阻碍，以实现桥式起重机的基本功能，满足生产的需要。而随着生产规模的日益发展和不断扩大，对车间内部的桥式起重机的工作性能得要求也越来越高，起重量的增大，工作次数的增加，操作的便捷有效，以及对工作人员和车间财产的安全保障，桥式起重机的设计越来越复杂，类型越来越多样，参数也各不相同。现在国内是生产使用的桥式起重机大体类型有三种普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机。电动双梁桥式起重机，是我国生产的各种起重机中数量最多，使用最广的一种，主要由桥架、大车运行机构、小车运行机构、起升机构、电气控制设备等部分组成，跨度较大，适用于吊运一些较大质量的重物。本文主要研究设计的是大车部分，包括桥架主梁，端梁，大车运行机构等，其中桥架结构采用箱型梁式桥架，运行机构采用分别驱动方式，根据要求的参数选择合适的电动机，加速器，联轴器，制动器和车轮组等。关键词桥式起重机；桥架；大车；箱型梁；分别驱动青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书IIABSTRACTBRIDGECRANEISTHELIFTINGEQUIPMENTTHATTHEUSEOFAWIDERANGEINTHEFACTORYWORKSHOPANDTHEOTHERPLACES,HASAVERYIMPORTANTROLEINALOTOFPRODUCTIONWORKBRIDGECRANESBRIDGEACROSSTHEELEVATEDTRACKTOCOMPLETEVERTICALTHEMOVEMENTTHESMALLCARONTHETRACKTOCOMPLETETHELATERALMOVEMENTONTHEBRIDGELIFTINGMECHANISMLIFTSWEIGHTTOMOVEUPORDOWN,CONSTITUTEATHREEDIMENSIONALWORKSPACE,NOTHINDEREDBYGROUNDEQUIPMENT,INORDERTOREALIZETHEBASICFUNCTIONOFBRIDGECRANE,MEETTHENEEDSOFPRODUCTIONANDWITHTHEINCREASINGDEVELOPMENTOFTHESCALEOFPRODUCTIONANDEXPANDING,THEWORKINGPERFORMANCEOFTHEBRIDGECRANEINTHEWORKSHOPISALSOGETTINGHIGHERANDHIGHERINCREASEINWEIGHTANDTHENUMBEROFJOBS,CONVENIENTANDEFFECTIVEOPERATION,ASWELLASTHESAFETYANDSECURITYOFSTAFFANDWORKSHOPPROPERTY,THEDESIGNOFBRIDGECRANEISMOREANDMORECOMPLICATED,TYPESAREBECOMINGMOREANDMOREVARIED,PARAMETERSARENOTTHESAMETHECURRENTBRIDGECRANEISMAINLYDIVIDEDINTOTHREEKINDSORDINARYBRIDGECRANE,SIMPLEBEAMBRIDGECRANE,SPECIALBRIDGECRANEFORMETALLURGYELECTRICDOUBLEGIRDEROVERHEADTRAVELINGCRANEISTHELARGESTNUMBEROFCRANES,THEMOSTWIDELYUSEDINOURCOUNTRYMAINLYBYTHEBRIDGE,TROLLEYTRAVELINGMECHANISM,TROLLEYRUNNINGMECHANISM,LIFTINGMECHANISM,ELECTRICALCONTROLEQUIPMENTETCSPANLARGER,SUITABLEFORLIFTINGSOMEOFTHELARGERWEIGHTTHEMAINRESEARCHOFTHISPAPERISTHEDESIGNOFTHECARTSECTION,INCLUDINGTHEBRIDGEGIRDER,ENDBEAM,ACARTRUNNINGMECHANISMETCTHEBRIDGESTRUCTUREADOPTSABOXBEAMTYPEBRIDGE,RUNNINGGEARWEREDRIVENBYTHEWAYSELECTTHEAPPROPRIATEMOTOR,ACCELERATOR,COUPLING,BRAKEANDWHEELSETACCORDINGTOTHEREQUIREDPARAMETERSKEYWORDSBRIDGECRANEBRIDGEBIGCARBOXGIRDERRESPECTIVELYDRIVEN青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书III目录摘要IABSTRACTII目录III第1章绪论111起重机的历史发展112桥式起重机整体构造113桥式起重机的参数214起升机构设计方案415大车运行机构的设计方案516起重机小车的构造717大车桥架的设计方案7第2章大车运行机构的设计921大车运行机构设计的基本原则和要求922车轮组和轨道的选择与验算1023电动机的选择与验算1224减速器的选择与验算1325制动器和联轴器的选择与验算17第3章大车桥架的设计2031桥架结构的设计要求2032桥架主要尺寸的确定2033主梁的计算2234端梁的计算27结论32参考文献34致谢35青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书IV附件136附件252青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书1第1章绪论11起重机的历史发展起重机作为现代工业生产必不可少的一项基本生产设备，自然有着悠久的历史，我国古代就出现了起重机的原始形态，以便于人民劳动所需，国外也是如此，可见起重机在历史上存在的必要性和它出现的必然性，19世纪初，桥式起重机诞生。起重机的动力来源经历了人力和畜力，到水力，再到蒸汽驱动，最后发展至现在的电力驱动和内燃机驱动一段漫长的过程。起重机的基本功能是起吊货物，搬运重物，随着社会的进步和科学的发展，现代化生产的规模越来越大，起重机的运用范围越来越广，从车间、港口、车站、建筑、工矿企业等生产领域，到生活领域，不仅在国民经济中占有举足轻重的重要地位，在社会生产和生活中也扮演着越来越重要的角色。起重机完成一个起吊运输过程，是多项工作有序进行的重复动作，装载、起升、运输、卸载，对于提高生产力、保证产品质量、减轻劳动强度、降低生产成本、提高工作效率等诸多方面有着重要影响，在安全生产和减少事故方面更是尤为重要。12桥式起重机整体构造我们本次研究设计的桥式起重机，其整体最大的金属结构就是桥架，桥架横跨在车间两边墙壁上的高架轨道上面，沿着轨道进行前后运动，桥架上面有起重小车和小车轨道，小车在轨道上左右移动。小车上安装的运行机构使小车移动，起升装置则将货物提升和放下。所以桥式起重机工作的时候，桥架大车运行机构前后移动，小车沿轨道左右移动，起升机构对货物的上下升降，这三个运动构成了一个空间范围，这个范围就是桥式起重机的工作服务空间。一般的桥式起重机，都具备有三个基本的机构大小车的运行机构、桥架结构、起升机构。正常的工作流程是从装载货物开始，将起重机开到货物上方，启动起升机构，放下空钩，对货物进行固定吊装，吊起货物上升到合适高度，然后开动大车和小车的运行机构，到达指定位置，操作起升机构放下货物，然后空钩回到合适高度，最后控制大车运行机构和小车运行机构是起重青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书2机回到原来的位置，为第二次吊运工作做准备。每次运送货物，都要重复上述过程，整个过程称为一个工作周期，每个工作周期内，虽然各个机构不是都同时运作，有的工作时，其他的出于停止状态，每个机构都会至少进行一次正向运转和一次反向运转，桥式起重机是一种周期性间歇工作的机械。电动双梁桥式起重机整体结构示意图如图11和图12所示。图11中1、桥图11箱形双梁桥式起重机架；2、小车；3、大车运行机构；4、操纵室；5、小车导电装置；6、起重机总电源导电装置。图12中1、小车；2、桥架结构；3、大车运行机构；4、电气设备。图12电动双梁桥式起重机13桥式起重机的参数桥式起重机的基本参数有起重量、起升高度、跨度、大车运行速度、小车运行速度、起升速度和工作级别，此外还有工作效率、轨距、外形尺寸等。参数是起重机的工作性能和技术指标的具体表现形式，我们需要依据参数来设计起重机，同时在选择使用的起重机的技术性能和类型时，也要依靠参数来确定。起重量Q是指安全工作允许的范围内，起重机所能起吊的最大货物质量，单位为千克（KG）或者吨（T）。起重量一般不包括吊钩和吊环的重量，但是抓斗、起重电磁铁、料罐、盛钢桶之内的附加吊具的质量需要计算在其中。按照国标，桥式起重机的起重量主要由以下一些参数（单位为T）005、01、025、05、08、10、125、15、2、25、3、4、5、6、8、10、125、16、20、25、32、40、50、63、80、100、125、青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书3140、160、180、200、225、250、280、320、360、400、450、500选择起重量的时候要根据要求的标准规定，太小了无法满足工作需要，当然也不是越大越好，因为起重量太大，起重机自重也会越大，造成性能过剩，基础建设成本投资过高，造成浪费。现在有的桥式起重机起重量很大，设计有两套起升机构同时安装在小车上，起重量大的称为主起升机构，叫主钩，起重量小的称为副起升机构，叫副钩。副钩的起重量一般为主钩的1/51/3，起重机起重量通常用YX表示，Y为副钩起重量，X为主钩起重量。副钩因为起重量小，起升速度快，可以提高小质量货物吊运效率。起升高度H是起重机起升机构上下极限位置之间的距离，单位为米（M）。下极限位置就是工作车间的地面，吊钩从钩口中心开始计算，抓斗从最低点开始计算。在考虑起重机的起升高度时，除了要考虑吊运货物的最大高度外，还有需要高出地面设施的距离，以及要考虑吊具自身的高度。跨度L是指桥式起重机的大车运行轨道中心线的距离，单位为米（M），一般设计要依据车间厂房的宽度来定，当起重量为3T50T时，一般起重机跨度取比厂房跨度小15M或者2M，当起重量在80T250T时，取值比厂房跨度小2M，较小的跨度适用于厂房吊车桥架留有安全走道。工作速度V是指起重机的各个机构的速度，包括大车运行速度，小车运行速度，起升速度，单位为米每分（M/MIN），机构的工作速度点也是根据工作的需要来确定的，装卸的时候工作要求尽可能高的速度，以提高效率，安装工作要求很低的速度，行程短的取较小的速度，行程长的取较大的速度。桥式起重机常用速度有一般起升速度为625M/MIN，小车运行速度为4050M/MIN，大车运行速度为90120M/MIN等。起重机外形尺寸和自重，这是任何一种机械设备都应该有的经济技术指标，不仅是能说明机械本身性能的优劣的数据，而且直接影响基建费用的投资，成本的大小。所以，减小起重机的质量是设计过程中一个非常重要的课题，同时还要尽可能减小尺寸大小，使整个起重机设计紧凑完整。工作级别也是起重机的一个非常重要的参数，设计起重机时，必须考虑起重机的工作使用条件，为此，把起重机划分为许多个工作级别，以起到提供合理的结构和建立机械设计基础的方法的作用，作为制造的技术依据，选择满足使用要求的工作级别的起重机。之前我们提到起重机是周期性间歇工作机械，一般各个机构不同时运行，而是根据工作的需要相互协作，共同完成任务，所以每个机构都有它自己的工作时间青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书4和频率，此外，在机构开动时，也分为空载和带载两种情况，即使是带载，载荷也不尽相同，再加上工作人员的操作熟练度对机械受力情况的影响也不同。除了一般的工作环境，还有小部分起重机工作条件比较恶劣，例如高温，高腐蚀性等，要防止这些因素对起重机造成额外的损害，避免产生意外事故，再设计和选择校核起重机以及选择电动机和电气设备时，必须从实际情况考虑，根据不同的工作条件，应用不同的安全系数和许用应力。所以，把起重机根据使用工作频率和负载大小不同分为不同的工作级别。但是起重机里面的不同机构的工作情况不同，工作级别必须考虑到每个机构上去，由于这些机构工作用途不尽相同，工作时间长短和工作频率不同，在运行过程中，各个机构的运行速度和所承受的载荷也不同，所以即使在一个起重机里面，各个机构的工作级别也可能不相同。起重机的载荷计算，在设计起重机的时候，要考虑起重机具有一定的使用寿命，在规定的使用时间内，起重机的各个零件和构件在重复载荷的作用下，应该保证有足够的耐久性，不会出现疲劳损坏。所以，就要考虑在起重机使用时间内，可能出现的最大载荷情况，各个构件要有足够的强度和稳定性。根据上述的要求，在设计起重机的时候，要进行寿命计算，强度计算和验算，这就需要计算三种不同情况的载荷。14起升机构设计方案起重机顾名思义，就是对物品的起吊抬升，所以起升机构是必须有的的，将物品提升放下是它的基本功能，也是移动物品过程中的一个重要环节，所以说它的性能优劣直接影响着整个起重机的工作。起升机构主要由驱动机构、传动机构、卷筒机构、滑轮、吊钩和制动器等部分组成，除了这些，还有多种功能各异的辅助设备，比如终点开关用来确定起升高度的极限位置，载重限制器确保起吊重量在安全范围内等。起升机构示意图如图13所示图中1、电动机；2、半齿联轴器；3、带制动轮的半齿联轴器；4、浮动轴；5、制动轮；6、减速器；7、卷筒；8、轴承座；9、制动器。起升机构的总体布置方案一般取决于起重机的大车运行机构的驱动方图13带有中间轴的起升机构布置图青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书5式，分为集中驱动和分别驱动，集中驱动用于内燃机为原动力的流动式无轨运行起重机，但是它的转动装置比较复杂，操作机构也很复杂，在使用电源方便的情况下，起重机的各个机构最好采用分别驱动的形式，分别驱动很方便布置，安装和检修，分别驱动也是各类起重机主要的驱动方式。如果采用分别驱动，起升机构中电动机与高速轴相连，然后连到减速器，小车起吊重物，可能会导致小车变形，从而压迫高速轴产生弯曲，所以需要通过一些方法来减少变形，多采用联轴器来补偿，一般有弹性柱销联轴器或是齿轮联轴器，为了安装方便，提高补偿能力，通常也将齿轮联轴器用一段浮动轴联接。因为起升机构的重要性，所以对它的设计需要考虑到多方面的问题，首先是最基本的功能需要得到满足，其次需要合理的尺寸和重量，这就需要科学的设计和选择零部件，还有便于安装和维修。15大车运行机构的设计方案起重机除了升降货物外，还需要将货物移动到制定位置，这就需要起重机的大车和小车的运行机构，使得起重机和小车做水平运动。桥式起重机的运行机构一般是有轨运行，在专门铺设的轨道上面运动，负荷能力一般较大，运行阻力小，有轨运行方案是很常用的一种方案。本次设计中的大车运行机构，主要由电动机、传动装置、联轴器、车轮组和制动器组成，运行速度的选择依据起重机的用途来决定，运送大量货物的运行机构速度较高，此外运行速度还和运行距离有关，距离长的速度一般较高，距离短的速度低一些。为了保证有足够的驱动力，起重机的驱动轮数量不能太少，一般为总轮数的一半，速度比较小的起重机，只要满足需要，也可以只取四分之一的车轮为驱动轮，为有些速度很大的，则可能就需要全部的车轮都是驱动轮才行了。在部分驱动的设计方案里，主动轮的布置要保证车轮对轨道有一定的轮压，保证有足够的驱动附着力，如果设置不合理，使得主动轮的轮压不足，就会产生打滑，式起重机不能正常启动，还会加快主动轮的磨损。车轮的布置主要由以下几种一、单边布置，主动轮在同一边，这种驱动力不对称，只用于跨度较小，轮压不对称的起重机，比如单梁起重机的小车；二、对面布置，用于桥式起重机的大车运行机构，能够保证主动轮的轮压之和不随小车的移动位置变化而变化；三、对角布置，用于中小型青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书6旋转类型的起重机，理论上能保证主动轮的轮压和不随臂架的位置而变化；四、四角布置，用于大型起重机，保证主动轮轮压和不变。在起升机构的方案讨论时，我们就说过大车运行机构的两种驱动方式，集中驱动只用一台电动机，同时驱动两边的车轮转动，这种设计方案只需要用到一台电动机和减速器，但是传动结构比较复杂，一般使用与小车的运行机构，以及一些跨度比较小，起重量不大的桥式起重机的大车运行机构。其结构件图如图14所示图14中1、电动机；2、减速器；3、制动器；4、浮动轴；5、车轮；6、联轴器。在桥式起重机设计中，如果采用集中驱动，对于跨度大于165M的起重机，宜采用告诉集中驱动，而对于跨度小于135M的起重机，可以采用低速集中驱动传动方案。图14集中驱动示意图分别驱动传动方案是指大车运行机构两边的车轮由单独的电动机驱动，布置安装维修方便，自重较轻，不过这需要两边的驱动同步，桥式起重机有刚性较大的桥架结构，能够强制使得两侧的运行机构同步，也可以在两个电动机之间安装电气联锁是两侧同步。分别驱动中多采用有浮动轴，可以在电动机与减速器之间，和减速器与车轮间都安装浮动轴，这种设计运行的效果比较好，但是占用的走台较长，一般在跨度较大的桥架上面使用，为了保证浮动轴的补偿作用达到相应的效果，其长度不应小于800MM，最好取到1M以上。也可以只设置高速浮动轴，而不要低速浮动轴，这样既可以保证电动机的正常运行，又可以使得加速器靠近端梁，减小主梁的扭转载荷，所以是最常用的设计方案。以上两种浮动轴的设计情况如图15所示图15中1、电动机；2、制动器；3、带制动轮的半齿轮联轴器；4、浮动轴；5、半齿轮联轴器；6、减速器；7、车轮；8、全齿轮联轴器。图15分别传动结构示意图青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书716起重机小车的构造小车是桥式起重机的另一个重要组成机构，起重机的大部分机械设备都集中在小车上面，小车包括起升机构，小车运行机构，小车架以及一些防护设计。起重机小车的所有机构都是由独立的零部件组装而成，这种设计结构的分组性和互换性较好，使得小车的安装和维修很方便快捷，再设计桥式起重机系列标准的时候，上述的部件也有了自己的标准，这样就利于起重机设计的专业化和成批生产化，降低部件的生产成本。小车上全部采用滚动抽成，使其工作效率提高，其他的传动结构采用了密封的浸油润滑的减速器。小车架是支撑和安装起升机构和运行机构的机架，所有的起重载荷都通过小车架的承受，传递给桥架，所以小车必须有一定的强度和刚度，还要尽量减少小车的自重，以降低小车轮压，从而减轻桥架的受力。小车架是由两根顺着小车轨道方向的纵梁和几根与纵梁垂直的横梁焊接而成，横梁的数量与起升机构有没有主副钩有关，所有的梁都使用钢板和型钢直接焊接而成。小车架的台面上除了卷筒和定滑轮组穿过钢丝绳的区域外，其他的地方都铺设钢板，通过焊接把钢板和横梁纵梁联接固定在一起，台面用来安装电动机、减速器、制动器、卷筒轴承座等，根据需要加焊垫板或者垫座，方便安装。17大车桥架的设计方案桥架是桥式起重机的主要金属结构，可以移动，它承载着小车以及起升机构所造成的轮压，然后通过支撑桥架的运行车轮，把起重机的全部重量传到大车运行轨道上面，传入车间厂房建筑。桥架的重量占桥式起重机自重的60以上，所以在设计起重机的时候需要采取一些合理的方案来减轻起重机的自重，这样不仅节约了起重机本身的钢材消耗和成本，还减轻了车间厂房的建筑所受到的载荷，降低基建的投资。除了自重是桥架机构的一个重要性能指标，足够的强度，垂直和水平刚性较好，外形尺寸紧凑，便于安装维护等，也是需要在设计的时候考虑的方面。电动双梁桥式起重机的大车桥架由两根主梁和两根端梁构成，主梁和端梁通过刚性连接，端梁的两端装有车轮，用来支撑桥架，驱使其运动。主梁上面安装有供小车运行的轨道。桥架的结构一般有两种，四桁架式桥架和箱型截面的板梁式桥架，我们青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书8主要研究箱型梁是桥架。箱型梁式桥架是我国生产使用的桥式起重机中的基本形式，也是本次桥架采取的设计方案，主梁是由钢板焊接的实体梁式结构，由上盖板，下盖板和两块垂直于盖板的腹板组成一个封闭的箱型截面，小车轨道安装在上盖板的中间，箱型梁保证了桥架工作所需的强度和刚度。主梁的外侧安装有走台，其中一边的走台安装有大车运行机构和电气设备，走台的一段开设一个舱门，用来连通下面的操控室，另一边的走台用来安装小车的输电滑触线。走台的高度取决于车轮的高度，以便使车轮轴和大车运行机构的传动轴高度相同，便于通过联轴器直接联接，端梁的结构要有合适的位置来安装带有角形轴承箱的车轮部件。走台一般设计为悬臂固定在主梁上，借助主梁腹板伸出的支架来支撑，走台外侧装有护栏，保护工作人员进行维修安装时的安全。箱型截面简图如图16所示图16中1、上盖板；2、下盖板；3、腹板；4、大加劲板；5、小加劲板；6、水平加劲角钢。端梁也是采用箱型梁式结构，由于运输和安装的需要，通常把端梁做成两个或者三个分段，在安装时把一段端梁和一根主梁焊接在一起做成半个桥架，然后通过螺栓连接在一起。端梁的上盖板一般为平的，下盖板的设计要考虑车轮的位置，端梁两端下盖板做成两块直角的钢板，在两端弯曲的下盖板直角边图16箱型截面简图上焊接垫板，用这些垫板使车轮组的两侧的角形轴承箱定位。端梁分段式示意图如图17所示图17箱型梁截面分段式端梁示意图青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书9第2章大车运行机构的设计21大车运行机构设计的基本原则和要求本次设计的桥式起重机大车设计任务中，主要技术参数有起重量125T，跨度315M，起重机工作级别为A5，起升高度14M，起升速度8M/MIN（机构工作级别M5），小车运行速度45M/MIN，大车运行速度85M/MIN，大车运行传动方式分别传动。估计质量小车53T，起重机388T。大车运行机构的设计和桥架的设计很多参数相互影响，有着不可分割的联系，所以这两个设计要交叉进行，互相提供计算依据。一般的设计步骤是1、确定桥架的机构设计方案和大车运行机构的传动方式；2、布置桥架的结构外形尺寸；3、布置大车运行机构的具体位置和尺寸；4、综合考虑桥架和运行机构的关系，完善各部分设计。对大车运行机构的设计基本要求如下（1）、机构要紧凑，重量尽可能轻；（2）、和桥架的配合要科学合理，使得桥架的设计更容易简便，机构布置方便，并且使走台的尺寸不过大；（3）、尽量减小主梁的扭转载荷，使得对桥架的刚度影响最小；（4）、便于维护检修，机构布置合理，操纵人员从驾驶室上下走台方便，方便装拆零部件和操作。在布置大车运行机构时要处理的主要问题有1）、选择联轴器；2）、安排轴承位置；3）、确定轴的长度。大车运行机构安装在桥架上，桥架的运行速度较快，而且在受载情况下产生向下的挠曲，所以零件的安装可能不会很准确，如果只是单从保持机构的运行性能和补偿安装的不准确性考虑，可以对靠近电动机和减速器，车轮的轴采用浮动轴。将机构零部件尽可能给安装在开进主梁的地方，而远离走台栏杆，可以减少主梁的扭转载荷，尽量靠近端梁，使端梁也直接承受一部分重量。对于我们此次采用的分别驱动方案，参考相关资料文献，保证浮动轴的长度足够，减小安装机构的平台，占有桥架的一个到两个节的长度即可。制动器布置在靠近发动机的位置，是浮动轴可以在运行机构制动的时候起到吸收冲击动能的作用。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书1022车轮组和轨道的选择与验算1、选择车轮与轨道从起重机总体受力分析，根据图21，计算大车车轮的最大轮压和最小轮压图21轮压受力分析小车质量9451XCGKN，大车质量24380GKN，起重量5122QKN，跨度531LM，小车中心与大车车轮轴线最小位置1EM。满载的时候，车轮有最大轮压为LELGQGGPXCXC24MAX125311531294515122494512438016653KN空载的时候，车轮有最小轮压为LGGGPXCXC124MIN225311294514945124380829KN车轮的踏面疲劳计算载荷为32MINMAXPPPC323982526166213865KN初选的车轮材料采用ZG340640（调制处理），700BMP，380SMP，其中载荷243805122GQ032，据此由5中的附表18选择车轮直径为500CDMM，由1中的表51查的轨道可以选择型号为P38的铁路轨道或者QU70的起重机专用轨道，在此我们选择QU70专用轨道。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书112、验算车轮接触强度分别按照车轮与轨道点接触的情况和线接触的情况来进行验算。（1）、按照点接触局部挤压强度验算21322CCMRKPC192046040018103242273724N式中2K许用点接触应力常数，单位N/MM，由1中表52查的，18102K；R曲率半径，在车轮和轨道两者的曲率半径之间取较大的一个，取QU70轨道的曲率半径R400MM；M由轨道与车轮的曲率半径之比（R/R）所确定的系数，由1表55得；460M；1C转速系数，由1中表53可得，车轮转速14545085CDCCDNR/MIN时，取9501C；2C工作级别系数，由1中表54查得，当M5工作级别时，12C；因为CCPP，所以强度验算通过。（2）、按照线接触局部挤压强度验算19207050066211CLCDKPCC52212520N式中1K许用线接触应力常熟，单位N/MM，由1表52查得，661K；L车轮与轨道的有效接触长度，QU70轨道的70LMM；CD大车车轮直径（MM）；1C、2C同上；因为CCPP，所以强度验算通过。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书123、计算运行阻力摩擦总阻力矩2DKGQMM62由3查得500CDMM的车轮使用的轴承是型号7520（新型号32220）的圆锥滚子轴承，轴承内外径的平均值为1402180100MM，由1表71表73查得，滚动摩擦系数为00060KM，轴承摩擦系数020，附加阻力系数51。（1）、当满载时的运行阻力矩2DKGQMQQM21400200006038024012250051221508NM运行摩擦阻力8860322502215082CMMDMPN（2）、当空载时的运行阻力矩21400200006038024051MM114072NM运行摩擦阻力884562250721140MPN23电动机的选择与验算1、选择电动机电动机的静功率542950601000858860321000MPNDCJJKW青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书13式中JP满载运行时的静阻力，QQMJPP；M驱动电动机的台数，M2；机构转动效率，950。初选电动机功率5585491JDNKNKW式中DK电动机功率增大系数，由1表76查得91DK。由5中附表30选用电动机6312JZR，功率88ENKW，转速950INR/MIN，效率为81，转子飞轮矩5802DGDKGM，质量为155KG。等效功率44543175025JXNKNKWEN式中25K工作级别系数，由1查得75025K；由1按起重机工作场所得GQTT0203，查1图66得31。由此可知，EXNN，所以初选的电动机发热通过。24减速器的选择与验算1、选择减速器车轮的转速14545085CDCCDNR/MIN机构传动比551714549500I查5中附表35得，选用两台ZQ500的减速器，传动比49200I，在输入转速为1000R/MIN是，输入额定功率527NKW，可以得到NNJ。2、验算运行速度与实际所需功率实际速度青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书14872854920551700IICDCM/MIN实际速度与要求的速度误差为1535148587285速度符合要求。实际所需电动机的静功率为8538587254DCDCJJNNKW由于JJNN，符合要求，综上所述，选择的电动机和减速器均合适。3、验算起动时间起动时间20212238IDGQGDMCMMMNTCJQIQ72式中IN电动机转速，950INR/MIN；M驱动电动机的数量，M2；691329508895505151EQMMNM；EMJC40时电动机额定扭矩，40409550JCNJCNMIEE；C风力系数，起重机在室内使用，取C115。满载运行时的静阻力矩487795049202215080IMMQQMQQJNM空载运行时的静阻力矩6589504920721140000IMMQMQJNM初步估算高速轴联轴器的飞轮矩2222LLGDGDKGM则总飞轮矩为青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书15LLDGDGDGDGD222212825822580KGM满载时的起动时间95049205038800125005821512487769132223895022QQQT504S空载时的起动时间950492050388005821512658691322238950220QQT364S由2中可查，起动时间在合理范围内，合适。4、起动工况下校核减速器功率启动工况下减速器传递的功率MPNDCDD100092式中QQPDCJGJDTGGQPPPP602136574460853880012500886032N；M减速器个数，2M；所以得931529506010008521365DNKW减速器527NKWDN，合适。5、验算起动不打滑条件本次设计的起重机在室内使用，可以不考虑坡度阻力以及风阻力，打滑条件按照以下三种情况进行验算。（1）、两台电动机在空载时同时启动222012260NDKPDKPTGGFPNCQQDC102青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书16式中1P主动轮轮压之和，24942616652682900MAXMIN1PPPN；2P从动轮轮压之和，24943012PPN；F室内工作粘着系数，150F；2N防止打滑安全系数，0512N12；2500006024942651214002000060249426363608538800150249426N2871N，两台电动机空载起动时不会打滑。（2）、事故状态只有一个驱动电动机工作，同时无载小车位于工作着的驱动装置这一边时166526MAX1PPN；3323261665268290022MAXMIN2PPPN；0QQT只有一台电动机工作时的空载起动时间，1699504920503880058215165869132238950220QQTS；所以2500006016652651214002000060332326169608538800150166526N242N，不会打滑。（3）、事故状态当只有一个驱动装置工作，而无载小车远离工作着的驱动装置一边时82900MIN1PPN；4159528290016652622MINMAX2PPPN；1690QQTS，同第二种工况；青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书17所以25000060829005121400200006041595216960853880015082900N2111N，也不会打滑。25制动器和联轴器的选择与验算1、选择制动器由1取制动时间5TS。按照空载计算制动力矩，即将Q0代入下面式子中221212381IDGQGDMCTNMMMCZJZ112式中JM制动时的静阻力矩，对于室内起重机，4426492029505093041487602MINIDPPMCMPJNM；MINMP最小的摩擦力，9304125021400006038024022MINCMDDKGPN，从制动安全的角度出发，如果不考虑附加摩擦阻力帮助制动的作用，那么可取1；ZT制动时间，一般取PZTT，而对于大车的运行机构，取86ZTS，；PP坡度阻力，4876038024000200020GPPN；M制动器台数，2M，分别驱动方案有两套驱动装置工作；所以56492095050388005821512523895044262122ZMNM，由5中附表15，选用两台232005YWZ制动器，制动轮直径200MM，制动力矩112NM，为避免打滑，在使用制动器的时候，将制动器的制动力矩调低至56NM以下，考虑到制动时间0QQZTT，在验算起动不打滑的条件时，已知是足够安全的，所以可以不用验算打滑条件。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书182、选择联轴器运行机构中高速轴和低速轴都采用了浮动轴，需要分别选取联轴器。（1）、高速轴上的计算扭矩82383519217611NMMJSNM式中1M联轴器的等效力矩，921764688211RIMMNM；1等效系数，由5中表26查得，021；46889508895509550IERINNMNM；1N联轴器安全系数，3511N。由5附表31可知，电动机6312JZR的轴端为圆柱轴伸，501DMM，1101LMM。由5附表34可知，减速器500ZQ，高速轴端为圆锥形，50DMM，80LMM。在靠近电动机的一端，由5附表44中选择两个带200MM的制动轮的半齿联轴器S516，飞轮力矩18KGM，质量385KG，31501MNM，在靠近减速器的一端，由5附表43中选用两个带圆锥形孔的半齿轮联轴器S161，质量184KG，飞轮矩0314KGM，31501MNM，高速浮动轴轴端直径为55MM。飞轮矩之和1142314081KGM，与之前估计的值258KGM基本相符。（2）、低速轴的计算扭矩4464895049208238IMMJSJSNM由5附表34可知，减速器500ZQ，低速轴轴端为圆柱形，80DMM，125LMM，由5附表19中查得500MM的主动轮伸出轴端为圆柱形75DMM，105LMM，从附表42中选用4个联轴节靠近减速器端两个80754AYAGICLZ，靠近车论端两个75754AYAGICLZ，35501MNM，4402GDKGM，质量为255KG，浮动轴轴端的直径为75MM。3、验算浮动轴（1）、疲劳强度验算青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书19低速浮动轴等效力矩692410950492046884111OELIMMNM式中1等效系数，由5中表26查得，411；浮动轴扭转应力为572807502069241031WMNMPA因为浮动轴在运行过程中正反转之扭矩相同，所以浮动轴载荷变化为对称循环，许用扭转应力为149419211321111NKKMPA式中材料45号钢，600BMPA，300SMPA，1326002202201BMPA；1803006060SSMPA；9212161MXKKK应力集中系数；61XK，21MK；1N安全系数，由5表218查得411N；因为KN1，所以疲劳强度验算合格。（2）、静强度验算计算静强度扭矩843049504920468852MAXOELCIMMNM式中C动力系数，由5表25查得52C；扭转应力0251075020843043MAXWMMPA；许用扭转剪应力612841180NSMPA；因为，所以静强度验算合格，高速轴所受到的扭矩比低速轴小，但是强度还是足够的，因此此处的高速轴的强度验算可以省略。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书20第3章大车桥架的设计31桥架结构的设计要求对于桥式起重机的桥架结构设计，需要满足以下一些基本条件（1）、要保证足够的强度和刚度，需要准确计算，选取的主梁个端梁的尺寸合理，要求主梁和端梁的刚度足够大，而且主梁和端梁的连接十分牢固，才能保证桥架整体的刚性。（2）、桥架和大车运行机构的配合合理，以确保运行机构正常运行。这需要支撑传动装置的走台与运行机构配合好，而且使走台支撑处具有足够的刚度。（3）、桥架和小车配合好，这需要桥架上的小车轨距、终点限位开关、小车缓冲器挡板等分别于小车车轮中心面间距、开关撞尺、缓冲器等的位置尺寸正确匹配。（4）、桥架的自重尽可能轻，因为桥架的桥式起重机中质量最大的一部分，桥架重量的减小具有很大的经济意义。但是，也不能片面追求重量轻而影响使用的可靠性和整体的工作性能。（5）、在座位系列产品生产时，要尽可能做到减少桥架结构各部分组装件的规格数量，以求最大限度的通用性，便于组织成批生产。（6）、在满足使用可靠，制造容易，维修便捷的前提下，设计时还应该尽可能做到造型美观。32桥架主要尺寸的确定1、跨度531LM，小车轨距2000XCLMM；小车轮距1700XCBMM。大车轮距3694353151815181LKM取M34K；主梁高度7511853118LHM（理论值）端梁高度0517060400HHM青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书21取700HM；桥架端部梯形的高度361535315110151101LCM取4CM；主梁腹板高度根据751HM，取腹板高度71HM；主梁截面尺寸，由5表71查得腹板厚6MM，上下盖板厚101MM；主梁两腹板内壁间距根据以下关系确定50053175053HBMM，630503150050LBMM取650BMM；盖板宽度7024062650402BBMM取700BMM；主梁实际高度1720102170021HHMM；主梁支撑截面腹板高度7000HMM；支撑截面实际高度为720200HHMM。主梁中间截面和支承截面尺寸如下图31所示。图31主梁中间截面和支承截面尺寸青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书222、加劲板的布置尺寸设置加劲板是为了保证主梁截面中受压构件的稳定性。主梁端部大加劲板的间距为71HAM，取61AM，主梁端部（梯形部分）小加劲板之间的间距802AAM；主梁中部（矩形部分）大加劲板之间的间距43552251HAM，取3AM小车的钢轨采用P24轻轨，其对水平中心轴线XX的最小抗弯截面模数691MINWCM，根据连续梁由轨道的弯曲强度要求来算得加劲板的间距，因为此时连续梁的支点就在加劲板的位置处，是一个车轮轮压作用在两个加劲板的中间位置，M861451940122500151170000691662MIN1PWA式中P小车的轮压，取平均值；2动力系数，由5中图22查得，1512；轨道材料的许用应力，170MPA；为了布置方便，主梁中部小加劲板的间距取5121AAM腹板高厚比值160328361700H，所以需要设置水平加劲杆，保证腹板的局部稳定性采用54545的角钢做水平加劲杆。33主梁的计算1、载荷的计算由5图711中的曲线查得不包括短两的半个桥架的重量为1400002GGN青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书23主梁由于桥架自重引起的均布载荷44431501400002LGQGLN/CM运行机构采用分别驱动，主梁全部均布载荷Q就是桥架自重引起的均布载荷444LQQN/CM主梁总计算均布载荷8448444114QQN/CM式中4冲击系数，公式110580114H，H为轨道连接处两边的高度差。根据5中表74可选得，在一根主梁上的两个小车轮的轮压值为4650021PPN考虑动力系数后的小车的计算轮压值为5347546500151121PPN5347546500151222PPN式中2动力系数，由5图22查得1512；2、主梁垂直最大弯矩假设司机室重量为100000GN，重心距支点距离2800LCM，则主梁的垂直最大弯矩为004212004421MAX242LGQLPPLLGGQLLBLPPMDXCPG132801000011284483150534755347543150280100001122475011315084483150170315053475534752MAXPGM610150NCM青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书243、主梁水平最大弯矩GAMMPGGMAXMAX8023式中G重力加速度，取98M/S；A大车起动和制动时的加速度的平均值，其中启动时间为045643Q