LD-10单梁桥式起重机总体及起升机构设计【含6张CAD图纸+文档全套资料】
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桥式起重机
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LD-10单梁桥式起重机总体及起升机构设计河北建筑工程学院 本科毕业设计（论文）题目LD-10单梁桥式起重机总体及起升机构设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械电子工程 班 级 机电112 姓 名 辛东旭 指 导 教 师 李杰 摘 要桥式起重机用来提升和平移物体。桥式起重机主要由起升机构、小车运行机构、小车架和一些安全防护措施组成，桥架横跨车间两侧的轨道上，小车在桥架横梁上的轨道上沿着横梁运动，吊钩可到达车间的每一个角落，实现物体的提升和平移。桥式起重机，具有适应范围广，提升重量范围大，操作简单，安装拆卸方便等优点，广泛用于工厂生产和港口物流搬运中。随着机械行业和现代物流业的发展，人们对起重机的要求也越来越高，这就对起重机的设计提出了更高的要求，起重机能否顺利有效的运行，取决于它的各个主要部分的好坏及其性能稳定性的高低，所以说桥式起重机的优化设计意义深远。该桥式起重机的起重量为10吨，跨度为12米，起升高度为9米，起升速度为0.6m/s，小车运行速度为0.6m/s，机械部分主要由小车架、卷筒、吊钩、桥架横梁和操纵室等构成。桥式起重机可实现升降、平移两种工作模式，本设计中根据起重量、起升速度和运行速度计算出电机功率、减速器、卷筒及各联轴器型号，并以此依据来选型，综合考虑多方面的因素，根据桥式起重机工作环境设计了起重机的安全保护措施，例如：在起重机的起动和运行过程中首先考虑到对制动的保护；以及对运动位置的限位保护等；同时各个系统有相应的安全保护措施来保证起重机安全可靠运行。 关键词：轨道；桥式起重机；小车；卷筒LD-10单梁桥式起重机总体及起升机构设计ABSTRACTBridge crane used to upgrade and translation objects. From the main bridge crane lifting bodies, car running, trailers and some small measure of security, across the bridge on both sides of the Workshop on track, the car in the bridge beams on the track of movement along the beams, Hook can reach every corner of the workshop, to achieve the objects and enhance pan. Bridge crane, to a wide range of upgrading the weight of the large, simple, easy to install demolition of the advantages of widely used in factory production and handling in the port logistics. With the machinery industry and the development of modern logistics industry, one of the cranes rising demand, which the design of the crane has put forward higher requirements, the crane can smooth and effective operation, it depends on the major part of the Good or bad performance and the level of stability, so that optimal design of the bridge crane far-reaching significance. The bridge crane from the weight of 10 tons, have a span of 12meters, up from the height of 9 meters, lifting speed of 0.6m/s, the car running at 0.6m/s. Some of the major machinery from small trailers, reel, hook, bridge beams and manipulation, such as a room. Bridge crane movements can be realized, the translation work of the two models, in accordance with the design from weight lifting and running speed to the velocity of the electrical power, reducer, reel and coupling models, and as a basis for selection, Considered various factors, the working environment under the bridge crane designed crane safety protection measures, such as: cranes in the process of starting and running to first consider the protection of the brake, and the location of the movement limit protection At the same time the system has the appropriate security measures to ensure safe and reliable operation of a crane. KEY WORDS：Track. Bridge crane .Car .Roll目录第1章 前 言- 11.1 起重机发展概况-11.2 桥式起重机的分类-3第2章 总体设计-42.1概述-42.1.1单梁桥式起重机的工作方式-42.1.2单梁桥式起重机机构的特点-42.1.3 起重机各部件的作用-42.1.4运行机构-52.1.5 遥控的应用-62.2主要技术参数及其选择-72.3大车总体布置-72.4电气控制总体布置-82.5整体及机构工作级别的确定-92.6 选择电动葫芦的型号及规格-10第3章 起升机构设计-113.1确定起升机构传动方案-113.2 选择钢丝绳-113.3 确定滑轮主要尺寸-123.4 确定卷筒尺寸并验算强度-123.5 选择电动机-143.6 验算电动机发热条件-143.7选择减速器-143.8验算起升速度和实际所需功率-153.9校核减速器输出轴强度-153.10 选择制动器-163.11 选择联轴器-163.12验算起动时间-173.13 验算制动时间-173.14 高速浮动轴计算-18第4章 小车运行机构计算-204.1确定机构传动方案-204.2 选择车轮与轨道并验算其强度-204.3 运行阻力计算-214.4 选电动机-224.5 验算电动机发热条件-224.6 选择减速器-224.7 验算运行速度和实际所需功率-234.8 验算起动时间-234.9 按起动工况校核减速器功率-244.10 验算起动不打滑条件-244.11 选择制动器-254.12 选择高速轴联轴器及制动轮-254.13 选择低速轴联轴器-264.14 验算低速浮动轴强度-28第5章 主梁的设计计算-305.1主梁截面的选择-305.2主梁强度校核-305.3主梁稳定性计算-33第6章 端梁设计计算-346.1 轮距的确定-346.2端梁的强度计算-346.3 主端梁连接计算-356.4 起重机最大轮压-38第7章 大车运行机构的设计计算-407.1大车传动机构的确定-407.2计算载荷-407.3车轮踏面接触强度计算-427.4 运行阻力计算-437.5 选择电动机-437.6验算电动机发热条件-447.7 选择减速器-44第8章 关键零部件选择和认识-458.1销轴-458.2键-46第9章起重机有关的安全装置-41第10章 起重机的组装及试车要求-4710.1 起重机的安装应注意的事项-4710.2 起重机的试车要求-48第11章 设计小结-50致谢-52参考文献-53附：英文原文英文翻译 第1章 前 言桥式起重机是横架于车间、仓库和料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。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。随着现代科学技术的迅速发展，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的应用越来越广，作用越来越大，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，在现在工业中不仅对起重机的安全和高效提出越来越多的要求，而且随着自动化的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的加工技术运用广泛，计算机辅助设计更是提高了设计师们的工作效率。起重机械与运输机械发展到现在，已经成为合理组织成批大量生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。在我国四个现代化的发展和各个工业部门机械化水平、劳动生产率的提高中，起重机必将发挥更大的作用。随着起重机的高速化和大型化，还需进一步深入开展对起重机载荷变化规律、动态特性和疲劳特性的研究。进一步开展对起重机及零件的可靠性实验研究，提供起重机新的设计方法和数据。极限状态设计、优化设计、可靠性设计、有限元法、模块化设计、反求工程设计、疲劳设计和简装设计会更深入全面的得到应用。结构方面采用薄壁型材和异型钢，减少结构的拼接焊缝，提高抗疲劳性能。采用各种高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，桥式起重机桥架大多采用箱型机构，主梁与端梁采用高强度螺栓连接，便于加工、运输和安装。在机构方面进一步开发新型传动零部件，简化机构。“三合一”运行机构由于机构紧凑，拆装方便、调整简单并运行平稳，将成为起重机运行机构的主流。减速器齿轮采用硬齿面，以减少体积，提高承载能力，增加使用寿命。本课程设计的目的是综合运用以前学过的基础理论知识，对整体起重机主要部分进行设计，学习设计方法，熟悉零件的工艺性，机器装配和安全技术等方面的知识，培养分析问题和解决问题的能力。1.1起重机发展概况国际起重机制造业已有几百年的发展历史，主要生产国为德国、美国、日本、法国、意大利等，世界顶级公司有十多家，世界市场主要集中在北美、欧洲和亚洲。经过多年发展，中国起重机械企业已经有能力对现有技术进行自主创新，研发出符合国内外市场需求的个性产品。到目前，我国起重机械行业的产品种类已超过1000个，并不断有新的起重机械设备问世。“十一五”期间，我国起重运输机械产品的工业总产值、销售收入和利润总额的年平均增长率超过15%。到2010年，该行业的工业总产值达到3000亿元。在国外，尤其是美国、日本和西欧的一些发达国家，机械产品的结构优化已有几十年的历史，门桥式起重机已完全采用了模块化设计，它可以根据用户对设备起重量、起升高度和轨道跨距等主要参数的要求，并结合用户现场的实际空间和工作环境等特点，直接调用参数化3D模型进行现场组装，然后对起重机结构进行有限元分析和优化，直到满足用户的要求。而在国内，由于主梁结构比较复杂，传统的设计方法很难分析主梁局部应力和变形，使一些真正危险点被忽略，或对一些本已经比较安全的部位无畏的加大或加厚，造成材料的浪费和生产成本的增加，不利于产品的市场竞争。因此，对门桥式起重机主梁结构的有限元分析和优化具有很重要的现实意义。另外，随着社会的进步，环保意识和劳动保护意识的提高，冶金起重机设计过程把人机工程及操作环境舒适要求提高。人机工程合理化正逐步成为现代冶金起重机发展的主要趋势之一，越来越引起人们的关注。桥架、小车架包括一些大型结构件整体加工是保证冶金起重机产品质量的一项重要措施和有效途径。由于冶金起重机工作的特殊性，对质量提出了较高的要求，小车架整体加工是指焊在小车架上的电动机底座，制动器底座，减速器支承座，卷筒支撑座，和小车车轮支撑座等机座一次性的画线加工而成相互间的行位、尺寸公差由机床保证，因此装配工作变得特别简单。只要把电动机、制动器、减速器、卷筒、车轮就位即可，不像旧的办法，它们间的行位、尺寸误差靠塞垫片来调节。简而言之，这些部件间的形位公差由机床精度保证与装配工人的技术等级无关，排除了人为因素，因而大达提高了装配的精度和使用性能，同时也大大缩短了用户的维护时间。未来中国起重机的几个发展趋势如下：重点产品大型化、高速化，耐久化和专用化；系列产品模块化、组合化、标准化和实用化；通用产品小型化、轻型化、简易化和多样化；产品性能自动化、智能化、集成化和高效化；产品组合成套化、系统化、复合化和信息化；产品设计微机化、精确化、快速化和全面化；产品构造新型化、美观化、宜人化和综合化；产品制造柔性化、精益化和规模化。1.2桥式起重机的分类桥式起重机可分为以下几类:通用桥式起重机、电动葫芦形桥式起重机。通用桥式起重机是指在一般环境中工作的普通用途的桥式起重机，分为通用吊钩式起重机、抓斗桥式起重机、电磁桥式起重机、两用桥式起重机、三用桥式起重机、双小车桥式起重机。电动葫芦形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，电动葫芦形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、能耗小、已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。电动梁式起重机其特点是用自行式电动葫芦代替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做主梁，跨度大时可在主梁工字钢的上面再做水平加强，形成组合断面主梁。其主梁可以在单根主梁，也可以是两根主梁，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价轨道上，也可以通过运行装置悬挂在房顶下面的架空轨道上。电动葫芦桥式起重机其特点是采用固定式电动葫芦装在小车上作起升机构，小车运行机构也多采用电动葫芦零部件做成简单的构造形式，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。第2章总体设计2.1概述2.1.1单梁桥式起重机的工作方式它安装在产房高出两侧的吊车梁上，整机可在吊车梁上铺设的轨道上横向行驶，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。2.1.2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。2.1.3 LD型电动单梁桥式起重机各部件的作用1.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。 2.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） 。3.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。 4.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。5.大车，使起重机作水平运动，用于搬运货物或调整工作位置，同时可将作用在起重机上的载荷传给支承它的基础。6.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。7.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。2.1.4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，可分为集中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。1.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。2.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“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。2.1.5 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：1.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，完成与其关联的输送带、加料器、搬运车等其它设备控制和管理。2.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。3.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。4.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。5.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。6.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。2.2主要技术参数及其选择 总体设计是起重机设计中极为关键部分，它是对起重机本身构思、设计的总体思路。总体设计关系到起重机出厂后的性能、经济性、环保性、操作的舒适性等等，所以总体设计直接决定了起重机设计的成败。 同时对设计对象进行构想设计思路的过程，也至关重要。在拿到设计题目后，进行了具体的分析研究，参考同类型起重机的有关资料之后制定了总体设计原则。设计原则应当保证在满足使用要求的前提下，所设计的机型应结构合理并符合相关的性能、经济、环保等要求。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。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。起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。通用桥式起重机一般由桥架、起升机构、大车运行机构、小车运行机构、电气设备、司机室等几大部分组成。设计参数： 定起重量：10吨； 起升高度9m；大车轨道跨度12m；起升和小车运行均采用单速，速度为0.6m/s；大车运行为3级速度控制，最大为1.5m/s；最小为0.6m/s;重物起升采用标准电动葫芦，大车采用分立驱动型式；电气控制回路要求设有安全保护开关；大车采用滑触线供电，小车采用电缆供电；各电气元件外壳注意接地保护；驾驶室与主梁采用螺栓联接；2.3大车总体布置大车运行机构的设计通常是和桥架的设计一起考虑，两者的设计工作要交叉进行。一般的设计包括：1）确定桥架结构的形式和大车运行机构的传动方式；2）布置桥架的尺寸；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各部分的设计。大车运行机构的传动方案，基本分两类，即：分别传动和集中传动。在桥式起重机常用的跨度（10.532m）范围内，均可用分别传动的方案。若采用集中传动时，对于大跨度（16.5m），宜采用高速集中传动方案，而对于小跨度（13.5m），可采用低速集中传动方案。分别驱动省去了中间部分的传动轴，使得质量减轻，尺寸减小。分别驱动的结构不因主梁的变形而在大车传动性机能方面受到影响，从而保证了运行机构多方面的可靠性。所以，大车运行机构采用分别驱动。大车运行系统的传动原理：动力由电动机发出，经制动轮联轴器，补偿轴和半齿联轴器将动力传递给减速器的高速轴端，并经减速器把电动机的高转数降低到所需要的转数之后，由低速轴传出，又经全齿联轴器把动力传递给大车的主动车轮组，从而带动了大车主动车轮的旋转，完成桥架纵行吊运重物的目的。大车两端的驱动机构是一样的。对大车运行机构的设计基本要求是：1） 机构要紧凑，重量要轻；2） 和桥架的配合要合适，这样，桥架容易设计，机构好布置，并且使走台不致过大；3） 尽量减轻主梁的扭转载荷，不影响桥架的刚度；4） 维护检修方便，机构布置合理，使司机上下走台方便，便于装拆零件及操作。跨度12m为中等跨度，为减轻重量，决定采用电动机与减速器间、减速器与车轮间均有浮动轴的布置传动方案如图2-1所示。图2-1 分别传动大车运行机构布置图 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-半齿联轴器；6-减速器；7-车轮2.4电气控制总体布置本设计的基本控制方案就是通过PLC的输入端输入控制信号从而使PLC发出控制信号去控制变频器使变频器启动工作，同时断电电磁制动器得电松开，同时相关指示灯亮。当PLC控制变频器频率端子输入信号时或正反信号，控制变频器的端子对变频器发出改变频率的信号正反转的信号，从而使被控电动机的转速发生改变或者转速方向发生改变。当起重机运动到期限位置或主电路发生短路、过流、断相、过载、突然停电等时，会使行程开关动作或变频器发出短路、过流等信号输入到PLC输入端，使PLC发出变频器停止、电磁制动器制动等信号。从而达到控制的要求和目的。下图是电气控制方案的控制框图，图中YB1、YB2、YB3是电机M1、M2、M3的断电电磁抱闸制动器，图中的箭头方向表示控制控制信号流动的方向。 图2-2控制方案简图2.5整体及机构工作级别的确定综合以上数据，结合起重机用途和工作条件，该设计起重机整体及机构工作级别如下：1.整体的工作级别：A4；2.机构的工作级别： 起升：M5， 小车运行：M3， 大车运行：M5(ISO 4301-5：1991)。图2-3电动单梁桥式起重机外形2.6选择电动葫芦的型号及规格电动葫芦的形式与参数，选用目前应用得最多的CD1或者MD1型。CD1型和MD1型电动葫芦的起重量一般为0.510吨，起重高度为630m，起升速度为8 m/min，起重量为10t时为7 m/min。而MD1型电弧炉具有两种起升速度，除常速外，还有0.8 m/min的慢速可满足精密装卸，砂箱合模等精细作业的要求。电动葫芦的总体结构可分为起升机构和运行机构两部分，起升机构由电动机、制动器、减速装置、卷筒装置以及吊钩滑轮组等组成。本次设计的电动小车采用CD1型10t电动葫芦，CD1型电动葫芦的主辅电机为带锥形制动器的锥形转子电机，电机和制动器制成一体。使电动葫芦结构紧凑、自重轻。据资料查得，电动葫芦型号,自重为1076kg。结果：选用第3章 起升机构设计3.1确定起升机构传动方案，选择滑轮组和吊钩组按照布置宜紧凑的原则，决定采用如图的传动方案，采用了双联滑轮组。根据所规定的起重量Q为标准数列：8，10，12.5，16t，故选用为起重量进行计算。由于滑轮组倍率：，因而承载绳分支数为：图3-1 起升机构计算简图查附表8选图号为G15吊钩组，得其自重；两动滑轮间距3.2 选择钢丝绳若滑轮组采用滚动轴承，当查1中表2-1得滑轮组效率：钢丝绳所受最大拉力：查1中表2-4得中级工作类型时，安全系数：。钢丝绳的计算钢丝破断拉力总和查附表1选用瓦林吞型钢芯钢丝绳，钢丝公称抗拉强度,光面钢丝，右交互捻，直径d = 14mm，其钢丝最小破断拉力，标记如下：钢丝绳 3.3 确定滑轮主要尺寸滑轮的许用最小直径：式中系数 由1中表2-4查得的。由附表2中选用滑轮直径，由此可以得出取平衡滑轮直径 ，附表2数据可以选用。滑轮的绳槽部分尺寸可由附表3查得。由附表4选用的钢丝绳的直径为，滑轮直径的型滑轮标记。滑轮 ZB J80 006.8-87由附表5平衡滑轮选用，滑轮轴直径的F型滑轮标记为：滑轮 ZB J80 006.9-873.4 确定卷筒尺寸并验算强度卷筒直径：由附表13选用。卷筒绳槽尺寸由3附表14-8查得槽距，槽底半径。卷筒尺寸：取式中 附加安全系数，取； 卷筒不切槽部分长度，取其等于吊钩组动滑轮的间距，即，实际长度在绳偏斜角允许范围内可以适当增减； 卷筒的计算直径。卷筒壁厚：取。卷筒壁的压应力验算：选用灰铸铁HT200，最小抗拉强度，许用压应力：y= 故抗压强度足够卷筒拉应力验算：由于卷筒的长度，尚应校验由弯矩产生的拉应力图3-2 卷筒弯矩图卷筒的最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中央时：卷筒断面系数：式中 卷筒外径，取；卷筒内径，取于是合成应力：式中许用拉应力： 所以卷筒强度验算通过。故选定卷筒直径，长度；卷筒槽形的槽底半径，槽距；起升高度，倍率；靠近减速器一端的卷筒槽向为左的A型卷筒，标记为：卷筒 左 ZB J80 007.2-873.5 选择电动机计算静功率：式中 机构总效率，一般，取电动机的计算功率：式中 系数由1中表6-1查得，对于中级起重机，,取查表33选用电动机JZR2 63-10其， ，电动机质量3.6 验算电动机发热条件按照等效功率法求得：当JC%=25时所需的等效功率：式中 工作级别系数，查1中表6-4，（中级）； 系数，根据机构平均起动时间平均工作时间的比值（）值查得。由1表6-3，一般起升机构，取，由1图6-6查得 由以上计算结果 可知，故选电动机能满足发热条件， 电动机发热计算通过。3.7 选择减速器卷筒转速：减速器总传动比：查附表35选ZQ-500-3CA减速器，当中级工作类型时，许用功率，;自重，输入轴直径，轴端长（锥形）。3.8验算起升速度和实际所需功率实际起升速度：误差：实际所需等效功率：3.9 校核减速器输出轴强度由1中公式（6-16）得输出轴最大径向力：式中 卷筒上卷绕钢丝绳引起的载荷； 卷筒及轴自重，参考附表14估计； ZQ-500减速器输出轴端最大容许径向载荷，由附表40查得。因此 由1中公式（6-17）得输出轴最大扭矩：式中 电动机的额定力矩； 当JC5=25时电动机最大力矩倍数；减速器传动效率。 减速器输出轴最大容许转矩，由附表36查得。因此由以上计算可知所选减速器能满足要求3.10 选择制动器所需静制动力矩：=式中 制动安全系数，由1查得。由附表15选用制动器，其额定制动力矩；起重机制动轮直径；制动器重量。3.11 选择联轴器高速轴联轴器计算转矩，由1（6-26）式： 式中 电动机额定转矩（前节求出）； 联轴器安全系数； 刚性动载系数，。由附表31查得电动机JZR2-63-10电动机轴端为圆锥形，。由附表34查ZQ-500减速器高速轴端为圆锥形， 靠电动机轴端联轴器 由附表43选用半联轴器，其图号为S139，最大容许转矩3150值，飞轮力矩，。浮动轴的两轴端为圆柱形 ,靠减速器轴端联轴器 由附表45得出需选用带制动轮的半齿联轴器，其图号为S124，最大容许转矩3150，其减速器的飞轮力矩，质量。其制动器相适应，将S124联轴器所带制动轮，修改为应用。3.12 验算起动时间起动时间：式中： 静阻力距：平均起动力矩：因此， 通常起升机构起动时间，故所选电动机合适。3.13 验算制动时间制动时间：式中 查1表6-6当，。，故合适3.14 高速浮动轴计算（1）疲劳计算 由2起升机构疲劳计算基本载荷式中 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），由前节已选定轴径，因此扭转应力：轴材料用45号钢,，弯曲：扭转: ,轴受脉动循环的许用扭转应力：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,对于零件表面有急剧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5，=；对于10，=；此处 考虑材料对应力不对称的敏感系数，对碳钢，低合金钢=0.2 安全系数，查表2-21得=1.25。因此 故 通过 （2）强度验算 轴所受最大转距：最大扭转应力：许用扭转应力：式中 安全系数， =1.5 故通过浮动轴的构造如图所示，中间轴径，取图3-3 高速浮动轴构造图第4章小车运行机构计算4.1确定机构传动方案经比较后，确定采用如下图所示的传动方案图4-1 小车运行机构传动简图4.2 选择车轮与轨道并验算其强度小车质量估计取。假定轮压均布车轮最大轮压：车轮最小轮压：初选车轮：由附表17可知，当运行速度60m/min时，工作级别为中级时，车轮直径Dc=350mm，轨道型号为18kg/m(P18)的许用轮压为3.49t=3.5t。根据GB4628-84规定，直径系列为250，315，400，500，630mm，故初步选定车轮直径。而后校核强度强度验算：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：车轮材料：取ZG340640，线接触局部挤压强度：式中 许用线接触应力常数（），由1表5-2查得； L车轮与轨道有效接触强度，对于轨道P18（由附表22），； 转速系数，由1表5-3，车轮转速时，=1.02；工作级别系数，由1表5-4，当为级时。 故通过点接触局部挤压强度：式中 许用点接触应力常数（），由1表5-2查得； 曲率半径，车轮与轨道曲率半径中的大值，车轨道曲率半径；故取R=157.5； 由比值（r为中的小值）所确定的系数， ，由1表5-5查得， 故通过根据以上计算结果，选定直径的单轮缘车轮，标记为： 车轮 DYL315 GB4628-844.3 运行阻力计算摩擦阻力矩：查附表19，由mm车轮组的轴承型号为7518，据此选车轮组轴承亦为7518.轴承内径和外径的平均值。由1表7-17-3查得滚动摩擦系数k=0.0005,轴承摩擦系数，附加阻力系数，代入上式得满载时运行阻力矩：运行摩擦阻力：当无载时：4.4 选电动机电动机静功率：式中 满载时静阻力；机构传动效率；驱动电动机台数。初选电动机功率：式中 电动机功率增大系数，由1中表7-6查得，由附表30选用电动机JZR2-12-6，Ne=3.5kw，n1=910r/min，4.5 验算电动机发热条件等效功率：式中 工作级别系数，由1查得，当JC=25%时，； 由1表6-5查得,查图6-6得。，故所选电动机发热条件通过。4.6 选择减速器车轮转速： 机构传动比：查附表40选用ZSC-600-VI-2减速器:;(当输入轴转速为1000r/min时)，4.7 验算运行速度和实际所需功率实际运行速度： 误差： 合适 实际所需电动机等效功率： 故合适4.8 验算启动时间起动时间：式中 驱动电动机台数；满载运行时折算到电动机轴上的运行静阻力矩：空载运行时折算到电动机轴上的运行静阻力矩：初步估算制动轮和联轴器的飞轮矩：机构总飞轮矩： 满载启动时间： 无载启动时间：由1表7-6查得，当vc=30m/min时，推荐值为，。故所选电动机能满足快速启动要求。4.9 按启动工况校核减速器功率启动状况减速器传递的功率：式中为计算载荷；-运行机构中同一级传动的减速器个数，。所用减速器的N中级，所以合适。4.10 验算起动不打滑条件因室内使用，故不计风阻及坡度阻力矩，只验算空载及满载起动时两种工况。空载起动时，主动车轮与轨道接触处的圆周切向力： 车轮与轨道的粘着力：，故可能打滑。解决办法是在空载起动时增大起动电阻，延长起动时间。满载起动时，主动车轮与轨道接触处的圆周切向力： 车轮与轨道的粘着力：故满载起动时不会打滑，因此所选电动机合适。4.11 选择制动器由1查得，对于小车运行机构的制动时间为：。取，因此，所需制动转矩： =由附表15选用，其制动转矩考虑到所需制动时间与它的起动时间很接近，故略去制动不打滑条件验算4.12 选择高速轴联轴器及制动轮高速轴联轴器计算转矩，由1(6-26)式：式中 电动机额定转矩； 联轴器的安全系数，运行机构； 机构刚性动载系数，取。由附表31查得电动机JZR2-12-6两端伸出轴各为圆柱形，。由表37查ZSC-600减速器高速轴端为圆柱形。故此附表41选GICL鼓形齿式联轴器，主动端A型键槽；从动端A型键槽。标记为GICL1联轴器 J19013-89其公称转矩，飞轮矩，。高速轴端制动轮：根据制动器已选定为，由附表16选制动轮直径，圆柱形轴孔。标记为制动轮200-Y35 JB/ZQ4389-86其飞轮矩，质量。以上联轴器与制动轮飞轮矩之和：与原估计基本相符，故以上计算不需修改。4.13 选择低速轴联轴器低速轴联轴器计算转距，可由前节的计算转矩求出：由附表37查得ZSC-600减速器低速轴端为圆柱形，取浮动轴装联轴器轴径，由附表42选用两个鼓形齿式联轴器。其主动端：Y形轴孔A型键槽，。从动端：Y型轴孔，A型键槽，标记为：联轴器ZBJ19014-89由前节已选定车轮直径，由表19参考车轮组，取车轮轴安装联轴器处直径，同样选用两个鼓形齿式联轴器。其主动端：Y形轴孔，A型键槽，从动端：Y型轴孔，A型键槽，标记为：联轴器ZBJ19014-894.14 验算低速浮动轴强度（1）疲劳验算由2运行机构疲劳计算基本由前节已选定浮动轴端直径，其扭转应力：浮动轴的载荷变化为对称循环（因运行机构正反转转矩值相同），材料仍选用45钢，由起升机构高速浮动轴计算，得，许用扭转应力：式中： ，与起升机构浮动轴计算相同 通过 （2）强度验算 由2运行机构工作最大载荷：式中 考虑弹性振动的力矩增大系数，对突然起动的机构，此处取1.6；刚性动载系数，取1.8。 最大扭转应力： 许用扭转应力: 故通过浮动轴直径：，取第5章 主梁的设计计算5.1主梁截面的选择单梁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。 本次设计主梁选用如图4-1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： 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），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： h= 280mm b=122mm F1=55.40cm2t=13.7mm d=8.5mm q=43.49kg/m5.2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。1.垂直载荷在下翼缘引起的弯曲正应力，计算简图如图4-2所示。图5-1桥架计算简图 y1-梁的下表面距截面型心轴x-x的距离370mm； Ix-梁跨中截面对x-x轴的惯性矩71100000 mm4 ； L操-操作室重心到支承的距离1000mm； q-主梁单位长度重力0.43N/mm。2.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：图5-2 局部弯曲应力计算图a、计算轮压作用点位置i及系数 i=a+c-e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c=0.4 cm a=(12.2-0.85)2=5.675cm；e=0.164R（cm）对普型工字钢，翼缘表面斜度为；R-为葫芦定轮踏面曲率半径，由机械手册查得R=16.7 cm。则： e=0.16416.7=2.73 cm所以：i=5.6750.4-2.73=3.345 =3.3455.675=0.58 结果：i=3.345 =0 .58b、工字钢下翼缘局部曲应力计算：图5-3工字梁下翼缘局部弯曲应力计算图 如图所示L点横向（在xy平面内），局部弯曲应力1由下式计算： x=式中：a1-翼缘结构形成系数，贴板补强时取：a1=0.9k1-局部弯曲系数，由图可得：k1=1.9 图5-4局部弯曲系数图 t0=t+式中：t-工字钢翼缘平均厚度 ，t=1.37 cm-补强板厚度 =1 cmt0=（1.37+1）=2.37=5.6 cm所以：1=(0.91.919005.61)=579kg/结果：1=579kg/如图，1点纵向（在yz平面内）局部弯曲应力为2由下式计算：2=式中：k2由图得：k2=0.6所以：2=183 kg/如图中得点纵向（yz平面内）局部弯曲应力为3，由下式计算： 3= 式中： K3-局部弯曲系数，查图得：k3=0.4 a2-翼缘结构形式系数，贴板补强时a2=1.5所以：3=（1.50.419005.61）=203 kg/5.3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：1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。2.主梁腹板的局部稳定性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。 3.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。第6章 端梁设计计算单梁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。6.1轮距的确定一般轮距B跟跨度L之间的关系为：图6-1 单梁葫芦桥式起重机端梁 根据跨度L可确定轮距B：取B=2.00 m6.2端梁的强度计算a、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，水平载荷的大车歪斜侧向力以力偶形式作用在端梁上。 b、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： 式中：-端梁跨中截面的垂直抗弯模量-端梁跨中截面的水平抗弯模量-歪斜侧向力N-许用弯曲应力，对Q235钢取=140MPa6.3 主端梁连接计算1、主、端梁连接形成及受力分析本产品的主、端梁连接是采用螺栓和减载凸缘那你结构的形式，如图所示，主梁两端同端梁之间各用八个M25螺栓(45号钢)连接。受力分析：这种连接形式，可以为在主、端梁之间，垂直载荷由凸缘承受剪力及挤压力，此情况下，螺栓主要承受由起重机运行时的歪斜侧向力和起重机支承反力所是使的造成的拉力。一般水平惯性力对螺栓的影响可忽略不计。经受力分析，设最下面一排螺栓受拉力最大，以下将以此为计算对象。2、螺栓拉力的计算起重机歪斜侧向力力矩的计算已知：起重量Q=10000公斤 跨度L=12600cm 起重机运行速度V=30mmin如（歪斜侧向力简图）所示：起重机歪斜侧向力矩为：MS=sk式中;s-歪斜侧向力，由前节得：s=sB=348.2公斤 k-轮距 k=2.0m所以：MS=348.22.0=696.4公斤米歪斜侧向力矩对螺栓拉力的计算如上图（b）中，对螺栓d的计算设歪斜侧向力矩MS对螺栓d的拉力为N1则N1=式中系数2.5是考虑螺栓预案紧力及载荷分布不均匀性的系数。式中：MS-歪斜侧向力矩，MS=696.4公斤m x-螺栓d距离图（b）中的y-y轴的距离 x=0.52m Xi-每个受拉螺栓距离图（b）中y-y轴的距离的平方之和（m）所以：N1=2.5696.40.52（0.52 +0.52 +0.52 +0.02+0.02+0.02）=905.320.1824=1114公斤起重机支承反力对螺栓的作用力矩当载荷移动到非操纵室一侧的极限位置时，取端梁作为受力离体，其受力如下图： 取点为受力平衡点=0得：MR=MN=RBl0式中：l0-力臂，如图中所示，取t0=13.5cm MR-支反力RB对C的作用力矩（公斤m） MN-所有受拉螺栓对C点得力矩之和（公斤m） RB-起重机右端支反力，可认为是RB=NB+NC RB=3482+3437=6919GO公斤所以：R=MN=RBl0=69190.135=934公斤米支反力矩对螺栓的拉力设支反力矩MR对螺栓d的拉力为N2.N2=式中：MN-各螺栓的力矩和 MN=934公斤米 y-螺栓d中心线至上图z-z轴的距离（m）yi-每个受拉力螺栓到图中z-z轴距离平方之和2.5-考虑螺栓预紧力及载荷分布不均与性的影响系数所以：N2=2.59340.285（0.285+0.285+0.285+0.185+0.085+0.085) =665.4750.245 =2721公斤螺栓d承受的总拉力N0=N1+N2=1114+2712=3826公斤验算螺栓强度受拉螺栓强度= 式中：N0-螺栓总拉力 N0=3826公斤 F0-螺栓的净断面面积cm F0= 其中：d0-螺纹根径，对于M20螺栓的螺纹底径d0=16.75mm 即：1.675cm 所以 F0=3.141.675 4=2.2cm -螺栓的许用应力（公斤厘米）=（0.50.6）s其中：s-材料屈服极限，对端梁连接螺栓采用45号钢正火的M20螺栓，s=3600公斤厘米。所以：=38262.2=1739公斤厘米所以:强度合格凸缘垂直剪切应力验算剪应力：=cRB/F式中：c-受剪断面形状系数，对矩形断面，c取1.5RB-支反力 RB=6919公斤F-受剪面积 F=154=54cm (F见图b)-材料许用剪切应力，对强钢而取=950公斤厘米所以: =1.5691954=192公斤/cm 合格凸缘挤压应力验算挤压应力 挤=RB/ F端式中：RB-支反力 RB=6919公斤F-承压断面面积，由图（b）中得：F=0.454=21.6cm端-材料的端面挤压应力，对强钢取：端=2400公斤厘米所以：端=691921.6=320公斤厘米 端端=2400公斤厘米验算通过6.4 起重机最大轮压一般的单梁桥式起重机是由四个车轮支承的，起重载荷通过这些支承点传到轨道道上。绝大多数起重机具有四个支承点，起重机的载荷通过这些支承点传到基础上。单梁桥式起重机的支反力（轮压）可以按柔性支承架来计算。起重机支座及作用，起重机支座反力作用见下图：按第类载荷计算，由图可见，对于地面操纵，当载荷G载=（Gn+G），移到左端极限位置时，最大轮压将发生在A轮上，即最大轮压为，NA当载荷移到右端极限位置时，最大轮压将发生在B轮上，即最大轮压为NB 地面操纵，载荷移到左端时的NA及NB、NA、NB为载荷移到左端极限位置时，驱动轮轮压（为验算驱传动齿轮用）。上式中：冲击系数 k=1，=1.2（动力系数）G横横梁重（kg）G轮主主动车轮装置重（kg）G驱驱动装置重（kg），近似以为G驱完全由主动车轮承受。S跨度（cm）。Li跨中至载荷的极限位置之距离（cm）。q主梁单位长度重（kg/cm）Gn起重量(kg)。G葫芦重(kg)近似认为载荷与葫芦重心一致所以，电动单梁桥式对操纵室操作满载时，它的最大轮压是当载荷移到左端极限位置时的从动轮D上，即：ND为最大轮压Nmax=3891公斤=38910N.Nmin为最小轮压，出现在当起重机空载时，电动葫芦移到左侧时B轮上的轮压，即Nmin=NB空=573公斤=5730N第7章 大车运行机构的设计计算7.1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，如图6-1所示。7.2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最小轮压来确定。 式中：Pmax-起重机工作最大轮压，114.6KN Pmin-起重机工作最小轮压，51.5KN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： 车轮材料采用（调质），由表选择车轮直径，由表查得轨道型号为P38（铁路轨道）或Qu70（起重机专用轨道）7.3车轮踏面接触强度计算1.线接触的允许轮压式中：-许用线接触应力常数（），查表得； L-车轮与轨道有效接触长度，对于轨道Qu7；-转速系数，车轮转时，=0.94；-工作级别系数，由1表5-4，当为级时；D-车轮直径500mm代入数据：故验证通过。2.点接触允许轮压式中:-许用点接触应力常数（） ，=0.181；R-曲率半径，取车轮与轨道面曲率半径中最大值（mm），R=400；m-由轨道顶面与车轮的曲率半径之比，m=0.47。代入数据：N故验证通过。7.4 运行阻力计算摩擦总阻力矩： 查得车轮的轴承型号为7520，轴承内径和外径的平均值。滚动摩擦系数,轴承摩擦系数，附加阻力系数，代入上式得：当满载时的运行阻力矩：运行摩擦阻力：当无载时：7.5 选择电动机电动机静功率：式中 : -满载运行时的静阻力；5-机构传动效率；m=2-驱动电动机台数。初选电动机功率： 式中： -电动机功率增大系数，查得，选用电动机JZR2-21-6，Ne=5.0kw，n1=930r/min，7.6验算电动机发热条件等效功率： 式中 ： -工作级别系数，当JC=25%时，； -按起重机工作场所得,查得由此可知，故所选电动机发热条件通过7.7 选择减速器车轮转速： 机构传动比： 查表选用两台减速器:;(当输入轴转速为1000r/min时)，可见第8章 关键零部件选择和认识8.1销轴销轴一般适用于动联接，用做铰链或中心轴。其材料一般采用35、45或40Cr，重要的受较大载荷可用合金钢；受重载时，如活塞销，需淬火和磨削。由轧制圆钢或锻件经过切削加工制造。根据销轴的用途，对重要的铰链销轴需要轴向固定，以防止销轴的滑脱。固定方法可按结构确定，例如用弹性挡圈、横销、开口销、带螺尾的销轴活销头卯住等。在本设计中，设计并采用了大头带孔销轴，用螺钉是销轴头部与某些零件进行连接，以轴向固定销轴。对于铰接处的销轴，作为中心轴，只起支撑旋转机件作用而不传递动力，即只承受弯矩作用。材料选用45 钢，调质，硬度为217-255HB，在该轴连接处需安放轴瓦，因此，需考虑润滑。做为中心轴，润滑剂必须通过轴输向转动摩擦部位即轴瓦处（大多数采用脂润滑）。选用复合铝基润滑脂2号（SH/T 0378-1992）。对于铰链连接，为减轻磨损，要限制表面压强值。一般轴销的尺寸和材料可根据链接结构和工作要求确定，必要时要做强度试验。这类联接大多是销轴在一个零件孔内固定，在另一个零件孔内为间隙配合，故销轴主要承受弯曲应力，间隙较小时还受剪切应力，间隙较大时按经验剪切应力可以忽略。此外，销轴与孔壁还受挤压应力和表面应力。8.2键键的类型应根据键联接的结构，使用要求和工作状况来选择。选择时应考虑传递扭曲的大小，联接对中性的要求，是否要求轴向固定以及键在轴上的位置上。选择平键结构简单，拆装方便，对中性好，所以本设计选择GB/T096-2003A型柱头普通平键，键的材料采用拉伸强度不低于500Mpa的键用钢，通常的45钢，该键的主要作用是定位也传递一定的扭矩。第9章起重机有关的安全装置1、缓冲器为了阻止起重机和小车越轨，在起重机和小车轨道两极端位置装有挡铁，叫收起起重机。小车与挡铁相撞的动能，保证设备不受损坏，当运行速度超过20m/min应装缓冲器。本次设计所从所采用的是：橡胶缓冲器，因弹性变量较少，吸收动能有限，常用于运行速度50m/min一下的小车或25m/min以下的起重机上，其环境温度在-30+50为宜。2、起升高度限位器 用来防止司机操作失误或其它原因而引起的吊钩过卷扬，从而造成拉断起升钢丝绳，造成人生事故危害，为此必须装有起升高度限位器。3、行程限位器 小车行程限位开关装在桥架端部，碰杆装在小车架上，起重机则装在横梁上。4、安全开关 为了保护维修工人的安全，走台和作业平台的铺板应采用防漏性能钢板制成，走台和平台间必须设置牢固栏杆，栏杆高度H1000mm铺板约450mm处应有中间扶杆，地步不低于70mm挡板。第10章 起重机的组装及试车要求10.1起重机的安装注意事项 安装前：检查电动跑车和行走机构所有零部件，是否有锈蚀和损伤，桥架是否有整体变形形式各构件的局部变形，若零件生锈损伤，应把机构拆开，把零件放在火油内清洗干净，对于损伤零件，视损伤程度进行修理或是更换，再装配。 装前.在安装地点把桥式搁平，然后把电动跑车挂装在工字钢下翼，挂装时，应使跑车车轮的轮缘的内表面与工字钢下翼有3mm的间隙，跑车上所有的落幕应预紧固，开口销须销好。如果使电动跑车和桥架一道吊装，则应先用直径为1518mm的坚韧麻绳或棉绳将跑车可靠的捆扎在工字钢中不或稍偏一点的部位，使之不能沿工字钢窜动。 安装起重机所使用的各种工具，如手摇卷扬机（绞车）、吊具、复滑轮、钢绳和桅杆等应事先做严密的质量检查，只有在证实这些工具安全可靠的情况下，方可使用。在安装时以起吊起重机的钢绳，其安全系数不得小于5，这就是说，如果其根起重钢绳，在工作时最大可能承受的拉力为S，那么所选的钢绳的破断拉力应小于5S.起吊起重机是，只允许捆扎桥架的工字钢禁止捆扎传动轴、机械零件或桥架的其他构件，用钢丝绳捆扎工字钢时，必须垫以厚的木板或橼带，以防损伤机体。起重机钢丝绳的固定轴（按头）必须用钢绳卡子可靠的连接，钢绳卡子的数目根据受力大小而定。但不得少于三个，起重钢绳与水平所成的夹角，尽可能不大于45.所用滑轮的直径，不宜小于钢绳直径的20倍。不论采用何种方法按装起重机，起吊的动作应平稳和缓慢，当起吊中途出现卡阻现象时，应赶快找出原因，并予以消除，不得盲目用强力拉引。起吊起重机时，应先把起重机吊到离地约100mm左右的高度，停放15 20mm.以观察所有机构是否可靠，查实之后，在继续起吊手摇卷扬机（绞车）与基础的固定必须可靠，在安装起重机的地点，应划出进行安装工作的区域，在安装起重机的工作进行时，除了指挥人员和安装人员外，其他人不准进入，以保证安装工作安全顺利进行。102起重机的试车要求 起重机安装好之后，在正式的投厂使用之前应先进行试车。试车应由专人进行负责，该产品的试车包括三个程序，只有在前一个程序试车松弛合格后，方许进入下一个试车程序。试车前应做好检查工作，试车人员检查所有机构的装配是否完整、正确，所有的紧固是否可靠，机构是否有充足的润滑油（脂）。以及桥架的各构件是否固定安装不慎造成的变形等。无负荷试车无无负荷试车是指：在电动跑车不吊重物的情况下得试车，先开动电动跑车，让它沿工字钢钢梁下翼全程行走23次，再让空钩上、下3次，最后，反复开动行走机构电动机，观察车轮是否打滑。无负荷试车应符合如下的要求：电动跑车在进行沿工字钢下翼行走时，无卡阻现象。电动跑车的行走和空钩的升降，不应有异常的摆动、振动、冲击和跳跃。电动跑车的四个车轮全部与
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