单梁桥式起重机设计

1、 概述1.1桥式起重机的特点起重机是具有起重吊钩或其它取物装置在空间内容实现垂直升降和水平运移重物的起重机械。 ld型电动单梁桥式起重机为一般用途的起重机用于机械制造、装配、仓库等场所（此次设计的是用于机修车间）。是一种有轨运行的轻小型起重机，适用于额定起 0.55.0 吨,适用跨度4.516.5米，工作环境温度在-35 35 范围内，ld型电动单梁桥式起重机不适于用来调运熔化金属赤热金属、易燃品及其危险物品，也不适用于具有酸性或其它有腐蚀性化学气体的车间。1.2桥式起重机工作方式和结构特点主要特点是：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

2、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。工作方式是：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。1.3单梁桥式起重机发展趋势随着科学的进步和工业发展更的需要，现代起重机械发展迅速，人们已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。据统计，我国在铁路、机械制造业、建筑业、石油化

3、工、电站、林业、商业等各行各业都装备着大量的起重机械设备。不仅如此，在食品加工、服务行业、旅游行业、医疗卫生也都大量的使用者起重机械。现代化的起重吊装技术，已经不是单纯的减轻体力劳动强度的手段，而是现代化生产不可缺少的组成部分。根据生产系统的需要，应及时、迅速，有节奏地将原材料、零部件吊装到指定的公益岗位上去，否则现代化生产就不可能实现。实践证明：在某些关键岗位上增加一两台起重设备，劳动生产效率就会成倍的增长。世界各工业发达国家十分重视物料吊装搬运系统的投资。生产规模越大，物料吊装搬运的重要性就越显著。良好的物料吊装搬运机械组合成合理的吊装搬运系统，可以充分发挥生产能力，同时也能保证生产的安全

4、。国内外起重机发展具体变现在以下几个方面：(1)模块化和组合化用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多用途，有相同链接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。可使单件小批量生产的起重机改成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业生产。企业的生产组织科由产品管理变为模块管理，到完善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，得到多系列的产品，充分满足用户需要。目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用

5、下降12%，生产成本下降45%，经济效益十分可观。(2)轻型化和多样化有相当批量的起重机是在通用的场合使用，工作并不很繁重。这类起重机批量很大、用广，考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可以使整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价。因此电动葫芦桥式起重机和梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位的一般用途桥式起重机。(3)自动化和智能化起重机的更新和发展，在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子应用到机械的驱动和控制系统，实现起重机的自动化和智能化。(4)成套化和系统化在起重机单机自动化的基础

6、上，通过计算机把各种起重运输机械组合成一个物料搬运集成系统，通过中央控制室的控制，与生产设备有机结合，与生产系统协调配合。这类起重机自动化程度很高，具有信息处理功能，可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑判断变换等处理加工，进而向执行机构发出控制指令。这种起重机还有较好的信息输入、输出接口实现信息全部、准确、可靠的在整个物料搬运集成系统中的传输。(5)新型化和实用化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。34第2章 主体方案设计2.1工作条件及设计要求分析工作条件及设计要求：为

7、机修车间设计一台ld型电动单梁桥式起重机，具体要求如下：起重量：5吨起升高度：9米电动葫芦运行速度：30m/min电动葫芦的起升速度：8 m/min葫芦最大轮压：pmax=1900公斤（kg）葫芦自重：g=500kg起重机跨度：11m大车运行速度：45m/min大车轮距：2m工作级别：m5工作环境：一般常温使用寿命：10年操纵室操纵：g操=400公斤2.2结构型式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

8、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。本次设计的ld型电动单梁桥式起重机的主梁结构式采用钢板压延成形的u形槽钢，与工字钢组焊成的箱形实腹梁。横梁也是用钢板压延成u形槽钢，在组焊成箱形封闭箱，为贮存，运输方便，在主梁与横梁之间用m20的螺栓（45号钢制）连接而成。大车运行时靠两台锥形转子电机，通过齿轮减速装置驱动两边的主动车轮实现的起升机构与小车运行机构采用cd1、md1形成的电动葫芦。运行机构采用分别驱动形式制动靠锥形转子制动的交流异步电机来完成。起重机主电源由厂房一侧的角钢或圆钢滑触线引入，电动葫芦由电缆供电。电动单梁桥式起重机的外形如图2.1所

9、示：图2.1 电动单梁桥式起重机外形图2.3 总体构造设计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5t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

10、机和制动器制成一体。使电动葫芦结构紧凑、自重轻。据资料3p135查得，电动葫芦型号cd15-9d,自重为500kg。结果：选用cd15-9d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）可分为得当分组式和一体是两种。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

11、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自动葫芦，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

12、，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

13、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，可以减少主梁的扭转载荷，而且可使走台的构造也大为简化，但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

14、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。起重小车桥架运行机构（未显示出）桥架金属结构图2.2桥式起重机实物图第3章 主要结构部件设计3.1 主梁设计计算主梁断面几何特性根据系列产品资料粗布得出主梁断面尺寸如图3.1示：图3.1 主梁跨中断面图根据系列产品资料，查得28a普型工字钢（gb706-65）的尺寸参数：h= 280mm b=122mm d=8.5mm t=13.7mm f1=55.45 q=43.4公斤/m 主梁断面面积 jx=7114cm² jy=345cm² f=0.5（l1-2×1）+21×h1+2×

15、2×l2+f1+×l3 =0.5×（40-2×0.5）+2×0.5×40+2×0.5×25.5+55.45+1×10.5 = 151cm² 主梁断面水平形心轴x-x位置 y1= 式中：f1主梁面的面积（cm²）.f1 y1x-各部分面积对x-x轴的距离（cm ³） y1x-各部分面积形心至x-x轴的距离(cm)则：y1=0.5×（40-2×0.5）×79.75+2×0.5×40×60+2×0.5×

16、25.5×31.5+55.45×15+1×10.5×0.5÷151=37cm y2 =4cm结果：f=151cm² y1=37cm y2 =4cm主梁断面惯性矩 jx=jxi+fi y1 ² =(39×0.5 ³) ÷12+39×0.5×42.75 ²+ 2×0.5×40 ³÷12+2×0.5×40×23 ²+（2×0.5×17.4 ³）÷12co

17、s47°+2×0.5×25.5×5.7 ²+7114+55.45×22 ²+(10.5×1 ²) ÷12+10.5×1×36.5 ²=111545 jy=jyi+fi y1 ² =(0.5×39 ³) ÷12+2×40×0.5³÷12+2×0.5×40×19.75²+2×0.5×19³÷12sin47

18、6;+2×0.5×25.5×10²+345+1×10.5³÷12=21849 结果：jx=111545 jy=21849 主梁强度计算根据这种起重机的结构形式及特点，可以不考虑水平惯性对主梁造成的应力及其水平面内在和对主梁的扭转作用也可以忽略不计。该主梁的强度计算按第类载荷进行组合，对活动在和由于小车的论据很小，可近似的按集中载荷计算。跨中断面弯曲正应力包括：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，合成后进行强度校核。梁的整体弯曲在垂直平面内按简支梁计算，在水平面内按刚度的框架计算：图3.2 主

19、梁受力分析垂直载荷在下翼缘引起的弯曲应力根据p543 26-99计算： x= 单位：公斤/厘米²式中：p=q+g葫 =5000×1.2+500×1.1 =6550其中：q-额定起重量 q=5000公斤 g葫-电动葫芦自重 g葫=500公斤 -动力系数，对于中级工作类型 =1.2 k-冲击系数，对于操纵室操纵时 k=1.1 y1-主梁下表面距断面形心轴x-x的距离 y1=37厘米 yx-主梁跨中断面对x-x轴惯性力矩 yx=111545 l-操纵室重心到支点的距离 l=100cm g操-操纵室的重量 g操=400公斤 g葫 电动葫芦的自重 g葫=500公斤 q-桥架

20、单位长度重量（公斤米） q= 1000×f×+q´ =1000×0.0151×7.85+7.5=126kgm其中： f-主梁断面面积 f=0.0151 m² -材料比重，对钢板 =7.85tm² q´-材料横加筋板的重量所产生的均布载荷 q´=7.5 tm所以：x=37÷111545×(1.2×5000+1.1×500) ÷4×1100+1.1×400×100÷2+1.1×1.26×1100 &#

21、178;÷8=676.30公斤/厘米²结果：x=676.30公斤厘米主梁工字钢下翼局部弯曲计算图3.3 主梁工字钢下翼局部图 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31.84查得r=16.7 cm则： e=0.164×16.7=2.73 cm所以：i=5.6750.4-2.73=3.345 =3.345

22、47;5.675=0.58结果：i=3.345 =0 .58b、工字钢下翼缘局部曲应力计算：图3.4 工字钢下翼局部曲应力分析如上图所示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=0.9 k1-局部弯曲系数，由图可得：k1=1.9表3.1k1-局部弯曲系数t0=t+其中：t-工字钢翼缘平均厚度 t=1.37 cm -补强板厚度 =1 cmt0²=（1.37+1）²=2.37²=5.6 cm²所以：1=±(0.9×1.9×1900÷5.6

23、1)=579公斤/厘米²结果：1=579公斤厘米²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公斤厘米²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=±（1.5×0.4×1900÷5.61）=203公斤厘米²c、主梁跨中断面当量应力计算图中的1点当量应力为当= = =759公斤厘米²

24、=1800公斤厘米²点当量应力为当，由下式计算：当i=x+3=676.3+203=879.3公斤厘米²=1800公斤厘米²主梁刚度计算垂直静钢度计算 f= f= 式中：f-主梁垂直静挠度（cm）p-静载荷（公斤）p=q+g=5000+500=5500公斤l-跨度 l=1100厘米e-材料弹性衡量，对3号钢e=2.1×10³×10³公斤/厘米²jx-主梁断面垂直惯性矩（ ）jx=111545 f-许用垂直静挠度（cm），取f= 厘米所以：f=5500×1100³÷48×2.1&

25、#215;10³×10³×111545=0.65cm f=1100÷700=1.57cm ff 所以满足要求结果：水平静刚度计算 f水= f水= 出自26-108式式中: f水-主梁水平静挠度（cm） p-水平惯性力（公斤） p= =（5000+500）÷20=275公斤 jy-主梁断面水平惯性矩 jy=21849 f水-许用水平静挠度，取f水= 厘米 f水= 1100÷200=0.55cm f水=275×1100 ³÷48×2.1×10³×10³

26、;×2149=0.16cm f水f水满足要求注：系数 的选取是按p惯= a平=(q+g)/9.8×0.5 (q+g) p惯-水平惯性力（公斤） g-重力加速度，取g=9.8m/s² a平-起重机运行机构的加速度，当驱动轮为总数的½时，取a平=0.5 m/s² 注均自p12表6-8得动刚度计算 在垂直方向的自振周期： t=2 t 0.3s 式中：t-自振周期（秒） m-起重机和葫芦的换重量m= (0.5qlk+g) 其中：g-重力加速度 g=980cm/s ² l-跨度 l=1100cm q-主梁均布载荷 q=1.26公斤/厘米 g-电

27、动葫芦的重量 g=500公斤 所以：m= (0.5×1.26×1100500)=1.21公斤秒²厘米则：t=2×3.14 =0.0531秒 tt=0.3s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

28、强上翼缘板稳定性，所以受压翼缘板局部稳定性可不计算。3.2 端梁设计计算本产品的端梁结构采用钢板冷压成u形槽钢，在组焊成箱形端梁，见下图，端梁通过车轮将主梁支承在轨道上，端梁同车轮的联接形成是将车轮通过心轴安装在端梁的腹板上。如图3.6所示：图3.6 端梁结构尺寸轮距的确定 = 即k=()l =() ×11 =1.572.2m取k=2.0m端梁中央断面几何特性断面总面积 参数见中央断面图，则： f=2×35×0.5+2×24×0.5+33.5×1=92.5cm形心位置 (相对于z-z)则： y1=(2×35×0.5

29、×17.5+24×0.5×34.75+24×0.5×1.25+33.5×1×18.25) ÷92.5=17.9cm 所以：y2=35-17.5=17.1cm (相对于y-y)则：z1=(35×0.5×25.75+35×0.5×1.25+33.5×1×0.5+2×24×0.5×13.5) ÷92.5 =8.8cm 所以：z2=26-z1=17.2cm断面惯性矩 jx=2×1/12×0.5×

30、35 ³+2×35×0.5×(17.5-17.9) ²+1/12×1×33.5 ³+1×33.5×(18.25-17.9) ²+1/12 ³××24×0.5 ³+24×0.5×(34.75-17.9) ²+1/12×24×0.5 ³+24×0.5×(1.25-17.9) ² =13449.78 jy=2×1/12×0.5

31、5;24³+2×24×0.5×4.7²+1/12×35×0.5³+35×0.5×16.95²+1/12×30×0.5³+35×7.55²×0.5+1/12×33.5×1³+33.5×8.3² =10018.82 以上的计算公式均出自p146平行移动轴公式：iz1=iz+a²a iz= 断面模数 wx=jx/y1=13449.78÷17.9=751cm

32、9; wy=jy/z2=10018.82÷17.2=582cm³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。 起重机支座及作用 起重机支座反力作用见图3.7：图3.7 起重机支座反力分析起重机最大轮压的计算带额定载荷小车分别移到左、右两端极限位置时，按第类载荷计算最大轮压。 （1）操纵室操纵，当载荷移到左端极限位置时，各车轮压 na= ·(1+ )+ kg轮主+ kg驱+ ·nb=·(1-)+ kg轮主+ kg驱+ ·nc=·(1-)+ kg轮从+ kg驱+ ·nd=

33、·(1+ )+ kg轮从+ kg驱+ · 式中：q-额定起重量 q=5000公斤 g-电葫芦重量 g=500公斤 k-冲击系数，对有操纵室的单梁吊取k=1.1-动力系数，对中级工作类型单梁吊取=1.2 g端-端梁重 g端=155kg g轮主-主动轮装置重 g轮主=65.5 g轮从-从动轮装置重 g轮从=46公斤 g驱-驱动装置 g驱=47公斤 g操-操纵室重量 g操=400公斤 q-主梁单位长度的重量.q=126公斤/m=1.26公斤/cm l-跨度 l=1100厘米 k-轮距 k=200cm l1=465.85cm l1=419 ki=25cm l=100cm s1=84

34、1.5cm s2=1310cm 均出自p310页所以： na=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1100-100）÷1100×25÷200 = 3024+381+85+72+54+50 =3666公斤=36720nnb=(1.2×5000+1.1×

35、;500) ÷4×(1-2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1100×25÷200 = 251+381+85+72+54+50 =848公斤=8480nnc=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×465.85÷1100)+1.1×1.26

36、5;1100÷4+1.1×155÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1100×(200-25)÷200 = 251+381+85+51+35 =803公斤=8030nnd=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1100-100）&#

37、247;1100×(200-25)÷200 = 3024+381+85+51+350 =3891公斤=38910n操纵室操纵当载荷移到右端极限位置时各车车轮轮压： na= ·(1- )+ kg轮主+ kg驱+ ·nb=·(1+ )+ kg轮主+ kg驱+ ·nc=·(1+ )+ kg轮从+ kg驱+ ·nd=·(1- )+ kg轮从+ kg驱+ ·式中：l2=419cm所以：na=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×419

38、47;1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1100-100）÷1100×25÷200 = 390+381+85+72+54+50 =1032公斤=10320nnb=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷

39、2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1100×25÷200 = 2885+381+85+72+54+50 =3482公斤=34820nnc=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1100×(200-25)

40、7;200 = 2885+381+85+51+35 =3437公斤=34370nnd=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1100-100）÷1100×(200-25)÷200 = 390+381+85+51+350 =1257公斤=12570n当起重机满载时，无论在左端或右端 na=nd nbnc都相差

41、不大，因此，计算均通过。当起重机空载时a.操纵室操纵起重机各轮的轮压（运行到左侧时）na空= ·(1+ )+ kg轮主+ kg驱+ · nb空=·(1-)+ kg轮主+ kg驱+ · nc空=·(1-)+ kg轮从+ kg驱+ · nd空=·(1+ )+ kg轮从+ kg驱+ ·式中的各参数与前面所表示的一样则：na空=1.1×500÷4×(1+2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155

42、47;2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1100-100）÷1100×25÷200=254+381+85+72+54+50 =896公斤=8960nnb空=1.1×500÷4×(1-2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1100×25&#

43、247;200= 21+381+85+72+54+50 =618公斤=6180nnc空=1.1×500÷4×(1-2×465.85÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1100×(200-25)÷200 = 21+381+85+51+35 =573公斤=5730nnd空=1.1×500÷4×(1-2×465.85÷110

44、0)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1100-100）÷1100×(200-25)÷200 = 254+381+85+51+350 =1121公斤=11210nb操纵室操纵，空载时移到右端极限位置时，各车轮的轮压： na空= ·(1- )+ kg轮主+ kg驱+ ·nb空=·(1+ )+ kg轮主+ kg驱+ ·nc空=·(1+ )+ kg轮从+ kg驱+ ·nd空=&#

45、183;(1- )+ kg轮从+ kg驱+ ·所以：na空=1.1×500÷4×(1-2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1100-100）÷1100×25÷200=33+381+85+72+54+50=675公斤=6750nnb空=1.1×500÷4×(1+2×419÷1

46、100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1100×25÷200= 242+381+85+72+54+50 =837公斤=8370nnc空=1.1×500÷4×(1+2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+1.1×46+ 1.1×400

47、15;100÷1100×(200-25)÷200 = 242+381+85+51+35 =794公斤=7940nnd空=1.1×500÷4×(1-2×419÷1100)+1.1×1.26×1100÷4+1.1×155÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1100-100）÷1100×(200-25)÷200 = 33+381+85+51+350 =900公斤=9000n所以，电动单梁桥式爱中级对操纵室操作

48、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=5730n4、最大歪斜侧向力起重机运行时，由于各种原因会出现跑偏、歪斜现象。此时，车轮轮缘与轨道侧面的接触，并产生运行方向垂直的侧向力s.图3.8由图3.8所示：当载荷移到左端极限位置时，操纵室操纵时最大轮压为nd=3891公斤，并认为nand,这时的最大歪斜侧向力为： sd=·n 式中：n-最大轮压 ,n=3891公斤 -测压系数 对于轮距k同跨度l的比例关系在=

49、之间，可取0.1 所以：sd=0.1×3891=389.1公斤当载荷移到右端极限位置时，操纵室操纵最大轮压为nb=3482公斤，并认为ncnb这时的最大歪斜侧向力为： sb=0.1×3482=348.2公斤5、端梁中央断面合成应力 由于操纵室连接架加强了操纵室侧端梁的强度，所以最大侧向力考虑当载荷向右移到极限位置时最大侧向力在b轮上，即：sb=348.2公斤= += +式中：k-轮距 k=200cm wx.wy-断面模数wx=751cm³ wy=582cm³-许用应力，由于端梁受理复杂，一般只计算垂直载荷和歪斜侧向力，所以许用应力3号钢取1400公斤cm

50、²=3482×200÷2×751+348.2×200÷2×582=523.4公斤/厘米²所以=1400公斤/厘米².安全3.3 安全装置设计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

51、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。3.4 安装安装前：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

52、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

53、，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

54、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。第4章 主要零件计算4.1 .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4.1所示，主梁两端同端梁之间各用六个m20螺栓(45号钢)连接。图4.1 主端梁螺栓连接受力分析：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。本产品的操纵室是由一个刚强的连接架同时

55、连接到主梁及端梁上。这样就加强了主、端梁之间的连接强度，所以这里仅验算非操作室一侧的主、端梁连接强度。4.2 .连接螺栓设计计算起重机歪斜侧向力力矩的计算已知：起重量q=5000公斤 跨度l=1100cm 起重机运行速度v=45mmin如图4.1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=348.2×2.0=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

56、侧向力矩，ms=696.4公斤m² x-螺栓d距离图（b）中的y-y轴的距离 x=0.52m xi²-每个受拉螺栓距离图（b）中y-y轴的距离的平方之和（m²）所以：n1=2.5×696.4×0.52÷（0.52 ²+0.52 ²+0.52 ²+0.02²+0.02²+0.02²）=905.32÷0.1824=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4.2：图4.2 螺栓受力分析图取点为受力平衡

57、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=6919×0.135=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）yi²-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：n

58、2=2.5×934×0.285÷（0.285²+0.285²+0.285²+0.185²+0.085²+0.085²) =665.475÷0.245 =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=3.14×1.675 ²÷4=

59、2.2cm ²-螺栓的许用应力（公斤厘米²）=（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²。所以：=3826÷2.2=1739公斤厘米²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´=1×54=54cm ²(f´见图b)-材料许用剪切应力，对强钢而取=950公斤厘米²所以: =1.5×6919÷54=192公斤/cm ² 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´´=0.4×54=21.6cm²端-材料的端面挤压应力，对强钢取：端=2400公斤厘米²所以：端=6919÷21.6=320公斤厘米² 端端=2400公斤厘米²验算通过第5章 总结与展