单梁桥式起重机结构设计

1、摘要我做的毕业设计课题是单梁桥式起重机。 单梁桥式起重机是一 种轻型起重设备，它适用起重量为0.55吨，适用跨度4.516.5 米，工作环境温度 C在-20 C到40 C范围内，适合于车间、仓库、 露天堆场等处的物品装卸工作。 桥架由一根主梁和两根端梁刚接组 成。根据起重量和跨度， 主梁采用普通工字钢和 U 形槽组合焊接形 成。主梁和端梁之间采用承载凸缘普通螺栓法兰连接。提升机构采 用型电葫芦。此次设计的主要内容有：问题的提出、总体方案的构思，结构 设计与对未知问题的探索和解决方案的初步设计，装配图、零件图 等一系列图纸的设计与绘制，以与毕业设计说明书的完成。关键词 ：起重机；桥式起重机；大车

2、运行机构；小车运行结构； 小车起升；结构桥架；主端梁0.554.516.52U .a-20 C 40 C目录、儿前言61 单梁桥式起重机的概述 71.1 单梁桥式起重机的整体描述 71.1.2 单梁桥式起重机机构的特点 81.1.3 单梁桥式起重机的基本参数 81.1.4 桁架梁和箱形梁的比较 81.2 型电动单梁桥式起重机各部件的作用（位结构） 81.2.1 主梁 81.2.2 端梁 81.2.3 主梁和端梁的联接 91.2.4 电动葫芦 91.2.5 大车 91.2.6 小车架 1.0.1.2.7 小车 1.0.1.2.8 操纵室 1.0.1.3 运行机构 1.0.1.3.1 小车运行机构

3、 1.11.3.2 大车运行机构 1.12 工作条件与设计要求 1.22.1 型式与设计的构造特点 1.32.2 选择电动葫芦的规格型号 1.42.3 主梁设计计算 1.4.2.3.1 主梁断面几何特性 1.42.3.2 主梁强度的计算 1.62.3.3 刚度计算 2.12.3.4 稳定性计算 错. 误! 未指定书签。2.4 端梁设计计算 错. 误 !未指定书签。2.4.1 轮距的确定 2.42.4.2 端梁中央断面几何特性 2.42.5 起重机最大轮压 2.52.5.1 起重机支座与作用 错误 !未指定书签。2.5.2 起重机最大轮压的计算 错误 !未指定书签。2.6 最大歪斜侧向力 3.0

4、2.7 端梁中央断面合成应力 3.12.8 车轮轴对端梁腹板的挤压应力 错误 !未指定书签。2.9 主、端梁连接计算 错. 误 !未指定书签。2.9.1 主、端梁连接形成式与受力分析 .错误 !未指定书签。2.9.2 螺栓拉力的计算 错. 误 !未指定书签。3 小车起升和运行机构的设计计算 3.63.1 电动葫芦起升机构设计计算 3.73.1.1 电动葫芦的基本设计参数 3.73.1.2 电动葫芦起升机构简要设计步骤 383.2 电动葫芦运行机构设计计算 4.5电动小车运行静阻力计算 4. 5电动机的初选预验算 4.63.2.3 传动比 4.7.3.2.4 制动器的选择与计算 4.84 大车运

5、行机构设计计算 错. 误 !未指定书签。4.1 确定机构传动方案 错. 误 !未指定书签。4.2 选择车轮和轨道，验算车轮强度 错误 !未指定书签。4.3 验算车轮的疲劳强度 错. 误 !未指定书签。4.4 传动装置设计计算 错. 误 !未指定书签。4.4.1 选择电动机 错. 误 !未指定书签。4.4.2 大车运行机构的功率计算 错误 !未指定书签。4.4.3 验算电动机 错. 误 !未指定书签。4.5 设计减速装置 5.5.4.5.1 选择减速器的类型 5.54.5.2 确定减速器的型号 5.64.6 起重机有关使用机构的安全装置 5. 74.6.1 缓冲器 5.7.4.6.2 起升高度限

6、位器 5.84.6.3 行程限位器 5.84.6.4 安全开关 5.84.7 起重机的组装与试车要求 5.84.7.1 起重机的安装注意事项 5.84.7.2 起重机的试车要求 6.0致 谢 6.2.参考文献 6.3.光阴似箭，转眼间四年大学生活即将结束，毕业设计是对我们 四年大学生活的一个总结，更是对四年大学学习成果的检验。它要 求我们应用所掌握的基本理论知识去解决现实中的一些问题， 进而 提高我们各方面的能力，如：收集信息的能力，发现问题的能力， 独立分析和解决实际问题的能力， 获取新知识的能力以与综合运用 所学知识和技能的能力。为积极响应院方号召，更好的完成本次毕业设计工作，毕业设 计工

7、作展开前我进行了毕业实习，通过工厂实习，了解了桥式起重 机的基本结构和基本工作原理， 从而为顺利完成毕业设计奠定了坚 实的基础。我毕业设计的课题是单梁桥式起重机。单梁桥式起重机是一种 轻型起重设备， 适合于车间、 仓库、露天堆场等处的物品装卸工作。 桥架由一根主梁和两根端梁刚接组成。根据起重量和跨度，主梁采 用普通工字钢和 U 形槽组合焊接形成。 主梁和端梁之间采用承载凸 缘普通螺栓法兰连接。 这次设计主要是对其主梁和端梁等桥架重点 设计，包括一些常规性的强度刚度与稳定性的设计，除此还有一些 驱动装置的计算， 从而达到初步具备设计起重机重要部件的基本能力，为以后的设计和起重机选用奠定一定的基础

8、。1 单梁桥式起重机的概述1.1 单梁桥式起重机的整体描述起重机是具有起重吊钩或其它取物装置在空间内实现垂直升 降和水平运移重物的起重机械。型电动单梁桥式起重机为一般用于机械制造、装配、仓库等场 所（此次设计的是用于机修车间） 。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、易燃品与其危险物品，也不适用于 在有爆炸危险、火灾危险、充满腐蚀性气体和相对湿度大于 85% 的场所工作。型电动单梁起重机是在天津起重设备厂 70 年代初开发的型电 动单梁起重机基础上，经全国联合设计研发而成，配套的电动葫芦 为和型。是一种有轨运行的轻小型起重机， 额定起重0.55.0吨, 适用跨度7.522.5

9、米，工作级别在A35，工作环境温度在-25 C40 C范围内。起重机运行速度小于 45时，采用地面跟随式操纵， 运行速度大于 45 时，采用操纵室操纵。1.1.1 单梁桥式起重机的工作方式它安装在厂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。吊钩做升降运动，即 与 1 型或 1 的电动葫芦配套使用完成重物的升降、平移。1.1.2 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、耗电少。 主梁与端梁采用螺栓连接、拆装、运输、补充备件方便，轮压小， 安装快，维修方便。缺点是起重量不大。1.1.3 单梁桥式起重机的基本参数起重量、起升高

10、度、 起升速度、 葫芦运行速度、 大车运行速度、跨度、车轮与轨距。1.1.4 桁架梁和箱形梁的比较桁架梁挡风面积小、 风阻力小、 节省钢材； 缺点是外形尺寸大， 要求厂房建筑高度大， 而且桥梁是由很多根不同型号和规格的杆件 逐件焊接而成，费工、费钱。箱型梁的优点：外形尺寸小，用整块钢板焊成，便于下料和采 用自动焊接，适合大批量生产；缺点是自重较大。1.2 型电动单梁桥式起重机各部件的作用（位结构）型电动单梁主要由主梁、端梁、主动轮、被动轮、工字钢、大 车驱动装置和小车组成。1.2.1 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。作用是支承着可移动的小车， 并能沿铺设

11、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，结构简单适用，工 艺性好。1.2.2 端梁由两种形式：一种是钢板压延成型的 U 型槽钢组焊成形，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） 。1.2.3 主梁和端梁的联接两种形式：一种是在主梁的两端，螺栓加减载凸缘连接形式。 这种方式的优点是：主、端梁可以分批生产再组装，加工与库存的 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

12、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。 （本产品采 用第一种连接方式）1.2.4 电动葫芦它是一种由电机驱动，经卷筒、滑轮或起重链条，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，主要应用于起重量与工作范围要求不大 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，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、等常用的起重设备。电动葫芦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

13、、维修方便、效率高等特点。1.2.5 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。 大车轨道中心间的距 离称为跨度S,在该轨道上运行的动作称为大车运行。在桥架的中 心或两端装有大车运行电动机，从电动机的水平轴引出动力，驱动 半数的车轮。1.2.6 小车架是支承和安装电动葫芦和小车运行机构的机架,同时又是传递 起升载荷的金属结构,型起重机采用工字钢。1.2.7 小车是小车作水平运动,用以搬运货物或调整工作位置,同时将作 用在小车上的载荷传给支承的主梁。本品采用电动机、卷筒、制动器、钢丝绳和吊钩于一体的型电动葫芦。1.2.8 操纵室用于司机操

14、纵起重机的运行工作，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。1.3 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、制动器和车轮 组成。 运行机构是依靠主动车轮与轮道间的摩擦力来实现驱动的。 为了保证有足够大的驱动轮， 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

15、机上运行机构的驱动轮，通 常为总轮数的一半，采用对称成四角布置，这样可保证驱动轮轮压 之和不变，不会发生打滑现象，使机构运行正常。1.3.1 小车运行机构型电动单梁桥式起重机采用自行式的自动葫芦。1.3.2 大车运行机构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（每一边轨道上的大车运行机构的主动车轮分别用单独的电动 机来驱动），电动机采用带制动器的绕线型电动机或带制动器的变 极笼型电动机。司机室操纵室用绕线的电动机，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

16、程度高，便于制造和修理，开式齿 轮较易磨损，传动效率稍低。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合式的传动装置便于专业化生产， 传动效率 较高，但制造与安装精度要求较高。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： 19027 90 ）。减速器直接按与带制动 器的绕线鼠笼式电动机相配，集减速器、电动机、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。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

17、，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 工作条件与设计要求为机修车间设计一台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： 30电动葫芦的起升速度： 8葫芦最大轮压： P 1900 公斤（）葫芦自重： 500起重机跨度： 16.5 m大车运行速度： 45大车轮距： 2.5m工作级别： M5(11) 工作环境：一般常温

18、(12) 使用寿命：10年(13) 操纵室操纵：G操=400公斤2.1 型式与设计的构造特点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：0.55吨，适用跨度为4.516.5米，工作环境温度在-25 C40 C范围内，起重机的工作级别为A3A5,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。 端梁也是用钢板 压延成 U 形槽钢，再组焊成箱形封闭箱，为贮存， 运输方

19、便，在主 梁与端梁之间用 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 移动。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下图 1所示:图1电动单梁桥式起重机2.2选择电动葫芦的规格型号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1型。1型电动葫芦的起重量一般为 0.510吨，起重高度为6 30m，起升速度为8，起重量为10t时为7。而1型电葫芦具有 两种起升速度，除常速外，还有0.8的慢速可满足精密

20、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 以与吊钩滑轮组等组成。本次设计的电动小车采用 1型5t电动葫芦，1型电动葫芦的主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15-9D,自重为500 o结果：选用15-9D o其设计计算见后面。2.3主梁设计计算主梁断面几何特性根据系列产品资料，粗布给出主梁的断面尺寸如图示：l 1=4001y23y46=105b=1221-压制成型的U形槽钢；2-加劲隔板;3-斜侧板；4-工字钢；5-补强钢板图2主

21、梁断面尺寸根据系列产品资料，查得28a普型工字钢（706-65 ）的 尺寸参数:2801228.513.7 F1=55.45 43.4 公斤 主梁断面面积J 7114 2 J 34520.5 （11-2 XS1） +2 31 Xh1+2 X32 XI21+ 3X3 = 151 2主梁断面水平形心轴位置 y1=式中：刀F1 主梁面的面积（.2）EF1 y1各部分面积对轴的距离（3）y1各部分面积形心至轴的距离则： y1 =37y2 =4结果： 151 2y1=37 y2 =4主梁断面惯性矩J SJ IF i y1 24 =111545 cm4J SJ y SF 1 2=21849 cm结果：J1

22、11545 cm4J 21849 cm4232主梁强度的计算根据这种起重机的结构形式与特点，可以不考虑水平惯性 对主梁造成的应力，水平面内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U类载荷进行组合，由于小车的轮距很小，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简支梁受力分析垂直载荷在下翼缘引起的弯曲应力根据起重机设计手册计算：2a厶(巴 k_+k_qL)单位：公斤/厘米2Yx 428式中：葫其中：额定起重量 500

23、0 公斤；G 葫 - 电动葫芦自重葫 =500 公斤；ipn-动力系数，对于中级工作类型,n =1.2 ；kn -冲击系数，对于操纵室操纵时n =1.1 ；y1- 主梁下表面距断面形心轴的距离 1=37 厘米 ；Y 主梁跨中断面对轴惯性力矩， y 111545 cm4；操纵室重心到支点的距离， 100 ；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；桥架单位长度重量（公斤米） ；1000 xfxy'其中： 主梁断面面积， 0.0151 m 2Y材料比重，对钢板，丫 =7.85t /m2q '-材料横加筋板的重量所产生的均布载荷，q =7

24、.5 t m ；所以：加060公斤/厘米2主梁工字钢下翼局部弯曲计算计算轮压作用点位置i与系数Z式中：轮压作用点与腹板表面的距离()；轮缘同工字钢翼缘边缘之间的间隙，取0.4 ；b-d(12.2-0.85)-2=5.6750.164R ()对普型工字钢，翼缘表面斜度为-.6为葫芦定轮踏面曲率半径，由机械手册31.84查得17.5贝y：0.164 X17.5=2.87所以：5.675 + 0.4-2.87=3.205E丄 3.205 -5.675=0.57 a结果：3.205E=0 .57工字钢下翼缘局部曲应力计算:图5 主梁工字钢如上图所示L点横向（在平面内），局部弯曲应力c 1由下式计算:C

25、T ±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=1.9/1/ynKX严/k;/K；-C2*0. 50. 6 O. 7. B图6局部弯曲系数其中：工字钢翼缘平均厚度&补强板厚度to 33=11.37t0 2= (1.37+1 ) 2=2.37 2=5.612所以:a1= ±(0.9 X1.9 X1900 +5.61)=579 公斤 / 厘米2结果：c 1=579公斤/厘米2如图，1点纵向局部弯曲应力为c 2由下式计算：c>2=±式中：k2由图得：k2=0.6所以：c 2183公斤/厘米2如图中得a点纵

26、向局部弯曲应力为c3，由下式计算：a3=±式中：K3-局部弯曲系数，查图得：k3=0.4a2-翼缘结构形式系数，贴板补强时a2=1.5所以：c3二 ±(1.5 X0.4 X1900 -5.61 ) =203 公斤/厘米2主梁跨中断面当量应力计算图中的1点当量应力为(7当=-/+(2+) -1(2 + x)= 1077 公斤/厘米2卡1800 公斤/厘米2a，点当量应力为a当a，由下式计算：a 当 aa=1060+203=1263公斤/厘米2V c=1800 公斤/厘米2刚度计算垂直静钢度计算式中：主梁垂直静挠度（）静载荷（公斤）5000+500=5500 公斤 跨度 110

27、0厘米材料弹性衡量，对 3号钢2.1 X103 X103公斤7厘米2J主梁断面垂直惯性矩（cm4）J111545 cm4吁许用垂直静挠度（），取厲7L0厘米3所以:5500 165032 264.8 2.1 10111545f=1650+700=2.36f vf所以满足要求结果水平静刚度计算f 水二 <f 水=式中:f水-主梁水平静挠度，；P-水平惯性力，公斤；P' 5000+500 ） +20=275 公斤;J主梁断面水平惯性矩；J 21849 cm4;f水卜许用水平静挠度，取f水= 厘米。f 水=1650 +200=0.825 ；f 水 0.56f水v f水0.825厘米满足

28、要求动刚度计算：在垂直方向的自振周期：0.3s式中：自振周期(秒)起重机和葫芦的换重量，1-(0.5) g其中：重力加速度，980 2 ;跨度，1650 ;主梁均布载荷，1.26公斤/厘米；电动葫芦的重量，500公斤。1所以： (0.5 X1.26 X1650 + 500)=1.75 公斤秒2 /厘米9805006公斤/厘米则:0.1112 秒T v T=0.3s2.3.4稳定性计算(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

29、产品主梁是冷压形成的U形槽钢，通过每隔一米间距的横向加筋板与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。2.4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，再组焊成箱形端梁，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220 10508151ZC=79图7端梁2.4.1轮距的确定k1 1L 57即（55=(1 =2.357 3.3m取2.5250厘米2.4.2 端梁中央断面几何特性(1) 断面总面积参数见中央断面图，则：2 X30 XO.5+2 X21 XO.5+28.5 X1

30、=79.5(2) 形心位置(相对于z ')则：y1=15.4所以： y2=30-15.4=14.7(相对于y')则：z1=(30 X0.5X22.75+30 X0.5X1.25+28.5 X1X0.5+2 X21 X0.5 X12) -79.5=7.9所以： z2=231=15.1(3) 断面惯性矩J 8452.34 cm44J 6659.6 cm以上的计算公式均出自起重机设计手册 P146平行移动轴公式： 1 2AI bh!| 72(4) 断面模数W 1=8452.34 -15.4=751 3W 2=6659.6 -15.1=441 32.5起重机最大轮压一般的单梁桥式起重机

31、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。起重机支座与作用起重机支座反力作用见下图:L2AG轮主G轮主GtKG轮从C图8起重机支反力作用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U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，各车轮轮21 ik i(1+匸)K “ G轮主+ K “ G驱+匚21 ik(1-竺)k n G 轮主 + k n G 驱 +Lkk-ki2LiN (1- L) K n G 轮从 + K n G 马区+(i+)kn G 轮从 +k-kik式中：额定起重量，5000公斤;电葫芦重量，500公斤；Kn -冲击系数，对有

32、操纵室的单梁吊取k n =1.1 ；ipn-动力系数，对中级工作类型单梁吊取pn=1.2 ；G端-端梁重，G端=165 ;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=497公斤;G操-操纵室重量，G操=400公斤；主梁单位长度的重量126公斤1.26公斤;跨度，1650厘米;轮距，250 ;s1=841.5s2=1310 均出自起重机计算实例所以：N 3936NN 9600NN 9060NN 41920N操纵室操纵当载荷移到右端极限位置时各车车轮轮压:2L2N (1-) K n G 轮主 + K n G 驱 +L21 2kN (1+

33、律)K n G 轮主 + K n G 驱 + k21 2N (1+ ) K n G 轮从 + K n G 驱 +Lkk-k1kk1k k-ki2L2仆匚)k nG轮从+ k n g驱+ k式中：12=694 所以：N 10890NN 38050NN 37520NN 13450N当起重机满载时，无论在左端或右端都相差不大，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）2L iki空二（i+ 生）k n G轮主+ k n G驱+Lk空二（1-纶）k n G轮主+ k n G驱+ °Lk2L ikkiN c空二（1-生）K n G轮从+ K n G驱+ 空L

34、k空二（i+纶）kn G轮从+ k n G驱+ 出Lk式中的各参数与前面所表示的一样则：N a 空=10900NN b 空 8050NN c 空=7510NN d 空=13460N（4）操纵室操纵，空载时移到右端极限位置时，各车轮的轮压:21 2ki空二（i- ）k n G 轮主 + k n G 驱 +、Lk21 2k i空二（i+ 亠）k n G轮主+ k n G驱+ 'Lkk-kik k-ki2L2N c 空二（1+-） K n G 轮从 + K n G 驱 +21 2N d空二（1- 厶）K n G轮从+ K n G驱+ L所以：N a空=8510NN b 空=10440NN c

35、 空=9900NN d 空=11070N所以，电动单梁桥式起重机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：N D为最大轮压N 41920 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 N B空=8050N2.6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,s.图9桥架简图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由上图所示：当载荷移到左端极限位置时，操纵室操纵时最大轮压为3891公斤，并认为，这时的最大歪斜侧向力为：kN式中：最大轮压 4192公斤；k测压系数。对于轮距k同跨度1的比例关系在之间，可取入

36、=0.1。所以：SD 0.1 4192 419.2公斤当载荷移到右端极限位置时，操纵室操纵最大轮压为3805公斤，这时最大歪斜侧向力为：Sb 0.1 3805380.5公斤2.7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右移到极限位置时最大侧向力在B轮上。NK SK NbK SBK=2Wx 2Wy 2Wx 2Wy式中：轮距，250 ;Wx Wy断面模数,33Wx =549cmWy =441cm ；c-许用应力，由于端梁受力复杂，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a<1400公斤/2 ;(y=3805 X250 +(2 X54

37、9)+380.5 X250 +(2 X441)=974公斤 /厘米2 所以cV(y=1400公斤/厘米2 .安全 2.8车轮轴对端梁腹板的挤压应力车轮轴对端梁腹板的挤压应力为c挤P。c挤冬c挤d0 0式中ND 操纵室操纵时，起重机最大轮压，当载荷小车移到左 端极限位置时，最大轮压在 D轮上，即ND =4192公斤；d。一端梁腹板轴孔直径，d。=7;0 端梁支撑腹板厚，。= 1.5c挤一许用压应力，对 3号钢取c挤=1150公斤/ 2所以 c 挤=4192 -(2 X7 X1.5) =200 公斤 / 厘米2vc挤=1150公斤/ 2，安全 2.9主、端梁连接计算主、端梁连接形式与受力分析本产品

38、的主、端梁连接是采用螺栓和减载凸缘结构的形式，如图所示，主梁两端同端梁之间各用六个M20螺栓(45号钢)连接。AC局部放大5 A -A0125540y(b)图16Q图10主、端梁连接受力分析：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与挤压力，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连接到主梁与端 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。2.9.2 螺栓拉力的计算（1）起重机歪斜侧向力力矩的计算已知：起重量

39、5000 公斤 跨度 1650 起重机运行速度 45m 如（歪斜侧向力简图）所示：起重机歪斜侧向力矩为：k式中歪斜侧向力，由前节得： 380.5 公斤 轮距 2.5m所以：380.5 X2.5=951公斤/米（2）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与载荷分布不均匀性的系 数。式中：歪斜侧向力矩， 951 公斤 m2螺栓 d 距离图（ b ）中的轴的距离 0.52mE2每个受拉螺栓距离轴的平方之和（m2）所以： N1=1522 公斤（3）起重机支承反力对螺栓的作用力矩当载荷移动到非操纵

40、室一侧的极限位置时，取端梁作为受力离体，其受力如下图:I.! I 20图11 车轮受力分析取c点为受力平衡点EMC =0得：0式中：10-力臂，如图中所示，取t0=12 ;支反力对C的作用力矩（公斤/ m ）;m );所有受拉螺栓对C点得力矩之和（公斤/ 起重机右端支反力，可认为是；3805+3752=7557 公斤;所以：M 0=7557 X0.12=907 ?m（4 ）支反力矩对螺栓的拉力设支反力矩对螺栓d的拉力为N2.N2=式中：各螺栓的力矩和;907公斤米；螺栓d中心线至上图轴的距离（m ）;2.5-考虑螺栓预紧力与载荷分布不均与性的影响系数。所以：N2=3048(5) 螺栓d承受的总

41、拉力N012=1522+3048=4570（6）验算螺栓强度受拉螺栓强度c =恥 可F。式中：N0-螺栓总拉力， N0=4570 公斤；d02 F0-螺栓的净断面面积，F0=;4其中：d0-螺纹根径，对于M20螺栓的螺纹底径d0=16.75 即:1.675 ;所以 F0=3.14 X1.675 2 F=2.2 2c-螺栓的许用应力（公斤/厘米;2 ）八二（0.5 0.6 ）cs其中：c材料屈服极限，对端梁连接螺栓采用45号钢正火的M20螺栓，c3600公斤/厘米2。所以：c =4570 -2.2=2077公斤/厘米2 八所以:强度合格（7）凸缘垂直剪切应力验算剪应力：|冬|式中：受剪断面形状系

42、数，对矩形断面，c 取 1.5 ；支反力， 7557 公斤；F'-受剪面积，F'=1 X54=542 ;|-材料许用剪切应力，i=950公斤/厘米2。所以:=1.5 X7557 -54=210 公斤 2 iVi合格（8）凸缘挤压应力验算挤压应力c挤端式中：支反力， 6919 公斤；F'-承压断面面积，由图（b ）中得：F'='0.4 X54=21.6 2 ; c端-材料的端面挤压应力，c端=2400公斤/厘米2。所以：c端=7557 -21.6=350 公斤/厘米2c端vc端=2400公斤/厘米2验算通过。3 小车起升和运行机构的设计计算、型钢丝绳电动葫

43、芦是我国 70 年代各兄弟厂联合设计研发的第 二代电动葫芦，型电动葫芦最突出的特点是采用了锥形电动机，为 此，常称型电动葫芦为锥形葫芦。型为常速、型为慢速。、型电动葫芦为一般用途的钢丝绳电动葫芦。其工作级别为M24 ，工作环境温度为 -2540 摄氏度。它不适合用于充满腐蚀性 气体或相对湿度大于 85% 的场所，不能代替防爆葫芦，不宜吊运 熔化金属或有毒、易燃和易爆物品。（1）结构特点：、型电动葫芦由起升机构、运行机构和电控三部分组成。 起升机构： 起升机构由驱动、 制动、传动和取物缠绕四种装置组成， 型葫芦的起升电动机为双机组成，两个电机之间通过齿轮减速，速 比为 1:10 ；传动装置为四级

44、圆柱齿轮减速器； 取物装置由吊钩、 钢 丝绳、卷筒等组成。总体布局是卷筒在中间，一端为锥形制动电动机，另一端为减 速器，通过长轴和橡胶联轴节将电机轴与减速器高速轴连接在一 起，卷筒外壳为圆筒形，有悬挂形和固定形之分。2） 运行机构：运行机构由驱动、制动、传动和车轮四种传动装置组成，驱动 制动装置为二合一的鼠笼锥形制动电动机，制动器为平面制动器； 传动装置减速器为一开一闭式圆柱齿轮传动， 车轮是踏面近似圆锥 形的单轮缘锻钢车轮。运行小车有手动、电动和链动之分。（3）电控：采用两套标准的磁力启动器，一套控制起升电动机的正反转， 即上升与下降；一套控制运行电动机的正反转，即左右横行。操作 控制是利用

45、手动按钮，操作电压多为 380V ，为了安全有的采用低 压 36V ，为了防止乱绳，卷筒上装有导绳器，导绳器横向移动与起 升限位开关配合动作，以控制起升极限位置。3.1 电动葫芦起升机构设计计算电动葫芦作为起升机构， 其设计基准工作级别为 M4 , 当起重量 较大时采用 M3 作为设计基准更为经济合理， 电动葫芦的整机设计 寿命为 10 年，允许不同零件选用不同的总设计寿命，如减速器的 易损坏轴承总设计寿命可比齿轮低 12 档，或者高 12 档对整机 寿命更为有利，在整十年设计寿命中允许更换 23 次钢丝绳等。电动葫芦的基本设计参数起重量G,起升高度H和起升速度V n是设计电动葫芦起升机 构必不可少的基本设计参数，必须满足用户使用要求。为了保证电 动葫芦正确的进行设计， 机构的工作级别和接电持续率的确定也是 设计必不可少的。电动葫芦起升机构简要设计步骤(1)吊钩的选用，吊钩在我国已经标准化，并有相应的标准， 根据起重量和工作级别从有关制造厂提供的性能参数表中选择所 需要的吊钩。(2) 计算钢丝绳最大静拉力并选择钢丝绳钢丝绳最大静拉力29070Nqa o式中：钢丝绳最大静拉力，N ;起升载荷，N ;起重量，；0-电动葫芦起升机构总效率，由起重机设计手册查得0=0.850.90 ，取。=0.86 ；滑轮组倍率，qa为滑轮组分支数，取2 ；a-滑轮组钢丝绳卷入卷筒的根数，去a =