20-5T双梁桥式起重机设计（全套图纸）

1、原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 优秀设计内容摘要：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。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

2、机工作环境设计了起重机的安全保护措施等；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：桥式起重机 车间 起重机 机械部分Abstract： Bridge crane hoisting mechanism, cars run by institutions, mainly composed of small frame and some security measures, on a bridge across the shop floor on either side of the track, trolley tracks along the beam movement

3、 on the bridge beams, crane to reach every corner of the shop, improving the realization of objects of peace moves. Bridge cranes, has to adapt to a wide range and large range of lifting weights, simple operation, easy installation and removal, and other advantages, widely used in factories and port

4、s for transport. Mechanical parts, mainly by small frame, reel, hook, form of bridge beams and cabinets. Bridge type crane can implementation lifting, and pan two species work mode, this design in the under up weight, and up rose speed and run speed calculation out motor power, and reducer, and reel

5、 and the all coupling model, and to this pursuant to to selection, integrated considered many of factors, under bridge type crane work environment design has crane of security protection measures. At the same time the system has the appropriate security measures to ensure the safe and reliable opera

6、tion of a crane.Key Words：Bridge type hoist shop crane The mechanical part目录内容摘要1关 键 词1Abstract1Key words1绪 论21.主起升机构计算31.1钢丝绳选择31.2卷筒设计31.3起升电机选择51.4减速器选择51.5制动器选择62. 副起升机构计算72.1钢丝绳选择72.2卷筒设计82.3起升电机选择92.4减速器选择92.5制动器选择103小车运行机构计算103.1运行阻力113.2选择电动机123.3确定减速器124大车运行机构计算134.1轮压计算134.2电机选择144.3确定减速器1

7、55主梁设计 16 5.1选择主梁165.2主梁载荷计算185.3起升载荷及其最大弯矩计算185.4水平惯性载荷205.5载荷组合与主梁应力计算205.6刚度计算226.端梁计算236.1中间断面系数计算236.2端部支承处断面系数计算247.整车总功率25 7.1整车电机功率之和25总结语26参考文献27致谢28绪 论桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道上运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就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。桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天

8、贮料场等处。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。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。中、小型桥式起重机的运行机构较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式。起重机的行走一般用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。桥架的金属结构由主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊

9、有轨道，供起重小车运行。设计参数：起重量： 主起升20t 副起升5t 跨度13.5m起升高度 ：主起升12m 副起升14m速度： 主起升 7.2m/min 副起升 19.5m/min 小车44.6m/min 大车84.7m/min工作级别 ： 主起升M5 副起升 M5 大车 M5 小车M5车轮直径 ： 大车 600mm 小车350mm卷筒直径 ： 主起升 500mm 副起升400mm起升倍率： 主起升 4 副起升 21.主起升机构的计算1.1钢丝绳的选择1.1.1双联滑轮组，钢丝绳的最大静拉力式中Q额定起升载荷Q=20000；吊钩组重量=500；m滑轮组倍率m=4；滑轮组效率，查起重机设计手册

10、=0.98图1.1起升机构计算简图1.1.2钢丝绳的选择所选钢丝绳的破断拉力应满足：;而式中钢丝绳破断拉力；钢丝绳破断拉力总和；折减系数，对于619钢丝绳=0.85钢丝绳安全系数对于M5 =5.5；由上式可得：16920kg根据查钢丝绳产品目录可选钢丝绳619181670 =18400kg, 16920kg, 所以满足要求 钢丝绳直径 1.2卷筒的设计1.2.1主起升卷筒的设计1）卷筒的主要几何尺寸的确定卷筒名义直径D：D=（e-1）d=（25-118=432mm式中D卷筒名义直径（卷筒槽底直径）d钢丝绳直径e简绳直径比（查起重机设计手册取e=25）2） 绳槽半径R：R=（0.53-0.56）

11、d=9.353） 绳槽深度h：h=（0.25-0.4）d=6.84） 绳槽节距p：p=d+（2-4）=205） 卷筒上有螺纹部分长度：（）631mm式中最大起升高度=12m；m滑轮组倍率 m=4=D+d卷筒计算直径有钢丝绳中心算起的卷筒直径；= D+d=500+18=518mm为钢丝绳的安全圈数取Z=26） 卷筒长度l：l=2（）+=2631+60+60+155=1657mm 取l=1.7m式中无绳槽卷筒端尺寸，有结构需要决定固定钢丝绳所需长度=60mm中间光滑部分长度根据钢丝绳允许偏差决定取=155mm(根据计算常识得)7） 卷筒壁厚：=0.02D+（6-10）=181.2.2卷筒转速=1.

12、3起升电机的选择1.3.1计算起升静功率kwkw初选电机功率=0.8526.50=22.53kw选择YZR 200L-8电机，N=22kw, n=720r/min 1.4减速器的选择1.4.1起升机构总的传动比：i=40.6根据传动比i=40，电机功率22kw，电机转速n=720r/min，从减速器产品手册上可选用 ：ZQ-65-3CA型减速器，1.4.2演算减速器被动轴的最大扭矩及最大径向力最大扭矩的验算式中电动机额定扭矩，=i传动比，i=40.6电动机至减速器低速轴的效率=0.94；电动机最大转矩倍数，=3.35减速器低速轴上的最大容许转矩，=6150kgm=0.753.3529.1848

13、.60.942814.kgm最大径向力的验算式中，卷筒上钢丝绳最大拉力，=2615kg；卷筒重量，=800kg；低速轴端的最大容许径向载荷，=9940kg； 2615+3015kg 满足要求1.5制动器的选择制动器装在高速轴上，其制动应满足下式:(kg.m)式中制动安全系数对中级工作类型，=1.75；满载时制动轴上的静力矩=式中机构总效率，=0.91=1.75m查产品目录，选择YWZ4300E/50制动器，ed50/6匹配推力器制动轮直径D=300 最大制动力矩630Nm2. 副起升机构的验算2.1.钢丝绳的选择2.1.1双联滑轮组，钢丝绳的最大静拉力式中Q额定起升载荷Q=5000；吊钩组重量

14、=100；m滑轮组倍率m=2；滑轮组效率，查起重机设计手册=0.981287.82.1.2钢丝绳的选择所选钢丝绳的破断拉力应满足;而式中钢丝绳破断拉力；钢丝绳破断拉力总和；折减系数，对于619钢丝绳=0.85钢丝绳安全系数对于M5 =5.5；由上式可得：8334kg根据查钢丝绳产品目录可选钢丝绳61916155; =8870kg,=88708334, 所以符合要求。d=16mm2.2卷筒的设计2.2.1主起升卷筒的设计1）卷筒的主要几何尺寸的确定（此处为图）卷筒名义直径D：D=（e-1）d=（25-1）16=384取D=400式中D卷筒名义直径（卷筒槽底直径）d钢丝绳直径e简绳直径比（查起重机

15、设计手册取e=18）2)绳槽半径R：R=（0.53-0.56）d=76.883)绳槽深度h：h=（0.25-0.4）d=54)绳槽节距p：p=d+（2-4）=185）卷筒上有螺纹部分长度：（）式中最大起升高度=14m；m滑轮组倍率 m=2=D+d卷筒计算直径有钢丝绳中心算起的卷筒直径，=414mm；为钢丝绳的安全圈数取Z=2式中无绳槽卷筒端尺寸，有结构需要决定固定钢丝绳所需长度=54mm中间光滑部分长度根据钢丝绳允许偏差决定取=80mm6）卷筒长度l：l=2（）+=2425+54+54+80=1146mm;取1=1.2m。卷筒材料采用HT20-40，其壁厚按经验公式确定2.2.2卷筒转速=30

16、.11r/min2.3起升电机的选择2.3.1计算起升净功率式中起升机构的总效率，=0.990.9850.94=0.917kw初选电机功率=0.8517.73=15.07kw式中起升机构按净功率初选电动机的系数，起起重机设计手册=0.85查电机手册，选功率YZR180L-8 ，N=17kw, 转速n=710n/min2.4减速器的选择2.4.1起升机构总的传动比：i=根据传动比i=23.58，电机功率16kw，电机转速n=710r/min，从减速器产品手册上可选用 ：ZQ6531.53CA2.4.2演算减速器被动轴的最大扭矩及最大径向力最大扭矩的验算式中电动机额定扭矩，=kgmi传动比，i=2

17、3.58电动机至减速器低速轴的效率=0.94；电动机最大转矩倍数，=3.92减速器低速轴上的最大容许转矩，=2500kgm=0.753.9221.9723.340.941417kgm最大径向力的验算式中，卷筒上钢丝绳最大拉力，=1288kg；卷筒重量，=360kg；=9600kg；1288+=1468kg 满足要求2.5制动器的选择制动器装在高速轴上，其制动应满足下式式中制动安全系数对中级工作类型，=1.75；满载时制动轴上的静力矩=1.75kgm查产品目录，选择YWZ4300/45制动器，Y45Z/6匹配推力器制动轮直径D=300 最大制动力矩630Nm=1.731.7满足要求3. 小车运行

18、机构的计算3.1 小车运行机构传动简图根据起重小车架的平衡方程式，可分别示出主动轮和从动轮的轮压主动轮：式中P1主动轮轮压Kt小车轮距。为2400mm3.1运行阻力的计算3.1.1小车满载时的最大摩擦阻力=（Q+G+）式中（Q+G）额定起重量加吊钩重量，（Q+G）=20500kg；小车自重，=7500kg；k滚动摩擦系数，k=0.05cm；轴承摩擦系数，=0.015；附加摩擦阻力系数，=1.5；车轮直径，=350mm；d轴承内径，d=90mm；=（20500+7500）=56kg3.1.2小车满载运行时的最大坡度阻力=（Q+G+）式中坡度阻力系数，=0.02=（20500+7500）0.002

19、=56kg空载运行时=16kg3.1.3小车满载时的最大静阻力=282+56=338kg=81+16=97kg3.2选择电动机3.2.1满载运行时电动机的静功率=kw3.2.2选择电机式中电机启动时为克服惯性的功率增大系数，=1.4N=1.42.74=3.86kw查电动机产品目录，选择YZR160电机；功率N=8.5kw，转速910r/min3.3确定减速器3.3.1确定传动比i=小车运行速度；n电机转速，n=910r/min；D小车车轮直径，D=0.5m=i=启动时的惯性力：式中小车满载启动时的平均加速度，取=0.1m/；启动时减速器输入功率N=根据启动时的输入功率，减速比i=22.4，输入

20、转速及工作类型，查产品目录，选择ZQ50403CA型号。4.大车运行机构的计算4.1轮压计算 参考同类型规格相近的起重机，可挖认为主钩中心线至端梁两端主、从车轮中心线距离相等，主钩中心线离端梁中心线最小距离（极限尺寸）。大车最大轮压（满载）4.1.1大车最小轮压（满载）4.1.2大车最大轮压（空载）4.1.3大车最小轮压（空载）4.2电机的选择4.2.1运行阻力的计算=+式中起升运行静阻力；起重运行摩擦阻力；起重机在有坡轨道上运行时需克服的由起重机重量分力引起的阻力；1） 起重机满载运行时的最大摩擦阻力=kg2） 起重机满载运行时最大坡度阻力=(32.5+20.5) 10000.001=53k

21、g；3） 起重机满载运行时的最大静阻力4） 起重机满载运行时最小摩擦阻力kg5） 起重机空在运行时坡度阻力kg6） 起重机空载运行时的静阻力kg4.2.2选择电动机1） 满载运行时电动机的净功率式中起重机满载运行时的静阻力，=530kg；大车运行速度，=84.7m/min；大车运行机构传动效率，=0.95；m电机个数，m=2；kw2） 初选电动机式中电动机启动时克服惯性的功率增大系数，=2；kw查电动机产品目录，选YZR180L电机，P=7.7kw，实际转速930r/min4.3确定减速器4.3.1减速器传动比式中大车运行速度，=84.7m/min；n电机转速，n=930r/min；大车车轮直

22、径，=0.6m；4.3.2启动时的惯性力kg启动时减速器的输入功率kw根据启动时的输入功率，减速比i=20.67，输入转速及工作类型，查产品目录选ZQ5031.53CA减速器。5.主梁的设计5.1选择主梁 断面面积F=55(11.2)20.6115=259惯性矩水平惯性矩垂直惯性矩断面模数5.2 主梁载荷的计算箱形双梁桥架的自重载荷和起升载荷算式中为一根主梁的重量，大小为5298kg为传动侧走台的重量，大小为1273kg为主梁轨道的重量，大小为595kg为一侧栏杆的重量，大小为147kg为主梁上的一些其他小物件，如接线盒等，大小为176kgL为跨度，大小为13.5m计算式所需的各个部件的重量，

23、由参考文献和设计手册中差得，最后应按实际结构的重量进行校核修改，具体数据大小参考了大连起重机器厂73年系列产品的主梁数据均布载荷产生的最大弯矩（在跨中）固定集中载荷的跨中产生的弯矩：式中大车运行机构的重量，大小为440kg为操纵室的重量，大小为1100kg为布置在走台上的电气设备的重量，大小为194kg=2588kg.m固定载荷上主梁上的最大弯矩5.3起升载荷及其最大弯矩的计算小车静轮压：小车计算轮压：式中 为小车自重引起的轮压为负载引起的轮压为动力系数，根据起重机的工作级别来确定，起重机的工作级别为M5，参考设计手册，取。小车静轮压：静载最大弯矩计算最大弯矩式中 小车轮距为2.4m起重机跨度

24、为L=13.5m5.4水平惯性载荷水平惯性载荷是在小车及桥架的运行机构起动或制动时产生的这种惯性力，通过制动车轮的粘着力，传递到主梁上。当小车制动时，水平惯性力。由于是纵向作用，所以在箱形结构主梁计算中一般不考虑，只在端梁计算中考虑。当桥架制动时，横向作用于主梁轴线的水平惯性载荷根据主动车轮数决定。在计算中，一般不单独计算，而对主梁取水平惯性力引起弯矩等于垂直载荷引起的弯矩的0.1倍，端梁计算中去0.15倍。由水平惯性力产生的主梁最大弯曲力矩为5.5 载荷组合及主梁应力的计算5.5.1 跨中主梁法向应力第一类载荷组合：第二类载荷组合第三类载荷组合为第一、第二类许用应力,对取=1400kg/为第

25、三类许用应力,对取=1700kg/5.5.2 跨端主梁腹板的剪应力式中：在固定载荷及活动载荷的作用下，主端跨端的最大剪力其中: 为小车位于跨端极限位置，所以去=0：满足要求55.6 刚度的计算 5.6.1主梁的静刚度对两个轮压力：式中 为小车的实际静轮压，不计动力系数，分别取7.3t和6.7tL为起重机的跨度，大小为1350cmE为弹性模数，大小为为主梁跨中毛截面对中心轴的惯性矩，大小为558751满足要求5.6.2 主梁的动刚度按空载时的自振周期; K= ；所以满足要求6.端梁计算端梁采用箱型的实体板梁式结构，是由车轮组合端梁架组成，端梁的中间截面也是由上盖板，下盖板和两块腹板组成；通常把端

26、梁制成制成三个分段，端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。端梁的主要尺寸是依据主梁的跨度，大车的轮距和小车的轨距来确定的；大车的运行采用分别驱动的方案。在装配起重机的时候，先将端梁的一段与其中的一根主梁连接在一起，然后再将端梁的两段连接起来。箱形结构桥架的端梁一般亦采用箱形断面。端梁构造如图6.1端梁构造图6.1中间断面系数下盖板净断面面积对xx轴净断面惯性矩对xx轴净断面系数；对y-y轴净断面惯性矩对y-y轴净断面系数6.2端部支承处断面系数断面上部对x-x轴的静矩断面上盖板对x-x轴的静矩断面下盖板对x-x轴的静矩7.整车总功率7.1整车电机功率之和PP=22+17+8.5+2=62.9kw结束语通过此次毕业设计，让我了解到了很多方面东西。首先，此次毕业设计把大学几年来的理论知识复习、总结并应用于实践当中，让我们对工程机械特别是起重机械有了更深入的了解。从整体结构到各个部件都有了一个全面的认识。此次设计不但是对我们以前学习的一种深入，更是我们今后工作的一种理论基础。回顾整个毕业设计的过程，从自己确定设计题目，到自己通过各种方法收集资料，为设计做准备，再到设计与计算等等。