QD10t-22.5m 箱型雙梁橋式起重機(jī)主梁及端梁設(shè)計(jì)（含CAD圖紙和說明書）,QD10t-22.5m,箱型雙梁橋式起重機(jī)主梁及端梁設(shè)計(jì)（含CAD圖紙和說明書）,QD10t,22.5,箱型雙梁,橋式起重機(jī),設(shè)計(jì),CAD,圖紙,說明書 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說明 結(jié)果 1.2.1橋式 起重機(jī)的 定義及組 成 1.2.2類型 1.2.3橋式 起重機(jī)的 特點(diǎn) 1.4.1橋架 1.4.2大車 運(yùn)行機(jī)構(gòu) 1.4.3起重 小車 1.4.4司機(jī) 室 1.5.1模塊 化和組合 化 1.5.2輕型 化和多樣 化 1.5.3自動(dòng) 化和智能 化 1.5.4成套 化和系統(tǒng) 化 1.5.5新型 化和實(shí)用 化 2.5.1起升 系統(tǒng)的傳 動(dòng)原理 2.5.2起重 小車運(yùn)行 系統(tǒng)的傳 動(dòng)原理 2.5.3大車 運(yùn)行系統(tǒng) 的傳動(dòng)原 理 2.6.1額定 起重量 2.6.2起升 高度 2.6.3跨度 與軌距 2.6.4機(jī)構(gòu) 工作速度 2.6.5額定 生產(chǎn)率 2.7.1起重 機(jī)利用等 級(jí) 2.7.2起重 機(jī)載荷狀 態(tài) 2.7.3起重 機(jī)整機(jī)工 作級(jí)別 2.8.1自重 載荷 2.8.2起升 載荷 3.3.1固定 載荷及其 最大彎矩 的計(jì)算 3.3.2活動(dòng) 載荷及彎 矩的計(jì)算 3.3.3水平 慣性載荷 3.4.1跨中 主梁法向 應(yīng)力 3.4.2跨端 主梁腹板 的剪應(yīng)力 3.5.1主梁 的靜剛度 3.5.2主梁 的動(dòng)剛度 3.6.1腹板 局部穩(wěn)定 性計(jì)算 3.6.2橫向 加勁板的 設(shè)計(jì) 3.6.3縱向 加勁板的 設(shè)計(jì) 3.9.1加勁 板端部表 面擠壓應(yīng) 力計(jì)算 3.9.2小加 勁板的彎 曲計(jì)算 4.1.1端梁 支撐反力 與計(jì)算支 反力 4.1.2固定載荷作用下主梁支反力與計(jì)算支反力 4.1.3活動(dòng) 載荷作用 下端梁支 反力和計(jì) 算支反力 4.1.4固定 載荷作用 下端梁支 反力和計(jì) 算支反力 4.1.5活動(dòng) 載荷作用 下端梁的 彎矩和計(jì) 算彎矩 4.1.6固定載荷作用下端梁的彎矩和計(jì)算彎矩 4.1.7端梁支反力、計(jì)算支反力、 彎矩、計(jì)算彎矩和水平方向彎矩 4.1.8車輪 支撐處的 計(jì)算彎矩 4.2.1中間 斷面系數(shù) 4.2.2端部 支撐處斷 面系數(shù) 4.3.1中間 斷面應(yīng)力 4.3.2端部支撐處斷面應(yīng)力 4.3.3翼緣 焊縫的計(jì) 算 4.4.1腹板螺栓受力計(jì)算 4.4.2腹板 連接角鋼 焊縫計(jì)算 4.4.3計(jì)算 腹板角鋼 的連接焊 縫所受的 拉力和彎 矩 4.4.4計(jì)算焊縫強(qiáng)度 4.4.5上翼 緣板角鋼 焊縫計(jì)算 5.2.1計(jì)算 輪壓，選擇 車輪與軌 道 5.2.2驗(yàn)算 接觸疲勞 強(qiáng)度 5.3.1運(yùn)行 阻力的計(jì) 算 5.3.2選擇 電動(dòng)機(jī)確 定減速器 5.3.3起動(dòng) 時(shí)間與起 動(dòng)平均加 速度的驗(yàn) 算 5.3.4電動(dòng) 機(jī)發(fā)熱驗(yàn) 算 5.3.5起動(dòng) 時(shí)不打滑 驗(yàn)算 5.4.1確定 容許制動(dòng) 減速度 5.4.2按空 載計(jì)算制 動(dòng)力矩 5.4.3換算 到制動(dòng)軸 上的空載 運(yùn)行靜阻 力矩 5.4.4計(jì)算 制動(dòng)器制 動(dòng)力矩 5.4.5計(jì)算 空載制動(dòng) 的最小制 動(dòng)路程 5.4.6計(jì)算 滿載制動(dòng) 減速度 5.4.7滿載 制動(dòng)的制 動(dòng)路程 5.5.1電動(dòng) 機(jī)最大起 動(dòng)力矩 5.5.2制動(dòng) 器的制動(dòng) 力矩 5.5.3打滑 力矩 5.5.4減速 器的輸入 扭矩 5.5.5減速器的輸出扭矩 5.6.1高速軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩 5.6.2低速 軸計(jì)算轉(zhuǎn) 矩 5.7.1 車輪 的計(jì)算輪 壓 5.7.2 車輪踏面接觸應(yīng)力的計(jì)算 5.8.1疲勞計(jì)算 5.8.2強(qiáng)度 計(jì)算 第1章 前言 1.1 起重機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí) 起重機(jī)是從事起吊、空中搬運(yùn)的一種設(shè)備。在上古時(shí)期，人類還沒有創(chuàng)造出所謂的工具，只能靠自己的力量去搬運(yùn)捕獲物。單靠個(gè)人的力量搬不動(dòng)的重物，在很長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期只能靠幾個(gè)人一起來搬運(yùn)。對(duì)于無論個(gè)人的力量怎樣合起來都無法搬動(dòng)的重物，人們終于發(fā)明了撬杠、繩索、滾子和滑輪等工具。到了今天，利用滾子特性的搬運(yùn)裝置有輸送帶，而在滑輪、繩索和卷筒發(fā)展的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了起重機(jī)。 按用途分類：工業(yè)起重機(jī)、建筑業(yè)起重機(jī)等。 按結(jié)構(gòu)形式分類：橋式起重機(jī)（包括冶金起重機(jī)）、門式起重機(jī)、裝卸橋、纜索起重機(jī)、塔式起重機(jī)、門座起重機(jī)、汽車起重機(jī)、輪胎起重機(jī)、鐵路起重機(jī)、履帶起重機(jī)、浮式起重機(jī)、桅桿起重機(jī)、船用起重機(jī)等。 其中，橋式起重機(jī)是機(jī)械制造工業(yè)和冶金工業(yè)用得最廣泛的一種起重機(jī)機(jī)械。 1.2 橋式起重機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí) 隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，橋式起重機(jī)越來越多的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。在工廠中搬運(yùn)重物，機(jī)床上下件，裝運(yùn)工作吊裝零部件，流水線上的定點(diǎn)工作等都要用到起重機(jī)。起重機(jī)中種數(shù)量最多，在大小工廠之中均有應(yīng)用的就是小噸位的起重機(jī)，小噸位的橋式起重機(jī)廣泛的用于輕量工件的吊運(yùn)，在我國(guó)機(jī)械工業(yè)中占有十分重要的地位。 橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱天車。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。 取物裝置懸掛在可沿橋架運(yùn)行的起重小車或運(yùn)行式葫蘆上的起重機(jī)，稱為“橋架型起重機(jī)”；橋架兩端通過運(yùn)行裝置直接支撐在高架軌道上的橋架型起重機(jī)，稱為“橋式起重機(jī)”。 橋架式起重機(jī)由機(jī)械部分、金屬結(jié)構(gòu)和電氣部分組成。 1.機(jī)械部分：機(jī)械部分由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等三大工作機(jī)構(gòu)組成。起升機(jī)構(gòu)連同懸掛取物裝置固定在起重小車上，用來升降吊物；小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)起重小車沿主梁運(yùn)行；大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)起重機(jī)整機(jī)在建筑物高架結(jié)構(gòu)的軌道上運(yùn)行。三大機(jī)構(gòu)在三維坐標(biāo)上的組合運(yùn)動(dòng)完成物料搬運(yùn)作業(yè)任務(wù)。 2.電氣部分:電氣部分包括電氣設(shè)備和控制線路，適應(yīng)起重機(jī)頻繁啟制動(dòng)、換向、負(fù)載無規(guī)律和過載。沖擊的工作特點(diǎn)，一些主要電氣設(shè)備采用起重機(jī)專用設(shè)備。 3.金屬結(jié)構(gòu):金屬結(jié)構(gòu)的作用是將起重機(jī)各組成部分連接成一個(gè)有機(jī)整體，承受吊物和起重機(jī)自身質(zhì)量的重力。主要由主梁、端梁、支腿、欄桿走臺(tái)、司機(jī)室等組成。 橋式起重機(jī)的種類很多，按其主梁的數(shù)量，可分為單梁的和雙梁的兩大類。其中單梁的，有用按鈕站操縱的和用人駕駛的之分。電動(dòng)的雙梁橋式起重機(jī)用通用、鍛造和鑄造等各種類型。 1.橋式通用起重機(jī)的類型 通用橋式起重機(jī)是指在一般環(huán)境中工作的普通用途的橋式起重機(jī)(見標(biāo)準(zhǔn)GB/T14405-93)。以下類型的起重機(jī)都屬于通用橋式起重機(jī)。 1）通用吊鉤橋式起重機(jī) 通用吊鉤橋式起重機(jī)由金屬結(jié)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)及司機(jī)室組成。取物裝置為吊鉤。額定起重量為10t以下的多為1個(gè)起升機(jī)構(gòu)；16t以上的則多為主、副兩個(gè)起升機(jī)構(gòu)。這類起重機(jī)能在多種作業(yè)環(huán)境中裝卸和搬運(yùn)物料及設(shè)備。 2）抓斗橋式起重機(jī) 抓斗橋式起重機(jī)的裝置為抓斗，以鋼絲繩分別聯(lián)系抓斗起升、起升機(jī)構(gòu)、開閉機(jī)構(gòu)。主要用于散貨、廢舊鋼鐵、木材等的裝卸、吊運(yùn)作業(yè)。這種起重機(jī)除了起升閉合機(jī)構(gòu)以外，其結(jié)構(gòu)部件等與通用吊鉤橋式起重機(jī)相同。 3）電磁橋式起重機(jī) 電磁橋式起重機(jī)的基本構(gòu)造與吊鉤橋式起重機(jī)相同，不同的是吊鉤上掛1個(gè)直流起重電磁鐵(又稱為電磁吸盤)，用來吊運(yùn)具有導(dǎo)磁性的黑色金屬及其制品。通常是經(jīng)過設(shè)在橋架走臺(tái)上電動(dòng)發(fā)電機(jī)組或裝在司機(jī)室內(nèi)的可控硅直流箱將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?，然后再通過設(shè)在小車架上的專用電纜卷筒，將直流電源用撓性電纜送到起重電磁鐵上。 4）兩用橋式起重機(jī) 兩用橋式起重機(jī)有3種類型：抓斗吊鉤橋式起重機(jī)、電磁吊鉤橋式起重機(jī)和抓斗電磁橋式起重機(jī)。其特點(diǎn)是在一臺(tái)小車上設(shè)有兩套各處獨(dú)立的起升機(jī)構(gòu)，一套為抓斗用，一套為吊鉤用(或一套為電磁吸盤用一套為吊鉤用，或一套為抓斗用一套為電磁吸盤用)。 5）三用橋式起重機(jī) 三用橋式起重機(jī)是一種多用的起重機(jī)。其基本構(gòu)造與電磁橋式起重機(jī)相同。根據(jù)需要可以用吊鉤吊運(yùn)重物，也可以在吊鉤上掛一個(gè)馬達(dá)抓斗裝卸物料，還可以把抓斗卸下來再掛上電磁盤吊運(yùn)黑色金屬，故稱為三用橋式(可換)起重機(jī)。抓斗靠交流電源工作，電磁盤靠直流電源工作。因此，該機(jī)型必須同電磁橋式起重機(jī)一樣，設(shè)置電動(dòng)發(fā)電機(jī)組或可控硅直流電源箱。這種起重機(jī)適用于經(jīng)常變換取物裝置的物料場(chǎng)所。 6）雙小車橋式起重機(jī) 這種起重機(jī)與吊鉤橋式起重機(jī)基本相同，只是在橋架上裝有兩臺(tái)起重量相同的小車。這種機(jī)型用于吊運(yùn)與裝卸長(zhǎng)形物件。 2.電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī) 其特點(diǎn)是橋式起重機(jī)的起重小車用自行式電動(dòng)葫蘆代替，或者用固定式電動(dòng)葫蘆作起重小車的起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行、大車運(yùn)行等機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置也盡量與電動(dòng)葫蘆部件通用化。因此，與上述通用橋式起重機(jī)相比，電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī)雖然一般起重量較小、工作速度較慢、工作級(jí)別較低，但其自重輕、能耗較小、易采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品電動(dòng)葫蘆配套，對(duì)廠房建筑壓力負(fù)載較小，建筑和使用經(jīng)濟(jì)性都較好。因此在中小起重量范圍的一般使用場(chǎng)合使用越來越廣泛，甚至有替代某些通用橋式起重機(jī)的趨勢(shì)。 1）電動(dòng)梁式起重機(jī) 其特點(diǎn)是用自行式電動(dòng)葫蘆替代通用橋式起重機(jī)的起重小車，用電動(dòng)葫蘆的運(yùn)行小車在單根主梁的工字鋼下翼緣上運(yùn)行，跨度小時(shí)直接用工字鋼作主梁，跨度大時(shí)可在主梁工字鋼的上面再作水平加強(qiáng)，形成組合斷面主梁。其主梁可以是單根主梁(電動(dòng)單梁式起重機(jī))，也可以是兩根主梁(電動(dòng)雙梁式起重機(jī))，其橋架可以是像通用橋式起重機(jī)那樣通過運(yùn)行裝置直接支撐在高架軌道上，也可以通過運(yùn)行裝置懸掛在房頂下面的架空軌道上(懸掛式)。 2）電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī) 其特點(diǎn)是采用固定式電動(dòng)葫蘆裝在小車上作起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)也多采用電動(dòng)葫蘆零部件作成簡(jiǎn)單的構(gòu)造形式，小車也極為簡(jiǎn)便輕巧，其整體高度小，小車及橋架自重輕、重心低、有很廣泛的使用適應(yīng)性[4]。 3.橋式冶金起重機(jī)的類型 這種類型的起重機(jī)是專用起重機(jī)的一個(gè)方面。主要是用來完成黑色金屬的冶煉和成形工作的，是冶金工業(yè)上不可缺少的調(diào)運(yùn)工具。常用的有以下幾種類型： 1)鍛造起重機(jī) 鍛造起重機(jī)是在鍛錘或水壓機(jī)的鍛制過程中進(jìn)行調(diào)運(yùn)和翻轉(zhuǎn)鍛件的，其目的是使工件達(dá)到預(yù)想的形狀。它是一種專用起重機(jī)。 它的橋架有主副之分，并且有主副兩臺(tái)小車，每臺(tái)小車都在各自的軌道上行走。主副小車的速度基本一致，這樣就便于兩臺(tái)小車同時(shí)協(xié)調(diào)的工作。有主小車上設(shè)有翻料機(jī)，用于鍛制過程中的翻轉(zhuǎn)工件。主鉤橫梁上設(shè)有銷子，用來防止吊鉤自由旋轉(zhuǎn)。 隨著時(shí)代的發(fā)展，制造工廠和裝卸作業(yè)場(chǎng)所開始轉(zhuǎn)向室內(nèi)，使橋式起重機(jī)占據(jù)了主導(dǎo)地位。 橋式起重機(jī)的特點(diǎn)在于：既不占地面面積，有不妨礙地面的作業(yè)，而且以較少的物資材料和極為穩(wěn)定的形態(tài)把建筑物內(nèi)各處都當(dāng)作可能的作業(yè)范圍，進(jìn)行高速、高效的服務(wù)，可以在起升高度和大、小車軌道所允許的空間內(nèi)負(fù)擔(dān)任意位置的吊運(yùn)工作。此外，橋式起重機(jī)容易以廉價(jià)實(shí)現(xiàn)借助控制盤和操縱盤進(jìn)行自動(dòng)操縱、或半自動(dòng)操縱、內(nèi)裝電腦的程序操縱。設(shè)置在室內(nèi)的起重機(jī)中，橋式起重機(jī)約占90%。 1.3橋式起重機(jī)的一般構(gòu)造 橋式起重機(jī)的構(gòu)造：沿建筑物較長(zhǎng)方向的兩壁設(shè)置的承軌梁，在梁上鋪設(shè)大車運(yùn)行軌道，將裝有4個(gè)車輪（載荷大時(shí)裝有6個(gè)或8個(gè)車輪）的橋架跨在軌道上；裝有起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)小車在橋架上運(yùn)行。 大車軌道中心間到距離成為跨距，在該軌道上運(yùn)行的動(dòng)作成為大車運(yùn)行。在橋架的中心或兩端裝有大車運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，從電動(dòng)機(jī)的水平軸引出動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)半數(shù)的車輪。 起升、小車運(yùn)行及大車運(yùn)行的速度，按工況和起重量的大小適當(dāng)選定。一般來說，在起重量小和使用頻繁時(shí)，速度較高。 小車運(yùn)行速度同大車運(yùn)行速度相比低很多。原因是小車運(yùn)行距離接近建筑物的寬度，它不會(huì)太長(zhǎng)，一般小于40cm，而大車沿建筑物長(zhǎng)度方向運(yùn)行，所以多數(shù)運(yùn)行距離都是相當(dāng)長(zhǎng)的。 小型和低速的起重機(jī)，多數(shù)在地面上用按鈕進(jìn)行操縱，而大型的高速的起重機(jī)，幾乎都坐在駕駛室進(jìn)行操作。 起重量5t以下的起重機(jī)，多半用帶有電動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電葫蘆代替電動(dòng)小車。最近已有30t級(jí)的電葫蘆作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在市場(chǎng)上銷售。 當(dāng)起重量超過20t時(shí)，一般起升速度比較低，只用單一的起升機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間處理小件貨物效率很低。因此，在這種起重機(jī)上，一般并設(shè)一個(gè)副起升機(jī)構(gòu)。副起升也設(shè)在小車上，但不用主起升電動(dòng)機(jī)，而用獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，工作速度比較高。 起重量較小的起重機(jī)主梁，用工字梁或?qū)捯砭壒ぷ咒撟鳛橹饕獦?gòu)件，而大型起重機(jī)的主梁，多數(shù)采用單腹板梁、箱形梁等焊接結(jié)構(gòu)。 在主梁兩側(cè)社有輕型水平梁，成為副梁。它通過水平構(gòu)件同主梁一起構(gòu)成一個(gè)水平框架，這對(duì)因主梁在大車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的慣性力所引起的水平載荷，是一個(gè)十分堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。 此外，主副梁之間布置大車運(yùn)行驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、與其相的減速機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)軸、軸承等。在它們的上方鋪設(shè)走臺(tái)板，設(shè)置立欄桿，以便檢修人員行走。對(duì)箱形結(jié)構(gòu)或殼體結(jié)構(gòu)的主梁來說，因?yàn)樗娇箯潉偠却?，所以多?shù)都不帶副梁。 小車是用型鋼和鋼板制成一個(gè)構(gòu)架，在上面設(shè)有主副起升用電動(dòng)機(jī)、支持貨物用制動(dòng)器及和它們相聯(lián)的減速齒輪機(jī)構(gòu)，通過該機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)。必要時(shí)，在該機(jī)構(gòu)上還設(shè)速度制動(dòng)器，它經(jīng)過齒輪減速降低速度并驅(qū)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，使小車運(yùn)行。從各個(gè)卷筒各引出兩條鋼絲繩，掛上吊鉤滑輪組，帶動(dòng)貨物進(jìn)行升降。 乘坐駕駛式起重機(jī)，在主梁的一側(cè)設(shè)有箱形駕駛室，其中裝設(shè)配電盤、控制器等，司機(jī)坐在室內(nèi)進(jìn)行操作。 1.4起重機(jī)各部分的功能及動(dòng)作原理 箱型雙梁橋式起重機(jī)有一個(gè)由兩根箱型主梁和兩根橫向端梁構(gòu)成的雙梁橋架，在橋架上運(yùn)行起重小車，可起吊和水平搬運(yùn)各類物件。它適用于機(jī)械加工和裝配車間、倉(cāng)庫(kù)和料場(chǎng)等場(chǎng)合。 它的主要組成部分由小車（起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架）、橋架（主梁和端梁）、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備等。 橋架是由兩個(gè)主梁和兩根端梁及走臺(tái)和護(hù)欄等零部件組成。此次設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式為箱形。 箱形結(jié)構(gòu)的主梁，是由鋼板來先加以預(yù)應(yīng)力，并使之產(chǎn)生一定的上拱度然后焊接而成的。主梁是承擔(dān)小車重量和外載荷的，因此必須有足夠的強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性，以保證在額定載荷作用下，其主梁的彈性下?lián)现翟谠试S的范圍內(nèi)，以及運(yùn)行時(shí)不發(fā)生變形。此外，為了不使主梁過早的出現(xiàn)下?lián)?，主梁?yīng)具有一定的上撓度，以此來抵消工作中主梁所產(chǎn)生的下?lián)虾蜏p輕小車的爬坡，下滑及保障大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能。 主梁跨度22.5m ,主要構(gòu)件是上蓋板、下蓋板和兩塊垂直腹板，主梁和端梁采用搭接形式，走臺(tái)的寬度取決于端梁的長(zhǎng)度和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平面尺寸，司機(jī)室采用閉式一側(cè)安裝，腹板上加橫向加勁板和縱向加勁條或者角鋼來固定，縱向加勁條的焊接采用自動(dòng)焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，腹板的下邊和下蓋板硬做成拋物線形。 端梁采用箱型的實(shí)體板梁式結(jié)構(gòu)，是由車輪組合端梁架組成，端梁的中間截面也是由上蓋板，下蓋板和兩塊腹板組成；通常把端梁制成制成三個(gè)分段，端梁是由兩段通過連接板和角鋼用高強(qiáng)螺栓連接而成。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車的輪距和小車的軌距來確定的；大車的運(yùn)行采用分別驅(qū)動(dòng)的方案。在裝配起重機(jī)的時(shí)候，先將端梁的一段與其中的一根主梁連接在一起，然后再將端梁的兩段連接起來。 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的作用是驅(qū)動(dòng)大車的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)并使車輪沿著起重機(jī)軌道作水平方向的運(yùn)動(dòng)。它包括電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)器，減速器，聯(lián)軸器，傳動(dòng)軸，角型軸承箱和車輪等零部件。車輪又是通過角型軸承箱，端梁和主梁，支承著起重機(jī)自身的重量及其全部外載荷的。本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)方式為分別驅(qū)動(dòng)，即由兩套各自獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置，來驅(qū)動(dòng)橋架兩邊主動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)按傳動(dòng)形式不同分為集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)兩類。當(dāng)起重機(jī)跨度小于16.5m時(shí)，可以采用集中驅(qū)動(dòng)或分別驅(qū)動(dòng)；跨度大于16.5m時(shí)，一律采用分別驅(qū)動(dòng)。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用雙輪緣車輪，驅(qū)動(dòng)力靠主動(dòng)車輪輪壓與軌道之間的摩擦產(chǎn)生的附著力．因此，必須要進(jìn)行主動(dòng)輪的打滑驗(yàn)算，以確保足夠的驅(qū)動(dòng)力。 　 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的安全裝置有行程限位開關(guān)、緩沖器和軌道端部止擋。室外起重機(jī)必須 配備夾軌器、掃軌板和支承架，以及暴露的活動(dòng)零部件防護(hù)罩。 起重小車是由小車架，起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。起升機(jī)構(gòu)是用來升降重物的，是起重機(jī)的重要組成部分。起重小車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)承擔(dān)著重物的橫向運(yùn)動(dòng)。起重小車架按其制造方式分為鑄鋼和焊接兩種。起重小車架上面裝設(shè)起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)和小車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，還承擔(dān)著所有外加載荷。它也是由主梁和端梁組成的。沿小車軌道的方向的梁，稱為主梁，是箱行結(jié)構(gòu)的，小車車輪即安裝在此梁下面。與小車軌道相垂直的梁，稱為端梁。主梁與端梁連接的地方，在主梁內(nèi)設(shè)有隔板。此外，小車架上還設(shè)有安全保護(hù)裝置，如安全壓尺，緩沖器，排障板和護(hù)欄等。 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)為多集中驅(qū)動(dòng)自行式結(jié)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器和傳動(dòng)軸、制動(dòng)器。車輪組和軌道，以及安全裝置等組成。由于運(yùn)行軌距較小，使用單輪線車輪，方鋼或扁鋼形狀的鋼軌直接鋪設(shè)在金屬結(jié)構(gòu)上。采用立式減速機(jī)將驅(qū)動(dòng)部分和行走車輪布置在起重小車上下兩個(gè)層面上。小車安全裝置有行程限位開關(guān)、緩沖器和軌道端部止擋，防止小車超行程運(yùn)行脫軌。 司機(jī)室是起重機(jī)操作者工作的地方。里面設(shè)有操縱起重機(jī)的設(shè)備，保護(hù)裝置和照明設(shè)備。 橋式起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)由大車的縱向,小車的橫向及吊鉤的上下運(yùn)動(dòng)組成起升機(jī)構(gòu)是由電動(dòng)機(jī)發(fā)出,經(jīng)齒輪連軸器,將動(dòng)力傳遞給減速器的高速軸端,并經(jīng)減速器把電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)數(shù)降低到所需要的轉(zhuǎn)數(shù)之后,由減速器低速軸輸出,經(jīng)卷筒上的內(nèi)齒圈,把動(dòng)力傳遞給卷筒組,再通過鋼絲繩和滑輪組進(jìn)行升降.起重小車運(yùn)行系統(tǒng)的傳動(dòng)為:由電動(dòng)機(jī)發(fā)出,經(jīng)制動(dòng)輪聯(lián)軸器,補(bǔ)償軸和半齒聯(lián)軸器,將動(dòng)力傳遞給立式三級(jí)減速器的高速軸端,并經(jīng)立式三級(jí)減速器的高速軸端,把電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)數(shù)降低到所需要的轉(zhuǎn)數(shù)之后,再由低速軸端輸出,又通過半齒聯(lián)軸器,補(bǔ)償軸, 半齒聯(lián)軸器與小車主動(dòng)車輪軸聯(lián)接,從而帶動(dòng)了小車主動(dòng)車輪的旋轉(zhuǎn),完成小車的橫向運(yùn)送重物的目的.大車運(yùn)行系統(tǒng)動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)發(fā)出,經(jīng)制動(dòng)輪聯(lián)軸器,補(bǔ)償軸和半齒聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給大車的主動(dòng)車輪組,從而帶動(dòng)了大車主動(dòng)車輪的旋轉(zhuǎn),完成橋架縱向吊運(yùn)重物的目的,大車的兩端驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一樣的[4]。 1.5 橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 橋式起重機(jī)在國(guó)內(nèi)外的研究狀況和發(fā)展趨勢(shì):由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料卸載運(yùn)費(fèi)所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)。橋式起重機(jī)是各種工程建設(shè)中不可缺少的設(shè)備，它對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力，降低建設(shè)成本，提高施工質(zhì)量，加快建設(shè)速度，實(shí)現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著十分重要的作用。 下面我們介紹一下國(guó)內(nèi)外橋式起重機(jī)發(fā)展具體表現(xiàn)。 用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過不同模塊的的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)?？墒箚渭∨可a(chǎn)的起重機(jī)改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的專業(yè)生產(chǎn)。企業(yè)的生產(chǎn)組織可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理，達(dá)到改善整機(jī)性能，降低制造成本，提高通用化程度，得到多系列的產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。 目前，德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)和日本的著名起重機(jī)公司都已采用起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，并取得了顯著的效益。德國(guó)德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)費(fèi)用下降12%，生產(chǎn)成本下降45%，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。 有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場(chǎng)合使用，工作并不很繁重。這類起重機(jī)批量很大、用廣，考慮綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外形高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可以使整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)。因此電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和梁式起重機(jī)會(huì)有更快的發(fā)展，并將大部分取代中小噸位的一般用途橋式起重機(jī)。 起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。其電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)，主要由全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測(cè)等設(shè)備組成。 在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。這類起重機(jī)自動(dòng)化程度高，具有信息處理功能，可將傳感器檢測(cè)出來的各種信息實(shí)施存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷、變換等處理加工，進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。這種起重機(jī)還有較好的信息輸入、輸出接口，實(shí)現(xiàn)信息全部、準(zhǔn)確、可靠地在整個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)中的傳輸。 結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。 在機(jī)構(gòu)方面進(jìn)一步開發(fā)新型傳動(dòng)零部件，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)?！叭弦弧边\(yùn)行機(jī)構(gòu)是當(dāng)今世界輕、中級(jí)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流，將電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器合為一體，具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調(diào)整簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、配套范圍大等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)外一廣泛應(yīng)用到各種起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上。 在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調(diào)速系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，發(fā)展半自動(dòng)和全自動(dòng)操縱。采用機(jī)電儀液一體化技術(shù)，提高使用性能和可靠性，增加起重機(jī)的功能。今后會(huì)更加注重起重機(jī)的安全性，研制新型安全保護(hù)，裝置。德國(guó)近年為解決起重機(jī)吊鉤的防擺控制，開發(fā)了模糊邏輯電路的控制技術(shù)，用神經(jīng)信息和模糊技術(shù)尋找開始加速的最佳時(shí)刻，將有經(jīng)驗(yàn)司機(jī)防擺實(shí)際操作的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，取得了更高的效率和安全性。 第2章 總體設(shè)計(jì) 2.1 概述 總體設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它是對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械的總的設(shè)想，總體設(shè)計(jì)的成敗，關(guān)系到整部機(jī)械的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，直接決定了機(jī)械設(shè)計(jì)的成敗。 總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)的進(jìn)行，一般由主任工程師（或總工程師）主持進(jìn)行。在接受設(shè)計(jì)任務(wù)以后，應(yīng)進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查研究，收集國(guó)內(nèi)外同類機(jī)械的有關(guān)資料，了解其使用、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和科研情況，并進(jìn)行分析和比較，制定總的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)原則應(yīng)當(dāng)保證所設(shè)計(jì)機(jī)型符號(hào)有關(guān)的方針、政策，在滿足使用要求的基礎(chǔ)上，力求結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)性好、壽命長(zhǎng)。 總體設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則： 1.遵循“三化”原則：零件標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)品系列化，部件通用化。 2.采用“四新”原則：新技術(shù)，新工藝，新結(jié)構(gòu)，新材料。 3.滿足“三好”原則：好造，好用，好修。 好造,即具有良好的工藝性，制造簡(jiǎn)單；好用，即具有良好的使用性能，表現(xiàn)為生產(chǎn)率高,操作輕便，機(jī)動(dòng)靈活，安全而且耐用可靠；好修，即一旦發(fā)生故障，易于拆卸，維修護(hù)理方便。 4.對(duì)部件設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)的原則。把各部件的設(shè)計(jì)制造特點(diǎn)作為部件和零件指導(dǎo)性文件，必須為零部件的設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造方便條件，而零部件設(shè)計(jì)必須滿足總體設(shè)計(jì)提出的工作條、尺寸、性能參數(shù)等方面的要求。 制定設(shè)計(jì)總則以后，便可以編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書。在調(diào)研的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，從優(yōu)選擇，確定總體參數(shù)，保證設(shè)計(jì)的成功。 2.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 箱形雙梁橋式起重機(jī)主要組成部分有小車（主、副起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架）、橋架（主梁、端梁）、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備等。 本設(shè)計(jì)要求對(duì)箱形雙梁橋式起重機(jī)做總體設(shè)計(jì)，對(duì)主梁、端梁、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 原始數(shù)據(jù)：1.主鉤額定起重量：10000kg 2.跨度：L=22.5m 3.工作級(jí)別：A5 4.起重機(jī)利用等級(jí)：U5 5.起升高度：12 m 6.工作速度：主起升速度：v=8m/min 小車運(yùn)行速度：v=40m/min 大車運(yùn)行速度：v=90m/min 7.小車軌距：2m 8.大車走輪：4只，其中2只為驅(qū)動(dòng)輪 技術(shù)要求： 1.主梁應(yīng)有上拱，跨中上拱度應(yīng)為（0.9/1000-1.4/1000）·S（S為跨度）；且最大上拱度應(yīng)控制在跨中S/10的范圍內(nèi)。 2.主梁在水平方向產(chǎn)生的彎曲應(yīng)不大于S1/2000（S1位為兩端始于第一塊大筋板的實(shí)測(cè)長(zhǎng)度）； 3.箱形梁上冀緣板的水平偏斜值應(yīng)不大于B/200（B為上冀緣板的寬度）； 4.箱形梁腹板的垂直偏斜值應(yīng)不大于H/200（H為腹板高度）。 2.3 設(shè)計(jì)目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科大學(xué)生完成學(xué)業(yè)中最重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是將在大學(xué)學(xué)到的理論知識(shí)系統(tǒng)化、條理化、實(shí)用化最關(guān)鍵的一環(huán)。通過本畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，提高分析與解決實(shí)際問題的能力；較復(fù)雜工程計(jì)算的工作能力；計(jì)算機(jī)繪圖的工程圖繪制能力。掌握一般機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟，掌握常用工程材料的性能和選配能力。盡快完成學(xué)生到工程技術(shù)人員的過渡。 2.4主梁為桁架結(jié)構(gòu)與箱形結(jié)構(gòu)的比較 主梁采用桁架形式，大車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用開始齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，大車車輪采用滑動(dòng)軸承支撐在兩端梁的下面，制動(dòng)裝置采取短行程和長(zhǎng)行程交流電磁鐵瓦塊式制動(dòng)器，傳動(dòng)軸相互之間采用彈性聯(lián)軸器或剛性聯(lián)軸器進(jìn)行連接，主要的傳動(dòng)零件都不進(jìn)行熱處理，如車輪，齒輪和傳動(dòng)軸，各機(jī)構(gòu)都是單件形式進(jìn)行裝配的，如車輪采用滑動(dòng)軸承，減速裝置采用開始齒輪等，組合精度比較低。此類起重機(jī)為過去的產(chǎn)品，由于種種原因，現(xiàn)已不生產(chǎn)。 主梁采用箱形板梁結(jié)構(gòu)，變速裝置采用減速器，所有車輪部分的支撐，都采用滾動(dòng)軸承，制動(dòng)裝置增添了液壓推桿瓦塊式制動(dòng)器和液壓電磁瓦塊式制動(dòng)器，主要傳動(dòng)零件，如車輪，齒輪，齒輪軸等，均采用較好的鋼材并進(jìn)行熱處理；盡可能采用組合機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配，如角型軸承箱和減速器等，因此提高了裝配精度，傳動(dòng)軸之間的聯(lián)接采用半齒聯(lián)軸器和全齒聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)形式。由以上兩種類型起重機(jī)的比較，考慮到起重量，零件耐用性，效率以及“三化”，國(guó)際化的趨勢(shì)，所以選用第二類橋式起重機(jī)。即箱式雙梁橋式起重機(jī)。 2.5傳動(dòng)方案的比較 箱式雙梁橋式起重機(jī)主要組成部分有小車（主，副起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架），橋架（主梁，端梁，走臺(tái)和護(hù)欄等），大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和司機(jī)室（操縱機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備等）等部分組成。 橋式起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)，是由大車的縱向，小車的橫向及吊鉤的上下三種運(yùn)動(dòng)組成的。有時(shí)是單一的運(yùn)動(dòng)，有時(shí)是合成的動(dòng)作。它們都有各自的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來保證其運(yùn)動(dòng)形式的實(shí)現(xiàn)。 起升機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來源，是由電動(dòng)機(jī)發(fā)生，經(jīng)齒輪聯(lián)軸器，補(bǔ)償軸，制動(dòng)軸聯(lián)軸器，將動(dòng)力傳遞給減速器的高速軸端，最終減速器把電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)數(shù)降低到所需的轉(zhuǎn)數(shù)之后，由減速器低速軸輸出經(jīng)卷筒上的內(nèi)齒圈，把動(dòng)力傳遞給卷筒組，再經(jīng)過鋼絲繩和滑輪組使吊鉤進(jìn)行升降，從而完成升降重物的目的。 原有的雙梁橋式專用起重機(jī)，其小車起升機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)的雙吊鉤起吊的，這樣就難以避免兩個(gè)電機(jī)不同步的問題，這也勢(shì)必造成兩個(gè)吊鉤的不同步，從而造成重物傾斜、晃動(dòng)等一系列使用問題，這使得原起重機(jī)無法用于平衡起升作業(yè)。通過設(shè)計(jì)和改進(jìn)，欲采用由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的集中驅(qū)動(dòng)方式，即改分別驅(qū)動(dòng)為集中驅(qū)動(dòng)！兩個(gè)吊鉤由同一個(gè)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)，這樣就可以很好的解決不同步問題，從而實(shí)現(xiàn)理想的起升效果。同時(shí)降低了整機(jī)的高度，精簡(jiǎn)了結(jié)構(gòu)，節(jié)省了空間，在一定程度上降低了生產(chǎn)成本。 動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)發(fā)出，經(jīng)制動(dòng)輪聯(lián)軸器，補(bǔ)償軸和半齒聯(lián)軸器，將動(dòng)力傳遞給立式三級(jí)減速器的高速軸端，并經(jīng)立式三級(jí)減速器把電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)數(shù)降低到所需要的轉(zhuǎn)數(shù)之后，再由低速軸端輸出，又通過半齒聯(lián)軸器補(bǔ)償軸，半齒聯(lián)軸器與小車主動(dòng)車輪軸聯(lián)接，從而帶動(dòng)了小車主動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)，完成小車的橫向運(yùn)送重物的目的。 動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)發(fā)出，經(jīng)制動(dòng)輪聯(lián)軸器，補(bǔ)償軸和半齒聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給減速器的高速軸端，并經(jīng)減速器把電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)數(shù)降低到所需要的轉(zhuǎn)數(shù)之后，由低速軸傳出，又經(jīng)全齒聯(lián)軸器把動(dòng)力傳遞給大車的主動(dòng)車輪組，從而帶動(dòng)了大車主動(dòng)車輪的旋轉(zhuǎn)，完成橋架縱行吊運(yùn)重物的目的。大車兩端的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一樣的。 原有雙梁橋式專用起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)是由四個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，電機(jī)較多，機(jī)構(gòu)比較繁雜，這給安裝和維修帶來了許多不便，同時(shí)也提高了生產(chǎn)成本，改進(jìn)后只在兩梁的兩側(cè)分別安裝一個(gè)電機(jī)，適當(dāng)提高電機(jī)功率，由兩對(duì)主、被動(dòng)車輪組成。在不影響行走性能的前提下，精簡(jiǎn)了機(jī)構(gòu)，減少了故障率，易于安裝維修，電機(jī)的減少有效地降低了成本。 2.6 基本參數(shù)的選擇 起重機(jī)正常工作時(shí)允許一次起升的最大質(zhì)量稱為額定起重量，單位為噸（t）或千克，常用符號(hào)Q、P或CP等表示。當(dāng)額定起重量不只一個(gè)時(shí)，通常稱額定起重量為最大起重量，或簡(jiǎn)稱起重量。工廠實(shí)際應(yīng)用基本要求額定起重量為4t，考慮起重機(jī)的載荷效率和疲勞強(qiáng)度，最大起重量系列的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)得：額定起重量Q=10t。 起升高度是指從地面或軌道頂面至取物裝置最高位置的鉛垂距離（吊鉤的鉤環(huán)中心），單位為米?？紤]起重機(jī)的作業(yè)要求和客戶要求，確定起升高度為：H=12m 橋式起重機(jī)大車運(yùn)行軌道中心線之間的水平距離稱為跨度（L），小車運(yùn)行軌道中心線之間的水平距離稱為軌距(l)。橋式起重機(jī)的跨度小于廠房跨度，根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)圖選定跨度為：L=22.5 m。 根據(jù)整機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸及馬廠長(zhǎng)多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)初選軌距為：l=2m。 起重機(jī)機(jī)構(gòu)工作速度根據(jù)作業(yè)要求而定。考慮到起重機(jī)的頻繁使用、起重量的大小和起升高度及客戶的要求，起升速度如下；額定運(yùn)行速度是指運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)取物裝置從最大幅度到最小幅度的平均線速度（m/min），也可用從最大幅度到最小幅度所需的變幅時(shí)間（s）表示。考慮起重機(jī)的實(shí)際使用情況，得出各機(jī)構(gòu)的工作速度如下： 起升機(jī)構(gòu)：V1=8m/min 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：V2=90m/min 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：V3=40m/min 起重機(jī)在一定作業(yè)條件下，單位時(shí)間內(nèi)完成的物品作業(yè)量叫生產(chǎn)率。 生產(chǎn)率： P==3600Qe/Te×60％ （2.1） 參考書【1】式1-1-3 式中 Qe—起重量，Qe=10t； Te—作業(yè)循環(huán)周期， Te=（12/96＋19/48＋8/15）×60＋180=244s。 P=3600×10/244×60％=88.5t/h 2.7起重機(jī)的工作級(jí)別 確定起重機(jī)的工作級(jí)別是為了對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供合理的基礎(chǔ)，為和客戶進(jìn)行協(xié)商時(shí)提供一個(gè)參考范圍，它能使起重機(jī)勝任它需要完成的工作任務(wù)。由利用等級(jí)和載荷狀態(tài)兩個(gè)因素來確定起重機(jī)的工作級(jí)別。 起重機(jī)在有效壽命期間有一定的總工作循環(huán)數(shù)。起重機(jī)作業(yè)的工作循環(huán)是從準(zhǔn)備起吊物品開始，到下一次起吊物品為止的整個(gè)作業(yè)過程。工作循環(huán)總數(shù)表征起重機(jī)的利用程度，它是起重機(jī)分級(jí)的基本參數(shù)之一。 工作循環(huán)總數(shù)： N=3600YDH/T （2.2） 參考書【1】式1-2-1 式中 Y—起重機(jī)的使用壽命得，Y=20年； D—起重機(jī)一年中的工作天數(shù)，D=300； H—起重機(jī)每天工作小時(shí)數(shù)H=24； T—起重機(jī)一個(gè)工作循環(huán)時(shí)間T=244s。 N=3600×20×300×24/244=2.1× 起重機(jī)的利用等級(jí): U5。 載荷狀態(tài)是起重機(jī)分級(jí)的另一個(gè)基本參數(shù)，它表明起重機(jī)的主要機(jī)構(gòu)——起升機(jī)構(gòu)受載的輕重程度。因?yàn)闊o法獲得起重機(jī)在使用壽命期間起升載荷的次數(shù)和起升物品的質(zhì)量等數(shù)據(jù)，名義載荷譜系數(shù)=0.5。 確定起重機(jī)的利用等級(jí)和載荷狀態(tài)以后，確定起重機(jī)的整機(jī)工作級(jí)別。起重機(jī)整機(jī)的工作級(jí)別分為A1～A8八級(jí)。 按不同工作條件，得工作級(jí)別如下：整機(jī)：A5。 2.8計(jì)算載荷 為保證起重機(jī)安全正常工作，起重機(jī)本身應(yīng)具備三個(gè)基本條件：（1）金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)械零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗扭曲能力；（2）整機(jī)具有必要的抗傾覆穩(wěn)定性；（3）原動(dòng)機(jī)具有滿足作業(yè)性能要求的功率，制動(dòng)裝置提供必需的制動(dòng)轉(zhuǎn)距。起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，首先要確定載荷，載荷計(jì)算是起重機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。 自重載荷是指起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、動(dòng)力或電氣設(shè)備，以及裝在起重機(jī)上的料倉(cāng)、連續(xù)輸送機(jī)及相應(yīng)的物料等質(zhì)量的重力（起升質(zhì)量的重力除外）。 1.起升沖擊系數(shù) 考慮物品起吊離地或下降制動(dòng)時(shí)對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的震動(dòng)影響，在計(jì)算起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)極其支承時(shí)，必須考慮起升沖擊系數(shù)。 起升沖擊系數(shù)為： =1±α （2.3） 參考書【6】 式中 0≤α≤0.1； 結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，常取0.9≤≤1.1。 2.起重機(jī)的總質(zhì)量G 起重機(jī)的總質(zhì)量G（包括主梁、端梁、小車、大車、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、司機(jī)室和電氣設(shè)備等） G=0.45Q＋0.82L （2.4） 參考書【1】式1-3-1 式中 Q—額定起重量（t），Q=10t； L—起重機(jī)跨度（m），L=22.5m； G=0.45×10＋0.82×22.5=22.95t 起重小車的質(zhì)量為： =0.4Q=0.4×10=4t （2.5） 參考書【1】式1-3-2 單根主梁自重： =7.3t （2.6） 參考書【16】圖26-7 起升載荷是指起升質(zhì)量的重力。起升質(zhì)量包括允許起升的最大物品、取物裝置（滑輪、吊鉤等）和其他隨同升降的設(shè)備質(zhì)量。 1.起升載荷動(dòng)載系數(shù) 物品突然離地起升或下降制動(dòng)時(shí)，對(duì)承載結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生附加的動(dòng)載作用。 由起升速度νh =8m/min=0.13m/s＜0.2m/s，起升載荷動(dòng)載系數(shù)： =＋β2（0.2-νh） （2.7） 參考書【6】 式中 β2—起升狀態(tài)級(jí)別系數(shù)，β2=0.6； —起升載荷最小動(dòng)載系數(shù)，=1.1。 =1.1＋0.6×（0.2－0.13）=1.142 2.在不平軌道面運(yùn)行產(chǎn)生的沖擊載荷和運(yùn)行沖擊系數(shù) 起重機(jī)或起重小車運(yùn)行時(shí)，由于軌道接頭間隙或高低錯(cuò)位，會(huì)使運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量在鉛垂方向產(chǎn)生沖擊作用。因此應(yīng)將自重載荷和起升載荷乘以大于1的運(yùn)行系數(shù)，以考慮這種垂直沖擊作用。 小車的運(yùn)行速度v=40m/min=0.67m/s＜1m/s，小車運(yùn)行沖擊系數(shù)為：。 同理，大車運(yùn)行速度v=90m/min=1.5m/s＜2m/s，大車運(yùn)行沖擊系數(shù)大為：。 3.機(jī)構(gòu)起動(dòng)（制動(dòng)）產(chǎn)生的水平慣性載荷和運(yùn)行慣性力 起重機(jī)或小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)起升或制動(dòng)時(shí)，起重機(jī)或小車的自身質(zhì)量以及起升質(zhì)量產(chǎn)生水平運(yùn)行慣性力PH得： PH=ma≤Pad （2.8） 參考書【1】式1-3-14 式中 m—運(yùn)行部分的質(zhì)量，m大=17.83t，m小=2t； a—起動(dòng)（制動(dòng)）加速度：a大=0.19m/s2，a小=0.13m/s2 —系數(shù)，平均取=1.5； Pad—驅(qū)動(dòng)輪和鋼軌間的粘著力：Pad=μPZ； μ—車輪與軌道間滑動(dòng)摩擦系數(shù)的平均值，μ=1/7； PZ—起重機(jī)主動(dòng)車輪靜壓之和（N）； PH大=1.5×17.83×0.19=5.08t PH小=1.5×2×0.13=0.39t 2.9 材料 起重機(jī)的機(jī)構(gòu)零件、金屬結(jié)構(gòu)、連接件和附件均由黑色金屬、有色金屬和非金屬等材料加工制成。起重機(jī)機(jī)構(gòu)零件一般由采用碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛件、壓制件、焊接件和鑄件作為坯件，經(jīng)機(jī)加工而成；起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)使用的材料主要是鋼材。碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235是制造起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)最常用的材料?？紤]到設(shè)計(jì)的起重機(jī)機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的載荷狀態(tài)、利用等級(jí)、安全要求和經(jīng)濟(jì)合理等因素，和本廠的實(shí)際及材料的供應(yīng)情況初步選定材料：Q235A和Q235B。 第3章 主梁計(jì)算 3.1說明 計(jì)算箱形雙梁橋式起重機(jī)的主梁時(shí)，一般應(yīng)計(jì)算驅(qū)動(dòng)側(cè)主梁和導(dǎo)電側(cè)主梁中的負(fù)載較大的一根梁，作為計(jì)算對(duì)象。為保證起重機(jī)安全、正常地工作，主梁應(yīng)滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定性和剛度的要求。強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求是指主梁在載荷作用下產(chǎn)生的內(nèi)力不應(yīng)超過主梁材料需用的承載能力，剛度要求是指主梁在載荷作用下產(chǎn)生的變形量不應(yīng)超過許用的變形值以及主梁的自振周期不應(yīng)超過許用的振動(dòng)周期。從強(qiáng)度、穩(wěn)定性和剛度三方面進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，強(qiáng)度、穩(wěn)定性考慮的是應(yīng)力，剛度考慮撓度（即變形）及自振周期。 主要參數(shù) 1.額定起重量：Q=10000kg 2.跨度：L=22.5m 3.工作級(jí)別：A5 4.起重機(jī)利用等級(jí)：U5 5.起升高度：12m 6.工作速度：主起升速度:V=8m/min 小車運(yùn)行速度：V=40m/min 大車運(yùn)行速度:V=90m/min 7.小車軌距：2m 8.大車走輪：4只，其中2只為驅(qū)動(dòng)輪 技術(shù)要求： 1.主梁有上拱，跨中上拱度為（0.9/1000-1.4/1000）·S（S為跨度）；且最大上拱度應(yīng)控制在跨中S/10的范圍內(nèi)。 2.主梁在水平方向產(chǎn)生的彎曲應(yīng)不大于S1/