【正文】 utions used car driven focus. Pulley group or agency from using doublepulley blocks, heavy objects in the process of lifting the level of no movement, or from the process smooth, and the installation and replacement of wire rope easily. Winding installations in the corresponding single reel, a large area of contact with the rope, the advantages of low pressure units. In lifting bodies also involves rope, reducer, couplings, electrical and brake the choice. Vehicles involved in the operation of institutions pressure on the wheels, car wheels, car track, reducer, couplings, electrical and brake the choice of calculation. In the crane control, or from the institutions with the main controller and magnetic control of the screen to achieve control, big and small car cam controller running institutions with direct control. In the control system design, mainly for lifting bodies, traveling mechanism, the car run institutions circuit design and control system for the protection of the circuit design. Use of lowvoltage electrical ponents control crane, a longer service life for workshop harsh environment. Key words: bridge crane hoisting mechanism car agencies operating electric control system1 緒論 橋式起重機(jī)是生產(chǎn)車間、料場、電站廠房和倉庫中為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化和自動(dòng)化，減輕體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要物品搬運(yùn)設(shè)備。它通常用來搬運(yùn)物品，也可用于設(shè)備的安裝與檢修等用途。橋式起重機(jī)安裝在廠房高處兩側(cè)的吊車梁上，整機(jī)可以沿鋪設(shè)在吊車梁上的軌道縱向行駛，而起重小車又可沿小車軌道（鋪設(shè)在起重機(jī)的橋架上）橫向行駛，吊鉤則作升降運(yùn)動(dòng)。因此，它的工作范圍是其所能行駛地段的長方體空間，正好與一般車間形式相適應(yīng)。 大車 大車由橋架和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。橋架：橋架為起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，一方面支撐小車，允許小車在它上面橫向行駛；另一方面又是起重機(jī)行走的車體，可沿鋪設(shè)在廠房上面的軌道行駛。在其兩側(cè)的走臺上，安裝有大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來驅(qū)動(dòng)大車行走，大車上一般還有駕駛室，用來操縱起重機(jī)和安裝各機(jī)構(gòu)的控制設(shè)備。橋架主要由主梁和端梁組成。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性要求，也應(yīng)考慮自重和外形尺寸要小，加工制造簡單，運(yùn)輸、存放和使用維修方便，成本低等因素。 小車 小車由起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，小車架和保護(hù)裝置等組成。小車架要承受起升載荷和各機(jī)構(gòu)自重，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)又要盡量減輕自重，以降低輪壓和橋架受載。小車的電力則由滑線或軟電纜引入。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮改善零部件的受力情況、減少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平穩(wěn)、裝配維修方便等因素。 動(dòng)力裝置是驅(qū)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備，它在很大程度上決定了起重機(jī)的性能和構(gòu)造特點(diǎn)，橋式起重機(jī)的動(dòng)力裝置一般采用電動(dòng)機(jī)?？刂葡到y(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。各機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、調(diào)速、改向、制動(dòng)和停止，都通過操縱控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。 橋式起重機(jī)是一種循環(huán)的、間隙動(dòng)作的、短程搬運(yùn)機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)一般包括上料、運(yùn)送、卸料及回到原位的過程，即取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物料提起，由運(yùn)行機(jī)構(gòu)把物料移位，然后物料在指定地點(diǎn)下放，接著進(jìn)行相反動(dòng)作，使取物裝置回到原處，以便進(jìn)行下一次工作循環(huán)。在兩個(gè)工作循環(huán)之間一般有短暫的停歇。起重機(jī)工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中。2 設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)參數(shù)：最大起重量： 18噸 粱跨度： 31500mm 起升速度: 18 ~ 28m/min 起升高度: 14mm 起重機(jī)運(yùn)行速度: 80 ~ 95m/min 起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度: 40 ~ 45m/min : 起重機(jī)工作級別A6。 其中載荷狀態(tài)為Q2(有時(shí)起升額定載荷,一般起升中等載荷)。利用等級為T6(總工作循環(huán)次數(shù)N=,不經(jīng)常繁忙使用) 起升機(jī)構(gòu)工作級別M6。其中利用等級為T6,載荷狀況為L2小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級別M4。其中利用等級為T4,載荷狀況L3大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級別M4。其中利用等級為T4,載荷狀況L2 3 吊鉤組的選擇計(jì)算 機(jī)構(gòu)工作級別:M6, 采用雙聯(lián)滑輪組,倍率: m=4起升質(zhì)量: = 18 t 起升載荷: 起升速度: ~ 初取 吊鉤采用倍率m=4的雙聯(lián)滑輪組,故采用長形吊鉤組吊鉤用普通的短吊鉤 選用吊鉤斷面為梯形的吊鉤,材料為20鋼,機(jī)加工前熱處理,硬度小于或等于156HBS 單鉤 D 即D= mm 則由公式 得，h=150 (因?yàn)榈蹉^斷面為梯形，故h=D)Q額 ：額定起重量（噸） 1—2和3—4斷面為危險(xiǎn)斷面，通常垂直斷面3—4取與水平斷面1—2相同的斷面，而最大拉應(yīng)力約為1—2斷面的50% ，故只驗(yàn)算1—2面。計(jì)算公式： 式中：A—斷面面積，A=15840—斷面重心坐標(biāo)，=65mm—斷面形狀系數(shù)，=—起升動(dòng)力系數(shù)，=對于20鋼，查表得；取安全系數(shù)n=，則許用應(yīng)力為： 鉤身驗(yàn)算通過 即=式中： 同上 =180KN螺紋根部直徑—材料許用應(yīng)力A螺紋根部截面面積 查表取梯形圓螺紋： 螺母最小工作高度：H==72mm根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，需設(shè)防松螺栓，故取螺母高度為：90mm 螺栓外徑D=（~2）d=153~180mm選取D=160mm 上式中d為螺紋公稱直徑，d=90mm 根據(jù)所選吊鉤螺母尺寸，查表初選推力軸承型號：81124 其額定靜載荷=660KN，因軸承在工作時(shí)很少轉(zhuǎn)動(dòng)，只需校驗(yàn)額定靜載荷即可。當(dāng)量靜負(fù)荷：—安全系數(shù)，取= 校驗(yàn)通過選擇 81124型推力軸承 根據(jù)滑輪尺寸，吊鉤組裝置示意圖為吊鉤梁可看作簡支梁，受力圖如下：橫梁中間斷面尺寸如下示：集中載荷：=L=475mm P1=P2= L=475mm= D=106mm B=160mm P=最大彎矩計(jì)算如下： KNm=中間斷面的彎曲系數(shù)：最大彎曲應(yīng)力為： 橫梁材料為45鋼，查表得屈服極限：取安全系數(shù)n=3，則許用強(qiáng)度：由 , 則有h 取h=200mm h=200mm 拉板結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示，斷面A—A受拉伸應(yīng)力，計(jì)算如下： 其中 為拉板厚度，因拉板材料為A3鋼，查表得屈服極限： 取安全系數(shù)n=,則許用拉伸應(yīng)力為： 因： 則有： mm因軸孔要受擠壓應(yīng)力，則有： 取安全系數(shù) n=, 則有 由上可得： 取 拉板結(jié)構(gòu)圖如下： n= b=200mm d=120mm h=100mm4 滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算 采用鑄鋼滑輪，因?yàn)槠鋸?qiáng)度和沖擊韌性好，材料選：2G230—450材料2G230—450 A=63mm B=45mm S=14mm C=37mm R=12mmM=14mm r=3m 普通滑輪直徑的選擇： 查表選取D=630mm式中：h—與機(jī)構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，查表取h= d—鋼絲繩直徑，d=20mm平衡輪直徑的選擇：. 吊鉤組上滑輪軸的計(jì)算（1）吊鉤裝置簡圖如下；L=475mm L1=78mm L2=112mm L3=95mm（2）.滑輪軸可簡化為簡支梁，認(rèn)為作用四個(gè)集中載荷受力情況圖如下：39。彎矩圖受力圖ADBC= =彎曲應(yīng)力為：滑輪軸材料為45鋼， 則有： 即：d 查手冊選取 d=130mm 材料：45鋼 d=130mm 軸承的圓周速度：工作轉(zhuǎn)數(shù)：每個(gè)滑輪中均采用兩個(gè)徑向滾動(dòng)軸承，根據(jù)滑輪組的選擇，查表選用6226型軸承。查表得，額定靜載荷： 額定動(dòng)載荷： 所選軸承的驗(yàn)算： ()驗(yàn)算通過式中：—壽命系數(shù)，取=2—負(fù)荷系數(shù)，=—速度系數(shù)，=—溫度系數(shù)，=1軸承徑向負(fù)荷： =39KN由于， e 因此有5 鋼絲繩的選擇 =23660N所選鋼絲繩直徑應(yīng)滿足：其中式中：—滑輪效率，取=m—起升倍率，m=4n—安全系數(shù)，取n=6 初選鋼絲繩：查手冊選纖維芯鋼絲繩，直徑d=20mm,確定其抗拉強(qiáng)度為1670N/鋼絲繩的校核： 校核通過式中n —為鋼絲繩折減系數(shù)，取n=—鋼絲繩最小破斷拉力，查手冊選取=220KN：直徑20mm，光面鋼絲，結(jié)構(gòu)形式為6西魯式，纖維芯，抗拉強(qiáng)度為1670，右交互捻，最小破斷拉力為220KN，單位長度重量147標(biāo)記：20NAT619S+FC1670ZS220147GB/T8918—19966 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于起升高度比較高，根據(jù)滑輪倍率和起升速度，采用雙聯(lián)卷筒，標(biāo)準(zhǔn)槽形，用鑄造方式制造，材料為灰鑄鐵. 卷筒直徑的定 （1）直徑確定：D查手冊選用A型卷筒，直徑D=400mm式中： h—與機(jī)構(gòu)級別有關(guān)的系數(shù)，取h=20 d—鋼絲繩的直徑，d=20mm（2）卷筒的槽形的選擇：查手冊，選標(biāo)準(zhǔn)槽形，其尺寸如下：槽底半徑R=11mm,槽距，表面精度為1級，標(biāo)記為：槽形 JB/—19993.. 雙聯(lián)卷筒長度及壁厚的確定（1）卷筒上有螺旋槽部分長 =式中：—滑輪組倍率， —卷筒計(jì)算直徑—最大起升高度，—固定鋼絲繩安全圈數(shù)，—繩槽槽距，=22mm（2）雙聯(lián)卷筒長度L：取L=2500mm式中：—卷筒兩端的邊緣長度根據(jù)結(jié)構(gòu)取=70mm—固定鋼絲繩所需長度—中間光滑部分長度根據(jù)鋼絲繩允許偏角左右，則有：—取物裝置處于上極限時(shí)，動(dòng)滑輪軸線與卷筒軸線的間距，取=1500mm—由卷筒出來的兩根鋼絲繩引入懸掛裝置的兩動(dòng)滑輪的間距: =319mm所選卷筒標(biāo)記為：卷筒A400左 JB/—1999（3）卷筒壁厚確定 對鑄鐵卷筒，按經(jīng)驗(yàn)公式初選： （6~10）=+（6~10）=14~18mm取 . 卷筒強(qiáng)度的計(jì)算 因卷筒長度L=2500mm3D=1200mm需計(jì)算壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。（1）壓應(yīng)力的計(jì)算卷筒最大壓應(yīng)力在筒壁的內(nèi)表面， 較核通過上式中：—鋼絲繩最大靜拉力 =—許用壓應(yīng)力—抗壓強(qiáng)度，查手冊=750Mpan—安全系數(shù)，取n=—鋼絲繩卷繞節(jié)距，=22mm(2) 彎曲應(yīng)力的計(jì)算受力和彎曲簡圖：因扭轉(zhuǎn)應(yīng)力很小，故忽略不計(jì)。式中：—彎矩；==W—卷筒斷面抗彎模量； ==2159690卷筒所受合應(yīng)力： =Mpa 校核通過式中：—材料的抗拉強(qiáng)度，=320Mpan—安全系數(shù)；取n=5 驗(yàn)算公式：式中：n—穩(wěn)定系數(shù)；取n=P—卷筒壁單位面積受的外壓力；—受壓失穩(wěn)臨界壓力；（2~）=（2~）25~= 滿足穩(wěn)定性要求7 鋼絲繩在卷筒上的固定計(jì)算. 固定方法的選擇 采用壓板固定；因其構(gòu)造簡單，裝拆方便，便于觀察和檢查，并安全可靠。其固定形式如下圖示： 計(jì)算式如下：式中：—鋼絲繩最大靜拉力—鋼絲繩與卷筒的摩擦系數(shù)，取—安全圈在卷筒上的包角；取e—自然對數(shù)的底數(shù)。 e=. 螺栓預(yù)緊力計(jì)算 因選壓板槽為半圓形，故：. 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 = =110MPa校驗(yàn)通過式中：Z—固定鋼絲繩用的螺母數(shù)，取Z=4 d—螺栓螺紋的內(nèi)徑；d= —墊圈與鋼絲繩壓板之間的摩擦系數(shù)，取= t—作用力臂；根據(jù)壓板得t=—螺栓許用拉應(yīng)力，==—螺栓屈服強(qiáng)度；因螺栓材料為Q235；查手冊得：=206Mpa. 壓板的選取 查手冊：選取序號為6的壓板，標(biāo)準(zhǔn)槽標(biāo)注：壓板6GB/T5975—19868 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 工作級別為M6。 起升高度： H=14m 起升載荷：起升速度：=18~28m/min ；取V=20m/minJC=25%，CZ=150