【正文】 1 內(nèi)容摘要 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(chēng)天車(chē)。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(chē)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)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要由減速器、主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、傳動(dòng)軸、和一些連接件組成。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括其 大車(chē)小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則和要求；機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案選擇；選擇車(chē)輪和軌道；穩(wěn)態(tài)運(yùn)行阻力的計(jì)算；電動(dòng)機(jī)的選擇減速器的選擇；起動(dòng)時(shí)間與啟動(dòng)加速度驗(yàn)算；制動(dòng)器的選擇；聯(lián)軸器的 選擇等。 此次設(shè)計(jì)已知數(shù)據(jù)：起重量（主起升）： 50t，起重量（副起升） :,小車(chē)運(yùn)行速度： 35m/min,大車(chē)運(yùn)行速度： 80m/min,工作級(jí)別： M5,機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率 JC=25%。 關(guān)鍵詞 : 橋式起重機(jī)，大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)。 2 ABSTRACT This thesis mainly to the bridge crane metal structure and design for hoisting mechanism. Metal structure design including the main girder, the size of the design, to determine the intensity, and stiffness checking putations, calculation of girders load determination, main calculation, after welding joint design, welding process design, etc. Lifting mechanism design including lifting scheme selection, the diameter of wire rope drum, hook choice, determined, and the calculation of the nut electric motors and reducer choice, etc. Key words： Bridge Crane， crane travel mechanism， A trolley running mechanims。 3 前言 我國(guó)生產(chǎn)的橋式起重機(jī) ,不論是通用橋式起重機(jī)或是冶金工廠用特種橋式類(lèi)型起重機(jī) ,在 1958 年以前由于設(shè)計(jì)力量薄弱 , 基本上是沿用國(guó)外的設(shè)計(jì) , 橋架結(jié)構(gòu)以箱型和四桁架型等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式為主。一直到 1958 年大躍進(jìn)以后 , 由于破除迷信 , 在群眾性的技術(shù)革新運(yùn)動(dòng)推動(dòng)下 , 才試制了一些新型橋 架結(jié)構(gòu)的橋式起重機(jī) , 其中主要的如偏軌箱型、單主梁結(jié)構(gòu)、三角桁架結(jié)構(gòu)等等。但是由于沒(méi)有及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn) , 研究試驗(yàn)工作也做得不夠 , 沒(méi)有在改進(jìn)與提高以后進(jìn)行推廣 , 因此橋架選型工作仍然是我們當(dāng)前迫切要做的工作 , 應(yīng)該比較系統(tǒng)的有組織的研究適合我國(guó)各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)采用的橋架結(jié)構(gòu)型。 橋式起重機(jī)是應(yīng)用非常廣泛的起重機(jī)械。隨著社會(huì)主義建設(shè)的發(fā)展 , 橋式起重機(jī)的需要與日俱增 , 我國(guó)每年的橋機(jī)產(chǎn)量在10萬(wàn)噸以上。橋式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的重要組成部分 , 它的重量占起重機(jī)自重的 40%～ 60% , 要使用大量的鋼材。橋架自重 也直接影響廠房建筑承重結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的土建費(fèi)用與材料消耗。在確保產(chǎn)品使用安全及正常使用年限的前提下 , 盡最減輕橋架自重是節(jié)約金屬材料的重要途徑。 我國(guó)在橋式起重機(jī)的產(chǎn)品系列化、通用化和標(biāo)誰(shuí)化方面雖然也做了一些工作 , 但為了使橋架結(jié)構(gòu)定型 , 還要做大量的工作。 4 目前生產(chǎn)的基本情況是 5～ 50 噸小起重量橋式起重機(jī)仍以箱型結(jié)構(gòu)為主 ,箱型結(jié)構(gòu)是應(yīng)用最為廣泛的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。它具有制造簡(jiǎn)便、生產(chǎn)工效高、通用性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn) , 因而迄今仍然是國(guó)內(nèi)外橋式起重機(jī)的常用橋架形式。在國(guó)內(nèi) , 在 50 年代和 60年代初期 , 5～ 50噸的小起重量系 列產(chǎn)品和 75～ 250 噸的大起重量系列產(chǎn)品都采用箱型結(jié)構(gòu)。 第 1 章 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu) 確定機(jī)構(gòu) 小車(chē)的傳動(dòng)方式有兩種．即減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間或減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間的小車(chē)傳動(dòng)方式．使小車(chē)減速器輸出軸及兩側(cè)傳動(dòng)軸所承受的扭矩比較均勻。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)的傳動(dòng)方式，安裝和維修比較方便，但起車(chē)時(shí)小車(chē)車(chē)體有左右扭擺現(xiàn)象。 對(duì)于雙梁橋式起重機(jī)，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用圖 11 減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間的傳動(dòng)方案： 5 圖 11 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 選擇車(chē)輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度 輪壓 小車(chē)質(zhì)量估計(jì)取 174000gxP kg? ,假定車(chē)輪壓均布： 車(chē)輪最大輪壓： m a x 11( ) ( 5 0 0 0 0 1 7 4 0 0 ) 1 6 8 5 0 1 6 8 5 0 044 gxP Q P k g N? ? ? ? ? ? （ 11） 車(chē)輪最小輪壓： m i n 11 1 7 4 0 0 4 3 5 0 4 3 5 0 044gxP P k g N? ? ? ? ? （ 12） 初選車(chē)輪 由 [起重機(jī)課程設(shè)計(jì) ][1]附表 17 可知，當(dāng)運(yùn)行速度 V＜ 60 6 m/min 時(shí)， xcG? 大 于 ，工作級(jí)別為中級(jí)時(shí)，車(chē)輪直徑 D c=500mm 軌號(hào)型號(hào)為50kg/m （ P37）的許用輪壓為 t＞ 7 t 。根據(jù) GB462884規(guī)定直徑系列為 Dc=250、 31 400、 500、 630，故初選直徑 Dc=500 mm，而其后校核核強(qiáng)度。 強(qiáng)度驗(yàn)算 按照車(chē)輪和軌道為線接觸及點(diǎn)接觸兩種情況驗(yàn)算車(chē)輪接觸強(qiáng) 度，車(chē)輪踏面 計(jì)算載荷： m a x m i n2 2 1 6 8 5 0 0 4 3 5 0 0 1 2 6 8 3 3 . 3 333c PPPN? ??? ? ? （ 13） 車(chē)輪材料，取 520 740 , 800 , 440bsZ G M Pa M Pa??? ? ? 線接觸局部擠壓強(qiáng)度： 39。 1 1 2 8 5 0 0 3 1 .5 0 .9 9 1 1 2 4 7 4 0ccP k D C C N? ? ? ? ? ? ? 式中： 1k —— 許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（ N/mm2） ，由 [起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ][3]表 386 查得 1k=8； l—— 車(chē)輪與軌道有效接觸強(qiáng)度，對(duì)于軌道 P38（由《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》 [2]俯表 22）l=b=； 1C —— 轉(zhuǎn)速系數(shù)，由 [起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ][3]表 387 中查得，車(chē)輪 45 3 5 .8 / m in3 .1 4 0 .4r???時(shí)， 1 ? ； 7 2C —— 工作級(jí)別數(shù)，由 [起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ][3]表 388 中查得，當(dāng)為 M5級(jí)時(shí) 2 1c? ； ∴ 39。cP cP 故通過(guò)。 點(diǎn)接觸局部擠壓強(qiáng)度： 239。2 1 23 [ ( 0 . 1 4 3 0 . 9 9 1 ) 5 0 0 5 0 0 ] / ( 0 . 7 4 0 . 7 4 ) 8 7 3 4 0 . 6c RP k C C Nm? ? ? ? ? ? ? ? 式中： 2k—— 許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)（ N/mm2），由 [起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ][3]表 386 查得 2k=； R—— 曲率半徑，車(chē)輪與軌道曲率半徑中的大值，車(chē)輪 1r= 2D=500/2=250；軌道曲率半徑由 [起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ][2]附表 22查得r=500，故取 R=500； m—— 由 Rr比值（ 為 1r、 2中的小值）所確定的系數(shù)，Rr=250/500=，查 [起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ][3]表 389 取 m=； ∴ Pc39。 Pc ，故通過(guò)。 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果 ,選定直徑 Dc=500 mm 的單輪緣車(chē)輪，標(biāo)記為 ： 車(chē)輪 DYL50000 GB463185 運(yùn)行阻力計(jì)算 摩擦阻力矩： 8 ( )( )2m dM Q PGx K ??? ? ? 由 [起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ][2]附表 19查得，由 Dc=500mm 車(chē)輪組的軸承型號(hào) 為 7524，據(jù)此選出 Dc=500mm所選擇的車(chē)輪組軸承亦為 7524.軸承內(nèi)徑和外徑的平均值mmd ???，由 [起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ][2]表 71 表 73 查得滾動(dòng)摩擦系數(shù) K=，軸承摩擦系數(shù)μ =，附加阻力系數(shù)β =（采用導(dǎo)輪式電纜裝置導(dǎo)電），代入上式得 滿(mǎn)載時(shí)運(yùn)行阻力矩： 0 . 0 1 6 7 5= ( Q + P ) ( + ) = + 1 7 4 0 0 0 . 0 0 0 9 + 0 . 0 2 2 = 3 4 7 1 . 1 N . m22e G x dMK ?? ? ? ?（ 5000 ） （ ） 運(yùn)行摩擦阻力： ()() 3 4 7 1 . 1 1 3 8 8 4 . 40 . 2 52m Q Qm Q Q cMPND ?? ? ? ? 無(wú)載時(shí)運(yùn)行阻力矩： ( 0 ) 0 . 0 1 6 7 5( ) 1 7 4 0 0 ( 0 . 0 0 0 9 0 . 0 2 ) 2 8 9 6 . 122mQ Gx dM P K N m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 運(yùn)行摩擦阻力： ( 0 )( 0 ) 8 9 6 . 1 3 5 8 4 . 30 . 2 52mQmQ cMPND ?? ? ? ? 選電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)靜功率： 1 3 8 8 4 . 4 3 5 8 . 9 9 91 0 0 0 1 0 0 0 0 . 9 6 0 1jcJ PVP K Wm? ?? ? ?? ? ? 9 （ 14） 式中： )( mj PP ??—— 滿(mǎn)載時(shí)靜阻力； ?= —— 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率： 1m? —— 驅(qū)動(dòng)電機(jī)臺(tái)數(shù)： 1. 15 8. 99 9 10 .3 5djN K N K W? ? ? ? 式中： d—— 電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，由 [起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ][1]表 76 得， =,由大連伯頓系列電機(jī)選用電動(dòng)機(jī)YZR160L8,Ne=16kW,n1=705/min,電機(jī)質(zhì)量 dG ?172kg。 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 按照等效功率法，求 25%Jc? 時(shí)所需要的等效功率： 25 0 .5 1 .1 4 .9 2 .7xjN K rN KW? ? ? ? ? 式中： K 25—— 工作級(jí)別系數(shù)，查 [起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ][1]表 64 ，中級(jí) K 25=； R—— 由 [起重運(yùn)輸機(jī)械 ][2]表 65，取 qt/ g= 由 [起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)械 ][1] 圖 66 查 R=； 由以上計(jì)算結(jié)果， xN＜ e，故初選電動(dòng)機(jī)能滿(mǎn)足發(fā)熱條件。 10 選擇減速器 車(chē)輪轉(zhuǎn)速： / / m inccN V r???（ cV為 小 車(chē) 運(yùn) 行 速 度） 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比： 0 / 705 / m N? ? ?查泰隆 ZQ系列軟齒面減速器表；選用 ZQ500減速器 ,i39。0=,[N]中級(jí) =。 驗(yàn)算運(yùn)行速度 實(shí)際運(yùn)行速度： 39。00 35 31 .6 / 31 .5 35 .1 / m incV C V i i m? ? ? 誤差 : ε =（ VcV’ c） /Vc =（ ） 100%=10%,故合適 起動(dòng)時(shí)間： ???????? ???? ?239。0 c2121 )()()( i DGQGDmCMmMnt xcjqq 式中： N1=930r/min ， m=1 —— 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；