【正文】 動車輪；另一類為分別驅(qū)動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅(qū)動。 橋架的金屬結構由主梁和端梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類，特殊型式也有四梁的。橋架主梁的結構類型較多比較典型的有箱形結構、四桁架結構和空腹桁架結構。設計中，在滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的前提下，盡可能節(jié)省材料，采用大截面，薄鋼板，以減少起重機自身重量。目前世界工程起重機年銷售額已達75億美元左右。設計過程中，主要需要設計起升機構、運行機構以及雙梁橋架，計算過程能將我們所學的知識最大限度的貫穿起來，使我們學以致用。如圖1—1所示，=80t，由文獻[1]表511查取滑輪組倍率=5，因而承載繩分支數(shù)為 Z=2=10?；?28； 卷筒最小卷繞直徑=d=2534=850mm； 滑輪最小卷繞直徑=d=2834=952mm。 —卷槽計算直徑，=D+d=1250+32=1284mm t— 卷筒槽距，由鋼絲繩直徑選出，t=38mm。由文獻[3]表5113選用電動機型號為YZR400L210，=177KW，=591r/min，電機質(zhì)量2950kg，飛輪轉(zhuǎn)矩GD178。起升機構減速器按靜功率選取，根據(jù)=220kW，=，=，工作級別為M8，由文獻[3]表31012選定減速器為QJSD80040IVPW，減速器許用功率[]=249KW,，質(zhì)量=6400kg，入軸直徑=95mm，軸端長=170mm（錐形）[]為[]==177kW實際起升速度==實際起升靜功率==?！陆禃r總機械效率，通常取η39。 由文獻[3]表3128選取帶制動輪的聯(lián)軸器，最大允許轉(zhuǎn)矩[]，飛輪矩，最大質(zhì)量。[]= m/s178。由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中,已確定浮動軸端直徑d=110㎜.因此扭轉(zhuǎn)應力為: 許用扭轉(zhuǎn)應力: 軸材料用45鋼, ，彎曲： ；扭轉(zhuǎn)：—考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應力集中系數(shù)。故合適.浮動軸的構造如圖1—2所示,中間軸徑。卷筒長度：=,取L=2000mm卷筒壁厚δ=+(6~10)=[+(6~10)]mm=19~23mm，取δ=22mm，應進行卷筒壁的壓力計算，選用灰鑄鐵HT200，最小抗拉強度，需用壓應力，抗壓強度足夠。由文獻[3]表5113選用電動機型號為YZR35510，=132KW，=591r/min，飛輪轉(zhuǎn)矩GD178。 選用減速器減速器總傳動比： =，起升機構減速器按靜功率選取，根據(jù)=，=590r/min，=，工作級別為M8，查文獻[3]表3105選定減速器為QJRD500l6IVPW，減速器許用功率[]=155KW。 驗算電動機發(fā)熱條件按照等效功率法，求JC=60%（工作級別為M8）時所需的等效功率： 式中， —工作級別系數(shù)，=； —系數(shù)，根據(jù)機構平均起動時間與平均工作時間的比值（）查得?！枝恰? ===根據(jù)= 查文獻[3]表3717，選用YWZ5630/201制動器，其制動轉(zhuǎn)矩 ，制動輪直徑，制動器質(zhì)量 選擇聯(lián)軸器根據(jù)電動機和減速器以及浮動軸的軸伸尺寸及形狀選連軸器，使聯(lián)軸器的許用應力矩[M]計算的所需力矩M,則滿足要求。 驗算起動時間起動時間： 式中：=+35+35=靜阻力矩：==電動機啟動力矩：===平均起動加速度：=電動機啟動時間合適。—與零件幾何形狀有關,對于零件表面有急劇過度和開鍵槽及緊配合區(qū)段, =~；—與零件表面加工光潔度有關,，此處取K==—考慮材料對應力循環(huán)不對稱的敏感系數(shù),對碳鋼,低合金剛，取=.—安全系數(shù),=.因此故通過。強度驗算：按車輪與軌道為線接觸及點接觸兩種情況驗算車輪接觸強度車輪踏面疲勞計算載荷：車輪材料取 ZG35CrMnSi，線接觸局部擠壓強度式中，—許用線接觸應力常數(shù)，由文獻[1]表9111，= l—車輪與軌道有效接觸強度，對于QU100，l=b=100mm —轉(zhuǎn)速系數(shù)，車輪轉(zhuǎn)速，由文獻[1]表918，= —工作級別系數(shù)，查文獻[1]表9110，M8級時= ，通過。初選電動機功率： kw式中， —電動機功率增大系數(shù)，由文獻[1]表934查得=。 選擇減速器車輪轉(zhuǎn)速： 機構傳動比： 查文獻[5]附表37選用ZSC600Ⅲ減速器：；kw，質(zhì)量273kg，可見,故初選電動機發(fā)熱條件通過。 驗算起動時間起動時間：式中：m=1(驅(qū)動電機臺數(shù)) 當滿載時運行靜阻力矩： 當無載時運行靜阻力矩： 初步估算制動輪和聯(lián)軸器的飛輪矩： 機構總飛輪矩： 滿載起動時間： =無載起動時間： =由文獻[1]表934查得，當=3060m/min時，起動時間推薦值為5~6sec，故所選電動機滿足機構快速起動要求。 選擇制動器小車運行機構的制動時間，取=3sec，因此所需的制動力矩： 由文獻[5]附表15選用制動器YWZ5200/23，額定制動力矩，考慮到所取制動時間=3s與起動實際=，并驗算了起動不打滑條件，故略去制動不打滑條件的驗算。 —安全系數(shù)， 因此故疲勞驗算通過。 所以 緩沖能量 最大緩沖力 橡膠緩沖器的主要尺寸 橡膠斷面積A式中， —橡膠的許用應力，采用中等硬度，中等強度的橡膠，彈性模數(shù)； n—緩沖器個數(shù)，取n=4 選用圓形斷面，則其直徑D為 ，參考有關標準，取D=140mm橡膠緩沖器的長度L ，取L=140mm 由文獻[5]附表51選取型號 HX250的橡膠緩沖器 緩沖器的額定緩沖行程,額定緩沖容量和極限緩沖力F： 實際的緩沖行程，最大緩沖力和最大減速度 第4章 大車運行機構計算采用分別傳動的方案如圖4—1圖4—1 大車運行機構簡圖 選擇車輪與軌道，并驗算其強度計算大車的最大輪壓和最小輪壓：滿載時的最大輪壓： 空載時最小輪壓： 式中: —為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離車輪踏面疲勞計算載荷:車輪材料，采用，選擇車輪直徑，由文獻[3]表3811查的軌道型號為按車輪與軌道為點接觸和線接觸兩種情況來驗算車輪的接觸強度點接觸局部擠壓強度計算：式中， k2—許用點接觸應力常數(shù)（N/mm2），由文獻[1]表9111，取k2=； R—曲率半徑，由車輪和軌道兩者曲率半徑中取最大值，取Qu120軌道的曲率半徑為R=500mm； m—由軌頂和車輪的曲率半徑之比（r/R）所確定的系數(shù)，由文獻[1]表9112查得m=； c1—轉(zhuǎn)速系數(shù)，由文獻[1]表918，車輪轉(zhuǎn)速：時，c1=； c2—工作級別系數(shù)，由文獻[1]表9110查得，當M8級時，c2=，故驗算通過線接觸局部擠壓強度驗算：式中，k1—許用線接觸應力常數(shù)（N/mm2）,由文獻[1]表9111查得，k1=；l—車輪與軌道的有效接觸長度，QU120軌道的l=120mm Dc—車輪直徑（mm）。查文獻[5]附表33得減速器高速軸端為圓錐形，,故在靠電機端選兩個帶制動輪的聯(lián)軸器（靠電動機一側為圓錐形孔，浮動軸端）（文獻[5]附表45）；，質(zhì)量；在靠近減速器端，選用兩個聯(lián)軸器（文獻[5]附表45），在靠近減速器端為圓錐形，浮動軸端直徑為。 緩沖器的選擇 式中， —帶載起重機的重量 —碰撞時的瞬時速度， —重力加速度取10m/s2 緩沖行程內(nèi)由運行阻力和制動力消耗的功 式中，—運行阻力，其最小值為 —最小摩擦阻力系數(shù) —制動器的制動力矩換算到車輪踏面上的力，亦可按最大制動減速度計算 P制= —緩沖行程取因此， 緩沖器的緩沖容量 一個緩沖器要吸收的能量也就是緩沖器應該具有的緩沖容量為： 式中， —緩沖器的個數(shù) 取由文獻[5]附表50選擇彈簧緩沖器 86 80∕30T 28m 通用橋式起重機設計第二部分 結構設計計算第5章 總體方案設計 材料選擇及許用應力 根據(jù)總體結構采用箱形梁，主要采用板材及型材。主梁端部變截面長度：，取高度：，取考慮到大車輪的安裝，端梁內(nèi)寬：，總寬：，翼緣板：，腹板：。上翼緣板靜矩： X軸以上截面靜矩： 端梁：形心： 端梁截面性質(zhì)計算如圖6—3所示： 圖6—3 端梁截面性質(zhì)計算圖慣性矩： 端梁上翼緣板靜矩： 端梁中軸以上截面靜矩： 第7章 載荷:（1）起升沖擊系數(shù)：，在此取。：因為端梁之間采用螺栓連接，端梁只起連接作用，不受彎矩的影響，故不需要考慮偏斜側向力對整個結構的影響，為計算方便，現(xiàn)做如下假定：，故只傳剪力不傳扭矩；，可認為主梁剛度無限大，因而端梁的端頭是剛性嵌固，不能轉(zhuǎn)動；（大車）總輪壓時，可認為端梁總長為實際端梁長與兩個端梁連接處的主梁寬之和，并作為一個整體計算；。在計算垂直載荷時按簡支梁計算，在計算水平載荷時按剛結構鉸點形式計算，在計算內(nèi)力時對比較小的內(nèi)力和影響小的內(nèi)力可以忽略不計，但整個結構的分析要做到正確、嚴謹、簡明和清楚。主梁上翼緣的靜矩為：主腹板上邊的切應力：點①的折算應力為：(2)點②的應力：(3)點③的應力為：(4)主梁跨端的切應力為：主梁跨端截面變小，為便于主、端梁的連接和車輪安裝，取腹板高度等于端梁高度，跨端主要受剪切應力，故只需計算切應力大小。橋架工作級別為，應按載荷組合Ⅰ計算主梁跨中的最大彎矩截面的疲勞強度，由于水平慣性載荷產(chǎn)生的應力很小，為了計算簡明而忽略慣性應力。根據(jù)及Q235，橫隔板采用雙面連續(xù)貼角焊縫連接，板底與受拉翼緣間隙為50mm，應力集中等級為，查文獻[6]表415得。需設置一條縱向加勁肋，不再驗算。副腹板上區(qū)格Ⅰ只承受及的作用，區(qū)格兩邊的正應力為： 切應力為：區(qū)格Ⅰ的歐拉應力為：（屬于不均勻壓縮板）板的屈曲系數(shù)為：需要修正，則：板的屈曲系數(shù)為：需要修正，則：復合應力為：，區(qū)格Ⅰ的臨界復合應力為：3).加勁肋的確定。 主、副腹板采用相同的縱向加勁肋。端梁計算工況取滿載小車位于主梁跨端，大小車同時運行起、制動及橋架偏斜:端梁按修改的剛架尺寸計算：，主梁軸線與主腹板中線距離為：主梁最大支承力為： 因作用點的變動引起的附加力矩為：端梁自重載荷為：端梁在垂直載荷作用下按簡支梁計算，如圖9—1所示：圖9—1 垂直載荷下端梁的計算端梁支反力為：截面11的彎矩為： 剪力截面22的彎矩為：剪力為：截面33的彎矩為：剪力為：截面44（沿著豎定位板的表面）的彎矩為：剪力為：端梁的水平載荷有，等，亦按簡支梁計算，（如圖9—2所示）：截面11因作用點外移引起的附加水平力矩為：彎矩為：支反力為：剪切力為：軸力為：=++ =+圖9—2 水平載荷下端梁的計算截面22在，及水平力作用下，端梁的水平反力為：水平剪切力為：彎矩為：截面33水平剪切力為：其它內(nèi)力小，不計算。上翼緣板切應力為：端梁支承處的翼緣焊縫截面計算厚度比腹板厚度大，故焊縫不需驗算。翼緣板拉伸疲勞許用應力為： (合格)故切應力很小，忽略不計。同一截面中各板的螺栓孔對和軸的慣性矩為： 端梁拼接處凈截面慣性矩為： 全部板材的螺栓孔截面積為：拼接處凈截面面積為：端梁拼接處強度為：（合格）顯然，垂直載荷產(chǎn)生的應力是主要的?？稍谥髁憾瞬績?nèi)側主、端梁的上、下翼緣處焊上三角板，以增強連接的水平剛度，承受水平內(nèi)力，連接構造示于表圖10—1 圖10—1 主梁與端梁的連接主梁最大支承力為連接板需要的焊縫長度為==實際（足夠）主、端梁的連接焊縫足夠承受連接的水平彎矩和剪切力，不再計算第11章 橋架拱度計算橋架跨度中央的標準拱度值（A8）為：考慮制造因素，實取，跨度中央兩邊按拋物曲線設置拱度，如圖11—1所示：距跨中的點距跨中的點距跨中的點至此，橋架結構設計全部合格。經(jīng)過老師的指導使我明白了在高工作級別（、）的起重機設計中，要以疲勞強度驗算為主，這就為以后工作、科研積累了寶貴的經(jīng)驗。由于本人學識水平和設計經(jīng)驗的缺乏，在設計的開始階段，遇到了很多棘手的問題，在后來的設計繪圖過程中，又暴露出很多實際的畫圖問題，在楊老師及時耐心有效的指導下，才使我能夠順利、如期的完成畢業(yè)