【正文】 度： 26m 副鉤起升高度： 32m 大車(chē)運(yùn)行速度： 20m/min 小車(chē)運(yùn)行速度： 2m/min 本次設(shè)計(jì)的橋上起重機(jī)的用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 本橋式起重機(jī)為雙梁?jiǎn)涡≤?chē)結(jié)構(gòu)式，單小車(chē)上設(shè)有主、副鉤起升機(jī)構(gòu)，主、副鉤可單獨(dú)起吊 ，又可以相互配合使用。 3）緩沖器與擋鐵：用于阻止小車(chē)越軌和減少?zèng)_擊，吸收小車(chē)與擋鐵相撞時(shí)的動(dòng)能 。起升機(jī)構(gòu)中應(yīng)用到的另一種限位開(kāi)關(guān)為螺旋式限位開(kāi)關(guān)，它安裝在卷同軸的一端，利用絲杠和螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制電路的觸動(dòng)閉合，而絲杠的傳動(dòng)與卷筒的旋轉(zhuǎn)保持一定的聯(lián)系，因此，限位開(kāi)關(guān)就通過(guò)卷筒的旋轉(zhuǎn)間接地控制 了吊鉤組上升的極限位置。墜重上裝有一個(gè)套環(huán)，此套環(huán)在起重鋼絲繩的一個(gè)分支外面，并不妨礙鋼絲繩上下移動(dòng)。其具體要求分述如下： 1）欄桿和排障板：欄桿用于保護(hù)維護(hù)人員的操作安全。 6）過(guò)去都采用短行程或長(zhǎng)行程交流電磁鐵 、 彈簧上閘的瓦塊式制動(dòng)器，而重墜上 閘的長(zhǎng)行程電磁鐵制動(dòng)器已經(jīng)很少使用。 4）起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用減速器式傳動(dòng)裝置，僅在起重量較大 、 傳動(dòng)比高時(shí)，低速級(jí)才采用一級(jí)開(kāi)式齒輪，而高速級(jí)仍采用減速器傳動(dòng) 。 橋式起重機(jī)的小車(chē)（圖 ）主要具有下列特征： 1）起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)由獨(dú)立的部件構(gòu)成。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 65 頁(yè) 圖 橋式起重機(jī)的大致分類(lèi) 橋式起重機(jī)的組成特點(diǎn) 取物裝置 懸掛在可沿橋架運(yùn)行的起重小車(chē)或運(yùn)行式葫蘆上的起重機(jī)，稱(chēng)為“橋架式起重機(jī)”。與鋼軌接觸的運(yùn)行車(chē)輪要采用不易產(chǎn)生摩擦火花的材料制成，以防止起重機(jī)使用過(guò)程中產(chǎn)生火花引起爆炸或燃燒事故。這種機(jī)型用于吊運(yùn)與裝卸長(zhǎng)形物件。主要用于散貨 、 廢舊鋼鐵 、 木材等的裝卸 、 吊運(yùn)作業(yè)。一下類(lèi)型的起重機(jī)都屬于通用橋式起重機(jī)。此外，個(gè)機(jī)構(gòu)采用的電動(dòng)機(jī)都向高轉(zhuǎn)速發(fā)展，從而減小電機(jī)座號(hào)，減輕重量與減小外形尺寸 ，并可配用制動(dòng)力矩小的制動(dòng)器。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，減輕自重和外形美觀。主梁與端梁相接以及起重小車(chē)的布置有多種形式，可適合不同建筑物和不同起重高度的要求。 例如生產(chǎn)工程機(jī)械的美國(guó)卡特皮勒公司金屬結(jié)構(gòu)廠一條以橋式起重機(jī)為主的物料最大搬運(yùn)系統(tǒng)，用于鋼板的噴丸處理、切割和入庫(kù)的 自動(dòng)裝卸和搬運(yùn)作業(yè)，比原來(lái)使用單機(jī)操作的工作效率提高了 65%。吊具自動(dòng)防搖系統(tǒng)能在運(yùn)行速度 200m/min、加速度 ，起重機(jī)可通過(guò)磁場(chǎng)變換器或激光達(dá)到高精度定位。 自動(dòng)化和子能化 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)。有手動(dòng)、自動(dòng)多種形式，還能組成懸掛系統(tǒng)、單梁懸掛起重機(jī)、雙梁懸掛起重機(jī)、懸臂起重機(jī)、輕型門(mén)式起重機(jī)及手動(dòng)堆垛起重機(jī)，甚至能組成大型物料搬運(yùn)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)新型起重機(jī)，只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合。 中國(guó)的起重機(jī)械從 50 年代初建立至今，也形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模 、 具備了一定的技術(shù)水平 、 也基本形成了比較完整的設(shè)計(jì) 、 生產(chǎn) 、 銷(xiāo)售體系，能基本滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)該設(shè)備的需求，目前國(guó)家繼續(xù)實(shí)施的財(cái)政政策 ，拉動(dòng)著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速展，而起重設(shè)備作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)備廣泛用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各行各業(yè)，如冶金 、 煤炭 、 化工 、 電力 、 交通 、 和制造等行業(yè)，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展。如各種冶金用的起重機(jī)，建筑用的起重機(jī)和港口起重機(jī)等。但在這種情況下，所采用的傳動(dòng)裝置和滑輪組不僅如上面分析的那樣能提高起重量，而且也將很高的的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)閷?shí)際需要的卷筒轉(zhuǎn)速，從而得到合理的物品升降速度。繩索端固定在卷筒上，另一端由卷筒繞下，依次經(jīng)過(guò)動(dòng)滑輪和定滑輪，最后固定在機(jī)架上，被起升的重物 Q 由四根繩索分支所承擔(dān)，并隨滑輪一起升降。 但手柄作用力 P 受到人體力限制，一般不超過(guò) 30 公斤 ； R 受到手臂長(zhǎng)度限制，一般約為300~400 毫米。 起重機(jī)的工作原理 起重機(jī) 械的主要任務(wù)是起重，而直接承擔(dān)起重任務(wù)的是起升機(jī)構(gòu)，其他機(jī)械都是為了擴(kuò)大起重機(jī)的使用范圍。它的出現(xiàn)改變了人類(lèi)幾千年來(lái)以手工來(lái)搬運(yùn)重物的狀況，現(xiàn)在幾個(gè)按鈕就能完成以前做不到或者很難做到的搬運(yùn)工作，人得到了休息，效率也提高了。 起重機(jī)是用來(lái)對(duì)物料作起重 、 運(yùn)輸 、 裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備。經(jīng)常起動(dòng) 、 制動(dòng)，正反向運(yùn)動(dòng)時(shí)起重機(jī)的基本特點(diǎn)。 在全部工作過(guò)程中，如不計(jì)摩擦力，則載荷力矩 M 驅(qū) =P R 所 平衡， 即 M 載 =M 驅(qū) 或 Q D2 =P R 故 Q= 2 P RD 從上式可以看出，欲增加起重量 Q 必須加大 P 和 R，或減小 D。例如在起物端安裝一個(gè)定滑輪和二個(gè)動(dòng)滑輪的滑輪組。 （ 3）目前除少數(shù)的幾種起重機(jī)中仍保留人力驅(qū)動(dòng)外，大多數(shù)起重機(jī)都采用能發(fā)出較大力矩的電動(dòng)機(jī)來(lái)代替手柄，以增加驅(qū)動(dòng)力矩 M 驅(qū) ，于是起重量又可以獲得進(jìn)一步的提高。比如橋式起重機(jī)和汽車(chē)起重機(jī)等 （ 3）特種起重機(jī)械：只適合于某些專(zhuān)業(yè)性的作業(yè)，其構(gòu)造往往比上述兩者更為復(fù)雜。設(shè)備的使用也主要集中分布在沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，如廣東 、 福建 、 浙江 、 上海 、 江蘇 、山東 、 遼寧等地。對(duì)起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，只需針對(duì)某幾個(gè)模塊。這種起重機(jī)組合性非常好，操作方便，能 充分利用空間，運(yùn)行成本低。在起重小車(chē)下面安裝有多節(jié)伸縮導(dǎo)管，與飛機(jī)維修平臺(tái)相連，并可作 360o 旋轉(zhuǎn) ，通過(guò)大車(chē)和小車(chē)的位移、導(dǎo)管的升降與旋轉(zhuǎn)可使維修平臺(tái)到達(dá)飛機(jī)的任意位置，進(jìn)行飛機(jī)的維護(hù)和修理，極為快速方便。 例如采用激光裝置查找起吊物的重心位置，在取物裝置上裝有超聲波傳感器引導(dǎo)取物裝置自動(dòng)抓取貨物。目前重點(diǎn)發(fā)展的又工廠生產(chǎn)搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)， 柔性加工制造系統(tǒng)，商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng)， 集裝箱裝卸搬運(yùn)系統(tǒng)， 交通運(yùn)輸和郵電部門(mén)行包貨物的自動(dòng)分揀與搬運(yùn)系統(tǒng)等。起重量為 1—— 63 噸，工作級(jí)別為 A1~A7 整個(gè)系列由工字形和箱形單梁、懸掛箱形單梁、角形小車(chē)箱形單梁和箱形雙梁等多個(gè)品種組合而成。 新型化和實(shí)用化 結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異型鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。液壓推桿盤(pán)式制動(dòng)器應(yīng)用范圍也越來(lái)越大。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 65 頁(yè) 第二章 橋式起重機(jī)的介紹 橋式起重機(jī)的分類(lèi) 通用橋式起重機(jī) 通用 橋式起重機(jī)是指在一般工作環(huán)境中工作的普通用途的橋式起重機(jī)。 （ 3）抓斗橋式起重機(jī) 抓斗式起重機(jī)的裝置為抓斗，以鋼絲繩分別連接 抓斗起升 、 起升機(jī)構(gòu) 、 開(kāi)閉機(jī)構(gòu)。 （ 6）雙小車(chē)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(chē)。但是 所有的整套電南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 65 頁(yè) 氣設(shè)置具有防爆性能。 （ 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(chē)上作起升機(jī)構(gòu) ，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)也多采用電動(dòng)葫蘆零部件作簡(jiǎn)單的構(gòu)造型式，小車(chē)也極為輕巧簡(jiǎn)便，其整體高度小，小車(chē)及橋架自重輕 、 重心低 、 有很廣泛的適應(yīng)性。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 65 頁(yè) 圖 普通橋式起重機(jī) 橋式起重機(jī)小車(chē) 橋式起重機(jī)小車(chē)主要由起升機(jī)構(gòu)、 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車(chē)架三部分組成：另外還有一些安全防護(hù)裝置。為了簡(jiǎn)化 車(chē)架的加工，墊板的加工面應(yīng)盡量布置在同一水平面或垂直面上。減速器也可 單獨(dú)拆裝。 起重小車(chē)除有起升、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車(chē)架外，還必須有必要的安全保護(hù)裝置：如欄桿、排障板、限位開(kāi)關(guān)、撞尺和緩沖器等。限位開(kāi)關(guān)的盒體伸出一個(gè)短軸，軸上固定有帶重塊的杠桿，其另一端用鋼絲繩懸掛一個(gè)重墜保持平衡。但是，這種裝置方式較為笨重。因此，開(kāi)關(guān)要安裝在小車(chē)緩沖器相碰的擋鐵前邊一段距離。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的內(nèi)容 橋式起重機(jī)的主要參數(shù) 這次設(shè)計(jì)的起重機(jī)為 250/50/10t+250/50/10t— 水電站橋式起重機(jī)，安裝于豐滿(mǎn) 水電站擴(kuò)建工程廠房?jī)?nèi)，用于水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備的安裝和檢修工作。起升機(jī)構(gòu)減速器低速軸采用卷筒聯(lián)軸器與卷筒連接。 各機(jī)構(gòu)均采用全封閉自潤(rùn)滑的中硬齒輪減速器，它具有運(yùn)行平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。 小車(chē)架由主梁、端梁、副梁、平臺(tái)、欄桿等組成，便于運(yùn)輸，中間斷開(kāi)，用高強(qiáng)度螺栓連接。 m2) 打滑驗(yàn)算 a、 粘著摩擦系數(shù) μ 0 值對(duì)于室內(nèi)工作起重機(jī) μ 0= μ 0 Pi≥ K0(G a+Wj) 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 共 65 頁(yè) Pi=G gn =315 式中： Pi—— 第 i 個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的輪壓， KN。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁(yè) 共 65 頁(yè) Vk=π D n = 970 =D 車(chē)輪踏面直徑， m； n電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速， r/min； i從動(dòng)車(chē)輪軸到高速軸的傳動(dòng)比。 m 型號(hào) Q/ 傳遞力矩 Ma=1400 樣本 低速聯(lián)軸器應(yīng)能傳遞的扭矩 Mtd≥ 9550 nt Φ 8 Pn i η gnm =9550 970 = N m T2=9550 P2/n2=9550 m， [5]查得 KHα =KFα = K=KA KV KHα KFα = = ⑤ 計(jì)算縱向重合度 ξ β = φ d Z1 tgβ = 19 = ⑥ d1=d1t3 KKt = = ⑦ 計(jì)算模數(shù) m m=d1 cosβZ1 = cos12o19 = (3)按齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算 mn≥ 3 2KT1Yβ cos2β YFA YSA φ dZ12ξ α [σ F] ① 計(jì)算載荷系數(shù) K=KA KV KFα KFα = = 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 39 頁(yè) 共 65 頁(yè) ② 根據(jù)縱向重合度 ξ β =，從圖 [5]查得螺旋角影響系數(shù) Yβ= ③ 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) ZV1= Z1cos3β = 19cos312o = ZV2= Z2cos3β = 140cos312o = ④ 查得齒形系數(shù)由表 [5]查得 YFα 1=, YFα 2= 查取應(yīng)力校正系數(shù)由 [5]查得 YSα 1=, YSα 2= ⑤ 計(jì)算彎曲疲勞應(yīng)力 由表 [5]查得 σ FE1=σ FE2=620Mpa 由圖 [5]查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1= KFN2= ⑥ 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= [σ F]1=KKN1σ FE1S = = [σ F]2=KKN2 σ FE2S = = ⑦ 計(jì)算大小齒輪的 YFα YSα [σF],并加以比較 (YFα 1 YSα 1)/ [σ F]1=（ ） /= (YFα 2 YSα 2)/ [σ F]2=（ ） /= 小齒輪的數(shù)值大 mn≥ 3 2KT1Yβ cos2β YFA YSA φ dZ12ξ α [σ F] = 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得法面模數(shù) mn，與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算得法面模數(shù)相差不大，取標(biāo)準(zhǔn)值 mn=2mm，取分度園直徑 d1=。 m， [5]查得 KHα =KFα = K=KA KV KHα KFα = = ⑤ 計(jì)算縱向重合度 ξ β = φ d Z1 tgβ = 19 = ⑥ d5=d5t3 KKt = = ⑧ 計(jì)算模數(shù) mn mn=d5cosβZ5 = cos12o19 = (3)按齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算 mn≥ 3 2KT3Yβ cos2β YFA YSA φ dZ52ξ α [σ F] ① 計(jì)算載荷系數(shù) K=KA KV KFα KFα = = ② 根據(jù)縱向重合度 ξ β =，從圖 [5]查得螺旋角影響系數(shù) Yβ= ③ 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) ZV5= Z5cos3β = 19cos312o = 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 43 頁(yè) 共 65 頁(yè) ZV6= Z6cos3β = 83cos312o = ④ 查得齒形系數(shù)由表 [5]查得 YFα 5=, YFα 6= 查取應(yīng)力校正系數(shù)由 [5]查得 YSα 5=, YSα 6= ⑤ 計(jì)算彎曲疲勞應(yīng)力 由表 [5]查得 σ FE5=σ FE6=620Mpa 由圖 [5]查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN5= KFN6= ⑥ 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= [σ F]5=KKN5σFE5S = = [σ F]6=KKN6 σ FE6S = =434Mpa ⑦ 計(jì)算大小齒輪的 YFα YSα [σF],并加以比較 (YFα 5 YSα 5)/ [σ F]5=（ ） /= (YFα 6 YSα 6)/ [σ F]6=（ ） /434= 小齒輪的數(shù)值大 mn≥ 3 2KT3Yβ cos2β YFA YSA φ dZ52ξ α