【文章內容簡介】 機 是 用 一個 自行式電動葫蘆代替 通用 橋式起重機的起重小車 來實現貨物的起升與平移的 。與通用橋式起重機相比， 其運行 速度較慢、 起重量小、工作級別不高，但比較容 易 與標準件 配套使用 、 能耗不高 、 用料量低，對高架軌 的壓力較小， 經濟性 好 ，使用方便 。 梁式起重機堆垛起重機橋式起重機橋 式 類 型 起 重 機通用橋式起重機和堆垛起重機冶 金 專 用 起 重 機加料起重機料箱起重機鑄造起重機脫錠起重機夾鉗起重機揭蓋起重機料耙起重機鍛造起重機淬火起重機龍門橋式起重機和裝卸橋龍門起重機裝 卸 橋集裝箱裝卸橋通用龍門起重機集裝箱龍門起重機造船龍門起重機電站龍門起重機抓斗裝卸橋橋式纜索起重機纜索起重機纜索起重機 圖 橋式起重機的 分類 小車 橋式起重機小車 又稱行車 （圖 ） ，它的整體支承裝置是由鋼板焊接而成的小車架，為其提供動力的是小車運行機構，而負責升降貨物的機構則是卷筒起升機構。除此之外，為了維持小車運行的平穩(wěn)性和避免發(fā)生沖擊還需設置一些安全裝置。 在設計過程中， 起升 機構和運行機構 是 分開設計選擇 獨立 部件組 成 的 。 在動力傳遞方案設定中，將軸與軸間傳遞的不精確因素 用齒輪聯(lián) 軸器來進行補償，這 在很大程度上彌補 了軸線的偏移， 修正 了安裝過程中的一些不確定性誤差。這樣的設計方案，使得機構的拆裝與維修便利性 得到了很大的改善。此外對于部件的選擇，盡量 選用標準件或行業(yè)成品 ，這樣不僅可以節(jié)省大量的資金成本，也反而會提高設備部件的互換性，使產品在市場更具性價比。 5 起升機構 “ 起升機構由電動機、傳動裝置、卷筒、制動器、滑輪組及吊鉤裝置等組成。由于這些零件結構和組合方式的差異性 ，因此 有很多種結構形式，但不管哪種形式，均應考慮到改善零部件受力情況，減少外形尺寸及自重，工作平穩(wěn)， 安全可靠， 拆裝維修方便等因素。 [19]” 由于本設計主要考慮的是運行機構，而且起升機構也有同組成員專門設計，故此不做詳細闡述。 圖 吊鉤 橋式起重機 小車架 小車架要承受全部 的 起 升重量以及小車的 自重， 因此必須要保證它 的強度和剛度 滿足要求 ， 再次基礎之上還應盡力減輕自重 以 控制 輪壓 以及主梁的 受載?，F代 工業(yè)的進步使得起重機 小車架 大多采用 焊接結構 完成 ， 用料主要考慮鋼板或角鋼 。 由于小車的受力大多分布在車輪行走軌道兩側 ，小車架 的結構也因此而用沿著軌道上方的縱梁和搭在兩縱梁之間的橫梁構成一個剛性的整體 ，縱梁的兩端 與中間段的結構不同，要為安裝車輪的角形軸承箱留出直角懸架 。 其余空缺面積都用鋼板焊接平整， 為簡化車架的加工， 焊接裝配電機、減速器等的 墊板 時應當盡量控制在同一平面 。 小車運行機構 橋 式起重機小車運行機構由減速器、電動機、 主從動 車輪 組 、聯(lián)軸器、傳動軸 等 組成。 根據設計參數要求以及設計的設備工作環(huán)境要求計算選擇適當的部件，要充分考慮到彼此之間的裝配關系，避免相互干涉。 機構中各軸的支承均選用用滾動軸承， 卷筒和車輪安裝在轉軸 或心軸上。因為起重小車是后輪驅動設備，從動車輪不需要承擔轉矩安裝在心軸上， 而主動車輪 有動力輸入則 安裝在 轉軸上，輪軸與減速器輸出軸端用 齒式聯(lián)軸器連接。因為車輪組是焊裝在小車架上的，所以卸下聯(lián)軸器后車輪就可以單獨拿下。 由于小車架總體尺寸有限，因此在機構布置時可用空間也很有限，為使得結構緊湊可以 將制動輪與齒輪聯(lián)軸器做成一個部件 ，這樣不僅有利于拆裝而且也大大節(jié)省了用料 （圖 中 5）。 6 圖 橋式起重機小車構造圖 1墊板； 2從動車輪組； 3主動車輪組； 4減速器； 6起升及運行機構 安全裝置 起重小車除有 運行機構、 起升 機構和小車架外，還要配備安全保護裝置。安全裝置主要有重量限制器、 限位開關、欄桿、排障板、 撞尺及 緩沖器等。 欄桿的 作用 就 是 在小車安裝和維修過程中保障 人員 。 一般與小車架的非軌道側用焊接或螺栓連接的方式進行固定 ，為了不阻礙維修人員的上下進出在沿軌道側一般不設欄桿 。 對于欄桿的 材料 選擇，業(yè)內普遍選用的是 角鋼 （ L50） 或鋼管 ，而且為了保證其功能規(guī)定 高度不低于 。 “ 其作用是 限制吊鉤和小車架 的 極限位置。 為了讓吊鉤不會與小車架相碰， 在起升機構 卷筒旁邊設置 墜重式限位開關 （圖 ）。“ 當吊鉤組上升到最高 點 ， 吊鉤組上的擋板 便 將墜重 抬起，使鋼 絲 繩松弛，繼而帶動 杠桿 在另一端重塊作用下轉動 30186。左右 ， 斷開 開關盒內的電路觸點，起升機構電動機斷電停止工作，吊鉤組只能 下降。圖 示意的是 將墜重固定在 連桿上，吊鉤組上升到極限 點 撞上連桿使其繞固定鉸 點 擺動 抬起固定 在 其上的 墜重，帶動 開關動作，電動機斷電 停機 。 相比較而言上述兩種方案中后一種布置方式使限位開關在小車架 上的位置選擇 性 更 為 靈活 。 [19]” 7 圖 杠桿式限位開關 、排障板與擋鐵 為了防止限位開關失靈，在大車橋架軌道的兩個極端位置，裝有彈簧式緩沖器和擋鐵，用此來阻止小車前進和吸收撞擊時小車的動能。緩沖器安在小車架上（圖 b）其構造圖如圖 。當小車運行速度不高時，也可以用木塊和橡膠塊進行緩沖。 擋鐵 裝在橋架主梁的兩端， 也有將緩沖器和擋鐵的位置 對調安裝的 。 排障板 設在 小車架端梁兩端的車輪外 側，用于清除 軌道上的障礙物，以 確保 小車 安全穩(wěn)定的 運行。 圖 彈簧式緩沖器 本次畢業(yè)設計中的內容 主要參數 這次設計的起重機為 5T 橋式起重機，安裝于普通 工程廠房內，用于 車間大型零件和重型器械的搬運和調用 。 基本數據為橋機跨度： ； 額定起重量： 5T； 起升高度： 14m； 8 起升速度： 10m/min； 小 車運行速度 : 50m/min； 大 車運行速度： 60m/min。 整機工作級別： A5。 機構工作級別： M6。 結構特點 設計 選用 雙梁單小車結構， 小車上設有 一個吊鉤起升機構 用于 吊運 5t 以下物品 。 組 采用單點分別潤滑， 減速器立式安裝，帶油泵潤滑。 車架 由主梁、端梁、欄桿等組成， 均用鋼板焊接而成 。 9 第三 章 小車運行機構 及小車架 小車運行機構 設計 分析 “ 小車運行機構 [7]” 是通用橋式起重機小車的三大組成機構之一，也是起重小車的動力源泉 。 它的工作形式就是驅動起重小車在主梁橋架上做橫向移動，帶動抓取貨物的取物裝置到達指定位置 。 運行機構 的主要結構就是從動力源電動機一直到輸出原件主動車輪的一整條傳動鏈，為了滿足剛度強度要求所有零部件都采用金屬機械制造而成 。 它 的 組成 結構 可以 如圖 所示 分類 。 圖 小車運行機構結構圖 根據主梁橋架的不同在其上設置的小車結構也有所差異，因而派生出單雙梁兩種小車形式 。 本 設計所采用的方式就是雙梁形式的單小車吊鉤橋式起重機 。 為了縮減設計周期提高工作效率，在設計計算 中可以參考 使用同類 型 產品的設計計算套路，結合自身的設計參數要求進行相應的 變動改良設計，這樣技能減少設計工作量而且大大降低設計成本 。 確定 傳動方案 運行機構的布置方法主要分為集中布置和分開布置兩種，大車運行機構承擔的載荷較重而且整體穩(wěn)定性要求也比較高大多采用分開布置方案，而對于小車運行機構而言其結構相對集中車輪間的轉矩差不是很大，為了力矩傳遞的高效性大多選用 集中驅動 方案。集中驅動需要選用傳動軸來將減速器的轉矩直接傳遞到主動車輪組，為了安裝方便 電動機通常設置在小車架上方，這就需要選用立式安裝的減速器來上下傳遞力矩 。 為了簡化整 體的設計步驟減輕任務盡量選擇標準件和行業(yè)成品進行組裝，這樣既節(jié)約了成本又為后續(xù)使用提高了便利性 。 整個運行機構的核心部件就是立式減速器，不僅僅是因為它的重量較重更是因為在整條傳動鏈中的核心地位 ， 根據減速器的位置設置 于小車輪單側、車架中間以及與電動機傳動軸整合安裝 傳動方案可 大致 分 為下述 三種形式 。 （ 1） 減速器 位于 單邊車輪一 邊 圖 所示的是立式 減速器 布置在靠近某一側車輪的 方案 。 這樣的方案是的減速器正好處在某一側主梁上方，有利于小車的拆裝和維修，直接從主梁上行走就可以。至于它的缺點就是離減速器較遠的一 10 側車輪需要用較粗的傳動軸來傳遞轉矩，而且由于兩側車輪離減速器距離不等，接受的力矩有一定的偏差會在行走過程中產生一些波動影響穩(wěn)定性 。 實物圖見圖 。 圖 減速器位于單邊車輪一邊 的傳動方案 圖 實物圖 （ 2） 減速器 位于 小車架（ 兩車輪 ） 中間 圖 所示 的是減速器布 置在 車架中 間的傳動方案 。 這種傳動方案 避免了兩側車輪 離減速器不等距而產生的力矩差的問題保證了兩側車輪均用接受力矩安裝也比較方便，允許有一定的安裝偏差，但由于兩側都相距一定距離使得機構中要多添加傳動軸和聯(lián)軸器來傳遞力矩 ， 這樣整體機構就會變得有些笨重，同時也提高了制造成本 。 實體三維模型見圖 。 11 圖 減速器在中間的小車運行機構簡圖 圖 實體三維模型 （ 3） “ 三合一 ” 驅動 為了實現機構的高效性可以將 傳動裝置、 驅動 裝置 、 制動 裝置 整合成一個整體 ，這種 新型的整合結構 已經 在行業(yè)內有了很好的發(fā)展并且也開始進行 推廣使用 。 因為三個獨立部件合為一體使其整體結構變得緊湊，以上的一切優(yōu)化設計都在其性能上得到了很好的體現，方便高效、體輕穩(wěn)定，但這一切的高性能都要以其高昂的造價為前提 。 因此，為了節(jié)約成本，本設計并未選擇此設計方案。 橋式起重機小車架分析 小車架的形式 “ 小車架是 起重小車運行機構和起升機構的裝配基礎，是整個小車的基座骨架 。 因此在選擇鋼板或成型鋼材焊接時必須要嚴格考慮到它的剛度強度要求 ， 而且要在保證性能的基礎上輕量化、便利化 。 根據不同時期的生產力發(fā)展水平 小車架的 制造 型式 大致經歷了三大階段，即為鑄造、鉚接和焊接 。每次的發(fā)展與變換都比前者要優(yōu)化很多，具體介紹如下： 型 12 鑄造的小車架將軸承座和減速器的箱殼都鑄成一體。 它的整體比較堅固耐沖擊，而且由于一次成型使得其上孔與墊塊的位置定位精準不易發(fā)生偏差 。 但是由于使用鑄造形式，車架整體會顯得比較笨重這不僅僅體現在其重量上，在工藝上安排得也比較繁瑣，現在已經基本淘汰。 型 鉚接 技術發(fā)展起來以后被迅速應用到了小車架的設計中來，這不僅大大減輕了小車架的重量而且在用料上也相對節(jié)省了很多，因而本大量使用以取代鑄造型的小車架。 （ 3） 焊接 型 最近十幾年焊接技術得到了很好的發(fā)展，這也為小車架的生產提供一個新的轉變方式， 焊接的 小 車架由 成 型鋼和鋼板焊接而成 ，其中槽鋼、角鋼和工字鋼應用得 比較廣泛 ，為了節(jié)約成本在成型鋼可以滿足條件前提下盡量選用成型鋼 。 根據起重機其重量的不同在焊接材料的選擇上也有很大的差異，起重量相對較小的的可以直接全部用 成型鋼完成，而對于有一定起重量的起重機而言則可以適當選用一些成型鋼配合使用，起重量很大的起重機就必須全部用鋼板來配合完成，在應力和扭矩較大的地方多設置一些筋板對整體的強度更有利 。 近年來，為了減少焊接工作量，在車架中采用一部分鋼板沖壓成型的構件來替代焊接構件，使車架的重量減輕，制造更方便。 制造小車架所用的型鋼和鋼板一般都用 Q235 鋼。 在設計過程中不能為了 降低車架重量以為選用高強度鋼材，那樣會對小車架的剛度產生很大的影響最后直接導致整體工作性能大打折扣 [13]” 小車架的結構 小車架的 形式一般分為兩根縱梁加兩跟橫梁和兩根縱梁加多根橫梁兩種形式 ，如圖 和圖 示。 兩根縱梁沿著軌道方向鋪設兩端要為主從動車輪組的角軸承箱的焊接留有空間，在與之垂直方向則用橫梁連接形成小車架的主要受力剛架。 在 車架上的所有空缺部分都用鋼板拼接焊平整，但要注意在需要留孔和槽的地方留出充足的空間用以穿鋼絲繩 。 為便于機構的安裝，車架臺面上要焊接 電動機、減速器、制動器和軸承座的 所有 墊板或墊座。 同時為了簡化墊板加工以及焊接的方便 盡可能把這些墊板的加工面布置在同一平面 內 。 如果需要局部加強可以在小車架臺面板的下面焊上一些將強勁 。 13 圖 連根橫梁小車架平面布置圖 圖 三根橫梁的小車架平面布置圖 在小車架縱梁兩端 彎曲下蓋板上要焊接墊塊以安裝主從動車輪組的角形軸承箱，因此要選用厚度合適的鋼板才能承擔力矩 。 “ 墊板的四面都要加工，側面的寬度