【導(dǎo)讀】要對小車和大車的驅(qū)動系統(tǒng)，起升系統(tǒng)和橋架進行了優(yōu)化設(shè)計。分別采用了分別驅(qū)動方式和集中驅(qū)動方式。各成品部件，并根據(jù)其特性和技術(shù)參數(shù)選擇匹配的小車架。設(shè)計和校核，使其滿足起重量，起升速度的要求，達到初定的工作級別。

　　

【正文】 ? ?qjqq tTTJnt ???? (312) 式中： n — 電動機額定轉(zhuǎn)速； Tq — 電動機平均起動轉(zhuǎn)矩，參照文獻 [6]表 228選取； Tj — 電動機靜阻力矩，按下式計算： 0 ( Nm )2j QDT mi ??? ? ? ? ； (313) [J] — 機構(gòu)運動質(zhì)量換算到電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣 量，按下式計算： ? ? 2022[ ] 1 1 5 40de QDJ . J J mi ??? ? ? ??； (314) 式中： Jd — 電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量（ kgm2），在電動機樣本中查??； Je — 制動輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量； [tq] — 推薦起動時間，參見文獻 [6]表 229； [tq]=。 ? ? ? ?qq tst ????? 1 2 5 0 0 0 0 . 6 5 1 1 4 0 ( N m)2 0 . 9 3 9 . 6jT ????? ? ? 2 22125000 kgm40 ?? ? ? ??? 中小起重量的起重機，起動時間可短些；大起重量或速度高的起重機，起動時間可稍長些。起動時間是否合適，還可根據(jù)起動平均加速度來驗算。 ? ?2250 0 . 5 7 ( m / s ) ( m / s )1 . 4 5 6 0q qvaat? ? ? ?? (315) 式中： aq — 起升平均加速度； v — 起升速度； [a] — 平均升降加（減）速度推薦值，參見文獻 [6]表 2210。 2 制動時間和制動平均減速度驗算 滿載下降制動時間： ? ?? ? ? ?zjzz tTTJnt ???? 39。 39。39。 (316) 式中 :n’ — 滿載下降時電動機轉(zhuǎn)速，通常取 n’ =， n=1089r/min； Tz — 制動器制動轉(zhuǎn)矩； Tj’ — 滿載下降時制動軸靜轉(zhuǎn)矩，按下式計算： ?im2 DQT 039。j ???? (Nm)； 學(xué)士學(xué)位論文 22 [J’ ] — 下降時換算到電動機軸上的機構(gòu)總轉(zhuǎn)動慣量，按下式計算： ? ? ? ? 22 2039。 imDQJJJ ed ?????? ? [tz] — 推薦制動時間，可取 [tz]≈ [tq]。 39。 1 2 5 0 0 0 0 .6 5 0 .9 9 2 32 3 9 .6?? ? ??jT (Nm) ? ? 2 22125000 0 65 0 91 15 7 22 9 06 kgm40 39 6..J . . ..??? ? ? ?? ? ? ? ?zz tst ????? 2 52 2 4 0 8 9 制動時間長短與起重機作業(yè)條件有關(guān)，做精密安裝用的起重機，制動時間短，會引起物件上下跳動，難于準(zhǔn)確對位。制動時間過長，會產(chǎn)生“溜鉤”現(xiàn)象，影 響吊裝工作。用于港口裝卸貨物的起重機，因速度高，若制動過猛會引起整機震動，影響起重機連續(xù)，高效的作業(yè)。通?？稍谝欢ǚ秶鷥?nèi)對制動器調(diào)整，確定合適的制動力矩。最好的措施是電氣控制制動與機械支持制動合并使用。 制動平均減速度： ? ?atva zj ?? 39。 (317) 式中： v’ — 滿載下降速度，可取 v’ ==。 無特殊要求時，下降制動時物品減速度不應(yīng)大于文獻 [6]表 2210 的推薦值。 卷筒 1 卷筒 卷 筒組是起升機構(gòu)和牽引機構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件。常用卷筒組類型有齒輪聯(lián)接盤式，周邊大齒輪式，短軸式和內(nèi)裝行星齒輪式。 齒輪聯(lián)接盤式卷筒組為封閉式傳動，分組性好，卷筒軸不承受扭矩，是目前橋式起重機卷筒組的典型結(jié)構(gòu)。缺點是檢修時需沿軸向外移卷筒。 周邊大齒輪式卷筒組多用于傳動速比大，轉(zhuǎn)速低的場合，一般為開式傳動，卷筒軸只承受彎矩。 短軸式卷筒組采用分開的短軸代替整根卷筒長軸。減速器側(cè)短軸采用鍵與過盈配合與卷筒法蘭盤剛性聯(lián)接，減速器通過鋼球或圓柱銷與底架鉸接；支座側(cè)采用定軸式或轉(zhuǎn)軸式短軸，其優(yōu)點是構(gòu)造簡單，調(diào)整安裝比 較方便。 內(nèi)裝行星齒輪式卷筒組輸入軸與卷筒同軸線布置，行星減速器置于卷筒內(nèi)腔，結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕，但制造與裝配精度要求較高，維修不便，學(xué)士學(xué)位論文 23 常用于結(jié)構(gòu)要求緊湊、工作級別為 M5 以下的機構(gòu)中。 根據(jù)鋼絲繩在卷筒上卷繞的層數(shù)分單層繞卷筒和多層繞卷筒。根據(jù)鋼絲繩卷入卷筒的情況分單聯(lián)卷筒（一根鋼絲繩分支繞入卷筒）和雙聯(lián)卷筒（兩根鋼絲繩分支同時卷入卷筒）。雙聯(lián)卷筒可以單層繞或多層繞，雙聯(lián)卷筒一般為單層繞。起升高度大時，為了減小雙聯(lián)卷筒長度，有將兩個多層卷筒同軸布置，或平行布置外加同步裝置的實例。 卷筒由鑄造或焊接經(jīng)機加工后制 成。鑄造卷筒一般采用不低于 HT－200 的灰鑄鐵，重要卷筒可采用高強度鑄鐵或球墨鑄鐵。必須采用鑄鋼時，應(yīng)不低于 ZG230－ 450。 焊接卷筒多采用 Q235 鋼板彎卷焊接而成，重量輕，適宜于單件生產(chǎn)和大尺寸卷筒。 2 卷筒主要幾何尺寸確定： 卷筒名義直徑 D 2 5 2 2 5 5 0 m mD e d? ? ? ? ? (318) 繩槽半徑 R ? ?0 5 3 0 5 6 1 2 m mR . ~ . d?? (319) 繩槽深度 h（深槽） ? ?0 6 0 9 1 3 5 m mh . ~ . d . (320) 繩槽節(jié)距 p（深槽） ? ?6 8 2 9 m mp d ~ d? ? ? (321) 卷筒上有螺旋槽部分長 L0 01 0 3 8 4 0 0 1 3 2 9 6 3 8 m m3 1 4 6 3 0m a xHmL z pD.???? ???? ? ? ? ? ??? ??????? (322) 卷筒長度（單層雙聯(lián)卷筒） sL ? ?0 1 22 2 0 0 0 m msgL L L L L? ? ? ? ? (323) 卷筒壁厚（鑄鐵卷筒） δ ? ?0 0 2 6 8 1 8 5 m m. D ~ .? ? ? ? (324) 式中： D — 卷筒名義直徑（卷筒槽底直徑）； d — 鋼絲繩直徑； e — 筒繩直徑比，由文獻 [6]表 332選??； Hmax — 最大起升高度； m — 滑輪組倍率 m=1； D0=D+d — 卷筒計算直徑，由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑； z1≥ — 為固定鋼繩的安全圈數(shù)； L1 — 無繩槽卷筒端部尺寸，由結(jié)構(gòu)需要決定； L2 — 固定鋼繩所需長度， L2≈ 3p； Lg — 中間光滑部分長度，根據(jù)鋼絲繩允許偏角確定。 單層繞卷筒表面通常切出導(dǎo)向螺旋槽，繩槽分標(biāo)準(zhǔn)槽與 深槽兩種形式，一般情況都采用標(biāo)準(zhǔn)槽。當(dāng)鋼絲繩有脫槽危險（例如抓斗起升機構(gòu)卷筒，鋼絲繩向上引出的卷筒）以及高速機構(gòu)中，采用深槽。 學(xué)士學(xué)位論文 24 多層繞卷筒表面以往都推薦做成光面，為了減小鋼絲繩磨損。但實踐證明，帶螺旋槽的卷筒多層卷繞時，由于繩槽保證第一層鋼絲繩整齊排列，有利于以后各層鋼絲繩的整齊卷繞。光面卷筒極易使鋼絲繩多層卷繞時雜亂無序，由此導(dǎo)致的鋼絲繩磨損遠大于有繩槽的卷筒。 帶繩槽的單層繞雙聯(lián)卷筒，可以不設(shè)擋邊，因為鋼絲繩的兩頭固定在卷筒的兩端。多層繞卷筒兩端應(yīng)設(shè)擋邊，以防止鋼絲繩脫出筒外，擋邊高度應(yīng)比最外層鋼絲繩高 出（ 1～ ） d。 鋼絲繩在卷筒上的固定 鋼絲繩端在卷筒上的固定必須安全可靠，便于檢查和更換鋼絲繩。最常用的方法是壓板固定，它結(jié)構(gòu)簡單，檢查拆裝方便，但不能用于多層繞卷筒。楔塊固定，楔塊斜度為 1/4～ 1/5。板條固定，將鋼絲繩引入卷筒內(nèi)的特質(zhì)槽中，用螺釘板條固定。壓板在卷筒側(cè)板上固定，鋼絲繩頭引出到卷筒側(cè)板外，用螺釘壓板將繩頭固定，構(gòu)造簡單。 壓板固定只能用于單層繞卷筒，楔塊固定、板條固定、側(cè)板上壓板固定三種固定方法除用于多層繞卷筒外，必須縮短卷筒長度時，也可用于單層繞卷筒。 為減小鋼絲繩對固定裝置的作用 力，在固定裝置之前必須在卷筒上留有 ～ 3 圈的安全圈。 鋼絲繩壓板已標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)鋼絲繩直徑從文獻 [6]表 334 中選取。這種壓板適用于各種圓股鋼絲繩（ GB110274）的繩端固定，不易用于電動葫蘆和多層繞卷筒。一根繩端的壓板數(shù)量不少于 3塊。 1 鋼絲繩允許偏角 鋼絲繩繞進或繞出卷筒時，鋼絲繩偏離螺旋槽兩側(cè)的角度推薦不大于176。，對于光面卷筒和多層繞卷筒，鋼絲繩與垂直卷筒軸的平面的偏角推薦不大于 2176。，以避免亂繩。布置卷筒系統(tǒng)時，鋼絲繩繞進或繞出滑輪槽的最大偏角推薦不大于 50176。，以避免槽口損壞和鋼絲繩脫槽 。 2 卷筒強度計算 卷筒在鋼絲繩拉力作用下，產(chǎn)生壓縮，彎曲和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，其中壓縮應(yīng)力最大。當(dāng) L≤ 3D 時，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力不超過壓縮應(yīng)力的 10%～15%，只計算壓應(yīng)力即可。當(dāng) L＞ 3D 時，要考慮彎曲應(yīng)力。對尺寸較大，壁厚較薄的卷筒還需對筒壁進行抗壓穩(wěn)定性驗算。 卷筒筒壁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在筒壁的內(nèi)表面，壓應(yīng)力 c? 按下式計算 ： ? ?12 ma xccSAA p????? (325) 式中： c? — 卷筒壁壓應(yīng)力； Smax — 鋼絲繩最大靜拉力，根據(jù)已選定鋼絲繩 S=31250N； δ — 卷筒壁厚； 學(xué)士學(xué)位論文 25 p — 繩槽節(jié)距； A1 — 應(yīng)力減小系數(shù)，在繩圈拉力作用下，筒壁產(chǎn)生徑向彈性變形，使繩圈緊度降低，鋼絲繩拉力減小，一般取 A1=； A2 — 多層卷繞系數(shù)。多層卷繞時，卷筒外層繩圈的箍緊力壓縮下層鋼絲繩，使各層繩圈的緊度降低，鋼絲繩拉力減小，筒壁壓應(yīng)力不與卷繞層數(shù)成正比，在這里 A2= 1； [ c? ]— 許用 壓應(yīng)力，對鑄鐵 [ c? ]= b? /5， b? 為鑄鐵抗壓強度極限，對鋼 [ c? ]= s? /2， s? 為鋼的屈服極限 ： 3 1 2 5 bc ?? ????? 運行機構(gòu)計算 軌行式運行機構(gòu)主要由運行支承裝置與運行驅(qū)動裝置 兩大部分組成。運行支承裝置用來承受起重機的自重和外載荷，并將所有這些載荷傳遞給軌道基礎(chǔ)建筑，主要包括均衡裝置、車輪與軌道等。運行驅(qū)動裝置用來驅(qū)動起重機在軌道上運行，主要由電動機、減速器、制動器等組成。 雙梁橋架類型起重機小車運行機構(gòu)的典型形式： 雙梁小車是指雙梁橋式起重機和雙梁門式起重機小車。小車運行機構(gòu)常采用低速中集中驅(qū)動，電動機通過在小車架上的立式減速器、聯(lián)軸器和傳動軸驅(qū)動車輪，主動輪常取總輪數(shù)的一半，制動器放在電動機另一端的外伸軸上。這種驅(qū)動形式的優(yōu)點是可以采用標(biāo)準(zhǔn)部件，安裝和維修方便。 小車運行機構(gòu) 采用驅(qū)動、制動和傳動裝置三者和為一體的“三合一”驅(qū)動裝置。電動機與制動器制成一體，直接聯(lián)在減速器上，減速器套裝在車輪軸上，減速器上方有一彈性支承與小車架相連。這種驅(qū)動型式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，自重輕，裝卸方便，運行平穩(wěn)，使用可靠，但維修不太方便。 裝卸橋小車運行速度高，使用頻繁。當(dāng)運行速度 v≥ 2m/s 時，傳動機構(gòu)應(yīng)放在彈性支架上，從而減小傳動機構(gòu)的沖擊以及司機由此產(chǎn)生的疲勞感。為了保證起動和制動時不打滑多采用全部車輪驅(qū)動。為了減少輪緣啃軌，軌道內(nèi)側(cè)常增設(shè)水平輪。 運行阻力的計算 起重機或小車在直線軌道上穩(wěn)定運行 的靜阻力 Fj由摩擦阻力 Fm，坡道阻力 Fp和風(fēng)阻力 Fw三項組成。 2 4 6 7 4 8 2 2 9 4 9NJ m p wF F F F? ? ? ? ? ? (326) 1 摩擦阻力 Fm 起重機或小車滿載運行時的最大摩擦阻力： 學(xué)士學(xué)位論文 26 ? ? ? ?? ?22 0 4 0 0 1 5 9 01 2 5 0 0 0 1 1 6 0 0 0 1 5 2 4 6 7 N315mmfdF Q G Q GD..F.? ???? ? ? ?? ? ?? ? ? ?(327) 式中： Q — 起升載荷； G — 起重機或運行小車的自重載荷； f — 滾動摩擦系數(shù)，由文獻 [6]表 232查取， f=； μ — 車輪軸承摩擦系數(shù)，由文獻 [6]表 233查取， μ =； d — 與軸承相配合處車輪軸的直徑， d=90mm； D — 車輪踏面直徑， D=315mm； β — 附加摩擦阻力系數(shù)，見文獻 [6]表 234β =； ω — 摩擦阻力系數(shù)，初步計算時可按文獻 [6]表 235 選取。 滿載運行時最小摩擦阻力： ? ?1 2 2 0 4 0 0 1 5 9 02 4 1 0 0 0 1 6 4 4 9 N315m f d . .F Q G .D ?? ? ? ?? ? ? ? (328) 空載運行時最小摩擦阻力： D dfGFm ??? 22