【導(dǎo)讀】橋式起重機(jī)的介紹·············································橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案·····································主梁和橋架的設(shè)計(jì)··············································小車主起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算·······································車車輪與軌道的選擇及其強(qiáng)度校核······························

　　

【正文】 202100N/cm2，因此滿足疲勞強(qiáng)度計(jì)算。 2） .強(qiáng)度校核 最大輪壓的計(jì)算： Pjmax=KcII Pmax = 187400 =206140N 式中 KcII沖擊系數(shù)，由 [3]表 27第 II類載荷 KcII= 按點(diǎn)接觸情況進(jìn)行強(qiáng)度校核的接觸應(yīng)力： ? jmax= 3 212m ax ?????? ? rDcPj = 3 23015022 0 6 1 4 0 ?????? ? =20383Kg/cm2 ? jmax =203830N/cm2 車輪采用 ZG55II，查 [1]表 193得， HB320 時(shí)， [? j]=240000300000N/cm2， ? jmax [? j] 故強(qiáng)度足夠。 運(yùn)行阻力計(jì)算 摩擦總阻力距 Mm=β（ Q+G）（ K+μ *d/2） 由 [1]表 194 Dc=500mm 車輪的軸承型號(hào)為： 22220K， 軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為：（ 100+180） /2=140mm 由 [1]中表 92到表 94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 =，代入上式中： 當(dāng)滿載時(shí)的運(yùn)行阻力矩： Mm（ Q=Q） = Mm(Q=Q)=?(Q+G)( ? +?2d ) =（ 500000+434000）（ + ） =2486N m 運(yùn)行摩擦阻力： Pm（ Q=Q） =2)(Dc Mm ? =2 =9944N 空載時(shí)： Mm（ Q=0） =β G（ K+μ d/2） = 434000（ + ） =1302N P m（ Q=0） = Mm（ Q=0） /（ Dc/2） =1302 2/ =5208N 選擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)靜功率： Nj=Pj Vdc/（ 60 m ? ） =9944 90/60/式中 Pj=Pm（ Q=Q） — 滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力 (P m（ Q=0） =9944N) m=2 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù) 初選電動(dòng)機(jī)功率： N=Kd*Nj=*= 式中 Kd電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，由 [1]表 96查得 Kd= 查 [1]附 表 28 選用電動(dòng)機(jī) YR180L； Ne=17KW， n1=755rm，（ GD2） =，電動(dòng)機(jī)的重量 Gd=230kg 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件 等效功率： Nx=K25 r Nj = = 式中 K25— 工作類型系數(shù)，由 [1]表 816 查得當(dāng) JC%=25 時(shí)， K25= r— 由 [1]按照起重機(jī)工作場(chǎng)所得 tq/tg=，由 [1]圖 837 估得 r= 由此可知： NxNe,故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過(guò)。 選擇 電動(dòng)機(jī)： YR160M8 減速器的選擇 車輪的轉(zhuǎn)數(shù)： nc=Vdc/（ π Dc） =機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比： i。 =n1/nc=755/= 查 [2]表 1911，選用兩臺(tái) ZLZ16014IV 減速器 i。 ‘ =14； [N]=，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為750rpm，可見 Nj[N]中級(jí)。 (電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過(guò) ,減速器： ) 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 實(shí)際運(yùn)行的速度： V‘ dc=Vdc i。 / i。 ‘ = 誤差： ε =（ Vdc V‘ dc） / Vdc =（ ） / 100%=%15%合適 實(shí)際所需的電動(dòng)機(jī)功率： N‘ j=Nj V‘ dc/ Vdc = 由于 N‘ jNe,故所選的電動(dòng)機(jī)和減速器都合適 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 起動(dòng)時(shí)間： Tp=)(375 1 MjMqm n ?? ?????? ??? ?2/02/2 )()( i DGQGDmc C 式中 n1=755rpm m=2 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù) Mq= 975 N/n1 = 975 4/755= m 滿載時(shí)運(yùn)行靜阻力矩： Mj（ Q=Q） =?/0 )(iM m ? =?= m 空載運(yùn)行時(shí)靜阻力矩： Mj（ Q=0） =?/0 )0(iM Qm ? = ? = m 初步估算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪矩： (GD2)ZL+(GD2)L= N m 機(jī)構(gòu)總飛輪矩 : (GD2)1=(GD2)ZL+(GD2)L+(GD2)d =+= N m 滿載起動(dòng)時(shí)間 : t )( q ? = )(375 1 MjMqm n ?? ?????? ??? ?2/02/2 )()( i DGQGDmc C =)(375 755 ?? ?????? ?? ????? )43 40 0050 00 00( = 空載啟動(dòng)時(shí)間 : t )0( ?Qq = )(375 1 MjMqm n ?? ?????? ??? ?2/02/2 )()( i DGQGDmc C= )(375 705 ?? ?????? ?? ???? = 起動(dòng)時(shí)間在允許范圍內(nèi) 。 起動(dòng)工況下校核減速器功率 起動(dòng)工 況 下減速器傳遞的功率 : N=//60 mvp dcd ??? 式中 Pd=Pj+Pg=Pj+)(/60 qdctvg GQ ?? = m/運(yùn)行機(jī)構(gòu)中 ,同一 級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù) ,m/=2. 因此 N= ?? ? = 所以減速器的 [N]中級(jí) =N,故所選減速器功率合適 。 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件 由于起重機(jī)室內(nèi)使用 ,故坡度阻力及風(fēng)阻力不考慮在內(nèi) .以下按三種情況計(jì)算 . ： n=2)2(6012/1cqdcDkpdkptvgGfp?????nz 式中 p1= /max/min pp ? =+=84KN主動(dòng)輪輪壓 p2= p1=84KN從動(dòng)輪輪壓 f= (室內(nèi)工作 ) nz— 防止打滑的安全系數(shù) .nz? ~ n = nnz,故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作 ,而無(wú)載小車位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí) ,則 n=2)2(6012/1cqdcDkpdkptvgGfp??????nz 式中 p1= /maxp = p2=2 /minp + /maxp = /qt 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)空載啟動(dòng)時(shí)間 /qt = ? ?????? ???? 2 2 = s n = nnz,故不打滑 . 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作 ,而無(wú)載小車遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí) ,則 n=2)2(6012/1cqdcDkpdkptvgGfp??????nz 式中 P1= /minP = P2= ?/minp 2 /maxp =+2*= /qt = S — 與第 (2)種工況相同 n= 故也不會(huì)打滑 結(jié)論 :根據(jù)上述不打滑驗(yàn)算結(jié)果可知 ,三種工況均 不會(huì)打滑 選擇制動(dòng)器 由 [1]中所述 ,取制動(dòng)時(shí)間 tz=5s 按空載計(jì)算動(dòng)力矩 ,令 Q=0,得 : Mz=?????????????????? ??? ?202121/ )(3 7 51 iGDGDmctnMm Czj 式中 /0m in/ 2)( i DppM cmpj ??? = ? ? 142 ? ??? = m Pp==434000 =868N Pmin=G21)2(cDd?? ? =) 0 0 (4 3 4 0 0 0 ?? =1344N M=2制動(dòng)器臺(tái)數(shù) .兩 套驅(qū)動(dòng)裝置工作 Mz=?????? ?????? ??????? 22 = N m 現(xiàn)選用兩臺(tái) YWZ200/25 的制動(dòng)器，查 [1]表 1810 其制動(dòng)力矩 M=200 N m，為避免打滑，使用時(shí)將其制動(dòng)力矩調(diào)制 N m 以下。 選擇聯(lián)軸器 根據(jù)傳動(dòng)方案 ,每套機(jī)構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動(dòng)軸 . ： /jsM = IInM = = N m 式中 MI— 連軸器的等效力矩 . MI= elM?1? =2 = N m 1? — 等效系數(shù) 取 1? =2 查 [2]表 27 Mel=*7054000= N m 由 [2]表 3320查的 :電動(dòng)機(jī) Y160M18,軸端為圓柱形 ,d1=48mm,L=110mm。由 [2]195查得 的減速器 ,高速軸端 為 d=32mm,l=58mm,故在靠電機(jī)端從由表 [2]選聯(lián)軸器 ZLL2（浮動(dòng)軸端 d=40mm。[MI]=630N m,(GD2)ZL= m,重量 G=） ；在靠近減速器端，由 [2]選用兩個(gè)聯(lián)軸器 ZLD，在靠近減速器端浮動(dòng)軸端直徑為d=32mm。[MI]=630 N m, (GD2)L= m, 重量 G=. 高速軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的飛輪矩之和為： (GD2)ZL+(GD2)L=+= Kg m 與原估算的基本相符，故不需要再算 。 ： ???? 39。039。39。39。 iMM jsjs = = N m 浮動(dòng)軸的驗(yàn)算 1） .疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 低速浮動(dòng)軸的等效力矩： MI=Ψ 1?Mel?i = =?m 式中 Ψ 1— 等效系數(shù)，由 [2]表 27查得 Ψ 1= 由上節(jié)已取得浮動(dòng)軸端直徑 D=60mm，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： 3 ???? WM In?N/cm2 由于浮動(dòng)軸載荷變化為循環(huán)（因?yàn)楦?dòng)軸在 運(yùn)行過(guò)程中正反轉(zhuǎn)矩相同），所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： 13202111 ???? ?? Ik nk?? =4910 N/cm2 式中，材料用 45 號(hào)鋼，取 ?b=60000 N/cm2。 ?s=30000N/cm2,則 ?1=?b=60000=13200N/cm2； ?s=?s= 30000=18000N/cm2 K=KxKm= = 考慮零件的幾何形狀表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù) Kx=， Km=， nI=— 安全系數(shù)，由 [2]表 221 查得 ?n[?1k] 故疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。 2） .靜強(qiáng)度的計(jì)算 計(jì)算強(qiáng)度扭矩： Mmax=Ψ 2?Mel?i = = N?m 式中 Ψ 2— 動(dòng)力系數(shù)，查 [2]表 25的 Ψ 2= 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： ?=??WM II=3800N/cm2 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： ? ? ??? IISII n?? N/cm2 ?[?]II,故強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。 高速軸所受扭矩雖比低速軸小，但強(qiáng)度還是足夠，故高速軸驗(yàn)算省去。 緩沖器的選擇 時(shí)起重機(jī)的動(dòng)能 W 動(dòng) =gGv220 G— 帶載起重機(jī)的重量 G=434000+500000 =484000N V0— 碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度， V0=（ ～ ） Vdx g— 重力加速度取 10m/s2 則 W 動(dòng) = ? ?102 220? ???gGv = N m 2. 緩沖行程內(nèi)由運(yùn)行阻力和制動(dòng)力消耗的功 W 阻 =（ P 摩 +P 制 ） S 式中 P 摩 — 運(yùn)行阻力，其最小值為 Pmin=Gf0min=484000 =3872N f0min— 最小摩擦阻力系數(shù)可取 f0min= P 制 — 制動(dòng)器的制動(dòng)力矩?fù)Q算到車輪踏面上的力，亦可按最大制動(dòng)減速度計(jì)算 P 制 = ? ?max制agG=48400 =26620N ? ?max制a = m /s2 S— 緩沖行程 取 S=140 mm 因此 W 阻 =（ 3872+26620） = m 第四章 大梁橋架和端梁的設(shè)計(jì)與計(jì)算 橋架結(jié)構(gòu)的 主要尺寸的確定 大車輪距 K=（ 81 ~51 ） L=~ 取 K=4600mm 主梁高度 H=（ 141 ~181 ） L=~ 取 H=1280mm 端梁高度 H0 =（ ~） H=512~768mm 取 H0 =520mm 橋架端部梯形高度 C=（ 101 ~51 ） L=2550~5100mm 取 2550mm 主梁腹板高度 根據(jù)主梁計(jì)算高度 H=1280mm，最后確定腹板高度 h=1280mm 確定主梁截面尺寸 主梁中間截面各構(gòu)件板厚根據(jù)【 1】表 71 推薦確定如下： 腹板厚δ =6mm，上下蓋板厚δ 1 =18mm 主梁兩腹板內(nèi)壁間距根據(jù)下面關(guān)系式確定： b = b50L =510mm 因此，取 b=550mm 蓋板厚度： B=b+2δ +40=62mm（自動(dòng)焊） 取 B=600mm 主梁實(shí)際高度： H=h+2δ 1 =1280+2*18=1316mm 同理，主梁支撐面的腹板高度取 h0 =520mm，這時(shí)，支撐截面的實(shí)際高度 H0 =h0 +2δ1 =556mm 加勁板的布置尺寸 為保證主梁截面中受壓件的局部穩(wěn)定性，需要設(shè)置一些加勁構(gòu)件 主梁大加勁板間距： a39。 ≈ h=1280mm，取 a39。 =1200mm 主梁端部（梯形部分）小加勁板的間距： a1 =3a39。=400mm 主梁中部（矩形部分）小加勁板的間距： a=（ ~2） h=1920~2560mm 取 a=2100mm 最小抗扭彎度 Wmin = a1 ≦ minW6 /[σ ]/ψ 2 /P= 式中， P小車輪壓，取平均值 ψ 2 動(dòng)力系數(shù)，由【 1】圖 22 曲線ψ 2 = [σ ]鋼軌的許用應(yīng)力， [σ ]=170MPa 因此，根據(jù)布置方便，取 a1 =a/3=700mm 由于腹板的高厚比 h/δ =1280/6=217160,所以要設(shè)置水平加勁桿，以保證腹板局部穩(wěn)定性，采用∠ 45*45*5 角鋼做水平加勁桿。 主梁的計(jì)算 計(jì)算載荷確定 查【 1】圖 711 曲線得半個(gè)橋架（不包括端梁）的自重， G 2/q =170000N， ql =G 2/q /L=170000/2550=查【 1】表 73 得，主梁由于分別驅(qū)動(dòng)，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)傳動(dòng)軸系引起的均布載荷： Q=ψ 4 ql =*=120N/cm 由【 1】表 74， P39。1 =175000N,P39。2 =170000N 考慮動(dòng)力系數(shù)ψ 2 的小車車輪的計(jì)算輪壓值： P1 =ψ 2 P39。1 =227500N P2 =ψ 2 P39。2 =221000N 式中， ψ 2 =，由【 1】圖 22 中曲線查得。 主梁垂直最大彎矩 = + + 設(shè)敞開式司機(jī)操縱室的重量 G0 =10000N，其重心距支點(diǎn)的距離為 l0 =320cm =335*106 N/m 主梁水平最大彎矩 = 式中： g—— 重力加速度， g= ， a—— 大車起動(dòng)、制動(dòng)加速度平均值， a= = 2/~)8~6(60 74 sm?? —— 不計(jì)及沖擊 系數(shù) 和動(dòng)載系數(shù) 時(shí)主梁垂直最大彎矩，由下式算得： = +G0 l0 +G0 l1 =138*106 N/m 因此主梁的水平最大彎矩： =* * a= =() cmN/106? =25 cmN/106? 主梁的強(qiáng)度驗(yàn)算 主梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力根據(jù)【 1】公式 719計(jì)算： 式中： —— 主梁中間截面對(duì)水平重心軸線 xx的抗彎截面模數(shù)，其近似值為： =（ ） h== cm （ ） —— 主梁中間截面對(duì)垂直重心軸線 yy的抗彎截面模數(shù)，其近似值為： =（ ） b=5324cm3 （ ） 因此可得： MP a1265324 10135 56 ?????? 由【 1】表 219 查得 Q235 的許用應(yīng)力為