桥式起重机小车运行机构设计和实现 机械制造自动化专业

目 录摘要4ABSTRACT 50引言 71起重机介绍 71.1起重机的定义71.2起重机工作原理 81.3起重机的类型及特点 101.4起重机的发展状况111.4.1国内起重机机械发展状况111.5发展趋势131.5.1模块化和组合化131.5.2大型化和专业化141.5.3自动化和智能化151.5.4成套化和系统化161.5.5轻型化和多样化171.5.6新型化和实用化182桥式起重机的介绍192.1桥式起重机的分类192.1.1通用桥式起重机 192.1.2专用桥式起重机 202.1.3电动葫芦型桥式起重机 212.2桥式起重机的组成和特点 222.2.1桥式起重机小车 232.2.2桥式起重机小车运行机构 282.3 我的毕业设计中的内容 282.3.1桥式起重机的主要参数 282.3.2这次设计中的桥式起重机的用途和结构特点 293小车运行机构设计计算 313.1起重机小车运行机构的计算 313.1.1计算条件 313.1.2运行阻力的计算 323.1.3电动机的选择 333.1.4打滑验算 363.1.5减速器计算 373.1.6制动器的选择 383.1.6.1制动惯性力矩Ma383.1.6.2最小静阻力矩Mjmin393.1.7联轴器的选择 393.1.7.1联轴器传递扭矩的确定 393.1.8缓冲器的选择 403.2减速器的设计 413.2.1减速器各轴的传递功率、转速、转矩 413.2.2高速级齿轮的计算 423.2.3中速级齿轮的计算 473.2.4低速级齿轮的计算 523.2.5齿轮的结构形式 573.2.6减速器箱体及附件 573.2.6.1减速器箱体的设计 573.2.6.2减速器附件设计 584结论595设计总结606参考文献617英文资料628译文729原文说明85摘 要自从起重机第一次出现在大众的视野，就很大程度上增强了民众的工作效率，以前需要耗费特别多的人力才可以将大型物件进行搬动的情况得到了有效的改善，即通过起重机就可以实现相关操作，特备是对于小范围区域里的搬动而言，起重机起到了特别关键的作用。对于厂房来说，通过起重机来细实现大型零件或重型装置桥式起重机的搬运操作尤为重要。对于桥式起重机小车而言，它大体由如下内容构成的：起升机构、小车架、小车运行机构部分。其中，小车运行机构大体由如下内容构成的：减速器、主动轮组、从动轮组等。此篇论文里的桥式起重机主要是针对水电站的，安装的区域位于丰满水电站扩建工程厂房里面，它的功能在于实现检查、维修、以及安装工作，针对的目标是水轮发电机组及其附属设备。就水电站内设备而言，它们都具备大中型规模，一般都是大中型设备，这些需要桥式起重机能够承受较大的载荷，因此需要其具备优异的减速器性能。关键词：桥式起重机，小车运行机构，减速器，Design of the bridge type hoist crane Car movement organizationABSTRACT Since the first time the crane appeared in the public view, the efficiency of the peoples work has been greatly enhanced. In the past, it took a lot of manpower to effectively improve the handling of large objects, that is, through cranes. The relevant operations can be realized, especially for cranes that play a particularly crucial role in the movement in a small area. For the factory building, it is particularly important to carry out the handling operations of large-scale parts or heavy-duty bridge cranes by means of cranes.For a bridge crane trolley, it generally consists of the following components: a hoisting mechanism, a trolley frame, and a trolley running mechanism section. Among them, the trolley running mechanism generally consists of the following components: a reducer, a driving wheel set, a driven wheel set, and the like.The bridge crane in this paper is mainly for hydropower stations, and the installation area is located in the expansion plant of the Fengman Hydropower Station. Its function lies in the inspection, maintenance, and installation work. The target is the hydroelectric generator set and its ancillary equipment. . As far as equipment inside the hydropower station is concerned, they all have large and medium-sized scales. They are generally large and medium-sized equipment. These require overhead cranes to withstand large loads, and therefore need to have excellent decelerator performance.Key words: bridge type hoist,the reducer桥式起重机小车运行机构设计詹培红 Y041010 引言众所周知，在人们的生产和生活中，离不开物料的搬运。无论是古代的生产，还是当代自动化的做功，物料搬运都起到了重要的建筑主体作用。随着生产力和生产资源则增长，起重机已经成为了必要的机械装置，起到了重要的补充生产作用。而由于新材料和机械工程技术的推广，起重机正在不断改进自身，引领新的潮流。从概念上来看，起重机是重要的机械设备，能够减少人们的体力负担，从而更好的进行装载、运输等操作。从现象上看，依托于大型的机械化设备，人们只需要控制简单的操纵杆和按钮，就可以进行复杂的机械操作，较好地提升了工作效率。可以发现，起重机已经经过了较长时间的发展，出现了多种更新换代的情况。而且多个行业都依赖于起重机，不仅是交通运输和建筑工程，包括农场、港口、国防等方面，都需要起重机扮演重要角色。科学技术是第一生产力，在经济建设中起到重要作用，而机械化的程度往往从客观上反映生产效率的高低。当前的机械化生产已经不局限于单一的目标追求，而是期待更高效，更节能，交互性更好的集成产品，从而为一体化的设计提供发展趋势。1 起重机介绍1.1 起重机的定义起重机是一种搬运机械，主要的工作模式是间歇式的，可以用组合的机械装置进行物体的抬起，下降和移动。在整个工作的过程中，存在着周期运动的形式，并且能够形成多个模块。采用起动、制动的联合操作，形成循环运动，是起重机运行状态下必要的方式。 1.2 起重机的工作原理从工作原理上分析，可以发现，起重机的基本任务是将物体抬起，但是由于其内部的结构，基本的原理就是机械臂的装置。从实际工程的角度出发，如何实现起升功能，是每一个起重机必然的需求。在考虑具体的型号和功能的时候，需要从实际的工作状态出发，拓展工作原理。而随着智能化控制系统的升级，起重机又将集成新的功能。图1.1起重机工作原理从图1.1a可以看出，最原始的起重机形式简单，辘轳的结构比较明显，并形成了手柄轴和卷筒。绳索缠绕在物体上，并进行拉伸，以保证必要的张力。考虑承载的物体，重量为，在张力的作用下，计算卷筒轴的载荷力矩：。从整个工作流程的角度，对于摩擦阻力忽略不计，并且确定动态平衡的关系，满足动力矩。进而有下列条件， 或 故 。由此可以得到如果需要对载荷进行增加，就需要增大，或是对采取减小的策略。然而，受限于人体运动的作用力行为，大于30公斤的拉力很难保持，所以对于某些参数要进行限定。包括在内，通常情况下仅为3-4米。保证钢丝是正常的载荷状态，就需要对于卷筒的直径提出要求，所以，不能够有过大的重量。但是从另外一个方面来说，如何提高起重的载荷，是关键的科学问题，并从下面三个方面进行改善：（1）分开手柄和轴，从图中可以发现，转动的装置中力的传递很重要，考虑传动比，并安装必要的减速器，如图1.1b所示。从受力分析中可以看出，和并没有变化，这就得到了驱动力矩，同样根据物理学的受力分析，得到了载荷力矩为：即 可得：。所以，由于传动装置的存在，增加了起重的载荷。而且，如果的值能得到提高，那么载荷也会进一步增加。然而，设计传动装置并不是一件轻松的事情，需要考虑多个要素，包含外观结构，具体的成本，自身的重量等。所以，不能仅仅依靠一个要素来决定最终的装置，需要进行综合的分析与设计。（2）仅仅采用传动装置是不够的，还需要综合滑轮组的使用效果，在图1.1c中明显的展现出来，其中的结构就是两个动滑轮和一个定滑轮。在其中的一段，用绳索固定卷筒，另外一段经过了几个滑轮之后，最后连接到机架。这样的结构下，重物就不是单独的承重，而是通过四根绳索平均承重。在整个升降的过程中，阻力作用暂时不去考虑，这样就得到每一根绳索的张力，得到如下的公式表达，即或。在更广泛的程度上，是保持稳定状态的，这就与图1-1b中呈现等值的关系，达到从具体的数学表达可以发现，由于加入了滑轮组，使得整个起重的能力变成了原来的4倍。而且经过更加详细的设计和操作，起重的重量还可以继续增加。这就要求具有更长的绳索，更多的分支，以及减小磨损的设计。在一般情况下，增加滑轮组绳索并不是任意的，需要考虑极限的情况，包括能量的转换。如果分支的数目能够得到全部的补偿，那么当前的选择原则就是可取的，传动比成为了重要的评判指标。（3）当前情况下，只有比较少的起重机是有人直接驱动的，多数起重机已经能够利用装置来取代手柄，具体描述为图1.1c中虚线。这种条件下，力矩能够显著提升，并且能够保证载荷的质量。这个时候，装置和滑轮需要详细设计，不仅要考虑高度，也要考虑整个物品的运行速度，以便达到有效的功率。图1.1c是比较完善的起升机构，并且能够从下面的几个方面进行分析，具体的模块包括了取物装置，传动装置，绳索滑轮和卷筒，驱动装置等。在整个图片中并没有体现出制定装置，但是这个装置仍然是不能忽略的。正是因为有了这个自动装置，保证了物品能够达到稳定的状态，确保了整个起重机的安全性2。1.3 起重机的类型及特点考虑不同的物体，不同的工作场所，可以对起重机械进行分类。在复杂度和工艺的影响下，基本的标准是形成三个大的类别：（1）简单起重机械，这种机械不需要自动化实现，一般是滑道或者是千斤顶，能够一个人进行操作。（2）通用起重机械，这种机械不仅能够促进物体的水平运动，而且能够承载比较重的器械，比如汽车。（3）特种起重机械，这种机械用途很多，结构也比较复杂，通常情况并不是生活中应用，而是作用在重要的港口或者建筑工地中。1.4 起重机的发展状况1.4.1 国内起重机械发展状况在我国，从总体设计上进行分析，起重机械一共有12个类型，具体列出有轻小型起重设备，桥式起重机，塔式起重机，桅杆起重机，缆索起重机，升降机等。如果进行细致的划分，可以达到上百种，方面人们根据具体的应用场景进行选择。由于种类很多，专业性强，如果没有进行妥善的保管，可能造成不必要的危险。对此，我国政府已经将起重机纳入到特种设备中，并确定了具体的要求，在使用规范，管理体系，安全监控等方面进行严控。整体的制度已经覆盖了全国31个省级行政区，并对于不同的使用要求进行说明。在不同的应用场景下，都规定了相关的许可制度，形成了安全性的保护作用。从分布、产量、现状等方面分析起重机械制造企业经过统计，截止到2005年，我国的重型机械制造已经达到了1600家以上。主要集中在东部省份，具有代表性的是江苏的347家，山东的203家，河南的180家，浙江的111家等。这些生产商的发展促进了产品的升级，带来了更广泛的服务。 从总体数量上看，仅在2003年底，全部的设备就达到了55.6万台。当然，在东部发达地区分布的较多，具有代表性的是广东，福建，上海，山东等地区。可以说，我国的起重机的发展具有广阔的历史，在当前的市场状况下，已经具备了不错的规模。无论是设计、生产，还是销售，都能够满足基本的国民需要。在相关政策的引导下，更高速的发展离不开机械化的设备，也是国民经济的重要依托。从煤炭、化工、电力、交通等行业中可以看出，基本工业元器件的发展往往带来巨大的效益，并能够辐射到其他的领域。 在当前科技的引领下，工业生产能力逐渐扩大，在其中起重机起到了非常关键的作用。反过来看，由于业务的增加，对于新型起重机的要求也逐渐提高。可以说，起重机已经不仅仅注重功能性的要求，更加关注交互的理念，可持续发展的作用，以及是否具备规范标准等，使得起重机的操作更加人性化。在我国，由于具有丰富的劳动力资源，往往造成了较低的生产成本，在制造业上有着自身的优势。但是，也应该关注核心技术的发展，因为与发达国家相比，在起重机械的制造和研发上，还有明显的不足。（1）从技术的总体性上考虑，是存在一定差距的，最典型的现象是电气控制系统发展缓慢；（2）从规模上考虑，也有明显不足，尤其是生产建设出现重复浪费现象，资源配置并不合理；（3）从品牌效应上看，不能与国际品牌相媲美，当前仅有振华港机占据一定国际市场，而从知名度的角度上来看，还是明显不足；（4）存在一定的恶性竞争，给稳定的利润带来挑战，由于较少的考虑安全性，仍然具有潜在的事故风险。所以，从长远发展的角度来看，更应该针对国际前沿做出策略引导，不断的加快科技创新，形成长久发展的动力。1.5 发展趋势1.5.1 模块化和组合化 模块化的发展使大型机械的生产变的简单，并达到了整体设计应该达到的效果。如果能够将起重机进行分块处理，不仅便于生产，也可以进行有效的维修，相关的组件可以进行搭配。在尝试新的组合的基础上，还可以形成不同的效果。如果仅仅考虑简单的几个模块，不仅能够减少工人的负担，也可以促进流水线发挥更大的作用。在进行批量生产的时候，通过组织管理和模块管理，使得生产效率更加的高效，形成专业化的效果。如果每个部件都能够达到最优的效果，又能减少成本，就可以实现更好的通用器件。从生产规模和标准上看，可以让客户定量的分析，也可以形成系列化的组件。在当前的工艺生产中，很多发达国家已经能够实现独立的设计和开发，包括美国、英国、德国、日本等，都形成了自己的设计标准。德国德马格公司形成了自身的企业标准，并且能够有效的降低设计费用，同时45%的生产成本得以减免，呈现出了较好的经济效益。对于柔性组合悬挂起重机，该公司也走在了前列，通过钢结构的组合，能够方便流水线生产，无论是转弯、过跨，都能达到较好的精度。正是由于这些元器件的批量生产，使得用户可以根据自己的需求进行选择，达到合理搭配的目的。从操作效果上看，这种起重机操作方面，并且可以拆卸，使得空间合理运用。在运行上，还可以分成自动、手动的形式，具有很好的悬挂系统，能够保证悬臂起重机、轻型门式起重机等多种方案，这都为物料搬运的生产应用带来便利。1.5.2 大型化和专用化 信息科学的发展推动了生产力的提高，在产品生产中的物料搬运需求显著增加。这种指向性的需求拓宽了起重机的市场，也加速了起重机的更新。在考虑工作效率的同时，更应该关注能耗的要求，以求促进可持续的发展。在自动化生产过程中，不能忽略的是人与机器交互的状态，如何形成良好的交互流程，促进操作的简单性，是保证安全的重要措施。在进行设备维修的时候，还要考虑部件的磨损程度，潜在的经济效益，对于设计的综合性提出了不小的挑战。当前的工业化阶段，最大的浮游起重机可以达到6500吨，而履带式起重机，也仍然能够承载3000吨的重量。桥式起重机简单方便，可以实现1200吨的载荷，整个堆垛的运行速度可以达到240m/min。这些都具有显著的效率，促进了整个起重机的单个指标的发展。随着工业的快速发展，用户的需求持续的增加，市场的规模也逐渐增大。在传统的功能基础上，更加注重新的品种的质量提升，以便得到更好的应用效果。无论是垃圾的处理，还是集装箱的搬运，对于起重机的要求都更加多元，性能的需求更加明确。在德国，德马格公司起到了先锋的作用，形成了对飞机维修的起重机。由于其性能和专业领域的领先地位，在整个国际市场都具有显著的影响力。从工作的基本架构中可以看出，这种起重机是架构在房屋上的，具有较好的精度，能够达到较高的高度。如果下面进行多个器件的组合，也可以同维修平台建立联系，形成稳定的运转结构。通过对于车辆的控制，可以操纵当前的器械手臂达到任何的部位，促进了飞机的维护，减少了修理的费用。1.5.3 自动化和智能化 从起重机的发展历程来看，电气设备的改进是必然的基础。如果能将机械和电子相结合，就可以充分利用集成芯片的技术，从计算机和控制技术的角度出发，能够促进系统形成智能化和自动控制。在考虑新一代的电气设备上，很多装置已经实现了完全的一体化控制，在数字化控制的今天，能够形成全面的控制系统。从可编程的模块，数据管理平台，嵌入式操作系统等多个装置可以看出，系统的集成发展，促进了数字化检测装置的建成。在多种模块的共同作用下，能够形成可视化控制的装置，包括在基本器件基础上的射频数据单元，故障监控装置，模糊控制装置，重心检查装置，还有通信模块等。起重机不仅需要进行批量的生产，也需要在更加广泛的应用场景上增强自动化的效果。从传送的机理角度出发，这些装置都能够通过微处理器进行控制，从而达到更先进的速度调节功能。在自动显示和自动控制上，新一代的起重机能够实现自身的检测，从而完成生产的任务，并在远程终端进行操控。在考虑装置的重心的时候，激光装置能够保证良好的重心位置，并且实现货物的自动抓取，对具体操作的传感器进行引导。即使达到了速度200mmin、加速度0.5m2s，防止摇摆的系统仍然能保持很好的工作效果，让振幅仅仅维持在毫米级。利用磁场和激光技术，可以让起重机达到很高的精度。然后通过感应系统，在多个起重机之间，能够避免碰撞，这是保证安全的重要措施。此外，自动监控的装置也被安装在起重机上，能够形成保护措施，在变速箱，齿轮箱等都进行了振动的分析。从使用寿命，传感器状态等多个方面进行了控制。1.5.4 成套化和系统化 考虑起重机的使用情况，必须要求能够具有自动化的功能。这就需要计算机形成必要的控制单元，并且形成统一的管理，在生产和调度上综合考虑。如果具有较好的自动化控制单元，就能够对大量的信息实时处理，减少了人工的操作，可以进行逻辑判断，相关的运算，并通过指令控制具体的硬件装置。在进行信息的输入的时候，要求整个信息需要准备，完成整个物料的搬运，在进行集成处理的时候，需要综合考虑系统工况。不同的设备的组合时不一样的，只有进行互补，才能让每一个装置发挥到巨大的作用。在商业货物配送的情况下，需要多个部门进行集成的控制，不仅涉及得到邮政部门，也会在搬运的系统中有所涉及。美国卡特皮勒公司是重要的生产商，能够形成一整条生产系统，在具体的材料控制，物理加工，自动装卸等功能上，都可以实现效率的提升。经过统计，整个集成的机械可以达到65%的效率提升。而在日本，全自动的重机也能够实现柔性的架构，对机床的零件实现加工。如果考虑加工的效率，从毛坯到成品，那么这个器械已经达到了国际先进的状态。正是在这些起重机的作用下，空间的资源得到了更好的利用，车间生产得到了效率的提高，并且能够实现自动导航。1.5.5 轻型化和多样化然而，从更加广泛的范围上来看，很多起重机应该具备通用化的条件，这些起重机并不是很大的装置，但是能够在多种场合得到应用。从外形的结构上看，这些起重机应该是轻量级的，并且能够保证安全性和可靠性。随着梁式起重机的发展，很多装置能够具备一般的用途，给人们的生活带来方便。在经过几十年的发展历练后，德国德马格公司形成了一系列体系，重点解决了小型化的问题。典型的起重机可以达到63吨以下，并能够形成多个行业标准。无论是角形小车箱形单梁，工字形和箱型单梁，悬挂箱形单梁，都得到了实际工程的检验，受到了大众的好评。因为起重机还需要加入辅助的模块，包括小车等，这就能够形成不同的机型，在不同的高度和不同的应用场景之间进行转换。从客户的具体需求来看，可以形成多种规格，能够在不同的速度之间任意切换。在进行变速调整的过程中，可以根据小车的移动，电门的调整，司机的控制等。在不同的车辆之间可以形成新的电缆模式，并利用DVS系统进行多级划分。这些选项可以进行多种组合，就组成了不同类型的起重机，方便用户进行具体的操作。可以发现，这些起重机不同于大型的机械，能够保证轻量化，小型化，在耗电方面能够达到要求，制作的成本也能明显的降低。具体的运行方面，能够与不同的产品想结合，达到10吨的其中重量。在跨度上，22.5米是可取的范围，并且实现了自重24吨以上。这些都保证了通用产品基础上的优化，而从德马格起重机的外观上进行比较，在同样的功能和性能下，可以达到8.7吨的自重，这就形成了近乎170%的优化。在整个起重机上，可以达到920mm的高度，并且外形尺寸减小一倍，宽度也仅为3米左右。1.5.6 新型化和实用化 在具体的结构上，整块钢板的设计被考虑到，相关的链接点并没有采用焊接，这些能够提高抗击磨损和疲劳的效果。在多种强度的材料上，进行了组合和合金的制造，受力更加均匀，也会达到更加美观的效果。整个起重机具有四个梁，并且形成了强度较高的螺栓连接，能够在安装上分块化，进而促进良好的搬运功能。从生产部门上来分析，不同的机构会具有不同的型号，仍然需要对于机构进行简化。从当前世界主流的形式上看，轻型和中型仍然是非常必要的，能够方面拆卸，进行调整，达到轻巧的效果。在国外，已经具有很多起重机型号，并使得当前的小车结构更加简单，从外观和尺寸上，国内仍然需要进一步提升，包括整体的架构和所承受的压力等。在主体的功能上，如何提高承载能力，减轻自身的重量，是需要考虑的关键问题，对于产品的制造和加工，完成整体的嵌入和安装，都具有里程碑的意义。包括卷简、滑轮等制备材料的选取，中间链接的结构，都需要综合考虑多项因素。从载荷能力，使用寿命，体积型号等方面，形成了行业的标准，并按照标准进行了生产制造。不仅对于液压式的制动器有更多的依赖，其他的电动装置也得到了快速发展。从电机的基座，外形上，不同的传送装置能够得到适合的力矩。从电控方面进行分析，如何实现全自动或者半自动的起重机，是信息科学和机械工程领域探讨的核心问题。对于一体化控制技术，应该立足于当前的研究成果，并增加安全保护装置。在人体工程学的设计上，充分考虑了驾驶者的疲劳程度，减少了操作的复杂性。近年来，德国在这方面发展快速，在防止摆动等方面已经达到了较好的精度。通过神经网络等技术，已经寻求了更加人性化的操作方式。如果能够保证经验操作形成大量样本，通过模糊逻辑的判断，就可以得到起重机准确的推荐系统。在具体的功能控制上，新司机也会像熟练的技师一样具备灵活操作的能力。这已经引起了工业界和学术界的广泛兴趣，对于提高企业的效率有重要的推动作用。用不同的控制方式，结合具体的操作指令，形成统一的集成化的操作平台，是起重机数字模块发展的必然趋势。2 桥式起重机的介绍2.1 桥式起重机的分类2.1.1 通用桥式起重机 通用桥式起重机是桥式起重机的一种，其用途最常见，在常见的没有特殊要求的环境中运作。以下列举的几种起重机都是所说的这类。通用吊钩桥式起重机该起重机其构成部分主要有：金属机构、电器及控制系统等六部分构成。通常，该种起重机具有比较好的适用性，能在大多数的环境中实现目标物的搬运、装卸等。同时，该种起重机的起升机构的形式通常可根据额定起重量来得到。电磁桥式起重机该类起重机与吊钩桥式起重机的共同点是在构造方面，他们两个的结构几乎一致，不一样的是电磁桥式起重机在吊钩上多安装了1部直流起重电磁铁，其主要作用在于完成那些有导磁性的黑色金属及其制品的吊运。其基本工作原理是：交流电源通过发电机的作用变成了直流电源，而后再在特制的电缆卷筒的作用下，在挠性电缆中传输至起重电磁铁上。抓斗桥式起重机该起重机除起升闭合结构外，和吊钩式起重机具有相同的其它结构部件。其重要装置是抓斗，抓斗的动作通过钢丝绳牵引完成，该种起重机主要用在一些散装物料的吊运场景中。两用桥式起重机该种起重机一般可分成三种类型：抓斗吊钩型、电磁吊钩型及抓斗电磁型。其特征是两套独立的起升机构配装在同一台小车上，且各司其职，其中一个配合抓斗使用，另一个配合吊钩使用。三用桥式起重机该种起重机具有多样性。它的构成和电磁桥式起重机基本上是一致的。在不同的环境下，可以运用不同的方法，比如，有的情况下可以直接通过吊钩就可以作业，有的情况下则必须要加上马达抓斗才能够作业，甚至有的情况下还必须要使用点磁盘才能够作业。双小车桥式起重机该种起重机与前面第一类提到的起重机大体类似，不同的是小车数量增加成两台。其主要用作长行物料的吊装。2.1.2 专用桥式起重机冶金桥式起重机 从使用功能的不同，该种起重机可分成不同类型，且与通用吊钩桥式起重机有大体相同的结构构成，而取物机构根据物件的不同而特制。其主要作业环境是冶金车间，用作吊运大吨位的物料等（最大可到百吨级）。绝缘吊钩桥式起重机 该类起重机与通用吊钩桥式起重机结构相差无几。不同的是，它在结构组成上增加了多道绝缘设计，这样能避免起重机上面被传上电流，从而使司机的生命安全受到威胁。通常的，该种起重机用在一些金属冶炼厂，如炼铝、炼镁。防爆吊钩桥式起重机防爆吊钩桥式起重机的电气设计具有优良的防爆性能。为避免在钢轨上运行时产生火花引起事故，起重机车轮制作选取不易摩擦产生火花的材料。该种起重机常常用在易燃易爆物生产的相关场所，具有的种类规格丰富。2.1.3 电动葫芦型桥式起重机该种起重机的特点在于电动葫芦部件的通用化，该种起重机跟前面所说的通用桥式起重机作比较，前者虽然没有大的起重能力、效率级别也不高，但是其重量小，能耗低，配套用的电动葫芦都是标准产品，同时给建筑物带来的压力较小，经济性能相对而言也比较高。电动梁式起重机如果电动梁式起重机工作的跨度不大，可以将工字钢用作主梁，跨度大的时候，通过对其加强得到组合断面主梁。其主梁要么是单根，要么是两根，它的桥架在运行装置的配合下被架在高架轨道上，当然也可运行装置的作用下被悬挂在架空轨道上。 电动葫芦桥式起重机该种起重机的特点是运行小车上的起升机构用固定式电动葫芦充当，同时小车的运行机构也用到电动葫芦零部件作构造，这样一来小车简单轻巧，结构紧凑，没有大的高度，重心也低，适合大多数场景的应用。图2.1 桥式类型起重机的大致分类2.2 桥式起重机的组成和特点 桥架型起重机，顾名思义就是专门用于拿取货物的装置可以和桥架同一方向运行的起重机。桥式起重机，顾名思义就是像桥一样的起重机，该起重机是在运行装置的作用下通过桥架两边支撑起来的。通常情况下，它的主要构成有电气设备、控制中心等等。从它的外形来看，好像是一座桥，两边是桥墩支撑起来的。起升机构的主要作用是用来升降物品；而小车、大车、桥架则是载着货物水平移动，前面第一个是呈横向方向运动，后面两个则是呈纵向方向运动。目前我国使用的最多的起重机类型是桥式起重机，同时它的使用范围也非常广，小至几顿、大至几百吨都可以使用。其中通用型是最基本款，而其他类型的桥式起重机绝大多数是根据通用吊钩桥式其中机而延伸出来的。图2.2 普通桥式起重机2.2.1 桥式起重机小车桥式起重机小车一般是由三个主要部分和其他安全装置构成。桥式起重机的小车（图2.2）主要具有下列特征：1）起升机构所使用到的器件是独立存在的，通过补偿联轴器才把不同的器件联系起来。转轴中心本来就有一定量的偏差，为什么会产生这样的情况呢，很大程度上是因为长时间的使用，小车架会受到这样或那样的影响，最后变形了，产后产生了位移现象，齿轮联轴器的使用在一定程度上解决了这些问题，因为这些器件是独立的，没有焊接在一起，因此，拆装的时候就更容易一些。2）在进行设计的时候，严格按照标准进行生产，就能够保障不同零件可以互换，制造所产生的费用也相应的减少了，同时维护成本也降低了，避免了零件的种类过于繁杂。图2.3 桥式起重机小车构造图1-垫板；2-从动车轮组；3-主动车轮组；4-减速器；5、6-起升及运行机构3） 焊接车架一般使用的材料是钢板，根据上面的构造图我们可以看出，垫板上有电动机、制动器等等器件。为了使车架更加简单，加工面应该放置在一个平面上。4）减速器不但被安装在起升机构中，甚至在运行机构中也安装了，但是它在速度比较低的情况下不使用，只在速度比较快的时候使用。5）滚动轴承的使用范围比较广。任何机构可以运用它。6）现在使用的制动器基本上都是电动液压推杆式，而不再是以前的交流电磁铁式，最主要的是电动液压推杆式更加平稳，工作起来更加方便，所要求的条件也更简单。7）因为零件热处理技术的成熟，在制造起重机的时候我们也广泛的运用到该技术，因此，它的耐磨性能得到了大幅度的提升，使用周期也极大的增加了。8）为了使日常工作的维修不再那么繁杂，我们可以使用润滑系统。起重小车不但要有起升机等等，还要有保证工作人员的基本装置，比如说栏杆装置、缓冲器装置等等。1、栏杆的作用主要是为了保障维修工作人员的安全性。一般情况下，它被放置在边缘上。维修人员在维修的时候经常上去下来，因此，在小车的另外两边不会设置栏杆。在进行栏杆选材的时候一般选择安全性能较高的钢管，且高度一般都要大于8米。排障板的作用是为了方便小车的运行，排除阻碍它运动的东西，一般情况下，它被安装在端梁左边的车轮和右边的车轮外部。2、限位开关：它既可以限制小车架最远能够运行的距离，同时还能够限制吊钩能够运行的最大距离。在起升的时候，坠重式限位开关被安置在靠近卷筒的地方，该类型的开关可以限制吊钩能够运行的最远距离，使其避免接触到小车架。如下图所示，一短轴从限位开关的盒体上伸出，且杠杆1上带有重块而后固定在该短轴上，为了维持平衡，其另一端通过钢绳悬挂一坠重物2来实现。套环3装在坠重2上，其所处位置不会对钢丝绳上下移动产生影响。当起重机中的吊钩组运行到最大的允许位置的时候，坠重2在挡板4的作用下被抬升，这个时候，杠杆1在受到一定作用力的影响下就考试转动，转动到一定的角度时就触发了电源的开关，此时就呈现断电的状态，在断了电以后，吊钩组不再向上继续运动而只能是向下运动。在图2.4b中，在连杆3上固定坠重，当吊钩组爬升到允许的最大高度时，连杆将受到其碰撞，然后绕一端固定铰摆动并使坠重抬升，进而引起开关处于断开状态，电动机停止运转。相对而言，第二种结构布局使得限位开关的位置选取机会更多一些。图2.4 起升和小车运行机构的限位关系前面所提到的两种都是采用坠重作用式限位开关进行布置的，它的工作不能够独立于吊钩组而存在。因为它直接确定了吊钩能够上升多大的距离，可是这种装置方式也有一定的弊端，因为它的体积比较大，重量比较重，所以就显得尤为笨重。除了坠重作用式限位开关以外还有螺旋式限位开关，它的位置位于卷筒轴一侧，通过螺母和丝杆来确定是否闭合其触电，由于卷筒的旋转直接同丝杆的转动有直接的关系，所以，卷筒的旋转直接接可以决定吊钩到底能够上升多少的距离。不管是使用坠重作用式限位开关还是使用螺旋式限位开关，都要求卷筒和吊钩上升的最大位置之间要有一段距离。小车运行机构通常情况下有2个开关用来限制它的工作行程，一个开关被安置在主梁的左边，一个开关被安置在主梁的右边，同时还有撞尺被安装在小车架两端的外面。一旦小车运动在其最大的距离时，限位开关就会受到撞尺的影响，其摇柄转动三十度，这时候开关的触电就被触发，电动机断电。因为他们之间线有连接的关系，所以，电动机此时就不能够正向起动。限位开关应该被安置在合适的地方，这就要求电机在断电以后还能够继续工作一段距离，所以，我们一般是把限位开关放置于离缓冲器有一段距离的地方。3、缓冲器的最大作用就是用来减少冲击给其带来的损害，它一般是安装在小车架上面。挡铁的最大作用是用来防止小车发生越轨的现象，它一般是安装在桥架主粮的左边和左边。2.2.2 桥式起重机小车运行机构桥式起重机小车的主要构成有电动机、传动轴等等。小车一般有2种类型的传动方式：第一种方式是把减速器放置在车子的主动轮的中间，在这种情况下，可以使转动轴承受相同的扭矩；第二种方式是把减速器放在车子其中的一边，在这种情况下，操作起来就会比较简单，可是，因为它放在其中一边的，在起车的时候，就会因为不平衡发生扭摆的情况。2.3 本次毕业设计中的内容2.3.1 桥式起重机的主要参数本篇文章涉及到的起重机类型是水电站桥式，工作的环境是水电站的厂房里面，目的是进行水电站的日常维修工作和安装工作等等。基本数据为桥机跨度：20m；主钩额定起重量：250t；副钩额定起重量：50t；主钩起升高度：26 m；副钩起升高度：32 m；大车运行速度: 20m/min；小车运行速度：2m/min。2.3.2 本次设计的桥式起重机的用途和结构特点本桥式起重机是一个小车和两个主梁的结构，这个起重机有两个钩可以起升，第一个作为主要的起升机构，我们把它称之为主钩，另外一个则副钩，他们既可以独自工作，也可以共同合作。当有2台250/50/10t桥机的时候，如果需要吊装转子的时候，这两台起重机就可以一起拖住五百吨用于保持平衡的梁子，在转子轴和平衡梁的共同作用下可以把吊转子连接起来。如果需要被吊起来的东西没有达到二百五十吨，只用250吨吊钩就可以完成；如果需要被吊起来的东西没有达到一百吨，只用100吨吊钩就可以完成；如果需要被吊起来的东西没有达到五十吨，只用50吨吊钩就可以完成；在驾驶室另外一边还安装了电葫芦，它能够承受的重要是十吨，这样就增加了桥机工作的范围。起重机由多个重要的部分构成，其中最主要的是小车，它能够其他器件的载体，除此之外，还包括桥架、控制器等等。绝大多数的起重机安装由空调，因为它的工作环境常常处于比较恶劣的环境下。小车也是由各种设备构成，比如车架、吊具等等。主起升机和副起升机的构成一致，主要是由制动器、上滑轮、电动机等等构成。上滑轮安装了具有感应负重功能的传感器，它可以把感应到的负重传输到屏幕上。如果负重小于0.9Gn，屏幕就显示实际测量到的值，如果负重大于0.9Gn且小于1.05Gn时，系统就会给予报警作为警告，如果负载值大于了1.05Gn，就会直接断电。起升机构一共有两个开关，第一个开关是重锤式的，第二个开关是双重限位式的。大车的驱动器被设置在运行机构的两边，通过连接平衡架和联轴器。它的轮子一共有十六个，其中12个为非主动轮。不论是大车子的车轮还是小车子的车轮使用的润滑都是采用的单点式。全封闭转速器的优点是稳定性较高，使用周期长，同时还可以带油泵润滑。不论是大车子使用的缓冲剂还是小车子使用的缓冲器，都使用的是聚氨脂式。不论是大车子的车轮还是小车子的车轮，淬火方式都是使用索氏体式，车轮面的硬度是HB300-360，因此使用周期很长，安装车轮轴承箱是呈四十五度角安装的，这就降低了啃轨的概率，同时，这样的结构操作起来也比较方便。桥架基本构成有司机室、栏杆等等。两边的端梁主要是由主梁和铰轴两者联系起来。小车架的主要构成有主梁、副梁等等。小车架相较于大车架来说，运输起来更方便，同时他的精度也比较高。3 小车运行机构设计计算3.1 起重机小车运行机构的计算3.1.1 计算条件一.跨度、额定起重量（1）跨度、额定起重量 （2）起升高度 26m 32m 40m（3）工作级别 A3 M3 M5 M5 M3 M3 M3（4）运行起升速度 （5） QU120 450KN 3.1.2 运行阻力的计算 (表3.1) 式中：；。 式中：； ；。3.1.3 电动机的选择 式中：； 7.5 970 0.1325 38 3.1.4 打滑验算式中：； ； 表3.5 驱动轮比与允许的最大加速度驱动轮比 ni:n允许的最大加速度 m/s21:60.1351:40.2381:30.3401:20.5441:10.6453.1.5 减速器计算 3.1.6 制动器的选择式中：；3.1.6.1 制动惯性力矩Ma 式中：； ；3.1.6.2 最小静阻力矩Mjmin 3.1.7 联轴器的选择3.1.7.1 联轴器传递扭矩的确定式中：； ； ；型号 样本型号 样本3.1.8 缓冲器的选择式中：； 式中：；。式中：； ； 3.2 减速器的设计配为： 令，表3.6 总传动比及其分配3.2.1 减速器各轴的传递功率、转速、转矩 3.2.2 高速级齿轮的计算，处 ，得，取。 。 ，取 =根据 假设 ， = 计算大小齿轮的 小齿轮的数值大。 取 取 取 圆整后 验算 。3.2.3 中速级齿轮的计算，硬度为， ，得，取。 ，取（2）计算 根据 假设 计算模数 。 取 取取 不必修正。计算齿宽圆整后 验算 3.2.4 低速级齿轮的计算，为，可知，取 ，取(2)计算根据 假设 计算大小齿轮的 ，同时展开对比。小齿轮的数值大。 取 取取 进行修正。 验算 3.2.5 齿轮的结构形式小齿轮 是一种钢质齿轮，它存在不大的直径，如果齿根圆直径跟轴径较为相同的时候，能够把轴以及齿轮当做一个整体，从而变成齿轮轴。大齿轮 腹板式顶圆直径的齿轮，能够通过铸造或者铸造构建的，一般都借助腹板式结构来实现。3.2.6 减速器箱体及其附件3.2.6.1 减速器箱体设计对于减速器箱体而言，它一般都借助剖分式结构来实现特定功能的。剖分式箱体主要包括两个部分的内容，一个是箱盖，另一个是箱座，通过螺栓能够对它们进行紧密的关联，从而构建为1个系统的整体。对于传动件来说，其存在一个固定的轴心线，当剖分面跟其实现了完全的重合，就能够很大程度上帮助轴系元件得到便捷地卸载以及安装。就剖分结合面而言，它务必要存在足够的宽度，而且应该对其进行细致的加工。为了确保箱体具备足够的刚度，应该在位于轴承座的区域加装其他的零件，即加强肋。对于箱体底座而言，它务必要具备充足的厚度以及宽度，从而确保能够平稳地得到安装。在对减速器箱体进行制造的时候，大多数的原材料都为HT150以及HT200。铸铁有很多的优点，比如能够被高效地铸造，并且在切削加工方面也有很大的优良特点，不需要花费过多的成本。3.2.6.2 减速器附件设计（1）窥视孔和视孔盖在对窥视孔的方位进行设置的时候，需要将其位于箱盖顶部的区域，如此可以观察到齿轮啮合区的具体情况，它的大小也应该被合理地设计，评判指标是：手是否能够自由地进入箱体，从而开展细致的筛查。在窥视孔的位置，还应该打造一个合适的凸台，从而方便进行深度的操作。在对视孔盖进行操作的时候