401014吨电动桥式起重机设计毕业设计1

4010-144010-14 吨电动桥式起重机设计吨电动桥式起重机设计目录目录摘要.1绪论.31 起重机的技术参数.61.1 起重量与自重载荷 .61.2 起升高度与起升载荷 .71.3 跨度 .81.4 运行速度 .81.5 工作级别 .81.6 起重机的材料 .101.7 结构连接 .111.8 生产率 .112 起重机的机构.132.1 起升机构 .132.2 运行机构 .162.3 金属结构 .182.4 性能参数表 .193 起重机的零件.223.1 钢丝绳 .223.2 滑轮组.233.3 卷筒组 .243.4 吊钩组 .243.5 制动装置 .253.6 减速机 .263.7 联轴器 .273.8 缓冲器 .293.9 超载限制器 .303.10 电器 .314 起重机的安装与使用.334.1 起重机安装 .334.2 机构的润滑 .344.3 运转实验 .354.4 起重机的交工验收 .36结 论.37参考文献.38致 谢.39 1内容摘要：内容摘要：40/10-14 吨电动桥式起重机主要由桥架，大车运行机构和装有起升，运行机构的小车组成。其桥架由钢板焊成的正规箱体主梁，端梁和走台等组成。主梁上铺设了供小车运行的钢轨。两主梁的外侧装有走台。一侧为安装及检修大车运行机构而设。另一侧为安装小车导电装置而设。在主梁下面悬挂着全视野的操纵室，操纵室内装有联动控制台和单个控制器，操纵室与走台装有斜梯，主梁连接在中间带有接头的两端梁上。大车运行机构采用分别驱动形式。起重机大车轮为四个，车轮与带有滚动轴承的角形轴承箱组装以后安装在端梁的两端。起重机小车由起升机构和小车运行机构所组成。此起重机的跨距大车为 14m，小车 3m，起重量主起升 40t，副起升10t，工作级别 A3，运行速度为大车 1-10m/s，小车为 2-20m/s。复合本起重机实际要求。关键字：桥架；大车运行；小车运行；主梁；端梁；走台 2ABSTRACT：40/10-14 tons of electric bridge-style cranes consists mainly of bridge, traveling mechanism and equipped with lifting mechanism, the car. The bridge by steel box girder of regular welded, girders and Taiwan, etc. The car was laid for the girder of rail operation. Two of the girder with walk. Side for installation and maintenance during operation. The other side of the car for installation and conductive device. In view of the hanging below the control room, manipulation of indoor and individual controller with linkage console, room with Taiwan with inclined ladder, walk in the middle of the girder connection with joint at both ends of the beam. Traveling mechanism driven by respectively. Crane wheels for the big four wheels and rolling bearings with the angular bearing assembly installed on the client after both ends of the beam. Crane car by lifting mechanism and the car run institutes. This crane span for 14m, car 3m cart, weight lifting, Lord 40t 10t hoisting working level, and speed as A3 cart 1-10m/s, car for 2-20m/s. The actual requirements of crane.Key words: bridge, During operation, Cars run, Girders, End, Walking machin3绪论绪论被人们誉为“巨人之臂” ， “画在天空中的弧” ， “力与美的象征”的起重机，是广泛用于国民经济各部门进行物质生产和装卸搬运的重要设备。起重机的设计制造，从一个侧面反映了国家的工业现代化水平。1.1 起重机械的概述起重机械是用来对物料进行起重，运输，装卸和安装作业的机械。它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂，矿山，港口，车站，建筑工地，仓库，水电站等多个领域和部门中得到广泛的应用。随着生产规模日益扩大，特别是现代化，专业化生产的要求，我国专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极地促进作用。起重机械是一种循环的，间歇工作的，短程搬运物料的机械。一个工作循环一般包括上料，运送，卸料及回到原位的过程，即取物装置从取物地点由起升机构把物料提起，由运行，回转或变幅机构把物料移位，然后物料在指定地点下放，接着进行相反动作，使取物装置回到原位，以便进行下一次的工作循环。在两个工作循环之间一般有短暂的停歇。起重机工作时，各机构经常是处于起动，制动以及正向，反向等相互交替的运动状态之中。1.2 起重机械的发展我国起重机制造业奠基于 20 世纪 50 年代，70 年代以来，起重机的类型，规格，性能和技术水平获得很大的发展。除了满足国民经济建设对起重机日益增长的需要外，还向国外出口各种类型的高性能，高水平的起重机。随着现代科学技术的发展，各种新技术，新材料，新结构，新工艺在工程起重机上得到广泛的应用。所有这些因素都促进了工程起重机的发展。根据国内外现有工程起重机产品和技术资料的分析，近年来工程起重机的发展趋势主要体现在以下几个方面：（1） 广泛采用液压技术由于液压传动具有体积小，重量轻，机构紧凑，能无级调速，操纵简便，运转平稳和工作安全的优点。近年来在国内外各种类型的起重机上已得到广泛应用。（2） 通用型起重机以中小型为主，专用起重机向大型大功率发展。为了提高建筑工程的装卸和安装作业的机械化程度，工程起重机的发展，仍然是4以轻便灵活的中小型起重机为主。在中小型起重机得到广泛应用的同时，大型工程用起重机也得到了很好的发展。目前超过 100 吨级的轮式起重机的品种逐渐增多，总的来看，大型和特大型轮式起重机以发展桁架臂式起重机为主，而伸缩臂式起重机，由于受伸缩臂的重量和行驶状态的长度限制，其发展有待于技术和材料的进一步研究。由于大型高炉，大型电站，化工建设和高层建设的需要，塔式起重机，门座起重机的起重量，幅度，工作速度，起升高度都有了大幅度的提高，桥式起重机，龙门起重机的起重量不但提高，缆式起重机的起重性能不断完善。（3） 重视“三化” ，逐步过渡采用国际标准。三化是指：标准化，系统化，通用化。一些国家对工程起重机制订了国家标准，规定了起重量系列。有些国家虽然没有对起重量进行统一的规定，但制造成自成系列，注意使用通用零部件，为生产和使用提供了有利条件。目前世界上许多国家，不仅重视制定本国的产品标准，而且非常重视采用国际标准（ISO） 。有的国家甚至废除了本国国家标准而直接采用国际标准，我国政府也提出：全面加速采用国际标准和国外先进标准，尽快缩短我国产品质量水平与世界先进水平的差距，改变我国产品质量落后的面貌。（4） 发展一机多用产品。为了充分发挥工程起重机的作用，扩大其使用范围，有的国家在设计起重机是重视了产品的多样性。例如在工作装置设计方面，除了使用吊钩外，还设计配备了电磁吸盘抓斗，拉铲和木料抓取器等取物装置。有的还设计成使用于建筑基础工程中，如装设钻孔装置和掀动打桩拔桩装置等一机多用的产品。又如在整机设计方面，塔式起重机的组合设计在国外发展较快，为了适应不同用户的不同需要，国外的大型塔式起重机厂还有着完整的系列，国内外在提高塔式起重机的工作性能方面做了大量的工作。长吊臂固定式自升塔式起重机有着服务范围大，成本低，适应性强等优点，受到越来越多的人们的重视。（5） 采用新技术，新材料，新结构，新工艺。为了减轻起重机的自重，提高起重机的性能，保证起重机可靠地工作，各国都采用新技术，新材料，新结构，新工艺来生产起重机械。新技术的应用除表现在广泛采用液压传动外，有的起重机还采用液力传动。液力变矩器与发动机的恰当匹配，使发动机扭矩自动地适应行驶条件；采用动力换挡变速箱和液压转向装置以减轻司机的操作强度。采用新技术特别是电子技术和信息控制技术，进一步完善操作条件，提高控制性能，是国内外发展工程机械的一个普遍倾向，即所谓机电一体化。起重机械也不例外，为了进一步改善司机操作环境，除司机室做的宽敞，视野良好，保温隔热和各隔声外，还装置有远程联系设备和工业电视设备等。为了减轻起重机的自重，除了采用高强度钢材外，在结构形式方面的改进也是十分重要的。设计先进合理的箱型吊臂目前已引起了各国的普遍重视，近年来轮式起重机出现了盆形底座，其上车通过同转支承安装在盆形底座上。依托盆形底座在对角方5向安装四个辐射式支腿。这样吊重负荷经由盆形底座直接传递给支腿，使起重机底盘只承受行驶时的自重，从而减轻起重机的自重。新材料，新结构的应用，促使采用各种新的加工工艺。国外为了扩大高强度钢材的应用。非常重视高强度钢的焊接工艺等技术的研究和应用。1.3 起重机的种类起重机的种类很多，通常按主要用途和构造特征对其进行进行分类，按主要用途可分为通用起重机，建筑起重机，冶金起重机，铁路起重机，造船起重机，甲板起重机等。按构造特征可分为龙门起重机，塔式起重机，门坐式起重机，履带起重机，轮式起重机，桥式起重机，固定卷扬起重机等。本文所介绍的是 40/1014 A3 吊钩桥式起重机。本起重机主要由桥架，大车运行机构和装有起升，运行机构的小车组成。其桥架由钢板焊成的正规箱体主梁，端梁和走台等组成。应用范围较广，在各起重行业得到广泛应用。61 1 起重机的技术参数起重机的技术参数1.11.1 起重量与自重载荷起重量与自重载荷1.1.11.1.1 起重量起重量起重机正常工作时允许一次起升的最大质量称为额定起重量。起重机的起重量常用符号 Q 或 P,C 等表示，起重量是质量单位（kg） ，但习惯用起重量单位为吨（t） ，这可视为非国际单位制的质量单位（1t=1000kg） ，当起重量视为载荷时，起升载荷的单位为牛（N）或千牛（KN） ，常以 P 表示，P=Qq10Q。此起重机为吊钩起重机，其额定起重量不包括吊钩和动滑轮组的自重，而且其为桥式起重机，起重量是定值，主起升起重量定为 40t，因为桥式类型起重机的付起升起重量由作业要求确定，是主起升起重量的 1/51/3.定位付起升起重量为 10t。1.1.21.1.2 自重载荷自重载荷 自重载荷是指起重机金属结构，机构，动力或电气设备，以及装在起重机上的料仓，连续输送机及相应的物料等质量的重力（起升质量的重力除外） 。在起重机设计计算的初始阶段，自重载荷尚属未知，必须预先估出。最常用的估算方法是参考相近或相似的现有起重机，或利用统计经验公式和图标，进行初估，最后加以校核修正。自重载荷的作用方式视计算类型和作用特点而定。起重机总体计算时，将自重载荷视为通过各个部件重心的集中力。进行结构强度和刚度计算时，此起重机为桁架结构，自重载荷分布在各个节点。考虑物品起吊离地或下降制动时对起重机金属结构的振动影响，必须对起重机质量（自重）产生的重力，乘以系数1，1称为起升冲击系数。1=1。在计算起重机金属结构及其支承时，必须考虑起升冲击系数1，为了反映震动脉冲影响的上下限，一般都给出1的两个值。本起重机的总质量（包括主梁，端梁，小车，大车运行机构，司机室和电气设备等）可根据下式估算： G=0.45Q+0.82L （1-1） 起重小车的质量 Gt 为： Gt=0.4Q （1-2）式中 Q 额定起重量（t）7 L 起重机跨度（m）额定起重量为 50t，起重机总跨度为 17m，则本起重机的总质量为 32.39t。1.21.2 起升高度与起升载荷起升高度与起升载荷1.2.11.2.1 起升高度起升高度起升高度是指从地面或轨道顶面至取物装置最高起升位置的铅垂距离（本机吊钩取物环中心） ，单位为米。本机的取物装置能下放到地面，从地面到取物装置最低下放位置间的铅垂距离称为下放深度。本机的总起升高度 H 为轨面以上的起升高度 h1和轨面以下的下方深度 h2之和，即 H=h1+h2.参考表 1-1： 表表 1-11-1： 3t3t160t160t 电动桥式起重机起升高度系列电动桥式起重机起升高度系列 （GB79165） 起重机 Q（t）（主钩）35080100125160主钩12152030203020302430起升高度H（m）副钩14202232223222322632本机的主起升最大起升高度为 22m，负起升最大起升高度为 30m。1.2.21.2.2 起升载荷起升载荷 起升载荷是指起升质量的重力。起升质量包括允许起升的最大物品，取物装置（下滑轮组，吊钩，吊梁，起重电磁铁等） ，以及其他随同升降的设备重量。1.31.3 跨度跨度 本起重机为吊钩桥式起重机，其大车运行轨道中心线之间的水平距离称为跨度8（L）.桥式起重机的跨度小于厂房跨度，根据本机的自身条件与业主的需要，所选取大车跨度 L=14m，小车跨度 l=3m。1.41.4 运行速度运行速度 运行速度是指运动机构电动机在额定转速时，或油泵输出额定流量时，起重机或小车的运行速度。运行速度与起重机的类型和用途有关。轮胎和汽车其汇总及需作长距离转移，常与汽车结队行驶，运行速度用公里/小时表示。浮式起重机的运行速度常以“节”表示（1 节=1mile/h=1.85km/h） 。铁路，轮胎，汽车，履带，浮式起重机的运行速度按空载情况考虑，其他类型的起重机按满载确定运行速度。本机为桥式起重机，运行距离较短，运行速度一般用 m/min 表示。大车运行速度定为 1-10m/min，小车运行速度定为 2-20m/min。1.51.5 工作级别工作级别 起重机在有效寿命期间有一定的总工作循环数。起重机作业的工作循环是从准备起吊物品开始，到下一次起吊物品为止的整个作业过程。确定适当的使用寿命时，要考虑经济，技术和环境因素，同时也要计及设备老化的影响。这些决定了起重机的利用等级。而载荷状态是起重机分级的另一个基本参数，它表明起重机的主要机构起升机构受载的轻重程度。(如果无法获得起重机在使用寿命期间起升载荷的次数盒起升物品的质量等数据，应由用户和制造厂家对名义载荷状态的选择协商一致)。确定了起重机的利用等级和载荷状态以后，按表 1-1,1-2 确定起重机整机的工作级别，起重机整机的工作级别分为 A1A8 八级。 表表 1-21-2： 桥式和门式起重机按工作条件整机及桥式和门式起重机按工作条件整机及机构工作级别划分指南机构工作级别划分指南（摘自 ISO 43015 : 1991） 机构的工作级别起重机用途工作条件整机的工作级别起升小车运行大车运行人力驱动起 重 机A1M1M1M1电站用A1M2M1M39起重机车 间起重机经常轻负荷使用A2M3M2M3车 间起重机经常继续使用A3M4M3M4车 间起重机繁忙使用A4M5M3M5货场用起重机吊钩式，经常轻负荷使用A3M3M3M3货场用起重机抓斗或电磁铁式，繁忙使用A6M6M6M6表表 1 13 3：起重机工作级别举例表：起重机工作级别举例表（摘自摘自 GBGB 381138118383） 起 重 机 类 型工作级别电站安装及检修用A1A3车间及仓库用A3A5吊钩式繁重工作车间及仓库用A6A7间断装卸用A6A7桥式起重机抓斗式连续装卸用A8一般用途吊钩式A5A6装卸用抓斗式A7A8电站用吊钩式A2A3造船安装用吊钩式A4A5门式起重机装卸集装箱用A6A8料场装卸用抓斗式A7A8港口装卸用抓斗式A8装卸桥港口装卸集装箱用A6A8因为本机为 40/10 吊钩式电动桥式起重机，根据本机的自身条件和用途，选用本机的工作级别为 A3,主起升，付起升，大车运行，小车运行的工作级别均为 M3。1.61.6 起重机的材料起重机的材料 起重机机构零件，金属结构，联接件和附件均由黑色金属，有色金属和非金属等材料加工制成。设计起重机时，应根据起重机机构和结构的载荷状态，利用等级，安10全要求和经济合理等因素，正确选择材料。1.6.11.6.1 机构零件材料机构零件材料本机机构零件由锻件，轧制件，焊接件，锻件作为柸件，经机械加工而成。锻件，轧件和焊接件主要采用碳素结构钢和低合金结构钢。机构零件通过不同的热处理方法，获得与其受载情况相适应的机械性能。按照零件的载荷性质和工作要求，逐渐采用铸钢，铸铁。为了改善材料的机械性能，提高零件的承载能力和使用寿命，铸件进行了热处理。1.6.21.6.2 金属结构材料金属结构材料 本起重机使用的结构材料主要是钢材。铝合金虽然坚固耐用，但铝合金比钢的比重小，延伸率大，弹性模量仅为钢的 1/3，价格昂贵，国内起重机金属结构均尚未采用。 普通碳素钢 Q235 是制造起重机金属结构最常用的材料。与碳素钢相比，低合金钢具有更高的屈服极限与拉伸强度，更好的抗低温冷脆性和耐磨性，较好的可焊性，但有效应力集中系数较高。如果结构的强度由最大载荷控制，不决定于受变载荷作用的疲劳寿命，这种情况下采用 16Mn 低合金钢效果最好。起重机金属结构主要承载构件应符合 GB70088普通碳素结构钢钢号和一般技术条件的规定，又由于普通碳素钢 Q235 比较常用，则本机的金属结构选择的材料为普通碳素钢 Q235B。1.6.31.6.3 联接材料联接材料焊接中，焊条或焊丝型号应与主题金属强度相适应。由于本机工作级别高以及客户的要求，保证焊条或焊丝材料有足够的韧性和塑性。本机的制造采用气体保护焊，选用的是焊缝质量与主题金属材料性能相似的实心焊丝。各个部件的焊接采用的是二氧化碳（CO2）气体保护焊。所选用的焊条型号多为 E506 电焊条，焊丝为 H08A 自动焊或半自动焊焊丝。螺栓联接的常用材料符合 GB 309882紧固件机械性能的规定。因为本起重机在常温下（-20以上）工作，采用的是非绞制孔螺栓和螺母联结，螺栓和螺母使用11的是材料是 Q235 碳素结构钢。1.71.7 结构连接结构连接 起重机的金属结构所采用的连接方式有焊接连接，铆钉连接，普通螺栓连接和高强度螺栓连接。本机主要采用焊接连接与普通螺栓连接。焊接连接是起重机金属结构最主要的连接形式。焊接连接又分电弧焊，接触焊，气焊和电渣焊等。本机主要采用的是电弧焊，又称焊缝连接。焊缝连接分为对接，搭接和 T 形接。焊缝有对接焊缝和角焊缝两种。对接焊缝的静力和动力工作性能较好，而且省料，但加工要求较高。角焊缝构造简单，施工方便，但静力及动力性能较差。在正常情况下，焊缝厚度不大于 50mm。在设计时不能任意加大焊缝。普通螺栓分为精制螺栓和粗制螺栓两种。精制螺栓是经机械加工制成的，表面光洁，尺寸准确，一般孔径比栓径大 0.3mm0.5mm，安装时需轻轻敲打才能装入，因此精制螺栓安装比较困难，仅适用于受剪力的连接。粗制螺栓的螺杆表面不经特别加工，相配合的孔径比栓径大 2mm4mm，由于配合间隙较大，当传递剪力时，其连接变形较大，故只能用于受拉力的连接或作安装临时固定用。1.81.8 生产率生产率 起重机在一定作业条件下，单位时间内完成的物品作业量叫生产率。生产率可用小时，工班，天，月，年或用起重机整个使用寿命期间累计完成的物品作业量来表示（质量（t） ，体积（m3） ，件数等） 。 生产率分计算生产率（理论生产率）和技术生产率（实际生产率） 。按额定起重量，额定工作速度和规一化作业周期算出的生产率为计算生产率。公式： 计算生产率 P 按下式计算： PQen=3600Qe /Te （1-3）式中 Qe起重机每个作业循环吊运的物品质量，即起重量（t） （或体积（m3） ）或数量（件） ； n 每小时作业循环数，n=3600/ Te ； Te 作业循环周期（s） 。起重机作业时实际达到的生产率叫技术生产率。影响生产率的因素有很多，一般只能由统计方法得到。生产率是起重机的综合技术参数，它受起重机的起重量，机构工作质速度，起升12和运行速度，物品包装和吊具完善情况，司机操作熟练程度等因素的影响。设计本起重机，根据给定的生产率 P 按式（1-3）确定起重机的起重量 Qe 和机构工作速度。2 2 起重机的机构起重机的机构2.12.1 起升机构起升机构在起重机中，用以提升或下降货物的机构称为起升机构。起升机构是起重机中最重要，最基本的机构，其工作的好坏直接影响整台起重机的工作性能。2.1.12.1.1 起升机构的组成起升机构的组成本机起升机构由驱动装置，钢丝绳卷绕系统，取物装置和安全保护装置等组成。驱动装置包括电动机，联轴器，制动器，减速机，卷筒等部件。钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳，卷筒，定滑轮和动滑轮。取物装置为吊钩式。安全保护装置有超负荷限制器，起升高度限位器等。起升机构有内燃机驱动，电动机驱动和液压驱动三种驱动方式。本机的驱动方式13主要为电动机驱动。直流电动机的机械特性适合起升机构工作要求，调速性能好，但获得直流电源较为困难。交流电动机驱动能直接从电网取得电能，操作简便，维护容易，机组重量轻，工作可靠。所以本机采用的是交流电动机驱动。设计起升机构时需给定的主要参数有：起重量，工作级别，起重高度和起升高度（数值见第一章） 。由于本起重机的起重量高于 10t，则本机设有两个起升机构，即主起升机构和副起升机构。主升机构的起重量大（40t） ，用以起吊重的货物。副起升机构的起重量小（10t） ，用以起吊较轻的货物或作辅助性工作，提高工作效率。2.1.22.1.2 起升机构计算起升机构计算起升机构的计算是在给定了设计参数，并将机构布置方案确定后进行的。通过计算，选用机构中所需要的标准部件（如电动机，减速机，制动器，联轴器，钢丝绳等） 。 钢丝绳计算采用双联滑轮组，钢丝绳的最大静拉力S = Q/（2mz12） (2-1)式中 Q 起升载荷,Q=Q0 +q，Qc为额定起升载荷，q 为取物装置的重力，可采考表 2-1，当起升高度大于 50m 时，起升钢丝绳的重力亦应计入（N） ； m 滑轮组倍率（表 2-2） z 滑轮组效率1，2 导向滑轮效率（表 2-3）起升载荷已给出，其它效率与倍率可通过查表得到，即可计算出钢丝绳的最大静拉力。表表 2-12-1：吊钩自重载荷：吊钩自重载荷 q q 与额定起升载荷与额定起升载荷 Q Q0 0的关系的关系 额定起升载荷 Q0（KN）吊钩自重载荷 q（KN）32801002003205006301250160025002% Q02.5% Q03% Q03.5% Q04% Q0表表 2-22-2：滑轮组倍率：滑轮组倍率 m m14额定起重量 Q（t）3581216254065100倍率 m23466688101012161620表表 2-32-3：与包角：与包角 a a 有关的导向滑轮效率值有关的导向滑轮效率值a0154590100滑动轴承0.9850.9750.960.95滚动轴承0.990.9870.9850.98主起升：Q=Q0 +q=40+402%=40.8KN S = Q/（2mz12）=40.8/2100.9850.975=2.124KN副起升：Q=Q0 +q=10+102%=10.2KN S = Q/（2mz12）=10.2/260.9850.975=0.885KN（二）电动机功率计算 电动机静功率 Pj= Qv /1000（KW） (2-2)式中 Q,v 起升载荷及起升速度； 机构总效率，=zdtc ，在此 z为滑轮组效率，见表 2-2，d为导向滑轮效率，见表 2-3t为卷筒效率，dt ；c为传动效率，本机计算时 c0.900.92。则知道了起升载荷与起升速度，通过查表确定各个效率参数值，即可得到起升机构电动机功率,起升机构总电功率为 23.2KW。本机起升机构选用的电动机型号DV160L8，功率 7.5KW，转速 720r/min。（三）减速机传动比 起升机构传动比按下式计算it=n/nt （2-3）式中 n 电动机额定转速（r/min） ； nt 卷筒转速（r/min） 。按所采用的传动方案考虑传动比分配，选用标准减速机或进行减速装置的设计，根据it确定出实际传动比 io。其值见性能参数表。 （四）制动转矩的计算 制动转矩满足下式要求: TzKzQDo/2mI (Nm) （2-4）式中 Tz 制动器制动转矩（Nm） ； Kz 制动安全系数，与机构重要程度和机构工作级别有关； Q 额定起升载荷（N） ； Do 卷筒卷绕直径（m） ；15 机构总功率； m 滑轮组倍率； I 传动机构传动比。根据计算所得的制动转矩选择制动器。其值性能参数表。2.1.32.1.3 起升机构的维修起升机构的维修 1.起升机构的制动器是起重机重要部件每班工作前应试一下制动器是否可靠，制动器调整应参照通用零部件使用说明书。 2.安全开关失灵 安全开关失灵多是由于开关内部构件的卡滞或移动所造成，在调整和使用中应注意以下几点： 上升极限安全开关要严格按照起升限位开关附加图安装。 每更次或串动钢丝绳后，均应重新调整安全开关。 每个班次的开始都应试用一下，以检查开动开关的可靠性。 司机不得依靠安全开关的断电动作来代替自己的正常操作。2.22.2 运行机构运行机构 起重机的运行机构分为有轨运行和无轨运行两类。本机采用有轨运行机构，起重机在专门铺设的轨道上运行，负荷能力大，运行阻力小。采用电力驱动，但工作场地范围有限。本运行机构主要用于水平运移物品，调整起重机工作位置以及将作用在起重机上的载荷传递给基础建筑。2.2.12.2.1 轨行式运行机构的组成轨行式运行机构的组成 轨行式运行机构主要由运行支承装置与运行驱动装置两大部分组成。运行支承装置用来承受起重机的自重和外载荷，并将所有这些载荷传递给轨道基础建筑，主要包括均衡装置，车轮和轨道等。运行驱动装置用来驱动起重机在轨道上运行，主要由电动机，减速机，制动器等组成。162.2.22.2.2 轨行式运行机构的形式轨行式运行机构的形式 轨行式运行机构分为小车运行机构与大车运行机构。小车运行机构采用低速轴集中驱动，电动机通过固定在小车架上的立式减速机，联轴器和传动轴驱动车轮，主动轮取总轮数的一半，制动器放在电动机另一端的外伸轴上。这种驱动型式的优点是可以采用标准部件，安装和维修方便。将立式减速机布置在小车架中心线。大车运行机构采用的是分别驱动，安装在走台上，两边车轮分别由两套独立的无机械联系的驱动装置驱动，省去中间传动轴，自重轻，部件分组性好，安装和维修方便。2.2.32.2.3 运行机构计算运行机构计算运行机构的计算是在给定了设计参数，并将机构布置方案确定后进行的。通过计算，才可以选用机构中所需要的标准部件（如电动机，减速机，制动器，联轴器等） 。（1）电动机的静功率 Pj=Fivo/1000m（KW） (2-5)式中 Fi起重机或小车运行静阻力（N） ； vo初选运行速度； 机构传动功率，可取 =0.850.95； m 电动机个数。则运行机构电动机的静功率为 23KW。运行机构电动机型号：大车运行：DV132S6,功率 23KW,转速 930r/min。小车运行：DV112M6,功率 2.2KW，转速 960r/min。（2）减速机的传动比 i0=nD/60000vo (2-6)式中 n电动机额定转速（min-1） ； D车轮踏面直径（mm） ； vo初选运行速度（m/s） ； i0计算传动比。按所采用的传动方案考虑传动比分配，并选用标准减速器或进行减速装置的设计，确定出实际传动比。其值见性能参数表。（3）制动器制动转矩计算 运行机构的制动器根据起重机满载，顺风和下坡运行工况选择，制动器应使起重机在规定的时间内停车，制动转矩按下式计算： Tz=FD/2000im，+1/ m，t20.975（Q+G）v2/n+17k（J1+J2）nm/9.55(Nm) (2-7)式中 F 稳定运行的静阻力； m，制动器个数； m 电动机个数； t2 制动时间。根据已知数据与查表得出数据可以计算出制动器转动力矩。其值性能参数表。(4)联轴器计算扭矩高速轴联轴器的计算扭矩 Tr1应满足:Tr1=n1TaTt （Nm） （2-8）式中 n1 联轴器安全系数； 刚性动载系数； Ta 电动机额定转矩（Nm） ； Tt 联轴器许用扭矩（Nm） ；低速轴联轴器的计算扭矩 Tr2= n1TaiTt（2-9）其值见性能参数表。2.2.42.2.4 大，小车运行机构维修大，小车运行机构维修 1.车轮的啃道与调整 起重机的正常运行是“蛇”形前进的。因此，车轮的轮缘贴在轨道的侧面运行，车轮的轮缘与轨道的侧面有轻微的摩擦，这是属于正常的导向。车轮的啃道是指轮缘与轨道的严重抵触，在向同一方向运行时，车轮一侧的轮缘始终抵在轨道侧面，并且发出响声或产生剧烈的震动，在 12 年的时间内，轮缘便被磨去一半需要更换。因此应该及时对车轮进行调整，调整时选择某一个车轮为调整轮，调整轮尽量地选择在从动轮上，因从动轮与传动机构无关。使被调整的车轮悬空，调整水平偏斜，在角形轴承箱的垂直支承面下加垫；调整跨度或轨距，需将原垫铲后重新加新垫，再焊牢，做到一次调整。 2.主动车轮打滑车轮滚动面为在一个水平面上，应在角形轴承箱水平支承面处加垫调整。轨道面上绝对禁止有油腻存在，必要时可在轨面上撒细沙等物以增加摩擦系数。轨道面在高低方向有波浪或在同一截面上两轨道高低差超差时应重新调整轨道使之达到要求。调整制动力矩，不要使之制动过猛。18禁止经常打反车紧急制动。2.32.3 金属结构金属结构 桥式起重机的金属结构（桥架）主要由主梁（主桁架） ，端梁，栏杆（副桁架） ，走台（水平桁架） ，轨道和操纵室（司机室）等构件组成。本起重机的金属结构形式为双梁桥架。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。本起重机桥架主梁为箱体结构，是正规箱体双梁。主梁由上，下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产，但自重较大。起重机的桥梁及其它主要金属结构至少每年进行一次全面检查，检查所有连接螺栓，检查主要焊缝，检查主梁的上拱度及其它主要件的变形，起重机和小车运行轨道一年应检查一次。起重机的金属结构，视前一次的油漆情况，可在 35 年涂油漆一次涂前应仔细清除旧漆及除锈，油漆涂二层，第一层底漆涂红色光明丹，第二层面漆。图 2-1 主梁简图2.42.4 性能参数表性能参数表通过上述计算以及本起重机使用的环境，使用方法得出大车运行，小车运行及起升机构，运行机构的性能参数表，如下： 表表 2-42-4：大车运行性能参数表：大车运行性能参数表 起 重 量t40/10跨 度m14制动型 号YWZ-200/2519工 作 级 别M3制动力据Nm2200运行速度m/min2-20器液压推动器型号YT1-25Z/2型 号ZQDA400-X-1/2(95)电 源三相交流 380V50HZ减速机传动比i92.21型 号DV132S6缓冲行程mm140功率KW23车轮直径mm700电动机转速r/min930车轮轴承内经mm120表表 2-52-5：小车运行性能参数表小车运行性能参数表起 升 机 构 机构名称项目主起升副起升机构名称项目运 行 机 构起重量t4010轨距mm3000起升速度m/min0.1-10.5-5运行速度m/min1-10工 作 级 别M3M3工 作 级 别M3起升高度m2230基距mm3250电 源三相电源 50HZ 380V结 构22NAT619W+FC177014NAT619W+FC1570缓冲行程mm60支 数86钢轨型号38Kg/m钢丝绳工作拉力KN51.717.4车轮直径mm400卷筒直径mm650400最大轮压KN127.3型 号DV160L8DV160L8型 号DV112M6功率KW7.57.5功率2.2KW电动机转速r/min720720电动机转速960型号ZQDA850-1-7CAZQDA500-XII-3CA型 号ZSC600+125-II-I减速机传动比i317.2865.54减速机传动比120制动型号YWZ-300/45YWZ-300/45制动型号YWZ-200/2520制 动力 矩Nm2630630制动力据/Nm200器推动器型号YT1-45Z/6YT1-45Z/5器推动器型号YT1-25ZB/4重锤LX10-31限位开关旋转DXZ限位开关LX10-11表表 2-62-6：起升，运行机构运行参数表：起升，运行机构运行参数表起 升 机 构运 行 机 构机构名称项目主起升副起升机构名称项目小 车大 车起 重 量t4010轨 距m314起升速度m/min0.1-10.5-5运行速度m/min1-102-20工 作 级 别M3M3工 作 级 别M3M3最大起升高度m2230缓冲行程mm100150S（m）14最大轮压KN127.20330各机构电动机功率之和KW23.2钢 轨 型 号38Kg/mQU80电 源三相交流 380V 50HZ213 3 起重机的零件起重机的零件3.13.1 钢丝绳钢丝绳钢丝绳是广泛用于起重机中的挠性构件。它具有承载能力大，卷绕性好，运动平稳无噪音，极少容易断裂，工作可靠等优点。本起重机使用圆形截面的钢丝绳，绳股截面也是圆形。按钢丝绳股内相邻层钢丝的接触状态，分点接触，线接触和面接触。本机选用的为线接触（X 型）钢丝绳，股内各层钢丝在全长上平行捻制，呈线接触。线接触钢丝绳承载能力大，耐磨性好，使用寿命长，在相同使用条件下，比点接触（D 型）钢丝绳寿命高 50%100%。因而在起重机中，凡是绕过滑轮和绕入卷筒的钢丝绳，都应选用线接触钢丝绳。本钢丝绳的机芯为浸透油脂的麻绳，有利于防止钢丝绳锈蚀，减少钢丝的磨损。由于钢丝绳的强度越高，僵性越大，卷绕性越差，所以本钢丝绳中钢丝的强度极限以 14001850（N/mm2）为宜。钢丝绳的直径公式 d=C （3-1）s式中 C选择系数（mm/）;N S钢丝绳最大工作静拉力（N） 。则根据上述公式和第二章中钢丝绳最大静拉力的计算，可以确定本机所使用的钢丝绳。型号为：主起升所用 22NAT619W+FC1770，副起升所用 14NAT619W+FC1570。表表 3-13-1：钢丝绳长度及质量表：钢丝绳长度及质量表起升高度 m682230长度 m8298210主起升质量 Kg144172368长度 m5769201副起升质量 Kg475716722图 3-1 钢丝绳缠绕方式3.23.2 滑轮组滑轮组滑轮用以支撑钢丝绳，并能改变钢丝绳的走向，平衡钢丝绳分支的拉力，组成滑轮组，达到省力或增速的目的。滑轮大多装在滚动轴承上。钢丝绳出入滑轮绳槽的偏角过大时（50） ，绳槽侧壁将受到较大横向力的作用，容易使槽口损坏，是钢丝绳脱槽。为了减小钢丝绳的磨损，在滑轮绳槽中可用铝或聚酰胺作为衬托材料，但这会使滑轮构造复杂，只有当钢丝绳很长，在技术和经济上对钢丝绳寿命有特殊要求时，才可以推荐使用。所以本机由于绳和其它方面的原因，没有使用上述构造的滑轮。滑轮的主要尺寸是滑轮直径 D，轮毂宽度 B 和绳槽尺寸。起重机常用铸造滑轮，其结构尺寸已标准化（ZBJ80006.187）.滑轮结构尺寸可按钢丝绳直径进行选定。工作滑轮直径 DoDoed （3-2）式中 Do按钢丝绳中心计算的滑轮直径（mm） ； d钢丝绳直径（mm） ； e轮绳直径比系数，与机构工作级别和钢丝绳结构有关。见表 3-2表表 3-23-2：轮绳直径比系数：轮绳直径比系数 e e机构工作级别eM1M816M418M520M622.4M725M82823则已知钢丝绳直径，轮绳直径比系数由查表得到。大滑轮：Doed=1622=352mm 小滑轮：Doed=1614=224mm则可以确定本机滑轮组的型号，滑轮组 40t 代号 G260，滑轮组 10t 代号 G254。3.33.3 卷筒组卷筒组卷筒组是起升机构和牵引机构中卷绕钢丝绳的部件。常用卷筒组类型有齿轮联接盘式，周边大齿轮式，短袖式和内装行星齿轮式。本机选用的是齿轮联接盘式卷筒组，其为封闭式传动，分组性好，卷筒轴不承受扭矩，是目前桥式起重机卷筒组的典型结构，缺点是检修时需沿轴向外移卷筒。钢丝绳端在卷筒上的固定必须安全可靠，便于检查和更换钢丝绳。本机为压板固定，因为其构造简单，检查拆装方便。钢丝绳绕进和绕出卷筒时，钢丝绳偏离螺旋槽两侧的角度不大于 3.5o，以避免乱绳。本机所选用的卷筒组为：卷筒组 4002500，代号 09S014-T384G;卷筒组6502500,代号 09S014-T386G。本起重机卷筒材质 ZG270-500。3.43.4 吊钩组吊钩组吊钩组是起重机上应用最广的一种取物装置，它由吊钩，吊钩螺母，推力轴承，吊钩横梁，滑轮，滑轮轴承，吊钩拉板等零件组成。吊钩组分为短钩型吊钩组和长钩型吊钩组。本机选用的是短钩型吊钩组，吊钩横梁位于滑轮轴下方，吊钩直杆部分较短，滑轮组轴向尺寸较小，钢丝绳偏角较小，钢绳分支数的偶奇不受限制。不过缺点是整体高度尺寸较大。吊钩有单购，C 型钩，双钩，片式钩等类型。本机选用的是单购。用模锻铸造，钩的头部具有直柄开有螺纹。而且为了防止系物绳自动脱钩，在吊钩上加装有安全闭锁装置。吊钩的材料必须用平炉，电炉或氧气顶吹转炉冶炼。本吊钩采用的是锻造，锻造之后进行热处理。其表面不允许有裂纹，如有裂纹，应予报废，不能再使用。其缺陷就是不允许焊补。吊钩直径的计算公式为：单钩 D（3035） （mm） （3-3）Q式中 Q额定起重量（t） 。主起升：D（3035）=190220mm；4024副起升：D（3035）=95110mm。Q根据起重量与起升机构工作级别选中吊钩：分别为 40 吨吊钩组 G260，10 吨吊钩组 G254。3.53.5 制动装置制动装置制动装置是保证起重机安全正常工作的重要部件。制动装置用以防止悬吊的物品或吊臂下落，防止转台或起重机在风力或坡道分力作用下溜动，使起重机钩减速停车，在特殊情况下调节或限制机构的运行速度。制动装置分机械制动器和停止器两大类。停止器只能使轴单方向自由旋转。机械制动器利用固体摩擦，使机构减速，运行停止；停止器不吸收能量，支持物品静止不动。起重机的工作机构必须安装可靠的制动器。本机选用的制动装置为制动器。起重机的制动器应满足以下条件：（1） 具有机构所要求的制动转矩；（2） 制动平稳；（3） 上闸和松闸动作迅速；（4） 制动器受力构件具有足够的强度和刚度；（5） 检查，维修，调整方便；（6） 摩擦副的磨损小，使用寿命长；（7） 制动力据稳定，工作可靠；（8） 摩擦面温度不超过允许值；（9） 外形尺寸和重量小。为了减小制动器的磨损，制动器与电力制动并用。电力制动只能用来消耗动能，使机构安全减速，不能止动。与电力制动并用，对制动器的各项要求仍应满足原有的规定，不能降低。制动器的主要组成部分：（1） 制动器机架与壳体；（2） 上闸装置，如踏板，杠杆，弹簧，重块。（3） 松闸装置，或称驱动装置。（4） 摩擦副，即制动轮（盘） ，制动瓦块（带）和摩擦衬垫；制动器选用的一般原则有：（1）根据国内现有系列产品选择制动器。快式制动器技术娴熟，使用可靠，价格适中，维修方便，在起重机中应用最广，在同等条件下可优先选用。（2）制动器一般装在机构的高速轴上，以减小制动转矩。如果在起升和变幅机构的传动系中有离合器或挠性传动件，制动器必须在卷筒上，以确保安全。起升和变幅25机构必须使用自动作用或操纵的常闭式制动器。必须使用常开式操纵制动器时，应加装停止器。（3）在起升，变幅机构中用于支持物品和吊臂的制动器，制动转矩必须有足够的储备。（4）选制动器应注意经济性，维修性和使用可靠性。根据上述的原则以及第二章制动器制动力据的计算，本机所选的制动器为：大车运行制动器型号：YWZ-200/25,制动力据为 2200N.m。小车运行：起升机构制动器型号为 YWZ-300/45,制动力据为 3630N.m；运行机构制动器型号为 YWZ-200/25，制动力据为 200N.m。图 3-2 制动轮简图3.63.6 减速机减速机 起重机的起升，运行中都要使用减速机。各个机构的共同特点是周期性工作，承受间歇性载荷。齐声机构使用的减速机，齿轮单面受力。运行机构使用的是双面受力，而且启动制动时的惯性力较大。起升机构的传统布置方式要求采用中心高度小，重量轻的卧式平行轴减速器。减速器的输入轴和输出轴在箱体的同一侧，为了保证电动机和卷筒之间有一定的间距，减速器的中心距不能太小。由于卷筒的一端直接支承在减速器输出轴轴端上，要求输出轴端能承受较大的径向力。本机采用的是立式安装的减速器。减速器齿轮精度采用JB17983 中的 8-8-7 级，以滚齿为最终加工工序。减速机齿轮为中硬齿面和硬齿面。本机减速器的密封采用的是涂密封胶与“J”型密封胶。减速机润滑的好坏直接影响齿轮的寿命。由于起重机短暂周期性工作的特点，齿轮经常在起，制动情况下工作。26起动时，速度低，载荷大，齿轮啮合处常处于无润滑状态，容易导致齿轮早期损坏。在立式减速器上应采用强迫喷油润滑，在高速轴端接上小油泵，对齿轮啮合处喷油。本起重机使用的是 ZQ 型与 ZSC 型减速器。因为目前国内起重机这两种型号使用较多。ZQ 型减速器主要用于起升机构，电动机变幅机构，大车运行机构和绳索牵行的小车运行机构。ZSC 型立式平行轴减速器主要用于起重机大，小车运行机构。这类减速器结构简单，齿轮相对于两侧的轴承为非对称布置，载荷沿齿宽分布不均匀，两边的轴承受能力不等，材质较差，承载能力低，寿命短，基本参数不甚合理，技术水平落后。但因成本低，价格便宜，目前使用仍很广泛。根据上述依据与第二章所求的减速器传动比，确定本起重机所选的减速器型号为：大车运行：ZQDA400-X-1/2Z(95)，传动比 92.21；小车运行：起升机构减速机型号为 ZQDA850-I-7CA,传动比 317.28，ZQDA500-XII-3CA,传动比 65.54；运行机构减速机型号 ZSC600+125-II-1 传动比 120。3.73.7 联轴器联轴器起重机使用的联轴器主要用来联接两根同轴线布置或基本平行的转轴，传递扭矩同时补偿少许角度和径向偏移，有时还能改善传动装置的动态特性。半联轴器有时可以兼作制动轮。起重机常用的联轴器有梅花弹性联轴器，弹性柱销联轴器，尼龙柱销联轴器，齿轮联轴器，万向联轴器，液体联轴器等。本机选用的是齿轮联轴器。因为齿轮联轴器承载能力高，工作可靠，补偿两轴相对偏移量较大。重量大，对机器的安装精度要求不高，需良好润滑。可用于正反转多变，起动频繁的场合，起升，运行，回转和变幅机构均可使用。联轴器可以根据传递的扭矩和工作条件选择： T=k1k2k3TtTt （3-4）式中 T所传递扭矩的计算值； Tt实际作用的扭矩；Tt联轴器规格表中允许传递的扭矩； k1考虑联轴器重要程度的系数（表 3-3） ； k2考虑机构工作级别的系数，按第 I 类载荷计算时（Tt=Tt1） ；k2按表 3-4选取，按第 II 类载荷计算时，k2=1。 k3考虑角度偏差的系数，选用齿轮联轴器时，k3按表 3-5 选取。齿轮联轴器具有很高的承载能力，传递扭矩大，转速范围广。轴套，齿圈由不低于 40 号锻钢（GB 69988）或不低于铸钢 ZG310570（GB 567685）制造，吃面硬度 HRC4251. 表表 3-33-3：系：系 数数 k k1 127 机构载荷类别起升，变幅运行，回转I1.81.3II1.3 表表 3-43-4： 系系 数数 k k2 2机构工作级别M1M3M4M5M6k21.01.11.21.3 表表 3-53-5： 系系 数数 k k3 3轴的角度偏差（度）0.250.511.5k31.01.251.51.75 图 3-3 齿轮联轴器简图3.83.8 缓冲器缓冲器缓冲器的作用是减缓起重机及运动部分（如小车，臂架，活动对重等）运动到终点挡铁时或两台起重机相互碰撞时的冲击。 起重机设计规范（GB 381183） 规定：“轨道式起重机当其运行速度超过 0.33m/s 时，应装缓冲器。 ”根据产生的缓冲力的变形体的不同，缓冲器有木材缓冲器，橡胶缓冲器，聚氨酯28缓冲器。本机选用的是聚氨酯缓冲器。这种缓冲器其变形体是用聚氨酯材料经过适当配方处理制成的，重量轻，价格便宜，在缓冲过程中可消耗约 40%的能量，反弹小；可压缩性和回弹性好，可压缩到 50%以上，卸载 5min 后恢复率不小于 95%，该材料的微孔构造使其工作过程类同于一个带有空气阻尼的弹簧，因而其缓冲容量可随碰撞速度的提高而加大。与橡胶缓冲器一样，这种缓冲器构造简单，工作中是软碰撞，无噪声，无火花，特别适于防爆场所。缓冲器的原始数据：1. 碰撞质量 m（kg）运行机构缓冲器，碰撞质量包括起重机或小车的质量，吊重的质量则视起重机的构造而定，本机为装有导电架以限制吊重摆动的起重机，要将吊重质量考虑在内。2. 碰撞速度 v0（m/s）对于无自动减速装置或限位开关的运行机构，大车取 85%额定运行速度，小车取额定速度。对于有自动减速装置或限位开关者，按减速后的实际碰撞速度计算，但不小于 50%的额定运行速度。因实际碰撞速度与每台起重机在使用中运行制动器的制动力据调整有关，难于确定，故在实际设计计算时，按 50%额定运行速度取值。在设计缓冲器的壳体，固定连接和上档件时，碰撞速度应按额定速度计算。3. 最大减速度 Jmax（m/s2）最大减速度 Jmax对缓冲力和缓冲行程的大小起决定作用。Jmax取值过大将导致缓冲力过大，取值过小会使缓冲行程过长，应按碰撞速度大小选取适当的数值。按照起重机设计规范 （GB 381183）的规定，允许最大减速度Jmax=4m/s2。在起重机发生碰撞后的缓冲过程中，其动能的一部分消耗于运行阻力和制动器制动力的摩擦力，另一部分为缓冲器所吸收，能量公式为： Mv02/2=（W-Wz）S+pds （3-5）式中 m碰撞质量（kg） ； v0碰撞速度（m/s） ； W运行阻力（N） ； Wz换算到车轮踏面的制动力（N） ； S缓冲行程（m） ； p缓冲力（N） 。选用的缓冲器应保证其缓冲容量 A，缓冲行程 S 和最大缓冲力 Pmax均大于而又最接近于按前述方法所算得的要求值。选用的缓冲器过小布恩那个保证安全缓冲，过大会因其刚度过大而降低缓冲效果。选用时，先根据所要求的缓冲行程 S 选择合适的缓冲器规格，然后根据所要求的缓冲呢呢个两计算所需的缓冲器数目。通过上述公式和多方面考虑，本机选择的缓冲器型号为 JHQC9。293.93.9 超载限制器超载限制器起重量限制器和起重力矩限制器统称为超载限制器，是起重机重要的安全保护装置。超载作业是造成起重机事故的主要原因之一，轻者损坏起重机零部件和构件，重者造成断梁，倒塌，折臂，整机倾覆等重大事故。使用灵敏度可靠的超载保护装置，是提高起重机作业安全性，防止超载事故的有效措施。起重量限制器用于桥，门式起重机的超载保护。本机选用的超载限制器就是起重量限制器。我国起重机械安全规程（GB 606785） 规定：额定起重量大于 20t 的桥式起重机和额定起重量大于 10t 的门式起重机应装起重量限制器；额定起重量 20t以下的桥式起重机和额定起重量小于 10t