18吨桥式起重机的设计机械部分

. . . . 大学兴湘学院毕 业 论 文题 目： 18吨桥式起重机设计机械部分 专 业： 机械设计制造与其自动化 完成日期： 2010.6 毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：18吨桥式起重机设计机械部分 专业： 机械设计制造与其自动化 一、主要容与基本要求 最大起升重量：18吨 梁跨度：31500mm 起升速度：1828mmin 起升机构运行速度4045 mmin 基本要求： 1 根据上述要求，设计桥式起重机； 2 设计计算说明书1份； 3 总装配图1，小车装配图1，小车架结构图1， 20t桥式起重机总电路原理图1； 4 英文资料翻译，2000单词左右 二、重点研究的问题 1结构设计（小车运行 起升机构）； 2材料选择、主要参数的选择等； 3各种强度计算和校核（如有未知条件可按通用机械方式自行设定）； 4总电路电气原理的理解 5 设计和制图表达。 三、进度安排序号各阶段完成的容 完成时间1知识准备12周2总体技术方案设计与计算34周3总装配图绘制57周4拆化零件图，详细设计811周5纂写设计计算说明书，准备答辩12周四、应收集的资料与主要参考文献1 机械设计手册编委会主编，机械设计手册起重运输机械零部件、操作件和小五金.：机械工业，2007，32起重机设计手册编写组编，起重机设计手册.机械工业.1993,3 3 余维主编，起重机械检修手册.：中国电力，1998，114 长睽，傅东明主编，起重机械（第2版）.：机械工业，1992，55 机械设计手册编委会主编，机械设计手册联轴器、离合器与制动器.：机械工业2007，26 道南，盛主编，起重机课程设计.冶金工业.2003,5 7 罗迎社主编，材料力学.理工大学.2001,7 毕业论文（设计）评阅表专业 机械设计制造与其自动化毕业论文（设计）题目： 18吨桥式起重机的设计机械部分评价项目评 价 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价评阅人：2010年6月 日大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见专 业：机械设计制造与其自动化毕业论文（设计说明书）32 页 图 表 4论文（设计）题目： 18吨桥式起重机的设计机械部分 容提要： 本文通过给出的设计参数，设计出了吊钩组、滑轮组，选择了合适的钢丝绳正确的设计出了卷筒并且将钢丝绳正确的固定在卷筒上，重点设计了起升机构、小车运行机构，同时也计算了起重机的主梁，对其安全装置进行了选择和说明，分析了起重机的控制系统。设计起升机构时对电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组，进行了正确的选择。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒上放下，以升降重物。小车架是支拖和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常采用“焊接机构”。小车运行机构采用集中驱动，四轮支撑，同时考虑了运动阻力的计算，制动器的选择以与电动机的过载校验。指导教师评语该同学能较好的运用大学四年所学专业知识完成毕业设计课程，对待设计工作认真严谨，设计完成的质量较好，同意其参加毕业设计答辩。指导教师：2010年 6 月5 日答辩简要情况与评语答辩小组：年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任：年 月 日32 / 41目录中文摘要 英文摘要 1绪论 11.1桥式起重机简介 11.2普通桥式起重机的主要组成部分 11.2.2大车 11.2.2小车 11.2.3动力装置和控制系统 11.3普通桥式起重机的运行方式 12设计任务与参数 22.1主要技术参数 22.2起重机工作机构的级别 23吊钩组的设计计算 23.1原始参数 23.2设计步骤 24滑轮组的设计计算 65钢丝绳的选择 86卷筒的设计计算 97钢丝绳在卷筒上的固定 118起升机构的设计计算 128.1原始参数 128.2设计计算步骤 129小车运行机构的设计计算 169.1原始参数 169.2设计计算步骤 1610起重机主梁的设计计算 2210.1桥式起重机主梁的设计计算主要涉与容 2211安全装置的选择说明 2311.1主要安全装置的说明 2311.1.1走台与栏杆 2311.1.2排障板 2311.1.3小车行程限位开关 2311.1.4起升高度限位开关 2311.1.5大车行程限位开关 2311.1.6缓冲器与挡铁 2311.2小车缓冲器选择计算 2411.3大车缓冲器选择计算 2412 18吨桥式起重机的控制系统设计 25结束语 25参考文献 26附录1 外文资料 2818吨桥式起重机设计摘要桥式起重机是一种提高劳动生产率重要物品搬运设备，主要适应车间物品搬运、设备的安装与检修等用途。我国生产的吊钩电动双梁桥式起重机额定起重围为5500t，一般10t以上，起重机有主、副两套起升机构；300t以上，起重机还有三套起升机构。电动双梁起重机由桥架、小车运行机构、大车运行机构和电气设备构成。在系统整体设计中采用传统布局的典型结构，小车运行机构采用集中驱动。起升机构滑轮组采用双联滑轮组，重物在升降过程中没有水平移动，起升过程平稳，且钢丝绳的安装和更换容易。相应的卷绕装置采用单层卷筒，有与钢丝绳接触面积大，单位压力低的优点。在起升机构中还涉与到钢丝绳、减速器、联轴器、电动机和制动器的选择等。小车运行机构中涉与小车轮压计算、小车车轮、小车轨道、减速器、联轴器、电动机和制动器的选择计算等。在起重机控制方面，起升机构用主令控制器和磁力控制屏来实现控制，大、小车运行机构用凸轮控制器直接控制。在控制系统设计中，主要针对起升机构、大车运行机构、小车运行机构电路控制系统的设计与保护电路的设计。利用低压电气元件控制起重机，其使用寿命较长，适合车间恶劣环境。关键词：桥式起重机 起升机构 小车运行机构 电气控制系统ABSTRACT Bridge crane is a significant increase labor productivity goods handling equipment, primarily to carry goods workshops, equipment installation and maintenance, and other purposes. Chinas production of electrical hook rated double-beam bridge crane lifting the range of 5 500 t, generally more than 10 t, cranes are the main, two sets of lifting300 t above, there are three sets of cranes lifting bodies. Two-electric beam from the bridge crane, the trolley running, traveling mechanism and electrical equipment constituted. The overall design of the system using the traditional layout of the typical structure and operation of institutions used car driven focus. Pulley group or agency from using double-pulley blocks, heavy objects in the process of lifting the level of no movement, or from the process smooth, and the installation and replacement of wire rope easily. Winding installations in the corresponding single reel, a large area of contact with the rope, the advantages of low pressure units. In lifting bodies also involves rope, reducer, couplings, electrical and brake the choice. Vehicles involved in the operation of institutions pressure on the wheels, car wheels, car track, reducer, couplings, electrical and brake the choice of calculation. In the crane control, or from the institutions with the main controller and magnetic control of the screen to achieve control, big and small car cam controller running institutions with direct control. In the control system design, mainly for lifting bodies, traveling mechanism, the car run institutions circuit design and control system for the protection of the circuit design. Use of low-voltage electrical components control crane, a longer service life for workshop harsh environment. Key words: bridge crane hoisting mechanism car agencies operating electric control system1 绪论1.1桥式起重机的简介 桥式起重机是生产车间、料场、电站厂房和仓库中为实现生产过程机械化和自动化，减轻体力劳动，提高劳动生产率的重要物品搬运设备。它通常用来搬运物品，也可用于设备的安装与检修等用途。桥式起重机安装在厂房高处两侧的吊车梁上，整机可以沿铺设在吊车梁上的轨道纵向行驶，而起重小车又可沿小车轨道（铺设在起重机的桥架上）横向行驶，吊钩则作升降运动。因此，它的工作围是其所能行驶地段的长方体空间，正好与一般车间形式相适应。1.2普通桥式起重机的主要组成部分1.2.1 大车 大车由桥架和大车运行机构组成。桥架：桥架为起重机的金属结构，一方面支撑小车，允许小车在它上面横向行驶；另一方面又是起重机行走的车体，可沿铺设在厂房上面的轨道行驶。在其两侧的走台上，安装有大车运行机构和电器设备，大车运行机构用来驱动大车行走，大车上一般还有驾驶室，用来操纵起重机和安装各机构的控制设备。桥架主要由主梁和端梁组成。设计时要考虑其强度，刚度和稳定性要求，也应考虑自重和外形尺寸要小，加工制造简单，运输、存放和使用维修方便，成本低等因素。1.2.2 小车 小车由起升机构，小车运行机构，小车架和保护装置等组成。小车架要承受起升载荷和各机构自重，应有足够的强度和刚度，同时又要尽量减轻自重，以降低轮压和桥架受载。小车的电力则由滑线或软电缆引入。设计时要考虑改善零部件的受力情况、减少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平稳、装配维修方便等因素。1.2.3动力装置和控制系统 动力装置是驱动起重机运动的动力设备，它在很大程度上决定了起重机的性能和构造特点，桥式起重机的动力装置一般采用电动机。控制系统包括操纵装置和安全装置。各机构的启动、调速、改向、制动和停止，都通过操纵控制系统来实现。1.3普通桥式起重机的运行方式 桥式起重机是一种循环的、间隙动作的、短程搬运机械。一个工作循环一般包括上料、运送、卸料与回到原位的过程，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，使取物装置回到原处，以便进行下一次工作循环。在两个工作循环之间一般有短暂的停歇。起重机工作时，各机构经常处于起动、制动以与正向、反向等相互交替的运动状态之中。2 设计任务与技术参数2.1主要技术参数：最大起重量： 18吨 粱跨度： 31500mm 起升速度: 18 28m/min 起升高度: 14mm 起重机运行速度: 80 95m/min 起升机构运行速度: 40 45m/min2.2起重机工作机构的级别: 起重机工作级别A6; 其中载荷状态为Q2(有时起升额定载荷,一般起升中等载荷);利用等级为T6(总工作循环次数N=,不经常繁忙使用) 起升机构工作级别M6;其中利用等级为T6,载荷状况为L2小车运行机构工作级别M4;其中利用等级为T4,载荷状况L3大车运行机构工作级别M4;其中利用等级为T4,载荷状况L2 3 吊钩组的选择计算3.1原始参数机构工作级别:M6, 采用双联滑轮组,倍率: m=4起升质量: = 18 t 起升载荷: 起升速度: 初取3.2设计步骤3.2.1.吊钩形式选择 吊钩采用倍率m=4的双联滑轮组,故采用长形吊钩组吊钩用普通的短吊钩3.2.2.吊钩结构与制造方法的确定 选用吊钩断面为梯形的吊钩,其受力情况合理.用锻造方式制造,材料为20钢,机加工前热处理,硬度小于或等于156HBS3.2.3.吊钩主要尺寸的确定单钩 D 即D=148.4 mm 则由公式 得，h=150 (因为吊钩断面为梯形，故h=D)Q额 ：额定起重量（吨）3.2.4.钩身强度计算 12和34断面为危险断面，通常垂直断面34取与水平断面12一样的断面，而最大拉应力约为12断面的50% ，故只验算12面。计算公式： 式中：A断面面积，A=15840断面重心坐标，=65mm断面形状系数，=0.096起升动力系数，=1.56对于20钢，查表得；取安全系数n=1.3，则许用应力为： 钩身验算通过3.2.5.吊钩尾部螺纹直径的确定即=80.62mm式中： 同上=180KN螺纹根部直径材料许用应力A-螺纹根部截面面积 查表取梯形圆螺纹：3.2.6.确定吊钩螺母尺寸 螺母最小工作高度：H=0.8d=72mm根据实际结构，需设防松螺栓，故取螺母高度为：90mm 螺栓外径D=（1.72）d=153180mm选取D=160mm 上式中d为螺纹公称直径，d=90mm3.2.7.选择推力轴承 根据所选吊钩螺母尺寸，查表初选推力轴承型号：81124 其额定静载荷=660KN，因轴承在工作时很少转动，只需校验额定静载荷即可。当量静负荷：安全系数，取=1.25 校验通过选择 81124型推力轴承3.2.8.吊钩横梁的计算 根据滑轮尺寸，吊钩组装置示意图为吊钩梁可看作简支梁，受力图如下：横梁中间断面尺寸如下示：集中载荷：=L=475mmP1=P2= L=475mm=237.5mmD=106mm B=160mm P=280.8KN最大弯矩计算如下： KNm=33.345KNm中间断面的弯曲系数：最大弯曲应力为：横梁材料为45钢，查表得屈服极限：取安全系数n=3，则许用强度：由 取h=200mmh=200mm3.2.9.吊钩拉板强度计算 拉板结构尺寸如下图所示，断面AA受拉伸应力，计算如下： 其中 为拉板厚度，因拉板材料为A3钢，查表得屈服极限：取安全系数n=1.7,则许用拉伸应力为： 因： mm因轴孔要受挤压应力，则有： 取安全系数 n=3.5, 则有 由上可得： 取 拉板结构图如下： 12.48mmn=3.55.43mmb=200mm d=120mm h=100mm4 滑轮组的设计计算4.1.滑轮结构形式与相关尺寸的确定 采用铸钢滑轮，因为其强度和冲击韧性好，材料选：2G230450材料2G230450 A=63mm B=45mm S=14mm C=37mm R=12mmM=14mm r=3m4.2.轮直径的确定 普通滑轮直径的选择： 查表选取D=630mm式中：h与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，查表取h=22.4 d钢丝绳直径，d=20mm平衡轮直径的选择：4.3. 吊钩组上滑轮轴的计算（1）吊钩装置简图如下；L=475mm L1=78mm L2=112mm L3=95mm（2）.滑轮轴可简化为简支梁，认为作用四个集中载荷受力情况图如下：弯矩图受力图ADBC=70.2KN =10951.2弯曲应力为：滑轮轴材料为45钢， 则有： 查手册选取 d=130mm 材料：45钢 d=130mm4.4轮轴承的选择计算 轴承的圆周速度：工作转数：每个滑轮中均采用两个径向滚动轴承，根据滑轮组的选择，查表选用6226型轴承。查表得，额定静载荷： 额定动载荷： 所选轴承的验算： ()验算通过式中：寿命系数，取=2负荷系数，=1.5速度系数，=0.95温度系数，=1轴承径向负荷： =39KN由于， 校核通过式中n 为钢丝绳折减系数，取n=0.85钢丝绳最小破断拉力，查手册选取=220KN5.3.钢丝绳的标记选取钢丝绳为：直径20mm，光面钢丝，结构形式为6西鲁式，纤维芯，抗拉强度为1670，右交互捻，最小破断拉力为220KN，单位长度重量147标记：20NAT619S+FC1670ZS220147GB/T891819966 卷筒的设计计算6.1.卷筒类型的初步选择由于起升高度比较高，根据滑轮倍率和起升速度，采用双联卷筒，标准槽形，用铸造方式制造，材料为灰铸铁6.2. 卷筒直径的定（1）直径确定：D查手册选用A型卷筒，直径D=400mm式中： h与机构级别有关的系数，取h=20 d钢丝绳的直径，d=20mm（2）卷筒的槽形的选择：查手册，选标准槽形，其尺寸如下：槽底半径R=11mm,槽距，表面精度为1级，标记为：槽形 /T9006.119993.6.3. 双联卷筒长度与壁厚的确定（1）卷筒上有螺旋槽部分长 =式中：滑轮组倍率， 卷筒计算直径最大起升高度，固定钢丝绳安全圈数，绳槽槽距，=22mm（2）双联卷筒长度L：取L=2500mm式中：卷筒两端的边缘长度根据结构取=70mm固定钢丝绳所需长度中间光滑部分长度根据钢丝绳允许偏角左右，则有：取物装置处于上极限时，动滑轮轴线与卷筒轴线的间距，取=1500mm由卷筒出来的两根钢丝绳引入悬挂装置的两动滑轮的间距:=319mm所选卷筒标记为：卷筒A400左 /T9006.21999（3）卷筒壁厚确定 对铸铁卷筒，按经验公式初选： （610）=0.02400+（610）=1418mm取6.4. 卷筒强度的计算 因卷筒长度L=2500mm3D=1200mm需计算压应力和弯曲应力。（1）压应力的计算卷筒最大压应力在筒壁的表面，较核通过上式中：钢丝绳最大静拉力 =26288.7N许用压应力抗压强度，查手册=750Mpan安全系数，取n=4.25钢丝绳卷绕节距，=22mm(2) 弯曲应力的计算受力和弯曲简图：因扭转应力很小，故忽略不计。式中：弯矩；=26288.7956.5=25145141.55NW卷筒断面抗弯模量； =2159690卷筒所受合应力： =35.8MpaMpa 校核通过式中：材料的抗拉强度，=320Mpan安全系数；取n=56.5.卷筒的抗压稳定性验算验算公式：式中：n稳定系数；取n=1.5P卷筒壁单位面积受的外压力；受压失稳临界压力；（22.6）=（22.6）2532.5=5.97 满足稳定性要求7 钢丝绳在卷筒上的固定计算7.1. 固定方法的选择采用压板固定；因其构造简单，装拆方便，便于观察和检查，并安全可靠。其固定形式如下图示：7.2绳尾固定处拉力计算 计算式如下：式中：钢丝绳最大静拉力钢丝绳与卷筒的摩擦系数，取安全圈在卷筒上的包角；取e自然对数的底数; e=2.7187.3. 螺栓预紧力计算因选压板槽为半圆形，故：7.4. 螺栓强度验算= ; 满足要求。（3）减速器的验算 最大径向力的验算许用径向力： 满足要求钢丝绳最大静拉力卷筒重力；起升载荷动载系数，取=1.56减速器输出轴端的最大允许径向载荷，取=45600N最大扭矩验算：= 8612.2 46.5KW验算通过式中：电机额定功率； u电动机台数；u=1电动机过载倍数；=3.3H电机有关系数；绕线型H=2.1V实际起升速度机构的效率；取=0.8Q起升机构的总载荷；Q=（2）电机发热校核=68.385KW =58.73KW校核通过 式中：电机允许输出功率，查表取P=68.385KW稳态平均功率 =58.73KW8.2.4. .制动器的选择 制动转矩满足下式要求：=1.08468根据=1.08468；查表得选取YW500/121型电力液压块式制动器；额定制动转矩=11202240；制动轮直径：D=500mm; 转动惯量：式中：制动器制动转矩制动安全系数；取=1.758.2.5. 联轴器的选择 （1）电机与浮动轴连接处联轴器电机轴端尺寸：d=95mm(圆锥); L=170mm ; 浮动轴尺寸 ：d=95mm选取联轴器应满足下式要求：=5328式中：所传递扭矩计算值联轴器重要程度系数；=1.8角度偏差系数；=1传动轴最大扭矩；（0.70.8）=联轴器许用扭矩根据以上要求，查手册，选用LM12型梅花弹性联轴器；其m ；转动惯量： ; 选用合理联轴器标注为：LM12联轴器MT12aGB/T 5272 2002（2）减速器与浮动轴的连接处联轴器浮动轴端尺寸：d=95mm减速器输入轴：d=90mm L=170mm制动轮直径：D=500 mm根据以上结构尺寸和T=5328m;选取LMZ11I500型带制动轮的梅花型联轴器；许用转矩：=9000m =5328m选用合理标注为：LMZ11I500联轴器MT11b GB/T 527220028.2.6.起动时间验算（1）起重时间计算查表 推荐起动时间，=11.5S ; 满足要求式中：电机起动转矩；=1.6电机静阻力矩 机构运动质量换算到电机轴上的总转动惯量=1.15（7.05+3.715）+=12.712电机转动惯量；=7.05制动轮联轴器转动惯量；=3.715（2）起重加速度8.2.7. 制动时间验算（1）满载下降制动时间= =1.4S 查表取 =11.5S=1.4S =11.5S满足要求式中：满载下降电机转速；取制动器制动转矩；=1500N满载下降时制动轴静转矩； =658.665换算到电机轴上的机构总转动惯量；=12.699电机转动惯量；=7.05制动轮联轴器转动惯量；=3.715（2）制动平均减速度8.2.8.起升机构的布局 1.电动机2.联轴器3.浮动轴4.带制动轮联轴器5.制动器6.减速器7.卷筒8.卷筒支座9 小车运行机构的设计计算9.1原始参数小车运行速度：V=4045m/min; 选取V=42m/min 起升载荷：Q=180KN；小车自重： =0.35Q=70KNJC=25% ； CZ=600； G=0.89.2设计计算步骤：9.2.1. .驱动方案初步确定 根据原始参数，采用集中驱动，用四轮支撑，车轮选圆柱双轮缘车轮9.2.2. 轮与轨道的选取（1）车轮轮压计算小车正常工作时最大轮压（满载时）：小车正常工作时最小轮压（空载时）：车轮的疲劳计算载荷：（2）选车轮与轨道根据；查手册，选车轮直径D=350mm;轨道型号：P24 ； 轨道凸顶半径r=300mm；车轮材料：ZG310570；表面淬硬度为300380HBS；（3）车轮踏面疲劳强度校核=101180N=101.18KN =2.44KW校验通过式中：电机允许输出容量；=4.629KW工作循环中，负载稳态功率 G稳态平均系数；取G=0.89.2.5. 减速器选择 （1）减速器传动比确定根据减速器手册，选取 =25上式：电机额定转速；=921r/min车轮转速；（2）减速器选择计算输入功率：=7.7KW式中：Z运行机构减速器个数；Z=1因工作级别为M6，则按下式选择：式中：K放大系数；取K=2根据=25，P=15.4KW，电机输入转速=921r/min ；查手册，选用QJR23625 VI P ， L， /T8905.11999减速器高速轴许用功率 ：传动比：=25，中心距：9.2.6. 联轴器的选择（1）选择联轴器公式：式中：n联轴器安全系数； 取n=1.35刚性动载系数；取=1.8电机额定转矩电机与浮动轴连接处联轴器选择：电机轴端尺寸，d=48mm（锥形）; L=110mm浮动轴尺寸，d=50mm ; 根据结构尺寸和 查手册，选用LM8型梅花弹性联轴器，其 ；转动惯量 满足要求标注：LM7联轴器 GB/T 52722002（2）低速轴联轴器选择选用联轴器公式：=式中：减速器传动比；=25机构传动效率；=0.85其它同上减速器输出端与浮动轴联轴器选用：减速器低速端尺寸：d=80mm;L=130mm浮动轴尺寸：d=80mm根据结构尺寸， 选取两个LM10型梅花弹性联轴器； 其中： 转动惯量 满足要求标注：LM10联轴器 GB/T 52722002浮动轴与车轮轴的联轴器选用：浮动轴尺寸：d=80mm 车轮轴尺寸：d=65mm ；L=85 mm根据结构尺寸和；选取LM9型梅花弹性联轴器；其中转动惯量： 满足要求标注：LM9联轴器 GB/T 527220029.2.7制动器的选择 制动器安装在电动机轴端，因制动时高速轴能起一部分缓冲作用，以减少制动时冲击制动转矩计算：（540+2315）=25.4选用YWZ100/18型电力液压制动器；其制动转矩：；制动轮直径D=100mm;转动惯量：因：25.4 5.66KW; 过载校验通过式中：电机额定功率；=6.3KW平均起动转矩系数；取=1.7 m电机个数； m=1运行静阻力；=4012KNV运行速度；=0.67m/s机构传动效率；=0.88机构总转动惯量；计算公式为：电机转动惯量；=0.1175电机轴上制动轮和联轴器的转动惯量；=0.0189k其它传动件飞轮矩影响系数；k=1.1n电机额定转速； n=921r/min机构初选起动时间；=4S9.2.9. .起动时间与起动平均加速度的校验 （1）满载上坡时的起动时间t=2.02S =46S ; 满足要求式中：电机平均起动转矩；电机轴上的静阻力矩；（2）起动平均加速度 查表得 ；满足要求9.2.10. 运行打滑验算 小车运行打滑按空载运行工况验算：（1）起动时不打滑验算上式左边 =右边：=9804.6N 左边 右边=3932.6N制动打滑验算通过上式中：附着系数；取=0.15 K附着安全系数；取K=1.05轴承摩擦系数；=0.02 d 轴承径； d=90mm驱动轮最小轮压；=17500N打滑侧电机起动转矩；= k 飞轮矩影响系数；k=1.2起动平均加速度；制动平均加速度；打滑侧制动转矩；=25.49.2.11. 小车运行机构布局图10 起重机主梁的设计计算10.1桥式起重机主梁的设计计算主要涉与容主梁材料的选择：选用Q235，其力学性能好。桥式起重机主梁结构形式与截面尺寸的确定：根据标准选用后，验算是否符合要求。本设计选用箱形结构主梁，其组成由上下盖板与左右腹板焊接而成，断面为封闭的箱形，小车轨道安装在上盖板上。本设计选用了轨道安装在主梁的正中形式。为了防止上盖板变形，在箱形主梁部，每隔一定间隔加焊了“长加劲板”和“短加劲板”。桥架的刚度由两主梁保证，两主梁外侧，一侧走台上安放大车运行机构，另一侧安放电气设备，走台增加了桥架的整体刚度，便于起重机的维修，但也增大了桥架的自重和对主梁的附加扭矩。在设计中应尽量减少走台的宽度。从主梁受力来考虑，主梁纵向外形以抛物线为优，但制造费时，故一般将两端做成斜线段式。主梁桥架载荷的组合情况：由于起重机桥架受力情况复杂，在分析计算过程中，应合理处理。主梁强度的计算：主要验证危险截面的强度是否满足要求。端梁的计算：端梁采用压制成型，再焊接成箱形结构，有焊缝和加工工时少，端梁变形小，重量轻，外形美观等优点。选用后进行强度较核。主梁与端梁的连接形式的选择：采用加连接扳用焊接的形式连接，桥架的运输分割位置在端梁的中间区段，接头处的下盖板用连接板螺栓联接，侧面与顶面用角钢法兰联接。有制造简单、装拆方便、成本低等优点。司机室的选用：司机室的构造与安装位置，应保证司机有良好的视野，司机室一般与桥架固定，并应安装在无滑线一侧。司机室的结构有敞开式和封闭式两种，若无特殊要求，室温在1040摄氏度的厂房工作的一般制成敞开式，在多灰尘和有害气体的场合，露天与高温车间工作的司机室，一般制成封闭式。司机室的部尺寸一般以满足视线要求为条件，宽度不宜过大，一般取1.3m1.6m，长度不小于2m，高度不低于1.9m，司机室部具体尺寸根据电器设备和工作要求确定. 司机室的骨架应有足够的强度和刚度，一般有轧制的型钢和冲压的薄板焊成。地板应用厚20mm的木板制成，地板离骨架100mm，人形过道处铺以45mm厚的橡胶板，地板和墙壁用留有电缆线槽，玻璃窗的玻璃厚度应不小于5mm玻璃窗的尺寸和位置应保证司机坐着能看见起重机的取物装置在任何位置的工作情况。根据需要可设置上视窗和下视窗。11 安全装置的选择说明11.1主要安全装置的说明电动双梁桥式起重机有相应的电气保护装置以外，还有其他保护装置。11.1.1走台和栏杆走台与作业平台的铺设采用具有防滑性能的钢板制成，设置牢固的栏杆，栏杆离铺板的垂直高度不低于1000mm,离铺板约450mm处应有中间夹栏，底部有不低于70mm的挡板。11.1.2排障板装在大车和小车的车轮前，用来推开轨道上可能有的障碍物，以利于大车和小车的顺利运行。11.1.3小车行程限位开关安装在小车一根轨道两端外侧的主梁盖板上，小车架相应的端梁外侧，固定一根用角钢弯折的撞尺，当小车行至极限位置时，撞尺压迫限位开关的摇杆，使其转动，从而切断小车运行机构电动机的电源，由于接线关系电动机只能做反向运动。因而小车行程限位开关的位置要安装适当，与因考虑到小车撞尺与限位开关接触时，使电动机断电以后，小车由于惯性还要向前走一段距离。11.1.4起升高度限位开关采用丝杆传动起升高度限位开关，其工作零件是螺杆和滑块。螺杆两端分别支承在壳体上的轴承中，一端通过十字联轴器与卷筒轴相连，卷筒转动，滑块沿螺杆移动，当吊钩上升到极限位置时，滑块移动到右端极限位置，螺栓压迫开关，切断电源，使起升机构停止运动，从而控制吊钩高度。安装时应注意，吊钩装置上升到极限位置时，应该与卷筒或定滑轮之间保持一定距离；机构设计上保证螺杆不能横向窜动，否则要出事故。11.1.5大车行程限位开关由于大车运行速度大于80m/min，采用杠杆式限位开关不能提供可靠的保证，故采用无触点运行限位系统：光电装置来保证。11.1.6缓冲器与挡铁为了阻止起重机和小车越轨，在起重机和小车轨道两极端位置装挡铁。为了吸收起重机和小车与挡铁相撞的能量，保证设备部受损坏，应采用缓冲器。由于本起重机的速度较大。选用弹簧缓冲器，它有吸收动能大，寿命长的优点，但是其自重大、成本高、工作时有硬性碰撞的缺点。具体设计计算后示11.2.1. 缓冲器的选择查表选取HT163型弹簧缓冲器，缓冲容量：W=0.63；缓冲行程：=115mm; 缓冲力：上式中：V小车碰撞速度；11.2小车缓冲器选择计算容许最大减速度；取 =11.2.2.缓冲器数目的确定 选取n=2个 上式中：小车自重；=70KN g重力加速度；11.2.3. 实际缓冲行程式中：w缓冲容量；w=0.63缓冲行程；=115mm11.2.4. .最大缓冲力 11.2.5. 最大减速度 =4 满足要求11.3大车缓冲器的选择计算11.3.1. 缓冲器的选择查表选取HT3800型弹簧缓冲器，缓冲容量：W=8；缓冲行程：=143mm; 缓冲力：上式中：V小车碰撞速度；容许最大减速度；取 =11.3.2缓冲器数目的确定 选取n=2个 上式中：G起重机自重；G=323KN g重力加速度；11.3.3.实际缓冲行程式中：W缓冲容量；W=8缓冲行程；=143mm11.3.4.最大缓冲力11.3.5. 最大减速度 =6满足要求12.18吨桥式起重机的控制系统设计（此部分另有同学设计）结束语 在将近半个学期毕业设计中，我完成了起重机的起升机构、小车运行机构、起重机的安全保护装置与控制系统等的设计工作，通过设计后基本上熟悉了起重机的构造和工作原理，为以后从事这方面的工作奠定了基础。在设计过程中，第一阶段，我们精心收集整理各种资料，提高了对新知识的自学能力，对资料的搜集整理能力。在极短的时间中，我们熟悉了桥式起重机的设计流程，并了解了起重机的组成结构与在国民产业中的应用，为起重机整体和部件的设计作好了准备。第二阶段，我们提出了初步的设