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內(nèi)容摘要 1
關(guān)鍵詞 1
Abstract. 1
Key words 1
1.緒 論 3
1.1橋式起重機(jī)的介紹 3
1.2橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案 3
1.3主梁和橋架的設(shè)計(jì) 3
1.4端梁的設(shè)計(jì) 4
2.選型計(jì)算部分 4
2.1主起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4
2.2副起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8
2.3小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu) 11
2.4大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16
3.結(jié)構(gòu)計(jì)算部分 20
3.1橋架尺寸的確定 20
3.2主梁尺寸 21
3.3主端梁界面 22
3.4端梁截面尺寸的確定 23
3.5主.端梁截面幾何性質(zhì) 24
3.6載荷 25
3.7扭轉(zhuǎn)載荷 28
3.8主梁的計(jì)算 28
3.9端梁的計(jì)算 38
3.10穩(wěn)定性 39
3.11總功率 41
總結(jié) 42
參考文獻(xiàn) 43
致謝 44
44
內(nèi)容摘要：這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是針對(duì)畢業(yè)實(shí)習(xí)中橋式起重機(jī)所做的具體到噸位級(jí)別的設(shè)計(jì)。隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，橋式起重機(jī)越來(lái)越多的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。在工廠中搬運(yùn)重物，機(jī)床上下件，裝運(yùn)工作吊裝零部件，流水線上的定點(diǎn)工作等都要用到起重機(jī)。起重機(jī)中種數(shù)量最多，在大小工廠之中均有應(yīng)用的就是小噸位的起重機(jī)，小噸位的橋式起重機(jī)廣泛的用于輕量工件的吊運(yùn)，在我國(guó)機(jī)械工業(yè)中占有十分重要的地位。但是，我國(guó)現(xiàn)在應(yīng)用的各大起重機(jī)還是仿造國(guó)外落后技術(shù)制造出來(lái)的，而且已經(jīng)在工廠內(nèi)應(yīng)用了多年，有些甚至還是七八十年代的產(chǎn)品，無(wú)論在質(zhì)量上還是在功能上都滿足不了日益增長(zhǎng)的工業(yè)需求。如何設(shè)計(jì)使其成本最低化，布置合理化，功能現(xiàn)代化是我們研究的課題。本次設(shè)計(jì)就是對(duì)小噸位的橋式起重機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是50t/10t橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其中包括橋架結(jié)構(gòu)的布置計(jì)算及校核，主梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算及校核，端梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算及校核，主端梁連接以及大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)零部件的選擇及校核。
關(guān)鍵詞：起重機(jī) 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu) 橋架 主端梁 小噸位
Abstract：The graduation project is a bridge crane for the graduation field work done by the tonnage level specific to the design. As China's manufacturing industry, more and more applications crane to which industrial production. Carry a heavy load in the factory, machine parts up and down, the work of lifting parts of shipment, assembly line work should be fixed on the crane is used. The largest number of species of cranes, both in the size of the factory into the application is small tonnage cranes, bridge cranes small tonnage of lightweight parts for a wide range of lifting, in China's machinery industry plays a very important position. However, our current application, or copy large crane behind the technology produced abroad, and has been applied in the factory for many years, and some 70 to 80 years of products, both in quality or functionality are not growing to meet the industrial demand. How to design it the lowest cost, rationalize the layout, function modernization is the subject of our study. This design is for small tonnage bridge crane design, the main design elements are 50t/10t crane structure and operation of institutions, including the bridge structure, calculation and checking the layout, the main beam structure calculation and checking , end beams calculation and checking, the main end beam connect and run the cart and checking body parts of choice.
Key words：Crane The moving mainframe Bridge Main beam and end beam Small tonnage
1.緒 論
1.1橋式起重機(jī)的介紹
橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱天車(chē)。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車(chē)沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。
橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法可以簡(jiǎn)單地劃分為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和未來(lái)設(shè)計(jì)方法三類(lèi)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法指的是以古典力學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的類(lèi)比法、直覺(jué)法、經(jīng)驗(yàn)法等設(shè)計(jì)方法，該法仍用于我國(guó)部分起重機(jī)的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)法指的是近30年發(fā)展起來(lái)的設(shè)計(jì)方法，如CAD、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元分析、反求工程設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計(jì)等等，這些方法在起重機(jī)的設(shè)計(jì)中都有應(yīng)用。橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)模塊化和組合化達(dá)到改善整機(jī)性能，降低制造成本， 提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、 多規(guī)格的系列產(chǎn)品， 充分滿足用戶需求。同時(shí)，橋式起重機(jī)的并行工程的目標(biāo)在于縮短產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間，提高產(chǎn)品的質(zhì)量以及降低產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中的消耗。并行工程應(yīng)使產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程設(shè)計(jì)工作集成，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中各階段工作交叉并行進(jìn)行，以盡早發(fā)現(xiàn)并解決產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的問(wèn)題，達(dá)到多項(xiàng)工作的協(xié)調(diào)一致?？梢韵嘈?，不遠(yuǎn)的將來(lái)智能設(shè)計(jì)會(huì)取得更大的突破，從而使起重機(jī)的智能設(shè)計(jì)成為可能。
1.2橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案
主要技術(shù)參數(shù)：中級(jí)工作級(jí)別，吊運(yùn)金屬工件，起重機(jī)設(shè)操縱室。
起重量主鉤50t，副鉤10t，跨度28.5m，起升高度為主鉤12m，副鉤14m起升速度主鉤7.8m/min,副鉤13.2m/min；小車(chē)運(yùn)行速度v=38.5m/min，大車(chē)運(yùn)行速度V=87.3m/min。
1.3主梁和橋架的設(shè)計(jì)
主梁跨度28.5m ,主要構(gòu)件是上蓋板、下蓋板和兩塊垂直腹板，主梁和端梁采用搭接形式，走臺(tái)的寬度取決于端梁的長(zhǎng)度和大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平面尺寸，司機(jī)室采用閉式一側(cè)安裝，腹板上加橫向加勁板和縱向加勁條或者角鋼來(lái)固定，縱向加勁條的焊接采用自動(dòng)焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，腹板的下邊和下蓋板硬做成拋物線形。
1.4端梁的設(shè)計(jì)
端梁采用箱型的實(shí)體板梁式結(jié)構(gòu)，是由車(chē)輪組合端梁架組成，端梁的中間截面也是由上蓋板，下蓋板和兩塊腹板組成；通常把端梁制成制成三個(gè)分段，端梁是由兩段通過(guò)連接板和角鋼用高強(qiáng)螺栓連接而成。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車(chē)的輪距和小車(chē)的軌距來(lái)確定的；大車(chē)的運(yùn)行采用分別驅(qū)動(dòng)的方案。在裝配起重機(jī)的時(shí)候，先將端梁的一段與其中的一根主梁連接在一起，然后再將端梁的兩段連接起來(lái)。
2.選型計(jì)算部分
2.1主起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.1.1確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組
按照布置宜緊湊的原則，采用閉式傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)構(gòu)造型式，如圖2-1所示，采用了雙聯(lián)滑輪組，按，查起重機(jī)械課本表5-5：取滑輪組倍率。
承載繩分支數(shù)：
圖2-1 起升機(jī)構(gòu)文字簡(jiǎn)圖
2.1.2選擇鋼絲繩
若滑輪組采用滾動(dòng)軸承，當(dāng)時(shí)，課本起重機(jī)械表（67頁(yè)）5-6得滑輪組效率：，鋼絲繩所受最大拉力：
（只有當(dāng)起升高度大于50米時(shí)q才計(jì)入所以此處只記Q）
查課本起重機(jī)械表（59頁(yè)）5-3得，工作級(jí)別為M6時(shí)，安全系數(shù)n=6，鋼絲繩計(jì)算破斷拉力。
N=312.48KN
由已知要求讓選擇破斷拉力1670的纖維芯鋼絲繩，
由課本公式直徑 。
2.1.3確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度
卷筒直徑：由設(shè)計(jì)參數(shù)要求知：。
卷筒尺寸：（注:t為槽距；H為主起升高度；d為鋼絲繩直徑；l1為固定繩尾所需的長(zhǎng)度；l2為卷筒兩端空余部分的長(zhǎng)度l3為允許偏差度決定）
n為附加安全圈數(shù)為使繩尾受力減小偏于固定通常取n為1.5到3圈。
mm
l13t=78mm；l2根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)232頁(yè)公式p=d+（24）mm及結(jié)構(gòu)需要定為26mm ； 具課本68頁(yè)鋼絲繩允許偏斜度為1:10（） 取L3=500mm
卷筒轉(zhuǎn)速：
2.1.4選電動(dòng)機(jī)
計(jì)算靜功率：=(0.0180.04)Q=934kg
選自起重機(jī)計(jì)算實(shí)例P238頁(yè)
：
查大連伯頓YZR電機(jī)資料選用電動(dòng)機(jī)： YZR-315s-8
2.1.5選擇減速器
由上算得:
減速器總傳動(dòng)比：
又查參考資料得ZQ-1000型號(hào)減速器參數(shù):
2.1.6驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需功率
實(shí)際起升速度：
誤差：
=×100%=×100%=1.9%＜[]=10%
實(shí)際所需等效功率：
===48.57KW＜=52.5KW
2.1.7校核減速器輸出軸強(qiáng)度
由起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范書(shū)中公式(6-16)得輸出軸最大徑向力：
由起重機(jī)計(jì)算實(shí)例239頁(yè)得輸出軸最大扭矩為：
由以上計(jì)算知，所選減速器能滿足要求。
2.1.8選擇制動(dòng)器
所需靜制動(dòng)力矩：
制動(dòng)安全系數(shù)，由課本起重機(jī)械運(yùn)輸?shù)诹虏榈茫蛇x用YWZ-400/90制動(dòng)器，其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)輪直徑制動(dòng)質(zhì)量。
2.2副起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.2.1確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組
按照布置宜緊湊的原則，采用閉式傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)構(gòu)造型式，如圖2-2所示，采用了雙聯(lián)滑輪組，按，查起重機(jī)械課本表5-5：取滑輪組倍率。
承載繩分支數(shù)：
圖2-2起升機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖
起重機(jī)課程設(shè)計(jì)附表8 P237頁(yè)選圖號(hào)為G15吊鉤組，得其質(zhì)量：G0=219kg，兩動(dòng)滑輪間距為A=185mm。
2.2.2選擇鋼絲繩
若滑輪組采用滾動(dòng)軸承，當(dāng)時(shí)，查起重機(jī)械課本67頁(yè)表5-6得滑輪組效率：，鋼絲繩所受最大拉力：
課本起重機(jī)械59頁(yè)表5-3，工作級(jí)別為時(shí)，安全系數(shù)n=5，鋼絲繩計(jì)算破斷拉力。
由上知選擇6x19破斷拉力1670的纖維繩芯鋼絲繩，由課本公式直徑得d為13mm，鋼絲繩最小破斷拉力。
2.2.3確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度
已知卷筒直徑：D=400mm
卷筒尺寸：
，
2.2.4選電動(dòng)機(jī)
計(jì)算靜功率：
：
查大連伯頓YZR系列選用電動(dòng)機(jī)： YZR250M1-8
2.2.5選擇減速器
卷筒轉(zhuǎn)速：已經(jīng)求得
減速器總傳動(dòng)比：由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)P237查得
2.2.6驗(yàn)算起升速度
實(shí)際起升速度：
誤差：
=×100%=×100%=0.25%＜[]=10%
2.2.7校核減速器輸出軸強(qiáng)度
由起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范書(shū)公式(6-16)得輸出軸最大徑向力：
由以上計(jì)算知，所選減速器能滿足要求。
2.2.8選擇制動(dòng)器
所需靜制動(dòng)力矩
2.3小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)
2.3.1確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案
小車(chē)的傳動(dòng)方式有兩種．即減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間或減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間的小車(chē)傳動(dòng)方式．使小車(chē)減速器輸出軸及兩側(cè)傳動(dòng)軸所承受的扭矩比較均勻。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)的傳動(dòng)方式，安裝和維修比較方便，但起車(chē)時(shí)小車(chē)車(chē)體有左右扭擺現(xiàn)象。
對(duì)于雙梁橋式起重機(jī)，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用圖2-3減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間的傳動(dòng)方案：
圖2-3小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
先對(duì)運(yùn)行阻力計(jì)算：
小車(chē)質(zhì)量估計(jì)取
摩擦阻力矩：
查得，由Dc=500mm車(chē)輪組的軸承型號(hào)為7524，據(jù)此選出Dc=500車(chē)輪組軸承亦為7524.軸承內(nèi)徑和外徑的平均值，由起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范書(shū)中表7-1表7-3查得滾動(dòng)摩擦系數(shù)K=0.0009，軸承摩擦系數(shù)μ=0.02，附加阻力系數(shù)β=2.0（采用導(dǎo)輪式電纜裝置導(dǎo)電），代入上式得
滿載時(shí)運(yùn)行阻力矩：
運(yùn)行摩擦阻力：
無(wú)載時(shí)運(yùn)行阻力矩：
運(yùn)行摩擦阻力：
2.3.2選電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)靜功率：
式中 ——滿載時(shí)靜阻力；
η=0.9——機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率
m=1——驅(qū)動(dòng)電機(jī)臺(tái)數(shù)
初選電動(dòng)機(jī)功率：
式中
——電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，由起重運(yùn)輸機(jī)械表7-6得，=1.15
由大連伯頓系列電機(jī)選用電動(dòng)機(jī)YZR160L-8，Ne=16kW，n1=705/min,,電機(jī)質(zhì)量172kg
2.3.3選擇減速器
車(chē)輪轉(zhuǎn)速：
機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：
查泰隆ZQ系列軟齒面減速器表：選用ZQ-500減速器，，[N]中級(jí)=12.8kW。
2.3.4驗(yàn)算運(yùn)行速度
實(shí)際運(yùn)行速度：
誤差：
故合適。
起動(dòng)時(shí)間：
式中
n1=715r/min；
m=1——驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；
其中
滿載運(yùn)行時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的運(yùn)行靜阻力矩：
空載運(yùn)行時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的運(yùn)行靜阻力矩：
初步估算制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的飛輪矩：
本機(jī)構(gòu)總飛輪矩：
式中
C由起重機(jī)械運(yùn)輸表4-1查得及其他傳動(dòng)飛輪矩影響系數(shù)，折算到電動(dòng)機(jī)軸上可取C=1.15
滿載起動(dòng)時(shí)間：
無(wú)載起動(dòng)時(shí)間：
由起重運(yùn)輸機(jī)械表5-1查，當(dāng)時(shí)，推薦值為5.5s，
（Q=Q）<，故所選電動(dòng)機(jī)能滿足快速起動(dòng)要求。
2.3.5按起動(dòng)工況校核減速器功率
起動(dòng)狀況減速器傳遞的功率：
（）
——運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級(jí)傳動(dòng)的減速器個(gè)數(shù)，=1
2.3.6選擇制動(dòng)器
通常起重機(jī)的起動(dòng)時(shí)間為1～5s,取=3s
所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩：
由焦作金箍制動(dòng)器附表15選用YWZ4 315/23，其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩=180Nm
考慮到所取制動(dòng)時(shí)間=3s與起動(dòng)時(shí)間=0.729s差距不大，故可省略制動(dòng)不打滑驗(yàn)算。
2.4大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.4.1確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案
跨度為28.5m為中等跨度，為減輕重量，決定采用圖2-4的傳動(dòng)方案。
圖2-4集中傳動(dòng)的大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)布置方式
1—電動(dòng)機(jī)；2—制動(dòng)器；3—帶制動(dòng)器的半齒輪聯(lián)軸器；4—浮動(dòng)軸；5—半齒輪聯(lián)軸器；6—減速器；7—車(chē)輪
2.4.2輪壓
按圖4.2所示的重量分布，計(jì)算大車(chē)車(chē)輪的最大輪壓和最小輪壓。
滿載時(shí)，最大輪壓：
空載時(shí)，最小輪壓：
車(chē)輪踏面疲勞計(jì)算載荷：
圖2-5輪壓計(jì)算圖
2.4.3運(yùn)行阻力計(jì)算
摩擦總阻力矩：
由起重機(jī)課程設(shè)計(jì)查得車(chē)輪的軸承型號(hào)為，軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為：；由起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范書(shū)中表7-1～7-3查得：滾動(dòng)摩擦系數(shù)，軸承摩擦系數(shù)；附加阻力系數(shù)代人上式得：
當(dāng)滿載時(shí)的運(yùn)行阻力矩：
運(yùn)行摩擦阻力：
當(dāng)空載時(shí)：
2.4.4選擇電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)靜功率：
式中：
初選電動(dòng)機(jī)功率：
式中：
由參考資料YZR系列大連伯頓選用電動(dòng)機(jī)為：
2.4.5選擇減速器
車(chē)輪轉(zhuǎn)速：
機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：
查泰隆資料表，選用兩臺(tái)減速器，其型號(hào)為：
可見(jiàn)。
2.4.6起動(dòng)工況下校核減速器功率
起動(dòng)工況下減速器傳遞功率：
式中：
因此：
，所以減速器合適。
2.4.7選擇制動(dòng)器
由焦作金箍系列的YWZ4系列電力液壓筷式制動(dòng)器的制動(dòng)時(shí)間，
按空載計(jì)算制動(dòng)力矩，即代人起重運(yùn)輸機(jī)械的（7-16）式
：
；
現(xiàn)選用兩臺(tái)制動(dòng)器,由焦作金箍制動(dòng)器資料得其額定制動(dòng)力矩，為避免打滑，使用時(shí)需將其制動(dòng)力矩調(diào)至以下。
考慮到所取的制動(dòng)時(shí)間，在驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件時(shí)，已知是足夠安全的，故制動(dòng)不打滑驗(yàn)算從略。
3.結(jié)構(gòu)計(jì)算部分
3.1橋架尺寸的確定
大車(chē)軸距的大小直接影響大車(chē)運(yùn)行狀況，常?。?
3.2主梁尺寸
主梁在跨度中部的高度h:
由金屬結(jié)構(gòu)課本
當(dāng)小跨度時(shí)取較大值，反之取較小值。
求得的梁高通常作為腹板高度，為下料方便，腹板高度一般取尾數(shù)為0的值。取腹板高度。
3.2.1腹板和翼緣板厚度
腹板厚度通常按起重重量決定：
主、端梁翼緣板厚度:
由課本機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P195公式(7-32)翼緣板厚度
??；
端梁頭部下翼緣板板厚；
上翼緣板與中部下翼緣板板厚；
端梁腹板厚度。由課本機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P194公式（7-27）。
3.2.2兩腹板內(nèi)壁間距b:
b=（0.40.8）=（0.40.8）1800=7201440mm
取b=900mm 驗(yàn)算：
3.2.3上下翼緣板的寬度B1
3.2.4端梁高度H2
主梁總高度
端梁高度H2應(yīng)略大于車(chē)輪直徑
3.2.5主梁端部變截面長(zhǎng)
d=
3.3主端梁界面
主、端梁采用焊接連接，端梁為拼接長(zhǎng)。橋架結(jié)構(gòu)與主。端梁界面圖如下
圖3-1雙梁橋架結(jié)構(gòu)
圖3-2主梁與主梁支撐截面的尺寸簡(jiǎn)圖
3.4端梁截面尺寸的確定
3.4.1起重機(jī)的總質(zhì)量
（包括主梁端梁小車(chē)大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、司機(jī)室和電氣設(shè)備等），可由下式估算：
由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)3-8-12知：
而
由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)P358表3-8-10，選
為15t。
對(duì)較大起重量得起重機(jī)，為增大端梁水平剛度和便于主端梁連接，通常B2比B3大50100mm左右，但給制造帶來(lái)不便。
B2
3.4.2端梁中部上下翼緣板寬度B4
3.5主.端梁截面幾何性質(zhì)
3.5.1截面尺寸
主梁截面面積：
3.5.2端梁截面
端梁截面積：
圖3-3端梁與端梁支撐面處的尺寸簡(jiǎn)圖
3.6載荷
3.6.1自重載荷
a.主梁自重均勻載荷：
小車(chē)軌道重量由課本金屬結(jié)構(gòu)P453表20得，軌道理論質(zhì)量60.8N/m
欄桿等重量：
b.主梁均布載荷：
3.6.2小車(chē)輪壓：
起升載荷為：
小車(chē)自重:
假定輪壓均布，課本起重機(jī)械表4-2距K=2400mm
滿載小車(chē)輪壓：
3.6.3動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)
3.6.4慣性載荷
大小車(chē)都是四個(gè)車(chē)輪，其中主動(dòng)輪各占一半，按車(chē)輪打滑條件確定大小車(chē)運(yùn)行的慣性力。
一根主梁上的小車(chē)慣性力為：
大車(chē)運(yùn)行起.制動(dòng)慣性力（一根主梁上）為：
3.6.5偏斜運(yùn)行側(cè)向力
小車(chē)左輪至跨度極限位置C1=1.2m，
一根主梁的重量力為：
一根端梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的重量為：
考慮大車(chē)車(chē)輪直徑以及其他相關(guān)零件，取。
一根端梁的重量為：
一組大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的重量（分別驅(qū)動(dòng)兩組對(duì)稱配置）為：起重機(jī)課程設(shè)計(jì)表7-3中得，重心作用位置
司機(jī)室及設(shè)備的重量為：
重心作用位置到主梁一端的距離大約取2.8m。
3.6.6滿載小車(chē)在主梁跨中央
一側(cè)端梁總靜輪壓為：
由及課本機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)53頁(yè)圖3-9用插值法求得：
3.6.7滿載小車(chē)在主梁左端極限位置
3.7扭轉(zhuǎn)載荷
中軌梁扭轉(zhuǎn)載荷較小，且方向相反，可忽略。故在此不用計(jì)算。
7端梁總輪壓計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3-4
圖3-4 端梁總輪壓計(jì)算
3.8主梁的計(jì)算
3.8.1內(nèi)力
垂直載荷:計(jì)算大車(chē)傳動(dòng)側(cè)的主梁。在固定載荷與移動(dòng)載荷作用下，主端梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，如圖3-5所示
圖3-5 主梁計(jì)算模型
固定載荷作用下主梁跨中的彎矩
3.8.2跨端剪切力
移動(dòng)載荷作用下主梁的內(nèi)力
輪壓合力與左輪的距離為：
a.滿載小車(chē)在跨中:
跨中E點(diǎn)彎矩為：
跨中E點(diǎn)剪切力為：
跨中內(nèi)扭矩為：
b.滿載小車(chē)在跨端極限位置（z=C1）:
端梁剪切力：
主梁跨中總彎矩為：
主梁跨端總剪切力（支撐力）為：
3.8.2水平載荷
a.水平慣性力載荷
在水平載荷
水平鋼架計(jì)算模型如圖3-6
圖3-6 水平剛架計(jì)算模型
小車(chē)在跨端，鋼架的計(jì)算系數(shù)為：
跨中水平彎矩為：
跨中水平剪切力為：
跨中軸力為：
小車(chē)在跨端，跨端水平剪切力為：
b.偏斜側(cè)向力
在偏斜側(cè)向力作用下，橋架也按水平鋼架分析如圖3-7
圖3-7 側(cè)向力作用下剛架的分析
這時(shí)，計(jì)算系數(shù)為：
小車(chē)在跨中。側(cè)向力為：
超前力為：
端梁中點(diǎn)的軸力：
端梁中點(diǎn)的水平剪切力：
主梁跨中的水平彎矩為：
主梁軸力為：
主梁跨中總的水平彎矩為：
小車(chē)在跨端,側(cè)向力為：
超前力為：
端梁中點(diǎn)的軸力為：
端梁中點(diǎn)水平剪切力為：
主梁跨端的水平彎矩為：
主梁跨端的水平剪切力為：
主梁跨端總的水平剪切力為：
小車(chē)在跨端時(shí)。主梁跨中水平彎矩與慣性載荷的水平彎矩組合值較小，不需計(jì)算。
3.8.3強(qiáng)度
需要計(jì)算主梁跨中截面如圖2危險(xiǎn)點(diǎn)（1）（2）（3）的強(qiáng)度。
a.翼緣板上邊緣與軌道接觸點(diǎn)（1）的應(yīng)力
主腹板邊至軌頂距離為：
集中載荷對(duì)腹板邊緣產(chǎn)生的局部壓力為：
垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為：
水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為：=0
慣性載荷與側(cè)向力對(duì)主梁產(chǎn)生的軸向力較小且作用方向相反應(yīng)力痕小，故不用計(jì)算。
假定剪力由腹板承受，彎矩由翼緣板和腹板共同承受且按慣性矩分配。
點(diǎn)（1）的折算應(yīng)力為：
點(diǎn)（2）的折算應(yīng)力為：
點(diǎn)（3）的折算應(yīng)力為：
b.主梁上翼緣板的靜矩：
c.主腹板下邊的切應(yīng)力為：
d.主梁疲勞強(qiáng)度:
橋架工作級(jí)別為A7，應(yīng)按載荷組合1計(jì)算主梁跨中的最大彎矩截面（E）的疲勞強(qiáng)度。由于水平慣性載荷產(chǎn)生的應(yīng)力很小，為了計(jì)算簡(jiǎn)明而忽略慣性力。求截面E的 最大彎矩和最小彎矩，滿載小車(chē)位于跨中（輪壓P1在E點(diǎn)上），則
空載小車(chē)位于右側(cè)跨端時(shí)如圖3-8
圖3-8 主跨梁中（E）最小彎矩的計(jì)算
左端支反力為：
驗(yàn)算腹板受拉翼緣板焊縫（4）的疲勞強(qiáng)度（見(jiàn)圖3-9）
圖3-9 主梁截面疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算
應(yīng)力循環(huán)特性
根據(jù)工作級(jí)別E4應(yīng)力集中等級(jí)k1及材料Q235，查得
e.因后面要用需驗(yàn)算橫隔板下端焊縫與主腹板連接處（5）
顯然，相同工況下的應(yīng)力循環(huán)特性是一致的。據(jù)E4及Q235橫隔板采用雙面連續(xù)焊縫連接，板底與受拉翼緣板間隙為50mm，應(yīng)力集中等級(jí)為K3，查的=103.7MPa
拉伸疲勞許用應(yīng)力為：
3.9端梁的計(jì)算
由端梁截面已經(jīng)初步確定，現(xiàn)進(jìn)行具體計(jì)算：取滿載小車(chē)位于主梁跨端，大小車(chē)同時(shí)運(yùn)行起，制動(dòng)及橋架偏斜。
截面3-3及4-4.
端梁支撐處兩個(gè)截面很近，只計(jì)算受力稍大的截面4-4。
端梁支撐處為安裝大車(chē)輪角軸承箱座而切成缺口并焊上兩塊彎板(16mm185mm)。端部腹板兩邊都采用雙面貼角焊縫，取=8mm，支撐處高度400mm，彎板參與端梁承載工作，并承處截面（3-3及4-4）如圖所示3-10。
圖3-10 端梁支承處截面
形心：
慣性矩為：
3.10穩(wěn)定性
3.10.1整體穩(wěn)定性
局部穩(wěn)定性
翼緣板:
腹板:
故只需對(duì)著主梁腹板位置設(shè)置四塊橫隔板，隔板厚度
隔板間距
3.10.2橋架的剛度計(jì)算
a.滿載小車(chē)位于主梁跨中產(chǎn)生的靜撓度：
橋架的水平慣性位移：
b.垂直動(dòng)剛度
起重機(jī)動(dòng)剛度以滿載小車(chē)位于橋架跨中的垂直振頻率來(lái)表征，計(jì)算如下：主梁質(zhì)量：
全橋架中點(diǎn)換算質(zhì)量為：
起升質(zhì)量為：
起升載荷：
起升鋼絲繩滑輪組的最大下放長(zhǎng)度：
橋架跨中靜位移：
起升鋼絲繩滑輪組的靜伸長(zhǎng)：
c.水平動(dòng)剛度
起重機(jī)水平動(dòng)剛度以物品高度懸掛，滿載小車(chē)位于橋架跨中的水平自振頻率來(lái)表征。
半主梁跨中在單位水平作用下產(chǎn)設(shè)個(gè)的水平位移：
3.11總功率
整車(chē)電機(jī)功率之和
總結(jié)
通過(guò)這次雙梁橋式起重機(jī)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)起重機(jī)的起升和金屬結(jié)構(gòu)，加工，裝配等一系列過(guò)程有了更多的認(rèn)識(shí)，從中學(xué)到了很多。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，培養(yǎng)了我分析零件結(jié)構(gòu)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的能力，對(duì)書(shū)本的知識(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料進(jìn)行查詢與合理的應(yīng)用。并熟悉了相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和繪圖軟件，從而對(duì)我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)更加深刻了解。
完成此次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多專業(yè)與非專業(yè)的知識(shí)，真是獲益匪淺。箱體的加工很復(fù)雜，相信隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在以后起重機(jī)設(shè)計(jì)的加工會(huì)日益優(yōu)化，精度和質(zhì)量會(huì)更得進(jìn)一步的提高。這次設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多的東西。
參考文獻(xiàn)
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[9]ZQ系列減速器泰隆減速器股份有限公司提供
[10]大連伯頓有限公司的YZR系列起重專用電機(jī)提供
[11]焦作金箍的YWZ4系列的制動(dòng)器提供
致謝
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)
題目名稱 50/10t雙梁中軌箱型橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)
-機(jī)械部件造型及金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)
指導(dǎo)教師姓名
所學(xué)專業(yè)
職稱
完成期限
2012年4月
一、論文（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)
1、對(duì)起重機(jī)的介紹及雙梁橋式起重機(jī)機(jī)構(gòu)組成和工作原理的說(shuō)明。
2、起重機(jī)結(jié)構(gòu)方案的比較與確定確定橋架結(jié)構(gòu)的型式和大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式。
3、工程力學(xué)、金屬機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇與計(jì)算。
4、主要零部件選擇方案的比較與確定。
5、綜合考慮完成各部分的設(shè)計(jì)。
二、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要求
1、進(jìn)行廣泛的資料查詢和文獻(xiàn)檢索等前期準(zhǔn)備工作，并完成符合要求的開(kāi)題報(bào)告和任務(wù)書(shū)。
2、開(kāi)題報(bào)告、任務(wù)書(shū)經(jīng)指導(dǎo)教師審核通過(guò)后進(jìn)行論文的撰寫(xiě)工作。
3、論文寫(xiě)作要求符合新鄉(xiāng)學(xué)院本科畢業(yè)論文排版規(guī)范。
4、按時(shí)、保質(zhì)、保量完成論文撰寫(xiě)，并按標(biāo)準(zhǔn)格式裝訂成冊(cè)。
三、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排
（1）2012年4月上旬，查閱與題目有關(guān)的報(bào)告，填好論文開(kāi)題報(bào)告，經(jīng)指導(dǎo)老師及指導(dǎo)小組初審再經(jīng)教研室集體討論通過(guò)后，開(kāi)始畢業(yè)論文寫(xiě)作提綱的編寫(xiě)。4月中旬向指導(dǎo)老師提交論文寫(xiě)作提綱，待指導(dǎo)老師批準(zhǔn)后，正式開(kāi)始論文寫(xiě)作。
（2）2012年4月下旬完成論文初稿，經(jīng)指導(dǎo)老師審閱提出修改意見(jiàn)后進(jìn)行修改。
（3）2012年5月上旬前完成論文第二稿，再經(jīng)指導(dǎo)老師進(jìn)行修改，最后定稿。
（4）2012年5月上旬，進(jìn)行論文答辯資格審查。
50/10Tx28.5m雙梁橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì),橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案： 主要設(shè)計(jì)參數(shù)： 吊運(yùn)金屬工件，起重機(jī)設(shè)操縱室 a起重量主起升50t副起升10t，跨度28.5m； 起升高度主起升12m副起升14m； b速度（m/min）主起升7.8，副起升13.2，小車(chē)38.5，大車(chē)87.3； c工作級(jí)別主起升M6副起升M5小車(chē)M5大車(chē)M6， d車(chē)輪直徑（mm）大車(chē)800，小車(chē)500； e卷筒直徑主起升800，副起升400； f起升倍率主起升5副起升3,總體設(shè)計(jì),選型計(jì)算部分： 1主起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2副起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3驗(yàn)算起升速度 4小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)計(jì)算部分： 1橋架尺寸的確定 2主梁尺寸 3主端梁界面 4端梁截面尺寸的確定 5主端梁截面的幾何性質(zhì) 6載荷及扭轉(zhuǎn)載荷 7.主梁的計(jì)算 8端梁的計(jì)算 9穩(wěn)定性 10總功率,一：選型計(jì)算： 1主起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算： a確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組,b根據(jù)滑輪組倍率及參數(shù)選擇鋼絲繩 c確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度 d選擇電機(jī)并選擇減速器驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需的功率：這里需要注意的是誤差課本上為15%而在工廠實(shí)際誤差10%，所以此處的計(jì)算按照后者 e選擇制動(dòng)器 2.副起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算： a確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組,b據(jù)滑輪組倍率及參數(shù)選擇鋼絲繩 c確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度 d選擇電機(jī)并選擇減速器驗(yàn)算起升速度和所需功率 e選擇制動(dòng)器 3.小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu): a確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案,小車(chē)的傳動(dòng)方式有兩種．即減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間或減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間的小車(chē)傳動(dòng)方式．使小車(chē)減速器輸出軸及兩側(cè)傳動(dòng)軸所承受的扭矩比較均勻。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)的傳動(dòng)方式，安裝和維修比較方便，但起車(chē)時(shí)小車(chē)車(chē)體有左右扭擺現(xiàn)象。 對(duì)于雙梁橋式起重機(jī)，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用上圖，減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間的傳動(dòng)方案。其中，滿載時(shí)運(yùn)行阻力矩 ，運(yùn)行摩擦阻力 及空載時(shí)運(yùn)行阻力矩 ，運(yùn)行摩擦阻力 需進(jìn)行計(jì)算對(duì)后面的計(jì)算作為參考。 b電機(jī)及減速器并驗(yàn)算運(yùn)行速度，估算小車(chē)質(zhì)量對(duì)電機(jī)選擇中隊(duì)小車(chē)的靜阻力選擇電和電機(jī)靜功率計(jì)算后在大連伯頓資料中查找并確定電機(jī)型號(hào)對(duì)減速器需計(jì)算它的傳動(dòng)比和輸入功率及運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)的慣性力來(lái)綜合確定,4大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 a大車(chē)運(yùn)行電機(jī)及減速器的選擇確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案跨度為28.5m為中等跨度，為減輕重量，決定采用下圖的傳動(dòng)方案。,此處要先計(jì)算大車(chē)車(chē)輪的滿載和空載輪壓后面計(jì)算怕用到。 電機(jī)及減速器并驗(yàn)算運(yùn)行速度，估算小車(chē)質(zhì)量對(duì)電機(jī)選擇中隊(duì)小車(chē)的靜阻力選擇電和電機(jī)靜功率計(jì)算后在大連伯頓資料中查找并確定電機(jī)型號(hào)對(duì)減速器需計(jì)算它的傳動(dòng)比和輸入功率及運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)的慣性力來(lái)綜合確定 二：結(jié)構(gòu)的計(jì)算： 1橋架尺寸的確定 取主梁在跨度中部的高度。 主梁尺寸當(dāng)小跨度時(shí)取較大值，反之取較小值。求得的梁高通常作為腹板高度，為下料方便，腹板高度一般取尾數(shù)為0的值。取腹板高度。 2腹板和翼緣板厚度 端梁頭部下翼緣板板厚，上翼緣板與中部下翼緣板板厚。端梁腹板厚度都要算 3兩腹板內(nèi)壁間距b；上下翼緣板的寬度B1；端梁高度H2 ；主梁端部變截面長(zhǎng) d=（1/4~1/8）S 2.主端梁的界面 主.端梁采用焊接連接，端梁為拼接長(zhǎng)。橋架結(jié)構(gòu)與主 。,上為主梁與主梁支撐截面的簡(jiǎn)圖 3端梁截面尺寸的確定 a起重機(jī)的總質(zhì)量（包括主梁端梁小車(chē)大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、司機(jī)室和電氣設(shè)備等 ） b端梁中部上下翼緣板寬度B4 c端梁與端梁支撐截面處的尺寸簡(jiǎn)圖 如下,,,,4.主端梁截面幾何性質(zhì) a主梁、端梁截面面積的確定（見(jiàn)論文22頁(yè)） b載荷的計(jì)算:主梁均布載荷 +主梁自重均勻載荷 輪壓的計(jì)算： a滿載小車(chē)在主梁跨中央 b滿載小車(chē)在主梁左端極限位置 5.端梁總輪壓計(jì)算簡(jiǎn)圖,6主梁的計(jì)算： a垂直載荷：計(jì)算大車(chē)傳動(dòng)側(cè)的主梁。在固定載荷與移動(dòng)載荷作用下，主端梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算 b水平載荷的計(jì)算： 分小車(chē)在跨端跨中，據(jù)端梁中點(diǎn)的軸力和水平剪切力計(jì)算主梁在跨中的水平彎矩 C因?yàn)檫x的計(jì)算部分為主梁跨中需驗(yàn)算跨中截面的強(qiáng)度（1）翼緣板上邊緣與軌道接觸點(diǎn)（1）的應(yīng)力（2）主梁上翼緣板的靜矩（3）主腹板下邊的切應(yīng)力為（4）主梁疲勞強(qiáng)度 7端梁的計(jì)算：,由端梁截面已經(jīng)初步確定，現(xiàn)進(jìn)行具體計(jì)算：取滿載小車(chē)位于主梁跨端，大小車(chē)同時(shí)運(yùn)行起，制動(dòng)及橋架偏斜。 端梁支撐處兩個(gè)截面很近，只計(jì)算受力稍大的截面4-4。 端梁支撐處為安裝大車(chē)輪角軸承箱座而切成缺口并焊上兩塊彎板(16mm185mm)。端部腹板兩邊都采用雙面貼角焊縫，取=8mm，支撐處高度400mm，彎板參與端梁承載工作，并承處截面 此部分老師要求只對(duì)型心和慣性矩進(jìn)行計(jì)算,穩(wěn)定性計(jì)算: 整體穩(wěn)定性h/b3,才穩(wěn)定 局部穩(wěn)定性翼緣板（比例60穩(wěn)定）和腹板的計(jì)算（比例大于80小于160） 橋架的剛度計(jì)算 總功率的計(jì)算： 整車(chē)電機(jī)功率之和:主、副起升電機(jī)功率和，小車(chē)大車(chē)電機(jī)功率和（大車(chē)為兩個(gè)電機(jī)所以此處寫(xiě)2倍）,感謝,起重設(shè)備廠工程師王亮指導(dǎo)老師 最后指導(dǎo)管理老師肖淼鑫老師 院系領(lǐng)導(dǎo)及多位評(píng)委老師,