电动单梁桥式起重机桥架设计说明书.doc

1、 摘 要 起重机械广泛应用于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑工地、海洋开发、宇宙航行等各个工业部门，可以说陆地、海洋、空中、民用、军用各个方面都有起重机械在进行着有效的工作。 此次设计将主要对电动单梁桥式起重机的桥架进行设计与计算，说明书分为六章 。第一章主要介绍了起重机的特点及发展趋势；第二章介绍了电动单梁桥式起重机的主要特点及给定的参数和电动葫芦的选择；第三章主要对主梁进行设计及计算，设计时应注意工字钢的选用、尺寸的确定及校核；第四章主要对端梁进行设计， 设计时应特别要求对轮压进行计算；第五章主要对主梁 和端梁的连接进行设计，进行设计应特别注意主、端梁的连接方式及螺栓的受力分析和校核，确

2、定满足强度条件。第六章主要对大车运行机构进行设计，设计时应确定哪种驱动方式及其主要数据，应特别注意对缓冲器进行确定，应为他确保了起重机的安全防护。 关键词 ： 起重机， 电动单梁 桥式起重机，起升机构设计 II ABSTRACT Crane is widely used in industrial and mining enterprises, ports, railway stations warehouses, construction sites, ocean development, astronautics and other industrial sectors, can be l

3、and, sea, air, and civilian and military lifting all aspects of effective work going on . The design will be mainly electric single girder overhead bridge crane design and calculation, the instructions are divided into six chapters. The first chapter introduces the features and development trend of

4、the crane; second chapter introduces the electric single-girder overhead crane main features and given the choice of parameters and the electric hoist; third chapter focuses on the design and calculation of the main beam, the design should be noted that the selection of I-beam, and checking to deter

5、mine the size; fourth chapter of the side beam design, the design of the tire pressure should be specifically asked to calculate; fifth chapter of the main beam and side beams connecting the design, conduct design should pay particular attention to the main, end beam bolt connections and mechanical

6、analysis and verification, determined to meet the strength conditions. Chapter VI of the traveling mechanism design, the design should determine which of the main data-driven approach, special attention should be conducted to determine the buffer should be to ensure that the crane for his safety. Ke

7、ywords: Crane, electric single girder overhead cranes, lifting mechanism design 目 录 摘 要 .I ABSTRACT. II 1 绪论 . 1 1.1 桥式起重机的特点 . 1 1.2 桥式起重机发展趋势 . 1 2 型式及主要技术参数 . 3 2.1 型式及构造特点 . 3 2.2 主要技术参数 . 3 2. 3 电动葫芦的选择 . 4 3 主梁 设计 . 6 3.1 主梁断面几何特性 . 6 3.2 主梁强度的计算 . 7 3.3 刚度计算 . 12 3.4 稳定性计算 . 14 4 端梁 设计 . 15 4

8、.1 轮距的确定 . 15 4.2 端梁中央断面几何特性 . 15 4.3 起重机最大轮压 . 16 4.4 选取车轮直径和轨道型号和尺寸 . 19 4.5 最大歪斜侧向力 . 10 4.6 端梁中央断面合成应力 . 21 4.7 车轮轴对端梁腹板的挤压应力 . 21 5 主、端梁连接 设计 . 23 5.1 主、端梁连接形式及受力分析 . 23 5.2 螺栓拉力的计算 . 23 6 大车运行机构的 设计 .288 6.1 主要参数与机构的布置简 图 . 28 6.2 电动机的 选 择 . 28 6.2 缓冲器的选 择 . 31 设计总 结 . 33 致 谢 . 34 参考文献 . 35 1

9、1 绪论 1.1 桥式起重机的特点 起重机的用途是将物品从空间的某一地点搬运到另一地点。为了完成这一作业，起重机一般有使物品沿空间的三个方向运动的机构。其中作上下移动的起升机构是不可缺少的。平面运动以用两种 不同的运动组合来实现。按照这种组合方式不同，起重机可分为两大类型：桥式起重机和回转类型起重机。 桥式类型起重机是依靠起重机运行机构和小车运行机构的组合使所搬运的物品在长方形平面内运动。驱动起重机运动的是运行机构，用来起吊货物的是起升机构。为了实现这些运动、安放这些机构并承受载荷，起重机必须有足够的强度和刚度的金属结构，有驱动机构运动并实现运动控制的动力控制系统；以及，为保证起重机安全并可靠

10、运转的安全和信号指示装置。 随着时代的发展，制造工厂和装卸作业场所逐渐由室外转为室内，这样桥式起重机逐渐占据主导地位。 桥式起重机的特点在于：它不占据建筑物内的主要地面，却能以较少的物资材料和极为稳定的形态把建筑物内各处都当作可能的作业范围，进行高速、高效的服务。此外，桥式起重机容易以低廉价格实现借助控制盘和操纵盘进行自动控制、或半自动控制、内撞电脑的程序控制。可以说，设置在室内的起重机中，桥式起重机约占 90%。 1.2 桥式起重机发展趋势 对桥式起重机，特别是大功率的桥式起重机的需要量日以增加。随着现代科学技术的发展，各种新技术、新材料、新结构、新工艺在桥式起重机上得到广泛的应用。所有这些

11、因素都有利地促进了工程起重机的发展 。根据国内外现有桥式起重机产品和技术资料的分析，近年来桥式起重机的发展趋势主要体现在以下几个方面： 1）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 为了提高建设工程的装卸和安装作业的机械化程度，工程起重机的发展，仍然是以轻便灵活的中小型起重机为主。 2）重视“三化”，逐步过渡采用国际标准 三化是指：标准化、系列化、通用化 3）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 产品的多用性。 4）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，现在都多采用

12、新技术、新材料、新结构和新工艺。 2 桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种 桥架型起重机 ，又称 天车 。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩 形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运 物料 ，不受地面设备的阻碍。 桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和 冶金 专用桥式起重机三种。 普通桥式起重机一般由 起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。 其中起升机构由电动葫芦来实现其功能。大车运行部分的电动

13、机 选 用“三合一”电动机 。3 2 型式及主要技术参数 2.1 型式及构造特点 电动单梁桥式起重机是一种有轨运行的轻小型起重机，它适用起重量为 130 吨，适用跨度为 4.516.5 米，工作环境温度在 一 35Co 与 +3 5Co 范围内，常用于机械制造、装配、仓库等场所。 图 2 一 1 电动单梁桥式起重机外形图 它的主梁结构是采用钢板压延成形的 U 形槽钢，再与工字钢组焊成箱形实腹板梁，横梁也是用钢板压延成 U 形槽钢，再组焊成箱形横梁。在主横梁之间用螺栓 (45号钢制 )连接而成的。起升机构与小车尽行机构是采用 CD， MD 等形式的电动葫芦。运行机构采用分别驱动形式，驱制动靠锥形

14、制动电动机来完成。 电动单梁桥式起重机的外形见图 2一 1 .基本技术参数见表 2 一 1。 表 2 一 1 起重量 （吨 T） 跨度（米 大车运行速度（米 /分） 起升机构 起升速度（米 /分） 起升高度（米） 运行速度（米 /分） 12.5 13.5 20 8 17 20 2.2 主要技术参数 起重量 : 12.5Q 吨 ; 4 跨度 :L=13.5 米 大车运行速度 : 运V = 20 m/min; 工作制度 :中级 JC 25%; 电动小车采用 CD 型 12.5 吨电动葫芦。 起升速度 分米起 /8V ， 葫芦起升高度 H=17米， 葫芦运行速度 小车V =20 米 /分 ; 操纵室

15、操纵。 葫芦最大轮压 maxP K4GQ 4700 公斤 (K 取 1.31.4)。 2. 3 电动葫芦的选择 本次设计规定采用 CD1 型电动葫芦， 根据 给定的数据查表，选择电动葫芦。根据要求选 出 CD1 型电动葫芦。如图所示 2 2。 图 2 2CD1 型 12.5 吨 6 30 米电动葫芦外形结构图 1. 起升机构减速器 2.卷筒装置 3.起升电动机 4.制动调节器 5.电器装置 6,电动小车 7.吊钩装置 8.按钮开关 8.运行机构减速器 10.运行电动机 11.软缆电流引入器 电动葫芦查表选取 ZDY2-4/13. 5 葫芦自重 kg11136G 葫 . 葫芦最大轮压 4 7 0

16、 0 k gK4 GQPm ax . 6 3 主梁 设计 3.1 主梁断面几何特性 根据系列产品资料， 初步给出主梁断面尺寸如图 3 1 查得 28aI 普型工字钢（ GB706-65)的尺寸参数 ； h=400 毫米 ； b=142毫米 ； d=10.5 毫米 ； t=16.5 毫米 ； 1F =86.112 毫米 ； 1q =67.60 平方厘米； XJ =21700 毫米 ； Jy=660 毫米毛 ； 图 3 一 1主梁跨中断面图 3.1.2主梁断面面积 F=0.5(1l -2 1 )+2 1 h+2 22l +1F + 3l =0.5（ 50-20.6） +20.670+20.633.

17、6+86.112+12.1 =252 2cm 3.1.3主梁断面水平形心轴 x x位置 1111ZFyy F 式中 刃 1F . 主梁断面 的总面积 ( 2厘米 ); 7 1F 1Xy 各部分面积对 ,XX 轴的静矩之和 ( 3厘米 ) 1xy 各部分面积形心至 ,XX 轴的距离 (厘米 ); 1 0 . 5 5 0 2 0 . 6 1 2 9 . 7 2 0 . 6 7 0 9 1 . 5 2 0 . 6 3 3 . 6 4 1 . 5 8 6 . 1 1 2 2 1 1 1 2 . 1 0 . 5252y =62.46cm 3.1.4主梁断面惯性矩 2x xi i iJ J F y 3 3

18、 322032 2 248 .8 0. 6 0. 6 77 2 0. 6 2348 .8 0. 6 67 .2 4 2 2 .6 77 29 .0 412 12 12 c os 4712 .1 12 0. 6 33 .6 20 .9 6 21 70 0 86 .1 12 29 12 .1 1 61 .9 612o 4416029cm 2y yi i iJ J F X 3 3 3 32200 . 6 4 8 . 8 7 7 0 . 6 0 . 6 2 4 1 1 2 . 12 2 0 . 6 7 7 2 4 , 7 2 2 0 . 6 3 3 . 6 1 2 . 5 6 6 01 2 1 2 1 2 s i n 4 7 1 2 = 471184cm 3.2 主梁强度的计算 根据这种结构形式的起重机之特点，可以不考虑水平惯性力对主梁造成的应力，及其水平平面内载荷对主梁的扭转作用也可以忽略不计。 主梁强度计算按第 II 类载荷进行组合。对活动载荷由于小车轮距很小，可近似按一集中载荷计算。验算主梁跨中断面弯曲正应力和跨端断面剪应力。 跨中断面弯曲正应力包括梁的整休弯曲应力和由小车轮压在工字钢下翼缘引起的局部弯曲应力两部分，合成后进行强度校核。 梁的整体弯曲在垂直平面内按简支计算。在水平面内按刚接的振 架计算。 图 3 2