1、河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷 设计题目：10t 桥式起重机设计 设计人：侯雪鹏0设计项目 计算与说明 结果第 1 章 前言桥式起重机是一种重要的物料搬运机械。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 3 种。 物料搬运成了人类生产活动的重要组成部分，距今已有五千多年的发展历史。随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大
2、，对起重机的要求也越来越高。起重机正经历着一场巨大的变革。大型化和专业化、模块化和组合化、轻型化和多元化、自动化和智能化、成套化和系统化以及新型化和实用化是这场变革得主题。经过几十年的发展，我国桥式起重机行业已经形成了一定的规模，市场竞争也越发激烈。桥式起重机行业在国内需求旺盛和出口快速增长的带动下，依然保持高速发展，产品几近供不应求。尽管我国起重机行业发展迅速，但是国内起重机仍缺乏竞争力。从技术实力看，与欧美日等发达地区相比，中国的技术实力还有一定差距。目前，过内大型起重机尚不具备大量生产能力。从产品结构看，由于技术能力所限，中国起重机在产品结构上也不完善，难以同国外匹敌。桥式起重机可分为以
3、下几类：1.通用桥式起重机1）抓斗桥式起重机抓斗桥式起重机的装置为抓斗，以钢丝绳分别联系抓斗起升、起升机构、开闭机构。主要用于散货、废旧钢铁、木材等的装卸、吊运作业。这种起重机除了起升闭合机构以外，其结构部件等与通用吊钩桥式起重机相河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷 设计题目：10t 桥式起重机设计 设计人：侯雪鹏1同。2）电磁桥式起重机电磁桥式起重机的基本构造与吊钩桥式起重机相同，不同的是吊钩上挂 1 个直流起重电磁铁(又称为电磁吸盘)，用来吊运具有导磁性的黑色金属及其制品。通常是经过设在桥架走台上电动发电机组或装在司机室内的可控硅直流箱将交流电源变为直流电源，然后再通过设在小车
4、架上的专用电缆卷筒，将直流电源用挠性电缆送到起重电磁铁上。3）通用吊钩桥式起重机通用吊钩桥式起重机由金属结构、大车运行机构、小车运行机构、起升机构、电气控制系统及司机室组成。取物装置为吊钩。额定起重量为 10t 以下的多为 1 个起升机构；16t 以上的则多为主、副两个起升机构。这类起重机能在多种作业环境中装卸和搬运物料及设备。4）两用桥式起重机两用桥式起重机有 3 种类型：抓斗吊钩桥式起重机、电磁吊钩桥式起重机和抓斗电磁桥式起重机。其特点是在一台小车上设有两套各处独立的起升机构，一套为抓斗用，一套为吊钩用(或一套为电磁吸盘用一套为吊钩用，或一套为抓斗用一套为电磁吸盘用)。5）三用桥式起重机三
5、用桥式起重机是一种多用的起重机。其基本构造与电磁桥式起重机相同。根据需要可以用吊钩吊运重物，也可以在吊钩上挂一个马达抓斗装卸物料，还可以把抓斗卸下来再挂上电磁盘吊运黑色金属，故称为三用桥式(可换)起重机。这种起重机适用于经常变换取物装置的物料场所。6）双小车桥式起重机这种起重机与吊钩桥式起重机基本相同，只是桥架上装有两台起重量相同的小车。这种机型用于吊运与装卸长形物件。2.电动葫芦型桥式起重机河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷 设计题目：10t 桥式起重机设计 设计人：侯雪鹏2其特点是桥式起重机的起重小车用自行式电动葫芦代替，或者用固定式电动葫芦作起重小车的起升机构，小车运行、大车
6、运行等机构的传动装置也尽量与电动葫芦部件通用化。因此，与上述通用桥式起重机相比，电动葫芦型桥式起重机虽然一般起重量较小、工作速度较慢、工作级别较低，但其自重轻、能耗较小、易采用标准产品电动葫芦配套，对厂房建筑压力负载较小，建筑和使用经济性都较好。因此在中小起重量范围的一般使用场合使用越来越广泛，甚至有替代某些通用桥式起重机的趋势。1）电动梁式起重机其特点是用自行式电动葫芦替代通用桥式起重机的起重小车，用电动葫芦的运行小车在单根主梁的工字钢下翼缘上运行。跨度小时直接用工字钢作主梁，跨度大时可在主梁工字钢的上面再作水平加强，形成组合断面主梁。其主梁可以是单根主梁(电动单梁式起重机)，也可以是两根主
7、梁( 电动双梁式起重机)，其桥架可以是像通用桥式起重机那样通过运行装置直接支撑在高架轨道上，也可以通过运行装置悬挂在房顶下面的架空轨道上(悬挂式 )。2）电动葫芦桥式起重机其特点是固定式电动葫芦装在小车上作起升机构，小车运采用行机构也多采用电动葫芦零部件作成简单的构造形式，小车也极为简便轻巧，其整体高度小，小车及桥架自重轻、重心低、有很广泛的使用适应性。箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架,在桥架上运行起重小车,可起吊和水平搬运各类物体, 它适用于机械加工和装配车间料场等场合。桥架的结构主要有箱形结构，空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等，5-80
8、 吨中小起重量系列起重机一般采用箱形结构，且为保证起重机稳定，选择箱形双梁结构作为桥架结构。为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷 设计题目：10t 桥式起重机设计 设计人：侯雪鹏3室。司机室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。箱形双梁桥架具有加工零件少，工艺性好，通用性好等优点。桥架结构应根据其工作类型和使用环境温度等条件，按照有关规定来选 用钢材。桥式起重机一般由装有大车运行机构的桥架、装有起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等几个大部分组成。外形像一个
9、两端支撑在平行的两条架空轨道上平移运行的单跨平板桥。起升机构用来垂直升降物品，起重小车用来带着载荷作横向运动；桥架和大车运行机构用来将起重小车和物品作纵向移动，以达到在跨度内和规定高度内组成三维空间里作搬运和装卸货物用。桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。最基本形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机基本上都是在通用吊钩桥式的基础上派生发展出来的。通过本次设计学会对桥架金属结构的设计,加深对桥式起重机各部分功能和设计特点的掌握,学会使用许用应力法设计.设计中认真参考各种资料如,运用各种途径如上网,采取计算机辅助设计AutoCAD2012
10、努力对桥式起重机桥架金属结构进行合理设计；进一步提高机械设计能力和巩固所学过的起重机械及机械零件等课程的理论知识。在设计中不仅学会整部机器的设计方法，并且要熟悉零件的工艺性、机器的装配和安全技术等方面的知识，从而提高分析问题和解决问题的能力。此外，本次起重机设计还具有所采用的零部件工艺性好，装拆检修容易，操作方便和使用安全，机器重量轻，成本低等特色，在学习和继承现有技术资料和典型结构的基础上进行了改造和大胆创新。河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷 设计题目：10t 桥式起重机设计 设计人：侯雪鹏4河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷 设计题目：10t 桥式起重机设计 设计
11、人：侯雪鹏5设计项目 计算与说明 结果第 2 章 总体设计2.1 总体参数通用桥式起重机一般由桥架、起升机构、大车运行机构、小车运行机构、电气设备、司机室等几大部分组成。本设计为某厂机械加工车间使用的电动双梁吊钩桥式起重机。设计参数：起重量 10t，起升高度 15m，桥架跨度22.5m;起升速度 ；小车运行速度min5.7v；大车运行速度 ；工作类in45vxcin75vdc型均为中级；机构运转持续率 ；小车轨距2%JC；小车轮距 ；起重机估计总Lxc20Bxc140重 ；估计小车重量 。tGtG2.2 小车总体布置总体设计是起重机设计中极为关键部分，它是对起重机本身构思、设计的总体思路。总体
12、设计关系到起重机出厂后的性能、经济性、环保性、操作的舒适性等等，所以总体设计直接决定了起重机设计的成败。同时对设计对象进行构想设计思路的过程，也至关重要。在拿到设计题目后，进行了具体的分析研究，参考同类型起重机的有关资料之后制定了总体设计原则。设计原则应当保证在满足使用要求的前提下，所设计的机型应结构合理并符合相关的性能、经济、环保等要求。小车主要有起升机构、运行机构和小车架组成。整台起重机与厂房建筑物的配合以及小车与桥架的配合要适当。小车与桥架的互相配合，主要在于小车轨距和桥架上的小车轨距应相同；其次，小车上的缓冲器与桥架上的挡铁位置要配合好，小车上的撞尺和桥架上的行程限位开关要配合恰当。小
13、车的平面布置愈紧凑，小车到桥架的两端愈远，起重机工作范围也就愈大。小车的高度小，相应地可使起重机的高度减小，从而可降河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷 设计题目：10t 桥式起重机设计 设计人：侯雪鹏6设计项目 计算与说明 结果低厂房建筑物的高度。小车上机构的布置及同一机构中各零部件间的配合要求适当。起升机构和小车运行机构在小车架平面上的布置要合理紧凑，但二者之间的距离不应太小，否则维修不便，或造成小车架难以设计。小车车轮的轮压分布要求均匀。如能满足这个要求，则可以获得最小的车轮、轴承及轴承箱尺寸，并且使起重机桥架主梁受到均匀的轮压载荷。一般最大轮压不应超过平均轮压的 20%。小车
14、架上的机构与小车架结构的配合要适当。为使小车上的起升、运行机构与小车架配合的好，要求二者之间的配合尺寸相符；联接零件要选择适当和安装方便。在设计原则上，要以机构为主，应尽量用小车架去配合机构；同时机构的布置也要尽量使钢结构的设计制造方便。因为小车架是用来安置与支撑起升机构和小车运行机构的，所以小车架要按照起升和运行机构的要求设计，但在不影响机构工作的条件下，机构的布置也应配合小车架的设计，使其构造简单、合理和便于制造。在设计桥式起重机小车时，必须满足以下方面要求：1）整台起重机与厂房建筑物的配合，以及小车与桥架的配合要适当；2）小车上机构的布置及同一机构中各零件间的配合要求适当；3）小车车轮的
15、轮压分不要均匀；4）小车架上的机构与小车架配合要适当；5）尽量选择标准零部件，以提高设计与制造的工作效率，降低生产成本；6）小车各部分的设计应考虑制造、安装和维护检修方便，尽可能保证各部件拆下修理时而不需移动邻近的部件。河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷 设计题目：10t 桥式起重机设计 设计人：侯雪鹏7设计项目 计算与说明 结果对于具有四个车轮其中半数为主动轮的校车运行机构，其传动方案可分为两大类：即带有开式齿轮传动和全部为闭式齿轮传动。由于开式齿轮、轮齿的磨损严重，因此，一般用途的桥式起重机小车运行机构，大多采用闭式齿轮传动。 起升系统的传动原理。起升机构的动力来源，是由电动机
16、发生，经齿轮联轴器，补偿轴，制动轴联轴器，将动力传递给减速器的高速轴端，最终减速器把电动机的高转数降低到所需的转数之后，由减速器低速轴输出经卷筒上的内齿圈，把动力传递给卷筒组，再经过钢丝绳和滑轮组使吊钩进行升降，从而完成升降重物的目的。起升机构采用闭式传动方案，电动机轴与二级圆柱齿轮减速器的高速轴之间采用两个半齿联轴器和一中间浮动轴联系起来，减速器的低速轴与卷筒之间采用圆柱齿轮传动。 布置起升机构的各零部件时，应使机构总重心接近小车架的纵向中心线，以便能最后得道比较均匀的小车轮压。 起重小车运行系统的传动原理：动力由电动机发出，经制动轮联轴器，补偿轴和半齿联轴器，将动力传递给立式三级减速器的高
17、速轴端，并经立式三级减速器把电动机的高转数降低到所需要的转数之后，再由低速轴端输出，又通过半齿联轴器补偿轴，半齿联轴器与小车主动车轮轴联接，从而带动了小车主动轮的旋转，完成小车的横向运送重物的目的。运行机构采用全部为闭式齿轮传动，小车的四个车轮固定在小车架的四周，车轮采用带有角形轴承箱的成组部件，电动机装在小车架的台面上，由于电动机轴和车轮轴不在同一个平面上，所以运行机构采用立式三级圆柱齿轮减速器，在减速器的输入轴与电动机轴之间采用全齿联轴器直接连接；减速器的两个输出轴端与车轮河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷 设计题目：10t 桥式起重机设计 设计人：侯雪鹏8设计项目 计算与说明
18、 结果轴之间均采用带浮动轴的半齿联轴器的连接方式。第 3 章 大车运行机构计算3.1 大车运行机构概述及设计要求大车运行机构的设计通常是和桥架的设计一起考虑，两者的设计工作要交叉进行。一般的设计包括：1）确定桥架结构的形式和大车运行机构的传动方式；2）布置桥架的尺寸；3）安排大车运行机构的具体位置和尺寸；4）综合考虑二者的关系和完成各部分的设计。大车运行机构的传动方案，基本分两类，即：分别传动和集中传动。在桥式起重机常用的跨度（10.532m）范围内，均可用分别传动的方案。若采用集中传动时，对于大跨度（16.5m） ，宜采用高速集中传动方案，而对于小跨度（13.5m） ，可采用低速集中传动方案
19、。分别驱动省去了中间部分的传动轴，使得质量减轻，尺寸减小。分别驱动的结构不因主梁的变形而在大车传动性机能方面受到影响，从而保证了运行机构多方面的可靠性。所以，大车运行机构采用分别驱动。大车运行系统的传动原理。动力由电动机发出，经制动轮联轴器，补偿轴和半齿联轴器将动力传递给减速器的高速轴端，并经减速器把电动机的高转数降低到所需要的转数之后，由低速轴传出，又经全齿联轴器把动力传递给大车的主动车轮组，从而带动了大车主动车轮的旋转，完成桥架纵行吊运重物的目的。大车两端的驱动机构是一样的。对大车运行机构的设计基本要求是：1）机构要紧凑，重量要轻；2）和桥架的配合要合适，这样，桥架容易设计，河北建筑工程学
20、院毕业设计计算书指导教师：王少雷 设计题目：10t 桥式起重机设计 设计人：侯雪鹏9设计项目 计算与说明 结果确定机构传动方案机构好布置，并且使走台不致过大；3）尽量减轻主梁的扭转载荷，不影响桥架的刚度；4）维护检修方便，机构布置合理，使司机上下走台方便，便于装拆零件及操作。跨度 22.5m 为中等跨度，为减轻重量，决定采用电动机与减速器间、减速器与车轮间均有浮动轴的布置传动方案如图 3-1 所示。1-电动机； 2-制动器；3-带制动轮的半齿轮联轴器；4-浮动轴；5- 半齿联轴器；6-减速器；7-车轮3.2 选择车轮与轨道，并验算其强度按图 3-2 所示的重量分布，计算大车车轮的最大轮压和最小轮压图 3-2 轮压计算图满载时，最大轮压： ）（ 1-3 t65.120.412excxcmax LGQP空载时，最大轮压：t65.1maxPt9.6maxP图 3-1 分别传动大车运行机构布置图
