1、1 概述1.1 桥式起重机的发展概述我国起重机最早是通过学习和仿造前苏联的技术制造出来的，因此，我国起重机到现在还残留着前苏联起重机原型的影子。受到我国国内条件以及传统冶金工艺的制约，国内起重机制造业在改革开放前几乎没有发展，还是50 年代前苏联的水平。改革开放后，国内起重机生产厂家开始对起重机进行各种摸索和改进，来适应日益强大的生产需求，其中既有成功的例子，也有失败的教训。20 世纪 90 年代以来，以我国起重机龙头企业太原重型机械厂和大连起重机厂为首，一些厂家开始与国外同行接触，进行技术合作，把经过实践检验成熟可靠的技术应用于新的产品中，为我国铸造起重机行业揭开了新的篇章。为了在国际起重机
2、行业占有一席之地，我们还必须在引进吸收先进技术的同时，举一反三，积极探索铸造起重机的发展方向，以形成自己的特色和优势。起重机是指能在一定范围内垂直起升和水平移动物品的机械，具有动作间歇性和作业循环性，多用于人力不能完成的任务。桥式起重机：横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥，所以又称“天车”或者“行车” 。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。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。所 以 桥 式
3、 起 重 机 在 室 内 外 工 矿 企 业 、 钢 铁 化 工 、铁 路 交 通 、 港 口 码 头 以 及 物 流 周 转 等 部 门 和 场 所 均 得 到 广 泛 的 运 用 。1.2 桥式起重机的发展方向概述随着工业的发展，桥式起重机日常趋向高速化大型化智能化方向发展。高速化：大型桥式起重机主起升机构的起升速度已达12m min，付起升速度15mmin，主副小车运行速度均在40mmin，大车运行80mmin以上。大型化：由于石油、化工、冶炼造船以及电站等的工程规模越来越大，所以吊车起吊物品的重量也越大。如海上采油平台的超大结构件重大3000T。英国亚当森公司生产的世界上最大的铸造起重
4、机起重量已达550t，目前国内最大的太原重工股份公司生产的450t起重机。智能化：整机电控配置先进，已发展到全部机构变频调速，检测手段先进，运行自动监控、自动跟踪、检测智能化，给维护检修提供了便捷。在起重机械上应用计算机技术，可以提高作业性能，增加安全性，以至实现无人自动操作。因此对于大型化的铸造起重机，主起升机构安全可靠性的设计就显得更尤为重要。否则一旦发生事故后果是十分严重的。1.3 桥式起重机的特点概述桥式起重机是桥架型起重机的一种，它依靠起升机构和在水平面内的两个相互垂直方向移动的运行机构，能在矩形场地及其上空作业，是工矿企业广泛使用的一种起重运输机械。它具有承载能力大，工作可靠性高，
5、制造工艺相对简单等优点。桥式起重机一般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、司机室等几大部分组成。外形像一个两端支承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移动，以达到在跨度内和规定高度内组成的三维空间里做搬运和装卸货物用。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。最基本的形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机都是在通用吊钩桥式起重机的基础上派生发展出来的。2 桥式起重机的介绍2.1 桥式起重机的分类可以分为三大类:1)通用桥式起重机 2)专用桥式起重机
6、3)电动葫芦型桥式起重机：1)通用桥式起重机通用桥式起重机是指在一般环境中工作的普通用途的桥式起重机(见标准 GB/T14405-93)以下类型的起重机都属于通用桥式起重机：通用吊钩桥式起重机 抓斗桥式起重机 电磁桥式起重机两用桥式起重机 三用桥式起重机 双小车桥式起重机 2）专用桥式起重机冶金桥式起重机 防爆吊钩桥式起重机 绝缘吊钩桥式起重机 3）电动葫芦型桥式起重机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,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
7、起重机的趋势。 电动梁式起重机 电动葫芦桥式起重机 2.2 桥式起重机运行机构设计的目的、内容和要求1）设计的目的其目的在于通过桥式起重机设计，使我们在拟订传动结构方案、结构设计和装配、制造工艺以及零件设计计算、机械制图和编写技术文件等方面得到综合训练；并对已经学过的基本知识、基本理论和基本技能进行综合运用。从而培养具有结构分析和结构设计的初步能力；使学生树立正确的设计思想、理论联系实际和实事求是的工作作风，作为毕业设计的选题不仅可以检验自己的机械专业能力还可以考察创新创造能力。为以后对起重机的设计与研发做了很好的铺垫。2） 设计的内容主起升构的计算：确定机构的起升传动方案、钢丝绳的选择、滑轮
8、和卷筒的计算、根据静功率初选电动机、减速器的选择、制动器的选择、起动时间与起动平均加速度的验算、电动机的发热验算、联轴器的选择等；副起升机构的计算：确定机构的起升传动方案、钢丝绳的选择、滑轮和卷筒的计算、根据静功率初选电动机、减速器的选择、制动器的选择、起动时间与起动平均加速度的验算、电动机的发热验算、联轴器的选择等；小车的运行机构计算：确定机构的布置简图、轮压的计算、电动机的选择、制动器的选择、减速器强度验算、联轴器的计算、车轮计算、车轮轴的计算等；大车的运行机构计算：确定机构的布置简图、轮压的计算、电动机的选择、制动器的选择、减速器强度验算、联轴器的计算、车轮计算、车轮轴的计算；3） 设计
9、的要求a) 完成整个起重机大车机构及桥架的设计计算，合理选择大车机构；大车运行机构的主要元件；合理设计桥架截面尺寸b) 绘出起重机装配图、大车装配图、桥架结构图、大车车轮零件图；c) 设计计算说明书 50 页左右。2.3 主要技术参数起升高度：8m起升速度：2.616m/min小车速度：30m/min大车速度：40m/min工作级别：5 级JC 值：25跨度：34m3 主起升机构的计算3.1 主要参数与机构的布置简图：已知：起重量：Q=25t工作类型：中级（JC%=25）最大起升高度：12m起升速度：2.616m/min机构布置简图如图 1 所示1.电动机 2.联轴器 3.传动轴 4.制动器
10、5.减速器 6.卷筒 7.轴承 8.平衡滑轮 9.钢丝绳 10.滑轮组 11.吊钩图 1 主起升机构传动简图3.2 钢丝绳的选择:根据起重机的额定起重量,选择双联起升机构滑轮组分倍率为 4,钢丝绳缠绕方式如图 2 所示: 图 2 主起升钢丝绳缠绕简图1） 钢丝绳所受的最大静拉力: mGQS2ax钩式中 Q 额定起重量,Q=25000kgG 钩 吊钩组重量,G 钩 =500kg (吊钩挂架的重量一般约占额定起重量的 2%4%,这里取勾钩挂架重量为500kg)M 滑轮组倍率,m=4 组 滑轮组倍率, 组 =0.98=25000+500240.98=3252.552） 钢丝绳的选择:所选择钢丝绳的破
11、断拉力满足: 绳绳 nSmax而 S 绳 =aS 丝 , n 绳 钢丝绳的安全糸数,对于高级 n 绳= 6由上式可得:绳 =19.51根据S 丝 查钢丝绳产品目录(附录 12)可选用:钢丝绳 637(B)类， S 丝 =27.70kN因为S 丝 19.51kN 所以满足要求,钢丝绳直径为 d 绳 =8mm3.3 滑轮和卷筒的计算1） 滑轮和卷筒最小直径的确定:确保钢丝绳具有一定的使用寿命,滑轮和卷筒直径(自绳槽底部起的直径)应满足：D(e-1) d 绳式中 e-糸数 ,对中级工作类型的桥式起重机,取 e=25所以, D(25-1)17=408mm 取卷筒和滑轮直径为 D=500mm2） 卷筒长
12、度和厚度的计算:(如图 3 所示)图 3 双联卷筒尺寸图L 双 =2(L0+L1+L2)+L 光L0=(Hmax/D0+n)t式中 Hmax最大起升高度, H max=12mn钢丝绳安全圈数,使钢丝绳尾受减小便于固定,通常 n=1.53 圈;取 n=2t 绳槽节距,t=d 绳 +(24)=1921,取 t=20mmD0卷筒的计算直径(按缠绕钢丝绳的中心计算)D0=D+d 绳 =500+17=517mmL 光 卷筒左右绳槽之间不刻槽部分长度,根据钢绳允许偏角确定 L 光=L3-2Hmintga2其中 L3 吊钩组两侧滑轮绳槽中心线之间的距离， L3=415mmHmin当吊钩滑轮组位于上部极限位置时,卷筒轴和滑轮轴之间距离,Hmin=1300mma2卷筒绕出的钢丝绳分支相对于铅垂线的允许偏斜角 a256 度,取 tga2=tg6=0.1L 光 415213000.1=155mmL0 卷筒半边的绳槽部分的长度：( 取 3.14)L0=(80004/3.145172)20=434mm卷筒长度 L 双 =2(434+620)+155=1263mm取 L 双 =1300mm,卷筒材料采用 HT200,其壁厚可按经验公式确定=0.02D+(610)=0.02500+8=18 取 =22mm卷筒壁压应力验算:
