資源目錄里展示的全都有，所見(jiàn)即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問(wèn)可加】 18t橋式起重機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì) 摘 要：橋式起重機(jī)是一種提高勞動(dòng)生產(chǎn)率重要物品搬運(yùn)設(shè)備，主要適應(yīng)車(chē)間物品搬運(yùn)、設(shè)備的安裝與檢修等用途。橋式起重機(jī)由橋架、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備構(gòu)成。在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)中采用傳統(tǒng)布局的典型結(jié)構(gòu)，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用集中驅(qū)動(dòng)。起升機(jī)構(gòu)滑輪組采用雙聯(lián)滑輪組，重物在升降過(guò)程中沒(méi)有水平移動(dòng)，起升過(guò)程平穩(wěn)，且鋼絲繩的安裝和更換容易。相應(yīng)的卷繞裝置采用單層卷筒，有與鋼絲繩接觸面積大，單位壓力低的優(yōu)點(diǎn)。在起升機(jī)構(gòu)中還涉及到鋼絲繩、減速器、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的選擇等。小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)中涉及小車(chē)輪壓計(jì)算、小車(chē)車(chē)輪、小車(chē)軌道、減速器、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的選擇計(jì)算等。 關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)；起升機(jī)構(gòu)；小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)；大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu) The?Design?of?Machinery?of?the?18-ton?Bridge?Crane ? Abstract：Bridge crane is a significant increase labor productivity goods handling equipment, primarily to carry goods workshops, equipment installation and maintenance, and other purposes. 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. Key words：bridge crane; hoisting mechanism car; agencies operating; cane traveling mechanism 目 錄 摘要………………………………………………………………………………1 關(guān)鍵詞……………………………………………………………………………1 1 前言………………………………………………………………………2 1.1 橋式起重機(jī)簡(jiǎn)介…………………………………………………………2 1.2 普通橋式起重機(jī)的主要組成部分 ………………………………………2 1.2.1 小車(chē)………………………………………………………………2 1.2.2 大車(chē)………………………………………………………………2 1.2.3 動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)……………………………………………2 1.3 普通橋式起重機(jī)的運(yùn)行方式 ………………………………………… 3 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及參數(shù)…………………………………………………………………3 2.1 主要技術(shù)參數(shù) …………………………………………………………3 2.2 起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的級(jí)別 ………………………………………………3 3 小車(chē)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………3 3.1 吊鉤組的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………3 3.1.1 原始參數(shù)……………………………………………………………3 3.1.2 設(shè)計(jì)步驟……………………………………………………………3 3.2 滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………8 3.2.1 滑輪結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)尺寸確定……………………………………8 3.2.2 滑輪直徑確定………………………………………………………8 3.2.3 吊鉤組上滑輪軸的計(jì)算……………………………………………8 3.2.4 滑輪軸承的選擇計(jì)算……………………………………………9 3.3 鋼絲繩的選擇計(jì)算 ……………………………………………………10 3.3.1 鋼絲繩的最大靜拉力………………………………………………10 3.3.2 鋼絲繩的選擇………………………………………………………10 3.3.3 鋼絲繩的標(biāo)記選取鋼絲繩為………………………………………11 3.4 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………11 3.4.1 卷筒類(lèi)型的初步選擇…………………………………………11 3.4.2 卷筒直徑的確定………………………………………………11 3.4.3 雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度和壁厚的確定……………………………………11 3.4.4 卷筒強(qiáng)度的計(jì)算…………………………………………………12 3.4.5 卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算…………………………………………13 3.5 鋼絲繩在卷筒上的固定計(jì)算…………………………………………14 3.5.1 固定方法的選擇…………………………………………………14 3.5.2 繩尾固定處拉力計(jì)算……………………………………………14 3.5.3 螺栓預(yù)緊力計(jì)算…………………………………………………14 3.5.4 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算……………………………………………………14 3.5.5 壓板的選取……………………………………………………15 3.6 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………15 3.6.1 原始參數(shù)………………………………………………………15 3.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟……………………………………………………15 4 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………20 4.1 原始參數(shù)…………………………………………………………………20 4.2 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)布局圖……………………………………………………20 4.3 驅(qū)動(dòng)方案初步確定……………………………………………………20 4.3.1 輪與輪道的選取…………………………………………………20 4.3.2 運(yùn)行阻力計(jì)算…………………………………………………21 4.3.3 電機(jī)的選擇……………………………………………………22 4.3.4 減速器選擇……………………………………………………22 4.3.5 聯(lián)軸器的選擇……………………………………………………23 4.3.6 制動(dòng)器的選擇……………………………………………………24 4.3.7 電機(jī)過(guò)載校檢……………………………………………………24 4.3.8 起動(dòng)時(shí)間與起動(dòng)平均加速度的校驗(yàn)……………………………25 4.3.9 運(yùn)行打滑驗(yàn)算……………………………………………………25 5 起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………… 26 5.1 橋式起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算主要涉及內(nèi)容 …………………………26 6 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………29 6.1 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的確定 …………………………………………………29 6.2 選擇車(chē)輪和軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度 ………………………………………30 6.3 運(yùn)行阻力計(jì)算 …………………………………………………………31 6.3.1 摩擦總阻力矩……………………………………………………31 6.3.2 運(yùn)行摩擦阻力……………………………………………………31 6.4 選擇電動(dòng)機(jī)…………………………………………………………31 6.5 減速器的選擇…………………………………………………………32 6.5.1 車(chē)輪轉(zhuǎn)數(shù)…………………………………………………………32 6.5.2 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比………………………………………………………32 6.5.3 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際功率……………………………………32 6.5.4 啟動(dòng)工況下校核減速器功率…………………………………32 6.6 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件……………………………………………34 6.6.1 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)間啟動(dòng)時(shí)……………………………………34 6.6.2 事故狀態(tài)…………………………………………………………34 6.6.3 制動(dòng)器選擇………………………………………………………35 7 安全裝置的選擇說(shuō)明……………………………………………………………36 7.1 主要安全裝置的說(shuō)明……………………………………………………36 7.1.1 走臺(tái)和欄桿………………………………………………………36 7.1.2 排障板………………………………………………………36 7.1.3 小車(chē)行程限位開(kāi)關(guān)…………………………………………36 7.1.4 起升高度限位開(kāi)關(guān)…………………………………………36 7.1.5 大車(chē)行程限位開(kāi)關(guān)…………………………………………36 7.1.6 緩沖器與擋鐵………………………………………………36 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………37 致謝…………………………………………………………………………………37 附錄…………………………………………………………………………………38 1 前言 1.1 橋式起重機(jī)的簡(jiǎn)介 橋式起重機(jī)是生產(chǎn)車(chē)間、料場(chǎng)、電站廠(chǎng)房和倉(cāng)庫(kù)中為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化和自動(dòng)化，減輕體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要物品搬運(yùn)設(shè)備。它橫架于車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)和料場(chǎng)上空進(jìn)行物料吊運(yùn)的起重設(shè)備。由于它的兩端坐落在高大的水泥柱或者金屬支架上，形狀似橋。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，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。它是使用范圍最廣、數(shù)量最多的一種起重機(jī)，它通常用來(lái)搬運(yùn)物品，也可用于設(shè)備的安裝與檢修等用途。橋式起重機(jī)安裝在廠(chǎng)房高處兩側(cè)的吊車(chē)梁上，整機(jī)可以沿鋪設(shè)在吊車(chē)梁上的軌道縱向行駛，而起重小車(chē)又可沿小車(chē)軌道（鋪設(shè)在起重機(jī)的門(mén)架上）橫向行駛，吊鉤則作升降運(yùn)動(dòng)。因此，它的工作范圍是其所能行駛地段的長(zhǎng)方體空間，正好與一般車(chē)間形式相適應(yīng)。 1.2 普通橋式起重機(jī)的主要組成部分 1.2.1 小車(chē) 小車(chē)由起升機(jī)構(gòu)，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，小車(chē)架和保護(hù)裝置等組成。小車(chē)起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)使上卷筒從卷筒放下，以達(dá)到起升的目的。小車(chē)架要承受起升載荷和各機(jī)構(gòu)自重，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)又要盡量減輕自重，以降低輪壓和門(mén)架受載。小車(chē)的電力則由滑線(xiàn)或軟電纜引入。小車(chē)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)有兩種方式，本設(shè)計(jì)采用的是集中驅(qū)動(dòng)，用四輪支撐，車(chē)輪選圓柱雙輪緣車(chē)輪。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮改善零部件的受力情況、減少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平穩(wěn)、裝配維修方便等因素。 1.2.2 大車(chē) 大車(chē)由橋架和大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。橋架：橋架為起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，一方面支撐小車(chē)，允許小車(chē)在它上面橫向行駛；另一方面又是起重機(jī)行走的車(chē)體，可沿鋪設(shè)在廠(chǎng)房上面的軌道行駛。在其兩側(cè)的走臺(tái)上，安裝有大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備，大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來(lái)驅(qū)動(dòng)大車(chē)行走，大車(chē)上一般還有駕駛室，用來(lái)操縱起重機(jī)和安裝各機(jī)構(gòu)的控制設(shè)備。門(mén)架主要由主梁和端梁組成。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性要求，也應(yīng)考慮自重和外形尺寸要小，加工制造簡(jiǎn)單，運(yùn)輸、存放和使用維修方便，成本低等因素。 1.2.3 動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng) 動(dòng)力裝置是驅(qū)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備，它在很大程度上決定了起重機(jī)的性能和構(gòu)造特點(diǎn)，橋式起重機(jī)的動(dòng)力裝置一般采用電動(dòng)機(jī)。控制系統(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。各機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、調(diào)速、改向、制動(dòng)和停止，都通過(guò)操縱控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 1.3 普通橋式起重機(jī)的運(yùn)行方式 橋式起重機(jī)是一種循環(huán)的、間隙動(dòng)作的、短程搬運(yùn)機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)一般包括上料、運(yùn)送、卸料及回到原位的過(guò)程，即取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物料提起，由運(yùn)行機(jī)構(gòu)把物料移位，然后物料在指定地點(diǎn)下放，接著進(jìn)行相反動(dòng)作，使取物裝置回到原處，以便進(jìn)行下一次工作循環(huán)。在兩個(gè)工作循環(huán)之間一般有短暫的停歇。起重機(jī)工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中。 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)參數(shù) 2.1 主要技術(shù)參數(shù) 表1　主要技術(shù)參數(shù) Table 1 Main technical parameters 名 稱(chēng) 數(shù) 據(jù) 最大起重量 18t 粱跨度 31500mm 起升速度 18～28m/min 起升高度 14mm 起重機(jī)運(yùn)行速度 80～95m/min 起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度 40～45m/min 2.2起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的級(jí)別 起重機(jī)工作級(jí)別A6；其中載荷狀態(tài)為Q2(有時(shí)起升額定載荷,一般起升中等載荷)；利用等級(jí)為U6(總工作循環(huán)次數(shù)N=,不經(jīng)常繁忙使用)起升機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M6；其中利用等級(jí)為T(mén)6,載荷狀況為L(zhǎng)2；小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4；其中利用等級(jí)為T(mén)4,載荷狀況L3；大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4；其中利用等級(jí)為T(mén)4,載荷狀況L2。 3 小車(chē)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 吊鉤組的選擇計(jì)算 3.1.1 原始參數(shù) 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別:M6, 采用雙聯(lián)滑輪組,倍率: m=4，起升質(zhì)量: = 18t，起升速度: ～，初取。 3.1.2 設(shè)計(jì)步驟 （1）吊鉤形式選擇。吊鉤采用倍率m=4的雙聯(lián)滑輪組,故采用長(zhǎng)形吊鉤組，吊鉤用普通的短吊鉤。 （2）吊鉤結(jié)構(gòu)及制造方法的確定。選用吊鉤斷面為梯形的吊鉤,其受力情況合理.用鍛造方式制造,材料為20鋼,機(jī)加工前熱處理,硬度小于或等于156HBS。 （3）吊鉤主要尺寸的確定 圖 1 吊鉤 Fig 1 Hook 單鉤 D 即D=148.4 mm ，則由公式 得，h=150 (因?yàn)榈蹉^斷面為梯形，故h=D)。 式中：Q額——額定起重量（噸） （4）鉤身強(qiáng)度計(jì)算。1—2和3—4斷面為危險(xiǎn)斷面，通常垂直斷面3—4取與水平斷面1—2相同的斷面，而最大拉應(yīng)力約為1—2斷面的50% ，故只驗(yàn)算1—2面： (1) 式中：A—斷面面積，A=15840 —斷面重心坐標(biāo)，=65mm —斷面形狀系數(shù)，=0.096 —起升動(dòng)力系數(shù)，=1.56 對(duì)于20鋼，查表得；取安全系數(shù)n=1.3，則許用應(yīng)力為：，<，故鉤身驗(yàn)算通過(guò)。 （5）吊鉤尾部螺紋直徑的確定。 (2) 即： =80.62mm 式中：， 同上 =180KN 螺紋根部直徑 —材料許用應(yīng)力 螺紋根部截面面積： 根據(jù)計(jì)算值，查表取梯形圓螺紋：。 （6）確定吊鉤螺母尺寸計(jì)算。螺母最小工作高度：H=0.8d=72mm根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，需設(shè)防松螺栓，故取螺母高度為：90mm螺栓外徑D=（1.7～2）d=153～180mm，故選取D=160mm，式中d為螺紋公稱(chēng)直徑d=90mm。 （7）選擇推力軸承乳。根據(jù)所選吊鉤螺母尺寸，查表初選推力軸承型號(hào)：81124 其額定靜載荷=660KN，因軸承在工作時(shí)很少轉(zhuǎn)動(dòng)，只需校驗(yàn)額定靜載荷即可。 當(dāng)量靜負(fù)荷： (3) —安全系數(shù)，取=1.25 因?yàn)?，故校驗(yàn)通過(guò)選擇81124型推力軸承。 （8）吊鉤橫梁的計(jì)算。根據(jù)滑輪尺寸，吊鉤組裝置示意圖為： 集中載荷：=，L=475mm，，， ，P1=P2=，L=475mm，=237.5mm，D=106mm，B=160mm，P=280.8KN。 最大彎矩計(jì)算如下： =33.345 (4) 圖 2 吊鉤橫梁 Fig 2 Hook beam 吊鉤梁可看作簡(jiǎn)支梁，受力圖如下： 圖3吊鉤橫梁受力圖 Fig 3 By trying to hook beam 橫梁中間斷面尺寸如下示： 圖4 吊鉤橫梁中間斷面圖 Fig4 Hook the sectional drawing among beams 中間斷面的彎曲系數(shù)： (5) 最大彎曲應(yīng)力為： (6) 查表得：橫梁材料為45鋼的屈服極限： 取安全系數(shù)n=3，則許用強(qiáng)度： 由 < , 則有： h > 故取h=200mm。 （9）吊鉤拉板強(qiáng)度計(jì)算 拉板結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示，斷面A—A受拉伸應(yīng)力，計(jì)算如下： ，，其中為拉板厚度,因拉板材料為A3鋼，查表得屈服極限：；取安全系數(shù)n=1.7，則許用拉伸應(yīng)力為： 因： < 則有： > mm 因軸孔要受擠壓應(yīng)力，則有： 取安全系數(shù)n=3.5，則有： 由上可得： 取。 拉板結(jié)構(gòu)圖如下： 圖5拉板結(jié)構(gòu)圖 Fig 5 Pull board structure 如圖所示：>12.48mm，n=3.5，5.43mm，，b=200mm，d=120mm，h=100mm。 3.2 滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 滑輪結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)尺寸的確定 根據(jù)所需設(shè)計(jì)橋式起重機(jī)性能要求，采用鑄鋼滑輪，其強(qiáng)度和沖擊韌性好，材料選：2G230—450。 圖 6滑輪結(jié)構(gòu) Fig 6 Cast steel pulley 3.2.2 滑輪直徑的確定 普通滑輪直徑的選擇：，查表選取D=630mm。 式中：h—與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，查表取h=22.4 d—鋼絲繩直徑，d=20mm 平衡輪直徑的選擇：。 3.2.3 吊鉤組上滑輪軸的計(jì)算 （1）吊鉤裝置簡(jiǎn)圖如下： L=475mm，L1=78mm，L2=112mm，L3=95mm 圖7 吊鉤滑輪軸 Fig 7 Hook slide wheel group （2）滑輪軸可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，認(rèn)為作用四個(gè)集中載荷受力情況圖如下： 圖8簡(jiǎn)支梁受力圖 Fig 8 Slippery wheel bearing simplified diagram 圖9簡(jiǎn)支梁彎矩圖 Fig 9 Slippery wheel bearing bending moment figure 如圖，可得：=70.2KN， =10951.2。 彎曲應(yīng)力為： 滑輪軸材料為45鋼， 則有：< 即：d > ，查手冊(cè)選取 d=130mm，， ，材料45鋼，d=130mm。 3.2.4 滑輪軸承的選擇計(jì)算 軸承的圓周速度： (7) 工作轉(zhuǎn)數(shù)： 每個(gè)滑輪中均采用兩個(gè)徑向滾動(dòng)軸承，根據(jù)滑輪組的選擇，查表選用6226型軸承。查表得，額定靜載荷：；額定動(dòng)載荷：。 所選軸承的驗(yàn)算： (8) 式中：—壽命系數(shù)，取=2 —負(fù)荷系數(shù)，=1.5 —速度系數(shù)，=0.95 —溫度系數(shù)，=1 因?yàn)? ()，故驗(yàn)算通過(guò)。 軸承徑向負(fù)荷： =39KN 由于，，故校核通過(guò)。 式中：n —為鋼絲繩折減系數(shù)，取n=0.85 —鋼絲繩最小破斷拉力，查手冊(cè)選取=220KN 3.3.3 鋼絲繩的標(biāo)記選取鋼絲繩為 直徑20mm，光面鋼絲，結(jié)構(gòu)形式為6西魯式，纖維芯，抗拉強(qiáng)度為1670，右交互捻，最小破斷拉力為220KN，單位長(zhǎng)度重量147，因此標(biāo)記為：20NAT6×19S+FC1670ZS220147GB/T8918—1996。 3.4 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.4.1 卷筒類(lèi)型的初步選擇 由于起升高度比較高，根據(jù)滑輪倍率和起升速度，采用雙聯(lián)卷筒，標(biāo)準(zhǔn)槽形，用鑄造方式制造，材料為灰鑄鐵。 3.4.2 卷筒直徑的確定 （1）直徑確定：D，查手冊(cè)選用A型卷筒，直徑D=400mm。 式中：h—與機(jī)構(gòu)級(jí)別有關(guān)的系數(shù)，取h=20； d—鋼絲繩的直徑，d=20mm （2）卷筒的槽形的選擇。查手冊(cè)，選標(biāo)準(zhǔn)槽形，其尺寸為槽底半徑R=11mm，槽距，表面精度為1級(jí)， 標(biāo)記為：槽形 JB/T9006.1—19993。 3.4.3 雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度及壁厚的確定 1）卷筒上有螺旋槽部分長(zhǎng)。 (9) 式中：—滑輪組倍率, —卷筒計(jì)算直徑 —最大起升高度， —固定鋼絲繩安全圈數(shù), —繩槽槽距，=22mm 2）雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度： 故取L=2500mm。 式中：—卷筒兩端的邊緣長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)取=70mm； —固定鋼絲繩所需長(zhǎng)度； —中間光滑部分長(zhǎng)度根據(jù)鋼絲繩允許偏角左右,則有： ； —取物裝置處于上極限時(shí)，動(dòng)滑輪軸線(xiàn)與卷筒軸線(xiàn)的間距，取=1500mm； —由卷筒出來(lái)的兩根鋼絲繩引入懸掛裝置的兩動(dòng)滑輪的間距: =319mm。 所選卷筒標(biāo)記為：卷筒A400左 JB/T9006.2—1999 3）卷筒壁厚確定 對(duì)鑄鐵卷筒，按經(jīng)驗(yàn)公式初選：（6～10）=0.02400+（6～10）=14～18mm，取。 3.4.4 卷筒強(qiáng)度的計(jì)算 因卷筒長(zhǎng)度L=2500mm>3D=1200mm，需計(jì)算壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。 1）壓應(yīng)力的計(jì)算卷筒最大壓應(yīng)力在筒壁的內(nèi)表面： (10) 由于<，所以校核通過(guò)。 式中：—鋼絲繩最大靜拉力 =26288.7N —許用壓應(yīng)力 —抗壓強(qiáng)度，查手冊(cè)=750Mpa n—安全系數(shù)，取n=4.25 —鋼絲繩卷繞節(jié)距，=22mm 2) 彎曲應(yīng)力的計(jì)算受力和彎曲簡(jiǎn)圖： 因扭轉(zhuǎn)應(yīng)力很小，故忽略不計(jì),卷筒的彎曲應(yīng)力： 因扭轉(zhuǎn)應(yīng)力很小，故忽略不計(jì),卷筒的彎曲應(yīng)力： 圖 10彎曲應(yīng)力的受力 Fig 10 Bending diagram 卷筒的彎矩： =26288.7956.5=25145141.55 卷筒斷面抗彎模量W： ==2159690 卷筒所受合應(yīng)力：=35.8 因?yàn)?，所以校核通過(guò)。 式中： —材料的抗拉強(qiáng)度，=320 n—安全系數(shù)；取n=5 3.4.5 卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算 卷筒需要保證一定的抗壓穩(wěn)定性，必須對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)算，其驗(yàn)算公式為： (11) 查表得：穩(wěn)定系數(shù)n=1.5。 卷筒壁單位面積受的外壓力P： 受壓失穩(wěn)臨界壓力： （2～2.6）=（2～2.6）25～32.5 因?yàn)?5.97<，故滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求。 3.5 鋼絲繩在卷筒上的固定計(jì)算 3.5.1 固定方法的選擇 采用壓板固定；因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆方便，便于觀(guān)察和檢查，并安全可靠。其固定形式如下圖示： 圖 11鋼絲卷 Fig 11 Wire rope fixed in the drum 3.5.2 繩尾固定處拉力計(jì)算 計(jì)算式如下： 式中：—鋼絲繩最大靜拉力 —鋼絲繩與卷筒的摩擦系數(shù)，取 —安全圈在卷筒上的包角；取 e—自然對(duì)數(shù)的底數(shù);e=2.718 3.5.3 螺栓預(yù)緊力計(jì)算 因選壓板槽為半圓形，故： 3.5.4 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 (12) 由于<=110MPa，故校驗(yàn)通過(guò)。 式中：Z—固定鋼絲繩用的螺母數(shù)，取Z=4 d—螺栓螺紋的內(nèi)徑；d=18.8mm —墊圈與鋼絲繩壓板之間的摩擦系數(shù)，取=0.16 t—作用力臂；根據(jù)壓板得t=22.4mm —螺栓許用拉應(yīng)力，== —螺栓屈服強(qiáng)度；因螺栓材料為Q235；查手冊(cè)得：=206Mpa 3.5.5 壓板的選取 查手冊(cè)：選取序號(hào)為6的壓板，標(biāo)準(zhǔn)槽標(biāo)注：壓板6GB/T5975—1986。 3.6 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.6.1 原始參數(shù) 表2　原始參數(shù) Table 2 The original parameters 名 稱(chēng) 數(shù) 據(jù) 工作級(jí)別 M6 起升高度 H=14m 起升載荷 起升速度 =18～28m/min ；取V=20m/min 其它參數(shù) JC=25%，CZ=150，G=0.8 3.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 1）起升機(jī)構(gòu)的布局 1.電動(dòng)機(jī)2.聯(lián)軸器3.浮動(dòng)軸4.帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器5.制動(dòng)器6.減速器7.卷筒8.卷筒支座 圖12起升機(jī)構(gòu)的布局 Fig 12 The layout of the hoisting mechanism 2）電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算： 式中：Q—起升負(fù)荷，= —吊具自重 V—起升速度；V=0.33 m/s—機(jī)構(gòu)總效率，取=0.8 電動(dòng)機(jī)功率的選擇繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)平均功率： 根據(jù)所得數(shù)據(jù)，初選電動(dòng)機(jī)為YZR315S—8，額定功率，n=724r/min；過(guò)載系數(shù)；根據(jù)JC=25%，CZ=150，查表得，允許輸出功率，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 3）減速器的選擇 減速器傳動(dòng)比的確定： 傳動(dòng)比：，查手冊(cè)選取實(shí)際傳動(dòng)比：。 式中：—電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，=724 r/min —卷筒轉(zhuǎn)速，=60.7r/min a—為滑輪倍率，a=4 —卷筒計(jì)算直徑；=420mm V—起升速度：V=20m/min 標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇按靜功率P選取：電機(jī)輸入功率 ；輸入轉(zhuǎn)速：，因機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為M6故：；根據(jù)和以上數(shù)據(jù)；查手冊(cè)，選取：減速器：QJR—500—12.5、III，C、W、JB/T8905.1—1999 其有關(guān)參數(shù)如下：高速軸許用功率；;滿(mǎn)足要求。 減速器的驗(yàn)算 最大徑向力的驗(yàn)算： 許用徑向力： <，故滿(mǎn)足要求。 式中：—鋼絲繩最大靜拉力 —卷筒重力； —起升載荷動(dòng)載系數(shù)，取=1.56 —減速器輸出軸端的最大允許徑向載荷，取=45600N 最大扭矩驗(yàn)算： = 8612.2 因?yàn)?=42500，故驗(yàn)算通過(guò)。 式中：T—鋼絲繩最大靜拉力在卷筒上產(chǎn)生的力矩 —減速器輸出軸允許的短暫最大扭矩，查手冊(cè)：=42500 4）校驗(yàn)電機(jī)的過(guò)載和發(fā)熱 電機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn)： >46.5KW 故驗(yàn)算通過(guò)。 式中：—電機(jī)額定功率； u—電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；u=1 —電動(dòng)機(jī)過(guò)載倍數(shù)；=3.3 H—電機(jī)有關(guān)系數(shù)；繞線(xiàn)型H=2.1 V—實(shí)際起升速度 —機(jī)構(gòu)的效率；取=0.8 Q—起升機(jī)構(gòu)的總載荷；Q= 電機(jī)發(fā)熱校核 因?yàn)?68.385KW>=58.73KW，所以校核通過(guò)。 式中：—電機(jī)允許輸出功率，查表取P=68.385KW —穩(wěn)態(tài)平均功率 =58.73KW 5）制動(dòng)器的選擇 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩滿(mǎn)足下式要求： =1.08468 根據(jù)=1.08468；查表得選取YW—500/121型電力液壓塊式制動(dòng)器；額定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩=1120～2240；制動(dòng)輪直徑：D=500mm; 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：。 式中：—制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 —制動(dòng)安全系數(shù)，取=1.75 6）聯(lián)軸器的選擇 電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器電機(jī)軸端尺寸：d=95mm(圓錐)； L=170mm；浮動(dòng)軸尺寸：d=95mm，選取聯(lián)軸器應(yīng)滿(mǎn)足下式要求： =5328 (13) 式中：—所傳遞扭矩計(jì)算值 —聯(lián)軸器重要程度系數(shù)；=1.8 —角度偏差系數(shù)；=1 —傳動(dòng)軸最大扭矩； （0.7～0.8）= —聯(lián)軸器許用扭矩 根據(jù)以上要求，查手冊(cè)選用LM12型梅花彈性聯(lián)軸器，其m ；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：>，選用合理聯(lián)軸器，標(biāo)注為： LM12聯(lián)軸器MT12aGB/T 5272—2002。 減速器與浮動(dòng)軸的連接處聯(lián)軸器浮動(dòng)軸端尺寸：d=95mm 減速器輸入軸：d=90mm L=170mm；制動(dòng)輪直徑：D=500mm。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)尺寸可知：T=5328m，選取LMZ11—I—500型帶制動(dòng)輪的梅花型聯(lián)軸器；許用轉(zhuǎn)矩：=9000m。由于>=5328m，故選用合理。標(biāo)注為：LMZ11—I—500聯(lián)軸器MT11b GB/T 5272—2002。 7）起動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 起重時(shí)間計(jì)算： (14) 查表 推薦起動(dòng)時(shí)間，=1～1.5S，<，故滿(mǎn)足要求。 式中：—電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：=1.6 —電機(jī)靜阻力矩： —機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： =1.15（7.05+3.715）+=12.712 —電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=7.05 —制動(dòng)輪聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=3.715 起重加速度： 8）制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 滿(mǎn)載下降制動(dòng)時(shí)間： ==1.4S 查表取=1～1.5S，由于=1.4S<=1～1.5S，故滿(mǎn)足要求。 式中：—滿(mǎn)載下降電機(jī)轉(zhuǎn)速；取 —制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；=1500 —滿(mǎn)載下降時(shí)制動(dòng)軸靜轉(zhuǎn)矩； =658.665 —換算到電機(jī)軸上的機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： = =12.699 —電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：=7.05 —制動(dòng)輪聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：=3.715 制動(dòng)平均減速度： 4 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1原始參數(shù) 小車(chē)運(yùn)行速度：V=40～45m/min，選取V=42m/min；起升載荷Q=180KN；小車(chē)自重。 4.2 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)布局圖 1 制動(dòng)器 2 電動(dòng)機(jī) 3聯(lián)軸器 4 減速器 5聯(lián)軸器 6聯(lián)軸器 7車(chē)輪 圖13小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)布局圖 Fig 13 The car run institutions layout 4.3 驅(qū)動(dòng)方案初步確定 根據(jù)原始參數(shù)，采用集中驅(qū)動(dòng)，用四輪支撐，車(chē)輪選圓柱雙輪緣車(chē)輪。 4.3.1 輪與軌道的選取 1)車(chē)輪輪壓計(jì)算小車(chē)正常工作時(shí)最大輪壓（滿(mǎn)載時(shí)）： ；小車(chē)正常工作時(shí)最小輪壓（空載時(shí)）：；車(chē)輪的疲勞計(jì)算載荷：。 2）選車(chē)輪與軌道根據(jù)；查手冊(cè)，選車(chē)輪直徑D=350mm；軌道型號(hào)：P24；軌道凸頂半徑r=300mm；車(chē)輪材料：ZG310—570；表面淬硬度為300～380HBS。 3）車(chē)輪踏面疲勞強(qiáng)度校核： =101180N=101.18KN 因?yàn)?101.18KN，故校核通過(guò)。 式中：—與材料有關(guān)應(yīng)力常數(shù)；查表=0.132 —轉(zhuǎn)速系數(shù)； —工作級(jí)別系數(shù)； R—曲率半徑；R=300mm m—軌道頂與車(chē)輪曲率半徑之比有關(guān)系數(shù)；m=0.468 4.3.2 運(yùn)行阻力計(jì)算 1）摩擦阻力小車(chē)滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)最大摩擦阻力： =250=3.214KN 滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)最小摩擦阻力：=250=2.143KN 空載運(yùn)行時(shí)最大摩擦阻力：= 701.5=0.9KN 空載運(yùn)行時(shí)最小摩擦阻力：=70=0.6KN 式中：Q—起升載荷；Q=180KN —小車(chē)自重載荷；=70KN f—滾動(dòng)摩擦系數(shù)； f=0.6 —車(chē)輪軸承摩擦系數(shù)；=0.02 d—與軸承相配合處車(chē)輪直徑；d=90mm D—車(chē)輪踏面直徑； D=350mm —附加摩擦阻力系數(shù)；=1.5 2)坡道阻力： 查表選取橋式起重機(jī)坡度數(shù)=0.002， =250=500N。 3)風(fēng)阻力： 因橋式起重機(jī)用于車(chē)間的吊運(yùn)，不在露天工作，故風(fēng)阻力忽略不計(jì)。 4)特殊運(yùn)行阻力主要為慣性阻力： =7500N 5)總靜阻力工作最大靜阻力（小車(chē)滿(mǎn)載時(shí)）： 工作時(shí)最小靜阻力（小車(chē)空載時(shí)）： 4.3.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 1）電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算： 式中：—工作最大靜阻力；=4.012KN —初選運(yùn)行速度；取=0.7m/s —機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率；=0.88 m—電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)；m=1 2）初選電動(dòng)機(jī)橋式起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)按下選電機(jī)： 查表取=1.6，根據(jù)P=5.12KW，JC=25%，CZ=600，查手冊(cè)選用YZR160M1—6型電動(dòng)機(jī)；電機(jī)額定功率，轉(zhuǎn)速。 容許輸出功率：； 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 3）電機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)校驗(yàn)公式： =2.44KW 由=4.629KW>=2.44KW，所以校驗(yàn)通過(guò)。 式中：—電機(jī)允許輸出容量；=4.629KW —工作循環(huán)中，負(fù)載穩(wěn)態(tài)功率 G—穩(wěn)態(tài)平均系數(shù)；取G=0.8 4.3.4 減速器選擇 1）減速器傳動(dòng)比確定 根據(jù)減速器手冊(cè)，選取 =25 式中：—電機(jī)額定轉(zhuǎn)速；=921r/min —車(chē)輪轉(zhuǎn)速； 2）減速器選擇計(jì)算輸入功率： ==7.7KW 根據(jù)設(shè)計(jì)需要選取運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器個(gè)數(shù)Z=1；因工作級(jí)別為M6，則按下式選擇： 查表取放大系數(shù)K=2，根據(jù)=25，=15.4KW，電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速=921r/min ；查手冊(cè)選用QJR—236—25VIP ， L， JB/T8905.1—1999；減速器高速軸許用功率 ：傳動(dòng)比：=25，中心距：。 4.3.5 聯(lián)軸器的選擇 1）選擇聯(lián)軸器公式： (15) 式中：—聯(lián)軸器安全系數(shù)；取=1.35 —?jiǎng)傂詣?dòng)載系數(shù)；取=1.8 —電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器選擇：電機(jī)軸端尺寸，d=48mm（錐形）; L=110mm浮動(dòng)軸尺寸，d=50mm ; 根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和 ,查手冊(cè)選用LM8型梅花彈性聯(lián)軸器，其 ；，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：， < ，故滿(mǎn)足要求。標(biāo)注為L(zhǎng)M8聯(lián)軸器GB/T5272—2002。 連接處聯(lián)軸器選擇：浮動(dòng)軸尺寸：d=50mm減速軸高速軸尺寸：d=38mm，L=80 mm選LM7型梅花彈性聯(lián)軸器； 則有：；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： >。滿(mǎn)足要求標(biāo)注：LM7聯(lián)軸器 GB/T 5272—2002。 2）低速軸聯(lián)軸器選擇選用聯(lián)軸器公式：= 式中：—減速器傳動(dòng)比；=25 —機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率；=0.85其它同上 減速器輸出端與浮動(dòng)軸聯(lián)軸器選用： 減速器低速端尺寸：d=80mm;L=130mm浮動(dòng)軸尺寸：d=80mm。根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸， 選取兩個(gè)LM10型梅花彈性聯(lián)軸器；其中： 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 > ，故滿(mǎn)足要求。 標(biāo)注為：LM10聯(lián)軸器GB/T 5272—2002 浮動(dòng)軸與車(chē)輪軸的聯(lián)軸器選用：浮動(dòng)軸尺寸：d=80mm；車(chē)輪軸尺寸：d=65mm ，L=85 mm。根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和，選取LM9型梅花彈性聯(lián)軸器。其中轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： >，，故滿(mǎn)足要求。 標(biāo)注：LM9聯(lián)軸器 GB/T 5272—2002。 4.3.6 制動(dòng)器的選擇 制動(dòng)器安裝在電動(dòng)機(jī)軸端，因制動(dòng)時(shí)高速軸能起一部分緩沖作用，以減少制動(dòng)時(shí)沖擊制動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算： =25.4 選用YWZ100/18型電力液壓制動(dòng)器；其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩：；制動(dòng)輪直徑D=100mm；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：，因25.4<，故滿(mǎn)足要求。 式中：—坡道阻力；=500N —風(fēng)阻力；=0 —滿(mǎn)載運(yùn)行最小摩擦阻力；=2143N m—制動(dòng)器個(gè)數(shù)；m=1 —制動(dòng)時(shí)間； 查表取 =3.5S —電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=0.1175 —聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=0.0189 4.3.7 電機(jī)過(guò)載校驗(yàn) 校驗(yàn)公式： 由于>5.66KW，故過(guò)載校驗(yàn)通過(guò)。 式中：—電機(jī)額定功率；=6.3KW —平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)；取=1.7 m—電機(jī)個(gè)數(shù)； m=1 —運(yùn)行靜阻力；=4012KN V—運(yùn)行速度；=0.67m/s —機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率；=0.88 —機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；計(jì)算公式為： —電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=0.1175 —電機(jī)軸上制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=0.0189 k—其它傳動(dòng)件飛輪矩影響系數(shù)；k=1.1 n—電機(jī)額定轉(zhuǎn)速； n=921r/min —機(jī)構(gòu)初選起動(dòng)時(shí)間；=4S 4.3.8 起動(dòng)時(shí)間與起動(dòng)平均加速度的校驗(yàn) 1）滿(mǎn)載上坡時(shí)的起動(dòng)時(shí)間： t=2.02S<=4～6S 故滿(mǎn)足要求。 式中：—電機(jī)平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩； —電機(jī)軸上的靜阻力矩； 2）起動(dòng)平均加速度，查表可知滿(mǎn)足要求。 4.3.9 運(yùn)行打滑驗(yàn)算 小車(chē)運(yùn)行打滑按空載運(yùn)行工況驗(yàn)算： 1）起動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算： 左邊= 右邊==9804.6N 因?yàn)樽筮?右邊，所以校驗(yàn)不通過(guò)。這樣會(huì)增加車(chē)輪磨損，實(shí)際起動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)于不經(jīng)常使用的起重機(jī)，這種短暫的打滑是允許的。 2）制動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算： 左邊= 右邊==3932.6N 因?yàn)樽筮?右邊，制動(dòng)打滑驗(yàn)算通過(guò)。 式中：—附著系數(shù)；取=0.15 K—附著安全系數(shù)；取K=1.05 —軸承摩擦系數(shù)；=0.02 d —軸承內(nèi)徑； d=90mm —驅(qū)動(dòng)輪最小輪壓；=17500N —打滑側(cè)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；= k —飛輪矩影響系數(shù)；k=1.2 —起動(dòng)平均加速度； —制動(dòng)平均加速度； —打滑側(cè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；=25.4 5 起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 橋式起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算主要涉及內(nèi)容 1）主梁材料的選擇：選用Q235，其力學(xué)性能好。 2）橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)形式及截面尺寸的確定：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用后，驗(yàn)算是否符合要求。本設(shè)計(jì)選用箱形結(jié)構(gòu)主梁，其組成由上下蓋板及左右腹板焊接而成，斷面為封閉的箱形，小車(chē)軌道安裝在上蓋板上。本設(shè)計(jì)選用了軌道安裝在主梁的正中形式。為了防止上蓋板變形，在箱形主梁內(nèi)部，每隔一定間隔加焊了“長(zhǎng)加勁板”和“短加勁板”。門(mén)架的剛度由兩主梁保證，兩主梁外側(cè)，一側(cè)走臺(tái)上安放大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，另一側(cè)安放電氣設(shè)備，走臺(tái)增加了門(mén)架的整體剛度，便于起重機(jī)的維修，但也增大了門(mén)架的自重和對(duì)主梁的附加扭矩。在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少走臺(tái)的寬度。從主梁受力來(lái)考慮，主梁縱向外形以?huà)佄锞€(xiàn)為優(yōu)，但制造費(fèi)時(shí)，故一般將兩端做成斜線(xiàn)段式。 3）主梁載荷的組合情況：由于起重機(jī)主梁受力情況復(fù)雜，在分析計(jì)算過(guò)程中，應(yīng)合理處理。 4）主梁強(qiáng)度以及剛度的計(jì)算：主梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力： 式中：—主梁中間截面對(duì)水平重心軸線(xiàn)x-x的抗彎截面模數(shù)，其近似值： —主梁中間截面對(duì)垂直重心軸線(xiàn)y-y的抗彎截面模數(shù)，其近似值： cm3 因此可得： 由資料查得16Mn鋼的許用應(yīng)力為，故 主梁支承截面的最大剪應(yīng)力： 式中：—主梁支承截面所受的最大剪力。 KN —主梁支承截面對(duì)水平重心軸線(xiàn)x-x的慣性矩，其近似值為： cm4 S—主梁水平截面半面積對(duì)水平重心軸線(xiàn)x-x的靜矩。 cm3 因此可得： 因故知強(qiáng)度足夠。 主梁的垂直剛度計(jì)算: 主梁在滿(mǎn)載小車(chē)輪壓的作用下，在跨中所產(chǎn)生的最大垂直撓度為： cm 式中： 允許的撓度值為: cm 因此，——材料的彈性模量，GP。 主梁的水平剛度計(jì)算: 主梁在大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)起、制動(dòng)慣性載荷作用下，產(chǎn)生的水平最大撓度為： cm 式中：KN；KN/m； cm4 水平撓度的許用值。 cm 因此,由上計(jì)算可知，主梁的垂直和水平剛度均滿(mǎn)足要求。 當(dāng)起重機(jī)工作無(wú)特殊要求時(shí)，可以不必進(jìn)行主梁的動(dòng)剛度驗(yàn)算。 5）端梁的計(jì)算：端梁采用壓制成型，再焊接成箱形結(jié)構(gòu)，有焊縫和加工工時(shí)少，端梁變形小，重量輕，外形美觀(guān)等優(yōu)點(diǎn)。選用后進(jìn)行強(qiáng)度較核。 6）主梁與端梁的連接形式的選擇：采用加連接扳用焊接的形式連接，門(mén)架的運(yùn)輸分割位置在端梁的中間區(qū)段，接頭處的下蓋板用連接板螺栓聯(lián)接，側(cè)面與頂面用角鋼法蘭聯(lián)接。有制造簡(jiǎn)單、裝拆方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)。 7）司機(jī)室的選用：司機(jī)室的構(gòu)造與安裝位置，應(yīng)保證司機(jī)有良好的視野，司機(jī)室一般與門(mén)架固定，并應(yīng)安裝在無(wú)滑線(xiàn)一側(cè)。司機(jī)室的結(jié)構(gòu)有敞開(kāi)式和封閉式兩種，若無(wú)特殊要求，室溫在10～40攝氏度的廠(chǎng)房?jī)?nèi)工作的一般制成敞開(kāi)式，在多灰塵和有害氣體的場(chǎng)合，露天及高溫車(chē)間工作的司機(jī)室，一般制成封閉式。司機(jī)室的內(nèi)部尺寸一般以滿(mǎn)足視線(xiàn)要求為條件，寬度不宜過(guò)大，一般取1.3m～1.6m，長(zhǎng)度不小于2m，高度不低于1.9m，司機(jī)室內(nèi)部具體尺寸根據(jù)電器設(shè)備和工作要求確定. 司機(jī)室的骨架應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般有軋制的型鋼和沖壓的薄板焊成。地板應(yīng)用厚20mm的木板制成，地板離骨架100mm，人形過(guò)道處鋪以4～5mm厚的橡膠板，地板和墻壁內(nèi)用留有電纜線(xiàn)槽，玻璃窗的玻璃厚度應(yīng)不小于5mm玻璃窗的尺寸和位置應(yīng)保證司機(jī)坐著能看見(jiàn)起重機(jī)的取物裝置在任何位置的工作情況，根據(jù)需要可設(shè)置上視窗和下視窗。 6 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1 大車(chē)行走機(jī)構(gòu)的確定 本起重機(jī)采用分別傳動(dòng)的方案如圖所示： 1 電動(dòng)機(jī) 2 制動(dòng)器 3傳動(dòng)軸 4 告訴齒輪聯(lián)軸器 5減速器 6低俗軸齒輪聯(lián)軸器 7 車(chē)輪 圖14 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)布局圖 Fig 14 Traveling mechanism layout 6.2 選擇車(chē)輪和軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度 根據(jù)上面的設(shè)計(jì)可知主鉤中心線(xiàn)離梁端中心線(xiàn)最小距離（極限尺寸），起重量為Q=180KN,小車(chē)重量=70KN，起重機(jī)總重=323K,起重機(jī)運(yùn)行速度取v=80m/min。 按下圖所示的重量分布，計(jì)算大車(chē)的的最大輪壓和最小輪壓： 圖15 受力圖 Fig 15 By trying 滿(mǎn)載時(shí)，最大輪壓： 式中：—起重機(jī)自重；=323KN —小車(chē)自重；=70KN —起升載荷；=180KN —橋架跨度；=31.5m —吊鉤中心線(xiàn)至端粱中心線(xiàn)的最小距離；=1.5m 空載時(shí)，最小輪壓： =64.91KN 車(chē)輪踏面疲勞計(jì)算載荷： 車(chē)輪材料采用：采用ZG340-640（調(diào)質(zhì)），，由《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》附表18選擇車(chē)輪直徑=500mm,軌道型號(hào)為P38或者Qu70. 線(xiàn)接觸局部壓強(qiáng)驗(yàn)算： 式中：---許用線(xiàn)接觸應(yīng)力常數(shù)，由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》查的=6.6 L—車(chē)輪與軌道的有效接觸長(zhǎng)度，按Qu70軌道l=70mm —車(chē)輪直徑500mm —轉(zhuǎn)速系數(shù)，車(chē)輪轉(zhuǎn)速時(shí)，=0.95 —工作級(jí)別系數(shù)，當(dāng)M5級(jí)時(shí)=1 由，故驗(yàn)算通過(guò)。 6.3 運(yùn)行阻力計(jì)算 6.3.1 摩擦總阻力距 由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-10查的車(chē)輪的軸承型號(hào)為7527，軸承內(nèi)徑外徑的平均值為140mm由《起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)構(gòu)》表7-1 7-2 7-3查的滾動(dòng)摩擦系數(shù)K=0.0006m，軸承摩擦系數(shù)=0.02，附加阻力系數(shù)=1.5。 6.3.2 運(yùn)行摩擦阻力 當(dāng)空載時(shí): 6.4 選擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)靜功率: 式中：----滿(mǎn)載時(shí)的靜阻力 M=2-----驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù) -----機(jī)動(dòng)傳動(dòng)效率 初選電動(dòng)機(jī)功率： 式中電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)由表7-6查得=1.3,有附表30查的選用電動(dòng)機(jī)JZR2-22-6 Ne=7.5kw, =9300.58電動(dòng)機(jī)質(zhì)量為115kg。 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件。 等效功率： 式中：K25—工作類(lèi)型系數(shù)，由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-16查得當(dāng)JC%=25時(shí)，K25=0.75 r—按照起重機(jī)工作場(chǎng)所得，由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖8-37估得r=1.3 由此可知： ,故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過(guò)。 6.5 減速器的選擇 6.5.1 車(chē)輪轉(zhuǎn)速 6.5.2 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 由附表35查的選用兩臺(tái)ZQ-350-V-1Z減速器當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為1000是，因，故驗(yàn)算通過(guò)。 6.5.4 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 1）實(shí)際運(yùn)行速度 誤差: 實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)靜功率: 因，所以選擇的電動(dòng)機(jī)減速器都合適。 2）驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 起動(dòng)時(shí)間： 式中： m=2（驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)） s時(shí)電動(dòng)機(jī)額定扭矩 滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)的靜阻力矩： 空載運(yùn)行時(shí)的靜阻力矩： 初步估計(jì)告訴軸上聯(lián)軸器的飛輪矩： 0.468 機(jī)構(gòu)總飛輪矩； 滿(mǎn)載起動(dòng)時(shí)間： 空載起動(dòng)時(shí)間： 因起動(dòng)時(shí)間在允許范圍內(nèi)，故合適。 3）起動(dòng)工況下校核減速器功率 式中+=12658N 運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級(jí)數(shù)減速器的個(gè)數(shù)，。 因此，所選用減速器的合適。 6.6 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件 由于起重機(jī)在室內(nèi)使用，故坡度阻力及風(fēng)阻力均不予考慮。以下三種工況進(jìn)行驗(yàn)算。 6.6.1 二臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)間時(shí)啟動(dòng) 式中： N—主動(dòng)輪輪壓 從動(dòng)輪輪壓和 f=0.2室內(nèi)工作的粘著系數(shù) n=1.05～1.2—防止打滑的安全系數(shù) =3.14 因，故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑。 6.6.2 事故狀態(tài) 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作，而五載小車(chē)位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí)，則： 式中---非主動(dòng)輪輪壓之和 工作的主動(dòng)輪輪壓； 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的空載啟動(dòng)時(shí)間 因，故不打滑。 事故狀態(tài)。當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作，而無(wú)載小車(chē)遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí)，則： 與第2種工況相同 故不打滑 6.6.3 選擇制動(dòng)器 由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中所述,取制動(dòng)時(shí)間 按空載計(jì)算制動(dòng)力矩，即Q=0代入 式中： ---坡度阻力 m=2---制動(dòng)器臺(tái)