桥式起重机起升机构设计Word下载.doc
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3.5验算电动机发热条件 21
3.6选择减速器 21
3.7验算运行速度和实际所需功率 21
3.8验算起动时间 21
3.9按起动工况校核减速器功率 22
3.10验算起动不打滑条件 23
3.11选择制动器 23
第4章副起升机构设计................................................................................
27
4.1
确定传动方案,选择滑轮组和吊钩组................................................
4.2
选择钢丝绳.........................................................................................
4.3
确定卷筒尺寸并验算强度.................................................................
28
4.4
计算起升静功率.................................................................................
4.5
初选电动机.........................................................................................
29
4.6
选用减速器.........................................................................................
4.7
电动机过载验算和发热验算.............................................................
4.8
选择制动器.........................................................................................
30
4.9
选择联轴器.........................................................................................
31
4.10
验算起制动时间...............................................................................
第5章大车运行机构的设计........................................................................
35
5.1
确定机构的传动方案.........................................................................
5.2
选择车轮与轨道，并验算其强度.....................................................
5.3选择车轮轨道并验算起强度 36
5.4运行阻力计算 37
5.5选择电动机 38
5.6验算电动机发热条件 38
5.7选择减速器 38
5.8验算运行速度和实际所需功率 39
5.9验算起动时间 39
5.10起动工况下校核减速器功率 40
5.11验算起动不打滑条件 41
5.12选择制动器 42
5.13选择联轴器 43
5.13.1机构高速轴上的计算扭矩 43
5.13.2低速轴的计算扭矩 44
5.13.3浮动轴的验算 44
参考文献 46
致谢
摘要
根据机械设计的标准和起重机设计标准，依据任务书所给参数设计出了桥式起重机起升机构。
起升机构采用电机驱动，布置方式为电机轴与卷筒轴平行布置大（小）车的运行机构的主动轮采用对面布置方式，集中驱动。
各部件之间采用齿轮联轴器（有补偿性能）连接，安装在减速器高速轴上的联轴器带有制动轮，这样设计，即使联轴器在工作中被损坏，制动器仍可保证卷筒的制动。
为使起升机构增大补偿能力并更合理布置，采用浮动轴连接电动机与减速器。
带制动轮的半联轴器和制动器在浮动轴被扭断时，仍可以保证制动住卷筒。
本起重机为起重量Q=100/30t，起升高度H=16m，起升速度v=24m/min的桥式四主梁起重机。
该起升机构主要有一台电动机，一台减速器，一套卷筒装置，一套滑轮装置和一套吊钩装置构成。
关键词：
桥式起重机；
起升机构；
小车运行机构.
Abstract
Accordingtothemechanicaldesignstandardsanddesignstandardsforcranesandotherpartsoftheselectioncriteria,basedonthegivenparametersandthespecificworkingenvironment,thedesignofthebridgecranecaragencies.Liftingbodiesusingmotor-drivenlayoutwiththeuseofmotoraxisequalaxisreellayout.Cardrivingwheelusedtoruninstitutionsacrossthelayout,concentrateddrive.Betweenthevariouscomponentsofcompensationwiththeperformanceoftheuseofthegearcouplingtoconnectwiththecouplingwheelbrakeinstalledontheaxisofhigh-speedreducer,sothatevenifthecouplinghasbeendamagedcanbebrakedrumbraketoensurethatsecurityagencies.Inordertofacilitatethehoistingmechanismandincreasethecompensationarrangementofcapacitybetweenthemotorandreducerwithfloating-axisconnection.Semi-roundwithbrakeandbrakegearcouplingnearthereducer,ifthefloating-axishasbeenbroken,brakescanstillbrakedrumlive.Keywords:
bridgecrane；
hoistingmechanism；
carruninstitutions；
Themovingmainframe。
ThecraneisbridgecraneforliftingweightQ=100t,hoistingheightH=26m,liftingspeedv=24m/min.Thecraneisconsistedofaliftingmechanism,anelectricmotor,abrake,aspeedreducer,asetofdrumunit,apulleyandasetofhookdevice.Requiredliftingequipmentrunningsmooth,accurate,safe,reliableandadvancedtechnicalperformance.
Keyword:
carruninstitutions
第1章绪论
1.1对起重机研究意义
起重机械是用来对物料进行起重、运输、装卸和安装作业的机械。
它可以完成
靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、
矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域和部门中得到了广泛的应用。
随着生产规模日益扩大，特别是现代化、专业化生产的要求，各种专门用途的起重机
相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产
流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作
用。
桥式起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具
有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。
加强对桥式起重机的研究和改进，
促进其不断发展，必将对整个起重运输行业产生深远的影响。
1.2国内外起重机
随着现代工业的迅速发展，新技术、新工艺的充分应用，社会生产力又跃上了
一个新水平。
一些大型、重型机构、设备、塔器的运输等工作，没有起重机是很难
完成的。
由于市场竞争的需要，起重机生产方式也由单件小批量向着多品种的变批
量方向发展。
由于工业生产规模的不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过
程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增
长。
起重量越来越大，工作速度越来越高，对能耗和可靠性要求也越来越高。
起重
机已成为自动化生产流程中的重要环节。
1.2.1国外起重机
目前世界销售市场对起重机械的需量正在不断增加，根据公布的财务统计数据，
2007年世界最大的20家起重机制造商一个主要特点就是销售增长超过40%。
随着国际市场竞争的加剧，起重机械的科技含量要求明显提高，从而使国外各
种制造起重机企业在生产中更多地采用优化设计、机械自动化和自动化设备去提高
劳动生产率，这对世界销售市场、制造商和用户都产生了巨大的影响。
有关调查资料表明，65%的起重机械用户主要是为了提高生产率、减少劳动工资，
因而要求采用先进的起重机设备的用户便越来越多。
近年来，国外起重运输机械主
本科毕业设计
要发展趋势如下：
（1）采用新理论、新技术和新手段。
推广采用优化设计、可靠性概率设计、极限
状态设计、虚拟样机设计、CAD/CAE设计等现代设计方法。
（2）向自动、智能和信息化，向成套、系统和规模化发展。
（3）向大型、高效和节能化发展。
（4）向模块、通用化，向简易、多样化发展。
（5）重视产品的合理人机关系、外观造型与表面涂装，有利于提高作业效率和操
作安全舒适。
1.2.2国内起重机发展方向
目前国内销售市场对起重机械的需求量正在不断增加，据分析，目前全国的桥式、
门式起重机的市场份额每年大约有200多亿。
而其中桥式类型起重机就广泛应用于大
型的生产车间、装配车间、以及冶金车间等等,是现代化生产中合理组织生产必不可
少的生产设备。
我国起重机应从以下几方面进行起重机的研究与改进：
（1）改进起重机械的结构，减轻自重。
（2）充分吸收利用国外先进技术。
（3）向大型化发展。
1.3设计内容
设计参数如下：
起重量（t）
起升高度（m）
速度（m/min）
跨度（m）
主起升
副起升
小车
大车
100
32
14
16
24
50/70
80
根据所给参数设计完成桥式起重机的起升及运行机构的设计。
第2章主起升机构的设计
2.1确定起升机构传动方案，选择滑轮组和吊钩组
按照布置宜紧凑的原则，采用闭式传动起升机构构造型式，采
用了双联滑轮组，按Q=100t，滑轮组倍率ih=6，承载绳分支数：
Z=2ih=12
2.2选择钢丝绳
初步选择双联滑轮组，滑轮组采用滚动轴承，100t钢丝绳缠绕图
滑轮组倍率ih=6时，查《起重机设计手册》得滑轮组效率hz=0.95钢丝绳所受最大
拉力：
滑轮效率
滑轮组效率
滑轮组倍率
2
3
4
5
6
8
10
滚动轴承
0.98
0.99
0.97
0.96
0.95
0.93
0.92
滑动轴承
0.90
0.88
0.84
表
（1）吊具自重与起重量的关系
Smax
=
Q+G0
（100000+3500）*9.8
=88973N
2ihhh
2*6*0.95
Q-----
额定起重量，Q=100t;
G0-----
吊钩组重量，G0=3500kg
查《起重机设计手册》，工作级别M8时，安全系数n=9，钢丝绳破断拉力sb。
sb=n·
smax=9´
88973=800.75kN
钢丝绳是起重机的重要部件，也是安全系数要求较高的部件，已经形成了国家
标准，那么我们要考虑到各种型号的功能，以及材料的利用率，进行有比较的选择。
d=cs s为单根钢丝破断拉力s=Smax/z
其中式中：
c为选择系数，s为钢丝绳最大工作静压力，d为钢丝绳最小直径
根据《起重机械》选择c=0.134,公称抗拉强度为sb=1770Nmm-1
机构工作级别
选择系数C值
安全系数n
钢丝绳公称抗拉强度
1550
1770
1850
M1~M3
0.093
0.089
0.085
M4
0.099
0.095
0.091
M5
0.104
0.100
0.096
M6
0.114
0.109
0.106
M7
0.123
0.118
0.113
7
M8
0.140
0.134
0.128
9
d=0.134*800750/12=34mm
钢丝绳型号W6´
19-34.0-177-I-镀-右图GB1102-74
2.3确定滑轮主要尺寸
滑轮的许用最小直径：
D³
h2d
查表根据工作级别查《起重机械》h2=25卷筒h1=20
机构工作级别
e
M1~M3
14
M4
16
M5
18
M6
20
M7
22.4
M8
25
h2d=25*34=850
查《起重机课程设计手册》，取滑轮直径D=850mm;
取平衡滑轮直径约为
0.6d=0.6*850=510，选用钢绳直径d=34mm，D=850mm。
记为E118´
850-120ZBJ80006.8-87
2.4确定卷筒尺寸并验算强度
1.卷筒直径：
D=h1d=25´
34=850
2.卷筒绳槽尺寸：
由《起重机械》查得槽距t=26mm,槽底半径r=11mm。
3.确定卷筒长度并验算起强度：
如下图2-3所示
2-3卷筒尺寸简图
L=（2L0+l1+l2）+l3
L0
=（
H·
i
h
+n）t=（
14*6*103
+2）26=839mm
p·
D0
p*886
D0
=D+d=850+34=884mm
Lo—螺旋绳槽部分长度；
H—起升高度；
Do—卷绕直径；
n—附加安全圈数，取2；
l1—绳尾固定部分长度，按固定方法确定，一般取l1=3t=78
l2—卷筒两端空余部分长度，取50mm
l3—卷筒中央不切槽部分长度，取其等于吊钩组两工作动滑轮的间距，
即L3=A=87mm,实际长度在绳偏斜角允许范围类可以适当增减。
经计算:
L=（2L0+l1+l2）+l3»
1893mm取L=2000mm.
卷筒壁厚：
d=0.02D+（6~10）=0.02´
850+（6~10）=23~27mm，取d=25mm卷筒壁压应力验算：
dymax=
Smax
88973
=296.58´
106N/m2=296.58MPa
dt
0.015´
0.02
由《起重机械》选用灰铸铁Q460C，最小抗拉强度d
b
=460MPa,
许用压应力：
[dy]=
db
=4605/1.5
=306MPa£
db故强度足够
n1
卷筒拉应力验算：
由于卷筒长度L<
3D,尚应校验由弯矩产生的拉应力，卷筒的最大弯矩发生在
钢丝绳位于卷筒中间时：
Smax（
L-L3
）=88793´
2000-87=84930504N·
mm
卷筒断面系数：
W=0.1´
D4
-D4
0.854-0.84
=0.0132mm3
i
=0.1´
0.85
D
式中：
D——卷筒外径，D=850mm=0.85m；
Di——卷筒内径，Di=D-2d=800mm。
则d1
Mv
84930504
=6.434MPa
0.00132
W
合成应力：
d1`=d1+
d1
dymax=6.434+
92
´
296.58=96.485MPa
303
Sy
式中许用拉应力：
[dl]=d/n=460/5=92
\dl＇£
[dl]
卷筒强度验算通过。
故选定卷筒直径D=850mm，长度L=2000mm,卷筒槽形的槽底半径r=11mm，槽矩
t=26mm；
靠近减速器一端的卷筒槽向为左的A型卷筒。
卷筒A850´
2000-11´
26-14´
3左ZBJ80-007.2
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