桥式起重机的机械部分设计设计说明

摘要起重机械用来对物料用作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以减轻体力劳动、提高劳动生产率和在生产过程中进行某些特殊的工艺操作，实现机械化和自动化起重机械运送的物料可以是成件物品，也可以是散料，或者是液态的起重机受的载荷是变化的，它是一种间歇动作的机械起重机一般由机械、金属结构和电气等三大部分组成，机械方面是指起升、运行、变幅和旋转等机构，起重机一般是多种动作的本设计通过对桥式起重机的大车个小车运行机构部分的总体设计计算，以及电动机、联轴器、缓冲器、制动器的选用，运行机构减速器的设计计算和零件的校核计算及结构设计，完成了桥式起重机的机械部分设计通过一系列设计，满足了16/

3.2t起重量、桥跨度为

16.5米的设计要求，并且整个传动过程比较平稳，且大车运行机构结构简单，拆装方便，维修容易，价格低廉关键词桥式起重机；大车运行机构；减速器；起升机构AbstractCraneisakindofmechanicalequipmentsusedforliftingmovingloadingorunloadingandinstalling.Itcanlowerthemanualworkloadandupgradeproductivity.Itcanbeoperatedinsomespecialenvironmenttooandworkwithhighautomaticlevel.Cranecanoperatewholeobjectsdisintegratedmaterialsandliquidsubstances.Thecraneloadsvaryfromtimetotimesoitisaperiodicoperationalmachine.Acranecontainsthreemajorpartsmechaniccomponentsametalstructureandelectricaldevices.Acrane’smechanicalmovementsaremulti-actionssuchasraisingrunningandrotating.Thispaperismaindealwithmechanicaldesignforthemovingmainframeofbridgecraneincludingalldesigncalculationselectionofelectricalmotorsclutchbufferandbrakesthedesignandcalculationselectionofthemainframereducercalibrationandverificationofthecalculationforthepartsandstructuredesigns.Throughaseriesofworkthedesignissatisfiedwiththefunctionalrequirements16/

3.2tliftingpowerand

16.5metersbridgespan.Thecourseofdriveisquitesmooth.Themechanicalstructureofthemainframeissimplifiedeasytoinstallordisassembleandmaintain.Anditalsohaslowercost.Keywords Bridgecrane；Themovingmainframe；Thereducer；Hoistingmechanism目录TOC\o1-3\h\z\u第1章绪论-1-

1.1概述-1-1．2桥式起重机的历史及发展概况-1-

1.

2.1桥式起重机的历史-1-

1.

2.2国内桥式起重机的发展动向-1-

1.

2.3国外桥式起重机的发展动向-2-

1.3桥式起重机机械故障及其预防措施-4-

1.

3.1吊钩-4-

1.

3.2钢丝绳-4-

1.

3.3减速器齿轮-5-

1.

3.4卷筒及钢丝绳压板-5-

1.

3.5制动器-5-

1.

3.6车轮与轨道-6-

1.

3.7安全附件-7-1．4起重机设计的总体方案-7-

1.

4.1小车的设计-7-

1.

4.2端梁的设计-7-第二章起重机主起升机构的设计-8-2．1钢丝绳的选择-8-

2.

1.1钢丝绳受到静拉力的计算-8-

2.

1.2钢丝绳型号选择-8-

2.

1.3滑轮组选择-9-2．2卷筒的选择-9-

2.

2.1卷筒直径的选择-9-

2.

2.2卷筒长度-9-

2.

2.3卷筒的转速计算-10-2．3选择电动机-10-

2.

3.1电动机静功率的计算-10-

2.

3.2电动机功率-10-

2.

3.3电动机过载能力校验-11-2．4减速器的选择-11-

2.

4.1传动比的计算-11-

2.

4.2标准减速器的选择-11-

2.

4.3验算减速器-11-2．5制动器的选择-12-2．6选择轴及联轴器-12-

2.

6.1轴的选择-12-

2.

6.2联轴器的选择-12-2．7启动及制动时间验算-13-

2.

7.1启动时间和启动加速度验算-13-

2.

7.2制动时间和制动平均加速度验算-13-第三章起重机副起升机构的设计-15-3．1钢丝绳的选择-15-

3.

1.1钢丝绳受到静拉力的计算-15-

3.

1.2钢丝绳型号选择-15-

3.

1.3滑轮组选择-16-3．2卷筒的选择-16-

3.

2.1卷筒直径的选择-16-

3.

2.2卷筒长度-16-

3.

2.3卷筒的转速计算-17-3．3选择电动机-17-

3.

3.1电动机静功率的计算-17-

3.

3.2电动机功率-17-

3.

3.3电动机过载能力校验-17-3．4减速器的选择-18-

3.

4.1传动比的计算-18-

3.

4.2标准减速器的选择-18-

3.

4.3验算减速器-18-3．5制动器的选择-18-3．6选择轴及联轴器-19-

3.

6.1轴的选择-19-

3.

6.2联轴器的选择-19-3．7启动及制动时间验算-20-

3.

7.1启动时间和启动加速度验算-20-

3.

7.2制动时间和制动平均加速度验算-20-第四章小车运行机构的设计-22-

4.1运行阻力的计算-22-

4.

1.1摩擦力的计算-22-

4.

1.2坡道力的计算-22-

4.

1.2运行风阻力-22-

4.2电动机的选择-22-

4.

2.1电动机的静功率的计算-22-

4.

2.2电动机的选择-23-

4.

2.3电动机的过载能力校验-23-

4.3启动时间与启动平均加速度的验算-23-

4.

3.1满载、上坡、迎风的启动时间-23-

4.

3.2启动平均加速度计算-24-

4.4标准减速器的选择-24-

4.

4.1减速器传动比-24-

4.

4.2标准减速器的选用-24-

4.5制动器的选择-24-

4.6传动轴和联轴器的选择-25-

4.

6.1轴的直径的选择-25-

4.

6.2高速联轴器-25-

4.

6.3低速轴的联轴器-25-

4.7运行打滑验算-25-

4.

7.1启动时按下式进行验算-25-

4.

7.2制动时按下式进行验算-26-第五章大车运行机构设计-27-

5.1设计的基本原则和要求-27-

5.

1.1机构传动方案-27-

5.

1.2大车运行机构具体布置的主要问题-27-

5.2大车运行机构的计算-27-

5.

2.1摩擦力的计算-27-

5.

2.2坡道力的计算-28-

5.

2.3运行风阻力-28-

5.3电动机的选择-28-

5.

3.1电动机的静功率的计算-28-

5.

3.2电动机的选择-28-

5.

3.3电动机的过载能力校验-29-

5.4启动时间、启动平均加速度和电动机发热的验算-29-

5.

4.1启动时间的验算-29-

5.

4.2平均加速度验算-30-

5.

4.3电动机发热验算-30-

5.5标准减速器的选择-30-

5.

5.1减速器传动比-30-

5.

5.2标准减速器的选用-30-

5.5制动器的选择-31-第六章双梁桥式起重机金属结构设计-32-

6.1载荷的计算-32-

6.

1.1自重载荷-32-

6.

1.2移动载荷-32-

6.2 主梁的结构及尺寸选择-33-

6.

2.1按梁的强度条件确定梁高-33-

6.

2.2 按梁的刚度条件确定梁高-33-

6.3主梁设计计算-34-

6.

3.1 强度计算-34-

6.

3.2 主梁的刚度计算-36-第七章焊接工艺设计-37-结论-40-致谢-41-参考文献-42-第1章绪论

1.1概述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起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构1．2桥式起重机的历史及发展概况

1.

2.1桥式起重机的历史自有人类文明以来，物料搬运便成了要类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，对起重机的要求也越来越高，科学技术的飞速发展，推动了现代设计和制造能力的提高，激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段，起重机正经历着一场巨大的变革中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形14世纪，西欧出现了人力和畜力驱动的转动臂架型起重机19世纪前期，出现了桥式起重机；起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金属材料制造，并开始采用水力驱动19世纪后期，蒸汽驱动的起重机逐渐取代了水力驱动的起重机20世纪20年代开始，由于电气工业和内燃机工业迅速发展，以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成

1.

2.2国内桥式起重机的发展动向我国起重机最早是通过学习好仿造苏联技术制造出来的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以适应日益强大的生产需求，其中有成功的例子，也有失败的教训加入世贸组织后，虽然国内市场将受到较大冲击，但同时也给我们带来新技术的应用以及新的发展契机，在这种情况下使国内主机和配套件企业更清晰认识到自己与国外同行的差距，更多地了解国内产品存在的致命问题，这使得国内的企业有一种危机感，从而将导致主机和配套件企业不得不在技术创新和技术进步上下功夫，从而缩小这种差距国内工程机械产品近十年来随着技术的引进、消化、吸收，有了长足的进步，产品的性能、可靠性、外观都有较大幅度的提高，但同国外工程机械比较来看，还存在较大差距，就工程起重机而言，今后的发展主要表现在如下几个方面

1、整机性能由于先进技术和新材料的应用，同种型号的产品，整机重量要轻20％左右随着结构分析应用和先进设备的使用，结构形式更加合理，工作效率有了显著提高；

2、高性能、高可靠性的配套件，从而使选择余地大、适应性好，性能得到充分发挥；

3、电液比例控制系统和智能控制显示系统的推广应用；

4、操作更方便、舒适、安全，保护装置跟更加完善；

5、向吊重量大、起升高度、幅度更大的大吨位方向发展

1.

2.3国外桥式起重机的发展动向

一、重点产品大型化、高速化、耐久化和专用化由于工业生产规模不断扩大，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，并对能耗和可靠性提出更高的要求起重机已成为自动化生产流程中的重要环节起重机不但要好用，容易维护，操作方便，而且安全性要好，故障要少，平均无故障工作时间要长可靠性是国际市场产品竞争的焦点，国外许多大公司都制定了可靠性内控标准目前世界上最大的浮游起重机起重量6500t，最大的履带起重机起重量3000t，最大的桥式起重机起重量1200t，自动化立体仓库堆垛起重机最大运行速度达240m／min工业生产方式和用户需求的多样性，使专用起重机的市场不断扩大，品种也不断更新，以特有的功能满足特殊的需要，发挥出最佳的效用冶金专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、车辆专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，适应性比以往更强德国德马格公司研制出一种飞机维修保养专用起重机，在国际市场上打开了销路这种起重机跨度大，起升高度大，停准精度高在起重小车下面安装有可伸缩回转的维修平台，可到达飞机任一部位随着世界核电站的迅速发展，核电站专用起重机也得到相应发展，如反应堆室内的环形桥式起重机在放射性环境中工作，用于起吊压力容器顶盖及堆内构件等危险载荷，要求可靠性高，安全性好，能自动精确定位和缓慢下放物品等，并有多种保护装置和特殊安全装置

二、系列产品模块化、组合化、标准化和实用化许多起重机是成系列成批量的产品，采用系统多目标整体优化方法进行起重机系列设计已成为发展重点，通过全面考虑性能、成本、工艺、生产管理、制造批量和使用维护等多种因素对系列主参数进行合理匹配，以达到改善整机性能．降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的组合，形成不同类型和规格的起重机对起重机进行改进，只需针对某几个模块设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合由于提高了通用化程度，可使单件小批生产的产品改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，降低制造成本能以较少的模块形式，组合成多品种多规格的起重机，满足市场需求，增加竞争能力组合化，则是所有部件都可以实现大批量生产，再根据用户的不同需求和具体物料搬运线路在短时间内将各种部件组合搭配即成，这种起重机组合型非常好，操作方便，能充分利用空间，运行成本低有手动、自动多种形式，还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机及手动堆垛起重机，甚至能组成大型自动化物料搬运系统

三、通用产品小型化、轻型化、简易化和多样化有相当批量的起重机是在一般的车间仓库使用，要求并不很高，工作并不十分繁重如何提高这些起重机的适用性，降低制造成本，是市场竞争能否获胜的关键考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可使整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价和使用维护费用因此电动葫芦桥式起重机和轻型梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位一般用途桥式起重机

四、产品性能自动化、智能化、集成化和高效化起重机的更新和发展，很大程度上取决于电气传动与控制的改进将自动化技术和机械传动技术相结合，将先进的微电子技术、电力电子技术、光缆通讯技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现自动化和半自动化使起重机组成的物料搬运系统具有更高的柔性，以适应未来多批次少批量的柔性生产模式

五、产品组合成套化、系统化、复合化和信息化在起重机单机自动化的基础上，通过计算机把各种起重运输机械组成一个物料搬运集成系统，通过中央控制室的控制，能与生产设备有机结合，能与生产系统协调配合这类起重机自动化程度较高，具有信息处理功能，可将传感器检测出来的各种信息实施存贮、运算、逻辑判断、变换等处理加工，进而向执行机构发出控制指令这类起重机还具有较好的信息输入输出接口，实现信息全部、准确、可靠地在整个物料搬运系统中的传输起重机通过系统集成，能形成不同机种的最佳匹配和组合，取长补短，发挥最佳效用目前重点发展的有工厂生产搬运自动化系统，商业货物配送集散系统，集装箱装卸搬运系统，交通运输和邮电部门行包货物的自动分拣与搬运系统等

六、产品构造新型化、美观化、宜人化和综合化结构方面采用薄壁型材和异型钢，减少结构的拼接焊缝，提高抗疲劳性能采用各种高强度低合金钢新材料，提高承载能力，改善受力条件，减轻自重和增加外形美观桥式类型起重机桥架大多采用箱形四梁结构，主梁与端梁采用高强度螺栓联接，便于加工、运输与安装在机构方面进一步开发新型传动零部件，简化机构“三合一”运行机构由于结构紧凑拆装方便、调整简单并运行平稳，将成为起重机运行机构的主流，减速器壳体、卷筒及滑轮等的制造都以焊代铸，能减轻自重、增加承载能力和改善加工制造条件减速器齿轮采用硬齿面，以减小体积，提高承载能力，增加使用寿命

1.3桥式起重机机械故障及其预防措施对桥式起重机从吊钩、钢丝绳、减速器齿轮、卷筒及钢丝绳压板、制动器、车轮与轨道及安全附件等7个能引起机械故障的方面进行了分析，提出了预防起重机发生机械故障的措施及建议

1.

3.1吊钩　吊钩是桥式起重机用得最多的取物装置，它承担着吊运的全部载荷，在使用过程中，吊钩一旦损坏断裂易造成重大事故造成吊钩损坏断裂的原因是由于摩擦及超载使得吊钩产生裂纹、变形、损坏断裂为防止吊钩出现故障，就要在使用过程中严禁超负荷吊运，在检查过程中要注意吊钩的开口度、危险断面的磨损情况，同时要定期对吊钩进行退火处理，吊钩一旦发现裂纹要按照GB10051-88给予报废，坚决不要对吊钩进行焊补特种设备管理人员对吊钩的检查要按照GB10051-88的要求判断吊钩是否能够使用

1.

3.2钢丝绳

一、故障分析　　钢丝绳在运行过程中，每根钢丝绳的受力情况非常复杂，因各钢丝在绳中的位置不同，有的在外层，有的在内层即使受最简单的拉伸力，每根钢丝绳之间受力分布也不同，此外钢丝绳绕过卷简、滑轮时产生弯曲应力、钢丝与钢丝之间的挤压力等，因此精确计算其受力比较困难，一般采用静力计算法钢丝绳中的最大静拉力应满足下式要求      　式中——钢丝绳作业时可以承受的最大静应力；　　　　——钢丝绳的破断应力；　　　n——安全系数    　式中Q——起重机的额定起重量　　　　q——吊钩组重量；　　　　a——滑轮组承载的绳分支总数；　　　　η——滑轮组的总效率钢丝绳最大允许工作拉力的计算式为    P=Pd/n　　式中P——钢丝绳作业时额定的最大静应力P≥Pmax是安全的由此可知，钢丝绳破断的主要原因是超载，同时还与在滑轮、卷筒的穿绕次数有关，每穿绕一次钢丝绳就产生由直变曲再由曲变直的过程，穿绕次数越多就易损坏、破断；其次钢丝绳的破断与绕过滑轮、卷筒的直径、工作环境、工作类型、保养情况有关　　

二、预防措施　　

（1）、起重机在作业运行过程中起重量不要超过额定起重量　　

（2）、起重机的钢丝绳要根据工作类型及环境选择适合的钢丝绳　　

（3）、对钢丝绳要进行定期的润滑（根据工作环境确定润滑周期）　　

（4）、起重机在作业时不要使钢丝绳受到突然冲击力　　

（5）、在高温及有腐蚀介质的环境里的钢丝绳须有隔离装置

1.

3.3减速器齿轮1 故障分析减速器是桥式起重机的重要传动部件，通过齿轮啮合对扭矩进行传递，把电动机的高速运转调到需要的转速，在传递扭矩过程中齿轮会出现轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶和、齿面磨损等机械故障，造成齿轮的故障原因分别如下　　a． 短时间过载或受到冲击载荷，多次重复弯曲引起的疲劳折断；　　b． 齿面不光滑，有凸起点产生应力集中，或润滑剂不清洁；　　c． 由于温度过高引起润滑失效；　　d． 由于硬的颗粒进入摩擦面引起磨损　　2 预防措施　　a． 起重机不能起载使用，启动、制动要缓慢、平稳，非特定情况下禁止突然打反车；　　b． 更换润滑剂要及时，并把壳体清洁干净，同时要选择适当型号的润滑剂；　　c． 要经常检查润滑油是否清洁；发现润滑不清洁要及时更换

1.

3.4卷筒及钢丝绳压板卷筒是起重机重要的受力部件，在使用过程中会出现筒壁减薄、孔洞及断裂故障造成这些故障的原因是卷筒和钢丝绳接触相互挤压和摩擦当卷筒减薄到一定的程度时，因承受不住钢丝绳施加的压力而断裂为防止卷筒这种机械事故的发生，按照国家标准，卷筒的筒壁磨损达到原来的20%或出现裂纹时应及时进行更换同时要注意操作环境卫生和对卷筒、钢丝绳的润滑

1.

3.5制动器

一、 故障分析制动器是桥式起重机重要的安全部件，具备阻止悬吊物件下落、实现停车等功能，只有完好的制动器对起重机运行的准确性和安全生产才能有保证，在起重机作业中制动器会出现制动力不足、制动器突然失灵，制动轮温度过高与制动垫片冒烟、制动臂张不开等机械故障造成这些机械故障的原因分析如下   a． 制动带或制动轮磨损过大；制动带有小块的局部脱落；主弹簧调得过松；制动带与制动轮间有油垢；活动铰链外有卡滞的地方或有磨损过大的零件；锁紧螺母松动整拉杆松脱；液压推杆松闸器的叶轮旋转不灵活；b． 制动垫片严重或大片脱落，或长行程电磁铁被卡住，主弹簧失效，或制动器的主要部件损坏；c． 制动器与垫片间的间隙调的过大或过小；d． 铰链有卡死的地方或制动力矩调得过大，或液压推杆松闸器油缸中缺油及混有空气，或液压推杆松闸使用的油脂不符合要求，或制动片与制动轮间有污垢

二、 定期对制动器进行检查、维护，起升机构的制动器必须每班一次，运行机构的制动器要每天一次，主要检查以下内容a． 铰链处有无卡滞及磨损情况，各紧固处有无松劲；b． 各活动件的动作是否正常；c． 液压系统是否正常；d． 制动轮与制动带间磨损是否正常、是否清洁根据检查的情况来确定制动器是否正常，坚决杜绝带病运行，同时对制动器要定期进行润滑和保养为了保证起重机的安全运行，制动器必须经常进行调整，从而保证相应机构的工作要求

1.

3.6车轮与轨道起重机在运行过程中车轮与轨道常见的故障为车轮的啃道及小车的不等高、打滑其中造成啃道的原因是多方面的，且啃道的形式是多样的啃道轻者影响起重机的寿命，重者会造成严重的伤亡事故，因此特种设备管理人员对于啃道要引起足够的重视造成啃道的主要原因是安装时产生不符合要求误差的、不均匀摩擦及大车传动系统中零件磨损过大、键连接间隙过大造成制动不同步因此各单位的特种设备主管部门在安装、维修起重机时一定要找有资质的单位进行安装、维修，从而保证设备安全及运行寿命；同时特种设备管理人员要加强平时的检查管理，避免起重机发生啃道的机械故障，在检查过程中要认真、细致地找出啃道的原因，并采取相应的措施小车车轮的不等高是起重机运行中的极不安全的因素，小车的不等使小车在运行中一个车轮悬空或轮压太小可能引起小车车体的震动造成小车车轮不等高的因素是由多方原因引起的，但是主要原因是安装误差不符合要示求及小车设计本身重量不均匀，因此对小车不等高的故障要全面分析，把小车不等高的问题解决好起重机在运行过程中，由于轨道不清洁、启动过猛、小车轨道不平、车轮出现椭圆、主动轮之间的轮压不等的原因使得小车产生打滑环象，这就要求特种设备管理人员在检查过程中一定要认真仔细，发现问题要及时解决，避免产生小车打滑的现象

1.

3.7安全附件桥式起重机的安全附件完全是从保护设备及操作人员的角度设置的保护装置，安全附件的管理一定要按照《特种设备安全监察条例》的要求，加强对安全附件的管理及监察力度，使安全附件处于良好状态，保证桥式起重机安全运行桥式起重机的机械故障是比较复杂的，预防机械故障需要加强设备管理，同时要按时向当地特种设备管理监察部门提出年审申请，通过特种设备监察部门的检查指导，把设备的不安全因素消灭在萌芽状态，从而保证设备、人员的安全1．4起重机设计的总体方案本次起重机设计的主要参数如下起重量16t，跨度

16.5m，起升高度为10m，起升速度

7.9m/min，小车运行速度V=

44.6/min，大车运行速度V=

84.7m/min，大车运行传动方式为分别传动，桥架主梁型式为桁架式，小车总重量为4t，起重机的重量为

16.8t，工作类为中级

1.

4.1小车的设计小车主要有起升机构、运行机构和小车架组成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联轴器和一个中间浮动轴联接起来，减速器的低速轴和卷筒之间采用圆柱齿轮传动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机轴之间以及减速器的两个输出轴端与车轮轴之间均采用带浮动轴的半齿联轴器的连接方式小车架的设计，采用粗略的计算方法，靠现有资料和经验来进行，采用钢板冲压成型的型钢来代替原来的焊接横梁

1.

4.2端梁的设计端梁部分在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运输的关键部件端梁部分是由车轮组合端梁架组成，端梁部分主要有上盖板，腹板和下盖板组成端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成在端梁的内部设有加强筋，以保证端梁桥架受载后的稳定性端梁的主要尺寸是依据主梁的跨度，大车的轮距和小车的轨距来确定的大车运行采用分别传动的方案在装配起重机的时候，先将端梁的一段与其中的一根主梁连接在一起，然后再将端梁的两段连接起来第二章起重机主起升机构的设计设计要求起重量16t，跨度

16.5m，起升速度

7.9m/min，起升高度为10m通常在起重机的设计过程中，在根据实际现场的工作环境，来确定起重机的工作级别那么在本设计中，考虑到通常情况，选择一般情况A5级在一般设计过程中需严格执行国家的标准不能擅自进行非标的设计，必须通过国家特种设备检验中心的许可2．1钢丝绳的选择通常采用省力的机构，一般采用动、静滑轮组的组合，从而减轻对传动机构的要求但是还需考虑运行速度以及设备外形尺寸的大小，同时还需考虑运行效率的问题把二者进行优化，在滑轮组的选择手册上选得初步选择双联滑轮组，如图2-1所示滑轮组省力倍数m=3，滑轮效率

2.

1.1钢丝绳受到静拉力的计算最大静拉力式中Q——起升量m——滑轮组省力倍数——滑轮效率Q=16tm=3=

0.95所以=16xx

9.8/2x3x

0.95=

27.8KN

2.

1.2钢丝绳型号选择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，选择时药考虑到各种此型号的功能以及材料的利用率，进行有比较的选择钢丝绳直径的计算公式为式中d——钢丝绳直径c——钢丝绳选择系数s——钢丝绳最大工作静拉力c取

0.104，所以在起重机设计手册钢丝绳选择列表选择6w

（19）-

17.5-1550-I型，其长度L=86m图2-1钢丝绳绕线图

2.

1.3滑轮组选择经过对钢丝绳的选择，双联滑轮组可以满足该机构的需要滑轮组滑轮直径的计算式中——按钢丝绳中心计算的滑轮直径；e——轮绳直径比系数；d——钢丝绳直径；e取20，所以在起重机滑轮组列表中选择355mm，滑轮组选择代号为LGS

8.5x355-169-80型2．2卷筒的选择

2.

2.1卷筒直径的选择卷筒直径式中——卷筒选择系数d——钢丝绳直径查手册知取26，d为

17.5mm，所以

2.

2.2卷筒长度式中——钢丝绳缠绕部分长度；——无绳端尺寸；——固定钢丝绳用长度；——中间光滑部分长度其中，卷筒的螺距p=20mm，mm取200mm，取80mm，取50mm所以查起重机设计手册表3-3-6卷筒的型号取T1024-500-1500-右-16t-

20.

2.

2.3卷筒的转速计算卷筒转速式中m——滑轮组倍率v——起升速度——卷筒卷绕直径由以上取值可知m=3，v=

7.9m/min，=500mm，所以2．3选择电动机

2.

3.1电动机静功率的计算电动机静功率式中Q——起升载荷V——起升速度——机构总效率其中式中——滑轮组效率——导向轮的效率——卷筒的效率——传动效率在表3-2-10中取

0.95，在表2-2-3中取

0.985，，在表2-2-4中取

0.85所以，

2.

3.2电动机功率电动机功率式中Q——起升载荷V——起升速度——机构总效率G——稳态负载平均系数G于表2-2-5取

0.8，所以，取26kw，初步选择YZR225M8-708型电动机

2.

3.3电动机过载能力校验式中——在基准接电持续率时的电动机额定功率——电动机转矩的允许过载倍数u——电动机台数H——超载系数取

2.8，绕线型电动机H取

2.1，u为一台，所以，因为YZR225M8-708型电动机在，时，输出功率P=

24.096kw，大于，故满足要求2．4减速器的选择

2.

4.1传动比的计算式中n——电动机的额定转速——转筒转速

2.

4.2标准减速器的选择式中K——减速器的选择系数，取

1.1所以，在减速器手册上选择ZQ-650-I-3CA型减速器，传动比为

48.57ZQ型减速器制造容易，价格低廉，能够满足设计需要

2.

4.3验算减速器最大径向力式中——起升载荷系数S——钢丝绳最大静拉力——卷筒的重力——减速器输出轴端的最大径向载荷取值

1.2，为

7379.4N为42000N，所以短暂最大扭矩式中T——钢丝绳最大静拉力在卷筒上产生的扭矩——起升载荷动载系数——减速器输出轴允许的最大输出转矩所以减速器符合设计要求2．5制动器的选择制动器是保证起重机安全的重要部件，制动器的制动力矩必须要大于货物产生的力矩在货物处于悬吊状态时具有足够的安全裕度制动转矩应满足下式要求式中——制动器制动转矩；——制动安全系数，与机构的重要程度和机构的工作等级有关有关，查表2-2-7取值为

1.75；Q——额定起升载荷；——卷筒的卷绕直径；——机构的总效率；m——滑轮组的倍率；i——传动结构的传动比所以选取YWZ3-315/90型液压制动器其制动力矩为500，直径为315mm2．6选择轴及联轴器

2.

6.1轴的选择轴所传递的力矩其中，所以直径取55mm

2.

6.2联轴器的选择依据所传递的扭矩，转速和被连接的轴径等参数选择，起升机构联轴器应满足下式要求式中T——所传扭矩的计算值；——按第II类载荷计算的轴的最大扭矩；——联轴器的许用扭矩；——联轴器的重要程度系数；——角度偏差系数对于高速轴，计算得；对起升机构，取

1.8；在表3-12-4中选值为

1.25所以故选用CL3型联轴器2．7启动及制动时间验算

2.

7.1启动时间和启动加速度验算启动时间式中n——电动机的额定转速——电动机平均启动转矩——电动机静阻力矩，——机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量，，所以按下式计算式中——电动机转子转动惯量——制动轮和联轴器的转动惯量查表得取值

0.82，的值在表3-7-4和3-12-7中选择

0.6和

0.12，所以查表2-2-9知一般小于

1.5s，所以满足要求启动时间还要验算平均加速度来验证平均加速度式中——启动平均加速度——起升速度——平均升降加（减）速度推荐值的推荐值为

0.2，，符合起重机设计标准

2.

7.2制动时间和制动平均加速度验算满载下降制动时间式中:——满载下降时电动机的转速，通常取——制动器的制动转矩为900N.m——满载下降时制动轴静转矩——满载下降时换算到机构总的转动惯量，推荐时间可取那么制动平均减速度 式中——满载下降速度，可取无特殊要求不的大于表2-2-10中

0.2计算得，符合设计规范的要求限位开关取Lx36-84型第三章起重机副起升机构的设计设计要求起重量

3.2t，跨度

16.5m，起升速度

16.5m/min，起升高度为12m通常在起重机的设计过程中，在根据实际现场的工作环境，来确定起重机的工作级别那么在本设计中，考虑到通常情况，选择一般情况A5级在一般设计过程中需严格执行国家的标准不能擅自进行非标的设计，必须通过国家特种设备检验中心的许可3．1钢丝绳的选择通常采用省力的机构，一般采用动、静滑轮组的组合，从而减轻对传动机构的要求但是还需考虑运行速度以及设备外形尺寸的大小，同时还需考虑运行效率的问题把二者进行优化，在滑轮组的选择手册上选得初步选择双联滑轮组，如图3-1所示滑轮组省力倍数m=2，滑轮效率

3.

1.1钢丝绳受到静拉力的计算最大静拉力式中Q——起升量；m——滑轮组省力倍数；——滑轮效率Q=

3.2tm=2=

0.98所以=

3.2xx

9.8/2x2x

0.98=8KN

3.

1.2钢丝绳型号选择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，选择时要考虑到各种此型号的功能以及材料的利用率，进行有比较的选择钢丝绳直径的计算公式为式中d——钢丝绳直径；c——钢丝绳选择系数；s——钢丝绳最大工作静拉力c取

0.104，所以在起重机设计手册钢丝绳选择列表选择6W19-11-1550-I型，工作拉力为

8.26KN，钢丝绳的长度为50m图3-1钢丝绳绕线图

3.

1.3滑轮组选择经过对钢丝绳的选择，双联滑轮组可以满足该机构的需要滑轮组滑轮直径的计算式中——按钢丝绳中心计算的滑轮直径e——轮绳直径比系数d——钢丝绳直径e取20，所以在起重机滑轮组列表中选择225mm，滑轮组选择代号为LGS

5.0x225-85-55型3．2卷筒的选择

3.

2.1卷筒直径的选择卷筒直径式中——卷筒选择系数d——钢丝绳直径查手册知取26，d为

9.3mm，所以

3.

2.2卷筒长度式中——钢丝绳缠绕部分长度；——无绳端尺寸；——固定钢丝绳用长度；——中间光滑部分长度其中，卷筒的螺距p取14mm，取100mm，取42mm，取30mm所以查起重机设计手册表3-3-6卷筒直径选择为300mm，卷筒的型号取T1020-300-1500-右-5T-20型

3.

2.3卷筒的转速计算卷筒转速式中m——滑轮组倍率v——起升速度——卷筒卷绕直径由以上取值可知m=2，v=

16.5m/min，=300mm，所以3．3选择电动机

3.

3.1电动机静功率的计算电动机静功率式中Q——起升载荷V——起升速度——机构总效率其中式中——滑轮组效率——导向轮的效率——卷筒的效率——传动效率在表3-2-10中取

0.95，在表2-2-3中取

0.985，，在表2-2-4中取

0.85所以，

3.

3.2电动机功率电动机功率式中Q——起升载荷V——起升速度——机构总效率G——稳态负载平均系数G于表2-2-5取

0.8，所以，取13kw，初步选择YZR180L-8型电动机，功率13kw，转速为700r/min

3.

3.3电动机过载能力校验式中——在基准接电持续率时的电动机额定功率——电动机转矩的允许过载倍数u——电动机台数H——超载系数取

2.8，绕线型电动机H取

2.1，u为一台，所以，，故满足要求3．4减速器的选择

3.

4.1传动比的计算式中n——电动机的额定转速——转筒转速

3.

4.2标准减速器的选择式中K——减速器的选择系数，取

1.1所以，在减速器手册上选择ZQ-400-v-3CA型减速器，传动比为

20.49ZQ型减速器制造容易，价格低廉，能够满足设计需要

3.

4.3验算减速器最大径向力式中——起升载荷系数S——钢丝绳最大静拉力——卷筒的重力——减速器输出轴端的最大径向载荷取值

1.2，为

7379.4N为42000N，所以短暂最大扭矩式中T——钢丝绳最大静拉力在卷筒上产生的扭矩——起升载荷动载系数——减速器输出轴允许的最大输出转矩所以减速器符合设计要求3．5制动器的选择制动器是保证起重机安全的重要部件，制动器的制动力矩必须要大于货物产生的力矩在货物处于悬吊状态时具有足够的安全裕度制动转矩应满足下式要求式中——制动器制动转矩——制动安全系数，与机构的重要程度和机构的工作等级有关有关，查表2-2-7取值为

1.75Q——额定起升载荷——卷筒的卷绕直径——机构的总效率m——滑轮组的倍率i——传动结构的传动比所以选取YWZ3-250/45型液压制动器其制动力矩为250，直径为250mm3．6选择轴及联轴器

3.

6.1轴的选择轴所传递的力矩其中，所以直径取45mm

3.

6.2联轴器的选择依据所传递的扭矩，转速和被连接的轴径等参数选择，起升机构联轴器应满足下式要求式中T——所传扭矩的计算值——按第II类载荷计算的轴的最大扭矩——联轴器的许用扭矩——联轴器的重要程度系数——角度偏差系数对于高速轴，计算得；对起升机构，取

1.8；在表3-12-4中选值为

1.25所以故选用CL2型联轴器3．7启动及制动时间验算

3.

7.1启动时间和启动加速度验算启动时间式中n——电动机的额定转速——电动机平均启动转矩——电动机静阻力矩，——机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量，，所以按下式计算式中——电动机转子转动惯量——制动轮和联轴器的转动惯量查表得取值

0.82，的值在表3-7-4和3-12-7中选择

0.6和

0.12，所以查表2-2-9知一般小于

1.5s，所以满足要求启动时间还要验算平均加速度来验证平均加速度式中——启动平均加速度——起升速度——平均升降加（减）速度推荐值的推荐值为

0.2，，符合起重机设计标准

3.

7.2制动时间和制动平均加速度验算满载下降制动时间式中:——满载下降时电动机的转速，通常取——制动器的制动转矩为250N.m——满载下降时制动轴静转矩——满载下降时换算到机构总的转动惯量，推荐时间可取那么制动平均减速度 式中——满载下降速度，可取无特殊要求不的大于表2-2-10中

0.2计算得，符合设计规范的要求限位开关取Lx10-11型第四章小车运行机构的设计设计要求运行速度

44.6m/s

4.1运行阻力的计算双梁起重机小车在平直的轨道上运行的静阻力由摩擦力，坡道阻力，风阻力三项组成这里所设计的起重机是在室内使用，故风阻力

4.

1.1摩擦力的计算小车满载运行的最大摩擦阻力式中Q——起升载荷G——小车自重d——与轴承相配合处轴的直径——车轮轴承摩擦系数D——车轮的踏面直径f——滚动摩擦系数——附加摩擦阻力系数——摩擦阻力系数小车自重G为4000kg，d=65mm，滚动摩擦系数f查表2-3-2取值为

0.3，查表2-3-3取值为

0.015，D=350mm，查表2-3-4得=

1.5，查表2-3-5取得为

0.015所以

4.

1.2坡道力Fp的计算坡道力式中——坡度角因为一般坡度角很小，在计算中可用轨道坡度i来替代，一般桥式起重机i取值

0.001所以

4.

1.2运行风阻力由于所涉及的桥式起重机是在理想条件下运行，不考虑风的因素，故所以

4.2电动机的选择

4.

2.1电动机的静功率的计算电动机的静功率式中——小车运行阻力——初选运行速度——机构运行效率m——电动机个数=

44.6m/min，，m为1个所以

4.

2.2电动机的选择由于运行机构的静功率载荷变化小，动载的变化大，因此电动机的额定功率应大于静功率，以满足电动机的启动要求桥式起重机一般按以下公式选择式中——考虑到电动机启动时惯性影响的功率增大系数本次设计中可取

1.3所以故选取电动机额定功率为4kw，根据工作情况，该电动机的持续通电率，转速选择1000r/min电动机型号为YZR132M2-6型

4.

2.3电动机的过载能力校验式中——基准接电持续率时电动机额定功率m——电动机个数——相对于基准通电持续率的平均起动转矩的表示值——运行静阻力V——运行速度，根据与初选的电动机转速n确定传动比i——机构传动效率——机构的初选启动时间n——电动机的额定转速一般情况下桥架类的小车运行机构机构的初选启动时间取5s——机构的总的转动惯量，即折算到电动机轴上机构旋转运动质量与直线运动质量转动惯量之和，=

0.743m/s为电动机转子的转动惯量，为电动机轴上制动轮上和联轴器的转动惯量，为计及到其他传动件飞轮矩的影响系数，折算到电动机轴上可取

1.1所以所以过载能力满足要求

4.3启动时间与启动平均加速度的验算

4.

3.1满载、上坡、迎风的启动时间式中n——电动机的额定转速——机构的总转动惯量m——电动机台数——电动机的平均转矩——满载、上坡、迎风时作用在电动机轴上的静阻力距，按下式计算，，所以

4.

3.2启动平均加速度计算为了避免过大的冲击及物品摆动，应验算启动时间的平均加速度，一般应在均需范围内，参考表2-3-6启动平均加速度，故在允许范围内

4.4标准减速器的选择

4.

4.1减速器传动比机构传动比式中——车轮的踏面直径，为350mmn——电动机的额定转速——计算传动比——初选电动机的运行速度，

44.6m/min所以

4.

4.2标准减速器的选用减速器的设计寿命应该与机构的总的寿命相符合由于运行机构的动载荷较大所以应该应该以实际载荷来选择由于启动和制动时的惯性载荷击鼓全部传给传动零件，所以在选用或设计减速器时，输入功率应按启动工况确定减速器的计算输入功率为式中m——减速器的个数，这里为1个V——运行速度，

0.73m/s——运行效率，其值为

0.9——运行静阻力——运行启动时的惯性力，按下式计算，其中是考虑到机构中旋转质量的惯性力的增大系数，取值为

1.2所以算得，减速器型号取为JSC-400-I-2型，传动比为

22.

44.5制动器的选择制动器是根据起重机满载时，且顺风情况，下坡运行制动时进行选择，应在规定时间内停车，制动转矩按下式计算式中——坡道阻力，为

217.8N——风阻力，在室内为0——满载时的最小摩擦力，——制动器的个数——制动时间，在表2-3-6中选择为

4.0s所以，故在制动器样本中选择YW160-220-2型电力液压块式制动器

4.6传动轴和联轴器的选择

4.

6.1轴的直径的选择由于轴只受到扭矩的作用，强度计算公式为，所以其中，为传动轴计算截面的截面模量，取

4.

6.2高速联轴器计算扭矩应满足式中——联轴器的安全系数，取

2.5——刚性动载系数，取

1.1——电动机的额定扭矩，为42——联轴器的许用转矩所以，故选择CL1型联轴器

4.

6.3低速轴的联轴器计算扭矩应满足式中——减速器效率，取

0.9所以，选择CL3型联轴器

4.7运行打滑验算为了使起重机在运行时可靠的起动或制动，防止出现驱动轮在轨道上打滑现象，避免车轮打滑影响起重机正常工作和加剧车轮的磨损，应分别对起制动进行验算

4.

7.1启动时按下式进行验算左边=16936N10626N=右边

4.

7.2制动时按下式进行验算左边=13608N9770N=右边以上两式中——粘着系数，室内的起重机取

0.15——粘着安全系数，取

1.1——轴承的摩擦系数，根据表2-3-3取

0.08——轴承内径，65mm——车轮踏面直径，350mm——驱动轮的最小轮压，112KN——打滑时电动机的平均启动转矩，计算出的为

92.5——计及其他传动件费飞轮矩影响的系数，折算到电动机轴上可取

1.1——电动机转子转动惯量，为

0.062——电动机轴上带制动轮联轴器的转动惯量，为

0.451——启动平均加速度，为

0.13——打滑一侧的制动转矩，取

68.8——制动平均减速度，为

0.13经过以上验算，启动和制动时均合格第五章大车运行机构设计

5.1设计的基本原则和要求大车运行机构的设计通常和桥架的设计一起考虑，两者的设计工作要交叉进行，一般的设计步骤

1.确定桥架结构的形式和大车运行机构的传动方式

2.布置桥架的结构尺寸

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部分的设计对大车运行机构设计的基本要求是

1.机构要紧凑，重量要轻

2.和桥架配合要合适，这样桥架设计容易，机构布置较容易

3.尽量减轻主梁的扭转载荷，不影响桥架刚度

4.维修检修方便，机构布置合理

5.

1.1机构传动方案大车机构传动方案基本分为两类分别传动和集中传动桥式起重机常用的跨度（

10.5m32m）范围均可用分别传动的方案本次设计采用分别传动的方案

5.

1.2大车运行机构具体布置的主要问题

1.联轴器的选择

2.轴承位置的安排

3.轴长度的确定这三者是相互关联的在具体布置大车运行机构的零部件时应该注意以下几点

1.因为大车运行机构要安装在起重机桥架上，桥架的运行速度很高，而且受载之后向下挠曲，机构零件在桥架上的安全可能不十分准确，所以如果单从保持机构的运动性能和补偿安装的不准确性着眼，凡是靠近电动机、减速器和车轮的轴，最好都用浮动轴

2.为了减少主梁的扭转载荷，应该使机构零件尽量靠近主梁而远离走台栏杆，尽量靠近端梁，使端梁能直接支撑一部分零部件的重量

3.对于分别传动的大车运行机构应该参考现有的资料，在浮动轴有足够的长度的条件下，使安装运行机构的平台减小，占用桥架的一个节教间到两个节间的长度总之，要考虑到桥架的设计和制造方便

4.制动器要安装在靠近电动机的一侧，使浮动轴可以在运行机构制动时发挥吸收冲击动能的作用

5.2大车运行机构的计算大车运行机构与小车运行机构的运行方式相同，大车的运行速度

84.7m/min，估计自重2500Kg双梁起重机大车在平直的轨道上运行的静阻力由摩擦力，坡道阻力，风阻力三项组成这里所设计的起重机是在室内使用，故风阻力

5.

2.1摩擦力的计算大车满载运行的最大摩擦阻力式中Q——起升载荷G——大车自重d——与轴承相配合处轴的直径——车轮轴承摩擦系数D——车轮的踏面直径f——滚动摩擦系数——附加摩擦阻力系数——摩擦阻力系数大车自重G约为2500Kg，d=100mm，滚动摩擦系数f查表2-3-2取值为

0.3，查表2-3-3取值为

0.015，D=600mm，查表2-3-4得=

1.5，查表2-3-5取得为

0.015所以

5.

2.2坡道力的计算坡道力式中——坡度角因为一般坡度角很小，在计算中可用轨道坡度i来替代，一般桥式起重机i取值

0.001所以

5.

2.3运行风阻力由于所涉及的桥式起重机是在理想条件下运行，不考虑风的因素，故所以

5.3电动机的选择

5.

3.1电动机的静功率的计算电动机的静功率式中——小车运行阻力——初选运行速度——机构运行效率m——电动机个数=

44.6m/min，，m为2个所以

5.

3.2电动机的选择由于运行机构的静功率载荷变化小，动载的变化大，因此电动机的额定功率应大于静功率，以满足电动机的启动要求桥式起重机一般按以下公式选择式中——考虑到电动机启动时惯性影响的功率增大系数本次设计中可取

1.54所以故选取电动机额定功率为

6.3kw，根据工作情况，该电动机的持续通电率，转速选择921r/min电动机型号为YZR160M1-6型

5.

3.3电动机的过载能力校验式中——基准接电持续率时电动机额定功率m——电动机个数——相对于基准通电持续率的平均起动转矩的表示值——运行静阻力V——运行速度，根据与初选的电动机转速n确定传动比i——机构传动效率——机构的初选启动时间，取10sn——电动机的额定转速——机构的总的转动惯量，即折算到电动机轴上机构旋转运动质量与直线运动质量转动惯量之和，=

1.41m/s为电动机转子的转动惯量，为电动机轴上制动轮上和联轴器的转动惯量，为计及到其他传动件飞轮矩的影响系数，折算到电动机轴上可取

1.1所以所以过载能力满足要求

5.4启动时间、启动平均加速度和电动机发热的验算

5.

4.1启动时间的验算式中——电动机的平均启动力矩，——满载时电动机轴上的静力矩，——电动机个数，——大车运行速度，——电动机转速，——大车运行机构效率，——考虑其它传动件惯性矩影响的系数，——电动机转子惯性矩，——电动机轴上带制动轮联轴器的惯性矩，所以计算得，大车运行机构满载启动时间在之间，所以启动时间满足要求

5.

4.2平均加速度验算为了避免过大的冲击及物品的摆动，应验算启动时间的平均加速度，一般应在允许范围内参考表2-3-6，，所以平均加速度满足要求

5.

4.3电动机发热验算电动机不过热条件式中——电动机额定功率，——机构工作类型系数，——与起动制动有关的系数，——满载时的静功率，所以，满足不过热条件

5.5标准减速器的选择

5.

5.1减速器传动比机构传动比式中——计算传动比——车轮的踏面直径，为600mmn——电动机的额定转速，921r/min——初选电动机的运行速度，

84.7m/min所以

5.

5.2标准减速器的选用减速器的设计寿命应该与机构的总的设计寿命相符合由于运行机构起、制动时的惯性载荷大，惯性质量主要分布在低速部分，因此起、制动时的惯性载荷几乎全部传递给传动零件，所以在选用或设计减速器时，输入功率应按起动工况确定减速器的计算输入功率为式中m——减速器的个数，这里为2个V——运行速度，

1.41m/s——运行效率，其值为

0.9——运行静阻力——运行启动时的惯性力，按下式计算，其中是考虑到机构中旋转质量的惯性力的增大系数，取值为

1.2所以算得，减速器型号取为PJ-350-V-Z型，传动比为

20.

495.5制动器的选择制动器是根据起重机满载时，且顺风情况，下坡运行制动时进行选择，应在规定时间内停车，制动转矩按下式计算式中——坡道阻力，为196N——风阻力，在室内为0——满载时的最小摩擦力，——制动器的个数，2个——电动机个数，2个——制动时间，在表2-3-6中选择为

4.0s所以，故在制动器样本中选择YW200-300-2型电力液压块式制动器制动力矩为，缓冲行程为140mm机构的布置情况如图5-1图5-1大车运行机构图1-电动机2-制动器3-高速浮动轴4-联轴器5-减速器6-联轴器7-低速浮动轴8-联轴器9-车轮第六章双梁桥式起重机金属结构设计

6.1载荷的计算作用在桥架上的载荷有自重载荷、起升载荷、活动载荷、水平惯性载荷等

6.

1.1自重载荷自重载荷可分为均布载荷和集中载荷两种，均布载荷有主梁，走台栏杆，配电管道等的重力集中载荷有司机室，大车运行机构，布置在走台上的电气设备的重力在普通设计当中只是依照经验图选择载荷，本次设计的一根主梁的半个桥架即为4t

6.

1.2移动载荷移动载荷为小车的自重载荷和起升载荷，以小车轮压方式作用在主梁上轮压图如图6-1图6-1轮压计算图小车各支撑轮压的计算式中——是小车的自重Q——货物的重力te——小车及货物的重心在支撑平面内的投影，t=1040mme=1000mm.计算得所以轮压分布如图6-2所示图6-2轮压分布图

6.2 主梁的结构及尺寸选择

6.

2.1按梁的强度条件确定梁高式中——弯矩系数，其值为其中为将小车轮压转化为跨中集中载荷时计算弯矩的换算系数，——小车的轴距，——腹板的总厚度，为20mm ——材料的许用应力，取120MPa=腹板加劲板的重量/腹板的重量1/

36.

2.2 按梁的刚度条件确定梁高式中——把小车轮压转化为跨中载荷计算挠度的换算系数E=200GPa计算得hr≈

672.6mm           

6.

2.3 梁的截面参数取值一般的设计中按照表4-3-12选择梁高h选择，那么在以上几个条件都允许的情况下，结合表选择h=850mm腹板、翼缘板的厚度的选择因为起重量是16t所以腹板的厚度取10mm，受压翼板的厚度，有局部稳定性条件，一般为δ≥b/60所以取10mm翼缘板宽度b，对于正规箱型取取450mm两腹板的间距所以选择390mm加劲肋的间距a 可根据腹板高度与腹板厚度之比来确定故在 范围内，所以按以下计算方式当时，直接取那么a在设计中选择1000mm.低加劲肋选择a的1/2到1/

36.3主梁设计计算

6.

3.1 强度计算 在垂直平面内的普通弯曲应力按简支梁计算，受力如图6-3图6-3简支梁图当时，主梁的最大弯矩截面距左支点的距离为其最大弯矩为当小车位于跨端时，即z=0时，主梁的剪力最大主梁在水平面内按框架计算，由，和引起的跨中弯矩为式中——端梁的长度，为4182mm，——端梁除去轨道宽度，一端的长度为1406mm，——轨道的宽度，为2000mm所以，r=

17.5m，，那么，如图6-4所示图6-4 主梁分布惯性力图图6-5主梁集中惯性力图跨中翼缘板总的弯曲应力式中——固定和移动在计算截面引起的弯矩之和——是在垂直方向上截面抗弯模量，——是在水平方向的截面抗弯模量，跨端截面腹板的最大剪应力为其中——计算截面上的计算剪力——计算截面上的惯性矩，——计算剪应力处截面的最大静矩，

0.152——腹板厚度，6mm，故以上强度条件满足要求

6.

3.2 主梁的刚度计算   主梁的垂直静刚度计算如下 其中:，——小车的计算轮压  E——材料的弹性模量，200GPa.    I——梁的转动惯量计算出得

0.02175，故刚度符合要求第七章焊接工艺设计对桥式起重机来说，其桥架结构主要是由很多钢板通过焊接的方法连接在一起，焊接的工艺的正确与否直接影响桥式起重机的力学性能和寿命角焊缝常用的确定焊角高度的方法如图7-1所示图7-1角焊缝常用的确定焊角高度的方法角焊缝最小厚度为为焊件的最大厚度，焊缝的最小厚度不小于4mm，当焊件的厚度小于4mm时，焊缝厚度与焊接件的厚度相同角焊缝的厚度也不应该大于较薄焊接件的厚度的

1.2倍，即按照以上的计算方法可以确定端梁桥架焊接的焊角高度在端梁桥架连接过程中均采用手工电弧焊，在焊接的过程中焊缝的布置很关键钢结构设计规范、构造要求、对吊车梁和吊车桁架的要求有

1.焊接吊车梁的翼缘板宜用一层钢板，当采用两层钢板时，外层钢板宜沿梁通长设置，并应在设计和施工中采取措施使上翼缘两层钢板紧密接触

2.支承夹钳或刚性料耙硬钩吊车以及类似吊车的结构，不宜采用吊车桁架和制动桁架　　

3.焊接吊车桁架应符合下列要求　　1　在桁架节点处，腹杆与弦杆之间的间隙A不宜小于50mm，节点板的两侧边宜做成半径R不小于60mm的圆弧；节点板边缘与腹杆轴线的夹角不应小于30°图7-1）；节点板与角钢弦杆的连接焊缝，起落弧点应莹少缩进5mm（图7-2a；竹点板与H形截面弦杆的T形对接与角接组合焊缝应子焊透，圆弧处不得有起落弧缺陷，其中重级工作制吊车桁架的圆弧处应予打磨，使之与弦杆平缓过渡图7-2b　　2　杆件的填板当用焊缝连接时，焊缝起落弧点应缩进至少mm图7-2c，重级工作制吊车桁架杆件的填板应采用高强度螺栓连接3　当桁架杆件为H形截面时，节点构造可采用图7-3的形式图7-2吊车桁架节点　　

4.吊车梁翼缘板或腹板的焊接拼接应采用加引弧板和引出板的焊透对接焊缝，引弧板和引出板割去处应户打磨平整焊接吊车梁和焊接吊车桁架的工地移段拼接应采用焊接或高强度螺栓的摩擦型连接　　

5.在焊接吊车梁或吊车衍架中，要求焊透的T形接头对接与角接组合焊缝形式宜如图7-4所示

6.吊车梁横向加劲肋的宽度不宜小于90mm在支座处的横向加劲肋应在腹板两侧成对设置，并片与梁上下翼缘刨平顶紧中间横向加劲肋的L端应与梁厂翼缘刨平顶紧，在重级工作制吊车梁中，中间横向加劲肋亦就在腹板两侧成对布置而中、轻级工作制吊梁则可单侧没置或两侧错开没置在焊接吊车梁中横向加劲肋含短加劲肋不得与受拉翼缘相焊.但可与受压翼缘焊接端加劲肋可与梁上下翼缘相焊、中间横向加劲肋的下端宜在距受拉下翼缘50-100mm处断断开，其与腹板的连接焊缝不宜在肋卜端起落弧当吊车梁受拉翼缘或吊车桁架下弦与支撑相连时不宜采用焊接图7-4焊透的T型接头对接与角接触组合焊缝

7.直接铺设轨道的吊车衍架上弦.其构造要求应与连续吊车梁相同　　

8.重级工作制吊车梁中，上翼缘与柱或制动衔架传递水平力的连接宜采用高强度螺栓的摩擦型连接，而卜翼缘与制动梁的连接，可采用高强度螺栓摩擦型连接或焊缝连接　　吊车梁端部一与柱的连接构造应设法减少由于吊车梁弯曲变形而在连接处产生的附加应力　　

9.当吊车桁架和重级工作制吊车梁跨度等于或大于12m，或轻、中级工作制吊车梁跨度等于或大于18m时，宜设置辅助桁架和下翼缘下弦水平支撑系统当设置垂直支撑时，其位置不宜在吊乍梁或吊车衍架竖向挠度较大处　　对吊车桁架，应采取构造措施，以防止其上弦因轨道偏心而扭转　　

10.重级工作制吊车梁的受拉翼缘板或吊车拓架的受拉弦杆边缘，宜为轧制边或自动气割边，当用手工割或剪切机切割时，应沿全长刨边　　

11.吊车梁的受拉翼缘或吊车拓架的受拉弦杆上不得焊接悬挂设备的零件，并不宜在该处打火或焊接夹具　　

12.吊车钢轨的接头构造应保证车轮平稳通过当采用焊接长轨且用压板与吊车梁连接时，压板与钢轨间应留有一定空隙约1mm、以使钢轨受温度作用后有纵向伸缩的可能结论在设计过程中，第一阶段，我们精心收集整理各种资料，提高了对新知识的自学能力，对资料的搜集整理能力第二阶段，我们提出了初步的设计方案，在老师的指导下，我们不断修改错误的设计，在该阶段的设计中，我们对整个大学以来的有关专业课程进行了深化，但由于我们的实践经验不足，设计中难免存在不少错误第三阶段，完善设计任务书，核对了设计内容，完成了主要零部件的装配图和桥式起重机总装配图设计，并查阅了有关资料，为毕业答辩做好了准备在将近半个学期毕业设计中，完成了对16/

3.2t起重机的设计未来桥式起重机机械部分将向着先进的制造工艺、便宜而优质的材料、更加合理的构造方式、较低的制造成本等方向发展，最终实现桥式起重机的高效化、实用化因此，采用优化的结构、减少用材，提高材料的性价比是不可忽视的改善桥式起重机的整体性能，对推动起重机更新换代，具有非常现实的意义总之，通过毕业设计使我们的综合素质能力得到了提高，也给我们整个大学阶段画上了一个完整的句号，同时也发现了自己的许多不足之处，也为我们走上工作岗位打下了基础致谢这篇论文是在导师李冬林老师的悉心指导下完成的从课题的选题、开题，到论文的撰写、修改无不包含着导师的智慧和心血导师不仅在学术上指导我，在工作上也以其认真、严谨的态度影响着我，使我受益匪浅在此，我要向我的导师李冬林老师表示由衷的感谢并致以深深的敬意！感谢机械工程学院的各位领导、老师在四年的学习和生活中对我的关怀与帮助！最后，在顺利完成“16/

3.2t吊钩桥式起重机”之际，我要向一直以来关心、支持我学习、生活的其他同学和老师表达我最深切的谢意！参考文献

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