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河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文
摘 要
我做的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是單梁橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)。單梁橋式起重機(jī)是一種輕型起重設(shè)備，它適用起重量為1～20 噸，適用跨度4.5～16.5米，工作環(huán)境溫度在≥-35。C與≤+35。C范圍內(nèi)，適合于車間、倉庫、露天堆場等處的物品裝卸工作。橋架由一根主梁和兩根端梁剛接組成。根據(jù)起重量和跨度，主梁采用普通工字鋼和U形槽組合焊接形成。主梁和端梁之間采用承載突緣普通螺栓法蘭連接。提升機(jī)構(gòu)采用CD型電葫蘆。
此次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：問題的提出、總體方案的構(gòu)思，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及對未知問題的探索和解決方案的初步設(shè)計(jì)，裝配圖、零件圖等一系列圖紙的設(shè)計(jì)與繪制，以及畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的完成。
關(guān)鍵詞 ：起重機(jī)；橋式起重機(jī)；大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)；小車運(yùn)行結(jié)構(gòu)；小車起升；結(jié)構(gòu)橋架；主端梁 。
ABSTRACT
The topic of my graduation design is list the beam bridge type derrick of design the list beam bridge type derrick is a kind of light heavy equipments, it start to apply the weight as 1~20 tons, apply to across degree 4.5~16.5 meters, the work environment temperature is in the ≥ -35.C and ≤ +35.Inside scope, suitable for car, warehouse, open-air heap field etc. of the product pack to unload a work. The bridge was carried beam by a lord beam and 2 to just connect to constitute. According to weight with across a degree, lord beam adoption common the work word steel and U form slot combination weld formation. Lord beam and carry an of beam an adoption loading To good luck common stud bolt method orchid conjunction. Promote the organization adoption CD type an electricity bottle gourd.
The main contents of this time design have: The problem put forward, conceive outline of total project, possibility design, structure design and draw towards doing not know a problem of investigate and solution of first step design, assemble diagram, spare parts diagram wait a series the design of the diagram paper with, end include graduation design manual of completion.
Keywords: cranes;bridge type derrick ； During operation organization; Car running structure; Car hoisting structure; Bridge; Main girders.
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河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文
目錄
前 言 1
1 單梁橋式起重機(jī)的概述 2
1.1單梁橋式起重機(jī)的整體描述 2
1.1.2 單梁橋式起重機(jī)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 3
1.1.3 單梁橋式起重機(jī)的基本參數(shù) 3
1.1.4 桁架梁和箱形梁的比較 3
1.2 LD型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)各部件的作用（位結(jié)構(gòu)） 3
1.2.1 主梁 4
1.2.2 端梁 4
1.2.3主梁和端梁的聯(lián)接 4
1.2.4 電動(dòng)葫蘆 4
1.2.5 大車 5
1.2.6 小車架 5
1.2.7 小車 5
1.2.8操縱室 5
1.3 運(yùn)行機(jī)構(gòu) 6
1.3.1 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 6
1.3.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 7
1.4 發(fā)展趨勢 8
1.4.1 國內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展有三大特征 8
1.4.2 國外橋式起重機(jī)發(fā)展四大特征 9
1.4.3 機(jī)械化運(yùn)輸系統(tǒng)的組合應(yīng)用 10
2 工作條件及設(shè)計(jì)要求 11
2.1 型式及設(shè)計(jì)的構(gòu)造特點(diǎn) 11
2.2 選擇電動(dòng)葫蘆的規(guī)格型號 12
2.3 主梁設(shè)計(jì)計(jì)算 13
2.3.1 主梁斷面幾何特性 13
2.3.3剛度計(jì)算 20
2.3.4 穩(wěn)定性計(jì)算 23
2.4 端梁設(shè)計(jì)計(jì)算 23
2.4.2 端梁中央斷面幾何特性 24
2.5 起重機(jī)最大輪壓 26
2.5.1起重機(jī)支座及作用 26
2.5.2 起重機(jī)最大輪壓的計(jì)算 26
2.6 最大歪斜側(cè)向力 33
2.7 端梁中央斷面合成應(yīng)力 34
2.8 車輪軸對端梁腹板的擠壓應(yīng)力 34
2.9 主、端梁連接計(jì)算 35
2.9.1 主、端梁連接形成及受力分析 35
2.9.2 螺栓拉力的計(jì)算 36
3 小車起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 40
3.1 電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 41
3.1.1 電動(dòng)葫蘆的基本設(shè)計(jì)參數(shù) 41
3.1.2 電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)簡要設(shè)計(jì)步驟 42
3.2 電動(dòng)葫蘆運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 49
3.2.1.電動(dòng)小車運(yùn)行靜阻力計(jì)算 49
3.2.2.電動(dòng)機(jī)的初選預(yù)驗(yàn)算 50
3.2.3 傳動(dòng)比 51
3.2.4 制動(dòng)器的選擇與計(jì)算 52
4 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 55
4.1 確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 55
4.2 選擇車輪和軌道，驗(yàn)算車輪強(qiáng)度 55
4.3 驗(yàn)算車輪的疲勞強(qiáng)度 55
4.4 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算 57
4.4.1 選擇電動(dòng)機(jī) 57
4.4.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的功率計(jì)算 58
4.4.3 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī) 58
4.5設(shè)計(jì)減速裝置 60
4.5.1選擇減速器的類型 60
4.5.2確定減速器的型號 61
4.6 起重機(jī)有關(guān)使用機(jī)構(gòu)的安全裝置 62
4.6.1 緩沖器 62
4.6.2 起升高度限位器 63
4.6.3 行程限位器 63
4.6.4 安全開關(guān) 63
4.7 起重機(jī)的組裝及試車要求 63
4.7.1起重機(jī)的安裝注意事項(xiàng) 63
4.7.2 起重機(jī)的試車要求 65
5 焊縫連接分析 67
5.1 連接方法 67
5.1.1焊接 67
5.1.2 對接焊縫 67
5.1.3 角焊縫 68
致 謝 74
參考文獻(xiàn) 75
河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文
前 言
光陰似箭，歲月如水，轉(zhuǎn)眼間四年大學(xué)生活即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我們四年大學(xué)生活的一個(gè)總結(jié)，更是對四年大學(xué)學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)。它要求我們應(yīng)用所掌握的基本理論和專業(yè)知識去解決現(xiàn)實(shí)中的一些問題。是實(shí)現(xiàn)學(xué)與用、理論實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，進(jìn)而提高我們各方面的能力，如：收集信息的能力，發(fā)現(xiàn)問題的能力，獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力，獲取新知識的能力以及創(chuàng)新意識和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)，綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能的能力。
為積極響應(yīng)院方號召，更好的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，畢業(yè)設(shè)計(jì)工作展開前我進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)，我曾在河南省鄭州起重設(shè)備有限公司實(shí)習(xí)兩個(gè)月，通過在以上工廠的實(shí)習(xí)，我在對橋式起重機(jī)理論認(rèn)識的基礎(chǔ)上又增加了很多感性認(rèn)識，重點(diǎn)了解了橋式起重機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理，從而為順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
我畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是單梁橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)。單梁橋式起重機(jī)是一種輕型起重設(shè)備，適合于車間、倉庫、露天堆場等處的物品裝卸工作。橋架由一根主梁和兩根端梁剛接組成。根據(jù)起重量和跨度，主梁采用普通工字鋼和U形槽組合焊接形成。主梁和端梁之間采用承載突緣普通螺栓法蘭連接。這次設(shè)計(jì)主要是對其主梁和端梁等橋架重點(diǎn)設(shè)計(jì)，包括一些常規(guī)性的強(qiáng)度剛度及穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)，除此還有一些驅(qū)動(dòng)裝置的計(jì)算和焊接方面的知識，從而達(dá)到初步具備設(shè)計(jì)起重機(jī)重要部件的基本能力，為以后的設(shè)計(jì)和選用起重機(jī)奠定一定的基礎(chǔ)。
1 單梁橋式起重機(jī)的概述
1.1單梁橋式起重機(jī)的整體描述
起重機(jī)是具有起重吊鉤或其它取物裝置在空間內(nèi)容實(shí)現(xiàn)垂直升降和水平運(yùn)移重物的起重機(jī)械。
LD型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)為一般用途的起重機(jī)用于機(jī)械制造、裝配、倉庫等場所（此次設(shè)計(jì)的是用于機(jī)修車間）。LD型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)不適于用來調(diào)運(yùn)熔化金屬﹑赤熱金屬、易燃品及其危險(xiǎn)物品，不適用于有爆炸危險(xiǎn)、火災(zāi)危險(xiǎn)、充滿腐蝕性氣體的介質(zhì)工作，不適用于相對濕度大于85%的場所工作，也不適用于具有酸性或其它有腐蝕性化學(xué)氣體的車間。
LD型電動(dòng)單梁起重機(jī)是在天津起重設(shè)備廠70年代初開發(fā)的DL型電動(dòng)單梁起重機(jī)基礎(chǔ)上，經(jīng)全國聯(lián)合設(shè)計(jì)研發(fā)而成，配套的電動(dòng)葫蘆為CD和MD型。是一種有軌運(yùn)行的輕小型起重機(jī)，適用于額定起 0.5～5.0 噸,適用跨度7.5～22.5米，工作級別在A3~A5和工作環(huán)境溫度在-25℃ ～40℃ 范圍內(nèi)。
起重機(jī)運(yùn)行速度小于45m/min時(shí)，采用地面跟隨式（隨吊載而運(yùn)動(dòng)）操縱，運(yùn)行速度大于45m/min時(shí)，采用操縱室操縱，操縱室設(shè)有開閉兩種形式及端面和側(cè)面二種開門方式。
1.1.1 單梁橋式起重機(jī)的工作方式
它安裝在產(chǎn)房高出兩側(cè)的吊車梁上，整機(jī)可在吊車梁上鋪設(shè)的軌道上橫向行駛，起重小車沿小車軌道行駛（橫向）。吊鉤做升降運(yùn)動(dòng)，即與CD1型（或MD1）的電動(dòng)葫蘆配套使用完成重物的升降、平移等人們難以做到的需要。
1.1.2 單梁橋式起重機(jī)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)
主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、對廠房的負(fù)荷小、建筑高度小、耗電少。主梁與端梁采用螺栓連接、拆裝、運(yùn)輸和儲存方便，補(bǔ)充備件方便、輪壓小、工藝性好，適合采用自動(dòng)焊接和流水作業(yè)加工，安裝快，維修方便。缺點(diǎn)是起重量不大。
1.1.3 單梁橋式起重機(jī)的基本參數(shù)
起重量、起升高度、起升速度、葫蘆運(yùn)行速度、大車運(yùn)行速度、跨度、車輪與軌距。
1.1.4 桁架梁和箱形梁的比較
桁架自重和擋風(fēng)面積小、風(fēng)阻力小、節(jié)省鋼材；缺點(diǎn)是外形尺寸大，要求廠房建筑高度大，而且橋梁是由很多根不同型號和規(guī)格的桿件逐件焊接而成，費(fèi)工、費(fèi)錢。
箱型梁的優(yōu)點(diǎn)：外形尺寸小，用整塊鋼板焊成，便于下料和采用自動(dòng)焊接，適合大批量生產(chǎn)；缺點(diǎn)是自重較大。
1.2 LD型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)各部件的作用（位結(jié)構(gòu)）
LD型電動(dòng)單梁主要由主梁、端梁、主動(dòng)輪、被動(dòng)輪、工字鋼、大車驅(qū)動(dòng)裝置和小車（電動(dòng)葫蘆起升裝置）組成。
1.2.1 主梁
主梁是采用鋼板壓延成型的U型槽鋼與工字鋼組焊而成的箱型實(shí)腹梁。作用是支承著可移動(dòng)的小車，并能沿鋪設(shè)的專用軌道運(yùn)行，將起重機(jī)的全部質(zhì)量的重力傳給廠房建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單適用，工藝性好。
1.2.2 端梁
由兩種形式：一種是鋼板壓延成型的U型槽鋼組焊成形，在焊接車門那個(gè)箱形結(jié)構(gòu)，適用于做中、小起重機(jī)吊鉤橋式起重機(jī)的端梁；另一種是四塊鋼板拼成的箱形結(jié)構(gòu)，通常配制帶角形軸承箱的車輪組，但焊接工作量大，生產(chǎn)效率低于前種（本產(chǎn)品采用前一種） 。
1.2.3主梁和端梁的聯(lián)接
兩種形式：一種是在主梁的兩端，螺栓加減載凸緣連接形式。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：主、端梁可以分批生產(chǎn)再組裝，加工及庫存的占地面積小、輸送方便、費(fèi)用較低。另一種形式是加連接板再焊接的方法聯(lián)接。優(yōu)點(diǎn)是：制造簡單、裝拆方便、成本低，是我國中、小起重機(jī)吊鉤橋式起重機(jī)端梁和主梁的主要連接形式。（本產(chǎn)品采用第一種連接方式）
1.2.4 電動(dòng)葫蘆
它是一種由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)卷筒、滑輪或有巢鏈輪卷方起重機(jī)或起重鏈條，帶動(dòng)取物裝置升降的輕小型起重設(shè)備。它具有體積小、重量輕、操作維修方便、價(jià)格低、安全可靠等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于起重量及工作范圍要求不大或?qū)ぷ魉俣纫蟛桓叩膱龊稀⑸喜抗潭?，可將起重設(shè)備單獨(dú)使用或是通過小車懸掛在工字鋼軌上運(yùn)行，作電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、臂架型起重機(jī)的起重小車，使用作業(yè)面積擴(kuò)大，使用場合增多，由于如此靈活，可作工廠、碼頭、倉庫、貨場等常用的起重設(shè)備。電動(dòng)葫蘆的簡述其，有漸開線外嚙合齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)兩類，但前者具有制造簡單、維修方便、效率高等特點(diǎn)。
1.2.5 大車
使起重機(jī)作水平運(yùn)動(dòng)，用于搬運(yùn)貨物或調(diào)整工作位置，同時(shí)可將作用在起重機(jī)上的載荷傳給支承它的基礎(chǔ)。大車軌道中心間的距離稱為跨度S，在該軌道上運(yùn)行的動(dòng)作稱為大車運(yùn)行。在橋架的中心或兩端裝有大車運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，從電動(dòng)機(jī)的水平軸引出動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)半數(shù)的車輪。
1.2.6 小車架
是支承和安裝起升機(jī)構(gòu)（電動(dòng)葫蘆）和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的機(jī)架，同時(shí)又是機(jī)架和傳遞起升載荷的金屬結(jié)構(gòu)，LD型起重機(jī)采用工字鋼。
1.2.7 小車
是小車作水平運(yùn)動(dòng)，用以搬運(yùn)貨物或調(diào)整工作位置，同時(shí)將作用在小車上的載荷傳給支承的主梁。本品采用電動(dòng)機(jī)、卷筒、制動(dòng)器、鋼絲繩和吊鉤于一體的CD型電動(dòng)葫蘆。
1.2.8操縱室
用于司機(jī)操縱作起重機(jī)的運(yùn)行工作，操作室的構(gòu)造與位置安裝，應(yīng)保證使司機(jī)有良好的視野。其結(jié)構(gòu)分為敞開式與封閉是兩種，橋式起重機(jī)的操作室應(yīng)安裝在無滑線一側(cè)的橋架上。
1.3 運(yùn)行機(jī)構(gòu)
運(yùn)行機(jī)構(gòu)的任務(wù)是使起重機(jī)或小車作水平運(yùn)動(dòng)，用于搬運(yùn)貨物或調(diào)整工作位置，同時(shí)可將作用在起重機(jī)或小車上的載荷傳給支承它們的基礎(chǔ)。陸上的起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)分為有軌道運(yùn)行和無軌道運(yùn)行兩類，而橋式起重機(jī)的運(yùn)行屬于前一類。
橋式起重機(jī)上的運(yùn)行機(jī)構(gòu)：由電機(jī)、傳動(dòng)裝置（傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器和減速器等）、制動(dòng)器和車輪組成。運(yùn)行機(jī)構(gòu)按其特點(diǎn)（構(gòu)造）可分為得當(dāng)分組式和一體是兩種。按其主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的方式，可分為幾種驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)兩種。
運(yùn)行機(jī)構(gòu)是依靠主動(dòng)車輪與輪道間的摩擦力（通常稱為附著力或粘著力）來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的。為了保證有足夠大的驅(qū)動(dòng)輪（主動(dòng)車輪），驅(qū)動(dòng)車輪應(yīng)布置得當(dāng)，在任何情況下，都應(yīng)使其具有足夠大的輪壓。橋式起重機(jī)上運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪，通常為總輪數(shù)的一半，采用對稱布置成四角布置，遮掩可保證驅(qū)動(dòng)輪輪壓之和不變，不會發(fā)生打滑現(xiàn)象，使機(jī)構(gòu)運(yùn)行正常。
1.3.1 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)
LD型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)采用自行式的自動(dòng)葫蘆，其小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)就是電動(dòng)葫蘆的自行式電動(dòng)小車。
1.3.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)
LD型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般均作分別驅(qū)動(dòng)的型式（即：每一邊軌道上的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)車輪分別單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)）電動(dòng)機(jī)采用封閉自扇冷式，帶制動(dòng)器的繞線型電動(dòng)機(jī)或帶制動(dòng)器的變極籠型電動(dòng)機(jī)。司機(jī)室操縱時(shí)用繞線的電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置采用自行式電動(dòng)葫蘆電動(dòng)小車的閉線減速器。一級開式齒輪減速器的型式。其中閉式齒輪部分是專用同軸式減速機(jī)，這種型式的傳動(dòng)裝置簡單、輕巧、零件數(shù)量少、通用化程度高，便于制造和修理，但開式齒輪較易磨損，傳動(dòng)效率稍低，在有特殊要求時(shí)，傳動(dòng)裝置也可采用二級定軸式擺線行星式、少齒差漸開線行星式等。采用全封閉型減速器或采用帶制動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)—減速器套裝組各式的傳動(dòng)裝置。它便于專業(yè)化生產(chǎn)。傳動(dòng)效率較高，但制造及安裝 5齒面圓柱精度要求較高。QS系列“三合一”減速器為三級漸開線布置平行軸傳動(dòng)外嚙合漸開線硬齒面圓柱齒輪減速器（中華人民共和國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)號為：ZBJ19027—90）。減速器直接按與帶制動(dòng)器的繞線是或鼠籠式電動(dòng)相配，集減速器、電動(dòng)機(jī)、帶制動(dòng)器為一體，制動(dòng)器不需配電源，所配電機(jī)具有雙重功能接通電源即可旋轉(zhuǎn)，切斷電源后，電機(jī)本身即產(chǎn)生制動(dòng)力矩而制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)—減速器驅(qū)動(dòng)部件利用減速器機(jī)體直接固定在端梁或主梁的伸出支架上，主動(dòng)車輪利用其伸出軸端直接插入到驅(qū)動(dòng)部件減速器的低速空心軸內(nèi)。通過花鍵連接，靠力矩支承鉸保持平衡。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)中采用“三合一”驅(qū)動(dòng)部件，使機(jī)構(gòu)變得非常緊湊、自重輕、分組性好、裝配與更換方便，不受橋架起臺和小車架變形的影響，并由于驅(qū)動(dòng)部件不與走臺相連接，可以減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，而且可使走臺的構(gòu)造也大為簡化，但當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量增大時(shí)，懸臂受力復(fù)雜化。故大型起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，目前仍采用分組式分別驅(qū)動(dòng)，大車輪采用圓柱形踏面的雙輪緣車輪，小車車輪采用圓錐鼓形車輪。
1.4 發(fā)展趨勢
新的發(fā)展是動(dòng)態(tài)剛度計(jì)算，測試它的撓性變形，節(jié)省材料，整個(gè)結(jié)構(gòu)小，計(jì)算機(jī)控制吊車，攝像機(jī)攝像，計(jì)算機(jī)處理，用于惡劣的環(huán)境的場合，載荷限制器是限制起重機(jī)起吊極限載荷的一種安全裝置。稱量裝置是用來像是起重機(jī)吊物品具體重量的裝置。從橋架上講有正軌箱形梁和斜軌箱形梁兩種。從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上講，老式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是采用齒輪連接，新式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用的是梅花彈性聯(lián)軸器，直接與車輪聯(lián)接，中間加個(gè)方向聯(lián)軸節(jié)。從導(dǎo)出方式講，最早是排好架子，后期改為掛纜，直接有廠家生產(chǎn)出掛極式，導(dǎo)電部分不外漏。吊車比較好的操縱方式：如遙控吊車，人可以無線操縱起升高度過高，可直接地面操縱。LD型吊車遙控發(fā)展得較早。自動(dòng)取物裝置采用計(jì)算機(jī)控制，傳感器控制。設(shè)計(jì)采用CAD縮短設(shè)計(jì)周期。
1.4.1 國內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展有三大特征
(1) 改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，減輕自重
國內(nèi)橋式起重機(jī)多已經(jīng)采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此提高整機(jī)的技術(shù)性能和減輕自重，并在此前提下盡量采用新結(jié)構(gòu)。如5~50噸通用橋式起重機(jī)中采用半偏軌的主梁結(jié)構(gòu)。與正軌箱型相比，可減少或取消加筋板，減少結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省加工工時(shí)。
(2) 充分吸收利用國外先機(jī)技術(shù)
起重機(jī)大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用了德國Demang公司的“三合一”驅(qū)動(dòng)裝置，吊掛于端梁內(nèi)側(cè)，使其不受主梁下?lián)虾驼駝?dòng)的影響，提高了運(yùn)行機(jī)構(gòu)的性能和壽命，并使結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，安裝維修方便。
遙控起重機(jī)的需要量隨著生產(chǎn)發(fā)展業(yè)的壯大規(guī)模越來越大，寶鋼在考察國外鋼廠起重機(jī)之后，提出了大力發(fā)展遙控起重機(jī)的建議，以提高安全性，減少勞動(dòng)量。
(3) 向大型化發(fā)展
由于國家對能源工業(yè)的重視和資助，建造了許多大中型水電站，發(fā)電機(jī)組越來越大。特別是長江三峽的建設(shè)對大型起重機(jī)的需求量迅速提升。三峽電廠需要1200噸橋式起重機(jī)和2000噸大型塔式起重機(jī)。
1.4.2 國外橋式起重機(jī)發(fā)展四大特征
(1)簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，減輕自重，降低生產(chǎn)成本
法國Patain公司采用了一種以板材為基本構(gòu)件的小車架結(jié)構(gòu)，其重量輕，加工方便，實(shí)用于中、小噸位的起重。該結(jié)構(gòu)要求起升采用行星---圓錐齒輪減速器，小車架不直接與車架相連接，以此來降低對小車架的剛度，簡化小車架的結(jié)構(gòu)，減輕自負(fù)。Patain公司的起重機(jī)大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用三合一驅(qū)動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)比較緊湊，自重較輕，簡化了總體布置，此外，由于運(yùn)行機(jī)構(gòu)與起重機(jī)走臺沒有聯(lián)系，走臺的振動(dòng)也不會影響傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
(2)更新零部件，提高整機(jī)性能
法國Patain公司采用窄偏軌箱型梁作主梁，其高、寬比為4～3.5左右，大筋板間距為梁高的兩倍，不用小筋板，主梁與端梁的連接采用搭接的方式，使垂直力直接作用于端梁的上蓋板，由此可以降低端梁的高度，便于運(yùn)輸。
(3) 設(shè)備大型化
隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重機(jī)械設(shè)備的體積和重量越來越趨于大型化，起重量和吊運(yùn)幅度也有所增大，為節(jié)省生產(chǎn)和使用費(fèi)用，其服務(wù)場地和使用范圍也隨著增大。
1.4.3 機(jī)械化運(yùn)輸系統(tǒng)的組合應(yīng)用
國外一些大廠為了提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，把起重運(yùn)輸有機(jī)的結(jié)合在一起，構(gòu)成先進(jìn)的機(jī)械化運(yùn)輸系統(tǒng)。
2 工作條件及設(shè)計(jì)要求
為機(jī)修車間設(shè)計(jì)一臺LD型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)，具體要求如下：
⑴起重量：5噸
⑵起升高度：9米
⑶電動(dòng)葫蘆運(yùn)行速度：30m/min
⑷電動(dòng)葫蘆的起升速度：8 m/min
⑸葫蘆最大輪壓：Pmax=1900公斤（kg）
⑹葫蘆自重：G=500kg
⑺起重機(jī)跨度：16.5 m
⑻大車運(yùn)行速度：45m/min
⑼大車輪距：2.5m
⑽工作級別：M5
⑾工作環(huán)境：一般常溫
⑿使用壽命：10年
⒀操縱室操縱：G操=400公斤
2.1 型式及設(shè)計(jì)的構(gòu)造特點(diǎn)
LD型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)由橋梁、小車、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、電器設(shè)備構(gòu)成。橋架由一根主梁和兩根端梁用螺栓連接而成。電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)是一種有軌運(yùn)行的輕小型起重機(jī)。它適用于額定起重量為：1～5噸，適用跨度為7.5～22．5米，工作環(huán)境溫度在-25℃～40℃范圍內(nèi)，起重機(jī)的工作級別為A3～A5，LD型電動(dòng)橋式起重機(jī)是按中級工件類型設(shè)計(jì)和制造的。
本次設(shè)計(jì)的LD型電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)的主梁結(jié)構(gòu)式采用鋼板壓延成形的U形槽鋼，與工字鋼組焊成的箱形實(shí)腹梁。橫梁也是用鋼板壓延成U形槽鋼，在組焊成箱形封閉箱，為貯存，運(yùn)輸方便，在主梁與橫梁之間用M20的螺栓（45號鋼制）連接而成。大車運(yùn)行時(shí)靠兩臺錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)，通過齒輪減速裝置驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪實(shí)現(xiàn)的起升機(jī)構(gòu)與小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用CD1、MD1形成的電動(dòng)葫蘆。運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用分別驅(qū)動(dòng)形式制動(dòng)靠錐形轉(zhuǎn)子制動(dòng)的交流異步電機(jī)來完成。起重機(jī)主電源由廠房一側(cè)的角鋼或圓鋼滑觸線引入，電動(dòng)葫蘆由電纜供電。
電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)的外形如下圖1所示：
圖1 電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)
2.2 選擇電動(dòng)葫蘆的規(guī)格型號
電動(dòng)葫蘆的形式與參數(shù)，參見產(chǎn)品樣本，選用目前應(yīng)用得最多的CD1或者M(jìn)D1型。
CD1型和MD1型電動(dòng)葫蘆的起重量一般為0.5～10噸，起重高度為6～30m，起升速度為8 m/min，起重量為10t時(shí)為7 m/min。而MD1型電弧爐具有兩種起升速度，除常速外，還有0.8 m/min的慢速可滿足精密裝卸，砂箱合模等精細(xì)作業(yè)的要求。電動(dòng)葫蘆的總體結(jié)構(gòu)可分為起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)兩部分，起升機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速裝置、卷筒裝置以及吊鉤滑輪組等組成。
本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)小車采用CD1型5t電動(dòng)葫蘆，CD1型電動(dòng)葫蘆的主輔電機(jī)為帶錐形制動(dòng)器的錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)，電機(jī)和制動(dòng)器制成一體。使電動(dòng)葫蘆結(jié)構(gòu)緊湊、自重輕。據(jù)資料查得，電動(dòng)葫蘆型號CD15-9D,自重為500kg。
結(jié)果：選用CD15-9D。其設(shè)計(jì)計(jì)算見后面。
2.3 主梁設(shè)計(jì)計(jì)算
2.3.1 主梁斷面幾何特性
根據(jù)系列產(chǎn)品資料，粗布給出主梁的斷面尺寸如圖示：
圖2 主梁斷面尺寸
主梁跨中斷面圖
根據(jù)系列產(chǎn)品資料，查得28a普型工字鋼（GB706-65） 的尺寸參數(shù)：
h= 280mm b=122mm d=8.5mm
t=13.7mm F1=55.45 q=43.4公斤/m
主梁斷面面積
Jx=7114cm2 Jy=345cm2
F=0.5（l1-2×δ1）+2δ1×h1+2×δ2×l2+F1+δ×l3
=0.5×（40-2×0.5）+2×0.5×40+2×0.5×25.5+55.45+1×10.5
= 151cm2
主梁斷面水平形心軸x-x位置
y1=
式中：∑F1—主梁面的面積（cm2）.
∑F1 y1x-各部分面積對x-x′軸的距離（cm 3）
y1x-各部分面積形心至x′-x′軸的距離(cm)
則：y1=〔0.5×（40-2×0.5）×79.75+2×0.5×40×60+2×0.5×25.5×31.5+55.45×15+1×10.5×0.5〕÷151
=37cm
y2 =4cm
結(jié)果：F=151cm2
y1=37cm y2 =4cm
主梁斷面慣性矩
Jx=ΣJxi+ΣFi y1 2
=(39×0.5 3) ÷12+39×0.5×42.75 2+ 2×0.5×40 3÷12+2×0.5×40×23 2+（2×0.5×17.4 3）÷12cos47°+2×0.5×25.5×5.7 2+7114+55.45×22 2+(10.5×1 2) ÷12+10.5×1×36.5 2=111545
Jy=ΣJyi+ΣFi y1 2
=(0.5×39 3) ÷12+2×40×0.53÷12+2×0.5×40×19.752+2 ×0.5×193÷12sin47°+2×0.5×25.5×102+345+1×10.53÷12
=21849
結(jié)果：Jx=111545 Jy=21849
2.3.2 主梁強(qiáng)度的計(jì)算
根據(jù)這種起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)，可以不考慮水平慣性對主梁造成的應(yīng)力及其水平面內(nèi)在和對主梁的扭轉(zhuǎn)作用也可以忽略不計(jì)。該主梁的強(qiáng)度計(jì)算按第Ⅱ類載荷進(jìn)行組合，對活動(dòng)在和由于小車的論據(jù)很小，可近似的按集中載荷計(jì)算?？缰袛嗝鎻澢龖?yīng)力包括：梁的整體彎曲應(yīng)力和由小車；輪壓在工字鋼下翼緣引起的局部彎曲應(yīng)力兩部分，合成后進(jìn)行強(qiáng)度校核。 梁的整體彎曲在垂直平面內(nèi)按簡支梁計(jì)算，在水平面內(nèi)按剛度的框架計(jì)算：
圖3 簡支梁受力分析
垂直載荷在下翼緣引起的彎曲應(yīng)力
根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊》計(jì)算：
σx= 單位：公斤/厘米2
式中：P=ψⅡQ+KIIG葫
=5000×1.2+500×1.1
=6550
其中：Q-額定起重量,Q=5000公斤；
G葫-電動(dòng)葫蘆自重,G葫=500公斤；
ψⅡ-動(dòng)力系數(shù)，對于中級工作類型,ψⅡ=1.2；
kⅡ-沖擊系數(shù)，對于操縱室操縱時(shí) ,kⅡ=1.1；
y1-主梁下表面距斷面形心軸x-x的距離,y1=37厘米 ；
yx-主梁跨中斷面對x-x軸慣性力矩，yx=111545；
l-操縱室重心到支點(diǎn)的距離，l=100cm；
G操-操縱室的重量，G操=400公斤；
G葫 –電動(dòng)葫蘆的自重， G葫=500公斤；
q-橋架單位長度重量（公斤／米）；
q= 1000×F×γ+q′
=1000×0.0151×7.85+7.5=126kg／m
其中： F-主梁斷面面積，F(xiàn)=0.0151 m2
γ-材料比重，對鋼板，γ=7.85t／m2
q′-材料橫加筋板的重量所產(chǎn)生的均布載荷，q′=7.5 t／m；
所以：σx=37÷111545×〔(1.2×5000+1.1×500) ÷4×1650+1.1×400×100÷2+1.1×1.26×1650 2÷8〕
=1060公斤/厘米2
結(jié)果：σx=1060公斤／厘米
主梁工字鋼下翼局部彎曲計(jì)算
圖4 工字鋼下翼輪壓局部
計(jì)算輪壓作用點(diǎn)位置i及系數(shù)ζ
i=a+c-e
式中：i-輪壓作用點(diǎn)與腹板表面的距離（cm）；
c-輪緣同工字鋼翼緣邊緣之間的間隙，取c=0.4 cm； a==(12.2-0.85) ÷2=5.675cm
e=0.164R（cm）對普型工字鋼，翼緣表面斜度為.
R-為葫蘆定輪踏面曲率半徑，由機(jī)械手冊31.84查得R=17.5 cm
則： e=0.164×17.5=2.87 cm
所以：i=5.675＋0.4-2.87=3.205
ξ==3.205÷5.675=0.57
結(jié)果：i=3.205 ξ=0 .57
工字鋼下翼緣局部曲應(yīng)力計(jì)算：
圖5 主梁工字鋼
如上圖所示L點(diǎn)橫向（在xy平面內(nèi)），局部彎曲應(yīng)力σ1由下式 計(jì)算：
σx=±
式中：
a1-翼緣結(jié)構(gòu)形成系數(shù)，貼板補(bǔ)強(qiáng)時(shí)取a1=0.9；
k1-局部彎曲系數(shù)，由圖可得：k1=1.9
圖6 局部彎曲系數(shù)
其中：t-工字鋼翼緣平均厚度
δ-補(bǔ)強(qiáng)板厚度
t0=t+δ
δ=1 cm
t=1.37 cm
t02=（1.37+1）2=2.372=5.61 cm2
所以：σ1=±(0.9×1.9×1900÷5.61)=579公斤/厘米2
結(jié)果：σ1=579公斤／厘米2
如圖，1點(diǎn)縱向（在yz平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力為σ2由下式計(jì)算：
σ2=±
式中：k2由圖得：k2=0.6
所以：σ2==183公斤／厘米2
如圖中得α′點(diǎn)縱向（yz平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力為σ3，由下式計(jì)算：
σ3= ±
式中：
K3-局部彎曲系數(shù)，查圖得：k3=0.4
a2-翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù)，貼板補(bǔ)強(qiáng)時(shí)a2=1.5
所以：σ3=±（1.5×0.4×1900÷5.61）=203公斤／厘米2
主梁跨中斷面當(dāng)量應(yīng)力計(jì)算
圖中的1點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力為
σ當(dāng)=
=
=1077公斤／厘米2＜[σ]=1800公斤／厘米2
αˊ點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力為α當(dāng)αˊ，由下式計(jì)算：
α當(dāng)i=αx+α3=1060+203=1263公斤／厘米2
＜[σ]=1800公斤／厘米2
2.3.3剛度計(jì)算
垂直靜鋼度計(jì)算
f= ≤[f]=
式中：f-主梁垂直靜撓度（cm）
P-靜載荷（公斤）
P=Q+G=5000+500=5500公斤
L-跨度 L=1100厘米
E-材料彈性衡量，對3號鋼E=2.1×103×103公斤/厘米2
Jx-主梁斷面垂直慣性矩（）
Jx=111545
[f]-許用垂直靜撓度（cm），取[f]= 厘米
所以： f==2.2cm
[f]=1650÷700=2.36cm
f＜[f] 所以滿足要求結(jié)果
水平靜剛度計(jì)算
f水=≤[f水]=
式中: f水-主梁水平靜撓度，cm；
P′-水平慣性力，公斤；
P′==（5000+500）÷20=275公斤；
Jy-主梁斷面水平慣性矩；
Jy=21849 ；
[f水]-許用水平靜撓度，取[f水]= 厘米。
[f水]=1650÷200=0.825cm；
f水==0.56cm
f水＜[f水]==0.825厘米 滿足要求
注：系數(shù)的選取是按P慣=a平=(Q+G)/9.8×0.5≈(Q+G)
P慣-水平慣性力，公斤；
g-重力加速度，取g=9.8m/s2；
a平-起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的加速度，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪為總數(shù)的?時(shí)，取a=0.5 m/s2。
動(dòng)剛度計(jì)算
在垂直方向的自振周期：
T=2π≤[T] ＝0.3s
式中：T-自振周期（秒）
M-起重機(jī)和葫蘆的換重量，
M=(0.5qlk+G)
其中：g-重力加速度，g=980cm/s 2；
L-跨度， L=1650cm；
q-主梁均布載荷，q=1.26公斤/厘米；
G-電動(dòng)葫蘆的重量，G=500公斤。
所以：M=(0.5×1.26×1650＋500)=1.75公斤·秒2／厘米
K===5006公斤／厘米
則：T==0.1112秒
T＜[T]=0.3s
2.3.4 穩(wěn)定性計(jì)算
穩(wěn)定性計(jì)算包括主梁整體穩(wěn)定性計(jì)算和主梁腹板，受壓翼緣的局部 穩(wěn)定性計(jì)算:
(1) 主梁整體穩(wěn)定性
由于本產(chǎn)品主梁水平剛度比較大，故可不計(jì)算主梁的整體穩(wěn)定性。
(2) 主梁腹板的局部穩(wěn)定性
由于葫蘆小車的輪壓作用在主梁的受拉區(qū)，所以主梁腹板局部穩(wěn)定性不計(jì)算。
(3) 受壓翼緣板局部穩(wěn)定性
由于本產(chǎn)品主梁是冷壓形成的U形槽鋼，通過每隔一米艱巨的橫向加筋板及斜側(cè)板同工字鋼組焊成一體。U形槽鋼的兩圓角都 將大大加強(qiáng)上翼緣板穩(wěn)定性，所以受壓翼緣板局部穩(wěn)定性可不計(jì)算。
2.4 端梁設(shè)計(jì)計(jì)算
本產(chǎn)品的端梁結(jié)構(gòu)采用鋼板冷壓成U形槽鋼，在組焊成箱形端梁，見下圖，端梁通過車輪將主梁支承在軌道上，端梁同車輪的聯(lián)接形成是將車輪通過心軸安裝在端梁的腹板上。
圖7 端梁
2.4.1 輪距的確定
=～ 即k=(～)L
=(～) ×16.5
=2.357～3.3m
取k=2.5m=250厘米
2.4.2 端梁中央斷面幾何特性
(1) 斷面總面積
參數(shù)見中央斷面圖，則：
F=2×30×0.5+2×21×0.5+28.5×1=79.5cm
(2) 形心位置
(相對于z′-z′)則：
y1=(2×30×0.5×15+21×0.5×29.75+21×0.5×1.25+28.5×1×15.75) ÷79.5
=15.4cm
所以：y2=30-15.4=14.7cm
(相對于y′-y′)則：
z1=(30×0.5×22.75+30×0.5×1.25+28.5×1×0.5+2×21×0.5×12) ÷79.5
=7.9cm
所以：z2=23-z1=15.1cm
(3) 斷面慣性矩
Jx=2×1/12×0.5×30 3+2×30×0.5×0.4 2+1/12×1× 28.5 3+1×28.5×0.35 2+1/12×21×0.5 3+21×0.5×14.5 2+1/12×21×0.5 3+21×0.5×14.15 2
=8452.34
Jy=2×1/12×0.5×213+2×21×0.5×4.12+1/12×30×0.53+30×0.5×14.852+1/12×30×0.53+30×6.652×0.5+1/12×28.5×13+28.5×7.42
=6659.6
以上的計(jì)算公式均出自《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊》P146
平行移動(dòng)軸公式：Iz1=Iz+a2A
Iz=
(4) 斷面模數(shù)
Wx=Jx/y1=8452.34÷15.4=751cm3
Wy=Jy/Z2=6659.6÷15.1=441cm3
2.5 起重機(jī)最大輪壓
一般的單梁橋式起重機(jī)是由四個(gè)車輪支承的，起重載荷通過這些支承點(diǎn)傳到軌道道上。
2.5.1起重機(jī)支座及作用
起重機(jī)支座反力作用見下圖：
圖8 起重機(jī)支反力作用
2.5.2 起重機(jī)最大輪壓的計(jì)算
帶額定載荷小車分別移到左、右兩端極限位置時(shí)，按第Ⅱ類載荷計(jì)算最大輪壓。
（1）操縱室操縱，當(dāng)載荷移到左端極限位置時(shí)，各車輪輪壓
Na= ·(1+ )+++ KⅡG輪主+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nb=·(1-)+++ KⅡG輪主+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nc=·(1-)+++ KⅡG輪從+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nd=·(1+ )+++ KⅡG輪從+
KⅡG驅(qū)+ ·
式中：Q-額定起重量，Q=5000公斤；
G-電葫蘆重量，G=500公斤；
KⅡ-沖擊系數(shù)，對有操縱室的單梁吊取kⅡ=1.1；
ψⅡ-動(dòng)力系數(shù)，對中級工作類型單梁吊取ψⅡ=1.2；
G端-端梁重，G端=165kg；
G輪主-主動(dòng)輪裝置重，G輪主=65.5；
G輪從-從動(dòng)輪裝置重，G輪從=46公斤；
G驅(qū)-驅(qū)動(dòng)裝置，G驅(qū)=497公斤；
G操-操縱室重量，G操=400公斤；
q-主梁單位長度的重量.q=126公斤/m=1.26公斤/cm；
L-跨度，L=1650厘米；
k-輪距，k=250cm；
L2=694cm，L1=740cm；
Ki=25cm，l=100cm；
s1=841.5cm s2=1310cm 均出自《起重機(jī)計(jì)算實(shí)例》。
所以：
Na=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×740÷1650)+1.1× 1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1650-100）÷1650×25÷250
=3936公斤
=3936N
Nb=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×465.85÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.149+ 1.1×400×100 ÷1650×25÷250
= 169+571+91+72+54+2.7
=960公斤
=9600N
Nc=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×740÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1650×(250-25)÷200
=906公斤
=9060N
Nd=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×740÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1650-100）÷1650×(250-25)÷250
= 3024+381+85+51+350
=4192公斤
=41920N
⑵ 操縱室操縱
當(dāng)載荷移到右端極限位置時(shí)各車車輪輪壓：
Na= ·(1- )+++ KⅡG輪主+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nb=·(1+ )+++ KⅡG輪主+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nc=·(1+ )+++ KⅡG輪從+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nd=·(1- )+++ KⅡG輪從+ KⅡG驅(qū)+ ·
式中：l2=694cm
所以：Na=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1650-100）÷1650×25÷250
=1089公斤
=10890N
Nb=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1650×25÷250
=3805公斤
=38050N
Nc=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1100×(250-25)÷250
=3752公斤
=37520N
Nd=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1650-100）÷1650×(250-25)÷250
=1345公斤
=13450N
當(dāng)起重機(jī)滿載時(shí)，無論在左端或右端
NA=ND NB≈NC
都相差不大，因此，計(jì)算均通過。
⑶ 當(dāng)起重機(jī)空載時(shí)
a.操縱室操縱起重機(jī)各輪的輪壓（運(yùn)行到左側(cè)時(shí)）
Na空= ·(1+ )+++ KⅡG輪主+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nb空=·(1-)+++ KⅡG輪主+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nc空=·(1-)+++ KⅡG輪從+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nd空=·(1+ )+++ KⅡG輪從+ KⅡG驅(qū)+ ·
式中的各參數(shù)與前面所表示的一樣
則：Na空=1.1×500÷4×(1+2×740÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1650-100）÷1650×25÷250
=261+571+91+72+54+41
=1090公斤
=10900N
Nb空=1.1×500÷4×(1-2×740÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1650×25÷250
= 14+571+91+72+54+3
=805公斤
=8050N
Nc空=1.1×500÷4×(1-2×740÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1650×(250-25)÷250
= 14+571+91+51+24
=751公斤
=7510N
Nd空=1.1×500÷4×(1+2×740÷1650)+1.1×1.26×
1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1650-100）÷1650×(250-25)÷250
= 261+571+91+51+372
=1346公斤
=13460N
（4）操縱室操縱，空載時(shí)移到右端極限位置時(shí)，各車輪的輪壓：
Na空= ·(1- )+++ KⅡG輪主+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nb空=·(1+ )+++ KⅡG輪主+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nc空=·(1+ )+++ KⅡG輪從+ KⅡG驅(qū)+ ·
Nd空=·(1- )+++ KⅡG輪從+ KⅡG驅(qū)+ ·
所以：Na空=1.1×500÷4×(1-2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1650-100）÷1650×25÷250
=22+571+91+72+54+41
=851公斤
=8510N
Nb空=1.1×500÷4×(1+2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1650×25÷250
= 253+571+91+72+54+3
=1044公斤=10440N
Nc空=1.1×500÷4×(1+2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1650×(250-25)÷250
= 253+571+91+51+24
=990公斤
=9900N
Nd空=1.1×500÷4×(1-2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×46+1.1×400×（1650-100）÷1650×(250-25)÷250
= 22+571+91+51+372
=1107公斤
=11070N
所以，電動(dòng)單梁橋式愛中級對操縱室操作滿載時(shí)，它的最大輪壓是當(dāng)載荷移到左端極限位置時(shí)的從動(dòng)輪D上，即：ND為最大輪壓Nmax=4192公斤=41920N.Nmin為最小輪壓，出現(xiàn)在當(dāng)起重機(jī)空載時(shí)，電動(dòng)葫蘆移到左側(cè)時(shí)B輪上的輪壓，即Nmin=NB空=805公斤=8050N
2.6 最大歪斜側(cè)向力
起重機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于各種原因會出現(xiàn)跑偏、歪斜現(xiàn)象。此時(shí)，車輪輪緣與軌道側(cè)面的接觸，并產(chǎn)生運(yùn)行方向垂直的側(cè)向力s.
圖9 橋架簡圖
由上圖所示：當(dāng)載荷移到左端極限位置時(shí)，操縱室操縱時(shí)最大輪壓為ND=3891公斤，并認(rèn)為NA≈ND,這時(shí)的最大歪斜側(cè)向力為：
SD=λ·N
式中：N-最大輪壓 ,N=4192公斤；
λ-測壓系數(shù)。
對于輪距同跨度的比例關(guān)系在
之間，可取λ=0.1 。
當(dāng)載荷移到右端極限位置時(shí)，操縱室操縱最大輪壓為3805公斤，這時(shí)最大歪斜側(cè)向力為：
2.7 端梁中央斷面合成應(yīng)力
由于操縱室連接架加強(qiáng)了操縱室側(cè)端梁的強(qiáng)度，所以最大側(cè)向力考慮當(dāng)載荷右移到極限位置時(shí)最大側(cè)向力在B輪上。
式中：K-輪距，K=250cm；
—斷面模數(shù)，，；
〔σ〕-許用應(yīng)力，由于端梁受力復(fù)雜，一般只計(jì)算垂直載荷和歪斜側(cè)向力，所以許用應(yīng)力3號鋼取〔σ〕≤1400公斤／cm2；
σ=3805×250÷(2×549)+380.5×250÷(2×441)=974公斤/厘米2
所以σ＜[σ]=1400公斤/厘米2.安全
2.8 車輪軸對端梁腹板的擠壓應(yīng)力
車輪軸對端梁腹板的擠壓應(yīng)力為σ擠
σ擠==≤〔σ擠〕
式中—操縱室操縱時(shí)，起重機(jī)最大輪壓，當(dāng)載荷小車移到左端極限位置時(shí)，最大輪壓在D輪上，即=4192公斤；
—端梁腹板軸孔直徑，=7cm;
—端梁支撐腹板厚，=1.5cm
〔σ擠〕—許用壓應(yīng)力，對3號鋼取〔σ擠〕=1150公斤/ cm2
所以σ擠 =4192÷（2×7×1.5）=200公斤/厘米2
＜〔σ擠〕=1150公斤/ cm2，安全
2.9 主、端梁連接計(jì)算
2.9.1 主、端梁連接形成及受力分析
本產(chǎn)品的主、端梁連接是采用螺栓和減載凸緣那你結(jié)構(gòu)的形式，如圖所示，主梁兩端同端梁之間各用六個(gè)M20螺栓(45號鋼)連接。
圖10 主、端梁連接
受力分析：這種連接形式，可以為在主、端梁之間，垂直載荷由凸