0005-10t橋式起重機(jī)總體設(shè)計(jì),10,橋式起重機(jī),總體,整體,設(shè)計(jì) 目 錄 目 錄 I 序 言 1 第1章 橋式起重機(jī)的概述 2 1.1 橋式起重機(jī)分類及工作特點(diǎn) 2 1.2 橋式起重機(jī)的用途 4 1.3 橋式起重機(jī)的基本參數(shù) 5 1.4 橋式起重機(jī)主要零部件 6 1.4.1吊鉤 6 1.4.2鋼絲繩 8 1.4.3 滑輪和滑輪組 10 1.4.4 滑輪組類型及選配原則 11 1.5滑輪組及其滑輪組的倍率 12 1.6 卷筒 13 1.7 位置限位器 13 1.8 緩沖器 14 1.9橋式起重機(jī)發(fā)展概述 15 1.9.1 國(guó)內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展動(dòng)向 15 第2章 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 2.1大車運(yùn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思路及要求 17 2.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案的確定 17 2.3 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置時(shí)要注意的問題 18 2.4 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 18 2.4.1 大車運(yùn)行結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)方案 19 2.5輪壓計(jì)算及強(qiáng)度驗(yàn)算 20 2.5.1計(jì)算大車的最大輪壓和最小輪壓： 20 2.5.2 強(qiáng)度計(jì)算及校核 21 2.6 運(yùn)行阻力計(jì)算 23 2.7 選擇電動(dòng)機(jī) 24 2.8 減速器的選擇 25 2.9 驗(yàn)算運(yùn)行速度及實(shí)際功率 25 2.10 驗(yàn)算啟動(dòng)時(shí)間 26 2.11 起動(dòng)工況下校核減速器功率 28 2.12 驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件 28 2.13 選擇制動(dòng)器 31 2.14 選擇聯(lián)軸器 32 2.15 低速浮動(dòng)軸的驗(yàn)算 32 2.16 緩沖器的選擇 34 第3章 起升小車的計(jì)算 36 3.1 確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案 36 3.2小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 37 3.3選擇車輪與軌道并驗(yàn)算起強(qiáng)度 37 3.4運(yùn)行阻力計(jì)算 39 3.5 選電動(dòng)機(jī) 40 3.6 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 41 3.7 選擇減速器 41 3.8 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 42 3.9驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 42 3.10 按起動(dòng)工況校核減速器功率 43 3.11 驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件 44 3.12 選擇制動(dòng)器 45 3.13 選擇高速軸聯(lián)軸器及制動(dòng)輪 45 3.14 驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度 47 3.15 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù) 48 3.16 鋼絲繩的選擇 49 3.17 滑輪、卷筒的計(jì)算 51 3.18 根據(jù)靜功率初選電動(dòng)機(jī) 52 3.19 減速器的選擇 53 3.20 制動(dòng)器的選擇 54 3.21 啟動(dòng)時(shí)間及啟動(dòng)平均加速度的驗(yàn)算 54 3.22 聯(lián)軸器的選擇 55 第4章 橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 57 4.1 橋架的結(jié)構(gòu)形式 57 4.1.1 箱形雙梁橋架的構(gòu)成 57 4.1.2 箱形雙梁橋架的選材 57 4.2 橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 58 4.2.1 主要尺寸的確定 58 4.2.2 主梁的計(jì)算 60 4.3 端梁的計(jì)算 66 4.4 端梁的尺寸的確定 70 4.4.1 端梁總體的尺寸 70 4.4.2端梁的截面尺寸 70 第5章 端梁接頭的設(shè)計(jì) 72 5.1 端梁接頭的確定及計(jì)算 72 5.1.1 腹板和下蓋板螺栓受力計(jì)算 73 5.1.2 上蓋板和腹板角鋼的連接焊縫受力計(jì)算 74 5.2 計(jì)算螺栓和焊縫的強(qiáng)度 75 5.2.1 螺栓的強(qiáng)度校核 75 5.2.2 焊縫的強(qiáng)度校核 76 第6章 焊接工藝設(shè)計(jì) 78 參考文獻(xiàn) 81 致 謝 82 83 序 言 橋式起重機(jī)是橫架于車間和 料場(chǎng)上空進(jìn)行物料調(diào)運(yùn)的起重設(shè)備。由于它兩端坐落在高大的水泥柱或金屬架上，形狀似橋，所以俗稱“天車”。橋式起重機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)和起重運(yùn)輸中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動(dòng)化的重要工具與設(shè)備，可減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，可大大提高生產(chǎn)率。橋式起重機(jī)在工礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵 路交通、港口碼頭以及物流周轉(zhuǎn)等部門和場(chǎng)所應(yīng)用的最為廣泛，是人們生產(chǎn)生活不可或缺的一種設(shè)備。 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，橋式起重機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及自動(dòng)化程度上相繼出現(xiàn)了一些新的變化和新的特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)上，國(guó)內(nèi)起重設(shè)備已采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高起重機(jī)的機(jī)械性能，在起重質(zhì)量方面逐步向大型化發(fā)展，大型橋式起重機(jī)正在鋼鐵、水利、發(fā)電等行業(yè)不斷出現(xiàn)，令人世人矚目的三峽發(fā)電廠安裝了兩臺(tái)1200T/125T的橋式起重機(jī)，2007年9月，起重量達(dá)2萬噸的橋式起重機(jī)在山東煙臺(tái)佛士船廠投入使用，它標(biāo)志這我國(guó)起重機(jī)行業(yè)以達(dá)到世界先進(jìn)水平。 總之，隨著科技的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各種先進(jìn)的電氣控制和機(jī)械技術(shù)正逐步應(yīng)用到起重機(jī)上，起重機(jī)的自動(dòng)化程度越來越高，結(jié)構(gòu)日趨簡(jiǎn)單，性能愈加可靠，起重量越來越大，品種也越來越全。 對(duì)于起重量大、跨距大的起重設(shè)備多采用箱型雙梁式，箱型雙梁橋式起重機(jī)有一個(gè)由兩根箱型主梁和兩根橫向端梁構(gòu)成的雙梁橋架，在橋架上運(yùn)行小車，可起吊和水平搬運(yùn)各類物件。它適用于機(jī)械加工和裝配車間、倉(cāng)庫(kù)和料場(chǎng)等場(chǎng)所。 箱型雙梁結(jié)構(gòu)具有加工零件少、工藝性好、通用性好及安裝檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而在生產(chǎn)中廣泛使用。 第1章 橋式起重機(jī)的概述 橋式起重機(jī)是橋架型起重機(jī)的一種，主要依靠起升機(jī)構(gòu)和在水平面內(nèi)的兩個(gè)相互垂直方向移動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，能在矩形場(chǎng)地及其上空作業(yè)，是工礦企業(yè)廣泛使用的一種其中運(yùn)輸機(jī)械。它具有承載能力大、工作可靠性高、制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。 橋式起重機(jī)一般有大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的橋架、起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起重小車、電氣設(shè)備、司機(jī)室等機(jī)構(gòu)組成，外形像一個(gè)兩端支撐在平行的兩條架空軌道上平移運(yùn)行的單跨平板橋。起升機(jī)構(gòu)用來垂直升降物品，起重小車用來帶著載荷作橫向移動(dòng)，以達(dá)到在跨度內(nèi)和規(guī)定高度內(nèi)組成三維空間里做搬運(yùn)和裝卸貨物用。 橋式起重機(jī)是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道運(yùn)行式起重機(jī)，其額定起重量從及噸到幾百噸。最基本的形式是通用吊鉤橋式起重機(jī)，其他形式的橋式起重機(jī)都是在通用吊鉤橋式起重機(jī)的基礎(chǔ)上派生發(fā)展出來的。 1.1 橋式起重機(jī)分類及工作特點(diǎn) 橋式起重機(jī)的外觀像一條金屬的橋梁，所以人們稱它為橋式起重機(jī)。橋式起重機(jī)俗稱“天車”、“行車”。橋式起重機(jī)一般由裝有起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的橋架，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，操縱室，小車導(dǎo)電裝置，起重機(jī)總電源導(dǎo)電裝置組成。 橋式起重機(jī)是在固定的跨間內(nèi)裝卸和搬運(yùn)物料的機(jī)械設(shè)備，被廣泛用于車間、倉(cāng)庫(kù)或者露天場(chǎng)地。 1.橋式起重機(jī)的分類 隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，橋式起重機(jī)的種類越來越多，根據(jù)使用吊具不同，可分為吊鉤式起重機(jī)，抓斗式起重機(jī)和電磁吸盤式起重機(jī)，根據(jù)用途不同，可分為通用橋式起重機(jī)、冶金專用橋式水電站用橋式起重機(jī)、大起升高度橋式起重機(jī)等。 按主梁結(jié)構(gòu)形式可分為：箱型結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)、桁架結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)、管型結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)。還有型鋼和鋼板制成的簡(jiǎn)單截面梁的起重機(jī)，稱為梁式起重機(jī)。 2.橋式起重機(jī)的工作特點(diǎn) 起重機(jī)是以間隙、周期的工作方式，通過起重吊鉤或其他取物裝置的起升或起升加移動(dòng)重物的機(jī)械設(shè)備。 綜合起重機(jī)械的工作特點(diǎn)，，從安全技術(shù)角度分析，可概括如下： （1）其中機(jī)械通常結(jié)構(gòu)龐大，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，能完成一個(gè)起升運(yùn)動(dòng)、一個(gè)或幾個(gè)水平運(yùn)動(dòng)。例如，橋式起重機(jī)能完成起升呢個(gè)、大車運(yùn)行和小車運(yùn)行3個(gè)運(yùn)動(dòng)。在作業(yè)過程中，常常是幾個(gè)不同方向的運(yùn)動(dòng)同時(shí)操作，技術(shù)難度較大。 （2）所吊運(yùn)的重物多種多樣，載荷是變化的。有的重物重達(dá)幾百噸乃至上前噸，有的物體長(zhǎng)達(dá)幾十米，形狀也很不規(guī)則，有散粒、熱融狀態(tài)、易燃易爆危險(xiǎn)品等，吊運(yùn)過程復(fù)雜而危險(xiǎn)。 （3）橋式起重機(jī)需要在較大的空間范圍內(nèi)運(yùn)行，要裝設(shè)軌道和車輪，活動(dòng)空間較大，一旦造成事故其影響的范圍也較大。 暴露、活動(dòng)的零部件較多，且常與吊運(yùn)作業(yè)人員直接接觸（如吊鉤、鋼絲繩等），潛在許多偶發(fā)的危險(xiǎn)因素。 （4）作業(yè)環(huán)境復(fù)雜。從大型鋼鐵、冶金、石化企業(yè)到現(xiàn)代化港口、建筑工地、鐵路樞紐等，都有橋式起重機(jī)機(jī)械在運(yùn)行；作業(yè)場(chǎng)所常常會(huì)遇有高溫、高壓、易燃易爆、輸電線路、強(qiáng)磁等危險(xiǎn)因素，對(duì)設(shè)備和作業(yè)人員形成威脅。 （5）作業(yè)中常常需要多人配合，共同進(jìn)行。一個(gè)操作，要求指揮、困扎。駕駛等作業(yè)人員配合熟練、動(dòng)作協(xié)調(diào)、互相照應(yīng)。作業(yè)人員應(yīng)有處理現(xiàn)場(chǎng)緊急情況的能力。多個(gè)作業(yè)人員之間的密切配合。通常存在較大的難度。 （6）起重機(jī)的上述工作特點(diǎn)，決定了他與安全生產(chǎn)的關(guān)系重大。如果對(duì)起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造、安裝使用和維修等環(huán)節(jié)上稍有疏忽，就有可能造成傷亡或設(shè)備事故。一方面造成人員的傷亡，另一方面也會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。 1.2 橋式起重機(jī)的用途 橋式起重機(jī)的用途和使用范圍很廣。它廣泛應(yīng)用在工業(yè)企業(yè)、港口車站、倉(cāng)庫(kù)料場(chǎng)、水電站等國(guó)民經(jīng)濟(jì)個(gè)部門。在冶金企業(yè)中，從原料進(jìn)廠、冶煉軋制到產(chǎn)品出廠都需要大量的橋式起重機(jī)、加料起重機(jī)、鑄造起重機(jī)等，如一個(gè)300噸轉(zhuǎn)爐煉鋼車間所需起重機(jī)有幾十臺(tái)。一個(gè)大型冶金聯(lián)合企業(yè)用有數(shù)百臺(tái)之多的各種類型起重機(jī)。在港口碼頭上，船舶貨物的裝卸及搬運(yùn)作業(yè)，主要依靠各種起重機(jī)來完成。在一個(gè)年吐量為1500多萬噸的貨物港口，就約100多臺(tái)各種起重機(jī)，其中，橋式起重機(jī)占有相當(dāng)大的比例，在電力工業(yè)中，各種水火電站和核電站就需要大起重量的橋式起重機(jī)。在機(jī)械制造業(yè)中，企業(yè)車間內(nèi)部、露天場(chǎng)地、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)合大量應(yīng)用著各種橋式起重機(jī)。 不同類型的橋式起重機(jī)所搬運(yùn)的物料不同：吊鉤起重機(jī)搬運(yùn)各種成件物品；抓斗起重機(jī)搬運(yùn)各種散粒物品，如煤、焦炭、砂等；電磁起重機(jī)搬運(yùn)導(dǎo)磁的金屬材料，如型鋼、鋼板、廢鋼等；兩用起重機(jī)是為了生產(chǎn)效率，在一臺(tái)小車上裝有可換的吊鉤和抓斗或者電磁吸盤和抓斗，但每一個(gè)工作循環(huán)只能使用其中的一種取物裝置，可運(yùn)送成件、散粒物品或者到此的金屬材料，但每次搬運(yùn)物品時(shí)，只能使用其中一種；防爆起重機(jī)用于搬運(yùn)有易爆氣體或有易爆介質(zhì)的車間、庫(kù)房等場(chǎng)所的成件物品，起重機(jī)上的電氣設(shè)備和有關(guān)裝置具有防爆特性，以免發(fā)生火花；絕緣起重機(jī)用于搬運(yùn)電解車間的各種成件物品，起重機(jī)上有關(guān)部分具有可靠的絕緣裝置，保證安全操作。 1.3 橋式起重機(jī)的基本參數(shù) 橋式起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)是橋式起重機(jī)工作性能的指標(biāo)。橋式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)包括：起重量、跨度、起升高度、各機(jī)構(gòu)的工作速度以及工作級(jí)別等，為了保證橋式起重機(jī)的合理使用、安全運(yùn)行和防止事故的發(fā)生，橋式起重機(jī)司機(jī)必須掌握橋式起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)。 主要參數(shù)： 1. 起重量 起重量是指被起升重物的質(zhì)量，用G表示。 （1）額定起重量 起重機(jī)所允許吊起的最大重物或者物料的質(zhì)量稱為額定起重量，用Cn表示，單位用噸（t）,額定起重量不包括吊鉤、吊環(huán)之類吊具的質(zhì)量，但包括抓斗、電磁盤、盛鋼桶、料罐之類可分吊具的質(zhì)量。 （2）總起重量 起重機(jī)能吊起的重物或物料，連同可分吊具和長(zhǎng)期固定在起重機(jī)上的吊具或?qū)倬撸òǖ蹉^、滑輪組、起重鋼絲繩…….）等質(zhì)量總和，總起重用Gt表示。 2. 跨度和軌距 橋式起重機(jī)的大車運(yùn)行軌道中心線之間的距離稱為橋式起重機(jī)的跨度，用L表示，單位為m。橋式起重機(jī)的小車運(yùn)行軌道兩條鋼軌中心線之間的距離為小車軌距，用t表示，單位為m,跨度依廠房的而定。 3. 起升高度 起升高度是橋式起重機(jī)取物裝置上下移動(dòng)極限位置之間的距離，用H表示，單位為m。下極限位置通常以工作場(chǎng)地的地面為準(zhǔn)，上極限的位置，使用吊鉤時(shí)以鉤口中心為準(zhǔn)，使用抓斗時(shí)以抓斗最低點(diǎn)為準(zhǔn)。 4. 工作速度 工作速度是指起重機(jī)個(gè)機(jī)構(gòu)（起升、運(yùn)行）的運(yùn)行速度，其中：額定起升速度是指起升機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下，取物裝置的上升速度；小車額定運(yùn)行速度是指小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下的小車運(yùn)行速度；大車額定運(yùn)行速度是指大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下的運(yùn)行速度。各類速度用v表示，單位為m/min。橋式起重機(jī)的工作速度根據(jù)工作要求而定：一般用途的橋式起重機(jī)采用中等的工作速度，這樣可以使驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率不致過大；安裝工作有時(shí)就要求很低的工作速度；吊運(yùn)輕件，要求提高生產(chǎn)效率，可取較高的工作速度?。坏踹\(yùn)重件，要求工作平穩(wěn)，作業(yè)效率不是主要矛盾，可取較低的工作速度。 5. 起重機(jī)的總質(zhì)量G 包括燃料、油液、潤(rùn)滑劑和水等在內(nèi)的起重量各部分質(zhì)量的總和，單位用t表示。 6. 外形尺寸 外形尺寸指起重機(jī)長(zhǎng)、寬、高的的尺寸，單位用m表示。 1.4 橋式起重機(jī)主要零部件 1.4.1吊鉤 吊鉤是吊裝作業(yè)中最常用的取物裝置，是各類起重機(jī)，也是常用吊索、起重工具、專用吊具上的重要組成部分。根據(jù)制造方式，吊鉤可分為鍛造鉤和板式鉤，鍛造鉤一般應(yīng)用GB699—1988中規(guī)定的20號(hào)鋼，經(jīng)過鍛造和沖壓、退火處理，再進(jìn)行機(jī)械加工而成。熱處理后要求表面硬度為95-135HB。鍛造可以制成單鉤和雙鉤，單鉤主要用在70噸以下的起重機(jī)上，雙鉤用在50-100噸的起重機(jī)上。板式鉤一般用在起重量較大的起重機(jī)上，板式鉤有厚度為30mm成型板片重疊鉚合而成。板式鉤上有護(hù)板，板式鉤一般應(yīng)用GB700-1988《普通碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條例》中規(guī)定的Q235A、Q235B或GB1519-1988《低合金結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件》中規(guī)定的16Mn鋼，軌制鋼制成。板式鉤由于其板片不可能同時(shí)斷裂，所以可靠性好，修理方便。但是板式鉤的斷面形狀只能制成矩形，因此鉤體的材料不能充分利用。板式鉤也分單鉤和雙鉤兩種。單鉤多用于鑄造起重機(jī)上。吊鉤鉤身的斷面形狀有圓形、矩形、梯形和T字形等， 吊鉤的安全使用規(guī)范： （1）新吊鉤在投入使用前，應(yīng)進(jìn)行檢查，應(yīng)有制造廠的制造合格證，否則不準(zhǔn)投入使用，新吊鉤的開口度要進(jìn)行測(cè)量并符合規(guī)定。 （2）新鉤應(yīng)做負(fù)荷試驗(yàn)，其檢驗(yàn)荷載按起重量的不同而不同，并且測(cè)量鉤口開度不應(yīng)超過原開度的0.25%。 （3）對(duì)吊鉤三個(gè)危險(xiǎn)斷面應(yīng)用火油清洗，用放大鏡看有無裂紋；對(duì)板式鉤應(yīng)檢查其襯套、銷子磨損情況。 （4）在起重吊裝作業(yè)中使用的吊鉤，其表面要光滑，不能有剝裂、刻痕、銳角、接縫和裂紋等缺陷。 （5）吊鉤在使用過程中，應(yīng)進(jìn)行定期檢查，主要檢查是否有變形、裂紋、磨損、腐蝕等現(xiàn)象，并應(yīng)做好記錄。 （6）吊鉤不準(zhǔn)超負(fù)荷作業(yè)，吊鉤不得補(bǔ)焊，且吊鉤上應(yīng)裝有防止脫鉤的安全裝置。 （7）吊鉤停止使用時(shí)，應(yīng)對(duì)其它進(jìn)行仔細(xì)的清洗、除銹，上好防銹油放在通風(fēng)干燥的地方。 1.4.2鋼絲繩 鋼絲繩是由高強(qiáng)度碳素鋼絲圍繞繩芯繞捻而成的，被廣泛應(yīng)用于起重作業(yè)。其中吊運(yùn)用鋼絲繩通常指起重滑車組使用的起重或牽引繩、立扒桿用的綁扎繩和纜風(fēng)繩及吊具索具使用的鋼絲繩。其有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）重量輕、強(qiáng)度高、能承受沖擊載荷。 （2）撓性較高，使用靈活。 （3）鋼絲繩磨損后，外表會(huì)產(chǎn)生許多毛刺，易于檢查。破段前有斷絲預(yù)兆，其整根鋼絲繩不會(huì)立即斷裂。 （4）其中作業(yè)用鋼絲繩成本低。 主要缺點(diǎn)剛性大，不易彎曲。起重作業(yè)選用的鋼絲繩一般為點(diǎn)接觸類型，如果配用的滑輪直徑過小或直角彎折，鋼絲繩易受損壞且影響安全使用和縮短使用壽命。 鋼絲繩的種類 1. 根據(jù)鋼絲繩的捻向分類 （1）交互捻鋼絲繩 繩與股的捻向相反，這是常用的鋼絲繩，由于繩與股的自行松捻趨勢(shì)相反，互相抵消，沒有扭轉(zhuǎn)打結(jié)的趨勢(shì)，使用方便。根據(jù)繩的捻向，又分別有右捻和左捻繩。起重機(jī)多用右捻鋼絲繩。 （2）同向捻鋼絲繩 繩與股的捻向相同，在自行松捻和扭轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，容易打結(jié)。由于其撓性較好。通常用于具有剛性的導(dǎo)軌的牽引。近來在制造工藝中采用預(yù)變形方法，成繩后消除了自行松散扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。這種繩又稱為不松散繩。 （3）混合捻鋼絲繩 有半數(shù)股左旋，另半數(shù)股右旋。這種鋼絲繩應(yīng)用較少。 2.根據(jù)繩股的構(gòu)造分類 （1）點(diǎn)接觸繩 繩股中各層鋼絲繩直徑相同，股中相鄰各層鋼絲的捻距不等，相互交叉，在交叉點(diǎn)上接觸，因此，點(diǎn)接觸繩易于磨損，壽命低。 （2）線接觸繩 繩股中各層鋼絲的捻距相等，外層鋼絲位于里層鋼絲之間的溝槽里，內(nèi)外層鋼絲相互接觸在一條螺旋線上，改變了接觸，增長(zhǎng)了壽命，增加了撓性。相同直徑的鋼絲繩，線接觸型比點(diǎn)接觸型的金屬斷面面積大，因而承載能力大。 （3）面接觸繩 股與股之間成面接觸，制作工藝復(fù)雜，多用于纜索起重機(jī)和架空索道的支承纜索。 3.根據(jù)繩芯分類 按繩芯的不同有麻芯、棉紗芯、石棉芯和軟鋼芯，其中帶浸油麻芯及棉紗芯、的鋼絲繩，比較溫軟，容易彎曲，芯中含油可經(jīng)常潤(rùn)滑鋼絲，但不耐高溫高壓；帶石棉芯的鋼絲繩能耐高溫；帶軟鋼芯的鋼絲繩能耐高溫高壓，但芯硬不易彎曲。使用要根據(jù)具體條件選用。 1. 根據(jù)繩股數(shù)和每股中鋼絲繩數(shù)量分類 按繩股數(shù)和每股中鋼絲繩數(shù)量不同表示，例如常用普通結(jié)構(gòu)鋼鋼絲繩中分為6、77、619、637、661等種類（前者數(shù)字表示股數(shù)，后者數(shù)字表示每股絲數(shù)）。 鋼絲繩中鋼絲越細(xì)越不耐磨，但比較柔軟，彈性較好，鋼絲繩月粗越耐磨，但比較硬不易彎曲，故應(yīng)視用途不同而選用。在滾筒直徑較大且磨損厲害處，如索道牽引、斜井卷?yè)P(yáng)可用鋼絲較粗的67、619鋼絲繩；彎曲較多，滾筒直徑較小如穿掛滑車組、絞車絞磨、懸吊構(gòu)件、綁扎扒桿等應(yīng)用鋼絲較細(xì)的637以及661鋼絲繩。 4. 鋼絲繩選用注意事項(xiàng)： （1）鋼絲繩的規(guī)格，應(yīng)根據(jù)不同的用途來選擇。如作起吊重物或穿繞滑輪用的鋼絲繩，可選擇637或者661規(guī)格的鋼絲繩；作纜風(fēng)繩或牽引繩，可選擇619規(guī)格的鋼絲繩。 （2）鋼絲繩應(yīng)優(yōu)先選用6股線接觸交繞繩，且鋼絲繩的直徑應(yīng)根據(jù)所要承受載荷的大小及鋼絲繩的許用拉力來選擇，在有腐蝕性的環(huán)境中工作時(shí)，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。 （3）起重機(jī)用張緊繩、牽引繩應(yīng)選用順繞繩，在需要有耐酸要求的場(chǎng)合應(yīng)選用鍍鉛鋼絲繩，在高溫環(huán)境中工作的起重機(jī)應(yīng)選用具有特級(jí)韌性石棉芯鋼絲繩或具有鋼芯的鋼絲繩， 1.4.3 滑輪和滑輪組 起重滑輪是利用杠桿原理制成的一種簡(jiǎn)單機(jī)械，它能借助起重機(jī)繩索的作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以改變作用李的方向。在實(shí)際中，為了擴(kuò)大滑輪的效用，往往把一定數(shù)量的動(dòng)滑輪和一定數(shù)量的定滑輪組合起來使用，組成滑輪組，她經(jīng)常配合卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行吊裝、搬運(yùn)等工作，是重要的吊裝、搬運(yùn)工具。 滑輪的構(gòu)造與用途 1.滑輪有輪轂、輪輻、加強(qiáng)筋、繩槽和輪緣組成，滑輪的材料一般為HT150鑄鐵或者ZG230-450、ZG270-500鑄鋼。大尺寸滑輪為了減輕自重也有鋼板焊制而成的。 2.滑輪按用途可劃分為定滑輪、動(dòng)滑輪、均衡滑輪、和導(dǎo)向滑輪，各輪組可簡(jiǎn)述如下： （1）定滑輪是用作支承繩索的運(yùn)動(dòng)，通常作為導(dǎo)向滑輪和平衡輪使用。它只能改變繩索的受力方向，不能改變繩索的速度，也不能省力。 （2）使用動(dòng)滑輪時(shí)，因設(shè)備或者構(gòu)件由兩根鋼絲繩分擔(dān)，每根鋼絲繩所分擔(dān)的力只有設(shè)備或者構(gòu)件質(zhì)量的50%。 （3）導(dǎo)向滑輪也叫開門滑輪，它同定滑輪一樣，既不省力，也不能改變速度，只能改變鋼絲繩的走向，這種滑輪的夾板可以開啟，使用時(shí)，將鋼絲繩的中間部分從開口處放進(jìn)去。導(dǎo)向滑輪通常用在起重桅桿低腳處。 （4）滑輪組是由一定數(shù)量的動(dòng)滑輪和定滑輪，通過繩索穿繞而組成的。他具有動(dòng)、定兩種滑輪的特點(diǎn)，機(jī)能改變力的方向，由能省力，用多組滑輪組起吊設(shè)備或構(gòu)件，其牽引力會(huì)更小。 1.4.4 滑輪組類型及選配原則 1. 滑輪的類型 (1)按制作材質(zhì)分有木滑輪和鋼滑輪。木滑輪通常適用于麻繩滑輪組，滑輪數(shù)一般在三個(gè)以下，吊裝輕；鋼滑輪多用于鋼絲繩滑輪組中，滑輪數(shù)按起重量的大小從1-8個(gè)不等。 (2)按使用方法有定滑輪、動(dòng)滑輪以及動(dòng)、定組成的滑輪。 (3)按滑輪數(shù)多少分為單滑輪、雙滑輪、三輪、四輪以至多輪等多種。單滑輪的夾板有開口和閉口兩種。 (4)按連接方式分為吊鉤式、鏈環(huán)式、吊環(huán)式和吊梁式，一般中小滑輪采用吊鉤式，鏈環(huán)式和吊環(huán)式，而大型的滑輪均采用吊環(huán)和吊梁式。這些滑輪和軸套等易損部件，大都采用標(biāo)準(zhǔn)和通用件，按品種、規(guī)格可以互換。 2.選配滑輪原則： （1）設(shè)備或構(gòu)件的質(zhì)量和提升（下落）高度，是選配滑輪的重要依據(jù)。 （2）當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引力一定時(shí)，滑輪的輪數(shù)越多。速比越大，起吊能力也越大。 （3）提升設(shè)備或構(gòu)件時(shí)，卷煙機(jī)要克服全部滑輪的阻力才能工作，而下方時(shí)則相反。因滑輪阻力在某種意義上幫助了卷?yè)P(yáng)機(jī)工作，因此，下放時(shí)牽引力比提升機(jī)牽引力小的多。 1.5滑輪組及其滑輪組的倍率 1.滑輪組的組成 滑輪組是由一定數(shù)量的定滑輪和動(dòng)滑輪及繩索組成。當(dāng)利用滑輪組提升或拖運(yùn)重物時(shí)，必須將一個(gè)滑輪固定在某一固定支點(diǎn)而另一滑輪則以繩索連接重物，滑輪組可分為省力滑輪組和增速滑輪組兩種，一般起重作業(yè)中均采用省力滑輪組， 特別是吊裝大重量物件時(shí)，都是靠用多門定滑輪和動(dòng)滑輪連接在一起組成的滑輪組來完成吊裝任務(wù)。 2.根據(jù)滑輪組的作用分為省力滑輪組和增速滑輪組兩種。 省力滑輪組是在省力滑輪中繞入卷筒的繩索分支為主動(dòng)部分，而動(dòng)滑輪為從動(dòng)部件。若被提升的物件重量為Q，而繞入卷筒的繩索分為支拉力Ft只有Q的一半通過它可以用較小的繩索拉力吊起較重的貨物，起到省力作用，它是最常用的滑輪組。 增速滑輪組是用液壓缸或汽缸直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪為主動(dòng)部分，移動(dòng)的繩索端為從動(dòng)部分，當(dāng)主動(dòng)部分施力大時(shí)，從動(dòng)部分得到的力小，但是主動(dòng)部分只需移動(dòng)較小的距離，就可使從動(dòng)部分得到較大的位移及較大的速度，起到增速作用。3.滑輪組的倍率 滑輪組可以省力，省力的倍數(shù)（也是減速的倍數(shù)）稱為滑輪組的倍率，用m表示。單聯(lián)滑輪組的倍率等于鋼絲繩分支的一半。雙聯(lián)滑輪組是由兩個(gè)倍率相同的單聯(lián)滑輪組并聯(lián)而成的，繩索兩端都固定在帶有左右螺旋曹的卷筒上。為了使繩索由一邊的單聯(lián)滑輪組過渡到另一邊的單聯(lián)滑輪組，中間用一個(gè)均衡輪來調(diào)整兩邊滑輪組的繩索拉力和長(zhǎng)度，當(dāng)滑輪組的倍率為單數(shù)時(shí)，均衡滑輪布置在動(dòng)滑輪上，當(dāng)滑輪組的倍率為雙數(shù)時(shí)，均衡輪布置在定滑輪上。 1.6 卷筒 卷筒組件有卷筒、連接盤以及軸承支架組成，卷筒有長(zhǎng)軸卷筒和短軸卷筒，長(zhǎng)軸卷筒有齒輪連接盤和帶大齒輪的卷筒組，這是一種應(yīng)用較多的一種結(jié)構(gòu)形式，短軸卷筒是一種新的結(jié)構(gòu)形式。卷筒與減速器輸出軸用法蘭盤剛性連接，減速器底座通過鋼球或者圓柱銷與小車架連接。這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整與安裝方便，此外還有采用行星減速器放在卷筒內(nèi)部的形式，優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)裝置緊湊、質(zhì)量輕。鑄造卷筒材料一般用HT20-HT40,焊接滾筒采用A3鋼制造。 1.7 位置限位器 1.上升極限位置 上升極限位置限制器又稱起升限位位置、過卷?yè)P(yáng)限制裝置等，他用來限制高度，當(dāng)起升到上極限位置時(shí)，限位器發(fā)生作用，使起升重物停止上升，可以防止起升重物繼續(xù)上升而發(fā)生鋼絲繩被拉斷、重物下墜的事故。此時(shí)再去操縱手柄，則只能得到起升重物下降的動(dòng)作。 2. 行程極限位置限制器 行程極限位置限制器實(shí)際上由頂桿和限位開關(guān)組成。當(dāng)行程到達(dá)極限位置后，頂桿觸動(dòng)限位開關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)柄，它的轉(zhuǎn)動(dòng)可以斷電源，使機(jī)構(gòu)停止工作，起重機(jī)的大、小車為控制行程的范圍都裝有行程開關(guān)。 3. 開關(guān)的檢驗(yàn)要求 （1）限位開關(guān)應(yīng)有堅(jiān)固的外殼，并應(yīng)有良好的絕緣性能，密封性較好，在室外或者粉塵場(chǎng)所能有效的防護(hù)。 （2）觸點(diǎn)不應(yīng)有明顯的磨損和變形，應(yīng)能準(zhǔn)確地復(fù)位。 （3）限位開關(guān)動(dòng)作靈敏可靠。 （4）上升極限位置限位器的動(dòng)作距離。一般情況下，吊鉤滑輪組與上方接觸物的距離應(yīng)不小于25mm。 1.8 緩沖器 緩沖器的作用是吸收起重機(jī)與終端擋板相撞時(shí)或起重間相撞產(chǎn)生的動(dòng)能，要求它能在最小的外廓尺寸下吸收最多的能量，并且反座力盡量小，以保證起重機(jī)平移定車，起重機(jī)上常用的緩沖器有橡膠、彈簧和液壓緩沖器。橡膠緩沖器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、可以用于防爆場(chǎng)所等優(yōu)點(diǎn)，但是緩沖能力小，他所吸收的能量比較小，最大也不過215kg.m，主要起阻力作用，因此，一般只用于運(yùn)行速度不大于50m/min的起重機(jī)上，不宜用于環(huán)境溫度過高或過低的場(chǎng)所，適用溫度在-30-500C范圍內(nèi)。彈簧緩沖器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便和不受環(huán)境溫度影響等優(yōu)點(diǎn)，因此目前應(yīng)用較為廣泛，但是由于它的緩沖過程中，撞擊的動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)化為彈簧的壓縮勢(shì)能，儲(chǔ)藏在彈簧內(nèi)部，因此在緩沖完畢后，會(huì)產(chǎn)生反彈力作用在起重機(jī)上，使起重機(jī)向相反方向運(yùn)動(dòng)，這對(duì)起重機(jī)零件有害。液壓緩沖器與彈簧緩沖器比較，具有無反彈作用、緩沖力恒定、吸收能力大、緩沖行程短、外形尺寸小的優(yōu)點(diǎn)，因此適用于碰撞速度大于2m/min的起重機(jī)上，他的缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜，維修不便，油缸密封要求較高和受環(huán)境溫度影響等。 1.9橋式起重機(jī)發(fā)展概述 1.9.1 國(guó)內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展動(dòng)向 國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)家對(duì)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(zhǎng)江三峽的建設(shè)對(duì)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)。 1.9.2 國(guó)外橋式起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向 國(guó)外橋式起重機(jī)發(fā)展四大特征： 1. 簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，減輕自重，降低生產(chǎn)成本 法國(guó)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(duì)小車架的剛度，簡(jiǎn)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(jiǎn)化了總體布置，此外，由于運(yùn)行機(jī)構(gòu)與起重機(jī)走臺(tái)沒有聯(lián)系，走臺(tái)的振動(dòng)也不會(huì)影響傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 2. 更新零部件，提高整機(jī)性能 法國(guó)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(chǎng)地和使用范圍也隨著增大。 4. 機(jī)械化運(yùn)輸系統(tǒng)的組合應(yīng)用 國(guó)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)。 第2章 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1大車運(yùn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思路及要求 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常和橋架的設(shè)計(jì)一起考慮，兩者的設(shè)計(jì)工作要交叉進(jìn)行，一般的設(shè)計(jì)步驟： 1. 確定橋架結(jié)構(gòu)的形式和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳方式； 2. 布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸； 3. 安排大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的具體位置和尺寸； 4. 綜合考慮二者的關(guān)系和完成部分的設(shè)計(jì) 。 對(duì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是： 1. 機(jī)構(gòu)要緊湊，重量要輕； 2. 和橋架配合要合適，這樣橋架設(shè)計(jì)容易，機(jī)構(gòu)容易布置，且使總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置不至于過大； 3. 盡量減輕主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，不影響橋架剛度； 4. 維修檢修方便，機(jī)構(gòu)布置合理，使司機(jī)和維護(hù)人員上下要方便，便于拆裝零件及操作。 2.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案的確定 大車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案可分為兩類：即分別傳動(dòng)和集中傳動(dòng)，橋式起重機(jī)的跨度介于10.5m-32m范圍內(nèi)可用分別傳動(dòng)的方案，本設(shè)計(jì)采用分別傳動(dòng)的方案。 2.3 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置時(shí)要注意的問題 1. 聯(lián)軸器的選擇； 2. 軸承位置的安排； 3. 軸長(zhǎng)度的確定； 這三者是互相聯(lián)系的，在設(shè)計(jì)過程中要考慮到其中各個(gè)部分的配合，做到相互兼顧，充分發(fā)揮各個(gè)零部件的作用。 在具體布置大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零部件時(shí)應(yīng)該注意以幾點(diǎn)： （1）因?yàn)榇筌囘\(yùn)行機(jī)構(gòu)要安裝在起重機(jī)橋架上，橋架的運(yùn)行速度很高，而且受載之后向下?lián)锨瑱C(jī)構(gòu)零部件在橋架上的安裝可能不十分準(zhǔn)確，所以如果單從保持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能和補(bǔ)償安裝的不準(zhǔn)確性著眼，凡是靠近電動(dòng)機(jī)、減速器和車輪的軸，最好都用浮動(dòng)軸。 （2）為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)該使機(jī)構(gòu)零件盡量靠近主梁而遠(yuǎn)離走臺(tái)欄桿；盡量靠近端梁，使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。 （3）對(duì)于分別傳動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料，在浮動(dòng)軸有足夠的長(zhǎng)度的條件下，使安裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平臺(tái)減小，占用橋架的一個(gè)節(jié)間到兩個(gè)節(jié)間的長(zhǎng)度，總之考慮到橋架的設(shè)計(jì)和制造方便。 （4）制動(dòng)器要安裝在靠近電動(dòng)機(jī)，使浮動(dòng)軸可以在運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)發(fā)揮吸收沖擊動(dòng)能的作用。 參照以上所述，由于所設(shè)計(jì)的參數(shù)級(jí)別較大，跨度中等，所以采用分別傳動(dòng)方案。 2.4 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)： 起重機(jī)的起重量Q=10T，橋架跨度L=16.5m，大車運(yùn)行速度Vdc=80m/min，工作類型為中級(jí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)行持續(xù)率為JC%=25，起重機(jī)的估計(jì)重量G=168KN，小車的重量為Gxc=40KN，橋架采用箱形結(jié)構(gòu)。 2.4.1 大車運(yùn)行結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)方案 經(jīng)各方面綜合考慮傳動(dòng)方案選用分別驅(qū)動(dòng)，其傳動(dòng)路線如下圖2-1所示 圖2—1大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 1— 電動(dòng)機(jī) 2—制動(dòng)器 3—高速浮動(dòng)軸 4—聯(lián)軸器 5—減速器 6—聯(lián)軸器 7—低速浮動(dòng)軸 8—聯(lián)軸器 9—車輪 2.5輪壓計(jì)算及強(qiáng)度驗(yàn)算 2.5.1計(jì)算大車的最大輪壓和最小輪壓： 按圖2-2所示的質(zhì)量分布，計(jì)算大車車輪的最大輪壓和最小輪壓。 圖2—2 輪壓計(jì)算圖 滿載時(shí)的最大輪壓： Pmax= = =95.6KN 空載時(shí)最大輪壓： = = =50.2KN 空載時(shí)最小輪壓： = = =33.8KN 式中的e為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離e=1.5m 載荷率：Q/G=100/168=0.595 由[1]表19-6選擇車輪：當(dāng)運(yùn)行速度為Vdc=60-90m/min，Q/G=0.595時(shí)工作類型為中級(jí)時(shí)，車輪直徑Dc=500mm，軌道為P38的許用輪壓為150KN，故可用。 2.5.2 強(qiáng)度計(jì)算及校核 1）.疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的等效載荷： Qd=Φ2·Q=0.6×100000=60KN 式中，Φ2—等效系數(shù)，有[1]表4-8查得Φ2=0.6 車輪的計(jì)算輪壓： Pj= KCI·r ·Pd =1.05×0.89×77450 =72.38KN 式中，Pd—車輪的等效輪壓 Pd= = =77.45KN r—載荷變化系數(shù)，查[1]表19-2，當(dāng)Qd/G=0.357時(shí)，r=0.89 Kc1—沖擊系數(shù)，查[1]表19-1。第一種載荷當(dāng)運(yùn)行速度為V=1.5m/s時(shí)，Kc1=1.05 根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)算疲勞接觸應(yīng)力： sj=4000 =4000 =13555Kg/cm2 sj =135550N/cm2 式中，r-軌頂弧形半徑，由[3]附錄22查得r=300mm， 對(duì)于車輪材料ZG55II，當(dāng)HB>320時(shí)，[sjd] =160000-200000N/cm2，因此滿足疲勞強(qiáng)度計(jì)算。 2）.強(qiáng)度校核 最大輪壓的計(jì)算： Pjmax=KcII·Pmax =1.1×95600 =105160N 式中KcII為沖擊系數(shù)，由[3]表2-7第II類載荷KcII=1.1 按點(diǎn)接觸情況進(jìn)行強(qiáng)度校核的接觸應(yīng)力： jmax= = =15353Kg/cm2 jmax =153530N/cm2 車輪采用ZG55II，查[1]表19-3得，HB>320時(shí)， [j]=240000-300000N/cm2， jmax < [j] 故強(qiáng)度足夠。 2.6 運(yùn)行阻力計(jì)算 摩擦總阻力距：Mm=β（Q+G）（K+） 由[1]表19-4 Dc=500mm車輪的軸承型號(hào)為：7520， 軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為：=140mm 由[1]中表9-2到表9-4查得：滾動(dòng)摩擦系數(shù)K=0.0006m，軸承摩擦系數(shù)μ=0.02，附加阻力系數(shù)β=1.5，代入上式中： 當(dāng)滿載時(shí)的運(yùn)行阻力矩： Mm（Q=Q）= Mm(Q=Q)=b(Q+G)( k +m) =1.5（100000+168000）×（0.0006+0.02×0.14/2）=804N·m 運(yùn)行摩擦阻力： Pm（Q=Q）===3216N 空載時(shí)： Mm（Q=0）=β×G×（K+μd/2） =1.5×168000×（0.0006+0.02×0.14/2） =504N P m（Q=0）= Mm（Q=0）/（Dc/2） =504×2/0.5 =2016N 2.7 選擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)靜功率：Nj= = =2.26KW 式中，Pj=Pm（Q=Q）—滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力(P m（Q=0）=2016N) m=2—驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù) =0.9—機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率 1.初選電動(dòng)機(jī)功率： N=Kd·Nj=1.32.26=2.94KW 式中，Kd-電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，由[1]表9-6查得Kd=1.3 查[2]表31-27選用電動(dòng)機(jī)YR160M-8；Ne=4KW，n1=705rm，GD2=0.567kg.m2，電動(dòng)機(jī)的重量Gd=160kg 2.驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件： 等效功率：Nx=K25·r·Nj =0.75×1.3×2.26 =2.20KW 式中，K25—工作類型系數(shù)，由[1]表8-16查得當(dāng)JC%=25時(shí)，K25=0.75 r—由[1]按照起重機(jī)工作場(chǎng)所得tq/tg=0.25，由[1]圖8-37估得r=1.3 由此可知：NxNd,故所選減速器功率合適。 2.12 驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件 由于起重機(jī)室內(nèi)使用,故坡度阻力及風(fēng)阻力不考慮在內(nèi).以下按三種情況計(jì)算. 1.兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)： n=>nz 式中p1==33.8+50.2=84KN—主動(dòng)輪輪壓 p2= p1=84KN—從動(dòng)輪輪壓 f=0.2—粘著系數(shù)(室內(nèi)工作) nz—防止打滑的安全系數(shù).nz1.05-1.2 =2.97 n>nz,故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑。 2.事故狀態(tài) 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無載小車位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則 nz 式中，主動(dòng)輪壓p1==50.2KN p2=2+ =2×33.8+50.2=117.8KN---從動(dòng)輪輪壓 為一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)空載啟動(dòng)時(shí)間 = =13.47s n= =2.94 n>nz,故不打滑. 3.事故狀態(tài) 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無載小車遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則 n=nz 式中P1==33.8KN---主動(dòng)輪輪壓 P2=2=33.8+2*50.2=134.2KN---從動(dòng)輪輪壓 = 13.47s 與第(2)種工況相同 n= =1.89 故也不會(huì)打滑 根據(jù)上述不打滑驗(yàn)算結(jié)果可知,三種工況均不會(huì)打滑 2.13 選擇制動(dòng)器 由[1]中所述,取制動(dòng)時(shí)間tz=5s 按空載計(jì)算動(dòng)力矩,令Q=0,得: Mz= 式中 = =-19.2N·m Pp=0.002G=168000×0.002=336N Pmin=G = =1344N M=2-為制動(dòng)器臺(tái)數(shù).兩套驅(qū)動(dòng)裝置工作。 Mz= =41.2 N·m 現(xiàn)選用兩臺(tái)YWZ-200/25的制動(dòng)器，查[1]表18-10其制動(dòng)力矩M=200 N·m，為避免打滑，使用時(shí)將其制動(dòng)力矩調(diào)制3.5 N·m以下 2.14 選擇聯(lián)軸器 根據(jù)傳動(dòng)方案,每套機(jī)構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動(dòng)軸. 1.機(jī)構(gòu)高速軸上的計(jì)算扭矩： ==110.6×1.4=154.8 N·m 式中MI—連軸器的等效力矩. MI==2×55.3=110.6 N·m 為等效系數(shù)， 查[2]表2-7，取=2 Mel=9.75 =55.3 N·m 由[2]表33-20查的:電動(dòng)機(jī)YR160M-8,軸端為圓柱形,d1=48mm,L=110mm;由[2]19-5查得ZLZ-160-12.5-iv的減速器,高速軸端為d=32mm,l=58mm,故在靠電機(jī)端從由表[2]選聯(lián)軸器ZLL2（浮動(dòng)軸端d=40mm;[MI]=630N·m,(GD2)ZL=0.063Kg·m, 重量G=12.6Kg） ； 高速軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的飛輪矩之和為： (GD2)ZL+(GD2)L=0.063+0.015=0.078 Kg·m 與原估算的基本相符，故不需要再算。 2.15 低速浮動(dòng)軸的驗(yàn)算 1）.疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 低速浮動(dòng)軸的等效力矩： MI=Ψ1·Mel··η =1.4×55.3×12.5×0.95=919.4N?m 式中Ψ1—等效系數(shù)，由[2]表2-7查得Ψ1=1.4 由上節(jié)已取得浮動(dòng)軸端直徑D=60mm，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： N/cm2 由于浮動(dòng)軸載荷變化為循環(huán)（因?yàn)楦?dòng)軸在運(yùn)行過程中正反轉(zhuǎn)矩相同），所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： =4910 N/cm2 式中，材料用45號(hào)鋼，取sb=60000 N/cm2; ss=30000N/cm2,則t-1=0.22sb=0.22×60000=13200N/cm2；ts=0.6ss=0.6×30000=18000N/cm2 K=KxKm=1.6×1.2=1.92 考慮零件的幾何形狀表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)Kx=1.6，Km=1.2，nI=1.4—安全系數(shù)，由[2]表2-21查得tn<[t-1k] 故疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算通過。 2）.靜強(qiáng)度的計(jì)算 計(jì)算強(qiáng)度扭矩： Mmax=Ψ2·Mel·i =2.5×55.3×12.5×0.95=1641.7 N.m 式中Ψ2—?jiǎng)恿ο禂?shù)，查[2]表2-5的Ψ2=2.5 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： t==3800N/cm2 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： N/cm2 t<[t]II,故強(qiáng)度驗(yàn)算通過。 高速軸所受扭矩雖比低速軸小，但強(qiáng)度還是足夠，故高速軸驗(yàn)算省去。 2.16 緩沖器的選擇 1.碰撞時(shí)起重機(jī)的動(dòng)能 W動(dòng)= G—帶載起重機(jī)的重量G=168000+100000×0.1=178000N V0—碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，V0=（0.3～0.7）Vdx g—重力加速度取10m/s2 則W動(dòng)= =5006.25 N.m 2. 緩沖行程內(nèi)由運(yùn)行阻力和制動(dòng)力消耗的功 W阻=（P摩+P制）S 式中P摩—運(yùn)行阻力，其最小值為 Pmin=Gf0min=178000×0.008=1424N f0min—最小摩擦阻力系數(shù)可取f0min=0.008 P制—制動(dòng)器的制動(dòng)力矩?fù)Q算到車輪踏面上的力，亦可按最大制動(dòng)減速度計(jì)算 P制==17800×0.55=9790N =0.55 m /s2 S—緩沖行程取S=140 mm 因此W阻=（1424+9790）×0.14=1569.96N.m 3. 緩沖器的緩沖容量 一個(gè)緩沖器要吸收的能量也就是緩沖器應(yīng)該具有的緩沖容量為： =5006.25-1569.96 =3436.29 N m 式中 n—緩沖器的個(gè)數(shù) 取n=1 由[1]表22-3選擇彈簧緩沖器彈簧D=120 mm，d=30 mm 第3章 起升小車的計(jì)算 3.1 確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案 小車主要有起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架組成。 起升機(jī)構(gòu)采用閉式傳動(dòng)方案，電動(dòng)機(jī)軸與二級(jí)圓柱齒輪減速器的高速軸之間采用兩個(gè)半齒聯(lián)軸器和一中間浮動(dòng)軸聯(lián)系起來，減速器的低速軸與卷筒之間采用圓柱齒輪傳動(dòng)。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用全部為閉式齒輪傳動(dòng)，小車的四個(gè)車輪固定在小車架的四周，車輪采用帶有角行軸承的成組部件，電動(dòng)機(jī)裝在小車架的臺(tái)面上，在減速器的輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸之間以及減速器的兩個(gè)輸出軸端與車輪之間均采用帶浮動(dòng)軸的半齒聯(lián)軸器的連接方式。 小車架的設(shè)計(jì)，采用粗略的計(jì)算方法，靠現(xiàn)有資料和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，采用鋼板沖壓成型的型鋼來代替原來的焊接橫梁。 起重量5噸至50噸范圍內(nèi)的雙梁橋式起重機(jī)的小車，一般采用四個(gè)車輪支承的小車，其中兩個(gè)車輪為主動(dòng)車輪。主動(dòng)車輪由小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)集中驅(qū)動(dòng)。如下所示圖3-1為小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖， 圖3-1小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn) 1——電機(jī) 2——制動(dòng)器 3——減速器 4——傳動(dòng)軸 5——聯(lián)軸器 6——角軸承箱 7——車輪 3.2小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 選擇小車的運(yùn)行速度為Vc=45m/s 3.3選擇車輪與軌道并驗(yàn)算起強(qiáng)度 參考同類型規(guī)格相近的起重機(jī),估計(jì)小車總重為Gxc=4000kg 車輪的最大輪壓為： = 車輪的最小輪壓為： Pmin= 載荷率： 由《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》附表17可知選擇車輪，當(dāng)運(yùn)行速度v<60m/min，，工作類型為中級(jí)時(shí)，車輪直徑Dc=350mm,軌道型號(hào)為18（P18）的許用輪壓為 3.19t根據(jù)GB4628-84規(guī)定，故初選Dc=315mm。而后校核強(qiáng)度 強(qiáng)度驗(yàn)算：按車輪與軌道為線接幾點(diǎn)接觸兩中情況驗(yàn)算車輪接觸強(qiáng)度，車輪踏面的疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷； Pc= 車輪材料 取ZG340-640 線接觸局部擠壓強(qiáng)度； Pc=K1DcC1C2= 式中--許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（）,由[3]表5-2查的=6； --車輪與軌道有效接觸強(qiáng)度，對(duì)于軌道型號(hào)可查（起重機(jī)課程設(shè)計(jì)附表22） --轉(zhuǎn)速系數(shù)，由[3]表5-3查的，車輪轉(zhuǎn)速===45.5rpm時(shí)，=0.96 --工作級(jí)別系數(shù)，由[3]表5-4查的工作級(jí)別為6級(jí)所以=1 點(diǎn)接觸局部擠壓強(qiáng)度 = 式中--許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)（）,由[3]表5-2查的=0.181； R—曲率半徑，車輪和軌道曲率半徑的最大值， 車輪半徑為r= 曲率半徑為由附表22查的。所以R=157.5 m由由[3]表5-5查得m=0.47 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果 選定直徑=315mm的單輪與緣車輪標(biāo)記為 車輪 DYL—315 GB 4628—84 3.4運(yùn)行阻力計(jì)算 摩擦阻力矩： 式中 ——車輪輪緣與軌道的摩擦、軌道的彎曲與不平行性、軌道不直以及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)車輪的擺動(dòng)等因素有關(guān)，查《起重運(yùn)輸機(jī)械》表7-3得； 、——分別為起重機(jī)小車重量和起重量； k——滾動(dòng)摩擦系數(shù)（mm），它與車輪和軌道的材料性質(zhì)、幾何尺寸及接觸表面情況有關(guān)，查《起重運(yùn)輸機(jī)械》表7-1得k=0.0005 ——車輪軸承摩擦系數(shù)，查《起重運(yùn)輸機(jī)械》表7-2得 d——軸承內(nèi)徑（mm），d=0.125, 把以上數(shù)據(jù)帶入上式得當(dāng)滿載時(shí)的運(yùn)行阻力矩： =49kg.m=490Nm 式中 為車輪直徑 當(dāng)無載時(shí)： 3.5 選電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)的靜功率 —— 小車滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力, —— 小車運(yùn)行速度, =Vc=42.4m/min; η —— 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率, η=0.9; m —— 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù),m=1. 初選電動(dòng)機(jī)功率： 1.15 式中 —— 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)為克服慣性的功率增大系數(shù),查《起重運(yùn)輸機(jī)械》表7-6取=1.15 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》附表30電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄選擇JZR2-12-6型電動(dòng)機(jī),功率Ne=3.5kw,轉(zhuǎn)速=910r/min,轉(zhuǎn)子飛輪矩電機(jī)質(zhì)量=80kg 3.6 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 按等效功率法求得，當(dāng)JC%=25時(shí)，所需等效功率為： (3-10) 式中 ——工作類型系數(shù)，由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-16查得； ——由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》[圖8-37查得。 由以上計(jì)算結(jié)果，故所選電動(dòng)機(jī)能滿足發(fā)熱條件 3.7 選擇減速器 車輪轉(zhuǎn)速： 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比： 根據(jù)減速器的傳動(dòng)比，計(jì)算出實(shí)際的運(yùn)行速度： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》附表40選用ZSC-400--2減速器 3.8 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 實(shí)際運(yùn)行速度 誤差：合適實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)等效功率＜故適合 3.9驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 起動(dòng)時(shí)間： 式中 ；m=1——驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù) 當(dāng)滿載時(shí)靜阻力矩： 平均起動(dòng)力矩 當(dāng)滿載時(shí)靜阻力矩： Nm 空載運(yùn)行時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)上的運(yùn)行靜阻力矩 初步估計(jì)制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的飛輪矩 =0.26kg 機(jī)構(gòu)總飛輪矩 1.15（0.142 +0.26）=0.486 kg 滿軸啟動(dòng)時(shí)間： 無載啟動(dòng)時(shí)間 有表查的 電動(dòng)機(jī)能滿足快速啟動(dòng)要求 3.10 按起動(dòng)工況校核減速器功率 啟動(dòng)狀況減速器傳遞的功率：： 式中 =3111+——計(jì)算載荷 ——運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù)=1. 因此： 所用減速器N<[N]，合適。 3.11 驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件 因起重機(jī)系室內(nèi)使用，故不計(jì)風(fēng)阻及坡度阻力矩，只驗(yàn)算空載及滿載起動(dòng)時(shí)兩種工況。 故在空載起動(dòng)時(shí)，主動(dòng)車輪與軌道接觸處的圓周切向力： 式中 車輪與軌道黏著力： 故無載起動(dòng)時(shí)不會(huì)打滑。 3.12 選擇制動(dòng)器 由[3]查得，對(duì)于小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)間tz3~4s，取tz=3s。因此，所需制動(dòng)力矩： =13.9Nm 由附表15查得選用其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 3.13 選擇高速軸聯(lián)軸器及制動(dòng)輪 機(jī)構(gòu)高速軸上全齒聯(lián)軸器的計(jì)算扭矩： 式中電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩； n---聯(lián)軸器的安全系數(shù)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)n=1.35； --機(jī)構(gòu)剛性懂載系數(shù)，=1.2~2.0取=1.8 由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》[1電動(dòng)機(jī)JZR2-12-6兩端伸出軸各為圓柱形d=35mm。l=80mm 由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表21-15查得ZSC-400減速器高速軸端為圓柱形， 所以選擇GCL鼓式齒式聯(lián)軸器，主動(dòng)端A型鍵槽d=35mm。l=80mm 從動(dòng)端A型鍵槽，標(biāo)記為GICL1聯(lián)軸器ZBJ1