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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題目：2t/8.7m壁行式起重機(jī) 目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書-----------------------------------------------------------------------------------------------3 概述------------------------------------------------------------------------------4 第1章 壁行式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)---------------------------------5 1.1 壁行式起重機(jī)總體設(shè)計(jì)---------------------------------5 1.2 懸臂梁、端梁截面幾何性質(zhì)---------------------------------6 1.3懸臂梁計(jì)算---------------------------------8 1.4 端梁、（上）下端梁計(jì)算---------------------------------13 1.5 懸臂梁與端梁、（上）下端梁連接計(jì)算---------------------------------17 1.6 剛度計(jì)算---------------------------------30 1.7 懸臂梁的翹度---------------------------------31 第2葫蘆小車的選擇---------------------------------------------------------------------32 2.1 電動(dòng)葫蘆的基本參數(shù)---------------------------------32 2.2 電動(dòng)葫蘆的選擇---------------------------------32 第3章 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)-------------------------------------------------------------------35 3.1 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案的確---------------------------------35 3.2選擇車輪與軌道、并驗(yàn)算其強(qiáng)度---------------------------------36 3.3 運(yùn)行阻力計(jì)算---------------------------------37 3.4“三合一”驅(qū)動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的選擇計(jì)算---------------------------------38 參考文獻(xiàn)---------------------------------40 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)院（直屬系）：機(jī)電工程學(xué)院 時(shí)間：2008年 月 日 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 設(shè)計(jì)題目 2t/8.7m壁行式起重機(jī) 主要研 究?jī)?nèi)容 1. 壁行式起重機(jī)總體設(shè)計(jì)； 2. 壁行式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算； 3. 壁行式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算； 4. 壁行式起重機(jī)葫蘆小車設(shè)計(jì)計(jì)算； 5. 壁行式起重機(jī)總圖繪制(標(biāo)準(zhǔn)0號(hào))1張； 6. 壁行式起重機(jī)懸臂梁圖繪制(標(biāo)準(zhǔn)0號(hào))1張； 7. 壁行式起重機(jī)支承架圖繪制(標(biāo)準(zhǔn)1號(hào)) 1張； 8. 壁行式起重機(jī)起儀表板支架圖繪制(標(biāo)準(zhǔn)2號(hào)) 1張； 研究方法 查閱搜集與分析研究相關(guān)國(guó)內(nèi)外資料，綜合所學(xué)基礎(chǔ)與專業(yè)知識(shí)，遵循機(jī)械零件與本專業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在充分論證基礎(chǔ)上，制定合理的具有先進(jìn)性的設(shè)計(jì)方案，按時(shí)完成本設(shè)計(jì)提出的全部?jī)?nèi)容。 主要技術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo)) BB型2t/8.7m壁行式起重機(jī)技術(shù)參數(shù)： 工作級(jí)別：A5 ； 起重量： 2t ； 起升高度：7.5m； 有效水平行程：7.4m ； 電動(dòng)葫蘆運(yùn)行速度：20m/min； 起重機(jī)運(yùn)行速度：32m/min ； 起升速度：5/0.8m/min。 主要參考文獻(xiàn) 1 張質(zhì)文, 包起帆等. 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京中國(guó)鐵道出版社，2001 2 倪慶興, 王殿臣. 起重輸送機(jī)械圖冊(cè)(上冊(cè)). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 1991 3 AUTOCAD實(shí)用教程(2005中文版). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 2005 4 楊長(zhǎng)揆, 傅東明. 起重機(jī)械(第二版). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 1985 5 陳道南, 盛漢中. 起重機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 北京：機(jī)械工業(yè)出版 社, 1991 6 孫恒, 陳作模. 機(jī)械原理(第六版). 北京：高等教育出版社, 2000 說(shuō)明：一式兩份，一份裝訂入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)，一份交學(xué)院（直屬系）。 概述 壁行式起重機(jī)是在壁柱式旋臂起重機(jī)的基礎(chǔ)上研制的一種新型物料吊運(yùn)設(shè)備。該機(jī)運(yùn)行于3條軌道上，安裝于廠房的立柱支撐上，沿著道軌可做縱向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)電動(dòng)葫蘆又可完成沿懸臂的橫向運(yùn)動(dòng)以及垂直方向的起吊。另外壁行式起重機(jī)具有獨(dú)立的行走軌道，行走在常規(guī)橋式起重機(jī)之下，它不同于常規(guī)的工作崗位旋臂吊，可以同時(shí)服務(wù)于多個(gè)工作崗位，極大的擴(kuò)展了作業(yè)范圍，更為有效的利用了廠房空間，對(duì)大跨徑廠房提供合適的起重機(jī)工作區(qū)域，使用效果更加理想。 適用于庫(kù)房，碼頭，貨物作短距離搬運(yùn)裝卸之用，為鋼結(jié)構(gòu)廠房或生產(chǎn)流水線提供理想的起重機(jī)械，使用安全可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，從而減輕工人的作業(yè)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率。 懸臂起重機(jī)分類： 1、定柱式旋臂起重機(jī)（BZ形式，如有電動(dòng)則BZD） 在這種起重機(jī)中，按大臂不一樣，又分成： ①BZ-L，型鋼，箱形大臂 ②BZ-KBK，KBK大臂 2、壁式旋臂起重機(jī)（BX形式，如有電動(dòng)則BXD），也就我們所說(shuō)的墻壁吊 同樣按大臂不一樣，分成： ①BX-L，型鋼，箱形大臂 ②BX-KBK，KBK大臂 3、壁行式起重機(jī)，這種起重機(jī)在我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)里沒(méi)有，國(guó)外的不少起重機(jī)廠家已有生產(chǎn)，效果不錯(cuò)，我們國(guó)內(nèi)也有，比較少。 第一章 壁行式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.1 壁行式起重機(jī)總體設(shè)計(jì) 壁行式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)主要尺寸和連接的確定： 1.1.1大車輪距的確定 垂直滾輪輪距 實(shí)際取。 上水平反滾輪輪距 實(shí)際取。 下水平反滾輪輪 實(shí)際取 1.1.2 懸臂梁尺寸的確定 由于起重量和懸臂長(zhǎng)都偏大，故宜選用箱形截面梁。 懸臂梁根部截面的理論高度為： 懸臂梁兩腹板外側(cè)間距為： 懸臂梁翼緣板寬度受CXT低凈空小車鋼絲繩電動(dòng)葫蘆尺寸的限制，故取=410mm，考慮到箱形梁內(nèi)部焊接的要求，兩腹板外側(cè)間距取為；按箱形梁整體穩(wěn)定性條件，實(shí)際取，這樣選定的懸臂梁截面尺寸偏小，只能采用較厚的翼緣和腹板才能滿足強(qiáng)度要求，故選取翼緣板厚度分別為上翼緣板厚度為12mm、下翼緣板厚度為16mm、腹板厚度為6mm。 1.1.3 端梁尺寸的確定 端梁理論高度為 實(shí)際取，考慮到垂直大車輪安裝尺寸，端梁總寬取 端梁兩腹板外側(cè)間距為182mm。由于端梁受較大載荷，為滿足強(qiáng)度要求，選取較厚翼緣板和腹板，翼緣板厚度為25mm、腹板厚度為10mm。 上端梁理論高度為，實(shí)際取，考慮到水平大車輪安裝尺寸，上端梁總寬取，上端梁兩腹板往外側(cè)間距為218mm,由于上端梁受較大載荷，為滿足強(qiáng)度要求，選取較厚翼緣板和腹板，翼緣板厚度為16mm、腹板厚度為14mm。 下端梁與上端梁由于受到的載荷基本相同，故取相同尺寸，下端梁總 寬 ，兩腹板外側(cè)間距為218mm、翼緣板厚度為16mm、腹板厚度為14mm。 1.1.4 懸臂梁與端梁連接采用度螺栓連接，其余均為焊縫連接，并盡量采用自動(dòng)焊。 1.2懸臂梁、端梁截面幾何性質(zhì) 懸臂梁 A=20360=0.02036 懸臂梁截面圖 端梁 A=15000=0.015 端梁截面圖 上、下端梁由于尺寸相同，故 上、下端梁截面圖 1.3、懸臂梁計(jì)算 1.3.1 垂直載荷及內(nèi)力 懸臂梁自重載荷為 葫蘆小車集中載荷為 — 起重質(zhì)量（kg） ; — 葫蘆小車質(zhì)量（kg）。 動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)為： 起升沖擊系數(shù)， 起升載荷動(dòng)載系數(shù)， — 起升速度（m/s） 運(yùn)行沖擊系數(shù) （h=1mm） —起重機(jī)運(yùn)行速度（m/s） 當(dāng)葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)，懸臂梁根部受到最大彎矩，按懸 臂梁計(jì)算，如下簡(jiǎn)圖所示： 葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)壁行式起重機(jī)垂直受力簡(jiǎn)圖 懸臂梁根部的彎矩為 = 懸臂梁根部的剪切力為 當(dāng)葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)，懸臂梁根部受到最小彎矩，按懸 臂梁計(jì)算，如下簡(jiǎn)圖所示： 葫蘆小車位于懸臂梁根部極限位置時(shí)壁行式起重機(jī)受力簡(jiǎn)圖 懸臂梁根部的彎矩為 懸臂梁根部的剪切力為 1.3.2水平載荷及內(nèi)力 大車運(yùn)行起、制動(dòng)產(chǎn)生的水平慣性力，按大車車輪主動(dòng)打滑條件確定 懸臂梁均布水平慣性力為 葫蘆小車載荷集中水平慣性力為 當(dāng)葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)，懸臂梁根部受到最大彎矩，按懸 臂梁計(jì)算，如下簡(jiǎn)圖所示： 葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)壁行式起重機(jī)水平受力簡(jiǎn)圖 懸臂梁根部彎矩為 懸臂梁根部剪切力為 當(dāng)葫蘆小車位于懸臂梁根部極限位置時(shí)，懸臂梁根部受到最小彎矩，按懸 臂梁計(jì)算，如下簡(jiǎn)圖所示： 葫蘆小車位于懸臂梁根部極限位置時(shí)壁行式起重機(jī)水平受力簡(jiǎn)圖 懸臂梁根部彎矩為 懸臂梁根部剪切力為 1.3.3強(qiáng)度校核 需要計(jì)算懸臂梁根部截面危險(xiǎn)點(diǎn)①、②、③、④點(diǎn)的強(qiáng)度 當(dāng)葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)，懸臂梁根部截面最遠(yuǎn)角點(diǎn)①的應(yīng)力 垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為 水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為 懸臂梁根部截面危險(xiǎn)點(diǎn)①的組合應(yīng)力為 按載荷組合Ⅱ計(jì)算許用應(yīng)力 安全系數(shù) 拉伸、壓縮、彎曲許用應(yīng)力為： 實(shí)際取 切應(yīng)力為： 故 滿足強(qiáng)度要求。 當(dāng)葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)，懸臂梁根部截面腹板邊緣②的應(yīng)力 垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為 水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為 懸臂梁根部垂直切應(yīng)力為 為主梁腹板高度， 為主梁腹板厚度 懸臂梁根部截面危險(xiǎn)點(diǎn)②的組合應(yīng)力為 故 滿足強(qiáng)度要求。 當(dāng)葫蘆小車位于懸臂梁根部極限位置時(shí)，懸臂梁根部截面輪壓作用點(diǎn)③翼緣板的彎曲應(yīng)力 垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為 水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為 輪壓作用下翼緣板的局部彎曲應(yīng)力 葫蘆小車最大輪壓為 取不均勻系數(shù)為K=1.45,根據(jù)，有圖5-6查得計(jì)算系數(shù)，，。 局部彎曲應(yīng)力 輪壓作用點(diǎn) ：橫向應(yīng)力 縱向應(yīng)力 翼緣板外邊緣： 式中，t為下翼緣板厚度。 懸臂梁根部截面危險(xiǎn)點(diǎn)③的組合應(yīng)力為 故 滿足強(qiáng)度要求。 懸臂梁根部截面危險(xiǎn)點(diǎn)④的組合應(yīng)力為 故 滿足強(qiáng)度要求。 懸臂梁翼緣焊縫厚度，采用自動(dòng)焊接，不需要驗(yàn)算。 1.3.4 懸臂梁穩(wěn)定性 整體穩(wěn)定性 懸臂梁高寬比，滿足要求，不需驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。 局部穩(wěn)定性 懸臂梁受壓翼緣外伸部分不失穩(wěn)的極限寬厚比為 懸臂梁兩腹板之間的受壓翼緣板不失穩(wěn)的極限寬厚比為 懸臂梁腹板不失穩(wěn)的極限寬厚比為 ——兩腹板內(nèi)側(cè)間距 ——下翼緣板厚 ——下翼緣外伸凈寬度 ——腹板高度 ——腹板厚度 滿足要求，不需驗(yàn)算局部穩(wěn)定性，只需設(shè)置橫向隔板，間距為a=1.4m<2=1.48m,隔板中間不需要開孔，隔板厚度為6mm。 1.4 端梁、（上）下端梁計(jì)算 由壁行式起重機(jī)結(jié)構(gòu)和受力確定，端梁承受很大的垂直載荷作用，而上、下端梁承受水平載荷和自重載荷作用，故端梁只計(jì)算垂直載荷作用，上、下端梁計(jì)算水平載荷作用和自重載荷作用。 1.4.1 端梁計(jì)算 端梁垂直載荷及應(yīng)力 端梁承受垂直載荷作用，按簡(jiǎn)支梁計(jì)算 端梁受力簡(jiǎn)圖 滿載葫蘆小車在任意位置時(shí)，端梁承受力都為 懸臂梁支承力 端梁均布自重載荷為 上、下端梁均布自重載荷為 上、下端梁自重載荷為 端梁跨中垂直彎矩為 跨端剪切力為 端梁應(yīng)力 端梁跨中所受應(yīng)力為 端梁跨端所受剪應(yīng)力為 故 ， 滿足強(qiáng)度要求。 1.4.1.2 端梁穩(wěn)定性 整體穩(wěn)定性 端梁高寬比 ，滿足要求，不需要驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。 局部穩(wěn)定性 端梁受壓翼緣外伸部分不失穩(wěn)的極限寬厚比為 ，滿足要求，不需要驗(yàn)算局部穩(wěn)定性。 端梁兩腹板之間的受壓翼緣板不失穩(wěn)的極限寬厚比為，滿足要求，不需要驗(yàn)算局部穩(wěn)定性。 端梁腹板不失穩(wěn)的極限寬厚比為 ，滿足要求，不需要驗(yàn)算局部穩(wěn)定性。 故端梁不需要設(shè)置任何加勁肋。 1.4.2 上、下端梁計(jì)算 1.4.2.1 上、下端梁水平載荷及應(yīng)力 上、下端梁承受水平載荷作用，按簡(jiǎn)支梁計(jì)算 上端梁水平受力簡(jiǎn)圖 下端梁水平受力簡(jiǎn)圖 當(dāng)滿載葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)，根據(jù)平衡條件可求出上、下端梁承受水平載荷作用 滿載葫蘆小車運(yùn)行起、制動(dòng)慣性力為 上、下端梁跨中水平彎矩為 上、下端梁跨端剪切力為 上、下端梁所受彎曲正應(yīng)力為 上、下端梁所受剪切應(yīng)力為 上、下端梁承受自重載荷作用，按簡(jiǎn)支梁計(jì)算 上端梁垂直受力簡(jiǎn)圖 下端梁垂直受力簡(jiǎn)圖 上、下端梁跨中垂直彎矩為 上、下端梁所受彎曲正應(yīng)力為 上、下端梁的組合應(yīng)力為 故 ， 滿足強(qiáng)度要求。 1.4.2.2 上、下端梁穩(wěn)定性 整體穩(wěn)定性 上、下端梁高寬比 ，滿足要求，不需要驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。 局部穩(wěn)定性 上、下端梁受壓翼緣外伸部分不失穩(wěn)的極限寬厚比為 ，滿足要求，不需要驗(yàn)算局部穩(wěn)定性。 上、下端梁兩腹板之間的受壓翼緣板不失穩(wěn)的極限寬厚比為，滿足要求，不需要驗(yàn)算局部穩(wěn)定性。 上、下端梁腹板不失穩(wěn)的極限寬厚比為 ，滿足要求，不需要驗(yàn)算局部穩(wěn)定性。 故端梁不需要設(shè)置任何加勁肋。 1.5 懸臂梁與端梁、（上）下端梁連接計(jì)算 1.5.1焊縫連接計(jì)算 懸臂梁與端梁支承立柱的連接，采用貼角焊縫連接，焊縫厚度 懸臂梁與端梁支承立柱的焊縫連接簡(jiǎn)圖如下圖所示 懸臂梁與端梁支承立柱的焊縫連接簡(jiǎn)圖 懸臂梁與端梁支承立柱的連接處貼角焊縫承受垂直彎矩和水平彎矩作用，當(dāng)滿載葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)，連接處貼角焊縫承受最大垂直彎矩和水平彎矩作用 連接處貼角焊縫承受最大垂直彎矩 = 連接處貼角焊縫承受最大水平彎矩 在最大垂直彎矩和水平彎矩作用下，與焊縫連接的懸臂梁下翼緣板所受的應(yīng)力為： +=+= 由于懸臂梁與端梁支承立柱的連接是懸臂梁下翼緣板與立柱貼角焊縫連接，故在最大彎矩作用下，下翼緣板的最大承載能力可按翼緣板承受的軸向力計(jì)算 即 ——懸臂梁下翼緣板的截面積， 下翼緣板與立柱采用四周圍焊，焊縫的焊腳尺寸，下翼緣板焊縫承載剪力應(yīng)等于，則焊縫剪切應(yīng)力為： 材料,貼角焊縫時(shí)，焊縫的許用應(yīng)力為 故 ，焊縫滿足強(qiáng)度要求。 懸臂梁上翼緣板與斜板連接焊縫計(jì)算 由于上翼緣板與斜板焊縫連接同樣承受最大垂直彎矩和水平彎矩作用，所以 在最大垂直彎矩和水平彎矩作用下，與焊縫連接的懸臂梁上翼緣板所受的應(yīng)力為： +=+= 故在最大彎矩作用下，上翼緣板的最大承載能力可按翼緣板承受的軸向力計(jì) 算 即 ——懸臂梁上翼緣板的截面積， 上翼緣板與斜板為單焊縫，焊縫的焊腳尺寸，上翼緣板焊縫承載剪力 應(yīng)等于，則焊縫剪切應(yīng)力為： 材料,貼角焊縫時(shí)，焊縫的許用應(yīng)力為 故 ，焊縫滿足強(qiáng)度要求。 端梁連接板焊縫計(jì)算 由于端梁上翼緣板與連接板處受最大彎矩為 所以端梁上翼緣板與連接板處承受彎曲正應(yīng)力為 故端梁上翼緣板與連接板處承受的軸向力為 ——端梁上翼緣板的截面積， 端梁上翼緣板與連接板處焊縫簡(jiǎn)圖如下 端梁上翼緣板與連接板處焊縫簡(jiǎn)圖 上翼緣板與連接板為四周圍焊縫，焊縫的焊腳尺寸，上翼緣板焊縫承載剪力應(yīng)等于，則焊縫剪切應(yīng)力為： 材料,貼角焊縫時(shí)，焊縫的許用應(yīng)力為 故 ，焊縫滿足強(qiáng)度要求。 上端梁連接分別有右連接板和下連接板，它們分別承受水平彎矩作用和垂直彎矩作用。 右連接板與上端梁上翼緣板連接處承受的水平彎矩為 右連接板與上端梁上翼緣板連接處承受的彎曲正應(yīng)力為 則右連接板與上端梁上翼緣板承受的軸向力為 ——上端梁上翼緣板的截面積， 右連接板焊縫為四周圍焊縫，如圖所示 右連接板焊縫簡(jiǎn)圖 由于右連接板焊縫承載的剪切力應(yīng)等于 故右連接板焊縫的剪應(yīng)力為 材料,貼角焊縫時(shí)，焊縫的許用應(yīng)力為 故 ，焊縫滿足強(qiáng)度要求。 下連接板與上端梁腹板連接處承受的垂直彎矩為 下連接板與上端梁腹板連接處承受的彎曲正應(yīng)力為 則下連接板與上端梁腹板承受的軸向力為 ——上端梁腹板的截面積， 下連接板焊縫為四周圍焊縫，如圖所示 下連接板焊縫簡(jiǎn)圖 由于下連接板焊縫承載的剪切力應(yīng)等于 故下連接板焊縫的剪應(yīng)力為 材料,貼角焊縫時(shí)，焊縫的許用應(yīng)力為 故 ，焊縫滿足強(qiáng)度要求 下端梁連接板焊縫計(jì)算 下端梁連接板分別有左連接板和上連接板，由于左連接板焊縫與上連接焊縫共用一條焊縫，而且上連接板主要受軸力，故只計(jì)算上連接板焊縫。 上連接板所受軸向力 上連接板焊縫簡(jiǎn)圖如下 上連接板焊縫簡(jiǎn)圖 上連接板焊縫所受剪應(yīng)力為 材料,貼角焊縫時(shí)，焊縫的許用應(yīng)力為 故 ，焊縫滿足強(qiáng)度要求 1.5.2 螺栓連接計(jì)算 由于上端梁與懸臂梁連接處螺栓只受拉力，故上端梁與懸臂梁連接采用普通螺栓連接，上端梁螺栓連接簡(jiǎn)圖如下圖所示 上端梁螺栓連接簡(jiǎn)圖 上端梁的右連接板螺栓連接分布簡(jiǎn)圖如下圖所示，由于螺栓只受拉力，故只 計(jì)算螺栓連接的抗拉承載力。 右連接板螺栓連接分布簡(jiǎn)圖 由于采用普通螺栓連接，材料為Q235，故螺栓螺紋小徑，螺栓桿徑，螺栓的拉伸許用應(yīng)力。 右連接板單個(gè)螺栓所承受的拉力為 右連接板單個(gè)螺栓的許用拉力為 故 ，普通螺栓滿足要求。 上端梁的下連接板螺栓連接分布簡(jiǎn)圖如下圖所示，由于螺栓只受拉力，故只 計(jì)算螺栓連接的抗拉承載力。 下連接板螺栓連接分布簡(jiǎn)圖 由于采用普通螺栓連接，材料為Q235，故螺栓螺紋小徑，螺栓桿徑，螺栓的拉伸許用應(yīng)力。 下連接板單個(gè)螺栓所承受的拉力為 下連接板單個(gè)螺栓的許用拉力為 故 ，普通螺栓滿足要求。 由于下端梁與立柱連接處螺栓只受拉力，故下端梁與立柱連接采用普通螺栓連接，下端梁螺栓連接簡(jiǎn)圖如下圖所示 下端梁螺栓連接簡(jiǎn)圖 下端梁的左連接板螺栓連接分布簡(jiǎn)圖如下圖所示，由于螺栓只受拉力，故只 計(jì)算螺栓連接的抗拉承載力。 左連接板螺栓連接分布簡(jiǎn)圖 由于采用普通螺栓連接，材料為Q235，故螺栓螺紋小徑，螺栓桿徑，螺栓的拉伸許用應(yīng)力。 左連接板單個(gè)螺栓所承受的拉力為 左連接板單個(gè)螺栓的許用拉力為 故 ，普通螺栓滿足要求。 下端梁的上連接板螺栓連接分布簡(jiǎn)圖如下圖所示，由于螺栓只受拉力，故只 計(jì)算螺栓連接的抗拉承載力。 上連接板螺栓連接分布簡(jiǎn)圖 由于采用普通螺栓連接，材料為Q235，故螺栓螺紋小徑，螺栓桿徑，螺栓的拉伸許用應(yīng)力。 上連接板單個(gè)螺栓所承受的拉力為 上連接板單個(gè)螺栓的許用拉力為 故 ，普通螺栓滿足要求。 由于端梁與立柱連接處螺栓只受拉力，故端梁與立柱連接采用 普通螺栓連接，端梁螺栓連接分布簡(jiǎn)圖如下圖所示 端梁連接板螺栓連接分布簡(jiǎn)圖 由于端梁與立柱連接處螺栓只受拉力，故只計(jì)算螺栓連接的抗拉承載力。 由于采用普通螺栓連接，材料為Q235，故螺栓螺紋小徑，螺栓桿徑，螺栓的拉伸許用應(yīng)力。 上連接板單個(gè)螺栓所承受的拉力為 上連接板單個(gè)螺栓的許用拉力為 故 ，普通螺栓滿足要求。 支承管與懸臂梁螺栓連接受軸向力，采用普通螺栓,支承管與懸臂 梁螺栓連簡(jiǎn)圖如下圖所示 支承管與懸臂梁螺栓連接簡(jiǎn)圖 由于連接處懸臂梁彎矩作用，故連接板受軸向力作用 支承管與懸臂梁連接處彎矩為 =125127 支承管與懸臂梁連接處上翼緣板應(yīng)力為 支承管與懸臂梁連接處連接板所受軸向力為 A——懸臂梁上翼緣板截面積 支承管與懸臂梁上連接板螺栓分布簡(jiǎn)圖 支承管與懸臂梁下連接板螺栓分布簡(jiǎn)圖 由于采用普通螺栓連接，材料為Q235，故螺栓螺紋小徑，螺栓桿徑，螺栓的剪切許用應(yīng)力。 連接板單個(gè)螺栓所承受的剪切力為 連接板單個(gè)螺栓的許用剪切力為 故 ，普通螺栓滿足要求。 支承管與上端梁螺栓連接受拉力，支承管與上端梁螺栓連接簡(jiǎn)圖如下圖所示 支承管與上端梁螺栓連接簡(jiǎn)圖 支承管與上端梁螺栓連接分布簡(jiǎn)圖 由于有兩根支承管與上端梁螺栓連接，故兩個(gè)連接板螺栓群受的拉力為N=147307，每個(gè)連接板螺栓群受拉力為 由于采用普通螺栓連接，材料為Q235，故螺栓螺紋小徑，螺栓桿徑，螺栓的拉伸許用應(yīng)力。 連接板單個(gè)螺栓所承受的拉力為 連接板單個(gè)螺栓的許用拉力為 故 ，普通螺栓滿足要求。 1.6 剛度計(jì)算 1.6.1 懸臂梁垂直靜撓度 滿載葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)，產(chǎn)生的靜撓度為 = 懸臂梁垂直靜撓度,滿足設(shè)計(jì)要求。 1.6.2懸臂梁水平慣性位移 滿載葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)，大車運(yùn)行、制動(dòng)產(chǎn)生的懸臂梁端部慣性位移，按水平懸臂梁計(jì)算 = 懸臂梁水平慣性位移,滿足設(shè)計(jì)要求。 1.6.3 起重機(jī)垂直動(dòng)剛度 起重機(jī)垂直剛度，以滿載葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)的垂直自振頻率來(lái)表征 起重量 葫蘆小車質(zhì)量 吊具質(zhì)量 懸臂梁端部換算質(zhì)量為 起升質(zhì)量 起升載荷 起升鋼絲繩滑輪組的最大下放長(zhǎng)度為 懸臂梁端部靜位移為 起升鋼絲繩滑輪組的靜伸長(zhǎng)為 結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響系數(shù)為 懸臂梁端部的垂直自振頻率為 懸臂梁端部的垂直自振頻率，滿足設(shè)計(jì)要求。 1.6.4起重機(jī)水平動(dòng)剛度 起重機(jī)水平動(dòng)剛度以物品高位懸掛、滿載葫蘆小車位于懸臂梁端部極限位置時(shí)的水平自振頻率來(lái)表征 懸臂梁端部換算質(zhì)量為 懸臂梁端部在單位水平力作用下產(chǎn)生的水平位移為 懸臂梁起重機(jī)的水平自振頻率為 懸臂梁端部的水平自振頻率，滿足設(shè)計(jì)要求。 1.7 懸臂梁的翹度 懸臂梁的標(biāo)準(zhǔn)翹度值為 考慮制造因素，實(shí)際取懸臂梁的翹度值，懸臂梁端部一邊按拋物線，設(shè)置翹度，如下圖所示： 懸臂梁的翹度簡(jiǎn)圖 懸臂梁的點(diǎn)， 懸臂梁的點(diǎn)， 懸臂梁的點(diǎn)， 懸臂梁的點(diǎn)， 懸臂梁的點(diǎn)， 第二章 葫蘆小車的選擇 2.1 電動(dòng)葫蘆的基本參數(shù) 起重量 ，起升高度，起升速度，運(yùn)行速度，工作級(jí)別,接電持續(xù)率25。 2.2 電動(dòng)葫蘆的選擇 根據(jù)電動(dòng)葫蘆的基本參數(shù)和懸臂梁結(jié)構(gòu)形式，可選擇電動(dòng)葫蘆為 德仕達(dá)起重輸送設(shè)備有限公司的CXT低凈空小車鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，型號(hào)為 CXT30410025P2。 CXT30410025P2低凈空小車鋼絲繩電動(dòng)葫蘆的基本參數(shù)為 起重量 ，起升高度，起升速度，運(yùn)行速度，工作級(jí)別,鋼絲繩繩徑，鋼絲繩結(jié)構(gòu)接電持續(xù)率25，電源、50Hz,總重。 根據(jù)CXT30410025P2低凈空小車鋼絲繩電動(dòng)葫蘆的基本參數(shù)可以確定此電動(dòng)葫蘆滿足選擇要求。 德仕達(dá)起重輸送設(shè)備有限公司的CXT低凈空小車鋼絲繩電動(dòng)葫蘆的結(jié)構(gòu)形式和基本參數(shù)表： CXT低凈空小車鋼絲繩電動(dòng)葫蘆 。 起重量 kg 工作級(jí)別 Fem 型號(hào) 　 低凈空懸掛起升機(jī)構(gòu) 滑輪倍率 起升速度（m/min) 起升高度 （m) B(mm) Cmin(mm) A1 (mm) A2 (mm) H (mm) 800 3m CXT20210008P1 12 80-410 375-480 298 202 250 2/1 10/1.7 19 359 202 250 1000 2m CXT20210010P1 12 80-410 375-480 346 202 250 2/1 10/1.7 19 428 202 250 1250 3m CXT30210012P2 12 80-410 375-480 356 202 250 2/1 10/1.7 19 428 202 250 1600 2m CXT30210016P2 12 80-410 375-480 356 202 250 2/1 10/1.7 19 428 202 250 1600 2m CXT40210016P2 22.5 100-490 410-570 534 258 427 2/1 10/1.7 30 634 258 427 1600 3m CXT20410016P1 6 80-410 325-435 291 258 250 4/1 5/0.8 9.5 372 258 250 2000 3m CXT40210020P3 12 100-490 435-595 434 258 240 2/1 10/1.7 18 534 258 240 24 634 258 240 　 　 30 N/A N/A N/A N/A N/A 2500 2m CXT40210025P3 12 100-490 435-595 434 258 240 2/1 10/1.7 18 534 258 240 24 634 258 240 　 　 30 N/A N/A N/A N/A N/A 2500 3m CXT30410025P2 6 80-410 325-435 300 258 240 4/1 5/0.8 9.5 372 258 240 2500 3m CXT40410025P2 11 100-490 340 474 318 427 4/1 5/0.8 15 574 318 427 3200 1Am CXT40210032P3 12 100-490 435-595 434 258 240 2/1 8/1.25 17 534 258 240 24 634 258 240 　 　 30 N/A N/A N/A N/A N/A 3200 2m CXT30410032P2 6 80-410 325-435 300 258 250 4/1 5/0.8 9.5 372 258 250 3200 2m CXT40410032P2 11 100-490 340 474 318 427 4/1 5/0.8 15 574 318 427 4000 3m CXT40410040P3 6 100-490 420 354 338 240 4/1 5/0.8 9 454 338 240 12 554 338 240 15 N/A N/A N/A N/A N/A 4000 3m CXT50210040P5 18 100-610 540-740 647 411 262 2/1 10/1.7 24 767 411 262 32 917 411 262 40 N/A N/A N/A N/A N/A 5000 2m CXT40410050P3 6 100-490 420-550 354 338 240 4/1 5/0.8 9 454 338 240 12 554 338 240 15 N/A N/A N/A N/A N/A 5000 2m CXT50210050P5 18 100-610 570-740 647 411 262 2/1 10/1.7 24 767 411 262 32 917 411 262 40 N/A N/A N/A N/A N/A 6300 1Am CXT40410063P3 6 100-490 435-565 380 366 242 4/1 4/0.7 9 480 366 242 12 580 366 242 6300 1Am CXT50210063P5 18 100-610 570-740 697 411 513 2/1 10/1.7 24 817 411 513 32 967 411 513 40 N/A N/A N/A N/A N/A 6300 3m CXT50410063P5 9 100-610 530-715 569 489 262 4/1 5/0.8 12 689 489 262 16 839 489 262 20 N/A N/A N/A N/A N/A 6300 3m CXT60210063P6 16 N/A N/A N/A N/A N/A 2/1 10/1.6 22 N/A N/A N/A N/A N/A 28.5 N/A N/A N/A N/A N/A 37 N/A N/A N/A N/A N/A 47.5 N/A N/A N/A N/A N/A 61.5 N/A N/A N/A N/A N/A 81 N/A N/A N/A N/A N/A 97.5 N/A N/A N/A N/A N/A 7500 2m CXT40610075P6 6 N/A N/A N/A N/A N/A 6/1 3.2/0.5 8 N/A N/A N/A N/A N/A 10 N/A N/A N/A N/A N/A 8000 2m CXT60210080P6 16 N/A N/A N/A N/A N/A 2/1 10/1.6 22 N/A N/A N/A N/A N/A 28.5 N/A N/A N/A N/A N/A 37 N/A N/A N/A N/A N/A 47.5 N/A N/A N/A N/A N/A 61.5 N/A N/A N/A N/A N/A 第三章 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 3.1 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案的確定 經(jīng)比較后，為了起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)經(jīng)湊布置，運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用“三合一”驅(qū)動(dòng)部件分別驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)方案如下圖 3.2選擇車輪與軌道、并驗(yàn)算其強(qiáng)度 3.2.1 端梁的車輪與軌道 按輪壓均布計(jì)算大車車輪的最大輪壓和最小 滿載時(shí)，最大輪壓 ——起重機(jī)估計(jì)總重（包括葫蘆小車重量） 空載時(shí)，最小輪壓 車輪踏面疲勞計(jì)算載荷 車輪材料：采用16Mn(調(diào)質(zhì))，抗拉強(qiáng)度屈服點(diǎn) 選擇車輪直徑D=300mm,由表查得軌道型號(hào)為50（方鋼）。 由圓柱形踏面與平頂軌道接觸，故按線接觸條件進(jìn)行計(jì)算： 線接觸局部擠壓強(qiáng)度驗(yàn)算 ——許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（）由表查得 ——車輪與軌道的有效接觸長(zhǎng)度，方鋼50軌道的=50mm D——車輪直徑 、——分別為轉(zhuǎn)速系數(shù)、工作級(jí)別系數(shù)，車輪轉(zhuǎn)速時(shí)，=0.99 當(dāng)工作級(jí)別為M5時(shí)，查得=1 由于，故驗(yàn)算通過(guò)。 3.2.2上、下端梁的車輪與軌道 由于上、下端梁的車輪與軌道受力一樣，故車輪和軌道選擇一樣。 按輪壓均布計(jì)算大車車輪的最大輪壓和最小 滿載時(shí)，最大輪壓 ——起重機(jī)估計(jì)總重（包括葫蘆小車重量） 空載時(shí)，最小輪壓 車輪踏面疲勞計(jì)算載荷 車輪材料：采用16Mn(調(diào)質(zhì))，抗拉強(qiáng)度屈服點(diǎn) 選擇車輪直徑D=300mm,由表查得軌道型號(hào)為50（方鋼）。 由圓柱形踏面與平頂軌道接觸，故按線接觸條件進(jìn)行計(jì)算： 線接觸局部擠壓強(qiáng)度驗(yàn)算 ——許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（）由表查得 ——車輪與軌道的有效接觸長(zhǎng)度，方鋼50軌道的=50mm D——車輪直徑 、——分別為轉(zhuǎn)速系數(shù)、工作級(jí)別系數(shù)，車輪轉(zhuǎn)速時(shí)，=0.99 當(dāng)工作級(jí)別為M5時(shí)，查得=1 由于，故驗(yàn)算通過(guò)。 3.3運(yùn)行阻力計(jì)算 起重機(jī)在直線軌道上穩(wěn)定運(yùn)行的靜阻力，它由摩擦阻力和坡道阻力組成。 3.3.1摩擦阻力計(jì)算 起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)在兩條水平軌道和一條垂直軌道上運(yùn)行，故水平反滾輪大車的摩擦阻力為 = 3.3.2坡道阻力計(jì)算 當(dāng)坡道很小時(shí)，在計(jì)算中可用軌道坡度代替，。 故起重機(jī)運(yùn)行靜阻力為 3.4 “三合一”驅(qū)動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的選擇計(jì)算 由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得“三合一”驅(qū)動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)為“三合一”減速器，它的選擇需要確定“三合一”減速器的電動(dòng)機(jī)的額定功率和減速器的傳動(dòng)比。 3.4.1 “三合一”減速器的電動(dòng)機(jī)的選擇 “三合一”減速器的電動(dòng)機(jī)的靜功率 ——起重機(jī)運(yùn)行靜阻力 ——起重機(jī)運(yùn)行速度 ——機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，可取=0.9 ——電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù) 由于運(yùn)行機(jī)構(gòu)的靜載荷變化較小，動(dòng)載荷較大，因此所選用電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)比靜功率大，以滿足電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要求。 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)可按下式初選電動(dòng)機(jī) ——電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)慣性影響的功率增大系數(shù) 可取=1.5 故根據(jù)基準(zhǔn)工作制為,負(fù)載持續(xù)率為25%，和初選功率 選用“三合一”專用電動(dòng)機(jī)，型號(hào)：ZDR112-4,技術(shù)參數(shù)：額定功率=1.5KW，轉(zhuǎn)速，制動(dòng)力矩，重量。 “三合一”減速器的傳動(dòng)比 “三合一”運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器的選擇要滿足 ——彈性震動(dòng)力矩增大系數(shù)，可取=2 ——基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)的額定功率 ——工作級(jí)別 ，=5 ——標(biāo)準(zhǔn)減速器承載能力表中的許用功率 由于和，故選擇“三合一”運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器為QS208(ZDR112-4,ML2) 3.4.2 運(yùn)行打滑驗(yàn)算 為了使起重機(jī)運(yùn)行時(shí)可靠地起動(dòng)和制動(dòng)，防止出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪在軌道上的打滑現(xiàn)象，避免車輪打滑影響起重機(jī)的正常工作和加劇車輪的磨損，應(yīng)分別對(duì)驅(qū)動(dòng)輪做起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的打滑驗(yàn)算 對(duì)于起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)驗(yàn)算空載小車位于懸臂梁根部時(shí)輪壓最小的驅(qū)動(dòng)輪，其驗(yàn)算公式為 ——粘著系數(shù)，=0.15 ——粘著安全系數(shù)，=1.1 ——軸承摩擦系數(shù)，=0.015 ——軸承內(nèi)徑，=110mm ——車輪直徑，D=300mm ——驅(qū)動(dòng)輪最小輪壓 ——電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩，考慮到空載起動(dòng)容易打滑，司機(jī)于起動(dòng)時(shí)在轉(zhuǎn)子回路中接入較多的電阻器，以適當(dāng)減小電動(dòng)機(jī)輸出力矩，可取=。 ——傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中其他傳動(dòng)零件飛輪矩影響的系數(shù)，=1.1 ——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，=0.03 ——電動(dòng)機(jī)軸上帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，=0.075 ——起動(dòng)平均加速度，=0.106 故大車驅(qū)動(dòng)輪不打滑。 參考文獻(xiàn) [1]張質(zhì)文，包起帆等.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)鐵道出版社.2001.北京. 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