橋式起重機畢業(yè)論文

1、<p>　　內容摘要： 該文主要對橋式起重機的金屬結構以及起升機構進行了設計。</p><p>　　金屬結構的設計包括其主要尺寸的確定，主梁的設計、強度驗算，以及剛度驗算等，端梁的計算載荷的確定、主要焊縫的計算、接接頭的設計，焊接工藝設計等等。</p><p>　　起升機構的設計包括起升方案的選擇，鋼絲繩卷筒的直徑確定，吊鉤的選擇，螺母的計算，以及電動機和減速器的選擇等。<

2、;/p><p>　　關 鍵 詞： 橋式起重機，金屬結構，主梁。</p><p>　　Abstract： This thesis mainly to the bridge crane metal structure and design for hoisting mechanism.</p><p>　　Metal structure design including

3、 the main girder, the size of the design, to determine the intensity, and stiffness checking computations, calculation of girders load determination, main calculation, after welding joint design, welding process design,

4、etc.</p><p>　　Lifting mechanism design including lifting scheme selection, the diameter of wire rope drum, hook choice, determined, and the calculation of the nut electric motors and reducer choice, etc.<

5、/p><p>　　Key words： Bridge Crane, metal structure，main beam。</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　橋式起重機是應用非常廣泛的起重機械。隨著社會主義建設的發(fā)展, 橋式起重機的需要與日俱增, 我國每年的橋機產量在10萬噸以上。橋式起重機的橋架結構是起重機的重要

6、組成部分, 它的重量占起重機自重的40%~60% , 要使用大量的鋼材。橋架自重也直接影響廠房建筑承重結構及基礎的土建費用與材料消耗。在確保產品使用安全及正常使用年限的前提下, 盡最減輕橋架自重是節(jié)約金屬材料的重要途徑。</p><p>　　我國生產的橋式起重機, 不論是通用橋式起重機或是冶金工廠用特種橋式類型起重機,在1958年以前由于設計力量薄弱, 基本上是沿用國外的設計, 橋架結構以箱型和四桁架型等傳統(tǒng)結構

7、型式為主。一直到1958年大躍進以后, 由于破除迷信, 在群眾性的技術革新運動推動下, 才試制了一些新型橋架結構的橋式起重機, 其中主要的如偏軌箱型、單主梁結構、三角桁架結構等等。但是由于沒有及時總結經驗, 研究試驗工作也做得不夠, 沒有在改進與提高以后進行推廣, 因此橋架選型工作仍然是我們當前迫切要做的工作, 應該比較系統(tǒng)的有組織的研究適合我國各個產業(yè)部門采用的橋架結構型。</p><p>　　我國在橋式起重機

8、的產品系列化、通用化和標誰化方面雖然也做了一些工作, 但為了使橋架結構定型, 還要做大量的工作。目前生產的基本情況是5~50噸小起重量橋式起重機仍以箱型結構為主,箱型結構是應用最為廣泛的傳統(tǒng)結構。它具有制造簡便、生產工效高、通用性強等一系列的優(yōu)點, 因而迄今仍然是國內外橋式起重機的常用橋架形式。在國內, 在50年代和60年代初期, 5~50噸的小起重量系列產品和75~250噸的大起重量系列產品都采用箱型結構。</p>&l

9、t;p><b>　　緒 論 </b></p><p>　　橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱天車。橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設備的阻礙。 本次起重機設計的主要參數(shù)如下:</p><p>　　起重量10t,

10、跨度34m，起升高度為9m起升速度8m/min小車運行速度V=1.6~40m/min大車運行速度V=50m/min大車運行傳動方式為分別傳動；橋架主梁型式為箱形梁。</p><p>　　根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下：</p><p><b>　　主梁的設計：</b></p><p>　　主梁跨度34m ,是由上、下蓋板和兩塊垂直的腹板組成封閉

11、箱形截面實體板梁連接，主梁橫截面腹板的厚度為6mm,翼緣板的厚度為10mm，主梁上的走臺的寬度取決于端梁的長度和大車運行機構的平面尺寸，主梁跨度中部高度取H=L/17 ，主梁和端梁采用搭接形式，主梁和端梁連接處的高度取H0=0.4~0.6H，腹板的穩(wěn)定性由橫向加勁板和，縱向加勁條或者角鋼來維持，縱向加勁條的焊接采用連續(xù)點焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，主梁通常會產生下?lián)献冃?，但加工和裝配時采用預制上拱。</p>&

12、lt;p><b>　　端梁的設計：</b></p><p>　　端梁部分在起重機中有著重要的作用，它是承載平移運輸?shù)年P鍵部件。端梁部分是由車輪組合端梁架組成，端梁部分主要有上蓋板，腹板和下蓋板組成；端梁是由兩段通過連接板和角鋼用高強螺栓連接而成。在端梁的內部設有加強筋，以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車的輪距和小車的軌距來確定的；大車的運行采用分別傳動的方

13、案。</p><p>　　在裝配起重機的時候，先將端梁的一段與其中的一根主梁連接在一起，然后再將端梁的兩段連接起來。 </p><p>　　本章主要對箱形橋式起重機進行介紹，確定了其總體方案并進行了一些簡單的分析。箱形雙梁橋式起重機具有加工零件少，工藝性好、通用性好及機構安裝檢修方便等一系列的優(yōu)點，因而在生產中得到廣泛采用。我國在5噸到10噸的中、小起重量系列產品中主要采用這種形式，但這

14、種結構形式也存在一些缺點：自重大、易下?lián)?，在設計和制造時必須采取一些措施來防止或者減少。</p><p><b>　　主要尺寸的確定 </b></p><p><b>　　2.1大車輪距 </b></p><p>　　K=（～）L=（～）×34=4.25～6.8m</p><p><

15、;b>　　取K=5m</b></p><p><b>　　2.2主梁高度</b></p><p>　　H= 錯誤！未找到引用源。 = 錯誤！未找到引用源。 =1.89m(理論值)</p><p><b>　　2.3端梁高度</b></p><p>　　H0=（0.4～0.6）H

16、=0.76~1.13m</p><p><b>　　取H0=0.8m</b></p><p>　　2.4橋架端部梯形高度</p><p>　　C=（～）L=（～）×34=3.4~6.8</p><p><b>　　取C=2m</b></p><p><b>

17、;　　2.5主梁腹板高度</b></p><p>　　根據(jù)主梁計算高度H=1.89m，最后選定腹板高度h=1.9m</p><p>　　2.6確定主梁截面尺寸</p><p>　　主梁中間截面各構件板厚推薦確定如下：</p><p>　　腹板厚： 錯誤！未找到引用源。=6mm；上下蓋板厚： 錯誤！未找到引用源。=8mm</p

18、><p>　　主梁腹板內壁間距根據(jù)下面關系式來決定：</p><p>　　因此取b=700mm</p><p>　　蓋板寬度：B=b++40=700+26+40=752mm</p><p><b>　　取B=750mm</b></p><p>　　主梁的實際高度：H=h+=1900+2 錯誤！未找到引

19、用源。8=1916mm</p><p>　　同理，主梁支承截面的腹板高度取，這時支承截面的實際高度。</p><p>　　2.7加勁板的布置尺寸</p><p>　　為了保證主梁截面中受壓構件的局部穩(wěn)定性，需要設置一些加勁構件。</p><p>　　主梁端部大加勁板的間距：</p><p><b>　　，取=

20、2m</b></p><p>　　主梁端部（梯形部分）小加勁板的間距：</p><p>　　主梁中部（矩形部分）大加勁板的間距：若小車鋼軌采用輕軌。其對水平重心軸線的最小抗彎截面模數(shù)，則根據(jù)連續(xù)梁由鋼軌的彎曲強度條件求得加勁板間距（此時連續(xù)梁的支點即加勁板所在位置；使一個車輪輪壓作用在兩加勁板間距的中央）：</p><p>　　式中 P——小車的輪壓，

21、取平均值，并設小車自重為=40000N</p><p>　　——動力系數(shù)，查得=1.16</p><p>　　——鋼軌的許用應力，=170MPa</p><p>　　因此，根據(jù)布置方便，取=1.5m</p><p>　　由于腹板的高厚比，所以要設置水平加勁桿，以保證腹板局部穩(wěn)定性。采用角鋼做水平加勁桿。</p><p>

22、;<b>　　3.主梁的計算 </b></p><p><b>　　3.1計算載荷確定</b></p><p>　　查得半個橋架（不包括端梁）的自重，則主梁由于橋架自重引起的均布載荷：</p><p>　　查表查得主梁由于集中驅動大車運行機構的長傳動軸系引起的均布載荷：</p><p>　　，取=6

23、.7N/cm</p><p>　　由表查得運行機構中央驅動部件重量引起的集中載荷為：</p><p><b>　　主梁的總均布載荷：</b></p><p>　　=32+6.7=28.7N/cm</p><p>　　主梁的總計算均布載荷：</p><p>　　式中 ——沖擊系數(shù)，查得=1.1

24、</p><p>　　作用在一根主梁上的小車兩個車輪輪壓值可選用:</p><p>　　考慮動力系數(shù)=1.15——動力系數(shù)。</p><p>　　3.2主梁垂直最大彎矩</p><p>　　由下式計算主梁垂直最大彎矩：</p><p>　　設敞開式司機操縱室的重量為其重心距支點的距離-為</p><

25、p>　　將已知數(shù)值代入上式并計算可得：</p><p>　　3.3主梁水平最大彎矩</p><p>　　由下式計算主梁的水平最大彎矩:</p><p>　　式中 g——重力加速度,</p><p>　　——大車起動、制動加速度平均值，查得，則</p><p>　　——不計沖擊系數(shù) 錯誤！未找到引用源。和動載系數(shù)

26、 錯誤！未找到引用源。時主梁垂直最大彎矩，由下式計算得：</p><p>　　因此得主梁水平最大彎矩：</p><p><b>　　取</b></p><p>　　3.4主梁的強度驗算</p><p>　　主梁中間截面的最大彎曲應力根據(jù)下式計算：</p><p>　　式中 ——主梁中間截面對水平

27、重心軸線x-x的抗彎截面模數(shù)，其近似值：</p><p>　　——主梁中間截面對水平重心軸線x-x的抗彎截面模數(shù)， </p><p><b>　　其近似值：</b></p><p><b>　　因此可得</b></p><p>　　由表查得Q235鋼的許用應力為：</p><p&

28、gt;<b>　　故</b></p><p>　　主梁支承截面的最大剪應力由下式計算：</p><p>　　式中 ：——主梁支承截面最大剪力，由下式計算得：</p><p><b>　　=2453.72N</b></p><p>　　——主梁支承截面對水平重心軸線x-x的慣性矩，其近似值：</

29、p><p>　　S——主梁支承截面半面積對水平重心線X-X的靜距：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=3841</b></p><p><b>　　因此可得</b></p><p>　　由表查得A3鋼的許用剪應力為，故&l

30、t;/p><p>　　由上面的計算可知，強度足夠。</p><p>　　3.5主梁的垂直剛度驗算</p><p>　　主梁在滿載小車輪壓作用下，在跨中所產生的最大垂直撓度可按下式進行計算：</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　因此可得：</b>

31、;</p><p><b>　　=0.376cm</b></p><p>　　允許的撓度值由下式可得：</p><p><b>　?。ˋ3級）</b></p><p><b>　　因此 </b></p><p>　　3.6主梁的水平剛度驗算<

32、/p><p>　　式中 ——作用在主梁上的集中慣性載荷</p><p><b>　　=</b></p><p>　　——作用在主梁上的均布慣性載荷</p><p>　　=0.32~0.64N/cm</p><p><b>　　由此可得：</b></p><p

33、><b>　　=0.165cm</b></p><p><b>　　水平撓度的許用值：</b></p><p><b>　　因此 </b></p><p>　　由上面計算可知，主梁的垂直和水平剛度均滿足要求。</p><p>　　當起重機工作無特殊要求時，可以不必進

34、行主梁的動剛度驗算。</p><p><b>　　4.端梁的計算 </b></p><p><b>　　4.1計算載荷確定</b></p><p>　　設兩根主梁對端梁的作用力Q(G+P)max相等，則端梁的最大支反力：</p><p><b>　　RA=</b></p&

35、gt;<p>　　式中 K——大車輪距，K=400cm</p><p>　　Lxc——小車輪距，Lxc=200cm</p><p>　　a2——傳動側車輪軸線至主梁中心線的距離，取a2=110cm</p><p><b>　　因此可得：</b></p><p>　　RA= =257593.8N </p

36、><p>　　4.2端梁垂直最大彎矩</p><p>　　端梁在主梁支反力作用下產生的最大彎矩為：</p><p>　　Mzmax=RAa1=257593.8×90=23.18×106N.cm</p><p>　　式中 a1——導電側車輪軸線至主梁中心線的距離，a1=90 cm。</p><p>

37、　　4.3端梁水平最大彎矩</p><p>　　1）端梁因車輪在側向載荷下產生的最大水平彎矩：</p><p>　　式中：S——車輪側向載荷，S=P；</p><p>　　——側壓系數(shù)，查得，=0.08；</p><p>　　P——車輪輪壓，即端梁的支反力P=RA</p><p><b>　　因此：</

38、b></p><p>　　=0.08×257593.8×90=1854675.36N·cm</p><p>　　2）端梁因小車在起動、制動慣性載荷作用下而產生的最大水平彎矩：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中 ——小車的慣性載荷：由下式計算：</

39、p><p>　　= P1=37000/7=5290N</p><p><b>　　因此：</b></p><p>　　==666540N·cm</p><p>　　比較和兩值可知，應該取其中較大值進行強度計算。</p><p>　　4.4端梁截面尺寸的確定</p><p

40、>　　選定端梁各構件的板厚如下：</p><p>　　上蓋板1=10mm,</p><p>　　中部下蓋板1=10 mm</p><p>　　頭部下蓋板2=12mm</p><p><b>　　腹板=6mm</b></p><p>　　直徑為600mm的車輪組尺寸，確定端梁蓋板寬度和腹板的高

41、度時，首先應該配置好支承車輪的截面，其次再確定端梁中間截面的尺寸。配置的結果，車輪輪緣距上蓋板底面為30mm;車輪兩側面距離支承處兩下蓋板內邊為10 mm，因此車輪與端梁不容易相碰撞；同時腹板中線正好通過車輪軸承箱的中心平面。最后，要檢查端梁中部下蓋板與軌道的距離。</p><p>　　4.5端梁的強度驗算</p><p>　　端梁中間截面對水平重心線X-X的截面模數(shù)：</p>

42、<p><b>　　=</b></p><p>　　端梁中間截面對水平重心線X-X的慣性矩：</p><p><b>　　= </b></p><p>　　端梁中間截面對垂直重心線Y-Y的截面模數(shù)：</p><p><b>　　=</b></p>&

43、lt;p>　　端梁中間截面對水平重心線X-X的半面積矩： </p><p><b>　　=</b></p><p>　　端梁中間截面的最大彎曲應力： </p><p><b>　　=</b></p><p>　　端梁中間截面的剪應力：</p><p><b>

44、　　=</b></p><p>　　端梁支承截面對水平重心線X-X的慣性矩、截面模數(shù)及面積矩的計算如下： </p><p>　　首先求水平重心線的位置 </p><p>　　水平重心線距上蓋板中線的距離： </p><p><b>　　= 8.15cm</b></p><p>　　水

45、平重心線距腹板中線的距離：</p><p>　　C2=8.15-0.5-0.5×18.2</p><p>　　= -1.45 cm</p><p>　　水平重心線距下蓋板中線的距離：</p><p>　　C3=（18.2+0.5+0.6）-8.15</p><p><b>　　=11.15cm<

46、;/b></p><p>　　端梁支承截面對水平重心線X-X的慣性矩： </p><p><b>　　=6954cm4</b></p><p>　　端梁支承截面對水平重心線X-X的最小截面模數(shù)：</p><p><b>　　=×</b></p>

47、;<p><b>　　=6954×</b></p><p><b>　　=561 cm3</b></p><p>　　端梁支承截面水平重心線x-x下部半面積矩：</p><p>　　=2×11×1.2×11.15+（11.15-0.6）×0.6×（1

48、1.15-0.6）/2</p><p><b>　　=328 cm3</b></p><p>　　端梁支承截面附近的彎矩：</p><p>　　=RAd=144000×14=2016000Ncm</p><p>　　端梁支承截面的彎曲應力：</p><p><b>　　=35.

49、9MPa</b></p><p>　　端梁支承截面的剪應力：</p><p><b>　　=59.7MPa</b></p><p>　　端梁支承截面的合成應力：</p><p><b>　　=109.4MPa</b></p><p>　　端梁材料的許用應力：<

50、;/p><p>　　=(0.80～0.85) </p><p>　　=(0.80～0.85)16.54=132.3～140.6 MPa</p><p>　　=(0.80～0.85) </p><p>　　= (0.80～0.85)95.6 =76.5～81.3 MPa</p><p>　　驗算強度結果，所有計算應力均小于材

51、料的許用應力，故端梁的強度滿足要求。</p><p><b>　　5.主要焊縫的計算</b></p><p>　　5.1端梁端部上翼緣焊縫</p><p>　　端梁支承截面上蓋板對水平重心線X-X的截面積矩：</p><p>　　=40×1×8.15=326 cm3</p><p&

52、gt;　　端梁上蓋板翼緣焊縫的剪應力：</p><p><b>　　=42.4MPa </b></p><p>　　式中 n1——上蓋板翼緣焊縫數(shù)；</p><p>　　hf——焊肉的高度，取hf=0.6 cm。</p><p>　　5.2下蓋板翼緣焊縫的剪應力驗算</p><p>　　端梁支承

53、截面下蓋板對水平重心線x-x的面積矩：</p><p>　　=2×12×1.2×11.15=321 cm3</p><p>　　端梁下蓋板翼緣焊縫的剪應力：</p><p><b>　　=41.7MPa</b></p><p>　　5.3主梁與端梁的連接焊縫</p><p

54、>　　主梁與端梁腹板的連接焊縫的剪應力由下式計算：</p><p><b>　　=29.5MPa</b></p><p>　　式中 h0——連接處焊縫計算高度，取h0=0.95h=74.1 cm。</p><p>　　5.4主梁上蓋板焊縫</p><p>　　主梁支承處最大剪應力作用下，上蓋板焊縫剪應力由下式計算

55、得：</p><p>　　式中 Ix0——主梁在支承處截面對水平重心線x-x的慣性矩Ix0=95500 錯誤！未找到引用源。</p><p>　　S——主梁上蓋板對截面水平重心線的面積矩：</p><p><b>　　因此計算得：</b></p><p>　　焊縫的許用應力由表查得[]=95MPa，因此焊縫計算應力滿足

56、要求。</p><p>　　6. 端梁接頭的設計</p><p>　　6.1 端梁接頭的確定及計算</p><p>　　端梁的安裝接頭設計在端梁的中部，根據(jù)端梁輪距K大小，則端梁有一個安裝接頭。</p><p>　　端梁的街頭的上蓋板和腹板焊有角鋼做的連接法蘭，下蓋板的接頭用連接板和受剪切的螺栓連接。頂部的角鋼是頂緊的，其連接螺栓基本不受力。

57、同時在下蓋板與連接板鉆孔是應該同時鉆孔。</p><p>　　下蓋板與連接板的連接采用M18的螺栓，而角鋼與腹板和上蓋板的連接采用M16的螺栓。</p><p>　　6.1.1 腹板和下蓋板螺栓受力計算</p><p>　　1.腹板最下一排螺栓受力最大，每個螺栓所受的拉力為：</p><p><b>　　N拉=</b>&

58、lt;/p><p><b>　　=</b></p><p>　　=222126.7N</p><p>　　2.下腹板每個螺栓所受的剪力相等，其值為：</p><p><b>　　N剪=</b></p><p><b>　　=</b></p>&

59、lt;p><b>　　=12621.5N</b></p><p>　　式中 n0 ——下蓋板一端總受剪面數(shù)；n0=16</p><p>　　N剪——下蓋板一個螺栓受剪面所受的剪力：</p><p>　　N ——側腹板受拉螺栓總數(shù)；n=16</p><p>　　d1 ——腹板上連接螺栓的直徑（靜截面）

60、 </p><p>　　d0 ——下腹板連接螺栓的直徑；d1=16mm</p><p>　　H ——梁高；H=500 mm</p><p>　　M ——連接處的垂直彎矩；M=7.06×106</p><p>　　6.1.2 上蓋板和腹板角鋼的連接焊縫受力計算</p><p>　　1.上蓋板角鋼連接焊縫

61、受剪，其值為：</p><p><b>　　Q=</b></p><p>　　==412147.8N</p><p>　　2.腹板角鋼的連接焊縫同時受拉和受彎，其值分別為：</p><p><b>　　N腹=</b></p><p>　　= =99725.8N</p&g

62、t;<p><b>　　M腹=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=10159560.42Nmm</p><p>　　6.2 計算螺栓和焊縫的強度</p><p>　　6.2.1 螺栓的強度校核</p><p>　　1.精制螺栓

63、的許用抗剪承載力：</p><p><b>　　[N剪]= </b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　=137343.6N </p><p>　　2.螺栓的許用抗拉承載力</p><p><b>　　[N拉]= </b>&l

64、t;/p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=27129.6N</b></p><p>　　式中[]=13500N/cm2 []=13500N/cm2 由[1]表25-5查得</p><p>　　由于N拉<[N拉] ,N剪<[N剪] 則有所選的螺栓符合強度要

65、求</p><p>　　6.2.2 焊縫的強度校核</p><p>　　1.對腹板由彎矩M產生的焊縫最大剪應力：</p><p>　　M===7753.02N/ cm2</p><p><b>　　式中 I≈</b></p><p>　　=5115.06 ——焊縫的慣性矩</p>

66、<p>　　2.由剪力Q產生的焊縫剪應力：</p><p><b>　　Q=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=3931.5N/ cm2</p><p><b>　　折算剪應力：</b></p><p>&

67、lt;b>　　==</b></p><p>　　=7572.1 N/ cm2<[]=17000 N/ cm2</p><p><b>　　[]由表查得</b></p><p>　　式中 h——焊縫的計算厚度取h=6mm</p><p><b>　　3.對上角鋼的焊縫</b>

68、</p><p>　　===138.8N/ cm2<[]</p><p><b>　　由上計算符合要求。</b></p><p><b>　　7.焊接工藝設計</b></p><p>　　對橋式起重機來說，其橋架結構主要是由很多鋼板通過焊接的方法連接在一起，焊接的工藝的正確與否直接影響橋式起重

69、機的力學性能和壽命。</p><p>　　角焊縫常用的確定焊角高度的方法</p><p><b>　　圖7-1</b></p><p><b>　　角焊縫最小厚度為：</b></p><p>　　a≥0.3max+1</p><p>　　max為焊接件的較大厚度，但焊縫最小厚

70、度不小于4mm，當焊接件的厚度小于4mm時，焊縫厚度與焊接件的厚度相同。</p><p>　　角焊縫的厚度還不應該大于較薄焊接件的厚度的1.2倍，即:</p><p><b>　　a≤1.2min</b></p><p>　　按照以上的計算方法可以確定端梁橋架焊接的焊角高度a=6mm.</p><p>　　在端梁橋架連接

71、過程中均采用手工電弧焊，在焊接的過程中焊縫的布置很關鍵，橋架的焊縫有很多地方密集交叉在設計時應該避免如圖7-2（a）、7-2（b）所示</p><p>　　圖7-2（a） 圖7-2（b）</p><p>　　定位板和彎板的焊接時候，由于定位板起導向作用，在焊接時要特別注意，焊角高度不能太高，否則車輪組在和端梁裝配的時，車輪組不能從正確位置導入，焊接中

72、采用E5015（J507）焊條，焊條直徑d=3.2mm,焊接電流160A,焊角高度最大4㎜。如圖7-3位彎板和定位板的焊接</p><p><b>　　圖7-3</b></p><p>　　角鋼和腹板、上蓋板的焊接采用的是搭接的方法，在焊好后再將兩段端梁拼在一塊進行鉆孔。</p><p>　　由于所用的板材厚度大部分都小于10mm ,在焊接過程

73、中都不開坡口進行焊接。</p><p>　　主要焊縫的焊接過程如下表：</p><p><b>　　表7-1</b></p><p>　　8.起升機構方案的選擇</p><p>　　起升機構一般由驅動裝置(包括電動機、聯(lián)軸器、制動器、減速器、卷筒等)、鋼絲繩卷繞裝置(包括鋼絲繩、卷筒、定滑輪和動滑輪)、取物裝置和安全保護

74、裝置組成。電動機驅動是起升機構的主要驅動方式。當起重量在50t以下時，常見的橋式起重機的起升機構布置方式如下圖所示；</p><p>　　圖8-1起升機構配置方案</p><p>　　1-電動機；2-聯(lián)軸器；3-傳動軸；4-制動器；5-減速器；6-卷筒；</p><p>　　7-軸承座；8-平滑滑輪；9-鋼絲繩；10-滑輪組；11-吊鉤</p><

75、;p>　　8.1 鋼絲繩、滑輪和卷筒直徑的確定</p><p>　　8.1.1 鋼絲繩的計算與確定</p><p>　　采用雙聯(lián)滑輪組，按，查取滑輪組倍率m =3；</p><p>　　鋼絲繩所受最大拉力（載荷）：</p><p>　　式中 ——最大載荷，</p><p><b>　　其中 ；</

76、b></p><p>　　Z——懸掛吊重的鋼絲繩分支數(shù)，；</p><p>　　——滑輪組效率，=0.98；</p><p>　　所選鋼絲繩的直徑應滿足： </p><p>　　式中 ——鋼絲繩直徑；</p><p>　　——鋼絲繩最大靜工作拉力；</p><p>　　C——選擇系數(shù)，根據(jù)

77、《起重機械》表2-4，；</p><p>　　取鋼絲繩直徑，捻向：交互捻；選擇鋼絲繩型號為：</p><p>　　8.1.2 滑輪和卷筒直徑的確定 </p><p>　　按鋼絲繩中心來計算滑輪與卷筒的最小直徑：</p><p>　??； </p><p>　

78、　式中 ——按鋼絲繩中心計算的滑輪和卷筒的最小直徑；</p><p><b>　　——鋼絲繩直徑；</b></p><p>　　——與機構工作級別和鋼絲繩結構有關的系數(shù)，根據(jù)《機 械設計手冊》表8.1-61，對滑輪=24，對卷筒=24；</p><p><b>　　滑輪 ；</b></p><p>

79、;　　取動滑輪直徑(滑輪槽底直徑)，平衡滑輪。取。</p><p><b>　　卷筒 ；</b></p><p>　　8.2 吊鉤滑輪組的選擇和驗算</p><p>　　8.2.1.吊鉤的選擇</p><p>　　吊鉤尾部螺紋直徑的確定,</p><p>　　式中 ——最大起重載荷；</p&

80、gt;<p>　　——起動動載系數(shù)，由《起重機械》表1-9確定 ；</p><p><b>　　——螺紋根部面積；</b></p><p><b>　　——螺紋根部直徑；</b></p><p>　　——許用應力，，；選等級強度為，則，；</p><p>　　采用短型吊鉤組，根據(jù)額定起

81、重量和工作類型M5來選擇直柄單鉤LM16 —MGB/T10051.1—1988，吊鉤材料為DG20,螺紋外徑，螺紋根部直徑。</p><p>　　8.2.2 吊鉤螺母的計算</p><p>　　螺母高度不得小于H，</p><p>　　式中 t=10mm——螺距</p><p>　　——許用擠壓應力，鋼對鋼（螺母材料45 號

82、鋼）；</p><p><b>　　公制螺母的高度:</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　考慮放止動墊片的尺寸取螺母高度：；</p><p><b>　　螺母外徑：。</b></p><p><b>　　取D=1

83、20mm</b></p><p>　　8.2.3止推軸承的計算</p><p>　　對于頸部直徑的吊鉤選輕系列單列止推軸承8317，取靜負荷容量： </p><p>　　軸承的計算載荷應等于或小于其靜負荷容量：</p><p>　　8.2.4 吊鉤橫梁的計算</p><

84、p>　　圖8-2吊鉤橫梁計算簡圖</p><p>　　采用45號鋼制造，強度極限，屈服極限，耐久極限 。</p><p>　　假設橫梁上作用集中載荷，計算彎曲應力，此外還認為剪切力對彎曲應力影響不大，按結構布置確定計算尺寸，即靠邊兩個滑輪軸線間的距離，橫梁中間寬度，拉板厚度，橫梁的計算載荷（也是止推軸承的計算載荷）。</p><p>　　中間截面A-A的最大彎

85、曲應力</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中 ——橫梁高度；</p><p><b>　　——軸孔直徑，</b></p><p><b>　　取 。</b></p><p><b>　　軸孔的平均擠壓應力</b

86、></p><p>　　式中 ——許用擠壓應力，</p><p><b>　　——拉板厚度，</b></p><p><b>　　取。</b></p><p>　　8.2.5 滑輪及滑輪軸承的選擇</p><p>　　由鋼絲繩直徑，動滑輪直徑，選擇滑輪的型號為滑輪。&l

87、t;/p><p>　　選用平衡滑輪為d=14mm，D=225mm，滑輪軸直徑45mm的F型滑輪標記為：</p><p>　　滑輪用內軸套和隔環(huán):</p><p><b>　　內軸套：；</b></p><p><b>　　隔環(huán)；；</b></p><p>　　滑輪軸承：46216

88、；</p><p><b>　　滑輪擋蓋：。</b></p><p><b>　　8.3 卷筒的計算</b></p><p>　　8.3.1 卷筒的基本尺寸</p><p>　　取卷筒（按槽底計算）直徑；</p><p>　　卷筒的計算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計算）；<

89、/p><p><b>　　卷筒長度</b></p><p>　　取卷筒長度為3000mm</p><p>　　式中 ——卷筒上有螺旋槽部分長</p><p>　　——無繩槽卷筒端部尺寸，；</p><p>　　——固定鋼絲繩區(qū)段的長度，；</p><p>　　——左右螺旋槽之間

90、的距離，查表選185mm。</p><p>　　其壁厚按經驗公式確定</p><p><b>　　取壁厚為15mm。</b></p><p>　　8.3.2 驗算卷筒強度</p><p>　　卷筒的材料采用HT200，抗壓強度為。</p><p><b>　　卷筒所受壓應力</b&

91、gt;</p><p>　　式中 ——對吊鉤起重機的安全系數(shù)，=1.5</p><p><b>　　故抗拉強度通過。</b></p><p>　　卷筒的最大彎矩產生在鋼絲繩位于卷筒中央時，</p><p>　　式中 ——卷筒全長；</p><p>　　——左右螺旋槽之間的距離；</p>

92、<p><b>　　卷筒斷面系數(shù)</b></p><p>　　式中 ——卷筒直徑，；</p><p><b>　　——卷筒內徑，；</b></p><p><b>　　彎矩產生的拉應力：</b></p><p><b>　　滿足受拉強度要求；</b

93、></p><p><b>　　合成應力： </b></p><p>　　式中許用拉應力為39MPa</p><p>　　8.3.3 卷筒轉速</p><p>　　8.4 電動機的確定</p><p>　　8.4.1 電動機的確定</p><p><b>　

94、　起升機構靜功率：</b></p><p>　　式中 ——最大起升載荷；</p><p><b>　　——起升機構總效率</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　電動機的計算功率：</b></p><p>

95、　　由于起重機的工作級別M5，可以由《工程起重機》標3—19中得到：</p><p>　　根據(jù)《機械設計通用手冊》選定型電動機，主要指標為：</p><p>　　轉速 ,額定功率 ,</p><p><b>　　轉速 。</b></p><p>　　8.4.2 電動機發(fā)熱及過載驗算</p><p>

96、;<b>　　等效功率：</b></p><p>　　查表3—52起升機構曲線1得r=0.87，查表得K=0.75，</p><p>　　，電動機滿足不過熱條件。</p><p>　　8.5 減速器的選用</p><p>　　8.5.1 減速器的確定</p><p><b>　　電動機的

97、轉速：</b></p><p><b>　　傳動比：</b></p><p>　　根據(jù)《減速器選用手冊》選定 ，需用功率為12KW，傳動比為40.17。</p><p>　　8.6 制動器的選擇</p><p>　　根據(jù)物體下降時的扭矩:</p><p>　　式中 ——最大載荷量，；&

98、lt;/p><p>　　——卷筒計算直徑，；</p><p><b>　　——滑輪組倍率，；</b></p><p>　　——減速器傳動比，；</p><p><b>　　——總效率，；</b></p><p><b>　　制動轉矩 ，</b></p&

99、gt;<p>　　查《機械設計通用手冊》選擇制動器，制動輪直徑，額定轉矩</p><p>　　8.7 聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　根據(jù)電動機輸出軸的直徑和變速器輸入直徑選用聯(lián)軸器型齒輪聯(lián)軸器和帶制動輪的直徑為300mm的半齒聯(lián)軸器S124。</p><p>　　的主要參數(shù)：公稱轉矩,許用轉速，轉動慣量。</p><p>　

100、　的主要參數(shù)：公稱轉矩，許用轉速，轉動慣量。</p><p><b>　　聯(lián)軸器力矩的校核：</b></p><p>　　式中 ——傳扭矩的計算值；</p><p>　　——按第類載荷計算的軸傳最大扭矩，175.53N </p><p>　　——聯(lián)軸器重要參數(shù)，對于起升機構=1.75；</p><p&

101、gt;　　——角度偏差系數(shù)，；</p><p><b>　　聯(lián)軸器符合要求。</b></p><p>　　8.8 起制動時間驗算</p><p>　　8.8.1 起動時間的驗算</p><p><b>　　起動時間：</b></p><p><b>　　=0.708

102、S</b></p><p>　　式中 ——電動機額定轉速，；</p><p>　　——電動機平均起動轉矩，</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　——電動機靜阻力矩</b></p><p><b>　　；</b>

103、</p><p>　　——機構運動質量換算到電動機軸上的總轉動慣量：</p><p><b>　　=4.558</b></p><p>　　，起動時間符合要求。</p><p>　　8.8.2 制動時間的驗算</p><p><b>　　滿載下降制動時間：</b></p

104、><p>　　式中 ——滿載下降時的電動機轉速，；</p><p>　　——制動器的制動力矩，；</p><p>　　—電動機靜阻力矩，；</p><p>　　—機構運動質量換算到電動機軸上的總轉動慣量，。</p><p><b>　　=4.48</b></p><p>　　許

105、用減速度a<0.2，故</p><p>　　，制動時間符合要求。</p><p><b>　　9.主要設計數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　大車輪距：</b></p><p><b>　　主梁高度：</b></p><p><b>

106、;　　端梁高度：</b></p><p><b>　　腹板高度：</b></p><p><b>　　主梁實際高度：</b></p><p><b>　　加勁板間距：</b></p><p>　　主梁的垂直最大彎矩：</p><p>　　主梁

107、的水平最大彎矩：</p><p>　　主梁中間截面的最大彎曲應力：</p><p>　　主梁支承截面的最大彎曲應力：</p><p>　　端梁的垂直最大彎矩：</p><p>　　端梁的水平最大彎矩：</p><p><b>　　滑輪組的倍率：</b></p><p>&l

108、t;b>　　卷筒直徑：</b></p><p><b>　　吊鉤尾部螺紋直徑：</b></p><p><b>　　吊鉤最小高度：</b></p><p><b>　　卷筒長度：</b></p><p><b>　　卷筒轉速：</b>&l

109、t;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 起重機設計手冊 《起重機設計手冊》編寫組，機械工業(yè)出版社，1980</p><p>　　[2] 機械設計師手冊 吳宗澤主編，機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[3] 起重機課程設計 北京鋼鐵學院編，冶金工業(yè)出版社，1982</p&g

110、t;<p>　　[4] 焊接手冊 中國機械工程學會焊接學會編，機械工業(yè)出版社，1992</p><p>　　[5] 機械裝備金屬結構設計 太原科技大學徐格寧編，機械工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[6] Gordon S．G，Beveridge and Robert S．Schechter．Optimization Theory andPractics[M]．MeG

111、raw-Hi ll Book Company，1970</p><p>　　[7] S．K． Method Of moving asymptotes—a new method for Structural optimization[Ⅱ]．Int．J．N．Meth．Eng。1987，24：359-373</p><p>　　[8] 劉云峰．橋式起重機箱形主梁腹板新型結構研究[D]．昆明：昆明

112、理工大學，2001</p><p>　　[9] 倪慶興，王煥勇．起重機械嘲．上海：上海交通大學出版社，1990</p><p>　　[10] 陳道南，盛漢中．起重機課程設計[M]．北京：北京鋼鐵學院，1982</p><p>　　[11] 堂增寶等主編，機械設計課程設計（第二版）。華中科技大學出版社，1998</p><p>　　[12] 《

113、材料力學》劉鴻文主編 高等教育出版社 2003</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　首先向機電工程學院的全體老師表示衷心的感謝，在這四年的時間里，他們?yōu)槲覀兊某砷L和進步做出了貢獻。在這次畢業(yè)設計中，有許多老師給予了指導和幫助,尤其是劉老師和肖老師，在這次畢業(yè)設計的整個過程中，給了我們很大幫助,做為我們的輔導老師，盡職盡責，一絲不茍。<

114、/p><p>　　至此，這次畢業(yè)設計也將告以段落，但老師的教誨卻讓人終生難忘，通過這次畢業(yè)設計，不但使我學到了知識，也讓我學到了許多的道理，總之是受益匪淺。</p><p>　　盡管我在畢業(yè)設計過程中做出了很多的努力，但由于我的水平有限，設計中的錯誤和不當之處仍在所難免，望老師提出寶貴的意見。</p><p>　　最后，向文中引用到其學術論著及研究成果的學術前輩與同行們