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1、中南林业科技大学2011届工学学士学位毕业设计说明书 第 1 页 共 26 页1 前言全套图纸加174320523 各专业都有 随着现代科学科技的发展、工业生产规模的扩大和自动化程度的提高，起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用越来越大。起重运输机械通常用于物料搬运，随着科技的进步、现代化大规模生产的发展，机械越来越广泛地使用于国民经济的各部门。现在不仅在港口、车站、仓库、料场、电站、高层建筑、工矿企业生产车间等领域用到起重运输机械，甚至在生活里也用到起重运输机械，例如电梯、自动扶梯等。所以它不仅在国民经济中占有重要位置，而且它在社会生产和生活的领域正在不断扩大。并且大型起重设备的状况，标
2、志着一个国家工程机械制造的能力，决定着交通建设的速度与质量。随着生产规模的日益发展,对车间内部的起重机械的工作性能也提出了更新更高的要求：起重量的增大，工作次数频繁,操作舒适而可靠,自重减轻等。桥式起重机是生产车间、料场、电站厂房和仓库中为实现生产过程机械化与自动化，减轻体力劳动，提高劳动生产率的重要物品搬运设备。他通常用来搬运设备，也可以用于设备的安装和检修等其他用途。桥式起重机安装在厂房高处两侧的吊梁上，整机可以沿铺设在吊车梁上的轨道（在车间上方）纵向行驶。桥式起重机可以人力驱动或电力驱动。人力驱动只用在起重量不大（不超过20t）而且工作很轻闲的场合。在其它情况下，一般均使用电力驱动。其中
3、双梁桥式起重机比单梁桥式起重机更好地解决提高起重量和增大跨度之间的矛盾。所以电动双梁桥式起重机是我国生产的各种起重机中产量最大应用最广的一种。通用的电动双梁桥式起重机的一般起重量在4t和500t之间。我国目前生产的标准桥式起重机范围在5250t之间。运行机构是桥式起重机的一个重要部分。它安装在起重机的桥架上。运行机构的任务是起重机和小车作水平运动。有时用于搬运物品；有时用于调整起重机的工作位置。大车运行机构由电动机、联轴器、减速器、浮动轴、制动器、车轮组等设备组成。大车运行机构传动方案，基本分为两种，即分别传动的和集中传运的。桥式起重机常用的跨度（10.532m）范围内，均可用分别传动方案。本
4、设计桥式双梁起重机跨度为16m，故选用分别传动方案。 在分别驱动的桥架运行机构中，两侧的主动轮都有各自的电动机通过制动器、减速器和联轴器等部件来驱动。两台电动机之间可以采用专门的电气联锁来保持同步工作，但是本设计不采用电气联锁方法，而是采用感应电动机的机械性能和桥架结构的刚性，自行调整由于不同步而引起的桥架运行歪斜。 为了既保证电动机的正常运转，又使减速器靠近梁，减少主梁的扭转载荷，机构采用保留高速浮动轴而取消低速浮动轴的情况。 这种结构紧凑、体积小、重量轻。便于组织专业制造场生产配套有利于提高产品质量，提高生产率和降低成本。在维护检修方面，对于小型起重机可以方便的整套替换。 在具体布置大车运
5、行机构的零部件时，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，机构零部件在桥架上的安装不可能十分准确，所以从机构的运行性能和补偿安装的不准确性着眼，靠近电动机、减速器和车轮的轴采用浮动轴。浮动轴的长度一般应大于800mm，以免影响补偿效果。同时为使浮动轴可以在运行机构制动时能发挥吸收部击动能的作用，制动器要靠近电动机。 桥式起重机运行时经常发生桥架对于轨道的歪斜现象。它不仅使运行机构的电动机和传动装置的负载增加，更主要的是大大缩短了车轮的使用寿命。因此，对于分动驱动的运行机构在设计时采取了以下措施：限制桥架跨度L和轮K的比值。因为起重机运行时，自由歪斜是指在
6、车轮侧缘与轨道牛接触之前允许桥架一侧相对另一侧的超前距离。这个距离与L/K比值成反比，也就是说桥架的轮距越大越不容易发生歪斜啃轨；提高电动机的机械特性和桥架水平刚性，本身就具有自动同步作用。因此，提高桥架的水平刚性是发挥分别驱动运行机构自动同步的关键；减轻车轮侧缘和轨道的摩擦作用，采用润滑侧缘和轨道的方法。近来有些起重机采取带水平滚轮的无侧缘车轮不代替有侧缘的车轮，这种办法不仅可以改善啃轨时车轮和轨道的磨损，也可以减少运行机构的阻力。但是车轮装置的构造要复杂些。1.1 桥架类型起重机大车运行机构的典型形式大车运行机构由驱动装置和支承装置两部分组成。分别传动的大车运行机构的布置方式如图1-1。
7、（a） （b） （c）图1-1 分别传动的大车运行机构的布置方式(a) 所示为在电动机与减速器间，减速器与车轮间均有浮动轴的布置情况。（b）所示为保留高速浮动轴而取消低速浮动轴的情况。（c）所示为无浮动轴的不知情况。 1.2 大车运行机构要求及具体布置的主要问题1.大车运行机构要求：（1）机构要紧凑，重量要轻；（2）和桥架配合要合适；（3）尽量减轻主粱的扭转载荷，不影响桥架的刚度；（4）维护检修方便，机构布置合理，使司机从驾驶室上、下走台方便，便于装拆零件及操作。2.具体布置的主要问题：（1）车轮及其轨道的选择 （2）电动机的选择（3）减速器的选择 （4）制动器的选择（5）联轴器的选择 （6）
8、轴的设计2 设计计算部分2.1 设计主要技术参数主要技术参数：起重机跨度： 16.5m 起吊重量： 70t起升高度： 16m 大车运行速度：87.6m/min小车运行速度： 42.4m/min 工作级别:M6起重机估计总量: 65t 小车自重:25t电源： 三相交流电源，380V，50Hz 机构接电持续率：JC=252.2 确定传动方案跨度16.5m为中等跨度,为减轻重量,决定用以下传动方案：图2-1 传动方案2.3 选择车轮与轨道，并验算其强度 车轮结构如图2-2：图2-2 车轮结构图 计算大车车轮的最大轮压和最小轮压 图2-3 轮压计算图 满载时,最大轮压: = （2-1） = =53.1
9、8t 满载时,最小轮压: = =14.318t （2-2） 空载时，最大轮压： 空载时，最小轮压： 载荷率：Q/G=70/65=1.08 由文献1表19-6选择车轮：当运行速度为Vdc=60-90m/min，Q/G=1.08时工作类型为中级时，车轮直径Dc=700mm，轨道为QU100的许用轮压为65.5t，故可用。 1.疲劳强度的计算疲劳强度计算时的等效载荷：Qd=2Q=0.6 70t=42t (2-3) 式中2等效系数，由文献1表4-8查得2=0.6。车论的计算轮压： Pj= KCI r Pd=1.050.84540.45=35.89t式中：Pd车轮的等效轮压Pd=40.45tr载荷变化系
10、数，由文献1表19-2，当Qd/G=0.65时，r=0.845Kc1冲击系数，由文献1表19-1。第一种载荷当运行速度为 V=1.46m/s时，Kc1=1.05根据点接触情况计算疲劳接触应力： sj=4000 =4000 =17565Kg/cm2 式中r-轨顶弧形半径，由文献1表19-10查得r=500mm，对于车轮材料65Mn，当HB320时，sjd =20000-25000Kg/cm2，因此满足疲劳强度计算。 2.强度校核最大轮压的计算：Pjmax=KcIIPmax =1.153.18t =58.45t式中KcII-冲击系数，由起重机设计手册表2-7第II类载荷KcII=1.1按点接触情况
11、进行强度校核的接触应力：jmax=20665.3Kg/cm2 车轮采用65Mn，由文献1表19-3得，HB320时， j=24000-30000Kg/cm2，jmax j,故强度足够。2.4 运行阻力计算摩擦总阻力矩: （2-4） 由文献15查得=700mm车轮的轴承型号为22334,轴承内径和外径的平均值为170mm。表 3-1 轴承的摩擦系数值轴承型式 滑动轴承 滚动轴承轴承结构 敞开式 用稀油润滑的轴承箱 滚珠式和滚柱式 锥形滚子式 0.1 0.08 0.015 0.02由表3-1和文献1表7-1、7-3查得:滚动摩擦系数k=0.0008m(凸顶钢轨)；轴承摩擦系数；附加阻力系数。代入上式得：当满载时的运行阻力矩： （2-5） = =4201.86Nm运行摩擦阻力: （2-6） = =12005.36N当空载时： （2-7） = =2178.75Nm =6225N （2-8）2.5 选择电动机电动机静功率: （2-9） = =9.04kW式中: 满载运行时的静阻力；m=2驱动电动机台数；=0.95机构传动效率。 粗选电动机功率: N
