毕业设计说明书（桥式）(2)

80∕30T 28m 通用桥式起重机设计

7.2载荷计算??????????????????????????40 第8章 主梁计算?????????????????????????45

8.1载荷计算??????????????????????????45 8.2强度校核??????????????????????????50 8.3主梁疲劳强度校核??????????????????????52 8.4刚度校核??????????????????????????54 8.5稳定性校核?????????????????????????56 第9章 端梁计算?????????????????????????62

9.1载荷和内力?????????????????????????62 9.2强度校核??????????????????????????65 9.3疲劳强度校核????????????????????????67 9.4稳定性???????????????????????????69 9.5端梁拼接??????????????????????????70 第10章 主梁和端梁的连接?????????????????????75 第11章 桥架拱度计算???????????????????????76 总结 ???????????????????????????????77 参考文献 ?????????????????????????????78 致谢 ???????????????????????????????79 英文资料 ?????????????????????????????80

V

80∕30T 28m 通用桥式起重机设计

前 言

桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。

桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易粱桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。

起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。

起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。

起重机运行机构一般用两个主动车轮和两个从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。

桥架的金属结构由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类，特殊型式也有四梁的。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由两根主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主梁的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。

箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双粱是广泛采用的一种基本形式，主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产，但自重较大。

偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主粱是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主粱，自重较小，但制造较复杂。

设计中，在满足强度、刚度、稳定性的前提下，尽可能节省材料，采用大截面，

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薄钢板，以减少起重机自身重量。全部采用国家标准，对桥架的受力进行了较详尽的分析，在结构上进行了改进。

近20年世界工程起重机行业发生了很大变化。RT(越野轮胎起重机)和AT(全地面起重机)产品的迅速发展，打破了原有产品与市场格局，在经济发展及市场激烈竞争冲击下，导致世界工程起重机市场进一步趋向一体化。目前世界工程起重机年销售额已达75亿美元左右。主要生产国为美国、日本、德国、法国、意大利等，世界顶级公司有10多家，主要集中在北美、日本（亚洲）和欧洲。

起重机的发展状况：1.重点产品大型化，高速化和专用化；2.用模块化设计代替传统的整机设计方法；3.通用产品小型化、轻型化和多样化；4.产品性能自动化、智能化和数字化；5.产品组合成套化、集成化和柔性化；6.产品构造新型化、美观化和实用化。

本次设计课题为80/30t通用桥式起重机设计，设计者在参观实习和借鉴各种文献资料的基础上，同时在老师的精心指导下及同学的共同努力下完成。

设计过程中，主要需要设计起升机构、运行机构以及双梁桥架，计算过程能将我们所学的知识最大限度的贯穿起来，使我们学以致用。因此，以此机型作为研究对象，具有一定的现实意义，又能便于我们理论联系实际。全面考察我们的设计能力及理论联系实际过程中分析问题、解决问题的能力。由于我们的设计是一种初步尝试，而且知识水平有限，在设计中难免会有错误和不足之处，敬请各位老师给予批评指正，在此表示感谢！

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第一部分 机构设计计算

第1章 主起升机构计算

1.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组

按照构造宜紧凑的原则,决定采用下图的传动方案。如图1—1所示，采用了双联滑轮组.按Q=80t，由文献[1]表5-3查取滑轮组倍率ih=5，因而承载绳分支数为 Z=2ih=10。由文献[4]表8-1-100，选125号吊钩，得其质量G0=1740Kg，两动滑轮间距A=620mm

图1—1 主起升机构简图

1.2 选择钢丝绳(钢丝绳的选择方法不新，应改进)

滑轮组采用滚动轴承，ih=5,由文献[1]表5-4得滑轮组效率η=0.96。 钢丝绳所受最大拉力:

Smax?G0?Q2η?ih?80000?17402?5?0.96?85.15kN

由文献[1]表5-1，工作组别M8时，安全系数n=9， 钢丝绳计算破断拉力Sb：Sb=n?Smax=9×85.15=766.35kN

由文献[4]表8-1-18选用瓦林吞型钢芯钢丝绳6×19W+IWR钢丝绳公称抗拉强度1870MPa，光面钢丝，右交互捻，直径34mm，钢丝绳最小破断拉力[Sb]=770kN。 标记：34NAT 6×19W+IWR1870ZS770 GB8918-2006

1.3 确定卷筒尺寸,转速及滑轮直径

卷筒和滑轮的最小卷绕直径D0： D0min≥h?d

式中，h—表示与机构工作级别和钢丝绳结构的有关系数；

由文献[1]表5—2得：卷筒h1=25;滑轮h2=28；

卷筒最小卷绕直径Djmin=h1?d=25?34=850mm； 滑轮最小卷绕直径Dhmin=h2?d=28?34=952mm。

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考虑起升机构布置卷筒总长度不宜太长，定滑轮直径取950mm,卷筒直径取D=1250㎜。 卷筒长度： L?2(H?ih18?10?53?D0?Z0?4)t?L1?2?(??1284?2?4)?38?150=2512mm，取

L=2500mm。

式中，Z0—附加安全系数，取Z0=2

L1 —卷槽不切槽部分长度，取其等于吊钩组动滑轮间距，L1=A=620mm，

实际长度可适当增减。

D0 —卷槽计算直径，D0=D+d=1250+32=1284mm t— 卷筒槽距，由钢丝绳直径选出，t=38mm。

卷筒壁厚??0.02D?(6?10)??0.02?1250?(6?10)?mm?31?35mm

取??32mm，进行卷筒壁的压力计算。

卷筒壁压应力验算；

?ymax?Smax?t?851500.032?0.038?70.02?10Nm62?70.02MPa

选用灰铸铁HT200，最小抗拉强度?b?195MPa，许用压应力：

???y=

?ymax?bn1?1951.5?130MPa

＜???y 故抗压强度足够

mvn卷筒转速nt??D0?5?143.14?1.284rmin?17.4rmin。

标记：卷筒A1250×2500-18×38-18×5

1.4 计算起升静功率

Pj?(Q?G0)vn102?60?=

(80000?1740)?14102?60?0.85?220kW

式中，η—起升时总机械效率η=0.85

1.5 初选电动机

' 电动机计算功率PJC≥GPj=0.8?220=176kW '式中 ，PJC—JC值时的功率，位为kW；

G—稳态负载平均系数，根据电动机型号和JC值查文献[1]表3—4得

G=0.8。

nJC=591r/min，由文献[3]表5-1-13选用电动机型号为YZR400L2-10，PJC=177KW，

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