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桥式起重机机构设计

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1 2 桥式起重机行走及提升机构传动方案选择 2.1 桥式起重机小车行走及提升机构组成部分 桥式起重机又称天车，是横架于车间、厂房和货场上空进行物料吊运的起重设备。它主要由电气、起重小车、大车运行机构和桥架四部分组成。其中起重小车又可分为提升机构、小车运行机构和小车架。

图2-1 总体装配效果图 2.1.1 起重机主要技术参数及其选择 设计参数如下：起重量：30t，提升高度：10m，跨度：20m；提升速度：5m/min；工作级别：M5级；机构接电持续率：25%。 （1）起重量 查《起重机设计手册》（以下简称手册）表 1-1-1 起重量系列（GB/T 783-1987）可知： 额定起重量为32t 一般情况下，当起重量超过10t，常设二个提升机构，即主提升机构和副提升机构，选择主钩起重量32t，副钩起重量5t （2）提升高度 查手册 表1-1-2电动桥式起重机提升高度系列（GB/T 790-1995）可知： 当 𝑄≤50 t，主钩提升高度：16m 副钩提升高度：18m （3）跨度 2

查手册 表1-1-6桥式起重机跨度系列（GB/T 790-1995）可知： 当 𝑄≤50 t，有通道则起重机跨度选取 22m，厂房跨度选取24m； 无通道则起重机跨度选取 22.5m，厂房跨度选取24m；

2.1.2 起重机工作级别 （1）起重机的使用等级 按GB/T 3811-2008《起重机设计规范》，查手册表1-2-1起重机的使用等级（GB/T 3811-2008，ISO 4301-1986）可知：使用等级为 𝑈5，对应的起重机总工作循环数 𝐶𝑇 满足： 2.50×105≤𝐶𝑇≤5.00×105

（2）起重机提升载荷状态级别 载荷状态按 𝑄2

设计，即较少吊运额定载荷，经常吊运中重载荷。此时起重

机的载荷谱系数为： 0.125<𝐾𝑃≤0.250 （3）起重机整机的工作级别 查手册表 1-2-4 可知：起重机整机的工作级别为 𝐴5 （4）自重载荷的估算 通用双梁桥式起重机自重估算的经验公式如下: 𝑚𝐺=0.45 𝑚𝑄+0.82 𝑆=0.45×32+0.82×22=32.44 t （2.1） 起重小车的重量计算公式如下： 𝑚𝑡=0.4 𝑚𝑄=0.4×32=12.8 t （2.2）

2.2 提升机构 提升机构是起重机中最重要、最基本的机构，其工作的好坏直接影响整台机器的性能。它主要由钢丝绳、卷筒、滑轮、吊钩、电动机、减速机、制动器和联轴器等部分组成。

2.2.1 提升机构的典型形式及比较 大多数起重机提升机构的驱动装置都采取电动机轴与卷筒轴平行布置。 （1）电动机轴与卷筒轴平行布置的情况 对于吊钩起重机，它的提升机构的基本驱动型式见图2-2： 3

图2-2 提升机构的驱动装置 1-减速器；2-制动器；3-浮动轴；4-联轴器；5-电动机；6-卷筒；7-卷筒支座

利用浮动轴联接比弹性柱销联轴器或全齿式联轴器有二大特点： 1）容许较大的安装误差，轴的长度越长，允许的安装误差越大 2）有足够的维修操作空间，便于拆卸和更换零件 3）使由于小车自重产生的轮压分布均匀

当需设主、副二个提升机构时，通常布置方式如图2-3所示： 图2-3 主、副钩提升装置的驱动装置 1-主提升机构；2-副提升机构

慢速提升装置可采取图2-4所示方式：

图2-4 慢速提升的驱动装置 4

（2）电动机轴与卷筒轴同轴线布置的情况 图2-5 同轴线提升驱动装置图 2.2.2 主、副提升传动方案的确定 对于此次设计的30 t桥式起重机提升机构，按照要求需设置主、副提升机构。同轴线布置的提升机构横向尺寸紧凑，但加工精度和安装要求较高，维修也不太方便，所以不选用；慢速提升装置主要用于大吨位起重机，要求减速器有很大传动比，需多台减速器联合使用，经初步计算可知，本课题提升机构使用单台减速器即可满足要求，此外本桥式起重机额定起重量属于中小吨位起重范畴，故不选用；综合分析选用如图2-3提升机构驱动装置最为合理。 （1）主提升传动方案 传动方式三维图如图2-6所示：

图2-6 主提升机构 （2）副起升传动方案 传动方式三维图如图2-7所示： 5

图2-7 副提升机构三维图 2.3 运行机构

起重机运行机构分为轨行式和无轨运行两类，这里选择轨行式运行机构，因为它具有负荷能力大、运行阻力小，可以采用电力驱动等特点。 小车运行机构具体由车轮、轨道、电动机、减速机、制动器和联轴器等部分组成。大车运行机构与小车运行机构结构类似。

2.3.1 运行机构典型布置方式 由一台电动机通过传动轴驱动二侧车轮转动的方式，称为集中驱动。根据转速不同可分为以下集中驱动形式：

（a） 低速轴驱动 （b） 高速轴驱动 6

（c） 中速轴驱动 图2-8 集中分布驱动布置简图 双梁小车是指双梁桥式起重机和双梁门式起重机的起重小车，其布置简图如图2-9所示：

（a）减速器位于小车架中心线 （b）减速器偏向一侧 图2-9 集中驱动小车布置简图 7

图2-10 “三合一”小车运行机构 1-带制动器电机；2-传动轴；3-减速器；4-弹性支撑；5-车轮

图2-11 “三合一”大车运行机构 2.3.2 大车、小车运行机构传动方式的确定 小车的运行机构常采用低速轴集中驱动，布置简图如图2-8（a）所示。电动机通过固定在小车架的立式减速器上，配合联轴器传递扭矩，带动传动轴驱动车轮，制动器放在电动机另一端的外伸轴上，或与高速联轴器合为一体。这种驱动方式的优点是可以采用标准部件，安装和维修方便，故而选择这种驱动方式。 小车运行机构传动方式三维图如图2-12所示： 8

图2-12 小车运行机构三维图 大车运行机构因行走轮之间距离很长故常采用分别驱动的方式，市场上有专门的起重机三合一大车运行机构出售，此种方式安装和维修都十分方便。 大车运行机构传动方式三维图如图2-13所示：

图2-13 大车运行机构三维图 2.4 小车架

小车架是支撑和安装起升机构和小车运行机构的机构，设计时，要求小车架具有足够的强度和一定刚度，重量轻，制造安装方便。小车架的主要受力构件有：二根顺着小车轨道的纵梁，二根或多根与之相垂直的横梁。纵梁支撑在车轮的轴承上；横梁与纵梁焊接在一起形成一刚性整体。 有一种适合中、小吨位简化的小车架方案如下： 9

图2-14 简易型起重小车 1-带制动器的电动机；2-减速器；3-卷筒；4-定滑轮；5-端梁；6-运行驱动装置

2.4 本章小结 通过对桥式起重机的行走及提升机构的研究发现，当给定桥式起重机额定起重量等基本参数后，依照手册内相关图表就能够选择出一种适合传动方式，并且为后面的计算与校核工作做好准备。参考的手册都是权威发布的最新版手册，能够很好与实际工程应用接轨。 10

3 提升机构设计 3.1 主提升机构设计 （1）根据《机械设计手册》表 1-2 几种起重机工作机构速度范围查得：通用桥式起重机（吊钩式）中级 提升速度：主提升 5 m/min ，副提升 15 m/min 运行速度：小车 30 m/min ，起重机运行速度 60 m/min

图3-1 提升卷绕系统 查《起重机设计手册》取滑轮组倍率 𝑎=4，采用如上图所示双联滑轮组连接，选用滚动轴承，则滑轮组的效率 𝜂𝑍 查表 4-2-11 可知：𝜂𝑍=0.97

双联滑轮组可以看成是二个倍率相同、各自吊起 𝑄2⁄ 的单联滑轮组通过平衡滑轮并联而成，因此双联滑轮的倍率等于吊起物品钢丝绳分支数的一半。 当 𝑄≤50 t，𝐻≤18 m 时，卷筒单层卷绕即可满足要求

3.1.1 钢丝绳的选择 （1）钢丝绳的最大静拉力： 𝑆=𝑄2𝑎⋅𝜂𝑍⋅1𝜂1⋅𝜂2=320000+64002×4×0.97×0.9872=43177.2 N （3.1） 式中 𝑄—提升载荷，𝑄=𝑄0+𝑞，𝑄0 为额定提升载荷，𝑞 为取物装置的重力，

采用普通吊钩查手册表 3-1-2 吊钩自重载荷 𝑞 与额定提升载荷 𝑄0 的关系可知：

𝑞=2%𝑄0=2%×32=640 N （3.2） 𝑎—滑轮组倍率； 𝜂𝑍—滑轮组效率； 𝜂1，𝜂2，⋅⋅⋅—导向滑轮效率，查手册表3−1−3可知： 当选取包角为45⁰，轴承为滚动轴承时，导向滑轮效率𝜂=0.987 （2）钢丝绳的选择 11

采用C系数法，则有： 𝑑𝑚𝑖𝑛=𝐶√𝑆 （3.3） 式中 𝑑𝑚𝑖𝑛—钢丝绳的最小直径 𝐶—选择系数， 𝑆—钢丝绳最大工作静拉力 选用钢芯钢丝绳，查手册表 4-1-3 可知，查最新《机械设计手册》表 8-1-15可知，对运动绳而言，工作级别为 M 5，安全系数 𝑛=4.5，则当钢丝绳公称抗拉强度为 1870 MPa时，𝐶=0.082，代入得： 𝑑𝑚𝑖𝑛=0.082×√43177.2=17.04 mm 圆整为：18 mm （3）钢丝绳最小破断拉力为： 𝑆𝑏=𝑛⋅𝑆𝑚𝑎𝑥=4.5×43.18=194.31 kN （3.4） 查起重机常用钢丝绳的主要性能（GB/T 20118-2006）可选用瓦林吞型钢芯钢丝绳 18×19 W+IWS，钢丝绳公称抗拉强度1870 MPa，光面钢丝，右交互捻，直径𝑑=18 mm，钢丝绳最小破断拉力[𝑆𝑏

]=199 kN，标记如下：

钢丝绳 1818×19 W+IWS 1870 USZ

3.1.2 确定滑轮的主要尺寸 滑轮的许用最小直径： 𝐷≥𝑑∙ℎ=18×20=360 mm （3.5）

查《机械设计手册》轮直径比系数：滑轮 ℎ2=20，卷筒 ℎ1

=18 。

根据 JBT⁄9005.2−1999 直径选用系列与匹配，选用滑轮直径 D=450 mm，选取平衡滑轮直径 Dp≈0.6D=0.6×450=270 𝑚𝑚，取 Dp

=280 mm。

滑轮选用 d=18 mm，D=450 mm，滑轮轴直径 D5

=90 mm的A型滑轮

标记为： 滑轮 A 18×450−90 JB/T 9005.3 平衡滑轮选用 d=18 mm，Dp=280 mm，滑轮轴直径 D5

=45 mm的F型

滑轮标记为： 滑轮 F 18×280−45 JB/T 9005.3

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最新双梁桥式起重机设计说明书

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1 起重机小车设计1.1 小车主起升机构计算1.1.1 确定起升机构传动方案，选择滑轮组和吊钩组按照布置宜紧凑的原则，决定采用如下图1-1的方案。

按Q=100t ，查表4-2（起重机设计手册）取滑轮组倍率i h =6，承载绳分支数：Z=2i h =12图1-1查表3-4-11（起重机设计手册）选双钩锻造式吊钩组，得其质量：G 。

=4000kg ，两端滑轮间距A=131mm 。

1.1.2 选择钢丝绳若滑轮组采用滚动轴承，当i h =6，查表2-1（起重机运输机械）得滑轮组效率ηh =0.96。

钢丝绳所受最大拉力： S max =ηh i G Q 20+=96.0*6*24000100000+=9027.8kg=90.28KN查表2-4（起重运输机械）,重级工作类型(工作级别M 7)时,安全系数n=6。

钢丝绳计算破断拉力S b ： S b =n ×S max =6×90.28=541.7KN查表3-1-6选用纤维芯钢丝绳6×19W+FC ，钢丝公称抗拉强度1850MP a ，光面钢丝，左右互捻，直径d=28mm ，钢丝绳最小破断拉力[S b ]=546KN ，标记如下：钢丝绳 28NAT6×19W+FC1850ZS233.6GB8918-88 1.1.3 确定滑轮主要尺寸滑轮的许用最小直径：D ≥()1-e d =()13028-=812mm式中系数e=30由表2-4（起重运输机械）查得。

由附表2选用滑轮直径D=900mm ，滑轮的绳槽部分尺寸可由[1]附表3查得。

由附表4选用钢丝绳d=28mm ，D=900mm ，滑轮轴直径D 5=150mm 的E 1型滑轮，其标记为：滑轮E 128×900-150 ZB J80 006.8-871.1.4 确定卷筒尺寸，并验算强度卷筒直径：D ≥()1-e d =28)130(-=812mm由附表13选用D=900mm ，卷筒绳槽尺寸由[3]附表14-3查得槽距，t=30mm ，槽底半径r=17mm卷筒尺寸：L=10042L t Z D i H h +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⨯π=131304292814.36101823+⎪⎪⎭⎫⎝⎛++⨯⨯⨯=2714mm 取L=3000mm式中 Z 0——附加安全系数，取Z 0=2；L 1——卷槽不切槽部分长度，取其等于吊钩组动滑轮的间距，即L 1=A=131mm ，实际长度在绳偏斜角允许范围内可以适当增减；D 0——卷筒计算直径D 0=D+d=900+28=928mm 卷筒壁厚：δ=D 02.0+（6～10）=0.02×900+（6～10）=24～28 取δ=26mm 卷筒壁压应力验算：max y σ=t S nax ⨯δ=03.0026.090280⨯=6105.112⨯N/m 2=112.5MPa 选用灰铸铁HT200，最小抗拉强度b σ=195MPamax y σ＜[]Y σ 故抗压强度足够卷筒拉应力验算：由于卷筒长度L ＞3D ，尚应校验由弯矩产生的拉应力，卷筒弯矩图示与图1-2L 1l x2S maxS maxS max L图1-2 卷筒弯矩图卷筒最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时：w M =l S max =⎪⎭⎫ ⎝⎛-21max L L S =⎪⎭⎫⎝⎛-⨯2131300090280=125834340N ·mm卷筒断面系数：W =0.1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-D D D i 44=0.1×90084890044-=154432713m m 式中D ——卷筒外径，D =900mm ；i D ——卷筒内径，i D =D -2δ=900-2×26=848 于是 l σ=W M w =15443271125834340=8.15Mpa 合成应力：'l σ=l σ+[][]maxy y l σσσ⋅=8.76+5.11213039⨯=35.51MPa式中许用拉应力：[]l σ=2n b σ=5195=39MPa ∴'l σ＜[]l σ卷筒强度验算通过。

机械毕业设计10450t桥式起重机小车运行机构及超载限制器设计

机械毕业设计10450t桥式起重机小车运行机构及超载限制器设计

毕业论文50t桥式起重机小车运行机构及超载限制器设计作者姓名指导导师姓名毕业班级学科类别工学学科专业名称论文提交日期答辩委员会成员评阅人2007年6毕业设计（论文）任务书毕业设计论文题目：50t桥式起重机小车运行机构毕业设计论文内容： 1.传动方案选择2.起重机力能参数计算3.常用标准件选择计算4.主要零件疲劳强度计算5.编写设计说明书毕业设计论文专题部分：起重机小车超载限制器设计指导教师：签字年月日教研室主任：签字年月日系主任：签字年月日毕业设计论文评语指导教师评语：成绩：指导教师：（签字）年月日评阅人评语：成绩：指导教师：（签字）年月日摘要桥式起重机运行小车中最主要的结构有：电动机，减速器，联轴器，等等。

桥式起重机的小车设有起升机构和小车运行机构，为使小车轮压呈均匀分布，应对小车的机构布置进行优化设计，以知小车轨迹和轴矩为例，以车轮轮压均匀分配为目标函数，按单钩起重小车的条件提出约束条件，对优化设计的结果进行分析如下：首先，电动机——起重机械的驱动电动机要根据所需功率、最大转矩、接电持续率、起动等级、控制类型、速度变化范围、供点方式、保护等级、环境温度与使用地区海拔高度等因素进行选择。

其次，减速器——起重机械设计时，根据理论指导和工作经验，对机构形式、中心距、公称传动比及齿轮参数的选择应遵守原则和注意事项。

再次，联轴器——起升机构装有联轴器，其电动机工况驱动力矩，起升过程，减速传动装置的载荷等，与电动机通过减速器直接驱动的起重运行机构有差别，本文根据在MH葫芦桥式起重机系列设计中的应用的经验，提出了把联轴器传动与起重机机构设计相结合的设计计算方法，其设计计算结果在该系列试验中得到证实。

关键词起重小车、机构布置、优化设计、电动机选择、减速器、设计原则、联轴器.AbstractThe most of structure of conuey uehicle,which of the crane of bridge is this :genertor、cushion、coupting.Trolley of overhead traveling crane comprises lifting and traversing mechanisms .Optimization method is applied to the layout design of mechanisms on trolley in order to maintain an even distribution of optimization design on an example a trolley with given wheel base and track gauge ,using even distribution of wheel loads as an objective funtion and condition of a signle hook lifting trolley as restrictive condition The driving motor an electric cane has to be selected according to the required power、maximum torque 、dutyfator 、startup frequency 、type of control 、range of speed rariation 、method of power supply 、class of protection 、ambient temperature and elevation oversee level at the vacation of use .Based on theoretical and practical experience ，this paper presents the principles and attentions for selecting and designing of the structure ,center distance ,nominal transmission ratio and gear parameters when designing the reducers for cranes .Crane traveling mechanism equipped with hydraulic coupling is quite different from ordinary one so far as the working condition of motor .Driving moment,starting process load applied to reducer etc ,Based upon the experience of application to the series of MH type gantry crane with electric hoist as lifting mechanism ,this paper gives calculation method ,which combines the design of hydraulic transmission with the design of crane traveling mechanism .The calculation result is successfully proved by the test of proto types .Key words ：Trolley of overhead traveling craneSelection of electric motor for lifting machineryRedueer Design PrincipleHydraulic coupling绪论起重运输机械主要用于装卸和搬运物料。

10t单梁桥式起重机大车运行机构de设计

10t单梁桥式起重机大车运行机构de设计

10t单梁桥式起重机大车运行机构设计摘要：桥式起重机是一种工作性能比较稳定，工作效率比较高的起重机。

随着我国制造业的发展，桥式起重机越来越多的应用到工业生产当中。

在工厂中搬运重物，机床上下件，装运工作吊装零部件，流水在线的定点工作等都要用到起重机。

在查阅相关文献的基础上，综述了桥式起重机的开发和研究成果,重点对桥式起重机大车运行机构、端梁、主梁、焊缝及连接进行设计并进行强度核算,主要是进行端梁的抗震性设计及强度计算和支承处的接触应力分析计计算过程。

设计包括电动机,减速器,联轴器,轴承的选择和校核。

设计中参考了许多相关数据, 运用多种途径, 利用现有的条件来完成设计。

本次设计通过反复考虑多种设计方案, 认真思考, 反复核算, 力求设计合理;通过采取计算机辅助设计方法以及参考他人的经验, 力求有所创新;通过计算机辅助设计方法, 绘图和设计计算都充分发挥计算机的强大辅助功能, 力求设计高效。

关键词:桥式起重机,大车运行机构,主梁;端梁;焊缝The Design Of 10t Single Beam Bridge Crane Traveling MechanismAbstract：Bridge crane is a kind of performance is stability, the working efficiency is relatively high crane. Along with the development of China's manufacturing industry,bridge crane is applied to industrial production more and more . Carrying heavy loads in factories , machine tool fluctuation pieces, shipping work on the assembly line for hoisting parts, the designated work with a crane.On the basis of literature review, summarized the bridge crane development and research results, focusing on bridge crane during operation organization, main beam,end beam weld and connection for design and the strength calculation; Mainly for the girders extent design and strength calculation and the support of contact stress analysis program in calculation. Design including motor, reducer, coupling, bearing choosing and chec- king. The design refer to many related information, reference to apply a variety of ways, make the existing conditions to complete design. By considering various design scheme repeatedly, thinking deeply,strive to design reasonable; By taking computer aided design method and reference the experience of others,strive to make innovation; Through computer aided design method, graphics and design calculations give full play to the powerful auxiliary function, computer to design efficient.Keywords: bridge crane; during operation organization; main beam; end beam; weld1 绪论1.1 起重机背景及其理论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。

单梁桥式起重机设计

单梁桥式起重机设计

概述1.1桥式起重机的特点起重机是具有起重吊钩或其它取物装置在空间内容实现垂直升降和水平运移重物的起重机械。

LD型电动单梁桥式起重机为一般用途的起重机用于机械制造、装配、仓库等场所（此次设计的是用于机修车间）。

是一种有轨运行的轻小型起重机，适用于额定起0.5～5.0 吨,适用跨度4.5～16.5米，工作环境温度在-35℃～35℃范围内，LD型电动单梁桥式起重机不适于用来调运熔化金属﹑赤热金属、易燃品及其危险物品，也不适用于具有酸性或其它有腐蚀性化学气体的车间。

1.2桥式起重机工作方式和结构特点主要特点是：结构简单、重量轻、对厂房的负荷小、建筑高度小、耗电少。

主梁与端梁采用螺栓连接、拆装、运输和储存方便，补充备件方便、轮压小、工艺性好，适合采用自动焊接和流水作业加工，安装快，维修方便。

缺点是起重量不大。

工作方式是：它安装在产房高出两侧的吊车梁上，整机可在吊车梁上铺设的轨道上横向行驶，起重小车沿小车轨道行驶（横向）。

吊钩做升降运动，即与CD1型（或MD1）的电动葫芦配套使用完成重物的升降、平移等人们难以做到的需要。

1.3单梁桥式起重机发展趋势随着科学的进步和工业发展更的需要，现代起重机械发展迅速，人们已制出种类繁多的起重机械和设备，在国民经济各个部门起着重要作用。

如一个较大的港口要装备几千台起重机械；一个大型钢铁联合企业要装备几千台起重机械。

据统计，我国在铁路、机械制造业、建筑业、石油化工、电站、林业、商业等各行各业都装备着大量的起重机械设备。

不仅如此，在食品加工、服务行业、旅游行业、医疗卫生也都大量的使用者起重机械。

现代化的起重吊装技术，已经不是单纯的减轻体力劳动强度的手段，而是现代化生产不可缺少的组成部分。

根据生产系统的需要，应及时、迅速，有节奏地将原材料、零部件吊装到指定的公益岗位上去，否则现代化生产就不可能实现。

实践证明：在某些关键岗位上增加一两台起重设备，劳动生产效率就会成倍的增长。

世界各工业发达国家十分重视物料吊装搬运系统的投资。