5吨电动单梁桥式起重机的设计5-ton electric single girder overheadcrane design学院：机械工程学院专业班级：机自0602学号：****************指导教师：台立钢（讲师）2010年6月28日摘要随着经济建设的迅速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场桥式起重机的需求也随之增加。
起重机是工矿企业、车站码头、实现搬运机械化、自动化，提高劳动生产效率的重要设备。
它是以间歇、重复工作方式，通过取物装置的起升、下降与运移来实现物料搬运的设备。
国内起重机多已采用计算机优化设计, 以此提高整机的技术性能和减轻自重, 并在此前提下尽量采用新结构。
电动单梁起重机主要由桥架、电动葫芦、大车运行机构、电气备四大部分成。
桥架部分主要由主梁、横梁、小车导电支架、操纵室以及其他辅件组成。
主梁主要采用钢板拼接成U型，再与工字钢组焊成箱型实腹梁，并按照标准预制出相应的拱度；横梁是采用钢板焊接成箱型，在箱型梁上镗孔以安装车轮组；在主梁和横梁之间采用连接板形式，并用螺栓联结而成为一体。
本文通过对5吨电动单梁桥式起重起的整体研究，和校核计算，进一步进行主梁的设计，大车运行机构的设计，端梁的设计等，最后用CAD绘制成图。
关键词：5吨电动单梁桥式起重机；主梁设计；大车运行机构；端梁设计AbstractWith the rapid development of economic construction, China's infrastructure is gradually increase the intensity, road traffic, airports, ports, water conservancy and hydropower, municipal construction of infrastructure such as the scale of construction is also growing, crane market demand with the increase.Crane is the mining industry and the station terminal to achieve removal of mechanization and automation to improve labor productivity vital equipment. It is intermittent, repetitive work, through extracts from the device up, down and transport to achieve material handling equipment.China has used computer optimized multi-crane design, thus improving the machine's technical performance and reduce weight, and in this context as far as possible the new structure.Bridge is mainly composed of girder beams, car, conductive stents, control room and other auxiliary parts. Mainly USES the steel plate girder u-shaped, then becomes real choices and compound type crate, according to standard and abdominal beam prefabricated corresponding arch, Using steel welding beam is in the box, type a crate of beam to install wheel, boring, In between girder and beams, and by connecting plate forms looseness and become one.Based on the overall study of 5-ton electric single girder overhead crane , check calculation is given, the design of main beam, end beam and carts running mechanism, is made further, and finally the drawings are output with CAD.Keywords: 5-ton electric single girder overhead crane；design of the main beam；design of carts running mechanism；end beam design目录摘要 (II)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1 起重的工作特点及在国民经济中的地位 (1)1.2 国内起重机发展趋势 (2)1.2.1改进起重机械的结构, 减轻自重 (2)1.2.2充分吸收利用国外先进技术 (2)1.2.3向大型化发展 (3)1.3 国外起重发展趋势 (3)1.3.1简化设备结构, 减轻自重, 降低生产成 (3)1.3.2更新零部件, 提高整机性能 (4)1.3.3设备大型化 (4)1.3.4机械化运输系统的组合应用 (4)第二章5吨电动单梁桥式起重机的工作级别 (5)2.1 起重机利用等级 (5)2.2 起重机的载荷状态 (6)2.3 起重机工作级别的确定 (7)第三章5吨电动单梁桥式起重机的主梁计算 (8)3.1 主梁断面的几何特性 (8)3.1.1主梁断面面积 (8)χ-位置 (8)3.1.2主梁断面水平形心轴χ3.1.3主梁断面惯性距 (9)3.2 主梁强度的计算 (10)3.2.1垂直载荷在下翼丝引起的弯曲正应力 (10)3.2.2主梁工字钢下翼局部弯曲计算 (11)3.2.3工字钢下翼缘局部弯曲应力计算 (12)3.2.3主梁跨中断面当量应力计算 (14)第四章刚度计算 (15)4.1垂直静刚度的计算 (15)4.2水平静刚度计算 (15)4.3动刚度计算 (16)第五章端梁的计算 (17)5.1轮距的确定 (17)5.2端梁中央断面几何特性 (17)5.2.1断面总面积 (18)5.2.2形心位置 (18)5.2.3断面惯性矩 (18)5.3起重机最大轮压 (19)5.3.1起重机支承反力作用 (19)5.3.2起重机最大轮压的计算 (20)5.4最大歪斜侧向力 (23)5.5端梁中央断面合成应力 (23)5.6车轮轴对端梁腹板的挤压应力 (24)第六章主、端梁连接计算 (25)6.1主、梁连接形式及受力分 (25)6.2螺栓拉力的计算 (25)6.2.1起重机歪斜侧向力矩的计算 (25)6.2.2歪斜侧向力矩对螺栓拉力的计算 (25)6.2.3起重机支承反力对螺栓的作用力矩 (26)6.2.4支反力矩对螺栓的拉力 (27)6.2.5验算螺栓强度 (27)6.2.6凸缘垂直剪切应力验算 (28)6.2.7凸缘挤压应力计算 (28)第七章结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第一章绪论1.1 起重的工作特点及在国民经济中的地位起重机在国民经济中的地位物料搬运在整个国民经济中有着十分重要的地位, 提高起重运输机械的生产效率, 确保运行的安全可靠性, 降低物料搬运成本是十分重要的]1[。
据统计在美国每百元工业产品成本中, 物料搬运费用要占20～25 美元, 美国某厂生产流程中物料搬运所用的工时占总生产周期的80%。
英国每年用于工厂及工地物料搬运的费用高达10 亿英磅, 相当于全国工资支出的九分之一。
1974 年英国工业部下属的物料搬运费用调查委员会曾对30 家公司进行调查指出:“工序间的物料搬运费用占加工费的12%以上, 如果加上工序内和工厂外的搬运费用估计要达到成本的20%～25%”]2[。
前苏联用于运输的费用每年高达867 亿卢布, 其中装卸费用为217 亿卢布, 占总运输费用的四分之一]3[。
德国Demag公司也曾作过详细调查, 证实物料搬运费用占生产费用的45% (工序间物料搬运占30% , 工序内的物料搬运费用占15% )]4[。
起重机是工矿企业、车站码头、实现搬运机械化、自动化，提高劳动生产效率的重要设备。
起重机是以间歇、重复工作方式，通过取物装置的起升、下降与运移来实现物料搬运的设备]5[。
起重机的工作特点，可概括如下：（1）起重机通常都具有庞大的金属结构和比较复杂的机构，能完成一个或几个升、下降和水平运动，作业过程中常常是几个不同方向的运动同时操作，技术难度较大。
（2）所吊运的物料多种多样，载荷是变化的，重达成百上千吨，长则几十米至上百米，形状很不规则，还有散粒、液体.热融，易燃、易爆，强酸碱等危险品，使吊运过程复杂而危险。
（3）大多数起重机需要在较大范围内运行，活动空间较大，危险面也增大。
（4）暴露的，活动的零部件较多，且常与吊运作业人员直接接触（吊钩、钢丝绳等），潜在着许多偶发的危险因素。
1（5）作业环境复杂：工矿企业、码头、车站、建筑工地等场所都有起重机在运行，作业场所还常会遇到高温、高压、易燃、易爆、输电线路、强磁场、暴风雨等危险因素，这些都会对设备及人员构成威胁。
（6）作业人员常需多人配合，存在较大难度，要求驾驶、指挥、司索等作业人员熟炼配合，协调工作，互相照应。
]6[1.2 国内起重机发展趋势1.2.1改进起重机械的结构,减轻自重国内起重机多已采用计算机优化设计, 以此提高整机的技术性能和减轻自重, 并在此前提下尽量采用新结构。
如5～50t 通用桥式起重机中采用半偏轨的主梁结构, 与正轨箱形梁相比, 可减少或取消主梁中的小加筋板, 取消短加筋板, 减少结构重量, 节省加工工时。
目前国家星火计划提出桥架采用四根分体式不等高结构, 使它在与普通桥式起重机同样的起升高度时, 厂房的牛腿标高可下降115m; 两根主梁的端部置于端梁上, 用高强度螺栓连接; 车轮踏面高度因此下降, 也就使厂房牛腿标高下降]7[。
在垂直轮压的作用下, 柱子的计算高度降低, 使厂房基建费用减少, 厂房寿命增加。