5吨通用桥式起重机双梁小车设计绪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。

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，设置在小车上的起升机构实现货物垂直升降。

三个机构的综合，构成一立方体形的工作范围，这样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、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。

各类桥式起重机的特点如下1.普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距离控制的。

起重量可达五百吨，跨度可达60米。

2.简易梁桥式起重机又称梁式起重机，其结构组成与普通桥式起重机类似，起重量、跨度和工作速度均较小。

桥架主梁是由工字钢或其它型钢和板钢组成的简单截面梁，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字梁的下翼缘上运行。

桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行，这种起重机称为悬挂梁式起重机。

3.冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本结构与普通桥式起重机相似，但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。

这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，工作级别较高。

主要有五种类型。

4.铸造起重机：供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。

主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作。

5.夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上。

6.脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。

小车上有专门的脱锭装置，脱锭方式根据锭模的形状而定：有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。

7.加料起重机：用以将炉料加到平炉中。

主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内。

主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转。

副小车用于修炉等辅助作业。

1桥式类型起重机的金属结构一般由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。

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。

正轨箱形双梁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，其中偏轨箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁，自重较小，但制造较复杂。

四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构，在上水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其它结构相比，外形尺寸大，制造较复杂，疲劳强度较低，已较少生产。

空腹桁架结构类似偏轨箱形主梁，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形梁外，其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部，自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。

下面具体介绍普通桥式起重机的构造。

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。

起重机大车运行机构一般只用四个主动和从动车轮，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。

本次设计课题为5t通用桥式起重机小车设计，主要包括起升、运行两大机构及其安全装置的设计计算和装配图与零部件图的绘制。

将我们所学的知识最大2限度的贯穿起来，使我们学以至用、理论联系实际。

培养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。

1.小车设计方案的确定2.1.1 本设计原始数据：1、起重量5吨；2、起重机结构采用箱型结构；3、工作级别M5；4、起升高度16米；5、起重小车起升速度11.3m/min；6、环境温度：-200C~400C;7、起重小车运行速度37.4m/min；8、海拔高度：1000m以下；9、湿度： 40%；10、起重机轨道：P18；11、室内使用；12、颜色：橘红。

1.2 设计要求：1、依据GB3811-83《起重机设计规范》进行。

2、图纸：2.1、小车总装配图（不考虑电气部分）2.2、卷筒结构图2.3、滑轮组结构图2.4、吊钩组结构图2.5、主动车轮组结构图2.6、被动车轮组结构图3、计算书内容：小车的概述、结构组成、机构计算（卷筒计算、电机计算、减速机选型、制动器计算、联轴器计算）（包括电机发热）、轴承的选择计算（减速机内部的齿轮可以不计算）。

34、小车运行部分计算（包括电机发热）、车轮计算、车轮轴计算、轴承的选择计算（减速机内部的齿轮可以不计算）。

5、自己认为需要增加的计算内容。

1.3 简图：主起升机构简图吊钩组机构简图45高速浮动轴构造小车运行机构传动简图2.主起升机构的设计计算2.1 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5-1的方案。

按Q=5t，查[1]表4-2取滑轮组倍率ih=2，承载绳分支数：Z=2ih=4查[1]附表9选短型吊钩组，得其质量：G=99kg两端滑轮间距 A=162mm。

所以 ih=2 Z=42.2 选择钢丝绳若滑轮组采用滚动轴承，当ih=2，查[1]表2-1得滑轮组效率ηh=0.985钢丝绳所受最大拉力：S max =ηhiGQ2+=985.022995000⨯⨯+=8.62KN查[2]表,中级工作类型(工作级别M5)时,安全系数n=5。

钢丝绳计算破断拉力Sb：Sb =n×Smax=5×8.62=43.1KN查[1]附表1选用纤维芯钢丝绳6W(19)-13.5-155I，钢丝公称抗拉强度1670MPa，光面钢丝，左右互捻，直径d=11mm，钢丝绳最小破断拉67力[S b ]=66.68KN ，标记如下：钢丝绳6W(19)-13.5-155I2.3 确定滑轮主要尺寸滑轮的许用最小直径：D ≥()1-e d =()12520-=480mm式中系数e=25由[2]表2-4查得。

由[1]附表2选用滑轮直径D=280mm ，取平衡滑轮的直径Dp=0.6*264=158.4由表的Dp=225mm 。

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=11mm ，D=280mm ，滑轮轴直径D 5=90mm 的E 1型滑轮，其标记为：滑轮E 111×280-90 ZB J80 006.8-87所以 D=400mm2.4 确定卷筒尺寸，并验算强度卷筒直径：D ≥()1-e d =11()125-=264mm由[1]附表13选用，A 型卷筒绳槽尺寸D=315mm 由[3]附表14-3查得槽距，t=14mm ，槽底半径r=7mm卷筒尺寸： L=10042L t Z D i H h +⎪⎪⎭⎫⎝⎛++⨯π=162134232614.33101823+⎪⎪⎭⎫⎝⎛++⨯⨯⨯=1089.1mm 取L=1100mm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=162mm ，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=315+11=326mm卷筒壁厚：δ=D 02.0+（6～10）=0.02×315+（6～10）=12.3～16.3 取δ=13mm卷筒壁压应力验算：卷筒的长度L=946，而3倍D 为9458 卷筒拉应力验算：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5-2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 =⎪⎭⎫⎝⎛-⨯216211008620=4042780N ·mm卷筒断面系数：W =0.1⎪⎪⎭⎫⎝⎛-D D D i 44=0.1×31528931544-=921729.673mm式中D ——卷筒外径，D =315mm ；i D ——卷筒内径，i D =D -2δ=315-2×13=289mm于是l σ=W M w =67.9217294042780=4.39MPa合成应力：'l σ=l σ+[][]max y y lσσσ⋅=4.39+5113039⨯=19.7MPa式中许用拉应力 []l σ=2n b σ=5195=39MPa9∴'l σ＜[]l σ卷筒强度验算通过。

故选定卷筒直径D =315mm ，长度L=1100mm ；卷筒槽形的槽底半径r =7mm ，槽距t =13mm ，倍率h i =3卷筒 A315×1100-7×13-20×3左ZB J80 007.2-87所以 Ds=90mmL=1100mmδ=13mm通过校核计算'l σ＜[]l σ强度验算通过。

2.5 选电动机计算静功率：j N =()η601020⨯+vG Q =()885.060102995000⨯⨯+=14KW式中η——机构总效率，一般η=0.8～0.9，取η=0.85电动机计算功率：e N ≥j d N k =0.8⨯14=11.2KW式中系数d k 由[2]表6-1查得，对于1M ～e M 级机构，d k =0.75～0.85，取d k =0.8查[1]附表30选用电动机JZR 2-41-8，其e N =11KW ，1n =710rpm ，[2GD ]d =1.06kg ·2m ，电动机质量d G =210kge N =11.2KW选电动机YZR180L-82.6 验算电动机发热条件按照等效功率法，求JC =25%时所需的等效功率：x N ≥25k ·γ·j N =0.75×0.87×7.84=5.1KW10 式中25k ——工作级别系数，查[2]表6-4，对于M 5～M 6级，25k =0.75；γ——系数，根据机构平均起动时间与平均工作时间的比重（q t /g t ）查得。