扬州市职业大学毕业设计设计题目：20-5t桥式起重机设计系别：机械工程学院专业：机械制造及其自动化班级：09机械（4）班姓名：成亮亮学号：0901010407指导老师：谭爱红完成时间：2012年4月27日摘要本设计主要分析了起重机的工作原理，工作环境和工作特点，并结合实际，对起重机的整体结构进行设计，对各部分的元件进行了计算，选型和校核。

本起重机为20-5t桥式起重机，其结构主要由小车，大车，桥架结构，电气设备，控制装置等构成。

主要用于车间，仓库类货物的吊装和搬运。

本起重机结构简单，维修方便，安全可靠，能够大幅提升生产效率。

关键词：桥式起重机起重小车大车桥架结构目录一起重机的介绍 (1)(1)起重机发展历史 (1)(2)起重机的分类和组成 (1)(3)起重机械的用途和工作特点 (2)(4)桥式起重机的分类和用途 (3)(5)桥式起重机的基本结构 (4)(6)桥式起重机的基本参数 (5)二小车起升机构和运行机构的计算 (7)(1)起升机构计算 (7)1确定起升结构传动方案 (7)2选择钢丝绳 (8)3确定滑轮主要尺寸 (8)4确定卷筒尺寸并验算强度 (9)5选择电动机 (13)6验算电动机发热条件 (13)7选择标准减速器 (14)8验算起升速度和实际所需功率 (15)9校核减速器输出轴强度 (15)10选择制动器 (17)11选择联轴器 (17)12验算起动时间 (18)13验算制动时间 (20)14高速浮动轴计算 (20)(2)小车运行机构计算 (24)1确定机构传动方案 (24)2选择车轮与轨道并验算其强度 (25)3运行阻力计算 (26)4选择电动机 (27)5验算电动机发热条件 (27)6选择减速器 (28)7验算运行速度和实际所需功率 (28)8验算起动时间 (28)9按起动工况校核减速器功率 (30)10验算起动不打滑条件 (30)11选择制动器 (31)12选择高速轴联轴器及制动轮 (31)13选择低速轴联轴器 (32)14验算低速浮动轴强度 (33)三大车运行机构的计算 (34)(1)确定传动机构方案 (34)(2)选择车轮与轨道，并验算其强度 (34)(3)运行阻力计算 (36)(4)选择电动机 (37)(5)验算电动机发热条件 (38)(6)选择减速器 (38)(7)验算运行速度和实际所需功率 (38)(8)验算起动时间 (39)(9)起动工况下校核减数器功率 (40)(10)验算起动不打滑条件 (40)(11)选择制动器 (42)(12)选择联轴器 (43)(13)浮动轴低速轴的验算 (44)(14)浮动轴高速轴的验算 (45)四桥架结构的计算参数 (46)(1)主要尺寸的确定 (47)(2)主梁的计算 (49)(3)端梁的计算 (54)(4)主要焊缝的计算 (58)五总结 (60)参考文献 (61)致谢 (62)一起重机的介绍（1）起重机的发展历史起重机是由于人类社会在从事物料搬运、人员输送是为了能够节省人力、增加搬运重量和搬运数量而发明的机械装置。

随着社会化大生产快速发展，人民生活水平快速提高，物料搬运和人员的输送量越来越大，起重机械的应用范围也越来越广泛。

为了适应人类各种生产和生活的需要，许多具有特殊用途的新型起重设备不断出现。

早期的起重设备可以追溯到公元前5000～4000年的新石器时代。

那时，我国劳动人民已能利用这些简单装置开凿和搬运巨石，用于建造城墙，房屋甚至是石棺。

到了18世纪以后，随着工业革命的开始起重机的发展进入了高速期。

特别是1765年，瓦特发明了蒸汽机，蒸汽机的应用大大推进了起重机械的发展。

19世纪下半叶，世界上出现了铁路，一些工业比较发达的国家为了满足港口、码头等地吊运物资和其它装备的需要，对起重机械提出了新的要求，以前那些用人力驱动、低效率、固定式的起重机已经达不到要求，取而代之的是轨道式起重机。

但是起重机械的兴盛发展，还是到电动机被应用于工业之后。

随着冶金业、采矿业、机械制造业和港口的发展，起重机械的品种和用途不断扩展和完善。

电力驱动装置的出现，使得起重机发展进入了转折点。

现在，由于高性能金属材料的采用和材料加工能力的提高，起重机零部件的性能和寿命也不断提高，整机使用寿命一般规定在10年以上。

现在的起重机的发展越来越迅速，同时要求也越来越苛刻。

现行的起重机一般要满足大型化、通用化、液压化、轻量化、多样化、高效率、安全化等方面的要求。

（2）起重机械的分类和组成1、根据起重机械构造的特点、机构的多少和服务范围的不同，通常分为三类，即轻小起重设备、起重机、升降机。

⑴轻小起重设备轻小起重设备是体积小，结构紧凑，动作简单，一般有两个运动方向。

轻便起重机械，如千斤顶、绞车和电动葫芦等。

⑵起重机起重机是具有多种机构的起重机械，能够作升降运动和水平移动。

起重机按构造特点，分为桥架型起重机、臂架型起重机和缆索型起重机。

⑶升降机升降机是重物或取物装置只能沿导轨升降的起重机械，如电梯、高炉上料机、矿井升降机等。

2、起重机械一般是由驱动装置，工作结构，金属结构，取物装置与控制系统五部分组成的。

⑴驱动装置驱动装置是驱动起重机械运动的动力设备。

它在很大程度上决定了起重机械的性能和构造特点。

常见的驱动装置有电力驱动，内燃机驱动，人力驱动等。

电力驱动是现代起重机的主要驱动形式。

⑵工作机构起重机械的工作机构一般可概括为起升机构、运行机构、旋转机构和变幅机构。

起升机构是垂直升降重物的机构。

它是起重机械最主要的机构，任何一种起重机械，都有这种机构。

有的起重机械甚至不止一套起升机构，升降重物能力最大的起升机构叫主起升机构，其它起升机构叫副起升机构。

运行机构是使起重机械或起重小车水平行走的机构。

旋转机构是使起重机械的回转部分在水平面，绕回转中心线转动的机构。

变副机构是通过改变起重机械臂架倾角，来改变幅度的机构。

所谓幅度是指起重机械置于水平场地时，空载吊具垂直中心线至回转中心线之间的水平距离。

⑶金属结构金属结构是起重机的重要组成部分，它是起重机械的骨架，主要用来支承工作结构、承受自身的重力和作业时的外载荷。

⑷取物装置取物装置是通过吊、抓、吸、夹、托或其他方法，将物料与起重机联系起来进行物料吊运的装置。

不同的物料采用的取物装置也会有所不同。

⑸控制系统控制系统通过电气、液压系统控制、操纵起重机各机构和整机的运动，进行各种起重作业。

起重机械的控制系统包括操纵装置和安全装置。

（3）起重机械的用途及工作特点起重机械主要用于装卸和搬运物料，是现代化生产的重要设备。

使用起重运输机械，能减轻工人劳动强度，降低装卸费用，减少货物的破损，提高劳动生产率，实现生产过程机械化和自动化不可缺少的机械设备。

因此被广泛应用于工厂、矿山、港口、车站、建筑工地、电站等生产领域。

起重机械是以间歇、重复工作方式，通过起重吊钩或其它吊具的起升、下降，或升降与运移重物的机械设备。

其工作特点具有周期性。

在每一工作循环中，它的主要机构作一次正向及反向运动，每次循环包括物品的装载及卸载，搬运物品的工作行程和卸载后的空钩回程，前后两次装载之间还有包括辅助准备时间在内的短暂停歇。

综合起重机械的工作特点，从安全技术角度分析，可概括如下：⑴起重机械通常具有庞大的结构和比较复杂的机构，能完成一个起升运动、一个或几个水平运动。

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。

⑵所吊运的重物多种多样，载荷是变化的。

有的重物重达几百吨乃至上千吨，有的物体长达几十米，形状很不规则，使吊运过程复杂而危险。

⑶大多数起重机械，需要在较大的范围内运行，有的要装设轨道和车轮（如塔吊、桥吊等），有的要装设轮胎或履带在地面上行走（如汽车吊、履带吊等），还有的需要在钢丝绳上行走（如客运、货运架空索道），活动空间较大，一旦造成事故影响的面积也较大。

⑷有些起重机械，需要直接载运人员在导轨、平台或钢丝绳上做升降运动（如电梯、升降平台等），其可靠性直接影响人身安全。

⑸暴露的、活动的零部件较多，且常与吊运作业人员直接接触（如吊钩、钢丝绳等），潜在许多偶发的危险因素。

⑹作业环境复杂。

从大型钢铁联合企业，到现代化港口、建筑工地等都有起重机械在运行；常常会遇有高温、高压、强磁等危险因素，对设备和作业人员形成威胁。

⑺作业中常常需要多人配合，共同进行一个操作，要求指挥、捆扎、驾驶等作业人员配合熟练、动作协调、互相照应，作业人员应有处理现场紧急情况的能力。

多个作业人员之间的密切配合，存在较大的难度。

正是由于上述诸多因素的影响，起重伤害事故较多，因此在使用起重设备时一定要严格把好安全关，尽可能减少事故发生。

企业应定时对起重设备进行检查，消除安全隐患。

（4）桥式起重机的分类和用途1、桥式起重机的分类桥式起重机的种类较多，可按不同方法分类。

根据吊具不同，可分为吊钩式起重机、抓斗式起重机、电磁吸盘式起重机。

根据用途不同，可分为通用桥式起重机、专用桥式起重机两大类。

专用桥式起重机的形式较多，主要有：锻造桥式起重机、铸造桥式起重机、冶金桥式起重机、电站桥式起重机、防爆桥式起重机、绝缘桥式起重机、挂梁桥式起重机、两用（三用）桥式起重机、大起升高度桥式起重机等。

按主梁结构形式可分为箱行结构桥式起重机、桁架结构桥式起重机、管行结构桥式起重机。

还有型钢和钢板制成的简单截面梁的起重机，称为梁式起重机。

梁式起重机多采用电动葫芦作为起重小车。

2、桥式起重机的用途桥式起重机被广泛用于各类工业企业、港口车站、仓库、料场等场所。

不同类型的桥式起重机所适合吊装的重物不同，并根据不同的要求采用不同的吊具。

吊钩起重机吊装各种成件重物；抓斗起重机吊装各种散装物品；电磁起重机吊装导磁的金属材料。

（5）桥式起重机的基本结构桥式起重机主要是由大梁、起升装置、端梁、大梁行走机构、起升装置行走机构、轨道和电气动力、控制装置等构成。

⑴大梁结构桥式起重机一般采用两根端部连接的大梁组合结构，称为双梁桥式起重机，只有少数轻型桥式起重机采用单梁，称为梁式起重机。

桥式起重机大梁的结构形式主要有箱形结构、偏轨箱形结构、偏轨空腹箱形结构、单主梁箱形结构、四桁架式结构、三角形桁架式结构、单腹板梁结构、曲腹板梁结构及预应力箱形梁结构等。

最常见的是箱形结构。

箱形梁由上盖板、下盖板和两个腹板构成一个箱体，箱内还有纵横长短筋板，见图1-1。

在箱形梁的一侧铺设走台板和栏杆，在上盖板上铺设起升装置的行走轨道。

为了检修的方便，在大梁上还布置有供人行走的走台和栏杆。

⑵起升机构起升机构用来实现重物的升降，是起重机上最重要和最基本的机构。

桥式起重机的起升机构，除了少数梁式起重机采用电动葫芦外，一般均采用起重小车。

起重小车由车架、运行机构、起升卷绕机构和电气设备等组成。

图1-1栏杆走台端梁大车行走机构起重小车大梁车架支撑在四个车轮上，车架上的运行机构带动车轮沿轨道运行，以实现在跨间宽度方向不同位置的吊装。