桥式起重机起升机构设计说明

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

1前言 (1)

2起升机构的计算 (3)

2.1确定起升机构传动方案 (3)

2.2选择钢丝绳 (3)

2.3确定滑轮主要尺寸 (4)

2.4确定卷筒尺寸 (5)

2.5选择电动机 (6)

2.6验算电动机发热条件 (7)

2.7选择减速器 (7)

2.8验算起升速度和实际所需功率 (7)

2.9校核减速器输出强度 (7)

2.10选择制动器 (8)

2.11选择联轴器 (8)

2.12验算起动时间 (9)

2.13验算制动时间 (9)

2.14高速浮动轴的计算 (10)

2.14.1疲劳计算 (10)

2.14.2强度验算 (10)

3卷筒部件的设计 (11)

3.1卷筒 (11)

3.2联接盘 (12)

3.3卷筒轮毂 (12)

3.4卷筒轴、轴承及轴承座 (13)

3.5钢丝绳在卷筒上的固定装置 (14)

3.6卷筒部件计算 (14)

3.6.1卷筒心轴计算 (14)

3.6.2轴承 (16)

3.6.3绳端固定装置计算 (17)

4吊钩装置的设计 (18)

4.1吊钩装置的构造 (18)

4.2吊钩装置的计算 (18)

4.2.1确定吊钩装置构造方案 (18)

4.2.2吊钩弯曲部分断面的验算 (19)

5结论 (22)

参考文献 (22)

致 (23)

桥式起重机起升机构设计

摘要：本起重机为起重量Q=50t,起升高度H=4.2m,起升速度v=7.5m/min的桥式起重机。本课题主要对起重机的起升机构进行总体设计，该起重机具有一个起升机构，由一台电动机，一台减速器，一台制动器，一套卷筒装置，一套吊钩装置和一套滑轮装置构成。要求起重设备运行平稳, 定位准确, 安全可靠, 技术性能先进。

关键词：起重机，桥式起重机，起升机构设计

Design on gantry crane hoisting mechanism

Abstract：The crane is bridge crane for lifting weight Q = 50 t, hoisting height H = 4.2 m, lifting speed v = 7.5 m/min . This topic is mainly to the overall design of hoisting mechanism of crane, the crane is consisted of a lifting mechanism, an electric motor, a speed reducer, a brake, a set of drum unit, a set of hook device and a pulley. Required lifting equipment running smooth, accurate, safe, reliable and advanced technical performance.

Key word：Crane;bridge crane; hoisting mechanism design;

1 前言

起重机械的基本任务是垂直升降重物，并可兼使重物作短距离的水平移动，以满足重物装卸、、安装等作业的要求。起重机机械是现代化生产必不可少的重要机械设备，它对于减轻繁重的体力劳动、提高劳动生产率和实现生产过程的机械化、自动化及改善人民的物质、文化生活都具有重大的意义。

在起重机中，用以提升或下降货物的机构称为起升机构，一般采用卷扬式。起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起重机的工作性能。

起升机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置等组成。驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮[1]。取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具、挂梁等多种型式。安全保护装置有超负荷限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保护开关等，根据实际需要配用。

因起升重量、起升速度和起升高度等设计参数的不同，龙门式小车有多种传动方案。在这些方案体可分为闭式传动和带有开式齿轮传动的两类。

这里采用闭式传动。在电动机与卷筒之间，大多数情况采用传动效率较高的圆柱齿轮减速器，而蜗轮减速器。由于传动效率低，除受位置限制需用外，一般较少应用。

电动机与减速器之间采用一带制动轮的弹性柱销联轴器或带制动轮的全齿联轴器直接联接，电动机与减速器之间采用—中间轴，轴的一端联有半齿联轴器，另一端则联有带制动轮的半齿联轴器[2]。这种在两个半齿联轴器之间没有外支座的中间轴，除允许径向和角度有微量偏移外，由于可沿轴向稍微串动，因此，称它为浮动轴。

利用浮动轴联接比只有一个联轴器联接有下列优点：a,容许较大的安装误差，而轴愈长允许的安装误差愈大。故浮动轴长度一般不宜过短)

不小于，

(mm

500

否则所引起的补偿作用不大；b,由于有足够的维修操作空间，便于拆卸和更换零件；c,使小车由零件部件自重引起的轮压分布均匀。利用浮动轴的缺点，就是增加了零件数量和增大了转动惯量，因而在起动和制动时增加了动力矩。

为安全设计，带制动轮的半齿联轴器和制动器应靠近减速器。这样万一浮动轴被扭断，制动器仍可以制动住卷筒[3]。虚线所示可以将制动器放在减速器的外侧。这时在浮动轴的两端应采用同型号的两个半齿联轴器，同时还要多安装一个与制动器相配合的制动轮。

减速器与卷筒的联接型式很多，用全齿联轴器来联接，这种型式构造简单，分组性好，但在卷筒轴线方向所占的位置较长，且由于增加了卷筒的轴承部件和联轴器而使机构的自重有所增加。

为了缩短卷筒与减速器联接的轴向尺寸，采用同轴传动的型式，即把卷筒轴与减速器低速轴合成为一个长轴。从受载情况分析，这根轴是既受弯矩有传递转矩的转轴。此轴可以是三个轴承做支点的超静定轴，或用两个轴承作支点的静定轴，它们的共同缺点是装卸不便，轴的构造比较笨重，减速器不能单独进行装配和试运转。也就是说，这种结构的起升机构的分组性差。

为了改善分组性，在起重机系列的起重机中，减速器低速轴与卷筒部件的联接这里采用了用齿轮联轴器联接卷筒轴与减速器轴的构造。减速器的低速轴头作成有喇叭口，其外铣有外齿轮[4]。喇叭口作为卷筒轴的支承；而外齿轮则作为齿轮联轴器的一半，另一半齿轮联轴器（齿圈）与卷筒的左轮毂做成一体。轮毂与

卷筒用铰孔光制螺栓连接，因此减速器轴的转矩通过齿轮联轴器和螺栓直接传递

给卷筒。而卷筒轴是一根不传递转矩而只受弯矩的转动心轴，其右端的双列自位

滚珠轴承放在一个单独的轴承座，而左端的轴承就支承在减速器低速轴头的喇叭

孔。

这种联接方式的优点是：结构紧凑和分组性好，安装维修方便。其缺点是构

造较复杂，制造费工。

卷筒与减速器的联接是省略卷筒长轴。卷筒的一端通过一圈沿圆周均布的故

形滚柱，支承在减速器输出轴的悬臂上，滚柱嵌在轮毂和轮辐外圈之间的半圆形

凹槽，沿着圆周能够传递切向力，即传递转矩。同时还能承受很大的径向力，兼

有径向轴承调位的作用，省去了一个径向支承装置。卷筒上的螺旋槽应与滑轮组

的型式相适应，用单螺旋槽或双螺旋槽[5]。通用龙门式起重机多采用双联滑轮组，其起重量与滑轮组的倍率关系见表1。

表1 桥式起重机起升机构滑轮组倍率

Table1 Bridge crane lifts the organization block and tackle percentage

起重量)(t Q 3 5 8（10） 12.5 16 20 32 50 80 100 125 160 200 250 倍 率 h i 1 2 3 3 3 3 4 4 4 6 6 6 8 8

这里选用起重量Q(t)=50；倍率k i =4。

2 起升机构的计算

此处省略 NNNNNNNNNNNN 字。如需要完整说明书和设计图

纸等.请联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械

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查得选用瓦林吞型纤维芯钢丝绳FC W +?196，钢丝公称抗拉强度

MPa 1670，光面钢丝，右交互捻[7]，直径mm d 14=，钢丝绳最小破断拉力

[]KN S b 108=，标记如下：

钢丝绳888918108177019614-+?GB ZS FC W NAT

结果mm d 14=。

2.3 确定滑轮主要尺寸

滑轮的许用最小直径：

mm e d D 336)125(14)1(=-=-≥

（3）

式中系数25=e 由表查得。选用滑轮直径mm D 355=，取平衡滑轮直径 mm D D p 2133556.06.0=?=≈，选用mm D p 225=。滑轮的绳槽部分尺寸可由表

[5]查得。查表选用钢绳直径mm d 14=，mm D 355=，滑轮轴直径mm D 905=的1E 型滑轮标记为：

滑轮90355141-?E 878.80006-ZBJ

查得平衡滑轮选用mm d 14=，mm D 225=，滑轮轴直径mm D 455=的F 型滑轮标记为：

滑轮4522514-?F 879.80006-ZBJ

结果mm D p 225=。

2.4 确定卷筒尺寸

卷筒直径：

mm e d D 380)125(14)1(=-=-≥

（4）

由表得选用mm D 400=，卷筒绳槽尺寸由表查得槽距，mm t 16=，槽底半径mm r 8=。

卷筒尺寸：

18516)42414

14.331015(2)4(23+++???=+++=L t Z D Hi L o o h π （5）

mm 1484= 取mm L 1500=

式中o Z ——附加安全系数，取2=o Z ； 1L ——卷槽不切槽部分长度，取其等于吊钩组动滑轮的间距[8]，即mm A L 1851==，实际长度在绳偏斜角允许围可以适当增减； o D ——卷筒计算直径mm d D D o 41414400=+=+=

卷筒壁厚： mm D 18~14)10~6(40002.0)10~6(02.0=+?=+=δ 卷筒壁压力验算：