20-5t桥式起重机全解
20-5t桥式起重机资料
图2 10/5T桥式起重机结构示意图
桥式起重机挂着物体在厂房内可作上、下、左、右、前、后六个 方向的运动来完成物体的移动。桥式起重机的运动形式有三种（ 以坐在司机室内操纵的方向为参考方向）：
1、起重机由大车电动机驱动大车运动机械沿车间基础上的大车轨
道作左右运动。
2、小车与提升机构由小车电动机驱动小车运动机构沿桥架上的轨道
L1 L2 L3 FU1 FU2 I＞ QS4 QS2
QS3
W W KM KA0 I＞ I＞ KA1 I＞ I＞ KA2 KM SQ6 SB
(1)转子电路的接线方式 转子电路的外接电阻有不平衡（不对称）和平衡（对称）两种接 线方式。不平衡接线方式用凸轮控制器控制，电动机的功率较小。平 衡接线方式用接触器控制，电动机的功率较大。 平衡接线方式的三相电流是平衡（对称）的，采用这种方式，接触器 的主触头可接成开口三角形和闭口三角形两种电路，如图3-2所示。
2.转子电路 转子电路是指通过凸轮控制器主触头的分合来改变转 子电路外接电阻的大小而实现限制起动电流及调速的电 路。 如图3-2所示，转子电路的外接电阻是由三相电阻器组 成的，三相电阻的出线U2、V2、W2连接在一起，另外 三个出线端U1、V1、W1用三根导线经电刷一集电环分 别与转子绕组u、v、w相连接。
第三节 : 控制电路分析
天车电路中控制电路（也叫做联锁保护电路）的作用： (1)过电流保护 当电路短路或电动机严重过载，主电路自动脱离电 源。实现过电流保护作用的电器有熔断器、过电流继电器和热电器 等。 (2)零压保护 在停电（电压为零）或电压过低的情况下，主电路自 动脱离电源。零电压继电器（或接触器）起零压保护作用。 (3)零位保护 防止控制器不在零位，电动机定子电路接通，使转子 电路在电阻较小的情况下送电。 (4)行程保护 限制大、小车或起升机构在所规定的行程范围内工作， 行程开关（或终端开关）起行程保护作用。 (5)舱口开关和安全栏开关 当舱口盖（或栏杆）打开时，主电路不 能送电；已送电的主电路当舱口盖（或栏杆）打开时，能自动切断 电源，防止天车工或检修人员上车触电。 紧急开关供在紧急情况下迅速切断电源用。
20-5t桥式起重机说明书
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。
【2017年整理】起重机型号表示意义
起重机型号表示意义一.通用桥式起重机型号表示方法：例如QD 20/5t—22.5m A6 □用处：室外加W，室内省略，工作级别跨度，m，额定起重量，t，代号，见下表注：对于可供用户选择的要素，如电磁吸盘的型号，抓斗的规格，确切的起升高度，司机室的型式及入口方向，运行轨道的型号，机构工作级别的特殊要求，是否提供制冷或供热装置等，应另在订货合同中用文字说明。
标记示例：1.额定起重量20/5t，跨度19.5m，工作级别A5，室内用吊钩桥式起重机，应标记为：起重机QD 20/5-19.5A5 GB/T144052.额定起重量5t, 跨度16.5m，工作级别A6，室外用三用桥式起重机，标记为：起重机QS5-16.5A6 GB/T14405序号5∽7的名称，亦可称为二用桥式起重机。
二.通用门式起重机型号表示方法：□□—□□，工作级别跨度，m，额定起重量，t，代号，见下表注：对于可供用户选择的要素，如电磁吸盘的型号，抓斗的规格，确切的起升高度，司机室的型式及入口方向，运行轨道的型号，大车导电型式，机构工作级别的特殊要求，是否提供制冷或供热装置等，应另在订货合同中用文字说明。
标记示例：1.额定起重量20/5t，跨度22m，工作级别A4，单主梁吊钩门式起重机，应标记为：起重机MDG 20/5-22A4 GB/T144062.额定起重量50/10+50/101t, 跨度35m，工作级别A4，双梁，双小车吊钩门式起重机，标记为：起重机ME50/10+50/10-35A4 GB/T14406序号5∽6，12∽13的名称，亦可称为二用门式起重机。
三.手动梁式起重机型号表示方法：SL □—□—□起升高度，m，跨度，m，额定起重量，t，产品代号，标记示例：起重量5t，跨度10.5m，起升高度3m 的手动梁式起重机标记为：起重机SL5-10.5-3 JB/T1114-94四.手动桥式起重机型号表示方法：SQ □—□—□起升高度，m，跨度，m，额定起重量，t，产品代号，标记示例：起重量16t，跨度16.5m，起升高度12.5m 的手动桥式起重机标记为：起重机SQ16-16.5-12.5 JB/T1115-94五.电动单梁起重机型号表示方法：□□—□□□操纵方式：地面D，司机室S，工作级别跨度，m，额定起重量，t，产品代号，如下：产品代号：1.电动葫芦小车在主梁下翼缘运行，电动葫芦布置在主梁下方的起重机，其产品代号为LD。
模块八205t桥式起重机电气线路维修
（1）公共回路部分。即14-18-17-16-15-1920-21-22-23-24-FU1-U11-电源-W11-FU11，中间包括紧急开关QS4、门保护位置开 关SQ7、SQ8、SQ9，KA0～KA4过电流继 电器的常闭触头和KM线圈。
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（2）启动准备支路部分。即1-11-12-13-14， 中间包括启动按钮SB、各个凸轮控制器零 位保护常闭触头。
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（2）通过改变转子绕组的外接电阻，可以 获得不同的转速。 （3）为了配合空载、轻载、重载不同的工 作要求，方便地提升和下放重物，各个电动 机的速度均可分成几挡。
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（4）为了保证人身和设备安全，必须采用 可靠的制动方式。
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4．20/5t桥式起重机电气设备及控制、保护装置
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④ 主钩上升控制。上升时主令控制器AC4 的手柄有6个位置，在S3触头闭合的作用下， 接触器源自M2吸合，电动机正转，提升重物 上升。
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手柄位置不同时，转子回路中被切除的 电阻也不同，电动机的转速也相应变化。
如果主钩达到上升极限位置时，QS5触 头断开，切断各个接触器的电源，电动机立 即停止。
这样起重机可以在大车能够行走的范围 内，进行起重和运输。
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2．20/5t桥式起重机的供电特点
由于起重机在工作时间经常移动，因此 要采用移动电源。
常用的供电方法为采用滑触线和集电刷 供电。
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三相交流电源经由三根主滑触线和集电 刷引入起重机的驾驶室内的保护控制柜，保 护控制柜引出两相电源至凸轮控制器，另一 相称为电源的公用相，直接接到电动机的定 子接线端。
205t桥式起重机电气控制线路
五
教具准备 万用表
六
教学方法 讲授、多媒体教学
七
课时安排 4 学时（160 分钟）
教学过程
辅助手段 及说明
【引入新课】 桥式起重机：是一种用来吊起或放下重物并使重物在短距离内水平移动的起
重设备，俗称吊车、行车或天车。 【新课讲解】 一、20/5t 桥式起重机主要结构和运动形式
大车的轨道敷设在车间两侧的立柱上，大车可在轨道上沿车间纵向移动；大 观 看 多 媒 车上装有小车轨道，供小车横向移动；主钩和副钩都装在小车上，主钩用来提升 体图片 重物，副钩除可提升轻物外，还可以协同主钩完成工件的吊运，但不允许主、副 钩同时提升两个物件。 二、20/5t 桥式起重机对电力拖动的要求
sq6l1三205t桥式起重机电气控制线路分析l2l3四205t桥式起重机常见电气故障分析故障现象故障原因合上电源总开关qs1并按下启动按钮sb后接触器km不动作1线路无电压2熔断器fu1熔断或过电流继电器动作后未复位3紧急开关qs4或安全开关sq7sq8sq9未合上4各凸轮控制器手柄未在零位主接触器km吸合后过电流继电器立即动作1凸轮控制器电路接地2电动机绕组接地3电磁抱闸线圈接地接通电源并转动凸轮控制器的手轮后电动机不启动1凸轮控制器主触头接触不良2滑触线与集电刷接触不良3电动机的定子绕组或转子绕组接触不良4电磁抱闸线圈断路或制动器未松开故障现象故障原因转动凸轮控制器后电动机能启动运转但不能输出额定功率且转速明显减慢1电源电压偏低2制动器未完全松开3转子电路串接的附加电阻未完全切除4机构卡住制动电磁铁线圈过热1电磁铁线圈的电压与线路电压不符2电磁铁工作时动静铁心间的间隙过大3电磁铁的牵引力过载4制动器的工作条件与线圈数据不符5电磁铁铁心歪斜或机械卡阻制动电磁铁噪声过大1交流电磁铁短路环开路2动静铁心端面有油污3铁心松动或铁心端面不平整4电磁铁过载凸轮控制器在工作过程中卡住或转不到位1凸轮控制器的动触头卡在静触头下面2定位机构松动凸轮控制器在转动过程中火花过大1动静触头接触不良2控制的电动机容量过大
20,5t行车主要部分电气工作原理图
20/5t桥式主要部分电气工作原理20/5t桥式起重机经常移动的。
因此要采用移动的电源线供电，一般采用软电缆供电，软电缆可随大、小车的滑触线通过生产车间中常用的20／5t桥式起重机，它是一种用来吊起或放下重物并使重物在短距离内水平移动的起重设备，俗称吊车、行车或天车。
起重设备按结构分，有桥式、塔式、门式、旋转式和缆索式等多种，不同结构的起重设备分别应用于不同的场合。
生产车间内使用的是桥式起重机，常见的有5t、10t单钩和15／3t、20／5t双钩等。
下面以20／5t双钩桥式起重机为例分析一下20/5t桥式起重机控制线路。
20/5t桥式起重机主要由主钩（20t）、副钩（5t）、大车和小车等四部分组成。
如图10-17所示是20/5t桥式起重机的外形结构图。
1-驾驶室 2-辅助滑线架 3-交流磁力控制器4-电阻箱5-起重小车 6-大车拖动电动7-端梁 8-主滑线 9-主梁图10-17 桥式起重机外形结构图20/5t桥式起重机由五台电动机组成，其主要运动形式分析如下：大车的轨道设在沿车间两侧的柱子上，大车可在轨道上沿车间纵向移动；大车上有小轨道，供小车横向移动；主钩和副钩都安装在小车上。
交流起重机的电源为380V。
由于起重机工作时是电刷引入起重机驾驶室内的保护控制盘上，三根主滑触线是沿着平行于大车轨道方向敷设在车间厂房的一侧。
提升机构、小车上的电动机和交流电磁制动器的电源是由架设在大车上的辅助滑触线（俗称拖令线）来供给的；转子电阻也是通过辅助滑触线与电动机连接的。
滑触线通常用圆钢、角钢、V形钢或工字钢轨制成。
10.6.1 20/5t桥式起重机的工作原理1.主电路分析桥式起重机的工作原理如图10-18所示。
大车由两台规格相同的电动机M1和M2拖动，用一台凸轮控制器Q1控制，电动机的定子绕组并联在同一电源上；YA1和YA2为交流电磁制动器，行程开关SQ R和SQ L作为大车前后两个方向的终端保护。
小车移动机构由一台电动机M3拖动，用一台凸轮控制器Q2控制，YA3为交流电磁制动器，行程开关SQ BW和SQ FW作为小车前、后两个方向的终端保护。
QD5T-100-20T桥式起重机说明书
QD型通用桥式起重机QD5T～100/20T使用说明书目录一．用途 (1)二．技术特征和主要参数 (1)三．结构概述 (1)（一）金属结构 (4)（二）起重机运行机构 (4)（三）起升机构 (5)（四）小车运行机构 (5)（五）其它设备 (5)四．电气系统 (5)（一）电气设备 (5)（二）操纵原理 (6)五．安装、调试和试运行 (9)（一）安装和调试 (9)（二）起重机的试运行 (9)六．维护和保养 (11)（一）机械设备的维护和保养 (11)（二）金属结构的维护和保养 (15)（三）电气设备的维护和保养 (15)（四）安全操作注意事项 (16)一、用途通用桥式起重机最为普遍地用于车间内和仓库中吊运工件和货物之用。
它是依靠沿厂房轨道方向的纵向移动、小车的横向移动和吊钩的升降运动来进行工作的。
本说明书所指的是一般用途通用桥式起重机和冶金用通用桥式起重机，前者主要适用于机械加工与装配车间、金属结构车间、机械维修车间、各类仓库、冶金和铸造车间的辅助吊运工作等，后者主要用于吊运赤热或熔态金属。
一般用途起重机不推荐用于高温（>+40°C）和低温（<-20°C）的场所、吊运赤热金属或熔态金属及具有强烈腐蚀性化学气体的工作场所。
二、技术特征和主要参数本系列桥式起重机的主要参数如下:(一)起重量: 5T 10T 16/3.2T20/5T 32/5T 50/10T六种规格(二)跨度: 10.5M 13.5M 16.5M 19.5M22.5M 25.5M 28.5M 31.5M等八种规格(三)工作制度: A5(用于工作不太频繁,例如一般机械加工和装配车间)。
A6(用于工作较为频繁,例如冶金和铸造车间的辅助吊运)。
A7（用于繁忙使用及熔融、炽热金属的吊运）。
按确定的起重量、跨度和工作制度，可查阅随机附加的桥式起重机总图和小车图纸中的技术特性表和需要的外形尺寸参数。
起重量用分数表示时，分子表示主起升重量，分母表示副起升重量。
通用桥式起重机计算书
通用桥式起重机计算书（QD20/5t-17.5m）编制：批准：中国起重机械计算书2006年9月12日第一部分主梁设计计算一、主梁设计计算1、主要参数：起重量Q=20/5t 工作级别A5跨度LK=17.5m小车总重Gxc=7598t ρ2、主梁截面形状尺寸：上盖板δ=10mm 材料Q235-B下盖板δ=10mm 材料Q235-B腹板δ1=10mm 材料Q235-B腹板δ2=10mm 材料Q235-B腹板间距b=440mm腹板高h0=1100mm3、主梁截面性质：（1）主梁截面面积S=500*10*2+1100*6*2=23200mm2（2）半个桥架的质量：设加筋肋系数K=1.1Gqj=K*ρ*S*Lk=1.1*7.85*10-6*23200*17500=3506kg（3）主梁均布载荷集度q=3506/17500=0.2.kg/mm（4）主梁形心位置的确定X0=226mmY0=560mmXmax=560mmYmax=226mm（5）主梁截面惯性矩的确定对于X轴Ix=(500*103/12+500*10*5052)*2+(6*10003/12)*2=0.44×1010mm4对于Y轴Iy=(10*5003/12)*2+(1000*63/12+1000*6*2232)*2=8.04×108mm4(6)主梁截面对X轴Y轴的抗弯模数对于X轴Wxmin=Ix/Xmax=0.44×1010/560=7.86×106mm3对于Y轴Wymin=Iy/Ymax=8.04×108/226=3.56×106mm34、作用于主梁上的载荷及内力计算Ⅰ:按载荷组合IIa计算桥架重量Gqj=1.0×Gqj=3506kg小车重量Gxc=1.0×Gxc=7598kg起升载荷Qq=ΨII×Qq=1.25×(20000+468)=25585kg ΨII取1.2（水平惯性载荷Pgy不考虑）（1）小车轮压的计算Bx=2600mm b1=1231mm b2=1329mmP 1=Qq/2×b2/Bx+Gxc/4 （代入相应数值）=8438kgP 2Qq/2×b1/Bx+Gxc/4 （代入相应数值）=7956kg（2）当四轮小车作用于桥架时，主梁最大的弯距截面处距A点的距离：X=[p1+p2(1-Bx/Lk)+qLk]/[2×(p1+p2)/ Lk+q] （代入相应数值）（3）由垂直载荷在主梁上产生的最大弯矩为：M c max=[p1+p2(1-Bx/Lk)+qLk]2/[2×(p1+p2)/ Lk+q]+Mg（代入相应数值） =1.004×108 kg.mmMg=RaX----有固定集中静载荷（操纵室Gc、运行机构Gy、电气设备Gd）在主梁应力最大截面处产生的弯距：Mg=RaX=3.1×107kg.mmRa-----由操纵室、运行机构、电气设备的重量产生的支反力Gc=1500kg L1=2100mmGc=1204kg L1=800mmGc=1771kg L1=5000mmRa=[ Gc×(Lk-L1)+Gy×Lk+Gd×Lk/2]/ Lk(代入相应数值)=3789kg（4）当p1作用于A点处时，A端最大切力：Vamax=p1+p2(1-Bx/Lk)+Ra (代入相应数值)=22506.97kgⅡ: 按载荷组合IIb计算桥架重量Gqj=KII×Gqj=3856.6kg小车重量Gxc=KII×Gxc=8358kg起升载荷Qq=KII ×Qq= 22515kg KII取1.1（水平惯性载荷Pgy按Pgy max考虑）(1) 小车轮压的计算Bx=2600mm b1=1231mm b2=1329mmP 1=Qq/2×b2/Bx+Gxc/4 （代入相应数值）=7844kgP 2Qq/2×b1/Bx+Gxc/4 （代入相应数值）=7419kg(2)当四轮小车作用于桥架时，主梁的最大弯距截面处距A点的距离：X=[p1+p2(1-Bx/Lk)+qLk]/[2×(p1+p2)/ Lk+q] （代入相应数值）=8275mm(3) 由垂直载荷在主梁上产生的最大弯矩为：M c max=[p1+p2(1-Bx/Lk)+qLk]2/[2×(p1+p2)/ Lk+q]+Mg（代入相应数值） =1.01×108kg.mmMg=RaX----有固定集中静载荷（操纵室Gc、运行机构Gy、电气设备Gd）在主梁应力最大截面处产生的弯距：Mg=RaX=3.45×107kg.mmRa-----由操纵室、运行机构、电气设备的重量产生的支反力Gc=1500kg L1=2100mmGc=1204kg L1=800mmGc=1771kg L1=5000mmRa=[ Gc×(Lk-L1)+Gy×Lk+Gd×Lk/2]/ Lk(代入相应数值)=3789kg考虑冲击系数影响Ra= KII×Ra=1.1×3789=4167.9kg(3) 桥架运行产生的水平惯性载荷在两主梁上平均分布，当正常制动时作用在每根主梁上的弯距为；M s=0.8×M c max×aqj/g (代入相应数值)=0.8×1.01×108×0.2/9.8=1.65×106kg.mm当猛烈制动时M s将增加一倍M s max=2*M s=3.3×106kg.mm5、主梁强度效核对本起重机主梁均按Ⅱ类载荷进行强度计算.Q235-B设计许用应力 [ a ]II=1600kg/cm2剪切许用应力 [ r ]II=900kg/cm2挤压许用应力 [ajy]II=1700kg/cm2(1)按载荷组合IIa计算IIa amax=M c max/Wxmin (代入相应数值)=1.004×108/7.861×106=12.77kg/mm2=1378kg/cm2 < [a]当p1作用于A点处时跨端腹板剪应力r最大r=Vmax/0.7hlf=22506.97/0.7×6×(650-20)×2=4.253 kg/mm2=425.3 kg/mm2 < [r]强度校核通过.6、主梁的刚度校核(1)主梁静刚度计算Fmax=p1×Lk3[1+a(1-6β2)]÷48Eix≤[f] 其中a=p2/p1<1=6745/7131=0.946Bx=2600mm b1=1231mm b2=1329mmP 1=Qq/2×b2/Bx+Gxc/4 （代入相应数值）Qq=20468kg Gxc=7598kg=7131kgP 2Qq/2×b1/Bx+Gxc/4 （代入相应数值）=6745kgβ=Bx/ Lk=2600/17500=0.1486Bx----小车轮距[f]=1/1000Lk=17.5mmf=7131×175003×[1+0.946×(1-6×0.14862)]÷[48×2.1×104×0.44×1010] =15.69mm < [f]主梁静刚度通过二、起升机构计算1、主起升机构计算(1)主要参数工作级别 M5起升载荷 Qq=20000+468=20468kg (吊钩重量 q=468kg)滑轮倍率 a=4起升速度 V=9.12m/min(2)选用钢丝绳型号钢丝绳所受拉力 S=Qq/2a*Л=20468/2*4*0.97=2637.6kgЛ=0.97钢丝绳破断拉力SpSp≥ns×s=6×2637.6=15825.6kgNs=6Sp=0.85*soSo=18618.4kg结果：选钢丝绳型号6W(19)-17.5-155-Ⅰ钢丝绳破断拉力So=19850Kg钢丝绳直径 ds=17.5mm卷筒计算直径 Dj=el*ds=25×17.5=437.5mmel=25取标准卷筒系列 Dj=500mm Djs=500+17.5=517.5mm起升速度(3)电动机的选择按静功率初选电动机Nj=Qq*v/6120*Л=20468×9.12/6120×0.9=33.89kwЛ=0.9电动机额定功率 Ne≥kg*Nj （考虑惯性力的影响kg=0.7）=0.7×33.89=23.72kw选用电机型号：YZR225M-8（25%）电机额定功率：Ne=26kw电机转速： nz=708rpm(4)减速机的选择计算减速机速比：i=3.14*nz*Djs/a*v=40.17取标准速比i=40.17v1= nz*3.14* Djs/a*i=9.13△ =[( v1-v)/v]*100%=0.1%<10%起升速度验算在误差范围内按疲劳计算减速机Nhs=Ψhs*Ne25=1.05×26=27.3kwΨhs=1.05强度校核按输出扭矩Tmax=S×Djs=2637.6×0.5175=1318.8kg.m（考虑动力系数的影响ΨII=1.45）（考虑动力系数的影响ΨII=1.45）Tmax=1912.3kg.m最大径向力校核强度Rmax=(2s+Njt)/2=3202.5kg（考虑动力系数的影响ΨII=1.45）Rmax=4644kg减速机型号：ZQ650 速比：40.17（I=40.17时减速机容许输入功率29kw输出轴容许最大扭矩5950kgm最大径向载荷9250kg）验算合格(5)制动器的选择支持载荷所需的制动力矩MzMz=ns*Qq*Djs*Л/2a*i=1.75×20468×0.5175×0.9/(2×4×31.5)=66.2kg.m=662N.m≤Mez(Mez取1600N.m)Ns=1.75 Л=0.9Mez----制动器额定制动力矩制动器型号：YWZ-400 制动力矩：1×1600 N.m(6)卷筒计算Dj=500mm=0.5mDjs=517.5mm=0.5175m查取绳槽节距P=20mmDn=456mmδ=(Dj-Dn)/2=22mm起升高度H=16m安全圈数L1=n*P=40mm（安全圈数n不小于2，取2）固定钢丝绳2L2=2*3*P=120mm=120mm光滑面L光滑螺旋槽部分2L0=2a*H*P/3.14*Djs=1575卷筒长度L=2L0+L1+2L2+L光滑=1575+40+120+120=1855mm考虑两端留有一定的退刀余量取L=2000mm卷筒压应力验算σy=ξ*ΨII*S/δ*P(1-δ/Dj)=1.0×1.45×2637.6/22×20×(1-10/500) =9.05kg/mm2<[σy]ξ=1.0Ψ=1.45σy=75kg/ mm2[σy]= σy/5=15 kg/ mm2卷筒壁抗压强度验算合格L=2000>3D=1500故需验算弯曲的影响σ1=Mw/W+{[σy]/ [σy]}*σy1=ΨII*S*[(L-L)/2]/[0.1(Dj4-Dn4)/Dj]光滑+[(σb/5)/ (σb/5)]*[ ξ*ΨII*S/δ*P*(1-δ/Dj)]=3.95 kg/ mm2<[σ1]σb=25 kg/ mm2[σ1]= σb/5=5 kg/ mm2卷筒受合成拉应力验算合格2、参照主起升的计算过程副起升机构计算副起升机构(1) 主要参数工作级别 M5起升载荷 Qq=5000+102=5102kg (吊钩重量 q=102kg) 滑轮倍率 a=2起升速度 V=19.7m/min(2) 选用钢丝绳型号钢丝绳所受拉力 S=Qq/2a*Л=5102/2*2*0.99=1288.4kgЛ=0.99钢丝绳破断拉力SpSp≥ns×s=5.5×1288.4=7086kgNs=5.5Sp=0.85*soSo=8336.7.4kg结果：选钢丝绳型号6W(19)-13.5-155-Ⅰ钢丝绳破断拉力So=11500Kg钢丝绳直径 ds=13.5mm卷筒计算直径 Dj=el*ds=25×13.5=337.5mmel=25取标准卷筒系列 Dj=400mm Djs=400+13.5=413.5mm(3)电动机的选择按静功率初选电动机Nj=Qq*v/6120*Л=5102×19.7/6120×0.9=18.24kwЛ=0.9电动机额定功率 Ne≥kg*Nj （考虑惯性力的影响kg=0.8）=0.8×18.24=14.6kw选用电机型号：YZR180L-6（25%）电机额定功率：Ne=17kw电机转速： nz=946rpm(4)减速机的选择计算减速机速比：i=3.14*nz*Djs/a*v=31.53取标准速比i=31.5v1= nz*3.14* Djs/a*i=9.13△ =[( v1-v)/v]*100%=0.1%<10%起升速度验算在误差范围内按疲劳计算减速机Nhs=Ψhs*Ne25=1.05×26=27.3kwΨhs=1.05强度校核按输出扭矩Tmax=S×Djs=2637.6×0.5175=1318.8kg.m（考虑动力系数的影响ΨII=1.45）（考虑动力系数的影响ΨII=1.45）Tmax=1912.3kg.m最大径向力校核强度Rmax=(2s+Njt)/2=3202.5kg（考虑动力系数的影响ΨII=1.45）Rmax=4644kg减速机型号：ZQ500 速比：31.5（I=31.5时减速机容许输入功率29kw输出轴容许最大扭矩5950kgm最大径向载荷9250kg）验算合格(5)制动器的选择支持载荷所需的制动力矩MzMz=ns*Qq*Djs*Л/2a*i=1.75×5102×0.5175×0.9/(2×4×31.5)=21.2kg.m=212N.m≤Mez(Mez取800N.m)Ns=1.75 Л=0.9Mez----制动器额定制动力矩制动器型号：YWZ-200 制动力矩：1×800 N.m三、小车运行机构计算(1)主要参数起升载荷Qq=20468kg小车自重G=7598kg车轮直径D=35cm轴承直径d=10cm电机数目m=1运行速度V=44.2m/min(2)阻力的计算摩擦阻力Pm max=(Qq+G)×(2u+df)/D×Kf （代入相应数值）=384.9kgKf=1.6 Kp=0.002 u=0.05 f=0.02 d=10 D=35Pm max=(2u+df)/D=240.6kg坡度阻力Pp=(Qq+G)×Kp （代入相应数值）=56.1kgKp=0.002Pj=Pm max+Pp=441kg(3)满载运行时电机静功率Nj=Pj*v/6120*Л=441×44.2/6120×0.9=3.54kw由于起动加速过程惯性力的影响，电动机的应选功率为：N=Kg*Nj=1.1×3.54=3.89kw(Kg=1.1)-6 （25%）选用电动机型号：YZR132M2电机额定功率Ne=4kw电机转速 nz=900ypm(4)减速机的计算速比计算：i=3.14*nz*D/v=22.38取标准速比i=22.4v1= nz*3.14* D/i=44.16rpm△ =[( v1-v)/v]*100%=0.1%<10%运行速度验算在误差范围内按疲劳计算减速机Nhs=Ψhs*Ne25=1.4ξ×4=5.26kwG/(G+Qq)=7598/(7598+20648)=0.27<0.3查取修正系数ξ=0.94按强度计算减速机输出轴上的最大扭矩Mmax=Ψhs*Me25*i*Л=2.3×975×4/900×22.4×0.9=200.9kgm选用减速机型号：ZSC-400 速比：22.4（i=22.4时减速机容许输入功率2.8kw）验算合格(5)制动器的选择所选制动器应使起重机在满载、下坡情况下停车所需制动力矩Mz=Ms+1/tz[1.2*GD*n*m/375+0.975(Qq+G)v2/n]Ms=pjs*D*Л/2i=-184.5×0.35×0.9/(2×22.4)=-1.297kgPjs=Pp-Pm min=-184.5kgGD2=0.28kgm2 v=0.74m/sec n=900 tz取5secMz=-1.297+3.13=1.84kgm=18.4n.m选用一台制动器选用制动器型号：YWZ-200/25 制动力矩：200N.m三、大车运行机构计算机构按跨度分为两种，跨度≤22.5m为第一种，≥22.5m为第二种.参数按≥22.5m时取(1)主要参数起升载荷Qq=20468kg小车自重G=40329kg车轮直径D=60cm轴承直径d=10cm电机数目m=2运行速度V=75.27m/min(2)阻力的计算摩擦阻力Pm max=(Qq+G)×(2u+df)/D×Kf （代入相应数值）=547.2kgKf=1.5 u=0.08 f=0.02Pm max=(2u+df)/D=364.8kg坡度阻力Pp=(Qq+G)×Kp （代入相应数值）=60.8kgKp=0.001Pj=Pm max+Pp=608kg(3)满载运行时一个电机静功率Nj=Pj*v/6120*Л=4.15kw由于起动加速过程惯性力的影响，一个电动机的应选功率为：N=Kg*Nj=1.5×4.15=6.23kw (Kg=1.5)选用电动机型号：YZR160M-6 （25%）1电机额定功率Ne=6.3kw电机转速 nz=921ypm(4)减速机的计算速比计算：i=3.14*nz*D/v=23.05v1= nz*3.14* D/i=75.28rpm△ =[( v1-v)/v]*100%=0.1%<10%运行速度验算在误差范围内按疲劳计算减速机Nhs=Ψhs*Ne25=1.4ξ×6.3=10.32kwG/(G+Qq)=40329/(40329+20648)=0.66查取修正系数ξ=1.17按强度计算减速机输出轴上的最大扭矩Mmax=Ψhs*Me25*i*Л=2.3×975×6.3/921×23.05×0.9=318.2kgm选用减速机型号：ZQ-350 速比：23.05（i=23.05时减速机容许输入功率7.2kw）验算合格(5)制动器的选择所选制动器应使起重机在满载、下坡情况下停车所需制动力矩Mz=Ms+1/tz[1.2*GD*n*m/375+0.975(Qq+G)v2/n]Ms=pjs*D*Л/2i=-304×0.6/(2×23.05)=-3.56kgPjs=Pp-Pm min=-304kgGD2=0.48kgm2 v=1.25m/sec n=921 tz取5secMz=-3.56+18.8=15.2kgm=152n.m选用一台制动器选用制动器型号：YWZ-200 制动力矩：2×200N.m。
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桥式起重机：是一种用来吊起或放下重物并使重物在短距 离内水平移动的起重设备，俗称吊车、行车或天车。
起重小车
主钩
副钩 大车 驾驶室
一、20/5t桥式起重机主要结构和运动形式
起重小车
主钩
副钩 大车 驾驶室
大车的轨道敷设在车间两侧的立柱上，大车可在轨道上 沿车间纵向移动；大车上装有小车轨道，供小车横向移动； 主钩和副钩都装在小车上，主钩用来提升重物，副钩除可提 升轻物外，还可以协同主钩完成工件的吊运，但不允许主、 副钩同时提升两个物件。
L1 L2 L3 FU1 FU2 I＞ QS4 QS2
QS3
W W KM KA0 I＞ I＞ KA1 I＞ I＞ KA2 KM SQ6 SB
第三节 : 控制电路分析
天车电路中控制电路（也叫做联锁保护电路）的作用： (1)过电流保护 当电路短路或电动机严重过载，主电路自动脱离电 源。实现过电流保护作用的电器有熔断器、过电流继电器和热电器 等。 (2)零压保护 在停电（电压为零）或电压过低的情况下，主电路自 动脱离电源。零电压继电器（或接触器）起零压保护作用。 (3)零位保护 防止控制器不在零位，电动机定子电路接通，使转子 电路在电阻较小的情况下送电。 (4)行程保护 限制大、小车或起升机构在所规定的行程范围内工作， 行程开关（或终端开关）起行程保护作用。 (5)舱口开关和安全栏开关 当舱口盖（或栏杆）打开时，主电路不 能送电；已送电的主电路当舱口盖（或栏杆）打开时，能自动切断 电源，防止天车工或检修人员上车触电。 紧急开关供在紧急情况下迅速切断电源用。
作前后运动。
3、起重电动机驱动提升机构带动重物作上下运动。
二、20/5t桥式起重机对电力拖动的要求
1. 桥式起重机的工作环境较恶劣，经常需带载启动，要求电 动机的启动转矩大，启动电流小，且有一定的调速要求，因 此多选用绕线转子异步电动机拖动，用转子绕组串电阻实现 调速。 2. 要有合理的升降速度，空载、轻载速度要快，重载速度要 慢。 3. 提升开始和重物下降到预定位置附近时，需要低速，因此 在30％额定速度内应分为几挡，以便灵活操作。 4. 提升的第一挡作为预备级，是为了消除传动的间隙和张紧 钢丝绳，以避免过大的机械冲击，所以启动转矩不能太大。 5. 为保证人身和设备安全，停车必须采用安全可靠的制动方 式，因此采用电磁抱闸制动。 6.具有完备的保护环节：短路、过载、终端及零位保护。
二、天车照明电路的工作原理
图4-6是天车的照明电路图。由图3-6可见，它的电源是 由变压器供给的，变压器一次侧经刀开关SA和熔断器 FU1接在保护箱内的电源刀开关下端，二次侧两组绕组， 分别为36V和220V。36V供声响指示器HA和信号灯HL 等用；220V供照明灯EL1、EL2、EL3用。开关S1、S2、 S3分别为控制声响指示器、信号灯、照明灯的手动开关， 使用时合上开关即可。XS1、XS2、XS3为插座。 在变压器二次侧安装有熔断器FU2，作短路保护作用。
第二节 : 主电路
主电路（动力电路）是用来驱动电动机工作的电 路，它包括电动机绕组和电动机外接电路两部分。 外接电路有外接定子和外接转子电路，简称定子电 路和转子电路。 定、转子电路根据控制电动机功率的不同，又 分为接触器控制和凸轮控制器控制。定子电路由接 触器控制，转子电路由凸轮控制器控制。
1.定子电路 定子电路是由三相交流电源、隔离开关QS、过电流继电器的线圈 KOC1、KOC2，正反向接触器的主触头KMF、KMR及电动机定子 绕组等组成。转子电路是由转子绕组、外接电阻器及凸轮控制器 的主触头等组成，如图3-1所示。
(1)转子电路的接线方式 转子电路的外接电阻有不平衡（不对称）和平衡（对称）两种接 线方式。不平衡接线方式用凸轮控制器控制，电动机的功率较小。平 衡接线方式用接触器控制，电动机的功率较大。 平衡接线方式的三相电流是平衡（对称）的，采用这种方式，接触器 的主触头可接成开口三角形和闭口三角形两种电路，如图3-2所示。
2.转子电路 转子电路是指通过凸轮控制器主触头的分合来改变转 子电路外接电阻的大小而实现限制起动电流及调速的电 路。 如图3-2所示，转子电路的外接电阻是由三相电阻器组 成的，三相电阻的出线U2、V2、W2连接在一起，另外 三个出线端U1、V1、W1用三根导线经电刷一集电环分 别与转子绕组u、v、w相连接。
图3-1 主电路电路图
隔离开关QS是主电路与电源接通和断开的总开光；过流 继电器KOC1、KOC2作电动机过流保护用；正反向接触 器的主触头、KMF、KMR均为动合（常开）触头，两者 之间具有电器互琐。当正转接触器的主触头KMF闭合时， 电动机正转；当反转接触器主触头KMR闭合时，则电动 机反转。 转子电路用凸轮控制器主触头控制转子电路的外接电阻， 来实现限制起动电流和调节转速的目的。
(2)转子电路串接不对称电阻的调速过程及调速原理 转子电路串接不对称电阻起动，能以较少数量的换接元件来得到 较多的加速级。而当电动机功率较大时，由于转子绕组电阻较小，起 动级数也随之增加。不然起动时的电流和转矩将过大，影响起动的平 稳性，还会引起机械特性的变化，在半速时转矩下降，致使不能顺利 地起动。
图2 10/5T桥式起重机结构示意图
桥式起重机挂着物体在厂房内可作上、下、左、右、前、后六个 方向的运动来完成物体的移动。桥式起重机的运动形式有三种（ 以坐在司机室内操纵的方向为参考方向）：
1、起重机由大车电动机驱动大车运动机械沿车间基础上的大车轨
道作左右运动。
2、小车与提升机构由小车电动机驱动小车运动机构沿桥架上的轨道
三、20/5天车的照明电路是天车电气线路的一部分，它是由照明、桥下照明和驾 驶室照明等几部分组成的。
一、照明信号电路的作用
（1）桥上照明 供操作者和维修人员检查和检修设 备用。 （2）桥下照明 供操作者观察桥下工作情况和下面 工作者捆绑物件时用。 （3）驾驶室照明 包括电铃和信号灯等，供操作者 与地面工作人员联系或发出危险信号用。