桥式起重机.doc

目录序言.4第一章 桥式起重机的概述.51.1 桥式起重机分类及工作特点.51.2 桥式起重机的用途.61.3 桥式起重机的基本参数.71.4 桥式起重机的主要零部件.81.5 滑轮组及其滑轮组的倍率.121.6 卷筒.131.7 位置限位器.131.8 缓冲器.141.9 桥式起重机发展概述.14第二章 大车运行机构的设计.172.1 大车运行机构设计的基本思路及要求.172.2 大车运行机构传动方案的确定.172.3大车运行机构具体布置时要注意的问题.172.4大车运行机构的设计计算.182.5轮压计算及强度验算.192.6 运行阻力计算.212.7选择电动机.222.8 减速器的选择.232.9验算运行速度及实际功率.232.10 验算启动时间.242.11 启动工况下校核减速器功率.252.12 验算启动不打滑条件.262.13 选择制动器.272.14 选择联轴器.282.15 高速浮动轴的验算.292.16缓冲器的选择30第三章 起升小车的计算.323.1 确定机构的传动方案.323.2 起升机构的的设计参数.333.3 钢丝绳的选择.343.4 滑轮、卷筒的计算.353.5 根据静功率初选电动机.363.6 制动器的选择.383.7 启动时间及启动平均加速度的验算.383.8 联轴器的选择.39第四章 端粱的设计.404.1 端粱的尺寸的确定.404.2 端粱的计算.414.3 主要焊缝的计算.45第五章 端粱焊接头的设计.465.1 端粱焊接头的缺点能够及计算.465.2 计算螺栓的焊缝的强度.50第六章 焊接工艺设计.52参考文献56序言桥式起重机是横架与车间和料场上空调运的起重设备。由于它两端坐落在高大的水泥或金属架上，形状似桥，所以俗称“天车”。桥式起重机是现代工业和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具与设备，可减轻操作者的劳动强度，可大大提高生产率。桥式起重机在工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所应用的最为广泛，是人们生产生活不可或缺的一种设备。 随着工业的迅速发展和科学的不断进步，桥式起重机在结构设计及自动化程度上相继出现了一些新的变化和新的特点，在结构上，国内起重设备已采用计算机优化设计，以提高起重机的机械性能，在起重质量方面逐步向大型化发展，大型桥式起重机在钢铁、水利、发电等行业不断出现，世人瞩目的三峡发电厂安装了两台1200T125T的桥式起重机，2007年9月，起重量达2万吨的桥式起重机在山东烟台佛士船厂投入使用，它标志着我国起重机行业已达到世界先进水平。 总之，随着科技的迅速发展，国内各种先进的电气控制技术和机械技术逐步应用到起重机上，起重机的自动化程度越来越高，结构日趋简单，性能愈加可靠，起重量越来越大，品种也越来越全。 对于起重量大，跨距大的起重设备多采用箱型双梁式，箱型双梁式起重机有一个由两根箱型主梁和两根横向端粱构成的双梁桥架，在桥架上运行小车，可起吊和水平搬运各类物件，它使用与机械加工装配车间、仓库和料场等场所。箱型双梁结构具有加工零件少、工艺性好、通用性好及安装检修方便等优点，因而在生产中广泛使用。第一章 桥式起重机的概述 桥式起重机是桥架型起重机的一种，主要依靠起升机构和在水平面在两个互相垂直方向移动的运行机构，能在矩形场地及其上空作业，是工矿企业广泛使用的一种起重运输机械，它具有承载能力大、工作可靠性高、制造工艺相对简单的优点。 桥式起重机一般有大车运行机构的桥架、起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等机构组成，外形像一个两端支撑在平行的两条架空轨道上平移运动的单跨平板桥。起升机构用来垂直升降物品，起重小车用来带着载荷作横向移动，以达到在跨度内和规定高度组成的三维空间里做搬运和装卸货物的作用。 桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。最基本的形式是通用吊钩桥式起重机，其它形式的桥式起重机都是在通用吊钩桥式起重机的基础上发展出来的。1.1 桥式起重机分类及工作特点1、 桥式起重机的分类 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。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。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他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。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。主要有铸造起重机、夹钳起重机、锭脱起重机、加料起重机、和锻造起重机五种类型。2、 桥式起重机的工作特点起重机是以间隙、周期的工作方式，通过起重吊钩或其他取物装置的起升或起升加移动重物的机械设备。综合起重机的工作特点，从安全技术角度分析，可概括如下：起重机械通常结构庞大，机构复杂，能完成一个起升动作，一个或几个水平运动。例如，起升大车运行小车运行。在工作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。所吊物品多样，载荷是变化的。重物从几吨到几百吨不等，重物的形状和体积也是不尽相同的。桥式起重机需要在较大的空间内运行，要装设轨道和车轮，活动空间较大，一旦造成事故其影响的范围也较大。作业环境复杂。从大型钢铁、冶金、石化企业到港口、建筑工地、铁路枢纽等，都有桥式起重机的身影。作业中常常需要多人配合，共同进行。一人操作，要求指挥、捆扎、驾驶等多个作业人员配合熟练、动作协调、互相照应。工作人员应有处理现场紧急情况的能力。起重机的上述工作特点，决定了他与安全生产的关系重大。如果对起重机的设计制造、安装使用和维修等环节上稍有疏忽，就有可能造成事故造成人员伤亡，同时也造成经济损失。1.2 桥式起重机的用途桥式起重机的使用范围很广。它广泛用于工业企业、港口车站、仓库料场、电站等国民经济各部门。在冶金企业中，从原料进厂、冶炼扎制到产品出厂都需要大量的桥式起重机、加料起重机、铸造起重机等。1.3 桥式起重机的基本参数桥式起重机技术参数表征起重机的作业能力，是设计桥式起重机的基本依据，也是所有从事起重作业人员必须掌握的基本知识。桥式起重机的基本技术参数主要有： 1.    质量和载荷参数：起重量G，有效起重量Gp，额定起重量Gn，总起重量Gt，最大起重量Gmax，起重力矩M，起重倾覆力矩MA，起重机总质量Go ，轮压P 2.   起重机尺寸参数：幅度L，最大幅度Lmax，最小幅度Lmin，悬臂有效伸缩距l，起升高度H，下降深度h，起升范围D，起重臂长度Lb，起重机倾角 3.  运动速度参数：起升（下降）速度Vn，微速下降速度Vm，回转速度，起重机(大车)运行速度Vk，小车运行速度Vt，变幅速度Vr 4.  与起重机运行线路有关的参数：跨度S 5.  一般性能参数：工作级别，机构工作级别6. 跨度指桥式起重机运行轨道中心线之间的水平距离，单位为m，桥式起重机的小车运行轨道中心线之间的距离称为小车的轨距，地面有轨运行的臂架式起重机的运行轨道中心线之间的距离称为该起重机的轨距。 1.4 桥式起重机主要零部件1.4.1 吊钩 吊钩是吊装作业中最常用的取物装置，是各类起重机械上的重要组成部分。根据制造的方式，吊钩可分为锻造钩和板式钩，锻造钩一般采用GB699-1988中规定的20号钢，经过锻造和冲压、淬火处理，在进行机械加工而成，热处理后表面硬度为95-135HB。锻造可以制成单钩和双钩，单钩主要用在70吨以下的起重机上双钩用在50-100吨的起重机上。板式勾一般采用在起重量较大的起重机上，板式钩由厚度为30mm成型板片重叠铆合而成。板式钩上有护板，板式钩一般应用GB700-1988普通碳素钢结构钢技术条例中规定的Q235A、Q235B或GB1519-1988低合金结构钢技术条件中规定的16Mn钢，轧制钢制成。板式钩由于其板片不可能同时断裂，所以可靠性好，维修方便。但是板式钩的断面只能制成矩形，因此钩体材料不能充分利用。板式钩也分单钩和双钩两种。单钩多用于起重机上。吊钩安全使用规范：1. 新吊钩在投入使用前，应进行检查，应有制造厂商的制造合格证，否则不准投入使用，新吊钩的开口度要进行测量并符合规定。2. 新吊钩应做负荷试验，其检验载荷按起重量的不同而不同，并且测量钩口开度不应超过原开度的0.25%。3. 对吊钩三个危险断面用火油清洗，用放大镜看有无裂纹，对板式钩应检查其衬套、销子磨损情况。4. 在起重吊装作业中使用的吊钩，其表面要光滑，不能有剥裂、刻痕、锐角、接缝和裂纹等缺陷。5. 吊钩在使用过程中，应进行定期检查，只要检查是否有变形、裂纹、磨损、腐蚀等现象，并做好记录。6. 吊钩不得超负荷作业，吊钩不得补焊，且吊钩上应装有防止脱钩的安全装置。7. 吊钩停止使用时，应对其进行仔细清洗、除锈，上好防锈油放在通风干燥的地方。1.4.2 钢丝绳钢丝绳是用多根或多股细钢丝拧成的挠性绳索，钢丝绳是由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。在起重机中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。有以下优点：1. 重量轻、强度高、能承受冲击载荷。2. 韧性较高，使用灵活。3. 钢丝绳磨损后，外表会产生许多毛刺，易于检查。破段前有断丝预兆，其整根钢丝不会立即断裂。4. 起重作业用的钢丝绳成本低。 主要缺点是刚性大，不易弯曲。起重作业选用的钢丝绳一般为点接触类型，如果配用的滑轮直径过小或直角弯折，钢丝绳易受损坏且影响安全使用和缩短使用寿命。钢丝绳的分类1.根据钢丝绳的捻向分类 单绕绳：由若干细钢丝围绕一根金属芯拧制而成，挠性差，反复弯曲时易磨损折断，主要用作不运动的拉紧索。 双绕绳：由钢丝拧成股后再由股围绕绳芯拧成绳。常用的绳芯为麻芯，高温作业宜用石棉芯或软钢丝拧成的金属芯。制绳前绳芯浸涂润滑油，可减少钢丝间互相摩擦所引起的损伤。双绕绳挠性较好，制造简便，应用最广。 三绕绳：以双绕绳作股再围绕双绕绳芯拧成绳，挠性好；但制造较复杂，且钢丝太细，容易磨损，故很少应用。钢丝绳的绕制方向有顺绕和交绕两种。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相同者称顺绕。顺绕钢丝绳的钢丝间接触较好，挠性也较好，使用寿命长，但有扭转松散的趋向，不宜用作自由端悬吊重物的提升绳，可作为有刚性导轨对重物导行时的提升绳或牵引绳。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相反者称交绕。交绕的钢丝绳不易扭转松散，在起重作业中广泛使用。2. 按接触状态分类. 点接触的钢丝绳:股中钢丝直径均相同。为使钢丝受力均匀，每层钢丝拧绕后的螺旋角大致相等，但拧距不等，所以内外层钢丝相互交叉，呈点接触状态。线接触的钢丝绳：股中各层钢丝的拧距相等，内外层钢丝互相接触在一条螺旋线上，呈线接触状态。线接触钢丝绳的性能比点接触的有很大改善，所以使用广泛。. 面接触钢丝绳：面接触绳股的一种，外层用异形钢丝制成，表面光滑，耐磨性好，与相同直径的其他类型钢丝绳相比，抗拉强度较大，并能承受横向压力，但挠性差、工艺较复杂、制造成本高，常用作承载索，如缆索起重机和架空索道上的缆索。1.4.3 滑轮和滑轮组起重滑轮是利用杠杆原理制成的一种简单机械，它能借助起重机绳索的作用长产生旋转运动，以改变作用力的方向。在实际中，为了扩大滑轮的效用，往往把一定数量的定滑轮组合起来使用，组成滑轮组，它经常配合卷扬机进行吊装、搬运等工作，是重要的吊装、搬运工具。