1、摘 要 我做的毕业设计课题是单梁桥式起重机设计。单梁桥式起重机是一 种轻型起重设备，它适用起重量为 120 吨，适用跨度 4.516.5 米， 工作环境温度在35。C 与+35。C 范围内，适合于车间、仓库、露 天堆场等处的物品装卸工作。桥架由一根主梁和两根端梁刚接组成。根 据起重量和跨度，主梁采用普通工字钢和U形槽组合焊接形成。主梁和 端梁之间采用承载突缘普通螺栓法兰连接。提升机构采用CD型电葫芦。 此次设计的主要内容有：问题的提出、总体方案的构思，结构设计 及对未知问题的探索和解决方案的初步设计，装配图、零件图等一系列 图纸的设计与绘制，以及毕业设计说明书的完成。 关键词 ：起重机；桥式起
2、重机；大车运行机构；小车运行结构；小车 起升；结构桥架；主端梁 。ABSTRACT The topic of my graduation design is list the beam bridge type derrick of design the list beam bridge type derrick is a kind of light heavy equipments, it start to apply the weight as 120 tons, apply to acros degree 4.516.5 meters, the work environment tempe
3、rature is in the 35.C and +35.Inside scope, suitable for car, warehouse, openair heap field etc. of the product pack to unload a work. The bridge was caried beam by a lord beam and 2 to just conect to constitute. According to weight with acros a degree, lord beam adoption comon the work word steel a
4、nd U form slot combination weld formation. Lord beam and cary an of beam an adoption loading To good luck comon stud bolt method orchid conjunction. Promote the organization adoption CD type an electricity bottle gourd. The main contents of this time design have: The problem put forward, conceive ou
5、tline of total project, posibility design, structure design and draw towards doing not know a problem of investigate and solution of first step design, assemble diagram, spare parts diagram wait a series the design of the diagram paper with, end include graduation design manual of completion. Keywor
6、ds: cranesbridge type derrick ； During operation organization Car running structure Car hoisting structure Bridge Main girders.目录 前 言.6 1 单梁桥式起重机的概述7 1.1单梁桥式起重机的整体描述.8 1.1.2 单梁桥式起重机机构的特点.9 1.1.3 单梁桥式起重机的基本参数.9 1.1.4 桁架梁和箱形梁的比较.9 1.2 LD型电动单梁桥式起重机各部件的作用（位结构）.9 1.2.1 主梁.10 1.2.2 端梁.10 1.2.3主梁和端梁的联接10 1
7、.2.4 电动葫芦10 1.2.5 大车.11 1.2.6 小车架.11 1.2.7 小车.11 1.2.8操纵室11 1.3 运行机构.12 1.3.1 小车运行机构12 1.3.2 大车运行机构13 1.4 发展趋势.14 1.4.1 国内桥式起重机发展有三大特征14 1.4.2 国外桥式起重机发展四大特征15 1.4.3 机械化运输系统的组合应用16 2 工作条件及设计要求.172.1 型式及设计的构造特点.17 2.2 选择电动葫芦的规格型号.18 2.3 主梁设计计算.19 2.3.1 主梁断面几何特性19 2.3.3刚度计算26 2.3.4 稳定性计算29 2.4 端梁设计计算.2
8、9 2.4.2 端梁中央断面几何特性30 2.5 起重机最大轮压.32 2.5.1起重机支座及作用32 2.5.2 起重机最大轮压的计算32 2.6 最大歪斜侧向力.39 2.7 端梁中央断面合成应力.40 2.8 车轮轴对端梁腹板的挤压应力40 2.9 主、端梁连接计算.41 2.9.1 主、端梁连接形成及受力分析41 2.9.2 螺栓拉力的计算42 3 小车起升和运行机构的设计计算.46 3.1 电动葫芦起升机构设计计算.47 3.1.1 电动葫芦的基本设计参数47 3.1.2 电动葫芦起升机构简要设计步骤48 3.2 电动葫芦运行机构设计计算.55 3.2.1.电动小车运行静阻力计算.5
9、5 3.2.2.电动机的初选预验算56 3.2.3 传动比.573.2.4 制动器的选择与计算58 4 大车运行机构设计计算.61 4.1 确定机构传动方案.61 4.2 选择车轮和轨道，验算车轮强度61 4.3 验算车轮的疲劳强度.61 4.4 传动装置设计计算.63 4.4.1 选择电动机63 4.4.2 大车运行机构的功率计算64 4.4.3 验算电动机64 4.5设计减速装置.66 4.5.1选择减速器的类型66 4.5.2确定减速器的型号67 4.6 起重机有关使用机构的安全装置68 4.6.1 缓冲器.68 4.6.2 起升高度限位器69 4.6.3 行程限位器69 4.6.4 安
10、全开关69 4.7 起重机的组装及试车要求.69 4.7.1起重机的安装注意事项.69 4.7.2 起重机的试车要求71 5 焊缝连接分析73 5.1 连接方法.73 5.1.1焊接73 5.1.2 对接焊缝73 5.1.3 角焊缝.74致 谢79 参考文献80 前 言 光阴似箭，岁月如水，转眼间四年大学生活即将结束，毕业设计是对我们四年大学生活的一个总结，更是对四年大学学习成果的检验。它 要求我们应用所掌握的基本理论和专业知识去解决现实中的一些问题。 是实现学与用、理论实践相结合的重要环节，进而提高我们各方面的能 力，如：收集信息的能力，发现问题的能力，独立分析和解决实际问题 的能力，获取新
11、知识的能力以及创新意识和严肃认真的科学作风，综合 运用所学知识和技能的能力。 为积极响应院方号召，更好的完成本次毕业设计工作，毕业设计工 作展开前我进行了毕业实习，我曾在河南省郑州起重设备有限公司实习 两个月，通过在以上工厂的实习，我在对桥式起重机理论认识的基础上 又增加了很多感性认识，重点了解了桥式起重机的基本结构和基本工作 原理，从而为顺利完成毕业设计奠定了坚实的基础。 我毕业设计的课题是单梁桥式起重机设计。单梁桥式起重机是一种 轻型起重设备，适合于车间、仓库、露天堆场等处的物品装卸工作。桥 架由一根主梁和两根端梁刚接组成。根据起重量和跨度，主梁采用普通 工字钢和 U 形槽组合焊接形成。主
12、梁和端梁之间采用承载突缘普通螺栓 法兰连接。这次设计主要是对其主梁和端梁等桥架重点设计，包括一些 常规性的强度刚度及稳定性的设计，除此还有一些驱动装置的计算和焊 接方面的知识，从而达到初步具备设计起重机重要部件的基本能力，为 以后的设计和选用起重机奠定一定的基础。 1 单梁桥式起重机的概述1.1单梁桥式起重机的整体描述 起重机是具有起重吊钩或其它取物装置在空间内容实现垂直升降和 水平运移重物的起重机械。 LD 型电动单梁桥式起重机为一般用途的起重机用于机械制造、装 配、仓库等场所（此次设计的是用于机修车间）。LD 型电动单梁桥式起 重机不适于用来调运熔化金属赤热金属、易燃品及其危险物品，不适
13、用于有爆炸危险、火灾危险、充满腐蚀性气体的介质工作，不适用于相 对湿度大于 85%的场所工作，也不适用于具有酸性或其它有腐蚀性化学 气体的车间。 LD型电动单梁起重机是在天津起重设备厂70年代初开发的DL型 电动单梁起重机基础上，经全国联合设计研发而成，配套的电动葫芦为 CD和 MD型。 是一种有轨运行的轻小型起重机， 适用于额定起 0.55.0 吨,适用跨度7.522.5米， 工作级别在A3A5和工作环境温度在25 40 范围内。 起重机运行速度小于45m/min时，采用地面跟随式（随吊载而运动） 操纵，运行速度大于 45m/min 时，采用操纵室操纵，操纵室设有开闭两 种形式及端面和侧面二
14、种开门方式。 1.1.1 单梁桥式起重机的工作方式 它安装在产房高出两侧的吊车梁上， 整机可在吊车梁上铺设的轨道上 横向行驶，起重小车沿小车轨道行驶（横向）。吊钩做升降运动，即与 CD1型（或MD1）的电动葫芦配套使用完成重物的升降、平移等人们难 以做到的需要。1.1.2 单梁桥式起重机机构的特点 主要优点是：结构简单、重量轻、对厂房的负荷小、建筑高度小、 耗电少。主梁与端梁采用螺栓连接、拆装、运输和储存方便，补充备件 方便、轮压小、工艺性好，适合采用自动焊接和流水作业加工，安装快， 维修方便。缺点是起重量不大。 1.1.3 单梁桥式起重机的基本参数 起重量、起升高度、起升速度、葫芦运行速度、
15、大车运行速度、跨 度、车轮与轨距。 1.1.4 桁架梁和箱形梁的比较 桁架自重和挡风面积小、风阻力小、节省钢材；缺点是外形尺寸大， 要求厂房建筑高度大，而且桥梁是由很多根不同型号和规格的杆件逐件 焊接而成，费工、费钱。 箱型梁的优点：外形尺寸小，用整块钢板焊成，便于下料和采用自 动焊接，适合大批量生产；缺点是自重较大。 1.2 LD型电动单梁桥式起重机各部件的作用（位结构） LD 型电动单梁主要由主梁、端梁、主动轮、被动轮、工字钢、大车 驱动装置和小车（电动葫芦起升装置）组成。1.2.1 主梁 主梁是采用钢板压延成型的 U 型槽钢与工字钢组焊而成的箱型实腹 梁。作用是支承着可移动的小车，并能沿
16、铺设的专用轨道运行，将起重 机的全部质量的重力传给厂房建筑结构，结构简单适用，工艺性好。 1.2.2 端梁 由两种形式：一种是钢板压延成型的 U 型槽钢组焊成形，在焊接车 门那个箱形结构，适用于做中、小起重机吊钩桥式起重机的端梁；另一 种是四块钢板拼成的箱形结构，通常配制带角形轴承箱的车轮组，但焊 接工作量大，生产效率低于前种（本产品采用前一种） 。 1.2.3 主梁和端梁的联接 两种形式：一种是在主梁的两端，螺栓加减载凸缘连接形式。这种 方式的优点是：主、端梁可以分批生产再组装，加工及库存的占地面积 小、输送方便、费用较低。另一种形式是加连接板再焊接的方法联接。 优点是：制造简单、装拆方便、
17、成本低，是我国中、小起重机吊钩桥式 起重机端梁和主梁的主要连接形式。（本产品采用第一种连接方式） 1.2.4 电动葫芦 它是一种由电机驱动，经卷筒、滑轮或有巢链轮卷方起重机或起重 链条，带动取物装置升降的轻小型起重设备。它具有体积小、重量轻、 操作维修方便、价格低、安全可靠等特点，主要应用于起重量及工作范 围要求不大或对工作速度要求不高的场合。将上部固定，可将起重设备单独使用或是通过小车悬挂在工字钢轨上运行， 作电动单梁桥式起重机、 龙门起重机、臂架型起重机的起重小车，使用作业面积扩大，使用场合 增多，由于如此灵活，可作工厂、码头、仓库、货场等常用的起重设备。 电动葫芦的简述其，有渐开线外啮合
18、齿轮传动和行星齿轮传动两类，但 前者具有制造简单、维修方便、效率高等特点。 1.2.5 大车 使起重机作水平运动，用于搬运货物或调整工作位置，同时可将作 用在起重机上的载荷传给支承它的基础。大车轨道中心间的距离称为跨 度 S，在该轨道上运行的动作称为大车运行。在桥架的中心或两端装有 大车运行电动机，从电动机的水平轴引出动力，驱动半数的车轮。 1.2.6 小车架 是支承和安装起升机构（电动葫芦）和小车运行机构的机架，同时 又是机架和传递起升载荷的金属结构，LD型起重机采用工字钢。 1.2.7 小车 是小车作水平运动，用以搬运货物或调整工作位置，同时将作用在 小车上的载荷传给支承的主梁。本品采用电
19、动机、卷筒、制动器、钢丝 绳和吊钩于一体的CD型电动葫芦。 1.2.8 操纵室 用于司机操纵作起重机的运行工作，操作室的构造与位置安装，应保证使司机有良好的视野。其结构分为敞开式与封闭是两种，桥式起重 机的操作室应安装在无滑线一侧的桥架上。 1.3 运行机构 运行机构的任务是使起重机或小车作水平运动， 用于搬运货物或调整 工作位置， 同时可将作用在起重机或小车上的载荷传给支承它们的基础。 陆上的起重机的运行机构分为有轨道运行和无轨道运行两类，而桥式起 重机的运行属于前一类。 桥式起重机上的运行机构：由电机、传动装置（传动轴、联轴器和 减速器等）、制动器和车轮组成。运行机构按其特点（构造）可分为
20、得当 分组式和一体是两种。按其主动轮驱动的方式，可分为几种驱动和分别 驱动两种。 运行机构是依靠主动车轮与轮道间的摩擦力（通常称为附着力或粘 着力）来实现驱动的。为了保证有足够大的驱动轮（主动车轮），驱动车 轮应布置得当，在任何情况下，都应使其具有足够大的轮压。桥式起重 机上运行机构的驱动轮，通常为总轮数的一半，采用对称布置成四角布 置，遮掩可保证驱动轮轮压之和不变，不会发生打滑现象，使机构运行 正常。 1.3.1 小车运行机构 LD型电动单梁桥式起重机采用自行式的自动葫芦，其小车运行机构 就是电动葫芦的自行式电动小车。1.3.2 大车运行机构 LD型电动单梁桥式起重机的大车运行机构一般均作分
21、别驱动的型式 （即：每一边轨道上的大车运行机构的主动车轮分别单独的电动机来驱 动）电动机采用封闭自扇冷式，带制动器的绕线型电动机或带制动器的 变极笼型电动机。司机室操纵时用绕线的电动机，传动装置采用自行式 电动葫芦电动小车的闭线减速器。一级开式齿轮减速器的型式。其中闭 式齿轮部分是专用同轴式减速机，这种型式的传动装置简单、轻巧、零 件数量少、通用化程度高，便于制造和修理，但开式齿轮较易磨损，传 动效率稍低，在有特殊要求时，传动装置也可采用二级定轴式摆线行星 式、少齿差渐开线行星式等。采用全封闭型减速器或采用带制动器的电 动机减速器套装组各式的传动装置。它便于专业化生产。传动效率较 高，但制造及
22、安装 5齿面圆柱精度要求较高。QS系列“三合一”减速器 为三级渐开线布置平行轴传动外啮合渐开线硬齿面圆柱齿轮减速器（中 华人民共和国专业标准号为：ZBJ1902790）。减速器直接按与带制动器 的绕线是或鼠笼式电动相配，集减速器、电动机、带制动器为一体，制 动器不需配电源，所配电机具有双重功能接通电源即可旋转，切断电源 后，电机本身即产生制动力矩而制动。电动机减速器驱动部件利用减 速器机体直接固定在端梁或主梁的伸出支架上，主动车轮利用其伸出轴 端直接插入到驱动部件减速器的低速空心轴内。通过花键连接，靠力矩 支承铰保持平衡。大车运行机构中采用“三合一”驱动部件，使机构变 得非常紧凑、自重轻、分组
23、性好、装配与更换方便，不受桥架起台和小 车架变形的影响，并由于驱动部件不与走台相连接，可以减少主梁的扭 转载荷，而且可使走台的构造也大为简化，但当电动机容量增大时，悬 臂受力复杂化。故大型起重机的运行机构，目前仍采用分组式分别驱动，大车轮采用圆柱形踏面的双轮缘车轮，小车车轮采用圆锥鼓形车轮。 1.4 发展趋势 新的发展是动态刚度计算，测试它的挠性变形，节省材料，整个结构 小，计算机控制吊车，摄像机摄像，计算机处理，用于恶劣的环境的场 合，载荷限制器是限制起重机起吊极限载荷的一种安全装置。称量装置 是用来像是起重机吊物品具体重量的装置。从桥架上讲有正轨箱形梁和 斜轨箱形梁两种。从传动机构上讲，老
24、式的传动机构是采用齿轮连接， 新式的传动机构采用的是梅花弹性联轴器，直接与车轮联接，中间加个 方向联轴节。从导出方式讲，最早是排好架子，后期改为挂缆，直接有 厂家生产出挂极式，导电部分不外漏。吊车比较好的操纵方式：如遥控 吊车，人可以无线操纵起升高度过高，可直接地面操纵。LD型吊车遥控 发展得较早。自动取物装置采用计算机控制，传感器控制。设计采用CAD 缩短设计周期。 1.4.1 国内桥式起重机发展有三大特征 (1) 改进机械结构，减轻自重 国内桥式起重机多已经采用计算机优化设计，以此提高整机的技术 性能和减轻自重，并在此前提下尽量采用新结构。如550吨通用桥式起 重机中采用半偏轨的主梁结构。
25、与正轨箱型相比，可减少或取消加筋板， 减少结构重量，节省加工工时。 (2) 充分吸收利用国外先机技术 起重机大小车运行机构采用了德国Demang公司的“三合一”驱动装 置，吊挂于端梁内侧，使其不受主梁下挠和振动的影响，提高了运行机构的性能和寿命，并使结构紧凑，外形美观，安装维修方便。 遥控起重机的需要量随着生产发展业的壮大规模越来越大， 宝钢在考 察国外钢厂起重机之后，提出了大力发展遥控起重机的建议，以提高安 全性，减少劳动量。 (3) 向大型化发展 由于国家对能源工业的重视和资助，建造了许多大中型水电站，发 电机组越来越大。特别是长江三峡的建设对大型起重机的需求量迅速提 升。三峡电厂需要12
26、00吨桥式起重机和2000 吨大型塔式起重机。 1.4.2 国外桥式起重机发展四大特征 (1)简化设备结构，减轻自重，降低生产成本 法国Patain公司采用了一种以板材为基本构件的小车架结构， 其重量 轻，加工方便，实用于中、小吨位的起重。该结构要求起升采用行星 圆锥齿轮减速器，小车架不直接与车架相连接，以此来降低对小车架的 刚度，简化小车架的结构，减轻自负。Patain 公司的起重机大小车运行 机构采用三合一驱动装置，结构比较紧凑，自重较轻，简化了总体布置， 此外，由于运行机构与起重机走台没有联系，走台的振动也不会影响传 动机构。 (2)更新零部件，提高整机性能 法国 Patain 公司采用
27、窄偏轨箱型梁作主梁，其高、宽比为 43.5 左 右，大筋板间距为梁高的两倍，不用小筋板，主梁与端梁的连接采用搭 接的方式，使垂直力直接作用于端梁的上盖板，由此可以降低端梁的高 度，便于运输。 (3) 设备大型化 随着世界经济的发展，起重机械设备的体积和重量越来越趋于大型化，起重量和吊运幅度也有所增大，为节省生产和使用费用，其服务场 地和使用范围也随着增大。 1.4.3 机械化运输系统的组合应用 国外一些大厂为了提高生产率，降低生产成本，把起重运输有机的 结合在一起，构成先进的机械化运输系统。2 工作条件及设计要求 为机修车间设计一台LD型电动单梁桥式起重机，具体要求如下： 起重量：5吨 起升高
28、度：9米 电动葫芦运行速度：30m/in 电动葫芦的起升速度：8 m/min 葫芦最大轮压：Pmax=1900公斤（kg） 葫芦自重：G=500kg 起重机跨度：16.5 m 大车运行速度：45m/in 大车轮距：2.5m 工作级别：M5 工作环境：一般常温 使用寿命：10年 操纵室操纵：G 操=400公斤 2.1 型式及设计的构造特点 LD型电动单梁桥式起重机由桥梁、小车、大车运行机构、电器设备 构成。桥架由一根主梁和两根端梁用螺栓连接而成。电动单梁桥式起重 机是一种有轨运行的轻小型起重机。它适用于额定起重量为：15吨， 适用跨度为7.5225米，工作环境温度在2540范围内，起重机 的工作
29、级别为A3A5，LD型电动桥式起重机是按中级工件类型设计和制 造的。本次设计的 LD 型电动单梁桥式起重机的主梁结构式采用钢板压延成形的U形槽钢，与工字钢组焊成的箱形实腹梁。横梁也是用钢板压延 成U形槽钢，在组焊成箱形封闭箱，为贮存，运输方便，在主梁与横梁 之间用 M20 的螺栓（45 号钢制）连接而成。大车运行时靠两台锥形转子 电机，通过齿轮减速装置驱动两边的主动车轮实现的起升机构与小车运 行机构采用CD1、MD1形成的电动葫芦。运行机构采用分别驱动形式制动 靠锥形转子制动的交流异步电机来完成。起重机主电源由厂房一侧的角 钢或圆钢滑触线引入，电动葫芦由电缆供电。 电动单梁桥式起重机的外形如下
30、图1所示： 图 1 电动单梁桥式起重机 2.2 选择电动葫芦的规格型号 电动葫芦的形式与参数， 参见产品样本， 选用目前应用得最多的CD1 或者MD1型。 CD1 型和 MD1 型电动葫芦的起重量一般为 0.510 吨，起重高度为 630m，起升速度为8 m/in，起重量为10t 时为7 m/min。而MD1型 电弧炉具有两种起升速度，除常速外，还有0.8 m/min的慢速可满足精密装卸，砂箱合模等精细作业的要求。电动葫芦的总体结构可分为起升机 构和运行机构两部分，起升机构由电动机、制动器、减速装置、卷筒装 置以及吊钩滑轮组等组成。 本次设计的电动小车采用 CD1型 5t 电动葫芦，CD1型电
31、动葫芦的主辅 电机为带锥形制动器的锥形转子电机，电机和制动器制成一体。使电动 葫芦结构紧凑、自重轻。据资料查得，电动葫芦型号 CD159D,自重为 500kg。 结果：选用CD159D。其设计计算见后面。 2.3 主梁设计计算 2.3.1 主梁断面几何特性 根据系列产品资料，粗布给出主梁的断面尺寸如图示： l1=40 y x x l2=255 y2 y1 h1=400 H=800 1=5 2=5 =47 x x F1 h2=280 l3=105 b=12 1 2 3 4 5 1-压制成型的U形槽钢；2-加劲隔板； 3-斜侧板；4-工字5-补强钢板 h1=220 =10 图 2 主梁断面尺寸 主
32、梁跨中断面图 根据系列产品资料，查得28a普型工字钢（GB70665）的尺寸参 数：h= 280m b=122m d=8.5mm t=13.7mm F1=55.45 q=43.4公斤/m 主梁断面面积 Jx=7114cm Jy=345cm F=0.5（l1-21）+21h1+22l2+F1+l3 =0.5（4020.5）+20.540+20.525.5+55.45+110.5 = 151cm 主梁断面水平形心轴x-x位置 y1= 1 1x 1 FyF 式中：F1主梁面的面积（cm）. F1 y1x-各部分面积对x-x轴的距离（cm ） y1x-各部分面积形心至x-x轴的距离(cm) 则：y1=
33、0.5（4020.5）79.75+20.54060+20.525.5 31.5+55.4515+110.50.5151 =37cm y2 =4cm 结果：F=151cm y1=37cm y2 =4cm 主梁断面惯性矩 Jx=Jxi+Fi y1 =(390.5 ) 12+390.542.75 + 20.540 12+2 0.54023 +（20.517.4 ）12cos47+20.525.55.7 +7114+55.4522 +(10.51 ) 12+10.5136.5 =111545 4 cm Jy=Jyi+Fi y1 =(0.539 ) 12+2400.512+20.54019.75+2 0
34、.51912sin47+20.525.510+345+110.512 =21849 4 cm 结果：Jx=111545 4 cm Jy=21849 4 cm 2.3.2 主梁强度的计算 根据这种起重机的结构形式及特点，可以不考虑水平惯性对主 梁造成的应力及其水平面内在和对主梁的扭转作用也可以忽略不 计。该主梁的强度计算按第类载荷进行组合，对活动在和由于小 车的论据很小，可近似的按集中载荷计算。跨中断面弯曲正应力包 括：梁的整体弯曲应力和由小车；轮压在工字钢下翼缘引起的局部 弯曲应力两部分，合成后进行强度校核。 梁的整体弯曲 在垂直平面内按简支梁计算，在水平面内按刚度的框架计算： 图 3 简支梁
35、受力分析 垂直载荷在下翼缘引起的弯曲应力 根据起重机设计手册计算：x= 2 1 x y kGk ( + ) y4 8 PL qL + 操 2 单位：公斤/厘米 式中：P=Q+KIIG 葫 =50001.2+5001.1 =6550 其中：Q-额定起重量,Q=5000公斤； G 葫-电动葫芦自重,G 葫=500公斤； -动力系数，对于中级工作类型,=1.2； k-冲击系数，对于操纵室操纵时 ,k=1.1； y1-主梁下表面距断面形心轴x-x的距离,y1=37厘米 ； yx-主梁跨中断面对x-x轴惯性力矩，yx=111545 4 cm ； l-操纵室重心到支点的距离，l=100cm； G 操-操纵
36、室的重量，G 操=400公斤； G 葫 电动葫芦的自重， G 葫=500公斤； q-桥架单位长度重量（公斤米）； q= 1000F+q =10000.01517.85+7.5=126kgm 其中： F-主梁断面面积，F=0.0151 m -材料比重，对钢板，=7.85tm q-材料横加筋板的重量所产生的均布载荷，q=7.5 tm； 所以：x=3711545(1.25000+1.1500) 41650+1.1 4001002+1.11.261650 8 =1060公斤/厘米结果：x=1060公斤厘米 主梁工字钢下翼局部弯曲计算 p轮 L d a c R b 图 4 工字钢下翼轮压局部 计算轮压作
37、用点位置i及系数 i=a+ce 式中：i-轮压作用点与腹板表面的距离（cm）； c-轮缘同工字钢翼缘边缘之间的间隙，取c=0.4 cm； a= bd 2 =(12.20.85) 2=5.675cm e=0.164R（cm）对普型工字钢，翼缘表面斜度为 1 6 . R-为葫芦定轮踏面曲率半径，由机械手册31.84查得R=17.5 cm 则： e=0.16417.5=2.87 cm 所以：i=5.6750.42.87=3.205 = i a =3.2055.675=0.57 结果：i=3.205 =0 .57 工字钢下翼缘局部曲应力计算：图 5 主梁工字钢 如上图所示L点横向（在xy平面内），局部
38、弯曲应力1 由下式 计算： x= 11 2 akP轮 0 t 式中：a1-翼缘结构形成系数，贴板补强时取a1=0.9； k1-局部弯曲系数，由图可得：k1=1.9图 6 局部弯曲系数 其中：t-工字钢翼缘平均厚度 -补强板厚度 t0=t+ =1 cm t=1.37 cm t0=（1.37+1）=2.37=5.61 cm 所以：1=(0.91.919005.61)=579公斤/厘米 结果：1=579公斤厘米 如图，1点纵向（在yz平面内）局部弯曲应力为2 由下式计算： 2= 12 2 akP轮 0 t 式中：k2由图得：k2=0.6 所以：2= 0.90.6190 5.61 =183公斤厘米 如
39、图中得点纵向（yz 平面内）局部弯曲应力为3，由下式 计算： 3= 23 2 akP轮 t0 式中： K3-局部弯曲系数，查图得：k3=0.4 a2-翼缘结构形式系数，贴板补强时a2=1.5 所以：3=（1.50.419005.61）=203公斤厘米 主梁跨中断面当量应力计算 图中的1点当量应力为 当= 2 21 2 x 1 x +(+) s sssss 2 （ ） = 2 2 579(1831060)579(1831060) + + - + =1077公斤厘米=1800公斤厘米 点当量应力为当，由下式计算： 当 i=x+3=1060+203=1263公斤厘米 =1800公斤厘米 2.3.3
40、刚度计算 垂直静钢度计算 f= 3 x PL 48EJ f= L70式中：f-主梁垂直静挠度（cm） P-静载荷（公斤） P=Q+G=5000+500=5500公斤 L-跨度 L=1100厘米 E-材料弹性衡量，对3号钢E=2.11010公斤/厘米 Jx-主梁断面垂直惯性矩（ 4 cm ） Jx=111545 4 cm f-许用垂直静挠度（cm），取f= L70 厘米 所以： f= 3 6 55001650 4.82.110111545 =2.2cm f=1650700=2.36cm ff 所以满足要求结果 水平静刚度计算 f 水= 1 3 y PL 48EJ f 水= L 200 式中: f
41、 水-主梁水平静挠度，cm； P-水平惯性力，公斤； P= 20 QG + =（5000+500）20=275公斤； Jy-主梁断面水平惯性矩； Jy=21849 4 cm ； f 水-许用水平静挠度，取f 水= L 200 厘米。 f 水=1650200=0.825cm； f 水= 3 6 2751650 4.82.11021849 =0.56cmf 水f 水= 1650 200 =0.825厘米 满足要求 注：系数 1 20 的选取是按P 惯= p g a 平=(Q+G)/9.80.5 1 20 (Q+G) P 惯-水平惯性力，公斤； g-重力加速度，取g=9.8m/s； a 平-起重机运
42、行机构的加速度，当驱动轮为总数的时，取a=0.5 m/s。 动刚度计算 在垂直方向的自振周期： T=2 M K T 0.3s 式中：T-自振周期（秒） M-起重机和葫芦的换重量， M= 1 g (0.5qlk+G) 其中：g-重力加速度，g=980cm/s ； L-跨度， L=1650cm； q-主梁均布载荷，q=1.26公斤/厘米； G-电动葫芦的重量，G=500公斤。 所以：M= 1980 (0.51.261650500)=1.75公斤秒厘米 K= 3 96Jz E L = 6 3 962.110111545 1650 =5006公斤厘米则：T= 1.57 23.14 5006 =0.11
43、12秒 TT=0.3s 2.3.4 稳定性计算 稳定性计算包括主梁整体稳定性计算和主梁腹板，受压翼缘的局部 稳定性计算: (1) 主梁整体稳定性 由于本产品主梁水平刚度比较大，故可不计算主梁的整体稳定 性。 (2) 主梁腹板的局部稳定性 由于葫芦小车的轮压作用在主梁的受拉区，所以主梁腹板局部 稳定性不计算。 (3) 受压翼缘板局部稳定性 由于本产品主梁是冷压形成的 U 形槽钢，通过每隔一米艰巨的 横向加筋板及斜侧板同工字钢组焊成一体。U形槽钢的两圆角都 将大大 加强上翼缘板稳定性，所以受压翼缘板局部稳定性可不计算。 2.4 端梁设计计算 本产品的端梁结构采用钢板冷压成 U 形槽钢，在组焊成箱形端梁， 见下图，端梁通过车轮将主梁支承在轨道上，端梁同车轮的联接形成是 将车轮通过心轴安装在端梁的腹板上。 A K A B C1 B C1 C Cy y 20 30 285 y Z Z Z yc=153147 ZC=79 5 Z 280 5 10 y 151 图 7 端梁 2.4.1 轮距的确定 k L = 1 5 1 7 即k=( 1 5 1 7 )L =( 1 5 1 7 ) 16.5 =2.3573.3m 取k=2.5m=250厘米 2.4.2 端梁中央断面几何特性 (1) 断面总面积 参数见中央断面图，则： F=2300.5+2210.5+28.51=79.5cm (2) 形心位置
