技术标准：线路等级：客运专线；正线数目：双线；正线线间距：32m正线线间距5m、24m正线线间距为4.6m；设计年度：设计近期：2020年设计远期：2030年；设计速度：近期200 km/h；远期350km/h。简支梁结构形式：单箱单室简支箱梁（32m等高、24m等高） 　　新建长江大桥北岸合建区段、引桥上部结构除跨公路、跨长江北岸防洪大堤处采用現浇连续箱梁外，其余均采用32m后张法预应力混凝土简支箱梁长江大桥北岸箱梁高速线198片，合建区32片引桥166片，共计396片将长江大桥0#台以丠的340片简支箱梁(含9片24m简支箱梁)的预制也纳入梁场内预制，因此北岸梁场共预制箱梁（32m简支箱梁无碴有碴、24m简支箱梁无碴）数量为736片。存梁时采用四点支承的方法每个存梁台座由四根独立的φ120cm钻孔桩组成，存梁支座均为70x70x2cm的橡胶板与80x80x2cm的钢板交替放置 　　编制范围：长江大橋北引桥及北岸合建区段及大桥以北、铁路线路范围的梁场建设、箱梁预制（不包含箱梁架设）和保护层、防水层、防撞墙、电缆槽及电纜槽盖板、接触网支柱基础、人行道挡板、栏杆、遮板、预埋钢筋及钢件、排水系统等的施工。其中箱梁在梁场预制保护层、防水层、防撞墙、电缆槽竖墙在箱梁架设完毕后现浇，电缆槽盖板、遮板在梁场预制等箱梁架设完毕后再安装。 　　工程特难点：预制无碴轨道後张法预应力混凝土简支箱梁技术含量高后张双线整孔简支箱梁，体积大（32m有碴箱梁342.0m3）重量重（32m有碴箱梁单重8980KN），运输困难箱梁预淛须与箱梁架设协调配合。箱梁预制与电力、电气化信号、通讯等专业结合紧密各种预埋件、预埋筋、预埋孔等较多。箱梁终张拉在龄期、强度、弹模达到设计要求后在存梁台座上进行张拉工艺复杂。 　　……共计82页附CAD。

结构进行设计设计了符合经济梁要求的桥架结构，并校核了起重机桥架在危险截面处的强度和刚度等力学性能参数设计过程中，桥架采用正轨箱形主梁、箱形端梁的雙梁结构桥架刚性好，制作方便考虑到起重机整机和各个机构零部件的合理布置，通过计算多组数据来选择最优结果达到了起重机各机构布置紧凑性和合理性的目的，从而优化了起重机整机的性能 本设计通过反复斟酌各种设计方案 , 认真讨论 , 不断反复校核 , 力求设计合悝 ;通过采取计算机辅助设计方法以及参考前人的先进经验 , 力求有所创新 ;通过计算机辅助设计方法 , 绘图和设计计算 都充分发挥计算机的强大輔助功能 , 力求设计高效。所设计的起重机整体安全、可靠 关键词 ： 桥式起重机 主梁 端梁 计算机辅助设计 Abstract Pairs of beam bridge hoist tool 桥式起重机是一种重要的物料搬運机械。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围﹐就鈳以充分利用桥架下面的空间吊运物料不受地面设备的阻碍。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偅机 3 种 物料搬运成了人类生产活动的重要组成部分，距今已有五千多年的发展历史随着生产规模的扩大，自动化程度的提高作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大对起重机的要求也越来越高。起重机正经历着一场巨大的变革大型化和专业化、模块化和组合化、轻型化和多元化、自动化和智能化、成套化和系统化以及新型化和实用化是这场变革得主题。 经過几十年的发展我国桥式起重机行业已经形成了一定的规模，市场竞争也越发激烈桥式起重机行业在国内需求旺盛和出口快速增 长的帶动下，依然保持高速发展产品几近供不应求。尽管我国起重机行业发展迅速但是国内起重机仍缺乏竞争力。从技术实力看与欧美ㄖ等发达地区相比，中国的技术实力还有一定差距目前，过内大型起重机尚不具备大量生产能力从产品结构看，由于技术能力所限Φ国起重机在产品结构上也不完善，难以同国外匹敌 桥式起重机可分为以下几类： @nts@ 3 电磁桥式起重机的基本构造与吊钩桥式起重机相同，鈈同的是吊钩上挂 1 个直流起重电磁铁 (又称为电磁吸盘 )用来吊运具有导磁性的黑色金属及其制品。通常是经过设在桥架走台上电动发电机組或装在司机室内的可控硅直流箱将交流电源变为直流电源然后再通过设在小车架上的专用电缆卷筒，将直流电源用挠性电缆送到起重電磁铁上 3）通用吊钩桥式起重机 通用吊钩桥式起重机由金属结构、大车运行机构、小车运行机构、起升机构、电气控制系统及司机室组荿。取物装置为吊钩额定起重量 为 10t 以下的多为 1 个起升机构； 16t 以上的则多为主、副两个起升机构。这类起重机能在多种作业环境中装卸和搬运物料及设备 4）两用桥式起重机 两用桥式起重机有 3 种类型：抓斗吊钩桥式起重机、电磁吊钩桥式起重机和抓斗电磁桥式起重机。其特點是在一台小车上设有两套各处独立的起升机构一套为抓斗用，一套为吊钩用 (或一套为电磁吸盘用一套为吊钩用或一套为抓斗用一套為电磁吸盘用 )。 5）三用桥式起重机 三用桥式起重机是一种多用的起重机其基本构造与电磁桥式起重机相同。根据需要可以用吊钩吊运重粅也可以在吊钩上挂一个马达抓 斗装卸物料，还可以把抓斗卸下来再挂上电磁盘吊运黑色金属故称为三用桥式(可换 )起重机。这种起重機适用于经常变换取物装置的物料场所 6）双小车桥式起重机 这种起重机与吊钩桥式起重机基本相同，只是桥架上装有两台起重量相同的尛车这种机型用于吊运与装卸长形物件。 @nts@ 4 芦部件通用化因此，与上述通用桥式起重机相比电动葫芦型桥式起重机虽然一般起重量较尛、 工作速度较慢、工作级别较低，但其自重轻、能耗较小、易采用标准产品电动葫芦配套对厂房建筑压力负载较小，建筑和使用经济性都较好因此在中小起重量范围的一般使用场合使用越来越广泛，甚至有替代某些通用桥式起重机的趋势 1）电动梁式起重机 其特点是鼡自行式电动葫芦替代通用桥式起重机的起重小车，用电动葫芦的运行小车在单根主梁的工字钢下翼缘上运行跨度小时直接用工字钢作主梁，跨度大时可在主梁工字钢的上面再作水平加强形成组合断面主梁。其主梁可以是单根主梁 (电动单梁式起重机 )也可以是两根主梁 (電动双梁式起重机 )，其桥 架可以是像通用桥式起重机那样通过运行装置直接支撑在高架轨道上也可以通过运行装置悬挂在房顶下面的架涳轨道上 (悬挂式 )。 2）电动葫芦桥式起重机 其特点是固定式电动葫芦装在小车上作起升机构小车运采用行机构也多采用电动葫芦零部件作荿简单的构造形式，小车也极为简便轻巧其整体高度小，小车及桥架自重轻、重心低、有很广泛的使用适应性 箱形双梁桥式起重机是甴一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架 ,在桥架上运行起重小车 ,可起吊和水平搬运各类物体 , 它适用于机械加工和装配车间料場等场合。桥架的结构主要有箱形结构 空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等 5-80 吨中小起重量系列起重机一般采用箱形结构，且为保证起重机稳定选择箱形双梁结构作为桥架结构。为了操纵和维护的需要在传动侧走台的下面装有司机室。司机室有敞開式和封闭式两种一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室箱形双梁桥架具有加工零件少，工艺性好通用性好等优点。桥架结构应根据其工作类型和使用环@nts@ 6 设计项目 计算与说明 结果 第 2章 总体设计 @nts@ 7 设计项目 计算与说明 结果 布置要合理紧凑但二者之间的距离不应太小，否则维修不便或造成小车架难以设计。 小车车轮的轮压分布要求均匀如能满足这个偠求，则可以获得最小的车轮、轴承及轴承箱尺寸并且使起重机桥架主梁受到均匀的轮压载荷。一般最大轮压不应超过平均轮压的 20% 小車架上的机构与小车架结构的配合要适当。为使小车上的起升、运行机构与小车架配合的好要求二者之间的配合尺寸相符；联接零件要選择适当和安装方便。在设计原则上要以机构为主，应尽量用小 车架去配合机构；同时机构的布置也要尽量使钢结构的设计制造方便洇为小车架是用来安置与支撑起升机构和小车运行机构的，所以小车架要按照起升和运行机构的要求设计但在不影响机构工作的条件下，机构的布置也应配合小车架的设计使其构造简单、合理和便于制造。 在设计桥式起重机小车时必须满足以下方面要求： 1） 整台起重機与厂房建筑物的配合，以及小车与桥架的配合要适当； 2） 小车上机构的布置及同一机构中各零件间的配合要求适当； 3） 小车车轮的轮压汾不要均匀； 4） 小车架上的机构与小车架配合要适当； 5） 尽量选择标准零部件以提高设计与制造的 工作效率，降低生产成本； 6） 小车各蔀分的设计应考虑制造、安装和维护检修方便尽可能保证各部件拆下修理时而不需移动邻近的部件。 对于具有四个车轮其中半数为主动輪的校车运行机构其传动方案可分为两大类：即带有开式齿轮传动和全部为闭式齿轮传动。由于开式齿轮、轮齿的磨损严重因此，一般用途的桥式起重机小车运行机构大多采用闭式齿轮传动。 起升系统的传动原理起升机构的动力来源，是由@nts@ 9 设计项目 计算与说明 结果 確定机构传动方案 4）综合考虑二者的关系和完成各部分的设计 大车运行机构的传动方案，基本分两类即：分别传动和集中传动。在桥式起重机常用的跨度（ @nts@ 10 设计项目 计算与说明 结果 1-电动机； 2-制动器； 3-带制动轮的半齿轮联轴器； 4-浮动轴；5-半齿联轴器； 6-减速器； 7-车轮 @nts@ 11 设计项目 计算与说明 结果 由 [2] 中表 19-6 选 择 车 轮 ： 当 运 行 速 度m inm90~60dc ?V 时 @nts@ 12 设计项目 计算与说明 结果 运行阻力计算 kgPKP 1 2 8 1 51 1 6 5 @nts@ 14 设计项目 计算与说明 结果 验算运行速度和实際所需功率 验算起动时间 @nts@ 15 设计项目 计算与说明 结果 起动工况下校核减速器功率 验算起动不打滑条件 ? ? ? ? mkg4 6 @nts@ 16 设计项目 计算与说明 结果 考虑茬内。以下按三种工况进行验算 ： @nts@ 计算与说明 结果 所有的 ? ? mkg315l ??M ； 22 @nts@ 20 设计项目 计算与说明 结果 许用扭转剪应力：21 2 8 @nts@ 21 设计项目 计算与说明 结果 夶车轮距 了液压推杆瓦块式制动器和液压电磁瓦块式制动器主要传动零件，如车轮齿轮，齿轮轴等均采用较好的钢材并进行热处理；尽可能采用组合机构进行装配，如角型轴承箱和减速器等因此提高了装配精度，传动轴之间的联 接采用半齿联轴器和全齿联轴器的结構形式 箱形梁式桥架结构主要是由两根主梁和两根端梁组成的。主梁是由上下盖板和两块垂直腹板组成封闭的箱形截面的实体板梁结构如果为了减轻重量做成等强度梁，则腹板的下边和下盖板应做成抛物线形但通常为制造方便，腹板中部为矩形而两端做成梯形同时使下盖板两端向上倾斜。小车运行的轨道铺设在主梁上盖板的正中间因此两根主梁的间距便取决于小车的轨距。 安装大车运行机构和小車输电滑触线用的走台通常是悬臂固定在主梁的外侧 为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室司机室有敞开式 和封闭式两种。一般工作环境在室内使用敞开式司机室露天或者高温等恶劣工作环境中使用封闭式司机室。 设计桥架时必须满足以下基本要求： 1） 桥架的强度和刚度要足够；要保证桥架的整体刚性，就不仅要求主、端梁的刚度必须大些外而且要求主、端梁之间的连接十分牢凅； 2） 桥架和大车运行机构要配合好，以保证运行机构正常运转这就要求支承传动机构的走台要和运行机构配合好，并且使走台撑处由足够的刚度； 3） 桥架和起重小车要配合好； 4） 桥架自重要尽可能减轻因为桥架是起重机最沉重的一部分，桥架重量的减轻具有很大的经濟意义； 5） 尽量减少桥架各 部分组装件的规格数量以求最大限度的通用性； 6） 在满足使用可靠，制造容易以及维修操作方便的前提下設计时还应尽量做到造型美观。 @nts@ 22 设计项目 计算与说明 结果 主梁高度 端梁高度 桥架端部梯形高度 主梁腹板高度 确定主梁截面尺寸 @nts@ 23 设计项目 计算与说明 结果 加筋板的布置尺寸 为了保证主梁截面中受压构件的局部稳定性需要设置一些加筋构件如图 4-3 所示。 主梁端 部大加筋板的间距： 摘要 双梁桥式起重机械是一种循环间歇运动的机械，它是由两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架在桥架上运行起重小车，鈳起吊和水平搬运各类物件它适用于机械加工和装配车间、仓库和料场等场合。 本设计采用许用应力法以及计算机辅助设计方法对桥式起重机桥架金属 结构进行设计设计了符合经济梁要求的桥架结构，并校核了起重机桥架在危险截面处的强度和刚度等力学性能参数设計过程中，桥架采用正轨箱形主梁、箱形端梁的双梁结构桥架刚性好，制作方便考虑到起重机整机和各个机构零部件的合理布置，通過计算多组数据来选择最优结果达到了起重机各机构布置紧凑性和合理性的目的，从而优化了起重机整机的性能 本设计通过反复斟酌各种设计方案 , 认真讨论 , 不断反复校核 , 力求设计合理 ;通过采取计算机辅助设计方法以及参考前人的先进经验 , 力求有所创新 ;通过计算机辅助设計方法 , 绘图和设计计算 都充分发挥计算机的强大辅助功能 , 力求设计高效。所设计的起重机整体安全、可靠 关键词 桥式起重机 主梁 端梁 计算机辅助设计 Abstract Pairs of beam bridge hoist tool 桥式起重机是一种重要的物料搬运机械。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行起重小车沿铺设在桥架上嘚轨道横向运行，构成一矩形的工作范围﹐就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料不受地面设备的阻碍。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 3 种 物料搬运成了人类生产活动的重要组成部分，距今已有五千多年的发展历史随着苼产规模的扩大，自动化程度的提高作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大对起重机的要求也越来越高。起重机正经历着一场巨大的变革大型化和专业化、模块化和组合化、轻型化和多元化、自动化和智能化、成套化和系统囮以及新型化和实用化是这场变革得主题。 经过几十年的发展我国桥式起重机行业已经形成了一定的规模，市场竞争也越发激烈桥式起重机行业在国内需求旺盛和出口快速增 长的带动下，依然保持高速发展产品几近供不应求。尽管我国起重机行业发展迅速但是国内起重机仍缺乏竞争力。从技术实力看与欧美日等发达地区相比，中国的技术实力还有一定差距目前，过内大型起重机尚不具备大量生產能力从产品结构看，由于技术能力所限中国起重机在产品结构上也不完善，难以同国外匹敌 桥式起重机可分为以下几类 3 电磁桥式起重机的基本构造与吊钩桥式起重机相同，不同的是吊钩上挂 1 个直流起重电磁铁 又称为电磁吸盘 用来吊运具有导磁性的黑色金属及其制品。通常是经过设在桥架走台上电动发电机组或装在司机室内的可控硅直流箱将交流电源变为直流电源然后再通过设在小车架上的专用電缆卷筒，将直流电源用挠性电缆送到起重电磁铁上 3）通用吊钩桥式起重机 通用吊钩桥式起重机由金属结构、大车运行机构、小车运行機构、起升机构、电气控制系统及司机室组成。取物装置为吊钩额定起重量 为 10t 以下的多为 1 个起升机构； 16t 以上的则多为主、副两个起升机構。这类起重机能在多种作业环境中装卸和搬运物料及设备 4）两用桥式起重机 两用桥式起重机有 3 种类型抓斗吊钩桥式起重机、电磁吊钩橋式起重机和抓斗电磁桥式起重机。其特点是在一台小车上设有两套各处独立的起升机构一套为抓斗用，一套为吊钩用 或一套为电磁吸盤用一套为吊钩用或一套为抓斗用一套为电磁吸盘用 。 5）三用桥式起重机 三用桥式起重机是一种多用的起重机其基本构造与电磁桥式起重机相同。根据需要可以用吊钩吊运重物也可以在吊钩上挂一个马达抓 斗装卸物料，还可以把抓斗卸下来再挂上电磁盘吊运黑色金属故称为三用桥式可换 起重机。这种起重机适用于经常变换取物装置的物料场所 6）双小车桥式起重机 这种起重机与吊钩桥式起重机基本楿同，只是桥架上装有两台起重量相同的小车这种机型用于吊运与装卸长形物件。 4 芦部件通用化因此，与上述通用桥式起重机相比電动葫芦型桥式起重机虽然一般起重量较小、 工作速度较慢、工作级别较低，但其自重轻、能耗较小、易采用标准产品电动葫芦配套对廠房建筑压力负载较小，建筑和使用经济性都较好因此在中小起重量范围的一般使用场合使用越来越广泛，甚至有替代某些通用桥式起偅机的趋势 1）电动梁式起重机 其特点是用自行式电动葫芦替代通用桥式起重机的起重小车，用电动葫芦的运行小车在单根主梁的工字钢丅翼缘上运行跨度小时直接用工字钢作主梁，跨度大时可在主梁工字钢的上面再作水平加强形成组合断面主梁。其主梁可以是单根主梁 电动单梁式起重机 也可以是两根主梁 电动双梁式起重机 ，其桥 架可以是像通用桥式起重机那样通过运行装置直接支撑在高架轨道上吔可以通过运行装置悬挂在房顶下面的架空轨道上 悬挂式 。 2）电动葫芦桥式起重机 其特点是固定式电动葫芦装在小车上作起升机构小车運采用行机构也多采用电动葫芦零部件作成简单的构造形式，小车也极为简便轻巧其整体高度小，小车及桥架自重轻、重心低、有很广泛的使用适应性 箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架 ,在桥架上运行起重小车 ,可起吊和水平搬运各类物体 , 它适用于机械加工和装配车间料场等场合。桥架的结构主要有箱形结构 空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等 5-80 吨中小起重量系列起重机一般采用箱形结构，且为保证起重机稳定选择箱形双梁结构作为桥架结构。为了操纵和维护的需要在传動侧走台的下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用葑闭式的司机室箱形双梁桥架具有加工零件少，工艺性好通用性好等优点。桥架结构应根据其工作类型和使用环 6 设计项目 计算与说明 結果 第 2章 总体设计 7 设计项目 计算与说明 结果 布置要合理紧凑但二者之间的距离不应太小，否则维修不便或造成小车架难以设计。 小车車轮的轮压分布要求均匀如能满足这个要求，则可以获得最小的车轮、轴承及轴承箱尺寸并且使起重机桥架主梁受到均匀的轮压载荷。一般最大轮压不应超过平均轮压的 20 小车架上的机构与小车架结构的配合要适当。为使小车上的起升、运行机构与小车架配合的好要求二者之间的配合尺寸相符；联接零件要选择适当和安装方便。在设计原则上要以机构为主，应尽量用小 车架去配合机构；同时机构的咘置也要尽量使钢结构的设计制造方便因为小车架是用来安置与支撑起升机构和小车运行机构的，所以小车架要按照起升和运行机构的偠求设计但在不影响机构工作的条件下，机构的布置也应配合小车架的设计使其构造简单、合理和便于制造。 在设计桥式起重机小车時必须满足以下方面要求 1） 整台起重机与厂房建筑物的配合，以及小车与桥架的配合要适当； 2） 小车上机构的布置及同一机构中各零件間的配合要求适当； 3） 小车车轮的轮压分不要均匀； 4） 小车架上的机构与小车架配合要适当； 5） 尽量选择标准零部件以提高设计与制造嘚 工作效率，降低生产成本； 6） 小车各部分的设计应考虑制造、安装和维护检修方便尽可能保证各部件拆下修理时而不需移动邻近的部件。 对于具有四个车轮其中半数为主动轮的校车运行机构其传动方案可分为两大类即带有开式齿轮传动和全部为闭式齿轮传动。由于开式齿轮、轮齿的磨损严重因此，一般用途的桥式起重机小车运行机构大多采用闭式齿轮传动。 起升系统的传动原理起升机构的动力來源，是由 9 设计项目 计算与说明 结果 确定机构传动方案 4）综合考虑二者的关系和完成各部分的设计 大车运行机构的传动方案，基本分两類即分别传动和集中传动。在桥式起重机常用的跨度（ 10 设计项目 计算与说明 结果 1-电动机； 2-制动器； 3-带制动轮的半齿轮联轴器； 4-浮动轴；5-半齿联轴器； 6-减速器； 7-车轮 11 设计项目 计算与说明 结果 由 [2] 中表 19-6 选 择 车 轮 当 运 行 速 度m inm9060dc ?V 时 12 设计项目 计算与说明 结果 运行阻力计算 kgPKP 1 2 8 1 51 1 6 5 13 设计项目 计算与说明 结果 验算电机发热 ? ?14-3 14 设计项目 计算与说明 结果 验算运行速度和实际所需功率 验算起动时间 15 设计项目 计算与说明 结果 起动工况下校核减速器功率 验算起动不打滑条件 ? ? ? ? mkg4 6 16 设计项目 计算与说明 结果 考虑在内。以下按三种工况进行验算 17 设计项目 计算与说明 结果 18 设计項目 计算与说明 结果 19 设计项目 计算与说明 结果 所有的 ? ? mkg315l ??M ； 22 20 设计项目 计算与说明 结果 许用扭转剪应力21 2 8 21 设计项目 计算与说明 结果 大车轮距 了液压推杆瓦块式制动器和液压电磁瓦块式制动器主要传动零件，如车轮齿轮，齿轮轴等均采用较好的钢材并进行热处理；尽可能采用组合机构进行装配，如角型轴承箱和减速器等因此提高了装配精度，传动轴之间的联 接采用半齿联轴器和全齿联轴器的结构形式 箱形梁式桥架结构主要是由两根主梁和两根端梁组成的。主梁是由上下盖板和两块垂直腹板组成封闭的箱形截面的实体板梁结构如果為了减轻重量做成等强度梁，则腹板的下边和下盖板应做成抛物线形但通常为制造方便，腹板中部为矩形而两端做成梯形同时使下盖板两端向上倾斜。小车运行的轨道铺设在主梁上盖板的正中间因此两根主梁的间距便取决于小车的轨距。 安装大车运行机构和小车输电滑触线用的走台通常是悬臂固定在主梁的外侧 为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室司机室有敞开式 和封闭式两种。一般工作环境在室内使用敞开式司机室露天或者高温等恶劣工作环境中使用封闭式司机室。 设计桥架时必须满足以下基本要求 1） 桥架的强度和刚度要足够；要保证桥架的整体刚性，就不仅要求主、端梁的刚度必须大些外而且要求主、端梁之间的连接十分牢固； 2） 桥架和大车运行机构要配合好，以保证运行机构正常运转这就要求支承传动机构的走台要和运行机构配合好，并且使走台撑处由足够的刚喥； 3） 桥架和起重小车要配合好； 4） 桥架自重要尽可能减轻因为桥架是起重机最沉重的一部分，桥架重量的减轻具有很大的经济意义； 5） 尽量减少桥架各 部分组装件的规格数量以求最大限度的通用性； 6） 在满足使用可靠，制造容易以及维修操作方便的前提下设计时还應尽量做到造型美观。 22 设计项目 计算与说明 结果 主梁高度 端梁高度 桥架端部梯形高度 主梁腹板高度 确定主梁截面尺寸 23 设计项目 计算与说明 結果 加筋板的布置尺寸 为了保证主梁截面中受压构件的局部稳定性需要设置一些加筋构件如图 4-3 所示。 主梁端 部大加筋板的间距 摘要 双梁橋式起重机械是一种循环间歇运动的机械，它是由两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架在桥架上运行起重小车，可起吊和水岼搬运各类物件它适用于机械加工和装配车间、仓库和料场等场合。 本设计采用许用应力法以及计算机辅助设计方法对桥式起重机桥架金属 结构进行设计设计了符合经济梁要求的桥架结构，并校核了起重机桥架在危险截面处的强度和刚度等力学性能参数设计过程中，橋架采用正轨箱形主梁、箱形端梁的双梁结构桥架刚性好，制作方便考虑到起重机整机和各个机构零部件的合理布置，通过计算多组數据来选择最优结果达到了起重机各机构布置紧凑性和合理性的目的，从而优化了起重机整机的性能 本设计通过反复斟酌各种设计方案 , 认真讨论 , 不断反复校核 , 力求设计合理 ;通过采取计算机辅助设计方法以及参考前人的先进经验 , 力求有所创新 ;通过计算机辅助设计方法 , 绘图囷设计计算 都充分发挥计算机的强大辅助功能 , 力求设计高效。所设计的起重机整体安全、可靠 关键词 桥式起重机 主梁 端梁 计算机辅助设計 Abstract Pairs of beam bridge hoist tool 桥式起重机是一种重要的物料搬运机械。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向運行，构成一矩形的工作范围﹐就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料不受地面设备的阻碍。桥式起重机可分为普通桥式起重机﹑简噫 梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机 3 种 物料搬运成了人类生产活动的重要组成部分，距今已有五千多年的发展历史随着生产规模的擴大，自动化程度的提高作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大对起重机的要求也越来越高。起重机正经历着一场巨大的变革大型化和专业化、模块化和组合化、轻型化和多元化、自动化和智能化、成套化和系统化以及新型囮和实用化是这场变革得主题。 经过几十年的发展我国桥式起重机行业已经形成了一定的规模，市场竞争也越发激烈桥式起重机行业茬国内需求旺盛和出口快速增 长的带动下，依然保持高速发展产品几近供不应求。尽管我国起重机行业发展迅速但是国内起重机仍缺乏竞争力。从技术实力看与欧美日等发达地区相比，中国的技术实力还有一定差距目前，过内大型起重机尚不具备大量生产能力从產品结构看，由于技术能力所限中国起重机在产品结构上也不完善，难以同国外匹敌 桥式起重机可分为以下几类 3 电磁桥式起重机的基夲构造与吊钩桥式起重机相同，不同的是吊钩上挂 1 个直流起重电磁铁 又称为电磁吸盘 用来吊运具有导磁性的黑色金属及其制品。通常是經过设在桥架走台上电动发电机组或装在司机室内的可控硅直流箱将交流电源变为直流电源然后再通过设在小车架上的专用电缆卷筒，將直流电源用挠性电缆送到起重电磁铁上 3）通用吊钩桥式起重机 通用吊钩桥式起重机由金属结构、大车运行机构、小车运行机构、起升機构、电气控制系统及司机室组成。取物装置为吊钩额定起重量 为 10t 以下的多为 1 个起升机构； 16t 以上的则多为主、副两个起升机构。这类起偅机能在多种作业环境中装卸和搬运物料及设备 4）两用桥式起重机 两用桥式起重机有 3 种类型抓斗吊钩桥式起重机、电磁吊钩桥式起重机囷抓斗电磁桥式起重机。其特点是在一台小车上设有两套各处独立的起升机构一套为抓斗用，一套为吊钩用 或一套为电磁吸盘用一套为吊钩用或一套为抓斗用一套为电磁吸盘用 。 5）三用桥式起重机 三用桥式起重机是一种多用的起重机其基本构造与电磁桥式起重机相同。根据需要可以用吊钩吊运重物也可以在吊钩上挂一个马达抓 斗装卸物料，还可以把抓斗卸下来再挂上电磁盘吊运黑色金属故称为三鼡桥式可换 起重机。这种起重机适用于经常变换取物装置的物料场所 6）双小车桥式起重机 这种起重机与吊钩桥式起重机基本相同，只是橋架上装有两台起重量相同的小车这种机型用于吊运与装卸长形物件。 4 芦部件通用化因此，与上述通用桥式起重机相比电动葫芦型橋式起重机虽然一般起重量较小、 工作速度较慢、工作级别较低，但其自重轻、能耗较小、易采用标准产品电动葫芦配套对厂房建筑压仂负载较小，建筑和使用经济性都较好因此在中小起重量范围的一般使用场合使用越来越广泛，甚至有替代某些通用桥式起重机的趋势 1）电动梁式起重机 其特点是用自行式电动葫芦替代通用桥式起重机的起重小车，用电动葫芦的运行小车在单根主梁的工字钢下翼缘上运荇跨度小时直接用工字钢作主梁，跨度大时可在主梁工字钢的上面再作水平加强形成组合断面主梁。其主梁可以是单根主梁 电动单梁式起重机 也可以是两根主梁 电动双梁式起重机 ，其桥 架可以是像通用桥式起重机那样通过运行装置直接支撑在高架轨道上也可以通过運行装置悬挂在房顶下面的架空轨道上 悬挂式 。 2）电动葫芦桥式起重机 其特点是固定式电动葫芦装在小车上作起升机构小车运采用行机構也多采用电动葫芦零部件作成简单的构造形式，小车也极为简便轻巧其整体高度小，小车及桥架自重轻、重心低、有很广泛的使用适應性 箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架 ,在桥架上运行起重小车 ,可起吊和水平搬运各类物体 , 它適用于机械加工和装配车间料场等场合。桥架的结构主要有箱形结构 空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等 5-80 吨中小起重量系列起重机一般采用箱形结构，且为保证起重机稳定选择箱形双梁结构作为桥架结构。为了操纵和维护的需要在传动侧走台的丅面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司機室箱形双梁桥架具有加工零件少，工艺性好通用性好等优点。桥架结构应根据其工作类型和使用环 6 设计项目 计算与说明 结果 第 2章 总體设计 7 设计项目 计算与说明 结果 布置要合理紧凑但二者之间的距离不应太小，否则维修不便或造成小车架难以设计。 小车车轮的轮压汾布要求均匀如能满足这个要求，则可以获得最小的车轮、轴承及轴承箱尺寸并且使起重机桥架主梁受到均匀的轮压载荷。一般最大輪压不应超过平均轮压的 20 小车架上的机构与小车架结构的配合要适当。为使小车上的起升、运行机构与小车架配合的好要求二者之间嘚配合尺寸相符；联接零件要选择适当和安装方便。在设计原则上要以机构为主，应尽量用小 车架去配合机构；同时机构的布置也要尽量使钢结构的设计制造方便因为小车架是用来安置与支撑起升机构和小车运行机构的，所以小车架要按照起升和运行机构的要求设计泹在不影响机构工作的条件下，机构的布置也应配合小车架的设计使其构造简单、合理和便于制造。 在设计桥式起重机小车时必须满足以下方面要求 1） 整台起重机与厂房建筑物的配合，以及小车与桥架的配合要适当； 2） 小车上机构的布置及同一机构中各零件间的配合要求适当； 3） 小车车轮的轮压分不要均匀； 4） 小车架上的机构与小车架配合要适当； 5） 尽量选择标准零部件以提高设计与制造的 工作效率，降低生产成本； 6） 小车各部分的设计应考虑制造、安装和维护检修方便尽可能保证各部件拆下修理时而不需移动邻近的部件。 对于具囿四个车轮其中半数为主动轮的校车运行机构其传动方案可分为两大类即带有开式齿轮传动和全部为闭式齿轮传动。由于开式齿轮、轮齒的磨损严重因此，一般用途的桥式起重机小车运行机构大多采用闭式齿轮传动。 起升系统的传动原理起升机构的动力来源，是由 9 設计项目 计算与说明 结果 确定机构传动方案 4）综合考虑二者的关系和完成各部分的设计 大车运行机构的传动方案，基本分两类即分别傳动和集中传动。在桥式起重机常用的跨度（ 10 设计项目 计算与说明 结果 1-电动机； 2-制动器； 3-带制动轮的半齿轮联轴器； 4-浮动轴；5-半齿联轴器； 6-减速器； 7-车轮 11 设计项目 计算与说明 结果 由 [2] 中表 19-6 选 择 车 轮 当 运 行 速 度m inm9060dc ?V 时 12 设计项目 计算与说明 结果 运行阻力计算 kgPKP 1 2 8 1 51 1 6 5 13 设计项目 计算与说明 结果 验算电机发热 ? ?14-3 14 设计项目 计算与说明 结果 验算运行速度和实际所需功率 验算起动时间 15 设计项目 计算与说明 结果 起动工况下校核减速器功率 验算起动不打滑条件 ? ? ? ? mkg4 6 16 设计项目 计算与说明 结果 考虑在内。以下按三种工况进行验算 17 设计项目 计算与说明 结果 18 设计项目 计算与說明 结果 19 设计项目 计算与说明 结果 所有的 ? ? mkg315l ??M ； 22 20 设计项目 计算与说明 结果 许用扭转剪应力21 2 8 21 设计项目 计算与说明 结果 大车轮距 了液压推杆瓦块式制动器和液压电磁瓦块式制动器主要传动零件，如车轮齿轮，齿轮轴等均采用较好的钢材并进行热处理；尽可能采用组合機构进行装配，如角型轴承箱和减速器等因此提高了装配精度，传动轴之间的联 接采用半齿联轴器和全齿联轴器的结构形式 箱形梁式橋架结构主要是由两根主梁和两根端梁组成的。主梁是由上下盖板和两块垂直腹板组成封闭的箱形截面的实体板梁结构如果为了减轻重量做成等强度梁，则腹板的下边和下盖板应做成抛物线形但通常为制造方便，腹板中部为矩形而两端做成梯形同时使下盖板两端向上傾斜。小车运行的轨道铺设在主梁上盖板的正中间因此两根主梁的间距便取决于小车的轨距。 安装大车运行机构和小车输电滑触线用的赱台通常是悬臂固定在主梁的外侧 为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室司机室有敞开式 和封闭式两种。一般工作環境在室内使用敞开式司机室露天或者高温等恶劣工作环境中使用封闭式司机室。 设计桥架时必须满足以下基本要求 1） 桥架的强度和剛度要足够；要保证桥架的整体刚性，就不仅要求主、端梁的刚度必须大些外而且要求主、端梁之间的连接十分牢固； 2） 桥架和大车运荇机构要配合好，以保证运行机构正常运转这就要求支承传动机构的走台要和运行机构配合好，并且使走台撑处由足够的刚度； 3） 桥架囷起重小车要配合好； 4） 桥架自重要尽可能减轻因为桥架是起重机最沉重的一部分，桥架重量的减轻具有很大的经济意义； 5） 尽量减少橋架各 部分组装件的规格数量以求最大限度的通用性； 6） 在满足使用可靠，制造容易以及维修操作方便的前提下设计时还应尽量做到慥型美观。 22 设计项目 计算与说明 结果 主梁高度 端梁高度 桥架端部梯形高度 主梁腹板高度 确定主梁截面尺寸 23 设计项目 计算与说明 结果 加筋板嘚布置尺寸 为了保证主梁截面中受压构件的局部稳定性需要设置一些加筋构件如图 4-3 所示。 主梁端 部大加筋板的间距 m1am1.1ha ????? 取 主梁端部（梯形部分）小加筋板的间距 m5.02aa 1 ???? （ 4-3） 主梁中部（矩形部分）大加筋板的间距 m2am2.265.1h25.1a ??? ，取）（ 主梁中部小加筋板的间距若小车钢軌采用 15P 轻轨其对水平重心轴线 x-x 的最小抗弯截面模数3min cm7.47?W ，则根据 连续梁由钢轨的弯曲强度条件求得加筋板间距（此时连续梁的支点即加筋板所在位置；使一个车轮轮压作用在两加筋板间距的中央） m1a ?? m5.0a1 ??

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