桥梁式集装箱起重机设计

优秀设计

XXXX大学

毕业设计说明书

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题目：桥梁式集装箱起重机设计

指导教师：职称:

职称:

20**年12月5日

目录

前言 (2)

一主要设计内容及参数 (4)

二主梁结构设计 (5)

三小车设计 (7)

四起吊机构设计 (12)

五支架设计 (14)

设计小结 (15)

参考文献 (16)

前言

起重机被喻为“巨人之臂”，是广泛用于国民经济各部门进行物质生产和装卸搬运的重要设备。起重机的设计制造，从一个侧面反映了国家的工业现代化水平。我国起重机制造业奠基于20世纪50年代。70年代以来，起重机的类型、规格、性能和技术水平获得很大的发展。近年来在物流和工业企业发展的带动下，起重机行业进入飞速发展时期。

起重机主要分为桥梁式、悬臂式、塔式、龙门式、拉索式、液压伸缩臂式等形式。本设计以桥式双梁单小车集装箱起重机为例，介绍起重机的设计思路、设计内容以及设计方法。

起重机设计主要根据客户要求，在符合国家标准及机械工业标准中对起重机的要求下进行设计。设计方案的选择主要通过与客户沟通取得一致意见后确定，设计内容主要包括在起重机的实际工作环境下确定起重机的最大额定载荷、非正常载荷（如冲击载荷，风力载荷、震动载荷等）、操纵形式、使用寿命、检修方式以及安全等级等；确定起重机主要零部件的选材以及机加工和材料处理的方法；确定起重机的工作级别；确定其主要受力梁的截面形式、截面大小以及梁的材料选择和加工方法。由于桥梁式起重机体积和质量都比较大，所以在设计过程中还应考虑起重机的运输方案和安装方法。

一主要设计内容及参数

1、起重机首先要确定的是工作级别

本设计的起重机用于集装箱生产制造或物流行业。

起吊件为生产下线的集装箱，或物流行业待装货的集装箱，所以都是空箱。起吊重量为5T 根据起重机行业标准，不管是集装箱生产行业还是物流行业都是生产节奏比较快的，因此该起重机的工作级别定为A5级，起吊机构工作级别为M5。

2、根据以上所规定级别设置设计内容及参数

a.主梁结构

主梁涉及到的主要设计内容或参数主要有：主梁的截面形式、截面大小、所用材料、制作方法、主梁上平面的平面度、侧面的平面度和垂直度、主梁应该具有的上拱度，还有主梁上的轨道安装等等。

b.支架结构

支架需要设计的主要内容和参数包括：截面形式、截面大小、使用材料、制作方法、支腿的垂直度误差、支腿与地面的连接方式等等。

c.小车机构

小车机构要设计的主要内容和参数包括：小车架设计；起吊机构设计；

小车行走机构设计。根据起吊重量设计小车架截面；根据所需要元件的安装位置设计小车架的结构；根据工作级别设计行走机构中电机的功率和类型；

根据起吊高度确定卷筒的直径和长度；根据工作级别确定主电机的功率以及减速机的型号。确定其他一些元件的型号。

d.控制机构

控制机构主要设计其控制室的制作和安装、控制电路的安装、进出控制室的方法。控制室的制作和安装应符合起重机行业标准中的相关内容；控制电路属于电气范畴在此不予讨论。

f.安装调试

根据起重机行业标准规定，起重机在生产完备后需要在本厂安装调试，合格后方能出厂。调试的主要内容有小车的运行情况；司机室的视野状况和温度；在1.25倍额定起重量下把小车开到中跨，持续30分钟，卸载后主梁不得有永久变形，主梁和其它部件上的油漆不得有剥落现象，小车架不能有永久变形。

二主梁结构设计

主梁是主要受力梁之一，主梁结构设计是重中之重。在本设计中主梁所受应力主要为长度方向的弯曲应力。根据GB的有关规定，主梁在1.25倍额定压力的作用下最大扰度F MAX≦ S/1000，S表示主梁长度。

主梁的受力情况可简化为上图所示形式

根据扰曲线方程可列出公式如下

F MAX=Pb(3L2-4b2)3/2/24EI

P为梁上所受的压力 F为饶度 L为梁的跨度 E为材料的弹性模量 I为截面惯性矩实际情况中当小车开到跨中时主梁的扰度最大

根据以上公式算得截面惯性矩

I=Pb(3L2-4b2)3/2/24EF

在这里P=5000×10/4 N =12500 N E=210×106 Pa

L=6.5 m F MAX =6.5/1000 m =0.0065 m

b=1.67m

将以上数字代入公式中得I=0.79*108 cm4

根据以上计算结合设计经验得出以下截面为主梁截面

在本设计中，主梁采用常用的焊接箱型结构梁，这种梁具有结构相对简单，便于生产加工，生产周期短、生产成本低等特点。因此广泛应用于起重机行业。

主梁截面如上图所示。

根据我国现有钢材生产状况和钢材质量，主梁材料应选用Q235B以上材料为宜。Q235B具有良好的焊接性，和比较好的综合力学性能，再加之生产成本较低，生产量较大，市场价格相对较低。因此Q235是性价比较好的碳素结构钢。

主梁在制作完成后不加载荷的情况下应具有3mm的上拱度。此项内容在调试时用坐标测量仪检测。

轨道安装应符合起重机行业标准，为了减小冲击载荷对起重机的破坏，轨道接口一般焊接上。如不焊接，接口处两轨道的高度差不大于2mm，两轨道的距离不大于2mm，水平偏差不大于1mm。另外轨道压板的安装应符合起重机行业标准，轨道压板可直接焊接在主梁上。

主梁在最后验收合格后要涂上防锈漆，涂漆前要祛除各表面上的焊渣、灰尘、锈迹等以免影响涂装质量。最后要在醒目位置喷涂起重机的额定起重量，提示不得超载工作、起重机类型、生产厂家等字样。

三小车设计

小车的主要作用是拖动起吊装置到达需要的起吊位置，用小车上的起吊装置将重物吊起到一定高度，然后小车偕同起吊重物一起运动到需要的卸载位置，在该位置放下重物，小车运行到初始位置。以上为小车的一个工作循环。由以上运动描述，小车需具备行走装置、起吊装置、锚定装置、制动装置等。

(一)行走装置

小车行走主要依靠主动车轮带动下，在小车轨道上行走，在本设计中考虑到小车跨度比较大，采用两组“三合一”（电机、减速器、制动

器）电机分别安装在两组主动车轮上。

(二)起吊装置

起吊装置包括主卷筒、主电机、减速器、吊具、滑轮、钢丝绳等等。

这些物品的选择主要依据小车的工作级别。在本设计中小车的工作级别

为A5级，在后面将具体提到起吊装置的设计。

(三)锚定装置

小车必须可以在轨道上的任意位置稳定，所以需要一套锚定装置保证其停止运行时不发生左右移动。本设计中没有另外制造锚定装置，而

是利用三合一电机的制动器代替锚定功能。

(四)制动装置

在起吊重物到一定高度的时候，小车运行到一定的位置再卸载，在此期间重物不能有向下的位移，为安全起见，必须在主卷筒输入轴处设

置制动器，以确保在主电机停止工作或者发生断电事故时，起吊重物不

会掉下来。