起重机大车设计 - 副本

2.1 主要性能参数

桥式起重机的主要性能参数是起重机工作性能指标，也是设计的依据，主要包括起重量、跨度、起升高度、起升速度、自重、运行速度等。

1．起重量：在各种工况下安全作业所容许起吊重量的最大质量值。

2．跨度：大车运行轨道中心线之间的水平距离。

3．起升高度：吊钩起升到最高位置时，钩口中心到支撑地面的距离。

4．起升速度：起升机构电动机在额定转速时，取物装置满载起升的速度。5．自重：指起重机处于工作状态时起重机本身的全部质量，它是评价起重机的综合指标，反映了起重机设计、制造和材料的技术水平。

6．运行速度：运行机构电动机在额定转速时，起重机或小车的运行速度。2.2 起重机参数确定

最大额定起重量Q(t)：28.5

跨度L（m）：15

起升高度

H（m）：10

max

起升速度

v（m/s）：0.63

01

v（m/s）： 1

小车运行速度

02

v（m/s）： 1.25

大车运行速度

自重G（t）：29.2125

工作级别：M4 JC=40%

2.3总体设计

起重机大车系统桥架采用双梁正轨箱型结构,主要由主梁、端梁大车运行机构等组成材料采用16Mn钢，见附图1、4。

运行机构是由电动机、标准减速器、车轮、联轴器、制动器。大车运行机构采用分别驱动，大车的运行机构装配图见附图2。

主梁采用箱形结构形式，其箱内布有加劲横向加劲板，见附图3。

起重机整机的工作级别M4，大车运行机构机构的工作级别M4。

3 大车运行机构设计计算

3.1确定机构的传动方案

本起重机采用分别传动的方案如图（3-1）

图3-1 大车运行机构

1—电动机； 2—制动器； 3—高速浮动轴； 4—联轴器； 5—减速器； 6—联轴器； 7低

速浮动轴； 8—联轴器； 9—车轮

3.2 选择车轮与轨道，并验算其强度

根据重量分布计算大车的最大轮压和最小轮压

图3-2 轮压计算图

满载时的最大轮压：

max P =

L e L Q -∙++2Gxc 4Gxc -G =15

2

1529.9255.8249.925-29.21-∙++=21.47

空载时最大轮压：

max

P '=L e L -∙+2Gxc 4Gxc -G =15

2

1529.92549.925-29.21-∙+=9.12 t 空载时最小轮压：

min

P '=L e ∙+2Gxc 4Gxc -G =15

2

29.92549.925-29.21∙+=5.48 t 式中的e 为主钩中心线离端梁的中心线的最小距离。

载荷率：Q/G=28.5/29.21=0.98

3.2.1 车轮轨道选用

大车车轮通常使用双轮缘车轮，双轮缘车轮用于桥、门式起重机大车走行轮，轮缘高为25mm —30mm 。根据工作级别、运行速度和G Q /的值，初选车轮踏面直径，车轮材料，轨道及其材料。 由参考文献[10]表3-8-12

选择车轮。当运行速度为

m/mim 90m/min 60<

轨道为QU70的许用轮压为33.2 t ，其尺寸见参考文献[10]表3-8-14，轴承型号为7530。轴承内径和外径的平均值为：（150+215）/2=182.5mm 。

3.2.2车轮踏面接触强度计算

32min max P P F c '+=

KN 90.116352.14

78.2162=+⨯=

车轮和轨道的接触情况分为线接触、点接触两种情况。

圆柱车轮与平顶钢轨或方刚的接触呈线接触；圆柱形车轮或圆锥形车轮与秃顶钢轨的接触呈现点接触。线接触的受力情况较好，但往往由于机架变形和安装偏差等因素，使线接触分布不尽人意，因而在起重机的运行机构中常常采用点接触结构。

按赫兹公式计算接触疲劳强度按赫兹公式计算接触疲劳强度，由于车轮与轨道的接触形式采用点接触：

104.1388.04001.03

221322⨯⨯=C C m R K KN 26.249=c

F >

式中。-2K 与材料有关的许用点接触应力常数（N/mm 2）；钢制车轮按参考文献[10]表3-8-6选取，K 2=0.1；

R —曲率半径，取车轮曲率半径与轨面曲率半径中之大值（mm ），R =400mm ；

m —有轨道顶面与车轮的曲率半径之比（r/R ）所确定的系数，按参考文献[10]表3-8-9选取，m =0.4176。

-1C 转速系数，按参考文献[10]表3-8-7选取，C 1=1.03； -2C 工作级别系数，按参考文献[10]表3-8-8选取， C 2=1。

故车轮的踏面的疲劳强度满足要求。

3.3运行阻力计算

总摩擦阻力为车轮轴承摩擦力1W 、车轮的滚动摩擦阻力2W 以及车轮轮缘与轨道间的摩擦力3W 之和，车轮载荷为运行部分的自重及额定起重量，并且用附

加阻力系数β来表示附加摩擦阻力3W ，则

m W =()ωG Q +=（285+292.1）⨯0.006=3462.6 N

式中。G —起重机或运行小车的自重载荷； Q —起升载荷；

ω—摩擦阻力系数，初步计算时按参考文献[11]表8-12选取，ω=0.006。

3.4 选择电动机

电动机用于各种类型的起重机械及其他类似设备的电力传动，具有较高的过载能力和机械强度，适用于短时或断续周期性工作制。

3.4.1 满载运行时电动机静功率

根据运行的静功率初选电动机，每组运行驱动机构的静功率为： P j =F j ·V 0/(1000·m· η)=3462.6*1.25/（1000*2*0.95）=2.3（kw ） 式中。m —驱动电动机总数，m =2； V 0 –初选运行速度，1.25m/s ；

η-运行机构传动的总机械效率，η=0.95.

F j —起重机（小车）满载运行时的静阻力， F j =m W =3462.6N

3.4.2 电动机的初选

初选电动机，即

=∙=j d P K P KN 45.33.25.1=∙

式中。K d —电动机功率增大系数，由参考文献[11]表8-14选取，Kd =1.5。

查参考文献[10]表5-1-13选用电动机YZR132M2-6；Pn =3.7KW ，n =908r/min ，

)(2GD =0.07 2m kg ⋅，电动机的重量d G =107.5kg 。

3.5 电动机过载能力校验

运行机构的电动机必须进行过载校验：

n

a j as P t J n F m <=⨯⨯+⨯⨯=∑+⋅∏KW 65.1]8912804

7.108995.01000462.63[7.121]912801000[122ηνλ

()()KW

74.195.09081021.295.283.9207.041.01.1)(3.9)(23

2222

21

=⨯⨯++⨯+=+++=∑ηνn G Q m GD GD k J 式中 。m —电动机个数，m =2；