毕业设计-5T单梁桥式起重机金属结构设计

绪论随着国民经济的发展，起重机械已成为许多部门必不可少的设备，在现代化大生产的条件下，随着工艺流程的机械化和自动化程度的不断提高，起重机械在生产过程中，从辅助设备逐渐成为连续生产流程中的一种专用设备。

在生产技术不断发展的条件下，起重机的种类越来越多，通用桥式起重机（俗称天车或行车）和门式起重机（又称龙门起重机）是其中被广泛应用的两种。

起重机是一种间歇动作的机械，其工作特点具有周期性，在每一个工作循环中，他的主要机构作一次正向及反向运动，每次循环包括物品的装载及卸载，搬运物品的行程和卸载后的空钩回程，前后两次装卸之间还包括辅助准备时间在内的短暂停歇。

在工作循环中，起重机各机构一般不同时开动，而是根据工作需要彼此协同工作的，但在一个循环中各机构都有自己的动作延续时间，此外，即使在开动阶段，机构的负载情况有带载和空载之分，即使是带载，载荷大小也有变化，另外操作熟练程度对机构的受力情况也有影响，操作不平稳会使构件带来冲击载荷，加剧疲劳，磨损或发热。

严重的可能导致事故，除上述工作条件外，还需考虑起重机的工作环境，如在高温车间，酸碱车间，都会影响机械的强度，为了充分估计这些情况和避免产生意外的后果，在设计、选择或效验起重机以及选择电动机和电器设备，必须从实际出发，根据不同的工作情况，应用不同的安全系数和许用应力，为此，要把起重机械根据忙闲程度和负荷情况分为不同的工作类型，但起重机械是由各机构组成的，起重机械在工作，也就是他的机构在运行，因而必须考虑到各机构的工作类型，由于这些机构的用途不同，工作时间长短也不同，（例如起升机构在装卸物品时，其他机构停歇不动），而且在工作过程中，各机构运行速度和所受载荷业不同，所以在同一起重机械中，各机构的运行速度和所受的载荷是不同的，因此，在设计计算各机构的零部件时，应根据零部件的工作类型分别进行，整体起重机械和金属结构的工作类型是根据主起升机构决定的，而且于他属于不同的同一种工作类型。

5TLDA电动单梁起重机技术协议二0一二年二月根据LD单梁起重机枝术标准，编制本技术协议书。

一、设计依据LD单梁起重机枝术标准。

二、起重机类型和用途本起重机为单梁起重机，用于生产和设备吊装。

三、起重机设计标准和标准起重机设计符合以下国家现行的标准、标准及其它相关的标准、标准：ＧＢ３８１１－2008 《起重机设计标准》ＧＢ６０６７－８５《起重机安全规程》ＧＢ５９０５－８６《起重机试验标准和程序》ＧＢＪ２３２－８６《电气装置安装工程施工及验收标准》ＧＢ８９２３《涂装前钢材外表锈蚀等级和除锈等级》ＧＢ６９９；ＧＢ７００《碳素结构钢》ＪＢ４３１５－８６《起重机电控设备》ＧＢ９２８６《色漆和清漆漆膜的规划试验》GB10051.1-5-88 《起重吊钩》GB1102-74 《圆股钢丝绳》JB/T 1306-94 电动单梁起重机GB4942.2-1993 《低压电器外壳防护等级》TJ231，GB50270，GB20578 《机械设备安装工程施工及验收标准》JB/T 1306-94 《电动单梁起重机》四、环境条件1、使用环境气温：≤ 50℃2、使用地点：室内五、通用设计、制造、工艺特点产品总体结构设计概述：该产品由主梁、横梁、行走机构、小车、电气五大部分组成。

主要外购件和电气元件须是国家定点生产厂家生产的产品，要求如下表：〔一〕、材料及外购件控制1、制造起重机用的材料符合国家标准，车轮和各轴类及吊钩满足相应的标准和标准。

2、主要外购件和电气元件选用是技术成熟、性能可靠、口碑良好的国家定点生产厂家生产的产品，设计时已满足起重机使用工况条件和要求。

3、所有钢板无锈迹，在其本身及末端不得有任何缺陷，即无气孔、坑、裂缝和毛刺等可视缺陷。

4、所有联接材料和紧固件〔焊条、螺栓、螺母等〕设计选用符合国家认可的标准，并且与主构材料强度相协调。

〔二〕、金属结构1、金属结构件主要包括：主梁、端梁、轨道等。

2、起重机钢结构采用的钢板、型材、主要受力构件，其材质要求均按国家标准和部颁标准，质验检验部门根据材料质保书验证合格后方能入库使用。

5吨电动单梁桥式起重机的设计5-ton electric single girder overhead crane design学院：机械工程学院专业班级：机自0602学号：****************指导教师：台立钢（讲师）2010年 6月 28日摘要随着经济建设的迅速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场桥式起重机的需求也随之增加。

起重机是工矿企业、车站码头、实现搬运机械化、自动化，提高劳动生产效率的重要设备。

它是以间歇、重复工作方式，通过取物装置的起升、下降与运移来实现物料搬运的设备。

国起重机多已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。

电动单梁起重机主要由桥架、电动葫芦、大车运行机构、电气备四大部分成。

桥架部分主要由主梁、横梁、小车导电支架、操纵室以及其他辅件组成。

主梁主要采用钢板拼接成U型，再与工字钢组焊成箱型实腹梁，并按照标准预制出相应的拱度；横梁是采用钢板焊接成箱型，在箱型梁上镗孔以安装车轮组；在主梁和横梁之间采用连接板形式，并用螺栓联结而成为一体。

本文通过对5吨电动单梁桥式起重起的整体研究，和校核计算，进一步进行主梁的设计，大车运行机构的设计，端梁的设计等，最后用CAD绘制成图。

关键词：5吨电动单梁桥式起重机；主梁设计；大车运行机构；端梁设计AbstractWith the rapid development of economic construction, China's infrastructure isgradually increase the intensity, road traffic, airports, ports, water conservancy and hydropower, municipal construction of infrastructure such as the scale of construction is also growing, crane market demand with the increase.Crane is the mining industry and the station terminal to achieve removal of mechanization and automation to improve labor productivity vital equipment. It is intermittent, repetitive work, through extracts from the device up, down and transport to achieve material handling equipment.China has used computer optimized multi-crane design, thus improving the machine's technical performance and reduce weight, and in this context as far as possible the new structure.Bridge is mainly composed of girder beams, car, conductive stents, control room and other auxiliary parts. Mainly USES the steel plate girder u-shaped, then becomes real choices and compound type crate, according to standard and abdominal beam prefabricated corresponding arch, Using steel welding beam is in the box, type a crate of beam to install wheel, boring, In between girder and beams, and by connecting plate forms looseness and become one.Based on the overall study of 5-ton electric single girder overhead crane , check calculation is given, the design of main beam, end beam and carts running mechanism, is made further, and finally the drawings are output with CAD.Keywords: 5-ton electric single girder overhead crane；design of the main beam；design of carts running mechanism；end beam design目录摘要 (II)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1 起重的工作特点及在国民经济中的地位 (1)1.2 国起重机发展趋势 (2)1.2.1改进起重机械的结构, 减轻自重 (2)1.2.2充分吸收利用国外先进技术 (2)1.2.3向大型化发展 (3)1.3 国外起重发展趋势 (3)1.3.1简化设备结构, 减轻自重, 降低生产成 (3)1.3.2更新零部件, 提高整机性能 (4)1.3.3设备大型化 (4)1.3.4机械化运输系统的组合应用 (4)第二章 5吨电动单梁桥式起重机的工作级别 (5)2.1 起重机利用等级 (5)2.2 起重机的载荷状态 (6)2.3 起重机工作级别的确定 (7)第三章 5吨电动单梁桥式起重机的主梁计算 (8)3.1 主梁断面的几何特性 (8)3.1.1主梁断面面积 (8)χ-位置 (8)3.1.2主梁断面水平形心轴χ3.1.3主梁断面惯性距 (9)3.2 主梁强度的计算 (10)3.2.1垂直载荷在下翼丝引起的弯曲正应力 (10)3.2.2主梁工字钢下翼局部弯曲计算 (11)3.2.3工字钢下翼缘局部弯曲应力计算 (12)3.2.3主梁跨中断面当量应力计算 (14)第四章刚度计算 (15)4.1垂直静刚度的计算 (15)4.2水平静刚度计算 (15)4.3动刚度计算 (16)第五章端梁的计算 (17)5.1轮距的确定 (17)5.2端梁中央断面几何特性 (17)5.2.1断面总面积 (18)5.2.2形心位置 (18)5.2.3断面惯性矩 (18)5.3起重机最大轮压 (19)5.3.1起重机支承反力作用 (19)5.3.2起重机最大轮压的计算 (20)5.4最大歪斜侧向力 (23)5.5端梁中央断面合成应力 (23)5.6车轮轴对端梁腹板的挤压应力 (24)第六章主、端梁连接计算 (25)6.1主、梁连接形式及受力分 (25)6.2螺栓拉力的计算 (25)6.2.1起重机歪斜侧向力矩的计算 (25)6.2.2歪斜侧向力矩对螺栓拉力的计算 (25)6.2.3起重机支承反力对螺栓的作用力矩 (26)6.2.4支反力矩对螺栓的拉力 (27)6.2.5验算螺栓强度 (27)6.2.6凸缘垂直剪切应力验算 (28)6.2.7凸缘挤压应力计算 (28)第七章结论 (29)参考文献 (30)致 (31)第一章绪论1.1 起重的工作特点及在国民经济中的地位起重机在国民经济中的地位物料搬运在整个国民经济中有着十分重要的地位, 提高起重运输机械的生产效率, 确保运行的安全可靠性, 降低物料搬运成本是十分重要的]1[。

１概述1.1起重机械的用途及工作特点起重机械主要用于装卸和搬运物料，是现代化生产的重要设备。

它不仅广泛应用于工厂、矿山、港口、车站、建筑工地、电站等生产领域，而且也应用到人们的生活领域。

使用起重运输机械，能减轻工人劳动强度，降低装卸费用，减少货物的破损，提高劳动生产率，实现生产过程机械化和自动化不可缺少的机械设备。

起重机械是以间歇、重复工作方式，通过起重吊钩或其它吊具的起升、下降，或升降与运移重物的机械设备。

其工作特点具有周期性。

在每一工作循环中，它的主要机构作一次正向及反向运动，每次循环包括物品的装载及卸载，搬运物品的工作行程和卸载后的空钩回程，前后两次装载之间还有包括辅助准备时间在内的短暂停歇。

综合起重机械的工作特点，从安全技术角度分析，可概括如下：⑴起重机械通常具有庞大的结构和比较复杂的机构，能完成一个起升运动、一个或几个水平运动。

例如，桥式起重机能完成起升、大车运行和小车运行三个运动；门座起重机能完成起升、变幅、回转和大车运行四个运动。

作业过程中，常常是几个不同方向的运动同时操作，技术难度较大。

⑵所吊运的重物多种多样，载荷是变化的。

有的重物重达几百吨乃至上千吨，有的物体长达几十米，形状很不规则，还有散粒、热融状态、易燃易爆危险物品等，使吊运过程复杂而危险。

⑶大多数起重机械，需要在较大的范围内运行，有的要装设轨道和车轮（如塔吊、桥吊等），有的要装设轮胎或履带在地面上行走（如汽车吊、履带吊等），还有的需要在钢丝绳上行走（如客运、货运架空索道），活动空间较大，一旦造成事故影响的面积也较大。

⑷有些起重机械，需要直接载运人员在导轨、平台或钢丝绳上做升降运动（如电梯、升降平台等），其可靠性直接影响人身安全。

⑸暴露的、活动的零部件较多，且常与吊运作业人员直接接触（如吊钩、钢丝绳等），潜在许多偶发的危险因素。

⑹作业环境复杂。

从大型钢铁联合企业，到现代化港口、建筑工地、铁路枢纽、旅游胜地，都有起重机械在运行；职业场所常常会遇有高温、高压、易燃易爆、输电线路、强磁等危险因素，对设备和作业人员形成威胁。

三江学院本科生毕业设计（论文）论文题目5吨门式起重机起升机构设计高等职业技术学（系）机械设计制造及其自动化专业学生姓名卢敏丰学号 G105152021指导教师沈仙法职称讲师指导教师工作单位机械工程学院起讫日期 2013年12月16日--2014年4月7日在如今社会随着物资和设备集成化运输，起重机在运输环节中的作用在不断的提升。

来适应现代社会和市场来满足广大客户的各种需求，发展趋势是集大型化的；高速化的；模块化的；自动化的；以及时智能化的。

在现在社会为减少物流的成本，客户对起重机的要求也是越来越高，不光要求其质量要轻；刚性要好；工作区域要大，还要求各类起重机大小车速度快，工作效率高。

在现代化社会激烈的起重机制造业下，能占领最高点，很多的商家采用了先进的技术以及工艺，如：模块化设计。

由此来满足广大客户要求的时候也能够最大程度的降低制造成本。

本文指门式起重机的起升结构设计以及对其重要部分的计算。

在绘图时，不仅绘制一张总装备图，还运用计算机绘制起重机的起升结构图以及卷筒图。

这样就好达到对起重机设计有个更加好的了解。

此次的设计重点包括了钢丝绳；吊具；卷筒尺寸并验算强度；减速器；制动器；电机；联轴器的选择；气制动时间；电动机发热测试；总体稳定性能等多方面。

关键字：起升机构设计；门式起重机；总体稳定性With the integrated transport of materials and equipment, the role of gantry crane systems in the transport links has been continuously improved. To meet the needs of the market, the gantry crane systems is becoming more large, high speed, modularity, automation, and intelligent. In order to reduce costs of logistics, the user need high performance of gantry crane systems, such as light weight, rigid, automation and a large operating space, and require crane car and truck operations to be high-speed, high efficiency. In the crane manufacturing industry, to occupy high ground, many manufacturers of gantry crane adopt advanced technology, modular design, so as to meet needs of customer and reduce manufacturing cost at the greatest extent.This article aims to the design of the gantry cranes systems and the overall stability, especially for the design and calculation of lifting mechanism. In drawing, we do not only complete the map of total machine by hand-draw, and also use computer to draw the total plan of the hoisting mechanism and reel assembly. Thus, we can get a better understanding of the gantry crane design.This article focuses on the design of steel wire rope, roller, motor, reducer, brake, coupling selection, at the same time, make the calibration of motor heating, starting and braking time, the over all stability.Keywords: Gantry crane; Overall stability; Hoisting mechanism design目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 起重机械概论 (1)1.3起重机的发展现状 (2)1.3.1 国内外先进起重机的特点和发展趋势 (2)1.4课题的研究目的和意义 (3)1.5 本文所要做的主要工作 (4)第二章整机总体方案的选型 (5)2.1 参数设计 (5)2.2 设计标准 (5)2.3 桥架结构形式的选择 (5)2.3.1 金属结构的形式 (5)2.3.2 金属结构的连接 (6)2.4 起升机构方案设计 (6)2.4.1 起升机构组成 (6)2.4.2 起升机构的工作原理 (8)2.5 大车运行机构 (8)2.5.1 运行机构的组成 (8)2.5.2 运行机构的工作原理 (9)2.5.3 运行机构的驱动类型 (10)第三章计算过程及其说明 (11)3.1起升机构计算 (11)3.1.1确定起升机构传动方案、选择滑轮组和吊钩组 (11)3.1.2 选用钢丝绳 (12)3.1.3确定滑轮主要尺寸 (13)3.1.4确定卷筒尺寸并验算强度 (13)3.1.5选择电动机 (15)3.1.6验算电动机发热条件 (15)3.1.7选择减速器 (16)3.1.8验算起升速度和实际所需功率 (16)3.1.9校核减速器输出强度 (16)3.1.10选择制动器 (17)3.1.11选择联轴器 (17)3.1.12验算启动时间 (18)3.1.13验算制动时间 (18)3.1.14高速浮动轴计算 (19)3.2卷筒部件计算 (20)3.2.1卷筒心轴的计算 (20)3.2.2支座反力 (21)3.2.3疲劳计算 (21)3.2.4静强度计算 (22)3.2.5选择轴承 (22)3.2.6大端轴承 (22)3.2.7右端轴承 (23)3.2.8绳端固定装置计算 (23)第四章结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第一章绪论1.1 引言起重机是一种古老的机械，迄今，其承载结构、驱动机构、取物装置、控制系统及安全装置等各方面都有了很大的进步, 其设计理论、制造工艺、检测手段等都逐渐趋于完善和规范化, 并已经成为一种较完善的机械。

5T电动单梁桥式天车技术协议山东怡力电业有限公司（简称甲方）与xx起重机器有限公司（简称乙方）就山东怡力电业有限公司<4>炭素厂电解质清理加工项目的2台5t电动单梁桥式天车的制造、运输、安装、调试等有关事宜，达成如下技术协议：一．设备用途1．5t电动单梁桥式天车（跨度：31.5m）安装在阳极组装车间残极新极存放区，用于残极的吊运。

原厂房已有一台5t电动单梁桥式天车。

2. 5t电动单梁桥式天车（跨度：22.5m）安装在阳极组装车间残极新极存放区，用于残极的吊运。

原厂房已有一台5t电动单梁桥式天车。

二、主要性能规格要求设备规格型号：MD1型电动单梁桥式天车2台跨度：31.5米和22.5米各1台起重量：5吨起升高度：7米工作级别：A 5操作方式：地面操作方式电动葫芦型号：MD1型轨道型号：38Kg/m每台单梁桥式天车配电动葫芦：2台套屋架下玄标高：8.4m三、供货范围1.提供主机和相关辅助成套设备。

2.导绳器2套件/台车共4套件。

3.刹车环2套件/台车共4套件。

4.乙方负责设备制作、运输、安装、调试、检验注册和培训工作，费用全部由乙方负责。

四、设备结构要求1、机械方面1）吊钩：选用韶关锻造总厂。

2）大车两端限位：采用行程开关+机械限位（包括车与车之间）。

3）天车的大梁上要有明显的标记，标明天车吊钩的起重量。

4）天车在启动和移动时，应发出声响与灯光信号。

5）所有轴承采用国内哈、瓦、洛三大轴承厂产品。

6）电动葫芦选用江苏三马起重机械有限公司或河南卫华集团产品，工作等级M5。

7）所有钢结构全部喷砂除锈，除锈等级为Sa2级，铁红环氧底漆2遍+环氧云铁中间漆1-2遍+氯化橡胶橘红色面漆2遍，漆膜总厚度：120um（弱侵蚀）。

8）各润滑点加油方便。

2、电气要求1）起重机采用三相制交流，380V供电、电源由大车导电器从安全滑触线处通电。

2）采用施耐德（空气开关、接触器）。

3、材质要求主梁、端梁的钢材，采用GB/T1591-1994标准，材质为Q235B 原平板，车轮材质为ZG50SiMn,轴的材质为45#或40Cr。

梁式起重机单梁桥架结构设计原始数据：起重量t m Q 5=电动葫芦质量（含小车及吊钩）Kg m z 620=，跨度m L 5.22=，起升高度m H 10=，起升速度（双速）min /7.0/4m v q =，葫芦运行速度（速度）min /5/20m v x =起重机运行速度min /10/40m v d =，吊钩最小下放距离m H 0.1min =，吊钩中心至大车轨道中心线距离：m c 9.01=，m c 3.12=，小车轮直径mm D x 140φ=，轮距mm b 8650=，小车轮数4=x n 。

大车直径mmD d 315=，大车轮数4=d n ，工作级别5A ,材料235Q ，设计单梁桥架的主梁，端梁和主、端梁连接。

一、 总体设计桥架主要尺寸和连接的确定1、 大车轮距m m m L B 5.4~2.35.2251~71)51~71(0=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛==，实取m B 2.30=，m b a 6.1==。

2、 主梁尺寸由于起重量和跨度都偏大，宜选用箱型截面主梁。

主梁跨中部分截面的理想高度为mm m L h H 323.1~607.15.22171~141171~1411=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛==，主梁两腹板外侧间距为mm h b 44.0~55.031=≥，主梁翼缘宽度1B 受AS 型葫芦小车尺寸的限制，故取,4001mm B =考虑箱型梁内部焊接的要求，两腹板外侧间距取为mm b 300=，按主梁整体稳定性条件，b H 31≤，实取mm b h H 90031===，这样选定的主梁截面尺寸偏小，只能采用较厚的翼缘和腹板才能满足强度要求，选取翼缘厚度mm 200=δ，腹板厚度mm 10=δ。

主梁跨端高度与端梁相同。

3、 端梁尺寸端梁高度为()mm h H 540~3606.0~4.02==，取mm H 4002=，考虑大车安装尺寸，端梁总宽取mm B 3002=，腹板净间距mm 270，翼缘厚度mm 80=δ，腹板厚度mm 6=δ,4、 主端梁连接采用凸缘法兰螺栓连接，其余均为焊缝连接，并尽量采用自动焊接，桥架结构与主端梁截面图见表10.1二、主、端梁截面几何性质主梁 220332.033200m mm A == 49101577.4mm I x ⨯=，48107496.5mm I y ⨯= 端梁 2210094.09408m mm A == 4811041.2mm I x ⨯= 481102375.1mm I y ⨯=三、 主梁计算1、 垂直载荷及应力主梁自重载荷为m N Ag k F q /5.268481.90332.0785005.1=⨯⨯⨯==ρ，葫芦小车集中载荷（轮距较小，按合力计）为：()()N g m mP z Q5513281.96205000=⨯+=+=∑，动力效应系数为：,1.11=ϕ047.16047.017.012=⨯+=+=q v ϕ，)1(,138.1058.01.14mm h h v d ==+=ϕ，采用最大的14.14=ϕ。

前言起重机械是用来起落物品或人员的，有的还能使这些物品或人员在其工作范围内作水平或空间移动的机械。

取物装置悬挂在可沿桥架运行的起重小车或运行式葫芦上的起重机，称为桥架型起重机。

桥架两头通过运行机构直接支承在高架轨道上的桥架型起重机，称之为“桥式起重机”。

桥式起重机一样有大车运行机构的桥架、装有起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等几大部份组成。

外形像一个两头支承在平行的两条架空轨道上平移运行的单跨平板桥。

起升机构用来垂直起落物品，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内组成的三维空间里做搬运和装卸货物用。

桥式起重机是利用最普遍、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。

最大体的形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机都是在通用吊钩桥式起重机的基础上派生进展出来的。

起重机的产品型号表示为：类、组、型代号特点代号主参数代号更新代号例如：QD20/5桥式起重机表示为，吊钩桥式起重机，主钩20t，副钩5t。

在设计进程中，结合起重机的实际工作条件，注意了以下几方面的要求：整台起重机与厂方建筑物的配合，和小车与桥架的配合要适当。

小车与桥架的彼此配合，要紧在于：小车轨距（车轮中心线间的水平距离）和桥架上的小车轨距应相同，第二，在于小车的缓冲器与桥架上的挡铁位置要配合好，小车的撞尺和桥架上的行程限位装置要配合好。

小车的平面布置愈紧凑小车愈能跑到靠近桥架的两头，起重机工作范围也就愈大。

小车的高度小，相应的可使起重机的高度减小，从而降低了厂房建筑物的高度。

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。

起升机构和小车平面的布置要合理，二者之间的距离不该过小，不然维修不便，或造成小车架难以设计。

但也不该太大，不然小车就不紧凑。

小车车轮的轮压散布要求均匀。

如能知足那个要求，那么能够取得最小的车轮，轮轴及轴承箱的尺寸，而且使起重机桥架主梁上受到均匀的载荷。

一样最大轮压不该该超过平均轮压得20%。

第一章桥式起重机金属结构设计参数起重量Q：8t跨度S：16.5 m工作级别：A5起升高度：10 m起升速度：8m/min小车运行速度：40 m/min大车运行速度：90m/min第二章 总体设计1.桥架尺寸的确定B=（11~46）S=（11~46）⨯16.5= 4.13~2.75m 取B 0=3m根据小车轨距和中轨箱型梁宽度以及大车运行机构的设置，取B=4m2.主梁尺寸主梁高度H 1=（11~1417）S=1179~971mm 取H 1=1000mm 取腹板高度 h=H 1-20δ=800mm 腹板厚度 δ=6 mm 翼缘板厚度 0δ=10mm主梁B 1≥(1/50~1/60）S=0.33~0.275m 且 H 1/B 1≤3 取B 1=400mm 翼缘板宽度B 2=B 1+2δ+40=452mm 上下翼缘板相同，为10 mm ⨯452 mm3.端梁尺寸高度2H ≈1/21H =500mm 腹板高度h 2=480mm总宽2B =260mm ，各板厚0δ=δ=8mm,b=2B =260mm 端梁长度S2取4000mm.主、端梁采用焊接连接，端梁为拼接式.2.2 其他设计2.21 大车运行机构的设计由于本起重机跨度为16.5m ，在起重机的常用跨度（10.5-32m ）,大车运行机构的传动方案采用分别驱动。

其大车运行机构的布置方式如图2-2所示图2-2分别传动的大车运行机构布置方式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半齿轮联轴器；6-减速器；7-全齿轮联轴器； 8-车轮第三章 主、端梁截面几何性质a) 主梁 A 1=(452⨯10+800⨯6)⨯2 =18640mm 2 惯性矩Ix =210004520121000623⨯+⨯mm 4 =7.26×910mm 424526800124521023⨯⨯+⨯=Y I =mm 4=5.67×108mm 4 b)端梁 A 2=(500×8+260×8)×2 mm 2 =12160 mm 2惯性矩Ix 2=2500260812500823⨯⨯+⨯=3.43×108mm 4Iy 2=2260500812260823⨯⨯+⨯=1.47×108mm 4第四章 载荷计算4.1 固定载荷（1）梁自重：由“机械装备金属结构设计”（记为“书一”，在本说明书中适用）中公式7-2612()3Gh S m δρβ=- （4-1） 式中 h---梁的高度，单位mmδ---箱形梁的两块腹板厚度，单位 mmρ---钢材密度，取为Q235钢，密度为7.85×10-3g/ mm 3S---梁的 跨度,单位mmβ---构造系数。

5吨单梁桥式起重机轨道规格
一般来说，5吨的单梁起重机使用22或者24轨道比较多。

起重机轨道安装要求：
1.轨道安装前对钢轨、螺栓、夹板等进行检查，如有裂纹腐蚀或不合规格的应立即更换。

对允许修补的钢轨面和侧面，磨损缺陷都不应超过3mm的钢轨，修补完毕后再使用。

2.轨道垫铁与轨道和起重机主梁应紧密接触，每级垫铁不超过20块，长度大于100mm，宽度比轨道底宽10～20mm，两组垫块间距不大于200mm；垫铁与钢制起重机主梁牢固焊接，垫铁与轨道截面实际接触面积不小于名义接触面积的60%，局部间隙不大于1mm。

3.钢轨接头可做成直接头，也可以制成45°角的斜接头。

斜接头可以使车轮在接头处平稳过渡，一般接头的缝隙为1～2mm。

在寒冷地区冬季施工或安装时气温低于常年使用的气温，且相差在20℃以上时，应考虑温度缝隙，一般为4～6mm。

接头处两条钢轨的接头应错开500mm以上。

4.轨道末端装设终止挡板，以防起重机从两端出轨。

5.轨道的实际中心线与轨道的几何中心线的偏差不应大于3mm，龙门吊桥式起重机轨距允许偏差为±5mm；轨道纵向倾斜度为1/1500；两根轨道相对标高允许偏差为10mm。

5吨电动单梁桥式起重机的设计5-ton electric single girder overheadcrane design学院：机械工程学院专业班级：机自0602学号：060101037学生姓名：邵帅指导教师：台立钢（讲师）2010年6月28日摘要随着经济建设的迅速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场桥式起重机的需求也随之增加。

起重机是工矿企业、车站码头、实现搬运机械化、自动化，提高劳动生产效率的重要设备。

它是以间歇、重复工作方式，通过取物装置的起升、下降与运移来实现物料搬运的设备。

国内起重机多已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。

电动单梁起重机主要由桥架、电动葫芦、大车运行机构、电气备四大部分成。

桥架部分主要由主梁、横梁、小车导电支架、操纵室以及其他辅件组成。

主梁主要采用钢板拼接成U型，再与工字钢组焊成箱型实腹梁，并按照标准预制出相应的拱度；横梁是采用钢板焊接成箱型，在箱型梁上镗孔以安装车轮组；在主梁和横梁之间采用连接板形式，并用螺栓联结而成为一体。

本文通过对5吨电动单梁桥式起重起的整体研究，和校核计算，进一步进行主梁的设计，大车运行机构的设计，端梁的设计等，最后用CAD绘制成图。

关键词：5吨电动单梁桥式起重机；主梁设计；大车运行机构；端梁设计AbstractWith the rapid development of economic construction, China's infrastructure is gradually increase the intensity, road traffic, airports, ports, water conservancy and hydropower, municipal construction of infrastructure such as the scale of construction is also growing, crane market demand with the increase.Crane is the mining industry and the station terminal to achieve removal of mechanization and automation to improve labor productivity vital equipment. It is intermittent, repetitive work, through extracts from the device up, down and transport to achieve material handling equipment.China has used computer optimized multi-crane design, thus improving the machine's technical performance and reduce weight, and in this context as far as possible the new structure.Bridge is mainly composed of girder beams, car, conductive stents, control room and other auxiliary parts. Mainly USES the steel plate girder u-shaped, then becomes real choices and compound type crate, according to standard and abdominal beam prefabricated corresponding arch, Using steel welding beam is in the box, type a crate of beam to install wheel, boring, In between girder and beams, and by connecting plate forms looseness and become one.Based on the overall study of 5-ton electric single girder overhead crane , check calculation is given, the design of main beam, end beam and carts running mechanism, is made further, and finally the drawings are output with CAD.Keywords: 5-ton electric single girder overhead crane；design of the main beam；design of carts running mechanism；end beam design目录摘要 (II)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1 起重的工作特点及在国民经济中的地位 (1)1.2 国内起重机发展趋势 (2)1.2.1改进起重机械的结构, 减轻自重 (2)1.2.2充分吸收利用国外先进技术 (2)1.2.3向大型化发展 (3)1.3 国外起重发展趋势 (3)1.3.1简化设备结构, 减轻自重, 降低生产成 (3)1.3.2更新零部件, 提高整机性能 (4)1.3.3设备大型化 (4)1.3.4机械化运输系统的组合应用 (4)第二章5吨电动单梁桥式起重机的工作级别 (5)2.1 起重机利用等级 (5)2.2 起重机的载荷状态 (6)2.3 起重机工作级别的确定 (7)第三章5吨电动单梁桥式起重机的主梁计算 (8)3.1 主梁断面的几何特性 (8)3.1.1主梁断面面积 (8)χ-位置 (8)3.1.2主梁断面水平形心轴χ3.1.3主梁断面惯性距 (9)3.2 主梁强度的计算 (10)3.2.1垂直载荷在下翼丝引起的弯曲正应力 (10)3.2.2主梁工字钢下翼局部弯曲计算 (11)3.2.3工字钢下翼缘局部弯曲应力计算 (12)3.2.3主梁跨中断面当量应力计算 (14)第四章刚度计算 (15)4.1垂直静刚度的计算 (15)4.2水平静刚度计算 (15)4.3动刚度计算 (16)第五章端梁的计算 (17)5.1轮距的确定 (17)5.2端梁中央断面几何特性 (17)5.2.1断面总面积 (18)5.2.2形心位置 (18)5.2.3断面惯性矩 (18)5.3起重机最大轮压 (19)5.3.1起重机支承反力作用 (19)5.3.2起重机最大轮压的计算 (20)5.4最大歪斜侧向力 (23)5.5端梁中央断面合成应力 (23)5.6车轮轴对端梁腹板的挤压应力 (24)第六章主、端梁连接计算 (25)6.1主、梁连接形式及受力分 (25)6.2螺栓拉力的计算 (25)6.2.1起重机歪斜侧向力矩的计算 (25)6.2.2歪斜侧向力矩对螺栓拉力的计算 (25)6.2.3起重机支承反力对螺栓的作用力矩 (26)6.2.4支反力矩对螺栓的拉力 (27)6.2.5验算螺栓强度 (27)6.2.6凸缘垂直剪切应力验算 (28)6.2.7凸缘挤压应力计算 (28)第七章结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第一章绪论1.1 起重的工作特点及在国民经济中的地位起重机在国民经济中的地位物料搬运在整个国民经济中有着十分重要的地位, 提高起重运输机械的生产效率, 确保运行的安全可靠性, 降低物料搬运成本是十分重要的]1[。

摘要起重机械广泛应用于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑工地、海洋开发、宇宙航行等各个工业部门，可以说陆地、海洋、空中、民用、军用各个方面都有起重机械在进行着有效的工作。

此次设计将主要对电动单梁桥式起重机的桥架进行设计与计算，说明书分为六章。

第一章主要介绍了起重机的特点及发展趋势；第二章介绍了电动单梁桥式起重机的主要特点及给定的参数和电动葫芦的选择；第三章主要对主梁进行设计及计算，设计时应注意工字钢的选用、尺寸的确定及校核；第四章主要对端梁进行设计，设计时应特别要求对轮压进行计算；第五章主要对主梁和端梁的连接进行设计，进行设计应特别注意主、端梁的连接方式及螺栓的受力分析和校核，确定满足强度条件。

第六章主要对大车运行机构进行设计，设计时应确定哪种驱动方式及其主要数据，应特别注意对缓冲器进行确定，应为他确保了起重机的安全防护。

关键词：起重机，电动单梁桥式起重机，起升机构设计ABSTRACTCrane is widely used in industrial and mining enterprises, ports, railway stations warehouses, construction sites, ocean development, astronautics and other industrial sectors, can be land, sea, air, and civilian and military lifting all aspects of effective work going on .The design will be mainly electric single girder overhead bridge crane design and calculation, the instructions are divided into six chapters. The first chapter introduces the features and development trend of the crane; second chapter introduces the electricsingle-girder overhead crane main features and given the choice of parameters and the electric hoist; third chapter focuses on the design and calculation of the main beam, the design should be noted that the selection of I-beam, and checking to determine the size; fourth chapter of the side beam design, the design of the tire pressure should be specifically asked to calculate; fifth chapter of the main beam and side beams connecting the design, conduct design should pay particular attention to the main, end beam bolt connections and mechanical analysis and verification, determined to meet the strength conditions. Chapter VI of the traveling mechanism design, the design should determine which of the main data-driven approach, special attention should be conducted to determine the buffer should be to ensure that the crane for his safety.Keywords: Crane, electric single girder overhead cranes, lifting mechanism design目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1桥式起重机的特点 (1)1.2桥式起重机发展趋势 (1)2型式及主要技术参数 (3)2.1型式及构造特点 (3)2.2主要技术参数 (3)2.3电动葫芦的选择 (4)3主梁设计 (6)3.1主梁断面几何特性 (6)3.2主梁强度的计算 (7)3.3刚度计算 (12)3.4稳定性计算 (14)4端梁设计 (15)4.1轮距的确定 (15)4.2端梁中央断面几何特性 (15)4.3起重机最大轮压 (16)4.4选取车轮直径和轨道型号和尺寸 (19)4.5最大歪斜侧向力 (10)4.6端梁中央断面合成应力 (21)4.7车轮轴对端梁腹板的挤压应力 (21)5主、端梁连接设计 (23)5.1主、端梁连接形式及受力分析 (23)5.2螺栓拉力的计算 (23)6 大车运行机构的设计 (288)6.1主要参数与机构的布置简图 (28)6.2电动机的选择 (28)6.2缓冲器的选择 (31)设计总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1 绪论1.1 桥式起重机的特点起重机的用途是将物品从空间的某一地点搬运到另一地点。

⾦属结构课程设计（53m）（DOC）L型单主梁吊钩龙门起重机主梁⾦属结构设计计算书—、设计任务：为沿海某单位设计⼀般⽤途带双悬臂的L型单主梁吊钩龙门起重机。

⼆、设计条件：货场宽度为53m，由使⽤要求和总体设计给出如下⼀些设计条件和参数。

1.额定起重量为10吨，吊具质量380kg2.⼤车轮数为4，其中⼆个主动轮，布置在⼀边。

⼤车运⾏速度为45m／min，⼤车⾏车轨道采⽤P43型铁道钢轨。

3.⼩车带有垂直反滚轮。

⼩车车轮数为2，其中⼀个主动轮，反滚轮数为2，⼩车运：30．10kg／m)。

⾏速度为44.6 m／min，⼩车⾏车轨道采⽤P30铁道钢轨(G轨4.全部⾦属结构采⽤箱形结构，材料为Q235－B。

5.⼤车轴距B＝7.5m，⼩车轴距b＝2.3m。

6.⼩车处于悬臂端极限位置时，车轮⾄悬臂端的距离a＝0.9m。

7.起升机构起升速度12m／，⼯作级别A5。

8.电源为三相交流，380V，50Hz，由⼤车导电架供电。

9.⽀腿下⽀承截⾯中⼼线⾄从动轮中⼼线的⽔平距离B1＝5.74m。

10.⼤车轨⾯⾄吊钩最⾼极限位置的垂直距离H＝11 m 。

＝1500 mm。

11.⼤车轨⾯⾄⽀腿下⽀承截⾯的垂直距离H6＝10200 mm。

12.主梁下翼缘⾄⼤车轨⾯净空⾼度H113.主梁重⼼⾄从动轮的⽔平距离b＝4730 mm。

＝3989 kg。

14.⼩车质量PGX15.其它参数：C＝580 mm；E＝123 mm；D＝400 mm。

三、设计计算<⼀> 跨度L 和悬臂l 的选择主梁总长0125710057.1L L b a mm m =++==,按等强度原则选择：1．根据⼜⾃重引起的两⽀腿出的弯矩与跨中处的弯矩相等 '00.58633460.6L L mm ==2．根据由⼩车位于悬臂端时⽀腿处的弯矩与⼩车位于跨中时的弯矩相等''01(2436087.786L L a b mm =--=跨度 '''1()34774.192L L L mm =+=圆整：取38000L mm =悬臂长度：01()95502l L L mm =-=主梁基本尺⼨单位： mm<⼆>主梁截⾯主要尺⼨的确定1.主梁⾼度：偏轨箱形主梁⾼度h 由经济条件和刚性条件确定。

目录摘要 (III)Abstract (IV)第一章概述 (1)1.1 概述 (1)1.2 桥式起重机发展概述 (1)1.2.1 国内外现状 (2)1.2.2国外现状 (2)1.2.3国内桥式起重机发展动向 (2)1.2.4国外桥式起重机发展动向 (3)1.3 现代双梁桥式起重机设计的目的、内容和要求 (4)1.3.1 设计目的 (4)1.3.2 设计内容 (5)1.3.3 设计要求 (5)第二章起升机构的计算 (6)2.1确定起升机构传动方案，选择滑轮组和吊钩组 (6)2.2选择钢丝绳 (7)2.3确定滑轮主要尺寸 (7)2.4确定卷筒尺寸，并验算强度 (8)2.5选择电动机 (9)2.6减速器的设计 (10)2.6.1传动比的分配 (10)2.6.2计算传动装置的运动和动力参数 (11)2.6.3齿轮传动设计 (13)2.6.4轴的设计 (23)2.6.5轴的校核 (26)2.6.6键的选择和校核 (32)2.6.7滚动轴承的选择和校核 (33)2.7.选择制动器 (36)2.8选择联轴器 (36)2.9验算启动时间 (37)2.10 制动时间的验算 (37)2.11 高速浮动轴计算 (38)第三章吊钩组的计算 (40)3.1 吊钩的计算 (40)3.2吊钩横轴的计算 (41)3.3滑轮轴计算 (42)3.4拉板的强度验算 (44)3.5 滑轮轴承的选择 (45)第四章卷筒部件计算 (46)4.1 卷筒芯轴的设计计算 (46)4.2 选择轴承 (47)4.3 绳端固定装置的计算 (48)第五章结论 (50)致谢 (51)参考文献 (52)附录 (53)5t双梁吊钩桥式起重机小车起升机构设计摘要起重机的出现大大提高了人们的劳动效率和经济效益，以前需要很多人力物力才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果，尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。

像在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置时，桥式起重机所起到的作用就很明显。