2.大车运行机构的设计
2.1设计的基本原则和要求
大车运行机构的设计通常和桥架的设计一起考虑,两者的设计工作要交叉进行,一般的设计步骤:
- 确定桥架结构的形式和大车运行机构的传方式
- 布置桥架的结构尺寸
- 安排大车运行机构的具体位置和尺寸
- 综合考虑二者的关系和完成部分的设计
对大车运行机构设计的基本要求是: - 机构要紧凑,重量要轻
- 和桥架配合要合适,这样桥架设计容易,机构好布置
- 尽量减轻主梁的扭转载荷,不影响桥架刚度
- 维修检修方便,机构布置合理
2.1.1机构传动方案
大车机构传动方案,基本分为两类:
分别传动和集中传动,桥式起重机常用的跨度(10.5-32M)范围均可用分别传动的方案本设计采用分别传动的方案。
2.1.2大车运行机构具体布置的主要问题: - 联轴器的选择
- 轴承位置的安排
- 轴长度的确定
这三着是互相联系的。
在具体布置大车运行机构的零部件时应该注意以几点: - 因为大车运行机构要安装在起重机桥架上,桥架的运行速度很高,而且受载之后向下挠曲,机构零部件在桥架上的安装可能不十分准确,所以如果单从保持机构的运动性能和补偿安装的不准确性着眼,凡是靠近电动机、减速器和车轮的轴,最好都用浮动轴。
- 为了减少主梁的扭转载荷,应该使机构零件尽量靠近主梁而远离走台栏杆;尽量靠近端梁,使端梁能直接支撑一部分零部件的重量。
- 对于分别传动的大车运行机构应该参考现有的资料,在浮动轴有足够的长度的条件下,使安装运行机构的平台减小,占用桥架的一个节间到两个节间的长度,总之考虑到桥架的设计和制造方便。
- 制动器要安装在靠近电动机,使浮动轴可以在运行机构制动时发挥吸收冲击动能的作用。
2.2 大车运行机构的计算
已知数据:
起重机的起重量Q=100KN,桥架跨度L=16.5m,大车运行速度Vdc=90m/min,工作类型为中级,机构运行持续率为JC%=25,起重机的估计重量G=168KN,小车的重量为Gxc=40KN,桥架采用箱形结构。
计算过程如下:
2.2.1确定机构的传动方案
本起重机采用分别传动的方案如图(2-1)
大车运行机构图(2-1)
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
2.2.2 选择车轮与轨道,并验算其强度
按照如图所示的重量分布,计算大车的最大轮压和最小轮压:
满载时的最大轮压:
3.端梁的设计
3.1 端梁的尺寸的确定
3.1.1端梁的截面尺寸
1.端梁截面尺寸的确定:
上盖板1=10mm,
中部下盖板1=10 mm
头部下盖板2=12mm
按照[1]表19-4直径为500mm的车轮组尺寸,确定端梁盖板宽度和腹板的高度时,首先应该配置好支承车轮的截面,其次再确定端梁中间截面的尺寸。配置的结果,车轮轮缘距上盖板底面为25mm;车轮两侧面距离支承处两下盖板内边为10 mm,因此车轮与端梁不容易相碰撞;并且端梁中部下盖板与轨道便的距离为55 mm。如图示(3-1)
端梁的截面尺寸图(3-1)
4 端梁接头的设计
4.1 端梁接头的确定及计算
端梁的安装接头设计在端梁的中部,根据端梁轮距K大小,则端梁有一个安装接头。
端梁的街头的上盖板和腹板焊有角钢做的连接法兰,下盖板的接头用连接板和受剪切的螺栓连接。顶部的角钢是顶紧的,其连接螺栓基本不受力。同时在下盖板与连接板钻孔是应该同时钻孔。
如下图为接头的安装图
下盖板与连接板的连接采用M18的螺栓,而角钢与腹板和上盖板的连接采用M16的螺栓。
(a)
连接板和角钢连接图4-1(b)
4.2.2 焊缝的强度校核
1.对腹板由弯矩M产生的焊缝最大剪应力:
5 焊接工艺设计
对桥式起重机来说,其桥架结构主要是由很多钢板通过焊接的方法连接在一起,焊接的工艺的正确与否直接影响桥式起重机的力学性能和寿命。
角焊缝常用的确定焊角高度的方法
5-1
角焊缝最小厚度为:
a≥0.3max+1
max为焊接件的较大厚度,但焊缝最小厚度不小于4mm,当焊接件的厚度小于4mm时,焊缝厚度与焊接件的厚度相同。
角焊缝的厚度还不应该大于较薄焊接件的厚度的1.2倍,即:
a≤1.2min
按照以上的计算方法可以确定端梁桥架焊接的焊角高度a=6mm.
在端梁桥架连接过程中均采用手工电弧焊,在焊接的过程中焊缝的布置很关键,桥架的焊缝有很多地方密集交叉在设计时应该避免如图5-1(a)、5-1(b)示
5-2(b)
定位板和弯板的焊接时候,由于定位板起导向作用,在焊接时要特别注意,焊角高度不能太高,否则车轮组在和端梁装配的时,车轮组不能从正确位置导入,焊接中采用E5015(J507)焊条,焊条直径d=3.2mm,焊接电流160A,焊角高度最大4㎜。如图5-2位弯板和定位板的焊接