YZ100桥式铸造起重机

机械工程学院毕业设计（论文）

1 绪论

1.1 研究的意义及目的

桥式铸造起重机是桥架型起重机的一种，它依靠起升机构和水平面内的两个相互垂直方向移动的运行机构，桥式铸造起重机是炼钢车间和连续铸造车间中的主要生产设备之一。它的主要用途是:将从高炉车间运来的铁水倒入混铁炉中进行贮存、保温，或兑入平炉或转炉中进行冶炼，以及吊运从平炉或转炉中炼好的钢水进行浇铸钢锭或在连续铸造车间中将盛钢桶直接吊到连铸机的钢包回转台上进行连续浇铸，用于不同规模的炼钢车间和不同的炼钢方式的铸造起重机的结构型式和性能参数各不相同。但桥式铸造起重机是冶金行业必须使用的一种起重运输机械。它具备承载能力大，工作可靠性高，运行速度快，维护检修方便，有完善的安全保护装置，制造工艺相对简单等优点。目前随着经济建设的发展，用户对桥式铸造起重机的性能和安全要求越来越高。但是目前的设计工作主要依靠手工完成，重复性劳动很大，而且国内桥式起重机的结构型式比较落后，其开发能力、产品规模和质量与国外都有着相当大的差距。当今，桥式起重机已不再是传统意义上粗大笨重、操作复杂、维护困难的工业设备，而是现代工业面向用户的设计理念和世界先进技术的完美结合，塑造出体积轻巧、结构紧凑、操作简便、使用安全、免维护等优秀特性的产品是当前起重机设计的目标。

冶金起重机通常是指参加炼钢、轧钢、锻造、热处理等生产过程并直接完成某一种特定工艺的特种起重机。这种起重机工作时其利用等级高，载荷状态重，工作环境恶劣，往往处在高温，高粉尘的环境中，并且由于高速运行，其承受的冲击载荷大，其功能非一般起重机能代替，所以市场对其的需求较大，对其的设计研究有着更高的要求。

本设计通过对桥式起重机的大车运行机构部分的设计计算，以及电动机、联轴器、缓冲器、制动器的选用；运行机构减速器的设计计算和零件的校核计算及结构设计，完成了桥式起重机的大车运行机构机械部分的设计。通过一系列的设计，满足设计要求，并且整个传动过程比较平稳，且大车运行机构结构简单，拆装方便，维修容易，价格低廉。

1．2 国内外起重机的发展趋势

随着现代工业的迅速发展，新技术、新工艺的充分应用，社会生产力又跃上了一个新

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水平。一些大型、重型机构、设备、塔器的运输等工作，没有起重机是很难完成的。由于市场竞争的需要，起重机生产方式也由单件小批量向着多品种的变批量方向发展。由于工业生产规模的不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量日益增长。起重量和工作速度也逐步提高，对能耗和可靠性要求更是越来越高。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。

1.2.1国外起重机发展

随着国际市场竞争的加剧，起重机械的科技含量要求明显提高，从而使国外各种制造起重机企业在生产中更多地采用优化设计、机械自动化和自动化设备来提高劳动生产率，这对世界销售市场、制造商和用户们都产生了巨大的影响。有关调查资料表明，65%的起重机械用户要求采用先进的起重机设备，主要是为了提高生产率、减少劳动工资。近年来，国外起重运输机械主要发展趋势如下：

(1)采用新理论、新技术和新手段。推广采用优化设计、可靠性概率设计、极限状态设计、虚拟样机设计、CAD/CAE设计等现代设计方法。

(2)向自动、智能和信息化，向成套、系统和规模化发展。

(3)向大型、高效和节能化发展。最大的桥式起重机起重量达1200t。 (4)向模块、通用化，向简易、多样化发展。

(5)重视产品的合理人机关系、外观造型与表面涂装，有利于提高作业效率和操作安全、舒适。

1.2.2国内起重机发展

目前国内销售市场对起重机械的需求量正在不断增加，据分析，目前全国的桥式、门式起重机的市场份额每年大约有200多亿。而其中桥式类型起重机就广泛应用于大型的生产车间、装配车间、以及冶金车间等等,是现代化生产中合理组织生产必不可少的生产设备。我国起重机应从以下几方面进行起重机的研究与改进：

(1)改进起重机械的结构，减轻自重。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。

(2)充分吸收利用国外先进技术。 (3)向大型化发展。

1.3 起重机设计概论

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1.3.1 起重机的作业特点

起重机是以反复短暂的工作循环方式完成货物装卸或设备安装作业的。一个工作循环包括：取物、货物上升、水平运动、下降、卸载，然后空吊具返回原地。一个工作循环时间一般从几分钟到二三十分钟，其间各机构在不同时刻有短暂的停息时间。由于反复起动和制动，各机构和结构将承受强烈的振动和冲击，有的甚至承受不稳定的变幅应力作用，这些都将对构件的强度计算产生较大影响。起重机属于有危险性作业的设备，它发生事故造成的损失将是巨大的。所以，起重机设计制造一定要严格按照国家标准和有关规定进行。

1.3.2 起重机的分类

根据GB/T 6974.1《起重机械名词术语—起重机械类别》和GB/T 20776《起重机械分类》的规定，起重机械可分为轻小型起重设备、起重机、升降机等类别。而起重机一般是指除了起升机构外还有水平运行机构的起重设备。起重机品种繁多，分类也多种多样。根据起重机构造的不同，可分为桥架型起重机和回转型起重机两类。

桥架型起重机包括梁式起重机、桥式起重机、门式起重机、装卸桥等。它除了起升机构外，还配有小车、大车两个运行机构。依靠这些机构的配合运动，可在整个长方形场地及其上空作业。这类起重机适合于车间、仓库、露天堆场等处的物品装卸。

回转型起重机，除起升机构外，通常还有旋转机构和变幅机构，依靠这些机构的配合，可以在圆形场地及其上空作业。回转型起重机可装设在车辆或其它运输工具上，这样就构成了常见的各种运行臂架式起重机，如门座式起重机、塔式起重机、汽车起重机等，他们具有很多的机动性，特别适用于露天装卸及安装工作。

1.3.3 起重机的组成

起重机由产生运动的机构、承受载荷的金属结构、提供动力和起控制作用的电气设备及各种安全指示装置等四大部分组成，其基本结构主要有起升机构、运行机构和金属结构等。起升机构是起重机的基本工作机构，大多是由吊挂系统和绞车组成，也有通过液压系统升降重物的。运行机构用以纵向水平运移重物或调整起重机的工作位置，一般是由电动机、减速器、制动器和车轮组成。金属结构是起重机的骨架，主要承载件如桥架、臂架和门架，可为箱形结构或桁架结构，也可为腹板结构，有的可用型钢作为支承梁。

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2 大车系统方案设计

大车机构是由电动机、制动器、传动机构(包括减速器、传动轴、联轴器）桥架和车轮部件组成开动该机构可使起重机沿铺设厂房梁上的轨道运行，将调运的物体做水平移动，运行速度为38.8m／min。

1）大车主动轮的布置方案：

主动轮布置的位置及主动轮的数目应保证在任何情况下都有足够的主动轮压，主动轮在起动和制动过程中，由于附着力不足将会出现打滑现象。通常主动轮占车轮总数的一半。对于运行速度低的起重机也可取车轮总数的1/4，运行速度高的起重机可采用全部车轮驱动。

a）单面布置

由于主动轮在一侧轨道上，主动轮轮压之和变化较大、两侧车轮易跑偏，故 应用很少，只用于轮压本身不对称的起重机。

图2.1，单面布置

b）对面布置

在跨度小的桥式铸造起重机上用得较多，因为机构便于布置，能够保证主动轮轮压之和不随小车位置二变化，不宜用于臂架式起重机，因为主动轮轮压之和随臂架位置彼岸变化较大。

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图2.2，对面布置

c) 对角布置

常用于中、小型旋转起重机上，这是因为臂架旋转时对角主动轮轮压之和通常变化不大。

图2.3，对角布置

d）四角布置

广泛用于大型、高速运行的各种起重机上，这是因为四角上的主动轮呀之和基本不变。

图2.4，四角布置

综合比较上述车轮布置方案大车运行机构选取b）四角布置，最为合理。

2) 大车驱动装置布置方式 a）平行轴线布置

大多数起重机起升机构的驱动装置都采取电动机轴与卷筒轴平行布置。大起重最的起升机构由于起升速度相对较慢，减速器传动比增大，也有采用在减速器输出端加一级开式齿轮的方式，此外还可将定滑轮直接套装在卷筒上，并使卷简直接作为小车架的主体，在两端安装行走端粱构成整个起重小车，使结机构大为简化

b）同轴线布置

将电动机、减速器和卷筒成直线排列电动机和卷筒分别布置在同轴线减速器〔常为

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