程曉燕

（廣東敏豪起重機(jī)械設(shè)備有限公司技術(shù)部，廣東佛山528313）

32/5 t通用橋式起重機(jī)改型設(shè)計(jì)研究

程曉燕

（廣東敏豪起重機(jī)械設(shè)備有限公司技術(shù)部，廣東佛山528313）

介紹了32/5 t通用橋式起重機(jī)的改型設(shè)計(jì)情況，給出了改型方案,提供了理論依據(jù)，并對(duì)產(chǎn)生的效果進(jìn)行分析。此種改型可為類似工況條件下的設(shè)計(jì)提供參考。

通用橋式起重機(jī)；改型設(shè)計(jì)；理論依據(jù)；效果

現(xiàn)有的傳統(tǒng)型通用橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)存在3大詬病，即整機(jī)重量偏重、整機(jī)總功率偏大、整機(jī)制造成本偏高。本文在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)起重機(jī)整機(jī)工作級(jí)別的降低、工作速度的降低［1］和客戶及市場(chǎng)的需要，做了改型設(shè)計(jì)來(lái)克服上述不利因素，達(dá)到了降低整機(jī)重量、降低整機(jī)總功率、降低整機(jī)制造成本的效果。節(jié)約了電費(fèi)，從而避免了資源浪費(fèi)，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

1　傳統(tǒng)型通用橋式起重機(jī)的典型結(jié)構(gòu)

1.1由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)型通用橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)組成

由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)型主、副起升機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)、補(bǔ)償軸、聯(lián)軸器、減速器、卷筒、定滑輪組、制動(dòng)器等7部分組成，其起升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示［2］。

圖1中，1為主起升機(jī)構(gòu)，2為副起升機(jī)構(gòu)。

1.2由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)型通用橋式起重機(jī)的小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成

由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)型通用橋式起重機(jī)的小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)、立式減速器、聯(lián)軸器、補(bǔ)償軸、角型箱小車(chē)輪組等5部分組成，其小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)如圖2所示［2］。

1.3由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)型通用橋式起重機(jī)的大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成

由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)型通用橋式起重機(jī)的大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、補(bǔ)償軸、角型箱大車(chē)輪組等5部分組成，其大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)如圖3所示［2］。

2　改進(jìn)型通用橋式起重機(jī)的典型結(jié)構(gòu)

2.1由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)型通用橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)組成

由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)型主、副起升機(jī)構(gòu)，其主起升機(jī)構(gòu)，仍然由電動(dòng)機(jī)、補(bǔ)償軸、聯(lián)軸器、減速器、卷筒、定滑輪組、制動(dòng)器等7部分組成，副起升機(jī)構(gòu)改用鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，改進(jìn)型起升機(jī)構(gòu)如圖4所示。

圖4中，1為主起升機(jī)構(gòu)，2為副起升機(jī)構(gòu)（電動(dòng)葫蘆）。

2.2由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)型通用橋式起重機(jī)的小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成

由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)型通用橋式起重機(jī)的小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)、LDH驅(qū)動(dòng)型減速器、LDA小車(chē)輪組等3部分組成，其小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)如圖5所示。

由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)型通用橋式起重機(jī)的大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)、LDH驅(qū)動(dòng)型減速器、LDB大車(chē)輪組等3部分組成，其大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)與由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)類似。

3　32/5 t通用橋式起重機(jī)改型設(shè)計(jì)方案

3.1主起升與副起升

主起升采用卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)為單制動(dòng)，可以起吊32 t重物，主起升機(jī)構(gòu)如圖6所示。

圖6中，1為主起升機(jī)構(gòu)，2為副起升機(jī)構(gòu)（電動(dòng)葫蘆）。副起升采用5 t鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，可以起吊5 t重物。

3.2小車(chē)運(yùn)行與大車(chē)運(yùn)行

小車(chē)采用YSE2100L1-4（軟啟動(dòng)）2×2.2 kW電機(jī)，制動(dòng)方式為錐形電機(jī)制動(dòng)，配LDH（20 m/min）驅(qū)動(dòng)減速機(jī)，小車(chē)軌道38 kg，車(chē)輪根據(jù)LDA改型，踏面直徑350mm，取消浮動(dòng)軸，聯(lián)軸器等配件。

大車(chē)采用YSE2100L2-4（軟啟動(dòng)）2×3.0 kW電機(jī)，制動(dòng)方式為錐形電機(jī)制動(dòng)，配LDH（20 m/min）驅(qū)動(dòng)減速機(jī)，大車(chē)軌道43 kg，車(chē)輪根據(jù)LDB改型，踏面直徑460 mm，取消浮動(dòng)軸，聯(lián)軸器等配件。

3.3改進(jìn)型小車(chē)架結(jié)構(gòu)

根據(jù)LH32/5 t電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)小車(chē)架，結(jié)合傳統(tǒng)型QD32/5 t小車(chē)架尺寸進(jìn)行改型設(shè)計(jì)。

4　改型設(shè)計(jì)方案效果分析

4.1主要參數(shù)變化

4.1.1重量變化及制造成本的變化

改進(jìn)型起重機(jī)整機(jī)重量（假設(shè)起重機(jī)的跨度按照10.5 m計(jì)算）從30 t降到了20 t，改進(jìn)型與傳統(tǒng)型相比，每臺(tái)可節(jié)約制造成本65 000元以上。

4.1.2功率及電費(fèi)變化

改進(jìn)型起重機(jī)的整機(jī)功率從傳統(tǒng)型的80.3 kW降到50.2 kW，按照每年使用720 h計(jì)算（相當(dāng)于每天運(yùn)行2 h），大約可以節(jié)約電能21 672kW·h，相應(yīng)每年可以節(jié)約電費(fèi)約22 330元。

如果起重機(jī)的主起升電機(jī)采用YTSP變頻調(diào)速專用電機(jī)（帶光電編碼器），就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，還可取消電阻器；如果再將主起升速度降為3 m/min的話，則制造成本（電機(jī)和減速機(jī)及電阻的成本）還可以降低，那么每年的節(jié)能效益更加可觀。

4.2計(jì)算驗(yàn)證

4.2.1改進(jìn)型小車(chē)架橫梁與大車(chē)端梁的強(qiáng)度計(jì)算

（1）小車(chē)架橫梁力學(xué)參數(shù)計(jì)算。小車(chē)架橫梁截面如圖7所示。

（2）小車(chē)架橫梁受力分析。中橫梁支撐了兩條主鉤定滑輪梁，吊鉤鋼絲繩8條分支中，有6條通過(guò)定滑輪傳到定滑輪梁再傳給兩條中橫梁，橫梁受力如圖8所示，可以計(jì)算得出作用在橫梁上的計(jì)算載荷為P計(jì)=7 425 kg。

計(jì)算結(jié)果表明，小車(chē)架橫梁強(qiáng)度足夠。

大車(chē)端梁截面如圖9所示。同理可以驗(yàn)證大車(chē)端梁強(qiáng)度足夠。圖7～9中，單位均為mm。

4.2.2改進(jìn)型大車(chē)與行走機(jī)構(gòu)電機(jī)動(dòng)率計(jì)算

（1）大車(chē)行走速度計(jì)算。參照大車(chē)行走機(jī)構(gòu)選用3.0 kW電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速n=1 200 r/min，大車(chē)車(chē)輪直徑D=460 mm，驅(qū)動(dòng)裝置采用LDH×7模驅(qū)動(dòng)裝置，大開(kāi)式齒輪為56齒，總傳動(dòng)比為i=75.15，可以計(jì)算得出大車(chē)行走速度v=23 m/min。

考慮電壓較差時(shí)仍能正常工作，故選用3.0 kW電機(jī)，本設(shè)計(jì)采用了軟起動(dòng)電機(jī)可獲得平穩(wěn)的起動(dòng)。

同理，可以計(jì)算小車(chē)行走機(jī)構(gòu)電機(jī)動(dòng)率。

4.2.3車(chē)輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

車(chē)輪的疲勞計(jì)算載荷按式

計(jì)算。通過(guò)計(jì)算可知大車(chē)車(chē)輪接觸疲勞強(qiáng)度足夠。

同理，可以計(jì)算小車(chē)車(chē)輪接觸疲勞強(qiáng)度。通過(guò)計(jì)算可知，小車(chē)車(chē)輪接觸疲勞強(qiáng)度足夠。

5　結(jié)論

（1）本改進(jìn)型通用橋式起重機(jī)用于某公司倉(cāng)庫(kù)吊運(yùn)31 t鋼卷用，經(jīng)過(guò)特種設(shè)備檢驗(yàn)所監(jiān)檢并出具監(jiān)檢合格證出廠，驗(yàn)收合格，使用效果很好。

（2）改進(jìn)型通用橋式起重機(jī)適用于工作級(jí)別A1～A3，大、小車(chē)運(yùn)行速度要求低，控制方式為地面控制或者遙控器操作，不經(jīng)常使用的場(chǎng)合。而傳統(tǒng)型通用橋式起重機(jī)適用于工作級(jí)別A4～A8，駕駛室控制，使用頻繁的場(chǎng)合?？梢源蟠蠼档椭圃斐杀?，縮短制造周期，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，節(jié)約電力消耗。為公司的產(chǎn)品搶占市場(chǎng)贏得商機(jī)。A1～A3級(jí)別的通用橋式起重機(jī)改型設(shè)計(jì)可操作性強(qiáng)，有較好的市場(chǎng)前景。

此次改型設(shè)計(jì)的成功可為類似的改型設(shè)計(jì)提供重要參考。

［1］萬(wàn)力,徐格寧.GB3811—2008起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

［2］張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社,2013.

［3］蘇冬,徐麗華.GB/T14405-2011通用橋式起重機(jī)［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

【責(zé)任編輯：任小平renxp90@163.com】

Study of the modified design for 32/5 t general bridge crane

CHENG Xiao-yan

(Technology Department,Guangdong Minho Hoisting Machinery Equipment Co.Ltd,Foshan 528313,China)

This paper introduces the retrofit design for 32/5 t general overhead traveling crane,the retrofit scheme,provides the theory basis and the effect analysis.This modification can provide reference for design of similarconditions.

general bridge crane;the retrofit design;theoretical basis;effect

TH215

A

1008-0171（2015）02-0084-04

2014-03-22

程曉燕（1962-），女，湖南衡陽(yáng)人，廣東敏豪起重機(jī)械設(shè)備有限公司工程師。