10吨位桥式起重机总体设计（全套完整有CAD）

如果负载需要全压来起动时，此时是电动机的起动电流为变频器正常过载倍数，见产品手册安全系数，当为短时工作制时般为当所需变频器容量比较大时，可延长起动时间，减少动态电流值。

在选择变频器时，还要考虑它所能提供的制动能力，通常变频器本身有制动能力，般可在短时提供的额定值的制动转矩，如果在工作中制动成分较大或需要频繁制动，则应考虑增设制动单元和外接制动电阻器。

.起升机构的变频调速起升机构的转矩分析在起升机构中，主要有三种转矩重力转矩。

由重物等作用在卷筒上的转矩，大小为重物等重量和卷筒的半径的乘积，即的方向向下。

电动机工作转矩。

是电动机工作产生的转矩，为主动转矩，其方向有正有负。

摩擦转矩。

因为减速机构脸面传动比可能较大，最多可达，因此，对于减速机构工作产生的摩擦不能小视。

摩擦转矩与运动方向保持相反。

起升过程中电动机的工作情况被调物品的上升是依靠转矩作用的，方向和转矩方向要致，所以属于电动机状态，它的机械特性在第象限，如图.所示。

工作时工作点为，速度为。

当降低频率而减速时，在频率刚下降的时候，机械特性随之切换到曲线，工作点随着点转换到点，此时进入第二象限，电动机为再生制动状态，它的转矩改为反方向的制动转矩，使转速快速下降，重新进入第象限，至点时，维持稳定运行，点就是当频率减小后新的工作点，这时，转速已降低为。

空钩包括轻载下降时，重物自身是不能下降的，必须由电动机反向运行来实现。

电动机的转矩和转速都是负的。

故机械特性曲线在第三象限，如图.中的曲线所示，工作点为点，转速为。

当依靠减小频率来减速时，在频率刚开始下降时，机械特性以及切换至曲线，工作点由点跳变至点，进入第四象限，电动机此时为反向的再生制动状态，它的转矩变为正方向，以阻止重物下降，所以也是制动转矩，使下降的速度减慢，并又进入第三象限，至点时，此时运行状态较稳定，点便是频率减小后的新的工作点，这时，转速为。

重物下降物体时，重物会由于本身的重力影响而下落，电动机的速度会因为大于同步时的转速为再生制动。

虽然变频调速时电动机的过渡状态在起动过程中，随着变频器输出频率增加，电动机沿着各频率下机械特性的包络线加速。

直至稳定工作在设定频率点上因这个过程中，因为电源电压由于频率变化慢慢变大，则会使电动机的起动电流比起全压起动时低。

随着变频器的输出频率减小，电动机的工作点将进入第二象限，此时为发电状态并制动。

电动机的性能回馈给变频器，由它的制动电阻器消耗，如果变频器电网侧的整流器具有可逆性能，这部分能还可以回馈电网，如图.给出了过渡状态。

变频器的功能随着时代的进步，变频器的发展日新月异，对于变频器主要由以下几方面的特点多种特性可供助记词选择，可以满足各种交流异步电动机的要求。

本身带有转矩变化功能，工作方式也可在恒定和输出转矩恒定两方面进行选择。

特别是转矩的大小即可人为设定又能自动选择，而当变频器利用自动补偿功能可使电动机在低频状态下减小阻抗影响，以此来扩大输出转矩。

设有线性和型加减速时间可以大很宽的范围内设定。

在减速过程中，允许电动机电力制动，此刻变频器吸收电动机的动能，将多余的能量消耗在制动电阻器中。

但因为电阻器容量不够，变频器只能在较短时间内吸收能量。

当有圈套的制动转矩，还需要外部制动单元和制动电阻器选件，这样方可使制动能力提高到额定工作大小。

有些产品具有将能量回馈电网的能力，其制动过程能力更强。

当电动机接近停机时，变频器还利用直流动力制动来使工作负载更准确。

通过外部控制继电器的触点就能调换变频器输出电源相序，从而可以改变电动机转动方向，这样可以省去控制电动机定子回路的大电流可逆接触器。

设有多个输出频率点各点参数可以独立整定，由外部控制器切换，变频器可以接受直流电压或直流电流控制信号，它的输出频率可以随信号连续变化实现无级调速。

变频器有完善的自身保护功能，可对单台电动机实行过流和过热保护。

变频器的高速范围般可达限制调速范围的主要原因是在低频段电动机出力下降，驱动能力差。

.桥式起重机的变频调速桥式起重机负载状态负载性质桥式起重机的运行机构和起升机构在工作时，阻转矩基本保持恒定，为恒转矩负载。

对于起升机构所吊重物在空间状态下具有位能，即为位能负载。

其特点是随着重物的下降，重物依靠本身加速度下落，若物体重力小于传动机构阻力时，物体仍需靠电动机进行下降，此时为阻力负载。

若物体重力大于传动阻力时，重物依靠本身重力下降，此时电动机接收能量，即被吊重物为动力负载而当起升重物时，电动机需克服重物本身重力，属于阻力负载。

桥式起重机的调速方法和节能比较绕线转子异步电动机拖动系统的调速方法起重机械各部分的拖动系统，般需要调速，由于异步电动机与其他电动机相比，有着机构结构简单，便于维修的特点，因此在变频调速之前，虽然各种调速方法都不尽如人意，但从使用的可靠性出发，被广泛地使用着。

在起重业中，最常见的调速方法是依靠在绕线转子异步电动机里增加或减小转子回路中的电阻。

调速方式是使用滑环和电刷在转子里面串入些.主梁的强度验算主梁中间截面的最大弯曲应力根据公式.计算.式中主梁对轴线的弯曲截面模数，由公式.计算.主梁对轴线的抗弯截面模数，由公式.计算.因此可得查表得钢的许用应力为故对于最大剪应力在主梁上的大小根据式中主梁截面上所产生的最大剪力，主梁支承截面对水平重心轴线的惯性矩，根据公式.计算.主梁支承截面在垂直重心轴线上的静矩.因此可得根据表可知钢的许用应力，故在主梁同时受有弯矩和剪力作用的任意截面中，由弯曲正应力和剪应力产生的合根据公式即由以上可知，满足强度条件。

主梁的垂直刚度验算主梁在吊着重物时，最大垂直挠度根据式中因此可得许用挠度值根据得因此由上面的计算可知，主梁的垂直刚度足够。

主梁的水平刚度验算主梁在大车运行时，机构受到惯性载荷的作用下，在水平方向最大挠度根据.计算.式中由此可得水平挠度的许用值因此由上面计算可知，主梁的垂直和水平刚度均满足要求。

。

小加劲板在主梁端部的距离大加劲板在主梁中部的距离由公式得取小加劲板在主梁中部的距离当小车钢轨用轻轨钢，此时在水平重心线的最小抗弯截面模数为.，则小加劲板根据连续梁由钢轨的弯曲强度条件得到加劲板所在位置为连续的支点此时加劲板中间受车轮轮压作用由公式得式中小车的轮压，设动力系数.钢轨的许用应力，因此可知小加劲板间距。

考虑到腹板的高厚比，因此要加入水平加劲杆来使腹板保持稳定。

选择角钢作水平加劲杆。

.计算载荷固定载荷的计算桥式起重机桥架上受多种载荷的作用像固定载荷移动载荷水平惯性载荷和大车运行侧向载荷等。

对于固定载荷，分为均布载荷和集中载荷两类。

受载方面对于箱形主梁主梁轨道走台和栏杆等，是为均布载荷对于司机室大车运行机构和安装在走台上的起重机电气设备等，这些为集中载荷。

设半个桥架的自重司机室的重量，其与主梁端重心的距离大车运行机构的重量，其到主梁端重心的距离为。

主梁的均布载荷根据公式得主梁的总均布载荷考虑到当起重机运行不平稳的的情况，桥架由于发生震动，造成固定载荷对桥架的动力加载。

故在计算固定载荷时，要考虑个冲击系数。

主梁的均布载荷如公式式中根据表得到得移动载荷的计算移动载荷的产生主要来源于小车及被吊重物对主梁的作用。

由于起升机构在上升或下降重物时会产生与运动方向相反的惯性力，所以当计算作用在主梁上的轮压时，要引用个动力系数来抵消惯性力产生的额外作用。

由表选用不同主起升量下两个车轮的轮压值。

注和还要考虑动力系数的影响考虑动力系数的影响，小车车轮的轮压值由公式.计算.得式中动力系数。

先确定技术参数方可考虑布置方案。

主要的标准件根据计算进行选用，而非标准件要对零件受弯矩剪力和组合载荷等情况进行考虑。

布置方案如图.所示图.起升机构的传动简图小车运行机构的布置方案小车运行机构依靠电动机与联轴器相连，并通过减速器，低速联轴器与小车主动轮进行连接。

起重小车运行机构的功能是让小车在水平方向进行移动，使被吊重物能改变工作位置从而满足不同要求，而被吊重物又可通过小车传递载荷。

小车运行机构分为支撑装置和驱动装置。

支撑装置主要通过车轮组传递载荷。

运行时可通过平衡梁来减小轮压，而缓冲器安装在小车上可保证运行的安全。

因为开式齿轮摩擦严重，因此驱动装置采用闭式齿轮传动，驱动方式为集中驱动，小车传动方案如图.所示图.小车运行机构传动简图电动机制动器减速器车轮联轴器浮动轴联轴器本方案传动轴所受的扭矩较小，每边轴的扭矩是减速器输出轴扭矩的半。

减速器输出轴与车轮轴之间的联接采用了半齿联轴器和浮动轴，因而便于安装，且允许有较大的安装误差。

由于齿轮的维护保养条件好，齿轮传动构成独立的减速器部件，因而机构的拆装分组性好。

但这种方案中，车轮轴承和联轴器不可避免增多会使运行机构的结构复杂化，造成制造难度加大。

大车运行机构的布置方案在连接方式上，大车运行机构和小车运行机构基本相同，都是通过电动机与联轴器，减速器的连接将动力矩传递到到主动车轮组上，其与小车运行机构的主要区别在于两者间轨距的差别。

因为大车运行机构比起小车运行机构对负载的要求更大，所以大车运行机构采用分别驱动，这样即方便了安装又不会因侧电动机损坏而在运行时造成停止。

传动方案如图.所示图.大车运行机构的传动简图电动机制动器联轴器浮动轴联轴器减速器轴承座车轮.起重机的轮压的计算桥架支撑反力的计算考虑到桥架部分为柔性支撑架结构。

暂定桥架重心与桥架支承平面交与点，此时设小车的重心位于轴线上如图.，那么桥架各支承点在静止状态下的支承反力如下图.桥架支承反力计算图式中桥架自身重量小车自重