32/5 t通用桥式起重机改型设计研究

程晓燕

（广东敏豪起重机械设备有限公司技术部，广东佛山528313）

32/5 t通用桥式起重机改型设计研究

程晓燕

（广东敏豪起重机械设备有限公司技术部，广东佛山528313）

介绍了32/5 t通用桥式起重机的改型设计情况，给出了改型方案,提供了理论依据，并对产生的效果进行分析。此种改型可为类似工况条件下的设计提供参考。

通用桥式起重机；改型设计；理论依据；效果

现有的传统型通用桥式起重机结构存在3大诟病，即整机重量偏重、整机总功率偏大、整机制造成本偏高。本文在实际设计过程中，根据起重机整机工作级别的降低、工作速度的降低［1］和客户及市场的需要，做了改型设计来克服上述不利因素，达到了降低整机重量、降低整机总功率、降低整机制造成本的效果。节约了电费，从而避免了资源浪费，达到了节能减排的目的。

1　传统型通用桥式起重机的典型结构

1.1由电动机驱动的传统型通用桥式起重机的起升机构组成

由电动机驱动的传统型主、副起升机构，由电动机、补偿轴、联轴器、减速器、卷筒、定滑轮组、制动器等7部分组成，其起升机构简图如图1所示［2］。

图1中，1为主起升机构，2为副起升机构。

1.2由电动机驱动的传统型通用桥式起重机的小车运行机构组成

由电动机驱动的传统型通用桥式起重机的小车运行机构，由电动机、立式减速器、联轴器、补偿轴、角型箱小车轮组等5部分组成，其小车运行机构如图2所示［2］。

1.3由电动机驱动的传统型通用桥式起重机的大车运行机构组成

由电动机驱动的传统型通用桥式起重机的大车运行机构，由电动机、减速器、联轴器、补偿轴、角型箱大车轮组等5部分组成，其大车运行机构如图3所示［2］。

2　改进型通用桥式起重机的典型结构

2.1由电动机驱动的改进型通用桥式起重机的起升机构组成

由电动机驱动的改进型主、副起升机构，其主起升机构，仍然由电动机、补偿轴、联轴器、减速器、卷筒、定滑轮组、制动器等7部分组成，副起升机构改用钢丝绳电动葫芦，改进型起升机构如图4所示。

图4中，1为主起升机构，2为副起升机构（电动葫芦）。

2.2由电动机驱动的改进型通用桥式起重机的小车运行机构组成

由电动机驱动的改进型通用桥式起重机的小车运行机构，由电动机、LDH驱动型减速器、LDA小车轮组等3部分组成，其小车运行机构如图5所示。

由电动机驱动的改进型通用桥式起重机的大车运行机构，由电动机、LDH驱动型减速器、LDB大车轮组等3部分组成，其大车运行机构与由电动机驱动的小车运行机构类似。

3　32/5 t通用桥式起重机改型设计方案

3.1主起升与副起升

主起升采用卷扬机构为单制动，可以起吊32 t重物，主起升机构如图6所示。

图6中，1为主起升机构，2为副起升机构（电动葫芦）。副起升采用5 t钢丝绳电动葫芦，可以起吊5 t重物。

3.2小车运行与大车运行

小车采用YSE2100L1-4（软启动）2×2.2 kW电机，制动方式为锥形电机制动，配LDH（20 m/min）驱动减速机，小车轨道38 kg，车轮根据LDA改型，踏面直径350mm，取消浮动轴，联轴器等配件。

大车采用YSE2100L2-4（软启动）2×3.0 kW电机，制动方式为锥形电机制动，配LDH（20 m/min）驱动减速机，大车轨道43 kg，车轮根据LDB改型，踏面直径460 mm，取消浮动轴，联轴器等配件。

3.3改进型小车架结构

根据LH32/5 t电动葫芦桥式起重机小车架，结合传统型QD32/5 t小车架尺寸进行改型设计。

4　改型设计方案效果分析

4.1主要参数变化

4.1.1重量变化及制造成本的变化

改进型起重机整机重量（假设起重机的跨度按照10.5 m计算）从30 t降到了20 t，改进型与传统型相比，每台可节约制造成本65 000元以上。

4.1.2功率及电费变化

改进型起重机的整机功率从传统型的80.3 kW降到50.2 kW，按照每年使用720 h计算（相当于每天运行2 h），大约可以节约电能21 672kW·h，相应每年可以节约电费约22 330元。

如果起重机的主起升电机采用YTSP变频调速专用电机（带光电编码器），就可以实现无级变速，还可取消电阻器；如果再将主起升速度降为3 m/min的话，则制造成本（电机和减速机及电阻的成本）还可以降低，那么每年的节能效益更加可观。

4.2计算验证

4.2.1改进型小车架横梁与大车端梁的强度计算

（1）小车架横梁力学参数计算。小车架横梁截面如图7所示。

（2）小车架横梁受力分析。中横梁支撑了两条主钩定滑轮梁，吊钩钢丝绳8条分支中，有6条通过定滑轮传到定滑轮梁再传给两条中横梁，横梁受力如图8所示，可以计算得出作用在横梁上的计算载荷为P计=7 425 kg。

计算结果表明，小车架横梁强度足够。

大车端梁截面如图9所示。同理可以验证大车端梁强度足够。图7～9中，单位均为mm。

4.2.2改进型大车与行走机构电机动率计算

（1）大车行走速度计算。参照大车行走机构选用3.0 kW电机，额定转速n=1 200 r/min，大车车轮直径D=460 mm，驱动装置采用LDH×7模驱动装置，大开式齿轮为56齿，总传动比为i=75.15，可以计算得出大车行走速度v=23 m/min。

考虑电压较差时仍能正常工作，故选用3.0 kW电机，本设计采用了软起动电机可获得平稳的起动。

同理，可以计算小车行走机构电机动率。

4.2.3车轮接触疲劳强度计算

车轮的疲劳计算载荷按式

计算。通过计算可知大车车轮接触疲劳强度足够。

同理，可以计算小车车轮接触疲劳强度。通过计算可知，小车车轮接触疲劳强度足够。

5　结论

（1）本改进型通用桥式起重机用于某公司仓库吊运31 t钢卷用，经过特种设备检验所监检并出具监检合格证出厂，验收合格，使用效果很好。

（2）改进型通用桥式起重机适用于工作级别A1～A3，大、小车运行速度要求低，控制方式为地面控制或者遥控器操作，不经常使用的场合。而传统型通用桥式起重机适用于工作级别A4～A8，驾驶室控制，使用频繁的场合。可以大大降低制造成本，缩短制造周期，实现节能减排，节约电力消耗。为公司的产品抢占市场赢得商机。A1～A3级别的通用桥式起重机改型设计可操作性强，有较好的市场前景。

此次改型设计的成功可为类似的改型设计提供重要参考。

［1］万力,徐格宁.GB3811—2008起重机设计规范［S］.北京:中国标准出版社,2008.

［2］张质文.起重机设计手册［M］.北京:中国铁道出版社,2013.

［3］苏冬,徐丽华.GB/T14405-2011通用桥式起重机［S］.北京:中国标准出版社,2011.

【责任编辑：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

程晓燕（1962-），女，湖南衡阳人，广东敏豪起重机械设备有限公司工程师。