题目： 吊车设计与制作

姓    名： 岳海红

所在单位：沈阳焦煤股份有限公司西马煤矿

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机电运输

吊 车 设 计 与 制 作

岳海红 

西马煤矿

摘要：机电厂支架厂负责全矿单体、各种棚架加工及装卸车等工作，每天周转率较高，升入井单体都靠人工。由于单体较重，移动非常困难，很多时候人力无法完成搬运且不安全，针对这种情况，我厂根据实际情况自制设计加工了吊车，经过使用效果良好，节约了工时，提高工作效率，劳了动力，方便安全生产。

关键词 ：吊车；起重机；设计

1  起重机（吊车）简介

起重机是在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称吊车。它主要用来吊运成件物品，配备适当吊具后也可吊运散状物料。起重机的工作特点是作间歇性运动， 即在一个工作循环中取料、 运移、 卸载等动作的相应机构是交替工作的。各机构经常处于起动、制动和正反方向运转的工作状态。起重机通常按结构分为臂架型起重机和桥架型起重机。随着采煤机械化的提高，采面拓展，煤的产量加大，所需各种机电设备增加。又由于人力资源有限以及人力的局限性，在很多人力无法完成搬运的时候，吊车的改革和技术创新势在必行。我厂经过多次研究，反复试验设计加工了简易吊车。吊车作为起重设备的一种，它具有操作简单、易于移动、使用灵活方便、适应性强等优点。

2  吊车的构造

由电动机、电动葫芦、齿轮、30#工字钢、8〞钢管、行走轮、铁道等部件组成。

3  电动葫芦的选择

根据生产实际情况，支架厂需安装一台2吨天吊，我厂决定选取一台2吨的电动葫芦。

3.1  电动葫芦简介

电动葫芦简称电葫芦，是一种轻小型起重设备。多数电动葫芦由人使用按纽在地面跟随操纵，或也可在司机室内操纵或采用有线（无线）远距离控制，安装于天车、龙门吊之上，具有体积小，自重轻，操作简单，使用方便等特点，用于工矿企业，仓储码头等场所。起重量一般为 0.1～80吨，起升高度为3～30米。由电动机、传动机构和卷筒或链轮组成，分为钢丝绳电动葫芦和环链电动葫芦两种。钢丝绳电动葫芦分CD1型(单速提升)、MD1型(双速提升)；本设计选择单速提升钢丝绳电动葫芦，型号：CD1-2T 9D

起重量：2t

起升高度：6m-30m

工作级别：M3

运行速度：20(30)m/min

起升速度：8m/min

钢丝绳型号：6*37-11-155

工字梁轨道：20a-32c

3.2  钢丝绳电动葫芦结构

钢丝绳电动葫芦的组成部分有：减速器，运行机构，卷筒装置，吊钩装置，联轴器，软缆电流引入器，限位器等。压制的钢丝绳拉力大、美观、快速，压接一套钢丝绳只需几分钟即可完成，大大降低了劳动强度，提升了工作效率。电机装在卷筒外面，其优点为分组性好、通用化程度高、改变起升高度轻易、装置检验方便。

3.3  电动葫芦的防护装置

电动葫芦的一般具备多向防护装置，保证人员和工作的安全，但是保护装置也应具备一些基本要求。

1.具有防止危险的功能，适合电动葫芦操作条件，不妨碍生产和操作。

2.安装牢固，性能可靠，并有足够的强度和刚度，动作准确，性能稳定。

3.经久耐用，不影响电葫芦调整、修理、润滑和检查等。

4.防护装置本身不给操作者造成危害。

4  电动机的选择 

4.1 电动机类型的选择

在设计中，主要根据所需电动机的输出功率、工作条件及经济要求，选择适合的类型、结构形式、容量（功率）和转速、并确定其型号。 

三相交流异步电动机具有结构简单，工作可靠，价格便宜和维护方便等优点，所以应用广泛。尤其在中小功率，无须调速而又长期带动稳定或变动载荷的设备中用得较多。 

在选择电动机的类型时，主要考虑的是：静载荷或惯性载荷的大小，工作机械长期连续工作还是重复短时工作，工作环境是否多灰尘或水土飞溅等方面。 对于本设计由于是启动频繁、间歇性运动的起重设备，优先选用ZDY型电动机。 

4.2  电动机转速的选择

同一功率的异步电动机有每分钟转速为 3000，1500， 1000， 750 等几种。 如果工作机械的转速太低（即传动装置的总传动比太大）,将导致传动装置机构复杂，价格较高，所以需要全面考虑。此吊车选用电动机转速为1380r/min。 

4.3  电动机功率的选择

从类型来讲，此例选用ZDY型电动机，因为这类电动机具有较高的机械强度及过载能力，能承受经常的机械冲击及振动，转动惯量小，过载能力大，适用于经常快速起动及机械制动的场合；从转速来讲，为了使传动装置不至于太复杂，电动机的转速不宜太高；从功率来讲，若考虑机械传动的总效率在η总=0.8左右，则所需要电动机查《机械设计实用手册》知，选择ZDY112-4型锥形转子电动机，其额定功率 N =0.4 千瓦，满载转速 n =1380转/分。 

5  齿轮的选择

5.1  齿轮选择原则

（1） 为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮。

（2） 起重机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。

（3） 为了减小传动机构，我们采用二级齿轮减速机构。

5.2  齿轮的参数

齿轮材质为40Cr，调质处理，具体参数见表1

表1 减速器齿轮参数表

两根轴是支承在轴承座中，由于安装时不可能绝对保证两头的轴承座的同轴性，因此轴承宜选用 1000 型滚动轴承。按《机械设计实用手册》可选择双列向心球面轴承。

7  行走机构的计算及选用

7.1   行走机构车轮的选取

Pd=f×v=K×N×V=0.025×2000×9.8×42/60=0.34KW

f:滚动摩擦力。

V:行走机构的运行速度V=42m/min。

K:滚动摩擦系数，由表得K=0.025。

电机功率取Pd=0.4KW、转速取nd=1380r/min。

行走轮的工作直径取D=120mm。

7.2  行走机构减速比的确定

由行走机构的运行速度V=42m/min、车轮工作直径得D=120mm：

又因为电机转速为nd=1380r/min所以减速比

7.3 行走机构的减速机构

8  剪切力计算：

已知：吊车自重1吨，起吊最大重量2吨，允许最大剪切力10吨。实际剪切力等于（起重量+自重）/2即：F=（2+1）/2=1.5吨＜10吨，所以设计吊车满足剪切力要求。

9  绘制吊车的总图

机架都是钢结构的，可用工字钢、铁板、8寸管焊接而成。

图1 吊车主视图

图2  吊车侧视图

10  效益：

10.1  经济效益：

所使用的材料；工字钢 300×10000       1根

8〞钢管 8〞×6000      10根

电 葫 芦                1台

行 走 轮                4个

20kg铁道               60米            

共计：14400元。

外购一台2吨吊车需要5万元，外委吊车棚梁需2万元，共计：7万元。而自行制作这台2吨吊车及棚梁共需1.44万元，节省资金:7－1.44=5.56万元。

10.2  社会效益：

支架厂吊车运行以后，大大地节省了人力，减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率，方便了安全生产，为满足井下生产所需提供了可靠的保证。

参考文件献：

[1]  赵明生,单平.机械工程师手册[M].北京:机械工业出版社，2000.

[2]  李维荣.五金手册[M].北京：机械工业出版社，2008.

[3]  机械设计实用手册编委会.机械设计实用手册[M].北京:机械工业出版社，2008.下载本文