電動雙梁橋式起重機設計及PLC電氣控制

1、 畢 業(yè) 設 計（論 文）設計(論文)題目：橋式起重機姓 名 學 號 系 部 機電工程系 專 業(yè) 機電一體化 年 級 指導教師 2010 年 4月 日 摘要橋式起重機是橋架型起重機的一種，它依靠起升機構和在水平內的兩個相互垂直方向移動的運行機構，能在矩形場地及其上空作業(yè)，是工礦企業(yè)廣泛使用的一種起重運械。為了提高橋式起重機的設計水平和設計效率，應用AutoCAD軟件已是起重機設計的必然要求。本文闡述了15/3T電動雙梁橋式起重機的現(xiàn)代設計方法和其PLC電氣控制，其中首先綜述了國內外橋式起重機的現(xiàn)狀概述，接著比較系統(tǒng)地探討了大小車運行機構的設計方法，最后對端梁進行了設計，最后進行了PLC系統(tǒng)控制

2、的設計。機械方面是以運行機構的設計為主而展開的，主要從以下幾個方面去設計計算：確定機構的傳動方案，選擇車輪與軌道并驗算其強度，選擇電動機，選擇減速器，驗算起動時間，選擇制動器等。電器方面主要是控制系統(tǒng)的選擇和改進。關鍵詞：橋式起重機，運行機構，起重小車， AutoCAD, PLC, CPUAbstractBridge crane is a bridge-type crane, lifting it to rely on the level of institutions and in the vertical direction of the two mobile operating agen

3、cies, and venues in rectangle over the operation, is a widely used industrial and mining enterprise from re-armed delivery. In order to improve the design of bridge crane design standards and efficiency, the application of AutoCAD design software is an essential requirement for a crane.In this paper

4、, 15/3T electric double-beam bridge crane of the modern design method, which first reviewed the status of domestic and international overview of bridge crane, and then systematically explored the size of car design run institutions, the last beams of the terminal design. In this paper, in particular

5、 the design of run-oriented institutions and carried out, mainly to the following aspects from the design calculation: to determine the transmission body, select the wheel and the track and check its strength, choice of motor, reducer selection, check start-up time , brakes and other options.Keyword

6、s: bridge crane, operating agencies, car lifting, AutoCAD, PLC, CPU目錄第1章 緒論11.1前言11.2橋式起重機現(xiàn)狀概述21.3 橋式起重機電氣傳動技術的國內外發(fā)展概況31.4畢業(yè)設計（論文）選題背景及主要內容4第2章 起重機總體方案設計52.1大車運行機構的設計52.2小車運行機構的設計62.3端梁的設計6第3章 大車運行機構的計算73.1確定機構的傳動方案73.2 選擇車輪與軌道，并驗算其強度73.3 運行阻力計算93.4選擇電動機103.5 驗算電動機的發(fā)熱功率條件103.6 減速器的選擇103.7 驗算運行速度和實際所

7、需功率103.8 驗算起動時間113.9 起動工況下校核減速器功率123.10 驗算啟動不打滑條件123.11選擇制動器14第4章 端梁的設計174.1 端梁的尺寸的確定174.1.1端梁的截面尺寸174.1.2 端梁總體的尺寸174.2 端梁的計算174.3 主要焊縫的計算214.3.1 端梁端部上翼緣焊縫214.3.2 下蓋板翼緣焊縫的剪應力驗算 （4-18）214.4 端梁接頭的設計214.4.1 端梁接頭的確定及計算214.4.2 計算螺栓和焊縫的強度245 起重機電控系統(tǒng)基本情況265.1 傳統(tǒng)橋式起重機的電氣控制系統(tǒng)265.1.1 橋式起重機的電氣控制的特點265.1.2電動機配置

8、情況265.1.3 安全保護措施276.2 系統(tǒng)的工作原理。295.3 控制過程分析356 可編程控制器在橋式起重機系統(tǒng)中的作用386.1 PLC概述及其系統(tǒng)組成386.1.1 PLC概述386.1.2 PLC的系統(tǒng)組成與各部分的作用386.2 本系統(tǒng)中可編程序控制器的選取及其特點416.2.1 PLC系統(tǒng)選型一SIEMENS S7-200416.2.2 Siemens S7-200系列PLC特性416.2.3 Siemens S7-200 PLC的工作原理437 PLC 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)457.1 系統(tǒng)硬件構成及I/O分配端子設計457.1.1系統(tǒng)控制的要求457.1.2硬件組成457.1.3

9、 I/O端子分配457.2 系統(tǒng)流程圖467.3 系統(tǒng)抗干擾措施48結束語50參考文獻51第1章 緒論1.1前言橋式起重機是橋架型起重機的一種，它依靠起升機構和在水平內的兩個相互垂直方向移動的運行機構，能在矩形場地及其上空作業(yè)，是工礦企業(yè)廣泛使用的一種起重運輸機械。它具有承載能力大，工作可靠性高，制造工藝相對簡單等優(yōu)點。普通橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構、橋架金屬結構組成。起重小車又由起升機構、小車運行機構和小車架三部分組成。 起升機構包括電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器，帶動卷筒轉動，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機構和小車運行

10、機構等部件的機架，通常為焊接結構。 起重機運行機構的驅動方式可分為兩大類：一類為集中驅動，即用一臺電動機帶動長傳動軸驅動兩邊的主動車輪；另一類為分別驅動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅動。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動機組合成一體的“三合一”驅動方式，大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調整，驅動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。 起重機運行機構一般只用四個主動和從動車輪，如果起重量很大，常用增加車輪的辦法來降低輪壓。當車輪超過四個時，必須采用鉸接均衡車架裝置，使起重機的載荷均勻地分布在各車輪上。 橋架的金屬結構由主梁和端梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和位于跨

11、度兩邊的端梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和端梁組成。主梁與端梁剛性連接，端梁兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運行。主梁上焊有軌道，供起重小車運行。橋架主梁的結構類型較多比較典型的有箱形結構、四桁架結構和空腹桁架結構。 箱形結構又可分為正軌箱形雙梁、偏軌箱形雙梁、偏軌箱形單主梁等幾種。正軌箱形雙梁是廣泛采用的一種基本形式，主梁由上、下翼緣板和兩側的垂直腹板組成，小車鋼軌布置在上翼緣板的中心線上，它的結構簡單，制造方便，適于成批生產，但自重較大。 偏軌箱形雙梁和偏軌箱形單主梁的截面都是由上、下翼緣板和不等厚的主副腹板組成，小車鋼軌布置在主腹板上方，箱體內的短加勁板可以省去，其中偏軌箱形單主梁是由一根

12、寬翼緣箱形主梁代替兩根主梁，自重較小，但制造較復雜。 四桁架式結構由四片平面桁架組合成封閉型空間結構，在上水平桁架表面一般鋪有走臺板，自重輕，剛度大，但與其它結構相比，外形尺寸大，制造較復雜，疲勞強度較低，已較少生產。 空腹桁架結構類似偏軌箱形主梁，由四片鋼板組成一封閉結構，除主腹板為實腹工字形梁外，其余三片鋼板上按照設計要求切割成許多窗口，形成一個無斜桿的空腹桁架，在上、下水平桁架表面鋪有走臺板，起重機運行機構及電氣設備裝在橋架內部，自重較輕，整體剛度大，這在中國是較為廣泛采用的一種型式。橋式起重機分類： (1) 普通橋式起重機主要采用電力驅動，一般是在司機室內操縱，也有遠距離控制的。起重量

13、可達五百噸，跨度可達60米。 (2) 簡易梁橋式起重機又稱梁式起重機，其結構組成與普通橋式起重機類似，起重量、跨度和工作速度均較小。(3) 冶金專用橋式起重機在鋼鐵生產過程中可參與特定的工藝操作，其基本結構與普通橋式起重機相似，但在起重小車上還裝有特殊的工作機構或裝置。 (4) 鑄造起重機：供吊運鐵水注入混鐵爐、煉鋼爐和吊運鋼水注入連續(xù)鑄錠設備或鋼錠模等用。主小車吊運盛桶，副小車進行翻轉盛桶等輔助工作。 (5) 夾鉗起重機：利用夾鉗將高溫鋼錠垂直地吊運到深坑均熱爐中，或把它取出放到運錠車上。本文的研究工作正是為了提高橋式起重機的設計水平和設計效率，改變現(xiàn)有的起重機結構形式，并且根據(jù)我國國民經濟

14、發(fā)展的需要，大規(guī)模生產高性能、高水平的橋式起重機而提出的。1.2橋式起重機現(xiàn)狀概述橋式起重機發(fā)展有三大特征：1、改進機械結構，減輕自重橋式起重機多已經采用計算機優(yōu)化設計，以此提高整機的技術性能和減輕自重，并在此前提下盡量采用新結構。如5-50t通用橋式起重機中采用半偏軌的主梁結構，與正軌箱形相比，可減少或取消短加筋板，減少結構重量，節(jié)省加工工時。目前星火計劃提出橋架采用四根分體式不等高結構，使它在與普通橋式起重機具有同樣的起升高度時，廠房標高可下降1.5m ;兩根主梁的端部置于端梁上，用高強度螺栓連接;車輪踏面高度因此下降，也就使廠房牛腿標高下降。在垂直輪壓的作用下，柱子的計算高度降低，使廠房

15、基建費用減少，廠房壽命增加。2、充分吸收利用先進技術起重機大小車運行機構采用了德國Deming公司的“三合一”驅動裝置，吊掛于端梁內側，使其不受主梁下?lián)虾驼駝拥挠绊?，提高了運行機構的性能和壽命，并使結構緊湊，外形美觀，安裝維修方便。電氣控制方面吸收消化了國外的先進技術，采用了新穎的節(jié)能調速系統(tǒng)。同時，微機控制也將在起重機上得到應用，如三峽工程600t壩頂門式起重機要求采用變頻調速系統(tǒng)，微機自動糾偏，以及大揚程高精度微機監(jiān)測系統(tǒng)。遙控起重機的需要量隨著生產發(fā)展也越來越大，寶鋼在考察國外鋼廠起重機之后，提出大力發(fā)展遙控起重機的建議，以提高安全性，減少勞動力。3、 向大型化發(fā)展由于國家對能源工業(yè)的重

16、視和資助，建造了許多大中型水電站，發(fā)電機組越來越大。特別是長江三峽的建設對大型起重機的需求量迅速上升。三峽電廠需要1200t橋式起重機和2000t大型塔式起重機。1.3 橋式起重機電氣傳動技術的國內外發(fā)展概況電氣調速控制的方法很多，對直流驅動來講60年代采用發(fā)電機一電機系統(tǒng)。 從控制電阻分級控制，到交磁放大控制，到可控硅SCR激磁控制，到主回路可控硅即晶閘管整流供電系統(tǒng)。隨著電子技術的飛速發(fā)展，集成模塊出現(xiàn)，計算機、微處理器應用，因此控制從分立組成模擬量控制發(fā)展至今天的數(shù)字量控制。從交流驅動來講:常規(guī)的常采用繞線式電動機轉子串電阻調速，為滿足重物下放時的低速，一般依靠能耗制動、反接制動，后來還

17、采用渦流制動，還有靠轉子反饋控制制動、反接制動、單相制動器抱閘松勁的所謂軟制動，隨著電子技術的發(fā)展，國內外開發(fā)研制變頻調速，PLC可編程序控制器的應用控制系統(tǒng)的性能更加完美。 目前國內外幾種常用調速系統(tǒng)配置及其性能: （1）DC-300直流驅動調速系統(tǒng):GE公司DC-300, DC-2000是微處理器數(shù)字量控制的直流驅動調速系統(tǒng)，其控制功率從300HP到4000HP，并采用PLC對整機驅動系統(tǒng)實施故障診斷、檢測、報警及控制。 （2）交流調速控制系統(tǒng) :對于起重機械來講，交流驅動仍是國內普遍采用的方案而且多數(shù)停留在繞線式電機轉子串電阻來調速。隨著功率電子技術的發(fā)展，早在六十年代后期，國外就開始致

18、力于晶閘管定子調壓調速技術的開發(fā)研究?？删幊绦蚩刂破鱌LC引入到交流電氣傳動系統(tǒng)后，使傳動系統(tǒng)性能發(fā)生了質的變化。在橋式起重機實現(xiàn)了抓斗的自動控制和故障診斷、檢測顯示等，達到了新的技術高度。（3）變頻調速:變頻調速的控制方法有恒壓頻比控制，轉差頻率控制，矢量控制，直接轉矩控制等。這些控制方法都得到了不同程度的應用，但其控制性能有一定的差異。直流電動機之所以與有良好的控制性能，其根本原因是當勵磁電流恒定時，控制電樞電流的大小就能無時間滯后的控制瞬時轉矩的大小。異步電動機產生瞬時轉矩的原理雖然與直流電動機相同，但由于建立氣隙磁場的勵磁分量和電磁轉矩所對應裝置電流有功分量都應包含在定子電流中，無法直

19、接將它們分開，在運行過程中，這兩個分量有會互相影響。因此，要控制異步電動機的瞬時轉矩十分困難。像采用恒壓1.4畢業(yè)設計（論文）選題背景及主要內容橋式起重機被廣泛地應用在國民經濟建設的各個領域，產品目前己經形成多個系列。隨著經濟建設的發(fā)展，用戶對其性能要求越來越高，同時對產品的個性要求也越來越多樣化。但是目前國內的橋式起重機結構型式比較落后，和國外同類產品相比仍有很大差距。本課題是結合大連工程機械研究所的科研工作提出和展開的，對于提高橋式起重機的設計水平和設計效率，應用現(xiàn)代CAD/CAM技術，增強企業(yè)對市場需求的相應速度，提升企業(yè)的競爭力具有重要的實際意義。本課題中以橋式起重機作為研究實體，由上

20、可知，傳統(tǒng)橋式起重機的控制系統(tǒng)主要采用交流繞線機轉子串電阻的方法進行啟動和調速，繼電接觸器控制，這種控制系統(tǒng)的主要缺點有： （1）橋式起重機工作環(huán)境差，工作任務重，電動機以及所串電阻燒損和斷裂故障時有發(fā)生。 （2）繼電接觸器控制系統(tǒng)可靠性差，操作復雜，故障率高。 （3）轉子串電阻調速，機械特性軟，負載變化時轉速也變化，調速不理想。所串電阻長期發(fā)熱，電能浪費大，效率低。要從根本上解決這些問題，只有徹底改變傳統(tǒng)的控制方式。近年來，隨著微機技術的迅猛發(fā)展和電子計算機技術的廣泛應用，PLC控制技術開始應用在起重機的電力拖動系統(tǒng)。電控系統(tǒng)是起重機正常工作的關鍵設備，電氣設計立足于安全，可靠，技術先進，性

21、能價格比合理，維修方便。因此采用PLC控制的調速技術是起重機各項技術性能的主要保證。PLC控制系統(tǒng)的主要特點： （1）采用PLC對起重機電控系統(tǒng)進行控制和管理, 使其工作時對信號顯示和故障監(jiān)測十分方便, 可大大縮短檢修時間。 （2）采用PLC作為電控系統(tǒng)裝置, 可節(jié)省司機室內的空間, 方便司機操作。 （3）電控系統(tǒng)的邏輯控制大多由PLC以掃描方式執(zhí)行用戶程序來完成。與繼電器控制電路相比, 減少了大量的中間繼電器和時間繼電器, 使單臺起重機的電控配置達到相當高的技術水平, 各種調速裝置(如可控硅定子調壓調速裝置、交流變頻) 均可順利聯(lián)接于PLC的控制當中,從而實現(xiàn)對各機構電動機的高精度實時控制。

22、 （4）使用PLC的控制系統(tǒng)的自動化程度較高, 既適用于新產品的開發(fā), 又適用于老設備的改造。隨著起重機電控設備更新?lián)Q代步伐的加快和計算機自控技術的不斷發(fā)展, 應用高科技技術來保證起重機安全可靠性, 將是必然的趨勢。 第2章 起重機總體方案設計本次起重機設計的主要參數(shù)如下:起重量10t,跨度22.5m，起升高度為12m，起升速度16m/min，小車運行速度v=40m/min，大車運行速度V=110m/min，大車運行傳動方式為分別傳動;橋架主梁型式是箱形梁。小車估計重量5.6t，起重機的重量22.1t，工作類型為中級。根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下：2.1大車運行機構的設計1.設計的基本原則和

23、要求大車運行機構的設計通常和橋架的設計一起考慮，兩者的設計工作要交叉進行，一般的設計步驟：(1) 確定橋架結構的形式和大車運行機構的傳方式。(2) 布置橋架的結構尺寸。(3) 安排大車運行機構的具體位置和尺寸。(4) 綜合考慮二者的關系和完成部分的設計。 對大車運行機構設計的基本要求是：(1) 機構要緊湊，重量要輕。(2) 和橋架配合要合適，這樣橋架設計容易，機構好布置。(3) 盡量減輕主梁的扭轉載荷，不影響橋架剛度。(4) 維修檢修方便，機構布置合理。2.機構傳動方案大車機構傳動方案，基本分為兩類：分別傳動和集中傳動，橋式起重機常用的跨度（10.5-32M）范圍均可用分別傳動的方案本設計采用

24、分別傳動的方案。3.大車運行機構具體布置的主要問題：(1) 聯(lián)軸器的選擇(2) 軸承位置的安排(3) 軸長度的確定這三者是互相聯(lián)系的。在具體布置大車運行機構的零部件時應該注意以幾點：(1) 因為大車運行機構要安裝在起重機橋架上，橋架的運行速度很高，而且受載之后向下?lián)锨瑱C構零部件在橋架上的安裝可能不十分準確，所以如果單從保持機構的運動性能和補償安裝的不準確性著眼，凡是靠近電動機、減速器和車輪的軸，最好都用浮動軸。(2) 為了減少主梁的扭轉載荷，應該使機構零件盡量靠近主梁而遠離走臺欄桿；盡量靠近端梁，使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。(3) 對于分別傳動的大車運行機構應該參考現(xiàn)有的資料，在浮動

25、軸有足夠的長度的條件下，使安裝運行機構的平臺減小，占用橋架的一個節(jié)間到兩個節(jié)間的長度，總之考慮到橋架的設計和制造方便。(4) 制動器要安裝在靠近電動機，使浮動軸可以在運行機構制動時發(fā)揮吸收沖擊動能的作用。2.2小車運行機構的設計普通橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構、橋架金屬結構組成。起重小車又由起升機構、小車運行機構和小車架三部分組成。 起升機構包括電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器，帶動卷筒轉動，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機構和小車運行機構等部件的機架，通常為焊接結構。起升機構采用閉式傳動方案，電動機軸與二級圓柱齒輪減速器的高速

26、軸之間采用兩個半齒聯(lián)軸器和一中間浮動軸聯(lián)系起來，減速器的低速軸魚卷筒之間采用圓柱齒輪傳動。運行機構采用全部為閉式齒輪傳動，小車的四個車輪固定在小車架的四周，車輪采用帶有角形軸承箱的成組部件，電動機裝在小車架的臺面上，由于電動機軸和車輪軸不在同一個平面上，所以運行機構采用立式三級圓柱齒輪減速器，在減速器的輸入軸與電動機軸之間以及減速器的兩個輸出軸端與車輪軸之間均采用帶浮動軸的半齒聯(lián)軸器的連接方式。小車架的設計，采用粗略的計算方法，靠現(xiàn)有資料和經驗來進行，采用鋼板沖壓成型的型鋼來代替原來的焊接橫梁。2.3端梁的設計橋架的金屬結構由主梁和端梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和

27、位于跨度兩邊的端梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和端梁組成。主梁與端梁剛性連接，端梁兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運行。主梁上焊有軌道，供起重小車運行。橋架主梁的結構類型較多比較典型的有箱形結構、四桁架結構和空腹桁架結構。端梁部分在起重機中有著重要的作用，它是承載平移運輸?shù)年P鍵部件。端梁部分是由車輪組合端梁架組成，端梁部分主要有上蓋板，腹板和下蓋板組成；端梁是由兩段通過連接板和角鋼用高強螺栓連接而成。在端梁的內部設有加強筋，以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車的輪距和小車的軌距來確定的，大車的運行采用分別傳動的方案。在裝配起重機的時候，先將端梁的一段與其中的一根主梁連

28、接在一起，然后再將端梁的兩段連接起來。本章主要對箱形橋式起重機進行介紹，確定了其總體方案并進行了一些簡單的分析。箱形雙梁橋式起重機具有加工零件少，工藝性好、通用性好及機構安裝檢修方便等一系列的優(yōu)點，因而在生產中得到廣泛采用。我國在5噸到10噸的中、小起重量系列產品中主要采用這種形式，但這種結構形式也存在一些缺點：自重大、易下?lián)?，在設計和制造時必須采取一些措施來防止或者減少。第3章 大車運行機構的計算已知數(shù)據(jù)：起重機的起重量Q=100KN，橋架跨度L=22.5m，大車運行速度=110m/min，工作類型為中級，機構運行持續(xù)率為JC%=25，起重機的估計重量G=221KN，小車的重量為=56KN，

29、橋架采用箱形結構。計算過程如下：3.1確定機構的傳動方案本起重機采用分別傳動的方案如圖3-1：圖3-1大車運行機構1電動機 2制動器 3高速浮動軸 4聯(lián)軸器 5減速器 6聯(lián)軸器 7低速浮動軸 8聯(lián)軸器 9車輪3.2 選擇車輪與軌道，并驗算其強度按照其重量分布，計算大車的最大輪壓和最小輪壓：滿載時的最大輪壓： （3-1）= =115.8KN空載時最大輪壓： （3-2） = =68.0KN空載時最小輪壓： （3-3） = =42.5KN式中的e為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離e=1m.載荷率：Q/G=100/221=0.452 由11表19-6選擇車輪：當運行速度為=90-110m/min，Q

30、/G=0.452，工作類型為中級時，車輪直徑，軌道為QU70的許用輪壓為173KN，故可用。（1）疲勞強度的計算疲勞強度計算時的等效載荷： （3-4）=0.=60000N 式中1等效系數(shù)，由11表4-8查得1=0.6車論的計算輪壓： （3-5）=1.10.90596672=96237N式中：Pd車輪的等效輪壓. （3-6） = =96672Nr載荷變化系數(shù)，查11表19-2，當時，r=0.905.Kc1沖擊系數(shù)，查11表19-1,第一種載荷當運行速度為V=1.8m/s時，KcI=1.1根據(jù)點接觸情況計算疲勞接觸應力： （3-7） = =13754.6Kgf/cm2=N/cm2 式中r-軌頂弧形

31、半徑，由13附錄22查得r=400mm，對于車輪材料ZG55II，當HB320時，sjd =-N/cm2，因此滿足疲勞強度計算。(2) 強度校核最大輪壓的計算： （3-8） =1.1 =N式中-沖擊系數(shù)，由13表2-7第II類載荷=1.1按點接觸情況進行強度校核的接觸應力： （3-9） = =15100Kgf/cm2=N/cm2車輪采用ZG55II，查11表19-3得，HB320時， j=-N/cm2， j,故強度足夠。3.3 運行阻力計算摩擦總阻力距:由11表19-4 車輪的軸承型號為：7220C， 軸承內徑和外徑的平均值為：（100+180）/2=140mm.由11中表9-2到表9-4查得

32、：滾動摩擦系數(shù)K=0.0006，軸承摩擦系數(shù)=0.02，附加阻力系數(shù)=1.5，代入上式中：當滿載時的運行阻力矩： （3-10）=1.5（+）（0.0006+0.020.14/2） =963Nm 運行摩擦阻力： （3-11）= =3852N空載時： （3-12） =1.5（0.0006+0.020.14/2） =663N （3-13） =6632/0.5 =2652N3.4選擇電動機電動機靜功率： （3-14）=3852110/60/0.95/2=3.72KW式中滿載運行時的靜阻力.m=2驅動電動機的臺數(shù).初選電動機功率： （3-15）=1.53.72=5.58KW式中-電動機功率增大系數(shù)，由1

33、1表9-6查得=1.5查12表31-27選用電動機YZR160M1-6;Ne=6.3KW，n1=922r/m，轉動慣量 （GD2）d=0.419kgm2，電動機的重量=119kg. 3.5 驗算電動機的發(fā)熱功率條件等效功率： （3-16）=0.751.33.72=3.627KW式中工作類型系數(shù)，由11表8-16查得當JC%=25時，=0.75 r由11按照起重機工作場所得 =0.25，由11圖8-37估得r=1.3由此可知：,故初選電動機發(fā)熱條件通過。選擇電動機：YZR160M1-63.6 減速器的選擇車輪的轉數(shù)： （3-17）=110/3.14/0.5=70r/m機構傳動比： （3-18）查

34、13附表10及附表13，選用兩臺ZQ-350-V減速器（當輸入轉速為1000r/m）,=12.64，N=11.9KW, 可見N中級, 電動機發(fā)熱條件通過。3.7 驗算運行速度和實際所需功率實際運行的速度： （3-19）=11013.3/12.64=115.74 m/min誤差： （3-20）=（115.74-110）/110100%=5.2%N,故所選減速器功率合適。3.10 驗算啟動不打滑條件由于起重機室內使用,故坡度阻力及風阻力不考慮在內，以下按三種情況計算。1.兩臺電動機空載時同時驅動： （3-30）式中p1=42.5+68.0=110.5KN-主動輪輪壓p2=p1=110.5KN-從動

35、輪輪壓 f=0.2-粘著系數(shù)(室內工作)防止打滑的安全系數(shù). 1.051.2 =2.5n,故兩臺電動機空載啟動不會打滑。2.事故狀態(tài)當只有一個驅動裝置工作,而無載小車位于工作著的驅動裝置這一邊時,則n= （3-31） 式中 =68.0KN-主動輪輪壓 =2+=242.5+68.0=153KN-從動輪輪壓-一臺電動機工作時空載啟動時間。= =20.8 sn= =3.36因n,故不打滑。3.事故狀態(tài)當只有一個驅動裝置工作,而無載小車遠離工作著的驅動裝置這一邊時,則 （3-32）式中P1=42.5KN-主動輪輪壓P2=2=42.5+2*68=178.5KN-從動輪輪壓= 20.8s 與第(2)種工況

36、相同n=1.98 故也不會打滑結論:根據(jù)上述不打滑驗算結果可知,三種工況均不會打滑， 最小是第3種工況，故應按n=1.98計算。3.11選擇制動器由1中所述,取制動時間=5s按空載計算動力矩,令Q=0,得: （3-33）式中： （3-34）= =24.9Nm=0.002G=0.002=442N （3-35）=1768NM=2-制動器臺數(shù).兩套驅動裝置工作=68.9 Nm現(xiàn)選用兩臺YWZ-200/25的制動器，查11表18-10其制動力矩M=200 Nm，為避免打滑，使用時將其制動力矩調制3.5 Nm以下。3.12 選擇聯(lián)軸器根據(jù)傳動方案,每套機構的高速軸和低速軸都采用浮動軸.1.機構高速軸上的

37、計算扭矩：=133.21.4=186.5 Nm （3-36）式中連軸器的等效力矩. （3-37）等效系數(shù) 取=2查2表2-7. （3-38）由12表33-20查的:電動機YZR160M1-6,軸端為圓柱形,=48mm,L=110mm;由12中19-5查得ZQ-350-的減速器,高速軸端為d=40mm,l=60mm,故在靠電機端從由表2選聯(lián)軸器ZLL2（浮動軸端d=40mm;MI=630Nm,(GD2)ZL=0.63 Kg,重量G=12.6Kg） ；在靠近減速器端，由12選用兩個聯(lián)軸器ZLD，在靠近減速器端浮動軸端直徑為d=32mm;MI=630 Nm, (GD2)L=0.15 Kg, 重量G=

38、8.6Kg.高速軸上轉動零件的飛輪矩之和為： =0.63+0.45=1.08Kg與原估算的基本相符，故不需要再算。2.低速軸的計算扭矩： （3-39） =186.512.640.95=2239.5 Nm3.13 浮動軸的驗算(1) 疲勞強度的計算低速浮動軸的等效力矩： （3-40）=1.466.612.640.95=1119.6 Nm式中等效系數(shù)，由12表2-7查得=1.4由上節(jié)已取得浮動軸端直徑D=60mm，故其扭轉應力為： N/cm2 （3-41）由于浮動軸載荷變化為循環(huán)（因為浮動軸在運行過程中正反轉矩相同），所以許用扭轉應力為： （3-42） =4910 N/cm2式中，材料用45號鋼，

39、取sb=60000 N/cm2; ss=30000N/cm2,則t-1=0.22sb=0.2260000=13200N/cm2；ts=0.6ss=0.630000=18000N/cm2 （3-43）=1.61.2=1.92 考慮零件的幾何形狀表面狀況的應力集中系數(shù) =1.6， =1.2， =1.4安全系數(shù)，由12表2-21查得tnt-1k 故疲勞強度驗算通過。(2) 靜強度的計算計算強度扭矩：Mmax=2MelI （3-44） =2.566.612.640.95=1999.3 Nm式中2動力系數(shù)，查12表2-5的2=2.5扭轉應力：t=4628N/cm2 （3-45）許用扭轉剪應力：N/cm2

40、 （3-46）ttII,故強度驗算通過。高速軸所受扭矩雖比低速軸小，但強度還是足夠，故高速軸驗算省去。第4章 端梁的設計4.1 端梁的尺寸的確定4.1.1端梁的截面尺寸1.端梁截面尺寸的確定： 上蓋板d1=10mm, 中部下蓋板d1=10 mm 頭部下蓋板d2=12mm 按照11表19-4直徑為500mm的車輪組尺寸，確定端梁蓋板寬度和腹板的高度時，首先應該配置好支承車輪的截面，其次再確定端梁中間截面的尺寸。配置的結果，車輪輪緣距上蓋板底面為25mm;車輪兩側面距離支承處兩下蓋板內邊為10 mm，因此車輪與端梁不容易相碰撞；并且端梁中部下蓋板與軌道便的距離為55 mm,如圖示5-1.圖4-1端

41、梁的截面尺寸4.1.2 端梁總體的尺寸大車輪距的確定：K=（）L=（）22.5=2.814.5m取K=4500 端梁的高度 H0=（0.40.6）H主 ，取H0=500確定端梁的總長度L=41004.2 端梁的計算1.計算載荷的確定 設兩根主梁對端梁的作用力Q(G+P)max相等，則端梁的最大支反力：RA= (4-1)式中 K大車輪距，K=450cm Lxc小車輪距，Lxc=200cm a2傳動側車輪軸線至主梁中心線的距離，取a2=70 cm =N 因此RA= =86312.4N 2.端梁垂直最大彎矩 端梁在主梁支反力作用下產生的最大彎矩為： Mzmax=RAa1 (4-2) =86312.4

42、60=Nm a1導電側車輪軸線至主梁中心線的距離，a1=60 cm.3.端梁的水平最大彎矩(1）端梁因車輪在側向載荷下產生的最大水平彎矩： =Sa1 (4-3) 式中：S車輪側向載荷，S=lP； l側壓系數(shù)，l=0.08； P車輪輪壓，即端梁的支反力P=RA 因此： =lRAa1 (4-4) =0.0886312.460=Ncm(2）端梁因小車在起動、制動慣性載荷作用下而產生的最大水平彎矩： =a1 (4-5) 式中小車的慣性載荷：= P1=37000/7=5290N 因此： =Ncm 比較和兩值可知，應該取其中較大值進行強度計算。4.端梁的強度驗算 端梁中間截面對水平重心線X-X的截面模數(shù)：