50-10t吊鉤橋式起重機(jī)小車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、-學(xué)院全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)50/10t吊鉤橋式起重機(jī)小車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)DESIGN OF CRANE CAR ORGANIZATION OF 50/10T BRIDGE-TYPE HOIST 學(xué)生姓名：黃 澤學(xué) 號(hào)：8年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：2007級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（3）班指導(dǎo)老師及職稱：全臘珍 教授 -提交日期： 2011 年5月 -本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了

2、明確的說明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名： 年 月 日目 錄摘要-1關(guān)鍵詞-11 前言-22 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-43 小車主起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-53.1 確定傳動(dòng)方案-53.2選擇滑輪組和吊鉤組-53.3初選電動(dòng)機(jī)-53.4選用標(biāo)準(zhǔn)減速器-63.5校核減速器輸出軸強(qiáng)度-6 3.6電動(dòng)機(jī)過載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算-7 3.7選擇制動(dòng)器-7 3.8選擇聯(lián)軸器-8 3.9選擇鋼絲繩-8 3.10確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度-10 3.11驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間-10 3.12驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間-11 3.13 高速軸設(shè)計(jì)-124 小車副起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-13 4.1 確定傳動(dòng)方案 -13 4.2選

3、擇滑輪組和吊鉤組-14 4.3初選電動(dòng)機(jī)-14 4.4選用標(biāo)準(zhǔn)減速器-14 4.5校核減速器輸出軸強(qiáng)度-15 4.6電動(dòng)機(jī)過載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算-15 4.7選擇制動(dòng)器-16 4.8選擇聯(lián)軸器-174.9鋼絲繩的選擇-174.10確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度-184.11驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間-19 4.12驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間-19 4.13 高速軸設(shè)計(jì)-205.小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-22 5.1 確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案-22 5.2 選擇車輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度-22 5.3 運(yùn)行阻力計(jì)算 -235.4 選電動(dòng)機(jī)-24 5.5 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件-25 5.6 選擇減速器-25 5.7 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率-25 5.8

4、驗(yàn)算起動(dòng)條件-25 5.9 按起動(dòng)工況校核減速器功率-26 5.10 驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件-27 5.11 選擇制動(dòng)器-28 5.12 選擇聯(lián)軸器-28 5.13 驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸的強(qiáng)度-29 5.14 小車緩沖器-30結(jié)論-32參考文獻(xiàn)-33致謝-3450/10t吊鉤橋式起重機(jī)小車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 生：黃 澤指導(dǎo)老師：全臘珍(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙 )摘 要：設(shè)計(jì)采用許用應(yīng)力法以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法對(duì)橋式起重機(jī)橋架金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程先用估計(jì)的橋式起重機(jī)各結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)對(duì)起重機(jī)的強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度進(jìn)行粗略的校核計(jì)算，待以上因素都達(dá)到材料的許用要求后，畫出橋架結(jié)構(gòu)圖。然后計(jì)算出主梁

5、和端梁的自重載荷，再用此載荷進(jìn)行橋架強(qiáng)度和剛度的精確校核計(jì)算。若未通過，再重復(fù)上述步驟，直到通過。由于橋架的初校是在草稿中列出，在設(shè)計(jì)說明書中不予記錄，僅記載橋架的精校過程。設(shè)計(jì)中參考了各種資料, 運(yùn)用各種途徑, 努力利用各種條件來完成此次設(shè)計(jì). 本設(shè)計(jì)通過反復(fù)斟酌各種設(shè)計(jì)方案, 認(rèn)真討論, 不斷反復(fù)校核, 力求設(shè)計(jì)合理;通過采取計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法以及參考前人的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn), 力求有所創(chuàng)新;通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法, 繪圖和設(shè)計(jì)計(jì)算都充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大輔助功能, 力求設(shè)計(jì)高效。關(guān)鍵詞:橋式起重機(jī); 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Crane Car Organizaation of 50/10T Br

6、idge-type HoistAuthor:Huang Ze Tutor:Quan La Zhen(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha )Abstract：Designed using allowable stress method, and computer-aided design of metal structures of bridge crane bridge design. Design first with the estimated size of the

7、data bridge crane on the crane structure, strength, fatigue strength, stability, rigidity for rough checking calculation, these factors have to be allowable to the material requirements, draw bridge structure . Then calculate the main beam and side beam weight load, and then load the bridge this exa

8、ct strength and stiffness of checking calculation. If not passed, then repeat the above steps until approved. Since the beginning of the school is the bridge is listed in the draft, no record in the design manual, only the essence of the school record the process of bridge. Reference to the design o

9、f various types of information, using various means, to use a variety of conditions to complete the design. By the design, various designs, and repeated discussion on the nuclear and try to design and reasonable. through a computer-aided design and the advanced experience of reference for innovation

10、; used in computer-aided design, graphics and design calculations are full of accessibility, the computer efficiently. to design Key Words: bridge crane; institutions designed1.前言橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱天車。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。 橋式起重機(jī)

11、廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)、簡易粱橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)三種。 普通橋式起重機(jī)一般由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車又由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成。 起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過減速器，帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。 起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動(dòng)，即用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)長傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪；另一類為分別驅(qū)動(dòng)、即兩邊的主動(dòng)車輪各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。中、

12、小型橋式起重機(jī)較多采用制動(dòng)器、減速器和電動(dòng)機(jī)組合成一體的“三合一”驅(qū)動(dòng)方式，大起重量的普通橋式起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動(dòng)裝置常采用萬向聯(lián)軸器。 起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般只用四個(gè)主動(dòng)和從動(dòng)車輪，如果起重量很大，常用增加車輪的辦法來降低輪壓。當(dāng)車輪超過四個(gè)時(shí)，必須采用鉸接均衡車架裝置，使起重機(jī)的載荷均勻地分布在各車輪上。 橋架的金屬結(jié)構(gòu)由主粱和端粱組成，分為單主粱橋架和雙粱橋架兩類。單主粱橋架由單根主粱和位于跨度兩邊的端粱組成，雙粱橋架由兩根主粱和端粱組成。主粱與端粱剛性連接，端粱兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運(yùn)行。主粱上焊有軌道，供起重小車運(yùn)行。橋架主粱的結(jié)構(gòu)類型較多比較典型的有箱形結(jié)構(gòu)、四桁架

13、結(jié)構(gòu)和空腹桁架結(jié)構(gòu)。 箱形結(jié)構(gòu)又可分為正軌箱形雙粱、偏軌箱形雙粱、偏軌箱形單主粱等幾種。正軌箱形雙粱是廣泛采用的一種基本形式，主粱由上、下翼緣板和兩側(cè)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(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適于成批生產(chǎn)，但自重較大。 偏軌箱形雙粱和偏軌箱形單主粱的截面都是由上、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(nèi)的短加勁板可以省去，其中偏軌箱形單主粱是由一根寬翼緣箱形主粱代替兩根主粱，自重較小，但制造較復(fù)雜。 四桁架式結(jié)構(gòu)由四片平面桁架組合成封閉型空間結(jié)構(gòu)，在上水平桁架表面一般鋪有走臺(tái)板，自重輕，剛度大，但與其它結(jié)構(gòu)相比，外形尺寸大，制造較復(fù)雜，疲

14、勞強(qiáng)度較低，已較少生產(chǎn)。 空腹桁架結(jié)構(gòu)類似偏軌箱形主粱，由四片鋼板組成一封閉結(jié)構(gòu)，除主腹板為實(shí)腹工字形粱外，其余三片鋼板上按照設(shè)計(jì)要求切割成許多窗口，形成一個(gè)無斜桿的空腹桁架，在上、下水平桁架表面鋪有走臺(tái)板，起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)及電氣設(shè)備裝在橋架內(nèi)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(jī)分類 1) 普通橋式起重機(jī)主要采用電力驅(qū)動(dòng)，一般是在司機(jī)室內(nèi)操縱，也有遠(yuǎn)距離控制的。起重量可達(dá)五百噸，跨度可達(dá)60米。 2) 簡易梁橋式起重機(jī)又稱粱式起重機(jī)，其結(jié)構(gòu)組成與普通橋式起重機(jī)類似，起重量、跨度和工作速度均較小。橋架主粱是由工字鋼或其它型鋼和板鋼組成的簡單截面粱，用手拉葫蘆或電動(dòng)

15、葫蘆配上簡易小車作為起重小車，小車一般在工字粱的下翼緣上運(yùn)行。橋架可以沿高架上的軌道運(yùn)行，也可沿懸吊在高架下面的軌道運(yùn)行，這種起重機(jī)稱為懸掛粱式起重機(jī)。 3) 冶金專用橋式起重機(jī)在鋼鐵生產(chǎn)過程中可參與特定的工藝操作，其基本結(jié)構(gòu)與普通橋式起重機(jī)相似，但在起重小車上還裝有特殊的工作機(jī)構(gòu)或裝置。這種起重機(jī)的工作特點(diǎn)是使用頻繁、條件惡劣，工作級(jí)別較高。主要有五種類型。 4) 鑄造起重機(jī)：供吊運(yùn)鐵水注入混鐵爐、煉鋼爐和吊運(yùn)鋼水注入連續(xù)鑄錠設(shè)備或鋼錠模等用。主小車吊運(yùn)盛桶，副小車進(jìn)行翻轉(zhuǎn)盛桶等輔助工作。 5) 夾鉗起重機(jī)：利用夾鉗將高溫鋼錠垂直地吊運(yùn)到深坑均熱爐中，或把它取出放到運(yùn)錠車上。 6) 脫錠起重

16、機(jī)：用以把鋼錠從鋼錠模中強(qiáng)制脫出。小車上有專門的脫錠裝置，脫錠方式根據(jù)錠模的形狀而定：有的脫錠起重機(jī)用項(xiàng)桿壓住鋼錠，用大鉗提起錠模；有的用大鉗壓住錠模，用小鉗提起鋼錠。 7) 加料起重機(jī)：用以將爐料加到平爐中。主小車的立柱下端裝有挑桿，用以挑動(dòng)料箱并將它送入爐內(nèi)。主柱可繞垂直軸回轉(zhuǎn)，挑桿可上下擺動(dòng)和回轉(zhuǎn)。副小車用于修爐等輔助作業(yè)。 8) 鍛造起重機(jī)：用以與水壓機(jī)配合鍛造大型工件。主小車吊鉤上懸掛特殊翻料器，用以支持和翻轉(zhuǎn)工件；副小車用來抬起工件。本次設(shè)計(jì)課題為50/10t通用橋式起重機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì)，我在參觀，實(shí)習(xí)和借鑒各種文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，同時(shí)在老師的精心指導(dǎo)下及本組成員的共同努力下完成的。通

17、用橋式起由于該機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中，主要需要設(shè)計(jì)兩大機(jī)構(gòu)：起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)能將我們所學(xué)的知識(shí)最大限度的貫穿起來，使我們學(xué)以至用。因此，以此機(jī)型作為研究對(duì)象，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，又能便于我們理論聯(lián)系實(shí)際。全面考察我們的設(shè)計(jì)能力及理論聯(lián)系實(shí)際過程中分析問題、解決問題的能力。2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀起重機(jī)的發(fā)源地是在歐洲，尤其是在德國。目前，除了德國以外。一些北歐的公司的業(yè)務(wù)規(guī)模也很好。目前，國際上橋式起重機(jī)做的比較好的牌子在中國都有一些市場(chǎng)份額。這些企業(yè)是：1) 德國的DEMAG老牌的起重機(jī)制造企業(yè)，曾經(jīng)隸屬于于世界五百強(qiáng)企業(yè)集團(tuán)，是最近幾年先后經(jīng)歷多次拆裝重組和收購，使得發(fā)展受到影響，但是在業(yè)界內(nèi)仍然

18、被認(rèn)為是頂級(jí)企業(yè)。2) 芬蘭的Konecranes該企業(yè)起源于芬蘭的老牌企業(yè)Kone公司，最初公司規(guī)模和品牌等在歐洲都不是很顯著，后來該公司采取積極的財(cái)務(wù)和發(fā)展策略，先后將業(yè)界赫赫有名的起重機(jī)公司，如：法國的Verlinde、德國的Nova、Swf、Stahl，英國的Morris等納入囊中。目前公司的銷售額是很大的。3) 美國的CM集團(tuán)美國的CM在最近的數(shù)年之中，先后數(shù)十次收購，目前是北美最大的工廠起重機(jī)械制造商。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國橋式起重機(jī)行業(yè)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模。市場(chǎng)競爭也越發(fā)激烈。面對(duì)競爭與市場(chǎng)的變化和挑戰(zhàn)，近年來，起重機(jī)廠家在擴(kuò)大生產(chǎn)能力發(fā)面做了很大的投入，有的企業(yè)已經(jīng)收到了顯著的

19、效果，市場(chǎng)占有率進(jìn)一步提高。我國橋式起重機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)水平在不斷的提高，但是與國際水平還是有一段的差距，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高質(zhì)量的同時(shí)，做到技術(shù)水平的不斷提升，將會(huì)增強(qiáng)我國橋式起重機(jī)行業(yè)的競爭力。我國起重機(jī)工業(yè)有很大的發(fā)展?jié)摿?，前景良好，但同時(shí)我國起重行業(yè)目前存在幾個(gè)突出問題：1) 小車結(jié)構(gòu)布局不夠緊湊或是起升機(jī)構(gòu)存在不足2) 卷筒與減速機(jī)的連接結(jié)構(gòu)存在問題3) 吊鉤的單一性，需要改進(jìn)成系列吊鉤3. 主起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 確定傳動(dòng)方案 由于起升重量、起升速度和起升高度等設(shè)計(jì)參數(shù)不同，橋式起重機(jī)有多種傳動(dòng)方案。按照構(gòu)造宜緊湊的原則，決定采用下圖的傳動(dòng)方案。如圖1所示。 圖1 主起升機(jī)構(gòu)簡圖Fig.1

20、 Calculation diagram of main-hoisting mechanism3.2選擇滑輪組和吊鉤組按照所選用的傳動(dòng)方案，采用了滑輪組.按Q=50t，表文獻(xiàn)9選取滑輪組倍率=5，因而承載繩分支數(shù)為 Z=2=10。吊具自重載荷。得其自重為：G=2.0%=0.02500=10kN3.3 初選電動(dòng)機(jī) G=0.874.6=59.6kW式中 ：JC值時(shí)的功率，位為kW； G：穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)和JC值查表得G=0.8。選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YZR315M-10，=75KW，=556r/min，最大轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)m=2.8；飛輪轉(zhuǎn)矩GD=15.5KN.m。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=561.9

21、2r/min式中 :在起升載荷=326.4kN作用下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速； :電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速； ,:是電動(dòng)機(jī)在JC值時(shí)額定功率和額定轉(zhuǎn)速。3.4 選用減速器減速器總傳動(dòng)比：=39.3，取實(shí)際速比=40。起升機(jī)構(gòu)減速器按靜功率選取，根據(jù)=59.6kW，=561.92r/min，=40，工作級(jí)別為M5，選定減速器為ZQA100，減速器許用功率=98KW。低速軸最大扭矩為M=20500N.m減速器在561.92r/min時(shí)許用功率為=9675kW實(shí)際起升速度=7.38m/min實(shí)際起升靜功率=56.9kW用類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最大力矩。3.5 電動(dòng)機(jī)過載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算過載驗(yàn)算按下式計(jì)算：公式參考

22、文獻(xiàn)9=56.9kW=75KW56.9kW，此題恰好與=的功率相等。式中 ：準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定功率，單位為kW； H:系數(shù)，繞線式異步電動(dòng)機(jī)，取H=2.5； m:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù),查表得m取1.7； m:電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)； :總機(jī)械效率=0.858。發(fā)熱驗(yàn)算按下式計(jì)算: PP式中 P:電動(dòng)機(jī)在不同接電持續(xù)率JC值和不同CZ值時(shí)允許輸出功率，單位為kW,按CZ=300，JC值=25%，查表得P=43.867kW。=48.08kW P=56.9=48.O8kW過載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算通過3.6 選擇制動(dòng)器按下式計(jì)算，選制動(dòng)器： 式中:制動(dòng)力矩,單位為N.m； :制動(dòng)安全系數(shù)，查

23、表M5得=2.0； :下降時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩，單位為N.m。=886.4N.m :下降時(shí)總機(jī)械效率，通常取0.858 =2586.4=1172.N.m選用=1172.8N.m選用YWZ5-400/121制動(dòng)器，其額定制動(dòng)力矩1250N.m；安裝時(shí)將制動(dòng)力矩調(diào)整到所需的制動(dòng)力矩=2000N.m。3.7 選擇聯(lián)軸器根據(jù)電動(dòng)機(jī)和減速器以及浮動(dòng)軸的軸伸尺寸及形狀選連軸器，使連軸器的許用應(yīng)力矩M計(jì)算的所需力矩M,則滿足要求。電動(dòng)機(jī)的軸伸：d=85mm(錐形)，長度E=1700.5mm；減速器軸伸:d=90mm(柱形)，長度E=135mm；浮動(dòng)軸的軸頭：d=60mm， 長度E=107mm。 選取梅

24、花彈性連軸器：型號(hào)為MLL9-I-400M=2800N.m；GD=132.54=530Kg.m；型號(hào)為MLL9，M=2800N.m；GD=18.954=75.8Kg.m。電動(dòng)機(jī)額定力矩=944.69N.m計(jì)算所需力矩M=n=1.51.8944.69=2550.69N.M式中n：安全系數(shù)取n=1.5； ：剛性動(dòng)載系數(shù)，取1.8。 M=2800M=2550.69N.M所選連軸器合格。3.8 選擇鋼絲繩若滑輪組采用滾動(dòng)軸承，=5,查表得滑輪組效率=0.97。鋼絲繩所受最大拉力按下式計(jì)算鋼絲繩直徑，公式參考文獻(xiàn)8 d=c=0.096=19.7mmc: 選擇系數(shù)，單位mm/，用鋼絲繩=1850N/mm，

25、據(jù)M5及查表得c值為0.096。選不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑d=20mm，其標(biāo)記為6W(19)-20-185-I-光-右順(GB1102-74)。3.9 確定卷筒尺寸,轉(zhuǎn)速及滑輪直徑卷筒和滑輪的最小卷繞直徑： hd式中h表示與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)的有關(guān)系數(shù)；查表得：筒=18;滑輪=20； 筒最小卷繞直徑=d=1820=360； 輪最小卷繞直徑=d=2020=400?？紤]起升機(jī)構(gòu)布置卷筒總長度不宜太長，輪直徑和卷筒直徑一致取D=650。 卷筒長度 =1946.8mm。式中：筒上有繩槽長度，中安全圈n=2，起升高度H=16m， 槽節(jié)矩t=23mm，繞直徑=670mm； ：定繩尾所需長度,取=32

26、3=69mm； ：筒兩端空余長度,取=t=23mm； ：筒中間無槽長度,根據(jù)滑輪組中心間距=150，=1761mm。卷筒壁厚=0.02D+(610)=0.02650+(610)mm=1923mm，=20mm，進(jìn)行卷筒壁的壓力計(jì)算。卷筒轉(zhuǎn)速=14.3r/min。卷筒的最大彎矩發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中間時(shí)，如圖2所示，卷筒斷面系數(shù)，公式參考文獻(xiàn)7D-卷筒外徑D-卷筒內(nèi)徑于是 滿足要求圖2 卷筒簡圖及彎矩圖Fig.2 Reel diagram and bending moment diagram3.10 計(jì)算起升靜功率 =74.6kW式中起升時(shí)總機(jī)械效率=0.858為滑輪組效率取0.97；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械

27、效率取0.94；卷筒軸承效率取0.99；連軸器效率取0.98。公式參考文獻(xiàn)103.11 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間：公式參考文獻(xiàn)10 =1.3s式中： =15.6+530+75.8=621.4kN.m靜阻力矩：=796.5N.m電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩：=1.7=1.7944.69=1605.97N.m平均起動(dòng)加速度：=0.095m/s=0.095 m/s=0.2 m/s電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間合適。3.12 驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)間：公式參考文獻(xiàn)10= =0.76s：電機(jī)滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為r/min；=2600-556=644r/min=2000N.m=586.4N.m平均制動(dòng)減速器速度=0.17m/s18kW實(shí)際起升

28、速度=19.334m/min；實(shí)際起升靜功率=18.02kW。用類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最大力矩。4.5 電動(dòng)機(jī)過載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算過載驗(yàn)算按下式計(jì)算：公式參考文獻(xiàn)9=25.136kW=30KW25.136kW，此題恰好與=的功率相等。式中:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定功率，單位為kW； H:系數(shù)，繞線式異步電動(dòng)機(jī)，取H=2.1； m:基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)，查表得m取2.5； m:電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)； :總機(jī)械效率=0.894。發(fā)熱驗(yàn)算按下式計(jì)算: PP式中 P:電動(dòng)機(jī)在不同接電持續(xù)率JC值和不同CZ值時(shí)允許輸出功率，單位為kW，按CZ=150，JC值=25%，查表得P=1

29、5.393kW；公式參考文獻(xiàn)9=14.42kW P=25.363=14.42kW過載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算通過。4.6 選擇制動(dòng)器按下式計(jì)算，選制動(dòng)器 式中：制動(dòng)力矩，單位為N.m； ：制動(dòng)安全系數(shù)，查表M5得=2.0； ：下降時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩，單位為N.m；=143.12N.m ：下降時(shí)總機(jī)械效率，通常取0.894 =2143.12=286.24N.m根據(jù)選用=286.24N.m選用YWZ315/30制動(dòng)器，其額定制動(dòng)力矩400N.m；安裝時(shí)將制動(dòng)力矩調(diào)整到所需的制動(dòng)力矩=290N.m。4.7 選擇聯(lián)軸器根據(jù)電動(dòng)機(jī)和減速器以及浮動(dòng)軸的軸伸尺寸及形狀選連軸器，使連軸器的許用應(yīng)力矩M計(jì)算的所需

30、力矩M,則滿足要求。電動(dòng)機(jī)的軸伸：d=55mm(錐形)，長度E=820.5mm；減速器軸伸：d=50mm(柱形)，長度E=85mm；浮動(dòng)軸的軸頭：d=45mm， 長度E=84mm。選取梅花彈性連軸器：型號(hào)為MLL6-I-200，M=630N.m；GD=6.74=26.8Kg.m；型號(hào)為MLL6，M=630N.m；GD=1.854=7.4Kg.m。電動(dòng)機(jī)額定力矩=170N.m計(jì)算所需力矩M=n=1.52.0170=510N.m式中 n：安全系數(shù)取n=1.5； ：剛性動(dòng)載系數(shù)，取2.0； M=630M=510N.M所選連軸器合格。4.8 選擇鋼絲繩若滑輪組采用滾動(dòng)軸承， 當(dāng)=3，查表得滑輪組效率=

31、0.97，鋼絲繩所受最大拉力：公式參考文獻(xiàn)5根據(jù)M5及查表得c值為0.096。選瓦林吞型纖維芯鋼絲繩6x19W+FC,鋼絲抗拉強(qiáng)度為1770MPa，d=12mm，標(biāo)記為6W(19)-12-FC-17704.9 確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度卷筒直徑：卷筒和滑輪的最小卷繞直徑： hd式中h表示與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)的有關(guān)系數(shù)；查表得：卷筒=18；滑輪=20卷筒最小卷繞直徑=d=1812=204滑輪最小卷繞直徑=d=2012=240考慮起升機(jī)構(gòu)布置及卷筒總長度不宜太長，滑輪直徑和卷筒直徑一致取D=400。卷筒長度：L=1500mm卷筒壁厚=0.02D+(610)=0.02400+(610)mm=141

32、8mm，取=18mm，應(yīng)進(jìn)行卷筒壁的壓力計(jì)算。卷筒的最大彎矩發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中間時(shí)，如圖5所示，卷筒斷面系數(shù)D-卷筒外徑D-卷筒內(nèi)徑于是 滿足要求圖5 卷筒簡圖及彎矩圖Fig.4 Reel diagram and bending moment diagram4.10 計(jì)算起升靜功率 =式中起升時(shí)總機(jī)械效率=0.894為滑輪組效率取0.97；為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械效率取0.94；為卷筒軸承效率取0.99；連軸器效率取0.99。公式參考文獻(xiàn)104.11 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間：公式參考文獻(xiàn)10 =1.0s式中： =1.5+26.8+7.4=35.7kN.m靜阻力矩：=179.07N.m電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩：=

33、1.7=1.7170=289N.m平均起動(dòng)加速度：=0.32m/s=0.32 m/s=0.4 m/s電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間合適。4.12 驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)間：公式參考文獻(xiàn)10= =0.85s：電機(jī)滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為r/min；=21000-951.9=1048.1r/min=290N.m=143N.m平均制動(dòng)減速器速度=0.37m/s1.6由表選擇車輪：當(dāng)運(yùn)行速度60m/min， 工作級(jí)別M5時(shí)，車輪直徑D=400，軌道為38kgf/m 輕軌的許用輪壓為13.4t，故可用。5.2.1疲勞計(jì)算：疲勞計(jì)算時(shí)的等效載荷： 式中 ：效系數(shù)，由表查得1.1。車輪的計(jì)算輪壓：公式參考文獻(xiàn)15 根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)

34、算接觸疲勞應(yīng)力：=27442.5式中：r=9cm-軌頂弧形半徑，由表查得。對(duì)于車輪材料，由表查得接觸許用應(yīng)力，因此，故疲勞計(jì)算通過。5.2.2強(qiáng)度校核 最大計(jì)算輪壓：。式中：沖擊系數(shù),由表第類載荷當(dāng)運(yùn)行速度時(shí)，。點(diǎn)接觸時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度校核的接觸應(yīng)力：=車輪材料用ZG55-，由表查得：，強(qiáng)度校合通過。5.3 運(yùn)行阻力計(jì)算摩擦力矩： 由表知=400mm車輪的軸承型號(hào)為22213c調(diào)心滾子軸承，軸承內(nèi)徑和外徑的平均值d=92.5mm；由表查得：滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)k=0.0006；軸承摩擦系數(shù) ，附加阻力系數(shù)。代入上式得：當(dāng)滿載時(shí)運(yùn)行阻力矩：=84運(yùn)行摩擦阻力：當(dāng)無載時(shí)運(yùn)行阻力矩： =22運(yùn)行摩擦阻力：=11

35、05.4 選電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)靜功率:：=3.23kw式中：-滿載運(yùn)行時(shí)靜阻力；m=1-驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)。初選電動(dòng)機(jī)功率： kw式中 ：電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，表查得=0.9。查表選用電動(dòng)機(jī)YZR-160M-6,=5.5kw ；=；=；電動(dòng)機(jī)重量=153.5kg。5.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件等效功率： kw式中：-工作類型系數(shù),由表查得0.75； -根據(jù)值查得=1.12。由此可知， 故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過。5.6 選擇減速器車輪轉(zhuǎn)速： 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比： 查表選用ZSC600-V-1減速器： ；kw，可見，故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過。5.7 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率實(shí)際運(yùn)行速度： 誤差：，合適。實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)靜功

36、率： 。 故所選電動(dòng)機(jī)和減速器均合適。5.8 驗(yàn)算起動(dòng)條件起動(dòng)時(shí)間：公式參考文獻(xiàn)10式中：=1000r.p.m；m=1(驅(qū)動(dòng)電機(jī)臺(tái)數(shù)) 當(dāng)滿載時(shí)運(yùn)行靜阻力矩： 當(dāng)無載時(shí)運(yùn)行靜阻力矩： 初步估算制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的飛輪矩： 機(jī)構(gòu)總飛輪矩： 滿載起動(dòng)時(shí)間： =4.59無載起動(dòng)時(shí)間： =由表查得，當(dāng)=30-60m/min時(shí)，起動(dòng)時(shí)間推薦值為56sec，故所選電動(dòng)機(jī)滿足季候快速起動(dòng)要求。5.9 按起動(dòng)工況校核減速器功率起動(dòng)狀況減速器傳遞的功率：公式參考文獻(xiàn)12式中： =計(jì)算載荷： -運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù)： =1，因此kw 所選用減速器的kwN=7.9kw，如改大一號(hào)，則中心距將增大，相差太大，

37、考慮到減速器有定的過載能力，故不再改動(dòng)。5.10 驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件由于起重機(jī)系室內(nèi)使用的，故坡度及風(fēng)阻力矩均不計(jì)，故在無載起動(dòng)時(shí)，主動(dòng)車輪上與軌道接觸處的圓周切向力：= =886.1kgf車輪與軌道粘著力： =931.5kfg車輪與軌道粘著力： ， 故滿載起動(dòng)時(shí)不會(huì)打滑，因此所選電動(dòng)機(jī)合適。5.11 選擇制動(dòng)器查得小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)時(shí)間，取=4sec，因此所需的制動(dòng)力矩： = =2.96kgf由表選用制動(dòng)器，額定制動(dòng)力矩=4kgf.m，考慮到所取制動(dòng)時(shí)間=4s與起動(dòng)實(shí)際=4.42s比較接近，并驗(yàn)算了起動(dòng)不打滑條件，故略去制動(dòng)不打滑條件的驗(yàn)算。5.12 選擇聯(lián)軸器5.12.1機(jī)構(gòu)高速軸上全齒聯(lián)軸器的計(jì)算扭矩: 式中： =2等效系數(shù)，由表查得； =1.4安全系數(shù)，由表查得；相應(yīng)于機(jī)構(gòu)值的電動(dòng)機(jī)額定力矩?fù)Q算到高速軸上的力矩=5.36kgf由表查電動(dòng)機(jī)兩端伸出軸為圓柱形d=，l=及=40，=49.5；由附表查ZSC600減速器高速軸端為圓柱形d=30，l