起重機(jī)械課程設(shè)計(jì)

1、起 重 機(jī) 課 程 設(shè) 計(jì)(森林工程專業(yè)) 姓名:劉磊 學(xué)號:201314032016年 7 月 20 日目錄一 起升機(jī)構(gòu)11.1橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)11.2起升機(jī)構(gòu)布置11.3部件選擇與安裝1鋼絲繩1滑輪和滑輪組2吊鉤的選擇3吊鉤組的設(shè)計(jì)3卷筒組的計(jì)算選擇3電動機(jī)的計(jì)算選擇5減速器的計(jì)算選擇5制動器的計(jì)算選擇6聯(lián)軸器的計(jì)算選擇6起動時間驗(yàn)算7制動時間驗(yàn)算7二 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算72.1 車輪與軌道72.2阻力計(jì)算82.3電機(jī)的計(jì)算與選擇82.4 電機(jī)驗(yàn)算82.5減速器的選擇92.6高速聯(lián)軸器的選擇92.7 低速聯(lián)軸器的選擇92.8 制動器的選擇102.9起動時間與起動平均加速度校驗(yàn)1

2、02.10運(yùn)行打滑驗(yàn)算10三 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)113.1車輪與軌道113.2 阻力計(jì)算123.3電機(jī)的計(jì)算與選擇123.4電機(jī)驗(yàn)算123.5減速器的選擇133.6高速聯(lián)軸器的選擇133.7低速軸聯(lián)軸器的選擇133.8起動時間與起動平均加速度校驗(yàn)143.9制動器的選擇143.10運(yùn)行打滑驗(yàn)算15項(xiàng)目計(jì)算、選擇、設(shè)計(jì)結(jié)果1、 起升機(jī)構(gòu)1.1設(shè)計(jì)參數(shù)1.2起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與選擇1.3部件選擇與安裝1.3.1鋼絲繩1.3.2滑輪和滑輪組1.3.3吊鉤的選擇1.3.4吊鉤組設(shè)計(jì)1.3.5卷筒計(jì)算與設(shè)計(jì)1.3.6電機(jī)的選擇與計(jì)算1.3.7減速器選擇1.3.8制動器的選擇1.3.9聯(lián)軸器1.3.10起動時間驗(yàn)算1.

3、3.11制動時間驗(yàn)算2.1車輪與軌道2.2阻力計(jì)算2.3電機(jī)的計(jì)算與選擇2.4電機(jī)驗(yàn)算2.5減速器2.6高速聯(lián)軸器2.7低速聯(lián)軸器2.8制動器選擇2.9起動時間與起動平均加速度校驗(yàn)2.10運(yùn)行打滑驗(yàn)算3.1車輪與軌道3.2阻力計(jì)算3.3電機(jī)的計(jì)算與選擇3.4電機(jī)驗(yàn)算3.5減速器3.6高速軸聯(lián)軸器3.7低速軸聯(lián)軸器3.8起動時間與起動平均加速度校驗(yàn)3.9制動器的選擇3.10運(yùn)行打滑驗(yàn)算 橋架形式 雙梁、箱型橋式起重機(jī) 起重量（噸） 32t 跨度（米） 25m 起升高度(米) 6m JC% 40 起升速度（m/s） 0.035m/s 小車運(yùn)行速度（m/s） 0.25m/s 大車運(yùn)行速度（m/s）

4、1.0m/s 工作級別 A4 設(shè)計(jì)參數(shù)采用電力驅(qū)動，平行軸線布置。部件：電機(jī)；浮動軸；聯(lián)軸器；制動器；減速器；卷筒；吊鉤；滑輪組。起重機(jī)整機(jī)工作級別A4，對應(yīng)起升機(jī)構(gòu)工作級別M5，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)M5，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)M3，重力加速度g=10m/s² 主起升機(jī)構(gòu)簡圖（1）鋼絲繩 滑輪組倍率m=4。采用雙聯(lián)滑輪組，單層卷繞。采用6×31S+FC型鋼絲繩。 最大凈拉力計(jì)算：42920.3N ?。夯喗M效率hz=0.97，導(dǎo)向滑輪效率h1=0.98，Q=Q0+q= Q0+ 0.02Q0= Q0（1+0.02）=326400N。(p94)先根據(jù)安全系數(shù)法初定：F0S×n=4292

5、0.3×5=214601.5N根據(jù)表3-1-13，初選鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度為sb =1550N/mm2，St=215500N，d=18.5mm。(p205)選擇系數(shù)C值：=0.096其中：k=0.85，w=0.52，n=5。鋼絲繩直徑計(jì)算：=19.89mm，選擇d=21mm型號：21NAT6×31S+FC1550 ZS69 32 GB1102-74（2）滑輪采用鑄造滑輪，E1型，材料采用HT200。工作滑輪直徑：D021×19=399mm； 取滑輪直徑D=560mm?；嗇S采用通軸，由滑輪軸直徑確定滑輪D5滑輪軸按彎矩計(jì)算: 簡支梁，材料采用45鋼，s擠=355/2

6、.4=147MPa，求D5，計(jì)算：M=1.14×B3/2+(B3-5)+ (B3-5)/2×Q/2-(B3-5)+ (B3-5)/2×Q/4-(B3-5)/2 ×Q/4=16946.1Nmm；W=3.14r3/32=3.14×（D5/2）3/32；; 得：D5>=8mm取D5=55mm。型號：滑輪 E121×560-55 JB/T 9005.8-1999； 滑輪槽：9.0-2 JB/T 9005.1-1999；滑輪組：隔套，HT150，BT 55 JB/T 9005.81999；隔環(huán)，HT250， H 55 JB/T 9005.

7、81999；漲圈，45鋼，100 JB/T 9005.81999；擋蓋，Q215A，G 55 JB/T 9005.81999?；喗M長度: L=3E+B3=3(B3-5)+B3=3(70-5)+70=265mm關(guān)于繩槽斷面（JB/T9005.1-1999）：繩槽尺寸：9-2 JB/T9005.1-1999；繩槽高=27.5mm以軸徑處擠壓強(qiáng)度確定拉板厚度： =20mm，取20mm。(采用45鋼)（3）吊鉤采用P級吊鉤，機(jī)構(gòu)工作級別M5，確定鉤號為20。材料DG20Mn。(p246）吊鉤標(biāo)記：LMD20-P。（4） 吊鉤組設(shè)計(jì)吊鉤橫梁：見圖，材料45鋼。s擠=355/2.4=147MPa吊鉤相關(guān)

8、尺寸：d2=90mm，l3=187mm，m=80mm，n=30mm，k=12mm。螺紋TY90×10，d3=90mm，d5=79mm，t=10mm。推力軸承選擇型號：51418，內(nèi)徑90mm，高77mm。螺母高度計(jì)算： =15.1mm方形梁高：l=l3-軸承高-螺母高-k-10=187-77-16-12-10=72mm取吊鉤軸頸：d2=90mm；得：B=318mm，取B=320mm。拉板：A點(diǎn) ，b>=42mm，取b=66mm。 B點(diǎn) ，h0>=86mm，取h0=86mm。軸頸處擠壓應(yīng)力： 綜合以上，取b=172mm，h0=86mm，h0=69mm，=20mm，1=20m

9、m拉板高度：H=h0+ h0+D/2+繩槽高+d+t=86+69+280+27.5+31+50=543.5mm，取H=544mm。（5）卷筒計(jì)算與設(shè)計(jì)采用鑄造（HT200），雙聯(lián)卷筒，單層繞。卷筒直徑： =357；取D=500mm。卷筒長度： 取 的計(jì)算：，取=100mm卷筒長：L=2(l0+l1+l2)+l3=2(279+54+10)+100=786mm 取L=1500mm 標(biāo)記：卷筒 A500×1500-10×20-12×4-左 JB/T9006.2-1999；圖號155-2(p233)強(qiáng)度檢驗(yàn)：， =53.5(N/mm2)=141.2 (N/mm2) 滿足。

10、（6）電機(jī)的選擇與計(jì)算采用YZR系列電機(jī)。JC%=40%；CZ=300。電機(jī)靜功率：穩(wěn)態(tài)平均功率：=11.424kW選取機(jī)座號為180L-6電機(jī)，額定功15kW，額定轉(zhuǎn)速962r/min，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)3.2，轉(zhuǎn)動慣量0.39kg·m2。(p811)過載能力驗(yàn)算： 滿足。發(fā)熱驗(yàn)算: P=12.879W，KW 滿足。(p843)（7）減速器選擇 采用圓柱齒輪減速器，QJS系列卷筒轉(zhuǎn)速：5.35傳動比：179.81減速器的選擇：QJS-450-160 ICW(p414)選擇轉(zhuǎn)速1000r/min，需用功率18.3kW減速器驗(yàn)算：軸端最大徑向力：=45396.1N<64000N 短暫最

11、大扭矩：=22505Nm<30000Nm（8）制動器的選擇 制動力矩：178.5Nm 選擇：YW250-220-3，制動力矩200Nm。(p315)（9）聯(lián)軸器 電機(jī)輸出軸直徑55mm，減速器輸入軸直徑50mm。 電機(jī)額定扭矩：=148.91Nm； 電機(jī)最大扭矩：=312.711Nm。 d=19.08mm。 取浮動軸直徑為55mm，與減速器連接端直徑50mm。連軸器的選擇： =985Nm。電機(jī)-減速器間：CL3型，CL3型聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩3150Nm，許用轉(zhuǎn)速2400r/min，軸孔直徑55mm，軸孔長112mm，轉(zhuǎn)動慣量0.13。浮動軸-減速器間：TLL4聯(lián)軸器,許用轉(zhuǎn)矩710Nm，許用

12、轉(zhuǎn)速2400r/min，轉(zhuǎn)動慣量0.5。 （10）起動時間驗(yàn)算電機(jī)平均起動轉(zhuǎn)矩：=223.4Nm電機(jī)靜阻力矩：=159.4Nm轉(zhuǎn)動慣量：J=1.03kgm2起動時間：=1.56s 起動加速度：a=v/t=0.035/0.56=0.022m/s2（11）制動時間驗(yàn)算 102Nm；J=1.03 kgm2制動時間：=1.12s制動加速度：a=v/t=0.03 m/s2二、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算與選擇方案：采用4車輪、對面布置、半數(shù)分別驅(qū)動。部件：電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、車輪、軌道。橋架自重G=10t=100kN，小車自重q=0.35Q=11.2t=112kN，(p616)小車運(yùn)行極限位置距軌道中心線距離l=

13、2m。（1）車輪與軌道最大輪壓：=223.72kN最小輪壓：=29.48kN采用雙輪緣車輪，Q/（G+q）=1.51，大車運(yùn)行速度60m/min，根據(jù)表3-8-12（p359）查得：車輪直徑500mm，軌道型號QU70(R=400mm)，許用輪壓19.7t，車輪材料ZG310-570、HB320，伸出軸徑75mm,長105mm。車輪踏面疲勞驗(yàn)算：點(diǎn)接觸疲勞計(jì)算載荷： 滿足。其中：k2=0.1；R=400mm；m=0.461；C1=0.98；C2=1（2）阻力計(jì)算只考慮摩擦阻力。 =5320N（3）電機(jī)的計(jì)算與選擇靜功率：=2.96kW初選：=5.92kW采用YZR系列電機(jī)、臥式。JC%=40%

14、，CZ=300。選取機(jī)座號為160M2-6電機(jī)，額定功7.5kW，額定轉(zhuǎn)速940r/min，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)2.8，轉(zhuǎn)動慣量0.15kg·m2，輸出軸直徑48mm,長度110mm。（p811）（4）電機(jī)驗(yàn)算電機(jī)過載校驗(yàn)：發(fā)熱校驗(yàn)：（5）減速器傳動比：=24.6減速器輸入功率按起動工況計(jì)算。=7.4kW=7980N減速器選擇：采用圓柱齒輪減速器，QJR200-25IPW，高速軸直徑32mm，低速軸直徑65mm。(6)高速軸聯(lián)軸器計(jì)=206Nm采用帶制動輪聯(lián)軸器，序號4，許用轉(zhuǎn)矩3150Nm，許用轉(zhuǎn)速2400r/min，轉(zhuǎn)動慣量1.8。（p444）（7）低速軸連軸器 計(jì)算扭矩：=4886 N

15、m采用CL7型，許用轉(zhuǎn)矩18000Nm，許用轉(zhuǎn)速2270r/min，轉(zhuǎn)動慣量0.21。（p445）（8）制動器的選擇制動力矩： 選擇：YW200-300-2。額定制動力矩180Nm。(p315)（9）起動時間與起動平均加速度校驗(yàn)起動時間： 起動加速度：a=v/t=1/5.82=0.172m/s2（10）運(yùn)行打滑驗(yàn)算起動： 不滿足，起動打滑。制動： 滿足，制動不打滑。三、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)方案：雙軌、4輪、2驅(qū)動輪，集中驅(qū)動。部件：電機(jī)1臺，減速器1臺，車輪4組，聯(lián)軸器5個，浮動軸2個，制動器1個。小車自重q=0.35Q=11.2t=112kN。（1）車輪與軌道最大輪壓：=108kN最小輪壓：=28

16、kN采用單輪緣車輪，Q/(G+q)=1.51，小車運(yùn)行速度15m/min，根據(jù)表3-8-12查得：車輪直徑400mm，軌道型號P38(R=300)，許用輪壓16t，車輪材料ZG310-570、HB320，軸徑80mm,長度115mm。(p359)車輪踏面疲勞驗(yàn)算：線接觸疲勞計(jì)算載荷： 滿足。（2）阻力計(jì)算只考慮摩擦阻力。=4.32kN=4320N（3）電機(jī)的計(jì)算與選擇靜功率：=1.2kW初選：=2.4kW采用YZR系列電機(jī)。JC%=40%。選取機(jī)座號為132M2-6電機(jī)，額定功3.7kW，額定轉(zhuǎn)速908r/min，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)2.5，轉(zhuǎn)動慣量0.07kg·m2，輸出軸直徑38mm,長

17、80mm，J型伸出。（4）電機(jī)驗(yàn)算電機(jī)過載校驗(yàn)：發(fā)熱校驗(yàn)：（5）減速器傳動比：=106.4減速器輸入功率按起動工況計(jì)算。=1.65kW=1620N減速器選擇：采用圓柱齒輪減速器，QJS450-100 IPL，輸入軸轉(zhuǎn)速1000r/min,高速軸許用功率29kW，高速軸直徑50mm，長110mm，J型伸出，低速軸直徑150mm,長200mm,J型伸出，質(zhì)量1400kg。（p416）（6）高速軸聯(lián)軸器計(jì)算扭矩：序號7聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩5600Nm，許用轉(zhuǎn)速2000r/min，轉(zhuǎn)動慣量1.675，輪徑400mm。 （7）低速軸連軸器 連接50，80，中間加浮動軸。計(jì)算扭矩：最大扭矩： 減速器-浮動軸間

18、：采用 CLZ9 聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩 28000Nm，許用轉(zhuǎn)速 1000r/min。 浮動軸-車輪之間，采用 CL8 聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩 22400Nm，許用轉(zhuǎn)速 1140r/min。浮動軸直徑取 55mm，與減速器連接軸頸處取 140mm。（8）起動時間與起動平均加速度校驗(yàn)起動時間： 起動加速度：a=v/t=0.25/5.01=0.05m/s2（9）制動器的選擇制動力矩：選擇：YWZ4 -400/50。額定制動力矩400Nm。(p318)（10）運(yùn)行打滑驗(yàn)算起動：不滿足，啟動打滑。制動：不滿足，制動打滑。Q=326400Nd=21mm鋼絲繩型號：21NAT6×31S+FC1550 ZS69 32 GB1102-