20T吊鉤橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)【9張CAD圖紙+畢業(yè)論文+答辯稿】

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橋式起重機(jī)是一種循環(huán)的、間隙動(dòng)作的、短程搬運(yùn)機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)一般包括上料、運(yùn)送、卸料及回到原位的過(guò)程，即取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物料提起，由運(yùn)行機(jī)構(gòu)把物料移位，然后物料在指定地點(diǎn)下放，接著進(jìn)行相反動(dòng)作，使取物裝置回到原處，以便進(jìn)行下一次工作循環(huán)。在兩個(gè)工作循環(huán)之間一般有短暫的停歇。起重機(jī)工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中。三、普通橋式起重機(jī)的主要組成部分三、普通橋式起重機(jī)的主要組成部分 （1）大車(chē)：由橋架和大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。橋架：橋架為起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，一方面支撐小車(chē)，允許小車(chē)在它上面橫向行駛；另一方面又是起重機(jī)行走的車(chē)體，可沿鋪設(shè)在廠房上面的軌道行駛。在其兩側(cè)的走臺(tái)上，安裝有大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備，大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來(lái)驅(qū)動(dòng)大車(chē)行走，大車(chē)上一般還有駕駛室，用來(lái)操縱起重機(jī)和安裝各機(jī)構(gòu)的控制設(shè)備。橋架主要由主梁和端梁組成。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性要求，也應(yīng)考慮自重和外形尺寸要小，加工制造簡(jiǎn)單，運(yùn)輸，存放和使用維修方便，成本低等因素。（2）小車(chē)：小車(chē)由起升機(jī)構(gòu)，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，小車(chē)架和保護(hù)裝置等組成。小車(chē)架要承受起升載荷和各機(jī)構(gòu)自重，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)又要盡量減輕自重，以降低輪壓和橋架受載。小車(chē)的電力則由滑線或軟電纜引入。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮改善零部件的受力情況、減少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平穩(wěn)、裝配維修方便等因素。（3）動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)：動(dòng)力裝置是驅(qū)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備，它在很大程度上決定了起重機(jī)的性能和構(gòu)造特點(diǎn)，橋式起重機(jī)的動(dòng)力裝置一般采用電動(dòng)機(jī)。控制系統(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。各機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、調(diào)速、改向、制動(dòng)和停止，都通過(guò)操縱控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。四、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容四、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容v起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)由我完成v起重機(jī)主梁、端梁設(shè)計(jì)，大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由劉海浪同學(xué)完成五、起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)五、起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 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(guò)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(chē)架是支托和安裝起升機(jī)構(gòu)和小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。1.1.起升機(jī)構(gòu)的布局起升機(jī)構(gòu)的布局v1.電動(dòng)機(jī)2.聯(lián)軸器3.浮動(dòng)軸4.帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器5.制動(dòng)器v6.減速器7.卷筒8.卷筒支座 2.2.吊鉤組的選擇計(jì)算吊鉤組的選擇計(jì)算1.吊鉤形式選擇：長(zhǎng)形吊鉤組 普通短吊鉤 2.吊鉤結(jié)構(gòu)及制造方法的確定：梯形斷面吊鉤，鍛造制造 3.吊鉤主要尺寸的確定4.鉤身強(qiáng)度計(jì)算：進(jìn)行危險(xiǎn)截面強(qiáng)度較核5.吊鉤尾部螺母直徑的確定：梯形圓螺紋 6.確定吊鉤螺母尺寸7.選擇推力軸承：選擇 81124型推力軸承8.吊鉤橫梁的計(jì)算：簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)支梁形式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。9.吊鉤拉板強(qiáng)度計(jì)算：進(jìn)行拉伸強(qiáng)度和擠壓計(jì)算 3.滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算1.滑輪結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)尺寸得確定采用鑄鋼滑輪，因?yàn)槠鋸?qiáng)度 和沖擊韌性好，材料選：2G2304502.滑輪直徑的確定：D=630mm3.吊鉤組上滑輪軸的計(jì)算：簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)支梁形式進(jìn)行彎曲較核4.滑輪軸承的選擇計(jì)算：由于其受動(dòng)載荷很小，故只進(jìn)行靜載荷較核 4.卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算1.卷筒類型的初步選擇：根據(jù)滑輪倍率和起升速度，采用雙聯(lián)卷筒，標(biāo)準(zhǔn)槽形，用鑄造方式制造，材料為灰鑄鐵 2.卷筒直徑的確定：A型卷筒，D=400mm，R=11mm，表面精度為1級(jí)，槽形 JB/T9006.119993.雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度及壁厚的確定：所選卷筒標(biāo)記為：卷筒 A400X250011X2214X4左 JB/T9006.21999，卷筒壁厚 為18mm4.卷筒強(qiáng)度的計(jì)算:因卷筒長(zhǎng)度L=2500mm3D=1200mm需計(jì)算壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。5.卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算 v小車(chē)的傳動(dòng)方式有兩種：即減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間或減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間的小車(chē)傳動(dòng)方式使小車(chē)減速器輸出軸及兩側(cè)傳動(dòng)軸所承受的扭矩比較均勻。減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪一側(cè)的傳動(dòng)方式，安裝和維修比較方便，但起車(chē)時(shí)小車(chē)車(chē)體有左右扭擺現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)中選用減速器位于小車(chē)主動(dòng)輪中間的小車(chē)傳動(dòng)方式六、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算六、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.1.小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)布局圖小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)布局圖v1.制動(dòng)器2.電動(dòng)機(jī)3.聯(lián)軸器4.減速器5.聯(lián)軸器6.聯(lián)軸器7.車(chē)輪 2.梅花彈性聯(lián)軸器梅花彈性聯(lián)軸器3.電力液壓塊式制動(dòng)器電力液壓塊式制動(dòng)器 七、主要安全保護(hù)裝置七、主要安全保護(hù)裝置 行程限位開(kāi)關(guān)行程限位開(kāi)關(guān) 彈簧緩沖器彈簧緩沖器八、橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)八、橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)九、20t吊鉤橋式起重機(jī)總裝配圖摘要 橋式起重機(jī)是一種提高勞動(dòng)生產(chǎn)率重要物品搬運(yùn)設(shè)備，主要適應(yīng)車(chē)間物品搬運(yùn)、設(shè)備的安裝與檢修等用途。我國(guó)生產(chǎn)的吊鉤電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)額定起重范圍為5500t，一般10t以上，起重機(jī)有主、副兩套起升機(jī)構(gòu)；300t以上，起重機(jī)還有三套起升機(jī)構(gòu)。電動(dòng)雙梁起重機(jī)由橋架、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備構(gòu)成。在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)中采用傳統(tǒng)布局的典型結(jié)構(gòu)，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用集中驅(qū)動(dòng)。起升機(jī)構(gòu)滑輪組采用雙聯(lián)滑輪組，重物在升降過(guò)程中沒(méi)有水平移動(dòng)，起升過(guò)程平穩(wěn)，且鋼絲繩的安裝和更換容易。相應(yīng)的卷繞裝置采用單層卷筒，有與鋼絲繩接觸面積大，單位壓力低的優(yōu)點(diǎn)。在起升機(jī)構(gòu)中還涉及到鋼絲繩、減速器、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的選擇等。小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)中涉及小車(chē)輪壓計(jì)算、小車(chē)車(chē)輪、小車(chē)軌道、減速器、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的選擇計(jì)算等。在起重機(jī)控制方面，起升機(jī)構(gòu)用主令控制器和磁力控制屏來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，大、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)用凸輪控制器直接控制。在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要針對(duì)起升機(jī)構(gòu)、大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)電路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。利用低壓電氣元件控制起重機(jī)，其使用壽命較長(zhǎng)，適合車(chē)間惡劣環(huán)境。關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī) 起升機(jī)構(gòu) 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu) 電氣控制系統(tǒng)IIABSTRACT Bridge crane is a significant increase labor productivity goods handling equipment, primarily to carry goods workshops, equipment installation and maintenance, and other purposes. Chinas production of electrical hook rated double-beam bridge crane lifting the range of 5 500 t, generally more than 10 t, cranes are the main, two sets of lifting300 t above, there are three sets of cranes lifting bodies. Two-electric beam from the bridge crane, the trolley running, traveling mechanism and electrical equipment constituted. The overall design of the system using the traditional layout of the typical structure and operation of institutions used car driven focus. Pulley group or agency from using double-pulley blocks, heavy objects in the process of lifting the level of no movement, or from the process smooth, and the installation and replacement of wire rope easily. Winding installations in the corresponding single reel, a large area of contact with the rope, the advantages of low pressure units. In lifting bodies also involves rope, reducer, couplings, electrical and brake the choice. Vehicles involved in the operation of institutions pressure on the wheels, car wheels, car track, reducer, couplings, electrical and brake the choice of calculation. In the crane control, or from the institutions with the main controller and magnetic control of the screen to achieve control, big and small car cam controller running institutions with direct control. In the control system design, mainly for lifting bodies, traveling mechanism, the car run institutions circuit design and control system for the protection of the circuit design. Use of low-voltage electrical components control crane, a longer service life for workshop harsh environment. Key words: bridge crane hoisting mechanism car agencies operating electric control system目錄中文摘要 英文摘要 1緒論 11.1橋式起重機(jī)簡(jiǎn)介 11.2普通橋式起重機(jī)的主要組成部分 11.2.2大車(chē) 11.2.2小車(chē) 11.2.3動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng) 11.3普通橋式起重機(jī)的運(yùn)行方式 12設(shè)計(jì)任務(wù)及參數(shù) 22.1主要技術(shù)參數(shù) 22.2起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的級(jí)別 23吊鉤組的設(shè)計(jì)計(jì)算 33.1原始參數(shù) 33.2設(shè)計(jì)步驟 34滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算 85鋼絲繩的選擇 116卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 127鋼絲繩在卷筒上的固定 168起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 188.1原始參數(shù) 188.2設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 189小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 269.1原始參數(shù) 269.2設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 2610起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 3610.1橋式起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算主要涉及內(nèi)容 3611安全裝置的選擇說(shuō)明 3711.1主要安全裝置的說(shuō)明 3711.1.1走臺(tái)與欄桿 3711.1.2排障板 3711.1.3小車(chē)行程限位開(kāi)關(guān) 3711.1.4起升高度限位開(kāi)關(guān) 3711.1.5大車(chē)行程限位開(kāi)關(guān) 3711.1.6緩沖器與擋鐵 3711.2小車(chē)緩沖器選擇計(jì)算 3811.3大車(chē)緩沖器選擇計(jì)算 3912 20噸橋式起重機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4012.1控制電路設(shè)計(jì)分析 4012.1.1控制對(duì)象分析及控制元件的確定 4012.1.2控制系統(tǒng)的基本要求 4012.1.3電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)分析 4112.1.4起重機(jī)的供電 4312.2起升機(jī)構(gòu)控制電路的工作原理 4412.2.1起升機(jī)構(gòu)控制電路的特點(diǎn) 4412.2.2起升機(jī)構(gòu)電路的保護(hù)與聯(lián)鎖 4412.2.3起升機(jī)構(gòu)電氣工作控制原理 4512.3小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)電路工作原理 4912.3.1小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)電路工作特點(diǎn) 4912.3.2小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電氣控制原理 5012.4大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)電路工作原理 5112.4.1大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)電路工作特點(diǎn) 5112.4.2大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電氣控制原理 5212.5保護(hù)電路的工作原理 5312.5.1保護(hù)電路的組成 53結(jié)束語(yǔ) 55參考文獻(xiàn) 56附錄1觸點(diǎn)狀態(tài)表 1.1起升機(jī)構(gòu)主令控制器SA觸點(diǎn)狀態(tài)表1.2小車(chē)凸輪控制器SA1觸點(diǎn)狀態(tài)表1.3大車(chē)凸輪控制器SA2觸點(diǎn)狀態(tài)表附錄2電氣原理圖 2.1起升機(jī)構(gòu)電氣原理圖2.2小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)電氣原理圖2.3大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)電氣原理圖2.4保護(hù)電路電氣原理圖2.5 20t橋式起重機(jī)總電氣原理圖611 緒論1.1橋式起重機(jī)的簡(jiǎn)介 橋式起重機(jī)是生產(chǎn)車(chē)間、料場(chǎng)、電站廠房和倉(cāng)庫(kù)中為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化和自動(dòng)化，減輕體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要物品搬運(yùn)設(shè)備。它通常用來(lái)搬運(yùn)物品，也可用于設(shè)備的安裝與檢修等用途。橋式起重機(jī)安裝在廠房高處兩側(cè)的吊車(chē)梁上，整機(jī)可以沿鋪設(shè)在吊車(chē)梁上的軌道縱向行駛，而起重小車(chē)又可沿小車(chē)軌道（鋪設(shè)在起重機(jī)的橋架上）橫向行駛，吊鉤則作升降運(yùn)動(dòng)。因此，它的工作范圍是其所能行駛地段的長(zhǎng)方體空間，正好與一般車(chē)間形式相適應(yīng)。1.2普通橋式起重機(jī)的主要組成部分1.2.1大車(chē)由橋架和大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。橋架：橋架為起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，一方面支撐小車(chē)，允許小車(chē)在它上面橫向行駛；另一方面又是起重機(jī)行走的車(chē)體，可沿鋪設(shè)在廠房上面的軌道行駛。在其兩側(cè)的走臺(tái)上，安裝有大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備，大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來(lái)驅(qū)動(dòng)大車(chē)行走，大車(chē)上一般還有駕駛室，用來(lái)操縱起重機(jī)和安裝各機(jī)構(gòu)的控制設(shè)備。橋架主要由主梁和端梁組成。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性要求，也應(yīng)考慮自重和外形尺寸要小，加工制造簡(jiǎn)單，運(yùn)輸，存放和使用維修方便，成本低等因素。1.2.2小車(chē)小車(chē)由起升機(jī)構(gòu)，小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，小車(chē)架和保護(hù)裝置等組成。小車(chē)架要承受起升載荷和各機(jī)構(gòu)自重，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)又要盡量減輕自重，以降低輪壓和橋架受載。小車(chē)的電力則由滑線或軟電纜引入。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮改善零部件的受力情況、減少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平穩(wěn)、裝配維修方便等因素。1.2.3動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)動(dòng)力裝置是驅(qū)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備，它在很大程度上決定了起重機(jī)的性能和構(gòu)造特點(diǎn)，橋式起重機(jī)的動(dòng)力裝置一般采用電動(dòng)機(jī)。控制系統(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。各機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、調(diào)速、改向、制動(dòng)和停止，都通過(guò)操縱控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。1.3普通橋式起重機(jī)的運(yùn)行方式 橋式起重機(jī)是一種循環(huán)的、間隙動(dòng)作的、短程搬運(yùn)機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)一般包括上料、運(yùn)送、卸料及回到原位的過(guò)程，即取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物料提起，由運(yùn)行機(jī)構(gòu)把物料移位，然后物料在指定地點(diǎn)下放，接著進(jìn)行相反動(dòng)作，使取物裝置回到原處，以便進(jìn)行下一次工作循環(huán)。在兩個(gè)工作循環(huán)之間一般有短暫的停歇。起重機(jī)工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中。2 設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)參數(shù)2.1主要技術(shù)參數(shù)： 最大起重量： 20噸 粱跨度： 31500mm 起升速度: 18 28m/min 起升高度: 14mm 起重機(jī)運(yùn)行速度: 80 95m/min 起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度: 40 45m/min2.2起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的級(jí)別: 起重機(jī)工作級(jí)別A6; 其中載荷狀態(tài)為Q2(有時(shí)起升額定載荷,一般起升中等載荷);利用等級(jí)為T(mén)6(總工作循環(huán)次數(shù)N=,不經(jīng)常繁忙使用) 起升機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M6;其中利用等級(jí)為T(mén)6,載荷狀況為L(zhǎng)2小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4;其中利用等級(jí)為T(mén)4,載荷狀況L3 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4;其中利用等級(jí)為T(mén)4,載荷狀況L23 吊鉤組的選擇計(jì)算3.1原始參數(shù) 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別:M6, 采用雙聯(lián)滑輪組,倍率: m=4起升質(zhì)量: = 20 t 起升載荷: 起升速度: 初取3.2設(shè)計(jì)步驟計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1.吊鉤形式選擇吊鉤采用倍率m=4的雙聯(lián)滑輪組,故采用長(zhǎng)形吊鉤組吊鉤用普通的短吊鉤長(zhǎng)形吊鉤組 普通短吊鉤2.吊鉤結(jié)構(gòu)及制造方法的確定選用吊鉤斷面為梯形的吊鉤,其受力情況合理.用鍛造方式制造,材料為20鋼,機(jī)加工前熱處理,硬度小于或等于156HBS梯形斷面吊鉤鍛造制造3.吊鉤主要尺寸的確定D=160h=180mmB=140mm4.鉤身強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目12和34斷面為危險(xiǎn)斷面，通常垂直斷面34取與水平斷面12相同的斷面，而最大拉應(yīng)力約為12斷面的50% ，故只驗(yàn)算12面。計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果4.鉤身強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算公式： N/ 式中：A斷面面積，A=15840斷面重心坐標(biāo)，=65mm斷面形狀系數(shù)，=0.096起升動(dòng)力系數(shù)，=1.56對(duì)于20鋼，查表得；取安全系數(shù)n=1.3，則許用應(yīng)力為： 鉤身驗(yàn)算通過(guò) 5.吊鉤尾部螺紋直徑的確定即=85mm式中： 同上螺紋根部直徑材料許用應(yīng)力查表取梯形圓螺紋：6.確定吊鉤螺母尺寸計(jì)算項(xiàng)目螺母最小工作高度：H=0.8d=72mm根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，需設(shè)防松螺栓，故取螺母高度為：90mm 螺栓外徑D=（1.72）d=153180mm選取D=160mm上式中d為螺紋公稱直徑，d=90mm計(jì)算內(nèi)容 H=90mmD=160mm計(jì)算結(jié)果7.選擇推力軸承根據(jù)所選吊鉤螺母尺寸，查表初選推力軸承型號(hào)：81124 其額定靜載荷=660KN，因軸承在工作時(shí)很少轉(zhuǎn)動(dòng)，只需校驗(yàn)額定靜載荷即可。當(dāng)量靜負(fù)荷：安全系數(shù)，取=1.25 校驗(yàn)通過(guò)選擇 81124型推力軸承8.吊鉤橫梁的計(jì)算根據(jù)滑輪尺寸，吊鉤組裝置示意圖為吊鉤梁可看作簡(jiǎn)支梁，受力圖如下：橫梁中間斷面尺寸如下示： 集中載荷：=L=475mm P1=P2=L=475mm=237.5mmD=106mmB=160mmP=312KN計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果8.吊鉤橫梁的計(jì)算最大彎矩計(jì)算如下： KNm =18.529KNm中間斷面的彎曲系數(shù)：最大彎曲應(yīng)力為： 橫梁材料為45鋼，查表得屈服極限：取安全系數(shù)n=3，則許用強(qiáng)度：由 取h=150mmh=150mm9.吊鉤拉板強(qiáng)度計(jì)算拉板結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示，斷面AA受拉伸應(yīng)力，計(jì)算如下： 其中 為拉板厚度因拉板材料為A3鋼，查表得屈服極限： 取安全系數(shù)n=1.7,則許用拉伸應(yīng)力為：n=1.7計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果9.吊鉤拉板強(qiáng)度計(jì)算因： mm因軸孔要受擠壓應(yīng)力，則有：取安全系數(shù) n=3.5, 則有 由上可得：取 拉板結(jié)構(gòu)圖如下： 14 mmn=3.56.0376mmb=200mmd=120mmh=100mm4 滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1.滑輪結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)尺寸的確定采用鑄鋼滑輪，因?yàn)槠鋸?qiáng)度和沖擊韌性好，材料選：2G230450材料2G230450A=63mmB=45mmS=14mmC=37mmR=12mmM=14mm r=3m2.滑輪直徑的確定(1) 普通滑輪直徑的選擇：查表選取D=630mm式中：h與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，查表取h=22.4 d鋼絲繩直徑，d=20mm(2) 平衡輪直徑的選擇：D=630mm3.吊鉤組上滑輪軸的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目 （1）吊鉤裝置簡(jiǎn)圖如下；計(jì)算內(nèi)容L=475mmL1=78mmL2=112mmL3=95mm計(jì)算結(jié)果3.吊鉤組上滑輪軸的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目（2）.滑輪軸可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，認(rèn)為作用四個(gè)集中載荷受力情況圖如下： =78KN =20904彎曲應(yīng)力為：滑輪軸材料為45鋼， 則有： 查手冊(cè)選取 d=130mm計(jì)算內(nèi)容材料：45鋼d=130mm計(jì)算結(jié)果4.滑輪軸承的選擇計(jì)算軸承的圓周速度：工作轉(zhuǎn)數(shù)：每個(gè)滑輪中均采用兩個(gè)徑向滾動(dòng)軸承，根據(jù)滑輪組的選擇，查表選用6226型軸承。查表得，額定靜載荷： 額定動(dòng)載荷： 所選軸承的驗(yàn)算： ()驗(yàn)算通過(guò)式中：壽命系數(shù)，取=2負(fù)荷系數(shù)，=1.5速度系數(shù)，=0.95溫度系數(shù)，=1軸承徑向負(fù)荷： =39KN由于， e 因此有當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷：選用6226型軸承=123.2KN 校核通過(guò)式中n 為鋼絲繩折減系數(shù)，取n=0.85鋼絲繩最小破斷拉力，查手冊(cè)選取=220KNd=20mm校核通過(guò)n=0.85=220KN3.鋼絲繩的標(biāo)記選取鋼絲繩為：直徑20mm，光面鋼絲，結(jié)構(gòu)形式為6西魯式，纖維芯，抗拉強(qiáng)度為1670，右交互捻，最小破斷拉力為220KN，單位長(zhǎng)度重量147標(biāo)記：20NAT619S+FC1670ZS220147GB/T89181996標(biāo)記：20NAT1670ZS220147GB/T89181996 6 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1.卷筒類型的初步選擇由于起升高度比較高，根據(jù)滑輪倍率和起升速度，采用雙聯(lián)卷筒，標(biāo)準(zhǔn)槽形，用鑄造方式制造，材料為灰鑄鐵 雙聯(lián)卷筒，標(biāo)準(zhǔn)槽，灰鑄鐵鑄造2.卷筒直徑的定（1）直徑確定：D查手冊(cè)選用A型卷筒，直徑D=400mm式中： h與機(jī)構(gòu)級(jí)別有關(guān)的系數(shù)，取h=20 d鋼絲繩的直徑，d=20mm（2）卷筒的槽形的選擇：查手冊(cè)，選標(biāo)準(zhǔn)槽形，其尺寸如下：槽底半徑R=11mm,槽距，表面精度為1級(jí)，標(biāo)記為：槽形 JB/T9006.11999A型卷筒D=400mmR=11mm表面精度為1級(jí)槽形 JB/T9006.119993.雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度及壁厚的確定計(jì)算項(xiàng)目（1）卷筒上有螺旋槽部分長(zhǎng) =式中：滑輪組倍率， 卷筒計(jì)算直徑最大起升高度，固定鋼絲繩安全圈數(shù)，繩槽槽距，=22mm（2）雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度L：取L=2500mm計(jì)算內(nèi)容=22mmL=2500mm計(jì)算結(jié)果3.雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度及壁厚的確定式中：卷筒兩端的邊緣長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)取=70mm固定鋼絲繩所需長(zhǎng)度中間光滑部分長(zhǎng)度根據(jù)鋼絲繩允許偏角左右，則有：取物裝置處于上極限時(shí)，動(dòng)滑輪軸線與卷筒軸線的間距，取=1500mm由卷筒出來(lái)的兩根鋼絲繩引入懸掛裝置的兩動(dòng)滑輪的間距: =319mm所選卷筒標(biāo)記為：卷筒A400左 JB/T9006.21999（3）卷筒壁厚確定 對(duì)鑄鐵卷筒，按經(jīng)驗(yàn)公式初選：（610）=0.02400+（610） =1418mm取=70mm=66mm取=180mm卷筒A40025001122144左JB/T9006.219994.卷筒強(qiáng)度的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目因卷筒長(zhǎng)度L=2500mm3D=1200mm需計(jì)算壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。（1）壓應(yīng)力的計(jì)算卷筒最大壓應(yīng)力在筒壁的內(nèi)表面，計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果4.卷筒強(qiáng)度的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目較核通過(guò)上式中：鋼絲繩最大靜拉力 =26288.7N許用壓應(yīng)力抗壓強(qiáng)度，查手冊(cè)=750Mpan安全系數(shù)，取n=4.25鋼絲繩卷繞節(jié)距，=22mm(2) 彎曲應(yīng)力的計(jì)算受力和彎曲簡(jiǎn)圖：因扭轉(zhuǎn)應(yīng)力很小，故忽略不計(jì)。式中：彎矩；=26288.7956.5 =25145141.55NW卷筒斷面抗彎模量； =2159690計(jì)算內(nèi)容 校驗(yàn)通過(guò)=26288.7N=750Mpan=4.25=22mm=25145141.55 NW=2159690計(jì)算結(jié)果4.卷筒強(qiáng)度的計(jì)算卷筒所受合應(yīng)力： =35.8MpaMpa 校核通過(guò)式中：材料的抗拉強(qiáng)度，=320Mpan安全系數(shù)；取n=5=35.8Mpa 校核通過(guò)=320Mpan=55.卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算驗(yàn)算公式： 式中：n穩(wěn)定系數(shù)；取n=1.5P卷筒壁單位面積受的外壓力；受壓失穩(wěn)臨界壓力；（22.6）=（22.6）2532.5=5.97 滿足穩(wěn)定性要求 滿足穩(wěn)定性要求7 鋼絲繩在卷筒上的固定計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1固定方法的選擇采用壓板固定；因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆方便，便于觀察和檢查，并安全可靠。其固定形式如下圖示：壓板固定2繩尾固定處拉力計(jì)算計(jì)算式如下：式中：鋼絲繩最大靜拉力鋼絲繩與卷筒的摩擦系數(shù)，取安全圈在卷筒上的包角；取e自然對(duì)數(shù)的底數(shù); e=2.718e=2.7183螺栓預(yù)緊力計(jì)算因選壓板槽為半圓形，故：P=4756.4N4螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算項(xiàng)目= =110MPa校驗(yàn)通過(guò)計(jì)算內(nèi)容 ; 滿足要求。（3）減速器的驗(yàn)算 最大徑向力的驗(yàn)算 許用徑向力： 實(shí)際傳動(dòng)比=724 r/min a=4=420mmV=20m/min 滿足要求=42010.4N計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果2.減速器的選擇 滿足要求鋼絲繩最大靜拉力卷筒重力；起升載荷動(dòng)載系數(shù)，取=1.56減速器輸出軸端的最大允許徑向載荷，取=45600N最大扭矩驗(yàn)算： = 8612.2 =42500 驗(yàn)算通過(guò)式中：T鋼絲繩最大靜拉力在卷筒上產(chǎn)生的力矩減速器輸出軸允許的短暫最大扭矩，查手冊(cè)：=42500 滿足要求=1.56=8612.2 54.4KW驗(yàn)算通過(guò)式中：電機(jī)額定功率； u電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；u=1電動(dòng)機(jī)過(guò)載倍數(shù)；=3.3H電機(jī)有關(guān)系數(shù)；繞線型H=2.1V實(shí)際起升速度 54.4KW驗(yàn)算通過(guò)u=1=3.3H=2.1V=19.1m/min計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果3.校驗(yàn)電機(jī)的過(guò)載和發(fā)熱機(jī)構(gòu)的效率；取=0.8Q起升機(jī)構(gòu)的總載荷；Q=（2）電機(jī)發(fā)熱校核 =68.385KW =65.26KW校核通過(guò) 式中：電機(jī)允許輸出功率，查表取 P=68.385KW 穩(wěn)態(tài)平均功率 =65.26KW=0.8Q=205KN 校核通過(guò)=68.385KW=65.26KW4.制動(dòng)器的選擇制動(dòng)轉(zhuǎn)矩滿足下式要求： =1.2054根據(jù)=1.2054；查表得選取YW500/121型電力液壓塊式制動(dòng)器；額定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩=11202240；制動(dòng)輪直徑：D=500mm; 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：式中：制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 制動(dòng)安全系數(shù)；取=1.75 1205.4選取YW500/121型電力液壓塊式制動(dòng)器=11202240D=500mm=1.755.聯(lián)軸器的選擇計(jì)算項(xiàng)目（1）電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器 電機(jī)軸端尺寸：d=95mm(圓錐); L=170mm ; 浮動(dòng)軸尺寸 ：d=95mm計(jì)算內(nèi)容d=95mm(圓錐)L=170mmd=95mm計(jì)算結(jié)果5.聯(lián)軸器的選擇選取聯(lián)軸器應(yīng)滿足下式要求： =5328式中：所傳遞扭矩計(jì)算值 聯(lián)軸器重要程度系數(shù)；=1.8角度偏差系數(shù)；=1傳動(dòng)軸最大扭矩；（0.70.8） =聯(lián)軸器許用扭矩根據(jù)以上要求，查手冊(cè)，選用LM12型梅花彈性聯(lián)軸器；其m ；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： ; 選用合理聯(lián)軸器標(biāo)注為：LM12聯(lián)軸器MT12aGB/T 5272 2002（2）減速器與浮動(dòng)軸的連接處聯(lián)軸器 浮動(dòng)軸端尺寸：d=95mm減速器輸入軸：d=90mm L=170mm制動(dòng)輪直徑：D=500 mm根據(jù)以上結(jié)構(gòu)尺寸和T=5328m;選取LMZ11I500型帶制動(dòng)輪的梅花型聯(lián)軸器；許用轉(zhuǎn)矩：=9000m =5328m選用合理T=1.8=12960選用LM12型 選用合理標(biāo)注：LM12聯(lián)軸器MT12a GB/T 5272 2002d=95mmd=90mm L=170mmD=500 mm選取LMZ11I500型帶制動(dòng)輪的梅花型聯(lián)軸器=9000m 選用合理計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果5.聯(lián)軸器的選擇標(biāo)注為：LMZ11I500聯(lián)軸器MT11b GB/T 52722002LMZ11I500聯(lián)軸器6.起動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算計(jì)算項(xiàng)目（1）起重時(shí)間計(jì)算查表 推薦起動(dòng)時(shí)間，=11.5S ; 滿足要求式中：電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；=1.6 電機(jī)靜阻力矩 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=1.15（7.05+3.715）+=12.749電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=7.05制動(dòng)輪聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=3.715（2）起重加速度計(jì)算內(nèi)容=1.1S=11.5S 滿足要求=12.749 =7.05=3.715計(jì)算結(jié)果7.制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算計(jì)算項(xiàng)目（1）滿載下降制動(dòng)時(shí)間 = =1.4S 查表取 =11.5S=1.4S =11.5S滿足要求式中：滿載下降電機(jī)轉(zhuǎn)速；取制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；=1500N滿載下降時(shí)制動(dòng)軸靜轉(zhuǎn)矩； =731.85換算到電機(jī)軸上的機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=12.734 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=7.05制動(dòng)輪聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=3.715（2）制動(dòng)平均減速度計(jì)算內(nèi)容=1.4S=11.5S 滿足要求=1500N=731.85=12.734=7.05=3.715計(jì)算結(jié)果8.起升機(jī)構(gòu)的布局1.電動(dòng)機(jī)2.聯(lián)軸器3.浮動(dòng)軸4.帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器5.制動(dòng)器6.減速器7.卷筒8.卷筒支座9 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 9.1原始參數(shù) 小車(chē)運(yùn)行速度：V=4045m/min; 選取V=42m/min 起升載荷：Q=200KN；小車(chē)自重： =0.35Q=70KNJC=25% ； CZ=600； G=0.89.2設(shè)計(jì)計(jì)算步驟：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容1.驅(qū)動(dòng)方案初步確定根據(jù)原始參數(shù)，采用集中驅(qū)動(dòng)，用四輪支撐，車(chē)輪選圓柱雙輪緣車(chē)輪集中驅(qū)動(dòng)雙輪緣車(chē)輪2.車(chē)輪與軌道的選取計(jì)算項(xiàng)目（1）車(chē)輪輪壓計(jì)算 小車(chē)正常工作時(shí)最大輪壓（滿載時(shí)）： 小車(chē)正常工作時(shí)最小輪壓（空載時(shí)）：車(chē)輪的疲勞計(jì)算載荷：（2）選車(chē)輪與軌道根據(jù)；查手冊(cè)，選車(chē)輪直徑D=350mm;軌道型號(hào)：P24 ； 軌道凸頂半徑r=300mm；車(chē)輪材料：ZG310570；表面淬硬度為300380HBS；（3）車(chē)輪踏面疲勞強(qiáng)度校核 =101180N=101.18KN計(jì)算內(nèi)容車(chē)輪直徑D=350mm軌道P24車(chē)輪材料：ZG310570計(jì)算結(jié)果2.車(chē)輪與軌道的選取 101.18KN 校核通過(guò)式中：與材料有關(guān)應(yīng)力常數(shù)； 查表=0.132 轉(zhuǎn)速系數(shù)；=0.97工作級(jí)別系數(shù)；=0.9R曲率半徑；R=300mmm軌道頂與車(chē)輪曲率半徑之比有關(guān)系數(shù)；m=0.468 =2.44KW 校驗(yàn)通過(guò)式中：電機(jī)允許輸出容量；=4.629KW 工作循環(huán)中，負(fù)載穩(wěn)態(tài)功率 G穩(wěn)態(tài)平均系數(shù)；取G=0.8選用YZR160M16型電動(dòng)機(jī)=2.44KW 校驗(yàn)通過(guò)=4.629KWG=0.85.減速器選擇計(jì)算項(xiàng)目（1）減速器傳動(dòng)比確定 根據(jù)減速器手冊(cè)，選取 =25上式：電機(jī)額定轉(zhuǎn)速；=921r/min車(chē)輪轉(zhuǎn)速；（2）減速器選擇 計(jì)算輸入功率： = =7.7KW式中：Z運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器個(gè)數(shù)；Z=1因工作級(jí)別為M6，則按下式選擇： 計(jì)算內(nèi)容取 =25=921r/min=38.22r/min=7.7KWZ=1=15.4KW計(jì)算結(jié)果5.減速器選擇 式中：K放大系數(shù)；取K=2 根據(jù)=25，P=15.4KW，電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速=921r/min ；查手冊(cè)，選用QJR23625 VI P ， L， JB/T8905.11999減速器高速軸許用功率 ：傳動(dòng)比：=25，中心距：K=2=25選用QJR23625 VI C L JB/T8905.119996.聯(lián)軸器的選擇（1）高速軸聯(lián)軸器選擇聯(lián)軸器公式： 式中：n聯(lián)軸器安全系數(shù)； 取n=1.35剛性動(dòng)載系數(shù)；取=1.8電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器選擇： 電機(jī)軸端尺寸，d=48mm（錐形）; L=110mm 浮動(dòng)軸尺寸，d=50mm ; 根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和 查手冊(cè)，選用LM8型梅花彈性聯(lián)軸器，其 ；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 滿足要求標(biāo)注：LM8聯(lián)軸器GB/T52722002 浮動(dòng)軸與減速器連接處聯(lián)軸器選擇：浮動(dòng)軸尺寸：d=50mm減速軸高速軸尺寸：d=38mm，L=80 mmn=1.35=1.8d=48mm（錐形）; L=110mmd=50mm 滿足要求標(biāo)注：LM7聯(lián)軸器 GB/T 52722002（2）低速軸聯(lián)軸器選擇選用聯(lián)軸器公式： =式中：減速器傳動(dòng)比；=25機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率；=0.85其它同上 減速器輸出端與浮動(dòng)軸聯(lián)軸器選用： 減速器低速端尺寸：d=80mm;L=130mm浮動(dòng)軸尺寸：d=80mm根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸， 選取兩個(gè)LM10型梅花彈性聯(lián)軸器； 其中： 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 滿足要求標(biāo)注：LM10聯(lián)軸器 GB/T 52722002 浮動(dòng)軸與車(chē)輪軸的聯(lián)軸器選用： 浮動(dòng)軸尺寸：d=80mm 車(chē)輪軸尺寸：d=65mm ；L=85 mm根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和；選取LM9型梅花彈性聯(lián)軸器；其中轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 計(jì)算內(nèi)容選LM7型梅花彈性聯(lián)軸器 滿足要求=0.85d=80mm;L=130mm浮動(dòng)軸尺寸：d=80mm選取兩個(gè)LM10型梅花彈性聯(lián)軸器 滿足要求車(chē)輪軸尺寸：d=65mm ；L=85 mm選取LM9型梅花彈性聯(lián)軸器計(jì)算結(jié)果6.聯(lián)軸器的選擇 滿足要求標(biāo)注：LM9聯(lián)軸器 GB/T 52722002 滿足要求