50t橋式起重機(jī)小車(chē)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc

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1、大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 1 概述 - 1 - 1.1起重機(jī)械的用途及工作特點(diǎn) - 1 - 1.2起重機(jī)械的發(fā)展簡(jiǎn)史 - 2 - 1.3起重機(jī)械的組成和種類(lèi) - 3 - 1.3.1起重機(jī)械的組成 - 3 - 1.3.2起重機(jī)械的種類(lèi) - 4 - 1.4橋式起重機(jī)的分類(lèi)和用途 - 5 - 1.4.1橋式起重機(jī)的分類(lèi) - 5 - 1.4.2橋式起重機(jī)的用途 - 5 - 1.4.3橋式起重機(jī)的基本結(jié)構(gòu) - 6 - 1.5橋式起重機(jī)的基本參數(shù) - 7 - 2 吊鉤橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) - 9 - 2.1設(shè)計(jì)參數(shù) - 9 - 2.2工作條件 - 9 - 2.3設(shè)計(jì)原則

2、 - 9 - 3 小車(chē)起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 - 11 - 3.1起升機(jī)構(gòu)計(jì)算 - 11 - 3.1.1確定起升結(jié)構(gòu)傳動(dòng)方案,選擇滑輪組和吊鉤組 - 11 - 3.1.2選擇鋼絲繩 - 12 - 3.1.3確定滑輪主要尺寸 - 13 - 3.1.4確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度 - 13 - 3.1.5選電動(dòng)機(jī) - 18 - 3.1.6驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 - 19 - 3.1.7選擇標(biāo)準(zhǔn)減速器 - 20 - 3.1.8驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需功率 - 20 - 3.1.9校核減速器輸出軸強(qiáng)度 - 21 - 3.1.10選擇制動(dòng)器 - 22 - 3.1.11選擇聯(lián)軸器 - 23

3、 - 3.1.12驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 - 24 - 3.1.13驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間 - 25 - 3.1.14高速浮動(dòng)軸計(jì)算 - 26 - 3.2小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算 - 30 - 3.2.1確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 - 30 - 3.2.3運(yùn)行阻力計(jì)算 - 32 - 3.2.4選電動(dòng)機(jī) - 33 - 3.2.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 - 34 - 3.2.6選擇減速器 - 34 - 3.2.7驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 - 34 - 3.2.8驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 - 35 - 3.2.9按起動(dòng)工況校核減速器功率 - 36 - 3.2.10驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件 - 36 - 3.2.11選擇制動(dòng)器 -

4、 37 - 3.2.12選擇高速軸聯(lián)軸器及制動(dòng)輪 - 38 - 3.2.13選擇低速軸聯(lián)軸器 - 38 - 3.2.14驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度 - 39 - 4 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 - 41 - 4.1確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案 - 41 - 4.2選擇車(chē)輪與軌道,并驗(yàn)算其強(qiáng)度 - 41 - 4.3運(yùn)行阻力計(jì)算 - 43 - 4.4選擇電動(dòng)機(jī) - 44 - 4.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 - 44 - 4.6選擇減速器 - 45 - 4.7驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 - 45 - 4.8驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 - 46 - 4.9起動(dòng)工況下校核減數(shù)器功率 - 47 - 4.10驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件

5、 - 47 - 4.11選擇制動(dòng)器 - 49 - 4.12選擇聯(lián)軸器 - 50 - 4.13浮動(dòng)軸低速軸的驗(yàn)算 - 51 - 4.14浮動(dòng)軸高速軸的驗(yàn)算 - 53 - 5 橋架結(jié)構(gòu)的計(jì)算參數(shù) - 55 - 5.1主要尺寸的確定 - 55 - 5.1.1 大車(chē)輪距 - 55 - 5.1.2 主梁高度 - 55 - 5.1.3 端梁高度 - 55 - 5.1.4 橋架端梁梯形高度 - 55 - 5.1.5主梁腹板高度 - 55 - 5.1.6 確定主梁截面尺寸 - 55 - 5.2主梁的計(jì)算 - 57 - 5.2.1計(jì)算載荷確定 - 57 - 5.2.2主梁垂直最大

6、彎矩 - 58 - 5.2.3 主梁水平最大彎矩 - 59 - 5.2.4 主梁的強(qiáng)度驗(yàn)算 - 59 - 5.2.5 主梁的垂直剛度驗(yàn)算 - 61 - 5.2.6 主梁的水平剛度驗(yàn)算 - 62 - 5.3端梁的計(jì)算 - 63 - 5.3.1計(jì)算載荷的確定 - 63 - 5.3.2端梁垂直最大彎矩 - 63 - 5.3.3端梁水平最大彎矩 - 63 - 5.3.4端梁截面尺寸的確定 - 64 - 5.3.5端梁的強(qiáng)度驗(yàn)算 - 65 - 5.4主要焊縫的計(jì)算 - 68 - 5.4.1端梁端部上翼緣焊縫 - 68 - 5.4.2端梁端部下翼緣焊縫 - 68 - 5.4

7、.3主梁與端梁的連接焊縫 - 68 - 5.4.4主梁上蓋板焊縫 - 68 - 附 錄 - 70 - 總 結(jié) - 72 - 參考文獻(xiàn) - 73 - III 1 概述 1.1起重機(jī)械的用途及工作特點(diǎn) 起重機(jī)械主要用于裝卸和搬運(yùn)物料,是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要設(shè)備。它不僅廣泛應(yīng)用于工廠(chǎng)、礦山、港口、車(chē)站、建筑工地、電站等生產(chǎn)領(lǐng)域,而且也應(yīng)用到人們的生活領(lǐng)域。使用起重運(yùn)輸機(jī)械,能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,降低裝卸費(fèi)用,減少貨物的破損,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的機(jī)械設(shè)備。 起重機(jī)械是以間歇、重復(fù)工作方式,通過(guò)起重吊鉤或其它吊具的起升、下降,或升降與運(yùn)移重物的機(jī)械設(shè)備

8、。其工作特點(diǎn)具有周期性。在每一工作循環(huán)中,它的主要機(jī)構(gòu)作一次正向及反向運(yùn)動(dòng),每次循環(huán)包括物品的裝載及卸載,搬運(yùn)物品的工作行程和卸載后的空鉤回程,前后兩次裝載之間還有包括輔助準(zhǔn)備時(shí)間在內(nèi)的短暫停歇。 綜合起重機(jī)械的工作特點(diǎn),從安全技術(shù)角度分析,可概括如下: ⑴起重機(jī)械通常具有龐大的結(jié)構(gòu)和比較復(fù)雜的機(jī)構(gòu),能完成一個(gè)起升運(yùn)動(dòng)、一個(gè)或幾個(gè)水平運(yùn)動(dòng)。例如,橋式起重機(jī)能完成起升、大車(chē)運(yùn)行和小車(chē)運(yùn)行三個(gè)運(yùn)動(dòng);門(mén)座起重機(jī)能完成起升、變幅、回轉(zhuǎn)和大車(chē)運(yùn)行四個(gè)運(yùn)動(dòng)。作業(yè)過(guò)程中,常常是幾個(gè)不同方向的運(yùn)動(dòng)同時(shí)操作,技術(shù)難度較大 。 ⑵所吊運(yùn)的重物多種多樣,載荷是變化的。有的重物重達(dá)幾百?lài)嵞酥辽锨?,有的物體長(zhǎng)

9、達(dá)幾十米,形狀很不規(guī)則,還有散粒、熱融狀態(tài)、易燃易爆危險(xiǎn)物品等,使吊運(yùn)過(guò)程復(fù)雜而危險(xiǎn)。 ⑶大多數(shù)起重機(jī)械,需要在較大的范圍內(nèi)運(yùn)行,有的要裝設(shè)軌道和車(chē)輪(如塔吊、橋吊等),有的要裝設(shè)輪胎或履帶在地面上行走(如汽車(chē)吊、履帶吊等),還有的需要在鋼絲繩上行走(如客運(yùn)、貨運(yùn)架空索道),活動(dòng)空間較大,一旦造成事故影響的面積也較大。 ⑷有些起重機(jī)械,需要直接載運(yùn)人員在導(dǎo)軌、平臺(tái)或鋼絲繩上做升降運(yùn)動(dòng)(如電梯、升降平臺(tái)等),其可靠性直接影響人身安全。 ⑸暴露的、活動(dòng)的零部件較多,且常與吊運(yùn)作業(yè)人員直接接觸(如吊鉤、鋼絲繩等),潛在許多偶發(fā)的危險(xiǎn)因素。 ⑹作業(yè)環(huán)境復(fù)雜。從大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè),到現(xiàn)代化港口、建

10、筑工地、鐵路樞紐、旅游勝地,都有起重機(jī)械在運(yùn)行;職業(yè)場(chǎng)所常常會(huì)遇有高溫、高壓、易燃易爆、輸電線(xiàn)路、強(qiáng)磁等危險(xiǎn)因素,對(duì)設(shè)備和作業(yè)人員形成威脅。 ⑺作業(yè)中常常需要多人配合,共同進(jìn)行一個(gè)操作,要求指揮、捆扎、駕駛等作業(yè)人員配合熟練、動(dòng)作協(xié)調(diào)、互相照應(yīng),作業(yè)人員應(yīng)有處理現(xiàn)場(chǎng)緊急情況的能力。多個(gè)作業(yè)人員之間的密切配合,存在較大的難度。 上述諸多危險(xiǎn)因素的存在,決定了起重傷害事故較多。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年起重傷害事故的因工死亡人數(shù),占全部工企業(yè)因工死亡總?cè)藬?shù)的15%左右。為了保證起重機(jī)械的安全運(yùn)行,國(guó)家將它列為特種設(shè)備加以特殊管理,許多企業(yè)都把管好起重設(shè)備作為安全生產(chǎn)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

11、1.2起重機(jī)械的發(fā)展簡(jiǎn)史 隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和人民生活水平的提高,起重機(jī)械在不斷地發(fā)展和完善。這是因?yàn)?,起重機(jī)械是物流機(jī)械化系統(tǒng)中的重要設(shè)備。社會(huì)化大生產(chǎn)愈發(fā)展,人民生活水平愈提高,物料搬運(yùn)和人員的輸送量就愈大,起重機(jī)械的應(yīng)用范圍也就愈廣泛。根據(jù)人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需要,許多具有特殊用途的新型設(shè)備不斷出現(xiàn)。 簡(jiǎn)單的起重運(yùn)輸裝置的誕生,可以追溯到公元前5000~4000年的新石器時(shí)代末期。那時(shí),我國(guó)勞動(dòng)人民已能利用這些簡(jiǎn)單裝置開(kāi)鑿和搬運(yùn)巨石,砌成石棺、石臺(tái),用以埋葬和紀(jì)念死者。進(jìn)入18世紀(jì)以后,英、法、德、美和匈牙利、意大利等國(guó)的機(jī)械工業(yè)發(fā)展較快。特別是1765年,瓦特發(fā)明了蒸

12、汽機(jī),蒸汽機(jī)的應(yīng)用大大推進(jìn)了起重機(jī)械的發(fā)展。19世紀(jì)下半葉,世界上出現(xiàn)了鐵路,一些工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家為了滿(mǎn)足港口、碼頭等地吊運(yùn)物資和其它裝備的需要,對(duì)起重機(jī)械提出了新的要求,以前那些用人力驅(qū)動(dòng)、低效率、固定式的起重機(jī)已經(jīng)達(dá)不到要求,取而代之的是軌道式起重機(jī)。起重機(jī)械的興盛發(fā)展,還是到電動(dòng)機(jī)被應(yīng)用于工業(yè)之后。隨著冶金業(yè)、煤炭業(yè)、采礦業(yè)、機(jī)械制造業(yè)和海港、內(nèi)河碼頭裝備的發(fā)展,起重機(jī)械的品種不斷完善,其參數(shù)也大大擴(kuò)展。1880年,美國(guó)的奧的斯電梯公司,首先使用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置安裝在客梯上,從而出現(xiàn)了第一臺(tái)電力驅(qū)動(dòng)的電梯。電力驅(qū)動(dòng)裝置的出現(xiàn),同樣是起重機(jī)發(fā)展史上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。目前,由于高性能金屬材料的采

13、用和材料加工能力的提高,起重機(jī)零部件的性能和壽命也不斷提高,整機(jī)使用壽命一般規(guī)定在10年以上。由于電動(dòng)機(jī)、電氣拉制技術(shù)和液壓技術(shù)的發(fā)展,近年來(lái)起重機(jī)電力驅(qū)動(dòng)的品質(zhì)和自動(dòng)化水平也大為提高。 起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),將主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面: ⑴大型化。 起重機(jī)的起重量將會(huì)越來(lái)越大,以滿(mǎn)足特殊工程的需要。 ⑵輕量化。 將廣泛采用新材料和采用合理的結(jié)構(gòu)形式,以減輕設(shè)備自重。采用新的結(jié)構(gòu)形式,主要是在梁、臂的截面形式上下功夫,如汽車(chē)起重機(jī)吊臂采用八角形截面或帶有變形孔的伸縮臂;采用新的計(jì)算方法,如有限單元法與結(jié)構(gòu)力學(xué)的有機(jī)結(jié)合,并配合使用電子計(jì)算機(jī),精確計(jì)算應(yīng)力值,避免設(shè)計(jì)

14、中的“肥梁胖柱”;采用新材料,起重機(jī)結(jié)構(gòu)件將越來(lái)越多地采用高強(qiáng)度鋼,零部件逐漸采用塑料,現(xiàn)在滑輪已經(jīng)采用鑄尼龍材料,緩沖器采用了聚氨脂材料,國(guó)外還有采用碳纖維強(qiáng)化塑料(比重是鋼的1/3~1/4,強(qiáng)度是鋼的3~5倍)代替起重機(jī)部分結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)。 ⑶提高作業(yè)性能。 如提高運(yùn)行速度,保證運(yùn)行的準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性。 ⑷多樣化。 將向同一設(shè)備可使用多種工作裝置的要求發(fā)展,擴(kuò)大使用范圍。 ⑸最優(yōu)化。 將普遍采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,并配用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以選擇合理的結(jié)構(gòu)形式。 ⑹通用化。 力求提高系列產(chǎn)品零部件的通用率。 ⑺液壓化。 主要體現(xiàn)在輪

15、式起重機(jī)向全液壓傳動(dòng)發(fā)展。 ⑻安全化。 起重機(jī)械的可靠性、安全性和舒適性將成為評(píng)價(jià)設(shè)備的重要指標(biāo);特別是安全性,將作為評(píng)價(jià)先進(jìn)性的頭等重要指標(biāo)。例如,在安全防護(hù)裝置的配備、司機(jī)室的合理布置、以及減少振動(dòng)和噪音等方面,都將作為制造廠(chǎng)家設(shè)計(jì)原則的一部分。 1.3起重機(jī)械的組成和種類(lèi) 1.3.1起重機(jī)械的組成 起重機(jī)械一般是由工作結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)、動(dòng)力裝置與控制系統(tǒng)三部分組成的。 ⑴工作機(jī)構(gòu) 起重機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)一般可概括為起升、運(yùn)行、回轉(zhuǎn)和變幅四大機(jī)構(gòu)。 起升機(jī)構(gòu)是升降重物的機(jī)構(gòu)。它是起重機(jī)械最主要的機(jī)構(gòu),任何一種起重機(jī)械,都有這種機(jī)構(gòu)。有的起重機(jī)械不止一套起升機(jī)構(gòu),升降重物能

16、力最大的起升機(jī)構(gòu)叫主起升機(jī)構(gòu),除主起升機(jī)構(gòu)以外的其它起升機(jī)構(gòu)叫副起升機(jī)構(gòu)。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)是使起重機(jī)械或起重小車(chē)行走的機(jī)構(gòu)。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是使起重機(jī)械的回轉(zhuǎn)部分在水平面,繞回轉(zhuǎn)中心線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。 變副機(jī)構(gòu)是使起重機(jī)械臂架傾角變化,改變幅度的機(jī)構(gòu)。所謂幅度是指起重機(jī)械置于水平場(chǎng)地時(shí),空載吊具垂直中心線(xiàn)至回轉(zhuǎn)中心線(xiàn)之間的水平距離。 ⑵金屬結(jié)構(gòu) 金屬結(jié)構(gòu)是指起重機(jī)械的骨架,主要用來(lái)支承工作結(jié)構(gòu)、承受自身的重力和作業(yè)時(shí)的外載荷。 ⑶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)械運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備。它在很大程度上決定了起重機(jī)械的性能和構(gòu)造特點(diǎn)。起重機(jī)械的控制系統(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。各種機(jī)構(gòu)的起動(dòng)、調(diào)速、

17、改向、制動(dòng)和停止,都是通過(guò)操縱控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 1.3.2起重機(jī)械的種類(lèi) 根據(jù)起重機(jī)械構(gòu)造的特點(diǎn)、機(jī)構(gòu)的多少和服務(wù)范圍的不同,通常分為三類(lèi),即輕小起重設(shè)備、起重機(jī)、升降機(jī)。 ⑴輕小起重設(shè)備 輕小起重設(shè)備是體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,動(dòng)作簡(jiǎn)單,作業(yè)范圍投影以點(diǎn)、線(xiàn)為主的輕便起重機(jī)械,如千斤頂、手拉葫蘆、絞車(chē)和電動(dòng)葫蘆等。 ⑵起重機(jī) 起重機(jī)是具有多種機(jī)構(gòu)的起重機(jī)械,掛在它的取物(吊具)上的重物,在空間除了能作升降運(yùn)動(dòng)以外,還能作水平移動(dòng)。取物裝置是指吊取、抓取、吸取、夾取、托取或用其它方法吊運(yùn)貨物的裝置,如吊鉤、抓斗、電磁吸盤(pán)(起重電磁鐵)、夾鉗等。起重機(jī)按構(gòu)造特點(diǎn),分為橋架型起重機(jī)、臂架

18、型起重機(jī)和纜索型起重機(jī)。 橋架型起重機(jī)是取物裝置掛在可沿橋架運(yùn)行的起重小車(chē)或運(yùn)行式葫蘆上的起重機(jī)。其特點(diǎn)是具有一個(gè)橋架式的金屬結(jié)構(gòu)。這類(lèi)起重機(jī)依靠起升機(jī)構(gòu)和在水平面內(nèi)兩個(gè)相互垂直方向移動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu),能在長(zhǎng)方形場(chǎng)地及其上空作業(yè)。屬于這類(lèi)的起重機(jī)有橋式起重機(jī)、門(mén)式起重機(jī)和半門(mén)式起重機(jī)。它們適合在車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)、露天堆場(chǎng)等處作貨物的裝卸運(yùn)輸工作。 臂架型起重機(jī)是取物裝置懸掛在臂架頂端或可沿臂架運(yùn)行的起重小車(chē)上的起重機(jī)。其特點(diǎn)是具有一個(gè)臂架式的金屬結(jié)構(gòu)。這類(lèi)起重機(jī)有起升機(jī)構(gòu),一般還有回轉(zhuǎn)和變幅機(jī)構(gòu)。依靠這些機(jī)構(gòu)的配合,能在圓形場(chǎng)地及其上空作業(yè)。有些還有運(yùn)行機(jī)構(gòu),這樣就構(gòu)成了常見(jiàn)的各種可以運(yùn)行的

19、臂架型起重機(jī)。它們具有很好的機(jī)動(dòng)性,特別適合作露天裝卸及安裝工作。屬于這類(lèi)的起重機(jī)如塔式起重機(jī)、汽車(chē)起重機(jī)等。 纜索型起重機(jī)是掛有取物裝置的起重小車(chē)沿架空承載索運(yùn)行的起重機(jī)。這類(lèi)起重機(jī)常用于林場(chǎng)、山區(qū)、水庫(kù)、礦山、水電站等處。 ⑶升降機(jī) 升降機(jī)是重物或取物裝置只能沿導(dǎo)軌升降的起重機(jī)械,如電梯、高爐上料機(jī)、礦井升降機(jī)等。 1.4橋式起重機(jī)的分類(lèi)和用途 橋式起重機(jī)是在固定的跨間內(nèi)吊裝重物的機(jī)械設(shè)備,被廣泛用于車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)或露天場(chǎng)地。 橋式起重機(jī)的主梁橫跨于跨間內(nèi)一定高度的專(zhuān)用軌道上,可沿軌道在跨間的縱向移動(dòng),在外觀(guān)上布置有起升裝置,大多數(shù)起升裝置采用起重小車(chē),起升裝置可沿

20、主梁在跨間橫向移動(dòng),外觀(guān)像一條金屬的橋梁,所以人們稱(chēng)它為橋式起重機(jī)。橋式起重機(jī)俗稱(chēng)“天車(chē)”、“行車(chē)”。 1.4.1橋式起重機(jī)的分類(lèi) 橋式起重機(jī)的種類(lèi)較多,可按不同方法分類(lèi)。 根據(jù)吊具不同,可分為吊鉤式起重機(jī)、抓斗式起重機(jī)、電磁吸盤(pán)式起重機(jī)。 根據(jù)用途不同,可分為通用橋式起重機(jī)、專(zhuān)用橋式起重機(jī)兩大類(lèi)。專(zhuān)用橋式起重機(jī)的形式較多,主要有:鍛造橋式起重機(jī)、鑄造橋式起重機(jī)、冶金橋式起重機(jī)、電站橋式起重機(jī)、防爆橋式起重機(jī)、絕緣橋式起重機(jī)、掛梁橋式起重機(jī)、兩用(三用)橋式起重機(jī)、大起升高度橋式起重機(jī)等。 按主梁結(jié)構(gòu)形式可分為箱行結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)、桁架結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)、管行結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)。還有型鋼(工

21、字鋼)和鋼板制成的簡(jiǎn)單截面梁的起重機(jī),稱(chēng)為梁式起重機(jī)。梁式起重機(jī)多采用電動(dòng)葫蘆作為起重小車(chē)。 1.4.2橋式起重機(jī)的用途 橋式起重機(jī)被廣泛用于各類(lèi)工業(yè)企業(yè)、港口車(chē)站、倉(cāng)庫(kù)、料場(chǎng)、水電站、火電站等場(chǎng)所。不同類(lèi)型的橋式起重機(jī)所適合吊裝的重物不同,并根據(jù)不同的要求采用不同的吊具。吊鉤起重機(jī)吊裝各種成件重物;抓斗起重機(jī)吊裝各種散裝物品,如煤、焦碳、砂、鹽等;電磁起重機(jī)吊裝導(dǎo)磁的金屬材料,如型鋼、鋼板、廢鋼鐵等。 兩用起重機(jī)是為了提高生產(chǎn)效率,在一臺(tái)小車(chē)上裝有可換的吊鉤和抓斗或者電磁盤(pán)和抓斗,但每一工作循環(huán)只能使用其中的一種取物裝置;三用起重機(jī)即吊鉤、抓斗、電磁鐵3種可以互換的取物裝置,可吊裝成件

22、、散粒物品或?qū)Т诺慕饘俨牧?,但每次吊裝重物時(shí),只能使用其中的一種取物裝置。 防爆起重機(jī)用于在有易爆、易燃介質(zhì)的房間、庫(kù)房等場(chǎng)所吊裝成件重物,起重機(jī)上的電氣設(shè)備和有關(guān)裝置具有防爆特性,以免發(fā)生火花而爆炸。絕緣起重機(jī)用于吊裝電解車(chē)間的各種成件物品,起重機(jī)上有關(guān)部分具有可靠的絕緣裝置,保證安全操作。 雙小車(chē)起重機(jī)是在同一臺(tái)主梁上設(shè)有兩臺(tái)相同的小車(chē),用來(lái)搬運(yùn)長(zhǎng)件材料,各小車(chē)又可單獨(dú)使用。 掛梁起重機(jī)通過(guò)兩個(gè)吊鉤上的平衡梁掛鉤或平衡梁上的電磁盤(pán)吊裝和對(duì)垛各種長(zhǎng)件材料,如木材、鋼管、棒材、型材、鋼板等。 1.4.3橋式起重機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 盡管橋式起重機(jī)的類(lèi)型繁多,但基本結(jié)構(gòu)是相同的。橋式起重機(jī)主

23、要是由主梁、起升裝置、端梁、主梁行走機(jī)構(gòu)、起升裝置行走機(jī)構(gòu)、軌道和電氣動(dòng)力、控制裝置等構(gòu)成。 ⑴主梁結(jié)構(gòu) 橋式起重機(jī)一般采用兩根端部連接的主梁組合結(jié)構(gòu),稱(chēng)為雙梁橋式起重機(jī),只有少數(shù)輕型橋式起重機(jī)采用單梁,稱(chēng)為梁式起重機(jī)。 橋式起重機(jī)主梁的結(jié)構(gòu)形式主要有箱行結(jié)構(gòu)、偏軌箱行結(jié)構(gòu)、偏軌空腹箱行結(jié)構(gòu)、單主梁箱行結(jié)構(gòu)、四桁架式結(jié)構(gòu)、三角形桁架式結(jié)構(gòu)、單腹板梁結(jié)構(gòu)、曲腹板梁結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力箱型梁結(jié)構(gòu)等。最常見(jiàn)的是箱行結(jié)構(gòu)。箱行梁由上蓋板、下蓋板和兩個(gè)腹板構(gòu)成一個(gè)箱體,箱內(nèi)還有縱橫長(zhǎng)短筋板,見(jiàn)圖1-1。在箱行梁的一側(cè)鋪設(shè)走臺(tái)板和欄桿,在上蓋板上鋪設(shè)起升裝置的行走軌道。為了檢修的方便,在主梁上還布置有供人行

24、走的走臺(tái)和欄桿。 ⑵起升機(jī)構(gòu) 起升機(jī)構(gòu)用來(lái)實(shí)現(xiàn)重物的升降,是起重機(jī)上最重要和最基本的機(jī)構(gòu)。橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu),除了少數(shù)梁式起重機(jī)采用電動(dòng)葫蘆外,一般均采用起重小車(chē)。起重小車(chē)由車(chē)架、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升卷繞機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備等組成。 車(chē)架支撐在四個(gè)車(chē)輪上,車(chē)架上的運(yùn)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)車(chē)輪沿軌道運(yùn)行,以實(shí)現(xiàn)在跨間寬度方向不同位置的吊裝。 起升卷繞機(jī)構(gòu)實(shí)際上是一臺(tái)電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)和滑輪組的組合。起重量大于150KN的橋式起重機(jī),一般具有兩套起升卷繞機(jī)構(gòu),既主鉤和副鉤,主鉤的額定載荷較大,但起升速度較慢,副鉤的額定載荷小,但起升速度快,用以起吊較輕的物件或作輔助性的工作,以提高工作效率。在橋式起重機(jī)的銘牌上對(duì)其額定

25、載荷的標(biāo)注通常將主鉤額定載荷標(biāo)注在前,副鉤額定載荷標(biāo)注在后,中間用“/”隔開(kāi),如“1600KN/500KN”。 1.5橋式起重機(jī)的基本參數(shù) 起重機(jī)械的基本參數(shù)是用來(lái)說(shuō)明起重機(jī)械的性能和規(guī)格的一些數(shù)據(jù),也是提供設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇使用起重機(jī)械的主要依據(jù)。 橋式起重機(jī)的基本參數(shù)主要有額定載荷、跨度、起升高度、工作速度和工作級(jí)別等。橋式起重機(jī)的額定載荷一般在50~5000KN之間,我國(guó)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)橋式起重機(jī)系列有13種,即50,80,125/30,160/30,200/50,320/80,500/125,800/200,1000/320,1250/320,1600/500,2000/500,2500/

26、500。 橋式起重機(jī)的跨度指的是其主梁兩軌道中心線(xiàn)的距離,它決定了橋式起重機(jī)的工作范圍。目前我國(guó)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)的跨度最小為10.5m,最大為31.5m,每隔3m一個(gè)規(guī)格,即10.5m,13.5 m,16.5 m,19.5 m,22.5 m,25.5 m,28.5 m,31.5 m。 起升高度指的是吊鉤上升到極限位置時(shí),吊鉤中心線(xiàn)至地面的垂直距離,一般標(biāo)準(zhǔn)橋式起重機(jī)的起升高度在12~32m之間。 橋式起重機(jī)的其他有關(guān)參數(shù)包括如下幾項(xiàng): ⑴額定起重量(t) 吊鉤所能吊起的最大重量。如使用其它輔助取物裝置和吊具(如抓斗、電磁鐵、夾鉗和盛鋼桶等)時(shí),這些裝置的自重應(yīng)包括在額定起重量?jī)?nèi)。當(dāng)決定起重

27、機(jī)的額定起重量時(shí),應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值。因?yàn)槠鹬亓康臄?shù)值對(duì)大多數(shù)起重機(jī)的自重有決定性的作用,因此在確定時(shí)應(yīng)按照生產(chǎn)實(shí)際情況考慮,過(guò)小不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求,過(guò)大會(huì)造成基建投資的浪費(fèi)。 ⑵起升高度(m) 吊鉤最低位置到吊鉤最高位置之間的垂直距離,此參數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有規(guī)定,可根據(jù)工作需要來(lái)定。 ⑶跨度(m)和幅度(m) 都是表示起重機(jī)工作范圍的參數(shù)??缍仁侵笜蚴筋?lèi)型起重機(jī)大車(chē)運(yùn)行軌道之間的距離;幅度是指旋轉(zhuǎn)起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心線(xiàn)到吊鉤中心線(xiàn)之間的水平距離。 ⑷軌距(m) 軌距也稱(chēng)輪距,按下列三種情況定義: ①對(duì)于小車(chē),為小車(chē)軌道中心線(xiàn)之間的距離; ②對(duì)于鐵路起重機(jī),為運(yùn)行線(xiàn)路兩鋼軌頭部下內(nèi)側(cè)1

28、6mm處的水平距離; ③對(duì)于臂架型起重機(jī),為軌道中心線(xiàn)或起重機(jī)行走輪踏面(或履帶)中心線(xiàn)之間的距離。 ⑸基距 基距也稱(chēng)軸距,是指沿縱向運(yùn)動(dòng)方向的起重機(jī)或小車(chē)支承中心線(xiàn)之間的距離?;嗟臏y(cè)定與支承輪的布置有關(guān)。 ⑹起重力矩 起重力矩是幅度與其相對(duì)應(yīng)的起吊物品重力的乘積。 ⑺起重傾覆力矩 起重傾覆力矩,是指起吊物品重力與其至傾覆線(xiàn)距離的乘積。 ⑻輪壓 輪壓是指一個(gè)車(chē)輪傳遞到軌道或地面上的最大垂直載荷。按工況不同,分為工作輪壓和非工作輪壓。 ⑼工作速度v(m/min) 包括起升、運(yùn)行、變副和旋轉(zhuǎn)速度,但旋轉(zhuǎn)速度用n(r/min)表示。 ①起升速度——起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下

29、吊鉤上升的速度; ②運(yùn)行速度——運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下,大車(chē)或小車(chē)直線(xiàn)運(yùn)行的速度; ③變副速度——吊鉤從最大幅度到最小幅度的平均線(xiàn)速度; ④旋轉(zhuǎn)速度——旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下,起重機(jī)的轉(zhuǎn)速。 ⑽生產(chǎn)率Q(t/h) 說(shuō)明起重機(jī)裝載或吊運(yùn)物品的工作能力的綜合指標(biāo)。 ⑾起重機(jī)工作級(jí)別 起重機(jī)工作級(jí)別是考慮起重量和時(shí)間的利用程度以及工作循環(huán)次數(shù)的工作特性。它是按起重機(jī)利用等級(jí)(整個(gè)設(shè)計(jì)壽命期內(nèi),總的工作循環(huán)次數(shù))和載荷狀態(tài)劃分的?;蛘哒f(shuō),起重機(jī)工作級(jí)別是表明起重機(jī)工作繁重程度的參數(shù),即表明起重機(jī)工作在時(shí)間方面的繁忙程度和在吊重方面滿(mǎn)載程度的參數(shù)。 ⑿自重及外形尺寸 這是任何一

30、種機(jī)器都應(yīng)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),它不僅是說(shuō)明起重機(jī)械性能優(yōu)劣的數(shù)據(jù),而且直接影響基建費(fèi)用的投資,因此,應(yīng)十分重視減輕自重和減小外形尺寸。 - 76 - 2 吊鉤橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2.1設(shè)計(jì)參數(shù) 主要參數(shù)為:起重量(主起升):50t,起升高度(主起升):14m, 起升速度(主起升):6m/min;起重量(副起升):16t,起升高度(副起升):16m, 起升速度(副起升):16m/min;小車(chē)運(yùn)行速度:40m/min;大車(chē)運(yùn)行速度:70m/min,跨度:25.5m;工作級(jí)別:A5。 2.2工作條件 工作地點(diǎn)為室內(nèi),采用交流電。 2.3設(shè)計(jì)原則 為保證起重機(jī)安全正常工作,起重

31、機(jī)本身應(yīng)具備三個(gè)基本條件: 1)金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)械零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗彎曲能力; 2)整機(jī)具備必要的抗傾覆穩(wěn)定性; 3)原動(dòng)機(jī)具備滿(mǎn)足作業(yè)性能要求的功率,制動(dòng)裝置提供必要的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 3 小車(chē)起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 已知數(shù)據(jù):起重量(主起升):50t,起升高度(主起升):14m, 起升速度(主起升):6m/min;起重量(副起升):16t,起升高度(副起升):16m, 起升速度(副起升):16m/min;小車(chē)運(yùn)行速度:40m/min;工作級(jí)別:A5;機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率JC=25%;小車(chē)質(zhì)量估計(jì)=10t。 3.1起升機(jī)構(gòu)計(jì)算 3.1.1確定起升結(jié)構(gòu)傳動(dòng)方案,選擇滑

32、輪組和吊鉤組 注:以下計(jì)算①為主起升計(jì)算,②為副起升計(jì)算。 ⑴起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算 按照布置緊湊的原則,決定采用雙聯(lián)滑輪組的方案。 ① 按Q=50t,查[3]表3-2-8取滑輪組倍率=4,承載繩分支數(shù)Z=2= 8; 查[3]表3-4-11選圖號(hào)為T(mén)1 362.1508吊鉤組,得其質(zhì)量=1050kg,兩滑輪間距=112mm; ② Q=16t,查[3]表3-2-8取滑輪組倍率=2,承載繩分支數(shù)Z=2= 4; 查[3]表3-4-11選圖號(hào)為G13吊鉤組,得其質(zhì)量=296kg,兩滑輪間距=96mm; 3.1.2選擇鋼絲繩 ①若滑輪組采用滾動(dòng)軸承,當(dāng)=4,查[3]表3-2-11得滑輪

33、組效率=0.97,鋼絲繩所受最大拉力: = 6578.6 kg = 65.79 kN 查[3]表3-1-2,工作級(jí)別A5時(shí),安全系數(shù)n=4.5,鋼絲繩計(jì)算破斷拉力: =296.037 kN 查[2]附表1所選瓦林吞型纖維芯鋼絲繩619W+FC,鋼絲公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度1770MPa,光面鋼絲,右交互捻,直徑d=21.5mm,鋼絲繩最小破斷拉力=298kN, 標(biāo)記如下: 鋼絲繩1:21.5NAT 619W+FC 1770 ZS 298 GB8918-88 ②若滑輪組采用滾動(dòng)軸承,當(dāng)=2,查[3]表3-2-11得滑輪組效率=0.99,鋼絲繩所受

34、最大拉力: = 4157.14 kg = 41.57 kN 查[3]表3-1-2,工作級(jí)別A5時(shí),安全系數(shù)n=4.5,鋼絲繩計(jì)算破斷拉力: =187.065 kN 查[2]附表1所選瓦林吞型纖維芯鋼絲繩619W+FC,鋼絲公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度1570MPa,光面鋼絲,右交互捻,直徑d=18.5mm,鋼絲繩最小破斷拉力=199.5kN, 標(biāo)記如下: 鋼絲繩2:18.5NAT 619W+FC 1570 ZS 199.5 GB8918-88 3.1.3確定滑輪主要尺寸 ①滑輪的許用最小直徑: D≥d(e-1)=21.5(20-

35、1)=408.5 mm 式中: 系數(shù)e=20由[1]表2-4查得,由[2]附表2表選用滑輪直徑D=600 mm,取平衡滑輪直徑≈0.6D=0.6450=360 mm,由[2]附表2選用= 400 mm。滑輪的繩槽部分尺寸由[2]附表3查得,由[2]附表4選用鋼絲繩直徑=21.5 mm,=600 mm。 ③ 輪的許用最小直徑: D≥d(e-1)=18.5(20-1)=351.5 mm 式中: 系數(shù)e=20由[1]表2-4查得,由[2]附表2表選用滑輪直徑D=500 mm,取平衡滑輪直徑≈0.6D=0.6500=300 mm,由[2]附表2選用= 315mm?;喌?/p>

36、繩槽部分尺寸由[2]附表3查得,由[2]附表4選用鋼絲繩直徑=18.5 mm,=500 mm。 3.1.4確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度 ①卷筒直徑: D≥d(e-1)=21.5(20-1)=408.5 mm 由[3]表3-3-6,選用齒輪連接盤(pán)式卷筒組,圖號(hào)T210,=800mm,=2000mm,槽距,=26 mm,槽底半徑 =12 mm,卷筒壁厚=30mm。 卷筒尺寸: = = 957.92 mm 式中: ——附加安全系數(shù),取= 2; ——卷槽不切槽部分長(zhǎng)度,取其等于吊鉤組動(dòng)滑輪的間距,即=A=112 mm,實(shí)際長(zhǎng)度在繩偏斜角允許范圍內(nèi)

37、可以適當(dāng)增減; ——卷筒計(jì)算直徑=D+d=800+11=811 mm 卷筒壁厚: δ=0.02D+(6~10)=0.02500 +(6~10) =16~20 mm 該卷筒壁厚滿(mǎn)足要求。 由于該卷筒長(zhǎng)度,故用下式校核合成應(yīng)力 式中: ——鋼絲繩最大拉應(yīng)力,=65.79kN ——卷筒壁厚,=30mm ——應(yīng)力減少系數(shù),一般取=0.75 卷筒材料為HT200灰鑄鐵,許用壓應(yīng)力 該卷筒強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 ②卷筒直徑: D≥d(e-1)=18.5(20-1)=351.5 mm 由[3]表3-3-6選用齒輪連接盤(pán)式卷筒組,圖

38、號(hào)T145,=500 mm,=1200mm,槽距,=20 mm,槽底半徑=10 mm,卷筒壁厚=22mm 卷筒尺寸: = = 1135 mm 所選滾筒長(zhǎng)度滿(mǎn)足要求。 式中: ——附加安全系數(shù),取= 2; ——卷槽不切槽部分長(zhǎng)度,取其等于吊鉤組動(dòng)滑輪的間距,即=A=96 mm,實(shí)際長(zhǎng)度在繩偏斜角允許范圍內(nèi)可以適當(dāng)增減; ——卷筒計(jì)算直徑=D+d=500+10=510 mm 卷筒壁厚: δ=0.02D+(6~10)=0.02510 +(6~10) =16~20 mm 卷筒壁厚滿(mǎn)足要求。 由于卷筒長(zhǎng)度,按下式驗(yàn)算卷筒強(qiáng)度:

39、 強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 3.1.5選電動(dòng)機(jī) ①計(jì)算靜功率: 式中:: ——機(jī)構(gòu)總效率,一般=0.8~0.9,取=0.9; 電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率: ≥=0.956.72=51.05 kW 式中系數(shù)由[1]表6-1查得,中級(jí)起重機(jī)=0.85~0.95 , 取=0.9 查[3]附表5-1-35選用電動(dòng)機(jī)YZR250M-6,其(25%)=52kW,=958r/min,=7.0 kgm,電機(jī)質(zhì)量 =398 kg。 ②計(jì)算靜功率: 式中: ——機(jī)構(gòu)總效率,一般=0.8~0.9,取=0.85; 電動(dòng)機(jī)計(jì)

40、算功率: ≥=0.848.28=38.24 kW 式中系數(shù)由[1]表6-1查得,中級(jí)起重機(jī)=0.85~0.95 , 取=0.8 查[3]表5-1-35選用電動(dòng)機(jī)YZR250M-6,其(25%)=52 kW,=958r/min,=7.0kgm,電機(jī)質(zhì)量 =462 kg。 3.1.6驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 ①按照等效功率法,求JC=25%時(shí)所需要的等效功率: ≥ =0.750.9856.72=41.69 kW 式中: ——工作級(jí)別系數(shù),查[1]表6-4 ,工作類(lèi)型為中級(jí)時(shí)=0.75; ——系數(shù),根據(jù)機(jī)構(gòu)平均啟動(dòng)時(shí)間與平均工作時(shí)間的比值(

41、/),由[1]表6-5,一般起升機(jī)構(gòu) / =0.1~0.2,取/=0.2,由[1]圖6-6查=0.98; 由以上計(jì)算結(jié)果,< ,故初選電動(dòng)機(jī)能滿(mǎn)足發(fā)熱條件。 ②按照等效功率法,求JC=25%時(shí)所需要的等效功率: ≥ =0.750.8548.28=30.78 kW 式中: ——工作級(jí)別系數(shù),查[1]表6-4 ,工作類(lèi)型為中級(jí)時(shí)=0.75; ——系數(shù),根據(jù)機(jī)構(gòu)平均啟動(dòng)時(shí)間與平均工作時(shí)間的比值(/),由[1]表6-5,一般起升機(jī)構(gòu) / =0.1~0.2,取/=0.1,由[1]圖6-6查=0.85; 由以上計(jì)算結(jié)果,< ,故初選電動(dòng)機(jī)能滿(mǎn)足發(fā)熱條件。 3.1.7

42、選擇標(biāo)準(zhǔn)減速器 ①卷筒轉(zhuǎn)速: = = 9.42 r/min 減速器總傳動(dòng)比: = 查[2]附表35,選QJSD710-100減速器,當(dāng)工作類(lèi)型為中級(jí)時(shí),許用功率[N]=115 kW ,=100,質(zhì)量=4900kg。 ②卷筒轉(zhuǎn)速: = = 20.02 r/min 減速器總傳動(dòng)比: = = 47.85 查[2]附表35,選QJSD-560-50減速器,當(dāng)工作類(lèi)型為中級(jí)時(shí),許用功率[N]=117kW ,=50,質(zhì)量=2600kg。 3.1.8驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需功率 ①實(shí)際起升速度: =5.90 m/m

43、in 誤差: ︱ ︳= ︱100% ︳= ︳ ︳ = 1.7% < = 15% 實(shí)際所需等效功率: = 40.99 kW <(25%)=52 kW ②實(shí)際起升速度: =16.72 m/min 誤差: ︱ ︳= ︱100% ︳= ︳ ︳ = 4.49% <= 15% 實(shí)際所需等效功率: = 32.25 kW <(25%)=52 kW 3.1.9校核減速器輸出

44、軸強(qiáng)度 ①由[1]公式(6-16)得輸出軸最大徑向力: ≤ 式中: =265786=131.57kN —— 卷筒上鋼絲繩引起的載荷; =9.81 kN ——卷筒及軸自重,參考[4]附表8; [R]=107 kN ——QJR-D-710-100所選減速器輸出軸端最大容許徑向載荷,參考[2]附得。 因此 = (131.57+9.81)=70.69 kN <[R] ,通過(guò)。 由[1]中公式(6-17)得輸出軸最大扭矩: =(0.7~0.8)ψη≤[] 式中: =9550==518.37 Nm—— 電動(dòng)機(jī)軸額定力矩; ψ=2

45、.8—— 當(dāng)JC=25%時(shí)電動(dòng)機(jī)最大力矩倍數(shù),由[2]附表28查出; η=0.95—— 減速器傳動(dòng)功率; []=118000 Nm——QJR-D-710-100減速器輸出軸最大容許轉(zhuǎn)矩,由[2]附表36查出; ∴ =0.82.8518.371000.95=110309 Nm <[]=118000 Nm 由上計(jì)算,所選減速器能滿(mǎn)足要求。 ②由[1]公式(6-16)得輸出軸最大徑向力: Rmax≤ 式中: =241.57=83.14kN —— 卷筒上鋼絲繩引起的載荷; =3.44 kN

46、 ——卷筒及軸自重,參考[4]附表8; [R]=75 kN —— 所選減速器輸出軸端最大容許徑向載荷,參考[2]附得。 因此= 0.5(83.14+3.44)=43.29 kN <[R] ,通過(guò)。 由[1]中公式(6-17)得輸出軸最大扭矩: =(0.7~0.8)ψη≤[] 式中: =9550==518.37 Nm—— 電動(dòng)機(jī)軸額定力矩; ψ=2.8—— 當(dāng)JC=25%時(shí)電動(dòng)機(jī)最大力矩倍數(shù),由[2]附表28查出; η=0.95—— 減速器傳動(dòng)功率; []=60000 Nm——QJRD-560-50減速器輸出軸最大容許

47、轉(zhuǎn)矩,由[2]附表36查出; ∴ =0.82.8518.37500.95=55154.57 Nm <[]=60000 Nm 由上計(jì)算,所選減速器能滿(mǎn)足要求。 3.1.10選擇制動(dòng)器 ①所需靜制動(dòng)力矩: ≥ = =76.98 kgm 式中: =1.75—— 制動(dòng)安全系數(shù),由[1]表6-6查取 由[2]中附表15選用YWZ —315/80,其制動(dòng)力矩 =500~1000Nm ,制動(dòng)輪直徑 =315 mm ,制動(dòng)器質(zhì)量=62.4 Kg。 ②所需靜制

48、動(dòng)力矩: ≥ = =61.81 kgm 式中: =1.75—— 制動(dòng)安全系數(shù),由[1]表6-6查取 由[2]中附表15選用YWZ —315/50,其制動(dòng)力矩 =400~630Nm ,制動(dòng)輪直徑 =315 mm ,制動(dòng)器質(zhì)量=61.4 Kg。 3.1.11選擇聯(lián)軸器 ①高速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩,由[1](6-26)式 =1.51.8518.37=1399.60 Nm 式中: 聯(lián)軸器安全系數(shù)n值 起升機(jī)構(gòu)或變幅機(jī)構(gòu) 吊鉤起重機(jī)或起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu) 1.5 抓

49、斗、電磁、三用起重機(jī) 1.4 調(diào)運(yùn)熾熱或融化金屬的冶金起重機(jī) 1.6 =518.37 —— 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩; =1.5 —— 聯(lián)軸器安全系數(shù); =1.8 —— 剛性動(dòng)載系數(shù),一般=1.5 ~ 2.0; 由[2]附表29查得YZR250M-6電動(dòng)機(jī)軸端為圓錐形d=70mm,=140mm; 由[2]附34查得QJRD-710-100減速器的高速軸端為圓錐形d=120mm,=210mm; 靠電動(dòng)機(jī)軸端聯(lián)軸器:由[3]表3-12-6選用CLZ半聯(lián)軸器,最大容許轉(zhuǎn)矩[]=5600 Nm > 值,飛輪轉(zhuǎn)矩=0.22kg m,質(zhì)量G=37.5 kg 。

50、浮動(dòng)軸的兩軸端為圓柱形d=70mm,=140mm; 靠減速器的聯(lián)軸器 ,由[2]附表45選用帶mm制動(dòng)輪的聯(lián)軸器NGCLZ7,最大容許轉(zhuǎn)矩[]=6300 Nm,飛輪轉(zhuǎn)矩=1.479 kgm,質(zhì)量=79.6 kg ,與制動(dòng)器YWZ—315/80 相適應(yīng),將聯(lián)軸器所帶mm制動(dòng)輪,修改為mm應(yīng)用。 ②高速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩,由[1](6-26)式 =1.51.8518.37=589.14 Nm 式中: =518.37 —— 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩; =1.5 —— 聯(lián)軸器安全系數(shù); =1.8 —— 剛性動(dòng)載系數(shù),一般=1.5

51、~ 2.0; 由[2]附表29查得YZR42-8電動(dòng)機(jī)軸端為圓錐形d=70mm,=140mm; 由[2]附34查得ZQ-400減速器的高速軸端為圓錐形d=100mm,=210mm; 靠電動(dòng)機(jī)軸端聯(lián)軸器:由[2]附表43選用CLZ半聯(lián)軸器, 許轉(zhuǎn)矩[]=5600 Nm > 值,飛輪轉(zhuǎn)矩(GD)=0.22 kg m,質(zhì)量G=37.5 kg 。 浮動(dòng)軸的兩軸端為圓柱形d=70mm,=140mm; 靠減速器的聯(lián)軸器 ,由[2]附表45選用帶mm制動(dòng)輪的聯(lián)軸器NGCLZ8,最大容許轉(zhuǎn)矩[]=9000 Nm,飛輪轉(zhuǎn)矩=4.18 kgm,質(zhì)量=117 kg ,與制動(dòng)器YWZ—400/121相

52、適應(yīng)。 3.1.12驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 ①起動(dòng)時(shí)間: 式中: =1.78+1.48+0.22 =3.48 kgm 靜阻力矩: = =608.85 Nm 平均起動(dòng)力矩: =1.5=1.5518.37=777.56 Nm ∴ = =0.59 s 通常起升機(jī)構(gòu)起升時(shí)間為1~5 s ,此處<1 s ,可在電氣設(shè)計(jì)時(shí),增加起

53、動(dòng)電阻,延長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間,故所選電動(dòng)機(jī)合適。 ②起動(dòng)時(shí)間: 式中: =1.78+0.22+4.18 =6.18 kgm 靜阻力矩: = =488.88 Nm 平均起動(dòng)力矩: =1.5=1.5518.37=777.56 Nm ∴ = =0.66 s 通常起升機(jī)構(gòu)起升時(shí)間為1~5 s ,此處<1 s ,可在電氣設(shè)計(jì)時(shí),

54、增加起動(dòng)電阻,延長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間,故所選電動(dòng)機(jī)合適。 3.1.13驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間 ①制動(dòng)時(shí)間: = = 0.321 s 式中: = = = 439.35 Nm 查[1]表6-7 ,當(dāng)≤12 m/min 時(shí),[]=1.0~1.25 s ,因?yàn)椋糩] ,故合適。 ②制動(dòng)時(shí)間: = = 0.78 s 式中: = = =

55、353.2 Nm 查[1]表6-7 ,當(dāng)>12 m/min 時(shí),[]=1.5~2.0 s ,因?yàn)椋糩] ,故合適。 3.1.14高速浮動(dòng)軸計(jì)算 ①疲勞計(jì)算: 由[5]中起升機(jī)構(gòu)疲勞計(jì)算基本載荷: =1.04518.37=539.1 Nm 式中: ——?jiǎng)虞d系數(shù) ,=(1+)=(1+1.07)=1.04 ——起升載荷動(dòng)載系數(shù)(物品升降或下降制動(dòng)的動(dòng)載效應(yīng))=1+0.71=1+0.71=1.07 由前節(jié)已選定軸徑d=125 mm,因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: =7.7 MPa 軸材料用45#鋼, =600 MPa =300 MP

56、a , 彎曲: =0.27()=0.27(600+300)=243 MPa 扭轉(zhuǎn): =140 MPa =0.6=0.6300=180 MPa 軸受脈動(dòng)循環(huán)的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: []= 式中: = —— 考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù); ——與零件幾何形狀有關(guān),對(duì)于零件表面有急劇過(guò)度和開(kāi)有鍵槽及緊密配合區(qū)段, =1.5~2.5;    ——與零件表面加工光潔度有關(guān).,此處取=21.25=2.5 η —— 考慮材料對(duì)應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)的敏感系數(shù),對(duì)碳鋼及低合金鋼η=0.2 —— 安全系數(shù) =1.25,由[3

57、]表1-4-10查得; ∴ MPa 故 < 強(qiáng)度驗(yàn)算: 軸所受最大轉(zhuǎn)矩: ==1.04518.37=539.1 MPa 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: ==7.85 MPa 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: []===120 MPa 式中: —— 安全系數(shù),=1.5 ∴ < [] 故通過(guò)。 浮動(dòng)軸的構(gòu)造如圖3-3所示,中間軸徑d=d+(5~10)=120+(5~10)=125~130 mm,取d=125mm ②疲勞計(jì)算: 由[5]中起升機(jī)構(gòu)疲勞計(jì)算基本載荷

58、: =1.10518.37=570.21 Nm 式中: ——?jiǎng)虞d系數(shù) ,=(1+)=(1+1.19)=1.12 ——起升載荷動(dòng)載系數(shù)(物品升降或下降制動(dòng)的動(dòng)載效應(yīng))=1+0.71=1+0.71=1.19 由前節(jié)已選定軸徑d=125 mm,因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: =8.31 MPa 軸材料用45#鋼, =600 MPa =300 MPa , 彎曲: =0.27()=0.27(600+300)=243 MPa 扭轉(zhuǎn): =140 MPa =0.6=0.6300=180 MPa 軸受脈動(dòng)循環(huán)的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:

59、 []= 式中: = —— 考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù); ——與零件幾何形狀有關(guān),對(duì)于零件表面有急劇過(guò)度和開(kāi)有鍵槽及緊密配合區(qū)段, =1.5~2.5;    ——與零件表面加工光潔度有關(guān).,此處取=21.25=2.5 η —— 考慮材料對(duì)應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)的敏感系數(shù),對(duì)碳鋼及低合金鋼η=0.2 —— 安全系數(shù) =1.25,由[3]表1-4-10查得; ∴ MPa 故 < 強(qiáng)度驗(yàn)算: 軸所受最大轉(zhuǎn)矩: ==1.10518.37=570.21 MPa

60、最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: ==8.31 MPa 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: []===120 MPa 式中: —— 安全系數(shù),=1.5 ∴ < [] 故通過(guò)。 浮動(dòng)軸的構(gòu)造如圖3-3所示,中間軸徑d=d+(5~10)=100+(5~10)=105~110 mm,取d=110 mm 3.2小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算 3.2.1確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 經(jīng)比較后,決定采用圖3-4所示的傳動(dòng)方案: 圖3-4 傳動(dòng)方案 3.2.2選擇車(chē)輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度 車(chē)輪最大輪壓: 小車(chē)質(zhì)量估計(jì)G=8000Kg,假定輪壓均布: 車(chē)輪最大輪壓:

61、 P =(Q+ G)=(50000+10000)10 =150000 N 車(chē)輪最小輪壓: P= G=100000=25000 N 初選車(chē)輪: 由[2]附表17可知,當(dāng)運(yùn)行速度<60 m/min 時(shí),==5>1.6 ,工作級(jí)別為中級(jí)時(shí),車(chē)輪直徑D=500mm ,軌道型號(hào)為43 kg/m (P43)的許用輪壓為16.5 t>15t 。根據(jù)GB4628-84規(guī)定,直徑系列為D=250、315、400、500、630,故初選直徑D=500 mm,而后校核強(qiáng)度。 強(qiáng)度驗(yàn)算: 按照車(chē)輪和軌道為線(xiàn)接觸及點(diǎn)

62、接觸兩種情況驗(yàn)算車(chē)輪接觸強(qiáng)度,車(chē)輪踏面疲勞計(jì)算載荷: P= =55000 N 車(chē)輪材料,取ZG340-640,σ=640 MPa , σ=340 MPa 線(xiàn)接觸局部擠壓強(qiáng)度: P==650025.481.031=78733 N 式中: ——許用線(xiàn)接觸應(yīng)力常數(shù)(N/mm) ,由[3]表3-8-6查得=6; —— 車(chē)輪與軌道有效接觸強(qiáng)度,對(duì)于軌道P43(由[2]附表22)=b=44 mm; ——轉(zhuǎn)速系數(shù),由[3]表3-8-7中查得,車(chē)輪==25.48 r/mi

63、n 時(shí),=1.03; ——工作級(jí)別數(shù),由[3]表3-8-8中查得,當(dāng)為M5級(jí)時(shí)=1; ∴ P > P 故通過(guò)。 點(diǎn)接觸局部擠壓強(qiáng)度: P==0.1321.031 =177542 N 式中: ——許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)(N/mm) ,由[3]表3-8-6查得=0.132; ——曲率半徑 ,車(chē)輪與軌道曲率半徑中的大值,車(chē)輪===250;軌道曲率半徑由[2]附表22查得=300,故取=300; m—— 由比值(為、中的

64、小值)所確定的系數(shù),==0.83,查[3]表3-8-9取 m=0.41;   ∴ P > P ,故通過(guò)。 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果,選定直徑D=500 mm 的單輪緣車(chē)輪,標(biāo)記為 : 車(chē)輪 DYL-500 GB4628-84 3.2.3運(yùn)行阻力計(jì)算 摩擦阻力矩: =(Q+ G)(+μ)β 由[2]附表19查得,由D=500 mm 車(chē)輪組的軸承型號(hào)為7524,軸承內(nèi)徑和外徑的平均值==167.5 mm ,由[2]表7-1~表7-3查得滾動(dòng)摩擦系數(shù)=0.0007,軸承摩擦系數(shù)μ=0.02,附加阻力系數(shù)β=0.2 ,帶入上式得: 當(dāng)滿(mǎn)載(Q=Q)

65、時(shí)運(yùn)行阻力矩: =2(50000+10000)(0.0007+) =285.6 kg.m=2856 Nm 運(yùn)行摩擦阻力: = =11424 N 當(dāng)無(wú)載(Q=0)時(shí)運(yùn)行阻力矩: =βG(+μ) =210000(0.0007+) =476 Nm ==1904 N 系數(shù)β值表(滾動(dòng)軸承) 3.2.4選電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)靜功率: ==8.46 kw 式中: = ——滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)靜阻力; η=

66、0.9 —— 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率 ; m=1 —— 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù); 初選電動(dòng)機(jī)功率: ==1.158.46=9.73 kw 式中: ——電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù),由[1]表7-6查得,=1.15 由[2]附表30選用電動(dòng)機(jī)YZR-160L-6 ,N(25%)=13kw ,=942 r/min, (GD)=0.2 kgm,電機(jī)質(zhì)量 =108 kg。 3.2.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 按照等效功率法,求JC=25%時(shí)所需要的等效功率: = K N=0.51.18.46=4.65 kw 式中: K——工作級(jí)別系數(shù),查[1]表6-4 ,中級(jí)K=0.5; ——由[1]表6-5,取/=0.2由[1]圖6-6查=1.1; 由以上計(jì)算結(jié)果, <,故初選電動(dòng)機(jī)能滿(mǎn)足發(fā)熱條件。 3.2.6選擇減速器 車(chē)輪轉(zhuǎn)速: ===25.48 r/min 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比: ==36.50 查

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