32-5t吊鉤橋式起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD】
32-5t吊鉤橋式起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD】,說(shuō)明書+CAD,32-5t吊鉤橋式起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD】,32,吊鉤,橋式起重機(jī),提升,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì),說(shuō)明書,CAD
湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
目 錄
第一章 前 言 3
1 起重機(jī)械的用途、工作特點(diǎn)及其在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位 3
2 起重機(jī)械的發(fā)展簡(jiǎn)史及發(fā)展動(dòng)向 3
3 起重機(jī)械的組成和類型 4
4 橋式起重機(jī)的分類、用途、基本結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)及工作等級(jí) 6
第二章 小車起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算 10
1 起升結(jié)構(gòu)傳動(dòng)方案,選擇滑輪組和吊鉤組 10
2 鋼絲繩及繩具的計(jì)算選擇 12
3 滑輪和滑輪組的選擇 13
4 選擇卷筒組并驗(yàn)算其強(qiáng)度 13
5 選擇電動(dòng)機(jī)并驗(yàn)算發(fā)熱 24
6 選擇標(biāo)準(zhǔn)減速器 26
7 驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需功率 27
8 校核減速器輸出軸強(qiáng)度 27
9 選擇制動(dòng)裝置 29
10 選擇聯(lián)軸器 30
11 高速浮動(dòng)軸疲勞和強(qiáng)度的計(jì)算 31
第三章 吊鉤組的計(jì)算 35
1主起升吊鉤的計(jì)算 35
1.1吊鉤橫梁的計(jì)算 38
1.2滑輪軸的計(jì)算 39
1.3拉板的校核 40
1.4滑輪軸承的選擇 41
2 副起升吊鉤的計(jì)算 41
1.1吊鉤主要尺寸的確定 41
1.2吊鉤橫梁的計(jì)算 44
1.3滑輪軸的計(jì)算 45
1.4拉板的校核 45
1.5滑輪軸承的選擇 46
第四章 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算 48
1 選擇機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 48
2 選擇車輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度 48
3 運(yùn)行阻力計(jì)算 50
4 選擇電動(dòng)機(jī) 51
5 選擇減速器 51
6 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 53
7 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 53
8 按起動(dòng)工況校核減速器功率 53
9 選擇制動(dòng)器 54
10 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)的不打滑條件 54
11 選擇高速軸聯(lián)軸器及制動(dòng)輪 55
12 選擇低速軸聯(lián)軸器 56
13 驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度 56
總 結(jié) 58
參考文獻(xiàn) 59
致 謝 60
第一章 前 言
1 起重機(jī)械的用途、工作特點(diǎn)及其在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位
起重作業(yè)是將機(jī)械設(shè)備或其他物件從一個(gè)地方運(yùn)送到另一個(gè)地方的一種工業(yè)過(guò)程。多數(shù)起重機(jī)械在吊具取料之后即開(kāi)始垂直或垂直兼有水平的工作行程,到達(dá)目的地后卸載,再空行程到取料地點(diǎn),完成一個(gè)工作循環(huán),然后再進(jìn)行第二次吊運(yùn)。一般來(lái)說(shuō),起重機(jī)械工作時(shí),取料、運(yùn)移和卸載是依次進(jìn)行的,各相應(yīng)機(jī)構(gòu)的工作是間歇性的。起重機(jī)械主要用于搬運(yùn)成件物品,配備抓斗后可搬運(yùn)煤炭、礦石、糧食之類的散狀物料,配備盛桶后可吊運(yùn)鋼水等液態(tài)物料。有些起重機(jī)械如電梯也可用來(lái)載人。在某些使用場(chǎng)合,起重設(shè)備還是主要的作業(yè)機(jī)械,例如在港口和車站裝卸物料的起重機(jī)就是主要的作業(yè)機(jī)械。
起重機(jī)械通過(guò)起重吊鉤或其它取物裝置起升或起升加移動(dòng)重物。起重機(jī)械的工作過(guò)程一般包括起升、運(yùn)行、下降及返回原位等步驟。起升機(jī)構(gòu)通過(guò)取物裝置從取物地點(diǎn)把重物提起,經(jīng)運(yùn)行、回轉(zhuǎn)或變幅機(jī)構(gòu)把重物移位,在指定地點(diǎn)下放重物后返回到原位。起重機(jī)屬于有危險(xiǎn)性作業(yè)的設(shè)備,它發(fā)生事故造成的損失將是巨大的。所以,起重機(jī)設(shè)計(jì)和制造一定要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
2 起重機(jī)械的發(fā)展簡(jiǎn)史及發(fā)展動(dòng)向
自有人類文明以來(lái),物料搬運(yùn)便成了要類活動(dòng)的重要組成部分,距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,自動(dòng)化程度的提高,作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣,作用愈來(lái)愈大,對(duì)起重機(jī)的要求也越來(lái)越高,科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造能力的提高,激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越依賴于技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。這些都促使起重機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段,起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。
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,為埋葬和紀(jì)念死者而修筑石棺和石臺(tái),我國(guó)古代勞動(dòng)人民已能開(kāi)鑿和搬運(yùn)巨石。蒸氣機(jī)的出現(xiàn),推動(dòng)了第一次工業(yè)革命,起重機(jī)械也因之有了較大發(fā)展。1827年,出現(xiàn)了第一臺(tái)用蒸氣機(jī)驅(qū)動(dòng)的固定式回轉(zhuǎn)起重機(jī),從此結(jié)束了起重機(jī)采用人力驅(qū)動(dòng)的歷史。在工業(yè)發(fā)展中,電力驅(qū)動(dòng)的出現(xiàn)是起重機(jī)械蓬勃發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。1880年,出現(xiàn)了第一臺(tái)電力驅(qū)動(dòng)的載客升降機(jī)。1885年,制成了電力驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)起重機(jī),從后制成了電力驅(qū)動(dòng)的橋式起重機(jī)和門座起重機(jī)等。二次世界大戰(zhàn)期間,新產(chǎn)品、新材料、新工藝不斷出現(xiàn)。例如:由于自動(dòng)焊接新技術(shù)的出現(xiàn),箱形結(jié)構(gòu)的橋式起重機(jī)越來(lái)越受到人們的歡迎;由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的推廣應(yīng)用,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)(CAD)和輔助制造(CAM),使起重機(jī)的整機(jī)布置更趨優(yōu)化,基本零部件更加緊湊耐用;由于自控技術(shù)和數(shù)顯技術(shù)的廣泛普及,使起重機(jī)的控制和安全保護(hù)裝置大為改善,保證了操作的安全性和可靠性。
縱觀世界各國(guó)起重機(jī)械發(fā)展的現(xiàn)狀,對(duì)今后的動(dòng)向,可歸納如下:
(1)大型化
由于石油、化工、冶煉、造船以及電站等的工程規(guī)模越來(lái)越大,所以吊車起吊物品的重量也越來(lái)越大。
(2)重視“三化”,逐步采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
所謂“三化”,是指起重機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。貫徹“三化”可以縮短設(shè)計(jì)周期,保證產(chǎn)品制造質(zhì)量,便于管理和提高經(jīng)濟(jì)效益。
(3).實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的機(jī)電一體化
機(jī)械產(chǎn)品需要更新?lián)Q代。在當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)及數(shù)顯技術(shù)大發(fā)展的年代里,更新?lián)Q代的重要標(biāo)志是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的機(jī)電一體化。在起重機(jī)械上應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),可以提高作業(yè)性能,增加安全性,以至實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)操作。
(4)人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用
起重機(jī)械一般應(yīng)用在沉重和繁忙的、環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合。為減少司機(jī)的作業(yè)強(qiáng)度,保持旺盛的注意力,應(yīng)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的理論,設(shè)計(jì)駕駛室,改善振動(dòng)于噪聲的影響,防止廢氣污染,使其符合健康規(guī)范的要求。
3 起重機(jī)械的組成和類型
(1)起重機(jī)械的組成
起重機(jī)由產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)、承受載荷的金屬機(jī)構(gòu)、提供動(dòng)力和起控制作用的電氣設(shè)備及各種安全指示裝置等四大部分組成。
起重機(jī)機(jī)構(gòu)有四類,即:使貨物升降的起升機(jī)構(gòu);作平面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu);使起重機(jī)旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);改變回轉(zhuǎn)半徑的變幅機(jī)構(gòu)。每一機(jī)構(gòu)均由電動(dòng)機(jī)、減速傳動(dòng)系統(tǒng)及執(zhí)行裝置等組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)的零部件加以組合,以利于制造和維修。金屬結(jié)構(gòu)則要根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。電動(dòng)機(jī)和控制設(shè)備大多是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,安全指示裝置通常從市場(chǎng)購(gòu)買,特殊的由制造廠設(shè)計(jì)制造。
(2)起重機(jī)械的分類
在建橋工程中所用的起重機(jī)械,根據(jù)其構(gòu)造和性能的不同,一般可分為輕小型起重設(shè)備、橋式類型起重機(jī)械和臂架類型起重機(jī),纜索式起重機(jī)四大類。輕小型起重設(shè)備如:千斤頂、氣動(dòng)葫蘆、電動(dòng)葫蘆、平衡葫蘆(又名平衡吊)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等。橋架類型起重機(jī)械如梁式起重機(jī)等。臂架類型起重機(jī)如固定式回轉(zhuǎn)起重機(jī)、塔式起重機(jī)、汽車起重機(jī)、輪胎起重機(jī)、履帶起重機(jī)等。纜索式起重機(jī)如升降機(jī)等。
按起重性質(zhì)分:流動(dòng)式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、桅桿式起重機(jī)。
按驅(qū)動(dòng)方式分:一類為集中驅(qū)動(dòng),即用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)長(zhǎng)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、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(wàn)向聯(lián)軸器。
按結(jié)構(gòu)形式,起重機(jī)主要分為輕小型起重設(shè)備、橋架式(橋式、門式起重機(jī))、臂架式(自行式、塔式、門座式、鐵路式、浮船式、桅桿式起重機(jī))、纜索式。
單動(dòng)作起重設(shè)備
這類起重設(shè)備是使貨物作升降運(yùn)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)。常見(jiàn)的下列幾種:
1)千斤頂 一種升降行程很小,舉升能力較大的小型起重設(shè)備。螺旋千斤頂或齒條千斤頂可用于汽車維修;液壓千斤頂可將大型起重機(jī)頂起以更換車輪。
2)滑車(俗稱葫蘆) 一種用鏈條或鋼絲繩與滑輪構(gòu)成的省力滑輪組,結(jié)構(gòu)緊湊,質(zhì)量輕,是一種可攜帶的起重工具,有手動(dòng)和電動(dòng)兩種。電動(dòng)葫蘆則是一種電動(dòng)起升機(jī)構(gòu),配有運(yùn)行小車后可在空間布置的工字鋼軌上運(yùn)行,構(gòu)成單軌架空道,是一種生產(chǎn)流水線上空的自動(dòng)運(yùn)貨車。電動(dòng)葫蘆亦可作為梁式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)。
3)絞車 由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器、卷筒、驅(qū)動(dòng)鋼絲繩滑輪組成的起重設(shè)備,用以起吊重物或產(chǎn)生牽引力。在礦山、建筑工地及艦船等處應(yīng)用。各類起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)都是一種絞車。
4)升降機(jī) 一種由絞車拖動(dòng)吊廂,吊廂沿剛性軌道升降的起重設(shè)備。在建筑工地上應(yīng)用的建筑升降機(jī)是一種最典型的形式。在高層建筑物中應(yīng)用的電梯是供人員上下樓使用的。礦山使用的礦井提升機(jī)與電梯類似,但更加大型化。
橋式類型起重機(jī)
依靠起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)組合,使起吊的貨物作平面運(yùn)動(dòng),再加上置與小車上的起升機(jī)構(gòu),作業(yè)的范圍是長(zhǎng)方形空間。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同有下列幾種:
1)橋式起重機(jī)
2)門式起重機(jī),包括裝卸橋,岸邊集裝箱起重機(jī)等。
3)纜索起重機(jī)
回轉(zhuǎn)類型起重機(jī)
依靠起重機(jī)的回轉(zhuǎn)和變幅機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的組合,使起吊的貨物作水平運(yùn)動(dòng),作業(yè)范圍是圓柱形空間,由于起重機(jī)整體還可以沿一定的軌道運(yùn)行,所以,這類起重機(jī)的作業(yè)范圍是比較大的,它又可分為如下幾種:
1)塔式起重機(jī)
2)門座起重機(jī)
3)流動(dòng)起重機(jī)
4)浮式起重機(jī)
4 橋式起重機(jī)的分類、用途、基本結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)及工作等級(jí)
橋式起重機(jī)有通用和專用兩類。通用橋式起重機(jī)俗稱行車,通常裝在車間的頂上,用來(lái)為車間裝卸貨物。通用橋式起重機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,可從市場(chǎng)購(gòu)買。專用橋式起重機(jī)主要為冶金企業(yè)各車間服務(wù)的,通常要專門設(shè)計(jì)。橋式起重機(jī)由橋架和運(yùn)行小車組成,橋架由兩根主梁和兩根端梁構(gòu)成,在端梁上安裝有鋼制車輪,使得整個(gè)橋架可以沿車間頂上的軌道運(yùn)行。小車也有車輪,可以沿橋架運(yùn)行。在小車上還裝有起升機(jī)構(gòu),大中型的橋式起重機(jī)設(shè)有兩個(gè)起升機(jī)構(gòu),大起重量的起升機(jī)構(gòu)用來(lái)裝卸大件貨物,起升速度較低,小起重量的起升機(jī)構(gòu)用來(lái)裝卸小件貨物,起升速度較高。
橋式起重機(jī)的大梁橫跨于跨間內(nèi)一定高度的專用軌道上,可沿軌道在跨間的縱向移動(dòng),在外觀上布置有起升裝置,大多數(shù)起升裝置采用起重小車,起升裝置可沿大梁在跨間橫向移動(dòng),外觀像一條金屬的橋梁,所以人們稱它為橋式起重機(jī)。橋式起重機(jī)俗稱“天車”、“行車”。
橋式起重機(jī)由電纜供電,用電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)各機(jī)構(gòu)。
(1)橋式起重機(jī)的分類
橋式起重機(jī)的種類較多,可按不同方法分類。
根據(jù)吊具不同,可分為吊鉤式起重機(jī)、抓斗式起重機(jī)、電磁吸盤式起重機(jī)。
根據(jù)用途不同,可分為通用橋式起重機(jī)、專用橋式起重機(jī)兩大類。專用橋式起重機(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(工字鋼)和鋼板制成的簡(jiǎn)單截面梁的起重機(jī),稱為梁式起重機(jī)。
(2)橋式起重機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
盡管橋式起重機(jī)的類型繁多,但基本結(jié)構(gòu)是相同的。橋式起重機(jī)主要是由大梁、起升裝置、端梁、大梁行走機(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。
1)大梁結(jié)構(gòu)
橋式起重機(jī)一般采用兩根端部連接的大梁組合結(jié)構(gòu),稱為雙梁橋式起重機(jī),只有少數(shù)輕型橋式起重機(jī)采用單梁,稱為梁式起重機(jī)。
橋式起重機(jī)大梁的結(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,在大梁上還布置有供人行走的走臺(tái)和欄桿。
2)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。起重小車由車架、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升卷繞機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備等組成。
車架支撐在四個(gè)車輪上,車架上的運(yùn)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)車輪沿軌道運(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”。
(3)橋式起重機(jī)的參數(shù)情況
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50,80,125/30,160/30,200/50,320/80,500/125,800/200,1000/320,1250/320,1600/500,2000/500,2500/500。
橋式起重機(jī)的跨度指的是其大梁兩軌道中心線的距離,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):
1)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)小不能滿足生產(chǎn)要求,過(guò)大會(huì)造成基建投資的浪費(fèi)。
2)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。
3)跨度(m)和幅度(m)
都是表示起重機(jī)工作范圍的參數(shù)??缍仁侵笜蚴筋愋推鹬貦C(jī)大車運(yùn)行軌道之間的距離;幅度是指旋轉(zhuǎn)起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心線到吊鉤中心線之間的水平距離。
4)軌距(m)
軌距也稱輪距,按下列三種情況定義:
①對(duì)于小車,為小車軌道中心線之間的距離;
②對(duì)于鐵路起重機(jī),為運(yùn)行線路兩鋼軌頭部下內(nèi)側(cè)16mm處的水平距離;
③對(duì)于臂架型起重機(jī),為軌道中心線或起重機(jī)行走輪踏面(或履帶)中心線之間的距離。
5)基距
基距也稱軸距,是指沿縱向運(yùn)動(dòng)方向的起重機(jī)或小車支承中心線之間的距離。基距的測(cè)定與支承輪的布置有關(guān)。
6)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。
7)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距離的乘積。
8)輪壓
輪壓是指一個(gè)車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。
9)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,大車或小車直線運(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。
10)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)。
11)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。或者說(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載程度的參數(shù)。
12)自重及外形尺寸
這是任何一種機(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。
(4)橋式起重機(jī)的工作級(jí)別
相同起重量的同一種起重機(jī),如果它們使用的頻繁程度不同,所起吊貨物的質(zhì)量接近額定起重量的程度不同,那么它們構(gòu)件的尺寸和電動(dòng)機(jī)的功率就應(yīng)有較大的差別。為了在設(shè)計(jì)上給予區(qū)分,應(yīng)將起重機(jī)分為不同的使用等級(jí)。所以,起重機(jī)工作級(jí)別是起重機(jī)設(shè)計(jì)的最基本出發(fā)點(diǎn),主要有兩個(gè)特征決定:①起重機(jī)使用的忙閑程度(起重機(jī)的使用等級(jí));②起重機(jī)經(jīng)常吊運(yùn)貨物的質(zhì)量接近額定起重量的程度(起重機(jī)載荷狀態(tài)等級(jí))。
第二章 小車起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算
已知數(shù)據(jù):起重量(主起升):32t,起升高度(主起升):16m, 起升速度(主起升):7.5m/min;起重量(副起升):5t,起升高度(副起升):18m, 起升速度(副起升):20m/min;工作級(jí)別:A5;機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率JC=25%。
起升機(jī)構(gòu)是任何起重機(jī)必須具備的,使物品獲得升降運(yùn)動(dòng)的基本組成。起升機(jī)構(gòu)工作的好壞將直接影響整臺(tái)起重機(jī)的工作性能。
起升機(jī)構(gòu)主要由驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卷筒、滑輪組、取物裝置和制動(dòng)裝置組成。驅(qū)動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器、卷筒等部件。鋼絲繩卷繞系統(tǒng)包括鋼絲繩、卷筒、定滑輪和動(dòng)滑輪。取物裝置包括吊鉤、吊環(huán)、抓斗、電磁吸盤、吊具、掛梁等多種型式。安全保護(hù)裝置有超負(fù)荷限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保護(hù)開(kāi)關(guān)等。根據(jù)實(shí)際需要配用。
1 起升結(jié)構(gòu)傳動(dòng)方案,選擇滑輪組和吊鉤組
按照布置緊湊的原則,決定采用雙聯(lián)滑輪組的方案。在不能設(shè)置導(dǎo)向滑輪的起重機(jī)中,雙聯(lián)滑輪組的特點(diǎn)是物品作垂直升降,而沒(méi)有水平移動(dòng)?;喗M的倍率與起一般5重量有關(guān),一般5—30T起重量時(shí),取2倍率;30—100T時(shí),取4倍率。
a 32t鋼絲繩繞向示意圖 b 5 t鋼絲繩繞向示意圖
圖2.1 主、副起升運(yùn)行機(jī)構(gòu)布置
圖2.2起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置整體布置
電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與減速器的高速軸相聯(lián)。
圖2.3 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)
(1)按Q=32t,查[1]表4-1取滑輪組倍率=4,承載繩分支數(shù)Z=2= 8;
查[1]附表9選圖號(hào)為T1 362.1509吊鉤組,得其質(zhì)量=847kg,兩滑輪間距=102+2×165=432mm;
(2)按Q=5t,查[1]表4-1取滑輪組倍率=2,承載繩分支數(shù)Z=2= 4;
查[1]附表8選圖號(hào)為G13吊鉤組,得其質(zhì)量=99kg,兩滑輪間距=200mm;
2 鋼絲繩及繩具的計(jì)算選擇
鋼絲繩是廣泛應(yīng)用于起重機(jī)的撓性構(gòu)件,。它具有承載能力大、卷繞性好,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪音、極少突然斷裂、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。
鋼絲繩的選擇包括鋼絲繩結(jié)構(gòu)型式的選擇和鋼絲繩直徑的確定。繞經(jīng)滑輪和卷筒的結(jié)構(gòu)工作鋼絲繩應(yīng)優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。在腐蝕性環(huán)境中應(yīng)采用鍍鋅鋼絲繩。鋼絲繩的性能和強(qiáng)度應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)安全正常工作的要求。
(1) 主起升機(jī)構(gòu)中,若滑輪組采用滾動(dòng)軸承,當(dāng)=4,查[2]表2-1得滑輪組效率=0.975,鋼絲繩所受最大拉力:
(2.1)
= 4211.15 kg = 41.27 kN
查[2]表2-4,工作級(jí)別A5時(shí),安全系數(shù)n=5.5,鋼絲繩計(jì)算破斷拉力:
=226.99 kN (2.2)
查[1]附表1所選瓦林吞式纖維芯鋼絲繩6×19W+FC,鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度1770MPa,光面鋼絲,右交互捻,直徑d1=20mm,鋼絲繩最小破斷拉力=233.6 kN
標(biāo)記如下:
鋼絲繩1:20NAT 6×19W+FC 1770 ZS 233.6 GB8918-88
(2)副起升機(jī)構(gòu)中,若滑輪組采用滾動(dòng)軸承,當(dāng)=2,查[2]表2-1得滑輪組效率=0.99,鋼絲繩所受最大拉力:
(2.3)
= 1287.63 kg = 12.62 kN
查[2]表2-4,工作級(jí)別A5時(shí),安全系數(shù)n=5.5,鋼絲繩計(jì)算破斷拉力:
=69.41 kN (2.4)
查[1]附表1所選瓦林吞式纖維芯鋼絲繩6×19W+FC,鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度1770MPa,光面鋼絲,右交互捻,直徑d2=11mm,鋼絲繩最小破斷拉力=70.68 kN,
標(biāo)記如下:
鋼絲繩2:11NAT 6×19W+FC 1770 ZS 70.68 GB8918-88
3 滑輪和滑輪組的選擇
滑輪用以支撐鋼絲繩,并能改變鋼絲繩的走向,平衡鋼絲繩分支的拉力,組成滑輪組,達(dá)到省力或增速的目的。
由鋼絲繩依次繞過(guò)若干動(dòng)滑輪和定滑輪而組成的裝置稱為滑輪組。根據(jù)滑輪組的功能分為省力滑輪組和增速滑輪組。
(1)主起升滑輪的許用最小直徑:
D1min≥d1(e-1)=20×(25-1)=480 mm (2.5)
式中:
由[2]表2-4查得輪繩直徑比系數(shù)e=25,由[1]附表9表選用滑輪直徑D1=610 mm,由[1]附表4選用鋼絲繩直徑=20 mm,滑輪直徑=610 mm,滑輪軸直徑D=130mm的E型滑輪標(biāo)記為
滑輪E 20×610-130 ZB J80 006.8-87;
(2)副起升滑輪的許用最小直徑:
D2min≥d2(e-1)=11×(25-1)=264 mm (2.6)
式中:
系數(shù)e=25由[1]表2-4查得,由[1]附表8表選用滑輪直徑D2=400 mm,由[1]附表4選用鋼絲繩直徑=11 mm,滑輪直徑=400 mm,滑輪軸直徑D=45mm的E型滑輪標(biāo)記為
滑輪E 11×400-45 ZB J80 006.8-87
4 選擇卷筒組并驗(yàn)算其強(qiáng)度
卷筒組是起升機(jī)構(gòu)和牽引機(jī)構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件,常用的卷筒類型有齒輪聯(lián)接盤式、周邊大齒輪式、短軸式和內(nèi)裝行星齒輪式。目前橋式起重機(jī)卷筒組的典型類型是齒輪聯(lián)接盤式,且齒輪聯(lián)接盤式為封閉式傳動(dòng),分組性好,卷筒軸不受扭矩,只承受彎矩。故本設(shè)計(jì)采用齒輪聯(lián)接盤式。
(1)主起升卷筒尺寸:
卷筒直徑:D≥d1(e-1)=20×(18-1)=340 mm (2.7)
其中系數(shù)筒繩直徑比e=18由[4]表3-3-2查得,由[1]附表13選用=630 mm,卷筒繩槽尺寸由[4]表3-3-3得槽距=22 mm,槽底半徑=11 mm
卷筒長(zhǎng)度:
(2.8)
=
= 2099.7 mm
取 =2100 mm
式中:
——附加安全系數(shù),取= 2;
L1——無(wú)繩槽卷筒端部尺寸,根據(jù)結(jié)構(gòu)取10mm
L2——固定鋼繩所需長(zhǎng)度,L2≈3t=66mm,根據(jù)情況取L2=80mm
——卷筒不切槽部分長(zhǎng)度,取其等于吊鉤組動(dòng)滑輪的間距,即=A1=432 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=630+20=650 mm (2.9)
卷筒壁厚:
δ=0.02D+(6~10)=0.02×630 +(6~10) (2.10)
=18.6~22.6 mm
取δ=20 mm
卷筒壁壓應(yīng)力計(jì)算:
N/m=117.24 MP (2.11)
選用灰鑄鐵HT200,最小抗拉強(qiáng)度σ=195 MPa,許用壓應(yīng)力:
= 130 MPa (2.12)
因﹤ ,故抗拉強(qiáng)度是足夠的。
卷筒拉應(yīng)力驗(yàn)算:
由于卷筒長(zhǎng)度L≥3D,尚應(yīng)校驗(yàn)由彎曲應(yīng)力產(chǎn)生的拉應(yīng)力,卷筒的最大彎矩發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中間時(shí):
(2.13)
= 34419180 N·mm
卷筒斷面系數(shù):
(2.14)
= 5770793.65 N·mm
式中:
D ——卷筒外徑,D=630 mm;
D——卷筒內(nèi)徑,D= D-2δ=630-2×20=590 mm
于是:
=5.96 MPa (2.15)
合成應(yīng)力:
(2.16)
= = 41.13 MPa
式中許用拉應(yīng)力:
MPa
故<
卷筒強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò),故選定卷筒直徑=630 mm,長(zhǎng)度=2100 mm,卷筒槽形的槽底半徑=11 mm,槽矩=22 mm,起升高度=16 m,倍率=4,靠近減速器一端的卷筒槽向?yàn)橛业腁型卷筒,標(biāo)記為:
卷筒A 630×2100—11×22—16×4 右ZB J80 007.2-87
卷筒心軸計(jì)算:
通過(guò)做草圖得到卷筒心軸的支點(diǎn)位置,并參考有關(guān)資料,決定心軸的各段直徑,軸的材料用45鋼。
圖2.4 卷筒組
1)支座反力
=N
=2×41270-65823.18=16716.82 N
心軸右輪轂支承處最大彎矩:
=16716.82×14.78=247074.6
2)疲勞計(jì)算:
對(duì)于疲勞計(jì)算采用等效彎矩,由[1]表2-6查得等效系數(shù)=1.1,等效彎矩:
(2.17)
彎曲應(yīng)力:
(2.18)
心軸的載荷變化為對(duì)稱循環(huán)。由[1]2-11,2-13式知許用彎曲應(yīng)力:
軸材料為45鋼,其
(2.19)
式中 n=1.6——安全系數(shù);(見(jiàn)[1]表2-18)
K——應(yīng)力集中系數(shù),K=;
Kx=1.4——與零件幾何形狀有關(guān)的應(yīng)力集中系數(shù);
Km=1.15——與零件表面加工光潔度有關(guān)的應(yīng)力集中系數(shù);
故
< 通過(guò)
3)靜強(qiáng)度計(jì)算:
卷筒軸屬于起升機(jī)構(gòu)低速軸零件,其動(dòng)力系數(shù)可由[1]2-5查得,;
(2.20)
(2.21)
許用應(yīng)力:
(2.22)
< 通過(guò)
故卷筒軸的疲勞和靜強(qiáng)度計(jì)算通過(guò)。
選擇軸承
由于卷筒心軸上的左軸承的內(nèi),外座圈以同樣轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),故無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng),可按照額定靜載荷來(lái)選擇。右軸承的外座圈固定,內(nèi)座圈與心軸一同旋轉(zhuǎn),應(yīng)按照額定動(dòng)負(fù)荷來(lái)選擇。
1)左端軸承:
由[6](19-16)式軸承的額定靜負(fù)荷
C0≧
式中 C0——額定靜負(fù)荷;
P0——當(dāng)量靜負(fù)荷;
n0——安全系數(shù),由[6]表19-7取n0=1.04
因此選用調(diào)心球軸承,型號(hào)2318,其額定靜載荷C0=77.2 kN,左軸承的當(dāng)量靜負(fù)荷為:
(2.23)
式中 fd=1.1——?jiǎng)迂?fù)荷系數(shù),由[6]表19-6選取, 故安全
2)右端軸承:
令右端軸承也采用2318,其額定動(dòng)負(fù)荷[C]=142 kN
右軸承的徑向負(fù)荷 (2.24)
軸向負(fù)荷
設(shè)M5級(jí)工作類型的軸承工作時(shí)數(shù)Lh=4000h,查得2318軸承的e=0.39,令,故 x=1,y=2.7,當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷:
(2.25)
由[6](19-2)式: (2.26)
所以 (2.27)
動(dòng)負(fù)荷 安全
繩端固定裝置計(jì)算
根據(jù)鋼繩直徑為20mm,卷筒長(zhǎng)度計(jì)算中采用的附加圈數(shù)Z0=2,繩索與卷筒繩槽間的摩擦系數(shù)f=0.15。則在繩端固定處的作用力:
(2.28)
壓板螺栓所受之拉力:
(2.29)
式中 ——壓板與鋼繩的換算摩擦系數(shù)
螺柱由拉力和彎矩作用的合成應(yīng)力:
(2.30)
式中 Z=2(螺柱數(shù))
d1=22mm(螺紋內(nèi)徑)
(彎矩) (2.31)
螺柱材料為Q-235,屈服極限=240MPa,則許用拉伸應(yīng)力為:(取安全系數(shù)n=1.6)
[σ]= (2.32)
因?yàn)? <[σ] ,故通過(guò)
(2)副起升卷筒尺寸:
卷筒直徑:由式(2.7)D≥d(e-1)=11×(25-1)=264 mm
由[1]附表13選用=300 mm,卷筒繩槽尺寸由[4]表3-3-3得 槽距=13 mm,槽底半徑=6 mm
卷筒長(zhǎng)度:由式(2.8)
=
= 1370 mm
取 =1500 mm
式中:
——附加安全系數(shù),取= 2;
L1——無(wú)繩槽卷筒端部尺寸,根據(jù)結(jié)構(gòu)取30mm
L2——固定鋼繩所需長(zhǎng)度,L2≈3t=39mm,根據(jù)情況取L2=50mm
——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=200 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;
——由式(2.9)卷筒計(jì)算直徑=D+d=300+11=311 mm
卷筒壁厚:
由式(2.10)δ=0.02D+(6~10)=0.02×300 +(6~10)
=12~16 mm
取δ=14 mm
卷筒壁壓應(yīng)力計(jì)算:由式(2.11)
N/m=69.34 MP
選用灰鑄鐵HT200,最小抗拉強(qiáng)度σ=195 MPa,許用壓應(yīng)力:
由式(2.12) = 130 MPa
因﹤ ,故抗拉強(qiáng)度是足夠的。
卷筒拉應(yīng)力驗(yàn)算:
由于卷筒長(zhǎng)度L≥3D,尚應(yīng)校驗(yàn)由彎曲應(yīng)力產(chǎn)生的拉應(yīng)力,卷筒的最大彎矩發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中間時(shí):
由式(2.13)
= 8203000 N·mm
卷筒斷面系數(shù):
由式(2.14)
= 875455.9 N·mm
式中:
D ——卷筒外徑,D=300 mm;
D——卷筒內(nèi)徑,D= D-2δ=300-2×14=272 mm
于是:
由式(2.15)=9.37 MPa
合成應(yīng)力:
由式(2.16)
=
= 30.17 MPa
式中許用拉應(yīng)力:
MPa
故<
卷筒強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò),故選定卷筒直徑=300 mm,長(zhǎng)度=1500 mm,卷筒槽形的槽底半徑=6 mm,槽矩=13 mm,起升高度=18 m,倍率=2,靠近減速器一端的卷筒槽向?yàn)橛业腁型卷筒,標(biāo)記為:
卷筒A 300×1500—6×13—18×2 右ZB J80 007.2-87
卷筒心軸計(jì)算:
通過(guò)做草圖得到卷筒心軸的支點(diǎn)位置,并參考有關(guān)資料,決定心軸的各段直徑,軸的材料用45鋼。圖同上圖圖2.4.
1)支座反力
=N
=2×12620-16186=9054 N
心軸右輪轂支承處最大彎矩:
=9054×14.78=133818.12
2)疲勞計(jì)算:
對(duì)于疲勞計(jì)算采用等效彎矩,由[1]表2-6查得等效系數(shù)=1.1,等效彎矩:
由式(2.17)
彎曲應(yīng)力:
由式(2.18)
心軸的載荷變化為對(duì)稱循環(huán)。由[1]2-11,2-13式知許用彎曲應(yīng)力:
軸材料為45鋼,其
由式(2.19)
式中 n=1.6——安全系數(shù);(見(jiàn)[1]表2-18)
K——應(yīng)力集中系數(shù),K=;
Kx=1.4——與零件幾何形狀有關(guān)的應(yīng)力集中系數(shù);
Km=1.15——與零件表面加工光潔度有關(guān)的應(yīng)力集中系數(shù);
故
< 通過(guò)
3)靜強(qiáng)度計(jì)算:
卷筒軸屬于起升機(jī)構(gòu)低速軸零件,其動(dòng)力系數(shù)可由[1]2-5查得,;
由式(2.20)
由式(2.21)
許用應(yīng)力:
由式(2.22)
< 通過(guò)
故卷筒軸的疲勞和靜強(qiáng)度計(jì)算通過(guò)。
選擇軸承
由于卷筒心軸上的左軸承的內(nèi),外座圈以同樣轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),故無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng),可按照額定靜載荷來(lái)選擇。右軸承的外座圈固定,內(nèi)座圈與心軸一同旋轉(zhuǎn),應(yīng)按照額定動(dòng)負(fù)荷來(lái)選擇。
1)左端軸承:
由[6](19-16)式軸承的額定靜負(fù)荷
由式C0≧
式中 C0——額定靜負(fù)荷;
P0——當(dāng)量靜負(fù)荷;
n0——安全系數(shù),由[6]表19-7取n0=1.04
因此選用調(diào)心球軸承,型號(hào)2314,其額定靜載荷C0=37.5 kN,左軸承的當(dāng)量靜負(fù)荷為:
由式(2.23)
式中fd=1.1——?jiǎng)迂?fù)荷系數(shù),由[6]表19-6選 故安全
2)右端軸承:
令右端軸承也采用2314,其額定動(dòng)負(fù)荷[C]=110 kN
右軸承的徑向負(fù)荷 由式(2.25)
軸向負(fù)荷
設(shè)M5級(jí)工作類型的軸承工作時(shí)數(shù)Lh=4000h,查得2314軸承的e=0.38,令,故 x=1,y=2.7,當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷:
由式(2.25)
由式(2.26):
所以由式(2.27)
動(dòng)負(fù)荷 安全
繩端固定裝置計(jì)算
根據(jù)鋼繩直徑為11mm,卷筒長(zhǎng)度計(jì)算中采用的附加圈數(shù)Z0=2,繩索與卷筒繩槽間的摩擦系數(shù)f=0.15。則在繩端固定處的作用力:
由式(2.28)
壓板螺栓所受之拉力:
由式(2.29)
式中 ——壓板與鋼繩的換算摩擦系數(shù)
螺柱由拉力和彎矩作用的合成應(yīng)力:
由式(2.30)
式中 Z=2(螺柱數(shù))
d1=16mm(螺紋內(nèi)徑)
由式(2.31)(彎矩)
螺柱材料為Q-235,屈服極限=240MPa,則許用拉伸應(yīng)力為:(取安全系數(shù)n=1.6)
由式(2.32)[σ]=
因?yàn)? <[σ] ,故通過(guò)
5 選擇電動(dòng)機(jī)并驗(yàn)算發(fā)熱
(1)主起升電動(dòng)機(jī)靜功率:
(2.33)
=
= 47.3 kW
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)算功率:
≥=0.8×47.3=37.84 kW (2.34)
式中系數(shù)由[2]表6-1查得,對(duì)于M1—M6級(jí)機(jī)構(gòu),=0.75~0.85 ,
故取=0.8
查[1]附表28選用電動(dòng)機(jī)YZR280M,其額定功率(25%)=52kw,額定轉(zhuǎn)速=727r/min,飛輪矩=11.2 kg·m,質(zhì)量=848kg
(2)副起升電動(dòng)機(jī)靜功率:
由式(2.33)
=
= 19.6 kW
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)算功率:
由式(2.34)≥=0.8×19.6=15.68 kW
式中系數(shù)由[2]表6-1查得,對(duì)于M1—M6級(jí)機(jī)構(gòu),=0.75~0.85 ,
故取=0.8
查[1]附表28選用電動(dòng)機(jī)YZR225M,其額定功率(25%)=21kw,額定轉(zhuǎn)速=718r/min,飛輪矩=3.2 kg·m,質(zhì)量=390kg
發(fā)熱條件的驗(yàn)算
(1)主起升機(jī)構(gòu)中,按照等效功率法,求JC=25%時(shí)所需要的等效功率:
≥ =0.75×0.87×47.3=30.86 kW (2.35)
式中:
——工作級(jí)別系數(shù),查[2]表6-4 ,工作類型為中級(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[2]表6-5,一般起升機(jī)構(gòu) / =0.1~0.2,取/=0.1,由[2]圖6-6查=0.87;
由以上計(jì)算結(jié)果,< ,故初選電動(dòng)機(jī)能滿足發(fā)熱條件。
(2)副起升機(jī)構(gòu)中,按照等效功率法,求JC=25%時(shí)所需要的等效功率:
由式(2.35) ≥ =0.75×0.87×19.6=12.79 kW
式中:
——工作級(jí)別系數(shù),查[1]表6-4 ,工作類型為中級(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[2]表6-5,一般起升機(jī)構(gòu) / =0.1~0.2,取/=0.1,由[2]圖6-6查=0.87;
由以上計(jì)算結(jié)果,< ,故初選電動(dòng)機(jī)能滿足發(fā)熱條件。
6 選擇標(biāo)準(zhǔn)減速器
起重機(jī)的起升、運(yùn)行、回轉(zhuǎn)和電動(dòng)臂架變幅機(jī)構(gòu)中都要使用減速器。各個(gè)機(jī)構(gòu)的共同特點(diǎn)是周期性工作,承受間歇性載荷。
(1)主起升卷筒轉(zhuǎn)速:
= (2.36)
= 14.7 r/min
減速器總傳動(dòng)比:
= = 49.46 (2.37)
查[1]附表35,選ZQ-850-Ⅰ-3CA減速器,當(dāng)工作類型為中級(jí)時(shí),許用功率[N]=57 kW ,=48.57
(2)副起升卷筒轉(zhuǎn)速:
由式(2.36)=
= 40.96 r/min
減速器總傳動(dòng)比:
由式(2.37)= = 17.53
查[1]附表35,選ZQ-500-Ⅵ-3CA減速器,當(dāng)工作類型為中級(jí)時(shí),許用功率[N]=27.0 kW ,=15.75
7 驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需功率
(1)主起升實(shí)際起升速度:
=7.64 m/min (2.38)
誤差:
︱ ︳= ︱×100% ︳= ︳ ︳ (2.39)
= 1.87% < = 15%
實(shí)際所需等效功率:
(2.40)
= 31.44 kW <(25%)=52 kW
(2)副起升實(shí)際起升速度:
由式(2.38)=22.26 m/min
誤差:
由式(2.39)︱ ︳= ︱×100% ︳= ︳ ︳
= 11.3% <= 15%
實(shí)際所需等效功率:
由式(2.40)
= 14.24 kW <(25%)=21 kW
8 校核減速器輸出軸強(qiáng)度
(1)在主起升機(jī)構(gòu)中,由[2]公式(6-16)求出輸出軸的最大徑向力:
≤ (2.41)
式中:
=2×41270=82540 N=82.54 kN —— 卷筒上鋼絲繩引起的載荷;
=13.5 kN ——卷筒及軸自重,參考[1]附表14;
[R]=13700×9.8=134.26 kN ——ZQ-850-Ⅰ-3CA減速器輸出軸端最大容許徑向載。參考[1]附表36可得;
因此
= (82.54+13.5)=48.02 kN <[R] ,故通過(guò)。
由[2]中公式(6-17)得輸出軸最大扭矩:
=(0.7~0.8)ψη≤[] (2.42)
式中:
=9550==683.1 Nm—— 電動(dòng)機(jī)軸額定力矩; (2.43)
ψ=2.85—— 當(dāng)JC=25%時(shí)電動(dòng)機(jī)最大力矩倍數(shù),由[1]附表28查出;
η=0.95—— 減速器傳動(dòng)功率;
[]=121800 Nm——減速器輸出軸最大容許轉(zhuǎn)矩,由[1]附表36查
出;
∴ =0.8×2.85×683.1×48.57×0.95=71863.9 Nm
<[]=121800 Nm
根據(jù)以上計(jì)算,所選減速器的性能傳動(dòng)能滿足要求。
(2)在副起升機(jī)構(gòu)中,由[2]公式(6-16)求出輸出軸的最大徑向力:
由式(2.41)≤
式中:
=2×12620=25240 N=25.24 kN —— 卷筒上鋼絲繩引起的載荷;
=3.37 kN ——卷筒及軸自重,參考[1]附表14;
[R]=1550×9.8 = 15.19 kN ——ZQ-500-Ⅵ-3CA減速器輸出軸端最大容許徑向載荷,參考[1]附表36可得。
因此 = (25.24+3.37)=14.3 kN <[R] ,符合要求。
由[2]中公式(6-17)求出輸出軸的最大扭矩:
=(0.7~0.8)ψη≤[]
式中:
由式(2.43) =9550==279.32 Nm—— 電動(dòng)機(jī)軸額定力矩;
ψ=2.96—— 當(dāng)JC=25%時(shí)電動(dòng)機(jī)最大力矩倍數(shù),由[1]附表28查出;
η=0.95—— 減速器傳動(dòng)功率;
[]=23500 Nm——減速器輸出軸最大容許轉(zhuǎn)矩,由[1]附表36查出;
∴ =0.8×2.96×279.32×15.75×0.95=10873 Nm <[]=23500 N·m
根據(jù)以上計(jì)算,所選減速器性能傳動(dòng)能滿足要求。
9 選擇制動(dòng)裝置
制動(dòng)裝置是保證起重機(jī)安全工作的重要部件。制動(dòng)裝置用以防止懸吊的物品或吊臂下落,防止轉(zhuǎn)臺(tái)或起重機(jī)在風(fēng)力或坡道分力作用下溜動(dòng),使起重機(jī)機(jī)構(gòu)減速停車,在特殊情況下調(diào)節(jié)或限制機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度。
(1)主起升制動(dòng)器所需靜制動(dòng)力矩:
≥ (2.44)
=
=81.73 kg·m =801 N·m
式中:
=1.75——制動(dòng)安全系數(shù),由[2]表6-6查取
由[5]中表5-4-28選用TJ2A-200,其制動(dòng)力矩 =1600 N·m ,制動(dòng)輪直徑 =200 mm ;
(2)副起升制動(dòng)器所需靜制動(dòng)力矩:
由式(2.44) ≥
=
=37.44 kg·m =366.91 N·m
式中:
=1.75——制動(dòng)安全系數(shù),由[2]表6-6查取
由[5]中表5-4-28選用TJ2A-200/100,其制動(dòng)力矩 =400 N·m ,制動(dòng)輪直徑=200 mm ;
10 選擇聯(lián)軸器
起重機(jī)使用的聯(lián)軸器主要用來(lái)聯(lián)接兩根同軸線布置或基本平行的轉(zhuǎn)軸,傳遞扭矩同時(shí)補(bǔ)償少許角度和徑向偏移,有時(shí)還能改善傳動(dòng)裝置的動(dòng)態(tài)特性。聯(lián)軸器根據(jù)傳遞的扭矩和工作條件來(lái)選擇。
(1)主起升高速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩,由[2](6-26)式
=1.5×1.8×683.08=1844.32 Nm (2.45)
式中:
=683.08 —— 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 =9550p/n=9550×52/727=683.08 N·m
=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[1]附表29查得YZR280M電動(dòng)機(jī)軸端為圓柱形,d=85mm,=170mm;
由[1]附表34查得ZQ-850-Ⅰ-3CA減速器的高速軸端為圓錐形主動(dòng)軸端, d=90mm,=135mm;
靠近電動(dòng)機(jī)軸端聯(lián)軸器:由[5]表5-2-9選用GⅡCLZ6型齒式聯(lián)軸器,最大容許轉(zhuǎn)矩[]=5000 N·m,質(zhì)量G=31.2 kg ;
浮動(dòng)軸的靠近電動(dòng)機(jī)的軸端為圓柱形d=90mm,=130mm;
靠近減速器高速軸的聯(lián)軸器 ,由[1]附表46選用帶mm制動(dòng)輪的NGCLZ6型鼓形齒式聯(lián)軸器,最大容許轉(zhuǎn)矩[]=4500 N·m,質(zhì)量=53.2 kg ;
浮動(dòng)軸的靠近減速器的軸端為圓柱形d=90mm,=130mm;
(2)副起升高速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩,由式(2.45)
=1.5×1.8×279.32=754.16 N·m
=279.32 —— 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 =9550p/n=9550×21/718=279.32 N·m
=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[1]附表29查得YZR225M電動(dòng)機(jī)軸端為圓柱形d=65mm,=140mm;
由[1]附34查得ZQ-500-Ⅵ-3CA減速器的高速軸端為圓錐形d=50mm,=85mm;
靠近電動(dòng)機(jī)軸端聯(lián)軸器:由[5]表5-2-9選用GⅡCLZ5齒式聯(lián)軸器,最大容許轉(zhuǎn)矩[]=3150 N·m,質(zhì)量G=19.6 kg ;
浮動(dòng)軸的靠近電動(dòng)機(jī)的軸端為圓柱形d=65mm,=105mm;
靠近減速器高速軸的聯(lián)軸器,由[1]附表46選用帶mm制動(dòng)輪的NGCLZ4型鼓形齒式聯(lián)軸器,最大容許轉(zhuǎn)矩[]=1400 N·m,質(zhì)量=26.8 kg ;
浮動(dòng)軸的靠近減速器的軸端為圓柱形d=65mm,=105mm;
11 高速浮動(dòng)
收藏
編號(hào):61177544
類型:共享資源
大?。?span id="vgys114" class="font-tahoma">1.62MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2022-03-10
40
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
說(shuō)明書+CAD
32-5t吊鉤橋式起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD】
32
吊鉤
橋式起重機(jī)
提升
機(jī)構(gòu)
設(shè)計(jì)
說(shuō)明書
CAD
- 資源描述:
-
32-5t吊鉤橋式起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD】,說(shuō)明書+CAD,32-5t吊鉤橋式起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD】,32,吊鉤,橋式起重機(jī),提升,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì),說(shuō)明書,CAD
展開(kāi)閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請(qǐng)勿作他用。