QTZ80塔式起重机机械部分设计【含CAD高清图纸和文档】【GC系列】
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塔式起重机
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摘 要被人们喻为“巨人之臂”、“画在天空中的弧、“力与美的象征”的起重机，广泛应用于国民经济各部门进行物质生产和装卸搬运的重要设备。塔式起重机是一种能在一定范围内垂直起升和水平移动物品的机械，是现代化工业与民用建筑中的主要施工机械。本次设计是关于塔式起重机的传动部分，目标是使塔式起重机所提起的重物能够正常的升降以及让小车能够在横梁上水平的运行。首先，根据已知条件确定好设计的传动方案；然后，根据传动方案所提升的负载选择电动机，在依次选择选择蜗杆传动减速器、联轴器、制动器等；接着根据起升高度设计卷筒以及钢丝绳的设计计算，最后是对小车的设计计算；根据上述所选出的标准件以及零部件应用工程软件绘制出塔式起重机的装配图，根据装配图拆出塔式起重机的零部图。设计塔式起重机构时，根据机构传动选择标准元件实际情况进行零部件的强度和寿命校核验算。最后把计算结果整理成设计说明书。总之，为了确保产品的质量和水平，设计工作按照科学的程序进行，分清主次，合理取舍。关键词：塔式起重机；起升机构；传动设计AbstractBy people known as the”Giant of the arm”,”draw the art in the sky”,”a symble of strength and beauty” ,of the crane is widely used in material production sectors of the national economy and the importance of loading and unloading equipment.Tower crane is a species in certain range of vertical lifting and horizontal movement items of machinery,a modern industrial and civil buliding in the major construction machinery.This design is part of the transmisson tower cranes,tower cranes which objective is to bring the weight down normal and allow car to run at the level of the beam.Fist,according to known the conditions of good design to determine the transmission program;then,according to the load drive upgrade program selection motor,wore drive in the orderof selection options reducer,couplings,brakes,etc;then roll under the lift,the design and Rope design calculation,the last car car is design and calculation;last elect under the standard condition and the application of engineering software to map out parts of tower cranes assemble drawings,according to dismantle the tower crane assembley drawings of parts and plans.Design of tower crane bodies,in accordance with standard component for Driving choose the actual situation in parts of the intensity and lifetime calibration checking.Final results were organized into design sepcifications.In short,in order to ensure product quality and level of design work carried out in accordance with scientific procedures,to distiguish between primary and secondary,a reasonable choice.Keywords:Tower crane;Hoisting mechanism;Transmission Design.2目录1 绪论31.1塔式起重机的发展状况31.2塔式起重机设计的目的意义41.3塔式起重机起升机构的设计内容42 塔式起重机的传动方案设计62.1方案一62.1.1塔式起重机起升机构传动装置设计方案62.1.2小车水平运动传动装置设计案72.2方案二82.2.1塔式起重机起升机构方案设计83 塔式起重机传动机构的设计计算93.1 塔式起重机起升机构的设计计算93.1.1塔式起重机起升机构功率计算93.1.2确定电动机转速103.1.3减速器的选择113.1.4分配传动比113.1.5传动装置的运动和动力参数计算123.2联轴器的选择133.3小车水平运动传动装置计算143.3.1计算电动机的静功率143.3.2确定电动机转速153.3.3减速器的选择163.3.4分配传动比163.3.5传动装置的运动和动力参数计算163.4联轴器的选择183.5吊钩的计算193.6塔式起重机起升机构滑轮组倍率213.7钢丝绳计算213.8卷筒尺寸及转速计算243.8.1卷筒主要尺寸的确定：253.9起升机构制动器的选择计算273.10起升机构的起动、制动时间的验算303.10.1启动时间验算313.10.2制动时间验算333.11小车水平运动的制动器的选择计算343.12小车水平运动的起动、制动时间的验算373.12.1启动时间验算373.12.2制动时间验算394塔式起重机结构设计414.1塔式起重机起升机构的结构方案414.2塔式起重机起升机构的结构布置415结论436谢辞447参考文献451 绪论1.1塔式起重机的发展状况塔式起重机发明于二十世纪之初的欧洲。1900年有了第一个塔式起重机专利，1905年出现了塔身固定的臂架式起重机，第一次、二次世界大战后塔式起重机得到了快速发展今年更是呈现形式多样、需求旺盛的局面。我国起重机制造业奠基于20世纪50年代。综观50年发展史，我国塔式起重机行业从无到有，从小到大，逐步形成了较为完整的体系和比较完整的系列型谱，塔式起重机成为建筑施工中的关键设备，塔式起重机行业也成为我国发展最快的机械行业之一。我们只用了50年时间走完了国外发达国家上百年塔式起重机发展的路程。70年代以来，起重机的类型、规格。性能和技术水平获得很大的发展。起重机是减轻笨重体力劳动、提高作业效率、实现安全生产的起重运输设备。在国民经济部门的物质生产的物资流通中，起重机作为关键的工艺设备或重要的辅助设备，应用十分广泛，如今中国塔式起重机已经批量走进国际市场，目前我国已成为世界塔式起重机生产大国，也是世界塔式起重机主要需求市场之一。我国今后相当长的一段时间，电力需求是紧张的，受资源、环保、安全、可靠等因素的制约，水电、核电、风电、太阳能发电在我国的电源结构中的比例不可能大幅提高，我国煤炭资源丰富，火力发电在电源结构中将长期处于主导地位。随着人们环保意识的增强、火力发电技术的进步，燃煤电厂将向更大容量、更高参数的机组发展，在1000MW超临界机组成为主流机组的今天，可以预测1300MW等更高参数的机组将是今后燃煤电厂的发展方向，3000t，m级、额定起重量为150t左右的大型塔式起重机将在今后火电建设中得到应用。随着火力发电厂锅炉顶标越来越高，将由目前电厂建设主力起重机履带起重机和塔式起重机并存的局面改为主力起重机只能为塔式起重机，塔式起重机将居于不可替代的地位。1.2塔式起重机设计的目的意义 塔式起重机设计的目的是对塔式起重机的起升机构进行设计计算，学习设计起升机构传动的方法，熟悉所选零件的工艺性、机械装配和安全技术等方面的知识，培养分析问题和解决问题的能力。所以，其主要内容是在于起重机的技术设计，即绘制计划图和编制计划说明书。在塔式起重机设计时，应多注意结构构造的设计工作，即根据其计算得出的主要尺寸和选好的标准件，确定出起重机的整体结构和各部件的结构。 近年来，我国塔式起重机行业通过公关，在认真研究国外技术，结合国情实际情况下，研究出不少好的产品，如CAD模块化塔机组合设计，起重、布料两用塔机等。塔式起重机设计开发过程中，也解决了大功率起升机构的无极变速、PLC控制问题以及长期困扰人们的起升机构乱绳打扭问题等。以上问题都是塔式起重机设计开发所实现的，因此，塔式起重机的设计对我国起重事业有着很重大的意义。1.3塔式起重机起升机构的设计内容本次设计塔式起重机的吊钩的速度为0-15m/min，起重量为3t，起升高度为20m。塔式起重机的设计的内容为：塔式起重机起升方案的设计塔式起重机机械传动的设计计算绘制装配草图绘制装配草图与主要零部件图编写设计计算说明书。与此同时还要基本上掌握一般机械零部件发热设计方法；同时对塔式起重机的构造型式、工作原理和机构计算等也有了初步的了解。在设计塔式起重机构时，必须根据机构实际使用的在和变化情况及其作用时间的长短选择电动机、制动器、钢丝绳、吊钩等以及计算零部件的强度和寿命。为了使所设计的塔式起重机具有先进的技术经济指标由具有耐用性和可靠性，这就要求在机构设计时须将其按载荷情况和作用时间加以分类。这种分类的等级称为机构的工作级别。划分机构工作级别的因素有两个：一是表明机构运动时间的机构利用等级，二是表明机构受载情况的机构载荷状态。2 塔式起重机的传动方案设计2.1方案一2.1.1塔式起重机起升机构传动装置设计方案图 2-1 起升传动图实现重物升、降运动的机构称为起升机构。塔式起重机的起升机构通常由电动机、制动器、减速器、卷筒、钢丝绳、滑轮组及吊钩等零部件组成。如图2-2图 2-2 原理图所示。电动机1通过联轴器2和减速器3相连，减速器3的输出轴上装有卷筒4，它通过钢丝绳6和安装在塔身或塔顶的导向滑轮5组与吊钩7相连。电动机工作时，卷筒将缠绕在其上的钢丝绳进或放出，通过滑轮组式悬挂于吊钩上的物品起升或下降。当电动机停止工作时，制动器通过弹簧力将制动轮刹住。2.1.2小车水平运动传动装置设计案图2-3 小车水平运动传动图传动方法：首先，由电动机带动带动联轴器转动，制动器夹紧在联轴器上，然后，当机构通电时，与电动机相联系的电磁铁也通电而产生磁力，并压迫推杆右移，左右制动臂张开，制动器松闸。当电机断电时，制动器便立即上闸，制动器用来保持小车的运动停止。最后，减速器与电动机轴用键连接，蜗轮轴联接卷筒，卷筒通过轴承带动缠绕在其上的钢丝绳旋转，钢丝绳将滑轮组、小车连接起+-从而使卷筒的正反转来控制小车水平方向的左右移动。2.2方案二2.2.1塔式起重机起升机构方案设计 图2-3 塔式起重机起升机构传动图传动方法：由一个电动机带动联轴器及制动器，由制动器控制重物的升降运动停止并使其保持在空中，调整重物的下降速度，保持小车的运动停止，由钢丝绳分别将卷筒、滑轮组、小车、吊钩连接起来，蜗杆减速器中的齿轮轴的两端分别带动一个卷筒，其中一个卷筒用来控制重物的升降，另一个卷筒用来控制小车的水平运动。分别结合两种传动方案来比较，方案一虽然使用了两个电动机分别控制小车及重物的运动，但是传动简单，易于实现，相比方案一来说，方案二由蜗杆减速器的齿轮轴分别带动两个卷筒，此结构复杂，实现困难，因此，我选择方案一来作为此次设计的传动方案。3 塔式起重机传动机构的设计计算3.1 塔式起重机起升机构的设计计算3.1.1塔式起重机起升机构功率计算（1）电动机计算功率1（kw） （3-1）式中最大起升载荷，N；机构总效率， （为滑轮组总效率，为导向滑轮效率，为卷筒机械效率，采用滚动轴承时=，为传动机构的机械效率，它与传动型式有关）；v起升速度，m/min。=0.817=（kW）（2）电动机的选择 根据机构工作级别、作业特点以及电动机的工作特性，同时为了满足电动机起动和不过热要求，所选电动机的额定功率应该满足下式：（kW） （3-2）式中电动机额定功率，kW；起升静功率，kW；稳态负载平均系数，与接电持续率JC有关，见表3-1。表 3-1 稳态负载平均系数电动机型式机构的接电持续率JC值15%0.70.75绕线型电动机25%0.70.7540%0.750.8060%0.801.0鼠笼型电动机1.0查表 ；=（kW）因此，查起重机设计手册，选择YZ系列电动机，机座号为160M2-6，功率为7.5kW，转速930r/min，定子电流16.5A，功率因素0.853，效率80.6，最大转满载转矩1000r/min。电机，基本尺寸D=，E=。3.1.2确定电动机转速卷筒转速的确定 （3-3）=（r/min）3.1.3减速器的选择图3-1 蜗杆减速器图减速器的类型：蜗杆减速器；2蜗杆在蜗轮下放啮合处的冷却和润滑都较好，蜗杆轴承润滑也方便。3.1.4分配传动比电动机满载转速为r/min；总传动比 =故 3.1.5传动装置的运动和动力参数计算（1）0轴的计算0轴：0轴即电动机轴=（kW）（r/min）=（Nm）图3-2 传动比计算图（2）I轴的计算I轴：I轴即传动卷筒轴=（KW）=（r/min）=（Nm）总结，见下表表 3-2 电动机参数轴序号功率/ kW转速/ r/min转矩/ Nm传动型号传动比效率0蜗杆传动I3.2联轴器的选择（1）联轴器传动扭矩的计算 （3-4）=（Nm）查起重机设计手册，=（Nm）=（Nm）（2）联轴器的选择联轴器选择见表3-3表 3-3 联轴器型号联轴器的型号最大许用转矩，故联轴器合用。3.3小车水平运动传动装置计算3.3.1计算电动机的静功率（1）电动机功率的计算（kW） （3-5）式中机构总效率， （为滑轮组总效率， 为导向滑轮效率， 为卷筒机械效率，采用滚动轴承时，为传动机构的机械效率，它与传动型式有关）；v起升速度，m/min。小车kg；起升载荷t；摩擦阻力 Wmgf（+）N机构总效率 =（kW）（2）电动机的选择根据机构工作级别、作业特点以及电动机的工作特性，同时为了满足电动机起动和不过热要求，所选电动机的额定功率应该满足下式：（kW） （3-6）式中电动机额定功率，kW；起升静功率，kW；稳态负载平均系数，与接电持续率JC有关，见表3-4。查表 JC40%；0 =（kW）表 3-4 稳态负载平均系数电动机型式机构的接电持续率JC值15%0.70.75绕线型电动机25%0.70.7540%0.750.8060%0.801.0鼠笼型电动机1.0因此，查起重机设计手册，选择YZR系列电动机，功率为kW，转速r/min，功率因素，效率，最大转矩倍数。电机，基本尺寸D，E。3.3.2确定电动机转速卷筒转速 （3-7）=（r/min）3.3.3减速器的选择减速器的类型：蜗杆减速器；3.3.4分配传动比电动机满载转速为r/min；总传动比 =故 3.3.5传动装置的运动和动力参数计算（1）0轴的计算0轴：0轴即电动机轴=（kW）（r/min）=（Nm）（2）I轴的计算I轴：I轴即传动卷筒轴=（kW）图 3-3 计算图=86.96（r/min）=157.04（Nm）总结，见下表轴序号功率/ kW转速/ r/min转矩/ Nm传动型号传动比效率0蜗杆传动I表 3-5 传动参数3.4联轴器的选择图3-4 联轴器（1）联轴器的扭矩计算3 （3-8）=（Nm）查起重机设计手册，=（Nm）（Nm）（2）联轴器的选择故联轴器的选择见表3-6表 3-6 联轴器参数型号许用转矩需用转速轴孔直径Y型轴孔长度3.5吊钩的计算起重机吊钩的生产已经标准化。一般可根据用途和最大额定起重量选择吊钩的型式和规格。吊钩组式起重机上应用最广的一种取物装置，它由吊钩、吊钩螺母、推力轴承、吊钩横梁、滑轮、滑轮轴承、吊钩拉板等零件组成。4图 3-5 吊钩吊钩材料：DG20；吊钩断面形状为梯形；（1）吊钩钩身的组要尺寸（mm） （mm） （mm）110（mm）（2）其它尺寸各部分比例如下：计算如下：（mm） 1.01.2）110（mm） （mm）120（mm）（mm）（mm）82.5（mm）（mm）（mm） （mm）270（mm）（mm） （mm）60（mm）3.6塔式起重机起升机构滑轮组倍率（1）滑轮的分类按用途分类，一般可分为定滑轮、动滑轮、滑轮组、导向滑轮和均衡滑轮等。定滑轮：装在固定心轴上的滑轮。主要用以改变钢丝绳作用方向，亦可用作平衡滑轮和导向滑轮。动滑轮：装在移动心轴上的滑轮。工作时随载荷的起落而升降，同时又绕自身的心轴转动。用以达到省力的目的，但不改变钢丝绳的作用方向。滑轮组：钢丝绳依次绕过若干定滑轮和动滑轮组成的装置称为滑轮组。用来改变倍率，达到省力和减速的目的。导向滑轮：用以改变钢丝绳的方向并可沿心轴滑动的滑轮。可起到排绳器的作用。平衡滑轮：平衡两支钢丝绳拉力的滑轮。可是每个钢绳受力相同。（2）滑轮的选择5滑轮组材料：铸造滑轮HT150查塔式起重机5-1当额定起重量Q为3t时，倍率为2。3.7钢丝绳计算钢绳计算复杂。工作中除了承受拉伸、弯曲、扭转、压缩等复合应力外，尚受有冲击载荷的影响，因很难精确计算。为简化计算，设计时一般采用静力计算法。钢丝绳的材料:优质低碳钢；钢丝绳类型：线接触钢丝绳；起升机构钢丝绳直径按最大静载荷来确定。（1）钢丝绳中的最大静拉力（N） （3-9）式中最大起升载荷，N，其中所含吊具自重可按表3-7估计；a滑轮组倍率；滑轮组总效率；导向滑轮效率， =（KN）a=2，=，表 3-7 吊具自重载荷的近似估计值额定起升载荷吊具自重载荷30502%1002002.5%3005003%80012503.5%160025004%因此 =（N）（2）钢丝绳的破断拉力必须满足下式（N） （3-10）式中所选钢丝绳的破断拉力，N;n安全系数，见表3-8=（N）根据选择起升钢丝绳，查起重机设计手册表3.1-6钢丝绳6（19）-11-1400-I-光-右交-GB1102-74表3-8选择系数C和安全系数n机构工作级别 C值安全系数钢丝绳公称强度MPa（N/）1550170018500.0850.0800.0773.50.0900.0850.08040.0950.0900.0854.50.1000.0950.09050.1060.1000.0955.53.8卷筒尺寸及转速计算卷筒是卷绕和容纳钢丝绳的部件。通过对钢丝绳的收放，可把原动机的驱动力传递给钢丝绳，并将原动机的回转运动变为直线运动。卷筒的形式：卷筒的形状一般为圆柱形，特殊要求的卷筒也有制成圆锥形或曲线形的。在起重机机械中主要是采用圆柱形的钢丝绳。按钢丝绳在卷筒上卷绕层数可分为单层卷绕卷筒和多层卷绕卷筒。多层缠绕卷筒的容量大。主要用于起升高度很大，卷筒长度又受到限制的起升机构。采用尺寸较小的多层卷绕卷筒对于减小机构尺寸十分有利。多层卷绕的卷筒多采用不带螺旋槽的光面卷筒，卷筒的两端必须带有侧板，以防止钢丝绳侧向滑移。侧板的高度应比最外钢丝绳高出12.5d。但多层卷绕卷筒的钢丝绳所受的及压力大，相互间摩擦力大，钢丝绳寿命降低，也容易产生乱绳现象。此外，当卷绕层数较多时，在绳索张力不变的情况下，卷筒的载荷力矩将随卷筒上钢丝绳层数的多少而变化，从而使机构载荷力矩不稳定。卷筒的材料与制造铸造卷筒一般采用不低于HT200的灰铸铁铸造，重要的卷筒QT450-10的球墨铸铁铸造。采用铸钢时不低于ZG230-450，铸钢卷筒并不能使壁厚减少很多，且工艺复杂，成本高，因而较少采用。焊接卷筒主要用于大直径的卷筒，多用Q235钢板弯成卷筒也可采用无缝钢管制造。自重可以大大减轻，也适用于单件生产。3.8.1卷筒主要尺寸的确定：图 3-6 卷筒（1）卷筒的尺寸卷筒的名义直径：D=（e1）d=（161）11=165（mm）卷筒的计算直径：16511=176（mm）绳槽半径：R=（0.530.56）d=5.866.16（mm）=6（mm）绳槽深度，标准槽：h=（0.250.4）d=2.754.4（mm）=3（mm）绳槽节距，标准槽：t=d（24） =1315（mm）=14（mm）（2）卷筒的计算6多层缠绕卷筒缠绕部分的长度：n=3 （3-11）=（mm）卷筒壁厚计算：焊接卷筒：d（mm）卷筒壁上的压应力为： （3-12）=（mm）卷筒的转速n:（r/min）式中a滑轮组的倍率；v起升速度，m/min卷筒卷绕直径，m, Dd（D为卷筒槽底的直径，d为钢丝绳直径）=（r/min）3.9起升机构制动器的选择计算塔式起重机的起升和变幅机构中一般采用常闭式制动器，以保证工作安全可靠。而回转机构和行走机构中则多采用常开式制动器和综合式制动器，已达到工作平稳。块式制动器的工作原理：7短行程交流电磁铁块式制动器。直径圆周表示与机构传动轴相联制动器轮，制动器瓦块与制动臂相铰接，主弹簧用来产生制动力矩。主弹簧右端顶在框架上，框架与左制动臂固结在一起。推杆与右制动器联系在一起，上闸制动时，主弹簧的压力左推推杆，右推框架，从而带动左右制动臂及其瓦块压向制动轮，实现制动。图 3-4 制动器当机构工作时，电动机通电，与电动机相联系的电磁铁也通电而产生磁力，磁铁吸引力衔铁绕饺点做逆时针转动，并压迫推杆向右移动，是主弹簧进一步压缩，这时在副弹簧及电磁铁自重偏心作用下，左右制动臂张开，制动器松闸。如果一旦发生事故，电机断电，制动器便立即上闸，这是一种常闭式的制动器。这种制动器由于松闸装置（电磁铁）直接装在制动臂上，式制动器结构紧凑、制动块。但由于电磁铁尺寸限制，其制动力矩小，并且在工作时冲击及影响较大。制动器的材料：45锻钢。制动器型号：YW200-220制动器的静力矩，可由下式确定：（N.m） （3-13）式中最大起升载荷，N；钢丝绳绕卷筒直径，多层缠绕时D（2m）d, m为卷绕最多的层数；卷筒至制动器轴间传动比；起升吊钩至制动器轴间传动效率。=53.79（Nm）起升机构制动器的制动力矩必须大于由起升载荷产生的力矩。（3-14）式中制动安全系数，由表3-9查的。=80.69（Nm）表 3-9 制动安全系数工作类型（轻级）1.5（中级）1.75（重级）2.0确定弹簧的作用力：制动器每个瓦块摩擦面上的正压力为：（N） （3-15）式中制动轮直径，mm;制动器的制动力矩，Nm;摩擦系数；杠杆效率，取0.90.95=2423.1（N）则弹簧作用力为： （3-16）=296585.07（w）=2966.59（kw）制动瓦块的比压验算： （3-17）式中许用比压；A制动瓦块和制动轮的接触面积。按下式计算： （3-18）式中B制动瓦块的宽度（mm）,常取；制动瓦块在制动轮上包角，一般取。B=0.4=74（mm）（）=0.29（MPa）3.10起升机构的起动、制动时间的验算起升机构的工作为周期性的，工作时分起启动、稳定运动和制动三个阶段。由于机构在起动和制动时会产生加速度和惯性力，若起动和制动时间过长，加速度小，将影响起重机的生产率。反之，加速度太大，又会给金属结构和传动部件施加很大的动载荷，并使零部件的受力增大。因此，必须把起动与制动控制在一定范围内。3.10.1启动时间验算起升机构在起动阶段，要使原来静止的质量开始运动这时电动机的起动力矩除了克服静阻力矩外，还有一部分用来克服运动质量的惯性阻力，即（Nm） （3-19）静阻力矩按下式计算：8（Nm） （3-20）式中额定起升载荷，N；卷筒计算直径，m， Dd；a滑轮组倍率；卷筒至电动机轴传动比；机构总传动效率（包括滑轮组效率）。=85.96（Nm）惯性阻力矩为：（Nm） （3-21）式中电动机额定转速，r/min;起动时间，s;机构运动质量换算到电动机轴上的总转动量，按下式计算： （3-22）式中电动机转子的转动惯量，；制动轮和联轴器的转动惯量，；g重力加速度，。查起重机设计手册，=0.243（）起升机构的起动时间为： （3-23）式中电动机的平均起动力矩，Nm，参照表3-10；推荐起动时间，s，一般为，起量取大值。表 3-10 电动机平均起动转矩电动机型式三相交流绕线式（1.61.8）三相交流鼠笼式（0.80.9）并激直流电动机（1.71.8）串激直流电动机（1.82.0）复激直流电动机（1.81.9）=104.52（Nm）=1.27s3.10.2制动时间验算满载下降的制动时间：9 （3-24）式中满载下降时电动机转速，r/min，通常取 =（r/min）制动器制动力矩，Nm；满载下降时制动轴静力矩，Nm，按下式计算： （3-25）式中下降时机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量，按下式计算：推荐制动时间，s， 综上所述，此制动器满足要求。3.11小车水平运动的制动器的选择计算图3-5 制动器制动器的静力矩，可由下式确定：（N.m） （3-26）式中最大起升载荷，N；钢丝绳绕卷筒直径，多层缠绕时d, m为卷绕最多的层数；卷筒至制动器轴间传动比；起升吊钩至制动器轴间传动效率。=89.03（Nm）起升机构制动器的制动力矩必须大于由起升载荷产生的力矩。式中制动安全系数，由表3-11查的。 表 3-11 制动安全系数工作类型（轻级）1.5（中级）1.75（重级）2.0=1.589.03=133.55（Nm）确定弹簧的作用力：制动器每个瓦块摩擦面上的正压力为：（N）式中制动轮直径，mm;制动器的制动力矩，Nm;摩擦系数；杠杆效率，取（N）则弹簧作用力为：=356022.03（w）=356.02（kw）制动瓦块的比压验算：式中许用比压；A制动瓦块和制动轮的接触面积。按下式计算：B制动瓦块的宽度（mm）,常取；制动瓦块在制动轮上包角，一般取。=7474（mm）（）=0.35（MPa）3.12小车水平运动的起动、制动时间的验算起升机构的工作为周期性的，工作时分起启动、稳定运动和制动三个阶段。由于机构在起动和制动时会产生加速度和惯性力，若起动和制动时间过长，加速度小，将影响起重机的生产率。反之，加速度太大，又会给金属结构和传动部件施加很大的动载荷，并使零部件的受力增大。因此，必须把起动与制动控制在一定范围内。3.12.1启动时间验算起升机构在起动阶段，要使原来静止的质量开始运动，这时电动机的起动力矩除了克服静阻力矩外，还有一部分用来克服运动质量的惯性阻力，即（Nm）静阻力矩按下式计算：（Nm） （3-27）式中额定起升载荷，N；卷筒计算直径，m， ；a滑轮组倍率；卷筒至电动机轴传动比；机构总传动效率（包括滑轮组效率）。（Nm）惯性阻力矩为：（Nm）式中电动机额定转速，r/min;起动时间，s;机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量，kg，按下式计算： （3-28）电动机转子的转动惯量，；制动轮和联轴器的转动惯量，；g重力加速度，,g=9.81。查起重机设计手册，起升机构的起动时间为：10 （3-29）式中电动机的平均起动力矩，Nm，参照表3-12；推荐起动时间，s，一般为，起重量取大值。表 3-12 电动机平均起动转矩电动机型式三相交流绕线式（1.61.8）三相交流鼠笼式（0,80.9）并激直流电动机（1.71.8）串激直流电动机（1.82.0）复激直流电动机（1.81.9）=104.52（Nm）3.12.2制动时间验算满载下降的制动时间： （3-30）式中满载下降时电动机转速，r/min，通常取；=998.8（r/min）制动器制动力矩，Nm；满载下降时制动轴静力矩，Nm，按下式计算：下降时机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量，按下式计算：推荐制动时间，s， 综上所述，此结构满足要求。4塔式起重机结构设计4.1塔式起重机起升机构的结构方案图 4-1 塔式起重机结构图塔式起重机是由电动机、联轴器、制动器、蜗杆减速器、滑轮组、钢丝绳、小车等组合起来的传动系统。本设计采用两个电动机分别带动一个传动，一个控制塔式起重机的起升的传动，一个控制小车水平运行的传动。4.2塔式起重机起升机构的结构布置电动机通过联轴器、制动器和减速器相连，首先，由电动机轴带动联轴器旋转，联轴器用来联接两根同轴线布置或基本平行的转轴，传递扭矩同时补偿少许角度和径向偏移并能够改善传动装置的动态特性。本设计所选的联轴器的类型为CL2。制动器固定在联轴器上，联轴器带动制动轮旋转，本设计采用块式制动器，制动瓦块与制动臂相铰接，主弹簧用来产生制动力矩。主弹簧右端顶在框架上，框架与左制动臂固结在一起。推杆与右制动臂联系在一起，上闸制动时，主弹簧的压力左推推杆，右推框架，从而带动左右制动臂以及其瓦块压向制动轮，实现制动。电动机通电，与电动机相联系的电磁铁也通电而产生磁力，磁铁吸引衔铁绕饺点作逆时针转动，并压迫推杆向右移动，是主弹簧进一步压缩，这时在副弹簧及电磁铁自重偏心作用下，左右制动臂张开，制动器松闸。如果发生事故，电机断电，制动器便立即上闸。减速器与电动机用键连接，减速器用来降低转速和增大转矩，本设计采用蜗杆减速器，是蜗杆下置的形式，由蜗杆带动蜗轮轴转动，蜗轮伸出轴与卷筒键连接，卷筒靠滚动轴承正反旋转，钢丝绳绕在卷筒上，通过滑轮组使吊钩实现上升或下降并实现小车的水平方向的运动。5结论塔式起重机是减轻笨重体力劳动、提高作业效率、实现安全生产的起重运输设备。在国民经济各部门的物质生产和物质流通中，塔式起重机作为关键的工艺性设备或重要的辅助机械，应用十分广泛。在设计过程中，我总结了两种塔式起重机起升机构的传动方案，为了避免结构过于复杂化，我选择了有
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