铸造起重机毕业设计说明书毕业论文.doc

毕业设计 论文 毕业设计 论文 1 铸造起重机毕业设计说明书毕业论文铸造起重机毕业设计说明书毕业论文 目目 录录 第一章 现代冶金起重机的发展趋势 2 2 第二章 主小车设计 8 8 2 1 主小车起升机构设计 8 2 1 1 主小车起升机构概述 8 2 1 2 计算参数 8 2 1 4 选制动器 14 2 1 5 选联轴器 15 2 1 6 起动时间的验算 15 2 1 7 制动时间的验算 16 2 1 8 校核浮动轴 17 2 2主小车运行机构设计 18 2 2 1 主小车运行机构概况 18 2 2 2 主小车运行机构性能参数 18 2 2 3 运行阻力计算 19 2 2 4 电动机的选择 20 2 2 5 减速器的选择 23 2 2 6 制动器的选择 24 2 2 7 联轴器的选择 24 2 2 8 运行打滑验算 25 第三章 副小车设计 2727 3 1 副小车主起升机构设计 27 3 1 1 计算参数 27 3 1 2 起升机构布置简图 27 3 1 3 绕系统和驱动装置计算及选择 27 3 1 4 选制动器 32 3 1 5 选联轴器 33 3 1 6 起动时间的验算 34 3 1 7 制动时间的验算 35 3 1 8 校核浮动轴 35 3 2 1 设计参数 36 3 2 3 电动机的选择 38 3 2 4 减速器的选择 41 3 2 5 制动机的选择 42 毕业设计 论文 毕业设计 论文 2 3 2 6 联轴器的选择 42 3 2 7 运行打滑验算 43 第四章 起重机 大车 运行机构设计 4545 4 1 设计参数 45 4 2 运行阻力的计算 45 4 3 电动机的选择 46 4 4 减速器的选择 49 4 6 联轴器的选择 50 4 7 运行打滑验算 51 参考文献 5353 总 结 5454 致 谢 5555 现代起重机的特征和发展趋向 5959 毕业设计 论文 毕业设计 论文 3 第一章 现代冶金起重机的发展趋势 冶金起重机作为冶金行业安全 正常生产必不可少的关键和重要设备 其工作的可 靠性 安全性 先进性一直受到人们的高度重视 但受传统冶金工艺的制约 改革开放 前的三十年国内冶金起重机基本是在原苏联的模式下做一些小型的改进和发展 随着改 革开放的不断深入 大量国外先进技术的引入 现代冶金起重机也发生了较大的变化 本文结合国内冶金企业冶金工艺的改进及最终用户的使用要求 对冶金起重机的发展趋 势谈一些看法 冶金起重机一般人们主要指服务于冶金企业的铸造起重机 料箱加料起重机 板坯 搬运起重机 钢卷夹钳起重机 磁盘起重机和服务于冶金厂工作级别较高的其它桥式起 重机 由于冶金企业炼钢 铸坯 铸锭 轧钢工艺的改变 脱锭起重机 均热炉夹钳起 重机 刚性料耙起重机 平炉桥式加料起重机 均热炉揭盖起重机等传统冶金起重机已 逐步趋于淘汰 这里不做进一步的分析 仅就前面几种现在冶金企业大量使用的起重机 其发展趋向做一些初步的分析探讨 1 1 发展总趋势发展总趋势 1 11 1 起重量大型化 工作速度高速化起重量大型化 工作速度高速化 现代冶金起重机发展的主要趋势之一 是起重量大型化 工作速度高速化 随着社 会的发展对冶金企业的要求也在逐步提高 这不仅表现在对冶金产品的数量要求上 更 重要的是表现在对冶金产品的质量和品种方面 由于社会需求的增加推动和促进了冶金 企业的技术改造和技术进步 大型转炉 连铸 连轧技术的应用 对冶金起重机的大型 化和高速度提出了更高的要求 现就国内主要冶金起重机生产企业铸造起重机的发展情 况做一简单的统计 从上表可以看出 五十年来主钩起升速度和起重量均有较大幅度的提高 1 21 2 起升 运行机构均采用调速系统起升 运行机构均采用调速系统 年代主钩起重量 t 主钩起升速度 m min 大车运行速度 m min 小车运行速度 m min 50 70 年代2002 57040 80 年代280108040 90 年代450128040 毕业设计 论文 毕业设计 论文 4 早在 70 80 年代 随着交流调速技术的发展和成熟 国外各著名起重机制造厂纷纷 推出各机构调速的承诺 调速范围因采用的调速方式不同而不同 现设计大量使用的是定子调压和变频调速系统 起升机构 以定子调压为多 运行机构以 变频为多 机构采用调速以后具有以下明显优点 a 机构起 制动平稳 当机构起 制动时仅以正常速度的 1 10 或 1 20 微速起动 或制动时 被吊物体平稳运行 对起吊钢水包的铸造起重机特别有利 b 可有效减少制动器闸块的磨损 c 被吊物体能准确定位 d 减少对金属结构 桥架或小车架 和传动系统的冲击 延长使用寿命 e 可有效改善操作工人的工作环境 f 减少起动对电网的冲击 使用调速系统后也带来如下问题 a 起重机的造价提高 b 对维修电工的技术水平要求较高 虽然采用调速系统后会增加设备成本 加大维修难度 但随着技术的进步 调速系 统的造价也在逐步降低 而其优越性却越加明显 系统调速以后 其工作情况的改变为 其发展奠定了坚实的基础 1 31 3 监测传感控制技术广泛应用 使用性能和可靠度大大提高监测传感控制技术广泛应用 使用性能和可靠度大大提高 随着科学技术的进步 各种监测 传感控制技术在冶金起重机上得到了广泛的应用 从而使起重机的使用性能得到很大的提高 使冶金起重机从以前简单意义上物料搬运工 具变成目前的物流 信息流综合传送设备 1 3 1 秤量装置 调速方式 调速范围 说 明 涡流制动1 5 1 10能量损耗 不宜长时连续使用 趋于淘汰 定子调压1 10 1 20能量损耗 调速性能较好 大部分在用 变频调速 1 20调速性能好 可实现能量再生 正在发展中 毕业设计 论文 毕业设计 论文 5 在铸造起重机上设置数字式秤量装置 小显示屏放在司机室内 大显示屏设在主端 梁下 朝向地面 使盛钢桶内的钢水重量随时显示 该数据联到计算机房内 一方面可 累计每日的产量 另一方面可根据连续板坯的大小 块数来决定盛钢桶应盛放的钢水量 减少浪费 随着各种大型高精度电子秤的应用 冶金起重机在搬运物品的同时 还可完 成产量的统计 超载断电和报警等功能 1 3 2 故障显示 记录 打印装置 在连续生产的钢铁企业里 时间就是金钱 在起重机出了故障后 希望维修时间减 至最短 故障显示装置可将正发生故障的部 零件名称在司机室内的显示屏上显示出来 维 修人员立即知道故障发生的部位 可大大缩短维修时间 易出故障的电气和机械的零部件 由业主列出清单 起重机制造厂按业主要求设置 故障显示点 一旦被监测零部件出现故障 就会在屏幕上显示出来 避免更大故障的发 生 该装置除具有显示功能外 还具备记录 打印功能 备查找故障原因 落实核对责 任的需要 1 3 3 二 三维定位装置 吊具在空间的位置可通过本装置在司机室内的显示屏上显示 定位精度可控制在 10mm 以下 可满足各类自动作业线的工艺要求 司机可通过显示屏上显示的数字直观地确定吊具或物体是否已到达该物体应到达的 位置 大大缩短起吊时间 也避免物体的晃动 可有效提高生产效率 1 3 4 防碰撞装置 过去为防止二台起重机碰撞 仅安装限位开关和缓冲器 现有激光式或雷达式防碰 撞装置 在一台起重机设发射装置 在另一台起重机设接受或反射装置 达到预先设定 的间距时 就发出报警 避免发生相撞 1 3 5 安全制动器 在吊运重要物体 如 核原料 液态金属 大水电站的发电机转子等 起重机的主 起升机构的卷筒上设置安全制动器 在该卷筒一侧法兰的轮缘上根据制动力矩的需要可 设置一对 二对甚至三对瓦块 由专设的液压站进行控制 起动时 安全制动器先打开 设在高速轴上的工作制动器后打开 制动时 工作制动器先制动 安全制动器滞后几秒 再制动 安全制动器的作用是保证工作制动器与安全制动器之间所有传动链环节中任一 传动件损坏或断裂时 被吊物件均可安全 把各种监测 传感技术适当地应用在起重机上 实现对冶金起重机的有线或无线控 制 既是现代冶金起重机发展的方向 同时也应成为个设计工作者应该努力的目标 1 41 4 控制技术程序化 遥控技术在特殊环境中使用控制技术程序化 遥控技术在特殊环境中使用 毕业设计 论文 毕业设计 论文 6 随着计算机软 硬件技术的发展和日臻完善 实现程序化控制的起重机也已成为可 能 且其控制范围变得日益广泛 控制功能变得日益完善 各种冶金起重机按照人们事 先约定的模式执行一定的工作任务已成为现实 为了更准确 即时的完成各种工作任务 各种冶金起重机通过有线或无线与主控设备联动 在主控室控制已成为可能 遥控冶金 起重机和程控冶金起重机已在部分冶金企业中使用 遥控冶金起重机一般用在一些高粉 尘 高污染的危险作业区 如武钢一炼钢出渣跨 珠江钢厂 八一钢厂等都有遥控起重 机在用 而程控冶金起重机一般用在一些作业效率较高的场合 为提高起重机的使用寿 命 减小冲击 提高操作的准确性 运行效率和改善司机的操作环境 宝钢三期工程中 的 1580 干熄焦提升机等都有一定范围的使用 程控起重机和遥控起重机将得到一定的 发展 并逐步被冶金企业所采用 1 51 5 结构型式标准化 生产模式国际化结构型式标准化 生产模式国际化 我们之所以把 结构型式标准化 生产模式国际化 作为现代冶金起重机的主要发 展趋势提出 主要出于以下两方面的考虑 a 市场经济对冶金起重机的客观要求 由于经济运行体制已由计划转向了市场 这 样为设备采购单位在短时间内利用招投标形式选择质优 价低产品提供了有力和有利的 条件 设备生产厂没有结构型式的标准化和生产模式的国际化就很难达到用户的要求 b 信息 通信技术的发展为实现产品结构型式标准化 生产模式国际化提供了充分 的物质和技术支持 实现结构型式的标准化还可以把经过实践检验成熟可靠的结构型式 应用于新的产品中 避免结构型式的不合理产生的技术质量问题 从而提高产品的质量 1 61 6 吊车型式普通化 吊具型式专用化吊车型式普通化 吊具型式专用化 把 吊车型式普通化 吊具型式专用化 作为现代冶金起重机的一个发展趋势提出 主要是出于冶金企业铸坯轧制技术的更新 即由传统的铸锭 脱锭 钢锭加热 初轧 热轧 到现在的连铸 连轧 配合传统工艺时 冶金企业需要有 桥式加料起重机 料 箱加料起重机 铸造起重机 脱锭起重机 均热炉钳式起重机 均热炉揭盖起重机 板 坯夹钳起重机 刚性料耙起重机 含磁盘 钢卷夹钳起重机等多种起重机来完成其工艺 过程 而采用连铸 连轧工艺时 冶金厂只要有料箱加料 铸造 板坯夹钳 钢卷夹钳 等几种起重机即可完成全部工艺过程中的物料搬运 使吊车型式得到极大的简化 由于 冶金产品品种需求的多样性 各种专用吊具也应用而生 如配合精整跨的卧卷吊具 立 卷吊具 自对中立卷吊具 揭盖吊具 L 型钩钢板吊具 C 型钩 与可人控旋转的吊钩配 合使用 可实现多种操作功能 1 71 7 人机工程合理化 操作环境舒适化人机工程合理化 操作环境舒适化 随着社会的进步 环保意识和劳动保护意识的提高 冶金起重机设计过程中把人机工 程及操作环境舒适要求提到了较高的要求 如 司机室加装冷 暖空调 隔热保护 地 毕业设计 论文 毕业设计 论文 7 面无线遥控 车上有线和无线通讯 航空座椅 司机休息室 上 下吊车全部采用斜梯 电气室加装隔热防护和冷风机 较窄的人行通道采取防滑措施 经常检修部分加装吊笼 等都为操作维护人员提供了较好的工作环境和条件 特别是双层壁 双层玻璃的司机室 与可躺式航空座椅 冷暖空调 有线 无线通讯配合使用 为改善司机的工作条件 提 高工作效率 减少工作失误起到了很好的作用 人机工程合理化正逐步成为现代冶金起 重机发展的主要趋势之一 越来越引起人们的重视 2 典型结构和传动型式的分析和认识 2 12 1 铸造起重机主起升机构的发展趋势铸造起重机主起升机构的发展趋势 铸造起重机主传动采用星形减速机应成为现代铸造起重机发展的趋势 现在在用的 铸造起重机大部分是采用棘轮棘爪传动 之所以采用棘轮棘爪的传动有两个原因 一是 棘轮棘爪对保证铸造起重机的安全运行确有其优点 二是星形减速机最初在铸造起重机 上使用时连续出过几次问题 冶金部专门下文对星形传动予以停用 经过几十年的反思 以及星形减速机在进口铸造起重机上使用验证的良好业绩和控制监测技术的发展 我们认为星形传动在铸造起重机上的应用将逐步扩大 原因有二 其一星形传动基 本具备原棘轮棘爪传动的优点 还可实现单电机长时间连续安全运行 其二对以前星形 传动造成事故的原因的认识逐步趋于一致 即结构性问题而非原理性问题 只要通过改 进和完善设计就可以避免 加之电气控制监测技术的进步 星形传动的安全运行已经可 以得到有效的保证 2 22 2 板坯夹钳起重机的夹钳装置板坯夹钳起重机的夹钳装置 重力夹钳 电动开闭的重力夹钳 动力夹钳三种夹钳装置中 动力夹钳因其成本较 高 扩大推广受到一定的影响 但由于其优越的工作性能 特别是钳口可实现准确的三 维跟踪 可靠夹起梯形坯 较高的工作效率和不损失起升高度 为实现冶金企业的自动 化具有无可比拟的优点 因而我们认为动力式板坯夹钳起重机在现代冶金起重机发展上 将占越来越重要的作用 2 32 3 桥架 小车架整体加工 桥架 小车架整体加工 桥架 小车架包括一些大型结构件整体加工是保证冶金起重机产品质量的一项重要 措施和有效途径 由于冶金起重机工作的特殊性 对质量提出了较高的要求 小车架整 体加工指焊在小车架上的电动机底座 制动器底座 减速器支承座 卷筒支承座 和小 车车轮支承座等机座一次性地划线加工而成 相互间的形位 尺寸公差由机床保证 因 此装配工作变得特别简单 只要把电动机 制动器 减速器 卷筒 车轮就位即可 不 像旧的办法 它们间的形位 尺寸误差靠塞垫片来调节 简而言之 这些部件间的形位公差由机床精度保证与装配工人的技术等级无关 排 除了人为因素 因而大大提高了装配精度和使用性能 同时也大大缩短了用户的维修时 间 毕业设计 论文 毕业设计 论文 8 2 42 4 基础传动与控制基础传动与控制 随着冶金工业的连续化生产 要求冶金起重机具有可靠性高 调试及定位性能好 具有故障自诊断 操作平稳舒适等功能 其控制结构为 工业 PC 机 PLC 基础传动 基 础传动采用变频调速 运行过程由传统的人为速度控制将逐步过度到准确的 PLC 位置控 制 工作信息将自动传给上位机 工业 PC 最终与整个工厂的管理和控制系统相联是冶 金起重机基础传动与控制发展的主要趋势 2 4 1 基础传动 基础传动将以全数字式可控硅定子调压调速 变频调速为主导 起升机构将采用调 压调速或无逆变失败的可逆变式变频调速 例如西门子 AFE 运行将以变频调速为主 2 4 2 自动控制 PLC 将完成所有自动控制的功能 通过现场总线 如 PROFIBUS 实现对各机构调速装 置的速度及定位控制 该方式通讯信息量大 连线简单 可靠性高 对于板坯连铸使用 的板坯夹钳连续自动堆垛 连轧后的钢卷连续自动堆垛 PLC 将根据设定 自动完成定时 定位自动夹坯 自动定位堆垛 整个过程将自动完成 重复循环 系统将具有自诊断功 能 以确保运行可靠性 故障时 可切换到司机人工操作 并随时从任一工艺流程点切 入自动过程 这将使效率更高 设备运行更合理 2 4 3 故障监测与控制 装在司机室的 PC 机或触摸屏人机界面 将能够显示各机构运行状态故障信息 并可 在 PC 机上设置工艺要求指令 下载至 PLC 启动自动控制功能 实现工艺要求的自动控 制过程 工业 PC 机还可通过通讯实现与工厂管理网的联网 从而实现生产管理自动化 毕业设计 论文 毕业设计 论文 9 第二章 主小车设计 2 12 1 主小车起升机构设计主小车起升机构设计 2 1 1 主小车起升机构概述 目前 国内常用的铸造起重机主起机构有单减速器机型 双减速器机型 行星 3 减速器机型 整体大减速器机型及 3 减速器机型 具有发展潜力的机型有独立大减速器 机型和行星大减速器机型 本此设计采用双减速器机型 双减速器机型 通常用于四梁四轨中 小吨位铸造起重机 这种机型 2 个卷轴在一轴线 上并垂直于主梁通过联轴器将 2 个卷轴连锁 达到同步的目的 并在 1 套机构出现故障后 能通过联轴器驱动另一套机构 以保证起重机能安全工作 1 个循环 这种机型的特点是 自重较轻 小车左右极限较小 但当主 副小车起升高度要求高时 起重机宽度较大 2 1 2 计算参数 起重量 KNPQ800 起升速度 min 2 3 mVn 毕业设计 论文 毕业设计 论文 10 起升高度 H 22m 工作级别 M7 二 主起升机构布置的简图 左右对称 图 1 1 2 1 3 卷绕系统和驱动装置的计算及其选择 1 选钢丝绳 计算钢丝绳的最大静拉力maxS KNKN mx PP S z Q 61 98 0 24 28008000 max 式中 起升载荷 单位为 KN QP 吊具自重载荷 吊具自重计入起升载荷中 QP m 滑轮组倍率 取 m 4 x 绕上卷筒的钢丝绳分支数 x 2 滑轮组效率 取 0 98 Z Z 计算钢丝绳直径 d mmmmSCd16 27106111 0 max 3 式中 C 选择系数 单位为 选用钢丝绳 根据 MT 及值查Nmm 2 1550mmNb b 表得值为 0 11 选用不松散瓦林乔型钢丝绳直径 d 28mm 其标记为 6w 19 28 0 15 5 I 光 右交 GB T8919 1996 2 确定卷筒的尺寸 转速及滑轮直径 计算卷筒和滑轮的最小卷绕直径0D 毕业设计 论文 毕业设计 论文 11 hdD min0 式中 h 与机构工作级别和钢丝绳结构的有关系数 查表得 卷筒 22 4 滑轮 251h2h 卷筒最小卷绕直径 d 22 4 28m 627 2mmmin0D1h 滑轮最小卷绕直径 d 25 28mm 700mmmin0D2h 考虑起升机构布置及卷筒总长度不宜太长 取 D 1600mm 则卷绕直径 1628mm 0D 滑轮直径取 D 700mm 卷筒长度计算 3210 2llllL 3 0 32ltttn D Hm mm40035353352 1628 14 3 41022 2 3 mm02 2025 取 L 2100mm 式中 卷筒上有绳槽长度 其中安全圈 n 2 起升高度 H 20mm 绳槽 0 L 0 Ltn D Hm 0 节矩 t 35mm 卷绕直径 1628mm 0 D 固定绳尾所需长度 取 3t 1 l 1 l 卷筒两端空余长度 取 t 2 l 2 l 卷筒中间无槽长度 取 400mm 3 l 3 l 卷筒壁厚 mmD10 6160002 0 10 602 0 38 42mm 取mm42 进行卷筒的压应力校核 ly A t S max max 毕业设计 论文 毕业设计 论文 12 MPa75 0 3542 1061 3 MPa12 31 合格 yy max 式中 钢丝绳最大拉力 max S 应力减小系数 一般去 l A75 0 l A 钢丝绳卷绕节矩 t 卷铜壁厚 卷筒转速 min 628 1 14 3 2 84 0 r D mv n n t min4 6r 3 计算起升静功率 100060 nOQ j vPP P kw 867 0100060 2 81000 400 2400 kw47 64 式中 起升时总机械效率 其中 867 0 19 0 98 0 94 0 98 0 22 tlchz 为滑轮组效率 取 为传动机构机械效率 取 0 94 为传动机构效 z 98 0 z ch ch t 率 取 0 99 为卷筒轴承效率 取 0 98 t l l 其余符号同前 4 初选电动机 根据起升机构工作的繁重程度 初选电动机时按下式进行 最后做过载和发热验算 jJC GPP 0 9 64 47kw 51 57kw 选用电动机 YZR315S 8 75kw JC 值取 JC Pmin725rnJC 1 3 m 2 682 8 mkgJ 40 毕业设计 论文 毕业设计 论文 13 电动机转速 JC JC j d nn P P nn 00 min725750 75 57 51 750r min81 732r 式中 在起升载荷作用下电动机转速 d n 电动机同步转速 0 n 是电动机在 JC 值时额定功率与额定转速 JCJC nP 5 选减速器 速比 94 83 73 8 81 732 t d n n i 取实际速比 i 80 起升机构减速器按静功率选取 根据 64 47kw 工作级 j P j P94 83 min81 732 irnd 别 M7 选定减速器为 QJS 630 80 III HW 减速器许用功率输出轴端许用往 78kwPnj 向载荷 许用力矩 许用最大力矩 NRm150000 mNT 85000 mNTM 2295007 2 max 减速器在时许用功率为min21 586r nj P nj P7521 76 750 81 732 78 kwkw 实际起升速度 min92 8 min 80 94 83 5 8mmvn 实际起升静功率 kwkwPj11 54 80 94 83 57 51 用 类载荷校核减速器输出轴的径向载荷 最大力矩 输出最大径向力 J GaSR maxmax 2 1 毕业设计 论文 毕业设计 论文 14 3 1042 713 042 712 2 1 N82113 NRm20000 合格 m RR max 输出轴最大扭矩 0max 8 0 7 0 iTM e mN 95 0 200 6 78375 0 mN 111663 合格 TM max 减速器能满足要求 6 电动机过载验算和发热验算 过载验算计算 1000 nOQ m n vPP m H P 60867 0 1000 92 8 400 1 31 1 2 kw46 46 kwkwPn46 4675 式中 基准接电持续率时 电动机额定功率 单位为 kw n P H 系数 绕线式异步电动机 取 H 2 1 基准接电持续率时 电动机转矩允许过载倍数 查表 m 1 3 m 电动机个数 m 总机械效率 867 0 发热验算计算 S PP 式中 P 电动机在不同接点持续率 JC 值不同 CZ 值时的允许输出功率 单位为 kw 按 CZ 300 JC 值 60 查表得 P 40 9kw 毕业设计 论文 毕业设计 论文 15 kw 60867 0 1000 92 8 10400 8 0 3 kw87 54 kwpkwP S 87 5475 过载验算和发热验算通过 2 1 4 选制动器 zhzhj MkM 1 5 665 425 998 13N m N m 式中 制动力矩 单位为 zh MN m 制动安全系数 查表 M5 得 1 5 zh k zh k 下降时作用在电动机轴上的静力矩 单位为 j MN m 00 2 Q j PP D M mi 3 400 10799 0 867665 425 2 4 80 N m 下降时总机械效率 选取制动器为 安装时将制动力 4 400 1258YWZ MN 1120 矩调整到所需的制动力矩 m vPP GP nQ S 1000 0 毕业设计 论文 毕业设计 论文 16 2 1 5 选联轴器 根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸形状选联轴器 使联轴器的许用力矩 M 计算的所需力矩 M 则满足要求 电动机的轴伸 d 95mm 锥形 长度 E 170mm 减速器轴伸 d 80mm 柱形 长度 E 170mm 浮动轴的轴头 d 55 柱形 长度 E 170mm 选取半齿轮联轴器 选取带制动轮的联轴 22 0 5600 11055 17295 2 mkgJmNTCLZ 器 22 4 5 5600 13095 11055 6mkgGDmNT 电动机额定力矩 60 60 9550 n M Mn mN 732 75 9550 mN 48 978 计算所需力矩 mNmNMnM n 45 293548 9780 25 1 8 式中 n 安全系数 n 1 5 MT 刚性动载系数 1 2 2 0 8 8 所选联轴器合格 2 1 6 起动时间的验算 按下式计算起动时间 g t 55 9 jg g MM dJ t 式中 起升时换算到电动机轴上的总转动惯量 单位为 J 电动机转动惯量 d J68 8 d J 联轴器转动惯量 1 57 c J 4 4 5 22 0 c J 高速轴转动惯量 8 68 1 57 g J cdg JJJ 毕业设计 论文 毕业设计 论文 17 10 25 22 2 00 4 15 1 img DPP JJ Q g 867 0 804104 228 1 10400 25 1015 1 22 23 94 11 电动机起动力矩 单位为 g MmN mNmNMM ng 42 166348 9787 17 1 起升时电动机轴上静力矩 单位为MjmN mN im DPP M Q j 867 0 8042 228 1 10400 2 3 00 mN 24 885 stg 24 88542 1663 55 9 81 73294 11 s17 1 平均起动加速度计算 22 1 0 6017 1 92 8 60 smsm t v a g b g 国标规定 吊运液态金属和危险品的起绳机构 平均加 减 速度不应大于 0 1 2 sm 电动机起动时间合适 2 1 7 制动时间的验算 下降时换算到电动机轴上的转动惯量 单位为 J J 22 2 00 4 15 1 img DPP J Q g 867 0 804104 228 1 10400 25 1015 1 22 23 毕业设计 论文 毕业设计 论文 18 753 10 电动机满载下降转速 单位为 d nminr min 81 7327502 2 0 rnnn dd min19 767r mNM zh 999 im DPP M Q j 2 00 mN 425 665 制动时间 满载下降时 zh t 55 9 jzh d zh MM nJ t s 425 665999 55 9 19 767753 10 s6 2 平均制动减速度 zh a 2 6 260 92 8 60 sm t v a zh n zh 2 057 0 sm 制动时间也合适 2 1 8 校核浮动轴 疲劳计算 mNMM eII 48 9782 mN 96 1956 MPa n 3 3 552 0 1096 1956 MPa82 58 毕业设计 论文 毕业设计 论文 19 合格 MPa 1 61 静强度计算 MMNM jII 48 177024 8852 MPa W MII 2 53 552 0 1048 1770 3 3 max 浮动轴校核合格 2 22 2主小车运行机构设计主小车运行机构设计 2 2 1 主小车运行机构概况 从主小车运行机构形式特点来看 主小车运行机构有跨内 2 角 4 角 驱动 下部 小车 1 2 驱动 跨外 2 角 或 4 角 减速器悬挂套装直立驱动 3 种方式 根据用户的要 求和现场设备布置的可能性进行设计 4 角驱动 制造复杂 成本高 但可实现单机故障 时 半边驱动使设备正常运行 2 角驱动 设备制造成本低 简单 但单机故障时 设备 不能长时间运行 本次设计采用跨内 4 角驱动形成 图 2 1 2 2 2 主小车运行机构性能参数 毕业设计 论文 毕业设计 论文 20 起重量 PQ 800KN 80t 主小车自重 G 60t 运行速度 Vn 35 4m min 4冲击系数 4 1 1 0 058V h 1 1 0 058 35 4 60 1 13 主小车最大轨压 P 4 PQ G k n 1 13 80 60 t 1 3 4 51 415t 式中 k 轮压不均匀系数 k 1 3 1 7 取 k 1 3 n 主小车轮系数 取 n 4 选用 600 车轮组 N 55t 车轮材料 65Mn 轨道型号 QU100 2 2 3 运行阻力计算 小车在直线轨道上稳定运行的静阻力 Fj由摩擦 Fm和坡道阻力 FP二项组成 Fj Fm FP 一 摩擦阻力 Fm 小车满载运行时的最大摩擦阻力 Fm Q G 2 fd D 140 103 KN 2 0 80 02 130 1 5 600 14 7 KN 式中 Q 起升载荷 N G 小车自重载荷 N f 滚动摩擦系数 f 0 8 车轮轴承摩擦系数 0 02 d 与轴承相配合处车轮轴的直径 d 130 D 车轮踏面直径 毕业设计 论文 毕业设计 论文 21 附加摩擦阻力系数 1 5 满载运行时最小摩擦阻力 FM1 Q G 2 fd D 9 8 KN 空载运行时最小摩擦阻力 FM2 G 2 fd D 60 103 N 2 0 80 02 130 600 0 42 KN 二 坡道阻力 FP Q G i 1400 0 002 KN 2 8KN 式中 i 为轨道坡度 桥架上的小车取 0 002 Fj Fm FP 14 7 2 8 KN 17 5 KN 2 2 4 电动机的选择 一 电动机的静功率 Pj j F 1000 o V m KW 17500 35 46 1000 0 9 4 60 2 87KW 二 电动机初选 P j jdP K 1 2 2 87KW 3 45KW 式中 kd 考虑到电动机起动时惯性影响的功率增大系数 对于室内 工作的起重机及装卸桥小车运行机构可取 kd 1 2 2 6 毕业设计 论文 毕业设计 论文 22 选取电动机 YZR132M2 6 PJC 5KW nJC 900r min m 0 25 三 电动机的过载校核 Pn 2 j F 1 100091280 asa vJ n mt KW 32 117 5 0 516 107 5575 921 4 1 71000 0 9591280 5 4 2KW Pn 5 5KW 4 21KW 过载合格 式中 Pn 基准接电持续时电动机额定功率 KW 平均起动转矩标么值 相对于基准接电持续率时的额定转矩 对绕线型异步 as 电动机取 1 7 m 电动机个数 FJ 运行静阻力 N V 运行速度 m s 机械传动效率 机构总传动惯量 即折算到电动机轴上的机构旋转运动J 质量与直线运动质量转动惯量之和 kg 2 12 2 9 3 QG v Jk JJm n 32 2 9 3800600100 516 1 10 120 1054 9210 95 7 575 2 kg m J1 电动机转子转动惯量 2 kg m J2 电动机轴上制动轮和连轴器的转动惯量 2 kg m k 计及其他传动飞轮矩影响的系数 折算到电动机轴上可取 k 1 1 1 2 n 电动机额定转速 r min 毕业设计 论文 毕业设计 论文 23 机构初选起动时间 一般情况下小车运行机构 4 6s a t Q 起升载荷 N G 运行小车的重力 N 四 电动机过热校验 1000 Y scwI G V PG PwmP m 3 0 51 0 82143 100 0020 01 1000 4 0 9 2 91KW 式中 G 运行机构稳态负载平均系数 取 G 0 8 风阻力 N 室内取 0 WI P WI P 运动部分所有质量的重力 N G P W 摩擦阻力系数 坡度阻力系数 c m 小车的运行速度 m s Y V m 电动机个数 P 5 39KW PS 过热合格 五 起动时间与起动平均速度验算 满载 上坡时的起动时间 9 55 mqi nJ t mTT 921 7 575 9 553111 05 151 4 s 4 01s n 电动机额定转速 r min 机构总转动惯量 J 2 kg m m 电动机个数 毕业设计 论文 毕业设计 论文 24 电动机的平均起动转矩 mq TN m 满载 上坡时作用于电动机轴上的静阻力 j TN m 3 26 786 10600 20002000 56 0 95 j j TD TN m i 151 4N m 其中 运行静阻力 N j T D 车轮踏面直径 mm i 减速器的传动比 机构传动效率 起动平均加速度 v a t 2 0 516 4 01 m s 0 12 2 m s 合格 2 2 5 减速器的选择 一 减速器的传动比 机构的计算传动比 0 0 60000 Dn i v 3 14 900 600 60 60000 35 46 m s 47 88m s 式中 n 电动机额定转速 r min D 车轮踏面直径 mm 初选运行速度 m s 0 v 计算传动比 0 i 二 标准减速器的选用 毕业设计 论文 毕业设计 论文 25 5 8 1 12 I jn PP 1050 2 10KW 式中 减速器的计算输入功率 KW j P 刚性动载系数 1 2 2 0 该系数与电动机驱 8 8 动特性和计算零件两侧的转动惯量的比值有关 基准接电持续时 电动机额定功率 KW n P I 工作级别 I 1 8 选用 QJ L236 45 VI 11 1PKW 4500TN m 2 2 6 制动器的选择 运行机构的制动器根据起重机满载 顺风和下坡运行制动工况选择 制动器应使起重机在规定的时间内停车 制动转矩计算 2 12 1 0 975 20009 55 zpm z QG vk JJn mD TFF i mm tn 23 600 0 912143 5160 9 101 1 0 26 921 4 4 286 150 975 2000 56 44 49219 55 27 9N m 选用制动器 200 22 12 5 4 YWZ 125TN m 2 2 7 联轴器的选择 高速轴联轴器的计算扭矩应满足 a T 18an TnT 1 5 2 65 3257N m 195 977N m 电动机轴伸 d 48mm E 110mm 减速器高速轴轴伸 d 40mm L 110mm 选用带制动轮的联轴器 48 80 2 40 70 1400TN m 22 0 42GDkg m 毕业设计 论文 毕业设计 论文 26 低速轴连轴器的计算扭矩 2c T 218cn TnTi 195 977 56 0 95N m 10425 9764N m 减速器低速轴轴伸 d 90mm L 130mm 车轮组轴伸 d 115mm L 140mm 选用全齿轮联轴器 190 132 115 212 J L 18000TN m 2 1 15Jkg m 2 2 8 运行打滑验算 为了使起重机运行时可靠地起动或制动 防止出现驱动轮在轨道上的打 滑现象 避免车轮打滑影响起重机的正常工作和加剧车轮的磨损 应分别对 驱动轮作起动和制动时的打滑验算 对于小车运行机构按空载运行工况验算 起动时验算 12 min 5002000 mq k JJidi n RTa kDDD 0 150 02 1302000 56 0 9500 1 1 0 69 56 185750111 050 12 1 1600600600 26134 46 17942 4 起动打滑通过 制动时验算 12 min 5002000 zz k JJidi RTa kDDD 0 150 02 1302000 56500 1 1 0 69 56 185750300 12 1 16000 9 600600 24586 5 4450 5 制动打滑通过 式中 粘着系数 对室内工作的起重机取 0 15 粘着安全系数 可取 k 1 05 1 2 K 轴承摩擦系数 毕业设计 论文 毕业设计 论文 27 轴承内径 mm d 车轮踏面直径 mm D 驱动轮最小轮压 N min R 打滑一侧电动机的平均起动转矩 mq TN m 计及其他传动飞轮矩影响的系数 折算到电动机轴上可取 k 1 1 1 2 k 电动机转子转动惯量 1 J 2 kg m 电动机轴上带制动轮联轴器的转动惯量 2 J 2 kg m 起动平均加速度 a 2 m s 打滑一侧的制动器的制动转矩 z TN m z a 制动平均减速度 2 m s 毕业设计 论文 毕业设计 论文 28 第三章第三章 副小车设计副小车设计 3 13 1 副小车主起升机构设计副小车主起升机构设计 3 1 1 计算参数 起重量 20t 起升速度 主钩 11m min 起升高度 24m 工作级别 M6 3 1 2 起升机构布置简图 图 3 1 副小车起升机构简图 3 1 3 绕系统和驱动装置计算及选择 1 选钢丝绳 计算钢丝绳的最大静拉力 0 max 200200 2 5 4 2 0 98 Q x PP SKN mx 26 148KN 式中 起升载荷 单位为 KN Q P 吊具自重载荷 0 P m 滑轮组倍率 取 m 4 毕业设计 论文 毕业设计 论文 29 x 绕上卷筒的钢丝绳分支数 x 2 滑轮组效率 取 0 98 x x 计算钢丝绳直径 d max dc S 3 0 11426 148 10 mm 18 42mm 式中 c 选择系数 单位为 mmN 选用不松散瓦林吞型钢丝绳直径 19mm 其标记为 6w 19 19 15 5 光 右交 GB T8918 1996 2 确定卷筒的尺寸 转述及滑轮直径 计算卷筒和滑轮的最小卷绕直径 0 D 0min Dhd 式中 h 与机构工作级别和钢丝绳结构的有关系数 查表得 卷筒 20 滑轮 22 4 1 h 2 h 卷筒最小卷绕直径 0min1 20 19380Dhdmm 滑轮最小卷绕直径 0min2 22 4 19425 6Dh dmmmm 考虑起升机构布置及卷筒总长不宜太长 取 D 800mm 则卷绕 直径 821 5mm 0 D 滑轮直径 D 600mm 卷筒长度计算 0123 2 LLlll 3 0 1 23 m n tttl D 毕业设计 论文 毕业设计 论文 30 3 24 104 22223 2222330 3 14 779 mm 2320mm 取卷筒 800 2350mm 式中 L0 卷筒上绳长度 固定绳尾所需长度 1 l 卷筒两端空余长度 2 l 卷筒中间无槽长度 3 l 卷筒壁厚 0 02D 6 10 0 02 780 6 10 mm 22 26mm 取 26mm 卷筒壁厚的压力计算 max yc S A t 3 26 148 10 0 75 26 22 34 28MPa 153 MPa 合格 y 式中 钢丝绳最大拉力 max S 应力减小系数 一般取 0 75 c A c A t 钢丝绳卷绕节距 卷筒壁厚 卷筒转速 0 4 11 min 3 14 0 779 t mv nr D 17 98r min 毕业设计 论文 毕业设计 论文 31 3 计算起升静功率 0 60 1000 Qn j PP v P 3 205 1011 60 1000 0 867 KW 43 35KW 式中 起升时总机械效率 4 初选电动机 根据起升机构工作的繁重程度 初选电动机时按下式进行 最大作 过载和发热验算 0 8 43 35 JCj PGPKW 34 68KW 式中 在 JC 值时功率 单位为 KW JC P G 稳态负载平均系数 选用电动机为 YZR250M 6 42KW 960r min 2 6 JC P jc n m 电动机转速 00 J dJC JC P nnnn P 43 35 1000 1000960 min 42 r 958 71r min 式中 在起升载荷作用下电动机转速 d n Q P 电动机同步转速 0 n 是电动机在 JC 值时额定功率与额定转速 JC P JC n 5 减速器 速比 958 71 53 32 17 98 t nd i n 取实际速比 i 50 毕业设计 论文 毕业设计 论文 32 起升机构减速器按静功率选取 根据 j P43 35 j PKW 958 min d nr i 50 工作级别 M6 选定减速器为 QJS500 50 c 型 减速器许用功率 59KW nj P 64000N 30000 m R TN m 减速器在 958r min 时许用功率为 nj P 958 595642 1000 nj PKWKWKW 实际起升速度 53 32 11 min 50 n vm 11 73m min 实际起升静功率 53 32 43 35 50 j PKW 46 23KW 校合减速器输出轴的径向载荷 输出最大径向力 1 maxmax 1 2 J RaSG 3 1 2 26 1482 5 10 2 N 3 27 398 10 N 3 93 10 m RN maxm RR 输出轴最大扭矩 2 0 7 0 8 max M 0e Mi 63 0 75 955040 0 95 722 N m 23749 05N m 30000TN m 毕业设计 论文 毕业设计 论文 33 max MT 所选减素器合格 6 电动机过载验算和发热验算 过载验算计算 0 1000 Qn n m PP v H P m 3 2 1205 1011 73 31000 0 867 60 KW 37 34KW 37 3442 n PKWKW 过载通过 式中 基准接电持续时 电动机额定功率 单位为 KW n P H 系数绕线式异步电动机 取 H 2 1 基准接电持续率时 电动机转矩允许过载倍数 2 8 m m m 电动机个数 总机械效率 0 867 发热验算 0 1000 Qn s PP v PG m 3 205 1011 73 0 8 1000 0867 60 KW 36 98KW s PP 式中 P 电动机在不同接电持续率 JC 值和不同 CZ 值时的允许输 出功率 单位为 KW 3 1 4 选制动器 zhzhj MkM 毕业设计 论文 毕业设计 论文 34 2 346 14 692 28N m N m 式中 制动力矩 单位为 zh MN m 制动安全系数 查表 M5 得 2 0 zh k zh k 下降时作用在电动机轴上的静力矩 单位为 j MN m 00 2 Q j PP D M mi 3 205 10799 0 867346 14 2 4 50 N m 下降时总机械效率 选取制动器为 安装时将制动力 4 40080YWZ 矩调整到所需的制动力矩 3 1 5 选联轴器 根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选联轴器 电动机轴伸 d 85mm 锥形 长度 E 170mm 减速器高速轴 d 55mm 柱形 长度 E 110mm 浮动轴的轴头 d 55mm 长度 E 110mm 计算所需力矩 8n MnM 1 5 2 0 418 68N m 1256 05N m 选取带制动轮的联轴器 2 70 142 60 140 z 带制动轮的联轴器 3 60 140 60 140J 5 1400TN m 5 1400TN m 式中 n 安全系数取 n 1 5 刚性动载系数 1 2 2 0 8 8 毕业设计 论文 毕业设计 论文 35 T M 合格 3 1 6 起动时间的验算 Jd 电动机转动惯量 Jc 联轴器转动惯量 2 1 52Jdkg m 22 1 28 0 060 38 4 Jckg mkg m 高速轴转动惯量 1 9Jg 2 1 520 38 JgJdJckg m 2 kg m 2 00 22 1 15 4 Q PP D JJg g mi 32 2 22 205 100 779 1 15 1 9 4 10 4500 867 kg m 2 3 08kg m 电动机起动