滑道测重系统强度校核.doc

湖南省柘溪水电站滑道上游测重系统受力校核报告批准：审核：校核：计算：唐清平珠海市香资实业公司二OO一年十月滑道测重系统受力校核报告1 概述 受香资公司的委托，对滑道上游侧测重传感器安装系统的有关组件结构（见滑道侧测重传感器安装）进行强度校核。现将受力校核报告整理如下。2 现承载系统有关参数斜架车牵引钢丝绳 52，钢丝绳横截面积1003.82，其许用拉力20.95t斜架车牵引加速度 a=0.1m/s2承载系统（斜架车、承船车、船只、货物）最大载荷 G=160t斜架车行走轮直径D=700斜架车行走轮轴承平均直径d=205坡度 tg=1/63 钢丝绳受力计算a）轨道坡度阻力Ws=Gsin=1601/ 37 =26.3tb）斜架车滚动摩擦阻力Wf=Gcos(d/D+2f/D)k0：轴承摩擦系数，取=0.05f：行走轮滚动摩擦系数，取f=1，d、f 的取值参考柘溪水电站斜面升船机设计报告k0：附加阻力系数，查表得k0=1.5 Wf=1606/ 37 (0.05205/70021/700) 1.5=4.14tc）惯性阻力Wp=ma= Gsina=26.30.1=2.63tW= WsWfWp=26.34.142.63=33.07t 考虑动滑轮的效率=0.98，W=W/=33.07/0.98=33.74t钢丝绳所受最大牵引力Fmax= W/2=16.87t=165350N4 11/212UNF螺栓强度校核11/212UNF螺栓查螺纹标准与检验手册表6-4其大径d=38.1，小径d1=35.5，牙距p=25.4/12=2.1，拉伸压力面积As=1020（比较知其拉伸压力面积大于钢丝绳的横截面积）。查机械设计师手册表1-4-15选用40Cr合金钢螺栓，其抗拉强度b=7501000MPa，屈服强度s=650900MPa，查表1-4-16螺栓的安全系数n=3.43。螺栓的最危险截面在螺纹根部，这时截面主要受载荷Fmax的拉伸作用，其拉应力：=Fmax/As=165350/1020=162 MPa最小许用应力：min= s min /nmax=650/3.4=191 MPa min反过来，螺栓在受到 min拉应力时螺栓承受的拉力：F= As min=1020191=194820N=19.88t螺纹旋合部分高度由螺纹表面的挤压应力确定，其挤压应力：j=4 Fmax p/（d2-d12）Hj，允许挤压应力j=240340 MPa仪器上螺纹旋合部分高度约40（由仪器图纸估计）j=41653502.1/(38.12-35.52) 40=57.8 MPajj5 工作销强度校核工作销的危险截面为aa截面和六边形截面工作销选用A3钢板，其屈服强度s=440MPa（机械工程手册表123-5）。对截面aa：= Fmax/Aj=165350/(14050-4050)=32.5 MPa= / 3 =440/1.5 3 =169 MPa对六边形截面：= Fmax/Aj=165350/（30650）=18.4 MPa6 从电机的功率来校核以上各量 为了保证测重传感器的安全使用，必须考虑电机因固不能停机时而使传感器所承受的最大拉力。电机的功率P=500kW，n=495rpn。小减速器为渐开线圆柱齿轮单级传动，传动比i1=2，效率1=0.98。大减速器为渐开线圆柱齿轮双级传动，传动比i2=20，效率2=0.96。查电工手册，电机额定扭矩：M=975P/n一般电机的堵转力矩是电机额定力矩的0.95倍1.05倍，取本电机的堵转扭矩Mmax=1.05M卷筒上的堵转扭矩：Mmax=FD/2=Mmax12 i1 i2F：钢丝绳所受拉力D：卷筒直径，D=3m钢丝绳所受最大拉力：F= 2Mmax12 i1 i2/D=21.05975P12 i1 i2/nD=21.059755000.980.96220/(4953)=25.92t即从电机传到钢丝绳上的最大拉力为25.92t，此拉力等于测重仪器额定负载18.16t的143%，测重仪器的安全负载范围为150%额定负载，所以测重仪器总是工作在安全负载范围。螺栓在受到25.92t拉力时其拉应力：=25.921039.8/1020=249 Mpa min此时螺栓可能处于不安全状态。工作销在受到25.92t拉力时其两个危险截面所受剪力：对截面aa：= F/Aj=25.921039.8/(14050-4050)=49.9 Mpa= / 3 =293/ 3 =169 MPa对六边形截面：= F/Aj=25.921039.8/（30650）=28.3 MPa7 备用销和缓冲垫间间隙设计总伸长量=仪器伸长量螺栓伸长量钢板伸长量仪器在额定负载下的伸长量小于1，按虎克定律可假设仪器在19.88t 拉力时（109%额定负载）的伸长量小于1.09。钢板的伸长量可忽略不计。螺栓伸长量l=NL/SEN：螺栓所受负载L：两螺栓总长度，取L=200S：螺栓横截面积E：弹性模量，弹性模量E=2105 MPa螺栓伸长量：l=19.881039.8200/（10202105）0.19总伸长量1.090.19=1.28建议备用销和缓冲垫间间隙值为1.52.5。8 结论及建议a 滑道上游侧测重传感器安装组件的结构尺寸是安全可靠的。b 当斜面升船电机因故不能停机时，测重仪器也能安全使用