桥式起重机起升机构设计

本本 科科 生生 毕毕 业业 论论 文文 学学 院院 专专 业业 届届 别别 20172017 届届 题题 目目 100 30t 四主梁铸造桥式起重机起升机构设计说明书四主梁铸造桥式起重机起升机构设计说明书 姓姓 名名 学学 号号 指导教师指导教师 目目 录录 摘摘 要要 1 Abstract 2 第第 1 章章 绪绪 论论 3 1 1 对起重机研究意义对起重机研究意义 3 1 2 国内外起重机国内外起重机 3 1 2 1 国外起重机国外起重机 3 1 2 2 国内起重机发展方向国内起重机发展方向 4 1 3 设计内容设计内容 4 第第 2 章章 主起升机构的设计主起升机构的设计 5 2 1 确定起升机构传动方案 选择滑轮组和吊钩组确定起升机构传动方案 选择滑轮组和吊钩组 5 2 2 选择钢丝绳选择钢丝绳 5 2 3 确定滑轮主要尺寸确定滑轮主要尺寸 6 2 4 确定卷筒尺寸并验算强度确定卷筒尺寸并验算强度 7 2 5 选电动机选电动机 9 2 6 验算电动机发热条件验算电动机发热条件 10 2 7 选择减速器选择减速器 10 2 8 选择制动器选择制动器 12 2 9 选择联轴器选择联轴器 12 2 9 1 高速轴联轴器高速轴联轴器 12 2 9 2 低速轴联轴器低速轴联轴器 13 2 10 验算起动时间验算起动时间 13 2 10 1 起动时间起动时间tq 验算验算 1 3 2 10 2 起动平均加速度起动平均加速度 a q14 2 11 验算制动时间验算制动时间 14 2 11 1 满载下降制动时间满载下降制动时间14 2 11 2 制动平均减速度制动平均减速度 15 第第 3 章章 小车运行机构小车运行机构 18 3 1 确定机构传动方案确定机构传动方案 18 3 2 选择车轮与轨道并验算其强度选择车轮与轨道并验算其强度 18 3 3 运行阻力计算运行阻力计算 19 3 4 选电动机选电动机 20 3 5 验算电动机发热条件验算电动机发热条件 21 3 6 选择减速器选择减速器 21 3 7 验算运行速度和实际所需功率验算运行速度和实际所需功率 21 3 8 验算起动时间验算起动时间 21 3 9 按起动工况校核减速器功率按起动工况校核减速器功率 22 3 10 验算起动不打滑条件验算起动不打滑条件 23 3 11 选择制动器选择制动器 23 第第 4 章章 副起升机构设计副起升机构设计 27 4 1确定传动方案确定传动方案 选择滑轮组和吊钩组选择滑轮组和吊钩组 27 4 2选择钢丝绳选择钢丝绳 27 4 3确定卷筒尺寸并验算强度确定卷筒尺寸并验算强度 28 4 4计算起升静功率计算起升静功率 28 4 5初选电动机初选电动机 29 4 6选用减速器选用减速器 29 4 7电动机过载验算和发热验算电动机过载验算和发热验算 29 4 8选择制动器选择制动器 30 4 9选择联轴器选择联轴器 31 4 10验算起制动时间验算起制动时间 31 第第 5 章章 大车运行机构的设计大车运行机构的设计 35 5 1确定机构的传动方案确定机构的传动方案 35 5 2选择车轮与轨道 并验算其强度选择车轮与轨道 并验算其强度 35 5 3 选择车轮轨道并验算起强度选择车轮轨道并验算起强度 36 5 4 运行阻力计算运行阻力计算 37 5 5 选择电动机选择电动机 38 5 6 验算电动机发热条件验算电动机发热条件 38 5 7 选择减速器选择减速器 38 5 8 验算运行速度和实际所需功率验算运行速度和实际所需功率 39 5 9 验算起动时间验算起动时间 39 5 10 起动工况下校核减速器功率起动工况下校核减速器功率 40 5 11 验算起动不打滑条件验算起动不打滑条件 41 5 12 选择制动器选择制动器 42 5 13 选择联轴器选择联轴器 43 5 13 1 机构高速轴上的计算扭矩机构高速轴上的计算扭矩43 5 13 2 低速轴的计算扭矩低速轴的计算扭矩44 5 13 3 浮动轴的验算浮动轴的验算44 参考文献参考文献 46 致致 谢谢 摘要 根据机械设计的标准和起重机设计标准 依据任务书所给参数设计出了桥式起重机 起升机构 起升机构采用电机驱动 布置方式为电机轴与卷筒轴平行布置大 小 车 的运行机构的主动轮采用对面布置方式 集中驱动 各部件之间采用齿轮联轴器 有 补偿性能 连接 安装在减速器高速轴上的联轴器带有制动轮 这样设计 即使联轴 器在工作中被损坏 制动器仍可保证卷筒的制动 为使起升机构增大补偿能力并更合 理布置 采用浮动轴连接电动机与减速器 带制动轮的半联轴器和制动器在浮动轴被 扭断时 仍可以保证制动住卷筒 本起重机为起重量 Q 100 30t 起升高度 H 16m 起升速度 v 24m min 的桥式四 主梁起重机 该起升机构主要有一台电动机 一台减速器 一套卷筒装置 一套滑轮 装置和一套吊钩装置构成 关键词关键词 桥式起重机 桥式起重机 起升机构 起升机构 小车运行机构小车运行机构 Abstract AccordingAccording toto thethe mechanicalmechanical designdesign standardsstandards andand designdesign standardsstandards forfor cranescranes andand otherother partsparts ofof thethe selectionselection criteria criteria basedbased onon thethe givengiven parametersparameters andand thethe specificspecific workingworking environment environment thethe designdesign ofof thethe bridgebridge cranecrane carcar agencies agencies LiftingLifting bodiesbodies usingusing motor drivenmotor driven layoutlayout withwith thethe useuse ofof motormotor axisaxis equalequal axisaxis reelreel layout layout CarCar drivingdriving wheelwheel usedused toto runrun institutionsinstitutions acrossacross thethe layout layout concentratedconcentrated drive drive BetweenBetween thethe variousvarious componentscomponents ofof compensationcompensation withwith thethe performanceperformance ofof thethe useuse ofof thethe geargear couplingcoupling toto connectconnect withwith thethe couplingcoupling wheelwheel brakebrake installedinstalled onon thethe axisaxis ofof high speedhigh speed reducer reducer soso thatthat eveneven ifif thethe couplingcoupling hashas beenbeen damageddamaged cancan bebe brakebrake drumdrum brakebrake toto ensureensure thatthat securitysecurity agencies agencies InIn orderorder toto facilitatefacilitate thethe hoistinghoisting mechanismmechanism andand increaseincrease thethe compensationcompensation arrangementarrangement ofof capacitycapacity betweenbetween thethe motormotor andand reducerreducer withwith floating axisfloating axis connection connection Semi roundSemi round withwith brakebrake andand brakebrake geargear couplingcoupling nearnear thethe reducer reducer ifif thethe floating axisfloating axis hashas beenbeen broken broken brakesbrakes cancan stillstill brakebrake drumdrum live live Keywords Keywords bridgebridge cranecrane hoistinghoisting mechanismmechanism carcar runrun institutionsinstitutions TheThe movingmoving mainframemainframe The crane is bridge crane for lifting weight Q 100t hoisting height H 26m lifting speed v 24m min The crane is consisted of a lifting mechanism an electric motor a brake a speed reducer a set of drum unit a pulley and a set of hook device Required lifting equipment running smooth accurate safe reliable and advanced technical performance Keyword bridge crane hoisting mechanism car run institutions 第 1 章 绪 论 1 1 对起重机研究意义 起重机械是用来对物料进行起重 运输 装卸和安装作业的机械 它可以完成 靠人力无法完成的物料搬运工作 减轻人们的体力劳动 提高劳动生产率 在工厂 矿山 车站 港口 建筑工地 仓库 水电站等多个领域和部门中得到了广泛的应用 随着生产规模日益扩大 特别是现代化 专业化生产的要求 各种专门用途的起重机 相继产生 在许多重要的部门中 它不仅是生产过程中的辅助机械 而且已成为生产 流水作业线上不可缺少的重要机械设备 它的发展对国民经济建设起着积极的促进作 用 桥式起重机不但要容易操作 容易维护 而且安全性要好 可靠性要高 要求具 有优异的耐久性 无故障性 维修性和使用经济性 加强对桥式起重机的研究和改进 促进其不断发展 必将对整个起重运输行业产生深远的影响 1 2 国内外起重机 随着现代工业的迅速发展 新技术 新工艺的充分应用 社会生产力又跃上了 一个新水平 一些大型 重型机构 设备 塔器的运输等工作 没有起重机是很难 完成的 由于市场竞争的需要 起重机生产方式也由单件小批量向着多品种的变批 量方向发展 由于工业生产规模的不断扩大 生产效率日益提高 以及产品生产过 程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加 促使大型或高速起重机的需求量不断增 长 起重量越来越大 工作速度越来越高 对能耗和可靠性要求也越来越高 起重 机已成为自动化生产流程中的重要环节 1 2 1 国外起重机 目前世界销售市场对起重机械的需量正在不断增加 根据公布的财务统计数据 2007 年世界最大的 20 家起重机制造商一个主要特点就是销售增长超过 40 随着国际市场竞争的加剧 起重机械的科技含量要求明显提高 从而使国外各 种制造起重机企业在生产中更多地采用优化设计 机械自动化和自动化设备去提高 劳动生产率 这对世界销售市场 制造商和用户都产生了巨大的影响 有关调查资料表明 65 的起重机械用户主要是为了提高生产率 减少劳动工资 因而要求采用先进的起重机设备的用户便越来越多 近年来 国外起重运输机械主 本科毕业设计 要发展趋势如下 1 采用新理论 新技术和新手段 推广采用优化设计 可靠性概率设计 极限 状态设计 虚拟样机设计 CAD CAE 设计等现代设计方法 2 向自动 智能和信息化 向成套 系统和规模化发展 3 向大型 高效和节能化发展 4 向模块 通用化 向简易 多样化发展 5 重视产品的合理人机关系 外观造型与表面涂装 有利于提高作业效率和操 作安全舒适 1 2 2 国内起重机发展方向 目前国内销售市场对起重机械的需求量正在不断增加 据分析 目前全国的桥式 门式起重机的市场份额每年大约有 200 多亿 而其中桥式类型起重机就广泛应用于大 型的生产车间 装配车间 以及冶金车间等等 是现代化生产中合理组织生产必不可 少的生产设备 我国起重机应从以下几方面进行起重机的研究与改进 1 改进起重机械的结构 减轻自重 2 充分吸收利用国外先进技术 3 向大型化发展 1 3 设计内容 设计参数如下 起重量 t 起升高度 m 速度 m min 跨度 m 主起升副起升主起升 副起升 主起升 副起升小车大车 10030321416142450 7080 根据所给参数设计完成桥式起重机的起升及运行机构的设计 本科毕业设计 第 2 章 主起升机构的设计 2 1 确定起升机构传动方案 选择滑轮组和吊钩组 按照布置宜紧凑的原则 采用闭式传动起升机构构造型式 采 用了双联滑轮组 按 Q 100t 滑轮组倍率 i h 6 承载绳分支数 Z 2ih 12 2 2 选择钢丝绳 初步选择双联滑轮组 滑轮组采用滚动轴承 100t 钢丝绳缠绕图 滑轮组倍率 i h 6 时 查 起重机设计手册 得滑轮组效率 z 0 95 钢丝绳所受最大 拉力 滑 轮 组 效 率 滑 轮 组 倍 率 滑轮效 率 23456810 滚动轴承0 980 990 980 970 960 950 930 92 滑动轴承0 960 980 950 930 900 880 84 表 1 吊具自重与起重量的关系 Q G0 3500 9 8 S m ax 2 i h h 2 6 0 9 5 88973 N Q 额定起重量 Q 100t G0 吊钩组重量 G0 3500kg 查 起重机设计手册 工作级别 M8 时 安全系数 n 9 钢丝绳破 断拉力sb sb n smax 9 88973 800 75kN 钢丝绳是起重机的重要部件 也是安全系数要求较高的部件 已经 形成了国家 标准 那么我们要考虑到各种型号的功能 以及材料的利用率 进行有比 较的选择 d c ss 为单根钢丝破断拉力 s S max z 其中式中 c 为选择系数 s 为钢丝绳最大工作静压力 d 为钢丝 绳最小直径 根据 起重机械 选择 c 0 134 公称抗拉强度为 b 1770N mm 1 选择系数 C 值 钢丝绳公称抗拉强度 机构工作级别 155017701850 安全系数 n M1 M30 0930 0890 0854 M4 0 0990 0950 0914 5 M50 1040 1000 0965 M60 1140 1090 1066 M70 1230 1180 1137 M80 1400 1340 1289 d 0 134 12 34mm 钢丝绳型号 W6 19 34 0 177 I 镀 右图 GB1102 74 2 3 确定滑轮主要尺寸 滑轮的许用最小直径 D h 2 d 查表根据工作级别查 起重机械 h2 25 卷筒 h1 20 机构工作级别 e M1 M3 14 M4 16 M5 18 M6 20 M7 22 4 M8 25 D h 2 d 25 34 850 查 起重机课程设计手册 取滑轮直径 D 850mm 取平衡滑轮直 径约为 0 6d 0 6 850 510 选用钢绳直径 d 34mm D 850mm 记为E118 850 120 ZBJ80006 8 87 2 4 确定卷筒尺寸并验算强度 1 卷筒直径 D h1d 25 34 850 2 卷筒绳槽尺寸 由 起重机械 查得槽距 t 26mm 槽底半径 r 11mm 3 确定卷筒长度并验算起强度 如下图 2 3 所示 2 3 卷筒尺寸简图 L 2L 0 l1 l 2 l3 H ih14 6 103 L 0 n t 2 26 839mm D 0 886 D 0 D d 850 34 884mm Lo 螺旋绳槽部分长度 H 起升高度 Do 卷绕直径 n 附加安全圈数 取 2 l1 绳尾固定部分长度 按固定方法确定 一般取 l1 3t 78 l 2 卷筒两端空余部分长度 取 50mm l3 卷筒中央不切槽部分长度 取其等于吊钩组两工作动滑轮的间距 即 L3 A 87mm 实际长度在绳偏斜角允许范围类可以适当增减 经计算 L 2L 0 l1 l 2 l 3 1893mm 取 L 2000mm 卷筒壁厚 0 02 D 6 10 0 02 850 6 10 23 27mm 取 25mm 卷筒壁压应力验算 S max88973 y max 296 58 10 6 N m 2 296 58 MPa t0 015 0 02 由 起重机械 选用灰铸铁 Q460C 最小抗拉强度 b 460MPa b 许用压应力 y n1 4605 1 5 306MPa b 故强度足够 卷筒拉应力验算 由于卷筒长度 L 3D 尚应校验由弯矩产生的拉应力 卷筒的最大弯矩发生在 钢丝绳位于卷筒中间时 L L3 S max 88793 2000 87 N mm 22 卷筒断面系数 D 4 D40 85 4 0 84 i W 0 1 0 1 0 0132mm3 D0 85 式中 D 卷筒外径 D 850mm 0 85m Di 卷筒内径 Di D 2 800 mm M 则 1 6 434 MPa W0 00132 合成应力 192 1 1 y max 6 434 296 58 96 485MPa Sy303 式中许用拉应力 l n 460 5 92 l l 卷筒强度验算通过 故选定卷筒直径 D 850mm 长度 L 2000mm 卷筒槽形的槽底半径 r 11mm 槽矩 t 26mm 靠近减速器一端的卷筒槽向为左的 A 型卷筒 卷筒 A850 2000 11 26 14 3 左 ZBJ80 007 2 87 2 5 选电动机 起升机构静功率 Q G0 9 8v Q G 0 v P j 1000 60 102 60 式中 起升机构的总效率 一般 0 8 0 9 取 0 85 Q G0 v P 100 3 5 1000 14 326 29KW j 102 60 102 60 0 85 电动机计算功率 Pe GPj 0 8 326 29 261 033KWG 为稳态负载系数 由 起重机械设计手册 根据 G 值 查手册选取 JC 15 CZ 6 查 起重机械设计手册 表 根据 PG JC CZ 的值 选择绕线型异步电动 机 YZR400L2 10 其额定功率为 270kW 同步转数 600r min 额定转速为 579 r min 最大转矩倍数为 3 4 转动惯量为 8 68kg m2 质量为 1156kg 输出端轴径为 95mm 2 6 验算电动机发热条件 Ps GPJ 0 8 326 29 261 03KW 式中 Ps 稳态平均功率 kw m 电动机台数 m 1 由以上计算结果Ps Pn 故所选电动机能满足发热校验 电动机过载验算 过载验算公式如下 H Q G0 V2 1 9 8 16 4 Pn 270kW 268 18kw m s1000 1 2 2 1000 0 95 60 式中 s 平均起动转矩标准值 对绕线型异步电动机取 2 2 H 系数 绕线式异步电动机取 2 1 电动机满足不过载要求 电动机选择符合要求 2 7 选择减速器 减速器总传动比 n0579 i 31 41 0 n t 18 43 选用标准型号的减速器时 其总设计寿命一般应与它所在机构的利用等级相符 合 一般情况下 可根据传动比 输入轴的转速 工作级别和电动机的额定功率来 选择减速器的具体型号 并使减速器的许用功率满足一定条件 QJ 型起重机减速器 用于起升机构的选用方法 P 12 1 2 1 12 I 5 Pe 0 5 2 1 1 12 1 75 70 31 式中 2 起升载荷动载系数 I 工作级别 I 1 8 查 起重机械设计手册 选择型号为 QJR D 500 31 5 IV P W 的标准减速器 其许用功率为 79kW 输出轴端最大允许径向载荷 60000N 许用输出扭矩 42500N m 2 8 选择制动器 制动器是保证起重机安全的重要部件 起升机构的每一套独立的驱动装置至少要 装设一个支持制动器 支持制动器应是常闭式的 制动轮必须装在与传动机构刚性联 结的轴上 起升机构制动器的制动转矩必须大于由货物产生的静转矩 在货物处于悬 吊状态时具有足够的安全系数 制动转矩 Tz 应满足下式要求 所需静制动力矩 Q G0 D0 886 0 94 9 8 M ZH K ZH M J 2 5 2 5 2229 7N M 2i h i2 6 31 5 式中 Kz 2 5 制动安全系数 查手册选用标准块式制动器其型号为 JCZ300 15 制动轮直径为 800mm 额 定制动转矩为 3200N m 整机质量为 85kg 2 9 选择联轴器 2 9 1 高速轴联轴器 依据所传递的扭矩 转速和被联接的轴径等参数选择联轴器的具体规格 起升 机构中的联轴器应满足下式要求 T k1 k 3 T max 1 8 1 0 7 3 4 9550 57975 529 951 N m T 式中T 所传扭矩的计算值 N m k1 联轴器重要程度系数 对起升机构 k1 1 8 k3 角度偏差系数 根据电动机输出轴和减速器输入轴的直径 查手册选择高速轴的联轴器型号为 65 142 CL5 联轴 器JB ZQ4218 86 其许用转矩为 T 8000 N m 转动惯量 J1B55 84 0 45kg m2 2 10 验算起动时间 机构起动和制动时 产生加速度和惯性力 如起动和制动时间过长 加速度小 要影响起重机的生产率 如起动和制动时间过短 加速度太大 会给金属结构和传动 部件施加很大的动载荷 因此 必须把起动与制动时间 或起动加速度与制动减速度 控制在一定的范围内 2 10 1 起动时间tq 验算 n0 J 579 14 81 tq 9 55 Tq T j 9 55 1855 57 526 53 0 68 s tq 4 6 s 式中n0 电动机额定转速 r min Tq 电动机平均起动转矩 N m 按下式计算 Tq 1 5 9550 57975 1855 57 N m Tj 电动机静阻力矩 N m 按下式计算 16467 0 518 9 8 Tj Q G0 D0 526 53N m 2 m i 2 3 31 5 0 84 J 机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量 kg m2 Q G D2 00 J 1 15 J d Je 22 40mi 按下式计算 1 15 8 68 16 3 4 16467 0 518 2 9 8 kg m2 40 32 31 5 2 0 84 14 81 系数 1 15 用以考虑高速轴以外其他回转质量的转动惯量 标准零部件给出飞轮矩 则按 J GD42 J d 电动机转子的转动惯量 kg m2 Je 制动轮和联轴器的转动惯量 kg m2 tq 推荐起动时间 s 所以起动时间满足要求 2 10 2 起动平均加速度 a q v16 4 aq 0 40 m s2 a tq60 0 68 式中 aq 起动平均加速度 m s2 v 起升速度 m s a 平均升降加 减 速度推荐值 0 6 0 8m s2 所以该起动时间合适 2 11 验算制动时间 2 11 1 满载下降制动时间 n J 1 1 579 14 81 t z 1 57 s t z t q 9 55 Tz T j 9 55 1043 24 415 式中n 满载下降时电动机转速 r min 通常取 n 1 1n0 Tz 制动器制动转矩 N m Tj 满载下降时制动轴静转矩 N m 按下式计算 Q G0 D0 16000 467 518 0 94 9 8 T j 415N M 2i h i2 3 31 5 J 下降时换算到电动机轴上的机构总转动惯量 kg m2 tz 推荐制动时间 s 所以满载时制动时间满足要求 2 11 2 制动平均减速度 az v 1 1 16 4 0 19 m s2 a tz 60 1 57 式中 v 满载下降速度 v 1 1v 所以该制动时间合适 第 3 章 小车运行机构 3 1 确定机构传动方案 小车的传动方式有两种 即减速器位于小车主动轮中间或减速器位于小车主动 轮一侧 减速器位于小车主动轮中间的小车传动方式 使小车减速器输出轴及两侧 传动轴所承受的扭矩比较均匀 减速器位于小车主动轮一侧的传动方式 安装和维 修比较方便 但起车时小车车体有左右扭摆现象 对于双梁桥式起重机 小车运行机构采用下图 减速器位于小车主动轮中间的 传动方案 3 2 选择车轮与轨道并验算其强度 车轮最大轮压 小车质量估计 取G xc 6300kg 假定轮均布 P max 1 4 Q Gxc 1 4 30000 6300 9075kg 9075N 车轮最小轮压 P min 14 Gxc 14 6300 1575kg 15750N 初选车轮 由 起重机设计手册 可知 当运行速度 60m min 时 Q 30 4 76 1 6 Gxc6 3 工作级别为高级时 车轮直径D c 400mm 轨道型号为 P38 强度验算 按车轮与轨道为线接触及点接触两种情况验算车轮接触强度 车轮踏面疲劳计算载荷 17 Pc 2 P max P min 2 90750 15750 65750N 33 车轮材料 取 ZG340 640 s 340MPa b 640MPa 线接触局部挤压强度 pc K 1 DcLC 1C 2 6 0 400 46 0 94 0 8 N K1 许用线接触应力常数 N mm 由 起重机运输机械 查得 K1 6 L 车轮与轨道有效接触强度 对于轨道 P38 起重机课程设计 L 46mm C1 转速系数 由 起重机运输机械 时 C1 0 94 C2 工作级别系数 由 起重机运输机械 当工作级别为 M8 时 C2 0 8 PC PC 故通过 点接触局部挤压强度 R22002 Pc K 2 3C 1C 2 0 181 3 0 94 0 8 N m0 388 式中 K2 许用点接触应力常数 N mm 由 起重机运输机械 查得 K2 0 181 R 曲率半径 车轮与轨道曲率半径的大值 车轮r 1r D 2 200mm 轨道曲率半径 r2 200 由 起重机课程设计 故取 R 400mm m 由 r R 比值 r 为 r1 r2 中小值 所确定的系数 由 起重机运输机 械 并利用内插值法得 m 0 388 P c Pc 故通过根据以上计算结果 选定直 径 Dc 400 的双轮缘车轮 标记为 车轮 DYL 400 GB4628 84 3 3 运行阻力计算 摩擦阻力矩 M m Q Gxc K d2 查 起重机课程设计 得 由 Dc 400mm 车轮组的轴承型号为 7524 据此选出 Dc 400 车轮组轴承亦为 7524 轴承内径和外径的平均值 d 120 215 167 5mm 由 2 起重机运输机械 查得滚动摩擦系数 K 0 0009 轴承摩擦系数 0 02 附加阻 力系数 2 0 采用导轮式电缆装置导电 代入上式得 满载时运行阻力矩 Mm Q Q Q Gxc K d 30000 6300 0 0009 0 02 0 1675 2 22 kg m 1270 77N m 运行摩擦阻力 Pm Q Q Mm Q Q 1270 77 6353 85N Dc0 4 22 无载时运行阻力矩 Mm Q 0 Gxc K d 6300 0 0009 0 02 0 1675 2 2 32 445kg m 324 45N m 运行摩擦阻力 Pm Q 0 3 4 选电动机 电动机静功率 N j Pj Vc 1000 m 6353 8 50 1000 0 9 60 5 88KW 式中 Pj Pm Q Q 满载时静阻力 0 9 机构传动效率 m 1 驱动电机台数 初选电动机功率 N K dN j 1 15 3 71 4 267KW 式中Kd 电动机功率增大系数 由 起重机运输机械 得 Kd 1 15 由 起重机课程设计 选用电动机 JZR2 42 8 Ne 16kw n1 715r min GD 2 d 1 456kg m2 电机质量 Gd 260kg 3 5 验算电动机发热条件 等效功率 Nx K 25 N j 0 75 1 12 5 88 3 187KW 式中 K 25 工作级别系数 由 起重机运输机械 查得 当 Jc 25 时 K25 0 75 由 起重机运输机械 查得 tq tg 0 2 查 起重机运输机械 得 1 12Nx Ne 故所选电动机发热条件通过 3 6 验算运行速度和实际所需功率 实际运行速度 i025 69Vc Vc i0 43 8 27 3 41 21 m min 误差 Vc Vc 43 8 41 21 100 5 91 15 故合适 Vc43 8 实际所需电动机等效功率 N x N x Vc 3 187 41 21 2 998KW Ne 故合适 Vc43 8 3 8 验算起动时间 起动时间 n1Q Gxc tq mc GD2 38 2 mM q M j i0 式中 n1 715r min m 1 驱动电动机台数 Ne JC 25 16 Mq 1 5Me 1 5 9550 1 5 9550 320 56N m n1715 满载运行时折算到电动机轴上的运行静阻力矩 Mm Q Q 1148 45 Mj Q Q 46 74N m i0 27 3 0 9 空载运行时折算到电动机轴上的运行静阻力矩 Mm Q 0 324 45 Mj Q 0 13 2N m i0 27 3 0 9 初步估算制动轮和联轴器的飞轮矩 GD 2 z GD 2 c 0 6kg m2 本机构总飞轮矩 C GD 2 1 C GD 2 d C GD 2 z C GD 2 l 1 15 1 465 0 6 2 3747kg m2 式中 C 由 起重机运输机械 得知计及其他传动飞轮矩影响系数 折算到电动 机轴上可取 C 1 15 满载起动时间 715 16000 6300 0 52 t q Q Q 38 2 1 320 56 46 74 2 3747 27 32 0 9 0 729s 无载起动时间 7156300 0 52 t q Q 0 2 3575 0 14s 38 2 1 320 56 13 2 27 32 0 9 由 起重机运输机械 得 当vc 44 6m min 0 74m s 时 tq 推荐值为 5 5s tq Q Q tq 故所选电动机能满足快速起动要求 3 9 按起动工况校核减速器功率 起动状况减速器传递的功率 N PdVc 29720 41 21 0 424KW 1000 m1000 60 0 9 1 Pd Pj Pg Pj Q GxcVc g60tq Q 0 41 21 4593 8 16000 6300 10 564 7N g60 0 14 m 运行机构中同一级传动的减速器个数 m 1 所用减速器 N 中级P 过载验算和发热验算通过 4 8 选择制动器 按下式计算 选制动器 M zh K zh M j 式中 M zh 制动力矩 单位为 N m K zh 制动安全系数 查表 M5 得 K zh 2 0 M j 下降时作用在电动机轴上的静力矩 单位为 N m Q G D 30 0 64 10 3 0 31 0 894 9 8 00 M j 81 47N m 2 mi2 4 16 下降时总机械效率 通常取 0 894 M zh M zh M j 2 81 47 162 94N m 根据选用 M zh 286 24N m 选用 YWZ5 315 30 制动器 其额定制动力矩 400N m 安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩 K zh 290N m 4 9 选择联轴器 根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选连轴器 使联轴器的许用 应力矩 M 计算的所需力矩 M 则满足要求 电动机的轴伸 d 55mm 锥形 长度 E 82 0 5mm 减速器轴伸 d 50mm 柱形 长度 E 85mm 浮动轴的轴头 d 45mm 长度 E 84mm 选取梅花弹性联轴器 型号为 MLL6 I 200 M 630N m GD 26 8Kg m 型 号为 MLL6 M 630N m GD 1 85 4 7 4Kg m P jc 17 电动机额定力矩 M n 9550 9550 170N m n jc 955 计算所需力矩 M n 8 M n 1 5 2 0 170 510N m 式中 n 安全系数取 n 1 5 8 刚性动载系数 取 8 2 0 M 630 M 510N M 所选联轴器合格 4 10 验算起制动时间 1 起动时间 n Q G 10 3 D 2 d 00 tq c GD 2 375 M q M j i 2 m2 963 7 1 15 1 5 26 8 7 4 3 2 0 64 10 3 0 312 9 8 1 0s 375 289 179 07 16 2 4 2 0 894 式中 GD 2 GD 2 GD 2 GD2 1dl z 1 5 26 8 7 4 35 7kN m 静阻力矩 Q G0 D0 30 0 64 9 8 10 3 0 31 M j 179 07N m 2mi 2 16 4 0 894 电动机启动力矩 M q 1 7 M n 1 7 170 289N m 平均起动加速度 n 19 5 aq 0 32m s tq 601 0 60 aq 0 32 m s a 0 4 m s 电动机启动时间合适 2 制动时间 nd Q G0 D0 2 tzh C GD 2 375 M zh M j ih2 m2 963 7 3 2 0 64 9 8 10 3 0 312 1 15 1 5 26 8 7 4 0 85s 375 290 143 16 2 4 2 0 894 n 电机满载下降转速 单位为 r min d nd 2n0 nd 2 1000 963 7 1036 3r min M zh 290N m M j 143N m 19 5 平均制动减速器速度 azh Vn 0 37m s a 0 4m s t zh 600 85 60 所以制动时间也合适 第 5 章 大车运行机构的设计 5 1 确定机构的传动方案 跨度为 32m 为中等跨度 为减轻重量 决定采用下图的传动方案 5 2 选择车轮与轨道 并验算其强度 桥式起重机重量估计参照 起重机设计规范 其跨度越大 对应重量倍数越大 起重量越小倍数也越大 但是倍数范围一般在 0 7 6 3 之间 就是说 在起重量最 小 跨度最大的情况下 可以达到 6 3 倍 这里跨度为 32 米 起重量 100T 取其 倍数 2 27 倍 约为 227t 采用集中对角布置 计算大车车轮的最大轮压和最小轮压 满载时 最大轮压 取 g 10N Kg G G xc Q GxcL e P max 42L 2270 63 1000 63 32 1 5 448 01kN 42 32 空载时 最小轮压 G G xc G xc 1 P min 42L 1 2270 63 63 192 10kN 42 32 车轮踏面疲劳计算载荷 2P max Pmin Pc 3 2 448 01 192 10 259kN 3 5 3 选择车轮轨道并验算起强度 车轮材料 采用ZG 340 640 调质 b 700 MPa s 380MPa 由 起重机课 程设计 选择车轮直径Dc 800mm 由 起重机运输机械 查得轨道型号为Qu70 起 重机专用轨道 按车轮与轨道为点接触和线接触两种情况来验算车轮的接触强度 线接触局部挤压强度验算 Pc k1 Dc lc1c2 6 6 800 60 26 0 95 1 1N 式中 k1 许用线接触应力常数 N mm 2 由 起重机运输机械 查得 k1 6 6 l 车轮与轨道的有效接触长度 Qu 70 轨道的 l 60 26mm Dc 车轮直径 mm c1 c2 同前 Pc Pc 故验算通过 5 4 运行阻力计算 摩擦总阻力矩 M m Q G k d2 由 起重机设计手册 查得Dc 800mm 车轮的轴承型号为7520 轴承内径外 径的平均值为 100 2180 140mm 由 起重机运输机械 查得 滚动摩擦系 数 k 0 0006 轴承摩擦系数 0 02 附加阻力系数 1 5 代人上式 当满载时的运行阻力矩 Mm Q Q Q G k d 2 1 5 63000 0 0006 0 02 0 14 1569N m 2 运行摩擦阻力 M m Q Q Pm Q Q D c 2 1569 6276N 0 5 2 当空载时 Mm Q 0 G k d 2 1 5 0 0006 0 02 0 14 1089N m 2 M m Q 0 Pm Q Q D c 2 1089 4356N 0 52 5 5 选择电动机 电动机静功率 P j vdc 6276 101 4 N j 5 58kw 1000 m1000 0 95 2 60 式中 Pj Pm Q Q 满载运行时的静阻 力 m 2 驱动电动机台数 0 95 机构传动效率 初选电动机功率 N K d N J 1 3 5 58 7 253kw k d 电动机功率增大系数 由 起重机课程设计 查得 kd 1 3 由 起 重 机 课 程 设 计 选 用 电 动 机 为 JZR2 22 6 N e 7 5kw n1 930 r min GD 2 d 0 419 kg m 2 电动机质量为 115kg 5 6 验算电动机发热条件 等效功率 N x k 25 N j 0 75 1 3 5 58 5 44 kw 式中 k 25 工作级别系数 由 2 查得当 J c 25 时 k25 0 75 由 2 按起重机工作场所所得 当 tq t g 0 25 时查得 1 3 由此可见 N x Ne 故初选电动机发热通过 5 7 选择减速器 车轮转速 v dc nc Dc 101 4 46 13r min 0 7 机构传动比 n1930 i 20 16 0 nc46 13 查 起重机课程设计 选用两台减速器 其型号为 ZQ 400 IV 1Z 减速器 i 0 20 49 N Jc 25 9 2kw 可见 N j N 5 8 验算运行速度和实际所需功率 实际运行速度 i020 16 v v 101 4 99 77 m min de d e i 20 49 0 vd c vdc 误差 v dc 101 4 99 77 100 1 61 15 故合适 101 4 实际所需电动机静功率 vd c 99 77 N N 5 58 5 49kw j j v101 4 dc 由于 N J N J 5 58KW 故所选电动机和减速器均合适 5 9 验算起动时间 起动时间 n1 Q G Dc2 t mc GD 2 q 1 2 38 2 mM q M j i0 式中 n1 930 r min m 2 驱动电动机台数 7 5 M q 1 5 M e 1 5 9550 115 5 N m 930 N e Jc 25 M e 9550 Jc 时电动机额定扭矩 n1 Jc 25 满载运行时的静阻力矩 M m Q Q 1569 M j Q Q 80 6N m i 20 49 0 95 0 空载运行时的静阻力矩 M m Q 0 1089 M j Q 0 55 95N m i 20 49 0 95 0 初步估算高速轴上联轴器的飞轮矩 GD 2 zl GD 2