起重机小车设计模板

起重机小车设计模板起重机小车设计模板 起重机小车设计说明书设计内容计算与说明结果1 确定起升机构传 动方案 选择滑轮组和吊钩组2 选择钢丝绳1 起升机构计算按照布 置宜紧凑的原则 决定采用如下图5 1的方案 按Q 20t 查 1 表4 2取滑轮组倍率ih 3 承载绳分支数Z 2ih 6L1图5 1起升机构计算简图查 1 附表9选短型吊钩组 图号为T1 362 1508 得其质量G0 467kg两端滑轮间距A 87mm若滑轮组采用滚动轴承 当i h 3 查 1 表2 1得滑轮组效率 h 0 985钢丝绳所受最大拉力Smax hiG Q20 985 03246720000 3463kg 34 63KN查 2 表2 4 中级工作类型 工作级别M5 时 安全系数n 5 5 ih 3ZZ 6选短型吊钩组 图号为T1 362 1508设计内容计算与说明结果3 确定滑轮主要尺寸4 确定卷 筒尺寸 并验算强度钢丝绳计算破断拉力Sb Sb n Smax 5 5 34 63 190 5KN查 1 附表1选用纤维芯钢丝绳6 1 9W FC 钢丝公称抗拉强度1670MPa 光面钢丝 左右互捻 直径d 2 0mm 钢丝绳最小破断拉力 Sb 220 4KN 标记如下钢丝绳20NAT6 19W FC1670ZS233 6GB8918 88滑轮的许用最小直径D 1 e d 12520 480mm式中系数e 25由 2 表2 4查得 由 1 附表2选用滑轮直径D 500mm 由于选用短型吊钩 所以不用平 衡滑轮 滑轮的绳槽部分尺寸可由 1 附表3查得 由附表4选用钢丝绳d 20mm D 500mm 滑轮轴直径D5 100mm的E1型 滑轮 其标记为滑轮E120 500 100ZB J80006 8 87卷筒直径D 1 e d 20 125 480mm由 1 附表13选用D 500mm 卷筒绳槽尺寸由 3 附 表14 3查得槽距 t 22mm 槽底半径r 11mm卷筒尺寸L 10042L tZDi Hh 8722425xx 33101623 1644mm取L 2000mm式中Z0 附加安全系数 取Z0 2 L1 卷槽不切槽部分长度 取其等于吊钩组动滑轮的间距 即L1 A 87mm 实际长度在绳偏斜角允许范围内可以适当增减 d 20mm D 560mm D 500mm L 2000mm设计内容计算与说明结果D0 卷筒计算直径D0 D d 500 20 520mm卷筒壁厚 D02 0 6 10 0 02 500 6 10 16 20取 20mm卷筒壁压应力验算max y tS nax 022 002 034630 6107 78 N m2 78 7MPa选用灰铸铁HT200 最小抗拉强度b 195MPa许用压应力 y 1nb 5 1195 130MPa maxy Y 故抗压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 卷筒弯矩图示与图5 2L1l x2S maxSmax SmaxL图5 2卷筒弯矩图卷筒最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时 20mm maxy Y 设计内容计算与说明结果5 选电动机wM l Smax 21maxL LS 287200034630 33123595N mm卷筒断面系数W 0 1 DD Di44 0 1 50046050044 35450883mm式中D 卷筒外径 D 500mm iD 卷筒内径 iD D 2 500 2 20 460mm于是l WM w 354508833123595 9 34MPa合成应力 l l max yyl 9 34 7 7813039 32 95MPa式中许用拉应力 l 2nb 519 5 39MPa l l 卷筒强度验算通过 故选定卷筒直径D 500mm 长度L 2000mm 卷筒槽形的槽底半径r 11 mm 槽距t 22mm 起升高度H 16m 倍率hi 3卷筒A500 2000 11 22 16 3左ZB J80007 2 87计算静功率jN 601020 v GQ 2 1085 06010246720000 40 1KW式中 机构总效率 一般 0 8 0 9 取 0 85 l l 强度验算通过eN 32 11K设计内容计算与说明结果6 验算电动机发热条件7 选择减 速器电动机计算功率eN j dNk 0 8 40 1 32 11KW式中系数dk由 2 表6 1查得 对于1M eM级机构 dk 0 75 0 85 取dk 0 8查 1 附表28 选用电动机YZR250M2 其eN 25 33KW 1n 725rpm 2GD d 7 0 kg 2m 电动机质量dG 513kg按照等效功率法 求JC 25 时所需的 等效功率xN 25k jN 0 75 0 85 40 1 25 6KW式中25k 工作级别系数 查 2 表6 4 对于M5 M6级 25k 0 75 系数 根据机构平均起动时间与平均工作时间的比重 qt gt 查得 由 2 表6 3 一般起升机构qt gt 0 1 0 2 取qt gt 0 1 由 2 图6 6查得 0 85 由以上计算结果xN eN 故初选电动机能满足发热条件卷筒转速jN 0DVi h 52 014 332 10 18 7r min减速器总传动比 W选电动机YZR250 M2xN 37 8KW xN eN电动机发热验算通过选减速器ZQ 650 3CA设计内容计算与说明结果8 验算起升速度和实际所需功率9 校 核减速器输出轴强度0i jnn1 7 18725 38 8查 1 附表35选ZQ 650 3CA减速器 当工作类型为中级 相当工作级别为M5级 时 许用功 率 N 31 5KW 0 i 40 17 质量gG 878 主轴直径1d 60mm 轴 端长1l 110mm 锥形 实际起升速度 v 0 0iiv 10 28 3817 40 10 6m min误差 vv v 100 2 102 106 10 100 3 9 15 实际所需等效功率 x N vvN x 25 62 106 10 26 6KW eN 25 33KW由 2 公式 6 16 得输出轴最大径向力maxR jG aS max21 R 式中maxaS 2 34630 69260N 69 26KN 卷筒上卷绕钢丝所引起的载荷 jG 9 81KN 卷筒及轴自重 参考 1 附表14估计 R 89 5KN ZQ650减速器输出轴端最大允许径向载荷 由 1 附表36查得 maxR 81 926 6921 39 5KN R 89 5KN由 2 公式 6 17 得输出轴最大扭矩maxM 0 7 0 8 M i M e 00 max v 10 6m min xN eN 25maxR R 设计内容计算与说明结果10 选择制动器11 选择联轴器式中eM 1 25 9750nN e 975072533 443 8Nm 电动机轴额定力矩 max 2 8 当JC 25 时电动机最大力矩倍数95 00 减速器传动效率 60500 MNm 减速器输出轴最大容许转矩 由 1 附表36查得 maxM 0 8 2 8 443 8 40 17 0 95 37936Nm M 96500Nm由 以上计算 所选减速器能满足要求所需静制动力矩 zMzK j M zK 0 002i iD G Qh 1 75 85 017 403252 046720000 65 67 m 656 8Nm 式中zK 1 75 制动安全系数 由 2 第六章查得 由 1 附表15选用YWZ5 315 50制动器 其制动转矩ezM 360 710Nm 制动轮直径zD 315mm 制动器质量zG 61 4 高速联轴器计算转矩 由 2 6 26 式3 11988 4438 15 18 e cMn M Nm式中8 443 eM 电动机额定转矩 前节求出 n 1 5 联轴器安全系数 8 1 8 刚性动载系数 一般8 1 5 2 0 maxM M 减速器输出轴强度足够选用YWZ5 315 50制动器设计内容计算与说明结果12 验算起动时间13 验算 制动时间由 1 附表29查得YZR 250M2电动机轴端为圆锥形mm d70 mm l105 从 1 附表34查得ZQ 650减速器的高速轴为圆锥形mm lmm d110 60 靠电动机轴端联轴器由 1 附表43选用CLZ3半联轴器 其图号为S180 最大容许转矩 Mt 3150Nm CM值 飞轮力矩 403 02 lGDkg m2 质量lG 23 2kg浮动轴的两端为圆柱形mm lmm d85 55 靠减速器轴端联轴器由 1 附表45选用带mm300 制动轮的半 齿联轴器 其图号为S198 最大容许转矩 Mt 3150Nm 飞轮力矩 8 1 2 lGD kg m2 质量37 5kg 为与制动器YWZ5 315 50相适应 将S198联轴器所需mm300 制动轮 修改为mm315 应用 起动时间 20 xx12 38iD GQGD CMMntjqq式中 2212GD GDGDd Z 7 0 0 403 1 8 9 203kg m2静阻力矩 iD GQMj200 95 5185 017 403258 046720000 kg m 519 5Nm平 均起动转矩6664445 15 1 e qMMNm半齿联轴器 CLZ3 图号S180CM Mt 带mm315 制动轮半齿联 轴器 图号S198设计内容计算与说明结果14 高速浮动轴 85 017 40358 0467720000203 915 15 5196662 38725 22qt 1 429s查 2 对于3 80t通用桥式起重机起升机构的sec5 1 qt 此时qt 1s 由 2 式 6 24 得 制动时间sec64 085 0 17 403 52 0 46720000 203 915 1 3 375710 2 38725 2 38222xx2 21 iD GQGD CMMntj ez式中m NiiD GQMhj 3 37585 017 403252 0 46720000 2 00 查 1 表6 6查得许用减速度a 0 2 a v zt sec883 0 z t 因为 z tt 故合适 1 疲劳计算轴受脉动扭荷 其等效扭矩m NM Meax 86 472444065 16Im 式中6 动载系数6 0 5 1 2 1 065sec429 1 qt zt 0 64sec sec883 0 z t z tt 设计内容计算与说明结果2 起升动载系数 2 1 0 71v 1 0 71 10 6 60 1 13由上节选择联轴 器中 已经确定浮动轴端直径d 55mm 因此扭转应力MPa m NWMaxn2 14 102 14055 02 086 472263Im 轴材料用45号钢 MPa MPasb300 600 弯曲1 0 27 b s 0 27 600 300 243M Pa扭转1 1 3 243 3 140MPa s 0 6s 0 6 300 180MPa许用扭转应力由 1 中式 2 11 2 14 Iokn k12 1 式中m xk kk 考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数 xk 与零件几何形状有关 对于零件表面有急剧过渡和开有键槽及紧配 合区段 xk 1 5 2 5mk 与零件表面加工光洁度有关 此处取k 2 1 25 2 5 考虑材料对应力循环对称的敏感系数 对碳钢 低合金钢2 0 In 安全系数 查 1 表30得25 1 In设计内容计算与说明结果1 确定传 动方案2 选择车轮及轨道并验算其强度因此 MPaok9 8825 12 05 2 1402 故 ok n 通过 2 强度计算轴所受的最大转矩MPa MMeax I50244413 12Im 最大扭转应力MPaWMax I09 15055 02 05023Immax 许用扭转应力MPan IIsII1205 1180 式中IIn 安全系数 由 1 表2 21查得5 1 IIn II max 故合适 浮动轴的构造如图所示 中间轴径高速浮动轴构造如图所示 中间 轴径mm d d65 60 10 5 1 取mm d651 图5 3高速浮动轴构造2 小车运行机构计算经比较后 确定采用下图所示 传动方案 ok n 疲劳计算通过II max 强度计算通过设计内容计算与说明结 果图5 4小车运行机构传动简图车轮最大轮压小车质量估计取Gxc 7000kg假 定轮压均布 则Pmax 2500 7000 4 6750kg车轮最小轮压Pmin G xc 4 7000 4 1750kg初选车轮由 1 表3 8 15P360 当运行速度40m min1 6 工作级别为M5时 车轮直径Dc 350mm 轨道型号为P24 许用轮压为 11 8t Pmax GB4628 84规定 直径系为cD 250 315 400 500 630mm 故初步选定车轮直 径cD 400mm 而后校核强度 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Pc 2Pmax Pmin 3 2 6750 17500 3 50833N车轮材料为ZG340 640 s 340Mpa b 640Mpa线接触局部挤压强度Pc k1DclC1C2 6 0 400 26 13 1 1 62712N式中 k1 许用线接触应力常数 N mm2 由 2 表5 2查得k1 6 0l 车轮与轨道有效接触强度 对于P24 车轮直径cD 400mm材料ZG340 640轨道P24设计内容计算与说明结果3 运行阻力的计算4 选电动 机l b 26 13mm C1 转速系数 由 2 表5 3 车轮转速Nc v Dc 40 3 14 0 4 31 85r min时 C1 1 0C2 工作级别 由 2 表5 4 当为M5时 C2 1Pc Pc 故通过 点接触局部挤压强度Pc k2R2C1C2 m3 0 132 3002 1 1 0 47 3 114426N式中 k2 许用点接触应力常数 N mm2 由 3 表5 2查得k2 0 132R 曲率半径 车轮与轨道曲率半径中的大值 车轮R1 D 2 400 2 200mm 轨道R2 300mm 故取R 300mm m 由R1 R2比值所确定的系数 R1 R2 200 300 0 67 由 3 表5 5查得m 0 47Pc Pc 故通过 摩擦阻力Fm小车满载运行时的最大摩擦阻力 2 G QDd fG QF m 200000 7000 24 0125 002 00005 02 8100N式中 Q 起升载荷 G 起重机或者运行小车的自重载荷 f 滚动摩擦系数 由 1 表2 3 2查得f 0 6 车轮轴承摩擦系数 由 1 表2 3 3查得线接触疲劳强度通过 设计内容计算与说明结果5 验算电动机发热条件6 选择减速器 0 02 d 与轴承相配合处车轮轴的直径 d 125mm D 车轮踏面直径 D 400mm 附加摩擦阻力系数 由 1 表2 3 4查得 2 摩擦阻力系数 初步计算时可按 1 表2 3 5查得 0 01 空载运行时最小摩擦阻力Fm0 DdfG 2 4 0125 002 00005 027000 1225N电动机的静功率Pj mv Fj 10000 609 010005 318100 4 72kw式中 机构传动效率 取0 9式中Fj Fm Q Q 满载运行时的静阻力 m 驱动电动机台数m 2 对于桥式起重机的小车运行机构可按下式初选 电动机P kdPj 1 4 72 4 72kw初选电动机功率N kdNj 1 6 1 684 2 694kw式中 kd 电动机功率增大系数 由 1 表7 6得kd 1 0 N Fm8100 N Fm12250 设计内容计算与说明结果7 验算运行速度和实际所需功率 8 验算起动时间由附表选用电动机YZR 160M1 Ne 5 8kw n1 1000r min GD2 d 0 47kg m2 电动机质量 154kg 电机等效功率Nx K2 5 r Nj 0 75 1 12 4 72 3 96kw式中 K2 5 工作类型参数 由 2表6 4查得K2 5 0 75r 由 1 按起重机工作场所得tq tg 0 2 查得r 1 12由此可知 Nx 故NJ N 实际运行速度V dc Vdcmin 8 267 468 395 31 00mii 误差 15 8 145 318 265 31 dcdc dcVVV 实际所需电动机静功率选电动机YZR 160M1Ne 5 8kw1n 1000r min发热验算通过ZSC 600 2减速器设计内容计算与说明结果6 按起动工况校核减速器功率10 验算起动不打滑条件N j NJkwVVdcdc15 35 318 2672 3 由于N j 由于起重机是在室内使用 故坡度阻力及风阻力均不予考虑 以下按二种工况进行验算空载起动时 主动车轮与轨道接触的圆周 切向力 2 260120 0c Q qc xcQDkPdk PtvgGT tq 1 23s tq 按起动工况验算减速器的功 率 虽不够 但不再选大一号的减速器 考虑到减速器有一定的过 设计内容计算与说明结果12 选择高速轴联轴器及制动轮2 4 00005 0350022125 002 0005 0350041 0608 2681 97000 84 7 4 8474N车轮与轨道的粘着力N kgf PF Q70007002 0350010 0 QT 故可能打滑 解决办法是在空载起动时增大起动电阻 延长起动时间 满载时起动 主动车轮与轨道接触处的圆周切向力2 2 60012 C QQqcXCQ QDkP df PtvgGQT 8 3601 3681 911xx2000 2 4 00005 021600 5 1214 002 00005 021600 1069 5 10695N车轮与轨道 的粘着力N kgf PFQ Q2700027002 027000200001 Q QT 故满载起动时不会打滑 因此所选电动机合适 由 2 查得 对于小车运行机构制动时间zt 3 4s 取zt 2s 因此 所需制动转矩 02 022122 381idk GQiD GQGD mctnmMxxclzz载能力 设计内容计算与说明结果13 选择低速轴联 轴器14 验算低速浮动轴强度 11 9 07 464 070002 0000863 015 1122 38100022 9 07 46102125 002 00005 0700020000 27 2Nm由附 表15选用23 xxYWZ 其制动转矩Nm Mez112 考虑到所取制动时间s tz2 与起动时间s tq23 1 很接近 故略去制动不打滑条件验算高速轴联轴器计算转矩 由 2 6 26 式Nm Mn Mec1376 568 135 18 式中 NmnNMJC ee6 5610008 5975097501 25 电动额定转矩 n 联轴器的安全系数 运行机构n 1 35 8 机构刚性动载系数 8 1 2 2 0 取8 1 8 由附表31查电动机YZR132M2 6两端伸出轴各为圆柱d 38mm l 80mm 由附表37查ZSZ 600减速器高速轴端为圆柱形1d 35mm l 55mm 故从 1附表41选鼓形齿式联轴器 主动端A型键槽1d 38mm L 80mm 从动端A型键槽2d 30mm L 55mm 标记为GICL1联轴器GICL1联轴器55308038 ZBJ190设计内容计算与 说明结果55308038 ZBJ19013 89 其公称转矩Nm Tn630 cM 88Nm 飞轮矩 lGD2 0 009kg 2m 质量lG 5 9kg高速 轴端制动轮根据制动器已选定为23 xxYWZ 由 1 附表16选制动轮直 径zD 200mm 圆柱形轴孔d 38mm L 80mm 标记为制动轮200 Y38JB ZQ4389 86 其飞轮矩 ZGD2 22 0m kg 质量zG 10kg以上联轴器与制动轮飞轮矩之和 lGD2 zGD2 2 209 0m kg 原估计2281 0m kg 基本相符 故以上计算不需修改低速轴联轴器计算转矩