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南昌航空大学科技学院学士学位论文1滑道式提升机及其控制滑道式提升机及其控制电电路的路的设计设计学生姓名：程扬胜 班级：078105205指导老师：张绪坤摘要摘要：矿山生产的全过程离不开矿山运输和提升工作。因此，运输和提升工作的好坏直接关系到矿山生产能否正常高效进行。如果说运输线路是矿山生产的动脉，那提升设备则是其咽喉，可见其重要性和必要性。肥料对于农作物的作用非常重要，随着耕地面积的不断减少，粮食的产量显得尤其重要。因此，肥料的生产非常重要。BB 肥料（Blending bulk fertilizer）根据作物需肥规律和土壤供肥特性进行配制，含氮、磷、钾三种元素，也可根据作物需要添加中、微量元素。 BB 肥料具有如下优点，一是养分配比灵活科学合理，可以根据不同作物进行调配；二是价格便宜，同等养分的 BB 肥料比进口复合肥料便宜；三是配送方便。提升机为通过改变势能进行运输的机械设备。提升机是一种被普遍采用的垂直输送设备，广泛地应用于建材、电力、冶金、机械、化工、轻工、有色金属、粮食等各工业部门。可以满足用户对提升机的不同性能要求。本课题是为了制造 BB 肥生产提升设备。 主要由提升斗、提升系统、机架等组成。工作原理：将大颗粒尿素、钾肥、磷肥、填充料等按配方要求比例计算后，分别投入斗式提升机料斗，料斗经由钢丝绳牵引沿着轨道上升，提升到一定高度碰到行程开关，斗门打开，肥料卸下，料斗空载回起点。 关键词关键词： 提升机 导轨 钢丝绳 指导老师签名指导老师签名: :南昌航空大学科技学院学士学位论文2Producing 4-5 tons of BB fertilizer production equipment to upgrade SystemStudent name: : Cheng Yang Sheng Class:Class: 078105205Supervisor: : Zhang Xu Kun Abstract: The role of fertilizer for the crops is very important, as the shrinking arable land, grain production is especially important. Therefore, fertilizer production is very important.BB fertilizer (Blending bulk fertilizer) under the laws of crop fertilizer and soil characteristics for the preparation of fertilizer, nitrogen, phosphorus and potassium are three elements can be added according to crop needs, the trace elements. BB fertilizer has the following advantages, first, nutrients and flexible scientific and rational allocation according to different crops; second is cheap, the same nutrients of BB fertilizer compound fertilizer cheaper than imports; third, to facilitate distribution.Hoist by changing the potential energy for the transport of machinery and equipment. Hoist is a widely used vertical transportation equipment, widely used in building materials, electric power, metallurgy, machinery, chemicals, light industry, metals, food and other industries. Meet the different users on elevator performance requirements.The issue is to create BB Fertilizer Production Hoisting Equipment. Mainly by enhancing the Big Dipper, hoisting system, a framework. Works: The large granular urea, potash, phosphate, fillers and other requirements according to the ratio calculation formulas were put bucket elevator hopper, the hopper through the wire rope traction along the track up to a certain height to enhance hit limit switch, open The door , fertilizer unloading, hopper back to the starting point empty.Keywords: BB fertilizer Hoist Guide Track Wire Rope Signature of Supervisor:南昌航空大学科技学院学士学位论文3111目录前 言（1）1 绪 论（2）1.1 各种提升机的工作原理（2）1.2 提升机的简介 （3）1.3 提升机的应用 （4）1.4 提升机的发展 （5）2 总体方案确定（6）2.1 总体设计要求 （6）2.2 总体设计 （6）2.2.1 工作原理（6）2.2 .2 总体尺寸综合 （6）2.3 总体图 （6）3 提升系统的设计计算（7）3.1料斗仓重量计算 （8）3.2 钢丝绳的确定（9）3.2.1钢丝绳种类（9）3.2.2时效原因 （10） 3.2.3 钢丝绳的计算 （10）3.3 提升系统电动机选择 （13）3.3.1 选择电动机类型和结构型式（13）3.3.2 选择电动机的容量（14）3.3.3 选择电动机的型号（16）4 4 提升系统的校核 （17） 4.1 导轨校核（17） 4.1.1 导轨强度校核（17） 4.1.2 导轨刚度校核（21）5 机架的设计及校核（24）5.1机架结构类型（24）5.1.1按机架外形分类（24）5.1.2按机架的制造方法和材料分类（24）5.2机架结构的选择（24）5.3机架设计计算的准则和要求（25）5.3.1机架设计的准则（25）5.3.2 机架设计的一般要求（25）南昌航空大学科技学院学士学位论文45.4 机架的形式及主要参数 （25）5.5 机架的强度校核（27）5.6 机架的刚度校核 （31）5.7 立柱的强度及稳定性校核（36）6检验安装和使用维修（37）6.1检验规则（37）6.2吊装，安装和调整（37）6.3使用操作（38）6.4维修保养和故障排除（38）结论（39）参考文献（40）致谢（41）南昌航空大学科技学院学士学位论文5前前 言言矿山生产的全过程离不开矿山运输和提升工作。因此，运输和提升工作的好坏直接关系到矿山生产能否正常高效进行。如果说运输线路是矿山生产的动脉，那提升设备则是其咽喉，可见其重要性和必要性。提升机是联系井下和地面的主要运输工具，矿井提升工作是整个采矿工程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地面才有实际应用价值。废石的提升、工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作来完成。矿井提升机是矿井提升设备中的动力部分，由电动机、减速器、主轴装置、制动装置、深度指示器、电控系统和操纵台等组成。根据提升机工作原理和结构的不同，矿井提升机有以下一些类型： 我国目前广泛使用的有单绳缠绕式双圆柱卷筒提升机和多绳摩擦式提升机两种。但在长期的使用中，它们的缺点逐渐显现出来，为了适应高效安全的新生产要求，我们急需寻求一种新型的提升机来逐步代替这些原本陈旧的设备，本文我们所研究的滑道式提升机就是在此环境下呼之欲出的新产品。它的优点在实践中得到了很好的发挥。我相信，随着研制工作的进一步完善，滑道式提升机的进一步改进，在未来的矿山生产中将发挥巨大的作用。至关重要的是提升机的设计，这个课题主要包括总体、传动系统及提升系统的尺寸确定及计算方面内容。完成这个课题，可以对实际设计某种设备方面有自己的看法和体会由于本人水平有限。本论文中必然存在不少纰漏和错误，敬请评阅老师们批评指正。南昌航空大学科技学院学士学位论文61 1 绪绪论论1 1. .1 1各各种种提提升升机机的的工工作作原原理理 D 型斗式提升机由运行部分 (料斗与牵引胶带 ),带有传动滚筒的上部区段 ,带有拉紧滚筒的下部区段 ,中间机壳,驱动装置,逆止制动装置等组成 ,适用于向上输送松散密度 1.5t/m3 粉状、粒状和小块状的无磨琢性和半磨琢性散状物料,如煤、砂、焦末、水泥、碎矿石等。 TD 型斗式提升机结构形式 :传动装置TD 型斗提升机的传动装置有两种形式分别配有YZ 型减速器 ZQ(或 YY)型减速器。YZ 型轴减速器直接装在主轴轴头上 ,省去了传动平台、联轴器等 ,使结构紧凑、重量轻,而且其内部带有异型辊 逆止器，逆止可靠。该减速器噪音低，运转平稳，并随主轴浮动，可消除安装应力。 1 1. .1 1. .1 1 H HL L 型型环环链链离离心心斗斗式式提提升升机机工工作作原原理理HL 型环链离心斗式提升机，由运动部分（料斗与牵引链条）、带有传动链轮的上部区段、带有拉紧轮的下部区段、中间机壳、驱动装置、逆止制动装置等组成。本提升机的料斗为间断式布置，利用 “掏取法”进行装载， “离心投料法”卸料。本提升机的牵引机构是两根环形链条。 TH 系列斗式提升机工作原理 :TH 系列斗式提升机适用于输送粉状、粒状及小块状的无磨琢及磨琢性小的物料。 TH 型是一种圆环链斗式提升机采用混合式或重力卸料，挖取式装料。牵引件用优质合金钢高度圆环链。中部机壳分单、双通道两种形式为机内重锤箱恒力自动张紧。链轮采用可换轮缘组合式结构。使用寿命长，轮缘更换工作简便。下部采用重力自动张紧装置，能保持恒定的张紧力，避免打滑或脱链，同时料斗遇到偶然因素引起的卡壳现象时有一定的容让性，能够有效地保护下部轴等部件。该斗式提升机适用于输送堆积密度小于1.5t/m3 易于掏取的粉状、粒状、小块状的底磨琢性物料。如煤、水泥、碎石、砂子、化肥、粮食等。 TH 型斗式提升机用于各种散状物料的垂直输送。适用于输送粉状、粒状、小块状物料，物料温度在250以下。 1 1. .1 1. .2 2 N NE E 系系列列板板链链斗斗式式提提升升机机工工作作原原理理NE 系列板链式斗式提升机本机系流入式喂料，物料流入料斗内靠板链提升到顶端，在物料重力作用下自行卸料。本系列提升机规格多(NE15NE800 共 11 种)提升量广；且生产能高，能耗较低，可逐步代替其他类型提升机，其主要参数见下表。该机采用全封式机壳链速低，几乎无回料现象，因此无功功率损耗少，噪声低，寿命长。 南昌航空大学科技学院学士学位论文71 1. .1 1. .3 3 D DZ ZC C 系系列列振振动动提提升升机机工工作作原原理理DZC 系列电机振动 垂直提升机 是由提升槽、 振动电机、减振系统和底座等组成。该系列提升机是采用振动电机作为振动源，固定在提升槽上的两台相同型号的振动电机中心线交叉一定角度安装，并做相反方向自同步旋转，振动电机所带的偏心块在旋转时各个瞬间位置所产生的离心力之分力沿抛掷方向作往复运动，使支承在减振器上的整个机体不停振动，使物料在提升槽内被抛起的同时向上运动，物料落入入料槽后，开始被抛起，此时可以使物料与空气充分接触，还可以起到散热冷却的作用。该提升机对粉状、块状和短纤维状的固体物料（有粘性和易结块的除外）都可垂直输送，还可以完成对物料的干燥、冷却作用。分敞开式、封闭式两种结构。并可按照用户需要进行特殊设计。 斗斗式式提提升升机机主主要要技技术术参参数数： 规格提升最大高度(m)输送量(m/h)斗距(mm)电机功率(kw)160 型283-85003-7.5200 型31.56-155003-7.5250 型30.1610-255004-11300 型30.1625-355005.5-15350 型3119-406007.5-18.5400 型3235-506007.5-22450 型32.742-606007.5-221 1. .2 2提升机简介提升机简介斗式提升机在机械化连续运输系统中是一种被普遍采用的垂直输送设备，主要用于提升粉状、粒状、小块状的无磨琢性和磨琢性物料(如水泥、煤、砂、谷物、木屑、矿石、焦炭、硅酸盐、铝镁砂、耐火材料、化肥、化学物品等)。根据生产工艺的需要，它与板式给料机、带式输送机、螺旋输送机等其它形式输送设备配合，可以布置成不同的工艺沉积，形成各种运输系统。因此斗式提升机广泛地应用于建村、电力、冶金、机械、化工、轻工、有色金属、粮食等各工业部门。在现代化的工厂中，从原材料进厂，中自J经过各道加工工艺到成品出厂，时刻都需要均匀地连续地进行物料输送，连续输送设备是实现这一途南昌航空大学科技学院学士学位论文8径的理想设备。在垂直提升设备中，斗式提升机的输送效率高，机壳横断面尺寸小，占地空间小，而提升高度可达6080m；且系统可靠性好，故障少，并能够实现远距离显示和控制；另外它具有良好的密封性能，能够防止粉尘污染和防止粉尘爆炸，与其它垂直输送设备比较，功率消耗小是气力输送的13。斗式提升机是通过紧固在牵引构件(胶带、链条)上的许多料斗，并环绕在提升机上部头轮和下部尾轮之间，构成了闭合轮廓；驱动装置与头轮轴相连是斗式提升机的动力部分，可以使头轮轴转动，张紧装置一般和下部尾轮相连，使牵引构件获得必要的初张力，以维持牵引构件正常运转。物料从斗式提升机下部机壳的进料口进入，通道流入式或掏取式装入料斗后，提升到头部，在头部沿出料口卸出，实现垂直方向输送物料的目的。斗式提升机的料斗、牵引构件、头轮和尾轮等安装在全封闭的机壳之内。斗式提升机在下部装料，在头部卸料。由于被输送的物料特性差异很大，所以装料和卸料的方式也就不同，根据物料特性，正确选择装料和卸料方式，对其工作情况和生产率影响很大。对装料和卸料的要求是：装料均匀，块状物料直接流入料斗；卸料时物料能正确地进入卸料槽，不返料：物料抛卸中不冲击头部罩壳，采用问隔布置料斗的高速斗式提升机，物料抛卸过程中不碰撞到前面的料斗上148I。1.31.3提升机的应用提升机的应用1.3.11.3.1 粮食提升机粮食提升机通过前期国家粮库的建设,粮食仓储企业的粮食储运状况得到很大的提升,立筒库和浅圆仓的粮食装仓和出仓实现了机械化生产,生产作业效率得到较大提高。其输送的物料对象为粮食,尤其是烘干后的玉米,有易碎的特点,而在用的输送设备却都是以普通物料为输送对象。如目前在粮库普遍使用的斗式提升机、刮板输送机在结构上并没有因以粮食为输送对象而采用特殊的结构和选用合适的相关技术参数。粮库在使用这些输送设备对烘后玉米进行进出仓作业的过程中,造成较大的玉米破碎率,提升机一般为2. 7% 4. 0% ,刮板输送机在3. 0%以上,甚至更高。由于提升机是粮库输送作业的重要设备,其造成的玉米破碎经济损失巨大。特别是在今后一个阶段,国家将推行散粮运输,同时随着中国加入WTO和日益提高的物质生活水平,粮食的破碎问题对粮库而言日显其重要性。由于粮食作为一种特殊的输送对象,国家对相关粮食品种的破碎有专门的要求。尤其是烘后的玉米(含水率14. 5% ) ,具有易碎的特性,在受到外力的作用下,破碎率大的问题比较明显。因此,设计专门为易碎粮食提供服务的提升机十分必要。在参数和结构方面进行优化改进,通过合理降低畚斗带速度,南昌航空大学科技学院学士学位论文9选配相应的头底轮的直径和符合抛料轨迹的机头罩壳以及配套的畚斗型式和规格,并保证机座定向定距、底部微少积料,可以使提升机的破碎率得到较大幅度的降低。通过生产实际的考核, 100 t/h输送量的提升机破碎率不超过1. 3%。如果将进粮速度控制在合理的范围之内,粮食专用提升机的破碎率会进一步的降低。粮食专用提升机是从粮食产后的生产实际中提出来的,并在生产实际中得到了应用,取得良好的效果,可以广泛应用于对破碎有要求的工作环境,如米厂、港口、粮食仓储企业。1.41.4 提升机的发展提升机的发展1.4.11.4.1 提升机结构从机电分体到机电一体的沿革提升机结构从机电分体到机电一体的沿革德国人哈德摩托阿诺尔德( HartmutArnold) ,于1956 年7 月第一个提出矿山提升机机电一体结构原理,1960 年11 月获得专利,专利号1095485 。顾名思义,机电一体是指提升机滚筒和电机成为一体,是区别于机电分体即滚筒和传动装置分体安装而言的。现结合我国矿山提升机构的沿革,来看从机电分体到机电一体的演变过程。20 年前,当机电一体提升机在德国鲁姆贝克矿井和雷敦矿井相继取得成功以后,德国因矿业凋敝,没有出现第3 台机电一体提升机。5年前,当我国准备进口第1 台机电一体提升机时,有人预言,这是提升机结构的发展方向,虽然当时的结构还不算成熟,也应当引进1 、2 台作为借鉴,才不会落后世界潮流太远。接着就引进了3 台。大雁提升机结构已有重大改进,陈四楼提升机则得到进一步完善,逐步实现了标准化。再过二三年,也就是大约用了十年时间,当引进的提升机调试和投产运行取得成功后,就可以说基本完成了这项新技术的开发阶段,标志着这项技术已经成熟。用机电一体结构逐步代替传统结构的总趋势已不可逆转。而南非的3 台大型提升机以及澳大利亚和我国准备引进的项目,都实际上已经是这项技术的应用成果了。我国是世界上矿业大国,有较大的提升机市场,如果以后再要进口,机电一体提升机就自然会成为首选方案,因为这对用户有利。我国也需要自己开发这项新技术,而这些引进项目的成功,必然会起到重要的促进和借鉴作用。矿井提升机全自动化控制的实现，给矿井提升机的技术进步带来无限的生机，使得矿井提升系统向着多功能化、数字化、网络化和机电一体化的方向发展，极大的提高了系统的安全可靠性、运行效率以及控制的精确性，实现了无人值守。它的实现与当今世界对传统机械进行数字化、自动化、网络化改造的潮流和时代的脉搏是相吻合的，对发展电力拖动学科与技术、推动现代科学技术在矿山的应用产生了一定的影响，为矿山企业走新型工业化道路提供了借鉴之路，开创了我国矿井提升新局面，值得进一步推广应用。南昌航空大学科技学院学士学位论文102 2 总体方案确定总体方案确定2.12.1 总体设计要求总体设计要求1.生产率为 45t/h2.对环境污染小，符合环保要求3.整体布置美观，紧凑，操作维修方便4.设备造价低，有较好的技术经济性能2.22.2 总体设计总体设计2.2.12.2.1 工作原理工作原理该提升机是一种作循环、间歇运动的机械。一个工作循环包括：取物装置从取物地把物品提起，然后水平移动到指定地点降下物品，接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。 由电动机通过钢丝绳的拉引，在固定轨道上进行上下的运动从而达到提升的作用。2.2.22.2.2 总体尺寸综合总体尺寸综合 确定设备外形尺寸：750035006300。在这个基础上来定其它各个部件的尺寸。考虑到料斗对导轨的作用，导轨选槽钢 126535.5，长度初步选为 10m，导轨与地面角度定为 60 度。因为还有计量包装系统，所以料斗仓放在水平地面以下，料斗仓支座离地面高度为 1520mm。第一、二根支架间定为 1.2m 第二、三根支架间定为 0.7m。料斗仓离左边立柱处定为 3810mm。机架由于受到滚筒的压力作用并考虑支撑滚筒的尺寸，机架的尺寸定为 44503500，机架选槽钢 126535.5。立柱选槽钢 140586，并由两根槽钢 140586 焊接在一起而成。左右立柱间相距2900mm。2.32.3 总体图总体图 滑道式提升机设计图如下：南昌航空大学科技学院学士学位论文111提升斗 2.提升导轨 3.提升机构 4.楼梯 5.搅拌滚筒 6.机架 7.成品仓 8.控制柜图 2.1 总体装配图3 3 提升系统的设计计算提升系统的设计计算3.13.1 料斗仓重量计算料斗仓重量计算3.1.13.1.1主要参数的确定主要参数的确定通常料斗是在无动力情况下依靠物料白重进行工作的，其工况主要取决于物料的物理特性和料斗的几何形状，这里料斗的工况主要是指物料从捧料口卸出时的流动状况。最为常见的流动状况有两种，一是所谓的“垂直柱流动 ，排料孔上方的物料作垂直运动，靠近斗壁的物料静止不动或缓慢流动，物料上表面的中心部位下陷形成漏斗状；二是所谓。整体流动 ，当物料从捧料孔卸出，斗内所有物料都同时向南昌航空大学科技学院学士学位论文12下运动，如同液体整体下泄。为使料斗最有效地发挥作用，整体流动是一般料斗设计所追求的理想流态 由于影响料斗内锈料流动的因素很多，诸如物料的粒度、湿度、粘度和硬度等物理特性，料斗的材料特性以及料斗的几何形状等，描述物料流态的运动方程很复杂，但对于特定的物料和斗壁材料，物料的流态取决于料斗的形状，即斗壁倾角、斗窖及上下斗口尺寸等。主要因素，当 ( 为物料与斗壁的静摩擦角)，就会产生整体流动，当=时，即为临界倾角，在实际设计中倾角a通常按经验公式选取，= +(5。10。)，对于接卸肥料的料斗一般最小倾角可取40。根据料斗仓设计尺寸计算的重量，已知料斗仓厚度为 4mm，材料为不锈钢。由机械设计手册上查得不锈钢的密度为 7.9g/。具体尺寸如下：3cm图 3.1 料斗一侧面设计尺寸图 3.2 料斗另一侧面设计尺寸由设计尺寸计算料斗外表面积 S142170.7 24.1 20.34 10Scm42248.4 31 20.3 10Scm423(14070.7) 602 21.264 10Scm 424(11048.4) 53.32 20.844 10Scm 425140 20 20.56 10Scm426110 20 20.44 10Scm南昌航空大学科技学院学士学位论文13料斗底面面积： 42770.7 48.40.34 10Scm可得料斗仓面积大概为：4123456742(0.340.3 1.2640.8440.560.440.34) 104.088 10SSSSSSSScm得料斗不加其它零件时的重量为:1342134 107.9 /4.088 104 107.9 /0.13GScmg cmcmcmg cmt 考虑诸如滚轮等零件的重量，所以将料斗的总重量设为 0.5t。3.23.2 提升钢丝绳的确定提升钢丝绳的确定3.2.13.2.1 种类种类提升钢丝绳是由一定数量的细钢丝捻成股，再由若干个股围绕绳芯捻成绳。矿用钢丝绳的钢丝为优质碳素结构钢，直径为04-4毫米，更细的钢丝易于磨损和腐蚀，直径超过4毫米的钢丝在生产中难以保证理想的抗拉强度和疲劳性能。通常矿井提升用钢丝绳选用155-170公斤毫米z为宜。为了增加钢丝绳的抗腐蚀能力，钢丝表面可以镀锌加以保护。钢丝韧性号可分为特号、I号、K号。升降人员用绳必须采用特号钢丝绳，提煤的主提升钢丝绳可用特号或I号钢丝绳。钢丝绳的结构，指的是钢丝绳股的数目、捻向、捻距以及绳股内的钢丝数日、直径大小及排列方式等综合参数。这些参数都直接影响着钢丝绳的性能和使用寿命。钢丝绳可分为单捻、复捻和三次捻。单捻钢丝绳，就是把钢丝捻转一次而形成的钢丝束。复捻是先把钢丝围绕成钢丝芯，再捻成绳股。三次捻钢丝绳是先把钢丝捻成绳股，然后把绳股捻成细小钢丝，最后把钢丝捻成细小钢丝绳。钢丝绳在绳股中或绳股在钢丝绳中有捻转方向的区别，有左向捻和右向捻转。钢丝绳在绳股中和绳股在钢丝绳中按同一方向捻转称为顺捻或平行捻转；按相对方向捻转称此钢丝绳是交叉捻转的。顺捻钢丝绳与交叉钢丝绳各有优缺点：顺捻钢丝绳扰向性大，具有较大的支撑表面。但是易扭转，在任何情况下都不能把钢丝绳放下。交叉钢丝绳几乎不发生扭转。摩擦轮主动轮的衬多为木质，它对不平行的钢丝绳轴线的钢丝绳摩擦系数较大，因为钢丝绳轻微地压入轮衬。理论上用顺捻钢丝绳比交叉捻钢丝绳好，但是由于其有扭转倾向致使悬挂困难所以一般采用交叉捻钢丝绳。钢丝绳在绳股上的区别可以分为：圆形股钢丝绳、扁平股钢丝绳、封闭结构钢丝绳3.2.23.2.2实效原因实效原因钢丝绳的好坏直接影响提升设备的功能和安全性能。研究其时效原因不仅有利于南昌航空大学科技学院学士学位论文14提高钢丝绳的寿命，而且可以为换绳工艺提供指导。根据有关人员的研究，钢丝绳失效原因重要有以下几个 (1)钢丝绳锈蚀提丹钢丝绳使用的环境比较恶劣，时常受到井筒硫酸水的腐蚀，使其表层剥离，产生黑皮麻坑形成沟纹。含有酸性或碱性的淋水和气流，不仅会冲刷掉钢丝绳表面和内部的油脂，而且还会使钢丝锈蚀、绳芯腐烂、股与股及钢丝与钢丝间磨损挤压，钢丝强度和韧性损失加剧。(2)钢丝绳磨损钢丝绳在运行过程中其外周与绳道、底板、挡绳器等物体表面接触而引起的磨损，而摩擦式提升机由于自身的传动特点更容易磨损。磨损使钢丝绳截面减少，外周表面钢丝磨平，破断载荷随之降低，当钢丝绳外径的磨损低于煤矿安全规程规定就应停止使用，更换新绳。(3)钢丝绳弯曲、打结造成失效钢丝绳容易出现弯曲、打结、扭转、窝鼻等现象，如不及时处理就会磨损、损伤钢丝绳。如在车场挂、摘勾处余绳太多，易使钢丝绳盘圈，若不及时处理，此时就会产生弯曲或扭转。在运行中，弯曲凸出部位磨损速度快，极易出现断丝且发展迅速直至钢丝绳报废。(4)钢丝绳冲击力过大造成失效提升钢丝绳受力因素很多，既有提升系统内部的因素，也有外部因素对其产生冲击力的影响。运行过程中，加、减速度过大易产生惯性力，当惯性力过大时将对钢丝绳产生直接的冲击甚至发生穿眼、棚罐现象。重物运输时如制动力过大，下放会使钢丝绳受到较大的冲击力：制动力过大上提时会产生松绳，在重物作用下加速下滑，使钢丝绳突然拉紧受到冲击。双滚筒提升时，井下扳道工误操作，造成同勾现象而使提升容器相互碰撞产生冲击。道床失修造成提升容器掉道、卡罐现象使钢丝绳产生冲击。3.2.33.2.3 钢丝绳的计算钢丝绳的计算1、钢丝绳的受力分析：南昌航空大学科技学院学士学位论文15F 拉 = G * Sin60+ FfFf = FNFN = G * Cos60查阅相关资料，得到钢与钢之间的滚动摩擦系数为 0.030.09。行进中的料斗只需克服滚动摩擦力即可，为此取滚动系数为 0.05，代入上式公式计算的出料斗与导轨之间的摩擦力：Ff = 0.05 * 500 * 1000 * 9.8 * 0.5 = 122500 N则易得出钢丝绳所需提供的拉力：F 拉 = Ff + 500 * 1000 * 9.8 * 0.866 = 4365900 N钢丝绳按所受最大工作静拉力计算选用，要满足承载能力和寿命要求。1钢丝绳承载能力的计算 钢丝绳承载能力的计算有两种方法，可根据具体情况选择其中一种。 （1）公式法： S 10 * d2 * c * / n式中:d-钢丝绳最小直径，mm； S-钢丝绳最大工作静拉力； c-选择系数，mm/ ； n-安全系数，根据工作机构的工作级别确定； k-钢丝绳捻制折减系数； -钢丝绳充满系数； -钢丝的公称抗拉强度，N/mm2。 机构工作级别M1，M2，M3M4M5M6M7M8安全系数（n）44.55679南昌航空大学科技学院学士学位论文16表 31 工作机构用钢丝绳的安全系数 用途支承动臂 起重机械自身安装 缆风绳吊挂和捆绑安全系数（n）42.53.56表 32 其他用途钢丝绳的安全系数注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级别的安全系数选用方法一进行计算：F 拉 10 * d2 * c * / n查表： 取安全系数 n =2.5 代入公式计算得： d 10 mm n /Fc拉选用公称直径为 14mm 的钢丝绳即可满足安全方面的要求 公称直径近似重量公称抗拉强度Kg/100m157016701770mmIn纤维芯FC钢芯IWR纤维芯FC钢芯IWR纤维芯FC钢芯IWR纤维芯FC钢芯IWR61/412.513.717.318.718.419.919.521.179/3217.018.723.625.525.127.126.628.785/1622.124.430.833.332.835.434.737.693/828.030.939.042.241.544.944.047.51013/3234.638.148.152.151.255.454.358.7117/1641.946.158.363.062.067.065.771.1121/249.854.969.475.073.879.878.284.6131/258.564.481.488.086.693.791.899.3149/1667.874.794.4102.0100.0108.0106.0115.0165/888.697.5123.0133.0131.0141.0139.0150.01811/16112.0123.0156.0168.0166.0179.0176.0190.02013/16138.0152.0192.0208.0205.0221.0217.0235.0227/8167.0184.0233.0252.0248.0268.0263.0284.02415/16199.0219.0277.0300.0295.0319.0312.0338.0261234.0258.0325.0352.0346.0374.0367.0397.0281-1/8271.0299.0377.0408.0401.0434.0426.0460.030 1-3/16311.0343.0433.0469.0461.0498.0489.0528.032 1-1/14354.0390.0493.0533.0524.0 567.0.0 556.0601.034-400.0440.0557.0602.0592.0640.0628.0679.036-448.0494.0624.0675.0664.0718.0704.0761.0381-1/2500.0550.0695.0752.0740.0800.0784.0848.040 1-19/32 554.0610.0771.0833.0820.0887.0869.0840.0 表 33 钢丝绳抗拉强度南昌航空大学科技学院学士学位论文172、钢丝绳的寿命 钢丝绳的使用寿命总是随着配套使用的滑轮和卷筒的卷绕直径的减小而降低的，所以，必须对影响其寿命的钢丝绳卷绕直径（即按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的卷绕直径）作出限制，不得低于设计规范规定的值，即： D0min h d式中:D0min-按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径， mm； d-钢丝绳直径， mm； h-滑轮或卷筒直径与钢丝绳直径的比值。 机构工作级别M1,M2,M3 M4M5M6M7M8卷筒 h11416182022.425滑轮 h216182022.42528表 34 滑轮或卷筒的 h 值注:l 采用不旋转钢丝绳时，应按机构工作级别取高一档的数值。 2 对于流动式起重机，可不考虑工作级别，取 h116，h2=18。3.33.3 提升系统电动机选择提升系统电动机选择电动机是已经系列化的标准产品。在机械设计中，主要根据所需电动机的输出功率，工作条件及经济性要求，从产品目录中选择其类型、结构型式、容量（功率）和转速、并确定型号。3.3.13.3.1 选择电动机类型和结构型式选择电动机类型和结构型式 减速机选摆线针轮减速机。三相异步交流电动机由于结构简单，制造、使用和维修方便，价格便宜，所以在工业中得到广泛的使用。Y 系列笼型三相异步交流电动机具有效率高、启动转矩大、价格低，维护方便等优点。适用于不易爆，不易燃、无腐蚀性气体的一般场所和无特殊要求的机械上，例如：机床、泵、风机、运输机械、食品机械、农业机械等。也适用于对起动转矩要求较高的机械，如压缩机等，对于经常启动，制动和反转的场合，要求电动机的转动惯量小及过载能力大，应选用冶金及其起重用的 YZ（笼型）或 YZR（绕线型）系列。在我们设计的驱动电机选用 YEJ 系列。YEJ 系列（IP44）电磁制动三相异步电动机是 Y 系列（IP44）三相异步电动机的风扇与端盖之间附加一个直流电磁制动器派生产品。IP.国际外壳防护标志代号，为 International Preventing 的简写字母。IP44 代表封闭式，防护大于 1mm 的固体且防溅。该系列电机适用于建筑、食品、印刷、橡胶、化工、包装、木工、锻压及冶金等要求快速、准确停车的各种机械设备中。南昌航空大学科技学院学士学位论文18该系列电机高效节能、噪音低、安装尺寸和功率等级完全符合 IEC 标准和DIN42673 标准。采用 B 级绝缘，外壳防护等级为 IP44，冷却方式为 IC0141，额定电压和频率分别为 380V、50HZ、工作制为连续工作制 S1。该系列电机应用在下列条件下使用：1、海拔不超过 1000 米；环境空气最高温度随季节变化，但不超过 40 度最低温度为-15 度。若在海拔 1000 米或者 40 度以上条件下使用，应按 GB755 的规定。2、环境湿度最湿月月平均最高相对湿度为 90%，同时该月月平均最低温度不高于 25 度3.3.23.3.2 选择电动机的容量选择电动机的容量选择电动机的容量就是合理确定电动机的额定功率。电动机功率选择合理与否，对其工作和经济型都有影响。电动机功率小于工作要求时，则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；电动机功率过大，电动机容量不能充分利用，效率和功率因素都较低，造成浪费。所以，对于载荷不变或变化不大，且在常温下长期连续运转的电动机，只需使电动机负载不超过其额定值，电动机便不会过热，因此，选择电动机就是根据电动机的额定功率稍大于（或等于）所需deP电动机功率来选择电动机。dP电动机工作时所需的功率按下式计算：dP （KW） （3-1）wdPP 式中：滑轮工作所需的功率， （KW） ；电动机的工作效率，=0.85 工作wP机所需的功率一般根据工作机的生产阻力和运动参数计算：wP （KW） （3-2）1000VFPw 式中：F滑轮的工作阻力， （N） ；V滑轮的速度， （m/s） ；于是需要求出 F 和 V.先求出 F.当料斗沿导轨开始提升后，对导轨进行受力分析如下图所示；南昌航空大学科技学院学士学位论文19图 3.1 料斗提升受力分析由机械设计手册 中可以查得，在料斗提升时料斗与导轨的摩擦系数为=0.1，摩擦力 f= =0.05G60cosG由力的平衡条件得 F=fG60sin =（G)05. 023 =0.916G=N4100 . 1916. 0 =N410916. 0由现浇混凝土建筑结构施工手册 可以查得，在机械工程中，材料的提升速度最小为 0.12m/s，最大为 0.6m/s，此处设计时，为了安全和可靠系数比较高，选 v=0.3m/s。将 F=和 v=0.3m/s 代入式（3-2）得：N410916. 0KWsmNVFPW75. 21000/3 . 010916. 010004再将，=0.85 代入式（3-1）中得到KWPW75. 23.23KW85. 075. 2/wdPP引参考文献机械设计指导 ，考虑到上列计算公式与实际工作时的工况差异颇大，为了安全和整个系统的稳定性和可靠性，通常取功率裕度系数为 13,此处取 1.6，于是计算电动机功率：kwkwPPdgr17. 523. 36 . 12南昌航空大学科技学院学士学位论文20由于载荷平稳，电动机额定功率应略大于即可。所以初步选定 5.5KW 的dePgrP电动机。3.3.33.3.3 选择电动机的型号选择电动机的型号 3.3.3.13.3.3.1 选择减速电动机的型号选择减速电动机的型号因为和滑轮连接的减速电机给滑轮提供动力，所以滑轮的速度也是这个减速电动机的速度。则电机转速为 （设滚筒直径为 200mm）Dvnw100060=2003 . 0100060=28.7r/min由此确定选用输出转速为 35r/min 的减速电动机。再由 5.5KW 的功率，同步转速选1500r/min，所以传动比 i=43。351500由这些条件，最后确定选用摆线针轮减速机 XWD5.5-6-43.t 它的公称许用转矩为mNMg 2200引参考文献4电机工作时，它的实际输出转矩Ms= （）=9550=1129NnkNi9550mN 9 . 02 . 11500435 . 5m因为 Ms=2200，合格可选。gMmN 式中 N输入功率,KW； n输入轴转速，r/min； K工况系数，由机械设计手册查的连续工作时 K=1.2；i传动比；机械效率，单级时 =0.9；摆线针轮减速电动机，按传动系数分为单级和多级传动类型，该处选用单级。按结构型式可分为卧式、立式，此处选卧式。1.适用范围传动比： 单级 11i87 两级 121i 5133功率： 0.4P40KW输出扭矩： 147196202TmN 南昌航空大学科技学院学士学位论文21输入转速： n1500r/min 2.代号由参考文献4行星摆线针轮减速器代号包括型号和规格两部分。型号用汉语字母拼音表示，X行星摆线针轮减速器，W卧式，D带电动机。规格包括功率、机型号和传动比三项内容，均以实际数字表示。3.3.3.23.3.3.2选择驱动电动机的型号选择驱动电动机的型号 由功率 5.5KW，同步转速 1500r/min，引参考文献3，可知驱动电动机选YJE132S-4 型制动三相异步电动机。实际转速 1440r/min。4 4 提升系统的提升系统的校核校核4.14.1 导轨校核导轨校核4.1.14.1.1导轨强度校核导轨强度校核图 4.1 导轨与水平面夹角示意图由已知条件可以求出导轨与水平面所成夹角。tan= =1.521.750.80860.560由=角可以计算出导轨从运行到卸料时的长度（设为 C） ，而已知所列直角60三角形的一条边的长度为 6.1m。画出支持导轨的三个支架，并计算出 1、2 两支架间的长度以校核导轨的最大弯曲正应力。所计算的三角形如下：图 4.2 导轨支架示意图南昌航空大学科技学院学士学位论文22由上图可得：， 这样证明了导轨长度选 9m 是可以6.1sin60C 6.17.04sin60Cm的 11.22.4cos60Cm所以导轨的长度最终确定为 9m，为 2.4m。1C导轨（1、2 间）受力简化如下图：图 4.3 导轨（1、2）间受力简化图如图所示，列出静力平衡方程：00M 由此得：0RabPXCOS从而求出支反力： cosxRapb再把 P、Ra、P-Ra 这三个力在导轨的水平方向和竖直方向进行分解。 图 4.4 导轨受力分解图在三力分解后，因为导轨水平方向受力所引起的强度变化和导轨和竖直方向引起的强度变化比起来，它可以忽略不计。所以在水平方向上无需对导轨进行强度校核，只要在竖直方向上对导轨校核就可以。南昌航空大学科技学院学士学位论文23于是进一步简化为下图：图 4.5 导轨受水平力简化图然后作出导轨的弯矩图如下图所示：图 4.6 导轨受力弯矩图在图 4.6 所示变形情况下，即截面 m-m 上的弯矩变形凸向下时，截面 m-m 上的弯矩规定为正：反之为负。图 4.7 弯矩变形图所以弯矩：11coscos ()()xMRaCXPCXb21cos()PCX Xb设2221111()()24ccyCX XXXCX 若要使得 y 取最大值，则，这样为最大值。12cX 21max4cy所以在料斗（已经装了 BB 肥时）沿导轨运行到正中间时，料斗对导轨的弯曲应力最南昌航空大学科技学院学士学位论文24大。则 （P=1t=）11max1422ccMPb41.0 10 N=（b=1.2m）2116pcb4241.0 102.40.53 1016 1.2Pa在该材料的强度时，限定最大正应力不得超过许用应力，于是强度条件为： maxmaxM而由已知条件得 （1）4maxmax0.4 10M由参考文献2可以查得，在热扎普通槽钢 126535.5 中，W=62.1，将 W 代3cm入上面的公式（1）得：4maxmax630.53 1085.462.1 10MKNmMPam引参考文献6可以查得，=345420MPa因为b，可以断定为最大转角。B最大挠度发生在=0 的截面上。在 ab 的情况下，=o 的截面 AC 段内，令式dxdv（0）等于零，得0)3(620221XbllbP3220blX即为发生最大挠度的截面的坐标。在式（p）中，令得最大挠度为：0X01XX 南昌航空大学科技学院学士学位论文273221max)(39blEIlbPf的值一般非常接近 0.5 ，即挠度最大的截面总在跨度中点附近。因此，可用跨0Xl度中点的挠度近似地代替最大挠度。在式（p）中令，得21lX )43(4822121blEIbPf当 a=b=时，挠度最大。2l （2）EIlPf4831max由强度计算中已经计算出的条件可知，。而根据机械设计手册可以12.4Clm 查得，在热扎普通槽钢 126X53X5.5 中，弹性模量 E=(22.2)N/,取 E=25102mmN/，I=391，将 E、I、l 代入公式（2）得：5102mm4cm （）EIlPf4831maxcos1PP =-439540.5 1.0 102.41048 2.2 10391 10mm=1.67mm规定f= =4.8mm2.41000500500lmm因为f，所以导轨的刚度足够。所以选择导轨材料槽钢 126X53X5.5 可以maxf或者对该型号的槽钢加固以提高刚度。5 5 机架的设计及校核机架的设计及校核 在机器中支承或容纳零部件称为机架。如支承罐的塔架、容纳传动齿轮的减速器的壳体，机床的床身等等统称为机架。5.15.1 机架结构类型机架结构类型5.1.15.1.1 按机架外形分类按机架外形分类按机架外形分类：网架式、框架式、梁柱式、板块式和箱壳式。5.1.25.1.2 按机架的制造方法和材料分类按机架的制造方法和材料分类南昌航空大学科技学院学士学位论文28按制造方法，机架可分为铸造机架、焊接机架和螺栓或铆接机架。按机架材料可分为金属机架、非金属机架。非金属机架又可分为混凝土机架、素混凝土机座平台、花岗岩机架、塑料机架等。铸造机架常用材料为铸铁、铸钢和铸铝。小型设备（如仪表等）的机架则有铜制或塑料制造。5.25.2 机架结构的选择机架结构的选择进行机架结构形式的选择是一个较复杂的过程，对结构形式、构件截面和结点构造等均需要结合具体的情况进行仔细的分析。对结构方案要进行技术经济比较。由于各种设备有不同的规范和要求，制定统一的机架结构选择方法较困难。但是，可以利用结构力学的知识提出下列一般的规则。这些规则是为了节约材料在选择形式时应遵守的一般规律。1结构的内力分布情况要与材料的性能相适应，以便发挥材料的优点。轴力较弯矩能更充分地利用材料。杆件受轴力作用时，截面上的材料分布是均匀的，所有材料都能得到充分利用。但在弯矩作用下截面的应力分布是不均匀的，所以材料的应力分布不够经济。机械结构中许多构件所受的都是沿垂直于杆轴的方向作用的。弯矩沿杆变化很迅速。有垂直载荷处，弯矩曲线有曲率，且曲率与载荷集度成正比。最大的弯矩限于一小段内，在较长段内材料不能充分利用，这是弯曲构件不经济的另一原因。2.结构的作用在于把载荷由施力点传到基础。载荷传递的路程愈短，结构使用的材料愈省。3.结构的连续性可以降低内力，节省材料。5.35.3 机架设计计算的准则和要求机架设计计算的准则和要求5.3.15.3.1 机架设计的准则机架设计的准则1工况要求 任何机架的设计首先必须保证机器的特定工作要求。例如，保证机架上安装的零部件能顺利运转，机架的外形或内部结构不致有阻碍运动件通过的突起；设置执行某一工况所必须的平台；保证上下料的要求、人工操作的方便及安全等。2刚度要求 在必须保证特定外形条件下，对机架的主要要求是刚度。例如机床的刚度决定了机床的效率和加工的精度；在齿轮减速器中，箱壳的刚度决定了齿轮的啮合性及运转性能。3强度要求 对于一般的机架，刚度达到要求，同时也能满足强度的要求。但对于重载设备的强度要求必须引起足够的重视。其准则是在机器运转中可能发生的最大载荷情况下，机架上任何点的应力都不得大于容许应力。此外，还要满足疲劳南昌航空大学科技学院学士学位论文29强度的要求。4要求 对于细长的或薄壁的受力结构及受弯压结构存在失稳问题，某些板壳结构也存在失稳问题或局部失稳问题。失稳对结构会产生很大的破坏，设计时必须校核。5美观 目前对机器的要求不仅要求能完成特定的工作，还要使外形美观。6其他 如散热的要求；防腐蚀及特定环境的要求；对于精密机械仪表等热变形小的要求，等等。5.3.25.3.2 机架设计的一般要求机架设计的一般要求在满足机架设计准则的前提下，必须根据机架的不同用途和所处环境，考虑下列各项要求，并有所偏重。1.机架的重量轻，材料选择合适，成本低。2.结构合理，便于制造。3.结构应使机架上的零部件安装、调整、修理和更换都方便。4.结构设计合理，工艺性好，还应使机架本身的内应力小，由于温度变化引起的变形应力小。5.抗振性能好。6.耐腐蚀，使机架结构在服务期限内尽量少修理。7.有导轨的机架要求导轨面受力合理，耐磨性良好。5.45.4 机架的形式及主要参数机架的形式及主要参数滑道式提升机中，经过多方面的考虑后，决定选用框架式的金属机架。在下图4-1 中，阴影部分表示滚筒，滚筒通过杆件和主机架连成一整体，由机架的立柱支撑。图 5.1 机架的外形结构南昌航空大学科技学院学士学位论文30图 5.2 主机架结构由图 4-2 计算主机架重量：机架G首先计算总长度 L L=4321LLLL14450 417800Lmm mmL119007)18003500(2mmL7000235003mmL7200418004所以L=4321LLLL =17800+11900+7000+7200=43900mm （槽钢 12.368kg/m）143.9 12.318540.76Gkg为了维修方便，在机架上还有一块 4mm 厚的钢板（4850mm X 3500mm） 。钢板重2445 350 0.4 7.8485.94Gkg=机架G12540.76485.941.026GGt考虑到存在一些不确定因素，所以取机架重量为 1.2 吨。5.55.5 机架的强度校核机架的强度校核主机架受滚筒作用如图 5.3 所示：（已知滚筒自重 0.8 吨）南昌航空大学科技学院学士学位论文31图 5.3 主机架受滚筒作用图由图 5.3 可以看出，滚筒对主机架的压力主要是作用在梁 1 和 2 上，3 和 4 没受什么影响，然后梁 1 和 2 把力传到了梁 5 和 6 上，最终由梁 5 和 6 承担了滚筒对机架的作用力，而因为它们是对称的，为了简化机架的受力，把所有对机架的作用力都只有一半在梁 5 和 6 上检验即可。现在取梁 5 来做受力分析，如图 5-4 所示：图 5.4 梁 5 受力分析图而根据已设计好的数据和图纸可得下列数据。P=1.0t， 为料斗（含料时）的重量，tPP5 . 021 为滚筒（含料时）的重量， tP4 . 12tPPP35. 04222 为机架自重， tP2 . 13tPP6 . 0233 为成品仓（含料时）的重量， tP8 . 04tPP4 . 0244，mml4001mml12502mml3003mml3004mml10505mml6006由力和弯矩方程求出支反力和ARBR南昌航空大学科技学院学士学位论文32图 5.5 梁 5 的受力图由力和弯矩公式列方程求出支反力和ARBR， 0yP042321PPPPP 0AM0)()()()(654324432232322543211lllllPlllPllPlPllllRlPB代入数据解得：=1.09t =1.11tARBR因为要检验刚架的强度，必须用最大的弯矩来计算，所以，必须求出在梁 5 上的最大弯矩。段的最大弯矩：1l图 5.6 段受力和弯矩图1l在图 5-6 中，由，得 0AM011 MXP （0X）XPM111l当 X=时，最大，1l1MmmtmmlPM2004005 . 011max1段的最大弯矩：2l图 5.7 段受的弯矩图2l在图 5-7 中，由，得 0AM南昌航空大学科技学院学士学位论文330)(211MXRXlPA )(112XlPXRMA)0(2lX =mmtXlPXPRA20059. 0)(111当 X=时，最大，2l2MmmtmmtM200125059. 0max2 =537.5tmm段的最大弯矩：3l图 5.8 段弯矩图3l在图 5.8 中，由，得 0AM0)()(322211MXPXlRXllPA （0X）XPXllPXlRMA221123)()(3l=11211)(lPXPPRA=0.24X+（1.09X1250-0.5X1650）tmm=0.24X+537.5tmm当 X=时，最大，=0.24X200tmm+537.5tmm3l3Mmax3M =609.5tmm段的最大弯矩：4l图 5.9 弯矩图4l在图 5-9 中，由得 0oM南昌航空大学科技学院学士学位论文340)()(425654 MXPXlRXllPB （0X）)()(654254XllPXPXlRMB 4l)()(564524llPlRXPPRBB =0.36X+505.5tmm当 X=时，最大，4l4MmmtmmtM5 .50530036. 0max4=613.5tmm段的最大弯矩：5l图 5.10 弯矩图5l在图 5-10 中，由 得 0oM0)(564MXRXlPB （0X）6445)(lPXRPMB5l=（1.11-0.4）X-0.4x600=0.76X-240 tmm当 X=时，最大，5l5MmmtmmtM240105076. 0max5 =558tmm段的最大弯矩：见下图图 5.11 所示6l南昌航空大学科技学院学士学位论文35图 5.11 段弯矩图6l在图 5-11 中，由 得 0oM064 MXP（0X）64MXP6l当 X=时，最大，6l6MmmttlPM6004 . 064max6 =240tmm在梁 5 上，段的最大弯矩分别为，,654321llllllmmtM 200max1537.5tmm，=609.5tmm，613.5tmm，558tmmmax2Mmax3Mmax4Mmax5M最大，所以，最大弯矩发生在上。max4M4l在校核材料的强度时，限定最大正应力不得超过许用应力，于是强度条件为：maxmaxM而由已知条件得3max4max101010005 .613M （1）根据机械设计手册中，可以查得在热扎普通槽钢中，658140W=80.5，将 W 代入上面的公式（1）得：3cm63max4max105 .80101010005 .613M76.2MPa根据机械设计手册中，可得=375460MPa 因为，的强度足够max4l这样，梁 5 的强度是足够的。从总体上来看的话，机架的强度也是足够的。对机架设计的分析：由计算可以知道，在处强度最大，对整个机架考虑后，为了使4l机架更加安全可靠，考虑加上加强梁。5.65.6 机架的刚度校核机架的刚度校核 由图 5.5 可知梁 5 的受力图。图 5.5 梁 5 的受力图和强度计算一样，采用分步骤的计算。对作用处进行计算，为了简化计算，将 CA1P部分作为悬臂梁如图 5-12 所示。南昌航空大学科技学院学士学位论文36图 5.12 作用时悬臂梁示意图1P在作用下，引参考文献2查的 C 点的挠度是1PmmEIlPvc17. 010564102 . 23)400(105 . 0345342112因为在 A 的右端还有梁，所以需要求出在截面 A 的转角，引参考文献2查得 1Pc =0.00032c45242110564102 . 22)400(105 . 02EIlP而在梁 AB 段，因为在点、和这三个点上最有可能出现挠度最大的情况，2P3P2P所以，取这三个点来分析。对作用处理进行计算，分析如下图 4-13 所示：2P图 5.13 作用力图2P在作用下，引参考文献2查得 D 点的挠度是：2P =1.53mmmmEIlblbPvD290010564102 . 2732. 19)16502900(16501035. 039)(4523224232222引参考文献2查得对截面 A 和 B 的转角和的计算公式并求出这两2P2)(PA2)(PB个数值：2)(PAEIlblabP6)(2=290010564102 . 26)16502900(125016501035. 0454=0.00152)(PBEIlalabP6)(2南昌航空大学科技学院学士学位论文37=290010564102 . 26)12502900(125016501035. 0454 =0.0014对作用处进行计算，分析如图 5.14 所示：3P 图 5.14 对梁的作用力图3P在作用下，引参考文献2查的 E 点的挠度为：3PmmEIlblbPvE290010564102 . 2732. 19)13502900(15501035. 039)(4523224232232=1.64mm引参考文献2查得对截面 A 和 B 的转角和的计算公式并求出这两个3P3)(PA3)(PA数值：3)(PBEIlblabP6)(3= = 0.00247290010564102 . 26)13502900(13501550106 . 04543)(PBEIlalabP6)(3= =0.0015290010564102 . 26)15502900(135015501035. 0454对作用处进行计算，分析如图 4-15 所示2P 图 5.15 对梁的作用力图2P南昌航空大学科技学院学士学位论文38在作用下，参考文献2查得 F 点的挠度为：2PmmEIlblbPvF290010564102 . 2732. 19)10502900(10501035. 039)(4523224232222=1.23mm引参考文献2查得对截面 A 和 B 的转角和的计算公式并求出这两2P4)(PA4)(PB个数值2)( PAEIlblabP6)(2= =0.0012290010564102 . 26)10502900(105018501035. 04542)( PBEIlblabP6)(2= =0.0015290010564102 . 26)18502900(105018501035. 0454对作用处进行计算校核4P 图 5.16 作用校核图4P为了简化计算，将 BG 部分作为悬臂梁如图 5-16 所示。在作用下，引参考文献1查的 G 点挠度为：4PEIlPvG33642 =0.23mm453410564102 . 23600104 . 0因为在 B 的左端还有梁，所以需要求出在截面 B 的转角4PG引参考文献2查得= =0.00058GEIlP2264452410564102 . 22)600(104 . 0引参考文献2可以查得，在小变形且材料服从胡克定理的情况下，可以求得挠曲线南昌航空大学科技学院学士学位论文39的近似微分方程它是一个线性方程，因而方程式的解可以叠加的。这样，,22EIMdxvd当梁上有几种载荷共同作用时，可分别求出每一载荷单独作用时下的变形，然后将各个载荷单独引起的变形叠加，就是这些载荷共同作用时下的变形。以下就是运用叠加法在总体考虑上来计算处的总挠度。42321,PPPPP计算处受的总挠度1P0.0015 400-0.00247 400-0.0012 400+0.00058 4002cCvv=0.17-0.6-1-0.48+0.232 =-1.68机架上这一部分总长为=600mm1l引参考文献1可知，在悬臂梁中，受弯构件的跨度 为悬臂梁的悬伸长度的两倍l =1.682=2mm，符合要求。Cv6001l计算处受的总挠度 2P165000058. 0125000032. 0222FEDDvvvv =1.57+1.64+1.23-0.4-0.96 =3.08mm 机架上这一部分总长 A-B 为 2900mm=3.082=4.8mm，符合要求。Dv600l计算处受的总挠度3P136000058. 0155000032. 0222FEDEvvvv=1.53+1.64+1.23-0.5-0.783 =3.12mm机架上这一部分总长为 A-B 为 2900mm=3.122=4.8mm，符合要求。Ev600l计算处受的总挠度2P105000058. 0185000032. 0222FEDFvvvv =1.53+1.64+1.23-0.59-0.61南昌航空大学科技学院学士学位论文40 =3.2mm=3.22=4.8mm，符合要求。Fv600l计算处受的总挠度：4P60000032. 06000012. 06000015. 06000014. 02GGvv=0.37-0.84-0.9-0.72+0.192=-1.9机架上这一部分总长为：=1000mm6l引参考文献1可知，在悬臂梁中，受弯构件的跨度 为悬臂梁的悬伸长度的两倍。l=1.9=1.09t，所以选来计算支柱压应力。ARB
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