起重机主起升机构设计

1、起重机主起升机构设计按照布置紧凑的原则采用图A所示方案，采用双联尚且轮组按Q=10t查2表3-2-8取滑轮组倍率ih=3承载绳分支数：ih=3 z=6Z=zih=2X 3=6图A亠查2表3-4-11与3-4-12得选号为8217/220得其质量 G=24627kg两动滑轮间距L=270mm若滑轮组采用滚动轴承当in=3查表23-2-11 得滑轮组效率n n=0.98钢丝绳所受最大拉力：选择82171220吊钩组查表21-2-9 得A为中级工作级别，查3表2-4中级工作类型 =6X 17.425=104.55KN查1表选用钢丝绳6X 19绳纤维芯，钢丝公称抗拉强度1850N/mrr光面钢丝，右交

2、互捻，直径d=21.5mm,钢丝绳最小破断拉力Sb=324KN钢丝绳 6 X 19-21。5-1850-I-光-右交 GB1102-74 d=21.5mm滑轮的许用最小直径D d(e-1=21.5(30-D=624mm式中系数e=30由2表2-4查得，由2表2选和滑轮直径D=630mmD=630mm滑轮 E2 21.5 X 630- 140 Zbj80006.8 87卷筒直径 D _d(e-1=21.5(30-1=624mm由1表13选用D=630mr卷筒绳槽尺寸由1查表3-3-3槽距 D=630mmPi=25mr,绳槽半径 R=12mm卷筒尺寸L=2 X 25+270=1007mmZoZo=

3、2L1L1 =A=270mmD0D0=D+d=630+21.5=651.5卷筒壁厚S =0.02D+(6 10=0.02 X 630+(6 10=1923mm取 S =20mm卷筒壁压应力计算o- max=S =20mm选用灰铸铁HT20Q最小抗拉强度(T b=195mpa许用压应为(T y=一工|T ymaxV T Y故抗拉强度足够T ymaxV T y卷筒拉应力验算由于卷筒长度 23D尚应校验由弯矩产生的拉应力，卷筒弯矩如图B:二二S1Fmax1Sax卷筒最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时：M=Smal=Sma /I =17415 X (工=6421112.52 mm卷筒断面系数W=0.1

4、 S =0.1 X式中D卷筒外径 D=630mmD 卷筒内径 D i =D-ZS =630-2 X 20=590mm式中许用拉应力于是c 1=1合成应力CT 1 V (T L卷筒强度验算通过。故选定卷筒直径 D=630mm,长度Z=1007mm卷筒槽底半径r=12mm槽距25mn,起升高度16m倍率i h=3卷筒 A630X 1007-12 X 25-16 X 3 左 zB 80002-87 c 1V c l 强度通过计算静功率式中n 机构总效率n =0.85电动机计算功率：NekdN =0.8 X 26.1=20.96kw式中系数kd由2表6-1查得，对于 MM级结构 N e=20.96kw

5、K=0.75 0.85 取 K=0.8查1附表28选用电动机 YZR315旗 2(25%=72kwni=725rpmGD d=34kg 电动机质量 G=1170kg选电动机 YZR 315M按照等效功率法求JC=2%所需的等效功率：0 式中 工作级别系数 =0.5N x=11.3535kwr系数，根据机构平均起动时间与平均工作时间的比重Vtp/t g）查得。由2表6-3，一般起重机构 tp/t g=0.10.2 取tg/t p=0.1由2图6-6查得 r=0.87MvN由以上计算结果 Nv Z，故初选电动机能满足热条件，电动机发热卷筒转 速验算通过。减速器总传动比选减速器查1表附表35选ZQ-

6、500- II -3CA减速器，当工作类型为中级 ZQ-500-1 -3相当工作级别为 M级）时许多功率M=12kw, i o=40.17,质量 G=345kg,主轴直径 cL=50mm轴端 L1=85mm锥形）实际起升速度1V =14.8m/min误差实际所需等效功率由2公式6-16）得输出最大径向力式中 aSmax=2X 17425=34850 N=34.85KN式中 M=981 n=1.5E=1.8由1附表29查得YZR-42-8电动机轴端为圆锥形 d=65mm l=105mm,从1附表34查得ZQ-500减速器的高速轴为圆锥形 d=50mm l=85mm靠电动机轴端联器，由1附表43选

7、用CIZ3半联轴器，其图号为 S139,最大容许 转矩Mt=3150NmM值飞轮力矩,质量 G=23.2kg。浮动轴的两端为圆柱形 d=45mm, l=85mn，靠减速器轴端联轴器，由1附表45选和 300mm制动轮的半齿联轴器，其图号为S124,最大容许转矩Mt=3150Nm飞轮力矩质量38.5kg为与制动器YN=315/23相适应将S124联轴器所需 300mm制动轮修改为 315应用，带 315mm制动 轮半齿联轴器图号S19&起动时间|t p=1.135式中11静阻力矩| 平均起动转矩 Gj=4.56kN R maFR R=20.5kN目II由2公式 * maXMi 0 nM式中Mhx

8、M减速器输出轴强度足够?max=2.8n 1=0.95 M=26500NmMnax=0.8 X 2.8 X 218X 40.17 X 0.95=1835NmM=26500Nm由以上计算所选减速器能满足要求，所需静制力矩式中 kz=1.75由1附表选用YW 500/80制动器。其中制动转矩Mz=8001400Nm制动轮直径 D=500mr制动器质量 G=124.4kg半齿联轴器dZ3,图号S180高速联轴器计算转矩由26-26 ）式:M=n M=1.5 X 1.8 X 981=2648.7NmMa=1.5Mc=1.5 X 981= 14715Nm查2对于380t通用桥式起重机起升机构的t d=1

9、5sec，此时tp1s由2式6-24 ）得 制动时间t z=0.337s t訂=0.883sec t t 訂式中查1表 6-6 查得许用减速度 a =3111NI 888.9N电动机静功率:式中Pj=满载静阻力n =0.9 机构传动交率 m=1驱动电动机台数初选电动机功率N=kdNj=1.15X 2.59=2.98kw式中 kd=1.15由附表30选用电动机JZR-12-6电机质量G=80kyf等效功率电动机JZR-12-6式中 k 25=0.75r=1.12由此可知22=0.466kgf.m满载启动时间t q(Q=Q=3.24SEC无载启动时间Tq(Q=0=0.76sec由1表7-6查得当V

10、Xf30 60m/min时tq推荐值为 5 6sect qt q(Q=Q故所选电动机满足快速起动要求起动状况减速器传递的功率N=汽 |=280+式中 Pd=R+Fg=R+=606.9kgf-计算载荷m -运动机构中同一级传动减速器个数 m =1因此 N=|=4.9kw所用减速器的N中级=2.8kwN,如改选大一号则中心距将有 400增至600mn 相差太大考虑到减速器又一定过载能力 N,故不再变动。由于起重机系室内使用的，故坡度及风阻力矩均不计。故在无载起动时，主动车轮上轨道接触圆周切向力：T(Q=0：=445.1kgf车轮与轨道粘着力Fq=0 =Pf=200x0.2=400kgf故可能打滑解

11、决的办法是在无载起动时增大起动电阻延长起动时间满载起动时，主动车轮与轨道接触的圆切向力=355.9kgf车轮和轨道粘着力Fq=q =Rf=T(q=q故满载时不会打滑，因此所选电机合适由1查得对于小车运行机构的制动时间tz3 4sec取tz=3sec。因此所需制动力矩M=1.88kgf由7表23-25选用Jwz-200/100制动器，额定制动力矩 Mz=4kgf.m考虑到所取制动tz=3sec与起动时间tq=3.25sec很接近并已验算不打滑条件，故略去制动不打滑条件的验算（1）机构高速轴上全齿联轴器的计算扭矩Mjs= M n =2x3.75x1.4=10.5kgf.m=2 等效系数nI =2

12、-安全系数Mi 相应于机构Jc%值的电动机额定力矩折算到高速轴上力矩=3.75kgf.m 由2图33-1查电动机JZR2-12-6两端伸出轴为圆柱形 d=35mml=80mm及 d =35mm l =87mm由2表 21-15 查得 ZSC-400减速器轴 端圆柱形的的的di=30mm里l=55mm故从7表21-11中选一个全齿联轴 器Cl联轴器 .其 最大允 许扭矩Mma=71kgf.m，飞轮矩 GD） i=0.72kgf.m 2,重量 Gz=71kgf。高速轴端制动轮，根据控制器 JZW-200/100,由7表23-59选用制动 轮 200-Y35，Q/ZB118.2（Y,飞轮矩 M1js

13、（标记中分子数且表示浮动轴端直径1）疲劳验算 低速浮动轴的等效扭矩M=1式中门=1.4等效系数由上节已取浮动轴端直径d=50mm其扭转应力浮动轴载荷变化为对称循环 因运行机构）反转扭矩值相同允许用扭转应力式中 材料 用 45 钢二b=6000kgf/cm2, s=3000kgf/cm2, -1=0.22. 8=0.22x6000 =1320kgf/cm2, s=0.6, G=0.6x3000=1800kgf/cm2.K=K x Kt-考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数，参数起升机构计算取k=2.5ni=1.4-安全系数查表2-21得因此n .-1k疲劳验算通过2)静强度计算静强度计算

14、扭矩式中-ch -动力系数 5=2.25扭转应力许用扭转剪应力因此ii静强度验算通过max=55 60mm取 di=60mm,浮动轴 d=50, d仁60三、起重机大车的设计跨度22.5为中等跨度，为减轻重量决定采用本书图6-1a的传动方案按照图6-4所示的重量分布计算大车车轮的最大轮压和最小轮压满载时，最大轮压ma6.9KN空载时，最小轮压车轮截面的计算载荷车轮材料采用 ZG340-640由1表5-2取k2=0.101R-曲率半径R=400mmm-由轨顶和车轮的曲率半径之比Pe验算通过Pe P验算通过P ” Pc故验算通过线接触局部挤压强度验算式中ki-许用线接触应力常数ki=66L-车轮与

15、轨道有效接触长度l=70mmD-车轮直径CQ同前Pe Pe故验算通过摩擦总阻力矩由3查得De=800轮轴型号为7520，轴承内径和外径的平均值为|mm由1表7-1 表7 8查得，滚动摩擦系数 k=0.00006m,轴承摩擦系数=0.02附加阻力系数上1.5代入上式得当满载时的的运行阻力力矩=1020N.M运行摩擦阻力当空载时电动机静功率式中Pj=Pn(Q = Q-_满载运行时的静阻力M=2-驱动电机台数=0.95-机构传动效率初选电动机功率N=k dN=1.3x4.18=5.434kw电动机 JZR2-22-6 两台式中k d-电动机功率增大系数k d=1.3由附表 30 选用 电动机 JZR

16、2-22-6,2=7.5kw,i=930r/min,(GD2d=0.419kg.m2.电动机质量为 115kg等效功率M=K25 N=0.715x1.3x2.63=4.0755kw式中K5-工作级别数- 由1按起重机工作场所得t q/t g=0.25查得=1.3由此可知MN,故初选电动机发热通过电动机发热验算通过车轮转速机构传动比查附表 35 选用两台 ZQ-400-V-421.6H =丨 N=11.7kw减速机两台实际运行速度误差合适实际所需要电机静功率由于N xi +(GD =0.468kg.m2机构总飞轮矩 i=(GE2d+(GE2i+(GE2xi=O.419+O.468=O.887Kg

17、.m2满载起动时间=9.025空载起动时间由2知起动时间在允许范围8、10s）之内，故合适。起动工作下减速器传递功率式中m -运行机构中同一级传动减速器的个数m =2因此所先用减速器的NJ c25%=11.7kwM故合适由于起重机在室内使用，故坡度阻力及风阻力均不予考虑。以下按三种 工况进行验算1）两台电动机空载时同时起动式中 Pi=p.in +P.a； =51000+69000=120000N-主动轮轮压P2=P=120000-从动轮轮压f=0.2一室内工作粘着系数2=1.05 1.2-防止打滑安全系数=3.9nn.故两台电动机空载不打滑2）事故状态 当只有一个驱动装置工作，而无载小车位于工

18、作台的驱动装置这一边时则式中Pl=Pnax =69000N-工作的主动车轮轮压P2=2Rin +Pma=2x51000+69000=171000N-非主动轮轮压之和tq（Q=0 - 一台电动机工作时空载起动时间nn2故不打滑3）事故状态 当只有一个驱动装置工作，而无载小车远离工作的驱动装置这一边时，则与第2种工况相同 2故也不会打滑，起动不打滑验算由1取制动时间tz=5s按空载计算制动力矩，即 Q=0代入1的7-16 ）式式中-坡度阻力-制动器台数，两套驱动装置工作现选用两台YWZ200/23制动器，查附表15得其额定制动力矩Mz=112N.m 为避免打滑，使用时需将其制动调至 26.54N.m以下。考虑到所取的制动时间ts三tqQ=0，在验算起动不打滑条件时已知是足够 安全的，故制动不打滑验算略。根据机构传动方案，每套机构的高速和低速采用浮动轴1.机构高速轴的计算扭矩式中Mi-联轴器的等效力矩1 等效系数，见表2-7表，=2由附表31查得电动机JZR-22-6轴端为圆柱形d=35mml=80mm 由附表34查得ZQ=400减速制动高速端为圆柱形 d=40mm l=60mm，故在靠电动机端从附表 44中选两个带200制 动轮的半齿