【《桥式起重机的起重机构的设计计算》3200字】

桥式起重机的起重机构的设计计算目录TOC\o"1-3"\h\u30773桥式起重机的起重机构的设计计算 1199961.1确定起升机构传动方案 180351.2吊钩组的选择计算 224905(1)吊钩形式选择 211859(2)吊钩主要尺寸的确定 2131091.3选择钢丝绳 3133161.4确定滑轮主要尺寸 318661(1)滑轮的许用最小直径： 3131241.5确定卷筒尺寸，并验算强度 427727(1)卷筒直径： 416170(2)卷筒尺寸： 422869(3)卷筒壁厚： 427788(4)卷筒壁压应力验算： 432754(5)卷筒拉应力验算： 518445(6)卷筒的抗压稳定性验算 627780(7)钢丝绳在卷筒上的固定 615798(8)卷筒转速的计算 7121721.6电动机的选择 71591(1)电动机静功率的计算 710341(2)电动机功率的选择 839001.7减速器的选择 829377(1)减速器传动比的确定 816264(2)标准减速器的选择 829925(3)减速器的验算 9155271.8校验电机的过载和发热 915618(1)电机过载能力校验 918300(2)电机发热校核 1036141.9制动器的选择 10117671.10联轴器的选择 1116737(1)电机与浮动轴连接处联轴器 11945(2)减速器与浮动轴的连接处联轴器 1117411.11起动时间的验算 128261(1)起重时间计算 12当前知道数据：起重重量主钩20吨；起升高度14米；起升速度20米/分；小车运行速度45米/分；工作类型均为中级，机构运转持续率JC%=25。1.1确定起升机构传动方案根据节省空间的工作原则，采用方案如图2.1所示，选取了双联滑轮组。按Q=20t，查表取滑轮组倍率m=4，承载绳分支数：Z=2ih=8图2.1起升机构简图1.2吊钩组的选择计算(1)吊钩形式选择吊钩采用倍率m=4的双联滑轮组,故采用长形吊钩组吊钩用普通的短吊钩(2)吊钩主要尺寸的确定图2.2吊钩主要尺寸图D=160h=180mmB=140mm钩身强度计算计算公式：N/（2.1）式中：A—断面面积，A=15840—断面重心坐标，=65mm—断面形状系数，=0.096—起升动力系数，=1.56对于20钢，查表得；取安全系数n=1.3，则许用应力为： （2.2）1.3选择钢丝绳钢丝绳所受最大拉力：=26288.7N（2.3）—滑轮效率，取=0.97m—起升倍率，m=4n—安全系数，取n=6查表得,繁重工作车间及仓库类型和工作级别M6，安全系数n=6按下式计算钢丝绳直径d=c=0.114mm/N=19.44mm（2.4）c:选择系数，单位mm/，用钢丝绳=1700N/mm²，据M6及查表得c值为0.114。选不松散瓦林吞型钢丝绳直径d=20.0mm，查表选用纤维芯钢丝绳6×19W+FC，钢丝公称抗拉强度1670N/mm²，光面钢丝，左右互捻，直径d=20.0mm标记如下：20NAT6×19S+FC1670ZS220147GB/T8918—19961.4确定滑轮主要尺寸(1)滑轮的许用最小直径：D≥==500mm（2.5）式中系数e=25由表查得。由表选用标准滑轮直径D=630mm，图号Q2-218.3H.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表查得滑轮绳槽断面尺寸R=11.0mm,H=35.0mm,B1=60mm,E1=44mm,C=1.5mm.。滑轮轴径计算：材料采用45钢，b=600MPa，[]=0.75b=450MPa。按剪切强度计算滑轮轴半径：=10mm查表选择滑轮尺寸，D5=70mm,根据滑轮组的选择，查表选用6216型轴承。其标记为：滑轮A120.0×630-70JB/T9005.3-19991.5确定卷筒尺寸，并验算强度(1)卷筒直径：D≥=20.0×=380mm（2.6）由表查得e=20但是根据起重量选择：查表选择齿轮联接盘式卷筒组，选用Do=400mm，槽形JB/T9006.1—1999卷筒绳槽尺寸由表查得槽距，p=22mm，槽底半径r=11.0mm(2)卷筒尺寸：L=（2.7）===2455.1mm取L=2500mm式中Z0——附加安全系数，取Z0=2；H——最大起升高度，H=14mL1——无绳槽卷筒端部尺寸，由结构需要决定。D0——卷筒计算直径D0=400mmL2————固定钢绳所需长度，L2≈3p————中间光滑部分长度，根据钢丝绳允许偏角确定m——滑轮组倍率m=ih=4(3)卷筒壁厚：=+（6～10）mm（2.8）=0.02×400+（6～10）=14～18mm取=18mm(4)卷筒壁压应力验算：=（2.9）==66.46MPa式中：Smax=26.28KN卷筒壁厚（mm）t绳槽节距（mm）选用灰铸铁HT350，最小抗拉强度=340MPa许用压应力：===68MPa（2.10）＜故抗压强度足够(5)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2.3图2.3卷筒弯矩图卷筒最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时：====31.25kn·m（2.11）卷筒断面系数：=0.1=0.1×=20112024.96（2.12）式中：D卷筒直径，取D=400mmQUOTE卷筒内径，QUOTE=D-2=400-2×18=364mm于是===11.43MPa合成应力：=+=11.43+=31.53MPa（2.13）式中许用拉应力===68MPa∴＜卷筒强度验算通过。(6)卷筒的抗压稳定性验算P≤PK/n（2.14）式中n——稳定系数，n取1.4；P——卷筒壁单位面积上所受到的压力；其中P=2Smax/Dt==5.95MPa对于铸铁卷筒，PK==2432.5MPa则P=5.95≤PK/n=17.121.2故稳定性满足。故选定卷筒直径=400mm，长度L=2500mm；卷筒槽形的槽底半径=11.0mm，槽距p=22.0mm；起升高度=14m，倍率m=4卷筒标记为：D400×2500-11×22-14×4√JB/T9006.1—1999(7)钢丝绳在卷筒上的固定采取压板固定的固定方式，由于钢丝绳直径d=20.0mm,从表选择序号为7的压板，压板螺栓直径为M241)绳尾固定处的拉力为了减小钢丝绳固定处的拉力，钢丝绳在卷筒上应有1.53圈的安全圈。利用钢丝绳与卷筒之间的摩擦，减小绳尾固定处的拉力。根据欧拉公式，绳尾固定处拉力SG===3558.52N（2.15）式中：Smax钢丝绳最大静拉力（N）；μ钢丝绳与卷筒表面之间的摩擦系数，μ=0.120.16;α安全圈在卷筒上包角（通常取1.53圈）；e自然对数的底数，e≈2.718.2)螺栓预紧力P压板槽为半圆形，考虑钢丝绳与卷筒之间的摩擦力作用：P===5981.92N（2.16）3)螺栓强度验算压板螺栓除受预紧力的拉伸作用外，还受垫圈与压板之间的摩擦力Pμ’使螺栓弯曲引起的拉力，故螺栓的最大应力为：σ=（2.17）则σ=式中：z固定钢丝绳的螺栓数量，取z=3;d1螺栓螺纹内径18（mm）；垫圈与钢丝绳压板之间的摩擦系数，取=0.16；tP的作用力臂，t=22.5mm;[σ]—螺栓许用拉应力，取[σ]=0.8σS/1.5=0.8*225/1.5=120MPa,σS为螺栓屈服强度为225MPa.由于σ,故满足要求。(8)卷筒转速的计算单层卷绕卷筒转NT===60.7r/min（2.18）式中v——起升速度（m/s）；V=0.33m/sD0——卷筒卷绕直径，D0=400mm1.6电动机的选择(1)电动机静功率的计算（2.19）式中：Q—起升负荷，=—吊具自重V—起升速度；V=0.34m/s—机构总效率，取=0.8(2)电动机功率的选择绕线型异步电动机稳态平均功率：（2.20）初选电动机：选用YZR315S—8，额定功率，n=724r/min;过载系数：；根据JC=25%，CZ=150；查表得：允许输出功率；转动惯量1.7减速器的选择(1)减速器传动比的确定（2.21）查手册选取实际传动比：上式中：—电机额定转速，=724r/min—卷筒转速=61.7r/min（2.22）a—为滑轮倍率，a=4—卷筒计算直径；=400mmV—起升速度：V=20m/min(2)标准减速器的选择按静功率P选取：电机输入功率；输入转速：，因机构工作级别为M6故：；根据和以上数据；查手册，选取：减速器：QJR—500—12.5、III，C、W、JB/T8905.1—1999其有关参数如下：高速轴许用功率；>;满足要求。(3)减速器的验算最大径向力的验算（2.23）许用径向力：<满足要求—钢丝绳最大静拉力—卷筒重力；—起升载荷动载系数，取=1.56—减速器输出轴端的最大允许径向载荷，取=45600N最大扭矩验算：（2.24）=8612.2<=42500验算通过式中：T—钢丝绳最大静拉力在卷筒上产生的力矩—减速器输出轴允许的短暂最大扭矩，查手册：=425001.8校验电机的过载和发热(1)电机过载能力校验（2.25）>54.4KW验算通过式中：—电机额定功率；u—电动机台数；u=1—电动机过载倍数；=1.3H—电机有关系数；绕线型H=2.1V—实际起升速度—机构的效率；取=0.8Q—起升机构的总载荷；Q=(2)电机发热校核（2.26）=68.385KW>=65.26KW校核通过式中：—电机允许输出功率，查表取P=68.385KW—稳态平均功率（2.27）=65.26KW1.9制动器的选择制动转矩满足下式要求：（2.28）=1.2054根据=1.2054；查表得选取YW—500/121型电力液压块式制动器；额定制动转矩=11202240；制动轮直径：D=500mm;转动惯量：式中：—制动器制动转矩—制动安全系数；取=1.751.10联轴器的选择(1)电机与浮动轴连接处联轴器电机轴端尺寸：d=95mm(圆锥);L=170mm;浮动轴尺寸：d=95mm选取联轴器应满足下式要求：（2.29）=5328式中：—所传递扭矩计算值—联轴器重要程度系数；=1.8—角度偏差系数；=1—传动轴最大扭矩；（0.70.8）=—联轴器许用扭矩根据以上要求，查手册，选用LM12型梅花弹性联轴器；其m；转动惯量：>;选用合理联轴器标注为：LM12联轴器MT12aGB/T5272—2002(2)减速器与浮动轴的连接处联轴器浮动轴端尺寸：d=95mm减速器输入轴：d=90mmL=170mm制动轮直径：D=500mm根据以上结构尺寸和T=5328m;选取LMZ11—I—500型带制动轮的梅花型联轴器；许用转矩：=9000m>=5328m选用合理标注为：LMZ11—I—500联轴器MT11bGB/T5272—20021.11起动时间的验算(1)起重时间计算（2.30）查表推荐起动时间，=11.5S<;满足要求式中：—电机起动转矩；=1.6（2.31）—电机静阻力矩（2.32）—机构运动质量换算到电机轴上的总转动惯量（2.33）=1.15（7.05+1.715）+=12.749—电机转动惯量；=7.05—制动轮联轴器转动惯量；=1.715（2）起重加速度（2.34）1）满载下降制动时间=（2.35）=1.4S查表取=11.5S=1.4S<=11.5S满足要求式中：—满载下降电机转速；取—制动器制动转矩；=1500N—满载下降时制动轴静转矩；（2.36）=731.85—换算到电机轴上的机构总转动惯量；=（2.37）=12.734—电机转动惯量；=7.05—制动轮联轴器转动惯量；=1.7152）制动平均减速度（2.38）钢丝绳选择20NAT6×19S+FC1670ZS