桥式起重机起升机构设计

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题目100/30t四主梁铸造桥式起重机起升机构设计说明书

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摘要1

Abstract!

第1章绪论3

1.1对起重机研究意义3

1.2国内外起重机3

1.2.1国外起重机3

1.2.2国内起重机开展方向4

1.3设计内容4

第2章主起升机构的设计5

2.1确定起升机构传动方案，选择滑轮组和吊钩组5

2.2选择钢丝绳5

2.3确定滑轮主要尺寸6

2.4确定卷筒尺寸并验算强度7

2.5选电动机9

2.6验算电动机发热条件1()

2.7选择减速器10

2.8选择制动器12

2.9选择联轴器12

2.9.1高速轴联轴器12

2.9.2低速轴联轴器13

2・10验算起动时间13

2.10.1起动时间〃验算13

2.10.2起动平均加速度

2・11验算制动时间14

2.11.1满载下降制动时间14

2.11.2制动平均减速度15

第3章小车运行机构18

3.1确定机构传动方案18

3.2选择车轮与轨道并验算其强度18

3.3运行阻力计算19

3.4选电动机20

3.5验算电动机发热条件21

3.6选择减速器21

3.7验算运行速度和实际所需功率21

3.8验算起动时间21

3.9按起开工况校核减速器功率22

3.10验算起动不打滑条件23

3.11选择制动器23

第4章副起升机构设计.......................................27

4.1确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组.......................27

4.2选择钢丝绳...........................................27

4.3确定卷筒尺寸并验算强度................................28

4.4计算起升静功率........................................28

4.5初选电动机............................................29

4.6选用减速器...........................................29

4.7电动机过载验算和发热验算..............................29

4.8选择制动器...........................................30

4.9选择联轴器...........................................31

4・10验算起制动时间.......................................31

第5章大车运行机构的设计...................................35

5.1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..........................35

5.3选择车轮轨道并验算起强度36

5.4运行阻力计算37

5.5选择电动机38

5.6验算电动机发热条件38

5.7选择减速器38

5.8验算运行速度和实际所需功率39

5.9验算起动时间39

5.10起开工况下校核减速器功率40

5.11验算起动不打滑条件41

5.12选择制动器42

5.13选择联轴器43

5.13.1机构高速轴上的计算扭矩43

5.13.2低速轴的计算扭矩44

5.13.3浮动轴的验算44

参考文献46

致谢

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=10030t,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：桥式起重机；起升机构；小车运行机构.

Abstract

Accordingtothemechanicaldesignstandardsanddesignstandardsfor

cranesandotherpartsoftheselectioncriteria,basedonthegiven

parametersandthespecificworkingenvironment,thedesignofthebridge

cranecaragencies.Liftingbodiesusingmotor-drivenlayoutwiththeuse

ofmotoraxisequalaxisreellayout.Cardrivingwheelusedtorun

institutionsacrossthelayout,concentrateddrive.Betweenthevarious

componentsofcompensationwiththeperformanceoftheuseofthegear

couplingtoconnectwiththecouplingwheelbrakeinstalledontheaxis

ofhigh-speedreducer,sothatevenifthecouplinghasbeendamagedcan

bebrakedrumbraketoensurethatsecurityagencies.Inorderto

facilitatethehoistingmechanismandincreasethecompensation

arrangementofcapacitybetweenthemotorandreducerwithfloating-axis

connection.Semi-roundwithbrakeandbrakegearcouplingnearthe

reducer,ifthefloating-axishasbeenbroken,brakescanstillbrake

drumlive.Keywords:bridgecrane；hoistingmechanism；carrun

institutions；Themovingmainframe。

ThecraneisbridgecraneforliftingweightQ=100t,hoistingheightH=26m,lifting

speedv=24m/min.Thecraneisconsistedofaliftingmechanism,anelectricmotor,a

brake,aspeedreducer,asetofdrumunit,apulleyandasetofhookdevice.Required

liftingequipmentrunningsmooth,accurate,safe,reliableandadvancedtechnical

performance.

Keyword:bridgecrane；hoistingmechanism；carruninstitutions

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，它的开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，而且平安性要好，可靠性要高，要求具

有优异的耐久性、无故随性、维修性和使用经济性。加强对桥式起重机的研究和改良，

促进其不断开展，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开展，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

量方向开展。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圻占比例逐渐增加，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%o

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。

有关调查资料说明，65%的起重机械用户主要是为了提高生产率、减少劳开工资，

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

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要开展趋势如下：

(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、系统和规模化开展。

(3)向大型、高效和节能化开展。

(4)向模块、通用化，向简易、多样化开展。

(5)重视产品的合理人机关系、外观造型与外表涂装，有利于提高作业效率和操

作平安舒适。

1.2.2国内起重机开展方向

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良：

(1)改良起重机械的结构，减轻自重。

(2)充分吸收利用国外先进技术。

(3)向大型化开展。

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

10030321416112450/7080

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。

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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那么，采用闭式传动起升机构构造型式，采

用了双联滑轮组，按。=100/,滑轮组倍率i/产6,承载绳分支数：谷2大尸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，wot钢丝绳缠绕图

滑轮组倍率i后6时，查《起重机设计手册》得滑轮组效率四F0.95钢丝绳所受最大

拉力：

滑轮效滑轮组效率

率滑轮组1音率

23456810

滚动轴承0.980.990.980.97C.960.950.930.92

滑动轴承0.960.980.950.93C.900.880.84

表（1）吊具自重与起重量的关系

Q+G0(100000+3500)*9.8

S

max=2ihnh=2*6*0.95=88973N

Q——额定起重量,Q=lOOt;Go--------吊钩组重量,Go=3500kg

查《起重机设计手册》，工作级别M8时，平安系数n=9,钢丝绳破

断拉力Sbo

Sb=〃・Smax=9x88973=8OO.75kN

钢丝绳是起重机的重要部件，也是平安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

拟的选择。

d=C\lss为单根钢丝破断拉力S=Smax/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OL1770NW/L

选择系数C值

机构工作级别钢丝绳公称抗拉强度平安系数n

155017701850

M1~M30.0930.0890.0854

M40.0990.0950.0914.5

M50.1040.1000.0965

M60.1140.1090.1066

M70.1230.1180.1137

M80.1400.1340.1289

J=O.l34*V800750/12=34/加

钢丝绳型号W6xl9-34.0-镀-右图1102-74

2.3确定滑轮主要尺寸

滑轮的许用最小直径：

D>h2(l

查表根据工作级别查《起重机械》〃2=25卷筒加=2()

机构工作级别e

M1~M314

M416

M518

M620

M722.4

M825

D2h2d=25*34=850

查《起重机课程设计手册》，取滑轮直径D=850nun;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El18x850-120ZBJ80006.8-87

2.4确定卷筒尺寸并验算强度

1.卷筒直径：D=hid=25x34=850

2.卷筒绳槽尺寸：由《起重机械》查得槽距t=26mm,槽底半径厂11mm。

3.确定卷筒长度并验算起强度：

如下列图2-3所示

2-3卷筒尺寸筒图

L=(2Lo+h+12)+h

、14*6*103

Lo=(--------+n)t=(+2)26=839mm

n•Do兀*886

Do=D+d=850+34=884mm

Lo一螺旋绳槽同部及度；H一起升高度；

Do一卷绕直径；n—附加平安圈数，取2；

11一绳尾固定局部长度，按固定方法确定，一般取1尸31二78

12一卷筒两端空余局部长度，取50mm

13一卷筒中央不切槽局部长度，取其等于吊钩组两工作动滑轮的间距，

即L3二A二87mm，实际长度在绳偏斜角允许范围类可以适当增减。

经计算：L=(2Lo+l：+l2)+13句893〃〃〃取L=2000mm.

卷筒壁厚：6=0.020+(6〜10)=0.02x850+(6-10)=23~27mm,取b=25mm卷筒壁压

应力验算：

5=，88973

ynm77=().015X().02=296.58X106/V/m2=296.58MPa

由《起重机械》选用灰铸铁Q460c,最小抗拉强度3b=460MPa,

8

许用压应力：俗),]=n\=4605/1.5=306MPa<dh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：

S(_M2000-87

皿-£LJ11)=88793x---------------=84930504N•inm

22

卷筒断面系数：

D4-D40.854-0.84R

3

W=0.1x-----------=0.ix=0.0132mm

D0.85

式中：D——卷筒外径，D=850nmi=0.85m；

Di——卷筒内径,D产D-28=800mmo

那么Afs84930504

61=—==6.434MPa

W0.00132

合成应力：

81'=6|+—max=6.434+—x296.58=96.485MP〃

Sy303

式中许用拉应力：

[8/]=8/n=460/5=92

/.8/<18/J

卷筒强度验算通过。

应选定卷筒直径D=850mnb长度L=2000mni,卷筒槽形的槽底半径槽矩

t=26mm；靠近减速器一端的卷筒槽向为左的A型卷筒。

卷筒A850x2000-11x26-14x3左ZBJ80-007.2-87

2.5选电动机

起升机构静功率：

P(0+Go)*9.8u

j=1000x60“=IO2x6Or)

式中：”——起升机构的总效率，一般H=0.8-0.9,取0=0.85；

P=(g+Go)r=(iQO+3.5)x1000x14=326.29W

j102x60t]102x60x0.85

电动机计算功率：Pe>GPj=0.8x326.29=261.033AWG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=6o

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579r/min,最大转矩倍数为3.4,转动惯量为

8.68kg•nT,质量为1156kg,输出端轴径为95irm。

2.6验算电动机发热条件

Ps=GPj=0.Sx326.29=261.03KW

式中Ps——稳态平均功率，kw

m---电动机台数，m=l

由以上计算结果，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+Go)V2.1*103500*9.8*16.4_____

Pn=270W>--------------==268.18kw

in•MlOOOq1*2.2*1000*0.95*60

式中解一一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：

i=579=31.41

°n

118.43

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

用丁起升机构的选用方法：

[p]J2(1+(P2)X1.12(T).^0.5x2.lx1.12Tx75=70.31

式中(P2一一起升载荷动载系数；

I——工作级别，/=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平安的重要部件，起升机枸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平安系数，制动转矩匚应满足下式要求：

所需静制动力矩：

、一,(2+Go)Dpr|103500*886*094*9.8

MZH二KZHMj=2.52.5=2229.1NM

2\hi2*6*31.5

式中：K==2.5-制动平安系数

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85kgo

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=k]kyTmax=l.8x1x0.7x3.4x9550x57975=529.951(Nm)<[r]

式中T——所传扭矩的计算值Nm；

k\——联轴器重要程度系数，对起升机构，h=1.8；

fa----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：

CL5联轴65x142

器JB/ZQ4218-86,其许用转矩为[7]=8000N〃?，转动惯量

J1B55x84

0.45kg•m2o

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起动时间年验算

〃0，]579x14.81

tq=9.55(7；-Tj)=9.55x(1855.57-526,53)=0.68(s)w["]=(4~6)s

式中no----电动机额定转速(r/min)；

Tq——电动机平均起动转矩Nm,按下式计算：

75

Tq=1.5x9550x579=1855.57Nm

Tj--电动机静阻力矩N机，按下式计算：

Tj=(2+Go)Do=16467x0.518x9.8=526.53Nm

2-m-i-t]2x3x31.5x0.84

[J]一一机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量(kg•哈，

(Q4-G)D2

[j]=\A5(Jd+Je)+-----

40/wir|

按下式计算：=1.15x(8.68+l6.3+4)+1"6"OS1&x9・8&g•巾?)40x

3zx31.5zx0.84

=14.81

系数L15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,

那么按J=GD42

Jd一一电动机转子的转动惯量(kg・而)；

Je——制动轮和联轴器的转动惯量(kg-of)；

[rj一一推荐起动时间(s)0

所以起动时间满足要求，

2.10.2起动平均加速度*

的="=_11£=O.4O(〃"S2)<[a]

tq60x0.68

a

式中q——起动平均加速度

(m/s2)；V——起升速度

(m/s)；

[a]2.

)O

所以该起动时间适宜。

2.11验算制动时间

2.11.1满载下降制动时间

〃■»1]1.1x579x14.81F]

9.55⑺-Tj)9.55x(1043.24-415)

式中n----满载下降时电动机转速(r/min),通常取〃=1.1/zo：

Tz——制动器制动转矩Nm；

Tj——满载下降时制动轴静转矩Nm,按下式计算：

(Q+Go)Don(16000+467)518*0.94*9.8

Tj=----------==415NM

2ihi2*3*31.5

[j]一一下降时换算到电动机轴上的机构总转动惯量(kg・武)

[/z]——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

L1X16'=019(m/s2)W[a]，二60x1.57

式中v----满载下降速度，v=l.lvO

所以该制动时间适宜。

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拟均匀。减速器位于小车主动轮一侧的传动方式，安装和维

修比拟方便，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列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G1L6300版o

假定轮均布：

Pn^=l/4(Q+G“)=/，(30000+6300)=9075依=9075N

车轮最小轮压：

Pmin=-4G.=14x6300=1575伙=15750N

初选车轮：由《起重机设计手册》可知，当运行速度40〃"min时，

―—4.76〉1.6,

G«6.3

工作级别为高级时，车轮直径D=400〃〃〃，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

Pe=21皿士上皿=2x90750+15750=65750N

33

车*仑材料，取ZG340-640,o尸340M

线接触局部挤压强度：*=K1DeLCxC

2=6.0x400x46x0.94x0.8=830208^/

K1一一许用线接触应力常数(N/mn?),由《起重机运输机械》查得Ki=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》，厂46mm

G一—转速系数，由《起重机运输机械》，时，3二0.94；_

G——_L作级别系数，由《起重机运输机械》，当乍级别为M8时，00.8；

Pd>Pc,故通过

点接触局部挤压强度：

P^=K2^1CIC2=0.18Ix200x()94x0.8=140321N

in0.3X8

2

式中：K2——许用点接触应力常数(N/mni),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，

乍轮nr=D/2=200mm

轨道曲率半径n=200由《起重机课程设计》，故取R=400mm；

m一一由r/R比值(r为rl,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'、>P

CC,故通过根据以上计算结果，选定直径

DcMOO的双轮缘车轮，

标记为：车轮DYL-400GB4628-84

3.3运行阻力计算

摩擦阻力矩：

M片(Q+Gxc)(K+/2)。

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心120+215=]67.5〃"〃，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u=0.02,附加阻

力系数3=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

M…0・o)=(0+&)(K+R。=(30000+6300)x(0.0009+0.02x0,1675)x2

22

=127.077依•加=1270.777V-/n

运行摩擦阻力：

M

EM<?=0=—1270.77=6353.85/V

D.20.42

无载时运行阻力矩：

A/m<Q・=Gw(K+口')p=6300x(0.0009+0.02x0,1675)x2

2

=32.445依.m=324.45N•m

运行摩擦阻力:^<o=o>=324.54/0.2=1622.7N

3.4选电动机

电动机静功率：

N产P2/]000n—6353.8x50/1000*0.9*60=5.88KW

式中号=Pm(Q=Q)---满载时静阻力；

n=0.9——机构传动效率：

m=l——驱动电机台数

初选电动机功率：N=K，N产1.15义3.71=4.267KW

式中K”一一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,

22

nl=715r/min,(GDX/=1.456^-///，电机质量Gd=260kgo

3.5验算电动机发热条件

等效功率：

Nx=KgNj=O.75x1.12x5.88=3.1S7KW

KK

式中25——工作级别系数，由《起重机运输机械》查得，当JC=25%时，25

=0.75；

Y一一由《起重机运输机械》查得，'％=0.2,

查《起重机运输机械》得丫=L12Nx<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：

%io25.69

'"/

误差：£=KzEi=43.8-41.21X100%=5.91%<15%,故适宜。

K43.8

实际所需电动机等效功率：

Nx=N，L=3.187xiL21=2.998KW<M,故适宜

»43.8

3.8验算起动时间

起动时间：

tq=---------------[mc(G£>2)+2+逝]

38.2(〃也厂％)M'n

式中nl=715r/min；

m=1---驱动电动机台数；

Mq=\.5M(=1.5x9550N—=i.5x9550x生=320.56N•加

n\715

满载运行时折算到电动机轴上的运行静阻力矩：

M(o=Q)=Mm<Q"=1148.45=46.74%.〃?

/on27.3x0.9

空载运行时折算到电动机轴上的运行静阻力矩：

Mm(°=°)324.45

M(。=0)=r==13.2N•ni

zorj27.3x0.9

初步估算制动轮和联轴器的飞轮矩：

(G/?)z+(G/?)c0.6依m2

本机构总飞轮矩：

C(G02)『C(G/)2)什C(G/)2)#C(G02)『1.15x(1.465+0.6)=2.3747依.m2

式中C山《起重机运输机械》得知计及其他传动K轮矩影响系数，折算到电动

机轴上可取C=l.15

满载起动时间：

715(16000+6300)x0.52

小o・0)=38.2x(1x320.56-46.74)x[2.3747+27.32x0.9J=0.729s

无载起动时间：

7156300x0.52]八』

tq(Q=0)-x[2.3575+]—0.]4s

38.2x(lx320.56-13.2)27.32x0.9

由《起重机运输疝械》得，当讪=44.6〃?/min=0.74〃?/sH寸，[lq]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按起开工况校核减速器功率

起动状况减速器慢递的功率：

N=PM'=29720x41.21=0.424

1OOOrjm1000x60x0.9x1

Pd=Pj+PN=Pj+Q+5cVe

g60"Q=o)

=4593.8+（16000±63001X10x41.21=56A1N

g60x0.14

——运行机构中同一级传动的减速器个数，二1

所用减速器［N］中级〈N,但考虑减速器有一定过载能力，应选用的减速器可行。

3.10验算起动不打滑条件

因室内使用，故不计风阻及坡度阻力矩，只验算空载及满载起动时两种工况。

空载起动时，主动车轮与轨道接触处的圆周切向力：

Gd

匕v.P（K+厂）pn+PK

gg6Qt+

仪GO；De2

3150x(0.0009+0.02xX2+3I50X0.0009

630041.21___________________________2_____________________

=9.81x60x0.14+0.5

乙

-30.474UV

车轮与轨道的粘着力：

Fg尸Pif=31500x0.2=6300kg=63000N>T(0⑷

故不会打滑。

满载起动时，主动车轮与轨道接触处的圆周切向力：

。+以v/P(K+R')P+PK

T_21

@。>g60t+

)De2

0.1675

16000+63(X)41.2111150x(0.(X)09+().()2x2)x2+1115()x0.0009

9.81x60x0.729+0.5

2

二24.4664N

车轮与轨道的粘着力：

尸(。=。尸〃|/=11150x0.2=2230kg=22300N>T(Q=Q)

故满载起动时不会打滑，因此所选电动机适宜。

3.11选择制动器

由《起重机运输机械》查得，对于小车运行机构制动时间tzW4s,

取tz=3s

所需制动转矩：

、(Q+GQ(…")

M=1{—[mc[GD2)+—心库乎—T]]----------------n)

zm38.2/iixi

zoo

1715(16000+6300)x0.52

=1{不[2.3747+27字X°刈

0.16752

(16000+6300)X(0.0009+0.02x------)x10-x

0.9)

27.3

=45Nm

由《起重机课程设计》选用YWZ5315/23,其制动转矩MeZ=180Nm考虑到所取

制动时间tZ=3s与起初时间二0.729s差距不大，故可省略制动不打滑验算。

第4章副起升机构设计

4.1确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组

按照构造宜紧凑的原那么，采用了单联滑轮组.按Q=30t,取滑轮组倍率曲

二4,因而承载绳分支数为Z=8。

Go吊具自重载荷，查下表2-5其自重为：G=2.0%xR尸0.02x30=0.6t

额定起升载荷Q(KN)吊钩自重载荷

32-802%Q

100-2002.5%Q

320-5003%Q

630-12503.5%Q

1600-25004%Q

表2-5

4.2选择钢丝绳

假设滑轮组采用滚动轴承，当ME,查表得滑轮组效率h力二0.97O

钢丝绳所受最大拉力：

SGo+。30600X9.8

=hhxf/,xx=lx4x0.97=77.28kN

滑轮效滑轮组效率

率滑轮组倍率

23456810

滚动轴承0.980.990.980.970.960.950.930.92

滑动轴承0.960.980.950.930.900.880.840.86

选择系数C值

机构工作级别钢丝绳公私，抗拉强度平安系数n

155017701850

M1~M30.0930.0890.0854

M40.0990.0950.0914.5

M50.1040.1000.0965

M60.1140.1090.1066

M70.1230.1180.1137

M80.1400.1340.1289

按下式计算钢丝绳直径d:

d=ex.^max=O.134x^^28^13.17mm

c:选择系数，单位,选用钢丝绳a8二1770N/mm2,

根据M8及6)查表得c值为0.134,选不松散瓦林吞型钢丝绳直径d=14mn)o

其标记为6W(19)T4T85-I-光-右顺(GB1102-74)

4.3确定卷筒尺寸并验算强度

卷筒直径：

查表得：卷筒加工22.4；滑轮彷二25

卷筒最小卷绕直径Domin=hixd=22.4x14=313.6

滑轮最小卷绕直径^^由二心乂d=25x14=350

考虑机构布置及卷筒总长度不宜太长，滑轮直径和卷筒直径一致取D=350师。

卷筒长度：L=1500mm

卷筒壁厚6=0.02D+(6"10)=[0.02x300+(6~10)]mm=12~16mm,取8=16mm,应

进行卷筒壁的压力计算，

卷筒九速wmvn4x19.5

==r/min=80.13r/mino

兀Z)o3.14x0.31

4.4计算起升静功率

p._(Q+G。"=(30+0.6)x16x9.8x1034《即

7

60xl()()()n60x1000x0.894

式中n起升时总机械效率n=月为的田/=0-97X0.94X0.992=0.894

中为滑轮组效率取0.97；v\ch为传动机构机械效率取0.94；1为卷筒轴承效率取

0.99；中连轴器效率取0.99o

4.5初选电动机

PJC^GPj=O.8x89.44=71.55kW

式中P./C：在JC值时的功率,单位为kW;

G：稳态负载平均系数，根据电动机型号和JC值查表得G=0.8o

选用电动机型号为YZR400L1-10,PJC=1U.263KW,njc=955r/min,最大转矩允

许过载倍数Xm=2.5；飞轮转矩GD2=1.5KN.m2o

4.6选用减速器

减速器总传动比：i=!11=255=12.02,取实际速比i=16

n

起升机构减速器按静功率与选取，根据Pj=89.44kW,=951.9r/min,f=16,

工作级别为M8,选定减速器为ZQH50,减速器许用功率［Pnj］=90KWo低速轴最大扭

矩为M;为OOON.nu

减速器在955r/minE寸许用功率［尸万］为［P'〃,］=31*955/1000=29.5kw

头际起升速度v»==19.334m/min；

16

18.17x15.865

实际起升静功率P,=

=18.02kWo16

fflH类载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩.

4.7电动机过载验算和发热验算

过载验算按下式计算：

PHxg+Gpxv=2Jx(30+0.6)x103乂19.5x9.8=ll.49kw

〃入加l()()0r|a1x2.51000x0.894x60

P尸17KW,此题P〃恰好与Pjc=P25的功率相等。

式中P〃：基准接电持续率时，电动机额定功率，单位为kW；

H:系数，绕线式异步电动机，取H=2.1；入m:基准接电持续率时，电

动机转矩允许过载倍数，查表得入m取2.5；

m：电动机个数；

n：总机械效率n=0.894。

发热验算按下式计算:P2P3

式中P：电动机在不同接电持续率JC值和不同CZ值时允许输出功率，单位为

kW,按CZ=150,JC值=25%,查表得P=15.393kW；

nGx(Q+G°)xv,_0.8x(30+0.6)x103。19.5x9.8

r3=----------------==6.56KVV

1000wr|1000xIx0.894

P=15.363>Pj

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

MK小Mj

式中M立制动力矩，单位为N.m；

Kzh：制动平安系数，查表M5得Kz行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)0(30+0.64)x103x0.31x0.894x9.8

M'尸2疝【2x4x16

n'：下降时总机械效率，通常取n'-ngo.894

I

Mzh二MzhM产2x

根据选用旌〃=286.24N.m选用YWZ5315/30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Kzh=29DN.mo

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,那么满足要求。

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=84mm0

选取梅花弹性联轴器:型号为MLL6T-200,[M]=630N.m；GD2=26.8Kg.tn2；型

号为MLL6,[M]=630N.m；GD2=1.85x4=7.4Kg.m2o