畢業(yè)設(shè)計(jì)論文205t起重天車擴(kuò)容改造

1、摘 要本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況，對(duì)20/5t天車進(jìn)行了擴(kuò)容改造，解決了由于現(xiàn)場(chǎng)天車額定起重量不足而對(duì)生產(chǎn)和檢修的制約，以及由此對(duì)人身和設(shè)備造成的潛在危害。本文簡(jiǎn)要介紹了起重機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用、起重機(jī)的歷史和發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)起重設(shè)備的工作原理和所受載荷狀況進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，最后對(duì)天車的橋架、起升機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、車輪和軌道進(jìn)行受力分析和強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)起重設(shè)計(jì)規(guī)范和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)確定了橋架尺寸、各機(jī)構(gòu)中電機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速機(jī)、卷筒、鋼絲繩、滑輪、車輪和軌道的型號(hào)和相關(guān)參數(shù)。關(guān)鍵詞：起重機(jī) 改造 設(shè)計(jì)計(jì)算 選型目錄1概況11.1起重機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用11.2起重機(jī)的歷史和發(fā)展趨

2、勢(shì)1起重機(jī)的歷史1起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)21.3 課題背景3現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)介3相關(guān)的技術(shù)參數(shù)4現(xiàn)天車存在的問(wèn)題42起重機(jī)的工作原理和基本參數(shù)52.1工作原理52.2起重機(jī)的基本參數(shù)5額定起重量5起升高度5跨度5工作速度5起重機(jī)的工作級(jí)別62.3載荷說(shuō)明6自重載荷6起升載荷6起升沖擊系數(shù)6起升載荷動(dòng)載系數(shù)6運(yùn)行沖擊系數(shù)62.4載荷組合7第一類載荷組合7第二類載荷組合7第三類載荷組合73設(shè)計(jì)計(jì)算83.1參數(shù)確定83.2橋架尺寸確定、強(qiáng)度校核8尺寸確定8強(qiáng)度校核83.3起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算和型號(hào)選擇10計(jì)算鋼絲繩最大工作拉力(用安全系數(shù)法)10確定滑輪和卷筒直徑11電機(jī)選擇11選擇減速機(jī)12計(jì)算起升速度的相對(duì)誤差率13

3、高速軸上的靜力矩13制動(dòng)器的選擇13聯(lián)軸器的選擇14卷筒各部分尺寸確定15卷筒強(qiáng)度校合163.4大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和型號(hào)選擇17運(yùn)行阻力矩17大車運(yùn)行阻力17電機(jī)選擇17選擇減速機(jī)18聯(lián)軸器的選擇18選擇制動(dòng)器19驗(yàn)算制動(dòng)打滑20驗(yàn)算啟動(dòng)過(guò)載能力、啟動(dòng)打滑203.5小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和型號(hào)選擇21運(yùn)行阻力矩21小車運(yùn)行阻力21電機(jī)選擇22選擇減速機(jī)22聯(lián)軸器的選擇23選制動(dòng)器24驗(yàn)算制動(dòng)打滑24驗(yàn)算啟動(dòng)過(guò)載能力、啟動(dòng)打滑253.6車輪及軌道選擇26輪壓定義26小車輪壓26大車輪壓27車輪及軌道選擇、強(qiáng)度計(jì)算28改造前后比較29結(jié)論 31致 謝32參考文獻(xiàn)331 概況1.1 起重機(jī)械在國(guó)民經(jīng)

4、濟(jì)中的作用起重機(jī)械是提升、裝卸物料的機(jī)械，是一種使生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化，減輕體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要設(shè)備。在工廠、礦山、港口、車站、建筑工地、倉(cāng)庫(kù)、水電站等各個(gè)領(lǐng)域都在廣泛的使用。例如在水電站中，用巨大的起重機(jī)才能開(kāi)啟閘門(mén)，在冶金工廠中靠起重機(jī)搬運(yùn)鋼水、鋼坯、鋼卷和其它物料。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大,機(jī)械化、自動(dòng)化程度越來(lái)越高，起重機(jī)械的作用已超出做為輔助設(shè)備的范圍，進(jìn)而在更多的部門(mén)中，成為流水生產(chǎn)作業(yè)線上主體設(shè)備的重要組成部分。1.2 起重機(jī)的歷史和發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 起重機(jī)的歷史起重機(jī)械是伴隨著人類生產(chǎn)勞動(dòng)發(fā)展而逐漸發(fā)展起來(lái)的，早期在深水中取水的轆轤實(shí)際上就是結(jié)構(gòu)異常簡(jiǎn)單的手動(dòng)

5、絞車，也可以說(shuō)是現(xiàn)代絞車的雛形。又如高轉(zhuǎn)筒車，在公元600年之前我國(guó)即已使用。它安裝在河流中，利用水的動(dòng)力把水源源不斷的提取上來(lái)。相當(dāng)于近代的斗式提升機(jī)。在古代埃及,公元前也應(yīng)用了各種簡(jiǎn)單的起重機(jī)械，并且有了起重卷筒。1827年在歐洲出現(xiàn)了用蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)起重機(jī)，1885年出現(xiàn)了電力驅(qū)動(dòng)的固定旋轉(zhuǎn)起重機(jī)，隨著冶金、電力、機(jī)械、造船、礦山、港口等部門(mén)的發(fā)展，起重機(jī)械已經(jīng)成為一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)部門(mén)。當(dāng)前世界各國(guó)都在不斷改進(jìn)起重機(jī)械性能，提高運(yùn)動(dòng)速度和機(jī)器的生產(chǎn)率，提高自動(dòng)化水平，研究更加安全可靠的起重機(jī)來(lái)滿足生產(chǎn)和生活的需要。目前我國(guó)起重機(jī)械制造業(yè)不僅門(mén)類基本齊全，而且有了自己的系列和標(biāo)準(zhǔn)。不僅生產(chǎn)

6、小型靈巧的起重機(jī)械，而且也能生產(chǎn)噸位很大、技術(shù)上較先進(jìn)的大型起重機(jī)械。如冶金廠用的450t鑄造起重機(jī)，400t鍛造起重機(jī)，三峽水電站開(kāi)啟閘門(mén)用的1100噸龍門(mén)起重機(jī)，1200t橋式起重機(jī)，在生產(chǎn)中都起了重大的作用?？梢钥闯鑫覈?guó)的起重行業(yè)，正在進(jìn)入世界先進(jìn)行列。1.2.2 起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)(1)起重量大型化，工作高速化現(xiàn)代起重機(jī)發(fā)展主要趨勢(shì)之一是起重量大型化，工作高速化。(2)起升、運(yùn)行機(jī)構(gòu)均采用調(diào)速系統(tǒng)(3)監(jiān)控技術(shù)廣泛應(yīng)用，使用性能大大提高隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種監(jiān)測(cè)控制技術(shù)在起重機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。從而使起重機(jī)的使用性能得到很大的提高，使起重機(jī)從以前簡(jiǎn)單意義上物料搬運(yùn)工具變成目前的物流、

7、信息流綜合傳送設(shè)備。(4)結(jié)構(gòu)形式標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)模式國(guó)際化(5)主機(jī)形式普通化、吊具形式專用化(6)人機(jī)工程合理化、操作環(huán)境舒適化1.3 課題背景1.3.1 現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)介一棒生產(chǎn)線是唐鋼“八五”期間技術(shù)改造的重點(diǎn)項(xiàng)目，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)圓鋼、螺紋鋼60萬(wàn)噸。主要機(jī)械、電器設(shè)備分別由意大利達(dá)涅利公司和美國(guó)通用電器公司引進(jìn)。設(shè)備總重3500噸，其中引進(jìn)設(shè)備736噸，裝機(jī)總?cè)萘?8321kW。生產(chǎn)線全過(guò)程計(jì)算機(jī)控制，最高軋制速度為18m/s。采用165×165×1200mm連鑄坯為原料，主要產(chǎn)品規(guī)格為：圓鋼14-50、螺紋鋼12-40。主要品種有普碳、低合金鋼、錨鏈鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、抽油桿鋼

8、及三級(jí)螺紋鋼筋。生產(chǎn)線按生產(chǎn)組織形式劃分為四個(gè)區(qū)域：加熱爐區(qū)、軋制區(qū)、精整區(qū)、外圍區(qū)。加熱爐區(qū)主要設(shè)備有：上料臺(tái)架、裝鋼輥道、步進(jìn)式加熱爐、出鋼輥道。軋制區(qū)域：共20架軋機(jī)平立交錯(cuò)布置，實(shí)現(xiàn)無(wú)扭軋制。其中粗軋機(jī)1-8架，為懸臂式4架685軋機(jī)，兩架510軋機(jī)，中軋機(jī)9-14架，為460短應(yīng)力線高剛度軋機(jī)，精軋機(jī)15-20架，兩架430軋機(jī),四架360軋機(jī)，均為短應(yīng)力線高剛度軋機(jī)，其中三架立式軋機(jī)可立平轉(zhuǎn)換用以切分軋制。軋制過(guò)程全部由計(jì)算機(jī)控制，也可單體手動(dòng)操作。粗、中、精軋機(jī)后各有一架飛剪，1#、2#飛剪用于切頭，3#飛剪用于剪切倍尺。精整區(qū)域：步進(jìn)式尺條冷床長(zhǎng)132米，寬12.5米，步進(jìn)機(jī)構(gòu)

9、采用偏心輪式，主傳動(dòng)采用電機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速機(jī)。冷剪：剪切能力350噸，為擺動(dòng)式飛剪,因?yàn)槭沁B續(xù)式剪切提高了作業(yè)率。打捆機(jī)：4臺(tái)打捆機(jī)由意大利公司制造,打捆直徑150-500,自身帶有小液壓站，可打單結(jié)，也可打雙結(jié)。外圍區(qū)主要有水系統(tǒng)設(shè)備、空壓機(jī)、起重機(jī)等設(shè)備。1.3.2 相關(guān)的技術(shù)參數(shù)現(xiàn)在生產(chǎn)線共管轄起重設(shè)備26部。包括30噸橋式起重機(jī)一臺(tái)，20/5T橋式起重機(jī)3臺(tái)，10T橋式起重機(jī)6臺(tái)，10+10T橋式掛梁電磁起重機(jī)5臺(tái)，10噸單梁吊一臺(tái)，半門(mén)式起重機(jī)4臺(tái)，電動(dòng)葫蘆6臺(tái)?，F(xiàn)欲擴(kuò)容改造起重機(jī)為主軋跨粗軋機(jī)上方20/5T起重機(jī)。主要技術(shù)參數(shù)為：額定起重量： 20/5t起升速度： 7.5m/mi

10、n工作級(jí)別： A5最大起升高度： 22m大車軌距： 25m 小車軌距： 3m運(yùn)行速度： 44.6m/min最大輪壓：小車 70.95kN 大車226kN鋼軌型號(hào):小車 24kg/m 大車QU701.3.3 現(xiàn)天車存在的問(wèn)題一棒生產(chǎn)線上粗軋機(jī)為650軋機(jī)，最大單重34噸左右，即使去掉芯軸部分，減速箱也有24噸，而天車額定起重量只有20噸，由于天車長(zhǎng)期超負(fù)荷使用，橋架上拱度已經(jīng)很小，正常應(yīng)為（0.9-1.4）L/1000即22.5-35mm，現(xiàn)在經(jīng)實(shí)測(cè)上拱度不但已經(jīng)沒(méi)有而且已有些下?lián)?。另外主起升機(jī)構(gòu)電機(jī)、行走電機(jī)經(jīng)常燒損，卷筒、減速機(jī)、停止器、聯(lián)軸器等零部件也經(jīng)常損壞。為此，必須找出解決的辦法，否

11、則很容易發(fā)生安全或設(shè)備事故。經(jīng)論證額定起重量達(dá)到32噸即可滿足要求。2 起重機(jī)的工作原理和基本參數(shù)2.1 工作原理起重機(jī)由四大部分組成：起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架、電器部分。起升機(jī)構(gòu)由電機(jī)、聯(lián)軸器、停止器、減速機(jī)、卷筒、吊鉤、滑輪組和鋼絲繩等部分組成。運(yùn)行機(jī)構(gòu)由電機(jī)、聯(lián)軸器、停止器、減速機(jī)、車輪等部分組成。金屬結(jié)構(gòu)是放置起升、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器的金屬構(gòu)架，用來(lái)支撐和承載，主要由大車架和小車架和維修上下天車的走臺(tái)、梯子等組成。電器部分，包括控制屏、電阻器、凸輪、聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)、集電器、控制和保護(hù)電纜等。起升機(jī)構(gòu)工作時(shí)，電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)卷筒，當(dāng)卷筒做正反轉(zhuǎn)時(shí)，即可把吊鉤上重物起升和落下。大車、小車行走時(shí)

12、由電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪，使它沿軌道運(yùn)行，因此吊起重物就能水平移動(dòng)。制動(dòng)器用來(lái)迅速閘住車體，使重物準(zhǔn)確到位停止。2.2 起重機(jī)的基本參數(shù)2.2.1 額定起重量額定起重量Q 指的是起重機(jī)在各種工況下，所允許起吊物品的最大質(zhì)量，稱為額定起重量。其中，不包括吊鉤、吊環(huán)、以及滑輪組的質(zhì)量，但包括起重電磁鐵、抓斗、料罐、盛鋼桶之類的吊具質(zhì)量。2.2.2 起升高度起升高度H 一般系指起重機(jī)從工作地面或軌頂?shù)饺∥镅b置上限位置的距離，吊鉤以鉤口中心線為準(zhǔn)。2.2.3 跨度跨度L 是指橋式起重機(jī)或龍門(mén)起重機(jī)大車軌道中心線的距離。2.2.4 工作速度工作速度v 是指起重機(jī)的起升速度和運(yùn)行速度。2.2.5 起重機(jī)

13、的工作級(jí)別根據(jù)載荷狀態(tài)和利用等級(jí)，起重機(jī)分為A1-A8共8個(gè)工作級(jí)別。 2.3 載荷說(shuō)明2.3.1 自重載荷自重載荷G 起重機(jī)的機(jī)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備、電器設(shè)備以及附設(shè)在起重機(jī)上其它物料的重力。2.3.2 起升載荷起升載荷Q 起升載荷是指起升質(zhì)量的重力，起升質(zhì)量包括起升的最大有效物品、取物裝置（下滑輪組、吊梁、抓斗、容器、起重電磁鐵等），起重高度小于50米的鋼絲繩可以忽略不計(jì)。2.3.3 起升沖擊系數(shù)起升沖擊系數(shù)1 起升質(zhì)量突然立地起升或下降時(shí)，自重載荷將產(chǎn)生沿其加速度相反方向的沖擊作用。在考慮這種情況時(shí)，應(yīng)將自重載荷乘以起升沖擊系數(shù)0.9-1.1之間。2.3.4 起升載荷動(dòng)載系數(shù)起升載荷動(dòng)載系數(shù)2

14、起升質(zhì)量突然離地或下降制動(dòng)時(shí)，對(duì)承載結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生附加的動(dòng)載荷作用，在考慮這種情況時(shí)，應(yīng)將起升載荷乘以大于1的起升載荷動(dòng)載系數(shù)1.0-2.0之間2.3.5 運(yùn)行沖擊系數(shù)運(yùn)行沖擊系數(shù)4 當(dāng)起重機(jī)或他的部分裝置沿道路或軌道運(yùn)行時(shí)，由于道路或軌道不平而使運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量產(chǎn)生方向的沖擊作用。在考慮這種情況時(shí)，應(yīng)將自重載荷和起升載荷乘以規(guī)定的運(yùn)行沖擊系數(shù) 式中 h-軌道接縫處兩軌道面的高度，mm；V-運(yùn)行速度，m/s。2.4 載荷組合起重機(jī)在工作時(shí)承受多種載荷，如起升載荷、自重載荷、啟動(dòng)與制動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)載荷、風(fēng)載荷、坡度載荷、碰撞載荷、水平載荷。此外在非工作時(shí)也可能受暴風(fēng)、地震等附加載荷。在計(jì)算中，應(yīng)根據(jù)不

15、同的情況，進(jìn)行取舍、組合，以適應(yīng)不同的情況2.4.1 第一類載荷組合也稱疲勞計(jì)算載荷、壽命計(jì)算載荷 它只考慮起重機(jī)在正常工作狀態(tài)下所承受的經(jīng)常作用的載荷（其中包括自重載荷、起升載荷、平穩(wěn)啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷等），此類載荷組合適用于零部件的疲勞、磨損和電動(dòng)機(jī)發(fā)熱計(jì)算等。2.4.2 第二類載荷組合也稱強(qiáng)度計(jì)算載荷 它是按起重機(jī)工作中最大載荷作為計(jì)算載荷來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度或穩(wěn)定性計(jì)算的。其中有自重載荷、起升載荷、強(qiáng)烈啟動(dòng)和制動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)載荷（慣性載荷和震動(dòng)載荷）最大風(fēng)載荷、水平側(cè)向載荷、坡度產(chǎn)生附加載荷。此類載荷組合適用于零部件及金屬結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算和穩(wěn)定性計(jì)算，以及整機(jī)的穩(wěn)定性計(jì)算。2.4.3 第三類載荷組合

16、也稱驗(yàn)算載荷 它是以起重機(jī)在不工作狀態(tài)下承受的可能出現(xiàn)的最大載荷作為計(jì)算載荷，其中包括有：自重載荷、非工作狀態(tài)下最大風(fēng)載荷、地震載荷、坡度載荷等。此類載荷組合適用于起重機(jī)機(jī)在非工作狀態(tài)下整機(jī)穩(wěn)定性和某些零部件的強(qiáng)度驗(yàn)算。3 設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 參數(shù)確定3.1.1 32/5t天車主要技術(shù)參數(shù)額定起重量： 32/5t跨度： 25m起升速度： 7.5m/minM5工作制起升高度: 22m大車運(yùn)行速度: 86.8m/min小車運(yùn)行速度: 42.4m/min3.1.2 天車質(zhì)量的近似計(jì)算公式大車質(zhì)量式中 Q-額定起重量，t； L-起重機(jī)跨距，m。小車質(zhì)量3.2 橋架尺寸確定、強(qiáng)度校核3.2.1 尺寸確定參考

17、32/5起重機(jī)橋架截面尺寸，選擇截面高度H=1696mm，截面寬度B=612mm。上、下蓋板14mm，腹板6mm。3.2.2 強(qiáng)度校核（1）計(jì)算橋架中間截面彎矩 小車起吊額定載荷居于橋架中間時(shí)，橋架中間截面受到的彎矩最大，因此計(jì)算此截面的彎矩，見(jiàn)圖3-1。圖3-1 橋架受力及彎矩圖式中 2-起升載荷動(dòng)載系數(shù)，由下式計(jì)算得到：2=1+0.7v=1+0.7×7.5÷60=1.0875v-起升速度，v=7.5m/min；1-起升沖擊系數(shù)，0.911.1，取1=1；4-運(yùn)行沖擊系數(shù)，4=1.018；m0-起重機(jī)質(zhì)量，kg；p小-小車輪壓，由近似計(jì)算得到：L-起重機(jī)跨距，m;K-小車

18、輪軸距，m。（2）計(jì)算橋架中間截面的抗彎截面模量橋架中間的抗彎截面摸量為:（3）計(jì)算橋架中間截面所受應(yīng)力橋架中間截面應(yīng)力式中 -許用應(yīng)力，=s÷n=235÷1.5=156.7 MPa;s-Q235屈服強(qiáng)度，s=235 MPa;n-安全系數(shù)取1.5。箱形梁內(nèi)部加上加勁筋后抗彎截面模量會(huì)更大,內(nèi)應(yīng)力比計(jì)算的會(huì)更小,因此橋架截面尺寸H=1696,B=600符合設(shè)計(jì)要求。3.3 起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算和型號(hào)選擇3.3.1 計(jì)算鋼絲繩最大工作拉力(用安全系數(shù)法)式中 a-滑輪組倍率，a=4；滑-滑輪組效率，滑=0.975；m1-吊鉤夾套質(zhì)量(包括吊鉤和動(dòng)滑輪),m1=697kg。鋼絲繩的破斷

19、拉力式中 n-安全系數(shù),n=5.5。鋼絲繩總拉力式中 -折算系數(shù),=0.85。鋼絲繩型號(hào)選擇:查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選鋼絲繩見(jiàn)表3-1。表3-1鋼絲繩性能表鋼絲繩型號(hào)22-6×36W-FC-1670-U-SZ鋼絲繩鋼絲繩直徑d=22鋼絲繩最小破斷拉力B=1670N/mm23.3.2 確定滑輪和卷筒直徑(1)滑輪滑輪的直徑是根據(jù)鋼絲繩直徑來(lái)決定的。為了提高鋼絲繩的壽命，必須使滑輪直徑大于繩徑的一定倍數(shù)，即式中 D0-按鋼絲繩中心線計(jì)算的滑輪的最小直徑，mm；e-系數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇e=25。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),滑輪直徑與鋼絲繩匹配關(guān)系表選擇,滑輪直徑為630。(2)卷筒選擇根據(jù)滑輪計(jì)算直徑d=

20、528,卷筒直徑也不能小于此數(shù)，否則鋼絲繩彎曲太大。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇卷筒見(jiàn)表3-2。表3-2卷筒性能表卷筒型號(hào)T208卷筒直徑650×20003.3.3 電機(jī)選擇由于起重機(jī)的工作特點(diǎn)是工作周期短，啟動(dòng)、制動(dòng)頻繁，長(zhǎng)期斷續(xù)工作，因此對(duì)電機(jī)的要求是啟動(dòng)、制動(dòng)慣性小，過(guò)載能力強(qiáng)，長(zhǎng)期間歇工作不致過(guò)熱。因此一般選擇YZR型電機(jī)。根據(jù)穩(wěn)定運(yùn)行功率來(lái)初選電機(jī)，起升機(jī)構(gòu)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的靜功率N靜式中 v-起升速度，m/min； -起升機(jī)構(gòu)總效率。選擇電機(jī)見(jiàn)表3-3表3-3電機(jī)性能表電機(jī)型號(hào)YZR315S-8額定功率P=55kW額定轉(zhuǎn)速N=715r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量23.3.4 選擇減速機(jī)根據(jù)要求的

21、傳動(dòng)比和傳遞的功率及高速軸輸入的轉(zhuǎn)速選擇。式中 D0-卷筒上纏繞鋼絲繩中心線之間的距離，mm； v-起升速度，m/min。式中 i-減速機(jī)速比；n卷-卷筒的轉(zhuǎn)速，r/min；n電-電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min 。選擇減速機(jī)見(jiàn)表3-4。表3-4減速機(jī)性能表減速機(jī)型號(hào)ZQ850-3CA減速機(jī)許用功率P=248kW減速機(jī)公稱傳動(dòng)比i=50減速器的計(jì)算功率Pc=Ka×P=1.25×55=68.75kW,PPc選用的減速器符合要求。實(shí)際起升速度3.3.5 計(jì)算起升速度的相對(duì)誤差率雖然減速器速比稍小一些，但誤差沒(méi)有超過(guò)5%，屬于許可范圍。3.3.6 高速軸上的靜力矩3.3.7 制動(dòng)器的選

22、擇式中 -安全系數(shù)，=1.75。 選擇制動(dòng)器見(jiàn)表3-5。表3-5制動(dòng)器性能表制動(dòng)器型號(hào)YWZ500-1250需用制動(dòng)力矩M制=1250N.m驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間式中 M制-額定制動(dòng)力矩，N.m； M靜降-高速軸上的靜力矩，N.m； J-總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，由下式計(jì)算得到： 制動(dòng)時(shí)間小于推薦值1.5s,選擇制動(dòng)器合乎要求。3.3.8 聯(lián)軸器的選擇選擇聯(lián)軸器主要由磨損控制，按第一類載荷計(jì)算：式中 n1-安全系數(shù)， n1=1.5；8-運(yùn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)載系數(shù)，取8=1.78；M額-電機(jī)輸出的額定轉(zhuǎn)距，由下式計(jì)算得到：根據(jù)電機(jī)選擇聯(lián)軸器見(jiàn)表3-6。表3-6聯(lián)軸器性能表型號(hào)S3350最大允許扭矩5600N.m最高轉(zhuǎn)速2000

23、r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2制動(dòng)輪直徑400型號(hào)S3351最大允許扭矩5600N.m最高轉(zhuǎn)速2000r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2制動(dòng)輪直徑400驗(yàn)算啟動(dòng)時(shí)間30t天車平均啟動(dòng)時(shí)間為2-3s，符合要求。式中 M啟均-電機(jī)平均啟動(dòng)力矩,由下式計(jì)算得到：M額-電機(jī)輸出的額定轉(zhuǎn)距，M額=734 N.m。 根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄U發(fā)熱驗(yàn)算方法，查得YZR280-S-10允許功率P=54KWN靜=47.17KW，因此發(fā)熱驗(yàn)算合格。3.3.9 卷筒各部分尺寸確定卷筒長(zhǎng)度計(jì)算示意圖見(jiàn)圖3-2 圖3-2 卷筒長(zhǎng)度示意圖式中 L0-纏繞長(zhǎng)度，mm；L1-繩索固定部分長(zhǎng)度，mm；L2-兩端空余部分長(zhǎng)度，mm；H-起升高度，H=22

24、M；L3-雙聯(lián)卷筒中間不切槽部分長(zhǎng)度，根據(jù)滑輪組定;L3=620mm；t-卷筒節(jié)距，mm。對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)圓整，選取L=2000mm。卷筒壁厚根據(jù)650卷筒標(biāo)準(zhǔn)，選取壁厚30mm。3.3.10 卷筒強(qiáng)度校合式中 卷筒額定載荷下所承受的壓應(yīng)力； s-鋼絲繩索所承受的總破斷拉力，N；卷筒的壁厚，mm。 L3D0，所以需要驗(yàn)算合成壓力。卷筒扭轉(zhuǎn)、彎曲受力圖見(jiàn)圖3-3、3-4。圖3-3 卷筒扭轉(zhuǎn)計(jì)算圖 圖3-4 卷筒彎曲計(jì)算圖計(jì)算卷筒所受彎矩計(jì)算卷筒所受扭矩計(jì)算卷筒橫截面的抗彎截面模量計(jì)算卷筒所受的合成應(yīng)力故卷筒校驗(yàn)合格3.4 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和型號(hào)選擇3.4.1 運(yùn)行阻力矩3.4.2 大車運(yùn)行阻力式中

25、 M摩1-車輪軸承間的摩擦阻力距，N.m；M摩2-車輪軌道阻力距，N.m；M摩3-車輪側(cè)面和軌道間的摩擦阻力距，用一個(gè)乘以系數(shù)表示；-輪緣附加阻力系數(shù)，=1.5；m0-起重機(jī)自重，kg；f-滾動(dòng)摩擦系數(shù)，f=0.0009；-滑動(dòng)摩擦系數(shù)，=0.02； d-車輪軸軸承處直徑，d=120mm； D-大車輪直徑，D=800mm。3.4.3 電機(jī)選擇式中 W-運(yùn)行阻力，N； V1-大車的運(yùn)行速度，m/s； 總-大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的總效率。選擇電機(jī)見(jiàn)表3-7。表3-7電機(jī)性能表電機(jī)型號(hào)YZR180L-6額定功率P=15KW額定轉(zhuǎn)速N=1000r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量23.4.4 選擇減速機(jī)計(jì)算傳動(dòng)比式中 i-傳動(dòng)比

26、； n電-電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min； n輪-大車輪的額定轉(zhuǎn)速;r/min； v1-大車輪的運(yùn)行速度;m/min。選擇減速機(jī)見(jiàn)表3-8。表3-8減速機(jī)性能表減速機(jī)型號(hào)ZQ650-1-Z減速機(jī)許用功率P=66KW 減速機(jī)公稱傳動(dòng)比i=31.53.4.5 聯(lián)軸器的選擇計(jì)算高速軸上的轉(zhuǎn)矩：式中 M額-高速軸上的轉(zhuǎn)矩;N.m； N額-電機(jī)的額定功率，kW； n-電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min。計(jì)算聯(lián)軸器所承受的轉(zhuǎn)矩式中 n1=安全系數(shù); n1=1.35;M額-高速軸上的轉(zhuǎn)矩;N.m。選擇聯(lián)軸器見(jiàn)表3-9。表3-9聯(lián)軸器性能表型號(hào)S2207最大允許扭矩3150N.m最高轉(zhuǎn)速2400r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2型號(hào)S

27、2700最大允許扭矩23600N.m最高轉(zhuǎn)速1140r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量23.4.6 選擇制動(dòng)器大車的實(shí)際運(yùn)行速度為：相對(duì)誤差：實(shí)際運(yùn)行速度與理論運(yùn)行速度相差不超5%，在許可范圍之內(nèi)。驗(yàn)算制動(dòng)力矩式中 t制-大車制動(dòng)時(shí)間，s；J1-總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，由下式計(jì)算得到：由于靜力矩有助于制動(dòng)，故應(yīng)減去。根據(jù)計(jì)算選擇制動(dòng)器，使制動(dòng)器的額定制動(dòng)力矩稍大于計(jì)算的制動(dòng)力矩選取。選擇制動(dòng)器見(jiàn)表3-10。 表3-10制動(dòng)器性能表制動(dòng)器型號(hào)YWZ200-300需用制動(dòng)力矩M制=224Nm3.4.7 驗(yàn)算制動(dòng)打滑如果制動(dòng)器的額定制動(dòng)力矩過(guò)大，制動(dòng)時(shí)間就很短，主動(dòng)輪雖已被制動(dòng)，但由于車體移動(dòng)質(zhì)量大，慣性大，將會(huì)超出主動(dòng)車輪

28、和軌道的附著力，而發(fā)生整個(gè)車體滑行的現(xiàn)象，這種制動(dòng)打滑現(xiàn)象也導(dǎo)致車輪及軌道的嚴(yán)重磨損，同樣也是不允許的。為了避免打滑，必須使移動(dòng)質(zhì)量的慣性力小于主動(dòng)輪和軌道的附著力，即式中 K-安全系數(shù)，K=1.2；_車輪及軌道件的附著系數(shù)，室內(nèi)選取=0.15；P從-大車從動(dòng)輪最大輪壓，N；P主-大車主動(dòng)輪最小輪壓，N；根據(jù)上式計(jì)算大車制動(dòng)時(shí)不至于打滑。3.4.8 驗(yàn)算啟動(dòng)打滑運(yùn)行機(jī)構(gòu)是靠主動(dòng)輪與軌道間的附著力（即摩擦力）來(lái)使車體行進(jìn)的。運(yùn)行的前提是主動(dòng)輪周的驅(qū)動(dòng)力小于主動(dòng)車輪與軌道的附著力。否則，主動(dòng)輪將在原地空轉(zhuǎn)，車體則原地不動(dòng)，這不但無(wú)法使車體行進(jìn)，而且也使車輪及軌道間的嚴(yán)重磨損。即：TF÷K

29、式中 F-主動(dòng)輪和軌道間的附著力，由下式計(jì)算得到：T主動(dòng)輪上的圓周力，大車的啟動(dòng)力矩中包括靜力矩、做直線運(yùn)動(dòng)的慣性主力矩和做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)慣性主力矩。在計(jì)算主動(dòng)輪圓周力T時(shí)，要從啟動(dòng)力矩中扣除掉旋轉(zhuǎn)機(jī)件的慣性阻力矩和主動(dòng)輪軸承中的摩擦阻力矩，再折算到主動(dòng)輪圓周上，T由下式計(jì)算得到因此大車啟動(dòng)時(shí)不至于打滑。3.5 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和型號(hào)選擇3.5.1 運(yùn)行阻力矩3.5.2 小車運(yùn)行阻力式中 M摩1-小車輪軸承間的摩擦阻力距，N.m；M摩2-小車輪軌道阻力距，N.m；M摩3-小車輪側(cè)面和軌道間摩擦阻力距，用一個(gè)乘以系數(shù)示；m小-小車自重，kg；f-小車輪滾動(dòng)摩擦系數(shù)，f=0.0006；-小車輪滑動(dòng)摩

30、擦系數(shù)，=0.02； d-小車輪車輪軸軸承處直徑，d=60mm； D-小車輪直徑，D=400mm。3.5.3 電機(jī)選擇式中 W-運(yùn)行阻力，N V1-小車的運(yùn)行速度，m/s 總-小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的總效率選擇電機(jī)見(jiàn)表3-11。表3-11電機(jī)性能表電機(jī)型號(hào)YZR132M2-6額定功率P=5.5KW額定轉(zhuǎn)速N=1000r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量23.5.4 選擇減速機(jī)計(jì)算傳動(dòng)比式中 i-傳動(dòng)比； n電-電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min； n輪-小車輪的額定轉(zhuǎn)速，r/min。 選擇減速機(jī)見(jiàn)表3-12。表3-12減速機(jī)性能表減速機(jī)型號(hào)ZSC600-1減速機(jī)許用功率P=45.2kW減速機(jī)公稱傳動(dòng)比i=31.53.5.5 聯(lián)軸

31、器的選擇計(jì)算高速軸上的轉(zhuǎn)矩式中 M額-高速軸上的轉(zhuǎn)矩，N.m； N額-電機(jī)的額定功率，kW。 計(jì)算聯(lián)軸器所承受是轉(zhuǎn)矩式中 n1=安全系數(shù)，n1=1.35。選擇聯(lián)軸器見(jiàn)表3-13。表3-13聯(lián)軸器性能表型號(hào)S1100最大允許扭矩1400N.m最高轉(zhuǎn)速3000r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2型號(hào)S2401最大允許扭矩8000N.m最高轉(zhuǎn)速1680r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量23.5.6 選制動(dòng)器小車的實(shí)際運(yùn)行速度為相對(duì)誤差實(shí)際運(yùn)行速度與理論運(yùn)行速度相差不超5%，在許可范圍之內(nèi)。驗(yàn)算制動(dòng)力矩式中 t制-小車制動(dòng)時(shí)間，s45s；J1-小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，由下式計(jì)算得到： 由于靜力矩有助于制動(dòng)，故應(yīng)減去。根據(jù)計(jì)算選擇制

32、動(dòng)器，使制動(dòng)器的額定制動(dòng)力矩稍大于計(jì)算的制動(dòng)力矩，選擇制動(dòng)器見(jiàn)表3-14，表3-14制動(dòng)器性能表制動(dòng)器型號(hào)YWZ200-220需用制動(dòng)力矩M制=140Nm3.5.7 驗(yàn)算制動(dòng)打滑如果制動(dòng)器的額定制動(dòng)力矩過(guò)大，制動(dòng)時(shí)間就很短，主動(dòng)輪雖已被制動(dòng)，但由于車體移動(dòng)質(zhì)量大，慣性大，將會(huì)超出主動(dòng)車輪和軌道的附著力，而發(fā)生整個(gè)車體滑行的現(xiàn)象，這種制動(dòng)打滑現(xiàn)象也導(dǎo)致車輪及軌道的嚴(yán)重磨損，同樣也是不允許的。為了避免打滑，必須使移動(dòng)質(zhì)量的慣性力小于主動(dòng)輪和軌道的附著力，即：式中 K-安全系數(shù)，K=1.2；_車輪及軌道件的附著系數(shù)，室內(nèi)選取=0.15；P從-小車從動(dòng)輪最大輪壓，N；P主-小車主動(dòng)輪最小輪壓，N。因此

33、小車制動(dòng)時(shí)不至于打滑。3.5.8 驗(yàn)算啟動(dòng)過(guò)載能力、啟動(dòng)打滑運(yùn)行機(jī)構(gòu)是靠主動(dòng)輪與軌道間的附著力（即摩擦力）來(lái)使車體行進(jìn)的。運(yùn)行的前提是主動(dòng)輪周的驅(qū)動(dòng)力小于主動(dòng)車輪與軌道的附著力。否則，主動(dòng)輪將在原地空轉(zhuǎn)，車體則原地不動(dòng)，這不但無(wú)法使車體行進(jìn)，而且也使車輪及軌道間的嚴(yán)重磨損。即：TF÷K式中 F-主動(dòng)輪和軌道間的附著力，由下式計(jì)算得到：P主-小車主動(dòng)輪最小輪壓,N;-車輪與軌道間的附著系數(shù)（即滑動(dòng)摩擦系數(shù)），=0.15;K-安全系數(shù)，k1.1;T主動(dòng)輪上的圓周力，小車的啟動(dòng)力矩中包括靜力矩、做直線運(yùn)動(dòng)的慣性主力矩和做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)慣性主力矩。在計(jì)算主動(dòng)輪圓周力T時(shí)，要從啟動(dòng)力矩中扣除掉旋轉(zhuǎn)機(jī)

34、件的慣性阻力矩和主動(dòng)輪軸承中的摩擦阻力矩，再折算到主動(dòng)輪圓周上，T由下式計(jì)算得到:因此小車啟動(dòng)時(shí)不至于打滑。3.6 車輪及軌道選擇3.6.1 輪壓定義是指車輪對(duì)軌道的壓力，系起重機(jī)不運(yùn)行時(shí)的靜輪壓。輪壓是起重機(jī)的重要參數(shù)，是設(shè)計(jì)車輪裝置的依據(jù)，也是軌道支撐裝置和有關(guān)廠房土建設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。3.6.2 小車輪壓在起重機(jī)小車上各機(jī)構(gòu)相互布置位置和載荷的作用點(diǎn)，都會(huì)影響輪壓的分配，見(jiàn)圖3-5。為了保證小車運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)計(jì)是應(yīng)盡量做到四個(gè)車輪上壓力相等。根據(jù)小車重心距車輪的位置精確計(jì)算各車輪輪壓如下：3-5 輪壓計(jì)算圖式中 x、y-小車重心的兩個(gè)坐標(biāo),m;l-小車軌距,m； k-小車輪軸距 ,m。3.6

35、.3 大車輪壓起重機(jī)橋架支承上的壓力與小車在橋架上的位置有關(guān)見(jiàn)圖3-5。當(dāng)小車滿載位于橋架兩端極限位置之一時(shí)大車車輪輪壓將達(dá)到最大值，最大輪壓為：式中 G橋-橋架自重，kg；G機(jī)-運(yùn)行機(jī)構(gòu)自重 ，kg；G司-司機(jī)室自重， kg；Pa、Pb、Pc、Pd-小車車輪輪壓，N；a-小車車輪軸線與大車軌道中心線間的距離，m；k-小車輪軸距，m；L-起重機(jī)跨度，m；d-運(yùn)行機(jī)構(gòu)重心至大車軌道中心線的距離，m；c-司機(jī)室重心到大車軌道中心線的距離，m。3.6.4 車輪及軌道選擇、強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，車輪在使用中，多為疲勞而損壞，車輪踏面疲勞計(jì)算載荷按下式計(jì)算：式中 -車輪踏面疲勞計(jì)算載荷,N；-正常工作時(shí)的最大輪壓，N；-正常工作時(shí)的最小輪壓,N。對(duì)于大車輪對(duì)于小車輪根據(jù)車輪許用輪壓，大車選擇800車輪，QU70起重機(jī)專用軌道,允許最大輪壓317 KN，小車選用400車輪，43Kg/m重軌，允許最大輪壓112 KN。由于是凸頂軌道，應(yīng)按點(diǎn)接觸驗(yàn)算：