《2022年起重机主起升机构设计 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年起重机主起升机构设计 .pdf（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1 / 22 一 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=6 Z=zih=23=6 图 A 查2 表 3-4-11 与 3-4-12 得选号为 8217/220 得其质量 Go=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=0.98 钢丝绳所受最大拉力：Smax=选择 82171220吊钩组查表21-2-9得 A6为中级工作级别，查 3 表 2-4 中级工作类型 =21.5(30-D=624mm 式中系数 e=30由2
2、 表 2-4 查得，由 2 表 2 选和滑轮直径 D=630mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 22 页2 / 22 D=630mm 滑轮 E2 21.5 630140 Zbj80006.887 卷筒直径 D d(e-1=21.5(30-1=624mm 由1 表 13 选用 D=630mm 卷筒绳槽尺寸由 1 查表 3-3-3 槽距 D=630mm P1=25mm ，绳槽半径 R=12mm 卷筒尺寸L=225+270=1007mm z0z0=2 L1L1=A=270mm D0D0=D+d=630+21.5=651.5
3、卷筒壁厚=0.02D+(610=0.02630+(610=1923mm 取=20mm 卷筒壁压应力计算max=选用灰铸铁 HT200 ，最小抗拉强度 b=195mpa =20mm 许用压应为 y=ymax Y故抗拉强度足够ymax 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： Smax Smax精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 22 页3 / 22 卷筒最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时：Mw=Smaxl=Smax=17415(=6421112.5Nmm 卷筒断面系数W=0.1=0.1
4、 式中 D卷筒外径 D=630mm Di卷筒内径 Di=D-Z=630-220=590mm 于是1=合成应力式中许用拉应力1L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 25mm ，起升高度 16m ，倍率 ih=3 卷筒 A630 1007-1225-163 左 zB 80002-87 1 L强度通过计算静功率式中机构总效率 =0.85 电动机计算功率： Ne kdNj=0.826.1=20.96kw 式中系数 kd由2 表 6-1 查得，对于 M1Mc级结构 Ne=20.96kw Kd=0.750.85 取 Kd=0.8 查1
5、附表 28 选用电动机 YZR315M 其 Ne(25%=72kw 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 22 页4 / 22 n1=725rpmGD2d=34kg电动机质量 Gd=1170kg 选电动机 YZR 315M 按照等效功率法求 JC=2%所需的等效功率：式中 K25工作级别系数K25=0.5 Nx=11.3535kw r 系数，根据机构平均起动时间与平均工作时间的比重tp/tg）查得。由2 表 6-3 ，一般起重机构tp/tg=0.1 0.2取 tg/tp=0.1 由2 图 6-6 查得r=0.87 NxNe由以
6、上计算结果NxNc，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-500-3CA减速器，当工作类型为中级ZQ-500-3相当工作级别为M6级）时许多功率M=12kw, io=40.17, 质量 Gg=345kg,主轴直径d1=50mm, 轴端 L1=85mm 锥形）实际起升速度 V1=14.8m/min 误差实际所需等效功率由2 公式Mc值飞轮力矩 , 质量 Gt=23.2kg。浮动轴的两端为圆柱形d=45mm, l=85mm ，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
7、Mt=3150Nm飞轮力矩质量 38.5kg 为与制动器YWZ5=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S198。起动时间 tp=1.135 式中静阻力矩平均起动转矩 Gj=4.56kN Rmax=R R=20.5kN 由2 公式maxMci10oM 式中MmaxM 减速器输出轴强度足够max=2.8 1=0.95 M=26500Nm Mmax=0.82.8 21840.17 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 YWZ5500
8、/80 制动器。其中制动转矩精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 22 页6 / 22 Mez=8001400Nm, 制动轮直径Dz=500mm 制动器质量Gz=124.4kg 半齿联轴器dz3, 图号 S180 高速联轴器计算转矩由21s 由2 式6-24 ）得制动时间tz=0.337s t=0.883sec t t式中查1 表 6-6 查得许用减速度 a0.2 a=v1/tz, tz=0.883scc 因为 ttz 故合适精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，
9、共 22 页7 / 22 二、起重机小车的设计车轮最大轮压：小车质量估取 Gxc=4000kg假定轮压均布车轮最小轮压初选车轮由附表17 可知当运行速度 的许用轮压为 3.49tPmax=3.5t根据 GB4628-8 规定直径系列为Dc=250,315,400,500,630mm, 故初步选定车轮直径 Dc=315mm, 而后校核强度车轮直径 Dc=315mm ，材料 ZG340-640 ，轨道 P18 强度验算：按车轮与轨道为线接触两种情况验算车轮接触强度，车轮踏面疲劳计算载荷车轮材料 ZG340-6.0 s=340Mpa, b=640Mpa点接触局部挤压强度式中 KiKL=0.181 R
10、根据以上计算结果选定直径Dc=315mm 的单缘车轮标记为：车轮 DYLo 315 GB4628 84 摩擦阻力矩查附表 19，由 Dc=350mm, 车轮组的轴承型号图为7518，据此选 Dc=315mm 车轮组轴承为7518，轴承内径和外径的平均值由1 表 7-1表7-3 查得滚动摩擦系数 k=0.0005，轴承摩擦系数M=0.02附加阻力系数 =0.2，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 22 页8 / 22 代入上式得满载时运行阻力矩运行摩擦阻力 Pm(Q=Q=3111N 当无载时888.9N 电动机静功率：式中 P
11、j= 满载静阻力 =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=1.15 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 Gd=80kyf 等效功率电动机 JZR2-12-6 式中 k25=0.75 r=1.12 由此可知NxNc故初选发动机发热条件通过转轮转速机构传动比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 22 页9 / 22 由2 表 21-16 选用 ZSC-400-I-2减速器当输入轴转速为 1000rpm）可见 Nj =0.466kgf.m
12、2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 22 页10 / 22 满载启动时间tq(Q=Q =3.24SEC 无载启动时间Tq(Q=0=0.76sec 由1 表 7-6 查得当 VXC=30 60m/min时 tq 推荐值为 5 6sec tqtq(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=式中 Pd=Pj+Pg=Pj+=280+ =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 600
13、mn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 ）=P1f=200 x0.2=400kgf故可能打滑精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 22 页11 / 22 解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T(Q=0= = =355.9kgf 车轮和轨道粘着力FQ=Q ）=P1f=T(Q=Q故满载时不会打滑，因此所选电机
14、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Mz= = =1.88kgf 由7 表 23-25 选用 Jwz-200/100 制动器，额定制动力矩Mez=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= McinI=2x3.75x1.4=10.5kgf.m =2 -等效系数nI=2 -安全系数Mei-相应于机构 Jc% 值的电动机额定力矩折算到高速轴上力矩Mei=3.75kgf.m 精选学习资料 - - - - - -
15、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 22 页12 / 22 由2 图 33-1 查电动机 JZR2-12-6 两端伸出轴为圆柱形d=35mm l=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d1=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 Mmax=71kgf.m ， 飞 轮 矩GD2）l=0.72kgf.m2, 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
16、轮 200-Y35，Q/ZB118.2(Y, 飞轮矩 M1js (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MI=式中1=1.4 等效系数由上节已取浮动轴端直径d=50mm 其扭转应力n=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b=6000kgf/cm2,s=3000kgf/cm2,-1=0.22.b=0.22x6000 =1320kgf/cm2,s=0.6,s=0.6x3000=1800kgf/cm2. K=KxKm-考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数，参精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳
17、总结 - - - - - - -第 12 页，共 22 页13 / 22 数起升机构计算取 k=2.5 nI=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扭矩式中cII-动力系数cII=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 d1=60mm, 浮动轴 d=50，d1=60 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 22 页14 / 22 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
18、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 Pmax=116.9KN =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=0.101 R-曲率半径 R=400mm m-由轨顶和车轮的曲率半径之比Pe验算通过 PeP 验算通过 P”Pc 故验算通过线接触局部挤压强度验算式中 k1-许用线接触应力常数 k1=66 L- 车轮与轨道有效接触长度l=70mm De-车轮直径C1,C2同前PePe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
19、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=1.5 代入上式得当满载时的的运行阻力力矩 =1020N.M 运行摩擦阻力精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 22 页16 / 22 当空载时电动机静功率式中 Pj=Pm(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=kdNj=1.3x4.18=5.434kw 电动机 JZR2-22-6 两台式中 kd- 电动机功率增大系数 kd=1.3 由 附 表30选 用 电 动 机JZR2-22-6
20、, Ne=7.5kw, 1=930r/min, (GD2d=0.419kg.m2. 电动机质量为 115kg 等效功率Nx=K25Nj=0.715x1.3x2.63=4.0755kw 式中 K25- 工作级别数- 由1 按起重机工作场所得 tq/tg=0.25 查得 =1.3 由此可知 NxNe，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 N=11.7kw 减速机两台实际运行速度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 22 页17 / 22 误差合适实际所
21、需要电机静功率由于 Nj xl+(GD2l=0.468kg.m2机构总飞轮矩 l=(GD2d+(GD2l+(GD2xl=0.419+0.468=0.887Kg.m2满载起动时间精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 22 页18 / 22 =9.025 空载起动时间由2 知起动时间在允许范围 n2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，而无载小车位于工作台的驱动装置这一边时则式中 P1=Pmax=69000N- 工作的主动车轮轮压P2=2Pmin+Pmax=2x51000+69000=171000N-非主动轮
22、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）式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 22 页20 / 22 式中-坡度阻力-制动器台数，两套驱动装置工作现选用两台 YWZ2200/23 制动器，查附表15 得其额定制动力矩Mez=112N.m ，为避免打滑，使用时需将其制动调至26.54N.m 以下。
23、考虑到所取的制动时间tstqQ=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- 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=35mm ，l=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 制动轮的半齿联轴器S196xl=0.36kg.m2。重量 G=15kg ，在靠减速器端，由附表43 选用两个半齿齿轮联
24、轴器S193l=0.107kg.m2,重量=8.36kg。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 22 页21 / 22 高速轴上转动零件的飞轮矩之和为与原计算基本相符，故有关计算则不需要重复2. 低速轴的计算扭矩由附表 34 查得 ZQ=400减速器低速轴端为圆柱形d=80mm l=115mm 由附表19 查得 Dc=800mm的主动车轮的伸出轴为圆柱形d=95mm l=745mm 故从附表 42 中选用 4 个联轴节其中两个为 GIClZ2靠减速器端）另两个为 GIClZ2靠轮端）所有的 MI=3150N.m。 GD2=0
25、.44kg.m2重量 G=25.5kg在联轴器型号标记中分子均为浮动轴端直径）I.疲劳强度的计算低速浮动轴的等效扭矩式中-等效系数=1.4 由上节已取浮动轴端直径d=60mm ，故其扭转应力为：由于浮动轴载荷变化为对称循环因为浮动轴在运行过程中正反转之扭矩相同，所以许用应力为式中材料用 45 号钢取b=600MPa ；=300MPa 所以-1=0.22 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 22 页22 / 22 - 考虑零件几何形状，表面状况的应力集中系数，由第二章第五节及2 第四章查得kz=1.6，km=1.2。nI=1.4-安全系数 由 2-18 查得）n-1k 故疲劳强度验算通过。II 静强度验算计算强度扭矩式中- 动力系数=2.7 扭转应力许用扭转剪应故静强度验算通过高速轴所受扭矩虽比低速轴小，二者相差倍）但强度还是足够的，此处高速轴的强度验算从略。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 22 页