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课程设计

桥式起重机起升机构设计

时间:2020/2/4 19:11:58   作者:未知   来源:网络文摘   阅读:1742   评论:0

1、起升机构方案的选择

    起升机构一般由驱动装置(包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等)、钢丝绳卷绕装置(包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮)、取物装置和安全保护装置组成。电动机驱动是起升机构的主要驱动方式。当起重量在50t以下时,常见的桥式起重机的起升机构布置方式如图1所示;

桥式起重机起升机构设计

1-电动机;2-联轴器;3-传动轴;4-制动器;5-减速器;6-卷筒;

7-轴承座;8-平滑滑轮;9-钢丝绳;10-滑轮组;11-吊钩

图1起升机构配置方案

    当起重量在20-30t时,常见的起升机构钢丝绳卷绕如图2所示。采用双联滑轮组,滑轮组倍率m=4。

桥式起重机起升机构设计

图2  钢丝绳卷绕示意图

2 起升机构设计计算

2.1 钢丝绳、滑轮和卷筒直径的确定

2.1.1 钢丝绳的计算与确定

采用双联滑轮组,按桥式起重机起升机构设计,查取滑轮组倍率m =4;

钢丝绳所受最大拉力(载荷):

        桥式起重机起升机构设计                        (式1)

式中 桥式起重机起升机构设计——最大载荷,

桥式起重机起升机构设计

       其中 桥式起重机起升机构设计

Z——悬挂吊重的钢丝绳分支数,桥式起重机起升机构设计

 桥式起重机起升机构设计——滑轮组效率,桥式起重机起升机构设计=0.98;

   所选钢丝绳的直径应满足:

                        桥式起重机起升机构设计                          (式2)

                          桥式起重机起升机构设计

桥式起重机起升机构设计

式中 桥式起重机起升机构设计——钢丝绳直径;

 桥式起重机起升机构设计——钢丝绳最大静工作拉力;

  C——选择系数,根据《起重机械》表2-4,桥式起重机起升机构设计

取钢丝绳直径桥式起重机起升机构设计,捻向:交互捻;选择钢丝绳型号为:

桥式起重机起升机构设计 桥式起重机起升机构设计   桥式起重机起升机构设计

2.1.2 滑轮和卷筒直径的确定

    按钢丝绳中心来计算滑轮与卷筒的最小直径:

                  桥式起重机起升机构设计;                                (式3)

式中 桥式起重机起升机构设计——按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的最小直径;

     桥式起重机起升机构设计——钢丝绳直径;

     桥式起重机起升机构设计——与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数,根据《机械设计手册》表8.1-61,对滑轮桥式起重机起升机构设计=20,对卷筒桥式起重机起升机构设计=18;

根据(式1-3),得

    滑轮 桥式起重机起升机构设计

    取动滑轮直径(滑轮槽底直径)桥式起重机起升机构设计,平衡滑轮桥式起重机起升机构设计。取桥式起重机起升机构设计

    卷筒 桥式起重机起升机构设计

2.2 吊钩滑轮组的选择和验算

2.2.1.吊钩的选择

    吊钩尾部螺纹直径的确定,

        桥式起重机起升机构设计

        桥式起重机起升机构设计

          桥式起重机起升机构设计                                         (式4)

式中 桥式起重机起升机构设计——最大其中载荷;

     桥式起重机起升机构设计——起动动载系数,由《起重机械》表1-9确定 桥式起重机起升机构设计

     桥式起重机起升机构设计——螺纹根部面积;

     桥式起重机起升机构设计——螺纹根部直径;

     桥式起重机起升机构设计——许用应力,桥式起重机起升机构设计桥式起重机起升机构设计;选等级强度为桥式起重机起升机构设计,则桥式起重机起升机构设计桥式起重机起升机构设计

    采用短型吊钩组,根据额定起重量桥式起重机起升机构设计和工作类型M5来选择直柄单钩LM16 —MGB/T10051.1—1988,吊钩材料为DG20,螺纹外径桥式起重机起升机构设计,螺纹根部直径桥式起重机起升机构设计


 2.2.2 吊钩螺母的计算

    螺母高度不得小于H,

         桥式起重机起升机构设计         (式5)

式中 t=10mm——螺距;

桥式起重机起升机构设计——许用挤压应力,钢对钢桥式起重机起升机构设计(螺母材料45号钢);

公制螺母的高度  桥式起重机起升机构设计

考虑放止动垫片的尺寸取螺母高度:桥式起重机起升机构设计

螺母外径:桥式起重机起升机构设计

2.2.3止推轴承的计算

    对于颈部直径桥式起重机起升机构设计的吊钩选轻系列单列止推轴承8317,取静负荷容量                     

桥式起重机起升机构设计

    轴承的计算载荷应等于或小于其静负荷容量:

            桥式起重机起升机构设计            (式6)

2.2.4 吊钩横梁的计算

桥式起重机起升机构设计

图3 吊钩横梁计算简图

    采用45号钢制造,强度极限桥式起重机起升机构设计,屈服极限桥式起重机起升机构设计,耐久极限 桥式起重机起升机构设计

    假设横梁上作用集中载荷,计算弯曲应力,此外还认为剪切力对弯曲应力影响不大,按结构布置确定计算尺寸,即靠边两个滑轮轴线间的距离桥式起重机起升机构设计,横梁中间宽度桥式起重机起升机构设计,拉板厚度桥式起重机起升机构设计,横梁的计算载荷桥式起重机起升机构设计(也是止推轴承的计算载荷)。

中间截面A-A的最大弯曲应力

        桥式起重机起升机构设计

        桥式起重机起升机构设计=桥式起重机起升机构设计

         桥式起重机起升机构设计                                          (式7)

式中 桥式起重机起升机构设计——横梁高度;

     桥式起重机起升机构设计——轴孔直径,桥式起重机起升机构设计

    取 桥式起重机起升机构设计

轴孔桥式起重机起升机构设计的平均挤压应力

        桥式起重机起升机构设计

        桥式起重机起升机构设计

          桥式起重机起升机构设计                                         (式8)

式中 桥式起重机起升机构设计——许用挤压应力,桥式起重机起升机构设计

     桥式起重机起升机构设计——拉板厚度,桥式起重机起升机构设计

    取桥式起重机起升机构设计

2.2.5 滑轮及滑轮轴承的选择

由钢丝绳直径桥式起重机起升机构设计,动滑轮直径桥式起重机起升机构设计,选择滑轮的型号为滑轮桥式起重机起升机构设计

滑轮用内轴套和隔环:

内轴套:桥式起重机起升机构设计

隔环;桥式起重机起升机构设计

滑轮轴承:46216;

滑轮挡盖:桥式起重机起升机构设计


2.3 卷筒的计算

2.3.1 卷筒的基本尺寸

    取卷筒(按槽底计算)直径桥式起重机起升机构设计

卷筒的计算直径(按缠绕钢丝绳的中心计算)桥式起重机起升机构设计

卷筒长度

        桥式起重机起升机构设计

           桥式起重机起升机构设计                                               (式9)

式中 桥式起重机起升机构设计——卷筒上有螺旋槽部分长

           桥式起重机起升机构设计

              桥式起重机起升机构设计

      其中 桥式起重机起升机构设计——最大起升高度;

          桥式起重机起升机构设计——滑轮组倍率;

          桥式起重机起升机构设计——卷筒计算直径,桥式起重机起升机构设计

          桥式起重机起升机构设计——固定钢丝绳安全圈数,取桥式起重机起升机构设计

          桥式起重机起升机构设计——绳槽槽距,查《机械设计手册》表8.1-49,得桥式起重机起升机构设计

     桥式起重机起升机构设计——无绳槽卷筒端部尺寸,桥式起重机起升机构设计

     桥式起重机起升机构设计——固定钢丝绳区段的长度,桥式起重机起升机构设计

     桥式起重机起升机构设计——左右螺旋槽之间的距离,

                桥式起重机起升机构设计

                   桥式起重机起升机构设计

      其中 桥式起重机起升机构设计——两侧滑轮绳槽中心线之间的距离,桥式起重机起升机构设计

           桥式起重机起升机构设计——当吊钩滑轮位于最上部极限位置时,卷筒轴和滑轮轴之间的距离,桥式起重机起升机构设计

           桥式起重机起升机构设计——绕上卷筒的钢丝绳分支相对于垂直位置的允许偏角,桥式起重机起升机构设计

    取 桥式起重机起升机构设计

其壁厚按经验公式确定

        桥式起重机起升机构设计

2.3.2 验算卷筒强度

卷筒的采莲采用HT30,抗压强度为桥式起重机起升机构设计, 抗拉强度为桥式起重机起升机构设计

卷筒所受压应力

桥式起重机起升机构设计    

桥式起重机起升机构设计                           (式10)

     式中 桥式起重机起升机构设计——对吊钩起重机的安全系数,桥式起重机起升机构设计=4.25;

桥式起重机起升机构设计,满足受压强度要求。

由于卷筒长度桥式起重机起升机构设计,尚应计算弯矩产生的拉应力;

桥式起重机起升机构设计

图4 卷筒弯矩图

桥式起重机起升机构设计

卷筒的最大弯矩产生在钢丝绳位于卷筒中央时,

        桥式起重机起升机构设计                                

           桥式起重机起升机构设计                              (式11)

式中 桥式起重机起升机构设计——卷筒全长;

     桥式起重机起升机构设计——左右螺旋槽之间的距离;

卷筒断面系数

        桥式起重机起升机构设计

          桥式起重机起升机构设计                                    (式12)

式中 桥式起重机起升机构设计——卷筒直径,桥式起重机起升机构设计

     桥式起重机起升机构设计——卷筒内径,桥式起重机起升机构设计

    弯矩产生的拉应力

桥式起重机起升机构设计

           桥式起重机起升机构设计

满足受拉强度要求;

合成应力 桥式起重机起升机构设计

           桥式起重机起升机构设计

2.3.3 卷筒转速

桥式起重机起升机构设计


2.4 电动机的确定

2.4.1 电动机的确定

起升机构静功率:

桥式起重机起升机构设计 

桥式起重机起升机构设计                                        (式13)

式中 桥式起重机起升机构设计——最大起升载荷;

     桥式起重机起升机构设计——起升机构总效率

           桥式起重机起升机构设计

电动机的计算功率:

            桥式起重机起升机构设计

    由起重机的工作级别M5,可以由《工程起重机》标3—19中得到:桥式起重机起升机构设计

            桥式起重机起升机构设计  

根据《机械设计通用手册》选定桥式起重机起升机构设计型电动机,

主要指标为:

转速 桥式起重机起升机构设计

额定功率 桥式起重机起升机构设计

桥式起重机起升机构设计转速 桥式起重机起升机构设计

输出轴直径 桥式起重机起升机构设计

输出轴长度 桥式起重机起升机构设计

键槽宽 桥式起重机起升机构设计

2.4.2 电动机发热及过载验算

    等效功率:

            桥式起重机起升机构设计                                           (式14)

根据表3—27,桥式起重机起升机构设计,查表3—52起升机构曲线1得r=0.88,查表3—28得K=0.75,

              桥式起重机起升机构设计

              桥式起重机起升机构设计

桥式起重机起升机构设计,电动机满足不过热条件。


过载验算:

            桥式起重机起升机构设计                  (式15)

               桥式起重机起升机构设计

符合要求。

2.5 减速器的选用

2.5.1 减速器的确定

    电动机的转速:

            桥式起重机起升机构设计            (式16)

              桥式起重机起升机构设计

    传动比:

            桥式起重机起升机构设计

    根据《减速器选用手册》选定桥式起重机起升机构设计 桥式起重机起升机构设计

    主要参数:

            输入转速桥式起重机起升机构设计

            许用输入功率桥式起重机起升机构设计

货物的实际速度

            桥式起重机起升机构设计              (式17)

2.5.2 减速器的验算

验算减速器被动轴的最大扭矩及最大径向力

    最大扭矩的验算:

            桥式起重机起升机构设计                                     (式18)

             桥式起重机起升机构设计

式中 桥式起重机起升机构设计—电动机最大转矩倍数,桥式起重机起升机构设计=2.0;

桥式起重机起升机构设计— 减速器的传动比;

     桥式起重机起升机构设计—减速器的效率,桥式起重机起升机构设计=0.94;

减速器许用输入扭矩 桥式起重机起升机构设计

    桥式起重机起升机构设计,符合要求;

输出轴最大径向力的验算:

            桥式起重机起升机构设计                               (式19)

                桥式起重机起升机构设计

式中 桥式起重机起升机构设计——卷筒上钢丝绳最大拉力;

     桥式起重机起升机构设计——卷筒重量,查阅得桥式起重机起升机构设计

低速轴端的最大容许径向载荷 桥式起重机起升机构设计桥式起重机起升机构设计,符合要求。

2.6 制动器的选择

根据物体下降时的扭矩桥式起重机起升机构设计:

桥式起重机起升机构设计                                      (式20)

                桥式起重机起升机构设计

                桥式起重机起升机构设计

式中 桥式起重机起升机构设计——最大载荷量,桥式起重机起升机构设计

     桥式起重机起升机构设计——卷筒计算直径,桥式起重机起升机构设计

     桥式起重机起升机构设计——滑轮组倍率,桥式起重机起升机构设计

     桥式起重机起升机构设计——减速器传动比,桥式起重机起升机构设计

     桥式起重机起升机构设计——总效率,桥式起重机起升机构设计

    制动转矩 桥式起重机起升机构设计

查《机械设计通用手册》选择制动器桥式起重机起升机构设计

主要参数:

                   制动轮直径桥式起重机起升机构设计

                   额定转矩桥式起重机起升机构设计

2.7 联轴器的选择

    根据电动机输出轴的直径和变速器输入直径选用联轴器桥式起重机起升机构设计型齿轮联轴器和桥式起重机起升机构设计型齿轮联轴器。

    桥式起重机起升机构设计的主要参数:

                   公称转矩桥式起重机起升机构设计

                   许用转速桥式起重机起升机构设计

                   转动惯量桥式起重机起升机构设计

    桥式起重机起升机构设计的主要参数:

                  公称转矩桥式起重机起升机构设计

                  许用转矩桥式起重机起升机构设计

                  转动惯量桥式起重机起升机构设计

联轴器力矩的校核:

              桥式起重机起升机构设计                                     (式21)

                桥式起重机起升机构设计

                桥式起重机起升机构设计

式中 桥式起重机起升机构设计——传扭矩的计算值;

     桥式起重机起升机构设计——按第桥式起重机起升机构设计类载荷计算的轴传最大扭矩,对高速轴桥式起重机起升机构设计桥式起重机起升机构设计,在此桥式起重机起升机构设计位电动及转矩的允许过载倍数,桥式起重机起升机构设计位电动机的额定转矩,桥式起重机起升机构设计桥式起重机起升机构设计;其中,

桥式起重机起升机构设计—联轴器重要参数,对于起升机构桥式起重机起升机构设计=1.8;

桥式起重机起升机构设计—角度偏差系数,桥式起重机起升机构设计

    联轴器符合要求。

2.8 起制动时间验算

2.8.1 起动时间的验算

启动时间:

         桥式起重机起升机构设计                    (式22)

           桥式起重机起升机构设计

式中 桥式起重机起升机构设计——电动机额定转速,桥式起重机起升机构设计

 桥式起重机起升机构设计——电动机平均起动转矩,桥式起重机起升机构设计

 桥式起重机起升机构设计——电动机静阻力矩,桥式起重机起升机构设计

 桥式起重机起升机构设计——机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量(桥式起重机起升机构设计):

桥式起重机起升机构设计

桥式起重机起升机构设计

其中 桥式起重机起升机构设计—电动机转子的转动惯量,桥式起重机起升机构设计=0.67桥式起重机起升机构设计

     桥式起重机起升机构设计—制动轮和联轴器的转动惯量,桥式起重机起升机构设计=1.01桥式起重机起升机构设计

桥式起重机起升机构设计,起动时间符合要求。

2.8.2 制动时间的验算

满载下降制动时间:

         桥式起重机起升机构设计                                 (式23)

           桥式起重机起升机构设计

           桥式起重机起升机构设计

式中 桥式起重机起升机构设计——满载下降时的电动机转速,桥式起重机起升机构设计

  桥式起重机起升机构设计——制动器的制动力矩,桥式起重机起升机构设计

  桥式起重机起升机构设计—电动机静阻力矩,桥式起重机起升机构设计

  桥式起重机起升机构设计—机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量桥式起重机起升机构设计桥式起重机起升机构设计



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