起重机课程设计

1、.第 2 章 小车副起升机构计算2.1确定传动方案选择滑轮组和吊钩组按照构造宜紧凑的原则，决定采用下图的传动方案。如图图2-1 所示，采用了单联滑轮组 .按 Q=5t，取滑轮组倍率 ih，因而承载绳分支数为Z=4。 G0 吊具自重载荷，其=2自重为： G=2.0%Pq =0.02 200kN=4kN图 2-1副起升机构简图2.2选择钢丝绳若滑轮组采用滚动轴承，当 ih =2，查表得滑轮组效率 hh =0.985，钢丝绳所受最大拉力：SmaxG0Q490.98hh i hx1412.88kN0.97按下式计算钢丝绳直径 d：d=cSmax=0.09612.88 =10.895mmc: 选择系数，

2、单位 mm/ N ，选用钢丝绳b =1850N/mm2，根据 M5 及 b 查表得 c值为 0.096。选不松散瓦林吞型钢丝绳直径d=10mm，其标记为 6W(19)-10-185-I- 光-右顺 (GB1102-74)。2.3确定卷筒尺寸并验算强度卷筒直径：卷筒和滑轮的最小卷绕直径D0 ：D0 m in hd式中 h 表示与机构工作级别和钢丝绳结构的有关系数；查表得：卷筒 h1 =18；滑轮 h2 =20卷筒最小卷绕直径D0 m in = h1 d=18 20=360Dh;.考虑起升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=400 。卷筒长度： L=1500mm卷筒壁厚 =0

3、.02D+(610)=0.02，取，应进行400+(610)mm=1418mm=18mm卷筒壁的压力计算。mvnnt卷筒转速D0= 419.5r/min=60r/min 。3.140.412.4计算起升静功率(QG0 )vn(490.98)19.5103Pj=601000=18.17kW6010000.894式中起升时总机械效率z chl t0.970.940.992=0.894z 为滑轮组效率取0.97；ch 为传动机构机械效率取0.94； t 为卷筒轴承效率取0.99；l 连轴器效率取 0.99。2.5初选电动机PJC G Pj =0.8 18.17=14.536kW式中错误 ! 未找到引

4、用源。：在 JC 值时的功率，单位为KW ；G：均系稳态负载平数 ,根据电动机型号和JC 值查表得 G=0.8。选用电动机型号为YZR180L-6 ， PJC =17KW ， nJC =955r/min，最大转矩允许过载倍数 m=2.5；飞轮转矩。电动机转速 ndn0Pj(n0n JC ) 1000 18.17 (1000 955) =951.9r/minPJC17式中 nd :在起升载荷 PQ =49.98kN 作用下电动机转速； nPJC , n JC :是电动机在 JC 值时额定功率和额定转速。2.6选用减速器初选减速器减速器总传动比： i nd 起升机构减速器按静功率ni作级别为 M5

5、 ，选定减速器为 M=21000N.m 。951.9=15.865 取实际速比i =16 。Pj 选取，根据60 Pj =18.17kW， nd =951.9r/min， i =16，工ZQH50，减速器许用功率 Pnj =31KW 。低速轴最大扭矩为'减速器在 951.9r/min 时许用功率 P nj 为 P ' nj = 31951 .9 =29.5kW>17kWv' n = 19.5 15 .8651000实际起升速度=19.334m/min ；16实际起升静功率Pj=18.17 15.865 =18.02kW。16;.用类载荷校核减速器输出轴的径向载荷，

6、最大力矩。验算输出轴端最大容许径向载荷用类载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。查卷筒的产品目录可知卷筒的自重错误 !未找到引用源。验算输出轴的最大容许扭矩输出轴容许最大扭矩，按大于电动机的最大力矩进行校验式中错误 ! 未找到引用源。- 电动机实际最大力矩错误 ! 未找到引用源。 - 电动机最大力矩倍数错误 ! 未找到引用源。 - 传动比- 减速器传动效率，取0.952.7电动机过载验算和发热验算过载验算按下式计算：HQ G02.1( 49 0.98)10319.34Pn 1000n =1000 0.894=15.136kWm m1 2.560Pn =17KW>15.136kW ，此

7、题 Pn 恰好与 Pjc = P25 的功率相等。式中 Pn :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；m:基准接电持续率时，电动机转矩允许过载倍数，查表得m 取 2.5；m:电动机个数； :总机械效率 =0.894。发热验算按下式计算 :P P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；G (Q G0)n=0.8 ( 49 0.98)10 3 19.34P10001=14.42kW1000m0.894P=15.363> P =1

8、4.42kW;.经计算过载验算和发热验算通过。2.8选择制动器按下式计算，选制动器：M制K制 M'制静式中 M 制 :制动力矩 ,单位为 N.m；K 制 :制动安全系数，查表1-5M5 得 K zh =2.0；M ' 制静 :下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为N.m 。'(Q G0)D0 '(49 0.98)10 30.41 0.894Mj =24=143.12N.m2mi16 ' ： 下降时总机械效率，通常取 ' 0.894M zh = M zh M 'j =2143.12=286.24N.m根据选用 M zh =286.24N.m

9、 选用 YWZ 5 315/30 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K zh =290N.m。2.9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，使连轴器的许用应力矩 M> 计算的所需力矩M,则满足要求。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=84mm。选取梅花弹性连轴器： 型号为 MLL6-I-200 ，M=630N.m ；GD2=6.7；Pjc4=26.8Kg.m217。型号为 MLL6 ，M

10、=630N.m ； GD2=1.85M n955095504=7.4Kg.m2电动机额定力矩n jc955 =170N.m计算所 需力矩 M=n8 M n =1.52.0170=510N.m式中n：安全系数取 n=1.5；8 ：刚性动载系数，取8 2.0；M=630>M=510N.M所选连轴器合格。2.10验算起动时间起动时间：;.t q951.91.15(1.526.87.4)(490.98)1030.412(289179.07)162420.894375nd c(GD 2 )(QG0 )103D02375( M qM j )i 2 m2=1.0s式中： (GD 2 ) = (GD 2

11、)d+ (GD2 )+GD2)z1l(静阻力矩：(Q G0)D0(490.98) 1030.41M j2mi=179.07N.m216 4 0.894电动机启动力矩：M q =1.7M n =1.7170=289N.m平均起动加速度：'= 19.34 =0.32m/s 2aqnt q601.060aq =0.32 m/s2< a =0.4 m/s 2经计算电动机启动时间合适。2.11验算制动时间制动时间：nd'(Q G0)D02t zhCGD2375(M zhM j )2m 2ih=951.9143)1.15(1.526.87.4)(49 0.98)1030.412375

12、( 29016 24 20.894=0.85snd '：电机满载下降转速，单位为r/min ；nd'2n0nd=21000-951.9=1048.1r/minM zh =290N.mM 'j =143N.m平均制动减速器速度azhVn19.34=0.37m/s?<a =0.4m/s?t zh 60 0.85 60;.所以制动时间也合适。2.12高速轴计算疲劳计算轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩：M 11 M e2 16.933.8kgf .mM eN e( 25%)9550179550166.172N .mn1( 25%)977由上节选择联轴器中 ,已确定浮动轴端直径

13、d=45 .因此扭转应力为 :nM 133.8185.4kgf .cmW0.2 4.53许用扭转应力 :211ohn1轴材料用 45 钢,k， s3550kgf / cm2b6000kgf / cm20.221320kgf / cm2；弯矩：1b0.62130kgf / cm2扭矩： ss轴受脉动循环的许用扭转应力：2 1 ? 1 n1K k x k m - 考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数 ;kx - 与零件几何形状有关, 对于零件表面有急剧过度和开键槽及紧配合区段,kx =1.52.5；km - 与零件表面加工光洁度有关 ,对于 5, km1.15 1.2; 对于3, km 1.25 1.35;此处取 K=21.25=2.5- 考虑材料对应力循环不对称的敏感系数 ,对碳钢 ,低合金刚，取 =0.2.nI 安全系数 ,查表得 nI =1.6因此 tok 21320611.1kgf / cm2 ，故 t n < t ok 通过。(2.50.2)1.6强度验算轴所受最大转矩： :M 2 =c2 M j = 2 ×179.07 = 358.14kgf .m;.式中 : c2 - 动力系数 ,由表查得c 2 =2；M j 按照额定起重量计算轴受静力矩 ,M j 179.07k