港口起重机第六章-回转机构课件

2023/1/41第六章回转机构

一．概述

回转机构：使起重机回转部分在水平面内绕回转中心线转动的机构

回转类型起重机中必有的工作机构1．回转机构的作用

起重机回转部分对非回转部分——货物绕回转中心线回转运动

→货物水平面内移动2．回转机构的组成：回转支承装置、回转驱动装置3．回转机构的类型：转盘式回转机构、柱式回转机构二．回转支承装置1．回转支承装置的作用（1）联接回转部分与非回转部分——保证确定的回转运动→对中（2）承载，传力（垂直力、水平力、倾复力矩）（3）防止回转部分倾覆2．回转支承装置的型式（1）柱式回转支承装置：转柱式、定柱式（2）转盘式回转支承装置：滚轮式、滚子式、滚动轴承式2022/12/291第六章回转机构一．概述2023/1/42

2．回转支承装置的型式

（1）柱式回转支承装置：

立柱

+两个支承（上支承、下支承） ——上、下支承距离↑，水平力↓

立柱工作状态→转柱式、定柱式

1）定柱式回转支承装置 立柱——固定→定柱回转部分——“钟罩” 上支承：承受水平力+垂直力 下支承：承受水平力 滚轮——回转部分上 滚道座圈——定柱上22022/12/2922．回转支承装置的型式232）转柱式回转支承装置立柱——回转→转柱——插入门座中 上支承——承受水平力→径向轴承 水平滚轮——转柱上（或门架上） 滚道座圈——门架上（或转柱上） 下支承——承受水平力+垂直力→径向止推轴承332）转柱式回转支承装置32023/1/442023/1/44（2）转盘式回转支承装置:

大型转盘+滚动体（滚轮、滚子、滚珠或滚柱等）+

+稳定装置（反滚轮，中心轴枢） 滚动体的形式→滚轮式、滚子夹套式、滚动轴承式

1）滚轮式：滚轮——回转部分上：圆柱或圆锥垂直载荷→滚轮支架→滚轮→滚道→固定部分对中：中心轴枢或水平滚轮水平载荷：中心轴枢或水平滚轮防倾：反滚轮

2）滚子夹套式：多个直径较小的滚子 心轴——夹套 上轨道——前后两段环形 下轨道——圆形垂直载荷→滚子→固定部分对中：中心轴枢或水平滚轮水平载荷：中心轴枢或水平滚轮防倾：反滚轮滚轮式滚子式2022/12/2942022/12/294（2）转盘式回转2023/1/453）滚动轴承式回转座圈+固定座圈+滚动体+隔离圈垂直载荷、水平载荷、倾复力矩及对中→滚动轴承型式：滚动体的型式→滚珠（球）、滚柱滚动体的排列→单列、双列、三列单排四点接触球式双排球式单排交叉滚柱式三排滚柱式2022/12/2953）滚动轴承式单排四点接触球式双排球式2023/1/463．回转支承装置的计算（1）回转支承装置设计任务

1）确定回转支承装置的型式——选型柱式、转盘式2）进行载荷计算计算水平力H、垂直力V、倾复力矩M3）确定滚轮、轨道、轴承等支承部件4）确定配重（2）计算载荷

1）工作状态正常载荷——疲劳强度、磨损或寿命计算幅度→RX

=（0.7~0.8）Rmax不计风载荷等效起重量、平稳起（制）动

P偏Ⅰ

、P回离、P回惯、P齿Ⅰ

P齿——最后一对开式齿轮传动的啮合力2022/12/2963．回转支承装置的计算2023/1/472）工作状态最大载荷——静强度、静刚度和稳定性计算按以下两种工况分别计算，取较大值：①起升质量离地提升工况：

Rmax

、最大坡度角方向

工作状态最大风沿臂架方向从后向前吹起升质量——φ2（起升动载系数）回转部分自重——φ1（起升冲击系数）②考虑变幅或运行与回转同时起（制）动惯性力：装卸类型起重机：变幅与回转同时起（制）动惯性力安装类型起重机：运行与回转同时起（制）动惯性力

Rmax、αⅡ、PQ、PG回、PfⅡ、P齿Ⅰ3）非工作状态最大载荷——静强度、静刚度和稳定性计算按以下两种工况分别计算，取较大值：

①最大风载荷工况

Rmin、空载、非工作状态最大风PfⅢ沿臂架方向从后向前吹

②动、静载试验工况

Rmax、无风，仅起升机构工作 试验载荷：动载—1.10PQ、静载—1.25PQ2022/12/2972）工作状态最大载荷——静强度、静刚度2023/1/48

3）载荷组合水平载荷：垂直载荷：倾复力矩： 考虑：臂架摆动平面、垂直臂架摆动平面（3）配重的作用及确定原则

1）作用：①减少回转支承所受的倾覆力矩②改善回转支承装置的受力状况

2）确定原则：不计风载和货物偏摆 前倾力矩（Rmax，Q+G）=后倾力矩（Rmin，G） 即：∴对重重量：2022/12/2983）载荷组合2023/1/49三．回转驱动装置1．特点（1）传动比大（n=1~3r/min）（2）回转阻力变化很大→常开式制动器（3）回转运动质量大，惯性载荷大→极限力矩限制器（4）根据需要调速2．回转驱动装置的构造及型式（1）组成①原动机：电动机、液压马达、内燃机②传动装置：减速、换向、制动装置及过载保护装置等③末级开式齿轮传动：小齿轮+大齿圈（或销轮）

（2）布置方式

①驱动部分在回转部分上，最后一级大齿圈（或销轮）固定

港口起重机多采用

②驱动部分在非回转部分上，最后一级大齿圈在回转部分上

装卸船机、斗轮堆取料机、定柱式起重机、塔式起重机2022/12/299三．回转驱动装置圆柱圆锥齿轮传动蜗轮减速器传动（3）回转驱动装置的传动型式1）卧式电机驱动圆柱圆锥齿轮传动蜗轮减速器传动（3）回转驱动装置的传动型式立式圆柱齿轮减速器传动行星齿轮减速器传动

液压驱动

2）立式电机驱动立式圆柱齿轮减速器传动行星齿轮减速器传动液压驱动2）立2023/1/412

3．回转驱动装置计算（1）回转阻力矩：Mz=Mm+Mf+Mp1）摩擦阻力矩Mm：回转支承装置中 根据回转支承型式而不同

2）风阻力矩Mf：回转部分风载荷产生

Mf=PfQ×Rmax×Sinφ+Pfh×l×Sinφ =Mfmax×Sinφ

Mf

变化，当φ=90°→Mfmax

疲劳计算：

3）倾斜阻力矩Mp：坡道倾斜引起

Mp=G×l×Sinγ×Sinφ+Q×Rmax×Sinγ×Sinφ

=Mpmax×Sinφ

Mp

变化，当φ=90°→Mpmax

疲劳计算：2022/12/29123．回转驱动装置计算2023/1/413（2）电动机的选择及校验

1）计算回转静功率：

2）初选电动机：考虑电动机起动的影响

根据：

Kd——功率增大系数：Kd=1.2~1.8考虑：回转机构接电持续率JC值

电动机工作制、转速nd

→选出电动机型号

2022/12/2913（2）电动机的选择及校验14

3）电动机校验①起动时间校验 起动时间：控制范围：无风时，tq=3~5（s）

有风时，tq=3~5（s）

②发热校验 满足：N≥NS

式中：

N

——电动机在相应接电持续率时的输出功率

NS——稳态平均功率

③过载校验

电动机额定功率：143）电动机校验2023/1/415（3）选择减速器 传动装置总传动比：

传动比分配：

减速器i1→选择、开式齿轮传动i2→设计（4）选择制动器——常开式制动器——电机轴上 顺风、下坡时，在规定时间内能可靠停住

一般在高速轴制动器后装设有极限力矩限制器.

①当装设极限力矩限制器时：

制动力矩由极限力矩限制器决定

Mjl

→制动器轴②当不装设极限力矩限制器时： 回转阻力矩→制动器轴2022/12/2915（3）选择减速器2023/1/416（5）极限力矩限制器——保护电动机、传动零件 极限力矩限制器摩擦力矩Mjl的确定原则： 正常起、制动时不打滑 过载→打滑

——电动机转子、电动机轴上制动轮和联轴器的转动惯量ic——电动机至极限力矩联轴器的传动比η——电动机至极限力矩联轴器的传动效率2022/12/2916（5）极限力矩限制器——保护电动机、2023/1/417第六章回转机构

一．概述

回转机构：使起重机回转部分在水平面内绕回转中心线转动的机构

回转类型起重机中必有的工作机构1．回转机构的作用

起重机回转部分对非回转部分——货物绕回转中心线回转运动

→货物水平面内移动2．回转机构的组成：回转支承装置、回转驱动装置3．回转机构的类型：转盘式回转机构、柱式回转机构二．回转支承装置1．回转支承装置的作用（1）联接回转部分与非回转部分——保证确定的回转运动→对中（2）承载，传力（垂直力、水平力、倾复力矩）（3）防止回转部分倾覆2．回转支承装置的型式（1）柱式回转支承装置：转柱式、定柱式（2）转盘式回转支承装置：滚轮式、滚子式、滚动轴承式2022/12/291第六章回转机构一．概述2023/1/418

2．回转支承装置的型式

（1）柱式回转支承装置：

立柱

+两个支承（上支承、下支承） ——上、下支承距离↑，水平力↓

立柱工作状态→转柱式、定柱式

1）定柱式回转支承装置 立柱——固定→定柱回转部分——“钟罩” 上支承：承受水平力+垂直力 下支承：承受水平力 滚轮——回转部分上 滚道座圈——定柱上182022/12/2922．回转支承装置的型式2192）转柱式回转支承装置立柱——回转→转柱——插入门座中 上支承——承受水平力→径向轴承 水平滚轮——转柱上（或门架上） 滚道座圈——门架上（或转柱上） 下支承——承受水平力+垂直力→径向止推轴承1932）转柱式回转支承装置32023/1/4202023/1/420（2）转盘式回转支承装置:

大型转盘+滚动体（滚轮、滚子、滚珠或滚柱等）+

+稳定装置（反滚轮，中心轴枢） 滚动体的形式→滚轮式、滚子夹套式、滚动轴承式

1）滚轮式：滚轮——回转部分上：圆柱或圆锥垂直载荷→滚轮支架→滚轮→滚道→固定部分对中：中心轴枢或水平滚轮水平载荷：中心轴枢或水平滚轮防倾：反滚轮

2）滚子夹套式：多个直径较小的滚子 心轴——夹套 上轨道——前后两段环形 下轨道——圆形垂直载荷→滚子→固定部分对中：中心轴枢或水平滚轮水平载荷：中心轴枢或水平滚轮防倾：反滚轮滚轮式滚子式2022/12/2942022/12/294（2）转盘式回转2023/1/4213）滚动轴承式回转座圈+固定座圈+滚动体+隔离圈垂直载荷、水平载荷、倾复力矩及对中→滚动轴承型式：滚动体的型式→滚珠（球）、滚柱滚动体的排列→单列、双列、三列单排四点接触球式双排球式单排交叉滚柱式三排滚柱式2022/12/2953）滚动轴承式单排四点接触球式双排球式2023/1/4223．回转支承装置的计算（1）回转支承装置设计任务

1）确定回转支承装置的型式——选型柱式、转盘式2）进行载荷计算计算水平力H、垂直力V、倾复力矩M3）确定滚轮、轨道、轴承等支承部件4）确定配重（2）计算载荷

1）工作状态正常载荷——疲劳强度、磨损或寿命计算幅度→RX

=（0.7~0.8）Rmax不计风载荷等效起重量、平稳起（制）动

P偏Ⅰ

、P回离、P回惯、P齿Ⅰ

P齿——最后一对开式齿轮传动的啮合力2022/12/2963．回转支承装置的计算2023/1/4232）工作状态最大载荷——静强度、静刚度和稳定性计算按以下两种工况分别计算，取较大值：①起升质量离地提升工况：

Rmax

、最大坡度角方向

工作状态最大风沿臂架方向从后向前吹起升质量——φ2（起升动载系数）回转部分自重——φ1（起升冲击系数）②考虑变幅或运行与回转同时起（制）动惯性力：装卸类型起重机：变幅与回转同时起（制）动惯性力安装类型起重机：运行与回转同时起（制）动惯性力

Rmax、αⅡ、PQ、PG回、PfⅡ、P齿Ⅰ3）非工作状态最大载荷——静强度、静刚度和稳定性计算按以下两种工况分别计算，取较大值：

①最大风载荷工况

Rmin、空载、非工作状态最大风PfⅢ沿臂架方向从后向前吹

②动、静载试验工况

Rmax、无风，仅起升机构工作 试验载荷：动载—1.10PQ、静载—1.25PQ2022/12/2972）工作状态最大载荷——静强度、静刚度2023/1/424

3）载荷组合水平载荷：垂直载荷：倾复力矩： 考虑：臂架摆动平面、垂直臂架摆动平面（3）配重的作用及确定原则

1）作用：①减少回转支承所受的倾覆力矩②改善回转支承装置的受力状况

2）确定原则：不计风载和货物偏摆 前倾力矩（Rmax，Q+G）=后倾力矩（Rmin，G） 即：∴对重重量：2022/12/2983）载荷组合2023/1/425三．回转驱动装置1．特点（1）传动比大（n=1~3r/min）（2）回转阻力变化很大→常开式制动器（3）回转运动质量大，惯性载荷大→极限力矩限制器（4）根据需要调速2．回转驱动装置的构造及型式（1）组成①原动机：电动机、液压马达、内燃机②传动装置：减速、换向、制动装置及过载保护装置等③末级开式齿轮传动：小齿轮+大齿圈（或销轮）

（2）布置方式

①驱动部分在回转部分上，最后一级大齿圈（或销轮）固定

港口起重机多采用

②驱动部分在非回转部分上，最后一级大齿圈在回转部分上

装卸船机、斗轮堆取料机、定柱式起重机、塔式起重机2022/12/299三．回转驱动装置圆柱圆锥齿轮传动蜗轮减速器传动（3）回转驱动装置的传动型式1）卧式电机驱动圆柱圆锥齿轮传动蜗轮减速器传动（3）回转驱动装置的传动型式立式圆柱齿轮减速器传动行星齿轮减速器传动

液压驱动

2）立式电机驱动立式圆柱齿轮减速器传动行星齿轮减速器传动液压驱动2）立2023/1/428

3．回转驱动装置计算（1）回转阻力矩：Mz=Mm+Mf+Mp1）摩擦阻力矩Mm：回转支承装置中 根据回转支承型式而不同

2）风阻力矩Mf：回转部分风载荷产生

Mf=PfQ×Rmax×Sinφ+Pfh×l×Sinφ =Mfmax×Sinφ

Mf

变化，当φ=90°→Mfmax

疲劳计算：

3）倾斜阻力矩Mp：坡道倾斜引起

Mp=G×l×Sinγ×Sinφ+Q×Rmax×Sinγ×Sinφ

=Mpmax×Sinφ

Mp

变化，当φ=90°→Mpmax

疲劳计算：2022/12/29123．回转驱动装置计算2023/1/429（2）电动机的选择及校验

1）计算回转静功率：

2）初选电动机：