5噸電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)

1、緒論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重機(jī)械已成為許多部門(mén)必不可少的設(shè)備，在現(xiàn)代化大生產(chǎn)的條件下，隨著工藝流程的機(jī)械化和自動(dòng)化程度的不斷提高，起重機(jī)械在生產(chǎn)過(guò)程中，從輔助設(shè)備逐漸成為連續(xù)生產(chǎn)流程中的一種專(zhuān)用設(shè)備。 在生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展的條件下，起重機(jī)的種類(lèi)越來(lái)越多，通用橋式起重機(jī)（俗稱(chēng)天車(chē)或行車(chē)）和門(mén)式起重機(jī)（又稱(chēng)龍門(mén)起重機(jī)）是其中被廣泛應(yīng)用的兩種。 起重機(jī)是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械，其工作特點(diǎn)具有周期性，在每一個(gè)工作循環(huán)中，他的主要機(jī)構(gòu)作一次正向及反向運(yùn)動(dòng)，每次循環(huán)包括物品的裝載及卸載，搬運(yùn)物品的行程和卸載后的空鉤回程，前后兩次裝卸之間還包括輔助準(zhǔn)備時(shí)間在內(nèi)的短暫停歇。 在工作循環(huán)中，起重機(jī)各機(jī)構(gòu)一般不同時(shí)開(kāi)動(dòng)

2、，而是根據(jù)工作需要彼此協(xié)同工作的，但在一個(gè)循環(huán)中各機(jī)構(gòu)都有自己的動(dòng)作延續(xù)時(shí)間，此外，即使在開(kāi)動(dòng)階段，機(jī)構(gòu)的負(fù)載情況有帶載和空載之分，即使是帶載，載荷大小也有變化，另外操作熟練程度對(duì)機(jī)構(gòu)的受力情況也有影響，操作不平穩(wěn)會(huì)使構(gòu)件帶來(lái)沖擊載荷，加劇疲勞，磨損或發(fā)熱。嚴(yán)重的可能導(dǎo)致事故，除上述工作條件外，還需考慮起重機(jī)的工作環(huán)境，如在高溫車(chē)間，酸堿車(chē)間，都會(huì)影響機(jī)械的強(qiáng)度，為了充分估計(jì)這些情況和避免產(chǎn)生意外的后果，在設(shè)計(jì)、選擇或效驗(yàn)起重機(jī)以及選擇電動(dòng)機(jī)和電器設(shè)備，必須從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)不同的工作情況，應(yīng)用不同的安全系數(shù)和許用應(yīng)力，為此，要把起重機(jī)械根據(jù)忙閑程度和負(fù)荷情況分為不同的工作類(lèi)型，但起重機(jī)械是由各

3、機(jī)構(gòu)組成的，起重機(jī)械在工作，也就是他的機(jī)構(gòu)在運(yùn)行，因而必須考慮到各機(jī)構(gòu)的工作類(lèi)型，由于這些機(jī)構(gòu)的用途不同，工作時(shí)間長(zhǎng)短也不同，（例如起升機(jī)構(gòu)在裝卸物品時(shí)，其他機(jī)構(gòu)停歇不動(dòng)），而且在工作過(guò)程中，各機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度和所受載荷業(yè)不同，所以在同一起重機(jī)械中，各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度和所受的載荷是不同的，因此，在設(shè)計(jì)計(jì)算各機(jī)構(gòu)的零部件時(shí)，應(yīng)根據(jù)零部件的工作類(lèi)型分別進(jìn)行，整體起重機(jī)械和金屬結(jié)構(gòu)的工作類(lèi)型是根據(jù)主起升機(jī)構(gòu)決定的，而且于他屬于不同的同一種工作類(lèi)型 。第1章 主要技術(shù)參數(shù)選擇電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)屬于有軌運(yùn)行的輕小型起重機(jī)。常用于機(jī)械制造、裝配、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求并參考同類(lèi)產(chǎn)品及有關(guān)技術(shù)資料，初步

4、確定本起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：起重量：跨 距：l=16.5 m工作制度：中級(jí)jc 25起升速度：起升高度：h = 9m電動(dòng)葫蘆自重：電動(dòng)葫蘆運(yùn)行速度：v=30 m/min操縱室尺度：主體結(jié)構(gòu)：主梁結(jié)構(gòu)與橫梁結(jié)構(gòu)均采用鋼板壓制u槽鋼與工字鋼組焊成箱形實(shí)腹板梁，兩者間電焊連接。機(jī)構(gòu)動(dòng)力：起升機(jī)構(gòu)與小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，均采用cd、md等形式的電動(dòng)葫蘆；運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用分別驅(qū)動(dòng)形式，驅(qū)制動(dòng)靠錐形制動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)完成。初定外形尺度，見(jiàn)下圖（1）圖（1）外型尺寸第2章 主梁計(jì)算2.1主梁斷面幾何特性參考同類(lèi)產(chǎn)品，查型材標(biāo)準(zhǔn)gb705-65 選 i28a普型工字鋼，初定主梁斷面尺寸，見(jiàn)下圖（2-1）型截面尺寸 2.1.1

5、 計(jì)算主梁斷面面積計(jì)算得圖（2-1）截面尺寸21.2 求主梁斷面水平形心軸x-x位置式中：主梁斷面的總面積 各部分面積對(duì)x-x軸的靜距之和 各部分面積形心至x-x軸的距離(cm)計(jì)算得：2. 1.3 計(jì)算主梁斷面慣性矩j 、j 計(jì)算得 2.2主梁強(qiáng)度計(jì)算主梁強(qiáng)度計(jì)算按類(lèi)載荷進(jìn)行組合。由于小車(chē)輪距很小，活動(dòng)載荷可近似的按集中載荷布置車(chē)跨中，驗(yàn)算主梁跨中斷面的彎曲應(yīng)力和跨斷面的剪應(yīng)力?？缰袛嗝鎻澢鷳?yīng)力包括梁的整體彎曲應(yīng)力和由小車(chē)輪壓在工字鋼下翼緣引起的局部彎曲應(yīng)力，合成后進(jìn)行強(qiáng)度校核（水平慣性力對(duì)主梁造成的應(yīng)力及其水平面內(nèi)載荷對(duì)主梁扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響很小，故予忽略）梁的整體彎曲，在垂直內(nèi)按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，在

6、水平面內(nèi)按剛性框架計(jì)算。受力分析見(jiàn)（圖2-2） 圖（2-2）受力圖2.2.1 垂直載荷在下翼緣引起的彎曲應(yīng)力 式中：q額定起重量， 電動(dòng)葫蘆自重， 動(dòng)力系數(shù)，對(duì)中級(jí)工作類(lèi)型 沖擊系數(shù)，對(duì)操控室操縱時(shí)， 操縱室重量，取 q橋梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度重量n/m 其中：f主梁斷面面積 r材料比重，q主梁橫加筋板的重量所產(chǎn)生的均布載荷，取 q=75n/m 計(jì)算得：q=1260n/m 2.2.2 主梁工字鋼下翼緣局部彎曲計(jì)算：a 計(jì)算輪壓作用點(diǎn)位置i及系數(shù)等，見(jiàn)下圖（2-3）i=a+c-e式中：i輪壓作用點(diǎn)位置與腹板表面的距離。（cm） c輪緣與工字鋼翼緣之間的間隙，取c=0.4cm 對(duì)普通工字鋼，翼緣表面斜度為，葫

7、蘆走輪踏面曲率半徑r，由標(biāo)準(zhǔn)樣本得 r=17.5cm e=0.164r=2.87cm 所以， 圖（2-3）工字鋼b 工字鋼下翼緣局部彎曲應(yīng)力計(jì)算 圖（2-3）中i點(diǎn)橫向（在xy平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力由下式計(jì)算式中：翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù)，貼板補(bǔ)強(qiáng)度時(shí)取 葫蘆走輪集中壓力，取 局部彎曲系數(shù)，查圖5-13， t 工字鋼翼緣平均厚度，t=1.37cm 補(bǔ)強(qiáng)板厚度，=1cm計(jì)算得： 圖（2-3）中i點(diǎn)縱向（在yz平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力 式中：局部彎曲系數(shù)，查圖（2-4）計(jì)算得： 圖（2-4）中點(diǎn)縱向（在yz平面內(nèi)）局部 彎曲應(yīng)力由下式計(jì)算 式中：局部彎曲系數(shù)，查圖（2-4） 翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù)， 貼板補(bǔ)強(qiáng)時(shí)取計(jì)算

8、得 圖（2-4）彎曲系數(shù)2.2.3主梁跨中斷面當(dāng)量應(yīng)力計(jì)算圖（2-3）中i點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力圖（2-3）中i點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力2.2.4 強(qiáng)度校核a 材質(zhì) 主梁與主梁結(jié)構(gòu)全部采用a3鋼板和a3型材焊接而成，并用結(jié)422或427焊條焊接。查gb700-79、gb709-65，gb706-65材質(zhì)的屈服限b 安全系數(shù)n 對(duì)于類(lèi)載荷，一般情況下取n=1.4c 許用應(yīng)力= =150171mpad 強(qiáng)度校核 按=150mpa計(jì)算，主梁跨中當(dāng)？應(yīng)力與均小于，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。2.3剛度驗(yàn)算2.3.1 主梁跨中斷面的垂直靜撓度f(wàn)=f式中：q額定起重量5×n 電動(dòng)葫蘆自量0.5×n l跨距，l=1650cm

9、e材料彈性模量，對(duì)a3鋼e=2.1×mpa jx主梁斷面垂直慣性距，jx=111487 許用垂直靜撓度，取=2.36計(jì)算得=2.22.36，滿(mǎn)足要求。2.3.2 主梁跨中斷面的水平撓度=式中：jy主梁斷面水平慣性距，jy=21849 許用水平靜撓度，取=0.825計(jì)算得：=0.560.825，滿(mǎn)足要求2.3.3 主梁動(dòng)剛度驗(yàn)算對(duì)于有操縱室控制的電動(dòng)單梁起重機(jī)，須進(jìn)行橋梁的動(dòng)剛度性驗(yàn)算。驗(yàn)算可用控制主梁振動(dòng)衰減時(shí)間或控制自振周期的辦法，以下按自振周期法計(jì)算。在垂直方向的自振周期t（s）：t=2t式中：m起重機(jī)和電動(dòng)葫蘆的換算質(zhì)量，m=（0.5gl+gn）g重力加速度，g=980/ q主

10、梁均布載荷，q=125n/cm 電動(dòng)葫蘆重量， k主梁剛性系數(shù)， t許用自振周期（s）計(jì)算得 t=0.11125<0.35 滿(mǎn)足要求2.3.4 主梁穩(wěn)定性驗(yàn)算主梁整體穩(wěn)定性：由于主梁水平剛度比較大，可不計(jì)算主梁的整體穩(wěn)定性主梁腹板的局部穩(wěn)定性：由于電動(dòng)葫蘆小車(chē)的輪壓作用在主梁的受拉區(qū)，所以主梁腹板局部穩(wěn)定性不予計(jì)算主梁受壓翼板的局部穩(wěn)定：由于本起重機(jī)主梁采用冷壓成形的u型槽鋼，通過(guò)每隔一米間距的橫向加筋板及斜側(cè)板同工字鋼組焊成一體，u型鋼的兩圓角將大大加強(qiáng)上翼緣板穩(wěn)定性，所以受壓翼緣板的局部穩(wěn)定性可不計(jì)算。第3章 端梁計(jì)算采用鋼板冷壓成u形再組焊成端梁結(jié)構(gòu)，車(chē)輪利用心軸安裝在端梁兩端腹板

11、上，端梁則通過(guò)車(chē)輪將主梁及載荷支撐在軌道上，見(jiàn)圖（3-1）圖（3-1）端梁結(jié)構(gòu)端梁強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)包括：端梁中央斷面的彎曲應(yīng)力、支承車(chē)輪斷面的剪應(yīng)力及車(chē)輪軸對(duì)腹板的擠壓應(yīng)力。3.1 確定輪距kk=（）l=2.357-3.3m取k=2.5m3.2 端梁中央斷面幾何特性參考同類(lèi)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，初定端梁斷面尺寸，見(jiàn)圖（3-2）圖（3-2）斷面尺寸3.2.1 斷面總面積 f=79.5cm3.2.2 形心位置y=15.4cm =7.9cmy=14.6cm z=15.1cm3.2.3 斷面慣性距j=6659.6cm j=8452.34cm3.2.4 斷面模板w=w=3.3 最大輪壓計(jì)算 起重機(jī)支承反力俯視圖，見(jiàn)圖（3

12、-3）圖（3-3）起重機(jī)支承反力俯視圖3.3.1 起重機(jī)受力情況及主要數(shù)據(jù)據(jù)初定結(jié)構(gòu)尺寸及查有關(guān)零件標(biāo)準(zhǔn)重量，主要計(jì)算數(shù)據(jù)如下：q 額定起重量。q=5g 電動(dòng)葫蘆重量，g=0.5k 沖擊系數(shù)，對(duì)有操縱室的取k=1.1y 動(dòng)力系數(shù)，對(duì)中級(jí)工作類(lèi)型的取y=1.2 端梁重，初估=0.165g 主動(dòng)車(chē)輪裝置重量，初估g=0.065g 從動(dòng)輪裝置重量，初估g=0.046g 驅(qū)動(dòng)裝置重量，g=0.049g 司機(jī)室重量，初估g=0.40q 主梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度重量，q=12.6l 跨距，l=1650cmk 輪距，k=250cm l、l電動(dòng)葫蘆極限位置距中尺寸l=740cm，l=694cmk 司機(jī)室重心從動(dòng)輪軸尺寸，

13、k=25cml 司機(jī)室重心距端軌道尺寸，l=100cm3.3.2 最大輪壓計(jì)算在額定負(fù)荷情況下，小車(chē)移至主梁兩端極限位置時(shí)，端梁受力最大，按第類(lèi)載荷計(jì)算最大輪壓a 載荷位于主梁左端時(shí)（操縱室一端）a、b、c、d輪的反力n.na=nd=nb=nc=計(jì)算得：n n=0.89 n=0.94 n=4.11 b 位于主梁右端時(shí)計(jì)算得n=10.6 n=3.68 10n=2.73 10 n=1.32 10c 輪壓出現(xiàn)在載荷靠近操縱室一端的從動(dòng)車(chē)輪d上，n=4.11 103.4 側(cè)向力起重機(jī)運(yùn)行時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)跑偏、歪斜現(xiàn)象，此時(shí)車(chē)輪輪緣與軌道側(cè)面接觸并產(chǎn)生側(cè)向力s，側(cè)向力s與輪壓n成正比，對(duì)于輪距k=（）l時(shí)，

14、比例系數(shù)可取0.1。計(jì)算得側(cè)向力為：s=0.1n=0.41 s=0.1n=0.373.5 斷面合成應(yīng)力端梁中央承受主梁及載荷重力，兩端受車(chē)輪的支承反力及可能出現(xiàn)的側(cè)向力?？紤]到司機(jī)室與端梁的聯(lián)接對(duì)端梁側(cè)向起加強(qiáng)作用，故最大合成應(yīng)力應(yīng)按非操縱室一端進(jìn)行驗(yàn)算。既當(dāng)載荷位于右端極限位置時(shí)，合成應(yīng)力，=式中，k輪距，k=250cm w、w斷面模數(shù)，w=5490cm，w=441cm 許用應(yīng)力，對(duì)a鋼取=137.2mpa計(jì)算得：=95.5mpa，滿(mǎn)足要求。3.6對(duì)端梁腹板的擠壓應(yīng)力車(chē)輪軸對(duì)端梁支承腹板的擠壓應(yīng)力應(yīng)滿(mǎn)足：=式中：n最大輪壓，n=4.11 d端梁腹板軸孔直徑，取d=7cm 端梁支承腹板厚度，取

15、=1.5mm 許用擠壓應(yīng)力，對(duì)a鋼板取=112.7mpa計(jì)算得：第4章 機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)部件的選擇4.1 機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇電機(jī)功率：p=式中：m起重機(jī)的回轉(zhuǎn)阻矩（） n起重機(jī)的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（） 機(jī)構(gòu)總效率。起升機(jī)構(gòu)取=0.8 運(yùn)行機(jī)構(gòu)取=0.8起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)型號(hào)：yzr160l-6 運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)型號(hào)：yzr132m1-64.2標(biāo)準(zhǔn)件部件的選擇4.2.1 鋼絲繩鋼絲繩是起重機(jī)械中最常使用的撓性件，其品種規(guī)格及機(jī)械性能見(jiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb1102-86a鋼絲繩的選用：一般情況可選用麻芯和棉芯鋼絲繩；高溫環(huán)境工作的宜用石棉芯，或金屬芯鋼絲繩；橫向承壓的宜用金屬芯鋼絲繩。室內(nèi)環(huán)境一般用光面鋼絲繩；室外、水下及

16、潮濕或腐蝕環(huán)境宜用鍍鋅鋼絲繩。順繞鋼絲繩只適用與帶繩槽的卷筒湖物品上升是不會(huì)自行旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合；交繞繩比順繞繩壽命較低和較硬，但通常情況下均可選用。本機(jī)構(gòu)選用順繞繩的光面鋼絲繩。b鋼絲繩的選擇計(jì)算：根據(jù)f來(lái)選擇式中，f鋼絲繩的破斷拉力 f額定起重量時(shí)鋼絲繩的靜拉力（n） n鋼絲繩的安全系數(shù)，查資料表5-21，取n=5.51.選用6股繩的鋼絲繩；2.選用交互捻鋼絲，因?yàn)榻换ツ礓摻z繩與股的扭轉(zhuǎn)趨勢(shì)相反，互相抵消，沒(méi)有扭轉(zhuǎn)打結(jié)的趨勢(shì)，使用方便。4.2.2滑輪和卷筒滑輪的設(shè)計(jì)：鋼絲繩滑輪是用來(lái)改變鋼絲繩的方向的，可以作為導(dǎo)向滑輪，更多地是用來(lái)組成滑輪組，它是起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的重要組成部分。1）滑輪的材料工作

17、繁忙的宜用鑄鋼；一般條件下可采用灰鑄鐵或球墨鑄鐵，近來(lái)為了減輕自重，愈來(lái)愈多地用焊接代替鑄造，鋼材采用焊接性好的a鋼。2）滑輪的支承滑輪通常支承在固定心軸上，近代起重機(jī)的滑輪一般用滾動(dòng)軸承支承，滑輪的支承座應(yīng)當(dāng)有適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑防塵裝置及防護(hù)擋罩。3）滑輪槽底表面直徑d：查資料表5-22可知d d為鋼絲繩直徑 （d）滑輪槽底圓弧半徑r=0.55-0.65d滑輪繩槽兩側(cè)壁的夾角為35°-60°卷筒的設(shè)計(jì)：1）卷筒的材料卷筒通常用灰鑄鐵制造，工作繁重的可用zg25、zg35號(hào)鑄鋼；大直徑的或單件生產(chǎn)的可用a、16m等鋼材焊接卷筒表面，一般制成鋼絲繩螺旋槽。通常用標(biāo)準(zhǔn)繩槽2）卷筒的直徑

18、 e取25則d324mm 取d=380mm3）卷筒的長(zhǎng)度多層繞卷筒的長(zhǎng)度l=1.1式中，h起升高度 h=16 m 滑輪組倍率，查資料取m=7 d 鋼絲繩直徑，d=13.5mm n 附加安全圈數(shù)，使鋼絲繩繩數(shù)受力減小，便于固定，取n=2 d 卷筒名義直徑（槽底直徑）d=324mm計(jì)算得l=806.7mm，取l=1000mm4）卷筒厚度=0.02d+（6-10）mm計(jì)算得=18mm5）絲繩尾在卷筒上的固定常用的方法是用壓板固定繩尾，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆很方便。4.3吊鉤的設(shè)計(jì)起重機(jī)必須通過(guò)取物裝置將起吊物品與起升機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，從而進(jìn)行這些物品的裝卸、吊運(yùn)以及安裝等作業(yè)。對(duì)于這些取物裝置在設(shè)計(jì)時(shí)一定需考

19、慮其安全性，應(yīng)防止墜落或其他損傷。對(duì)于橋式起重機(jī)來(lái)說(shuō)，吊鉤是最常用的取物裝置，通常與滑輪組的動(dòng)滑輪組合成吊鉤組，與起升機(jī)構(gòu)的撓性構(gòu)件連系在一起。4.3.1吊鉤的材料吊鉤斷裂可能導(dǎo)致重大的人身及設(shè)備事故，因此，吊鉤的材料要求沒(méi)有突然斷裂的危險(xiǎn)。目前吊鉤廣泛采用低碳鋼，選擇20號(hào)鋼，進(jìn)行鍛造，鍛造吊鉤的自身較小，截面形狀較合理。4.3.2吊鉤的形狀吊鉤有單鉤和雙鉤兩種，單鉤的優(yōu)點(diǎn)是制造與使用比較方便，而且要求起重的起重量較小，故設(shè)計(jì)成單鉤形狀。4.3.3吊鉤的構(gòu)造單鉤的孔徑a+（30-35）根據(jù)起吊重量可計(jì)算得a=85mm吊鉤鉤身（彎曲部分）的斷面形狀有：圓形、矩形、梯形與t字形，從受力情況來(lái)看，

20、t字形斷面最合理，可以得到較輕的吊鉤，但鍛造工藝復(fù)雜，梯形截面的受力情況比較合理，鍛造也較容易。故吊鉤截面選擇梯形。4.4.4吊鉤的計(jì)算鉤身強(qiáng)度驗(yàn)算：（4-1）釣鉤圖最大拉應(yīng)力：最大壓應(yīng)力：式中：f斷面面積 梯形面積 斷面重心至內(nèi)緣距離 斷面重心至外緣距離 k動(dòng)力系數(shù) k=1.1 依曲梁斷面形狀而定的系數(shù) 代入計(jì)算得： 谷吊鉤鉤身強(qiáng)度驗(yàn)算滿(mǎn)足要求。第5章 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1起升機(jī)構(gòu)的組成 起升機(jī)構(gòu)主要由驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卷繞系統(tǒng)，取物裝置與只動(dòng)裝置組成。該起升機(jī)均有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與減速器的變速軸相連，機(jī)構(gòu)工作時(shí)，減速器的低速軸帶動(dòng)卷筒，將鋼絲繩上繞或放出，經(jīng)過(guò)滑輪組系統(tǒng)，使吊

21、鉤實(shí)現(xiàn)上升或下降。機(jī)構(gòu)停止工作時(shí)，制動(dòng)器使吊鉤連同貨物懸吊在空中。吊鉤的升降靠電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向來(lái)達(dá)到。 起升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)下圖（5-1）圖（5-1）起升機(jī)構(gòu)1電動(dòng)機(jī) 2聯(lián)軸器 3制動(dòng)器 4減速器5鋼絲繩 6吊鉤組 7卷筒5.2 起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算5.2.1鋼絲繩直徑額定起重量的貨物時(shí)繞上卷筒的鋼繩分支的靜拉力s s= q額定起升重量 q=5×10n q吊具重量. 查資料表8-1可知q=1000n x繞上卷筒的鋼絲繩分支數(shù) x=2 m滑輪組倍率 m=2 滑輪組效率 查資料表5-9 =0.98 導(dǎo)向滑輪效率 =0.98計(jì)算得 s=13.3 即選用的鋼絲繩，其破斷拉力s，必須滿(mǎn)足 k=k k鋼絲繩許

22、用安全系數(shù) 見(jiàn)表5-2 k=5.5 s73.15 故鋼絲繩查表5-5 可選擇接觸鋼絲繩瓦林吞型6w(19股)gb1102-74 鋼絲繩直徑d=13.5mm. 鋼絲總斷面積=74.37mm5.2.2卷筒的尺寸與轉(zhuǎn)速卷筒的尺寸在前面p已經(jīng)設(shè)計(jì)了，其轉(zhuǎn)速為： n=() 式中：v起升速度 v=12 d卷筒的卷繞直徑 d=d+d=380+13.5=393.5mm m滑輪組倍率 m=2 n=19.4()5.2.3起升靜功率 n=（kw） 式中：q起升重量 q=5×10n q吊具重量 q=1000n v起升速度 v=12m/min 起升時(shí)的總效率 =0.98 計(jì)算得 n=11.52kw5.2.4初

23、選電動(dòng)機(jī)由于不同的起升機(jī)構(gòu)的工作情況不同，工作的繁重程度不同，各種電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力也不全相同，故在初選電動(dòng)機(jī)時(shí)可粗略地按下式進(jìn)行最后作精確驗(yàn)算 nkn(kw) 式中：k考慮吊鉤升降(有利的影響)和起動(dòng)期過(guò)電流(不利的影響)對(duì)于電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的影響系數(shù) 見(jiàn)表8-2 k=0.74 n8.52kw查電機(jī)手冊(cè)：起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為yzr160l-6 功率為p=11kw 轉(zhuǎn)速為950r/min5.2.5制動(dòng)器的選用制動(dòng)器的靜力距應(yīng)滿(mǎn)足下式 mkm(n.m) 式中：k制動(dòng)安全系數(shù) 查表8-4 下降時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩下降時(shí)的總效率i傳動(dòng)比 i=17.5故 根據(jù)制動(dòng)力矩，可在產(chǎn)品目錄中選取所需類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)

24、器的規(guī)格型號(hào) 制動(dòng)力矩為500n·m 電磁鐵型號(hào)為第6章 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的任務(wù)是使起重機(jī)做水平運(yùn)動(dòng)，它可用來(lái)搬運(yùn)貨物，它必須在專(zhuān)門(mén)鋪設(shè)的鋼軌上運(yùn)行，負(fù)載能力大，運(yùn)行阻力小。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要由運(yùn)行支撐裝置與運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置兩大部分組成，其支撐裝置的機(jī)械部分主要是車(chē)軌與軌道，運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置為電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)、減速器與制動(dòng)器等。6.1運(yùn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算6.1.1電動(dòng)機(jī)容量的初選根據(jù)運(yùn)行靜功率選電動(dòng)機(jī)，每組運(yùn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的靜功率為：式中：電動(dòng)機(jī)等效阻力 v 小車(chē)運(yùn)行速度 v=44m/min 總效率 =0.9計(jì)算得：所以則電動(dòng)機(jī)容量選定為 功率為2.2kw 轉(zhuǎn)速為908r/min6.1.2傳動(dòng)比

25、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 車(chē)輪轉(zhuǎn)速：所以6.1.3制動(dòng)器的選用制動(dòng)器的制動(dòng)力距應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件：在最不利條件下，制動(dòng)時(shí)間不應(yīng)當(dāng)太長(zhǎng). t34(s)在空載無(wú)風(fēng)的條件下，制動(dòng)時(shí)間不宜太短 t11.5(s)對(duì)于露天工作的小車(chē)在附著力足夠的條件下，應(yīng)使制動(dòng)器力距具有足夠的抗暴風(fēng)安全系數(shù) k1.25取最大制動(dòng)時(shí)間為t=4s取制動(dòng)器型號(hào)為tj-100，制動(dòng)力距為20n·m，電磁鐵型號(hào)為mzd-100第7章 電氣控制原理的選擇 起升機(jī)構(gòu)電氣控制原理設(shè)計(jì)：起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)有一臺(tái)yzr160l-6型，11千瓦電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，用主令控制器與控制屏組成的磁力控制器控制其電氣控制線路如圖所以(7-1)從圖中可看出，接觸器

26、zc和fc用與控制電動(dòng)機(jī)jd正反轉(zhuǎn)，接觸器zdc控制三相叫制動(dòng)電磁鐵1tj和2tj。轉(zhuǎn)子回路接有七段電阻，其中2段反接制動(dòng)電阻，以調(diào)節(jié)制動(dòng)下降速度，四段起動(dòng)電阻，一段常串電阻用以軟化特性。各段電阻的接入與切除有主令控制器的觸點(diǎn)通過(guò)接觸器1f，2f，1c4c來(lái)控制7.1吊鉤起升控制先合上電源開(kāi)關(guān)dk，1dk，2dk，將主令控制器手柄置“0”位，觸點(diǎn)k1閉合，則零壓保護(hù)繼電器yj得電并自鎖，接通控制電路電源，為起動(dòng)電動(dòng)機(jī)做好準(zhǔn)備主令控制器起升有六個(gè)位置，在不同位置上，轉(zhuǎn)子中串入大小不通的電阻，以便在一定負(fù)載下餓到不同的提升速度。電動(dòng)機(jī)jd在磁力控制器控制下的機(jī)械特性如圖（7-2）所示，圖中第一象限

27、的特性曲線16即為起升時(shí)的機(jī)械特性。例如主令控制器在起升位置1，則觸點(diǎn)k、閉合，則接觸器zc，zdc，1f得電，電磁機(jī)械制動(dòng)器的抱閘松開(kāi)，使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)并切除第一段反接制動(dòng)電阻。其相應(yīng)的機(jī)械特性為圖（7-2）所示的第一象限曲線1。同樣，將之令控制器從起升位置1順次轉(zhuǎn)主位置2.3.4.5.6時(shí)，則接觸器2f.1c.2c.3c.4c相繼動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子外接電阻逐個(gè)被切除，最后只留一段為軟化特性而接入的固定電阻。 由上述可知道，起升時(shí)電動(dòng)機(jī)均工作在電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)起升上限保護(hù)開(kāi)關(guān)jxk串接于k觸點(diǎn)控制電路的電源中。若起升到達(dá)上限位置時(shí)，則jxk常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切除了所有接觸器電源，電磁機(jī)械制動(dòng)器抱閘制動(dòng)。若

28、從上升的極限位置退出，可將手柄移至下降的35位置，k觸點(diǎn)閉合，可以重新反向起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使吊鉤下降既可退出。7.2吊鉤的下降控制主令控制器下降也有六個(gè)控制位置。在位置j、1、2時(shí)，電動(dòng)機(jī)相序揭發(fā)與起升相同，但在轉(zhuǎn)子中串入較大的電阻，以便在一定位能轉(zhuǎn)距負(fù)載作用下，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在倒拉的反接制動(dòng)狀態(tài)，從而得到較小的下降速度。這種方式往往在重載下降時(shí)使用。在下降位置上，轉(zhuǎn)子串入四段電阻，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在重物下降時(shí)的強(qiáng)烈制動(dòng)中，其機(jī)械特性如圖（7-2）中所示的起升曲線2在第四象限的延伸，由圖（7-1）可知，在下降j位置時(shí)，接觸器zdc斷電，使電磁制動(dòng)器1jt、2jt斷電，則電磁抱閘制動(dòng)。這j位置的作用是使重

29、物停止在一定位置不動(dòng)，可用于制動(dòng)和停止重物下降。在電氣制動(dòng)和電磁機(jī)械制動(dòng)共同作同下，可避免溜鉤，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車(chē)。將控制手柄扳至下降1或2位置時(shí)，k仍象j位置一樣接通控制電阻，k接通接觸器zc。電動(dòng)機(jī)與電源接法與起升時(shí)相同，重物在位能轉(zhuǎn)距作用下，強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，其機(jī)械特性如圖（7-2）的第四象限曲線1或2，呈制動(dòng)狀態(tài)。下降1和2位置的區(qū)別僅在于k是否閉合，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子分別串入五段和六段電阻，雖然在輕載或空鉤下放況下，位能轉(zhuǎn)距不組的使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在第四象限，而電動(dòng)機(jī)克服負(fù)載轉(zhuǎn)距將運(yùn)行在第一象限，將會(huì)出現(xiàn)吊鉤吊重物不但不下降反而上升的現(xiàn)象。因此輕載或空鉤應(yīng)扳在35位置，使其強(qiáng)力下放，不應(yīng)在j、1、2位

30、置停留。為防止誤操作下使釣鉤上升超過(guò)起升極限位置，能以在j、1、2位置時(shí)，控制電源都由觸點(diǎn)k通過(guò)限位開(kāi)關(guān)jxk接通。下降的35位置，k觸點(diǎn)閉合，控制電源不受象限位開(kāi)關(guān)jxk控制，k觸點(diǎn)閉合，使fc吸合，電動(dòng)機(jī)被接成反轉(zhuǎn)狀態(tài)，將釣鉤強(qiáng)力下放。由于此時(shí)電磁轉(zhuǎn)距m和轉(zhuǎn)速n均與原來(lái)的方向相反，所以機(jī)械特性處于第三象限。下降3.4.5位置，轉(zhuǎn)子外接電阻分別是5段.4段和逐次切除而只留一段，其對(duì)應(yīng)的特性曲線如圖（7-2）中第三象限曲線3.4.5。處理在電動(dòng)狀態(tài)強(qiáng)力下放重物外，在位能負(fù)載轉(zhuǎn)距作用下，其特性也可延伸至第四象限，成為再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，以高速放下重物。下降曲線3.4比曲線5陡，下放速度更快。若由下

31、降位置5換成下降位置j.1.2時(shí)，為了避免由3.4造成的過(guò)高的下放速度，可用4c和fc常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，使4c線圈電路形成自鎖。即在中途經(jīng)過(guò)3和4位置時(shí)，由于自鎖回路保護(hù)，4c仍然通電，故下降始終按特性曲線5運(yùn)行。而串接fc觸點(diǎn)的目的，在于不影響起升時(shí)的調(diào)速。zc線圈電路中4c常閉觸點(diǎn)的作用在于，當(dāng)由強(qiáng)迫下放位置5.4.3過(guò)度到制動(dòng)下放2.1.j時(shí)，只有fc和4c線圈斷電，zc才能通過(guò)并自鎖。這就保證了只有在轉(zhuǎn)子電阻全部接入時(shí)才能進(jìn)入反接制動(dòng)，以防止在反接制動(dòng)過(guò)程中造成過(guò)大的沖擊電流。主令控制器在下放位置2與3轉(zhuǎn)換時(shí)，與倒拉反接制動(dòng)下放轉(zhuǎn)為強(qiáng)迫下放，并使接觸器zc和fc進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由于二者之間的電氣和機(jī)械的聯(lián)瑣，勢(shì)必出現(xiàn)一個(gè)釋放，而另一個(gè)尚未吸上的現(xiàn)象。這時(shí)若沒(méi)有zdc常開(kāi)觸點(diǎn)與zc、fc常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)，那么zdc接觸器斷電，電動(dòng)機(jī)由于高速下的機(jī)械制動(dòng)而引起強(qiáng)烈震動(dòng)。線路中的欠壓保護(hù)，是通過(guò)yj電壓繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的；過(guò)流保護(hù)由于過(guò)流繼電器lj來(lái)實(shí)現(xiàn)；通過(guò)jxk限位開(kāi)關(guān)起到吊鉤的起升限位保護(hù)下作用。圖（7-1）吊鉤起升機(jī)構(gòu)電器控制線路圖（7-2）吊鉤起升電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們畢業(yè)生畢業(yè)前的一次設(shè)計(jì)，是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它全方位地把我們以前學(xué)的知識(shí)綜合起來(lái)進(jìn)行一次實(shí)踐的嘗試，是綜合考察畢業(yè)生的應(yīng)用能力，是走向社會(huì)、走向工程技術(shù)人員過(guò)渡的一架橋梁。同時(shí)，畢