橋式起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)大車設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、東北林業(yè)大學(xué)起重機(jī)械課程設(shè)計(jì)學(xué)院工程技術(shù)學(xué)院專業(yè)班級(jí)08 級(jí)森工三班姓名XXX學(xué)號(hào)20080611指導(dǎo)老師孟春組號(hào)21000設(shè)計(jì)部分大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)2011年 7 月 16 日起重機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)最大額定起重量 Q (t)：32跨度 L （m）：28大車運(yùn)行速度 v0 （ m/s）：0.5工作級(jí)別：M4JC%值：40大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：采用分別傳動(dòng)的方案方案：采用4 車輪、對(duì)面布置、分別驅(qū)動(dòng)。部件：電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、車輪、軌道。橋架自重G=0.45Q+0.82L= 37.36 t= 373.6 kN ，小車自重q=0.4Q= 12.8 t= 128 kN ，小車運(yùn)行極限位置距軌道中心線距離l= 2m。（

2、1）車輪與軌道滿載最大輪壓：pmaxG - qQq ? L l =269.4 kN42L空載最大輪壓：pmax G - qq ? Ll =120.8 kN42L空載最小輪壓：PminG - qq ? l= =66kN42L使用雙輪緣車輪，輪緣高為25mm 30mm。根據(jù)工作級(jí)別 M4 ， Q / G =0.86 ，大車運(yùn)行速度 30 m/min ，初選車輪踏面直徑，車輪材料，軌道及其材料。根據(jù)表 3-8-12 查得：車輪直徑 700 mm，軌道型號(hào) QU70 ，許用輪壓30.7 t，車輪材料 ZG310-570 、 HB320 。軸承型號(hào)為 7524車輪踏面疲勞驗(yàn)算：按照點(diǎn)接觸驗(yàn)算疲勞計(jì)算載荷

3、：2PmaxPmin201.6kNPc3K 2 R2535.4kN3 C1C2m式中。 K2與材料有關(guān)的許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)（N/mm 2）；根據(jù)表3-8-6 選取， K 2=0.1；R 曲率半徑，取車輪曲率半徑與軌面曲率半徑中之大值（mm ），R=700mm ；m 有軌道頂面與車輪的曲率半徑之比（r/R ）所確定的系數(shù)，根據(jù)表3-8-9 選取，m=0.468。C1轉(zhuǎn)速系數(shù)，根據(jù)表3-8-7 選取， C1=1 ；C2工作級(jí)別系數(shù)，根據(jù)表3-8-8 選取， C2=1.12 。故車輪的踏面的疲勞強(qiáng)度滿足要求。（ 2）阻力計(jì)算只考慮摩擦阻力。WmQGq（ 320+373.6+128）*0.006 =4

4、.93 kN= 4930 N式中。 G 橋架自重載荷；Q 起升載荷；q小車自重載荷； 摩擦阻力系數(shù)，初步計(jì)算時(shí)按表8-12 選取，=0.006 。（ 3）電機(jī)的計(jì)算與選擇F j v49300.53.1 靜功率 ： Pjm 1000=1.37 kW10000.9 2m驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)總數(shù)，m=2；v初選運(yùn)行速度，0.5m/s；運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的總機(jī)械效率，=0.9Fj 起重機(jī)（小車）只考慮摩擦阻力運(yùn)行時(shí)的靜阻力， F j = Wm =4930N 初選： P K d Pj 2.0 1.37 =2.74 kW室工作及裝卸橋小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的，取1.22.6 （對(duì)應(yīng)速度30180m/min ）采用 YZR 系列電機(jī)

5、。 JC%=40%。選取機(jī)座號(hào)為160M1-6電機(jī)，額定功 5.5 kW ，額定轉(zhuǎn)速 n=930 r/min ，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 2.6 ， 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J1 =0.12 kg·m2 。 電動(dòng)機(jī)的重量 G d =153.5 kg3.2 電機(jī)驗(yàn)算 ：電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn)1 F jn2 J 1 49300.59302 10.2 4.35kW Pmas 100091280t a2 1.7 10000.991280 8n式中： m電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)， m=2；as 平均啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)值，as =1.7；Fj 只考慮摩擦阻力運(yùn)行時(shí)的靜阻力，F(xiàn) j = Wm =4930NV運(yùn)行速度， m/s 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率；n電動(dòng)

6、機(jī)額定轉(zhuǎn)速r/minJta 機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)慣量：電動(dòng)機(jī)初選啟動(dòng)時(shí)間，可根據(jù)運(yùn)行速度確定，ta =8s；Jk( J1J2 )m9.3(Q G q)2n21.10.120.05 29.3 （320373.6128） 10310.2kgm 293020.9式中 k：考慮其他傳動(dòng)件飛輪矩影響的系數(shù)，折算到電動(dòng)機(jī)軸上可取1.11.2 ；1：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2Jkg.m ;J2:電動(dòng)機(jī)軸上制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；0.05kgm 23.2.2 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)：對(duì)于運(yùn)行機(jī)構(gòu)繞線式電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱驗(yàn)算，按穩(wěn)態(tài)平均功率ps 校核，即F jV00.9549300.51.3kWPnPs G1000 20.91000 m式

7、中。 G 穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，見 表 8-15. 取 G=0.95 。故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件滿足要求（ 4）減速器的選擇4.1 初選減速器傳動(dòng)比： inD=68.1760000 v式中。 n電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，930r/minD 車輪踏面直徑， 700mmV 初選運(yùn)行速度， 0.5m/s；減速器輸入功率按起動(dòng)工況計(jì)算。Pj1(F jFg )v1(4930 6162)0.5=3.08 kW1000m210000.9Fg(QGq)v1.2(320373.6 128) 0.56162 Ngt108=6.162kN=式中。 m運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器的個(gè)數(shù)，m=2；V運(yùn)行速度， 0.5m/s；運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率；0.

8、9F j只考慮摩擦阻力運(yùn)行時(shí)的靜阻力，4930N ；Fg運(yùn)行起動(dòng)時(shí)的慣性力。1.2 ，考慮機(jī)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力增大系數(shù)。t機(jī)構(gòu)初選啟動(dòng)時(shí)間，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般去810。根據(jù)計(jì)算輸入功率， 可從標(biāo)準(zhǔn)減速器的承載能力表中選擇適用的減速器。參照表3-10-6 ，選用兩臺(tái)QJS-280-80-I-P-L減速器i=80； N=9.1 kW ，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為1000 r/min，輸入軸直徑 32 mm、長(zhǎng)為 80mm，輸出軸直徑95 mm、長(zhǎng)為 130 mm，減速器總長(zhǎng)為1024mm，寬 450 mm，高為 584 mm ，許用功率為 9.1kW ，其自重為 350kg。4.2 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率實(shí)

9、際運(yùn)行的速度：V0Vii68.1725.56m/min·/= 3080誤差：(VV0) / V(3025.56) / 3014.8%18%合適實(shí)際所需的電動(dòng)機(jī)功率：PjPj ·Vo / V3.0825.56Pn5.5KW合適2.62KW304.3 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間：1mkn(Q G)V 2tq375(J1 J2) 0.975m Mp Mjn ?n=930r/minm=2( 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù))M p 1.59750Pn1.597505.5n86.5N m930F jDL49300.723.97NmM j=2800.92i滿載起動(dòng)時(shí)間：ta (Q Q ) =1Mjmkn (J

10、1J2 )0.975 (QG)V 2m Mp375n ?2121.2930 0.120.050.975 320373.61030.5286.523.973759300.9=1.36 s空載啟動(dòng)時(shí)間：ta (Q 0) =1mkn(J1J2 )0.975GV 2Mj 375n ?m Mp121.29300.120.05373.61030.52286.523.973750.9750.9930=0.74s其他符號(hào)同前。起動(dòng)時(shí)間一般應(yīng)滿足。對(duì)起重機(jī)大車ta 8 10 s。起動(dòng)工況下校核減速器功率起動(dòng)工況下減速器傳遞的功率：pd ? v0/26656 ? 25.566.18 kWP =? m/1020 ?

11、60 ? 2 ? 0.91020 ?60式中： Pd Pj PePjQ Gv0/g60t q(Q Q)= 493032000037360025.56106026656 N1.36m 運(yùn)行機(jī)構(gòu)中，同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù)，m 2因此 P=6.18 kW所以減速器的 N 中級(jí) =9.1KW>P=6.18kW ，故所選減速器功率合適。4.4 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件由于起重機(jī)室使用，故坡度阻力及風(fēng)阻力不考慮在.以下按三種情況計(jì)算。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)p1 fn=d>n zGv0/p2 (k2 )p1kg 60t aD2式中。 p1pminpmax/=66kN+120.8kN=186.8KN

12、主動(dòng)輪輪壓p2p1186.8KN 從動(dòng)輪輪壓f=0.2 粘著系數(shù) (室工作 )zn 1.05 1.2n 防止打滑的安全系數(shù)，zn186800.20.167.5373601025.56 18680(0.00080.02) 1.5 18680 0.00082106080.72= 1.67事故狀態(tài)一當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作，而無(wú)載小車位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí)，則p1 fn=dnzG/p2 (k)p1 k2v0g 60tqD L2式中。 p1pmax/=120.8KN 主動(dòng)輪輪壓p22 pminpmax/=2×66+120.8=252.8KN 從動(dòng)輪輪壓ta/ 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)空載啟動(dòng)時(shí)間

13、zn 1.05 1.2n 防止打滑的安全系數(shù)，zt a/121.29300.050.975373.61030.52286.523.970.129300.9375=1.75sn120800.20.16753736025.56252800.00080.021.5186800.0008210601.750.72= 1.98s事故狀態(tài)二當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作，而無(wú)載小車遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí)，則p1 fn=dnzp2 (kp1 kG/)v02g 60tqD L2式中。 p1pmin/66KN 主動(dòng)輪輪壓p2pmin/2 pmax/=66+2*120.8=307.6KN 從動(dòng)輪輪壓tq/= 1.7

14、5s與第 (2) 種工況相同n=660.20.1675)1.5 66 0.0008373.625.56307.6(0.0008 0.0221060 1.750.72=1.06 s故也不會(huì)打滑結(jié)論 :根據(jù)上述不打滑驗(yàn)算結(jié)果可知，三種工況均不會(huì)打滑。（ 5）選擇聯(lián)軸器：根據(jù)傳動(dòng)方案，每套機(jī)構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動(dòng)軸。5.1 高速軸聯(lián)軸器計(jì)算扭矩： Tc1 n1 8Tn 1.35 2.09550 5.5=152.5Nm930n1:聯(lián)軸器安全系數(shù)，取1.35；8 ：剛性動(dòng)載系數(shù)，取1.22.0；Tn：電動(dòng)機(jī)額定扭矩。電動(dòng)機(jī) YZR160M1-6，軸端為圓柱形， d1=48 mm， L=110 mm

15、；QJS-280-80-I-P-L 減速器，高速軸端為d=32 mm ，l =80mm，故在靠電機(jī)端從由表3-12-6 選兩個(gè) CL2型聯(lián)軸器（浮動(dòng)軸端 d=48 mm；許用轉(zhuǎn)矩為1400 N ·m）在靠近減速器端，由表 3-12-6 選兩個(gè) CL1 型 聯(lián)軸器，（浮動(dòng)軸端直徑為d=32 mm；許用轉(zhuǎn)矩 710 N·m）5.2 低速軸連軸器計(jì)算扭矩： Tc 2n18 Tn95505.580 0.9 =10979Nmi1.35 2.0930i: 電動(dòng)機(jī)至低速聯(lián)軸器的傳動(dòng)比；：電動(dòng)機(jī)至低速聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率減速器低速軸端為圓柱形，d=95mm， l=130mm。由表 3-8-10

16、 查得 D700 mm 的主動(dòng)車輪的伸出軸為圓柱形，d=90125mm， l=mm。故在靠近減速器端，由表3-12-6 選兩個(gè) CL6 型聯(lián)軸器，（浮動(dòng)軸端直徑為d=95 mm ；許用轉(zhuǎn)矩 11200 N·m）在靠近車輪端 ，由表 3-12-6 選兩個(gè) CL6 型 聯(lián)軸器，（浮動(dòng)軸端直徑為d=90 mm；許用轉(zhuǎn)矩 11200 N·m）5.3 起動(dòng)時(shí)間與起動(dòng)平均加速度校驗(yàn)起動(dòng)時(shí)間：nJ930 10.2st9.55(m Tmq T j )9.55(2 84.76.8323.97)式中：J10.2kgm2Tmq1.5Tn1.59550 5.584.7Nm930TjF jD4930

17、70023.97Nm2000i2000800.9起動(dòng)加速度：a=v/t=0.5/6.83=0.07m/s 2（ 6）制動(dòng)器的選擇6.1 制動(dòng)力矩：Tz1(Q G q)v 2k( J1J2 )n mD0.975nFjm'tz9.552000i m'Tz1821.610000.520.91.1 10.2 930 2 49307000.92 0.97593022.59.55200080=466.1 Nmm=2t2=2.5選擇： YW315-500-3 。額定制動(dòng)力矩560Nm 。6.2 運(yùn)行打滑驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)：(d0.150.01512066000 9169.7 N) Pmin()KD1.1700：附著系數(shù)室工作的取 0.15 K ：附著安全系數(shù)，取1.051.2；：軸承摩擦系數(shù)0.015；d：軸承徑； D ：車輪直徑； Pmin：驅(qū)動(dòng)輪最小輪壓；2000 i500k i aJ200080 0.9500 1.2 80 0.07 10