2022年桥式起重机设计方案起升机构.docx

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1、精品学习资源东北林业高校桥式起重机设计课程名称：起重输送机械 专业班级：森林工程 4 班同学： 刘全兴学号： 20210578指导老师：孟春老师2021.7.42021.7.15欢迎下载精品学习资源桥式起重机设计起升机构设计说明书设计内容计 算 与 说 明结 果设计参数 :1）起重量 : 主钩 25t2）跨度:L=25m3）最大起上升度 :H=10m4）起升速度 V=0.0411m/s小车运行速度 V=0.63m/s大车运行速度 V=0.63m/s5）工作级别 A46） JC 值:40欢迎下载精品学习资源1）确定起升机 构 传 动 方案，挑选滑轮组和吊钩组1. 起升机构运算依据布置宜紧凑的原就

2、，打算采纳如下图 5-1 的方案；按 Q=25t，查1 表 4-2 取滑轮组倍率 m=4， 承载绳分支数：m=4Z=8欢迎下载精品学习资源Z=2m=8图 5-1起升机构运算简图选 长 型 吊 钩欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果欢迎下载精品学习资源查起重机设计手册 附表 9 选长型吊钩组，图号为图3- 4-22b）；得其质量： G0=697kg 两端滑轮间距 A=376mm并依据工作级别和起重量从表3-4-2中挑选吊钩LM20-M,材料为 DG20；如滑轮组采纳滚动轴承，当 m=4，查1 表 2-1 得滑轮组效率 h=0.98组，图号为图3-4-22机构工作级别 M5，取 w

3、=0.46,k=0.82,n=5,b =1550MPa 就有 C=0.1d=C Smax =0.1 31250 =18.38mm查起重机设计手册 选用纤维芯钢丝绳6w19-22.5- 1550-I-光 -SZGB 1102-74 ， 钢 丝 公 称 抗 拉 强 度1550MPa ， 光面钢丝，左右互捻，直径d=22.5mm，钢丝绳最小破断拉力 S b=328KN，标记如下：钢丝绳 6w19-22.5-1550-I-光-SZ GB 1102-743. 滑轮组的挑选3.1 滑轮的许用最小直径：钢丝绳6w19-22.5-1550-I-光 -SZ GB 1102-74欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学

4、习资源D de= 2022.5 =450mmD=600mm欢迎下载精品学习资源3）确定滑轮及滑轮组主要尺寸式中系数 e=20 由起重机设计手册 表 3-2-1查得；由 1 附表 2 选用滑轮直径D=600m；m 滑轮的绳槽部分尺寸可由1 附表 3 查得；由附表 4 选用钢丝绳 d=22.5mm， D=600m，m欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果查 起 重 机 手 册 表 3-2-2选 择 滑 轮 绳 槽 断 面 尺 寸R=12.5mm,H=35.0mm,1B=63mm,E1=46mm,C=1.5mm.滑 轮 轴 径 计 算 ： 材 料 采 用 45钢 ，b=600MP，a

5、=0.75b=450MP；a欢迎下载精品学习资源按剪切强度运算滑轮轴半径： r2Q/ 2=10mmD=600mm欢迎下载精品学习资源 D5 =50mm欢迎下载精品学习资源查表 3-2-4挑选滑轮尺寸， D5=50mm滚, 210 GB 276, 轴承宽 B10=20其标记为：滑轮 E1 22.5 600-50 ZBJ80006.3-873.2 吊钩横梁的运算中间截面的最大弯曲应力： = M动轴承型号为 E1 -1.5Qls欢迎下载精品学习资源就1.5250009.8244WBd h 22752.5h=65mm欢迎下载精品学习资源29090652106.1MPa2.5110MPa=20mml,

6、=244欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源轴孔 d1 的平均挤压应力：Qbsbs2d 1mm, B=290mm,欢迎下载精品学习资源就 bs250009.887.5MPa91.67MPad=90mm,欢迎下载精品学习资源式中：270bs =20s =275/3=91.67MPad1 =70mm欢迎下载精品学习资源4=20mml, =244mm,B=290mm,d=90mm1=,7d0mm3.3 拉板的运算拉板上有轴孔的水平截面的内侧孔边最大拉应力为：Qjst =b=175mm欢迎下载精品学习资源2 bd就1.7d=70mm=20mm欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果欢迎

7、下载精品学习资源25000t9.82.2561MPa225132.35MPa =23欢迎下载精品学习资源217570 20231.7欢迎下载精品学习资源2式中： j - 应力集中系数，取j =2.25 ；垂直截面的内侧孔边最大拉应力：欢迎下载精品学习资源Q h0.25d 2h0=100mm欢迎下载精品学习资源2=0s22d h00.25d3欢迎下载精品学习资源就250009.810020.257022252.1MPa欢迎下载精品学习资源27020231000.2570欢迎下载精品学习资源225375MPa欢迎下载精品学习资源轴孔处的平均挤压应力：Qbs=bs欢迎下载精品学习资源就 bs2d25

8、0009.840.7MPa68.75MPa欢迎下载精品学习资源27020234. 卷筒的挑选4.1 卷筒直径：由起重机设计手册可 查得；依据起重量挑选：挑选齿轮联接盘式卷筒组，选用Do=650m，m卷筒绳槽尺寸由起重机设计手册 表 3-3-7查得槽距， t=24mm，槽底半径 r=11.5mm卷筒尺寸：欢迎下载精品学习资源4 ） 确 定 卷筒尺寸，并验算强度L= 2= 2L 0L1L 20HmZ D03LgtL1L2Lg欢迎下载精品学习资源= 210104224160324100欢迎下载精品学习资源3.14650欢迎下载精品学习资源=1600mm取 L=2000mm式中 Z 0附加安全系数，取

9、Z0=2；L=2000mm欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果L1无绳槽卷筒端部尺寸，由结构需要打算；D 0卷筒运算直径 D0=650mm L2 固定钢绳所需长度， L23tLg 中间光滑部分长度，依据钢丝绳答应偏角确定m滑轮组倍率欢迎下载精品学习资源4.2 卷筒壁厚：= 0.02D +610） =0.02 650+610）=1923取=20mm4.3 卷筒拉应力验算：由于卷筒长度L3D，故不考虑弯曲和扭转的合成应力，仅考虑压应力对卷筒的影响；卷筒壁压应力验算：=20mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源y max =Snax =31250=65.1MPa欢迎下载精品学习

10、资源t0.0240.020选用灰铸铁 HT350，最小抗拉强度b =340MPa欢迎下载精品学习资源许用压应力：=b =340 =68MPa欢迎下载精品学习资源yn15欢迎下载精品学习资源y max Y故抗压强度足够4.4 卷筒的抗压稳固性验算PPK/n式中 n稳固系数， n 取 1.4 ；P 卷 筒 壁 单 位 面 积 上 所 受 到 的 压 力 ； 其 中y max Y欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源P=2Smax/Dt=20.65312500.024=4MPa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源对于铸铁卷筒， PK=2 2.6105/ D 3P PK/n欢迎下载精品学习资源=

11、6.70 MPa欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果欢迎下载精品学习资源就 P=4PK/n=6.70/1.4=4.79MPa故稳固性满意；应选定卷筒直径 D =650mm，长度 L=2000mm；卷筒槽形的槽底半径 r =11.5mm，槽距 t =24mm；起上升度 H =10m，倍率 m=4卷筒 A-6502000-11.524-104- 左 ZB J80 006.1-874.5 钢丝绳在卷筒上的固定固 定 方 法 选 择 用 压 板 固 定 ， 由 于 钢 丝 绳 直 径d=22.5mm,从起重机手册表 3-3-4 挑选序号为 6 的压板， 压板螺栓直径为 M20.4.5.

12、1 绳尾固定处的拉力为了减小钢丝绳固定处的拉力，钢丝绳在卷筒上应有1.5-3圈的安全圈；利用钢丝绳与卷筒之间的摩擦，减小绳尾固定处的拉力；依据欧拉公式，绳尾固定处拉力卷 筒A- 6502000-11.524-104- 左ZB J80 006.1-87从起重机手册表 3-3-4挑选序号为 6的压板，压板螺 栓 直 径 为M20.欢迎下载精品学习资源S G= Smax =31250=4187.5N欢迎下载精品学习资源e2.718 0.164 3.14欢迎下载精品学习资源式中： Smax- 钢丝绳最大静拉力 N）； -钢 丝绳 与卷筒表面之间的 摩擦 系数 ， =0.120.16 ； -安全圈在卷筒

13、上包角 通常取 1.53 圈）；e-自然对数的底数， e2.718.4.5.2 螺栓预紧力 P1）压板槽为半圆形，考虑钢丝绳与卷筒之间的摩擦力作用：SG=4187.5N欢迎下载精品学习资源P=SG=4187.5=7014N欢迎下载精品学习资源e14.5.3 螺栓强度验算0.162.718 0. 16 23.141P=7014N欢迎下载精品学习资源压板螺栓除受预紧力的拉伸作用外，仍受垫圈与压板欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果之间的摩擦力P 使螺栓弯曲引起的拉力，故螺栓的最大应力为：欢迎下载精品学习资源2=PPt 3N / mm2欢迎下载精品学习资源z d14就=0.1zd 1

14、701470140.1624.518.9MP a欢迎下载精品学习资源33.1420 240.13203欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源式中： z- 固定钢丝绳的螺栓数量，取 z=3；d1- 螺栓螺纹内径 mm）； - 垫圈与钢丝绳压板之间的摩擦系数，取 =0.16 ； t-P 的作用力臂， t=24.5mm； 螺 栓 许 用 拉 应 力 ， 取 =0.8S/1.5=0.8*225/1.5=120MPa, S 为 螺 栓 屈 服 强 度 为225MPa.由于, 故满意要求；18.9MPa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5 驱动装置的设计5.1 卷筒转速的运算T单层卷绕卷筒转 N=

15、 60mv = 6040.041 =4.82r/min欢迎下载精品学习资源D 03.140.65NT=4.82r/min欢迎下载精品学习资源式中 v起升速度 m/s）；D0卷筒卷绕直径5.2 挑选电动机5.2.1 电动机的静功率的运算欢迎下载精品学习资源Pj =Qv= 250009.80.041=11.55kw欢迎下载精品学习资源100010000.87Pj =11.55kw欢迎下载精品学习资源式中 Qv起升载荷及起升速度欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果欢迎下载精品学习资源 机构总效率，z*d*t *c欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5 ） 驱 动装 置的设计z 滑

16、轮组效率且取滚动轴承取098；d 导向滑轮效率，滚动滑轮取0.987t 卷筒效率，取 0.987c 传动效率，取 0.855.2.2 电动机功率的运算欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Pw= G *Qv 1000=0.8*11.55=9.24kw欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源G稳态负载平均系数，由 起重机设计手册表 2-2-6由工作级别可知取 G2=0.85.2.3 电动机型号的挑选查起重机设计手册 表 5-1-3选用电动机基准工作制S3-40%，电动机的额定频率为50Hz,额定电压 380V，定子绕组为 Y 接， YZR 180L-8机座 IM1003， 故额 定功 率为 1

17、1kw, 额 定转 速为 700r/min,轴孔D=55m；mPw=9.24kw选电动机YZR 180L-8 机座 IM1003欢迎下载精品学习资源5.2.4 电动机过载才能校验起升机构电动机过载才能按下式进行校验欢迎下载精品学习资源PnH*Qvm1000=PdPd=8.66MPa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Pd=2.1* 11.55 =8.66MPa欢迎下载精品学习资源1* 2.8欢迎下载精品学习资源式中 Pn在基准接电连续率时的电动机额定功率； m电动机台数，暂取一台；m 电动机转矩的答应过载倍数，取2.8 ；故满意电动机欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果欢迎

18、下载精品学习资源H考虑电压降及转矩允差以及静载试验超载的系数；接线异步电动机取 2.1 ，笼型取 2.2 ；故取 2.1.Pd/P n=8.66/11=78.7%105% 故满 足电 动机 过 载 能过载才能；欢迎下载精品学习资源力；6. 绕线型异步发动机发热校验PS=9.920kw欢迎下载精品学习资源PSGVq PQ= 0.80.041250009.89.24kw欢迎下载精品学习资源1000m100010.87欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源式中： Ps稳态平均功率 kw）；由于 JC=40， CZ=30由起重机设计手册表 5-1-36 查得 Ps =9.920G稳态负载平均系数，一

19、般由起重机设计手册表 5-1-37 及表 5-1-41 查得 G=0.8；机构总效率；Vq物品起升速度 m/s）；PQ起升载荷 N）；m电动机的个数，此处 m=1；满意电动机发热校验要求欢迎下载精品学习资源由于 Ps9.24 ，故满意要求；该电机基准工作制S3-40%欢迎下载精品学习资源6）验算电动机发热条件时，额定输出功率： Pn=11kw.7. 挑选减速器7.1 减速器传动比起升机构传动比 i 0 =n/n t =700/4.82=145 式中 n电动机额定转速 r/min ）； Nt 卷筒转速 式中： k选用系数 k=1.1欢迎下载精品学习资源7 ） 选 择 减速器由于很多标准减速器有自

20、己的标定的选用方法，QJS 型起重机减速器用于起升机构的选用方法为：P1.1*P n=12.1kw查起重机设计手册 表 3-10-6挑选 QJS 450-160- -C- W,当工作类型为中级 *31250+1379*9.8/2=38913.4N64000N式中： 2 起升载荷动载系数，2 =1+0.7*v ；S钢丝绳的最大静拉力；Gt 卷筒重力， 查起重机设计手册 表 3-3-6查Fmax=38913.4NFmax*31250*0.65=20902N30000N式中： 2 起升载荷动载系数，2 =1+0.7*v ；T钢丝绳最大静拉力在卷筒上产生的扭矩；T减速器输出轴答应的最大扭矩，查起重机设

21、计手册 表 3-10-6 查得T=30000N ； 故减速器满意要求9. 制动器的挑选9.1 制动器转矩运算起升机构制动器的制动转矩必需大于由货物产生的静转矩，在货物处于悬吊状态时具有足够的安全裕度，制动转矩应满意：Tmax=20902NTmaxT欢迎下载精品学习资源Tz KQD02miN*m）欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源= 1.75250009.80.650.87欢迎下载精品学习资源24160=189.42N*m ）式中： Tz 制动器制动转矩；欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果K制动安全系数，与机构重要程度和 机构工作级别有关，由起重机设计手册表2-2-7 查

22、得 K 取 1.75 ；Q额定起重载荷；D0卷筒卷绕直径；欢迎下载精品学习资源9 ） 选 择制 动器机构总效率， 0.87 ；i传动机构传动比， i=160 ；9.2 制动器型号的挑选依据制动器的特点，使用范畴以及留意事项，选 择 电 力 液压 块 式 制 动 器， 由 Tz 挑选 YWZ5-欢迎下载精品学习资源315/23 ,制动轮直径 D=315mm额,200N.m质量 44.6kg10 联轴器型号的挑选定制动转矩为制动器挑选YWZ5-315/23欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源T=k1k3T max T欢迎下载精品学习资源式中： T所传动扭矩的运算值 N*m）； Tmax 按第类

23、载荷运算的轴传最大扭矩，故k2 =1；k1联轴重视要程度系数，对起升机构，k1=1.8 ；k3 角度偏差系数，选用齿轮联轴器，k3=1.25 ，取角度偏差系数为 0.5 0.欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果欢迎下载精品学习资源高速轴:T max=0.7 0.8 ）mTn欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源取=0.752.8150.1欢迎下载精品学习资源=315.21N*m式中：m 电动转矩答应过载倍数，取2.8 ；PTn电动机额定转矩， Tn=9550*n故 Tn 150.1N*m欢迎下载精品学习资源10） 挑选联轴T=k1k3T max T欢迎下载精品学习资源欢迎下载

24、精品学习资源器=1.81.25315.21 =709.22N*m欢迎下载精品学习资源由起重机设计手册 表 5-1-9查得 YZR 180L-8 机座IM1003 电动机轴端为圆锥形 d55mm， l110mm；欢迎下载精品学习资源浮动轴的两端为圆柱形 d55mm, l82mmT=709.22N*m欢迎下载精品学习资源从起重机设计手册 表 3-10-9 查得 QJS 450-160- -欢迎下载精品学习资源C-W减速器的高速轴为圆锥形 d50mm,l110 mm ；欢迎下载精品学习资源靠电动机轴端联轴器 由表 3-12-6选用 CLZ3 联轴器欢迎下载精品学习资源55112JB / ZQ 421

25、886 最大容许转矩 T t =3150N*m欢迎下载精品学习资源J1B5584高速轴联轴器欢迎下载精品学习资源M C 值, 质量 Gl=26.9kg挑选 CL3 联轴欢迎下载精品学习资源靠减速器轴端联轴器 由起重机设计手册 表 3-12-8 选用带300mm 制动轮的半齿联轴器, 序号为 4, 最大容许转矩2tl2 M=3150Nm, 飞轮力矩 GD1.8 kg m , 质量 39器55 110J1B 55 85JB / ZQ 421886欢迎下载精品学习资源kg. 为 与制 动 器 YWZ5-315/23相适 应, 将 联 轴 器所 需300mm 制动轮, 修改为 315mm 应用.11.

26、 起制动时间的验算欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果11.1 起动时间的验算带 315mm 制欢迎下载精品学习资源起动时间： tqn J t q动轮齿轮联轴欢迎下载精品学习资源9.55Tq=Ts 7000.599 0.392s1s器, 序号 4欢迎下载精品学习资源9.55 255143欢迎下载精品学习资源式中:n 电动机额定转速 r/min ）；Tq电动机平均起动转矩，由起重机设计手册 表2-2-8可知三相交流绕线欢迎下载精品学习资源Tq=1.7T n=1.7150 255N*m；欢迎下载精品学习资源Tj电动机静阻力距，欢迎下载精品学习资源Tj =QD 0= 250009.8

27、0.65欢迎下载精品学习资源2mi241600.87tq =0.392s1s欢迎下载精品学习资源 143N*m；J 机构运动质量换算到电动机轴上总转动欢迎下载精品学习资源惯量kg m 2）；QD 2欢迎下载精品学习资源J= 1.15 JdJe 040m 2 i 2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源=1.150.390.130.0008 =0.599 kgm2欢迎下载精品学习资源式 中： Jd 电 动 机 转子的 转 动 惯 量 kgm2 ），由 起重机设计手册表 5-1-13查得 Jd=0.39 kg m 2 ；Je 制动轮和联轴器的转动惯量欢迎下载精品学习资源11） 起制动时 kgm2

28、 ），由 起重机设计手册表 3-12-6欢迎下载精品学习资源间验算查得 Je=0.13 kgm 2 ；欢迎下载精品学习资源t举荐起动时间 s），由于v=0.041m/s, 由起重机设计册欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果表 2-2-9 查得t=1s；欢迎下载精品学习资源由于 tq tq ，故合适；欢迎下载精品学习资源11.2 起动平均加速度：aq= vat q欢迎下载精品学习资源aq= 0.041 =0.105,a=0.20.392aqa 满意要求由于 tqt q ，欢迎下载精品学习资源故合11.2 制动时间的验算适；满载下降制动时间：欢迎下载精品学习资源n J t zt z

29、欢迎下载精品学习资源9.55TzT j 欢迎下载精品学习资源=7700.603 0.528 s1s欢迎下载精品学习资源9.55 （200 - 108）欢迎下载精品学习资源式中 :n 满载下降时电动机额定转速r/min ）通常n =1.1n= 1.1700770r / min ；aq a欢迎下载精品学习资源Tz制动器制动转矩，由起重机设计手册 表 3-7- 15 T z =200N*m；TJ满载下降时电动机静阻力距，欢迎下载精品学习资源TJ=QD 0 = 250009.80.650.87108N*m；欢迎下载精品学习资源2mi24160J 机构运动质量换算到电动机轴上欢迎下载精品学习资源总转动惯

30、量 kgm 2 ）；t z0.528s1s欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源J = 1.15 J dJ e2QD040m 2i 2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源=1 .150.390.130.005 =0.603 k g m2欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果式 中： Jd 电 动 机 转子的 转 动 惯 量 kgm2 ），由 起重机设计手册表 5-1-13查得 Jd=0.39 kg m 2 ；Je 制动轮和联轴器的转动惯量 kgm2 ），由 起重机设计手册表 3-12-6欢迎下载精品学习资源查得 Je=0.13 kgm 2 ；欢迎下载精品学习资源t z 举荐

31、制动时间 s），可取 t z t q ；由于 t z tz ，故合适；制动平均减速度：v 欢迎下载精品学习资源aj =t za欢迎下载精品学习资源v =1.1v=0.0451m/s t z=0.528s,a=0.2aj =0.0451/0.528=0.085a符合要求欢迎下载精品学习资源12. 高速浮动轴的运算1）疲惫运算轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩：由于 t z t z ，欢迎下载精品学习资源M Im ax6M e1.015150.1故合152.4Nm适；欢迎下载精品学习资源式中 6 动载系数 6 =0.51+2 ）=1.0152 起升动载系数，2 =1.03由上节挑选联轴器中，已经确定浮动

32、轴端直径d=55mm,因此扭转应力欢迎下载精品学习资源M Im axnW0.2152.40.055 34.586210 N / m4.58 MPaaj a欢迎下载精品学习资源轴材料用 45 号钢，由起重机设计手册表3-11-1可查得欢迎下载精品学习资源设计内容计 算 与 说 明结 果欢迎下载精品学习资源b600 MPa ,s300 MPa， 弯曲 ：1 =240MPa 扭欢迎下载精品学习资源转：1 =1 /3 =243/3 =140MPas =0.6s =0.6300=180MPa许用扭转应力：由 1 中式2-11 ）， 2-14）211 ok knI欢迎下载精品学习资源式中 kk xkm 考

33、虑零件几何外形和零件表面状况的M Im axN*m=152.4欢迎下载精品学习资源应力集中系数；kx 与零件几何外形有关，对于零件表面有急剧过渡和开有键槽及紧协作区段，kx =1.5 2.5欢迎下载精品学习资源km 与零件表面加工光滑度有关，此处取k=2 1.25=2.5考虑材料对应力循环对称的敏锐系数，对碳钢，n4.58MPa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源0.2 低合金钢0.3 ，取0.2 ；欢迎下载精品学习资源n I 安全 系数， 由起重机设计手册表 3-11-5得nI1.8欢迎下载精品学习资源因此, ok 22.51400.21.8311MPa欢迎下载精品学习资源12） 高速浮动轴故,n ok 通过.欢迎下载精品学习资源2）强度运算轴所受的最大转矩欢迎下载精品学习资源M I Im