一、起升机构1.1、桥式起重机起升机构设计参数1.2、起升机构布置和吊钩组设计1.3、部件选择与安装1.3.1、钢丝绳设计参数桥架形式双梁箱型额定起重量(吨)25起升高度(米) 10跨距28工作级别A4运行结构大车JC 40%大车速度 1.6小车速度0.63起升速度0.043按照构造宜紧凑的原则,决定采用下图的传动方案:主起升机构简图该方案采用平行轴式布置方案,即卷筒轴线、电动机的轴线以及高速浮动轴、减速器的输入、输出轴之间都是平行的。
桥式起重机上的双联滑轮组采用双联滑轮组,钢丝绳的最大静拉力[9]:3197.4517498.0196.03225500012S21max=⨯⨯⨯=⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅ηηηzmQ(N)maxS=4517.3197N1.3.2、滑轮和滑轮组式中0Q——起升量和吊具自重的总和,计算时如下:251125)025.01(8.925000)025.01(Q0=+⨯⨯=+=Qm——滑轮组的倍率,4=m;zη——滑轮组的传动效率;6.9=zη1η、2η……——导向滑轮效率[10]。
下面按选择系数C确定钢丝绳直径d(mm).MAXSCd≥工作级别取M4,2b1700mmN=σ,)(4.1531495.432.34033NnSFMAX=⨯=⋅≥n——钢丝绳安全系数,查表知n=4.5;由破断拉力,初选6 19+NF,d=15mm515.05.73.1491.042=⨯=ω所以088.01700414.3515.085.05.44=⨯⨯⨯==σπωbknCmmSMAX23.1634033088.0Cd=⨯=≥,所以,取19.5mmd=定型:选用19.5NAT6(9+9+1)+NF1700ZS14700GB1102-741构造和材料的确定本设计中滑轮承受负载较大,为了减轻滑轮重量,使用型号为ZG270-500的铸钢滑轮,强度和冲击韧性都很高。
2滑轮尺寸的确定滑轮直径()331.55.191-181-=⨯=⋅≥dhD)((mm)式中D0——按钢丝绳中心计算的滑轮直径(mm);d——钢丝绳直径(mm);h——轮绳直径比系数,与机构工作级别和钢丝绳结构有关。
根据钢丝绳的直径和计算得到的滑轮直径选用标准的铸造的E1型251125Q0=N4=m19.5mmd=钢丝绳型号:19.5NAT6(9+9+1)+NF1700ZS14700GB1102-741.3.3、卷筒组的计算选择滑轮,E1型为一般密封式,带有滚动轴承,无内轴套,其直径为500mm,与之相匹配的滚动轴承为GB276,滑轮的轴径为75mm。
定型:铸钢ZG270-500,E1型19.5 500·75 GB2761确定卷筒组的类型及构造卷筒选用的材料是ZG270-500。
选用双联单层绕卷筒。
2标准卷筒组的选择选用卷筒组的图号为T208,其卷筒的名义直径为650mm、长度为2000mm,配套轴承为3522,卷筒、齿轮连接盘、卷筒鼓的图号分别为:T208-31、T208-71、T208-32,绳槽半径为11.5mm,标准绳槽的节距为24mm,卷筒组总长为1895mm,卷筒输入端轴的直径为110mm[10]。
(1)名义直径D=(e-1)d=15×19.5=292.5mm<650mm(2)绳槽半径R=(0.53~0.56)d=0.56×19.5=10.92mm<11.5mm(3)标准绳槽的深度dh)4~25.0('==0.4×19.5=7.8mm,查表3-3-3取h=8mm(4)标准绳槽的节距P=d+(2-4)mm=19.5+2=21.5mm(5)卷筒上有螺旋槽部分长mmpmzDHL3805.21)265014.31048()(31max=⨯+⨯⨯⨯=+∙=πHmax——最大起升高度m——滑轮组倍率Do——卷筒计算值(D+d),由卷筒中心算起的卷筒直径Z——固定钢丝绳的安全圈数(6)卷筒的长度93225)155.193380(2)(2321=++⨯+=+++=LLLLL(mm)L1——两端空余部分长度,L1=P1=21mmL2——固定钢丝绳所需的长度,L2=3P1=63mm(7)卷筒的壁厚卷筒由材料为ZG270-500铸造而成,所以卷筒的壁厚为:5.19=δmm钢丝绳瑞在卷筒上的固定必须安全可靠,便于检查和更换钢丝绳。
最常用的方法是压板固定。
滑轮型号:铸钢ZG270-500,E1型19.5 500·75GB276卷筒组的图号为T208,其卷筒的名义直径为650mm、长度为2000mmL=932mm1.3.4、吊钩的选择1.3.5、电动机的计算选择钢丝绳绕进或绕出卷筒时,钢丝绳偏离螺旋槽两侧的角度推荐不大于3.5°[。
3卷筒强度验算本设计中932=L(mm) <1950(mm),DL3<,只需计算压应力。
压应力计算公式为:69.835.215.19)5.19650(65034033)(max=⨯⨯-⨯=-=tDDSδδσ压(MPa)式中δ——卷筒壁厚(mm);t——绳槽节距(mm);D——卷筒名义直径Smax——钢丝绳最大拉力。
[]所以强度合乎要求。
压压,MPa1805.11270σσ>=⨯=卷筒的计算转速1n79.5865014.310605.04)(3011=⨯⨯⨯⨯=+=dDmvnπ(r/min)Q=25.5t,工作级别M4,确定吊钩的强度等级为P级。
JAMPaKs41,315==σ根据吊钩的强度等级、起升量及工作级别查手册表3-4-1选取吊钩的钩号为16,d=95mm,据钩号和吊钩的强度等级查手册表选择吊钩的材料为DG20Mn,吊钩采用锻造,锻造后须热处理。
D=151.5~176.7mm,S=113.6~132.5mm,L=320mm,吊钩定型:直柄吊钩LM16—P GB10051.5。
吊钩组选用短钩型吊钩组,起重量25.5t,自重697kg。
1、计算起升机构静功率159.3804.010005.034033.3210000=⨯⨯=⋅=ηvQPj(kW))(min79.581rn=吊钩型号:直柄吊钩LM16—PGB10051.5159.3=jP(kW)式中η――机构总效率,c t d z ηηηηη⋅⋅⋅=,在此z η滑轮组效率;d η为导向滑轮效率; t η为卷筒效率,d t ηη≈;c η为传动效率。
804.098.096.09.079.0=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=c t d z ηηηηη2、选择电动机功率手册选取JC%=40,CZ=300,.802=G 。
绕线型异步电动机的稳态平均功率为G P :127.44kw159.3.8010000=⨯=⋅⋅=⋅=ηv Q G G P P j G 查手册,,根据G P ,JC%,CZ 的值,选择绕线型异步电动机YZR400L1—10,其额定功率为160kW ,工作制度S3—40%, 587 r/min ,最大转矩倍数为3,转动惯量为24.52kg·m 2,质量为2400kg ,输出端轴径为130mm 。
3、电动机过载能力和发热校验(1)起升机构电动机过载能力按下式进行校验[17]:111.5159.3311.2=⨯⨯=⋅⋅j m P m H λ(kW)< 160(kW)式中 m λ——基准接电持续率时,电动机转矩的允许过载倍数;H ——考虑电压降及转矩允差以及静载试验超载的系数;n P ——在基准接电持续率时的电动机额定功率(kW);m ——电动机台数。
(2)电动机发热校验047.134=P (kW)127.44159.38.01000=⨯=⋅⋅⋅=ηu vQ G P s (kW)因为s P P >,所以发热校验合格。
式中 P ——电动机工作的接电持续率JC 值、CZ 值时的允许输出功率(kW);s P ——工作循环中,负载的稳态功率(kW) 。
804.0=η电动机型号: 绕线型异步电动机YZR400L1—10n P =160(kW) 0n =587 r/min d J =24.52kg·m 21.3.6、减速器的计算选择1计算减速器传动比起升机构传动比按下式计算:98.958.79587===tnni式中n——电动机额定转速(r/min);tn——卷筒转速(r/min)。
取10=i2标准减速器的选用[]()()184.9159.312.1)05.11(5.012.1121152=⨯⨯+⨯=⋅⨯+≥--eI PPϕ(kW)式中2ϕ——起升载荷动载系数;I——工作级别,8~1=I。
查手册,选择型号为QJR -500-10-III-C-W的标准减速器,其许用功率为249kW,输入轴直径90mm、长为170mm,输出轴直径170mm、长为240mm,减速器总长为1720mm,高为1130mm,宽为820mm,质量为1760kg,输出轴端最大允许径向载荷93000N,许用输出扭矩42500N·m。
起升机构的实际起升速度为:499.06000041065014.35870=⨯⨯⨯⨯==imDnvπ(m/s)误差为:%100.25.0499.05.00<=-=-=vvvε,满足要求。
3减速器的验算(1)轴端最大径向力maxF,3735232345.03403305.122max2max=⨯+⨯=+=GSFϕ(N)式中tG——卷筒重力(N);[]F——减速器输出轴端的允许最大径向载荷(N)。
maxF<[]=F93000(N)输出轴轴端的最大径向力经验算满足要求。
10=i标准减速器型号:QJR-500-10-III-C-W1.3.7、制动器的计算选择1.3.8、联轴器的计算选择(2)减速器输出轴承受的短暂最大扭矩:65.357343403305.12max=⨯==TTϕ(N·m)式中T——钢丝绳最大静拉力在卷筒上产生的扭矩(N·m);[T]——减速器输出轴允许的短暂最大扭矩(N·m)。
maxT≤[T]=42500(N·m)经验算减速器输出轴的最大扭矩满足要求。
制动转矩zT应满足下式要求:9.2509101042804.0650.52561475.1230=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅≥imDQKTzzη(N·m)式中zT——制动器制动转矩(N·m);zK——制动安全系数,zK=1.5;D——卷筒卷绕直径(mm);m——滑轮组倍率;i——传动机构传动比。
查手册,选用标准块式制动器其型号为:YW500—2000—2,制动轮直径为500mm,额定制动转矩为2800N·m,整机质量为168kg。
依据所传递的扭矩、转速和被联接的轴径等参数选择联轴器的具体规格,起升机构中的联轴器应满足下式要求:m)9745.88(N58716095506.28.018.1max31⋅=⨯⨯⨯⨯=⋅=TkkT式中maxT∏——所传扭矩的计算值(N·m);1k——联轴器重要程度系数,对起升机构,8.11=k;3k——角度偏差系数,3k=1。