1、摘 要被人們喻為“巨人之臂” 、 “畫在天空中的弧、 “力與美的象征”的起重機(jī), 廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各部門進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)和裝卸搬運(yùn)的重要設(shè)備。 塔式起重機(jī)是 一種能在一定范圍內(nèi)垂直起升和水平移動物品的機(jī)械, 是現(xiàn)代化工業(yè)與民用建筑 中的主要施工機(jī)械。本次設(shè)計是關(guān)于塔式起重機(jī)的傳動部分, 目標(biāo)是使塔式起重機(jī)所提起的重物 能夠正常的升降以及讓小車能夠在橫梁上水平的運(yùn)行。 首先, 根據(jù)已知條件確定 好設(shè)計的傳動方案; 然后, 根據(jù)傳動方案所提升的負(fù)載選擇電動機(jī), 在依次選擇 選擇蝸桿傳動減速器、 聯(lián)軸器、 制動器等; 接著根據(jù)起升高度設(shè)計卷筒以及鋼絲 繩的設(shè)計計算, 最后是對小車的設(shè)計計算; 根據(jù)上述

2、所選出的標(biāo)準(zhǔn)件以及零部件 應(yīng)用工程軟件繪制出塔式起重機(jī)的裝配圖,根據(jù)裝配圖拆出塔式起重機(jī)的零部 圖。 設(shè)計塔式起重機(jī)構(gòu)時, 根據(jù)機(jī)構(gòu)傳動選擇標(biāo)準(zhǔn)元件實際情況進(jìn)行零部件的強(qiáng) 度和壽命校核驗算。最后把計算結(jié)果整理成設(shè)計說明書?？傊? 為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量和水平, 設(shè)計工作按照科學(xué)的程序進(jìn)行, 分清主 次,合理取舍。關(guān)鍵詞 :塔式起重機(jī);起升機(jī)構(gòu);傳動設(shè)計AbstractBy people known as the” Giant of the arm” , ” draw the art in the sky” , ” a symble of strength and beauty” ,of the c

3、rane is widely used in material production sectors of the national economy and the importance of loading and unloading equipment.Tower crane is a species in certain range of vertical lifting and horizontal movement items of machinery,a modern industrial and civil buliding in the major construction m

4、achinery.This design is part of the transmisson tower cranes,tower cranes which objective is to bring the weight down normal and allow car to run at the level of the beam.Fist,according to known the conditions of good design to determine the transmission program;then,according to the load drive upgr

5、ade program selection motor,wore drive in the orderof selection options reducer,couplings,brakes,etc;then roll under the lift,the design and Rope design calculation,the last car car is design and calculation;last elect under the standard condition and the application of engineering software to map o

6、ut parts of tower crane s assemble drawings,according to dismantle the tower crane assembley drawings of parts and plans.Design of tower crane bodies,in accordance with standard component for Driving choose the actual situation in parts of the intensity and lifetime calibration checking.Final result

7、s were organized into design sepcifications.In short,in order to ensure product quality and level of design work carried out in accordance with scientific procedures,to distiguish between primary and secondary,a reasonable choice.Keywords :Tower crane;Hoisting mechanism;Transmission Design.目錄1 緒論 .

8、3 1.1塔式起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r . 3 1.2塔式起重機(jī)設(shè)計的目的意義 . 41.3塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計內(nèi)容 . 42 塔式起重機(jī)的傳動方案設(shè)計 . 6 2.1方案一 . 6 2.1.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)傳動裝置設(shè)計方案 . 6 2.1.2小車水平運(yùn)動傳動裝置設(shè)計案 . 7 2.2方案二 . 82.2.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)方案設(shè)計 . 83 塔式起重機(jī)傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 . 9 3.1 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 . . 9 3.1.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)功率計算 . 9 3.1.2確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 . 10 3.1.3減速器的選擇 . 11 3.1.4分配傳動比 . 11 3.1.5傳動裝

9、置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算 . 12 3.2聯(lián)軸器的選擇 . 13 3.3小車水平運(yùn)動傳動裝置計算 . 14 3.3.1計算電動機(jī)的靜功率 . 14 3.3.2確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 . 15 3.3.3減速器的選擇 . 16 3.3.4分配傳動比 . 16 3.3.5傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算 . 163.4聯(lián)軸器的選擇 . 18 3.5吊鉤的計算 . . 19 3.6塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)滑輪組倍率 . 21 3.7鋼絲繩計算 . . 21 3.8卷筒尺寸及轉(zhuǎn)速計算 . . 24 3.8.1卷筒主要尺寸的確定: . 25 3.9起升機(jī)構(gòu)制動器的選擇計算 . 27 3.10起升機(jī)構(gòu)的起動、制動時間的驗算

10、. 30 3.10.1啟動時間驗算 . 31 3.10.2制動時間驗算 . 33 3.11小車水平運(yùn)動的制動器的選擇計算 . 34 3.12小車水平運(yùn)動的起動、制動時間的驗算 . 37 3.12.1啟動時間驗算 . 373.12.2制動時間驗算 . 394塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 41 4.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案 . 414.2塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置 . 415結(jié)論 . 43 6謝辭 . 44 7參考文獻(xiàn) . 451 緒論1.1塔式起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r塔式起重機(jī)發(fā)明于二十世紀(jì)之初的歐洲。 1900年有了第一個塔式起重機(jī)專 利, 1905年出現(xiàn)了塔身固定的臂架式起重機(jī),第一次、二次世界大

11、戰(zhàn)后塔式起 重機(jī)得到了快速發(fā)展今年更是呈現(xiàn)形式多樣、需求旺盛的局面。我國起重機(jī)制造業(yè)奠基于 20世紀(jì) 50年代。綜觀 50年發(fā)展史,我國塔式起 重機(jī)行業(yè)從無到有, 從小到大, 逐步形成了較為完整的體系和比較完整的系列型 譜, 塔式起重機(jī)成為建筑施工中的關(guān)鍵設(shè)備, 塔式起重機(jī)行業(yè)也成為我國發(fā)展最 快的機(jī)械行業(yè)之一。我們只用了 50年時間走完了國外發(fā)達(dá)國家上百年塔式起重 機(jī)發(fā)展的路程。 70年代以來,起重機(jī)的類型、規(guī)格。性能和技術(shù)水平獲得很大 的發(fā)展。 起重機(jī)是減輕笨重體力勞動、 提高作業(yè)效率、 實現(xiàn)安全生產(chǎn)的起重運(yùn)輸 設(shè)備。 在國民經(jīng)濟(jì)部門的物質(zhì)生產(chǎn)的物資流通中, 起重機(jī)作為關(guān)鍵的工藝設(shè)備或 重

12、要的輔助設(shè)備,應(yīng)用十分廣泛,如今中國塔式起重機(jī)已經(jīng)批量走進(jìn)國際市場, 目前我國已成為世界塔式起重機(jī)生產(chǎn)大國, 也是世界塔式起重機(jī)主要需求市場之 一。我國今后相當(dāng)長的一段時間,電力需求是緊張的,受資源、環(huán)保、安全、可 靠等因素的制約,水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電在我國的電源結(jié)構(gòu)中的比例不 可能大幅提高, 我國煤炭資源豐富, 火力發(fā)電在電源結(jié)構(gòu)中將長期處于主導(dǎo)地位。 隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)、 火力發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步, 燃煤電廠將向更大容量、 更高 參數(shù)的機(jī)組發(fā)展,在 1000MW 超臨界機(jī)組成為主流機(jī)組的今天,可以預(yù)測 1300MW 等更高參數(shù)的機(jī)組將是今后燃煤電廠的發(fā)展方向, 3000t , m 級

13、、額定 起重量為 150t 左右的大型塔式起重機(jī)將在今后火電建設(shè)中得到應(yīng)用。隨著火力 發(fā)電廠鍋爐頂標(biāo)越來越高, 將由目前電廠建設(shè)主力起重機(jī)履帶起重機(jī)和塔式起重機(jī)并存的局面改為主力起重機(jī)只能為塔式起重機(jī), 塔式起重機(jī)將居于不可替代的 地位。1.2塔式起重機(jī)設(shè)計的目的意義塔式起重機(jī)設(shè)計的目的是對塔式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計計算, 學(xué)習(xí)設(shè)計 起升機(jī)構(gòu)傳動的方法, 熟悉所選零件的工藝性、 機(jī)械裝配和安全技術(shù)等方面的知 識, 培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 所以, 其主要內(nèi)容是在于起重機(jī)的技術(shù)設(shè) 計, 即繪制計劃圖和編制計劃說明書。 在塔式起重機(jī)設(shè)計時, 應(yīng)多注意結(jié)構(gòu)構(gòu)造 的設(shè)計工作, 即根據(jù)其計算得出

14、的主要尺寸和選好的標(biāo)準(zhǔn)件, 確定出起重機(jī)的整 體結(jié)構(gòu)和各部件的結(jié)構(gòu)。近年來, 我國塔式起重機(jī)行業(yè)通過公關(guān), 在認(rèn)真研究國外技術(shù), 結(jié)合國情實 際情況下,研究出不少好的產(chǎn)品,如 CAD 模塊化塔機(jī)組合設(shè)計,起重、布料兩 用塔機(jī)等。塔式起重機(jī)設(shè)計開發(fā)過程中,也解決了大功率起升機(jī)構(gòu)的無極變速、 PLC 控制問題以及長期困擾人們的起升機(jī)構(gòu)亂繩打扭問題等。以上問題都是塔式 起重機(jī)設(shè)計開發(fā)所實現(xiàn)的, 因此, 塔式起重機(jī)的設(shè)計對我國起重事業(yè)有著很重大 的意義。1.3塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計內(nèi)容本次設(shè)計塔式起重機(jī)的吊鉤的速度為 0-15m/min, 起重量為 3t , 起升高度為 20m 。塔式起重機(jī)的設(shè)計的

15、內(nèi)容為:塔式起重機(jī)起升方案的設(shè)計塔式起重機(jī) 機(jī)械傳動的設(shè)計計算繪制裝配草圖繪制裝配草圖與主要零部件圖編寫設(shè) 計計算說明書。 與此同時還要基本上掌握一般機(jī)械零部件發(fā)熱設(shè)計方法; 同時對 塔式起重機(jī)的構(gòu)造型式、 工作原理和機(jī)構(gòu)計算等也有了初步的了解。 在設(shè)計塔式 起重機(jī)構(gòu)時, 必須根據(jù)機(jī)構(gòu)實際使用的在和變化情況及其作用時間的長短選擇電 動機(jī)、制動器、鋼絲繩、吊鉤等以及計算零部件的強(qiáng)度和壽命。為了使所設(shè)計的塔式起重機(jī)具有先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)由具有耐用性和可靠性, 這就要求在機(jī)構(gòu)設(shè) 計時須將其按載荷情況和作用時間加以分類。 這種分類的等級稱為機(jī)構(gòu)的工作級 別。劃分機(jī)構(gòu)工作級別的因素有兩個:一是表明機(jī)構(gòu)運(yùn)

16、動時間的機(jī)構(gòu)利用等級, 二是表明機(jī)構(gòu)受載情況的機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)。2 塔式起重機(jī)的傳動方案設(shè)計2.1方案一2.1.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)傳動裝置設(shè)計方案 圖 2-1 起升傳動圖實現(xiàn)重物升、 降運(yùn)動的機(jī)構(gòu)稱為起升機(jī)構(gòu)。 塔式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)通常由電 動機(jī)、制動器、減速器、卷筒、鋼絲繩、滑輪組及吊鉤等零部件組成。如圖2-2 圖 2-2 原理圖所示。 電動機(jī) 1通過聯(lián)軸器 2和減速器 3相連, 減速器 3的輸出軸上裝有卷筒 4, 它通過鋼絲繩 6和安裝在塔身或塔頂?shù)膶?dǎo)向滑 5輪及其中滑輪組與吊鉤 7相連。 電動機(jī)工作時, 卷筒將纏繞在其上的鋼絲繩進(jìn)或放出, 通過滑輪組式懸掛于吊鉤 上的物品起升或下降。當(dāng)電動

17、機(jī)停止工作時,制動器通過彈簧力將制動輪剎住。 2.1.2小車水平運(yùn)動傳動裝置設(shè)計案 圖 2-3 小車水平運(yùn)動傳動圖傳動方法:首先,由電動機(jī)帶動帶動聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動,制動器夾緊在聯(lián)軸器上, 然后, 當(dāng)機(jī)構(gòu)通電時, 與電動機(jī)相聯(lián)系的電磁鐵也通電而產(chǎn)生磁力, 并壓迫推桿 右移,左右制動臂張開,制動器松閘。當(dāng)電機(jī)斷電時,制動器便立即上閘,制動 器用來保持小車的運(yùn)動停止。 最后, 減速器與電動機(jī)軸用鍵連接, 蝸輪軸聯(lián)接卷 筒, 卷筒通過軸承帶動纏繞在其上的鋼絲繩旋轉(zhuǎn), 鋼絲繩將滑輪組、 小車連接起 來,從而使卷筒的正反轉(zhuǎn)來控制小車水平方向的左右移動。2.2方案二2.2.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)方案設(shè)計 圖 2-3

18、 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)傳動圖傳動方法:由一個電動機(jī)帶動聯(lián)軸器及制動器, 由制動器控制重物的升降運(yùn) 動停止并使其保持在空中, 調(diào)整重物的下降速度, 保持小車的運(yùn)動停止, 由鋼絲 繩分別將卷筒、滑輪組、小車、吊鉤連接起來,蝸桿減速器中的齒輪軸的兩端分 別帶動一個卷筒, 其中一個卷筒用來控制重物的升降, 另一個卷筒用來控制小車 的水平運(yùn)動。分別結(jié)合兩種傳動方案來比較, 方案一雖然使用了兩個電動機(jī)分別控制小車 及重物的運(yùn)動,但是傳動簡單,易于實現(xiàn),相比方案一來說,方案二由蝸桿減速 器的齒輪軸分別帶動兩個卷筒,此結(jié)構(gòu)復(fù)雜,實現(xiàn)困難,因此,我選擇方案一來 作為此次設(shè)計的傳動方案。3 塔式起重機(jī)傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計

19、計算3.1 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 3.1.1塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)功率計算(1電動機(jī)計算功率 1601000j Q p F v n =(kw (3-1式中 Q F 最大起升載荷, N ;機(jī)構(gòu)總效率, B d t ch =(B 為滑輪組總效率, d 為導(dǎo)向滑輪效率, t 為卷筒機(jī)械效率,采用滾動軸承時 t =0.98, ch 為傳動機(jī)構(gòu)的 機(jī)械效率,它與傳動型式有關(guān) ; v 起升速度, m/min。33109.8( Q F N =B d t ch = 3ch =承 蝸 聯(lián) 帶=30.970.990.960.99=0.895B d t ch =0.960.990.980.895=0.817 6

20、01000j Q P F v n =33109.8156010000.817=0.8996(kW (2電動機(jī)的選擇根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級別、 作業(yè)特點(diǎn)以及電動機(jī)的工作特性, 同時為了滿足電動機(jī) 起動和不過熱要求,所選電動機(jī)的額定功率應(yīng)該滿足下式:JC JC j P K P =(kW (3-2式中 JC P 電動機(jī)額定功率, kW ;j P 起升靜功率, kW ;JC K 穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù),與接電持續(xù)率 JC 有關(guān),見表 3-1。表 3-1 穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù) 查表 JC=40%;0.750.80JC K = ; 0.088.996JC P =7.2(kW 因此,查起重機(jī)設(shè)計手冊 ,選擇 YZ 系列電動機(jī)

21、,機(jī)座號為 160M2-6,功 率為 7.5kW ,轉(zhuǎn)速 930r/min,定子電流 16.5A ,功率因素 0.853,效率 80.6,最大轉(zhuǎn)滿載轉(zhuǎn)矩 1000r/min。電機(jī),基本尺寸 D=0.0180.00248+, E=800.37±。3.1.2確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒轉(zhuǎn)速的確定0w n v a D = (3-3150.176=54.28(r/min3.1.3減速器的選擇 圖 3-1 蝸桿減速器圖減速器的類型:蝸桿減速器; 2蝸桿在蝸輪下放嚙合處的冷卻和潤滑都較好,蝸桿軸承潤滑也方便。3.1.4分配傳動比電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為0n =1000r/min;總傳動比 0wn i =18.42

22、故 i =減 18. 423.1.5傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算(1 0軸的計算 0軸:0軸即電動機(jī)軸0j P P =8.996(kW 0n =1000(r/min 0009.55T P n =39.558.99610=85.91(N·m 圖 3-2 傳動比計算圖(2 I 軸的計算I 軸:I 軸即傳動卷筒軸1001P P = 0P =承 齒8.9960.970.99=8.64(KW 001n n i =54.29(r/min 1119.55T P n =39.558.6410=1519.84(N m 總結(jié),見下表表 3-2 電動機(jī)參數(shù) 3.2聯(lián)軸器的選擇(1聯(lián)軸器傳動扭矩的計算123

23、S t T K K K T T = (3-439.557.210S T =73.94(N ·m 查起重機(jī)設(shè)計手冊1K =1.8, 2K =1.1, 3K =1.0 123S T K K K T =73.941.81.11.0=146.4(N ·m t T =1400(N ·m (2聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器選擇見表 3-3表 3-3 聯(lián)軸器型號 max n n ,故聯(lián)軸器合用。3.3小車水平運(yùn)動傳動裝置計算 3.3.1計算電動機(jī)的靜功率(1電動機(jī)功率的計算601000j P Wv =(kW (3-5式中 機(jī)構(gòu)總效率, B d t ch =(B 為滑輪組總效率, d 為導(dǎo)

24、向滑輪效率, t 為卷筒機(jī)械效率,采用滾動軸承時 t =0.98, ch 為傳動 機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率,它與傳動型式有關(guān) ;v 起升速度, m/min。 小車 100kg ;起升載荷 3t ; 摩擦阻力 Wmgf(100+300009.830380N機(jī)構(gòu)總效率 B d t ch =3ch =承 蝸 聯(lián) 帶30.970.990.960.99=0.895B d t ch =0.960.990.980.895=0.817601000j WvP =303802.46010000.817=1.49(kW (2電動機(jī)的選擇根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級別、作業(yè)特點(diǎn)以及電動機(jī)的工作特性,同時為了滿足電動機(jī) 起動和不過熱要求,所選

25、電動機(jī)的額定功率應(yīng)該滿足下式:JC JC j P K P =(kW (3-6式中 JC P 電動機(jī)額定功率, kW ;j P 起升靜功率, kW ;JC K 穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù),與接電持續(xù)率 JC 有關(guān),見表 3-4。查表 JC 40%; 0.5JC K =01.151.49JC P =1.94(kW 表 3-4 穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)因此,查起重機(jī)設(shè)計手冊 ,選擇 YZR 系列電動機(jī),功率為 2.2kW ,轉(zhuǎn)速908r/min,功率因素 0.76,效率 73.7%,最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 2.9。電機(jī),基本尺寸D 0.0180.00238+=, E 800.37=±。3.3.2確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒轉(zhuǎn)速

26、 01w n v a D = (3-7243.140.176=86.9(r/min3.3.3減速器的選擇減速器的類型:蝸桿減速器;3.3.4分配傳動比電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為0n =1000r/min;總傳動比 0wn i n =11.5 故 11. 5i =減 3.3.5傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算(1 0軸的計算 0軸:0軸即電動機(jī)軸0j P P =1.49(kW 0n =1000(r/min009.55P T n = 39.551.4910=14.23(N·m (2 I 軸的計算 I 軸:I 軸即傳動卷筒軸1001P P = 0P =承 齒1.490.970.99=1.43(kW 圖

27、3-3 計算圖101n n i =86.96(r/min 1119.55T P n =39.551.4310=157.04(N ·m 總結(jié),見下表表 3-5 傳動參數(shù) 3.4聯(lián)軸器的選擇 圖 3-4 聯(lián)軸器(1聯(lián)軸器的扭矩計算 3123S t T K K K T T = (3-831.94109.55908S T =20.4(N ·m 查起重機(jī)設(shè)計手冊1K =1.8, 2K =1.1, 3K =1.0 123S T K K K T =20.41.81.11.0=40.39(N ·m t T =1400(N ·m (2聯(lián)軸器的選擇 故聯(lián)軸器的選擇見表 3-

28、6表 3-6 聯(lián)軸器參數(shù) 3.5吊鉤的計算起重機(jī)吊鉤的生產(chǎn)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。 一般可根據(jù)用途和最大額定起重量選擇吊鉤 的型式和規(guī)格。 吊鉤組式起重機(jī)上應(yīng)用最廣的一種取物裝置, 它由吊鉤、 吊鉤螺母、推力軸承、吊鉤橫梁、滑輪、滑輪軸承、吊鉤拉板等零件組成。 4圖 3-5 吊鉤吊鉤材料:DG20;吊鉤斷面形狀為梯形;(1吊鉤鉤身的組要尺寸 (30D = (mm (30= (mm 103.92121.24= (mm =110(mm (2其它尺寸各部分比例如下:1.01.2 D = 0.75 s D =1 (22.5L h =2 0.5L h=計算如下:(1.01.2h D= (mm (=1.0 1.2 1

29、10(mm 110132= (mm =120(mm 0.75s D=(mm 0.75110=(mm =82.5(mm 1 (22.5L h= (mm (22.5 120=(mm 240300= (mm =270(mm 2 0.5L h=(mm 0. 5120=(mm =60(mm 3.6塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)滑輪組倍率(1滑輪的分類按用途分類, 一般可分為定滑輪、 動滑輪、 滑輪組、 導(dǎo)向滑輪和均衡滑輪等。 定滑輪:裝在固定心軸上的滑輪。 主要用以改變鋼絲繩作用方向, 亦可用作平衡 滑輪和導(dǎo)向滑輪。動滑輪:裝在移動心軸上的滑輪。 工作時隨載荷的起落而升降, 同時又繞自 身的心軸轉(zhuǎn)動。用以達(dá)到省力的

30、目的,但不改變鋼絲繩的作用方向?；喗M:鋼絲繩依次繞過若干定滑輪和動滑輪組成的裝置稱為滑輪組。 用來 改變倍率,達(dá)到省力和減速的目的。導(dǎo)向滑輪:用以改變鋼絲繩的方向并可沿心軸滑動的滑輪。 可起到排繩器的 作用。平衡滑輪:平衡兩支鋼絲繩拉力的滑輪?？墒敲總€鋼繩受力相同。(2滑輪的選擇 5滑輪組材料:鑄造滑輪 HT150查塔式起重機(jī) 5-1當(dāng)額定起重量 Q 為 3t 時,倍率為 2。3.7鋼絲繩計算鋼繩計算復(fù)雜。工作中除了承受拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)、壓縮等復(fù)合應(yīng)力外,尚 受有沖擊載荷的影響, 因很難精確計算。 為簡化計算, 設(shè)計時一般采用靜力計算法。鋼絲繩的材料 :優(yōu)質(zhì)低碳鋼; 鋼絲繩類型:線接觸鋼絲繩

31、;起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩直徑按最大靜載荷來確定。 (1鋼絲繩中的最大靜拉力max Q B dF S a =(N (3-9式中 Q F 最大起升載荷, N ,其中所含吊具自重 q F 可按表 3-7估計;a 滑輪組倍率;B 滑輪組總效率;d 導(dǎo)向滑輪效率 , 123d d =1.5100010Q q F F =+=31.510002%310001010+ =15.06(KN a=2, B =0.99, 0.99d =表 3-7 吊具自重載荷 q F 的近似估計值 因此 m a x 15. 06100020. 990. 99S =7682.89(N (2鋼絲繩的破斷拉力 P F 必須滿足下式max P F

32、 nS (N (3-10式中 P F 所選鋼絲繩的破斷拉力, N;n 安全系數(shù),見表 3-8max P FnS =4.57682.89=34573.01(N 根據(jù)選擇起升鋼絲繩,查起重機(jī)設(shè)計手冊表 3.1-6鋼絲繩 6(19 -11-1400-I-光 -右交 -GB1102-74表 3-8選擇系數(shù) C 和安全系數(shù) n 3.8卷筒尺寸及轉(zhuǎn)速計算卷筒是卷繞和容納鋼絲繩的部件。 通過對鋼絲繩的收放, 可把原動機(jī)的驅(qū)動 力傳遞給鋼絲繩,并將原動機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動。卷筒的形式:卷筒的形狀一般為圓柱形, 特殊要求的卷筒也有制成圓錐形或 曲線形的。在起重機(jī)機(jī)械中主要是采用圓柱形的鋼絲繩。按鋼絲繩在卷筒

33、上卷繞層數(shù)可分為單層卷繞卷筒和多層卷繞卷筒。 多層纏繞 卷筒的容量大。 主要用于起升高度很大, 卷筒長度又受到限制的起升機(jī)構(gòu)。 采用 尺寸較小的多層卷繞卷筒對于減小機(jī)構(gòu)尺寸十分有利。 多層卷繞的卷筒多采用不 帶螺旋槽的光面卷筒, 卷筒的兩端必須帶有側(cè)板, 以防止鋼絲繩側(cè)向滑移。 側(cè)板 的高度應(yīng)比最外鋼絲繩高出 1 2.5d 。 但多層卷繞卷筒的鋼絲繩所受的及壓力大, 相互間摩擦力大,鋼絲繩壽命降低,也容易產(chǎn)生亂繩現(xiàn)象。此外,當(dāng)卷繞層數(shù)較 多時, 在繩索張力不變的情況下, 卷筒的載荷力矩將隨卷筒上鋼絲繩層數(shù)的多少 而變化,從而使機(jī)構(gòu)載荷力矩不穩(wěn)定。卷筒的材料與制造鑄造卷筒一般采用不低于 HT20

34、0的灰鑄鐵鑄造,重要的卷筒 QT450-10的球 墨鑄鐵鑄造。采用鑄鋼時不低于 ZG230-450,鑄鋼卷筒并不能使壁厚減少很多, 且工藝復(fù)雜,成本高,因而較少采用。焊接卷筒主要用于大直徑的卷筒,多用 Q235鋼板彎成卷筒也可采用無縫鋼 管制造。自重可以大大減輕,也適用于單件生產(chǎn)。3.8.1卷筒主要尺寸的確定: 圖 3-6 卷筒(1卷筒的尺寸卷筒的名義直徑:D=(e 1 d=(161 11=165(mm 卷筒的計算直徑:1D 16511=176(mm 繩槽半徑:R=(0.53 0.56 d=5.86 6.16(mm =6(mm 繩槽深度,標(biāo)準(zhǔn)槽:h=(0.25 0.4 d=2.75 4.4(m

35、m =3(mm 繩槽節(jié)距,標(biāo)準(zhǔn)槽: t=d(2 4=13 15(mm =14(mm (2卷筒的計算 6多層纏繞卷筒纏繞部分的長度:n=30L zd = (3-11011.1( (Ha Z D d n D nd +=+ 31.1(201023.14176 113.143(165311+=+ =266.7(mm 卷筒壁厚計算:焊接卷筒:=d 11=(mm 卷筒壁上的壓應(yīng)力為:max c S t=(3-12 7682.891114=49.89(mm c 卷筒的轉(zhuǎn)速 n:1av n D =(r/min 式中 a 滑輪組的倍率;v 起升速度, m/min1D 卷筒卷繞直徑, m, 1D =D d (D

36、為卷筒槽底的直徑, d 為鋼絲繩直徑 1av n D =1523.140.176=54.28(r/min 3.9起升機(jī)構(gòu)制動器的選擇計算塔式起重機(jī)的起升和變幅機(jī)構(gòu)中一般采用常閉式制動器, 以保證工作安全可 靠。 而回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)中則多采用常開式制動器和綜合式制動器, 已達(dá)到工 作平穩(wěn)。塊式制動器的工作原理:7短行程交流電磁鐵塊式制動器。直徑圓周表示與機(jī)構(gòu)傳動軸相聯(lián)制動器輪, 制動器瓦塊與制動臂相鉸接, 主彈簧用來產(chǎn)生制動力矩。 主彈簧右端頂在框架上, 框架與左制動臂固結(jié)在一起。 推桿與右制動器聯(lián)系在一起, 上閘制動時, 主彈簧 的壓力左推推桿, 右推框架, 從而帶動左右制動臂及其瓦塊壓向制

37、動輪, 實現(xiàn)制 動。 圖 3-4 制動器當(dāng)機(jī)構(gòu)工作時,電動機(jī)通電,與電動機(jī)相聯(lián)系的電磁鐵也通電而產(chǎn)生磁力, 磁鐵吸引力銜鐵繞餃點(diǎn)做逆時針轉(zhuǎn)動, 并壓迫推桿向右移動, 是主彈簧進(jìn)一步壓 縮,這時在副彈簧及電磁鐵自重偏心作用下,左右制動臂張開,制動器松閘。如 果一旦發(fā)生事故,電機(jī)斷電,制動器便立即上閘,這是一種常閉式的制動器。這種制動器由于松閘裝置(電磁鐵直接裝在制動臂上,式制動器結(jié)構(gòu)緊湊、制動 塊。但由于電磁鐵尺寸限制,其制動力矩小,并且在工作時沖擊及影響較大。 制動器的材料:45鍛鋼。制動器型號:YW200-220制動器的靜力矩 j T ,可由下式確定:12Q nj B F D T i a =

38、(N.m (3-13 式中 Q F 最大起升載荷, N ;n D 鋼絲繩繞卷筒直徑,多層纏繞時 n D =D (2m d,m 為卷繞最 多的層數(shù);B i 卷筒至制動器軸間傳動比;1起升吊鉤至制動器軸間傳動效率。12Q nj B F DT i a =333109.8165100.817218.422=53.79(N·m 起升機(jī)構(gòu)制動器的制動力矩必須大于由起升載荷產(chǎn)生的力矩。B B j T K T (3-14式中 B K 制動安全系數(shù),由表 3-9查的。B B j T K T 1.553.97=80.69(N·m 表 3-9 制動安全系數(shù) B K確定彈簧的作用力:制動器每個瓦塊

39、摩擦面上的正壓力為:BM N D=(N (3-15 式中 制動輪直徑, mm;B M 制動器的制動力矩, N·m;摩擦系數(shù);杠桿效率,取 =0.9 0.95BM N D=80.6910001850.18=2423.1(N 則彈簧作用力為:1l NP l = (3-16 1B l M l D= 2423.11000.817=296585.07(w =2966.59(kw 制動瓦塊的比壓驗算:NP P A= (3-17 式中 P 許用比壓;A 制動瓦塊和制動輪的接觸面積。 按下式計算:360DA B = (3-18式中 B 制動瓦塊的寬度(mm , 常取 , 0.350.45B D =

40、;制動瓦塊在制動輪上包角,一般取 70= 。B D =0.4185=74(mm 360D A B =3.141857074360=8358.5=(NP P A = 2423.18358.5=0.29 0.4P =(MPa 3.10起升機(jī)構(gòu)的起動、制動時間的驗算起升機(jī)構(gòu)的工作為周期性的,工作時分起啟動、穩(wěn)定運(yùn)動和制動三個階段。 由于機(jī)構(gòu)在起動和制動時會產(chǎn)生加速度和慣性力, 若起動和制動時間過長, 加速 度小,將影響起重機(jī)的生產(chǎn)率。反之,加速度太大,又會給金屬結(jié)構(gòu)和傳動部件 施加很大的動載荷, 并使零部件的受力增大。 因此, 必須把起動與制動控制在一 定范圍內(nèi)。3.10.1啟動時間驗算起升機(jī)構(gòu)在起

41、動階段,要使原來靜止的質(zhì)量開始運(yùn)動這時電動機(jī)的起動力 矩 q T 除了克服靜阻力矩 外,還有一部分用來克服運(yùn)動質(zhì)量的慣性阻力 g T ,即q j g T T T =+(N·m (3-19靜阻力矩 j T 按下式計算:812Q j F D T a i =(N·m (3-20式中 j T 額定起升載荷, N ;1D 卷筒計算直徑, m , 1D = D d ;a 滑輪組倍率;i 卷筒至電動機(jī)軸傳動比;機(jī)構(gòu)總傳動效率(包括滑輪組效率。 12Q j F D T a i =323109.8176102218.420.817-=85.96(N·m 慣性阻力矩 g T 為:9.

42、55m g qJ n T t =(N·m (3-21式中 m n 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速 , r/min;q t 起動時間, s;J 機(jī)構(gòu)運(yùn)動質(zhì)量換算到電動機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動量, 2kg m , 按下式計算:212221.15( ( 4Q d L F D J J J kg m g a i =+ (3-22式中 d J 電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量, 2kg m ;L J 制動輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量, 2kg m ;g 重力加速度, 22, 9.81s g m s =。 查起重機(jī)設(shè)計手冊20.143d J kg m =, 20.05L J kg m =212221.15( ( 4Q d L F D J J

43、J kg m g a i =+332223109.8(17610 1.15(0.1430.05 49.81218.420.817-=+ =0.243(2kg m 起升機(jī)構(gòu)的起動時間為:9.55mq qJ n t T =(3-239.55(mq q j J n t T T =-式中 q T 電動機(jī)的平均起動力矩, N m ,參照表 3-10;q t 推薦起動時間, s ,一般為 25q t s = ,起量取大值。表 3-10 電動機(jī)平均起動轉(zhuǎn)矩 25(1.61.8 q T T =2525(1.61.8 9550N n =6.31.69550921=104.52(N·m 9.55mq qJ n t T =0.2439309.55(104.5285.96=-=1.27s25q t = 3.10.2制動時間驗算滿載下降的制動時間:9' '' 9.55(Z Z Z j J n t t T T =- (3-24 式中 ' m n 滿載下降時電動機(jī)轉(zhuǎn)速, r/min,通常取' 1.1m m n n =&#