桥式起重机大车运行机构的计算(DOC)

第三章桥式起重机大车运行机构的计算3.1原始数据起重机小车大车载重量(T) 跨度(m)起升高度(m)起升速度(m/min )重量(T)运行速度(rVmin)小车重量(T)运行速度(m min )16 16.5 10 7.9 16.8 44.6 4 84.73.2确定机构的传动方案本次设计采用分别驱动，即两边车轮分别由两套独立的无机械联系的驱动装置驱动，省去了中间传动轴及其附件，自重轻。

机构工作性能好，受机架变形影响小, 安装和维修方便。

可以省去长的走台，有利于减轻主梁自重。

1LJ(\图大车运行机构图1 —电动机2—制动器3—咼速浮动轴4—联轴器5—减速器6—联轴器7低速浮动轴8—联轴器9—车轮3.3车轮与轨道的选择3.3.1车轮的结构特点车轮按其轮缘可分为单轮缘形、双轮缘形和无轮缘形三种。

通常起重机大车行走车轮主要采用双轮缘车轮。

对一些在繁重条件下使用的起重机，除采用双轮缘车轮外，在车轮旁往往还加水平轮，这样可避免起重机歪斜运行时轮缘与轨道侧面的接触。

这是，歪斜力由水平轮来承受，使车轮轮缘的磨损减轻。

车轮踏面形状主要有圆柱形、圆锥形以及鼓形三种。

从动轮采用圆柱形，驱动轮可以采用圆柱形，也可以采用圆锥形，单轮缘车轮常为圆锥形。

采用圆锥形踏面车轮时须配用头部带曲率的钢轨。

在工字梁翼缘伤运行的电动葫芦其车轮主要采用鼓形踏面。

3.3.2车轮与轨道的初选选用四车轮，对面布置桥架自重：G =0.45Q 起+ 0.82L =20.73t =207.3kN 式中Q 起――起升载荷重量，为16000kgL --- 起重机的跨度，为16.5m满载最大轮压：P max = 口+Q^q• J42 L式中q ――小车自重，为4ti ――小车运行极限位置距轨道中心线距离，为代入数据计算得：P max = 132.7kN 空载最大轮压：隘x=^+q 牛1代入数据得p max =60kN 空载最小轮压：P m 十宁吗十 代入数据得P min =43.64 kN载荷率： Q=160二 0.772G 207.3查《机械设计手册第五版起重运输件•五金件》表60~90m/min ，Q 起/G =0.772，工作类型为中级时，选取车轮直径为600mm 时,图起重机钢轨 图大车行走车轮1.5 m8-1-120，当运行速度在型号为P 38的轨道的许用轮压为178kN ，故可用。

车轮材料为ZG310-570,320HB3.3.2车轮踏面疲劳强度的校验D 2P max+P nin车轮踏面的疲劳计算载荷：Pc 二—3— 代入数据计算得：P c = 103kNR 2车轮踏面的疲劳强度：PC < k 2R3C 1C 2mk2与材料有关的许用点接触应力常数，查《起重机械》表 7-1取为 0.1R ――曲率半径，取车轮和轨道曲率半径中之大值，取为 600 mmm ――由轨道顶与车轮曲率半径之比所确定的系数，查表7-4取为0.468C2――工作级别系数，查表7-3取为1.00 代入数据计算得：k 2R2c i C^337.16k^103kN m故满足要求。

3.4电动机选择3.4.1选择电动机应综合考虑的问题（1） 根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调速以及 工作环境等要求，选择电动机类型及安装方式。

（2） 根据负载转矩、速度变化范围和启动频繁程度等要求，并考虑电动机的温 升限制、过载能力和启动转矩，选择电动机功率，并确定冷却通风方式。

所选电 动机功率应大于或等于计算所需的功率， 按靠近的功率等级选择电动机，负荷率 一般选择0.8~0.9。

过大的备用功率会使电动机的效率降低，对于感应电动机， 其功率因数将变坏，并使按电动机最大转矩校验强度的生产机械造价提高。

（3） 根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯以及腐蚀和 易燃易爆气体等考虑必要的保护方式，选择电动机的结构型式。

（4） 根据企业的电网电压标准，确定电动机的电压等级和类型。

（5） 根据生产机械的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程性能的要求， 以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机额定转速。

（6） 选择电动机还必须符合节能要求，考虑运行可靠性、设备的供货情况、备 品备件的通用性、安装检修的难易，以及产品价格、建设费用、运行和维修费用、 生产过程中前期与后期电动机功率变化关系等各种因素。

式中C i转速系数，查表7-2取为0.963.4.2运行阻力式中Pb ---- 起重机大车运行静阻力 P 摩——起重机大车运行摩擦阻力P 坡 ――起重机大车在有坡度轨道上运行时须克服由起重机重量分力引起的阻力室外起重机大车运行时由风载荷引起的阻力3.4.2.1运行摩擦阻力起重机大车满载运行时的最大摩擦阻力:Q IXpl卩摩=（Q 起+ G o ）- —K 附=（Q 起+ G o f 0式中K ――滚动摩擦系数，查表取0.06r图 三相异步电动机G o起重机大车自重，估计为 2500 kgd---- 轴承内径，取为10 cm卩一一轴承摩擦系数，查表 9-3取为0.015K附一一附加摩擦阻力系数，查表9-4取为1.5D 轮 -- 车轮直径，取为60 cm f o ――摩擦阻力系数故计算得：P t = 124.9 kg满载运行时最小摩擦阻力:. gK +A d F 摩满 min = （Q 起+ G 0 ）D 轮代入数据得：P 摩满min = 83.25kg 空载运行时最小摩擦阻力:P 摩空 min =G 02K +»d代入数据得：P 摩空min = 11.25kg3.4.2.2满载运行时最大坡度阻力起重机大车满载运行时的最大坡度阻力:卩坡=K 坡（Q 起+ G 0 ）故计算得:F 坡=18.5kg3.4.2.3满载运行时最大风阻力本次设计的桥式起重机是在理想条件下运作的，故不考虑风的因素，即: 故综上所述，起重机大车运行静阻力P b = P 摩+ P 坡+ 143.4kg3.4.3初选电动机3.4.3.1满载运行时的电动机的静功率N 静= ,6120^m式中K 坡 坡度阻力系数，查表9-5取为0.001P 风=0式中P静――起重机大车满载运行时的静阻力v --- 起重机大车运行速度为84.7 m/minn——机构传动效率取为0.9m——电动机个数，本次设计采取分别传动的方案，故取 2故计算得：N 静=1.1 kw3.4.3.2电动机的初选对于吊钩桥式起重机的大车运行机构，可按下式初选电动机N =K电N静电动机启动时为克服惯性的功率增大系数，查表9-6，取为1.87式中K电故：N = K 电N 静=1.87X 1.1kw=2.057kw冶金及起重用三相异步电动机是用于驱动各种型式的起重机械和冶金设备中的辅助机械的专用系列产品。

它具有较大的过载能力和较高的机械强度，特别适用于短时或断续周期运行、频繁启动和制动、有时过负荷及有显著的振动与冲击的设备。

故查询《机械设计课程设计手册》表12-7,选取电动机额定功率为2.5kw，故初选电动机型号为YZR132M1-6，其额定转速为892r/min 。

3・4・3・3初选电动机后确定减速器的传动比和车轮的转速车轮的转动速度为84.7m/min，即为1.41m/sv“轮=nD；代入数据得：门轮=44.9r/min 故减速器的传动比：i二丄二"892=19.85n轮44.93.4.3.4满载运行时电动机的静力矩M静二晋2i n式中i ------ 减速器的传动比代入数据计算得：M静=2.41 kg m式中 M 平起 电动机的平均起动转矩3.4.3.5电动机的过载能力校验 运行机构的电动机必须进行过载校验。

2C 1 P 静 v Z J n pn > ---------- + -------mJ ，as 100B 91280t a式中P n ――基准接电持续率时电动机额定功率X as――平均启动转矩表示值（相对于基准接电持续率时的额定转矩）对绕线型异步电动机取1.7,笼型异步电动机取转矩允许过载倍数的 90% 。

P 静――运行静阻力为1405.32N v --- 运行速度，即为车轮的转速 1.41 m/sn ——机构传动效率，取为0.9Z J ――机构总转动惯量，即折算到电动机轴上的机构旋转运动质量与直线运动质量转动惯量之和；按下式计算得:2送J = k (J i + J 2 m + 9.3g 严 V= 1.90 kg/ m2nJ 2 ――电动机轴上制动轮和联轴器的转动惯量k ——考虑其他传动件飞轮矩影响的系数，一般取 k =1.1~1.2，取1.1n --- 电动机额定转速t a ――机构初选启动时间，桥式起重机大车运行机构t a =8~10s ，取10s 。

故计算得：P d =2.3kw已知P n =2.5kw > P d ，故满足要求。

3.4.4起动时间与起动平均加速度验算3.4.4.1起动时间的验算9.55mM 平起一M 静）J i电动机转子转动惯量M静一一满载、上坡、迎风时作用于电动机轴上的静阻力矩m ——电动机个数，m=2n --- 电动机转速，为892r/min查《起重机设计手册》表8-11得:M平起=(0.7 ~ 0.8 M max =0.75X2.5= 1.875kg m代入数据计算得：t起满=2.71s 对起重机的起重时间一般要求t<8~10s，故满足要求。

3・4・4・2平均加速度的验算a 平=—=141 = 0.52 m/s2 t起满 2.71查表9-7得知起重机大车运行机构的平均加速度需在0.4~0.7m/s2之间即为合理,故满足要求。

3.4.5电动机的发热校验对工作频繁的工作性运行机构，为避免电动机过热损坏，需进行发热校验。

P *=G1 oomn式中P ――电动机工作的接电持续率JC值、CZ值时的允许输出容量P S ――工作循环中负载的稳态功率G ――稳态负载平均系数，查《起重机械》表7-11取G = 0.9代入数据计算得：Ps=0.99kw<P，即满足不发热条件。

3.4.6起动打滑验算为了使起重机运行时可靠的启动，应对驱动轮作启动时的打滑验算。

大车空载时更易发生打滑现象，故校验空载时大车是否打滑。

（④亠WL 、2i nL k（GD电+GD联）■—十R驱min色M平起- ----------------------------------------------- a平（K D轮丿D轮L- -2gD轮式中申一一粘着系数，对室内工作的起重机取0.15K ――粘着安全系数，上式中取平均起动力矩，故取K=1.12 n——机构在起动时的传动效率R驱m i n驱动轮最小轮压3.5减速器 3.5.1减速器的介绍齿轮减速器在原动机和工作机之间起匹配转速和传递转矩的作用， 在现代机械中应用极为广泛。