港口起重机械课程设计

浙江海洋学院

港口起重机械课程设计说明书

设计题目: 臂架型起重机起升机构设计

专业 : 机械设计制造及其自动化

班级 :

姓名：

学号：

2013年1月9号

摘要：桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。这种起重机广泛用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机3种。本次设计的是桥式起重机的起升机构设计，起升机构是起重机械中最重要、最基本的机构，其作用是提升或下降货物；起升机构通常主要由取物装置、钢丝绳卷绕系统、制动系统、减速传动装置、驱动装置等组成。本次设计卷筒组、吊钩组、电动机、减速器、联轴器等。

关键词：桥式起重机、起升机构、吊钩、卷筒、电动机、减速器、联轴器、钢丝绳、滑轮、制动器。

第一章设计课题及起升机构传动方案的选择

1.1主要性能及技术参数

起重量（t）工作级别

起升高度（m）起升速度

（m/min）H h

5 M5 12

6 30

表.1

1.2 起升机构传动方案选择

起升机构一般由驱动装置(包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等)、钢丝绳卷绕装置(包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮)、取物装置和安全保护装置组成。电动机驱动是起升机构的主要驱动方式。当起重量在50t以下时，常见的桥式起重机的起升机构布置方式如图1所示；

图1起升机构配置方案

图中：1.减速器 2.制动器 3.联轴器 4.浮动轴

5.发动机

6.卷筒

7.卷筒支座

当起重量在5t 时，常见的起升机构钢丝绳卷绕如图2所示。采用双联滑轮组，滑轮组倍率m=2。

图2 钢丝绳卷绕示意图

第二章 起升机构设计计算

2.1 钢丝绳的确定

2.1.1 钢丝绳的计算与确定

采用双联滑轮组，按t G 5=，查《港口起重机械》表3-6得滑轮组倍率m =2； 钢丝绳所受最大拉力：

N a P x S D

Z Q 6.1314198

.099.02499805.02

max =⨯⨯⨯=

∙∙∙=

α

ηη

式中:Q P ——额定起升载荷，N G G P Q 499808.9)1005000(g )(d =⨯+=∙+= 其中d G 为吊钩质量，由课本表4-2的g 100500002.0%2d K G G =⨯=∙=； x ——承载分支系数，吊钩承载分支数位4，X=0.5； Z η——滑轮组效率，由表3-9得99.0=Z η； D η——导向滑轮效率，滚动轴承98.0=D η；

α ——导向滑轮数，2=α；

所选钢丝绳的直径应满足： mm S C 68.1949980088.0d max =⨯=≥ 式中 d ——钢丝绳直径；

max S ——钢丝绳最大静工作拉力；

C ——选择系数，根据《港口起重机械》表3-2查得()N mm C /088.0=； 取钢丝绳直径mm d 20=，捻向：交互捻；选择钢丝绳型号为：

20 WS 316⨯FC 1770 USZ 20068918/-T GB

2.2 滑轮直径的确定

按钢丝绳中心来计算滑轮与卷筒的最小直径，d ∙=h D 式中 D ——按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的最小直径； d ——钢丝绳直径；

h ——与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，根据《港口起重机械》表

3-5查得，对滑轮2h =20，对卷筒1h =18；

根据上式，得：

滑轮直径400mm 2020d 22=⨯=∙=h D

取动滑轮直径mm 6002=D ， 滑轮槽底直径mm 58002=D

2.3 卷筒的计算

2.3.1 卷筒的基本尺寸

卷筒长度mm 5802018h 11=⨯=∙=d D

适当放大卷筒直径，去710mm 1=D ，卷筒槽底直径690mm 10=D ； 如图3所示，为双联卷筒的长度示意图，

图 3 卷筒长度示意图

卷筒长度3210)(2L L L L L +++∙=

3927224459.52++++⨯

=）（

1363.1mm = 取mm 1500L =

式中 0L ——卷筒上有螺旋槽部分长 mm

p N D

H

a L 5.45924)3710

14.3180002(

)(

00

0=⨯+⨯⨯=∙+∙=π

其中：0H ——最大起升高度； a ——滑轮组倍率； D ——卷筒卷绕直径

0N ——固定钢丝绳安全圈数，取3N 0=；

p ——绳槽槽距，根据钢丝绳的直径mm d 20=查附表3-1

得，24=p ；

1L ——两端空余部分长度，mm p L 241==； 2L ——固定钢丝绳所需长度，mm p L 7232==；

3L ——卷筒中间无槽部分长度，按钢绳直径D=20mm 查附表4-3得 mm S 392L 3==

2.3.2 验算卷筒强度

卷筒的材料采用Q235-A ，抗压强度为225MPa 。 卷筒厚度mm d 20==δ 由于213031500=∙<=D L

[]2

max

21/5.11293.7824

204998075.01mm

N P

S A A y

y

=≤=∙⨯

⨯=⋅∙

=σ

δσ

式中：1A ——卷筒成熟系数，查《港口起重机械》表3-11，1A =1 2A ——应力减少系数，一般取2A =0.75； [y σ]——许用压应力；

[y σ]=

2

s

σ=225/2=112.5 N/2m m

s σ——材料屈服极限，s σ=225 N/2

m m ；