4起升机构计算(10.01)解析

桥(门)式起重机起升机构设计计算

1 范围

本标准规定了电动桥式（或门式）起重机起升机构设计计算的要求，计算步骤，计算方法和公式及其相关计算参数的选取，标准还提供了Excel 电子表格的计算书，设计者输入初始参数及选定相关计算参数并输入后，按程序自动完成计算。

本标准计算主要针对本企业常用起升机构结构型式，对其它类别起重机或其他结构型式的起升机构的设计计算可参照应用。

本标准相关内容符合GB/T3811—2008 起重机设计规范。 起升机构设计计算包括: a) 钢丝绳选择计算 b) 卷绕参数选择计算 c) 电动机选择和校核计算 d) 减速器选择计算 e) 制动器选择计算

f) 选择联轴器 g) 传动零部件验算 h) 钢丝绳卷绕时的偏角验算 i) 验算下降制动距离

2 起升机构计算初始参数

设计计算首先应提供起升机构设计的初始参数，包括： Q —额定起重量，单位（ t ） V —起升速度，单位（m/min ） H —起升高度，单位（ m ） 机构的工作级别

机构的接电持续率，JC 值

未能提供接电持续率时，但已知机构工作级别的，可按下表选择电动机的接电持续率

设备使用环境温度，单位（C°） 设备使用地点海拔高度，单位（m ）

3钢丝绳选择计算

3.1 计算总起重量G t ，单位（ t ），按下式计算： 式中：

Q —额定起重量，单位（ t ），已提供； G t —吊具重量，单位（ t ），设计提供或估算；

s

j t G G Q G ++=

G s —钢丝绳重量，单位（ t ），设计提供或估算，当H <50m 时，可取G s =0；

3.2 计算钢丝绳最大工作静拉力S max ，单位（N ）， 按下式计算：

式中：

G t —总起重量，单位（ t ），已确定；

a —卷筒绕入钢绳股数 ，按下式计算：

s t Z Z a ×= Z t —卷筒个数，设定；

Z s —单个卷筒绕入钢绳数，设定； i r —卷绕倍率 设定；

ηd —卷筒（或单个滑轮）传动效率，设定；

滚动轴承取0.98，滑动轴承取0.96。

ηp —滑轮组传动效率 ，按下式计算：

()

d r i d

p i r

ηηη-⋅-=11

3.3计算钢丝绳选择系数 C ， 按下式计算：

式中：

n

注：对于吊运危险荷重的起重用钢丝绳，一般应比设计工作级别高一级的工作级别选择表中的钢丝绳选择系数C 和钢丝

绳最小安全系数n 值。对起升机构工作级别为M7、M8的某些冶金起重机和港口集装箱起重机等，在使用过程中能监控钢丝绳劣化损伤发展进程，保证安全使用，保证一定寿命和及时更换钢丝绳的前提下，允许按稍低的工作级别选择钢丝绳；对冶金起重机最低安全系数不应小于7.1

k ’—

t σ— 钢丝的公称抗拉强度，单位（N/mm 2），设计选定。

一般可选：1570，

1670， 1770 特殊可选：1870， 1960， 2160

3.4 所选钢丝绳最小直径d

min ，单位（mm ）, 按下式计算:

3.5 根据d min 的计算值和钢丝绳产品规格的参数值选取钢丝绳，并确定所选钢丝绳型号、直径d ，单位（mm ）和

最小破断拉力S j ，单位（kN ）。

3.6 验算钢丝绳实际安全系数n ，按下式计算：

max

1000=

S S n j

4卷绕参数选择计算 4.1 确定卷筒直径

4.1.1 所选卷筒最小直径D t min ，单位（mm ），按下式计算：

式中：d —所选定钢丝绳直径，单位（mm ）；

[J t ]—卷筒的卷绕直径（D t +d ）与钢丝绳直径d 之比的规定值，按下表选取。

4.1.2 根据计算的最小直径及构造要求确定卷筒直径D t ，单位（mm ）， 卷筒直径应符合标准值，卷筒标准直径见下表：

355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250

1320 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2120 2240 2360 2500 4.1.3 验算卷筒实际筒绳直径比J t ，按下式计算：

d

d

D J t t +=

4.2 计算单股绳在卷筒上卷绕和固定的长度

4.2.1卷绕钢丝绳绳槽所需长度L 0 ，单位（mm ），按下式计算：

式中：t —卷绕节距，单位（mm ），根据钢丝绳直径d 选定；

一般标准绳槽节距t = d +2～4mm ，加深绳槽t = d +6～8mm ，绳槽节距标准列于下表： n —钢丝绳绳槽所需圈数,按下式计算，并取整数值：

21)

(1000n n d D i H n t r

+++⋅⋅=

π

H —起升高度，单位（m ）；

D t —卷筒直径 ，单位（mm ）；

d —钢丝绳直径，单位（mm ）； i r —卷绕倍率。 以上参数均已确定。

n 1—缠绕安全圈，规定＞2，取2.5～3； n 2—起升最高点绕绳余量，规定 1圈。

4.2.2 固定钢丝绳所需长度L 1，单位（mm ），设定，按钢丝绳压板绳槽间距选取或取≈2t ；

)

1-]([×=min t t J d D t

n L ×=0

4.2.3 单股绳在卷筒上卷绕及固定的长度L ，单位（mm ），按下式计算： 10+=L L L

4.3确定滑轮直径

4.3.1 所选滑轮最小直径D l min ，单位（mm ），按下式计算：

式中：d —所选定钢丝绳直径，单位（mm ）；

4.3.2 根据计算的最小直径及构造要求确定滑轮直径D l ，单位（mm ）， 滑轮直径应符合标准值，滑轮标准直径如下所列：

315 400 500 630 710 800 900 1000 1120 1250 1400 4.3.3 计算滑轮实际轮绳直径比J l ，按下式计算： d

d

D J l l +=

5电动机选择和校核计算

5.1 计算电动机静功率P j ，单位（kW ）, 按下式计算：

式中：G t —总起重量，单位（t ），已确定； V —起升速度，单位（m/min ）；已确定； Z d —驱动电动机台数（折算），设定；

注：对下述起重机的起升机构，选择其电动机功率时，应考虑：

a) 抓斗起重机：如设计的钢丝绳卷绕系统能使闭合绳和支持绳的载荷接近平均分配，则闭合绳机构和支持绳机构电动机功率各取为总计算功率的66%（计算可取Z d =1.52）；当采用直流调速或交流变频调速，能实时监控并保证抓斗闭合终止时支持绳与闭合绳载荷准确相等，各机构电动机功率可取为总计算功率的55%（计算可取Z d =1.82）。 b) 铸造起重机：起升机构中采用有刚性联系的两套驱动装置双电机驱动时，每台电动机的功率不小于总计算功率的60%(计算可取Z d =1.67)；当要求用一台电动机驱动满载工作一个循环时，每台电动机的功率在工作级别M7时不小于总计算功率的66%（计算可取Z d =1.51），在工作级别M8时不小于总计算功率的62%（计算可取Z d =1.61）；采用行星差动减速器双电机驱动时，每台电动机的功率不小于总计算功率的50%(计算取Z d =2)。

ηd —卷筒传动效率，已确定； ηp —滑轮组传动效率，已确定； ηj —减速器传动效率，按下式计算： I —所用减速器级数，设定。 0.975为单级减速器传动效率。

计算电动机修正静功率P j ’ ，单位（kW ）, 按下式计算：

1)

-]([×=min l l J d D I

j 975.0=η