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起重机械课程设计资料
起重机课程设计
(森林工程专业)
姓名:
刘磊
学号:
20131403
2016年7月20日
起升机构1
1.1桥式起重机起升机构设计参数1
1.2起升机构布置1
1.3部件选择与安装1
1.3.1钢丝绳1
1.3.2滑轮和滑轮组错误!
未定义书签。
1.3.3吊钩的选择3
1.3.4吊钩组的设计3
1.3.5卷筒组的计算选择3
1.3.6电动机的计算选择5
1.3.7减速器的计算选择5
1.3.8制动器的计算选择6
1.3.9联轴器的计算选择6
1.3.10起动时间验算7
1.3.11制动时间验算7
大车运行机构设计计算7
2.1车轮与轨道7
2.2阻力计算8
2.3电机的计算与选择8
2.4电机验算8
2.5减速器的选择9
2.6高速联轴器的选择9
2.7低速联轴器的选择9
2.8制动器的选择10
2.9起动时间与起动平均加速度校验10
2.10运行打滑验算10
小车运行机构11
3.1车轮与轨道11
3.2阻力计算12
3.3电机的计算与选择12
3.4电机验算12
3.5减速器的选择13
3.6高速联轴器的选择13
3.7低速轴联轴器的选择13
3.8起动时间与起动平均加速度校验14
3.9制动器的选择14
3.10运行打滑验算15
项目
一、起
升机构
1.1设计
参数
计算、选择、设计
结果
设计参数
桥架形式
双梁、箱型桥式起重机
起重量(吨)
32t
跨度(米)
25m
起升高度(米)
6m
JC%
40
起升速度(m/s)
0.035m/s
小车运行速度(m/s)
0.25m/s
大车运行速度(m/s)
1.0m/s
工作级别
A4
1.2起升机构设计与选择
1.3部件选择与安装
1.3.1钢丝绳
主起升机构简图
(1)钢丝绳
滑轮组倍率m=4。
采用双联滑轮组,单层卷绕。
采用
6X31S+FC型钢丝绳。
z=0.97,导向滑轮效率1=0.98,
F0>SXn=42920.35=214601.5N
采用电力驱动,平行轴线布置。
部件:
电机;浮动轴;联轴器;制动器;减速器;卷
筒;吊钩;滑轮组。
起重机整机工作级别A4,对应起升机构工作级别
M5,大车运行机构M5,小车运行机构M3,重力加速度g=10m/s2
根据表3-1-13,初选钢丝绳公称抗拉强度为
b=1550N/mm2,t=215500N,d=18.5mm。
(p205)
选择系数C值:
C=0.096
4b
其中:
k=0.85,=0.52,n=5。
钢丝绳直径计算:
dCS=19.89mm,
d=21mm
钢丝绳型号:
21NAT6X31S+FC1
550ZS6932
GB1102-74
选择d=21mm
型号:
21NAT6<31S+FC1550ZS6932GB1102-74
(2)滑轮
1.3.2滑轮和滑轮组
采用铸造滑轮,E1型,材料采用HT200。
工作滑轮直径:
D0>21x19=399mm;
取滑轮直径D=560mm。
滑轮轴采用通轴,由滑轮轴直径确定滑轮D5
滑轮轴按弯矩计算:
简支梁,材料采用45钢,[]挤
=355/2.4=147MPa,求D5,计算:
M=1.14X{[B3/2+(B3-5)+(B3-5)/2]Q/2-[(B3-5)+
(B3-5)/2]QX4-[(B3-5)/2]Q/4}=16946.1Nmm;
W=3.14r3/32=3.14x(D5/2)3/32;
M/W147;得:
D5>=8mm
取D5=55mm。
滑轮型号:
E121X60-55JB/T
9005.8-1999
型号:
滑轮E121X560-55JB/T9005.8-1999;
滑轮槽:
9.0-2JB/T9005.1-1999;
滑轮组:
隔套,HT150,BT55JB/T9005.8—1999;
隔环,HT250,H55JB/T9005.8—1999;
涨圈,45钢,100JB/T9005.8—1999;
挡盖,Q215A,G55JB/T9005.8—1999。
滑轮组长度:
L=3E+B3=3(B3-5)+B3=3(70-5)+70=265mm
关于绳槽断面(JB/T9005.1-1999):
绳槽尺寸:
9-2JB/T9005.1-1999;绳槽高=27.5mm
(4)吊钩组设计
吊钩横梁:
见图,材料45钢。
[]挤=355/2.4=147MPa
1.3.4吊钩组设计
吊钩相关尺寸:
d2=90mm,l3=187mm,m=80mm,
n=30mm,k=12mm。
螺纹TY90X10,d3=90mm,d5=79mm,t=10mm。
推力轴承选择型号:
-k-10=187-77-16-12-10=72mm
取吊钩轴颈:
d2=90mm
[]挤
1.3.5卷
筒计算与设计
得:
B=318mm,取B=320mm。
拉板:
A点j
2(bd)J
--,b>=42mm,取
1.7
b=66mm。
上2Q4h2d2s
B点——42,ho>=86mm,
2d4h0d3
取ho=86mm。
轴颈处挤压应力:
2Q50s118
2d(i)3
综合以上,取b=172mm,h0=86mm,h0'=69mm,5
=20mm,5仁20mm
拉板高度:
H=h0+h0'+D/2+绳槽高
+d+t=86+69+280+27.5+31+50=543.5mm,取H=544mm。
(5)卷筒计算与设计
米用铸造(HT200),双联卷筒,单层绕。
卷筒直径:
D(h1)d(18-1)21=357;取
D=500mm。
卷筒长度:
./Hm“/1110004.dO
1。
(njt(1.5)18
2D23.14500
279mm
l13t31854mm
取l210mm
I3的计算:
3E0.2hminl33E0.2hmin
1950.22500I31950.22500,取l3=100mm
卷筒长:
L=2(l0+l1+l2)+|3=2(279+54+10)+100=786mm
取L=1500mm
标记:
卷筒A500X1500-1010-12猱-左
JB/T9006.2-1999;图号155-2(p233)
强度检验:
L3D,50045644mm
卷筒:
A500X1500-10201214-左
JB/T9006.2-1999;
图号155-2
1.3.6电机的选择与计算
1.3.7减速器选择
smaxD42920.3500
压
(D)t(50044)4420
=53.5(N/mm2)
压3拉32002
拉=141.2(N/mm2)
4.254.254.25
满足。
(6)电机的选择与计算
采用YZR系列电机。
JC%=40%;CZ=300。
电机静功率:
cQv3264000.035一“‘心
P14.28KW
100010000.8
稳态平均功率:
PjGP0.814.28=11.424kW
选取机座号为180L-6电机,额定功15kW,额定转速
962r/min,最大转矩倍数3.2,转动惯量0.39kg-m2°(p811)
过载能力验算:
c“HQv
Pn15
m1000
m满足。
2.13264000.035心…
9.996
1310000.8
发热验算:
P=12.879W,
ccQvco3264000.035一一
PsG0.811.424KW
100010000.8
满足。
(p843)
(7)减速器选择
采用圆柱齿轮减速器,QJS系列
卷筒转速:
nt5.35
Do
传动比:
i—179.81
nt
减速器的选择:
QJS-450-160ICW(p414)
电机:
180L-6P静=14.28KW
Pj=11.424KW
P额=15KWn额=962r/min
标准减速器型号:
QJS-450-160ICW
1.3.8制动器的选择
1.3.9联轴器
选择转速1000r/min,需用功率18.3kW
减速器验算:
轴端最大径向力:
G3900
Fmax2St1.0122542920.3
22
=45396.1N<64000N
短暂最大扭矩:
1
Tmax2T1.03242920.3518=2250
10002
5Nm<30000Nm
(8)制动器的选择
QD0制动力矩:
TKz0—178.5Nm
2mi
选择:
YW250-220-3,制动力矩200Nm。
(p315)
(9)联轴器
电机输出轴直径55mm,减速器输入轴直径50mm。
电机额定扭矩:
TcuucPn955015
T9550——一————=148.91Nm;
n962
电机最大扭矩:
Tmax0.7mT0.73148.91=312.711Nm。
d=19.08mm。
取浮动轴直径为55mm,与减速器连接端直径50mm。
连轴器的选择:
Tk1k3Tmax1.81.75312.711=985Nm。
ZA55132
电机-减速器间:
CL3型,CL3型联轴器厶1A55132许J1A50132
用转矩3150Nm,许用转速2400r/min,轴孔直径55mm,
轴孔长112mm,转动惯量0.13。
IA50107
浮动轴-减速器间:
TLL4联轴器J15007,许用转矩
Z1A50142
制动器型号:
YW250-220-3制动力矩200Nm
电机-减速器间:
CL3型,CL3型联
轴器乙A55132
J1A50132
浮动轴-减速器间:
TLL4联轴器
J1A50107
Z1A50142
1.3.10起动时间验算
1.3.11制动时间验算
2.1车轮
与轨道
710Nm,许用转速2400r/min,转动惯量0.5。
(10)起动时间验算
电机平均起动转矩:
Tq1.5Tn=223.4Nm
电机静阻力矩
Tj159.4Nm
[J]=1.03kgm2t=1.56sa=0.022m/s2
Tj
QDo
2mi
326400500
241600.81000
=159.4Nm
转动惯量:
[J]=1.03kgm2
n[J]
9.95(TqTj)
9621.03
9.95(223.37159.4)
=1.56s
起动加速度:
a=v/t=0.035/0.56=0.022m/s
(11)制动时间验算
I
Tj102Nm;[J'=1.03kgm2
制动时间
tz
n'[J']
9.95(TzTj')
1.19621.03=112S9.95(200102)'
制动加速度:
a=v/t=0.03m/s2
、大车运行机构计算与选择
方案:
采用4车轮、对面布置、半数分别驱动。
部件:
电机、减速器、联轴器、车轮、轨道。
桥架自重G=10t=100kN,小车自重q=0.35Q=11.2t=112kN,
(P616)
小车运行极限位置距轨道中心线距离l=2m。
取大轮压:
Pmax
G
Qq?
Ll
=223.72kN
4
2L
最小轮压:
Pmin
G
ql
=29.48kN
4
2L
采用双轮缘车轮,
Q/
(G+q)=1.51,
大车运行速度
(1)车轮与轨道
Tj102Nm
tz1.12s
a=0.03m/s2
Pmax=223.72KN
22阻力
计算
2.3电机
的计算
与选择
2.4电机
验算
60m/min,
根据表3-8-12(p359)查得:
车轮直径500mm,轨道型号QU70(R=400mm),许用轮压19.7t,车轮材料ZG310-570、HB320,伸出轴径75mm,长105mm。
车轮踏面疲劳验算:
点接触
疲劳计算载荷:
巳2PmaxPmin159kN
3
R2
K^2tC1C2160kNFC
m
满足。
其中:
k2=0.1;R=400mm;m=0.461;C1=0.98;C2=1
(2)阻力计算
只考虑摩擦阻力。
WmQGq(320100112)0.01
=5320N
(3)电机的计算与选择
林“步Fjv53201
静功率:
P,=2.96kW
J1000m10000.92
初选:
PKdPj2.02.96=5.92kW
采用YZR系列电机、卧式。
JC%=40%,CZ=300。
选取机座号为160M2-6电机,额定功7.5kW,额定转速940r/min,最大转矩倍数2.8,转动惯量0.15kg•m2,输出轴直径48mm,长度110mm。
(p811)
(4)电机验算
电机过载校验:
1[jnJ]
mas100091280ta
1[538001940210.2]
21.7[10000.9912808]
5.28KWPn7.5KW
Pmin=29.48KW
车轮材料
ZG310-570、HB320
Wm5320N
电动机:
160M2-6
2.5减速器
2.6高速联轴器
2.7低速
联轴器
9.3(QGq)2
Jk(JiJ2)m一'2一—
n
1.10.20.0382
32
9.35320101
94020.95
10.2kgm2
发热校验:
ccFjV。
PsGj
1000m
cc53201
0.9100020.95
2.52kWP6.689KW
(5)减速器
传动比:
i—=24.6
60000V
减速器输入功率按起动工况计算。
P1(FjFg)v
Pj
jm1000
1(53207980)1
210000.9
=7.4kW
厂(QGq)v
Fg.
gt
1.2(320100112)1
108
=7980N
减速器选择:
采用圆柱齿轮减速器,QJR200-25IPW,
高速轴直径32mm,低速轴直径65mm。
(6)高速轴联轴器
、丄95507.5
计T1Hi8Tn1.352.0
940
=206Nm
采用带制动轮联轴器,序号4,许用转矩3150Nm,
许用转速2400r/min,转动惯量1.8。
(p444)
(7)低速轴连轴器
发热校验:
R2.52kW
P6.689KW
减速器选择:
QJR200-25IPW
序号4带制动轮联
轴器
2.8制动
器选择
2.9起动
时间与起动平均加速度校验
2.10运
计算扭矩:
95507.5
Tc2n8Tni1.352.0250.95
940
=4886Nm
采用CL7型,许用转矩18000Nm,许用转速
2270r/min,转动惯量0.21o(p445)
(8)制动器的选择
制动力矩:
Tz
mtz
2
975(QGq)vkQ」2)nm】
n9.55
fD
Fm'
2000im
Tz—
25
「cck5321000120.951.11.959402.
[0.975]
9459.55
5000.95
2332.883.6Nm
2000252
选择:
YW200-300-2。
额定制动力矩180Nm。
(p315)
(9)起动时间与起动平均加速度校验
nJ
t
起动时间:
9.55(5時「)
94010・25.82s
9.55(2114.356)
J10.2kgm2
95507.5
Tmq1.5Tn1.5114.3Nm
q940
十FjD5320500
Tj56Nm
j2000i2000250.95
起动加速度:
a=v/t=1/5.82=0.172m/s2
(10)运行打滑验算
制动器选择:
YW200-300-2
t=5.82s
Tmq114.3Nm
Tj56Nm
a=0.172m/s2
行打滑
验算
3.1车轮
与轨道
起动:
d0.150.01575
(c)Pmin(“c)294802
KD1.1500
8172.66N
2000i500kiaJ
c[Tmq厂]
DD
2000250.95门
[114.3
500
5001.2250.0021.95]
500
10847.4N
不满足,起动打滑。
制动:
(K加
1.150.01575
(——)2948027907.34N
1.1500
2000i500kiazJ
D[TzD]
200025
[83.6
5000.95
5001.2250.31.95]
500]
6952.6N
满足,制动不打滑。
三、小车运行机构
方案:
双轨、4轮、2驱动轮,集中驱动。
部件:
电机1台,减速器1台,车轮4组,联轴器5
个,浮动轴2个,制动器1个。
小车自重q=0.35Q=11.2t=112kN。
(1)车轮与轨道
最大轮压:
Pmax=108kN
4
最小轮压:
Pminq=28kN
4
起动打滑
制动不打滑
3.2阻力
计算
3.3电机的计算与选择
3.4电机
验算
采用单轮缘车轮,Q/(G+q)=1.51,小车运行速度
15m/min,
根据表3-8-12查得:
车轮直径400mm,轨道型号
P38(R=300),许用轮压16t,车轮材料ZG310-570、
HB320,轴径80mm,长度115mm。
(p359)
车轮踏面疲劳验算:
线接触
疲劳计算载荷:
Pc2pmaxPmin813kN
3
R2K2PGC292.3kNPc81.3kNm
满足。
(2)阻力计算
只考虑摩擦阻力。
WmQq(320112)0.01
=4.32kN=4320N
(3)电机的计算与选择
揺诩步Fjv43200.25
静功率:
P,j=1.2kW
j1000m10000.91
初选:
PKdPj2.01.2=2.4kW
采用YZR系列电机。
JC%=40%。
选取机座号为132M2-6电机,额定功3.7kW,额定转
速908r/min,最大转矩倍数2.5,转动惯量0.07kg•m2,
输出轴直径38mm,长80mm,J型伸出。
(4)电机验算
电机过载校验:
1[jnJ]mas100091280ta
1[43200.2590822.24]
11.7[10000.9912806]
2.63KWPn3.7KW
车轮:
ZG310-570、
HB320,轴径80mm
Wm=4320N
电机:
132M2-6
3.5减速器
3.6高速轴联轴
器
3.7低速轴联轴
器
2
..z.I、9.3(QG)
Jk(JiJ2)m2
n
32
……d9.3432100.25
1.10.071.67512
9080.95
2
2.24kgm
发热校验:
ccFjV。
cc43200.25
RG0.9
1000m100010.95
1.02kWPn3.43KW
(5)减速器
传动比:
i——=106.4
60000V
减速器输入功率按起动工况计算。
I1(FjFg)v1(43201620)0.25
Pj■—1.65k
jm1000110000.9
W
l(Qq)v1.2(320112)0.25
Fg—1620N
ggt108
减速器选择:
采用圆柱齿轮减速器,QJS450-100IPL,输入轴转速1000r/min,高速轴许用功率29kW,高速轴直径50mm,长110mm,J型伸出,低速轴直径150mm,长200mm,J型伸出,质量1400kg。
(p416)
(6)高速轴联轴器
计算扭矩:
955037
Tc18Tn1.352.0105Nm
908
IA48105
序号7联轴器,JA48I05许用转矩5600Nm,许用JA80165
转速2000r/min,转动惯量1.675,轮径400mm。
(7)低速轴连轴器连接50,80,中间加浮动轴。
计算扭矩:
Tc2n18Tni
95503.7
1.352.0800.95—7985Nm
908
减速器:
QJS450-100IPL
序号7联轴器,
JA48105
JA80165
最大扭矩:
Tmax0.7mTc20.72.6798514532.7Nm
max
Tmax
0.1d
d3OF耗322949mmd68^
3.8起动时间与起动平均加速度校验
3.9制动器的选择
减速器-浮动轴间:
采用CLZ9联轴器JA15°202许用
JA140202
转矩28000Nm,许用转速1000r/min。
1A85132
浮动轴-车轮之间,采用CL8联轴器JA85132,许用
JA80132
转矩22400Nm,许用转速1140r/min。
浮动轴直径取55mm,与减速器连接轴颈处取140mm。
(8)起动时间与起动平均加速度校验
减速器-浮动轴间:
CLZ9联轴器
JA150202
JA140202
浮动轴-车轮之间:
CL8联轴
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