塔式起重机机构选型计算书.docx

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塔式起重机机构选型计算书

机构选型计算书

4.机构设计与校核

起升机构

4.1.1主要性能参数

起升速度：

速度1：

0m/min

速度2：

0m/min

速度3：

0m/min

工作级别：

M5Jc=40%Z=150

4.1.2钢丝绳的选择

1.钢丝绳的最大拉力

、

钢丝绳的最大拉力：

S==0KN

式中：

F—最大起升载荷FQ=（Qmax+Gd）ф2=KN

—滑轮组及导向滑轮总效率

a—起升滑轮组倍率a=2

其中：

Qmax—最大起重量

Gd--吊钩组重

ф2—动载系数ф2=

2.钢丝绳的选择

所选的钢丝绳，其破断拉力Sp必须满足下式：

|

式中：

K----钢丝绳安全系数

Knr----钢丝绳最小安全系数取Knr=

则破断拉力为：

SP≥SmaxKnr=0KN

故选取钢丝绳型号为：

直径为：

d=0mm

4.1.3卷筒设计

|

1、主要几何参数的确定

（1）卷筒直径的计算

①卷筒最小直径D0mm

式中：

h—与机构工作级别和钢绳结构有关的系数取h=18

d—钢丝绳直径

②按起升速度选卷筒直径：

D

式中：

n（高,中,低）r/min（初选电机及减速器,确定n电及i）

n—卷筒转速

n—电机额定转速

减速器传动比

v—起升速度m/min

m—多层卷挠层数

求得卷筒直径为D

　　参照厂家产品选取标准卷筒。

D筒=0mm

（2）卷筒长度计算

设定钢丝绳全部卷入时需缠绕2层,最大起升高度时需绕入卷筒的绳长：

0mm

式中：

钢丝绳排列不均匀系数

Z0----附加安全圈数，取Z0=3

}

Hmax----最大起升高度Hmax=200m

D0----卷筒的计算直径D0=Dmin=0mm

n----钢丝绳卷绕层数n=4

d----钢丝绳直径

实际取卷筒长度为L筒=0mm

卷筒最高要求转速为：

0r/min

4.1.4电动机设计

4.1.4.1电动机功率的确定

》

Nj=

式中：

Nj—电机静功率

FQ—起升载荷N

V—额定起升速度

=机构的总效率，

　　　高速起吊最大重量时：

N高=0Kw

由塔式起重机设计规范附录M中表M，起升机构的电机的接电持续率及正值可选Jc=40%和Z=150，由以上计算的静功率和JC=40%，选择电机型号为。

以下就初选电机进行校核。

4.1.4.2电动机过载校验

~

　　　　　式中：

T----基准接电持续率时电动机的启动转矩

　　　　　Ku----系数，对异步电动机，取Ku=

　　　　　F----额定起升载荷N

　　　　　v----额定起升速度m/s

　　　　　—传动机构总效率

nm—电动机转速r/min

高速起吊：

0

空钩高速：

0

由电机型号可知，过载校核合格。

]

4.1.4.3电动机发热校核

由“GB/T13752-92”附录Mz=150

系数

等效平均阻力矩：

式中：

k—系数取

T—电动机静阻力矩

T=

高速起重时：

P=0Kw

由电机型号可知，发热校核合格。

：

4.1.4.3起制动校核

由于本塔机采用低速、高速逐级起动和高速、低速，逐级制动的运行方式，由于要用低速起制动，故该电机上具备良好的起制动性能，要求控制系统使启动时物品的平均加速度a

4.1.5减速器选择

4.1.5.1传动装置传动比确定

　0

式中：

n—电动机高速

所以减速器选择为：

传动比为：

i总=0

—

4.1.5.1校核：

减速器输出轴上的阻力矩为：

M=SQmax×（D+3d）/2

式中：

SQmax----钢丝绳的最大拉力N

D、d----卷筒、钢丝绳直径

M=0

减速器输出轴上的许用扭矩为：

M许用=0

故M

表明满足负荷要求，故所选减速器合格。

~

4.1.6制动器选择

　　由塔机设计规范GB/T13752-92知，应使用制动所引起的物品的升降减速度不大于0.8m/s，据此进行制动器选择计算：

制动力矩的计算

　　　起升机构制动器的制动力矩需满足下面条件：

　　　Mzh

　　　式中：

K—制动安全系数K=

　　M制—满载时制动轴止的静力矩

　　M制=

　　　式中：

D

　　m—钢丝绳层数

　　d—钢丝绳直径

|

　　i卷筒至制动器轴间转动比

　　机构总效率

　　　　所以M=0

　根据制动器所需制动力矩选用标准制动器：

制动力矩为：

0

由上可知，制动器满足要求。

4.1.7验算实际工作速度

v=[D+d（2m-1）]=0m/min

:

v=[D+d（2m-1）]=0m/min

v=[D+d（2m-1）]=0m/min

小车牵引机构

4.2.1牵引小车运行阻力计算

机构工作级别：

起动时间：

4s

运行阻力为：

W总=

（1）小车运行的磨擦阻力W1

W1=

式中：

FQmax----最大起升载荷N

?

　　　G----小车自重N

　　　d－轴颈直径取d=40mm

D－走轮外径取D=100mm

　　μ－滚动轴承磨擦系数取μ=

f－车轮滚动阻力系数取f=

　　　K0－附加阻力系数取K0=

则：

W1=0N

（2）小车运行时的风力W2

W2＝

式中：

Cw----风力系数,Cw=

　　　Pw1----计算风压Pw1=150N/mm2

]

A----物品及小车的迎风面积取A=1.04m2

则：

W2＝0N

（3）小车运行的坡度阻力W3

W3==0N

式中：

α－轨道坡度角取10

（4）起升绳阻力W4

W4==0N

式中：

η－滑轮效率取η=

（5）牵引绳下垂度引起的阻力W5

W5=（较小忽略不计）

q－牵引绳单位自重

【

（6）惯性阻力W6

小车运行的起动惯性阻力W6：

W6==0N

V－小车运行速度

Ts－起动时间

（7）起重机回转时小车和重物的离心力W7

W7=

n－起重机回转速度

R－幅度

最大吊重时：

W7＝0N

…

所以牵引小车最大运行阻力为：

W总==0N

4.2.2牵引钢丝绳的选择计算：

由牵引机构的W总计算工作机构的牵引绳的最大张力：

S==0N

钢丝直径：

d==0mm

式中：

C－钢丝绳系数C=

　　　η1－牵引绳导向滑轮效率η1=

选取变幅绳直径应不小于上述计算直径。

故钢丝绳型号为：

~

4.2.3卷筒设计

卷筒主要几何参数的确定：

卷筒直径按钢丝绳中心计算的卷筒的最小缠绕直径

式中：

h—与机构工作级别和钢丝绳结构有关系数h=18

d—牵引绳直径d=0mm

D0mm

综合各方面考虑，选取现有标准产品，取D=0mm。

以下针对所选机构进行校核。

4.2.4电动机功率的确定

1、电动机初选的原则应使电动机的容量及机构控制使变幅小车的加（减）速度不小于0.5m/s。

电机静功率：

Nj=（KW）

式中：

F—变幅静阻力F=W总=0N

—

v—小车运行速度m/min

—小车驱动机构的机械效率

=

则：

Nj=0kw

根据电机静功率，选取电机为：

变幅机构的JC%，Z的确定据设计规范附录M的表M1

JC%=25Z=150

据N值和JC%，可对初电机校核。

2、过载校验

T（设计规范）

式中：

T—基准接电持续率时电动机的启动转矩

^

F—运行静阻力

F—正常工作状态的最大风阻力（按风压P计算）P=250N/mm

D—驱动轮直径m

i—总传动比

Z—电机个数

0

根据所选电机型号可知，过载校验符合。

3、发热验算

P

式中：

P—电动机额定功率，其工作制S,接电持续率，JC%与实际机构的值相同

@

T—最不利工作循环的等效平均阻力转矩。

（塔机设计规范）

N—电机转速r/min

T

T—电动机静阻力矩

T=式中：

R—卷筒半径

K—系数取K=

K=1-

式中：

Z—电动机每小时折算全起次数为150

K=1-

0Kw

》

根据所选电机可知，发热校验合格。

4.2.5减速器选择

1、变幅静阻力矩：

M==0

式中：

D-卷筒计算直径m

2、所选减速器的减速比：

i==0

式中：

n电机转速n-卷筒转速

n==0r/min

减速器输出轴转速即为卷筒转速

根据以上参数选取减速器为：

。

其速比i=0

3、减速器校核

据电动机最大输出转矩计算

减速器输出轴需传递的最大扭矩：

T=

减速器额定输出扭矩为T

T=0

满足尖峰负荷要求

回转机构及回转支承装置设计

4.3.1主要性能参数

回转速度：

r/min

【

验算工况：

在最大起重量幅度，吊起最大起重量。

工作级别M5、JC=40%、Z=300

4.3.2回转支承装置受力计算

作用在回转支承上的载荷主要包括：

起重臂架、平衡臂架、平衡重、塔顶部分的自重、起升载荷、风载荷及惯性载荷以及回转齿轮啮合力的作用。

这些力均可向回转中心简化成回转支承的计算载荷垂直力V、水平力H和力矩M。

V=Gh（N）

H=Ph+Pshsinγ（N）

M=Mh

式中：

Gh、Ph、Mh----分别为回转支承以上部件对回转支承产生的垂直力、水平力和力矩

γ----按最危险工况/2

Psh----驱动的小齿轮与大齿圈的啮合力N

】

Msh----齿轮传递的扭矩

D0----大齿圈的分度圆直径m

α----齿轮压力角α=20°

由前设计可知，回转支承以上部件对回转支承产生的载荷如下：

垂直载荷：

Gh=0N

水平载荷：

Ph=N

力矩Mh=

扭矩Mnh=

则齿圈受力为：

V=Gh=0N

*

H=Ph+Mnhsinγ/（Dcos20°）=0N

M=Mh=

4.3.3回转机构传动装置的计算

1、回转总阻力矩的计算：

M=Mf+Mw+Mp+MQ

式中：

Mf—摩擦阻力矩

Mw—风阻力矩

Mp—惯性阻力矩

MQ—重物偏摆引起的阻力矩

其中：

Mw+Mp+MQ=Mnh

^

①回转支承的摩擦阻力矩计算：

M

M=

式中：

—当量摩擦系数，=

　　　D—滚道中心直径

—作用在回转支承止的总压力=0N

=0

起动时回转支承的内摩擦阻力矩增加50%，则：

=0

②回转支承最大回转阻力矩

M=Mfmax+Mnh=0

/

2、回转机构计算：

①电动机选择与校核：

电动机及机构控制系统的选择应使起重臂头部切向加速度小于0.8m/s。

在电动机与减速箱之间采用液力偶合器，回转时起动和停止都很平稳，减少了回转主动轮和从动轮的冲击，改善了塔身回转工作时的受扭状况从而增强了塔机的使用寿命。

计算：

<1>初选电动机

按回转机构稳定运动时静阻力矩，回转速度和机构的效率计算机构的等效功率。

N=

式中：

M—等效静阻力矩

　　n—回转速度

　　—回转机构