20T吊鉤橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)（太原）

20T吊鉤橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)（太原）,20,吊鉤,橋式起重機(jī),設(shè)計(jì),太原 畢業(yè)設(shè)計(jì)20T吊鉤橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)125011322文彥超機(jī)械工程系學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 系 部： 劉申全機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 二零一四年 六 月誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。本人簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：20t吊鉤橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)系部： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 學(xué)號(hào)： 125011322 學(xué)生： 文彥超 指導(dǎo)教師（含職稱）： 劉申全(副教授) 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 田靜 1設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo) 1根據(jù)課題要求進(jìn)行調(diào)查研究，確定主要的技術(shù)參數(shù)； 2擬定總體方案，并進(jìn)行論證； 3進(jìn)行起重機(jī)傳動(dòng)設(shè)計(jì)，選擇合理的傳動(dòng)部件； 4零件設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算并繪圖2設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容 1畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份； 2起重機(jī)工作原理圖一份； 3零件圖若干張； 4吊鉤橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)裝配圖； 5吊鉤橋式起重機(jī)總體尺寸圖；;3主要參考文獻(xiàn)1 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)起重運(yùn)輸機(jī)械零部件、操作件和小五金M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007，32 嚴(yán)大考、鄭蘭霞主編，起重機(jī)械M.鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2003，93 余維張主編，起重機(jī)械檢修手冊(cè)M.北京：中國(guó)電力出版社，1998，114楊長(zhǎng)睽，傅東明主編，起重機(jī)械（第2版）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992，54進(jìn)度安排設(shè)計(jì)各階段名稱起 止 日 期1進(jìn)行調(diào)查研究，查閱資料，完成開題報(bào)告2014.01.152014.03.082擬定、論證吊鉤橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)方案2014.03.92014.04.0123確定主要的技術(shù)參數(shù)，吊鉤橋式起重機(jī)傳動(dòng)設(shè)計(jì)2014.04.132014.04.224吊鉤橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)裝配圖、主要零件圖2014.04.232014.05.235撰寫并編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書、打印，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯資料2014.05.252014.06.520T橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)摘要：橋式起重機(jī)是一種提高勞動(dòng)生產(chǎn)率重要物品搬運(yùn)設(shè)備，主要適應(yīng)車間物品搬運(yùn)、設(shè)備的安裝與檢修等用途。我國(guó)生產(chǎn)的吊鉤電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)額定起重范圍為5500t，一般10t以上，起重機(jī)有主、副兩套起升機(jī)構(gòu)；300t以上，起重機(jī)還有三套起升機(jī)構(gòu)。電動(dòng)雙梁起重機(jī)由橋架、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備構(gòu)成。在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)中采用傳統(tǒng)布局的典型結(jié)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用集中驅(qū)動(dòng)。起升機(jī)構(gòu)滑輪組采用雙聯(lián)滑輪組，重物在升降過程中沒有水平移動(dòng)，起升過程平穩(wěn)，且鋼絲繩的安裝和更換容易。相應(yīng)的卷繞裝置采用單層卷筒，有與鋼絲繩接觸面積大，單位壓力低的優(yōu)點(diǎn)。在起升機(jī)構(gòu)中還涉及到鋼絲繩、減速器、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的選擇等。小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)中涉及小車輪壓計(jì)算、小車車輪、小車軌道、減速器、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的選擇計(jì)算等。關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)，起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)20 tons of hook bridge crane designABSTRACT：Bridge crane is a significant increase labor productivity goods handling equipment, primarily to carry goods workshops, equipment installation and maintenance, and other purposes. Chinas production/ of electrical hook rated double-beam bridge crane lifting the range of 5 500 t, generally more than 10 t, cranes are the main, two sets of lifting300 t above, there are three sets of cranes lifting bodies.Two-electric beam from the bridge crane, the trolley running, traveling mechanism and electrical equipment constituted. The overall design of the system using the traditional layout of the typical structure and operation of institutions used car driven focus. Pulley group or agency from using double-pulley blocks, heavy objects in the process of lifting the level of no movement, or from the process smooth, and the installation and replacement of wire rope easily. Winding installations in the corresponding single reel, a large area of contact with the rope, the advantages of low pressure units. In lifting bodies also involves rope, reducer, couplings, electrical and brake the choice. Vehicles involved in the operation of institutions pressure on the wheels, car wheels, car track, reducer, couplings, electrical and brake the choice of calculation. Key words: bridge crane，hoisting mechanism，car agencies operating目 錄前 言11. 橋式起重機(jī)的簡(jiǎn)介21.1 普通橋式起重機(jī)的主要組成部分21.1.1、大車21.1.2、小車21.1.3、動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)21.2 普通橋式起重機(jī)的運(yùn)行方式32. 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)42. 2 吊鉤組的選擇計(jì)算42.3 滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算92.4 鋼絲繩的選擇112.5 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算122.6 鋼絲繩在卷筒上的固定計(jì)算162.7 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)182.7.1 原始參數(shù)182.7.2 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟183. 小車、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算243.1 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算243.1.1、 原始參數(shù)243.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算323.2.1、 原始參數(shù)334. 起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算425. 安全裝置的選擇說(shuō)明435.1 主要安全裝置的說(shuō)明435.1.1、走臺(tái)和欄桿435.1.2、排障板435.1.3、小車行程限位開關(guān)435.1.4、起升高度限位開關(guān)435.1.5、大車行程限位開關(guān)44 5.1.6、緩沖器與擋鐵445.2、小車緩沖器選擇計(jì)算445.2.6、 大車緩沖器的選擇計(jì)算45結(jié) 論47參考文獻(xiàn)48致 謝49 II 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)前 言橋式起重機(jī)是生產(chǎn)車間、料場(chǎng)、電站廠房和倉(cāng)庫(kù)中為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化和自動(dòng)化，減輕體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要物品搬運(yùn)設(shè)備。它通常用來(lái)搬運(yùn)物品，也可用于設(shè)備的安裝與檢修等用途。橋式起重機(jī)安裝在廠房高處兩側(cè)的吊車梁上，整機(jī)可以沿鋪設(shè)在吊車梁上的軌道縱向行駛，而起重小車又可沿小車軌道（鋪設(shè)在起重機(jī)的橋架上）橫向行駛，吊鉤則作升降運(yùn)動(dòng)。因此，它的工作范圍是其所能行駛地段的長(zhǎng)方體空間，正好與一般車間形式相適應(yīng)2。起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起重機(jī)的安全保護(hù)裝置及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為本課題的研究?jī)?nèi)容，對(duì)此研究查閱了大量的資料，通過設(shè)計(jì)逐步熟悉起重機(jī)的構(gòu)造和工作原理，為以后從事這方面的工作奠定基礎(chǔ)。為了能具體確切的說(shuō)明過程，使起重機(jī)能按照設(shè)計(jì)要求來(lái)運(yùn)行，就得選擇正確的安全裝置和控制系統(tǒng)為起重機(jī)的正常運(yùn)行做準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)研究吊鉤橋式起重機(jī)就是本課題的研究的目的。本文以20t吊鉤橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)為例，主要運(yùn)用CAD制圖來(lái)對(duì)吊鉤橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，與車間的實(shí)際情況相結(jié)合，有利于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn)，對(duì)于機(jī)械制造業(yè)是具有實(shí)際意義的。限于本人有限的知識(shí)水平，設(shè)計(jì)過程中難免有疏漏和錯(cuò)誤之處，望各位老師批評(píng)指正。1. 橋式起重機(jī)的簡(jiǎn)介 橋式起重機(jī)是生產(chǎn)車間、料場(chǎng)、電站廠房和倉(cāng)庫(kù)中為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化和自動(dòng)化，減輕體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要物品搬運(yùn)設(shè)備。它通常用來(lái)搬運(yùn)物品，也可用于設(shè)備的安裝與檢修等用途。橋式起重機(jī)安裝在廠房高處兩側(cè)的吊車梁上，整機(jī)可以沿鋪設(shè)在吊車梁上的軌道縱向行駛，而起重小車又可沿小車軌道（鋪設(shè)在起重機(jī)的橋架上）橫向行駛，吊鉤則作升降運(yùn)動(dòng)。因此，它的工作范圍是其所能行駛地段的長(zhǎng)方體空間，正好與一般車間形式相適應(yīng)3。1.1 普通橋式起重機(jī)的主要組成部分1.1.1、大車由橋架和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。橋架：橋架為起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，一方面支撐小車，允許小車在它上面橫向行駛；另一方面又是起重機(jī)行走的車體，可沿鋪設(shè)在廠房上面的軌道行駛。在其兩側(cè)的走臺(tái)上，安裝有大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來(lái)驅(qū)動(dòng)大車行走，大車上一般還有駕駛室，用來(lái)操縱起重機(jī)和安裝各機(jī)構(gòu)的控制設(shè)備。橋架主要由主梁和端梁組成。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性要求，也應(yīng)考慮自重和外形尺寸要小，加工制造簡(jiǎn)單，運(yùn)輸，存放和使用維修方便，成本低等因素3。1.1.2、小車 小車由起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，小車架和保護(hù)裝置等組成。小車架要承受起升載荷和各機(jī)構(gòu)自重，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)又要盡量減輕自重，以降低輪壓和橋架受載。小車的電力則由滑線或軟電纜引入。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮改善零部件的受力情況、減少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平穩(wěn)、裝配維修方便等因素。1.1.3、動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)動(dòng)力裝置是驅(qū)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備，它在很大程度上決定了起重機(jī)的性能和構(gòu)造特點(diǎn)，橋式起重機(jī)的動(dòng)力裝置一般采用電動(dòng)機(jī)。控制系統(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。各機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、調(diào)速、改向、制動(dòng)和停止，都通過操縱控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。1.2 普通橋式起重機(jī)的運(yùn)行方式橋式起重機(jī)是一種循環(huán)的、間隙動(dòng)作的、短程搬運(yùn)機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)一般包括上料、運(yùn)送、卸料及回到原位的過程，即取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物料提起，由運(yùn)行機(jī)構(gòu)把物料移位，然后物料在指定地點(diǎn)下放，接著進(jìn)行相反動(dòng)作，使取物裝置回到原處，以便進(jìn)行下一次工作循環(huán)。在兩個(gè)工作循環(huán)之間一般有短暫的停歇。起重機(jī)工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中。2. 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1.1、 主要技術(shù)參數(shù)： 最大起重量： 20噸 粱跨度： 31500mm 起升速度: 18 28m/min 起升高度: 14m 大車運(yùn)行速度: 80 95m/min 小車運(yùn)行速度: 40 45m/min2.1.2、 起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的級(jí)別 起重機(jī)工作級(jí)別A6; 其中載荷狀態(tài)為Q2(有時(shí)起升額定載荷,一般起升中等載荷);利用等級(jí)為T6(總工作循環(huán)次數(shù)N=,不經(jīng)常繁忙使用)。起升機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M6;其中利用等級(jí)為T6,載荷狀況為L(zhǎng)2；小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4;其中利用等級(jí)為T4,載荷狀況L3；大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4;其中利用等級(jí)為T4,載荷狀況L2。2. 2 吊鉤組的選擇計(jì)算2.2.1、原始參數(shù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別:M6, 采用雙聯(lián)滑輪組,倍率: m=4起升質(zhì)量: = 20 t 起升載荷: 起升速度: 初取2.2.2、 吊鉤組的設(shè)計(jì)步驟 吊鉤采用倍率m=4的雙聯(lián)滑輪組，故采用長(zhǎng)形吊鉤組，吊鉤用普通的短吊鉤。選用吊鉤斷面為梯形的吊鉤,其受力情況合理.用鍛造方式制造,材料為20鋼,機(jī)加工前熱處理,硬度小于或等于156HBS。2.2.3、吊鉤主要尺寸的確定吊鉤的主要尺寸D=160，h=180mm，B=140mm，,如圖2.1圖2.1 吊鉤主要尺寸2.2.4、鉤身強(qiáng)度計(jì)算如圖3.1中12和34斷面為危險(xiǎn)斷面，通常垂直斷面34取與水平斷面12相同的斷面，而最大拉應(yīng)力約為12斷面的50% ，故只驗(yàn)算12面。 （2.1）式中：A為斷面面積，A=15840；為斷面重心坐標(biāo)，=65mm；斷面形狀系數(shù)，=0.096；起升動(dòng)力系數(shù)，=1.56；對(duì)于20鋼，查表得；取安全系數(shù)n=1.3，則許用應(yīng)力為：， ，所以鉤身驗(yàn)算通過4。2.2.5、吊鉤尾部螺紋直徑的確定 即=85mm （2.2）式中：， 同上；螺紋根部直徑；材料許用應(yīng)力；，查表取梯形圓螺紋：。 （2.3）2.2.6、確定吊鉤螺母尺寸 螺母最小工作高度：H=0.8d=72mm，根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，需設(shè)防松螺栓，故取螺母高度為：90mm,螺栓外徑D=（1.72）d=153180mm,選取D=160mm，上式中d為螺紋公稱直徑，d=90mm4。2.2.7、選擇推力軸承根據(jù)所選吊鉤螺母尺寸，查表初選推力軸承型號(hào)：81124 其額定靜載荷=660KN，因軸承在工作時(shí)很少轉(zhuǎn)動(dòng)，只需校驗(yàn)額定靜載荷即可。當(dāng)量靜負(fù)荷：，安全系數(shù)，取=1.25。 ，校驗(yàn)通過，故選擇 81124型推力軸承。2.2.8、根據(jù)滑輪尺寸，吊鉤組裝置示意圖如圖2.2所示。圖2.2 吊鉤組裝置示意圖 其中L=475mm，吊鉤梁可看作簡(jiǎn)支梁，受力圖如圖2.3所示。圖2.3 吊鉤梁受力圖其中P1=P2=，L=475mm，=237.5mm。橫梁中間斷面尺寸如圖2.4所示。圖2.4 橫梁中間斷面尺寸圖 集中載荷：= （2.4）最大彎矩： KNm=18.529KNm （2.5） 中間斷面的彎曲系數(shù)： （2.6）最大彎曲應(yīng)力為： （2.7）橫梁材料為45鋼，查表得屈服極限：，取安全系數(shù)n=3，則許用強(qiáng)度：， （2.8）由 ，取h=150mm。2.2.9、吊鉤拉板強(qiáng)度計(jì)算拉板結(jié)構(gòu)尺寸如圖3.5所示。圖2.5 拉板結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖可見，b=200mm，d=120mm，h=100mm斷面AA受拉伸應(yīng)力， （2.9）其中 為拉板厚度，因拉板材料為A3鋼，查表得屈服極限：，取安全系數(shù)n=1.7,則許用拉伸應(yīng)力為：， （2.10）因： 。因軸孔要受擠壓應(yīng)力，則有：，取安全系數(shù) n=3.5, 則有，由上可得：，取 。2.3 滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1、 滑輪結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)尺寸的確定滑輪采用鑄鋼滑輪，因?yàn)槠鋸?qiáng)度和沖擊韌性好，材料選：2G230450。滑輪的相關(guān)尺寸為A=63mm，B=45mm，S=14mm，C=37mm，R=12mm，M=14mm，r=3m，如圖2.65。圖2.6滑輪尺寸圖2.3.2、 滑輪直徑的確定（1） 普通滑輪直徑的選擇， （2.11）查表選取D=630mm。式中：h與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，查表取h=22.4，d鋼絲繩直徑，d=20mm。（2）平衡輪直徑的選擇： （2.12） 2.3.3、 吊鉤組上滑輪軸的計(jì)算吊鉤裝置簡(jiǎn)圖如圖2.7。圖2.7 吊鉤裝置簡(jiǎn)圖由圖可見L=475mm，L1=78mm，L2=112mm，L3=95mm滑輪軸可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，認(rèn)為作用四個(gè)集中載荷受力情況如圖2.8：圖2.8 滑輪軸受力圖=78KN，=20904，彎曲應(yīng)力為：，滑輪軸材料為45鋼，則有： ，查手冊(cè)選取 d=130mm。軸承的圓周速度：，工作轉(zhuǎn)數(shù)：，每個(gè)滑輪中均采用兩個(gè)徑向滾動(dòng)軸承，根據(jù)滑輪組的選擇，查表選用6226型軸承。查表得，額定靜載荷：，額定動(dòng)載荷：。所選軸承的驗(yàn)算：， (2.13) ()，驗(yàn)算通過。式中：壽命系數(shù)，取=2，負(fù)荷系數(shù)，=1.5；速度系數(shù)，=0.95；溫度系數(shù)，=1，軸承徑向負(fù)荷；=39KN；由于， ，故校核通過。式中：n 為鋼絲繩折減系數(shù)，取n=0.85；鋼絲繩最小破斷拉力，查手冊(cè)選取=220KN。2.4.3、 鋼絲繩的標(biāo)記 選取鋼絲繩為：直徑20mm，光面鋼絲，結(jié)構(gòu)形式為6西魯式，纖維芯，抗拉強(qiáng)度為1670，右交互捻，最小破斷拉力為220KN，單位長(zhǎng)度重量147，標(biāo)記：20NAT619S+FC1670ZS220147GB/T891819967。48太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2.5 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算2.5.1、 卷筒類型的初步選擇由于起升高度比較高，根據(jù)滑輪倍率和起升速度，采用雙聯(lián)卷筒，標(biāo)準(zhǔn)槽形，用鑄造方式制造，材料為灰鑄鐵8。2.5.2、 卷筒直徑的確定D，查手冊(cè)選用A型卷筒，直徑D=630mm，式中： h與機(jī)構(gòu)級(jí)別有關(guān)的系數(shù)，取h=20，d鋼絲繩的直徑，d=20mm1。2.5.3、卷筒的槽形的選擇查手冊(cè)，選標(biāo)準(zhǔn)槽形，其尺寸如：槽底半徑R=11mm,槽距，表面精度為1級(jí)，標(biāo)記為：槽形 JB/T9006.119991。2.5.4、 雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度及壁厚的確定（1）卷筒上有螺旋槽部分長(zhǎng)= (2.16)式中：滑輪組倍率，；卷筒計(jì)算直徑，最大起升高度，；固定鋼絲繩安全圈數(shù)，繩槽槽距，=22mm（2）雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度L： （2.17）取L=1550mm。式中：卷筒兩端的邊緣長(zhǎng)度，根據(jù)結(jié)構(gòu)取=30mm；固定鋼絲繩所需長(zhǎng)度，；中間光滑部分長(zhǎng)度；根據(jù)鋼絲繩允許偏角左右，則有：，式中：取物裝置處于上極限時(shí)，動(dòng)滑輪軸線與卷筒軸線的間距，取=1500mm；由卷筒出來(lái)的兩根鋼絲繩引入懸掛裝置的兩動(dòng)滑輪的間距: =319mm；所選卷筒標(biāo)記為：卷筒A630左 JB/T9006.21999。（3） 卷筒壁厚確定對(duì)鑄鐵卷筒，按經(jīng)驗(yàn)公式初選：（610）=0.02630+（610）=18.622.6mm，取。2.5.5、 卷筒的強(qiáng)度計(jì)算 因卷筒長(zhǎng)度L=1550mm3D=1890mm （2.18）無(wú)須計(jì)算壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。2.5.6、壓應(yīng)力的計(jì)算卷筒最大壓應(yīng)力在筒壁的內(nèi)表面 （2.19） （2.20） （2.21）較核通過。式中：鋼絲繩最大靜拉力，=26288.7N；許用壓應(yīng)力，抗壓強(qiáng)度，查手冊(cè)=750Mpa；n安全系數(shù)，取n=4.25；鋼絲繩卷繞節(jié)距，=22mm1。2.5.7、彎曲應(yīng)力的計(jì)算受力和彎曲簡(jiǎn)圖如圖2.9：圖2.9卷筒受力和彎曲簡(jiǎn)圖因扭轉(zhuǎn)應(yīng)力很小，故忽略不計(jì)9。 (2.22)式中：彎矩；=26288.7956.5=25145141.55N；W卷筒斷面抗彎模量： =2159690卷筒所受合應(yīng)力：=35.8MpaMpa ，校核通過。式中：；材料的抗拉強(qiáng)度，=320Mpa；n安全系數(shù)，取n=5。2.5.8、 卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算驗(yàn)算公式： （2.23）式中：n穩(wěn)定系數(shù)，取n=1.5；P卷筒壁單位面積受的外壓力，；受壓失穩(wěn)臨界壓力：（22.6）=（22.6）2532.5；=5.97 ，滿足穩(wěn)定性要求10。2.6 鋼絲繩在卷筒上的固定計(jì)算2.6.1、 固定方法的選擇采用壓板固定；因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆方便，便于觀察和檢查，并安全可靠11。其固定形式如下圖2.10所示：圖2.10壓板固定形式圖2.6.2、 繩尾固定處拉力計(jì)算計(jì)算式： (2.24)式中：鋼絲繩最大靜拉力；鋼絲繩與卷筒的摩擦系數(shù)，??；安全圈在卷筒上的包角；取；e自然對(duì)數(shù)的底數(shù); e=2.718。2.6.3、 螺栓預(yù)緊力計(jì)算因選壓板槽為半圓形，故： （2.25）2.6.4、 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算= （2.26） ; 滿足要求12。（5）減速器的驗(yàn)算最大徑向力 （2.29）許用徑向力：，滿足要求。式中：鋼絲繩最大靜拉力；卷筒重力；起升載荷動(dòng)載系數(shù)，取=1.56；減速器輸出軸端的最大允許徑向載荷，取=45600N。最大扭矩驗(yàn)算：= 8612.2 （2.30） 54.4KW，驗(yàn)算通過。式中：電機(jī)額定功率，；u電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)，u=1；電動(dòng)機(jī)過載倍數(shù)，=3.3；H電機(jī)有關(guān)系數(shù)；繞線型H=2.1；V實(shí)際起升速度，；機(jī)構(gòu)的效率，取=0.8；Q起升機(jī)構(gòu)的總載荷；Q=。（2）電機(jī)發(fā)熱校核，=68.385KW =65.26KW，校核通過。式中：電機(jī)允許輸出功率，查表取，P=68.385KW；穩(wěn)態(tài)平均功率，=65.26KW。2.7.4、 制動(dòng)器的選擇制動(dòng)轉(zhuǎn)矩滿足=1.166 （2.32）根據(jù)=1.2054；查表得選取YW500/121型電力液壓塊式制動(dòng)器。額定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩=11202240；制動(dòng)輪直徑：D=500mm; 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：。式中：制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；制動(dòng)安全系數(shù)；取=1.75。2.7.5、 聯(lián)軸器的選擇（1）電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器電機(jī)軸端尺寸：d=95mm(圓錐); L=170mm ; 浮動(dòng)軸尺寸 ：d=95mm。選取聯(lián)軸器應(yīng)滿足下式要求13：=5328 (2.33)式中：所傳遞扭矩計(jì)算值；聯(lián)軸器重要程度系數(shù)，=1.8；角度偏差系數(shù)，=1；傳動(dòng)軸最大扭矩，（0.70.8）=；聯(lián)軸器許用扭矩。根據(jù)以上要求，查手冊(cè)，選用LM12型，梅花彈性聯(lián)軸器；其m ；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： ， ; 選用合理。聯(lián)軸器標(biāo)注為：LM12聯(lián)軸器MT12aGB/T 5272 200214。（2）減速器與浮動(dòng)軸的連接處聯(lián)軸器浮動(dòng)軸端尺寸：d=95mm，減速器輸入軸：d=90mm L=170mm，制動(dòng)輪直徑：D=500 mm，根據(jù)以上結(jié)構(gòu)尺寸和T=5328m;選取LMZ11I500型帶制動(dòng)輪的梅花型聯(lián)軸器；，許用轉(zhuǎn)矩：=9000m， =5328m，選用合理。標(biāo)注為：LMZ11I500聯(lián)軸器MT11b GB/T 5272200215。2.7.6、 起動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 （2.34）查表 推薦起動(dòng)時(shí)間，=11.5S， ，滿足要求1。式中：電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，=1.6；電機(jī)靜阻力矩，；機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：=1.15（7.05+3.715）+=12.749；電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，=7.05；制動(dòng)輪聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，=3.715。2.7.7、起重加速度 （2.35）2.7.8 制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算（1）滿載下降制動(dòng)時(shí)間=1.4S （2.36） 查表取 =11.5S，=1.4S =11.5S，滿足要求16。式中：滿載下降電機(jī)轉(zhuǎn)速,??；制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,=1500N；滿載下降時(shí)制動(dòng)軸靜轉(zhuǎn)矩,=731.85；換算到電機(jī)軸上的機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，=12.734;電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，=7.05；制動(dòng)輪聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，=3.715。（2）制動(dòng)平均減速度 (2.37)2.7.9、 起升機(jī)構(gòu)的布局2.11 起升機(jī)構(gòu)的布局圖 1.電動(dòng)機(jī) 2.聯(lián)軸器 3.浮動(dòng)軸 4.帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器5.制動(dòng)器 6.減速器 7.卷筒 8.卷筒支座3. 小車、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1、 原始參數(shù) 小車運(yùn)行速度：V=4045m/min; 選取V=42m/min，起升載荷：Q=200KN；小車自重：=0.35Q=70KN，JC=25% ； CZ=600； G=0.81。3.1.2、驅(qū)動(dòng)方案初步確定根據(jù)原始參數(shù)，采用集中驅(qū)動(dòng)，用四輪支撐，車輪選圓柱雙輪緣車輪4。3.1.3、車輪與軌道的選?。?） 車輪輪壓計(jì)算小車正常工作時(shí)最大輪壓（滿載時(shí)）： （3.1）小車正常工作時(shí)最小輪壓（空載時(shí)）： （3.2）車輪的疲勞計(jì)算載荷： （3.3）（2）選車輪與軌道 根據(jù)；，查手冊(cè)，選車輪直徑D=350mm;軌道型號(hào)：P24 ； 軌道凸頂半徑r=300mm；車輪材料：ZG310570；表面淬硬度為300380HBS1。（3）車輪踏面疲勞強(qiáng)度校核=101180N=101.18KN (3.4) =2.44KW，校驗(yàn)通過。式中：電機(jī)允許輸出容量；=4.629KW，工作循環(huán)中，負(fù)載穩(wěn)態(tài)功率；G穩(wěn)態(tài)平均系數(shù)，取G=0.8。3.1.7、 減速器的選擇（1）減速器傳動(dòng)比確定 （3.15）根據(jù)減速器手冊(cè)，選取 =252。式中：電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，=921r/min；車輪轉(zhuǎn)速，。（2）減速器選擇計(jì)算輸入功率：=7.7KW (3.16)式中：Z運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器個(gè)數(shù)，Z=1；因工作級(jí)別為M6，則按下式選擇：，式中：K放大系數(shù)，取K=2；根據(jù)=25，P=15.4KW，電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速=921r/min ；查手冊(cè)，選用QJR23625VI P，L， JB/T8905.11999，減速器高速軸許用功率：，傳動(dòng)比：=25，中心距：。3.1.8、 聯(lián)軸器的選擇（1）高速軸聯(lián)軸器選擇聯(lián)軸器公式： （3.17）式中：n聯(lián)軸器安全系數(shù)，取n=1.35；剛性動(dòng)載系數(shù)，取=1.8；電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩，。電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器選擇：電機(jī)軸端尺寸，d=48mm（錐形）; L=110mm，浮動(dòng)軸尺寸，d=50mm ; 根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和 ，查手冊(cè)，選用LM8型梅花彈性聯(lián)軸器，；，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ， ，滿足要求3。標(biāo)注：LM7聯(lián)軸器 GB/T 52722002。（2）低速軸聯(lián)軸器選擇選用聯(lián)軸器公式：= (3.18)式中：減速器傳動(dòng)比，=25；機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，=0.85。其它同上。減速器輸出端與浮動(dòng)軸聯(lián)軸器選用：減速器低速端尺寸：d=80mm;L=130mm，浮動(dòng)軸尺寸：d=80mm，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸， 選取兩個(gè)LM10型梅花彈性聯(lián)軸器；其中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，滿足要求。標(biāo)注：LM10聯(lián)軸器 GB/T 52722002。浮動(dòng)軸與車輪軸的聯(lián)軸器選用：浮動(dòng)軸尺寸：d=80mm，車輪軸尺寸：d=65mm ；L=85 mm，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和；選取LM9型梅花彈性聯(lián)軸器；其中轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：， ，滿足要求。標(biāo)注：LM9聯(lián)軸器 GB/T 52722002。3.1.9、 制動(dòng)器的選擇 制動(dòng)器安裝在電動(dòng)機(jī)軸端，因制動(dòng)時(shí)高速軸能起一部分緩沖作用，以減少制動(dòng)時(shí)沖擊。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算：=25.4 （3.19）選用YWZ100/18型電力液壓制動(dòng)器；其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩：；制動(dòng)輪直徑D=100mm;轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：，因：25.4 5.66KW;，過載校驗(yàn)通過。 （3.20）式中：電機(jī)額定功率，=6.3KW；平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)，取=1.7；m電機(jī)個(gè)數(shù)，m=1；運(yùn)行靜阻力，=4012KN；V運(yùn)行速度，=0.67m/s；機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，=0.88；機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， ；電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，=0.1175；電機(jī)軸上制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，=0.0189；k其它傳動(dòng)件飛輪矩影響系數(shù)，k=1.1；n電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，n=921r/min；機(jī)構(gòu)初選起動(dòng)時(shí)間，=4S。3.1.11、 起動(dòng)時(shí)間與起動(dòng)平均加速度的校驗(yàn)（1）滿載上坡時(shí)的起動(dòng)時(shí)間，t=2.02S=46S （3.21）滿足要求。式中：電機(jī)平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，；電機(jī)軸上的靜阻力矩，。（2）起動(dòng)平均加速度 （3.22）查表得，滿足要求。3.1.12、 運(yùn)行打滑驗(yàn)算（1）起動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算 （3.23）上式左邊 =上式右邊：=9804.6N可知，左邊 右邊=3932.6N，制動(dòng)打滑驗(yàn)算通過。上式中：附著系數(shù)，取=0.15；K附著安全系數(shù)，取K=1.05；軸承摩擦系數(shù)，=0.02；d 軸承內(nèi)徑， d=90mm；驅(qū)動(dòng)輪最小輪壓，=17500N；打滑側(cè)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，=；k 飛輪矩影響系數(shù)，k=1.2；起動(dòng)平均加速度，；制動(dòng)平均加速度，；打滑側(cè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，=25.4。3.1.13、 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)布局圖圖3.1小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)布局圖1.制動(dòng)器2.電動(dòng)機(jī)3.聯(lián)軸器4.減速器5.聯(lián)軸器6.聯(lián)軸器7.車輪3.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1、 原始參數(shù) 小車運(yùn)行速度：V=8095m/min; 選取V=90m/min，起升載荷：Q=200KN；大車自重：=0.45Q+0.82S=348.3KN，JC=25% ；CZ=600； G=0.9。3.2.2、驅(qū)動(dòng)方案初步確定根據(jù)原始參數(shù)，采用集中驅(qū)動(dòng)，用四輪支撐，車輪選圓柱雙輪緣車輪。3.2.3、車輪與軌道的選?。?）車輪輪壓計(jì)算小車正常工作時(shí)最大輪壓（滿載時(shí)）： （3.25）小車正常工作時(shí)最小輪壓（空載時(shí)）： （3.26）車輪的疲勞計(jì)算載荷： （3.27）（2）選車輪與軌道 根據(jù)；，查手冊(cè)，選車輪直徑D=700mm;軌道型號(hào)：QU70 ； 軌道凸頂半徑r=400mm；車輪材料：ZG310570；表面淬硬度為300380HBS1。（3）車輪踏面疲勞強(qiáng)度校核=101180N=101.18KN (3.28) =4.26KW，校驗(yàn)通過。式中：電機(jī)允許輸出容量；=4.629KW，工作循環(huán)中，負(fù)載穩(wěn)態(tài)功率；G穩(wěn)態(tài)平均系數(shù)，取G=0.8。3.2.6、減速器的選擇（1）減速器傳動(dòng)比確定 (3.39)根據(jù)減速器手冊(cè)，選取 =251。式中：電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，=930r/min；車輪轉(zhuǎn)速，。（2）減速器選擇計(jì)算輸入功率：=18.56KW （3.40）式中：Z運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器個(gè)數(shù)，Z=2；因工作級(jí)別為M6，則按下式選擇：，式中：K放大系數(shù)，取K=2；根據(jù)=25，P=37.12KW，電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速=930r/min ；查手冊(cè)，選用QJR33525VI P，L， JB/T8905.11999，減速器高速軸許用功率：，傳動(dòng)比：=25，中心距：。3.2.7、聯(lián)軸器的選擇（1）高速軸聯(lián)軸器選擇聯(lián)軸器公式： （3.41）式中：n聯(lián)軸器安全系數(shù)，取n=1.35；剛性動(dòng)載系數(shù)，取=1.8；電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩，。電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器選擇：電機(jī)軸端尺寸，d=48mm（錐形）; L=110mm，浮動(dòng)軸尺寸，d=50mm ; 根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和 ，查手冊(cè)，選用LM8型梅花彈性聯(lián)軸器，；，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，滿足要求。標(biāo)注：LM8聯(lián)軸器GB/T52722002。浮動(dòng)軸與減速器連接處聯(lián)軸器選擇：浮動(dòng)軸尺寸：d=50mm。減速軸高速軸尺寸：d=55mm，L=110 mm，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸我們選LM8型梅花彈性聯(lián)軸器； ；，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，滿足要求。標(biāo)注：LM10聯(lián)軸器 GB/T 527220026。浮動(dòng)軸與車輪軸的聯(lián)軸器選用：浮動(dòng)軸尺寸：d=110mm，車輪軸尺寸：d=120mm ；L=85 mm，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和；選取LM10型梅花彈性聯(lián)軸器；其中轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：， ，滿足要求。標(biāo)注：L LM10聯(lián)軸器 GB/T 52722002 。3.2.8、制動(dòng)器的選擇 制動(dòng)器安裝在電動(dòng)機(jī)軸端，因制動(dòng)時(shí)高速軸能起一部分緩沖作用，以減少制動(dòng)時(shí)沖擊。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算：=190.77 (3.43)選用YWZ5-200/23型電力液壓制動(dòng)器；其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩：；制動(dòng)輪直徑D=200mm;轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：，因： 7.67KW;，過載校驗(yàn)通過。式中：電機(jī)額定功率，=8.5KW；平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)，取=1.7；m電機(jī)個(gè)數(shù)，m=2；運(yùn)行靜阻力，=4012KN；V運(yùn)行速度，V=