橋式起重機起升機構(gòu)設(shè)計說明書

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湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計 橋式起重機起升機構(gòu)設(shè)計 of of 生姓名 ： 學(xué) 號： 年級專業(yè)及班級： 指導(dǎo)老師及職稱： 學(xué) 院： 湖南·長沙 提交日期： 2017 年 05 月 橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計 誠 信 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進行研究工 作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計作者簽名： 年 月 日 1 目 錄 摘要 ....................................................................... 3 關(guān)鍵詞 ..................................................................... 4 1前言 ...................................................................... 5 升機構(gòu)傳動設(shè)計 ....................................................... 6 .................................................. 6 ............................................................ 7 .......................................................... 8 ................................................. 10 ................................................................. 10 .............................................. 錯誤 !未定義書簽。 ............................................................. 13 ...................................... 錯誤 !未定義書簽。 .................................... 錯誤 !未定義書簽。 ..................................................... 17 ......................................................... 18 ....................................................... 19 ........................................................... 20 ........................................................... 20 ..................................................... 21 2 軸的設(shè)計計算 ............................................. 錯誤 !未定義書簽。 ........................................ 錯誤 !未定義書簽。 ....................................................... 24 3 用壓板固定鋼絲繩的計算 ................................... 錯誤 !未定義書簽。 橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 2 尾固定處的拉力 ........................................ 錯誤 !未定義書簽。 ............................................................ 25 旋強度的驗算 .......................................... 錯誤 !未定義書簽。 4 結(jié) 論 ................................................................. 26 參考文 獻 ................................................................... 28 致 謝 ..................................................................... 29 3 橋式起重機起升機構(gòu)設(shè)計 學(xué) 生：孫旭 指導(dǎo)老師：張維 （湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，長沙 410128） 摘要 ： 自從有了人類文明以來，物品的搬運就成了人類生活中必不可缺的勞動之一、久而久之，也就有了起重機的發(fā)明 ，而隨著 這些年起重機也在 持續(xù) 的發(fā)展與完善，到今天 它 已在我國的絕大多數(shù) 的大型的工程中 擁有著 著非常重要的作用。 起重機的發(fā)展歷史最早可以追溯到公元前十年，由羅馬的一位設(shè)計師通過圖紙而描述出來的一種被人類用于起重的機 器。不過最開始的這種起重機操作非常復(fù)雜，配置過于簡單，而且起吊物品時、可以操作的空間范圍極小，是適合室內(nèi)操作。但是這個起重機的發(fā)明使它立刻成為炙手可熱的機器。 這個問題一直持續(xù)到十五世紀(jì)，到了此時一位意大利的學(xué)者設(shè)計了另一種起重機，并且命名為轉(zhuǎn)臂式起重機、并且由于這一起重機的發(fā)明，從根本上解決了問題。使得起重機能夠靈活、多變的操作、也能夠執(zhí)行起升和降落以及旋轉(zhuǎn)等的操作。這類起重機的使用一直維持到十八世紀(jì)、而且人類社會使用這種機械時的驅(qū)動力仍然十分落后，使得起重機的工作效率極低。 十八世紀(jì)六十年代，伴隨著英國 工業(yè)革命的開始，也就是蒸汽機的發(fā)明和應(yīng)用，有了蒸汽機這一良好的先決條件，使得起重機的驅(qū)動力方面的問題得到了解決。到了此時，起重機領(lǐng)域被世界矚目，在有了蒸汽機作為驅(qū)動力的條件下，起重機領(lǐng)域得到了飛速的發(fā)展，進步十分明顯。 二十 世紀(jì)初 期，伴隨著全球經(jīng)濟實力的快速發(fā)展，起重機領(lǐng)域已然邁入了一個嶄新的舞臺。并且得到了世界范圍的注意力的高度關(guān)注。 起重機 領(lǐng)域廣泛用于工廠、倉庫、料場等多種不同的場合起吊、 運載貨物，不可以在易燃、易爆腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中操作。大體上來說，可以分成兩種不同的操作形式，可以有地面上的操作、也可以有在駕駛室室內(nèi)的操作，根據(jù)不同的形式選擇需要的操作方式。 起重機中的 橋式起重機 可廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)與領(lǐng)域，例如機械制造車間、冶金車間、石油、石化、港口、鐵路、民航、電站、造紙、建材、電子等行業(yè)的車間、倉庫、料場等。橋式起重機擁有外部結(jié)構(gòu)尺寸緊湊、建設(shè)的凈空高度低、本身的重量輕 、輪壓較小等一系列優(yōu)點。而且橋式起重機是當(dāng)今社會使用范圍最為廣泛、數(shù)量規(guī)模最為龐大的起重機群。 橋式起重機有三種不同的起重機結(jié)構(gòu)，但是基本所有的起重機大體的驅(qū)動方式都是依靠電力完成，所以對于電機各項指標(biāo)的選擇需要嚴(yán)謹(jǐn)，各個機構(gòu)設(shè)定需要分明，只有以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，科橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 4 學(xué)的求證，才能設(shè)計出可以正常運作的起重機械，此次我主要的設(shè)計任務(wù)是普通式橋式起重機。我需要設(shè)計出一個使用方便、機器各機構(gòu)無明顯問題、并且在現(xiàn)實生活中能夠投入使用的機器。 此設(shè)計通過對橋式起重機各項執(zhí)行機構(gòu)、動力機構(gòu)等等各方面設(shè)計，基本完成了一個橋式起 重機應(yīng)有的、可以工作的基本要求。達到了一個完整橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計，具有實際狀況可行的基本要求。 關(guān)鍵詞 ： 起重機； 橋式起重機；起升機 構(gòu)。 of of u 10128, of in in of a in it in of of a an s 0 by by of is is is of so it 5th of to of to to of 8th is In 760 of 8th of of a s in of as a in of is of 0th of a in of in as in be 5 on be in s on of be in as so of a of in s of of is by so of to be in a be of my is to an to no be to in to of so on of a a of 1 前言 本課題研究意義及目的 橋式起重機的一般工作范圍趨向于一個矩形的工作區(qū)間，那是因為橋式起重機的工作方向基本都由軌道固定，沿著橫向軌道和縱向軌道兩個方 向的不同方向自由運動、這也就導(dǎo)致了它的工作區(qū)間偏向一個長方形。而且這樣的工作方式也更加能夠合理且充分的利用空間，當(dāng)起重機起吊重物時能夠減少一些其他設(shè)備對起重機的空間工作范圍的影響；橋式起重機一般由幾個大部分組成，包括裝有大車運行擊缶的橋架、電器設(shè)備、司機操作室等等構(gòu)成。外部結(jié)構(gòu)像是一個兩邊輔助支撐于互相平行的兩條軌道上平行移動的單跨平板橋；靠起升機構(gòu)來豎直起吊貨物；起重小車和貨物的縱向移動則靠橋架和大車之間的運行機構(gòu)來實現(xiàn)，從而達到起重機在空間三維和規(guī)定的工作范圍內(nèi)工作。 橋式起重機的 主要特征有 ： 整機高度相 對較低，提高了工作車間的合理利用率。能夠在小范圍空內(nèi)完成一些復(fù)雜的大范圍操作量。對于空間合理利用率來說，橋式起重機擁有著強大的優(yōu)勢。而且，橋式起重機相對來說更加經(jīng)濟實惠，比如自動、半自動、電腦控制等大部分控制程序可以用較低的經(jīng)濟成本來實現(xiàn)?？偠灾?，對于室內(nèi)的起重機選擇中，橋式起重機的地位首屈一指。 橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 6 隨著現(xiàn)如今工業(yè)的迅猛發(fā)展，新技術(shù)、新工藝的充分合理應(yīng)用，社會生產(chǎn)力方面又躍上了一個全新的臺階。伴隨著市場競爭的大力需要，起重機生產(chǎn)方面也由單件小批量生產(chǎn)逐漸地向著多品種、多元化的變批量方向發(fā)展。起重機械的領(lǐng)域在 大局觀相對較好的情況下，起重機的向著大型化方向邁進的步伐早就成了一個不容爭議的趨勢；在這個領(lǐng)域需要不停的科技創(chuàng)新，完善自身，用于迎接新的發(fā)展。就現(xiàn)如今的情況分析來說，中國已經(jīng)變成全球最具有影響力的大型工程機械市場之一，而且國內(nèi)市場的不斷規(guī)范和改進，中國的起重機領(lǐng)域肯定會有更加強大的突破。對于現(xiàn)如今來說，起重機領(lǐng)域正處于朝氣蓬勃的青春時期，發(fā)展和進步都在蒸蒸日上，各個方向的發(fā)展前景都是十分巨大、潛力也是無限的。世界現(xiàn)代化的建設(shè)也是發(fā)展的越來越迅速，對起重機械的全方位要求也不可同日而語，起重機械向多元化發(fā)展的趨 勢也越來越明顯。中國的起重機領(lǐng)域也在經(jīng)歷著飛速的發(fā)展。同時對于未來的橋式起重機發(fā)展領(lǐng)域可以分為下面的一些方面；總的來說，有以下的一些方面： 1） 設(shè)計、制作的計算機化、自動化。 現(xiàn)如今 ，電子計算機已經(jīng)得到了全球化的普及；用計算機作為工具輔助設(shè)計計算機，以實現(xiàn)計算機的設(shè)計和研制過程的自動化或半自動化；所以可以使用電子計算機來對于橋式起重機各項指標(biāo)進行系統(tǒng)而且精確地計算，大大的節(jié)省了人力、物力，使得計算過程變得簡單，節(jié)約時間。 2） 起重機控制元件的革新與應(yīng)用 想要保證橋式起重機高精度并且平穩(wěn)可靠地運行，使用一 些新型控制元件必不可少；比如，使用 制系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)來說，更加的工作的可靠性更好，防干擾能力超強；功能完善，適用性極強；而且操作十分便捷，易懂；相對來說耗能也較小 。 3） 新材料、新工藝的應(yīng)用 由于近年來鋼鐵工業(yè)方面的技術(shù)更新，工廠冶煉得到的鋼材單位質(zhì)量也越來越高，大大提升了起重機的機械強度，使得在制造起重機各個零部件的時候可以節(jié)省一大部分材料，這樣就能夠控制制造橋式起重機的成本。 起升機構(gòu)傳動設(shè)計 定起升機構(gòu)傳動方案 橋式起重機的起升機構(gòu)是橋式起重機最重要、也是最 基本的機構(gòu)。而且是橋式起重機的必要條件。起升機構(gòu)的好壞決定了起重機的性能，起升機構(gòu)首要由電機、 減速機 、制動器、卷筒安裝、聯(lián)軸器、吊鉤組、滑輪組、 鋼絲繩等首要部件構(gòu)成。它 的起升機構(gòu) 的執(zhí)行部分大多數(shù)都是采用鋼絲繩滑輪組用以充當(dāng)橋式起重機的起升機構(gòu)的執(zhí)行部分、鋼絲繩滑輪組 又是大多數(shù)應(yīng)用 三個滑輪 同時存在 的 方式、把 滑輪組 的省力倍數(shù)欲定 為 α=3。起升 7 機構(gòu)的傳動形式 是因為不同環(huán)境的影響而考慮到 現(xiàn)實因素來擬定的， 一般的情況下是靠電機作用在減速器、聯(lián)軸器上、再用這種途徑來使卷筒工作。這時 需要在 高速軸上裝有 一個制動器， 用于使貨物在空中安全的停止 。 基本來說這種傳動形式使最為廣泛的一類。橋式起重機的 電動機與減速器聯(lián) 接。為了保障過度占用空間的這一問題時，起重機的卷筒再與減速器的低速軸完成直接聯(lián)接 ， 這樣的話是能達到避免空間上的多余占用，能夠合理利用空間 。 如果有空間布置上的缺陷，這時會考慮到電機和加速器高低成都的誤差、底座受力是的形變，這時應(yīng)該使用一個調(diào)節(jié)適應(yīng)能力強大的彈性聯(lián)軸器。為了使制動器可以安全高效的停住起吊的物品，在聯(lián)軸 器一側(cè)裝置一個制動輪 。 根據(jù)設(shè)計要求來說 ， 應(yīng)該達到結(jié)構(gòu)緊湊、各個元件不沖突、搭配合理等等要求。具體設(shè)計的傳動方案見下圖（即圖 1）。因為空間布局范圍特別廣，此這種條件下可以使得電機跟減速器之間的距離更遠。有著較大范圍的空間布局 ， 所以能夠讓電動機和減速器的相距距離更大 ， 根據(jù)這些條件下就可以允許采用帶制動輪彈性柱銷齒輪聯(lián)軸器作為其中一個聯(lián)軸器。另一個聯(lián)軸器則是使用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器來達到應(yīng)有的目的 ， 在它們倆個中間就用浮動軸聯(lián)系兩個聯(lián)軸器 （見圖 1）。這種方式 的安裝是可以存在較大的 誤差 的 。 123 4 56 78 9圖 1 橋式起重機 起升機構(gòu) 的 計算簡圖 吊鉤組可以查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用，因缺乏現(xiàn)成資料， 查 《 起重機械 》表 3吊鉤組質(zhì)量為： 330 ?????? 原QQ (1與起重量原 ? ? ? ? 30 1021 0 0 ?????? N (1橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 8 絲繩的選用 根據(jù)以上公式求得的0絲繩最大靜拉力 ? ? a x ????????? 組?? (1上公式里組? 升降滑輪組效率??， 由于 m 值 的確定由翻閱 《 橋式起重機設(shè)計規(guī)范 》 能夠知道 。 并且此設(shè)計中的橋式起重機起升機構(gòu)屬于 中級工作制 的范圍內(nèi) ， 翻閱 《 橋式起重機設(shè)計規(guī)范 》 知道鋼絲繩的安全系數(shù)n? 。 查《橋式起重機安全規(guī)范》可以得出來用鋼絲繩的破斷拉力的和絲繩計算為： 2 5 86m a x ????? b 擇鋼絲繩時， 查《 橋式起重機設(shè)計規(guī)范 》 選擇 ? 376 型 號 。 查《 橋式起重機設(shè)規(guī)范 》 19968918 ， 選擇 376? 鋼絲繩的特征如下：公稱抗拉強度F= P ，直徑d= 最小破斷拉力F= 080 ?，即F ?。 記作 ： 鋼絲繩： 。1996 B / T S 1 0 8 1 6 7 0 Z 7S×1 4 N A 以上鋼絲繩的所表達的是：鋼絲繩的直徑是 鋼絲繩由 6 根股組成，每根股是 37根鋼絲， 表繩芯材料是西魯式天然纖維，公稱抗拉強度F= P ，最小破斷拉力F= 筒的設(shè)計計算 卷筒最小直徑（槽底） ? ? ? ? 2 6 61412011 ??????? 1 以上公式里 1h 代表相關(guān) 的系數(shù)，查《 橋式起重機設(shè)計規(guī)范 》。 由于 直徑， 取 筒直徑D。 槽尺寸： ， 16mm= 1 。 卷筒長度： ???210(1式中：0D— 卷筒計算直徑 ， 則 卷筒直徑 ?0； D — 卷筒槽底直徑 ； ? — 滑輪組倍率； 0L— 是卷筒有螺旋部分長； 1L — 此數(shù)據(jù)代表的是取決于結(jié)構(gòu)要求所得到的 無繩槽卷筒端部尺寸； 2L — 固定繩所需長度， 2 ? ； m — 此 m 值為 中間光滑部分長度， 現(xiàn)實情況中會存在諸多變化，原因是現(xiàn)實 9 的 m 值會在可變化的范圍內(nèi)變化，需要依靠鋼絲繩所能準(zhǔn)許的的范圍內(nèi)偏角來暫時確定一個 m 值，定為 ； 1Z — 安全系數(shù)， ， 設(shè)定 21?Z ； ? ? ? ?1500022322 10m a ??????? ???????????????? ????????????? 1550?L 卷筒厚度： 對于 鑄 鐵 卷筒 40卷筒壁厚 參考《起重機第五課》，得到對于鑄鐵卷筒的計算公式為： ）（ 10~? D? 410~64 0 ?? ）（ ，取 。 卷筒在鋼絲繩拉力作用下，產(chǎn)生彎曲、扭轉(zhuǎn)、和壓應(yīng)力。而其中又屬于壓應(yīng)力最大。此卷筒的制造 材料 是 40 此卷筒的 厚度 是 此卷筒的 7 5 0 N / m m 2?抗壓強度極限?， 此卷筒的 2 5 0 N / m m 2?抗拉強度極限S。 卷筒壁壓應(yīng)力驗算： ? ? 4m a x ??? ???? 壓壓 (1式中： t— 繩槽槽距； y?— 抗壓強度極限。 ? ? 2 5 9 2m a x ????????? ??? 壓壓N/故卷筒壓縮強度足夠。 因為 ? ， 所以需要進行下一步驗算來計算出彎矩應(yīng)力大小跟扭矩應(yīng)力大小。但是又根據(jù)所受的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力非常小，可以對扭轉(zhuǎn)應(yīng)力省去計算。得到的卷筒受力示意圖和所承受的彎矩大小的示意圖如下圖 。 橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 10 圖 2 卷筒受力和彎矩簡圖 卷筒斷面抗彎模量計算公式 : ? ? 1 4 5 9 74 0 0 3 7 04 0 4444 ????? ??? ? ? ? ? 3m a x 10120812 1001500172592 ???????? N· 1 4 5 9 7 101 2 0 8 1 3 ???? 彎? N/ ?? ? ? ?? ? 225052505????????????????????拉壓彎壓拉壓彎故卷筒的強度足夠。 卷筒轉(zhuǎn)速： m in/????? t ??? 鉤及其附件的選擇計算 吊鉤 參閱 《 橋式起重機設(shè)計規(guī)范 》， 與其對應(yīng)的 且以十噸為起重量的標(biāo)準(zhǔn)的條件下，選擇 20 號優(yōu)質(zhì)鋼作為吊鉤的使用材料，此材料的強度程度相當(dāng)于 M 級；選用 10 號吊鉤作為吊鉤的選用，能夠得到與其互相對應(yīng)的尺寸圖如下圖（見圖 3 ） ： 選擇合理的 吊鉤材料 ，選為 420MP a?強度極限?、 2335MP a??屈服極限、 久極限?。其 軸徑螺紋尺寸為公制螺紋 8× 內(nèi)徑，并且還要再次計算 吊鉤 的 截面 11 的強度 大小 。 截面 拉伸計算： ? ? M P 524??????????? ???? 壓 圖 3 直柄吊鉤 對于 截面 內(nèi)外內(nèi)側(cè)邊界最大應(yīng)力?和外側(cè)邊界最大應(yīng)力?需要達到如下標(biāo)準(zhǔn) ： ? ? ? ? ?? ????? ??內(nèi)( 1 ? ? ? ? ?? ????? ???外( 1 式中 1e — 代表吊鉤 截面 形心 到吊鉤的 截面內(nèi)邊的 長度 ）； 2e — 代表吊鉤 截面 形心 到吊鉤的 截面外邊的 長度 ）； 0R— 代表吊鉤 截面 形心軸線 到吊鉤的 曲率中心 O 的長度 ）； 代表吊鉤 截面 面積 ）； 代表吊鉤 截面 形狀系數(shù)； [σ]— 鍛造吊鉤的許用應(yīng)力 55.1/s?； ? ? ? ? 6 3 252 11030852 21 ??????? 橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 12 ? ?? ? ? ?? ? 1 0302853 221211 ??? ????? ??? bb 012 ????? 0 ????? ? ?? ?? ?? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????? ?? s?? ? ? ? ? ?? ????? ?? 因： ? ??? ?外 即 符合要求； ? ? ? ? 25 ?? ????? ??? 同理因： ? ??? ?內(nèi) 即 符合要求； 吊鉤拉伸力： 5 0 0 0 02102 45 502 ???? ； 吊鉤 截面的內(nèi) 側(cè)的最大拉應(yīng)力?是 ： ? ? ? ? 2 5 0 0 010121 ???? ????? ?? 考慮到吊鉤的兩個截面的數(shù)據(jù)尺寸近乎于一樣，即 既然如此就可以為了簡化計算而只計算其中一個數(shù)據(jù)即可。 截面 的剪切應(yīng)力： 13 2 510 5 ??? 計算出 合應(yīng)力： 222 1 ????? ??? 內(nèi) ： ? ???? 可知 即滿足要求。 鉤螺母 第一 ，螺母的 長度必須要大于等于 H ： ? ? Pd ?? ??? 22644? ( 1 式中： t—螺距（ 8 P —代表許 用擠壓 應(yīng)力 ，此條件下的 35M 0=p 。 ? ? ? ? 104644 22 522 ???? ?????? ??? ?? Pd 母的高度選用 60制螺母的寬為 ： D=??? d 合因素的考量下決定 取螺母寬度 為 120?D 鉤橫梁 度火處橫梁采用 850理鋼 ，正45吊 鉤 ， 淬火后的 硬度 為 230吊鉤橫梁的 抗拉強度極限b? 640 吊鉤橫梁的 屈服強度極限s? 355 吊鉤橫梁的 彎曲疲勞極限1?? 355， 剪切疲勞極限 1? 155， 許 用 彎 曲 應(yīng) 力 ? ?1?? 60。設(shè)計吊鉤橫梁如圖 4 所示： 接下來需要進行對于吊鉤橫梁的校核計算，檢驗是不是可以滿足要求 : 計算吊鉤橫梁的 中間截面 最大彎曲應(yīng)力，即處于 截面位置的公式是 : ? ? 2 ?? ?? ???( 1 ? ??? ????12( 1 式中 : 2? — 動載系數(shù) , ? ? ??? 橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 14 L —吊鉤拉板中心之間的距離； 1d — 吊鉤與拉板配合的尺寸； ? — 拉板厚度， δ=30 d—— 吊鉤孔徑； h— 吊鉤與拉板配合的高度； B — 橫梁的寬度； [= 5/~6/?(工作時 如果 有相對轉(zhuǎn)動，對中小起重量取小值，大起重量取 大值 ) [= 3/~4/?(工作時 若是沒有 相對轉(zhuǎn)動， 取值原理和工作時有相對轉(zhuǎn)動相同 )； 圖 4 吊鉤橫梁 ? ? ? ? 252 ??????????????? ? 即符合要求。 02 51??????? ?? ? ? 7153555 ??? ? 因為： ? ?? ? 由以上的驗算校核可以得出結(jié)論 ， 此 吊鉤橫梁 的設(shè)計是可以滿足任務(wù)要求的 。 滑輪組的設(shè)計計算 在滑輪組的設(shè)計計算中，需要考慮一些現(xiàn)實因素，比如對于繞過滑輪組的鋼絲繩，需要考慮鋼絲的使用情況，即鋼絲繩的耐久和壽命，對于鋼絲繩的耐久影響最大的就是滑輪的直徑大小，如果滑輪直徑過小的話，會引起一些不良因素，滑輪直徑太小會使得滑輪組 15 在工作時導(dǎo)致鋼絲繩承受更大的彎曲應(yīng)力和擠壓應(yīng)力，如此會導(dǎo)致鋼絲繩的耐久大大消耗，對于起升機構(gòu)來說也不夠嚴(yán)謹(jǐn)，所以 在此處硬要選擇滑輪直徑相對于較大的滑輪，并且根據(jù)《橋式起重機設(shè)計規(guī)范》的要求，為了避免鋼絲繩的壽命縮減，滑輪的最小值應(yīng)該大于等于以下的數(shù)值 ： ? 式中：代表了相對于 鋼絲繩 的 中心計算的 滑輪組中 滑輪 的 最小卷繞直徑； h — 滑輪或卷筒直徑與鋼絲繩直徑的比值 ， 參閱 《 橋式起重機設(shè)計規(guī)范 》 中可以得到 ： h ； d — 鋼絲繩的直徑（ ???? 圖 5 滑輪圖 滑輪直徑按下式計算： ? ??? ； ? ? ? ? ????? 取： 350?D 橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 16 鉤拉板的設(shè)計計算 圖 6 拉板簡圖 上圖是一個使用材料為 45 號鋼的 拉板的 示意圖。對于此拉板的各個截面分別有位于軸孔的水平截面 還有一個位于軸孔的 垂直截面 此平面屬于 危險截面。下面對這些截面一一驗證。 計算 側(cè)孔邊最大應(yīng)力為： ? ?? ? ????? ???? ??( 1 式中：j?— 截面集中系數(shù)， 參閱 《 橋式 起重機 設(shè)計規(guī)范 》 確定 ， 2.2?j?； b — 拉板寬度； d — 拉板與拉板的配合尺寸； ? — 拉板厚度； 1? — 拉板的凸臺高度； ? ?? ? ? ?? ? ?? ????? ?? ???? ?s? ： 7.1 s??? 17 滿足要求。 內(nèi)側(cè)孔邊最大應(yīng)力為 : ? ?? ? ? ???? ?????????? 式中： 0h— 孔中心到拉板底邊的長度； ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ????????????????????s? s???即符號要求。 軸孔的平均擠壓應(yīng)力為 則： ? ? ? ?d Q ???? ????? 12( 1 ? ? ? ? 0251????????? ??? d ? ? ? ： ? ?? ? 所以符合要求。 滑輪軸的設(shè)計計算 由于在以上的計算中得到了滑輪的尺寸數(shù)據(jù)，并且也計算出了拉板的尺寸數(shù)據(jù)，兩數(shù)據(jù)已知，作出圖 7 描述的滑輪受力和彎矩圖。并且可以非常明顯的能夠從該圖中得到滑輪軸所受的最大彎矩是 ： 18531302 210 ????? 因： 33 ?? ?所以： 橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 18 ? ? 8 5 13m a x ???? ??? ??? d ? 3531 5????????????。? 100?d 圖 7 滑輪軸受力彎矩圖 動機的選擇 電動機靜功率計算公式 是 ： ??? ?? 100060 j( 1 式中： ? 為機構(gòu)總效率 ， Q 是運行阻力， ? 是運行速度 ， ??? ??? 。 在此條件時 ，985.0?z? 此數(shù)據(jù)是 滑輪組 的 效率； ? 此 數(shù)據(jù)是 卷筒效率， d? 此數(shù)據(jù)是 導(dǎo)向滑 19 輪效率， 參閱 《起重機 設(shè)計手冊 》； 95.0?e?為傳動效率， 參閱 《起重機 設(shè)計手冊 》。 先使用 閉式圓柱齒輪傳動 來完成 初步計算， 91 ???? 。 即： ? ? 0 060 0 5 ??? ????動機的 平均功率為： 0 0 ????????? 公式里 ： G 為穩(wěn)態(tài)負(fù)載 時的 平均系數(shù)， 參閱 《 起重機設(shè)計手冊 》 知道 ， , %40? 參閱 《 橋式起重機設(shè)計規(guī)范 》 使用 號， 此電動機的各項數(shù)據(jù)特征如下：次電動機 的 功率 電動機的 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 電動機的 同步轉(zhuǎn)速 能達到 750r/電動機的 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 電動機的 滿載轉(zhuǎn)速n=722r/電動機的機身 重量 是 340 對于 電動機 的 過載能力 用此公式完成計算 ： ?? ??? ??? 6000Mn u 1 式中：電動 機正常工作時的額定功率 ； u — 電動機臺數(shù)； M? — 電動機正常工作時 ，轉(zhuǎn)矩 所能準(zhǔn)許的過 載倍數(shù)； H — 考慮電壓降及轉(zhuǎn)矩允差以及靜載試驗超載的系數(shù)，線繞異步電動機取 則： ? ? 0 0601021 0 0 0603 ??????????????? P 由于 PP?s,可以得出該電機可以達到不過熱的限制，滿足要求。 。 計算器的選擇計算 起升機構(gòu)傳動比： 20 ???式中： n — 電動機額定轉(zhuǎn)速（ r/ 卷筒轉(zhuǎn)速（ r/ 對于減速器的標(biāo)準(zhǔn)，參閱《起重機設(shè)計手冊》 ， 使用 C 型號的減 速器 。橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 20 并且在此型號減速器數(shù)據(jù)指標(biāo)中， i=40，極限偏差： 4 . 1 %=4 0 ) /4 1 . 7 3-( 4 1 . 7 3 ， 滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 。 卷筒實際速度： ? ???? ??? ??? i m/ 制動器的選擇 對于制動器的選擇來說，設(shè)計一個符合要求的制動器必不可缺，因為制動器是起重機工作起吊重物時的安全保障。一般的起重機的起升機構(gòu)也都需要安裝制動器。橋式起重機起吊貨物工作時，起吊的貨物所產(chǎn)生的靜轉(zhuǎn)矩一定要小于制動器的制動轉(zhuǎn)矩。而且起吊的東西在空中處于靜止的起吊狀態(tài)時，考慮到風(fēng)力等等的因素，也需要符合要求的安全裕度，所以制動器必須達到： i ? ???? ? ?2 0( 1 則： ? ? 34032 1021 0 09 1 0 ??? ???????? ???? i ? N·m 查《 起重機 設(shè)計手冊》表 用 制動器。 聯(lián)軸器的選擇 選擇聯(lián)軸器需要參照諸多標(biāo)準(zhǔn)，由以上設(shè)計中所計算出來的扭矩、軸徑、轉(zhuǎn)速等一系列的數(shù)據(jù)要求下，在選擇聯(lián)軸器的時候要符合如下條件： ? ?? ? m ( 1 式中： T — 傳遞扭矩計算值（ N·m）； — 此計算是根據(jù) 第 ? 類載荷 的條件下來求出此 傳動軸的最大扭矩。 然而在相對于其他軸，如 高速軸 的計算公式是 ? ?T ???? ?a x； 對于這個公式之中的M? 是 電機轉(zhuǎn)矩 在能夠承受范圍內(nèi)的 過載倍數(shù) ，對于這個公式之中的 電機 標(biāo)示的 額定轉(zhuǎn)矩 參數(shù)。 n/9550 T ?? (N·m)， 在這個公式中數(shù) （ 在此公式之中的 n 為電機的額定轉(zhuǎn)速（ r/m ）。 在對于 低速軸 來說，計算公式又為?? 2 TⅡ 2·T； 在此公式之中的 ψ2 是 起升載荷動載系數(shù)， 參閱 《 起重機設(shè)計手冊 》得 到公式 =ψ2 ； T 則是當(dāng)鋼絲繩處于最大靜拉力的條件下其作用力作用在卷筒的扭矩 （ N·m）； ??T — 聯(lián)軸器許用 扭矩 ； 1K — 聯(lián)軸器重要程度系 數(shù) ， ； 3K— 角度偏差系數(shù)， 13?K； 21 417722 a ????? ?·m。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)來參閱 《 起重機 設(shè)計手冊》 ，在此資料中選擇兩個符合要求的聯(lián)軸器，其中一個聯(lián)軸器選擇凸緣型的，而另一個聯(lián)軸器則選擇 帶制動輪彈性柱銷齒式聯(lián)軸器 ，型號是 。 其中的一個聯(lián)軸器 接中間軸彈性柱銷齒式聯(lián)軸器 ，在此聯(lián)軸器之中的 公稱轉(zhuǎn)矩30N·m， 它的重 量 是 8的 轉(zhuǎn)動慣量 為 此 制動輪 的 直徑是0D 250帶制動輪彈性齒式聯(lián)軸器 。此聯(lián)軸器的數(shù)據(jù)之中的 公稱轉(zhuǎn)矩 為N ， 此聯(lián)軸器的質(zhì)量是 聯(lián)軸器的 轉(zhuǎn)動慣量 啟動和制動時間驗算 完成了以上的一系列設(shè)計計算之后，需要 對橋式起重機起升機構(gòu)啟動與制動時間再進行驗算，因為在起重機起升機構(gòu)啟動和制動實際工作操作過程中，起吊的貨物會有加速度和慣性的產(chǎn)生。也會因為加速度和慣性的大小而對起重機產(chǎn)生一定程度的影響。若是在起重機啟動和制動工作過程中所消耗的時間過多，能夠?qū)ζ鹬貦C的工作效率產(chǎn)生較大的影響。而若是起重機啟動或制動工作過程中，所消耗的時間過少，是因為加速度太大的情況下的話，就會使得各部件受到各大的力，加速了起重機起升機構(gòu)的損耗程度。由于這些因素綜合來說，需要把起重機起升機構(gòu)啟動和制動時間設(shè)計在一個良好的、條件符合的范圍之內(nèi)。 啟動和制動 平均加速度驗算： (1) ? ?? ? ? ????? 9550( 1 式中：電動機 處于工作狀態(tài)過程中 的平均啟動轉(zhuǎn)矩（ N·m）； 電動機靜阻力矩，按下式計算： ?? ????? j 20（ N·m） ??推薦起動時間（ s）； ??J — 相對于電機軸的總轉(zhuǎn)動慣量可以通過起升機構(gòu)的運動質(zhì)量的相互換算而得到，參照如下公式進行計算 ： ? ? ? ? ?? ??? ????? 22204015.1 電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量； 制動輪聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量； 橋式起重機起升機構(gòu)的設(shè)計 22 聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量； ? ? 19 1 04 1 ???????????? ?? m ? ? ? ?? ? ? ? ????????????????????? ????·m ? ?? ? ? ?