1、 江苏师范大学连云港校区 海洋港口学院 课程设计说明书 课程名称 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 年 月 日 目 录 绪 论 .4 第 1 章 主起升机构计算 .6 1.1 确定传动方案 . 6 1.2 选择钢丝绳 . 6 1.3 确定卷筒尺寸 ,转速及滑轮直径 . 7 1.4 计算起升静功率 . 9 1.5 初选电动机 . 10 1.6 选用减速器 . 10 1.7 电动机过载验算和发热验算 . 11 1.8 选择制动器 . 12 1.9 选择联轴器 . 12 1.10 验算起动时间 . 13 1.11 验算制动时间 . 13 1.12 高速轴计算 . 14 第 2 章 小车副起升
2、机构计算 .16 2.1 确定传动方案选择滑轮组和吊钩组 . 16 2.2 选择钢丝绳 . 16 2.3 确定卷筒尺寸并验算强度 . 16 2.4 计算起升静功率 . 17 2.5 初选电动机 . 17 2.6 选用减速器 . 17 2.7 电动机过载验算和发热验算 . 18 2.8 选择制动器 . 19 2.9 选择联轴器 . 19 2.10 验算起动时间 . 19 2.11 验算制动时间 . 20 2.12 高速轴计算 . 21 第 3 章 小车运行机构计算 .23 3.1 确定机构传动方案 . 23 3.2 选择车轮与轨道并验算其强度 . 23 3.3 运行阻力计算 . 24 3.4 选
3、电动机 . 25 3.5 验算电动机发热条件 . 25 3.6 选择减速器 . 25 3.7 验算运行速度和实际所需功率 . 25 3.8 验算启动时间 . 26 3.9 按启动工况校核减速器功率 . 26 3.10 验算启动不打滑条件 . 27 3.11 选择制动器 . 27 3.12 选择联轴器 . 28 3.13 验算低速浮动轴强度 . 28 第 4 章 小车安全装置计算 .30 4.1 小车缓冲器 . 30 4.2 起重量限制器 . 31 4.3 行程限位开关和安全尺 . 31 自我小结 .31 参考文献 .32 绪 论 随着科学技术的进步和生产规模的扩大 ,通用桥式起重机亦相应的发展
4、起来 ,各主要资本主义国家和苏联 ,近年来为了垄断技术 ,争夺市场 ,对于 桥式起重机的制造工艺及控制系统分别做了大量的试验 ,对产品进行了多方面的改进。 桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。 桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易粱桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架 金属结构组成。起重小车又
5、由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。 桥式起重机分类 1) 普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达 60 米。 2) 简易梁桥式起重机又称粱式起重机，其结构组成与普通桥式起重机类似，起重量、跨度和工作速度均较小。桥架主粱是由工字钢或其它型钢和板钢组成的简单截面粱，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字粱的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行，这种起 重机称为悬挂粱式起重机。 3) 冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本结构与普通桥式起重机相似，但
6、在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，工作级别较高。主要有五种类型。 4) 铸造起重机：供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作。 5) 夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上。 6) 脱锭起重机：用 以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有专门的脱锭装置，脱锭方式根据锭模的形状而定：有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。 7) 加料起重机：用以将炉料加到平炉中。主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱
7、并将它送入炉内。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转。副小车用于修炉等辅助作业。 8) 锻造起重机：用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬挂特殊翻料器，用以支持和翻转工件；副小车用来抬起工件。 本次设计课题为 32/5t 通用桥式起重机机械部分设计 ，我在参观，实习和借鉴各种文献资料的基础上，同时在老师的精心指导下及本组成员的共同努力下完成的。 通用桥式起由于该机械的设计过程中，主要需要设计两大机构：起升机构、运行机构能将我们所学的知识最大限度的贯穿起来，使我们学以至用。因此，以此机型作为研究对象，具有一定的现实意义，又能便于我们理论联系实际。全面考察我们的设计能力及理论联系实际过程
8、中分析问题、解决问题的能力。由于我们的设计是一种初步尝试，而且知识水平有限，在设计中难免会有错误和不足之处，敬请各位老师给予批评指正，在此表示感谢。 第 1 章 主起升机构计算 1.1 确定传动方案 根据所给定的任务书。由于该类型的起重机额定起升吨位较小，起升作业范围较为宽裕，故此选用下图所示的传动方案（如图 1 所示）。 图 1-1 主起升传动机构简图 1、钢丝绳 2、电动机 3、卷筒 4、减速机 5、传动轴 6、联轴器 7、吊钩 8、滑轮组 1.2 选择钢丝绳 1.2.1 钢丝绳缠绕图的确定 考虑到驱动装置应结构紧凑，总体尺寸不至太大，采用如图 1-2所示的双联滑轮组。查起重机设计 图 1
9、-2 滑轮组 手册（如表 1） ，该缠绕机构的滑轮组倍率 hi =4,因此承载绳分支数为 Z=2 hi =8。 错误 !未找到引用源。 为吊具自重载荷，初步估算其自重为 0 = 2 . 0 % Q = 0 . 0 2 3 2 0 = 6 . 4 k NG 错误 !未找到引用源。 表 1-1 桥式与龙门起重机常用的滑轮组倍率 1.2.2 钢 丝绳所受最大静拉力的计算 钢丝绳所受到的最大静拉力可有下式确定 kNiQGSk4297.042 4.63 2 02h h0m a x 式中 错误 !未找到引用源。 为吊具自重； Q 为额定起重量； hi 为滑轮组倍率； A 为滑轮组数 ； 为滑轮组效率 按下
10、式计算钢丝绳直径 d=c maxS =0.096 42 =19.7mm c 选择系数，单位 mm/ N ，用钢丝绳 b =1850N/mm，据 M5 及 b 查表得 c值为 0.096。 选不松散瓦林吞型钢丝绳直径 d=20mm， 其标记为 6W(19)-20-185-I-光 -右顺 (GB1102-74)。 1.2.3 钢丝绳安全系数校验 钢丝绳的安全系数可按下式进行校验 式中 P 为钢丝绳的最小破断拉力 查有关设计手册可得 P=236.7KN K 为安全系数 ，见表 1-2 错误 !未找到引用源。 经验算钢丝绳的安全系数足够。 表 1-2 钢 丝绳的安全系数 工作制度 轻级 中级 重级 安
11、全系数 K 5.0 5.5 6.0 1.3 确定卷筒尺寸 ,转速及滑轮直径 卷筒和滑轮的最小卷绕直径 0D ： min0D h d 式中 h 表示与机构工作级别和钢丝绳结构的有关系数； 查表得：筒 1h =18;滑轮 2h =20； 筒最小卷绕直径 min0D = 1h d=18 20=360； 轮最小卷绕直径 min0D = 2h d=20 20=400。 考虑起升机构布置卷筒总长度不宜太长，轮直径和卷筒直径一致取 D=650 。 卷筒长度 303210 3)(2)(2 ltttnDHmlllLL =1946.8mm。 式中 L0 筒上有绳槽长度， tnDHmL )( 00 += ，中安全圈
12、 n=2，起升高度 H=16m， 槽节矩 t=23mm，绕直径 0D =670mm； 1l 定绳尾所需长度 ,取 1l =3 23=69mm； 2l 筒两端空余长度 ,取 2l =t=23mm； 3l 筒中间无槽长度 ,根据滑轮组中心间距 =150， 3l =1761mm。 卷筒壁厚 =0.02D+(610)=0.02 650+(610)mm=1923mm， =22.5mm。进行卷筒壁的压力计算。 满载吊钩上升到最高位置时，在钢丝绳的最高拉力 错误 !未找到引用源。 作用下，卷筒承受最大扭矩、弯矩及钢丝绳对卷筒壁的压应力作用（如图 1-2 所示）。 图 1-2 卷筒受力图 强度计算 由于 L
13、3D 时，弯矩和扭矩的合应力一般不超过压应力的 10 15%，所以只计算压应力。此时，卷筒壁的最大压应力是 式中 错误 !未找到引用源。 应力减小系数，一般取 0.75。 错误 !未找到引用源。 多层卷绕系数，查表 14-4 取 错误 !未找到引用源。=1.4 错误 !未找到引用源。 钢丝绳最大拉力 错误 !未找到引用源。 卷筒壁厚 =22.5mm 经验算卷筒的强度足够。 （ 2）稳定性验算 当前卷筒的直径和长度均较小，只要满足强度计算，一般稳定性都是足够的。故不再进行稳定性验算。 （ 3）卷筒转速计算 卷筒转速0Dmvn nt = 67.014.3 51.74 =14.3r/min。 1.4
14、 计算起升静功率 100060)( 0 nj vGQP = 97.0100060 51.7)6400320000( =47.6kW 式中 起升时总机械效率 22 99.098.094.097.0 = tlchz =0.858 z 为滑轮组效率取 0.97；传动机构机械效率取 0.94；卷筒轴承效率取 0.99；连轴器效率取 0.98。 1.5 初选电动机 为了满足电动机启动时间与不过热要求，按下式初选相应于机构 JC%值的电动机功率： JCP G jP =0.8 47.6=38.08kW 式中 JCP ： JC 值时的功率，位为 kW； G：稳态负载平均系数如表 1-4 所示，根据电动机型号和
15、 JC 值查表得 G=0.8。 表 1-4 起升机构按静功率初选电动机的系数 K 值 查电动机产品目录，选用电动机型号为 YZR280M-10， JCP =55KW， JCn =556r/min，最大转矩允许过载倍数 m=2.8。飞轮转矩 GD=15.5KN.m 电动机转速 )5 5 66 0 0(55 6.476 0 0)( 00 JCJCjd nnPPnn =561.92r/min 式中 dn :在起升载荷 QP =326.4kN 作用下电动机转速； 0n :电动机同步转速； JCP , JCn :是电动机在 JC 值时额定功率和额定转速。 1.6 选用减速器 1.6.1 初选减速器型号 减速器总传动比：5 6 1 .9 2 3 9 .31 4 .3dini n ，取实际速比 i =40。 起升机构减速器按静功率 jP 选取，根据 jP =47.6kW， dn =561.92r/min， i =40，工作级别为 M5，选定减速器为 ZQH100，减速器许用功率 njP =79KW。低速轴最大扭矩
