【正文】 Smax=Q+G0/2ihηh=(20+)104/ 24=104N式中 Q ―— 額定起重量，Q =20t； G0—— 吊鉤組重量,G0 = （ 吊鉤的重量一般約占額定起重量的2 ~ 4 % ，）； ih——滑輪組倍率，ih=4； ηh——滑輪組效率，ηh=。根據(jù)上述數(shù)據(jù)選用鋼絲繩，由參考文獻(xiàn)[5]選擇圓股線(xiàn)接觸鋼絲繩6W﹙19﹚，選擇鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)滿(mǎn)足 Smax≦φSb/n式中Smax——鋼絲繩工作時(shí)所受的最大拉力（N）； Sb——鋼絲繩規(guī)范中鋼絲破斷拉力的總和（N）； ?——鋼絲繩判斷拉力換算系數(shù)，對(duì)于繩6W(19)的鋼絲繩，查得?=； n——鋼絲繩安全系數(shù)，對(duì)于M5工作類(lèi)型n= 由上式可得 Sb≧k/φSmax =104 =104查參考文獻(xiàn)[4]選擇鋼絲繩6W(19)，公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度1850N/ mm2，直徑d=，其鋼絲破段拉力總和[Sb]=104N，標(biāo)記如下鋼絲繩 20 NA T6(9+9+1)+ GB/T 1996 滑輪、卷筒的選擇 為了確保鋼絲繩具有一定的使用壽命，滑輪的直徑應(yīng)滿(mǎn)足： Dh≥d(h1) () =20(201)=380mm 式中 h—— 系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[4]查得，對(duì)工作類(lèi)型M5的起重機(jī)，取h=20； d——所選擇的鋼絲繩的直徑，mm。 查參考文獻(xiàn)[4]取滑輪的直徑為Dh=560 mm。 平衡滑輪名義直徑：d平=Dh=560 mm 查參考文獻(xiàn)[2]，由鋼絲繩直徑d=20mm，得繩槽斷面尺寸,由繩槽斷面尺寸，選擇滑輪軸承6224。 所選滑輪：滑輪 B 20630起重機(jī)中主要采用鑄造圓柱形卷筒。在大多數(shù)情況下，繩索在卷筒上只繞一層。 1) 卷筒的直徑： DH ≧d(h1) =20(181)=340mm 式中 h——系數(shù)，由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得，對(duì)工作類(lèi)型M5的起重機(jī)，取h=18； d——所選擇的鋼絲繩的直徑，mm。 取卷筒的直徑為D =630mm。 2) 卷筒槽計(jì)算 繩槽半徑：R=（～）d=～ 取11mm 繩槽深度（標(biāo)準(zhǔn)槽）：c0=（～）d=5～8mm 繩槽節(jié)距：p=d+（2～4） 取22mm 卷筒計(jì)算直徑：D0=D+d=650 mm 3) 確定卷筒長(zhǎng)度并驗(yàn)算起強(qiáng)度 根據(jù)需要選擇雙聯(lián)卷筒，卷筒的總長(zhǎng)度： L=2(L0+L1+L2)+Lg () 式中H—— 最大起升高度，H＝10 m； Z——鋼絲繩安全圈數(shù)，Z ，取Z=2； P ——繩槽節(jié)距，P = 22mm； L1——無(wú)繩槽卷筒端部尺寸，由結(jié)構(gòu)需要確定，L1= 300mm； L2——固定繩尾所需長(zhǎng)度，L2≈3p=66mm； Lg——中間光滑部分長(zhǎng)度， Lg=50mm 0D——卷筒的計(jì)算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計(jì)算）, 0D＝D＋d=630＋20 = 650 mm； 代入上式得： L=2(+300+66)+50= 取L=1800m，卷筒材料初步采用HT200 灰鑄鐵 GB/T 94391988，抗拉強(qiáng)度極限δL=195MPa，抗壓δy=δL=585MPa 其壁厚可按參考文獻(xiàn)[14]公式確定δ=+（6～10）=630+8=～， 取δ=20mm卷筒壁的壓應(yīng)力演算： 許用壓應(yīng)力，故強(qiáng)度足夠。 由于卷筒L3D，不計(jì)算由彎曲力矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力（因扭轉(zhuǎn)應(yīng)力小，一般忽略不計(jì)). 卷筒轉(zhuǎn)速計(jì)算電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)起升功率PN Pq主起升機(jī)構(gòu)額定起升載荷vq主鉤起升速度，單位m/sη起升機(jī)構(gòu)的總效率，一般取 初選電動(dòng)機(jī) 按照S4工作制，確定相應(yīng)的CZ值和實(shí)際接電持續(xù)率下的功率，然后判定其工作狀況。查閱參考文獻(xiàn)[1]，其起升機(jī)構(gòu)的JC值為JC%=25%,CZ=150穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)G=。選用YZR280S8型電動(dòng)機(jī)，功率PC=51kw，轉(zhuǎn)速ne=718r/min由JC=25%，CZ=150得P=25kw，GD2= 初選減速器 根據(jù)要求選用QY系列硬齒面減速器計(jì)算起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比，選擇減速器查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取i=5 根據(jù)傳動(dòng)比i=5，有電動(dòng)機(jī)功率N=51kw,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速718r/min，選擇減速器，其型號(hào)為 QJR5003CW 驗(yàn)算最大扭矩Mmax=（）M額i 電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍率電動(dòng)機(jī)傳遞的效率， =~ M額電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 因?yàn)镸max [M],最大扭矩驗(yàn)算通過(guò)。實(shí)際起升速度和實(shí)際所需功率的驗(yàn)算實(shí)際起升速度為：要求起升速度偏差應(yīng)小于10%所以滿(mǎn)足要求。 選擇制動(dòng)器 主起升機(jī)構(gòu)采用支持制動(dòng)和控制制動(dòng)，支持制動(dòng)采用常閉電液盤(pán)式制動(dòng)器，控制制動(dòng)采用電氣制動(dòng)，在驅(qū)動(dòng)裝置每個(gè)減速器高速軸兩端各設(shè)置一套電液盤(pán)式制動(dòng)器，一套為工作制動(dòng)器，另一套為輔助制動(dòng)器，在任何情況下不會(huì)出現(xiàn)“溜鉤”現(xiàn)象，每套制動(dòng)器的安全系數(shù)≥。計(jì)算制動(dòng)力矩K2制動(dòng)器安全系數(shù)，PQ額定起升重量，104N機(jī)構(gòu)的效率，D卷筒直徑，單位m，取D=a滑輪組倍率，a=4i減速器傳動(dòng)比，i取5故所選制動(dòng)器型號(hào)為：YWZ5315/80其制動(dòng)輪直徑為315mm，。 選擇聯(lián)軸器 依據(jù)所傳遞的扭矩，轉(zhuǎn)速和被連接的軸頸等參數(shù)選擇聯(lián)軸器的具體規(guī)格，起升機(jī)構(gòu)中，所選聯(lián)軸器要滿(mǎn)足M=K1K2Mmax [M] K1聯(lián)軸器重要程度系數(shù)，對(duì)起升機(jī)構(gòu)，K1=K2角度偏差系數(shù)，對(duì)齒輪聯(lián)軸器，其K2=1Mmax按照第二類(lèi)載荷計(jì)算的軸傳遞的最大扭矩選擇型號(hào)為CLZ3。 起制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 起動(dòng)時(shí)間和起動(dòng)加速度的驗(yàn)算 J1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J1= kgm2J2聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J2= kgm2J3制動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J3=35 kgm2D卷筒的直徑，單位m， D=I 減速器的減速比，i=5n 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 n=718r/minM起平電動(dòng)機(jī)平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，查參考文獻(xiàn)[11]，為（）M電。取M起平= M電 M起平=2808 NmM電電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 通常起升機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)時(shí)間為1~5s，故所選電動(dòng)機(jī)合適.制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)加速度的驗(yàn)算 n’ 滿(mǎn)載下降時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，通常取n’==638r/minM靜’ 滿(mǎn)載下降時(shí)制動(dòng)軸靜轉(zhuǎn)矩， Nm M制=4000 Nm制動(dòng)加速度為： 其制動(dòng)加速度小于推薦值，合理。 電動(dòng)機(jī)的校核 電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校核 PN電動(dòng)機(jī)的額定功率，單位為（KW）H系數(shù)，m電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)，m=1電動(dòng)機(jī)的過(guò)載倍數(shù)，起升機(jī)構(gòu)的效率，vq起升速度，單位為716（m/s）故，電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校核通過(guò)。電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱校核(在S4工作制下) K電動(dòng)機(jī)的工作類(lèi)型系數(shù)，取k= r系數(shù)，與的比值及使用情況有關(guān)，起升機(jī)構(gòu)=（），查參考文獻(xiàn)[2]，得r=故 發(fā)熱校核通過(guò)。 副起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 門(mén)式起重機(jī)副起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù) 起重量 5t 起升高度 10m起升速度 1918m/min工作級(jí)別 A5 確定傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組圖24 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案依據(jù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置易緊湊的原則，現(xiàn)采用如上圖所示的傳動(dòng)方案。如圖所示，查閱參考文獻(xiàn)[5]，選擇滑輪組倍率a=2的雙聯(lián)滑輪組。查閱參考文獻(xiàn)[5]，由G=（2%4%）Q ,計(jì)G=，故主起升載荷 Pq=Q+G=104N 鋼絲繩的選擇 滑輪組采用滾動(dòng)軸承，采用a=2的倍率。查閱參考文獻(xiàn)[5]，得到滑輪組的效率=計(jì)算鋼繩的靜拉力 a滑輪組的倍率Pq副起升機(jī)構(gòu)額定起升載荷 選用鋼絲繩由鋼絲繩選用的最小安全系數(shù)法F0SnF0鋼絲繩整繩的破斷拉力n 鋼絲繩的最小安全系數(shù)，查閱參考文獻(xiàn)[4]，由機(jī)構(gòu)工作級(jí)別選擇n=S鋼繩的最大靜剛度F0==對(duì)于單層繞卷筒一般選擇纖維芯的鋼絲繩對(duì) F0=*S絲S絲鋼絲的破斷拉力鋼絲繩判斷拉力換算系數(shù) ，對(duì)于單層繞纖維芯鋼絲繩取S絲=由參考文獻(xiàn)[4]中鋼絲繩選擇表中 選擇合適的鋼絲繩，其編號(hào)為鋼絲繩 19W+ 滑輪、卷筒的選擇滑輪計(jì)算為了確保鋼絲繩具有一定的使用壽命，滑輪的直徑（子繩槽底部算起的直徑）應(yīng)滿(mǎn)足： Dh≥d(e1) =(201)= 式中 e—— 系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[5]查得，對(duì)工作類(lèi)型M5的起重機(jī)，取e=20； d——所選擇的鋼絲繩的直徑，mm。 取滑輪的直徑為Dh=315 mm。 平衡滑輪名義直徑：d平=Dh=315mm 查參考文獻(xiàn)[4]，由鋼絲繩直徑d=，得繩槽斷面尺寸。 由繩槽斷面尺寸，選擇滑輪軸承6224。 所選滑輪：315 卷筒計(jì)算起重機(jī)中主要采用鑄造圓柱形卷筒。在大多數(shù)情況下，繩索在卷筒上只繞一層。 (1) 卷筒的直徑： Dh≥d(e1)=(181)= 式中 e——系數(shù)，由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得，對(duì)工作類(lèi)型M5的起重機(jī)，取e=18； d——所選擇的鋼絲繩的直徑，mm。 查參考文獻(xiàn)[4]，取卷筒的直徑為D =400mm。 (2） 卷筒槽計(jì)算 繩槽半徑：R=（～）d=～7mm 取7mm 繩槽深度（標(biāo)準(zhǔn)槽）：C0=（～）d=～5mm 取4mm 繩槽節(jié)距：p=d+（2～4）=15mm 卷筒計(jì)算直徑：D0=D+d= (3) 確定卷筒長(zhǎng)度并驗(yàn)算起強(qiáng)度 根據(jù)需要選擇雙聯(lián)卷筒，卷筒的總長(zhǎng)度： 式中 H——最大起升高度，H＝10 m； Z——鋼絲繩安全圈數(shù)，Z ，取Z=2； P ——繩槽節(jié)距，P = 15mm； L1——無(wú)繩槽卷筒端部尺寸，由結(jié)構(gòu)需要確定，L1 = 80； L2——固定繩尾所需長(zhǎng)度， L2≈3p=45mm； Lg——中間光滑部分長(zhǎng)度，Lg =50mm D0——卷筒的計(jì)算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計(jì)算）, D0＝D＋d=400＋= mm； 代入上式得： L=2(+80+45)+50= 取L=1000mm，卷筒材料初步采用HT200 灰鑄鐵 GB/T 94391988，抗拉強(qiáng)度極限δL=195MPa，抗壓δy=δL=585MPa。 其壁厚可按經(jīng)驗(yàn)公式確定δ=+（6～10）=14～18mm，取δ=18mm。 卷筒壁的壓應(yīng)力演算，： 許用壓應(yīng)力，故強(qiáng)度足夠。 由于卷筒L3D，可以不計(jì)算由彎曲力矩產(chǎn)生的拉應(yīng)（因扭轉(zhuǎn)應(yīng)力甚小，一般忽略不計(jì)）。卷筒轉(zhuǎn)速 初選電動(dòng)機(jī)計(jì)算電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)起升功率PN Pq主起升機(jī)構(gòu)額定起升載荷vq主鉤起升速度，單位m/s起升機(jī)構(gòu)的總效率，一般取 選擇電動(dòng)機(jī)按照S4工作制，確定相應(yīng)的CZ值和實(shí)際接電