【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 型式 —— 雙速電機(jī) +液力偶合器 +電磁 — 彈簧制動(dòng)器 +行星傳動(dòng)減速器 + 輸出小齒輪 +單排球式回轉(zhuǎn)支承。 星齒行星齒輪減速器特點(diǎn)：它是一種新型傳動(dòng)裝置，具有重量輕、體積小、重量輕、傳動(dòng)比大點(diǎn)，而且這種傳動(dòng)采用標(biāo)準(zhǔn)的圓柱，齒形最簡(jiǎn)單，基本實(shí)現(xiàn)了受載零件全部做純滾 ,并且各主要受力處多為凹凸接觸，且有較高的接觸強(qiáng)度。 [3]而且現(xiàn)在服役的塔機(jī)大部分用的都是星齒行星齒輪減速器。 星齒行星減速器如圖 所示 ： 圖 星齒行星齒輪減速器 這是我們成系列配置設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu) , 簡(jiǎn)圖 如圖 所示 ：它具有回轉(zhuǎn)平穩(wěn)、高低兩速、停止定位、徑向尺寸小、傳動(dòng)效率高、自重輕等特點(diǎn) , 是目前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，并且有的廠家已經(jīng)提供成套的產(chǎn)品。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 (1) 行星減速器內(nèi)的齒輪是淬火后磨削的高精度硬齒面齒輪 , 輸出小齒輪及回轉(zhuǎn)大齒輪都經(jīng)表面淬火 , 所以傳動(dòng)功率大、傳動(dòng)效率高、噪聲小、使用可靠、壽命長(zhǎng)。 (2) 行星減速器輸出端按塔機(jī)懸臂結(jié)構(gòu)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì) , 采用 GB297—87 滾錐軸承、雙層骨架式油封、大直 徑輸出軸 , 與輸出小齒輪花鍵聯(lián)接 , 克服了前面所述的其它減速器輸出端經(jīng)常出現(xiàn)的多種缺陷 ,并可根據(jù)主機(jī)需要 ,簡(jiǎn)便地配換各種參數(shù)的輸出小齒輪 , 以滿(mǎn)足不同規(guī)的塔機(jī)要求。 (3) 行星減速器有 A 型 (長(zhǎng)頸 )及 B 型 (短頸 )兩種 ,可滿(mǎn)足不同的上支座結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)比 i 可根據(jù)需要另行匹配。 (4) 自重輕。如 80 年代設(shè)計(jì)的 800kN m級(jí)塔機(jī) , 采用前述第二類(lèi)結(jié)構(gòu)型式的回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置 , 交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承自重 864kg, 電機(jī) — 減速器等雙機(jī)構(gòu)自重2600= 1200kg,整套回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置自重約 2064kg。又如現(xiàn)在使用的 1600kN m 級(jí)塔機(jī) ,原設(shè)計(jì)采用第三類(lèi)傳動(dòng)型式 , 雙排球式回轉(zhuǎn)支承自重約 3100kg,雙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)自重約 2550=1100kg,整套裝置自重約為 4200kg。采用新的裝置 , 自重僅有 1743kg或 1805kg。可見(jiàn)成套回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置在節(jié)省的材料和資金都十分可觀。 (5) 雙速電機(jī)與液力偶合器匹配 , 具有調(diào)速和吸收沖擊的功能 , 回轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 (6) 單排球式回轉(zhuǎn)支承采用 JJ 3611—91《單排球式回轉(zhuǎn)支承》標(biāo)準(zhǔn) , 產(chǎn)品曾獲建設(shè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、建設(shè)部部?jī)?yōu)和國(guó)優(yōu)證書(shū) , 由馬鞍山回轉(zhuǎn)支承廠生 產(chǎn)。行星傳動(dòng)裝置獲安徽省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)及安徽省優(yōu)秀新產(chǎn)品獎(jiǎng) , 由馬鞍山傳動(dòng)機(jī)械廠生產(chǎn)。圖中件⑦、⑧采用 JG/T 5057—1995《建筑機(jī)械與設(shè)備 高強(qiáng)度緊固件》。上述二廠都是建設(shè)部納入部“七五”及“八五”技術(shù)改造的定點(diǎn)企業(yè) , 技改后設(shè)備先進(jìn) , 質(zhì)量保證體系完善 , 具有為建設(shè)機(jī)械提供優(yōu)質(zhì)配套的能力。 最后選擇第四種傳動(dòng)方案。因?yàn)榈谒姆N傳動(dòng)方案具有塔機(jī)對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝置的要求，具有回轉(zhuǎn)平穩(wěn)， 起動(dòng)制動(dòng)慣性力??；使用可靠 ,壽命長(zhǎng)；工作時(shí)可停止定位 , 非工作狀態(tài)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)；最重要的是回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置本身尺寸小，重量輕 ,便于 上支座結(jié)構(gòu)布置及減輕塔身結(jié)構(gòu)和塔身的自重 ,減少了塔身的重量。 2 回轉(zhuǎn)支撐裝置的受力計(jì)算 6 2 回轉(zhuǎn)支撐裝置的受力計(jì)算 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐的受力計(jì)算 作用在回轉(zhuǎn)支撐上的載荷主要包括起重臂架、平衡臂架、平衡重、塔頂部分的自重、最大額定起升載荷、風(fēng)載荷、慣性載荷以及回轉(zhuǎn)齒輪嚙合力的作用。這些力均可向回轉(zhuǎn)中心簡(jiǎn)化成回轉(zhuǎn)支撐的計(jì)算載荷垂直力 V，水平力 H 和力矩 M 三部分。 作用在滾動(dòng)軸承上回轉(zhuǎn)支承上的載荷如圖 所示 ： 圖 作用在滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承上的載荷 用下式計(jì)算： 31bQ GFV GG ???? ? 312Lb1 FFH LLW FFF ????? 33331122bQ GFM lLvbvbWWb hFLGLGhFhFLR ??????? ? V=18000+5764+11600+1550= N H=++= M=17840015+27++ 313680= N； FQ最大額定載荷， N； FQ=8000=78400 N ? 起升動(dòng)載荷系數(shù)：取 ? =1； F1作用在重物上的離心力， N； F1=800015=； FWQ作用在重物上的風(fēng)力， N； 西 安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 FWQ=2508=2021N； Gb起重臂的重力， N； Gb=5764=； G1除去起 重臂架和配重之外其他回轉(zhuǎn)部分的重力， N； G1=1550=15190N； G3平衡重， N； G3=11600=113680N； FL1G1 質(zhì)量引起回轉(zhuǎn)離心力， N； FL1=1550= N； FL3G3 質(zhì)量引起回轉(zhuǎn)離心力， N； FL3=1160016= N； FLb起重臂架的回轉(zhuǎn)離心力， N； FLb=548428= N； Fw2作用在塔機(jī)回轉(zhuǎn)部分上的風(fēng)載， N； Fw2=4430= N； 根據(jù)塔式起重機(jī)的總體尺寸及計(jì)算載荷，即垂直力 V，水平力 H 和力矩 M，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇滾動(dòng)軸承型號(hào) 回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的計(jì)算 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)計(jì)算包括回轉(zhuǎn)阻力矩的計(jì)算及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算 回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)主要克服的阻力是回轉(zhuǎn)支撐裝置中的摩擦阻力據(jù)、風(fēng)力阻力矩和回轉(zhuǎn)慣性阻力矩，按下式計(jì)算： T=Tm+Tw+Tg+Tp T回轉(zhuǎn)阻力矩， ； Tm回轉(zhuǎn)支撐裝置中的摩擦阻力據(jù)， ； Tw風(fēng)力阻力矩， ； Tg慣性阻力矩，僅出現(xiàn)在回轉(zhuǎn)啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)， ； Tp坡度阻力矩， ； (1) 摩擦阻力據(jù) Tm 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置在回轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力據(jù)按下式計(jì)算： ? ?? ??? NHN VMD2T 0m ? () 西 安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 Tm=()(+)= N 式中 ? 當(dāng)量摩擦系數(shù)， 如表 所示 ： 表 工況 球式回轉(zhuǎn)支撐 交叉滾珠式回轉(zhuǎn)支撐 回轉(zhuǎn)啟動(dòng) 正?；剞D(zhuǎn) D0回轉(zhuǎn)支撐滾道中心圓直徑， ； ?VMN 垂直力 V 和力矩 M 在回轉(zhuǎn)支撐的滾動(dòng)體上產(chǎn)生的發(fā)向壓力絕對(duì)值總和， N； 當(dāng) e= DVM ? (交叉滾珠式）和 e= DVM ? (滾球式）時(shí) DNVM ?? () e= DVM ? (交叉滾珠式）和 DVM ? (滾球式）時(shí) eVM kD VeN ?? () 因?yàn)?M/V，所以， N 53 21 .49/ 2V0 eN VM ?????? ekD 式中 ek 系數(shù)，滾球式 ek =， ?VMN水平力 H 在回轉(zhuǎn)支撐的滾動(dòng)體上產(chǎn)生的法向壓力絕對(duì)值總和，N。 HkH??VMN HkH?? VMN == N 式中 Hk 系數(shù)值，與滾動(dòng)體的形狀和滾動(dòng)體與滾道的接觸角等因素有關(guān)。當(dāng)接觸角為 450 時(shí)，對(duì)滾球式取 Hk = (2) 風(fēng)阻力矩 TW 風(fēng)阻力矩的計(jì)算公式： ?s i n)( 4433 RFRFRFRFT wwbwbWQW ???? () 西 安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 式中 FWQ作用在起吊物上的風(fēng)載荷， N A=2 ㎡ ,C= FWQ=2502=600 N； wbF 作用在起重臂架上的風(fēng)力， N； A臂 == m2 φ 漏 =, η重 =, C= Kn=1, qⅡ =250N/m2 A實(shí) =φ(1＋ η)A== m2 FWb=250=6734 N FW3作用在平衡重上的風(fēng)載荷， N； A= FW3=250=1500N 4wF 作用在平衡臂架上的風(fēng)載荷， N； A== m2 FW4=250= N R 起吊物品到回轉(zhuǎn)中心的距離， m； 取 R=15m bR 起重臂架風(fēng)力作用線(xiàn)到回轉(zhuǎn)中心的距離， m； 取 Rb=27m 3R 平衡重風(fēng)力作用線(xiàn)到回轉(zhuǎn)中心的距離， m； 取 R3=16m 4R 平衡臂架力作用線(xiàn)到回轉(zhuǎn)中心的距離， m； 取 R4=9m ? 起重臂與風(fēng)向的夾角，（ 176。 ）。 當(dāng) ? =90176。 時(shí)，起重臂架與風(fēng)向垂直，最大的風(fēng)阻力矩按下式計(jì)算： 4433m a x RFRFRFRFT wwbwbWQW ???? =60015+67342715009= N； 當(dāng) ? 從零變化到 90186。的過(guò)程中，風(fēng)阻力矩也隨著變化，其等效風(fēng)阻力矩按下式計(jì)算： Wwe TT ? == N； (3) 回轉(zhuǎn)慣性阻力矩 gT 回轉(zhuǎn)慣性阻力矩是由起升載荷、塔機(jī)回轉(zhuǎn)部分和傳動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)零件三部分質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力矩引起的。 西 安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 gmgGgQg TTTT ??? Tg回轉(zhuǎn)慣性阻力矩， kgm2； TgQ起吊物品繞塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)的慣性阻力矩， kgm2； TgG塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分的慣性阻力矩， kgm2； TGm作用在電機(jī)軸上的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分的慣性阻力矩， kgm2； 起吊物品繞塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)的慣性阻力矩 gQT tnRRqQT gQ )( ?? () =(78400+)152(5)= kgm2； 式中 Q額定起升載荷， N； Q=8000=78400 N； q吊具自重， N； q=374= N； R起吊物品的質(zhì)心至回轉(zhuǎn)中心線(xiàn)的水平距離， m； 取 R=15m n塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)速度， r/min； 取 n= t 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)時(shí)間， s，通?？扇?t=3～ 6s. 塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分的慣性阻力矩 gGT tnJT ni GigG ??? () JGi塔式起重機(jī)零部件和構(gòu)件繞回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， kgm2； 作用在電機(jī)軸上的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分的慣性阻力矩 gmT ,因?yàn)樽饔迷陔姍C(jī)軸上的機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，可以忽略不計(jì)，所以這部分不計(jì)。但是在實(shí)際中這部分是要計(jì)算在內(nèi)的。 (4) 坡度阻力矩 塔式起重機(jī)由于軌道鋪蛇不平或者土壤地基的沉陷，導(dǎo)致其回轉(zhuǎn)中心線(xiàn)與鉛垂線(xiàn)成一夾角，從而產(chǎn)生坡度阻力矩。一般回轉(zhuǎn)中心線(xiàn)與鉛垂線(xiàn)的夾角很小，可以忽略不計(jì)， 當(dāng)夾角很大時(shí)，應(yīng)考慮坡度阻力矩。 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的計(jì)算 [1]初選電動(dòng)機(jī)時(shí)，等效功率安下面的公式計(jì)算 ?9550nTP ee? ()