【正文】 （ 67） 27 34 85bh ?? （ 13）計(jì)算有效載荷 根據(jù) 11 2 .7 2 3 /6 0 1 0 0 0tdnv m s????， 7 級(jí)精度，查得動(dòng)載荷系數(shù) ? ；直齒齒輪 1HFKK???? ；查得使用系數(shù) ? ；用插值法查得 7 級(jí)精度、太陽輪相對(duì)非對(duì)稱布置時(shí) ? ? 。 （ 4）設(shè)定太陽輪齒數(shù) 24aZ ? ，則齒輪圈內(nèi)嚙合齒數(shù) 120b ab aZ i Z? ? ? ，行星輪齒數(shù) 48gZ ? 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與 制作 14 由強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算 ? ?2131 EtdHK T Zudu?????? ???? （ 61） （ 1）試選載荷系數(shù) ? （ 2）選取齒寬系數(shù) ? ? （ 3）計(jì)算太陽輪傳遞的轉(zhuǎn)距 5 511 19 5 .5 1 0 9 5 .5 1 0 3 6 .2 6960PT N m mn? ???? （ 62） 51. 38 27 10 N mm?? （ 4）查得材料的彈性影響系數(shù) MP? （ 5）按齒面硬度太陽輪的接觸疲勞強(qiáng)度 lim 1 1300HaMP? ? ；行星齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 1250HaMP? ? （ 6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ? ?116 0 6 0 9 6 0 1 2 8 3 0 0 8hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? （ 63） 10?? 9 912 2 . 2 1 1 8 1 0 1 . 1 0 5 9 1 02agNN i ?? ? ? ? （ 7）取接觸疲勞壽命系數(shù)1 ?。太陽輪齒面硬度 56～ 60HRC；行星齒輪齒面硬度 52～ 56HRC。 低速就位時(shí)總傳動(dòng)比 ? ?* 7201 9 08aafg b H e b fg b H a bi i i i i i i? ? ? ? ?，則可以得到傳動(dòng)比 ** ed cbi i i??，即 6edi ? ， * ? 。選用 QPZ7 啟動(dòng)盤式制動(dòng)器 JB/ZQ40761997 6 行星減速器設(shè)計(jì) 本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案示意圖如下圖所示，減速器與卷筒通過開式圓柱齒輪連接且該開式齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 fgi =2。 1． 連接主電動(dòng)機(jī)與減速器 LTZ6 帶制動(dòng)輪型聯(lián)軸 132 50J ? GB/T43231984； 2． 連接輔助電動(dòng)機(jī)與減速器 GCLD3 鼓形齒式聯(lián)軸器 70 107 JB/。通用吊鉤已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，本起升機(jī)構(gòu)選用 LYD4M GB/。片式吊鉤由若干厚度不小于 20mm 的 20號(hào)或 16Mn 鋼板鉚接而成。 鑄造吊鉤的材料主要采用 DG20 鋼。雙鉤主要用于起重量較大時(shí)，它受力均勻?qū)ΨQ，特點(diǎn)能充分利用。吊鉤分為單鉤和雙鉤。 經(jīng)計(jì)算得 ? =15mm 吊鉤的選擇 吊鉤是塔式起重機(jī)作業(yè)時(shí)最常用的吊物工具。 多層卷筒尺寸的計(jì)算 卷筒的直徑是卷筒尺寸中關(guān)鍵的尺寸，其計(jì)算公式如下 D hd? 式中 D按鋼絲繩中心計(jì)算的 卷筒的最小卷繞直徑， mm ； h與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 M4，系數(shù)選取 h=16； d鋼絲繩的直徑； 經(jīng)計(jì)算得 D=384mm ,取 D=400mm 筒面上鋼絲繩的卷繞圈數(shù)計(jì)算公式如下 0 ()()H a Z D dZ n D nd????? ? （ 53） 式中 Z直接纏繞在卷筒面上的鋼絲繩數(shù)； H起重機(jī)最大起升高度， m ； a滑輪組倍率； 0Z 鋼絲繩附加安全圈數(shù)，取 3圈； D卷筒直徑， mm ； d鋼絲繩的直徑， mm ； n鋼絲繩的卷繞層數(shù) ，取 n=4。焊接卷筒主要用于大直徑的卷筒，多采用 Q235 鋼板彎成筒形焊接而成。 按制作方式可分為鑄造卷筒和焊接卷筒。側(cè)板的高度應(yīng)比最外層鋼絲繩高出 1～ ，但多層卷繞卷筒的鋼絲繩所受到的擠壓力大，相互間摩擦力大，鋼絲繩壽命低，同時(shí)容易產(chǎn)生亂繩現(xiàn)象。多層卷筒容量大，主要用于起升高度大，卷筒長(zhǎng)度又受到限制的起升機(jī)構(gòu)，采用尺寸較小的多層卷繞卷筒對(duì)于減少機(jī)構(gòu)尺寸十分有利。按卷筒的筒體表面是否有繩槽，可分為光面和螺旋槽面卷筒。 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與 制作 11 卷筒的種類 按筒體形狀，可分為長(zhǎng)軸卷筒和短軸卷筒。當(dāng)起重量 Q=6t時(shí)，滑輪組倍率 S=4。 滑輪的直徑 一般情況下，滑輪的直徑不應(yīng)當(dāng)小于允許的最小值 D hd? (52) 式中 D按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪的最小卷繞直徑， mm ； h與工作機(jī)構(gòu)級(jí)別和鋼絲正結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)， d鋼絲繩的直徑?；喌牟坌?，由一個(gè)圓弧形的槽底與兩個(gè)傾斜的側(cè)壁組成。因?yàn)槠鹬貦C(jī)起升機(jī)構(gòu)所用鋼絲繩多選多股不扭轉(zhuǎn)繩，故選擇多股不扭轉(zhuǎn)繩 187? d=24。依據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 M4， c值選取 ； s鋼絲繩工作最大靜拉力， N 。常用繩芯有機(jī)纖維（如麻、棉）、合成纖維、石棉芯（高溫條件）或軟金屬等材料。 。鋼絲繩起到承受載荷的作用，其性能主要由鋼絲決定。其特點(diǎn)是：承載能力大、自重輕、運(yùn)動(dòng)時(shí)平穩(wěn)無噪聲、適于高速傳動(dòng)。得 P=。得 P=。在額定載荷下工作時(shí)可靠的起動(dòng) (即起動(dòng)時(shí)間合理 )并在最大工作載荷作用下具有足夠的過載能力 (工作中不發(fā)生停車現(xiàn)象 )。功率過大 ,電動(dòng)機(jī)的容量得不到充分利用 ,電動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于輕載運(yùn)行 ,效率過低 ,會(huì)使設(shè)備費(fèi)和重量增加 ,并對(duì)機(jī)械的工作性能和零部件的強(qiáng)度產(chǎn)生有害影響。在起升機(jī)構(gòu)的電機(jī)選擇中 ,正確選擇電動(dòng)機(jī)的功率有很大的意義。 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)的額定功率是指在環(huán)境溫度為 40 ℃以下電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)工作 ,其溫度不超過絕緣材料最高允許溫度時(shí)的最大輸出功率。 電動(dòng)機(jī)的使用壽命主要是其絕緣材料決定的 ,當(dāng)電動(dòng)機(jī)的工作溫度不超過其絕緣材料的最高允許溫度時(shí) ,絕緣材料的使用壽命可達(dá) 20 年左右 ,若超過最高允許溫度時(shí) ,則絕緣材料的使用壽命將大大縮短。目前，我國(guó)生產(chǎn)的電機(jī)多采用 E 級(jí)和 B級(jí)絕緣，發(fā)展趨勢(shì)是采用 F級(jí)和 H 級(jí)。電動(dòng)機(jī)允許達(dá)到的最高溫度是由電動(dòng)機(jī)使用的絕緣材料的耐熱程度決定的，絕緣材料的耐熱程度稱為絕緣等級(jí)。為滿足起重機(jī)的工作要求，起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)與一般工業(yè)用電動(dòng)機(jī)相比有如下特點(diǎn)： 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與 制作 8 1． 起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)按斷續(xù)周期性工作類型制造，通常用負(fù)載持續(xù)率 (接電持續(xù)率 )、接電次數(shù)和起重次數(shù) 3個(gè)參數(shù)表述起重機(jī)電氣設(shè)備的斷續(xù)周期工作制狀況，并作為選型的重要依據(jù)； 2． 起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩 (即過載能力 )； 3． 起重用電動(dòng)機(jī)具有較小的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)徑比較大； 4． 起重用電動(dòng)機(jī)最大安全轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速的倍數(shù)較高，一般為同步轉(zhuǎn)速的 ； 5． 起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)具有 2種以上絕緣等級(jí)，分別使用在不同的環(huán) 境溫度下。 電動(dòng)機(jī)的選擇主要指電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)、額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、種類及型式、防護(hù)等級(jí)、工作制度、調(diào)速方式、接電持續(xù)率等項(xiàng)目的選擇，而其中最重要的是電機(jī)的絕緣等級(jí)、工作制度、防護(hù)等級(jí)的選擇和電機(jī)的功率計(jì) 算。 方案的主要涉及內(nèi)容 1. 鋼絲繩、滑輪組和卷筒的設(shè)計(jì)與選擇； 2. 主、輔電動(dòng)機(jī)的選擇； 3. 制動(dòng)器的選擇； 4. 齒輪的設(shè)計(jì)； 5. 軸的設(shè)計(jì)； 6. 軸承的組合設(shè)計(jì)； 7. 聯(lián)軸器的選擇； 8. 鍵的選擇與校核； 9. 減速器附件的 選擇。且四種速度相互之間便于轉(zhuǎn)換，有利于平穩(wěn)傳動(dòng)，減少?zèng)_擊，提高整個(gè)起升機(jī)構(gòu)的使用壽命，能實(shí)現(xiàn)一定速度范圍內(nèi)的無級(jí)變速。行星差動(dòng)齒輪減速器工作原理簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)。故放棄該方案。故放棄該方案。 至此，該機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)一定速度范 圍內(nèi)的無級(jí)變速，即滿足大傳動(dòng)比且改變范圍寬的傳動(dòng)要求。 1微動(dòng)電機(jī) 2主電機(jī) 圖 23雙電機(jī) 行星差動(dòng)減速器簡(jiǎn)圖 （ 4）第四種速度 主電動(dòng)機(jī) 2和輔助電動(dòng)機(jī) 1 同時(shí)開通，但轉(zhuǎn)向相反。 （ 2）正常升降 主電動(dòng)機(jī) 2接通，輔助電動(dòng)機(jī) 1 斷開并制動(dòng)，主電動(dòng)機(jī) 2經(jīng)過中心輪、轉(zhuǎn)臂減速，卷筒便可以得到正常升降所需的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。 方案 3：雙電機(jī) 行星差動(dòng)減速器 該方案可以根據(jù)電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī) 2及行星差動(dòng)減速器協(xié)同工作的情況實(shí)現(xiàn)四種不同的速度： （ 1）微速升降 當(dāng)需要微速升降時(shí)，主電機(jī) 2斷電，中心輪被制動(dòng)，輔助電動(dòng)機(jī) 1 接通電源，通過二級(jí)減速器帶動(dòng)內(nèi)齒圈、行星輪和轉(zhuǎn)臂使卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，可得微速升降速度。低速就位時(shí)，主電動(dòng)機(jī) 1斷電，相應(yīng)于電動(dòng)機(jī) 1和 7的制動(dòng)器松開，制動(dòng)器 4 則抱死 5 輪，輔助電動(dòng)機(jī) 7 通電，通過減速器 6及行星聯(lián)軸器 5得到減速。 方案 2：雙電動(dòng)機(jī) 行星聯(lián)軸器傳動(dòng) 1主電動(dòng)機(jī) 2減速器 3卷筒 4制動(dòng)器 5行星聯(lián)軸器 6減速器 7電動(dòng)機(jī) 圖 22 雙電動(dòng)機(jī) 行星聯(lián)軸器簡(jiǎn)圖 該方案選用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)及行星聯(lián)軸器。方案如下： 方案 1：雙電機(jī) 雙減速器傳動(dòng) 該結(jié)構(gòu)為兩套獨(dú)立的電動(dòng)機(jī) 減速器傳動(dòng)。另外，制動(dòng)器常處于常閉狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)傳遞給卷筒時(shí)，通過卷筒不同塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與 制作 5 方向的旋轉(zhuǎn)將鋼絲繩卷入或放出，從而使吊鉤與吊掛在其上的物料實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)， 至此 ，將電動(dòng)機(jī)輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為吊鉤的垂直上下的直線運(yùn)動(dòng) ，以實(shí)現(xiàn)重物的起升、下降。 此外，起升機(jī)構(gòu)還配備起重量限制器、上升極限位置限制器、排繩器等安全裝置。 圖 21塔式起重機(jī)示意圖 3 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的組成與工作原理 起升機(jī)構(gòu)的組成 實(shí)現(xiàn)重物升、降運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱之為起升機(jī)構(gòu) ,塔式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)通常由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、卷筒、鋼絲繩、滑輪組及吊鉤等零部件組成。單位為 m 。該參數(shù)是評(píng)價(jià)起重機(jī)的一個(gè)綜合性能指標(biāo)，它反映了起重機(jī)設(shè)計(jì)、制造和材料技術(shù)水平。 包括平衡重、壓重和整機(jī)重。 同一軸心線左右兩個(gè)行走輪、輪胎或左右兩側(cè)行走輪之間或輪胎足中心徑向平面間的距離。 同一側(cè)行走輪的軸心線或一組行走輪中心線之間的距離。 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與 制作 4 在規(guī)定幅度時(shí)的最大起升載荷，包括物品、去霧裝置（雕梁、抓斗、起重電磁鐵等）的重量。以 H 表示，單位 m 。表式起重 機(jī)不移動(dòng)時(shí)的工作范圍，以 R表示，單位 m 。起重力矩綜合了起重量與幅度兩個(gè)因素參數(shù)， 所以能比較全面和確切地反映塔式起重機(jī)的起重能力。所謂工程起重力矩是指起重臂為基本臂長(zhǎng)時(shí)，最大幅度與相應(yīng)額定起重量重力的乘積。常用的安全裝置有：起升高度限位器、起重量限制器、幅度指示器、起重力矩限制器、夾軌器、錨定裝置以及各種行程限位開關(guān)等。金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的骨架，主要承載件如橋架、臂架和門架可為箱形結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，也可為腹板結(jié)構(gòu)，有的可用型鋼作為支承梁。變幅機(jī)構(gòu)只配備在臂架型起重機(jī)上，臂架仰起時(shí)幅度減小，俯下時(shí)幅度增大，分平衡變幅和非平衡變幅兩種。 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與 制作 3 塔式起重機(jī)的組成 任何一臺(tái)塔式起重機(jī)，不論其技術(shù)性能還是構(gòu)造上有什么差異，其主要部分都是一樣的， 通常塔式起重機(jī)械由起升機(jī)構(gòu) (使物品上下運(yùn)動(dòng) )、運(yùn)行 機(jī)構(gòu) (使起重機(jī)械移動(dòng) )、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) (使物品作水平移動(dòng) )，再加上金屬機(jī)構(gòu)，動(dòng)力裝置，操縱控制及必要的輔助裝置組合而成。與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)品的差距主要表現(xiàn)在產(chǎn)品使用可靠性能、整機(jī)壽命、外觀質(zhì)量及信息化技術(shù)水平上，這些差距集中反映在基礎(chǔ)部件水平方面。至此，無論從生產(chǎn)規(guī)模、應(yīng)用范圍還是塔式起重機(jī)總裝量來看，我國(guó)均堪稱塔式起重機(jī)大國(guó)。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以后，我國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)隨著全國(guó)范圍內(nèi)建筑任務(wù)的增加而進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，產(chǎn)量連年猛增，部分還出口到國(guó)外。 1961 年首先在北京試制成功了紅旗 — II型塔式起重機(jī)，它也是我國(guó)最早自行設(shè) 計(jì)的塔式起重機(jī)。 20 世紀(jì) 50 年代，為滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，引進(jìn)了前蘇聯(lián)以及東歐一些國(guó)家的塔式起重機(jī)，并進(jìn)行仿制，為以后的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，開啟了我國(guó)起重機(jī)制造的開端，其功不可沒。 我國(guó)塔式起重機(jī)的發(fā)展與趨勢(shì) 錯(cuò)誤 !未指定書簽。為適應(yīng)城市改造工程的特點(diǎn)，西方某些工廠率先推出 400～ 700KNm 級(jí)的城市塔機(jī)。如今，幅度70～ 90m 、最大起重量 50～ 60t 、起升高度 100～ 300m 的塔機(jī)亦非罕見。依據(jù)參數(shù)要求，選用適當(dāng)模數(shù)分組拼成具有不同技