【正文】 5 0 0 0 1 2 5 0 1 2 5 0 044xcP G k g N? ? ? ? 初選車輪：由［ 2］附表 17 可知，當(dāng)運(yùn)行速度＜ 60m/min 時(shí)， 8000 5000xcQG ??≥ ，工作級別為中級時(shí)，車輪直徑 350mmcD ? ，軌道型號為， 18kg/m（ P24） 的許用輪壓為 ＞ ，根據(jù) GB462884 規(guī)定，直徑系列為 cD =250、 31 400、 500、 630mm，故初步選定車輪直徑為 mm315?cD 。 已知數(shù)據(jù)：起重量 Q=8t,起升高度 H=10m，起升速度 v=12m/min,小車運(yùn)行速度c? =40m/min，工作級別均為中級，機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率 JC=25%，小車質(zhì)量估計(jì) xcG =5t。小車各部分的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮制造，安裝和維護(hù)檢修的方便，盡量保證各部件拆下修理時(shí)而不需要移動鄰近的部件。在設(shè)計(jì)原則上，要以機(jī)構(gòu)為主，盡量用小車架去配合機(jī)構(gòu)；同時(shí)機(jī)構(gòu)的布置也要盡量使鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 制造和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的要求設(shè)計(jì)，但在不影響機(jī)構(gòu)的工作的條件下，機(jī)構(gòu)的布置也應(yīng)配合小車架的設(shè)計(jì)，使其構(gòu)造簡單，合理和便于制造。 小車架上的機(jī)構(gòu)與小車架配合要適當(dāng)。如能滿足這個要求，則可以獲得最小的車輪，輪軸及軸承箱的尺寸，并且使起重機(jī)橋架主梁上受到均勻的載荷。但也不應(yīng)太大，否則小車就不緊湊。 小車上機(jī)構(gòu)的布置及同一機(jī)構(gòu)中各零件間的配合要求適當(dāng)。小車的平面布置愈緊湊小車愈能跑到靠近橋架的兩端，起重機(jī)工作范圍也就愈大。 d) 起重機(jī)總體方案設(shè)計(jì) （ 2）、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)，主要包括： a) 確定大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動方案 b) 進(jìn)行大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主要計(jì)算 c) 選擇主要零部件 設(shè)計(jì)要 求 在設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合起重機(jī)的實(shí)際工作條件，注意了以下幾方面的要求： 整臺起重機(jī)與廠方建筑物的配合，以及小車與橋架的配合要恰當(dāng)。從而培養(yǎng)學(xué)生具有結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步能力；使學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想、理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的工作作風(fēng) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 a) 起重小車總體設(shè)計(jì) （ 1）、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算 b) 起升機(jī)構(gòu)卷筒組的設(shè)計(jì)計(jì)算。 、內(nèi)容和要求 設(shè)計(jì)目的 現(xiàn)代橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)是在學(xué)完起重機(jī)械課程之后的一個重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。減速器位于小車主動輪中間的小車傳動方式．使小車減速器輸出軸及兩側(cè)傳動軸所承受的扭矩比較均勻。 ∴ [τ 0k]= 1402 ??? = 故 τ n[τ 0k] 通過 （ 2）強(qiáng)度驗(yàn)算 軸所受最大轉(zhuǎn)矩： MⅡ max= ?? Me= 218= 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： τ max= WMmax?? = ?= 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： [τ Ⅱ ]= sn?Ⅱ= =120MPa 式中 nⅡ —— 安全系數(shù)， nⅡ = τ max[τ Ⅱ ] 故通過 浮動軸的構(gòu)造如圖 23所示，中間軸徑 d1=d+（ 5～ 10） =50～ 55mm，取 d1=55mm 。 此處取 k=2 =。 彎曲б 1： б 1=（б b+б s） =（ 600+300） =243MPa 扭矩： 16 τ 1= 13?? =2433 =140MPa τ s= s= 300=180MPa 軸受脈動循環(huán)的許用扭矩應(yīng)力： [τ 0k]=11 12 nk ????? 式中 k=kx 14 高速浮動軸計(jì)算 ①疲勞計(jì)算 由起升機(jī)構(gòu)疲勞計(jì)算基本載荷 MⅠ max=? 6Me= 218= 式中 ? 6—— 動載系數(shù)， ? 6=12 （ 1+? 2） =12 （ 1+） =； ?2—— 起升載荷動載系數(shù)（物品起升或下降制動的 動載效應(yīng)）， ? 2=1+=1+ = 。 m= 由 [4]表 66查得許用減速度， a≤ ， a=ztv ，故 [tz]=v? = ? = 由于 tz≈ [tz]，雖不完全符合 tz[tz],但這么小的時(shí)間差完全可以在電氣設(shè)計(jì)時(shí)，在整流裝置的電路中增加特殊裝置來縮短這微小的制動時(shí)間差。 13 驗(yàn)算制動時(shí)間 制動時(shí)間： 15 tz= ?????? ???? ?2200121 )()()( i DGQGDCMM n jez = ?????? ? ??????? 2)( )2198000()( 715 = 式中 Mj180。㎡ 靜阻力距： Mj= ?i DGQ 2 )( 00? = )2198000( ??? ? =為與制動器 YWZ5315/30相適應(yīng)，將 S124聯(lián)軸器所帶ф 300mm 制動輪，修改為ф 315mm 應(yīng)用。 靠減速器軸端聯(lián)軸器，由 [3]附表 45選用帶ф =300mm 制動輪的半軸聯(lián)軸器，其圖號為S124，最大容許轉(zhuǎn)矩 [Mt]=3150Nm，飛輪矩（ GD2） z= m2,質(zhì)量 Gl=。從 [3]附表34查得 ZQ500減速器的高速軸端為圓錐形， d=50mm， l=85mm。 11 選擇聯(lián)軸器 高速聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，由式： Mc=nΨ BMe= 218= 式中 Mc=218—— 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（前節(jié)求出）； N=—— 聯(lián)軸器安全系數(shù)； Ψ B=—— 剛性動載系數(shù)，一般Ψ B=～ 。 m= 式中 Kz=—— 制動安全系數(shù)，由 [3]第六章查得。=Kz ∴ Mmax= 218 =[M] =26500Nm 由上計(jì)算，所選減速器能滿足要求 10 選擇制動器 所需靜制動力矩： Mz≥ Kz ∴ Rmax=12 （ +） =[R]= 由公式（ 617）得輸出軸最大扭矩： Mmax=（ ～ ）ψ maxMei0180。vvv? 100%= 1212? 100%=10%[ε ]=15% 實(shí)際所需等效功率： XN? =Nx 39。=，質(zhì)量 Gg=345kg（見 [7]附表 33），入軸直徑 d1=50mm，軸端長 l1=85mm（錐形） 8 驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需功率 實(shí)際起升速度： 13 v180。 . 由以上計(jì)算結(jié)果 NxNe，故初選電動機(jī)能滿足發(fā)熱條件。Nj= = 式中 k25—— 工作級別系數(shù)，查表 64，對于 M5～ M6 級， k25=； γ —— 系數(shù)，根據(jù)機(jī)構(gòu)平均起動時(shí)間與平均工 作時(shí)間的比值（ tq/tg）查得。m 2,其質(zhì)量 Gd=260kg 6 驗(yàn)算發(fā)電機(jī)的發(fā)熱條件 按照等效功率法，求 JC=25%時(shí)所需的等效功率： Nx≥ k25故選定卷筒直徑 D=400mm，長度 L=1500mm；卷筒槽形的槽底半徑 r=8mm，槽距 t=16mm，起升高度 H=10mm，倍率 ih=3；靠近減速器一端的卷筒槽向?yàn)樽蟮?A 型卷筒，標(biāo)記為： 卷筒 A400 15008 1610 3 左 ZB J80 12 5 電動機(jī)的選擇 計(jì)算靜功率： Nj= 0()102 60Q G v??? = (8000 219)12102 60 ? = 式中 η —— 機(jī)構(gòu)總效率，一般 =～ ，取η = 電動機(jī)計(jì)算功率： Ne≥ kd=σ l+ ? ?? ?maxyyl ??? ? =+ ? = 式中許用拉應(yīng)力 ??l? =2nb? = 5195 =39MPa ∴ σ l180。 卷筒尺寸： L=2（0DHih? +Zo +4） t+L1 =2（ 42 31010 3 ??? ?? ）16+185 = 取 L=1200mm 式中 Zo —— 附加安全系數(shù)，取 Zo =2； L1—— 卷槽不切槽部分長度，取其等于吊鉤組動滑輪的間距 L1=A=185mm（圖423），實(shí)際長度在繩偏斜角允許范圍內(nèi)可以適當(dāng)增減； D0—— 卷筒計(jì)算直徑 D0=D+d=400+14=414mm 卷筒壁厚： δ =+（ 6～ 10） = 400+(6～ 10)=14～ 18mm 取 δ =15mm 卷筒壁壓應(yīng)力驗(yàn)算： MP atSy 13910m a xm a x ???? ?? 選用灰鑄鐵 HT200，最小抗拉強(qiáng)度 b? =195MPa，許用壓應(yīng)力： [? ]y=1nb? = =130MPa maxy? [? ]y 故抗拉強(qiáng)度足夠 11 卷筒拉應(yīng)力驗(yàn)算：由于卷筒長度 L3D，尚應(yīng)校驗(yàn)由彎 矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，卷筒彎矩圖示于 圖 22 圖 22 卷筒彎矩圖 卷筒的最大彎矩發(fā)生在鋼絲位于卷筒中間時(shí)： Mw=Smax l=Smax（ 21LL? ） =13910 1200 1852? =7059325N滑輪的繩槽部分尺寸可由 [4]附表 3查得。Smax= = 查 [7]附表 1選用瓦林吞型纖維鋼絲繩 6 19W+FC，鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度 1670MPa，光面鋼絲，右交互捻，直徑 d =14mm，鋼絲繩最小破斷拉力 [Sb]=108KN，標(biāo)記如下： 10 鋼絲繩 14NAT6 19W+FC1770ZS108 GB891888 3 確定滑輪主要尺寸 齒輪的許用最小直徑： D≥ d（ e1） =14（ 251） =336mm 式中系數(shù) e=25由表 24查得。按 Q=8t，查表 410取滑輪組倍率 ih=3，承載繩分支數(shù)： Z = 2ih = 6 圖 21 起升機(jī)構(gòu)計(jì)算簡圖 查 [2]選圖號為 G15吊鉤組，得其質(zhì)量： G0=219kg，兩動滑輪組間距： A = 185 mm 2選擇鋼絲繩 若滑輪采用滾動軸承，當(dāng) ih=3，查 [3]表 21得滑輪組效率：η h= 鋼絲繩所受最大拉力： Smax= ?hiGQ2 0? = 2198000?? ? == 查 [7]表 24，中級工作類型（工作類別 M5）時(shí)，安全系數(shù) n=。 表 21 橋式起重機(jī)常用的起升機(jī)構(gòu)滑輪組倍率 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 起重重量 Q（ T） 3 5 8（ 10） 16 20 32 倍率 ih 1 2 3 3 3 3 4 9 已知數(shù)據(jù)：起重量 Q=8t,橋架跨度 L=，起升高度 H=10m，起 升速度 V=12m/min，小車運(yùn)行速度 Vc=40m/min，工作級別為中級（即為 M5 級），機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率 JC=25%，小車重量估計(jì) Gxc=5t，起重機(jī)估計(jì)總重（包括小車重量） G=30t。 卷筒上的螺旋槽應(yīng)與滑輪組的型式相適應(yīng)，用單螺旋槽或雙螺旋槽。制動器的位置通常都裝在高速軸上，因高速軸轉(zhuǎn)矩較小，從而選用 制動器尺寸也小。起升機(jī)構(gòu)布置方案，要根據(jù)起重量、起升高度、起升速度、安裝位置和小車軌距等因素研究確定。為了縮短卷筒與減速器聯(lián)接的軸向尺寸，采用同軸傳動的型式，即把卷筒軸與減速器低速軸合成為一根長軸。 為了設(shè)計(jì)安全，帶制動軸的半齒輪聯(lián)軸器和制動器應(yīng)靠近減速器。 電動機(jī)與減速器之間采用一帶制動輪的彈性柱塞聯(lián)軸器或帶制動輪的全齒聯(lián)軸器直接聯(lián)接，而電動機(jī)與減速器之間采用一中間軸，軸的一端聯(lián)有半尺聯(lián)軸器，另一端則聯(lián)有帶制動輪的半尺 聯(lián)軸器。在這些方案中大體上可分為閉式傳動和帶有開式齒輪傳動的兩類。常見的防護(hù)裝置有：限位 開關(guān)、緩沖器、防碰撞裝置、起重量限制器等。 小車架是由鋼板焊接而成，上面裝有起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)。為了保證工作的安全可靠，減速機(jī)高速軸上裝有制動裝置，卷筒一端的軸承座上裝有起升高度 8 限位位置。另外，還有一些安全防護(hù)裝置。至于輪壓分布要求均勻，則是設(shè)計(jì)起重機(jī)小車的特殊要求，應(yīng)予以充分注意。 小車各部分的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮制造、安裝和維護(hù)檢修方便，盡可能保證各部件拆下修理時(shí)而不須移動相鄰的部件。因?yàn)樾≤嚰苁菫榱税仓门c支承起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的，所以小車架要按照起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的要求設(shè)計(jì)，但在不影響機(jī)構(gòu)工作的前提下，機(jī)構(gòu)的布置也應(yīng)配合小車架的設(shè)計(jì)，使其構(gòu)造簡單、合理和便于制造。 小車架上的機(jī)構(gòu)與小車架配合要恰當(dāng)。且要求獲得