20t桥式起重机起升机构设计

1 起升机构方案的选择

起升机构一般由驱动装置(包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等)、钢丝绳卷绕装置(包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮)、取物装置和安全保护装置组成。电动机驱动是起升机构的主要驱动方式。当起重量在50t以下时，常见的桥式起重机的起升机构布置方式如图1所示；

1-电动机；2-联轴器；3-传动轴；4-制动器；5-减速器；6-卷筒；

7-轴承座；8-平滑滑轮；9-钢丝绳；10-滑轮组；11-吊钩

图1起升机构配置方案

当起重量在20-30t时，常见的起升机构钢丝绳卷绕如图2所示。采用双联滑轮组，滑轮组倍率m=4。

图2  钢丝绳卷绕示意图

2 起升机构设计计算

2.1 钢丝绳、滑轮和卷筒直径的确定

2.1.1 钢丝绳的计算与确定

采用双联滑轮组，按，查取滑轮组倍率m =4；

钢丝绳所受最大拉力（载荷）：

                                （式1）

式中 ——最大载荷，

       其中 ；

Z——悬挂吊重的钢丝绳分支数，；

 ——滑轮组效率，=0.98；

   所选钢丝绳的直径应满足： 

                                                  （式2）

式中 ——钢丝绳直径；

 ——钢丝绳最大静工作拉力；

  C——选择系数，根据《起重机械》表2-4，；

取钢丝绳直径，捻向：交互捻；选择钢丝绳型号为：

    2.1.2 滑轮和卷筒直径的确定

按钢丝绳中心来计算滑轮与卷筒的最小直径：

                  ；                                （式3）

式中 ——按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的最小直径；

     ——钢丝绳直径；

     ——与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，根据《机械设计手册》表8.1-61，对滑轮=20，对卷筒=18；

根据(式1-3)，得

    滑轮 ；

    取动滑轮直径(滑轮槽底直径)，平衡滑轮。取。

    卷筒 ；

2.2 吊钩滑轮组的选择和验算

2.2.1.吊钩的选择

吊钩尾部螺纹直径的确定,

                                                   （式4）

式中 ——最大其中载荷；

     ——起动动载系数，由《起重机械》表1-9确定 ；

     ——螺纹根部面积；

     ——螺纹根部直径；

     ——许用应力，，；选等级强度为，则，；

    采用短型吊钩组，根据额定起重量和工作类型M5来选择直柄单钩LM16 —MGB/T10051.1—1988，吊钩材料为DG20,螺纹外径，螺纹根部直径。

    2.2.2 吊钩螺母的计算

螺母高度不得小于H，

                  （式5）

式中 t=10mm——螺距；

——许用挤压应力，钢对钢（螺母材料45号钢）；

公制螺母的高度  ；

考虑放止动垫片的尺寸取螺母高度：；

螺母外径：。

    2.2.3止推轴承的计算

    对于颈部直径的吊钩选轻系列单列止推轴承8317，取静负荷容量                      

。

    轴承的计算载荷应等于或小于其静负荷容量：

                        （式6）

2.2.4 吊钩横梁的计算

图3 吊钩横梁计算简图

    采用45号钢制造，强度极限，屈服极限，耐久极限 。

    假设横梁上作用集中载荷，计算弯曲应力，此外还认为剪切力对弯曲应力影响不大，按结构布置确定计算尺寸，即靠边两个滑轮轴线间的距离，横梁中间宽度，拉板厚度，横梁的计算载荷（也是止推轴承的计算载荷）。

中间截面A-A的最大弯曲应力

        =

                                                   （式7）

式中 ——横梁高度；

     ——轴孔直径，；

    取 。

轴孔的平均挤压应力

                                                   （式8）

式中 ——许用挤压应力，；

     ——拉板厚度，

    取。

2.2.5 滑轮及滑轮轴承的选择

由钢丝绳直径，动滑轮直径，选择滑轮的型号为滑轮。

滑轮用内轴套和隔环:

内轴套：；

隔环；；

滑轮轴承：46216；

滑轮挡盖：。