-
-
加入收藏
设为首页
加入收藏
设为首页
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：
。
2.3 卷筒的计算
2.3.1 卷筒的基本尺寸
取卷筒（按槽底计算）直径
；
卷筒的计算直径（按缠绕钢丝绳的中心计算）
；
卷筒长度
（式9）
式中 
——卷筒上有螺旋槽部分长
其中 
——最大起升高度；
——滑轮组倍率；
——卷筒计算直径，
；
——固定钢丝绳安全圈数，取
；
——绳槽槽距，查《机械设计手册》表8.1-49，得
；
——无绳槽卷筒端部尺寸，
；
——固定钢丝绳区段的长度，
；
——左右螺旋槽之间的距离，
其中 
——两侧滑轮绳槽中心线之间的距离，；
——当吊钩滑轮位于最上部极限位置时，卷筒轴和滑轮轴之间的距离，
；
——绕上卷筒的钢丝绳分支相对于垂直位置的允许偏角，
；
取 
；
其壁厚按经验公式确定
。
2.3.2 验算卷筒强度
卷筒的采莲采用HT30，抗压强度为
， 抗拉强度为
。
卷筒所受压应力
（式10）
式中 
——对吊钩起重机的安全系数，=4.25;
，满足受压强度要求。
由于卷筒长度
，尚应计算弯矩产生的拉应力；
图4 卷筒弯矩图
卷筒的最大弯矩产生在钢丝绳位于卷筒中央时，
（式11）
式中 
——卷筒全长；
——左右螺旋槽之间的距离；
卷筒断面系数
（式12）
式中 
——卷筒直径，
；
——卷筒内径，
；
弯矩产生的拉应力
满足受拉强度要求；
合成应力 
2.3.3 卷筒转速
2.4 电动机的确定
2.4.1 电动机的确定
起升机构静功率：
（式13）
式中 ——最大起升载荷；
——起升机构总效率
；
电动机的计算功率：
由起重机的工作级别M5，可以由《工程起重机》标3—19中得到：
根据《机械设计通用手册》选定型电动机，
主要指标为：
转速 
额定功率 
转速 
输出轴直径 
输出轴长度 
键槽宽 
2.4.2 电动机发热及过载验算
等效功率：
（式14）
根据表3—27，
，查表3—52起升机构曲线1得r=0.88，查表3—28得K=0.75，
，电动机满足不过热条件。
过载验算：
（式15）
符合要求。
2.5 减速器的选用
2.5.1 减速器的确定
电动机的转速：
（式16）
传动比：
根据《减速器选用手册》选定
，
主要参数：
输入转速
许用输入功率
货物的实际速度
（式17）
2.5.2 减速器的验算
验算减速器被动轴的最大扭矩及最大径向力
最大扭矩的验算：
（式18）
式中 
—电动机最大转矩倍数，=2.0；
— 减速器的传动比；
—减速器的效率，=0.94；
减速器许用输入扭矩 
，符合要求；
输出轴最大径向力的验算：
（式19）
式中 ——卷筒上钢丝绳最大拉力；
——卷筒重量，查阅得
；
低速轴端的最大容许径向载荷 
，
，符合要求。
2.6 制动器的选择
根据物体下降时的扭矩:
（式20）
式中 ——最大载荷量，；
——卷筒计算直径，
；
——滑轮组倍率，
；
——减速器传动比，
；
——总效率，
；
制动转矩 
，
查《机械设计通用手册》选择制动器
，
主要参数：
制动轮直径
额定转矩
2.7 联轴器的选择
根据电动机输出轴的直径和变速器输入直径选用联轴器
型齿轮联轴器和
型齿轮联轴器。
的主要参数：
公称转矩
许用转速
转动惯量
的主要参数：
公称转矩
许用转矩
转动惯量
联轴器力矩的校核：
（式21）
式中 
——传扭矩的计算值；
——按第
类载荷计算的轴传最大扭矩，对高速轴，在此
位电动及转矩的允许过载倍数，
位电动机的额定转矩，
，
；其中，
—联轴器重要参数，对于起升机构=1.8；
—角度偏差系数，
；
联轴器符合要求。
2.8 起制动时间验算
2.8.1 起动时间的验算
启动时间：
（式22）
式中 
——电动机额定转速，
；
——电动机平均起动转矩，；
——电动机静阻力矩，
；
——机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量（
）：
其中 
—电动机转子的转动惯量，=0.67；
—制动轮和联轴器的转动惯量，=1.01；
，起动时间符合要求。
2.8.2 制动时间的验算
满载下降制动时间：
（式23）
式中 ——满载下降时的电动机转速，
；
——制动器的制动力矩，
；
—电动机静阻力矩，
；
—机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量
，。
