5t雙梁橋式起重機小車起升機構結構設計畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 根據國內現有系列產品選擇制動器。塊式制動器技術成熟，使用可靠，價格適中，維護方便，在起重機上應用最廣，在同等條件下可優先選用。在外形尺寸受限、制動轉矩要求很大的場合，可考慮選用帶式制動器，汽車、輪胎、履帶起重機較多使用帶式制動器。盤式制動器制動轉矩大，外形尺寸小，摩擦面積大于塊式制動器，磨損小，應用日益廣泛。2. 制動器一般裝在機構的高速軸上，以減小制動轉矩。起升和變幅機構必須使用自動或操縱的常閉式制動器。必須使用常開式操縱制動器時，應加裝停止器。運行和回轉機構推薦使用操縱式制動器。在電動橋、門式起重機的運行機構上多采用綜合式制動器。3. 在起升、變幅機構中用于支持物件和吊臂的制動器，制動轉矩必須有足夠的儲備，制動安全系數和制動裝置的性能必須達到安全要求。4. 選制動器應注意經濟性、維修性和使用可靠性。制動器選定后，應根據起重機的工作條件和具體要求驗算制動時間或制動距離或制動減速度，必要時應作發熱驗算。圖25 電力液壓塊式制動器綜上比較以及根據制動器選用原則，初選擇電力液壓塊式制動器，如圖25所示。 緩沖器緩沖器的作用是吸收起重機與終端擋板相撞時或起重間相撞產生的動能，要求它能在最小的外廓尺寸下吸收最多的能量，并且反座力盡量小，以保證起重機平移定車。根據產生緩沖力的變形體的不同，起重機的緩沖器可分為木材、橡膠、聚氨酯泡沫塑料、彈簧和液壓緩沖器。1. 木材緩沖構造簡單，取材方便，但緩沖能力很小，實際上只起阻擋作用，一般用于低速輕載的起重機，主要是手動起重設備。2. 橡膠緩沖器具有結構簡單、制造方便、可以用于防爆場所等優點，但是緩沖能力小，它所吸收的能量比較小，主要起阻力作用，因此，一般只用于運行速度不大于50m/min的起重機上，不宜用于環境溫度過高或過低的場所，適用溫度在3050℃范圍內。3. 聚氨酯泡沫塑料緩沖器重量輕，價格便宜，在緩沖過程中可消耗40%的能量，反彈小且可壓縮性能和回彈性好。與橡膠緩沖器一樣，構造簡單，工作中是軟碰撞，無噪音，無火花，特別適于防爆場合。4. 彈簧緩沖器具有結構簡單、維修方便和不受環境溫度影響等優點，因此目前應用較為廣泛，但是由于它的緩沖過程中，撞擊的動能大部分轉化為彈簧的壓縮勢能，儲存在彈簧內部，因此在緩沖完畢后，會產生反彈力作用在起重機上，式起重機向相反方向運動。5. 液壓緩沖器與彈簧緩沖器比較，具有無反彈作用、緩沖力恒定、吸收能力大、緩沖行程短、外形尺寸小的優點，因此適用于碰撞速度大于2m/min的起重機上，它的缺點是構造復雜，維修不便，油缸密封要求較高和受環境溫度影響等。常用的橡膠緩沖器、聚氨酯泡沫塑料緩沖器、彈簧緩沖器、液壓緩沖器均有配套產品供應，由于小車質量和運行速度都不大，故初選用橡膠緩沖器，如圖26所示。 圖26 橡膠緩沖器 減速器起重機的起升、運行、回轉和電動臂架變幅機構中都要使用減速器。目前，國內起重機使用較多的ZQ型(ZQA型、PJ型)和ZSC型(JSC型)減速器，但多數都是仿照前蘇聯的產品。ZQ型減速器主要用于起升機構、電動變幅機構、大車運行機構和繩索牽行的小車運行機構。ZSC型立式平行軸減速器主要用于起重大、小車運行機構。這類減速器結構簡單，齒輪相對于兩側的軸承為非對稱布置，載荷沿齒寬分布不均勻，兩邊的軸承受力不等。其材質較差，承載能力低，技術水平落后，但因成本低，價格便宜，目前使用仍舊廣泛。隨著對起重機性能要求的不斷提高，這類減速器正逐漸被各種新型減速器所替代。1. QJ型減速器系列QJ型減速器系列主要用于起重機的起升機構，、運行機構和電動變幅機構。減速器的箱體為焊接結構，外形美觀，自重輕，單位重量傳遞的扭矩較大，立式和臥式減速器統一于一種結構型式，利于組織生產。2. QS型加速器此種減速器與制動電機組裝成“三合一”運行機構。減速器的輸出軸孔套在車輪軸上，箱體上支點吊掛在起重機端梁上。整個機構體積小、重量輕、組裝性好，在中、小型起重機運行機構中得到廣泛應用。3. SHQ三環減速器這種減速器采用獨特的平行軸一動軸三環傳動形式，兼有同軸行星傳動和平行軸定軸傳動的特點，承載能力大，過載性好，傳動比大，運轉平穩且結構緊湊。4. 行星齒輪減速器GJW型和JQ型行星齒輪減速器用于高速液壓馬達驅動的起升機構。減速器作為獨立部件裝在卷筒的內腔，減速器的輸入軸經多片盤式制動器于高速液壓馬達相連。減速器的輸出軸與卷筒固接。減速器用于各種液壓驅動的臂架起重機的起升機構和鋼絲繩滑輪組變幅的蝙蝠機構，在其它各種提升、牽引的卷揚機設備中，也獲得廣泛應用。橋式起重機的起升機構較多采用臥式減速器，運行機構較多采用立式安裝的減速器。考慮經濟實用、安裝與維修方便，初選擇PJ型或JSC型減速器作為此次起重機設計的減速器，具體參數后面計算確定。 聯軸器起重機聯軸器主要用來聯接兩根同軸線布置或基本平行的轉軸，傳遞扭矩同時補償少許角度和徑向偏移。起重機常用的聯軸器有齒輪聯軸器、梅花彈性聯軸器、彈性柱銷聯軸器、尼龍柱銷聯軸器、萬向聯軸器等。1. 齒輪聯軸器特性：承載能力高，工作可靠，補償兩軸相對偏移量較大。可用于正反轉多變、起動頻繁的場合。但重量大，成本高，對機器的安裝精度要求不高，需良好潤滑。2. 彈性柱銷聯軸器特性：結構緊湊，裝配方便，不需潤滑，彈性較好，能緩沖減震，補償量不大，傳動扭矩小，彈性件易損壞，使用壽命低。3. 梅花彈性聯軸器特性：結構簡單，維修方便，耐沖擊，有緩沖性能，補償兩軸相對偏移量較大，加工精度要求不高，可用于工作級別M5以下的起升、運行、回轉、變幅機構，如圖27所示。4. 萬向聯軸器特性：徑向尺寸小，經湊，工作可靠，允許被聯接的兩軸有較大的折角，潤滑維護簡便，安裝精度要求低，可用于起重機大車和小車運行機構的低速軸上。綜上比較，初選擇性能相對較好的梅花彈性聯軸器。圖27 梅花彈性聯軸器20洛陽理工學院畢業設計（論文）第3章 小車起升機構的計算 確定傳動方案按照構造宜緊湊的原則,決定采用下圖的傳動方案，如圖31所示，=5t，由表32查取滑輪組倍率=2，因而承載繩分支數為 Z=2，=4。吊具自重載荷,得其自重為：G=%==圖31 起升機構簡圖1電動機 2聯軸器 3傳動軸 4制動器 5減速器 6平衡滑輪7卷筒8鋼絲繩 9滑輪組 10吊鉤 11軸承座表32 橋式起重機常用雙聯滑輪組倍率額定起重量Q（t）3581620321223344 鋼絲繩和吊鉤組的設計與計算如圖33為鋼絲繩繞線圖。若滑輪組采用滾動軸承，=2時查表得滑輪組效率=鋼絲繩所受最大拉力： (31)按下式計算鋼絲繩直徑：d=c== (32)c：選擇系數，單位mm/，用鋼絲繩=1850N/mm178。，選不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑d=，標記為6W(19)L=101036+20(額外長度)=80m。額外長度是包括固定鋼絲繩長度以及滑輪纏繞長度[9]。根據常用起重機吊鉤型號綜合選用LYD5T型。圖33 鋼絲繩繞線圖 滑輪組和卷筒的設計與計算卷筒和滑輪的最小卷繞直徑：≥ed (33)式中：e表示與機構工作級別和鋼絲繩結構的有關系數。表34 系數e的規定值機構工作級別卷筒e滑輪eM41618M51820M620查表34得：筒=18，滑輪=20，帶入公式(33)得：卷筒最小卷繞直徑=d==243滑輪最小卷繞直徑=d==270考慮起升機構布置卷筒總長度不宜太長，滑輪直徑取=280mm，卷筒直徑取=400mm。卷筒長度：=1000mm (34)式中：為筒上有繩槽長度，中安全圈n=2，起升高度H=16m槽節距t=15mm，繞直徑=400mm為定繩尾所需長度,取=315=45mm為筒兩端空余長度,取=t=15mm為筒中間無槽長度=48mm所以查起起重機設計手冊選卷筒型號取T154140010005t15卷筒壁厚：δ=+(6~10)=[+(6~10)]mm=14~18mm，取δ=15mm卷筒轉速：=r/min=(35) 計算起升靜功率== (36)式中：η起升時總機械效率=；；；[1]。 電動機的設計與計算≥G== (37)式中：為JC值時的功率，單位為kW G為穩態負載平均系數，根據電動機型號和JC值查表得G=選用電動機型號為YZR180L8，=13KW，=700r/min，最大轉矩允許過載倍數λm=，飛輪轉矩GD178。=178。電動機轉速：=(38)式中：為在起升載荷= 為電動機同步轉速=750 r/min 是電動機在JC值時額定功率和額定轉速 減速器的設計與計算減速器總傳動比：=，取實際速比=40 (39)起升機構減速器按靜功率選取，根據=，=，=40，工作級別為M5，選定減速器為PJ500Ⅱ3CA，減速器許用功率[]=,低速軸最大扭矩為M=：[]==13kW (310)實際起升速度：==(311)實際起升靜功率：== (312)用Ⅱ類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷，最大力矩。最大徑向力Fmax，短暫最大扭矩Tmax： (313)式中：.Gt卷筒的重力3340N[F]是減速器允許的最大徑向載荷：Fmax=2004N≤[F]=20500NTmax=T≤[T]T鋼絲繩產生的最大扭矩：Tmax=s=≤[T]=19 所以減速器符合設計要求。 電動機過載驗算和發熱驗算1. 過載驗算按下式計算：≥== (314)輸出功率P=13kw大于，滿足要求。式中：為準接電持續率時，電動機額定功率，單位為kW H為系數，繞線式異步電動機，取H= Λm為基準接電持續率時,電動機轉矩允許過載倍數, M為電動機個數m=1 Η為總機械效率η=2. 發熱驗算按下式計算:P≥Pз (315)式中：P為電動機在不同接電持續率JC值和不同CZ值時允許輸出功率，單位為kW,按CZ=150，JC值=25%，輸出P=== (316)P==由以上計算得過載驗算和發熱驗算通過。 制動器的設計與計算按下式計算，選制動器：≥ (317)式中：為制動力矩, 為制動安全系數，查表35中M5得= 為下降時作用在電動機軸上的靜力矩，== (318) η39。為下降時總機械效率，通常取η39。≈η≈===表35 制動安全系數工作級別M1M2M3M4M5選用=，安裝時將制動力矩調整到所需的制動力矩=。 聯軸器的設與計算根據電動機和減速器以及浮動軸的軸伸尺寸及形狀選連軸器，使連軸器的許用應力矩[M]計算的所需力矩M,則滿足要求。電動機的軸伸：d=55mm(柱形)，長度E=110mm減速器的軸伸: d=50mm(錐形)，長度E=87mm選取梅花彈性連軸器：型號為MLL8I315，[M]=；1. GD178。== (319)2. GD178。== (320)電動機額定力矩：= (321)計算所需力矩：M=n== (322)式中：n為安全系數取n= 為剛性動載系數，取＝ [M]=1800M=所選連軸器合格。表36 工作安全系數工作級別M1M3M4M5M6n 驗算起動時間起動時間： == (323)式中： =+530+= (324)靜阻力矩：== (325)電動機啟動力矩：=== (326)平均起動加速度：==178。 (327)=178。[]= m/s178。電動機啟動時間合適。 驗算制動時間制動時間： = = (328)式中：為電機滿載下降轉速，單位為r/min==2750700=800r/min==平均制動減速器速度：==178。[]=178。 (329)所以制動時間也合適。 高速軸計算 疲勞計算軸受脈動扭轉載荷，其等效扭矩： (330)式中：等