1、第 1 页 共 52 页第一章 起重机设计总论第一节 起重机的概述桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的机架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重门车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。桥式起重机被广泛地应用在室内外的仓库，厂房，码头和露天贮料场等处，桥式起重机可分为普通桥式重机，简易梁桥式起重机和冶金专用起重机三种。普通桥式起重机一般由小车，桥架运行机构，桥架金属机构组成，起重小车又由起升机构，小车运行机构和小车架三部分组成。起升机构包括电机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组，电动机通过
2、减速器，带动卷筒传动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物，小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件，通常为焊接结构。起重机运行机构的驱动方式可分为两类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动，即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中小型桥式起重机较多采用制动器，减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常用不向联轴器。起重机运行机构一般只用四个主动轮和从动轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。第 2
3、页 共 52 页桥架的金属机构由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类，单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由两根主梁和端梁组成。主梁与端梁的钢性连接，端梁两端装有车轮，用于支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行，桥架主梁由上、下翼板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置上翼板的中心线上，它的结构简单制造方便，适于成批生产，但自重较大。箱形结构又可分为正轨箱形双梁，偏轨箱形双梁，偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式，主梁由下、下翼缘板和两侧垂直的腹板组成。偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、下翼板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布
4、置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁，自重较小，但制造复杂。四桥架式结构由四片平面桁架组成封闭的空间结构，在上下水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其它结构相比，外形尺寸大，制造复杂，疲劳强度低，已较少生产。空腹桁架结构类似偏轻箱形主梁，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形梁外，其余三片钢板按照设计要求割成许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺设走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部，自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般在司机操纵空内
5、操纵，也有远距离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达 60 米。简易梁桥式起重机又称梁式起重机，其结构组成与普通桥式起重机类似，起重量，跨度和工作速度均较小。桥架主梁是由二字钢或其它型钢和板钢组成的简易单截面梁，第 3 页 共 52 页于手拉葫芦或电动葫芦配上简易小轿为起重小车，小车一般在工字梁的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行，这种起重机的工作特点称为悬挂梁式起重机。冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本结构与普通桥式起重机相似，但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁，条件恶劣，工作级别较高，主要
6、有五种类型。铸造起重机：供吊用铁水进入混铁炉，炼钢炉和吊运钢水主入连续铸定的设备或钢锭模等用，主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作。夹钳起重机，利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到梁坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上。脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有专门的脱锭装置，脱锭方式根据锭模的形状而定。加料起重机：用以将炉料加到平炉中。主小车的栏杆下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上、下摆动和回转。副小车用于修炉辅助作业。锻造起重机：用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬、挂特殊翻料器，用以支持和翻转工作，副小车用来抬起工作。第二节 起重机分类
7、起重机是一种能在一定范围内垂直起升和水平移动物品的机械，动作间歇性和作业循环性是起重机工作的特点。起重机可按主要用途和构造特征分类。第 4 页 共 52 页按主要用途分通用起重机、建筑起重机、冶金起重机、铁路起重机、港口起重机、造船起重机、甲板起重机等。按结构特征分桥式类型起重机和臂架式类型起重机；旋转式起重机和非旋转式起重机；固定式起重机和运行式起重机，运行式起重机又分轨行式（在固定的钢轨上运行）和无轨式（无固定轨道，由轮胎或履带支承运行） 。图 11 是起重机按用途和结构特征分类。第 5 页 共 52 页专 专专专专 专专专专专专专专专专专专专专专图 11第 6 页 共 52 页第三节 起
8、重机主要技术参数及其选择起重机的技术参数表征起重机的作业能力，是设计起重机的基本依据。起重机的主要技术参数有：起重量、起升高度、跨度（桥式类型起重机）、幅度（臂架类型起重机）、机构工作速度和生产率。臂架类型起重机的主要技术参数还包括起重力矩。对于轮胎、汽车、履带铁路等起重机爬坡度和最小转弯（曲率）半径也是主要技术参数。一、 起重量起重机正常工作时允许一次起升的最大质量称为额定起重量，单位为吨（t）或千克（kg）。起重机的起重量常用符号 Q 或 P、C 等表示。起重量是质量单位（kg），但习惯用的起重量单位为吨（t），这可视为非国际单位制的质量单位（1t=1000kg）。当起重量视为载荷时，起升
9、载荷的单位为牛（N）或千牛（kN），常以 PQ表示，PQ=Qg10Q。二、 起升高度起升高度是从指地面或轨道顶面至取物装置最高起升位置铅垂距离（吊钩取钩环中心，抓斗、其他容器和起重电磁铁取其最低点），单位为米。如果取物装置能下落到地面或轨道以下，从地面或轨面至取物装置最低下放位置间的铅垂距离称为下放深度。此时总起升高度 H 为轨面以上的起升高度 h1与轨面以下的下放深度 h2之和，H=h1+h2。臂架长度可变的轮胎、汽车、铁路、履带起重机的起升高度随臂架的仰角和臂长而变，在各种臂长和不同臂架仰角时可得不同的起升高度曲线。浮式起重机的起升高度是指考虑船倾影响后的实际起升高度。第 7 页 共 52
10、 页起升高度的选择按作业要求而定。在确定起升高度时，应考虑配属的吊具、路基和车辆高度。保证起重机能将最大高度的物品装入车内。用于船舶装卸的起重机应考虑潮水涨落的影响。桥式和臂架类型起重机的起升高度无特殊要求。三、 跨度、轨距和轮距桥式起重机大车运行轨道中心线之间的水平距离称为跨度（L），小车运行轨道和轨行式臂架起重机运行轨道中心线之间的水平距离称为轨距（ ），轮胎和汽车起l重机同一轴（桥）上左右车轮（轮组）中心滚动面之间的距离称为轮距。桥式起重机的跨度小于厂房跨度。表 11 为桥式起重机的跨度系列。表中起重 50t 以下的起重机对应每种厂房跨度有两种起重跨度值，在厂房上方的吊车梁上留有安全通道
11、情况下用小值。门式起重机的跨度根据所跨的线路股数、汽车通道及货位要求而定。桥式起重机跨度系列（GB79065）（m） 表 11厂 房 跨 度 9 12 15 18 21 24 27 30 33 367.5 10.513.516.519.522.525.528.531.5起 重 量Q=3t50t7 10 13 16 19 22 25 28 31起重机跨度 L 起 重 量Q=80t250t16 19 22 25 28 31 31四、 幅度旋转臂架式起重机处于水平位置时，回转中心线与取物装置中心铅垂线之间的水第 8 页 共 52 页平距离称为幅度（R）。五、 机构工作速度起重机机构工作速度根据作业要
12、求而定。额定起升速度是指起升机构电动机额定转速或油泵输出额定流量时，取物装置满载起升的速度。多层卷绕的起升速度按钢丝绳在卷筒上第一层卷绕时计算。伸缩臂架式起重机以不同臂长作业时需改变起升滑轮组倍率，因此，起升速度常以单绳速度表示。起升速度与起重机的用途、起重量大小和起升高度等有关：装卸用起重机比安装用起重机的起升速度高；散堆物料的作业速度比成件物品高。大起重量起重机要求作业平稳，采用较低的起升速度；安装用起重机须提供安装定位用的低速。为了满足作业要求，保证物品精确置放，起升机构可以采用双速电动机或者通过电气、液压、机械等方式实现无级或有级调速。采用离合器的操纵式制动器可以使取物装置自由下放。额
13、定运行速度是指运行机构电动机在额定转速时，或油泵输出额定流量时，起重机或小车的运行速度。运行速度与起重机的类型和用途有关。桥式类型起重机运行距离较短，运行速度用米/秒（m/s）表示。轮胎和汽车起重机须作长距离转移，常与汽车结队行驶，运行速度用公里/小时（km/h）表示。浮式起重机的运行速度常以“节”表示（1 节=1.85km/h=1mile/h）。铁路、轮胎、汽车、履带、浮式起重机的运行速度按空载情况考虑，其他类型起重机按满载确定运行速度。额定变幅速度是指变幅机构电动机在额定转速时，或油泵输出额定流量时，取物装置从最大幅度到最小幅度的平均线速度（m/s），也可用从最大幅度到最小幅度所需的变幅时
14、间（s）表示。用小车水平移动实现变幅的起重机，小车移动速度即为变幅速第 9 页 共 52 页度。由臂架在垂直平面内摆动实现普通变幅的起重机，可用变幅时间间接表示变幅速度。伸缩臂式起重机以不同臂长工作时，最大最小幅度变化域不同，但臂架角度的变化恒定，因此，臂架与水平面的夹角从最小变到最大所需时间可表示变幅速度。变幅速度与变幅机构的型式有关。工作变幅机构的速度较高，变幅速度按取物装置满载考虑。非工作性变幅机构只用于调整取物装置空载时的幅度，不需要过高的速度。额定回转速度是指回转机构电动机在额定转速时，或油泵输出额定流量时，取物装置满载，并在最小幅度时，起重机安全旋转的速度。回转速度与起重机的用途有
15、关，并受回转起动（制动）时切向惯性力的限制，10m 左右幅度时的回转速度不应大于3r/min。额定伸缩速度是指伸缩臂式起重机的臂架和支腿在油泵输出额定流量时，臂架伸缩和支腿收放的速度，一般用伸缩时间表示。起重机机构额定工作速度参考值见下表：120.1 0.125 0.16 0.2 0.25 0.320.4 0.5 0.63 0.8 1.0 1.25直线速度(m/s)1.6 2.0 2.5 3.2 4 50.192 0.24 0.3 0.378 0.48 0.60.75 0.96 1.2 1.5 1.92 2.4回转速度min-13.0 3.78 4.8现代起重机技术的发展有逐步提高机构工作速度
16、趋势，特别是用于大宗散料装卸的起重机。货物升降速度已达 1.6m/s2.0m/s，钢轨运行小车的运行速度达4m/s6m/s，在承载绳上运行小车的运行速度达 6m/s10m/s，起重机的回转速度达到第 10 页 共 52 页3r/min。六、 生产率起重机在一定作业条件下单位时间内完成的物品作业量叫生产率。生产率可用小时、工班、天、月、年或用起重机整个使用寿命期间中累计完成物品作业量来表示：质量(t)、体积(m 3)、件数等。生产率分计算生产率（理论生产率）和技术生产率（实际生产率）。按额定起重量、额定工作速度和规一化作业周期算出的生产率为计算生产率（式 11）。起重机作业时实际达到的生产率叫技
17、术生产率。影响技术生产率的因素很多，一般只能由统计方法得到。如果臂架起重机的额定起重量随幅度而变，在计算生产率时，一般取中间幅度对应的额定起重量作为起重量的计算值。也有文献推荐按最小幅度时的最大起重量（自行式臂架起重机）或最大幅度时的最小起重量（塔式起重机）计算生产率。计算生产率 P 按下式计算：（11）reTQR360式中，Q e起重机每个作业循环吊运的物品质量，即起重量（t）、体积（m 3）或数量（件）；R每小时作业循环数，R ；rT360T r作业循环周期（s）。生产率是起重机的综合技术参数，它受起重机的起重量、机构工作速度、起升和运行距离、物品包装和吊具完善情况、司机操作熟练程度等因素
18、的影响。设计起重机第 11 页 共 52 页时根据给定的生产率 P 按式（11）确定起重机的起重量 Qe（装卸笨重物品的起重机还应考虑单件物品的最大质量）和机构工作速度。对于制成或已在使用的起重机，根据起重量、机构工作速度和具体作业条件校核起重机的生产率。七、 起重力矩起重力矩是臂架类型起重机的主要技术参数之一，它等于额定起重量（Q）和与其相应的工作幅度（R）的乘积，即 MQR。起重力矩一般用 tm 为单位。起重力矩起重量能更全面说明臂架类型起重机的工作能力。额定起重量随幅度而变的臂架类型起重机在一般情况下，最大起重力矩由最大起重量和与其对应的工作幅度决定。某些起重机（如铁路救援起重机）基于作
19、业要求，在某一中间幅度和与此幅度对应的额定起重量产生最大起重力矩，额定起重量为恒定、与幅度无关的起重机，在最大幅度起吊额定起重量物品时产生最大起重力矩。八、 最大爬坡度最大爬坡度是汽车、轮胎、履带、铁路等起重机在取物装置无载、运行机构电动机或液压马达输出最大扭矩时，在正常路面或线路上能爬越的最大坡度。决定爬坡度的主要因素是粘着重量、粘着系数和轮周牵引力。九、 最小转弯（曲率）半径汽车或轮胎起重机行驶时，方向盘转到头，外轮至转弯中心的水平距离叫最小转弯半径，单位用米（m）表示。最小转弯半径与起重机底盘的轴距、轮距（转向主销中心距）、转向桥数目等因素有关。铁路起重机在铁道线路上行驶时，起重机能够顺
20、利通过的线路曲线段最小半径叫最小曲率半径。最小转弯（曲率）半径是表征起重机机动性能的参数。第 12 页 共 52 页起重机主要参数选定后，同一类型的起重机可以通过以下指标对主要技术参数进行综合比较。1、单位质量指标（比重量）K G桥式类型起重机：K G=QLH臂架类型起重机：K G= 或 K G=R式中 G起重机质量；Q额定起重量；L跨度；R幅度；H起升高度。2、单位功率指标（比功率）K PKP=Q式中 P起重机原动机总装机容量（kw）；内燃机驱动时为内燃机功率；电力驱动时，为各机构电动机功率总和。对于同一类型起重机，K G小，K P大，表明起重机的自重利用好，工作能力强。第四节 起重机工作级
21、别划分起重机的工作级别是为了对起重机金属结构和机构设计提供合理的基础，第 13 页 共 52 页也为用户和制造厂家进行协商时提供一个参考范围，它能使起重机胜任它需要完成的工作任务。在确定起重机的工作级别时，应考虑两个因素：利用等级和载荷状态。一、起重机利用等级起重机在有效寿命期间有一定的总工作循环数。起重机作业的工作循环是从准备起吊开始，到下一次起吊物品为止的整个作业过程。工作循环总数表征起重机的利用程度，它是起重机分级的基本参数之一。对于某些作业规范划一的起重机（如抓斗起重机），工作循环总数可以从已知的总工作小时数和每小时工作循环数获得。对于要完成多种不同任务的流动式起重机，只能根据经验估出
22、适当的数值。工作循环总数是起重机在规定使用寿命期间所有工作循环次数的总和。确定适当的使用寿命时，要考虑经济、技术和环境因素，同时也要计及设备老化的影响。工作循环总数与起重机的使用频率有关。起重机的利用等级按起重机设计寿命期内总的工作循环次数 N 分为十级，见表 13起重机利用等级 表 13（ISO43011986；GB381183）利用等级 总的工作循环次数 备 注U0U1U2U31.61043.21046.31041.25105不经常使用第 14 页 共 52 页U4 2.5105 经常轻闲的使用U5 5105 经常中等的使用U6 1106 不经常繁忙的使用U7U8U921064106410
23、 6繁忙的使用几种不同起重机的使用寿命 表 14起 重 机 类 型 使用寿命（年）汽车起重机（通用汽车底盘） 1016 111640 1240100 13轮胎起重机和汽车起重机（专用底盘）100 1610 10塔式起重机起重量（t） 10 16A1、A 2 30A3、A 4、A 5 25桥式和门式起 重 机工作级别A6、A 7 20履 带 起 重 机 10门 座 和 铁 路 起 重 机 25第 15 页 共 52 页二、起重机载荷状态载荷状态是起重机分级的另一个基本参数，它表明起重机的主要机构 起升机构受载的轻重程度。载荷状态与两个因素有关：一个是实际起升载荷 Qi与额定载荷Qmax之比（Q
24、i/Qmax），另一个是实际起升载荷 Qi的作用次数 Ni与工作循环总数 N 之比（N i/N）。表示（Q i/Qmax）和（N i/N）关系的线图称为载荷谱。表达式 15 列出了四个名义载荷谱系数值 KQ，每个系数值代表一个名义的载荷状态。如果无法获得起重机在使用寿命期间起升载荷的次数和起升物品的质量等数据，应由用户和制造厂家对名义载荷状态的选择协商一致。如果拥有起重机使用寿命期间有关起吊载荷的大小和吊运次数的资料，则起重机整机的载荷谱系数 KQ可计算如下：KQ= （式 13）miiNax式中 Q i第 i 个实际起升载荷，i=1,2,3,R；Qmax额定起升载荷（最大载荷）；Ni起升载荷
25、Qi的作用次数；N工作循环总数，N= ；miiN1m材料疲劳试验曲线的指数，此处 m=3。根据计算所得的 KQ，从表 15 中查得最接近（等于或稍大于）的名义载荷谱系数。起重机名义载荷谱系数 KQ 表 15载 荷 名义载荷谱 说 明第 16 页 共 52 页状 态 系数 KQQ1轻 0.125 很少起吊额定载荷，一般起吊轻载荷Q2中 0.25 有时起吊额定载荷，一般起吊中等载荷Q3重 0.5 经常起吊额定载荷，一般起吊较重的载荷Q4特重 1.0 频繁起吊额定载荷三、起重机工作级别确定了起重机的利用等级（表 13）和载荷状态（表 15）以后，按（表 16）确定起重机整机的工作级别。起重机整机的工
26、作级别分为 A1A8八级。起重机工作级别 （表 16）（ISO43011：1986 GB381183）利 用 等 级载荷状态名义载荷谱系数Kp U0 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9Q1-轻 0.125 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8Q2-中 0.25 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8Q3-重 0.5 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8Q4-特重 1.0 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8起重机工作级别列举表 （表 17）起 重 机 类 型 工作级别电站安装及检修 A1A3桥 式 起 重 吊钩式车间及仓库用 A3A5第 17
27、页 共 52 页繁重车间及仓库用 A6A7间断装卸用 A6A7吊钩式连续装卸用 A8吊料箱用 A7A8加料用 A8铸造用 A6A8锻造用 A7A8淬火用 A8夹钳、脱锭用 A8揭盖用 A7A8料耙式 A8机冶 金 专 用电磁铁式 A7A8一般用途吊钩 A5A6装卸用抓斗式 A7A8电站用吊钩式 A2A3造船安装用吊钩式 A4A5门 式起 重 机装卸集装箱用 A6A8料场装卸用抓斗式 A7A8港口装卸用抓斗式 A8装 卸 桥港口装卸集装箱用 A6A8门 座 安装用吊钩式 A3A5第 18 页 共 52 页装卸用吊钩式 A6A7起 重 机装卸用抓斗式 A7A8一般建筑安装用 A2A4塔式起重机用吊
28、罐装卸混凝土 A4A6一般建筑安装用 A2A4汽车、轮胎、履带、铁路起重机 用吊罐装卸混凝土 A4A6吊钩式 A4A6甲板起重机抓斗式 A6A7装卸用吊钩式 A5A6装卸用抓斗式 A6A7浮 式起 重 机造船安装用 A4A6安装用吊钩式 A3A5装卸或施工用吊钩式 A6A7缆 索起 重 机装卸或施工用抓斗式 A7A8第五节 桥式起重机的结构桥式起重机主要由桥架、轨道、大车运行机构、小车运行机构、起升机构及电气系统几部分组成。桥架（即大车运行机构）的前后运行和小车左右运行以及起升机构的第 19 页 共 52 页升降动作，三者构成的立体空间范围是桥式起重机吊运物品的服务空间。其正常的工作程序是：首
29、先开动起升机构，空钩下降，吊起物品上升到一定高度，然后开动小车运行机构和大车运行机构到指定位置停止；再开动起升机构降下物品，然后空钩回升到一定的高度，开动小车运行机构和大车运行机构使起重机回到原来位置，准备下一次吊运工作。每运送一次物品，就要重复一次上述过程，这个过程也就是一个工作周期。在一个周期内，各个机构不是同时工作的，有时这个机构工作，别的机构停歇，但每个机构都至少作一次正向运转和一次反向运转。由于具有这样的工作特征，所以起重机是一种周期性间歇工作的机械。第 20 页 共 52 页第二章 理论计算设计说明书设计内容 计算与说明 结果一、起升机构计算第 21 页 共 52 页1、确定起升机
30、构传动方案，选择滑轮组和吊钩组按照构造适宜紧凑原则，决定采用电机与减速器间用浮动轴联接的闭式传动方案，卷筒用单层卷绕，如图 11 所示：11 起升机构计算简图采用双联滑轮组，按 Q=15t，查1中表 4-1 取滑轮组倍率 ih=3，承载绳分支数 Z=2ih=6。查1附表 9 选图号为 T1362.1507 的吊钩组，其自重=322kg，两动滑轮间距 A=358mm。0Gih=3Z=6选 T1-362.1507吊钩组第 22 页 共 52 页2、选择钢丝绳滑轮组采用滚动轴承，当 ih=3，查3中表 4-10 得滑轮组效率 =0.985，钢丝绳所受最大拉力：hkNgiGQSh 93.25985.0
31、3210max 查3表 4-3 得中级工作类型时，安全系数 n=5.5。钢丝绳计算破断拉力： kNSnb6.14293.5.max查1附表 1 选用瓦林吞型纤维芯钢丝绳 619WFC,钢丝公称抗拉强度 1670MPa，光面钢丝，右交互捻，直径d=18mm，钢丝绳最小破断拉力Sb178.6kN，标记如下：钢丝绳 18NAT619WFC1670ZS178.6GB891888d=18mm设计内容 计算与说明 结果3、确定滑轮主要尺寸滑轮的许用最小直径：Dd(e-1)=18(25-1)=1824=432mm，式中系数 e25 由4表 24 查得。由2附表 1 选用标准滑轮直径 D500mm；取平衡滑轮
32、直径Dp0.6500=300mm，由2 附表 2 选用 Dp300mm；两种D=500mmDp=300mm第 23 页 共 52 页滑轮的绳槽部分尺寸可由1附表 3 查得。 MPamNpSy 03.72/7203.018.259maxa 选用 HT200 为卷筒材料，由2表 213 得其抗压强度极限 ，抗拉强度极限 。MPay750 Pab0由4得许用压应力：May5.1762.405.，故抗压强度足够。yy max卷筒拉应力验算：由于卷筒的长度 L3D，尚应校验由弯短产生的拉应力（卷筒弯矩图如 12 所示）：12 卷筒弯矩图卷筒的最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时：yy max第 24 页
33、共 52 页)2(.1maxaxLSlMwN.853032059卷筒断面系数： 344 5.32965061.1.0 mDWi 式中 D卷筒外径，D=500mm卷筒内径，iD2500218464mmi于是 MPaWMwl 59.632180设计内容 计算与说明 结果合成应力： max .ylllMP9.203.751649.第 25 页 共 52 页式中 许用拉应力，由4得lMPabl 4052。， 故 抗 拉 强 度 足 够 ll ll强度验算 通过5、选电动机计算静功率：6012)(VGQNj kw56.238.0612)5(式中 机构总效率，取 =0.85电动机计算功率： kw85.16
34、.2380jdNke式中 由3表 71 查得 0.80.9，取 0.8，dkdd查1附表 30 选用电机 JZR2518，其 Ne(25%)=22kw，N 1=715 rpm，GD 2d=2.56kg.m2，电机质量G=335kg。电动机：JZR25186、验算电动机发热条件按等效功率法求得，当 JC%=25 时，所需等效功率： kw37.156.287.05.25 jNkx式中 工作级别系数，查3表 31，当工作类型为中级时，得 0.75；25k系数，根据机构平均起动时间与平均工作时间的=15.3Nx7kwxe第 26 页 共 52 页比值（tq/tg）查得，由查3图 310 查得当tq/t
35、g0.1 时，=0.87。计算结果 ，故初选电动机满足发热条件。Nxe电动机发热验算通过设计内容 计算与说明 结果7、选择减速器卷筒转速： min/8.145.0380rDViNhj 减速器总传动比： 3.48.1750jni查1附表 35 选 ZQ-650-3CA 减速器,当工作类型为中级时，许用功率 由2附表 11， 57.485.20/0iKWN查得质量 Gg=878kg，由2附表 12 查得输入轴直径d1=60mm，轴端长 1=110mm（锥形） 。l选减速器ZQ-650-3CA8、验算起升速度和实际所需功率实际起升速度： %15.0%10896.70 min/4830 v：iV误 差
36、实际所需等效功率： kwNxv29.1537.896. ，验算通过。2ke(5%) =7.96mV/min第 27 页 共 52 页Nxe(25%)9、校核减速器输出轴强度由4公式（6-16）得输出轴最大径向力： R)(21maxaxGjSR式中 卷筒上卷绕钢丝绳NaS586093mx引起的载荷；=9.81KN卷筒及轴自重，参考1附表 14 估jG计；R=110KNZQ500 减速器输出轴端最大允许径向载荷，由1附表 36 查得。设计内容 计算与说明 结果故 KN：R10R84.301.986.521max 由4公式（617）得输出轴最大扭矩： )8.07(0maxmax MeiM式中 Me=
37、975 电动1%25nNeN31529机轴额定力矩；当 JC25时电动机最大力矩倍数，8.2max maxR第 28 页 共 52 页由1附表 30 查出；减速器传动效率；95.062500 Nm减速器输出轴最大容许转矩，由1附表 36 查得。故 95.07483.280max MNm31762500Nm由以上计算，所选减速器能满足要求。maxM减速器输出轴强度足够10、选择制动器所需静制动力矩： 0 2)(iDGQKzMzhi Nmkg1.45.85.7.43210)15(7. 式中 1.75制动安全系数，由4表 66 查得。Kz由1附表 15 选 YWZ8-315/50 制动器，其制动转矩
38、Mez=360710Nm，制动轮直径 Dz=315mm,制动器质量 Gz=61.4kg。选 YWZ8-315/50 制动器11、选择联轴器高速轴联轴器计算转矩，由4（6-25）式得： IeljsnM式中 =1.6联轴器安全系数，由2表 221 查得；In第 29 页 共 52 页设计内容 计算与说明 结果等效系数，由2表 27 查得21975 电elM%)5(1nNeNm301597动机额定转矩。故 js960.132由1附表 31 查得 JZR2-51-8 电动机轴端为圆锥形d=70mm, 。由1附表 34 查得 ZQ650I3CA 减速105l器的高速轴端为圆锥形 d=60mm, mm。1
39、0l靠电动机轴端的联轴器，从1附表 43 选用 CLZ3半齿轮联轴器，图号为 S139，最大允许转矩M max=3150Nm值，飞轮力距 ，质量 G=23.6kgjsM22403.mkgGDl浮动轴的两轴端为圆柱形 d=45mm, 。l85靠减速器轴端的联轴器，由1附表 45 选用带制动轮的直径为 mm 的半齿联轴器，其图号为 S124,最大容许转30矩Mt =3150Nm,飞轮矩 GD 2Z=1.8kgm2，质量 G=38.5kg。为与制动器 YWZ8-315/50 相适应，将 S124 联轴器所带mm 制动轮，修改为 应用。30m315半齿联轴 器：CLZ3，图号 S139MtjsM带 制315动轮半齿 联轴器CLZ83，图第 30 页 共 52 页号 S12412、验算起动时间起动时间：20121 )()()(375iDGQMntjqq 式中 zldGD）（）（）（ 2122763.48103.56. kgm静阻力矩：85.074321)15()(0iDGQMi N4.32平均起动转矩：meq 4503.15.设计内容 计算与说明 结果故 85.0)7.43(121576.41).32045(.87 2tqS8.0通常起升机构起动时间为 15S，此处 tq1S，可在电气设计时，增加起动电阻，延长实际起到时间，故所选电动机合适。tq=0.82S13、验算 制动时间：
