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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 目 錄</b></p><p> 一、起重機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)……………………………………………………1</p><p> 二、起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………2</p><p> 三、小車的設(shè)計(jì)……………………………………………………………6</p><p&g
2、t; 四、主梁的設(shè)計(jì)……………………………………………………………10</p><p> 五、大車的設(shè)計(jì)……………………………………………………………16</p><p> 六、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………22</p><p> 七、參考文獻(xiàn)………………………………………………………………24</p><p&g
3、t; 一. 起重機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p><b> 1 基本設(shè)計(jì)參數(shù):</b></p><p><b> 額定起重量:16t</b></p><p><b> 跨度:35m</b></p><p><b> 工作級(jí)別:A6</b></p
4、><p><b> 2 主要尺寸的確定</b></p><p> 根據(jù)焊接手冊(cè)[1]表16-4和工作級(jí)別A6可以確定一下參數(shù):</p><p><b> 載荷狀態(tài) Q3</b></p><p> 名義載荷系數(shù) Kp=0.5</p><p><b> 利用等級(jí)
5、 U5</b></p><p> 根據(jù)表16-2查得最大工作循環(huán)數(shù)N=5×105</p><p> 根據(jù)GBT-14406-1993 表4 跨度35m查得</p><p><b> L1或L2=10m</b></p><p> 由表5查得 吊鉤起重機(jī)起升高度為12m</p>
6、<p> 由表6查得 主鉤起升速度為6.3~16m/min,副鉤起升速度10~20m/min</p><p> 小車運(yùn)行速度為40~63m/min,起重機(jī)運(yùn)行速度50~63m/min</p><p> 二. 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p><b> 1吊鉤的選擇</b></p><p> 根據(jù)要求查
7、起重機(jī)手冊(cè)[2]選擇A型-短鉤,由起重量16t可查得所用吊鉤尺寸:D=150mm S=120mm b=90mm h=150mm d1=85mm d0=T80×10 L=440mm l>210mm L1=100mm L2=75mm R=18mm R1=200mm R2=45mm R3=150mm R4=22mm R5=170mm R6=105mm R7=75mm 重量56kg</p><p><
8、;b> 2 鋼絲繩的選擇</b></p><p> 根據(jù)起重機(jī)的額定起重量Q=16t,查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[2]選取滑輪組倍率m=4。</p><p><b> 鋼絲繩最大拉力:</b></p><p> + </p><p> 式中 Q——額定起重量,Q=160000N&
9、lt;/p><p> G——吊鉤組重量,G=56kg </p><p> M——滑輪組倍率,m=4</p><p> η——滑輪組效率,η=0.975</p><p> ∴ Smax=160000+560/2×4×0.975=20584.62N</p><p> 根據(jù)鋼絲繩工作級(jí)別選系數(shù)C=0
10、.1.5</p><p> Dmin=C=0.105×=15.06mm</p><p> 查起重機(jī)手冊(cè)[2]選用單股鋼絲繩直徑16.0mm,鋼絲直徑3.2mm,鋼絲總斷面132.73mm²,參考自重129.8kg/100m,鋼絲破斷拉力259.590N。</p><p><b> 3 滑輪的選擇</b></p&g
11、t;<p> 根據(jù)鋼絲繩直徑3.2mm選滑輪WJ04202,滑輪主要尺寸:D=355mm,R=10mm,b=43mm,W=33mm,f=8mm,B=74mm,推薦軸承型號(hào)216,參考質(zhì)量17.7kg</p><p><b> 4 卷筒的選擇</b></p><p> 由于起重量不是很大,所以選擇鑄鐵卷筒。為取保鋼絲繩具有一定的使用壽命,名義直徑應(yīng)滿
12、足D≥ed,式中e——系數(shù),對(duì)于工作級(jí)別為M6的起重機(jī),e取20。所以D≥20×16=320mm</p><p> 卷筒長(zhǎng)度L=2(L0+L1+L2)+L光</p><p> L0=( +n)/t</p><p> 式中Hmax——最大起升高度,Hmax=12m</p><p> N——鋼絲繩安全圈數(shù),
13、取2</p><p> t——繩槽節(jié)距,t=d+(2~4)=16+4=20</p><p> L1——根據(jù)結(jié)構(gòu)確定卷筒空余部分,取60mm</p><p> L2——固定鋼絲繩所需的長(zhǎng)度,取60mm</p><p> L光——根據(jù)鋼絲繩允許偏斜角確定,取120mm</p><p> L0——卷繞部分長(zhǎng)度,取5
14、50mm</p><p> ∴L=2×(550+60+60)+120=1460mm</p><p> 取整 L=1500mm</p><p><b> 卷筒軸上的扭矩</b></p><p> M= =20584.62×320/0.98=6721.51Nm</p>
15、<p><b> 卷筒轉(zhuǎn)速</b></p><p> N= =4×9.3/3.14×0.5=23.69 n/min</p><p><b> 5 電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p> P=(Q+G)v/6120η=(16000+56)×4/6120×0.
16、9=11.66kw</p><p> 選擇YZP200L-8型電動(dòng)機(jī)。對(duì)于吊鉤起重機(jī),取CZ=300,JC=25%;電動(dòng)機(jī)額定功率為15kw,輸出扭矩192Nm,轉(zhuǎn)速735r/min,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=0.339kgm²,自重260kg。變頻控制的電動(dòng)機(jī)最小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=1.7×192=326.4Nm。</p><p> 起升電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn):去G=0.8,Pn≥Ps=GP=
17、0.8×11.66=9.328kw 校驗(yàn)通過(guò)</p><p><b> 6 減速器的選擇</b></p><p> 傳動(dòng)比i=735/23.69=31.03 n/min </p><p> 根據(jù)電動(dòng)機(jī)參數(shù)查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[2]選QJR型減速器,輸出軸轉(zhuǎn)速750r/min,名義中心距280mm,許用輸出扭矩7500Nm,公稱傳動(dòng)比
18、31.5,高速軸需用功率17.4kW.</p><p><b> 7 制動(dòng)器的選擇</b></p><p> 制動(dòng)器按一個(gè)計(jì),計(jì)算制動(dòng)力矩:</p><p> =1.75*(160000+560)*0. 3</p><p> 式中,k —— 安全系數(shù),k=1.75;</p><p>
19、η' —— 制動(dòng)時(shí)的機(jī)構(gòu)效率,η'≈ η = 0.89;</p><p> 查起重機(jī)手冊(cè)[2]選擇制動(dòng)器YWZ2-300/50,許用制動(dòng)力矩Tzha = 630Nm,自重Gzh = 65kg。</p><p> 8 起、制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算</p><p> 平均起動(dòng)力矩:Ttm = 1.6Tn = 1.6×1409.29</p&g
20、t;<p><b> = 2255 Nm</b></p><p> 機(jī)構(gòu)空載啟動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:(聯(lián)軸器按齒輪聯(lián)軸器CLZ5和ZC6,高速軸約按1kg.m2計(jì),高速軸之后的部分按5%計(jì))</p><p> = 11.01 kg.m2 </p><p> 對(duì)于起升機(jī)構(gòu),啟動(dòng)時(shí),阻力矩:Tr = 0。</p><
21、;p><b> 啟動(dòng)時(shí)間:</b></p><p> = 0.296+0.008 =0.304 s</p><p> 式中,m —— 重物及吊具質(zhì)量,m = 41370 kg;</p><p><b> 啟動(dòng)加速度:</b></p><p> = 0.50m/s2 > 0.1
22、5m/s2 </p><p> 可見(jiàn),空載啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)加速度是很大的。</p><p> 帶載啟動(dòng)時(shí),靜力矩:</p><p> = 1268.38 Nm</p><p> 重物及吊具質(zhì)量,m = 44370 kg,換算到高速軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為:</p><p> = 3.59 kgm2 </p>
23、<p><b> 帶載啟動(dòng)時(shí)間:</b></p><p><b> = </b></p><p> = 0.878+0.018 = 0.896 s</p><p><b> 啟動(dòng)加速度:</b></p><p> = 0.17m/s2 > 0.15m
24、/s2 </p><p> 可見(jiàn),帶載啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)加速度稍偏大。</p><p> 帶載制動(dòng)時(shí),靜力矩:</p><p> = 1012.83 Nm</p><p><b> 制動(dòng)時(shí)間:</b></p><p><b> = </b></p><
25、;p> = 0.713+0.014 = 0.727 s</p><p> 在安全制動(dòng)力矩下的制動(dòng)時(shí)間:</p><p><b> = </b></p><p> = 1.188+0.023 = 1.21 s</p><p><b> 制動(dòng)加速度:</b></p><
26、;p> = 0.12m/s2 < 0.15m/s2 通過(guò)。</p><p><b> 三. 小車的設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 1 行走輪壓計(jì)算</b></p><p> 計(jì)算輪壓時(shí),小車重量按Gxc= 59.3kN計(jì),主鉤滿載時(shí)的行走載荷QH1=220kN,空載輪壓</p>&
27、lt;p> 小車重量沿小車軌道方向不均布,垂直軌道方向均布,主動(dòng)車輪一側(cè)偏載約20% 。</p><p> 用P1k,P2k,P3k,P4k分別表示小車重量Gxc折算到四組車輪組的輪壓,</p><p> =59.3/4×1.2=17.79kN</p><p> =59.3/4×0.8=11.86kN</p><
28、p> 主鉤滿載時(shí)的行走輪壓</p><p> 用P1H1,P2H1,P3H1,P4H1分別表示主鉤滿載時(shí)的行走載荷QH1折算到四組車輪組的輪壓,用Q11,Q21,Q31,Q41分別表示主鉤滿載時(shí)四組車輪組的合輪壓,則</p><p> P1H1=P3H1=58.14kN</p><p> P2H1=P4H1=51.35kN</p><
29、;p> Q11= P1k+P1H1=17.79+58.14=75.93kN;</p><p> Q21= P2k+P2H1=11.86+51.35=63.21kN;</p><p> Q31= P3k+P3H1=17.79+58.14=75.93kN;</p><p> Q41= P4k+P4H1=11.86+51.35=63.21kN;</p&
30、gt;<p><b> 2 車輪組選擇</b></p><p> 最小輪壓:Rmin = 11.86 kN,最大輪壓:Rmax = 75.93 kN;</p><p><b> 車輪等效疲勞載荷:</b></p><p><b> = 87.79kN</b></p>
31、<p> 選用車輪直徑為Dc= Ø250mm的角型車輪組,配P11軌,點(diǎn)接觸,材料ZG310-570</p><p><b> 電動(dòng)機(jī)</b></p><p><b> 3 行走阻力計(jì)算</b></p><p><b> 3.1 摩擦阻力</b></p>&
32、lt;p> Ff = ω Gxx </p><p> 式中,Gxx —— 行走重量;Gxx = Gxc + QH1 = 260+ 430 = 279.4 kN</p><p> ω —— 阻力系數(shù):</p><p><b> = 0.0084</b></p><p> 式中,μ —— 軸承摩擦系數(shù);
33、μ = 0.015(滾動(dòng))</p><p> dc —— 車輪軸徑;dc =50mm</p><p> c —— 偏斜運(yùn)行的側(cè)向附加阻力系數(shù);c = 1.5</p><p> k —— 車輪軌道方向的滾動(dòng)摩擦力臂;k = 0.5 </p><p> 所以,F(xiàn)f = 0.0084×279.4 = 2.35kN。</p&
34、gt;<p><b> 3.2 坡道阻力</b></p><p> Fγ = Gxx Sinγ</p><p> 式中,γ —— 坡度角;一般按Sinγ = 0.001;</p><p> 所以,F(xiàn)γ = 0.001×279.4=0.28kN。</p><p><b> 3.
35、3 風(fēng)阻力</b></p><p> Fω = C A q kh </p><p> 式中,C —— 風(fēng)力系數(shù);C = 1.2;</p><p> kh —— 風(fēng)壓高度變化系數(shù);kh = 1;</p><p> q—— 風(fēng)壓;一類風(fēng)壓qI=150N/m2,二類風(fēng)壓qII= 250N/m2;</p>&l
36、t;p> A —— 受風(fēng)面積;A = 22m2。</p><p> 所以,F(xiàn)ωI = 1.2×22×150 /1000 = 3.96 kN;</p><p> FωII = 1.2×22×250 /1000 = 6.60 kN。</p><p><b> 3.4 靜阻力</b></p
37、><p> FstI = Ff + Fγ+ FωI =2.35 + 0.28 + 3.96 = 6.59 kN</p><p> FstII = Ff + Fγ+ FωII = 2.35+ 0.28 + 6.60 = 9.23 kN</p><p><b> 機(jī)構(gòu)效率</b></p><p> 減速機(jī)效率:ηj =
38、0.95</p><p> 聯(lián)軸器效率:ηl = 0.98</p><p> 軸承效率:ηz = 0.98</p><p> 機(jī)構(gòu)效率:η=ηjηl2ηz = 0.95×0.983 = 0.89</p><p><b> 4 電動(dòng)機(jī)選擇</b></p><p> 4.1 電動(dòng)機(jī)
39、靜功率</p><p><b> = 494 kW</b></p><p> 4.2 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)加速功率</p><p> 加速時(shí)間:ta = 4 s,加速度:a = 0.132 m/s2。</p><p><b> 啟動(dòng)加速功率:</b></p><p> 式中,
40、mxx —— 行走總質(zhì)量,mxx =27940kg;</p><p> nd —— 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速,r/min;</p><p> ΣGD2 —— 機(jī)構(gòu)換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總飛輪矩,kg·m2;</p><p> 一般在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí),上式中后一部分按前一部分的20%計(jì),所以,</p><p><b> = 5.
41、74 kW</b></p><p> 4.3 電動(dòng)機(jī)額定功率</p><p><b> 電動(dòng)機(jī)額定功率:</b></p><p><b> = 7.12 kW</b></p><p> 式中,m —— 電動(dòng)機(jī)數(shù)量,m = 1 ;</p><p> λa
42、s —— 電動(dòng)機(jī)平均啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù),λas = 1.7 ;</p><p> 選擇電動(dòng)機(jī)YZR160M2-6, S3,F(xiàn)C40%,N40 = 7.5 kW,n40 = 940 r/min,Tm = 2.8;GD2 = 0.58 kgm2,Gd = 159.5 kg。</p><p><b> =950.56</b></p><p> 式中
43、,n0 ——電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速, n0=1000 m/min;</p><p> n40 ——電動(dòng)機(jī)在基準(zhǔn)制S3,F(xiàn)C40%時(shí)的轉(zhuǎn)速,</p><p> n40 = 940m/min;</p><p> N40 ——電動(dòng)機(jī)在基準(zhǔn)制S3,F(xiàn)C40%時(shí)的功率,</p><p> N40 = 7.5 kW。</p><p&g
44、t;<b> 速比與分配</b></p><p><b> 總傳動(dòng)比</b></p><p><b> = 45.63</b></p><p><b> 速比分配</b></p><p> 按ZSC600-III-2減速機(jī)考慮,減速機(jī)的傳動(dòng)比為:
45、ij = 45.63。</p><p> 此減速機(jī)為軟齒面減速機(jī),在同步轉(zhuǎn)速為1000 r/min時(shí),許用功率Nja = 11.5kW,許用扭矩TIja = 5129N·m,減速機(jī)自重Gj = 329kg。</p><p> 實(shí)際行走速度υs = 31.972m/min,傳動(dòng)比誤差1.15%。</p><p><b> 5 制動(dòng)器的選擇&l
46、t;/b></p><p><b> 計(jì)算制動(dòng)力矩:</b></p><p><b> = 74 N·m </b></p><p> 選擇擇制動(dòng)器YWZ2-200/25,制動(dòng)力矩Tzha =200 N·m,制動(dòng)器自重Gj = 29kg。</p><p><b&g
47、t; 四. 主梁的設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 1 計(jì)算載荷的確定</b></p><p> 1.門架主要尺寸確定</p><p> 門架的主要構(gòu)件有主梁、支腿,皆采用箱型結(jié)構(gòu)。</p><p> 主梁截面如圖所示,其幾何尺寸如下:</p><p><b>
48、; 主梁幾何尺寸</b></p><p> 高度(—)×35=2.33~1.4m</p><p> 取H=1.75m=1750mm</p><p> 寬度=(0.6~0.8) ×1.75=1.05~1.4m</p><p> 取=1.17m=1170mm;=0.96m=960mm </p&g
49、t;<p> 取腹板厚度0.8cm</p><p><b> 蓋板板厚</b></p><p><b> 主梁幾何特性</b></p><p> 面 積 F=257cm2</p><p> 靜 面 矩 91340cm3 ;6630cm3 </p>&l
50、t;p> 慣 性 矩 1188753cm4 ; 547428cm4</p><p> 截面模數(shù) 16725cm3 ; 9853cm3</p><p><b> 9251cm3</b></p><p> 3)支腿幾何尺寸和幾何特性</p><p> 參考同類型起重機(jī),采用“L”型支腿,確定總體幾何尺寸如
51、下:</p><p> H=8.05m;H1=1.35m; H2=0.40m; H3=1.50m ;H4=2.00m ;</p><p> H5=13.765m ;</p><p> 8.25m;=1.60m;=5.40m;a=4.05m;l=7.00m ;</p><p><b> B=8.529m </b&g
52、t;</p><p> 計(jì)算門架內(nèi)力時(shí),取計(jì)算高度:</p><p> h=H+H1+H2=1.35+8.05+0.4=9.80m</p><p><b> 門架的計(jì)算載荷</b></p><p> N/m=29.09N/cm</p><p><b> 主梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度質(zhì)量<
53、/b></p><p> 1.1×29.09=32N/cm</p><p> 小車輪壓:?jiǎn)沃髁盒≤囉袃蓚€(gè)垂直車輪輪壓 </p><p> 計(jì)算輪壓:=1.1×2963+1.15(16000+322)=22029.6 N</p><p> Pj=22029.6/2=11014.8N</p><
54、;p> 小車制動(dòng)時(shí)由于貨重和小車自重引起慣性力</p><p> =0.15 =0.15 =14174.475N</p><p> 大車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力</p><p> 主梁自重引起的慣性力:= 659.1N</p><p>
55、貨物自重和小車自重引起慣性力:</p><p><b> =18326.2N</b></p><p> 支腿自重引起的慣性力:</p><p><b> 0.15</b></p><p> 主梁自重引起慣性力化成均布載荷: = =10.44N/m</p>
56、<p><b> 風(fēng)載荷</b></p><p><b> 作用于貨物的風(fēng)載荷</b></p><p><b> 1.2</b></p><p> 作用在小車上的風(fēng)載荷</p><p> 作用在主梁上的風(fēng)載荷</p><p><
57、;b> =</b></p><p> 將主梁上的風(fēng)載荷或?yàn)榫驾d荷</p><p> =147.24N/m=1.47N/cm</p><p><b> 作用在支腿上的風(fēng)力</b></p><p><b> 1.2</b></p><p> 化為均
58、布載荷=/h=2430/980=2.48 N/cm</p><p><b> 3主梁的內(nèi)力計(jì)算</b></p><p><b> 垂直面的內(nèi)力</b></p><p> 主梁均布自重引起的內(nèi)力</p><p> 支反力: =2909(</p><p&g
59、t;<b> 剪 力:=</b></p><p> =2909=29090N</p><p> 彎 矩:- =- =-145450Nm</p><p> 跨 中:=299887.5Nm</p><p> 2)移動(dòng)載荷引起的主梁內(nèi)力 取小車輪壓:</p><p&
60、gt;<b> 11014.8N</b></p><p> 分別計(jì)算小車位于跨中和懸臂端時(shí)的主梁內(nèi)力:</p><p><b> 小車位于跨中</b></p><p> = =52098.90Nm</p><p> =
61、 =17.15</p><p> VA = 11794.504N</p><p> 10235.096N</p><p> 剪力QD=VA=11794.504N</p><p> QC=VB=10235.096N</p><p> B. 小車位于
62、懸臂端</p><p> 支反力 VA= =15527.5N</p><p> VB=- =-2994N</p><p> 剪力=2994.09N</p><p><b> =-12533N</b></p><p&g
63、t; 彎矩=-53893.62N</p><p><b> =26946Nm</b></p><p> 3)小車制動(dòng)慣性力引起的主梁內(nèi)力,當(dāng)小車制動(dòng)時(shí),慣性力順主梁方向引起的主梁內(nèi)力</p><p> 支反力:11693.94N</p><p> 剪 力:11693.94N</p><p&
64、gt;<b> 11014.8N</b></p><p> 彎矩: 跨 中:45436.05Nm</p><p> 支座處:90872.1Nm</p><p><b> 水平面內(nèi)力</b></p><p> 順大車軌道方向的風(fēng)載荷引起的主梁</p><p><
65、;b> 內(nèi)力見(jiàn)圖8-31</b></p><p><b> 小車在跨中</b></p><p> 彎矩 =- 12922Nm</p><p><b> =-91613Nm</b></p><p><b> ?。?)小車在懸臂端
66、</b></p><p> 彎矩 =-7648167Nm</p><p> =-2754925Nm</p><p><b> 4主梁的強(qiáng)度驗(yàn)算</b></p><p> 材料選Q235B,[σ]為235MPa=235000000N/m2</p><p><
67、b> 彎曲應(yīng)力驗(yàn)算</b></p><p> 跨中1.15=979594.57N/m2</p><p><b> 支座處彎曲應(yīng)力:</b></p><p> 懸臂端=1.15=688709.95N/m2</p><p><b> 剪應(yīng)力驗(yàn)算</b></p>
68、<p> 小車在主梁的中間時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力最大,小于材料的需用應(yīng)力,所以設(shè)計(jì)的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。</p><p> 7.門架的靜剛架計(jì)算</p><p><b> 主梁的剛度計(jì)算</b></p><p> 計(jì)算門架剛度時(shí),應(yīng)分別對(duì)主梁和支腿進(jìn)行剛度計(jì)算。</p><p> 根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)【2】要求:=
69、L/800=35/800=0.04375m=43.75mm</p><p> =L/350=35/350=0.1m=100mm</p><p><b> 當(dāng)小車在跨中時(shí)</b></p><p> =-=1.98cm=19.8mm=43.75mm</p><p><b> 當(dāng)小車在懸臂端時(shí)</b&g
70、t;</p><p> =0.78cm=7.8mm=100mm</p><p> 所以:該起重機(jī)的懸臂梁的剛度滿足起重機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。</p><p><b> 五. 大車的設(shè)計(jì)</b></p><p> 大車行走機(jī)構(gòu)由4組臺(tái)車組成,臺(tái)車為雙輪臺(tái)車。每組臺(tái)車有一主動(dòng)車輪組和一從動(dòng)車輪組。主動(dòng)車輪組均主動(dòng)臺(tái)車由
71、電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、減速機(jī)驅(qū)動(dòng),減速機(jī)低速軸通過(guò)齒輪聯(lián)軸器帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p><b> 1行走輪壓計(jì)算</b></p><p> 計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2及圖3,計(jì)算輪壓時(shí),門機(jī)總重量按Gm=1152kN計(jì)(門架65t,小車26t,梯子平臺(tái)欄桿1.5t,司機(jī)室2.2t,電器6t,大車行走13t,其它1.5t),小車重Gxc= 260kN,行走載荷Qx=430kN。
72、I側(cè)為司機(jī)室一側(cè),司機(jī)室、電器及部分梯子平臺(tái)重量按GS=92kN計(jì),GS只作用在臺(tái)車1上,門機(jī)除去小車、電器、司機(jī)室和梯子的重量Gj=1152-260-92 = </p><p> 800 kN可視為均布于四組臺(tái)車上。</p><p> 用P1j,P2j,P3j,P4j分別表示Gj折算到四組車輪組的輪壓,可見(jiàn), </p><p> 1.1 空載最小輪壓<
73、/p><p> 當(dāng)空載小車位于門機(jī)II側(cè)懸臂極限位置時(shí),小車吊點(diǎn)至跨端距離d = 3500mm,此時(shí)大車I側(cè)輪壓可達(dá)到最小值。</p><p> 用P1m,P2m,P3m,P4m分別表示空載小車在此位置時(shí)折算到四組大車車輪組的輪壓,可見(jiàn),P1m=P2m,P3m=P4m。</p><p> 10000P1m+(3500-1850)P2K+(3500-1850+350
74、0)P1K = 0</p><p> =-48.75 kN = P2m</p><p> P3m = 52+78-(-48.75) = 178.75 kN = P4m </p><p> 用Q1k,Q2k,Q3k,Q4k分別表示空載時(shí)四組大車車輪組的輪壓,則</p><p> Q1k=P1j+P1m+GS= 200-48.75+92
75、= 243.25 kN</p><p> Q2k=P2j+P2m = 200-48.75 = 151.25 kN</p><p> Q3k=P3j+P3m = 200+178.75 = 378.75 kN</p><p> Q4k=P4j+P4m = 200+178.75 = 378.75 kN</p><p><b> 所
76、以, , </b></p><p> 1.2 滿載最大輪壓</p><p> 當(dāng)主起升滿載且小車位于門機(jī)II側(cè)懸臂極限位置時(shí),小車行走中心至跨端距離d = 8000mm,此時(shí)II側(cè)輪壓可達(dá)到最大值。</p><p> 用P1h,P2h,P3h,P4h分別表示滿載小車在此位置時(shí)折算到四組大車車輪組的輪壓,可見(jiàn),P1h=P2h,P3h=P4h。<
77、/p><p> 10000P1h+(3500-1850)Q21+(3500-1850+3500)Q11 = 0</p><p> =-124.00 kN = P2m</p><p> P3h = 153.36+191.64-(-124.00) = 469 kN = P4m </p><p> 用Q1h,Q2h,Q3h,Q4h分別表示滿載時(shí)
78、四組大車車輪組的輪壓,則</p><p> Q1h=P1j+P1h+GS= 200-124+92 = 168 kN</p><p> Q2h=P2j+P2h = 200-124 = 76 kN</p><p> Q3h=P3j+P3h = 200+469 = 669 kN</p><p> Q4h=P4j+P4h = 200+469
79、= 669 kN</p><p><b> 所以, , </b></p><p><b> 2 車輪組選擇</b></p><p> 最小輪壓:Rmin = 38 kN,</p><p> 最大輪壓:Rmax = 334.5 kN;</p><p><b>
80、 車輪等效疲勞載荷:</b></p><p> = = 235.67 kN</p><p> 選用車輪直徑為Dc= Ø700mm的角型車輪組,配P43軌,點(diǎn)接觸,材料ZG340-640,車輪輪壓:</p><p> P = 237036N = 237kN</p><p> 式中,K2 —— 與材料有關(guān)的許用
81、點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)(N/mm2);鋼制車輪材料為高碳鋼時(shí)(如ZG340-640),K2 = 0.132;</p><p> R —— 曲率半徑,取車輪曲率半徑與軌面曲率半徑中之大值(R = 350,r = 300);</p><p> m —— 由軌道頂面與車輪的曲率半徑之比(r/R)所確定的系數(shù),r/R = 0.857,查表取m = 0.4086。</p><p
82、><b> 車輪的許用輪壓:</b></p><p> Ra = C1C2P</p><p> 式中,C1 —— 轉(zhuǎn)速系數(shù);</p><p><b> 車輪轉(zhuǎn)速:</b></p><p> υc —— 行走速度;υc = 40 m/min;</p><p>
83、; 查得:C1 = 1.07;</p><p> C2 —— 工作級(jí)別系數(shù);C2 = 1.00;</p><p> 所以,Ra = 1.07×1.00×237 = 253.59 kN > 235.67 kN = Rc,通過(guò)。</p><p><b> 3 電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p
84、> 3.1. 行走阻力計(jì)算</p><p><b> A. 摩擦阻力</b></p><p> Ff = ω Gdx </p><p> 式中,Gdx —— 行走重量;Gdx = Gm + Qx = 1152 + 430 = 1582 kN</p><p> ω —— 阻力系數(shù):</p>
85、<p><b> = 0.006</b></p><p> 式中,μ ——軸承摩擦系數(shù);滾動(dòng)摩擦系數(shù)μ = 0.015;</p><p> dc —— 車輪軸徑,dc =120mm;</p><p> c —— 偏斜運(yùn)行的側(cè)向附加阻力系數(shù),c=1.43; </p><p> k —— 車輪軌道方
86、向的滾動(dòng)摩擦力臂,k = 0.5。</p><p> 所以,F(xiàn)f = 0.006×1582 = 9.49 kN。</p><p><b> B. 坡道阻力</b></p><p> Fγ = Gdx Sinγ</p><p> 式中,γ —— 坡度角;一般按Sinγ = 0.001;</p>
87、;<p> 所以,F(xiàn)γ = 1582×0.001 = 1.58 kN。</p><p><b> C. 風(fēng)阻力</b></p><p> Fω = C A q kh </p><p> 式中,C —— 風(fēng)力系數(shù);C = 1.2;</p><p> kh —— 風(fēng)壓高度變化系數(shù);kh
88、= 1;</p><p> q —— 風(fēng)壓;一類風(fēng)壓qI = 150N/m2,二類風(fēng)壓qII = 250N/m2;</p><p> A —— 受風(fēng)面積;A = 125m2。</p><p> 所以,F(xiàn)ωI = 1.2×125×150 /1000 = 22.5 kN;</p><p> FωII = 1.2
89、215;125×250 /1000 = 37.5 kN。</p><p><b> D. 靜阻力</b></p><p> FstI = Ff + Fγ+ FωI = 9.49 + 1.85 + 22.5= 33.84 kN</p><p> FstII = Ff + Fγ+ FωII = 9.49 + 1.85 + 37.5
90、= 48.84 kN</p><p><b> 3.2. 機(jī)構(gòu)效率</b></p><p> 減速機(jī)效率:ηj = 0.95</p><p> 聯(lián)軸器效率:ηl = 0.98</p><p> 軸承效率:ηz = 0.98</p><p> 機(jī)構(gòu)效率:η=ηjηkηl2ηz = 0.95
91、×0.983 = 0.89</p><p> 3.3. 電動(dòng)機(jī)選擇</p><p><b> A. 電動(dòng)機(jī)靜功率</b></p><p> = 25.43 kW</p><p> B. 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)加速功率</p><p> 加速時(shí)間:ta = 4.5 s,加速度:a = 0.1
92、48 m/s2。</p><p><b> 啟動(dòng)加速功率:</b></p><p> 式中,mdx —— 行走總質(zhì)量,mdx = 158200kg;</p><p> nd —— 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速,r/min;</p><p> ΣGD2 —— 機(jī)構(gòu)換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總飛輪矩,kg·m2;</
93、p><p> 一般在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí),上式中后一部分按前一部分的20%計(jì),所以,</p><p> = 18.75 kW</p><p> C. 電動(dòng)機(jī)額定功率</p><p><b> 電動(dòng)機(jī)額定功率:</b></p><p><b> = 6.48 kW</b><
94、/p><p> 式中,m —— 電動(dòng)機(jī)數(shù)量,m = 4 ;</p><p> λas —— 電動(dòng)機(jī)平均啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù),λas = 1.7 ;</p><p> 選擇電動(dòng)機(jī)YZR160L—8,S3, FC40%,N40 = 7.5 kW,n40 = 705 r/min,Tm = 2.7,飛輪矩GD2 = 1.5 kg·m2,Gd = 230 kg。<
95、;/p><p> 電動(dòng)機(jī)軸伸尺寸:YA48×110—235(電動(dòng)機(jī)軸伸根部凸緣至電動(dòng)機(jī)中心距離)</p><p> D. 電動(dòng)機(jī)過(guò)載驗(yàn)算</p><p> 電動(dòng)機(jī)在FstII下的靜功率:</p><p> = 36.58 kW</p><p><b> 電動(dòng)機(jī)額定功率:</b>&l
96、t;/p><p><b> = 8.14 kW</b></p><p> 與電動(dòng)機(jī)基準(zhǔn)功率N40 =7.5 kW接近,可用。</p><p> E. 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算</p><p> < 7.5 kW = Ne = N40 發(fā)熱驗(yàn)算通過(guò)。</p><p> F. 電動(dòng)
97、機(jī)的額定扭矩</p><p><b> 電動(dòng)機(jī)額定力矩:</b></p><p> G. 電動(dòng)機(jī)在靜功率下的轉(zhuǎn)速</p><p> 在靜功率下的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:</p><p> 式中,n0 ——電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速, n0=750 m/min;</p><p> n40 ——電動(dòng)機(jī)在基準(zhǔn)制S3,
98、FC40%時(shí)的轉(zhuǎn)速,</p><p> n40 = 705m/min;</p><p> N40 ——電動(dòng)機(jī)在基準(zhǔn)制S3,F(xiàn)C40%時(shí)的功率,</p><p> N40 = 7.5 kW。</p><p><b> 4 速比與分配</b></p><p><b> A. 總傳動(dòng)
99、比</b></p><p><b> = 39.14</b></p><p><b> B. 速比分配</b></p><p> 按ZSC6000-IV-3(4)減速機(jī)考慮,減速機(jī)的傳動(dòng)比為:ij =37.90。</p><p> 此減速機(jī)為軟齒面減速機(jī),在同步轉(zhuǎn)速為750 r/
100、min時(shí),許用功率Nja = 10.5kW,許用扭矩TIja = 5067N·m,減速機(jī)自重Gj = 329kg。</p><p><b> 5 制動(dòng)器選擇</b></p><p><b> 計(jì)算制動(dòng)力矩:</b></p><p> =343.44 N·m</p><p>
101、 選擇制動(dòng)器YWZ2-300/50+漸加器,許用制動(dòng)力矩Tzha=630Nm,自重Gzh= 65 kg。</p><p><b> 六. 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 1 焊縫布置</b></p><p> 蓋板的拼接是平焊縫,每個(gè)蓋板各5條焊縫。腹板的拼接是平焊縫,每個(gè)蓋板各5條焊縫。蓋板與
102、腹板間的連接用角焊縫,共4條焊縫。每個(gè)肋板與腹板和蓋板有3條焊縫,為角焊縫。</p><p> 2 焊接方法(包括坡口形式,接頭設(shè)計(jì))</p><p> ?。?)蓋板的拼接不開(kāi)坡口,用對(duì)接接頭預(yù)留間隙雙面焊埋弧焊焊接,由《起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造技術(shù)》[4]表2-58查得焊接參數(shù):正面焊時(shí):焊絲選用H08MnA焊絲直徑4,選用HJ403-H08MnA熔煉焊劑,焊接電流:600~620A,電壓
103、38~40V,焊接速度750;反面焊時(shí):焊絲選用H08MnA焊絲直徑4,選用HJ403-H08MnA熔煉焊劑,焊絲直徑4,焊接電流:680~720A,電壓40~42V,焊接速度750,焊接方向正面焊與背面焊方向相反。</p><p> (2)腹板的拼接不開(kāi)坡口,用對(duì)接接頭預(yù)留間隙雙面焊埋弧焊焊接,由《焊接手冊(cè)》[1]表4-29b查得焊接參數(shù):裝配間隙3mm,正面焊時(shí):焊絲選用H08MnA焊絲直徑4,選用HJ40
104、3-H08MnA熔煉焊劑,焊絲直徑4,焊接電流:580~600A,電壓36~38V,焊接速度666;反面焊時(shí):焊絲選用H08MnA焊絲直徑4,選用HJ403-H08MnA熔煉焊劑,焊絲直徑4,焊接電流:620~680A,電壓38~40V,焊接速度750,焊接方向正面焊與背面焊方向相反。</p><p> ?。?)蓋板與腹板的焊接先用手工電弧焊進(jìn)行定位焊,選用E5015焊條,直徑4mm,定位焊的焊縫長(zhǎng)度為30mm,
105、間距100mm。查《焊接手冊(cè)》[1]表4-3設(shè)計(jì)埋弧焊船型焊位置角焊縫,焊腳長(zhǎng)度取8mm,焊絲選用H08MnA焊絲直徑4,選用HJ403-H08MnA熔煉焊劑,焊絲直徑為3mm,焊接電流為550~600A,電弧電壓為34~36V,焊接速度為500mm/min。</p><p> ?。?)肋板的焊接采用手工電弧焊,根據(jù)《焊接手冊(cè)》[1]表3-20,3-21選用E5015焊條,直徑4mm,焊接電流160~210A。&
106、lt;/p><p> ?。?)蓋板的焊接采用自動(dòng)埋弧焊焊接,先用手工電弧焊進(jìn)行定位焊,選用E5015焊條,直徑4mm,定位焊的焊縫長(zhǎng)度為30mm,間距100mm。查《焊接手冊(cè)》[1]表4-3設(shè)計(jì)埋弧焊船型焊位置角焊縫,焊腳長(zhǎng)度取8mm,焊絲選用H08MnA焊絲直徑4,選用HJ403-H08MnA熔煉焊劑,焊絲直徑為3mm,焊接電流為550~600A,電弧電壓為34~36V,焊接速度為500mm/min。</p&
107、gt;<p><b> 3 焊縫順序</b></p><p> ?。?)先進(jìn)行蓋板的拼接。</p><p> 將蓋板放在平臺(tái)上,邊緣拉尼龍繩對(duì)齊,焊接前,兩端用螺栓壓板壓緊在平臺(tái)上,不開(kāi)坡口,用對(duì)接接頭預(yù)留間隙雙面焊埋弧焊焊接,焊接方向正面焊與背面焊方向相反。</p><p><b> ?。?)腹板的拼接</b
108、></p><p> 將腹板放在平臺(tái)上,邊緣拉尼龍繩對(duì)齊,接頭處間隙小于3定位焊,并要求接口處兩端定位焊引弧板和引出板(60).焊接前,兩端用螺栓壓板壓緊在平臺(tái)上,不開(kāi)坡口,用對(duì)接接頭預(yù)留間隙雙面焊埋弧焊焊接,焊接方向正面焊與背面焊方向相反。</p><p> ?。?)蓋板與腹板的的定位焊接</p><p> 先用手工電弧焊進(jìn)行定位焊,選用E5015焊條,
109、直徑4mm,定位焊的焊縫長(zhǎng)度為30mm,間距100mm。</p><p><b> ?。?)肋板的焊接</b></p><p> 采用手工電弧焊,用E5015焊條,直徑4mm,焊接電流160~210A。</p><p><b> 蓋板與腹板的焊接</b></p><p> 腹板與蓋板的焊接用船
110、型焊,用自動(dòng)埋弧焊焊接,焊腳長(zhǎng)度取8mm,焊絲直徑為3mm,焊接電流為550~600A,電弧電壓為34~36V,焊接速度為500mm/min。</p><p><b> ?。?)蓋板的焊接</b></p><p> 先用手工電弧焊進(jìn)行定位焊,選用E5015焊條,直徑4mm,定位焊的焊縫長(zhǎng)度為30mm,間距100mm。腹板與蓋板的焊接用船型焊,用自動(dòng)埋弧焊焊接。<
111、;/p><p> 4 焊縫標(biāo)注(在CAD圖紙上顯示出來(lái)即可)</p><p><b> 七. 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 1. 《焊接手冊(cè)-第二版》 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編.機(jī)械工業(yè)出版社,2001.8</p><p> 2. 張質(zhì)文 虞和謙 王金諾 包起帆《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中國(guó)鐵道出版社,1998&l
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