桥式起重机设计计算报告书.doc
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1、75/20T 桥式起重机设计计算书1. 重要技术参数1.1. 主起升机构起重量 75t(750kN)起升速度 4.79m/min起升高度 16m工作级别 M51.2. 副起升机构起重量 20t(200kN)起升速度 7.16m/min起升高度 18m工作级别 M51.3. 小车行走机构行走速度 32.97m/min工作级别 M5轮距 3.3m轨距 3.4m1.4. 大车行走机构行走速度 75.19m/min工作级别 M5轮距 5.1m轨距 16.5m2. 机构计算2.1.主起升机构主起升机构为单吊点闭式传动,卷筒按螺旋绳槽、双联卷筒、单层缠绕设计。2.1.1. 钢丝绳A. 钢丝绳最大拉力Sma
2、x:= 78868 N式中,Q 额定起升载荷,Q = 750000 N; 进入卷筒钢丝绳分支数,对于双联卷筒, = 2;q 滑轮组倍率,q = 5;h 滑轮组效率,h =0.97。B. 钢丝绳最小直径d min: = 28.08 mm式中,C 钢丝绳选取系数,C = 0.1;C. 钢丝绳选取按619W+FC-28-170-I -光-右交型钢丝绳,d = 28mm,b = 1700MPa(钢丝绳公称抗拉强度), 钢丝破断拉力总和S0= 492500N,钢丝绳实际安全系数:= 6.24 5,通过。钢丝绳型号为:619W+FC-28-170-I -光-右交 GB1102-742.1.2. 卷筒尺寸与
3、转速A. 卷筒直径卷筒最小直径Dmin(e-1)d=1728=476mm,式中,e 筒绳直径比, e = 20;取D0=800mm(卷筒名义直径),实际直径倍数es= = 28.57 18,满足。B. 卷筒长度绳槽节距p = 32mm,绳槽半径r=15+0.2mm,绳槽顶峰高h= 10.5mm。单边固定圈数:ngd = 3圈;单边安全圈数:naq = 1.5圈;单边工作圈数:= 30.75圈式中,H 起升高度,H=16m。 D 卷绕直径,D= D0d=0.828m。取ngz = 30.75圈;。单边绳槽圈数:n = 35.25圈。绳槽排列长度:Lgz = 35.2532 = 1128 mm;卷
4、筒长度:Ljt = 2800 mm。C. 卷筒转速卷筒转速:= 9.21 r/min式中, 起升速度,=4.79m/min。2.1.3. 电动机A. 机构效率减速机效率:j = 0.95卷筒效率:t = 0.98机构效率: = j t h = 0.950.980.97 = 0.9B. 电动机静功率电动机静功率:= 67.86kW选取电动机YZR315S10,S3,FC25%,Ne = 63 kW,ne = 580 r/min; S3,FC40%,N40 = 55kW,n40 = 580 r/min,(力矩倍数) Tm = 3.11,(飞轮矩) GDd2 =28.2 kgm2,(自重) Gd =
5、 1026 kg。电动机额定力矩:= 1037.3 NmC. 在静功率下电动机转速在静功率下电动机转速: = 575.324r/min式中,n0 电动机同步转速, n0= 600 m/min;n40 电动机在基准制S3,FC40%时转速,n40 = 580 m/min;N40 电动机在基准制S3,FC40%时功率,N40= 55kW。D.电动机过载验算电动机必要满足下式:= 45.82 kW式中,H 系数, 对于绕线电动机,H = 2.1;m 电动机个数,对于一种吊点,m = 1;N40 = 55kW,满足。E.电动机发热验算稳太平均功率:= 54.288 kW 63 kW 通过。式中,G 稳
6、太系数,对于本机, G = 0.8;2.1.4. 速比与分派A. 总传动比= 62.467B. 减速机按QJRS-D560-63-C减速机考虑,减速机实际传动比is= 63,减速机许用输出扭矩TIja = 60000Nm。 实际起升速度s = 4.79m/min。2.1.5. 制动器选取制动器按2个计,计算制动力矩:= 791.775 Nm式中,k 安全系数,k=1.75; 制动时机构效率, = 0.9;选取制动器YWZ2500/125,额定制动力矩Tzha = 1800 Nm,自重Gzh = 220kg。2.1.6. 起、制动时间验算平均起动力矩:Ttm = 1.6Tn = 1.61037.
7、3= 1659.68 Nm机构空载启动转动惯量:(高速轴之后某些按5%计) kg.m2对于起升机构,启动时,阻力矩:Tr = 0。启动时间:= 0.550.005 =0.555 s式中,m 重物及吊具质量,m = 1.0275000=76500 kg;启动加速度:= 0.144m/s2 0.4m/s2 带载启动时,静力矩:= 1117.14 Nm重物及吊具质量m,换算到高速轴上转动惯量为:= 1.65 kgm2 带载启动时间:= = 1.8650.015=1.88 s启动加速度:= 0.042m/s2 0.4m/s2 通过。带载制动时,静力矩:= 904.88 Nm制动时间: = = 1.34
8、0.011 =1.351 s制动加速度:= 0.059m/s2 0.4m/s2 通过。2.1.7. 起升机构计算载荷平均起动力矩倍数:=1.6;系数= 1.077;系数 式中,J轴上计算处前段转动惯量;J轴上计算处后段转动惯量;动载系数:; ;一类载荷(疲劳载荷)T= 8Tn ( Nm );二类载荷(正常工作最大载荷)T= 58Tn = (28-)Tn ( Nm );机构(换算到高速轴上)计算载荷系数见表1。表1:起升机构计算载荷系数项目 轴 段JJ8558电动机轴7.058.71.2341.3661.2121.656减速机高速轴14.382.370.1651.1511.0641.225从上面
9、表1可以看出,起升机构一、二类载荷动载系数都不不大于1,依照规范,分别用8、58计算一、二类载荷。在电动机轴段,一类载荷T= 8Tn =1.3661037.3 = 1416.95 Nm ;二类载荷T= 5 8Tn =1.2121.3661037.3= 1717.34 Nm 。在减速机高速轴段一类载荷T= 8Tn =1.1511037.3 =1193.93 Nm ;二类载荷T=5 8Tn =1.0641.1511037.3 =1270.34 Nm 。换算到减速机低速轴上一类载荷:Tj = 1193.93630.95 = 71456.71 Nm ;1,可见,减速机满足。换算到减速机低速轴上二类载荷
10、:Tj = 1270.34630.95 = 76029.85 Nm ;2.1.8. 卷筒轴计算A. 卷筒轴尺寸与轴上载荷卷筒轴受力分析见图1;卷筒自重:Gjt = 23850 N;图1 卷筒轴受力分析B. 支反力Rc = = = 96860NRd = 278868 + 23850 96860= 84726 NRa = = = 97965NRb = 96860 84726 97965= 83621N正号表达力方向与图示力方向相似。C. 卷筒轴危险截面上弯矩由于卷筒轴自重影响很小,为简化计算,卷筒轴自重忽视不计,卷筒轴弯矩图见图2,显然,危险截面在图1所示I-I、II-II截面上。MI = 615
11、730.147 = 17142 NmMII = 615730.059 = 7568 N.m图2 卷筒轴弯矩图D. 卷筒轴危险截面抗弯量= = 401920 N/mm2 = = 130671 N/mm2 E. 卷筒轴危险截面弯曲应力卷筒轴材料为45#钢,回火,HB187217,屈服极限s = 285 N/mm2 ,许用应力a = 178 N/mm2 ,各截面上应力:= 42 .65N/mm2 178 N/mm2 = a ; 强度满足。= = 57.9N/mm2 178 N/mm2 = a ; 强度满足。2.1.9. 卷筒强度与稳定性A. 卷筒强度验算由于卷筒长度Ljt= 2800 mm,卷筒直径
12、D=828mm。挤压应力:式中,jt 卷筒壁厚,jt=40 mm; A1 应力减小系数,普通取A1=0.75; A2 卷绕系数,单层卷筒A2=1.0;卷筒用HT200制作,抗压极限y = 736 N/mm2,许用挤压应力:y 2D0,须作稳定性验算。卷筒单位面积上所受外压力:= 4.46 N/mm2 卷筒绳槽底径:D0 = 800mm,卷筒内径:Dn = 720mm;卷筒壁中部半径:rp = 380mm;= 0.97= = 7.37= 9.25可见, 736 N/mm2 = y,则: = = 19.25 1.2 1.5,稳定性满足。2.2.副起升机构副起升机构为单吊点闭式传动,卷筒按螺旋绳槽、
13、双联卷筒、单层缠绕设计。2.2.1. 钢丝绳A. 钢丝绳最大拉力Smax:=26020 N式中,Q 额定起升载荷,Q = 00 N; 进入卷筒钢丝绳分支数,对于双联卷筒, = 2;q 滑轮组倍率,q = 4;h 滑轮组效率,h =0.98。B. 钢丝绳最小直径d min: = 16.13 mm式中,C 钢丝绳选取系数,C = 0.1;C. 钢丝绳选取按619W+FC-16-170-I-光-右交 型钢丝绳,d = 16mm,b = 1700MPa(钢丝绳公称抗拉强度), 钢丝破断拉力总和S0= 183000N,钢丝绳实际安全系数:= 7.03 6,通过。钢丝绳型号为:619W+FC-16-170
14、-I-光-右交GB1102-742.2.2. 卷筒尺寸与转速A. 卷筒直径卷筒最小直径D min(e-1)d=1916=304mm,式中,e 钢丝绳直径倍数, e = 20;取D0=500mm(卷筒名义直径),实际直径倍数hs= = 31.25 19,满足。B. 卷筒长度绳槽节距p = 20mm,绳槽半径r=10+0.2mm,绳槽顶峰高h= 6mm。单边固定圈数:ngd = 2圈;单边安全圈数:naq = 1.5圈;单边工作圈数:= 44.4圈式中,H 起升高度,H=18m。 D 卷绕直径,D= D0d=0.516m。取ngz = 44.5圈;。单边绳槽圈数:n = 48圈。绳槽排列长度:Lg
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