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1、机构选型计算书4.机构设计与校核4.1 起升机构4.1.1 主要性能参数起升速度：速度1： 0 m/min速度 2： 0 m/min速度 3: 0 m/min工作级别：M5 Jc=40%Z=1504.1.2 钢丝绳的选择1 .钢丝绳的最大拉力钢丝绳的最大拉力：Smax =-FQ- =0 KN式中：FQ一最大起升载荷 F Q=(Qma+G)62=129.78 KN“一滑轮组及导向滑轮总效率0.98 X0.992 =0.96a一起升滑轮组倍率a=2其中：Qmax 最大起重量Gd-吊钩组重62动载系数 62=1.052 .钢丝绳的选择所选的钢丝纯，其破断拉力Sp必须满足下式：SPK = -K nrS
2、 max式中：K-钢丝纯安全系数Knr-钢丝绳最小安全系数取Kr = 5.5则破断拉力为：SP S1ax Knr = 0 KN故选取钢丝绳型号为：直径为：d=0 mm4.1.3卷筒设计1、主要几何参数的确定(1)卷筒直径的计算卷筒最小直径D筒min = h M =0 mm式中：h与机构工作级别和钢绳结构有关的系数取h=18d 一钢丝绳直径按起升速度选卷筒直径：D筒=上a d X2xm 1)n筒 Vnk g 义=0 N.mnm Xr由电机型号可知，过载校核合格4.1.4.3电动机发热校核T T Tre *nmPi 9550 Xn kz由 “GB/T 13752-92 附录 M z=150系数kz
3、 =1 =0.851000等效平均阻力矩：Tre =Tr kG式中：kG一系数 取0.70T r 一电动机静阻力矩T= Njr2九nm高速起重时：Pn高=0 KW 由电机型号可知，发热校核合格。4.1.4.3起制动校核由于本塔机采用低速、高速逐级起动和高速、低速，逐级制动的运行方式， 由于要用低速起制动，故该电机上具备良好的起制动性能， 要求控制系统使启 动时物品的平均加速度ad 2XfW i=(FQmax+G) X-L +XoD D式中：FQma-最大起升载荷NG-小车自重Nd 轴颈直径取d=40mmD 走轮外径取D=100mm祖滚动轴承磨擦系数取以=0.015f-车轮滚动阻力系数取f=0.
4、03K)附加阻力系数取K=1.5则：W=0 N(2)小车运行时的风力WW 2= Cw XRi XA式中：C-风力系数，Cw=1.3Pwi-计算风压 PWi=150 N/mn2A-物品及小车的迎风面积取A=1.04m则：W= 0 N(3)小车运行的坡度阻力WW 3=(FQmax+G) XSin a=0 N式中：a 轨道坡度角取1 0(4)起升纯阻力W.1 二W4=FQmax X/ 1 (Fs + Fw2)XDw-(设计规范)2 M Xq XZm式中：Ts 一基准接电持续率时电动机的启动转矩 N.mFr一运行静阻力Fw2正常工作状态的最大风阻力(按风压 Pw2计算)Pw2=250N/mrmD w一
5、驱动轮直径mi总传动比Zm 电机个数(Fr+Fw2)xDw=0 N.m2 M Xt Zm根据所选电机型号可知，过载校验符合。3、发热验算p Tre XnmP n =9550 XT Xkz式中：Pn 电动机额定功率，其工作制 Si,接电持续率，JC%实际机构的 值相同Tre 最不利工作循环的等效平均阻力转矩。（塔机设计规范）Nm电机转速r/minTre =Tr /GTr 一电动机静阻力矩Tr = F）”式中：R一卷筒半径iKg 一系数取 Kg=0.73zKz=11000式中：z电动机每小时折算全起次数为150150_Kz=1-150 =0.85100Tre 可=0 Kw9550 XqXkz根据所
6、选电机可知，发热校验合格。4.2.5减速器选择1、变幅静阻力矩：M=Fr XD1 =0 N.m 2式中：D1-卷筒计算直径m2、所选减速器的减速比：neci= =0 n筒式中：ne-电机转速n筒-卷筒转速vn 筒=0 r/minnUXD1减速器输出轴转速即为卷筒转速根据以上参数选取减速器为：其速比 i=03 、减速器校核据电动机最大输出转矩计算减速器输出轴需传递的最大扭矩：T= Ts X”减=0Mm减速器额定输出扭矩为 T max max pT max p =0 N.m满足尖峰负荷要求4.3 回转机构及回转支承装置设计4.3.1 主要性能参数回转速度：0.8 r/min验算工况：在最大起重量幅
7、度，吊起最大起重量。工作级别 M5、JC=40% Z=3004.3.2 回转支承装置受力计算作用在回转支承上的载荷主要包括：起重臂架、平衡臂架、平衡重、塔顶部 分的自重、起升载荷、风载荷及惯性载荷以及回转齿轮啮合力的作用。这些力均可向回转中心简化成回转支承的计算载荷垂直力V、水平力H和力矩MV=G h (N)H=P h+PShSin T (N)M=M h (N.m)式中：G、Ph、M-分别为回转支承以上部件对回转支承产生的垂直力、水 平力和力矩Y 按最危险工况产冗/2Psh-驱动的小齿轮与大齿圈的啮合力 NP - MshPShD cos ocM sh-齿轮传递的扭矩N.mDo大齿圈的分度圆直径
8、m民 齿轮压力角民=20由前设计可知，回转支承以上部件对回转支承产生的载荷如下：垂直载荷：G =0 N水平载荷：Ph =18720.04 N力矩 M =4253254.01 N.m扭矩 Mh=334648.56 N.m则齿圈受力为：V=G h=0 NH=P h+ Mnh sin t/(D cos20 )=0 NM=M h =334648.56 N.m4.3.3 回转机构传动装置的计算1、回转总阻力矩的计算：M=Mf+M+M+M式中：M一摩擦阻力矩Mw风阻力矩Mp一惯性阻力矩Mq一重物偏摆引起的阻力矩其中：Mw+M+M=Mh回转支承的摩擦阻力矩计算：MfM f = Md XD0 X工;N2式中：
9、也一当量摩擦系数，e=0.01D0一滚道中心直径N N 一作用在回转支承止的总压力 工N =0 NM f = % X x：N =0 N.m2起动时回转支承的内摩擦阻力矩增加 50%则：M f max =1.5 XM f =0 N.m 回转支承最大回转阻力矩M=M fmax+Mh=0 N.m2、回转机构计算：电动机选择与校核：电动机及机构控制系统的选择应使起重臂头部切向加速度小于0.8m/s 2。在电动机与减速箱之间采用液力偶合器，回转时起动和停止都很平稳，减少了回转主动轮和从动轮的冲击，改善了塔身回转工作时的受扭状况从而增强了塔 机的使用寿命。计算：初选电动机按回转机构稳定运动时静阻力矩，回转
10、速度和机构的效率计算机构的等效功 率。z M Xh X0.6N=9550 Xn式中：M一等效静阻力矩 n 一回转速度“一回转机构的总效率“二啼 Xn咸 X峋=0.90则，N=0 Kw据塔式起重机设计规范附录 M中表M1,回转机构的电动机选用JC%=40Z=300 即可。初选电机型号为：功率：0 kw转速：0 r/min过载校验k X+Ts +Tw ）Ts s1（塔式起重机设计规范）i X” Zm式中：Ts一基准接电持续率时电动机的启动转矩 N mk一系数、电动机选的是绕线异步电机，可取 1.52TN 一回转摩擦阻力矩Ts,一坡道阻力矩，按0.5%M度计算Tw一计算风压Pw产生的风阻力矩 w 2
11、vv 2zm 电动机个数即：k-2）=0 N mi X” zm根据所选电动机，过载校核合格发热校核胃Tre刈m（塔机设计规范）9550 xnxkz式中：Pn 电动机额定功率，接电持续率与实际机构的值相同kwT 一最不利工作循环的等效平均阻力转矩nm 电动机转速kz 一系数re=TrkG式中:T r 一电动机静阻力转矩G 一系数 取k G =0.7kz =1 z 1000式中：Z电动机每小时折算全启动次数取300 八kz =1= 0.71000300则:Tre 人=0 Kw9550 Xt Xkz故发热校验合格减速器选择与校核.回转机构总传动比计算；_ nmi总n=0式中：i总一回转机构总传动比n
12、m电动机转速n一回转速度.传动比分配乙式中：Z2大齿圈齿数取Z2=0Z1小齿圈齿数 取Zi=0故减速器传动比：i减=1 =0i03小齿轮转速计算：减速器输出轴转速要求与小齿轮转速相等。即：n出=口齿=0 r/min4减速器选择：根据电动机最大输出转矩，则：减速器输出轴需传递的最大转矩:Tmax =Ts *0 X0 N.m式中：“一齿轮传动效率0.95则减速器型号为，其额定输出扭矩为 Tmax pT maxp=0 N.m满足尖峰负荷要求4.4 顶升机构设计固定、附着状态顶升系统的选择计算4.4.1 顶升机构液压系统示意图液压顶升油路原理图1、油缸 2、平衡阀 3 、换向阀 4、溢流阀 5 、油泵
13、油箱7、滤油器 8 、电机 9、压力表开关 10 、压力表4.4.2 设计参数1、载荷F：油缸工作时其作用力F必须克服的阻力F = P 1 + P回+ P惯+ P摩+ P密式中：P1活塞杆上的静工作阻力P1=0 KNP回 回油阻力P惯 油缸在起动，制动或换向时的惯性力P摩油缸以外运动部件的摩擦阻力P密油缸活塞及活塞杆密封处的磨擦阻力以上诸力中，一般情况下主要是R、P回和P惯三种，简化计算：F= R+ 0.2*PiV顶升速度 V =0 m/minF=R + P 回 + P 惯 + P 摩 + P 密=1.2 XB=0 KN2、系统工作压力P = 0 MPa3、工作行程：h = 0 mm4.4.3
14、 液压系统的工作压力和流量的计算1、油缸(1)油缸内径计算：d= J4F / -P =0 mm取 d=0 mm(2)油缸所需的流量:=0 l/min式中：刀容油缸容积效率 取“容=0.95v顶升速度 取v=0 m/min2、油泵输入功率按下式计算:P XQ=0 W式中：”一齿轮泵总效率 取“=0.85Q-油缸排油量P油缸工作压力由此选择顶升油泵和电机4.4.4 稳定性校核er =Ks X, XE M al2/nh=0 KN式中：k支撑条件系数Ks =2E-材料的弹性模量E=2.1 x 1011 PaI a 活塞杆横截面惯性矩I a=0 Cm4l油缸的计算长度l=400 mmK nh 安全系数，取Knh =3因为 F= 0 KN Fer故满足要求根据以上计算选购液压顶升系统。