毕业设计说明书（桥式）(3)

80∕30T 28m 通用桥式起重机设计

电机质量2950kg，飞轮转矩GD2=28.1kg.m2。 电动机转速nd?n0?PjPJC(n0?nJC)?600?[220177?(600?591)]=588.8r/min

式中，nd—在起升载荷PQ=817.4kN作用下电动机转速； n0—电动机同步转速；

PJC,nJC—是电动机在JC值时额定功率和额定转速。

1.6 选用减速器

减速器总传动比：i?ndnt?588.817.4=33.84。

起升机构减速器按静功率Pj选取，根据Pj=220kW，nd=588.8r/min，i=33.84，工作级别为M8，由文献[3]表3-10-6选定减速器为QJS-D-800-40-IV-P-W，减速器许用功率[Pnj]=249KW,i0'?40，质量Gg=6400kg，入轴直径d1=95mm，轴端长

l1=170mm（锥形）

减速器在588.8r/min时许用功率[P'nj]为[P'nj]=实际起升速度v'n=

14?33.844040249?588.8600=244.35>177kW

=11.8m/min =186.12kW。

实际起升静功率Pj=

220?33.841.7 验算电动机发热条件

按照等效功率法，求JC=60%（工作级别为M8）时所需的等效功率：

Nx?k25???Nj?0.85?0.87?220?162.7kW 式中，k25—工作级别系数，k25=0.85；

?—系数，根据机构平均起动时间与平均工作时间的比值（tqtg）查得。

由文献[1]表6-3，一般起升机构tqtg=0.1—0.2，取tqtg=0.2，由文献[1]图6-3查得?=0.87.

由以上计算结果 Nx＜Pjc,故初选电动机能满足发热条件。

1.8 选择制动器

按下式计算，选制动器： Mzh≥KzhMzh'j

式中，M—

制动力矩,单位为N.m；

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Kzh—制动安全系数，查文献[1]表8-3得Kzh=2.5； MM'j'j—下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为N.m。

??'=

(Q?G0)D02mi(800?17.4)?10?1.284?0.852?5?403=2230.28N.m

η'—下降时总机械效率，通常取η'≈η≈0.85 Mzh=KzhM'j=2.5?2230.28=5575.7N.m

由Mzh=5575.7N.m查文献[3]表3-7-17选用YWZ5-630/301制动器，其制动转矩

Eez=4000~6300N.m,制动轮直径Dz=600mm，制动器质量Gz=191kg。

1.9 选择联轴器

根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选连轴器，使联轴器的许用应力矩[M]>计算的所需力矩M,则满足要求。

电动机的轴伸：d=130mm(锥形)，长度l=250mm； 减速器轴伸:d=95mm(锥形)，长度l=170mm； 浮动轴的轴头：d=110mm， 长度l=212mm。

由文献[3]表3-12-8选取带?600制动轮的联轴器，最大允许转矩[Mt]?19000N?m，飞轮矩?GD电动机额定力矩Mn?9550Pjcnjc2?l?35kg?m2，最大质量Gl?218kg。

?9550?177591=2860.15N.m

计算所需力矩M=n??8?Mn=1.5?1.8?2860.15=7722.4N.m 式中，n—安全系数取n=1.5；

?8—刚性动载系数，取?8＝1.8。 [Mt]?19000N?m>M=7722.4N.m 所选联轴器合格。

1.10 验算起动时间

起动时间：

tq?nd38.2(Mq?Mj)[c(GD)?2(Q?G0)?10?D0im?2232]32

?1.32s

=

588.838.2?(4862.26?3086.89)?[1.15?98.1?(800?17.4)?10?1.28440?5?0.8522式中，(GD2)1=(GD2)d+(GD2)l+(GD2)z =28.1+35+35=98.1kg?m2

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静阻力矩：

Mj?(Q?G0)D02mi?=

(800000?17400)?1.2842?40?5?0.85=3086.89N.m

电动机启动力矩：

Mq=1.7?Mn=1.7?2860.15=4862.26N.m

'平均起动加速度：

aq??ntq?60=

11.81.32?60?0.15ms2

aq=0.15 m/s2<[a]=0.2 m/s2（由文献[1]表8-5查得）

电动机启动时间合适。

1.11 验算制动时间

制动时间：

tzh?nd38.2(Mzh'?Mj)?[C?GD2?(Q?G0)D0ihm?222]

3260938.2?(6300?2230.28)?[1.15?98.1?(800?17.4)?10?1.28440?5?0.8522]?0.6s

式中，

nd'—

电机满载下降转速，单位为r/min；

nd=2n0?nd?2?600?591?609rmin

Mzh'?6300N?m

?17400M'j=

?Q?G0?D02iniovazh?11.8????800000??1.284?0.852?5?40?2230.28N?m

?tzh??0.2?60=0.98s，tzh＜?tzh?，所以制动时间也合适。

1.12高速轴计算

1.12.1疲劳计算

轴受脉动扭转载荷，其等效扭矩：

M1??1Me?2?2920?5840N?m

式中，?1?2—等效系数；Me相应于机构工作类型的电动机额定力矩传至计算轴

的力矩。

Me?975Ne(60%)n1(60%)?9750177591?2920N?m

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由上节选择联轴器中,已确定浮动轴端直径d=110㎜. 因此扭转应力为:

?n?M1W?58400.2??0.11?3?21.94MPa1n1

许用扭转应力: [?ok]?2??1k???

轴材料用45钢, ?b?600MPa，?s?300MPa 弯曲：

??1?0.27??b??s??243MPa ；扭转：??1???13?140MPa

K?kx?km—考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数;

kx?s?0.6?s?180MPa—与零件几何形状有关,对于零件表面有急剧过度和开键槽及紧配合区

段, kx=1.5~2.5；

—与零件表面加工光洁度有关,对于表面粗糙度3.2，

于表面粗糙度12.5，km?1.25~1.35 此处取K=2?1.25=2.5

；对

kmkm?1.15~1.2?—考虑材料对应力循环不对称的敏感系数,对碳钢,低合金刚，取h=0.2.

nI—安全系数,

2?140nI=1.6.

因此[?ok]?(2.5?0.2)?1.6?64.8MPa，故?n???ok?

通过。

1.12.2静强度计算

轴的最大扭矩：:

M2??c2Mj?2?3086.89?6173.8N?m

式中: ?c2—动力系数,由表查得,因轴的工作速度较高,取?c2=2；

Mj—

按照额定起重量计算轴受静力矩, M?max?MW2J?3086.89N?m。

最大扭转应力:

?6173.80.2??0.11?3?23.2MPa

许用扭转应力: [?]2??sn2?1801.6?112.5MPa

式中: n2—安全系数，n2=1.6。

?max????2故合适.

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浮动轴的构造如图1—2所示,

中间轴径d1?d?(5~10)?110?(5~10)?115~120mm,取d1?120mm。

图1—2 浮动轴（1）

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