塔式起重机机构选型计算书.

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1：0m/min速度2：0m/min速度3：0m/min工作级别：M5Jc=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=η×aFQ=0KN式中：FQ—最大起升载荷FQ=(Qmax+Gd)ф2=129.78KNη—滑轮组及导向滑轮总效率96.099.098.0η2=×=a—起升滑轮组倍率a=2其中：Qmax—最大起重量Gd--吊钩组重ф2—动载系数ф2=1.052.钢丝绳的选择所选的钢丝绳，其破断拉力Sp必须满足下式：式中：K----钢丝绳安全系数Knr----钢丝绳最小安全系数取Knr=5.5则破断拉力为：SP≥SmaxKnr=0KN故选取钢丝绳型号为：直径为：d=0mmnrPKSSK≥max=4.1.3卷筒设计1、主要几何参数的确定（1）卷筒直径的计算①卷筒最小直径D=×=dhmin筒0mm式中：h—与机构工作级别和钢绳结构有关的系数取h=18d—钢丝绳直径②按起升速度选卷筒直径：D)12(πυmdna××××=筒筒式中：nin电筒=(高,中,低)r/min(初选电机及减速器,确定n电及i)n筒—卷筒转速n电—电机额定转速减速器传动比v—起升速度m/minm—多层卷挠层数求得卷筒直径为D筒高参照厂家产品选取标准卷筒。D筒=0mm（2）卷筒长度计算设定钢丝绳全部卷入时需缠绕2层,最大起升高度时需绕入卷筒的绳长：0mm式中：1.1----钢丝绳排列不均匀系数Z0----附加安全圈数，取Z0=3Hmax----最大起升高度Hmax=200mD0----卷筒的计算直径D0=Dmin=0mmn----钢丝绳卷绕层数n=4d----钢丝绳直径实际取卷筒长度为L筒=0mm卷筒最高要求转速为：=++=dndDnDZaHL)(ππ1.1000max卷=+=)3(π0max11dDVan0r/min4.1.4电动机设计4.1.4.1电动机功率的确定Nj=η6000××vFQ式中：Nj—电机静功率FQ—起升载荷NV—额定起升速度η=机构的总效率，88.0ηηηηη=×××=机卷导组高速起吊最大重量时：N高=0Kw由塔式起重机设计规范附录M中表M，起升机构的电机的接电持续率及正值可选Jc=40%和Z=150，由以上计算的静功率和JC=40%，选择电机型号为。以下就初选电机进行校核。4.1.4.2电动机过载校验η55.9≥θ×××mnusnvFKT式中：Ts----基准接电持续率时电动机的启动转矩Ku----系数，对异步电动机，取Ku=2.3F----额定起升载荷Nvh----额定起升速度m/sη—传动机构总效率nm—电动机转速r/min高速起吊：=××××η55.9θμmnnvFk0N.m空钩高速：=××××η55.9θμmnnvFk0N.m由电机型号可知，过载校核合格。4.1.4.3电动机发热校核zmrenknTP×××η9550≥由“GB/T13752-92”附录Mz=150系数85.010001==zkz等效平均阻力矩：GrrekTT×=式中：kG—系数取0.70Tr—电动机静阻力矩Tr=mjnNπ2高速起重时：P高n=0Kw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a2/8.0sm4.1.5减速器选择4.1.5.1传动装置传动比确定==筒总nnie0式中：ne—电动机高速所以减速器选择为：传动比为：i总=04.1.5.1校核：减速器输出轴上的阻力矩为：M阻=SQmax×(D+3d)/2式中：SQmax----钢丝绳的最大拉力ND、d----卷筒、钢丝绳直径M阻=0N.m减速器输出轴上的许用扭矩为：M许用=0N.m故MmaxM阻表明满足负荷要求，故所选减速器合格。4.1.6制动器选择由塔机设计规范GB/T13752-92知，应使用制动所引起的物品的升降减速度不大于0.8m/s2，据此进行制动器选择计算：制动力矩的计算起升机构制动器的制动力矩需满足下面条件：Mzh制制MK×≥式中：K制—制动安全系数K制=1.7M制—满载时制动轴止的静力矩M制=η2××××aiBDFmQ式中：DdmDm)12(+=m—钢丝绳层数d—钢丝绳直径i=B卷筒至制动器轴间转动比=ηη机构总效率88.0ηηηηη=×××=机筒导组所以M制=0N.m根据制动器所需制动力矩选用标准制动器：制动力矩为：0N.m由上可知，制动器满足要求。4.1.7验算实际工作速度v高=[D筒+d(2m-1)]2π××筒n=0m/minv中=[D筒+d(2m-1)]2π××筒n=0m/minv低=[D筒+d(2m-1)]2π××筒n=0m/min4.2小车牵引机构4.2.1牵引小车运行阻力计算机构工作级别：150%253==ZJcM、、起动时间：4s运行阻力为：W总=7654321（1）小车运行的磨擦阻力W1W1=0max2μ)(KDfDdGFQ××+××+式中：FQmax----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=100mmμ－滚动轴承磨擦系数取μ=0.015f－车轮滚动阻力系数取f=0.03K0－附加阻力系数取K0=1.5则：W1=0N（2）小车运行时的风力W2W2＝APCww××1式中：Cw----风力系数,Cw=1.3Pw1----计算风压Pw1=150N/mm2A----物品及小车的迎风面积取A=1.04m2则：W2＝0N（3）小车运行的坡度阻力W3W3=α)(maxSinGFQ×+=0N式中：α－轨道坡度角取10（4）起升绳阻力W4W4=()ηη1η13max×+×QF=0N式中：η－滑轮效率取η=0.98（5）牵引绳下垂度引起的阻力W5W5=lq××5（较小忽略不计）q－牵引绳单位自重（6）惯性阻力W6小车运行的起动惯性阻力W6：W6=sQtVgGF×+max=0NV－小车运行速度Ts－起动时间（7）起重机回转时小车和重物的离心力W7W7=()9002maxRnGFQ××+n－起重机回转速度R－幅度最大吊重时：W7＝0N所以牵引小车最大运行阻力为：W总=7654321=0N4.2.2牵引钢丝绳的选择计算：由牵引机构的W总计算工作机构的牵引绳的最大张力：S=31η总W=0N钢丝直径：d=SC×=0mm式中：C－钢丝绳系数C=0.1η1－牵引绳导向滑轮效率η1=0.98选取变幅绳直径应不小于上述计算直径。故钢丝绳型号为：4.2.3卷筒设计卷筒主要几何参数的确定：卷筒直径按钢丝绳中心计算的卷筒的最小缠绕直径dhD×=min０式中：h—与机构工作级别和钢丝绳结构有关系数h=18d—牵引绳直径d=0mmD=min00mm综合各方面考虑，选取现有标准产品，取D=0mm。以下针对所选机构进行校核。4.2.4电动机功率的确定1、电动机初选的原则应使电动机的容量及机构控制使变幅小车的加（减）速度不小于0.5m/s2。电机静功率：Nj=η60000vFr×(KW)式中：Fr—变幅静阻力Fr=W总=0Nv—小车运行速度m/minη—小车驱动机构的机械效率η=90.0ηηηη=×××卷减联导滑则：Nj=0kw根据电机静功率，选取电机为：变幅机构的JC%，Z的确定据设计规范附录M的表M1JC%=25Z=150据N值和JC%，可对初电机校核。2、过载校验TmwwssZiDFF××××+η2)(≥2（设计规范）式中：Ts—基准接电持续率时电动机的启动转矩N.mFr—运行静阻力F2w—正常工作状态的最大风阻力（按风压P2w计算）P2w=250N/mm2Dw—驱动轮直径mi—总传动比Zm—电机个数=××××+mwwrZiDFFη2)(20N.m根据所选电机型号可知，过载校验符合。3、发热验算PzmrenknT×××η9550≥式中：Pn—电动机额定功率，其工作制S1,接电持续率，JC%与实际机构的值相同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/minTGrerKT×=Tr—电动机静阻力矩Tr=iRFr×式中：R—卷筒半径KG—系数取KG=0.73zKz=1-1000z式中：Z—电动机每小时折算全起次数为150Kz=1-85.0100150==×××zmreknTη95500Kw根据所选电机可知，发热校验合格。4.2.5减速器选择1、变幅静阻力矩：M=21DFr×=0N.m式中：D1-卷筒计算直径m2、所选减速器的减速比：i=筒nne=0式中：ne电机转速n筒-卷筒转速n筒=1πDv×=0r/min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==××减ηiTs0N.m减速器额定输出扭矩为TpmaxTpmax=0N.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：0.8r/min验算工况：在最大起重量幅度，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M。V=Gh(N)H=Ph+Pshsinγ(N)M=Mh(N.m)式中：Gh、Ph、Mh----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γ----按最危险工况πγ=/2Psh----驱动的小齿轮与大齿圈的啮合力NMsh----齿轮传递的扭矩N.mD0----大齿圈的分度圆直径mα----齿轮压力角α=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：Gh=0N水平载荷：Ph=18720.04N力矩Mh=4253254.01N.m扭矩Mnh=334648.56N.m则齿圈受力为：V=Gh=0NH=Ph+Mnhsinγ/(Dcos20°)=0NM=Mh=334648.56N.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+Mw+Mp+MQ式中：Mf—摩擦阻力矩αcosDMPshsh=Mw—风阻力矩Mp—惯性阻力矩MQ—重物偏摆引起的阻力矩其中：Mw+Mp+MQ=Mnh①回转支承的摩擦阻力矩计算：MfMf=∑2μ0NDd××式中：d—当量摩擦系数，d=0.01D0—滚道中心直径N—作用在回转支承止的总压力∑N=0N∑2μ0NDMdf××==0N.m起动时回转支承的内摩擦阻力矩增加50%，则：ffMM×=5.1max=0N.m②回转支承最大回转阻力矩M=Mfmax+Mnh=0N.m2、回转机构计算：①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/s2。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：1初选电动机按回转机构稳定运动时静阻力矩，回转速度和机构的效率计算机构的等效功率。N=η95506.0×××nM式中：M—等效静阻力矩n—回转速度η—回转机构的总效率回减掖ηηηη××==0.90则，N＝0Kw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%=40，Z=300即可。初选电机型号为：功率：0kw转速：0r/min2过载校验mwssziTTTkT××++×η)(≥21μμ(塔式起重机设计规范)式中：Ts—基准接电持续率时电动机的启动转矩Nmk—系数、电动机选的是绕线异步电机，可取1.52T—回转摩擦阻力矩T1s—坡道阻力矩，按0.5%坡度计算T2w—计算风压p2w产生的风阻力矩zm—电动机个数即：mwsziTTTk××++×η)(21μμ=0Nm根据所选