吊钩桥式起重机小车运行机构计算Word下载.docx
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说明
1、计算范围：
本计算按我厂已生产的吊钩桥式起重机（载重量5—50/10吨）
小车运行机构技术性能进行核算。
机构情况见小车运行机构简图（图1）
工作制度：
中级
工作条件：
室内：
常温及典型的工作负菏情况
2、计算方法：
为便于计算，比较和消除重复的说明起见，将5—50/10吨小车列在一个计算表上用同法算出。
[在各章，公式及数据的直上方用[]表示参考资料号码]计算时将各计算表中的已知参数代入相应计算公式，便得出表列的计算结果。
3、计算参考资料及号码
⑴起重机机构和起重机运输机械零件的计算（57年版）全苏起重运输机器制造科学研究所编。
⑵起重机机构和起重运输机械零件的计算（59年俄文版）全苏起重运输机器制造科学研究所编。
⑶通用桥式起重机
⑷起重机设计手册
⑸电动桥式起重机设计技术条件
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4、小车运行机构简图：
«
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顺号
名称
数量
1
减速机
2
电机联轴器
3
电动机
4
制动器
5
齿轮联轴器
6
主动车轮
7
轴承箱
8
传动轴
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一、电动机的选择：
（1）
1、小车运行总静阻力W总静计算
算式：
W总静=R缘W摩（kg）
式中：
K缘—行轮凸缘对钢机头部摩擦阻力系数
取K缘=
W摩=（G车+Gn）«
（kg）
——小车满载摩擦阻力
G车——小车重量（kg）
Gn——额定起重量（t）
D行轮——行轮直径（cm）
d——行轮轴径（cm）
μ——行轮滚动摩擦力臂（cm）
据
（1）书（表17）[1]化简为表1表1
D行轮
25
35
40
50
μ
f——行轮轴承摩擦系数，据[1]（表18）[1]
取f=
2、电动机轴上静阻力矩M静及静动率N静计算：
小车满载时：
；
或«
小车空载时：
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η——机构效率
取η=
n电（r/min），V车（m/min）及i——初步设计时初步选择的电动机转数，小车行走速度及机构传动比（由电动机至车轮间）
W总静（kg），D行轮（m）、G车（kg）及Q载（kg）——仝前
3、选定电动机和减速机速比确定。
⑴由电动样本查出电动机的型号，功率P额（kw）、转数n电（r/min）及最大力矩倍数Ψ
⑵计算电动机额定转矩M额
⑶«
式中D行轮（m）及V车（m/min）——仝前
4、机构总飞轮矩换算到电动机轴上的值GD总2
——位于电动机轴上的电动机转子，联轴器，制动轮等飞轮矩之和
GD2电——电动机转子飞轮矩（kgm2）
GD2联——电机联轴器飞轮矩（kgm2）
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GD2制——制动轮飞轮矩
Q载（kg），G车（kg），V车（m/min），η电（r/min）及η——仝前
5、电动机起动时间t起计算
t相对——由负荷率α负及电动机最大起动力矩M起而查得的相对起动时间。
直此有三种情况：
⑴t相对（满、最小）——满载全压起动时的相对起动时间，
据«
由图2查得
⑵t相对（满正常）——满载正常起动时间的相对起动时间
由图2查得
⑶t相对（空最小）——空载全压起动时的相对起动时间，
由图2查得
GD2总（满）（）、GD2总（空）（）、n电（转/分）、M额（）
M静（空）（）、M静（满）（）及ψ——仝前
图2为⑴书（图111）⑴的放大图
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α
6、平均起动加速度α平的计算：
V车（m/min）及t起（t）——仝前
α平的三和值为：
α平（空最大）＞α平（满最大）＞α平（满正常）
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7、电动机功率按发热条件的校核：
由于电动机的实际工况难以具体确定因此发热校核用求出电动机在
JC=25%时，所需的当量额定功率N25值来校核。
即确定的电动机在
JC=25%时之名牌功率P额＞N25时为通过。
N25=K类型r当．N静（满）（kw）
K类型——工作类型系数，按表2查得（参书
（1）241页）
K类型=表2
工作类型
轻型
中型
重型
K类型
N静（满）（kw）——仝前
r当——起动情况对当量功率影响的系数。
按起动时间与运转工序的平均时间之比值t平均比值及机构类型由
（1）书图119）查得
图3是将（图119）简化后所得。
在t平均比值=（查表93[1]得）时，在此查得γ当=。
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8、起动时附着安全系数K附的校验
校对小车空载全压起动对的不利条件下的K附值：
G主动轮压（空）——空载时小车主动轮压对轨道的总压力，[可用满载时主动轮压减去由载重引起的主动轮压得到]（kg）
f附着——行轮与钢轨的附着系数，对于室内工作没有潮气情形取
f附着=
a——行轮总数，对于Gn=5-50吨的小车运行机构为a=4
b——空轮的行轮总数。
对于Gn5-50吨的小车运行机构为b=2
——小车空载运行阻力（kg）
G车（kg）、f（=、d（cm）、D行轮（cm）、K缘（=）及
μ（cm）——仝前
将上列各值代入算式后得出：
算式（简化）：
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二、减速机选择：
1、耐久计算栽荷P计算的确定
P计算=W总静+W动（kg）
W动=«
α平（满载）（kg）
——小车满载起重机时的惯性力，考虑正常起动状态即最大起动力矩为额定力矩的倍的情况
W总静（kg）、G车（kg）及Gn（kg）——仝前
Q平（满正常）——最大起动力矩=倍时的平均起动加速度（m/t2），在此Q平（满载）相当于Q平（满载、正常）
2、减速机输入功率N输入的计算：
η（＇）及V车（m/min）——仝前
根据算出的N输入，减速机速比i及运动型式来确定减速机型号。
3、减速机一端从动轴的最大承载力矩M最大（承载）
M最大（承载）=«
M最大（承载）≤M最大（容许）为通过。
G总主动轮压——小车满载时主动行轮承受的总压力（kg）
G最大主动轮压——主动轮压中的最大主动轮压（kg）
M最大（容许）——所选定的减速机府端从动轴可以承受的最大容许扭转力矩（）。
由所选定的减速机参数表申查得。
M额、ψ、i及η（=——仝前
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三、制动器的选择：
[1]
制动时要避免行轮在钢轨上的滑移现象产生，因此要选择适当的减速度，并按空载情形下进行制动力矩的计算和选择制动器。
1、容许制动减速度j减的确定：
对于不同情形下的j减值按（表25）[1]选取。
对f附着=
的情形下的荐用容许减速度j减值为j减=（m/min）
2、空载制动不打滑时制动轴上所需的总制动力矩M总制动
∑GD2转=高（kgm2）
——换算到制动轴上（在此为电动机轴）的机构旋转质量的总飞轮矩
η制——制动轴转数，在此为电动机转数（«
）
即η制=η电，G车（kg）、D行轮（厘米）、g=961（cm/t2）、i
V车（m/min）、η（=）及j减（m/t2）（仝前）
3、化到制动轴上的空载运行（K缘=1）静阻力矩M空（静制）
M空（静制）=M静（空）«
M静（空）（）、η（=）及K缘（=）—仝前
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4、制动器制动力矩M制动器的计算：
M制动器=M总制动——M空（静制）
按计算所得M制动器值选择制动器
5、空载制动的最小制动路S最小的计算
S最小=«
V车（m/min）及j减（m/t2）——仝前
6、满载制动（在制动力距M制动器不变时）减速度j减（满）：
M总制动、i、η（=）、D行轮（m）、Q载（kg）
G车（kg）、∑GD2转、η制（«
）及
V车（m/min）——仝前
7、满载制动（M制动器不变时）的制动路S（满）：
V车（m/min）及j减（满）——仝前
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四、齿轮联轴器的选择：
电机联轴器及传动轴齿轮联轴器（机构简图中顺号2及5）均按齿轮联轴器最大容许扭矩M容许，大于计算力矩M计算来选择。
1、电机联轴器计算力矩M计算（电）：
M计算（电）=K重要ψM额≤M容许（电）
K重要——重要程度系数，查（表174）选取，在此取
K重要=
M容许（电）——选定的马达联轴器最大容许扭矩（）
ψ及M额——仝前
若M计算（电）LK重要M制动器则选择联轴器算式为：
K重要M制动器≤M容许（电）（）
2、转动轴上齿轮联轴器计算力矩计算（转）
M计算（转）=K重要ψ、M额、i、η«
K重要（=、ψ、M额、i、η（=G总主动轮压（kg）
及G最大主动轮压（kg）——仝前
M容许（转）——选定的传动轴上的齿轮联轴器的最大容许扭矩（）
若M计算（马）LK重要M制动器，则选择联轴器算式为：
K重要M制动器i、η≤M容许（传）
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五、传动轴计算：
认为传动轴（示竟图顺号8）只承受扭转载荷；
材料：
45号钢
1、强度计算：
⑴抗扭净载面系数W扭
⑵传动轴最大作用转矩M最大扭：
M最大扭=ψM额iη«
若ψM额＜M制动器则算式为：
M最大扭=M制动器iη«
⑶许用扭转应力[τ]
[τ]=«
（kg/cm2）
d轴、b及t——传动轴各部尺寸（cm）见（图4）（图示）
σ屈服——材料屈服极限应力，对45号钢为：
σ屈服=3400kg/cm2
K强=×
1×
（见[1]340页）[τ]=«
η（=）、ψ、M额«
、M制动器«
、i、G总主动轮压«
及
G最大主动轮压（kg）——仝前
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2、扭转耐久性安全系数n扭的计算：
（1）扭当剪切应力τ当：
W扭（cm3）——仝前
M相当=K期限M（静+动）——耐久计算相当转矩
M（静+动）=P计算«
——耐久计算的计算相当转矩
P计算（kg）D行轮（m）、G总主动轮压（kg）及G最大主动轮压（kg）——仝前
K期限——使用期限系数，由[1]书（表2）[1]及（表4）[1]综合为表3来查取。
在小车工作制度为中级转轴使用期限15年及转轴每分钟转数约50转/分之时查得K期限=
表3
小车运行工作制度
轻级
重级
轴的使用期限（年）
15
10
轴的转数（转/分）
使用期限系数K期限
⑵扭转耐久限τ-1
τ-1=σ强度（kg/cm2）
转轴材料：
45号钢，σ强度=6000kg/cm2
t-1=×
6000=1320kg/cm2（如按设计手册[4]取45号钢τ-11500~2000kg/cm2则安全系数更大）。
⑶轴劲上有过盈配合零件时有效应力集中系数与尺寸因素的比值«
：
45号钢传动轴在轴颈上有压配合传力零件«
的值
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可查表如下：
表4
过盈配合表面的压缩应力P压
kg/cm2
传动轴直径（厘米）
10-20
100
200
≥300
⑷过盈配合表面压缩应力P压的计算：
根据参考书[3]，对基孔制静配合je，P压＞300kg/cm2
⑸容许耐久性安全系数[n扭]
[η扭]=K重要，K制度，K材料、[2][5]
K重要——零件重要程度系数，K重要=
K制度——考虑机构工作制度及计算应力与实际应力差别系数
K制度=
P材料——材料的可靠性系数，取K材料=
[n扭]=×
×
=
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六、行轮计算[1]
设计选用钢轨为圆弧表面，行轮材料55∧Ⅱ
1、行轮相当载荷P相当的确定
P相当=ν载变K工况G最大轮压（kg）
K工况——机构工作情况系数，由[1]书（表28）[1]简化得表5如下：
表5
工作制度
K工况
γ载变——载荷变化系数由
（1）书（表27）
（1）得表6
Q载G车
≥
γ载变
G最大轮压——小车轮压中最大的轮压（公斤）
Gn（kg）、G车（kg）及G最大轮压（kg）——仝前
2、容许局部挤压应力[σ]挤压
与行轮材料，表面硬度，接触情形等有关，查[1]书（表178）
（1）
取[σ]挤压=17000（kg/cm2）
3、轮缘点接触时局部挤压应力σ挤压的校验
σ挤压=16500m3«
γ大——行轮半径或钢轨凸面半径，取两者较小值为大值（厘米）、较小值则为γ小值。
m——与行轨半径及钢轨凸面半径有关的系数由[1]（表77）[1]得表7
表7
r小/r大
m
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一、电动机选择
1、小车运行总静阻力：
W总静=K缘W摩；
（计算表1）
额定起
重量Gn
（t）
小车重
G车（kg）
行轮直径D行轮（cm）
摩擦力臂μ
（cm）
摩擦系数
f
行轮轴径d
系数
K缘
摩擦阻力
W摩
总静阻力
W总
1950
56
140
2560
61
152
3724
9
110
275
4034
112
280
15/5
7012
116
440
8010
184
460
20/5
7518
220
550
8394
227
568
30/5
11319
331
827
12234
338
845
50/10
16132
12
476
1190
16916
481
1200
电动机功率N静计算及电动机的选定：
（计算表2）
额定起重量
Gn
G车
电动机轴上静阻力矩
满载移动
功率
N静（满）
选定的电动机主要参数
预选
速度
比i
估计效率
η
满载M静（满）（kw）
空载M静（空）（）
功率P额
转数n电
r/min
最大力矩
倍数ψ
型号
885
YZR132M1-6
910
YZR132M2-6
15/3
940
YZR160M1-6
945
YZR160M2-6
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3、满载及空载时机构总飞轮矩换行
到电动机轴上的值GD2总（满）及GD2总（空）«
（计算表3）
起重量Gn
V车
m/min
效率
η电
γ/min«
电动转子飞轮矩GD2电kg/m2
马达联轴器飞轮矩GD2联
kgm2
制动轮飞轮矩GD2制（kgm2）
在电机轴上的诸零件飞轮矩和GD2高（kgm2）
飞轮矩
GD2总（空）
（kgm2）
GD2总（满）
4、电动机起动时间t起及平均起动机加速度α平：
（计算表4）
额定起重量Gn
电动机额定转矩M额（kgm）
负荷率α负
相对起动时间t相对
起动时间t起（秒）
α平（mt2）
满载
空载
最小
正常
最大
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5、电动机功率P额极发热条件的校核：
按发热的条件在Jc=25%时所需的
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