塔式起重机机构选型计算书.docx
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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
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=150
4.1.2钢丝绳的选择
1.钢丝绳的最大拉力
、
钢丝绳的最大拉力：
S==0KN
式中：
F—最大起升载荷FQ=（Qmax+Gd）ф2=KN
—滑轮组及导向滑轮总效率
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=
2.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=
则破断拉力为：
SP≥SmaxKnr=0KN
故选取钢丝绳型号为：
直径为：
d=0mm
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D0mm
式中：
h—与机构工作级别和钢绳结构有关的系数取h=18
d—钢丝绳直径
②按起升速度选卷筒直径：
D
式中：
n（高,中,低）r/min（初选电机及减速器,确定n电及i）
n—卷筒转速
n—电机额定转速
减速器传动比
v—起升速度m/min
m—多层卷挠层数
求得卷筒直径为D
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：
钢丝绳排列不均匀系数
Z0----附加安全圈数，取Z0=3
}
Hmax----最大起升高度Hmax=200m
D0----卷筒的计算直径D0=Dmin=0mm
n----钢丝绳卷绕层数n=4
d----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：
0r/min
4.1.4电动机设计
4.1.4.1电动机功率的确定
》
Nj=
式中：
Nj—电机静功率
FQ—起升载荷N
V—额定起升速度
=机构的总效率，
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
~
式中：
T----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=
F----额定起升载荷N
v----额定起升速度m/s
—传动机构总效率
nm—电动机转速r/min
高速起吊：
0
空钩高速：
0
由电机型号可知，过载校核合格。
]
4.1.4.3电动机发热校核
由“GB/T13752-92”附录Mz=150
系数
等效平均阻力矩：
式中：
k—系数取
T—电动机静阻力矩
T=
高速起重时：
P=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a
4.1.5减速器选择
4.1.5.1传动装置传动比确定
0
式中：
n—电动机高速
所以减速器选择为：
传动比为：
i总=0
—
4.1.5.1校核：
减速器输出轴上的阻力矩为：
M=SQmax×（D+3d）/2
式中：
SQmax----钢丝绳的最大拉力N
D、d----卷筒、钢丝绳直径
M=0
减速器输出轴上的许用扭矩为：
M许用=0
故M
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/s，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
式中：
K—制动安全系数K=
M制—满载时制动轴止的静力矩
M制=
式中：
D
m—钢丝绳层数
d—钢丝绳直径
|
i卷筒至制动器轴间转动比
机构总效率
所以M=0
根据制动器所需制动力矩选用标准制动器：
制动力矩为：
0
由上可知，制动器满足要求。
4.1.7验算实际工作速度
v=[D+d（2m-1）]=0m/min
:
v=[D+d（2m-1）]=0m/min
v=[D+d（2m-1）]=0m/min
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：
起动时间：
4s
运行阻力为：
W总=
（1）小车运行的磨擦阻力W1
W1=
式中：
FQmax----最大起升载荷N
?
G----小车自重N
d－轴颈直径取d=40mm
D－走轮外径取D=100mm
μ－滚动轴承磨擦系数取μ=
f－车轮滚动阻力系数取f=
K0－附加阻力系数取K0=
则：
W1=0N
（2）小车运行时的风力W2
W2＝
式中：
Cw----风力系数,Cw=
Pw1----计算风压Pw1=150N/mm2
]
A----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W3
W3==0N
式中：
α－轨道坡度角取10
（4）起升绳阻力W4
W4==0N
式中：
η－滑轮效率取η=
（5）牵引绳下垂度引起的阻力W5
W5=（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==0N
V－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W7
W7=
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==0N
4.2.2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==0N
钢丝直径：
d==0mm
式中：
C－钢丝绳系数C=
η1－牵引绳导向滑轮效率η1=
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
式中：
h—与机构工作级别和钢丝绳结构有关系数h=18
d—牵引绳直径d=0mm
D0mm
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/s。
电机静功率：
Nj=（KW）
式中：
F—变幅静阻力F=W总=0N
—
v—小车运行速度m/min
—小车驱动机构的机械效率
=
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M1
JC%=25Z=150
据N值和JC%，可对初电机校核。
2、过载校验
T（设计规范）
式中：
T—基准接电持续率时电动机的启动转矩
^
F—运行静阻力
F—正常工作状态的最大风阻力（按风压P计算）P=250N/mm
D—驱动轮直径m
i—总传动比
Z—电机个数
0
根据所选电机型号可知，过载校验符合。
3、发热验算
P
式中：
P—电动机额定功率，其工作制S,接电持续率，JC%与实际机构的值相同
@
T—最不利工作循环的等效平均阻力转矩。
（塔机设计规范）
N—电机转速r/min
T
T—电动机静阻力矩
T=式中：
R—卷筒半径
K—系数取K=
K=1-
式中：
Z—电动机每小时折算全起次数为150
K=1-
0Kw
》
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==0
式中：
D-卷筒计算直径m
2、所选减速器的减速比：
i==0
式中：
n电机转速n-卷筒转速
n==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=0
3、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=
减速器额定输出扭矩为T
T=0
满足尖峰负荷要求
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：
r/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=300
4.3.2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
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/2
Psh----驱动的小齿轮与大齿圈的啮合力N
】
Msh----齿轮传递的扭矩
D0----大齿圈的分度圆直径m
α----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=N
力矩Mh=
扭矩Mnh=
则齿圈受力为：
V=Gh=0N
*
H=Ph+Mnhsinγ/（Dcos20°）=0N
M=Mh=
4.3.3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
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=Mnh
^
①回转支承的摩擦阻力矩计算：
M
M=
式中：
—当量摩擦系数，=
D—滚道中心直径
—作用在回转支承止的总压力=0N
=0
起动时回转支承的内摩擦阻力矩增加50%，则：
=0
②回转支承最大回转阻力矩
M=Mfmax+Mnh=0
/
2、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/s。
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=
式中：
M—等效静阻力矩
n—回转速度
—回转机构
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