1 起升机构方案的选择
起升机构一般由驱动装置(包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等)、钢丝绳卷绕装置(包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮)、取物装置和安全保护装置组成。电动机驱动是起升机构的主要驱动方式。当起重量在50t以下时,常见的桥式起重机的起升机构布置方式如图1所示;
1-电动机;2-联轴器;3-传动轴;4-制动器;5-减速器;6-卷筒;
7-轴承座;8-平滑滑轮;9-钢丝绳;10-滑轮组;11-吊钩
图1起升机构配置方案
当起重量在20-30t时,常见的起升机构钢丝绳卷绕如图2所示。采用双联滑轮组,滑轮组倍率m=4。
图2 钢丝绳卷绕示意图
2 起升机构设计计算
2.1 钢丝绳、滑轮和卷筒直径的确定
2.1.1 钢丝绳的计算与确定
采用双联滑轮组,按,查取滑轮组倍率m =4;
钢丝绳所受最大拉力(载荷):
(式1)
式中 ——最大载荷,
其中 ;
Z——悬挂吊重的钢丝绳分支数,;
——滑轮组效率,=0.98;
所选钢丝绳的直径应满足:
(式2)
式中 ——钢丝绳直径;
——钢丝绳最大静工作拉力;
C——选择系数,根据《起重机械》表2-4,;
取钢丝绳直径,捻向:交互捻;选择钢丝绳型号为:
2.1.2 滑轮和卷筒直径的确定
按钢丝绳中心来计算滑轮与卷筒的最小直径:
; (式3)
式中 ——按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的最小直径;
——钢丝绳直径;
——与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数,根据《机械设计手册》表8.1-61,对滑轮=20,对卷筒=18;
根据(式1-3),得
滑轮 ;
取动滑轮直径(滑轮槽底直径),平衡滑轮。取。
卷筒 ;
2.2 吊钩滑轮组的选择和验算
2.2.1.吊钩的选择
吊钩尾部螺纹直径的确定,
(式4)
式中 ——最大其中载荷;
——起动动载系数,由《起重机械》表1-9确定 ;
——螺纹根部面积;
——螺纹根部直径;
——许用应力,,;选等级强度为,则,;
采用短型吊钩组,根据额定起重量和工作类型M5来选择直柄单钩LM16 —MGB/T10051.1—1988,吊钩材料为DG20,螺纹外径,螺纹根部直径。
2.2.2 吊钩螺母的计算
螺母高度不得小于H,
(式5)
式中 t=10mm——螺距;
——许用挤压应力,钢对钢(螺母材料45号钢);
公制螺母的高度 ;
考虑放止动垫片的尺寸取螺母高度:;
螺母外径:。
2.2.3止推轴承的计算
对于颈部直径的吊钩选轻系列单列止推轴承8317,取静负荷容量
。
轴承的计算载荷应等于或小于其静负荷容量:
(式6)
2.2.4 吊钩横梁的计算
图3 吊钩横梁计算简图
采用45号钢制造,强度极限,屈服极限,耐久极限 。
假设横梁上作用集中载荷,计算弯曲应力,此外还认为剪切力对弯曲应力影响不大,按结构布置确定计算尺寸,即靠边两个滑轮轴线间的距离,横梁中间宽度,拉板厚度,横梁的计算载荷(也是止推轴承的计算载荷)。
中间截面A-A的最大弯曲应力
=
(式7)
式中 ——横梁高度;
——轴孔直径,;
取 。
轴孔的平均挤压应力
(式8)
式中 ——许用挤压应力,;
——拉板厚度,
取。
2.2.5 滑轮及滑轮轴承的选择
由钢丝绳直径,动滑轮直径,选择滑轮的型号为滑轮。
滑轮用内轴套和隔环:
内轴套:;
隔环;;
滑轮轴承:46216;
滑轮挡盖:。