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1、1绪论1.1研究的意义及目的桥式铸造起重机是桥架型起重机的一种，它依靠起升机构和水平面内的两个相互垂直 方向移动的运行机构，桥式铸造起重机是炼钢车间和连续铸造车间中的主要生产设备之 一。它的主要用途是:将从高炉车间运来的铁水倒入混铁炉中进行贮存、保温，或兑入平 炉或转炉中进行冶炼，以及吊运从平炉或转炉中炼好的钢水进行浇铸钢锭或在连续铸造车 间中将盛钢桶直接吊到连铸机的钢包回转台上进行连续浇铸，用于不同规模的炼钢车间和 不同的炼钢方式的铸造起重机的结构型式和性能参数各不相同。但桥式铸造起重机是冶金 行业必须使用的一种起重运输机械。它具备承载能力大，工作可靠性高，运行速度快，维 护检修方便，有完善
2、的安全保护装置，制造工艺相对简单等优点。目前随着经济建设的发 展，用户对桥式铸造起重机的性能和安全要求越来越高。但是目前的设计工作主要依靠手 工完成，重复性劳动很大，而且国内桥式起重机的结构型式比较落后，其开发能力、产品 规模和质量与国外都有着相当大的差距。当今，桥式起重机已不再是传统意义上粗大笨重、 操作复杂、维护困难的工业设备，而是现代工业面向用户的设计理念和世界先进技术的完 美结合，塑造出体积轻巧、结构紧凑、操作简便、使用安全、免维护等优秀特性的产品是 当前起重机设计的目标。冶金起重机通常是指参加炼钢、轧钢、锻造、热处理等生产过程并直接完成某一种特 定工艺的特种起重机。这种起重机工作时其
3、利用等级高，载荷状态重，工作环境恶劣，往 往处在高温，高粉尘的环境中，并且由于高速运行，其承受的冲击载荷大，其功能非一般 起重机能代替，所以市场对其的需求较大，对其的设计研究有着更高的要求。本设计通过对桥式起重机的大车运行机构部分的设计计算，以及电动机、联轴器、缓 冲器、制动器的选用；运行机构减速器的设计计算和零件的校核计算及结构设计，完成了 桥式起重机的大车运行机构机械部分的设计。通过一系列的设计，满足设计要求，并且整 个传动过程比较平稳，且大车运行机构结构简单，拆装方便，维修容易，价格低廉。1. 2国内外起重机的发展趋势随着现代工业的迅速发展，新技术、新工艺的充分应用，社会生产力又跃上了一
4、个新 第-1 -页共49页水平。一些大型、重型机构、设备、塔器的运输等工作，没有起重机是很难完成的。由于 市场竞争的需要，起重机生产方式也由单件小批量向着多品种的变批量方向发展。由于工 业生产规模的不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占 比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量日益增长。起重量和工作速度也逐步提高， 对能耗和可靠性要求更是越来越高。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。1.2.1国外起重机发展随着国际市场竞争的加剧，起重机械的科技含量要求明显提高，从而使国外各种制造 起重机企业在生产中更多地采用优化设计、机械自动化和自动化设备来提高劳动生产率，
5、这对世界销售市场、制造商和用户们都产生了巨大的影响。有关调查资料表明，65%的起 重机械用户要求采用先进的起重机设备，主要是为了提高生产率、减少劳动工资。近年来， 国外起重运输机械主要发展趋势如下：(1) 采用新理论、新技术和新手段。推广采用优化设计、可靠性概率设计、极限状态 设计、虚拟样机设计、CAD/CAE设计等现代设计方法。(2) 向自动、智能和信息化，向成套、系统和规模化发展。(3) 向大型、高效和节能化发展。最大的桥式起重机起重量达1200t。(4) 向模块、通用化，向简易、多样化发展。(5) 重视产品的合理人机关系、外观造型与表面涂装，有利于提高作业效率和操作安 全、舒适。1.2.
6、2国内起重机发展目前国内销售市场对起重机械的需求量正在不断增加，据分析，目前全国的桥式、门 式起重机的市场份额每年大约有200多亿。而其中桥式类型起重机就广泛应用于大型的生 产车间、装配车间、以及冶金车间等等，是现代化生产中合理组织生产必不可少的生产设 备。我国起重机应从以下几方面进行起重机的研究与改进：(1) 改进起重机械的结构，减轻自重。国内起重机多已采用计算机优化设计，以此提 高整机的技术性能和减轻自重，并在此前提下尽量采用新结构。(2) 充分吸收利用国外先进技术。(3) 向大型化发展。1.3起重机设计概论1.3.1起重机的作业特点起重机是以反复短暂的工作循环方式完成货物装卸或设备安装作
7、业的。一个工作循环 包括：取物、货物上升、水平运动、下降、卸载，然后空吊具返回原地。一个工作循环时 间一般从几分钟到二三十分钟，其间各机构在不同时刻有短暂的停息时间。由于反复起动 和制动，各机构和结构将承受强烈的振动和冲击，有的甚至承受不稳定的变幅应力作用， 这些都将对构件的强度计算产生较大影响。起重机属于有危险性作业的设备，它发生事故 造成的损失将是巨大的。所以，起重机设计制造一定要严格按照国家标准和有关规定进行。1.3.2起重机的分类根据GB/T 6974.1起重机械名词术语一起重机械类别和GB/T 20776起重机械分 类的规定，起重机械可分为轻小型起重设备、起重机、升降机等类别。而起重
8、机一般是 指除了起升机构外还有水平运行机构的起重设备。起重机品种繁多，分类也多种多样。根 据起重机构造的不同，可分为桥架型起重机和回转型起重机两类。桥架型起重机包括梁式起重机、桥式起重机、门式起重机、装卸桥等。它除了起升机 构外，还配有小车、大车两个运行机构。依靠这些机构的配合运动，可在整个长方形场地 及其上空作业。这类起重机适合于车间、仓库、露天堆场等处的物品装卸。回转型起重机，除起升机构外，通常还有旋转机构和变幅机构，依靠这些机构的配合，可 以在圆形场地及其上空作业。回转型起重机可装设在车辆或其它运输工具上，这样就构成 了常见的各种运行臂架式起重机，如门座式起重机、塔式起重机、汽车起重机等
9、，他们具 有很多的机动性，特别适用于露天装卸及安装工作。1.3.3起重机的组成起重机由产生运动的机构、承受载荷的金属结构、提供动力和起控制作用的电气设备 及各种安全指示装置等四大部分组成，其基本结构主要有起升机构、运行机构和金属结构 等。起升机构是起重机的基本工作机构，大多是由吊挂系统和绞车组成，也有通过液压系 统升降重物的。运行机构用以纵向水平运移重物或调整起重机的工作位置，一般是由电动 机、减速器、制动器和车轮组成。金属结构是起重机的骨架，主要承载件如桥架、臂架和 门架，可为箱形结构或桁架结构，也可为腹板结构，有的可用型钢作为支承梁。2大车系统方案设计大车机构是由电动机、制动器、传动机构（
10、包括减速器、传动轴、联轴器）桥架和车 轮部件组成开动该机构可使起重机沿铺设厂房梁上的轨道运行，将调运的物体做水平移 动，运行速度为38.8m / min。1）大车主动轮的布置方案：主动轮布置的位置及主动轮的数目应保证在任何情况下都有足够的主动轮压，主动 轮在起动和制动过程中，由于附着力不足将会出现打滑现象。通常主动轮占车轮总数的一 半。对于运行速度低的起重机也可取车轮总数的1/4，运行速度高的起重机可采用全部车 轮驱动。a）单面布置由于主动轮在一侧轨道上，主动轮轮压之和变化较大、两侧车轮易跑偏，故 应用很少，只用于轮压本身不对称的起重机。图2.1，单面布置b）对面布置在跨度小的桥式铸造起重机上
11、用得较多，因为机构便于布置，能够保证主动轮轮压之 和不随小车位置二变化，不宜用于臂架式起重机，因为主动轮轮压之和随臂架位置彼岸变 化较大。图2.2,对面布置c）对角布置常用于中、小型旋转起重机上，这是因为臂架旋转时对角主动轮轮压之和通常变化不大。图2.3,对角布置d）四角布置广泛用于大型、高速运行的各种起重机上，这是因为四角上的主动轮呀之和基本不变。图2.4，四角布置综合比较上述车轮布置方案大车运行机构选取b）四角布置，最为合理。2）大车驱动装置布置方式a）平行轴线布置大多数起重机起升机构的驱动装置都采取电动机轴与卷筒轴平行布置。大起重最的起 升机构由于起升速度相对较慢，减速器传动比增大，也有
12、采用在减速器输出端加一级开式 齿轮的方式，此外还可将定滑轮直接套装在卷筒上，并使卷简直接作为小车架的主体，在 两端安装行走端粱构成整个起重小车，使结机构大为简化b）同轴线布置将电动机、减速器和卷筒成直线排列电动机和卷筒分别布置在同轴线减速器常为 普通行星减速器或少齿差行星减速器）的两端，或者把减速器布置在卷筒内部。为使机构紧凑和提高组装性能，可采用带制动器的端面安装型式的电动机同轴线布置的起升机构横向尺寸紧凑，但加工精度和安装要求较高，维修不太方便。在本次设计中大车运行机构采用的是a）平行轴线布置方案，使结机构大为简化。见 图 2.5。3）大车驱动方式布置方式根据布置不同，驱动方式有自行式和牵
13、引式两种。自行式是机构直接装在运行部分上， 依靠主动轮与轨道间的附着力运行，这种方式布置方便、改造简单、应用广泛。牵引式是 驱动机构装在运行部分以外，通过钢丝绳牵引小车运行，一般只用于要求自重轻、运行速 度高或者运行坡度较大的小车，如用在缆索起重机、塔式起重机上的牵引小车的运行。自行式运行机构有集中驱动和分别驱动两种形式。集中驱动是用一台电动机通过传动轴驱动两边的主动轮，这种机构可减少电动机与减 速器的台数，但是需要复杂、笨重的传动系统，而且起重机金属结构的变形，对传动零件 的强度及寿命影响较大，而且成本高，维修不便。因此，一般只用在桥式起重机小车和跨 度小于16.5m的大车远行机构上。现代起
14、重机上广泛采用分别驱动，即两边车轮分别由两套独立的无机械 联系的驱动装量驱动。在起重机（大车）运行机构上广泛得到了采用。本设计中大车运行机构采用分别驱动方式，见图2.5。既是省去了中间传动轴及其附 件，自重轻，机构工作性能好，受机架变形影响小，安装和维修方便。可以省去长的走台， 有利于减轻主梁自重等优点。图2.5,大车运行机构布置方案4）桥架桥架是桥式起重机的金属结构，它一方面支承着小车，允许小车在它上面横向行驶; 另一方面又是起重机行走的主体，可以沿铺设在厂房上面的轨道行驶。桥架由主梁及端梁 构成，由于主梁形式较多，因而有各种不同形式的设计和桥架，首先要满足强度、刚度和 稳定性的要求，而且也
15、要考虑到自重和外形尺寸要小，加工制造简单等诸多因素。a）工字钢桥架其主梁由一根（或两根）工字钢构成，两端支承在端梁上，端梁的两端面为双槽型 组成的门形，或用钢板弯焊成的口形，为了增加工字钢的承载能力，也可以在工字钢上加 焊加强杆件；为增加水平刚性，在侧面加焊水平加强杆件或水平桁架，并兼走台，在小车 轨道上即铺设工字钢顶上，这种桥架结构简单、加工方便，但承载能力差，刚度也比较小， 智能用在跨度和起重量都不大的场合。b）桁架式桥架是应用较早的一直桥架形式，由两根主梁和两根端梁组成。两根主梁 都是空间四桁架结构，由主桁架、副桁架及上下水平桁架组成，各个桁架由3种不同型号 的型钢焊接而成，小车轨道铺设
16、在主桁架上，所以主桁架上承载大部分的垂直载荷。上下 水平桁架承受水平力，并可保证桥架水平方向的刚性，在水平桁架上铺设有花纹钢板充当 走台，走台钢板同时也加强了水平桁架的承载能力，在走台上面安装大车运行机构和电气 设备。桁架式桥架自重小，风阻力也小，节省钢材，但其外形尺寸大，要求厂房建筑高度 大，加工量大。箱形梁桥架整个桥架由两根（或一根）箱形的主梁和两根支承好主梁的端梁构成。主梁由上下改版及左右腹板焊接而成，断面为封闭的箱形。小车轨道安装在上盖板上。 根据轨道在主梁上安装位置的不同，箱形主梁结构可分为双主梁正轨箱形桥架。Q箱 形双主梁偏轨桥架Q半偏轨箱形双梁桥架在本设计中大车采用箱形梁桥架，两
17、根主梁，两根副梁，两根端梁。最大限度的减少 了桥架的辅助构件，充分利用了材料受力合理。既是四梁四轨式。3大车机构的设计及计算3.1起重机的技术参数YZ100/30-21A7桥式铸造起重机大车运行机构的跨度为21m,运行速度为38.8m/ min,工作级别为M6，缓冲行程为100mm，电流种类为三相交流电：户50HZ,u=380V 表3.1, YZ100/30-21A7桥式铸造起重机技术参数项目起升机构项目运行机构主小车副小车大车主小车副小车起重量100t30t跨度/轨距21m9m3.1m工作级别M7M6运行速度38.8m/min37.4m/min77 mmn起升高度28m30m工作级别M6M5
18、M6起升速度7.4 m/min11.86 mmn缓冲行程100mm100mm170mm电流种类三相交流50Hz 380V电流种类三相交流50Hz 380V3.2起重机大车机构的设计计算3.2.1车轮的选择车轮的种类和工作特点：1. 起重机用车轮按用途分为三种类型：1）轨上行走式车轮，通常为轿、门式起重机的大、小车车轮.用量最大；2）悬挂式车轮，在单梁起重机工字钢下翼缘上运行；3）半圆槽滑轮式车轮，用于缆索起重机承载索上。2. 车轮按有无轮缘也可分为三种：1）双轮绕车轮，用于桥、门式起重机大车走行轮，轮续高为25mm30 mm；2）单轮绕车轮点用于桥、门式起重机的小车走行轮，轮缘高为20mm25
19、mm，小车 架跨度小，刚度好，不易脱轨；3）无轮续车轮.没有轮缘阻挡，车轮容易脱轨，因而使用范围受到限制。如圆形轨道 起重机的车轮，因有中心转轴的约束，车轮只能沿一特定半径的圆形轨道行走，故可用无 轮缘车轮。也可在车轮两边加水平滚轮导向，防止脱轨。这三种车轮业已标准化，国际号 为GB4628-84。标准车轮有三种型式：SYL型为双轮缘车轮.其基本尺寸见起重机设计 手册图38 1和表381DYL型为单轮缘车轮，其基本尺寸见图382和表 382WYL型为无轮绕车轮，其基本尺寸m图383和表383。3. 车轮计算：YZ100/30-21A7桥式铸造起重机的大车车轮采用是双轮缘式，并且在车轮旁还应加
20、装水平轮，这样可避免起重机歪斜运行时轮缘与轨道侧面的接触，歪斜力由水平轮来承受， 使车轮轮缘的磨损减轻。1疲劳计算时的轮压：首先将起升载荷换算成等效载荷，然后再根据等效载荷及起重机（或小车）自重求出计算轮压。等效起升载荷按公式Q等效起2. Q起计算：式中Q起起升载荷的重量（公斤）；等效等效静载系数大车运行机构：从桥式铸造起重机的设计要求可知Q起=130t=130000公斤查起重机计算实例表1-20可知0等效=0.75代入上式：Q等效起=0.Q起E）=130000 x 0.75=97500公斤疲劳计算时的轮压为975000N计算轮压：对于桥式、龙门式起重机在计算轮压时，取小车位于离j支点1/4跨
21、度处，并按公式 求出计算轮压：P计f.P等效（3-2）式中K等效冲击系数；Y 载荷变化系数，根据Q等效起/G查表，G为起重机或小车自重；P 5根据等效起升载荷和起重机（或小车）自重求出的等效轮压。 等效表3.2,等效冲击系数表K、运行速 度载荷类济、609090180180KI1.001.051.101.15KI1.001.101.201.30表中运行速度单位为m/s查起重机计算实例表2-7，既是上表，可知Kj =1.0 计算：Q 等效起/G=97500/191620=0.51表3.3,载荷变化系数yQ等效起/G0.050.450.010.500.150.600.200.700.250.900
22、.301.100.351.500.401.60y0.980.960.940.920.910.900.890.880.870.860.850.840.830.820.810.80查起重机计算实例表2-8，既是上表，可知y =0.86P 等效=130000+191620=321620 公斤把上述数据代入公式中P计=Ki y P等效=1.0 x 0.51 x 321620=164026.2 公斤即求得大车轮压为：P 斗=1640262N计2）强度校核时的最大计算轮压：(3-3)计 max= II。max式中0n动力系数，按起重机计算实例图1-3选取;Pma一满载小车处于最不利位置时的最大轮压。 满载
23、小车处于最不利位置时的最大轮压Pmax=164026.2公斤。 把上述数据代入计算式中有P 计 max=%. Pmax=164026.2x 1.1=180428.82 公斤计求得校核时的最大计算轮压：P 计max=1804288.2N根据最大计算轮压值可查起重机设计手册按表3-8-11,可知，车轮的工作级别为M7, 选用车轮材料为65Mn，轴承型号为3638,大车轨道型号为QU120,车轮直径为800mm, 3.2.2轨道的选择.1）起重机轨道有三种：起重机钢轨、P型铁路钢软和方钢。钢轨的顶部作成凸状的， 底部是具有一定宽度的乎板，增大与基础的接触面；轨道的截面多为工字形，具有良好的 抗弯强度
24、。方钢可看作是平顶钢轨，由于对车轮约磨损大，现在已很少用。钢轨通常是含碳、锰较高的钢材（c=0.5%0.8%、Mn=0.6%1.5%）轧制而成。本设计的起重机钢轨的材料为QU120，其基本尺寸见起重机设计手册表3-8-11所示。 另外方钢主要用Q275的方钢或扁钢制成。起直机的大车走行轨道必须固定在走行基础上，小车走行轨道固定在主梁上。当起重 机工作时，轨道不能有横向和纵向移动.轨道要便于调整。起重机轨道在主粱上的固定方式主要有以下几种，采用连续焊绕焊接，为不可拆结构， 轨道截面可计入钢粱，增加了承裁强度，用于工作级别M5以下的小车车轮轨道。采用 螺钉联接，用于底部不易上螺栓的地方，国内最常用
25、的固定方法，装配方便，但拆卸较麻 烦，在轨道底部铺垫厚3mm 一 6mm橡胶.可减少冲击。按照车轮踏而与轨道顶部形状的不同，其接触处可能是一直线（实际是矩形面积），称 为线接触，也可能是一点（实际是小椭圆面积），称为点接触。线接触的受力情况较好，但 往往由于机架变形和安装偏差等因素，使线接触应力分布不尽人意，因而在起重机的运行 第-11 -页共49页机构中常常常采用点接触结构。起重机车轮所承受的载荷与运行机构传动系统的载荷无关，可直接根据起置机外载荷 的平衡条件求得。车轮的疲劳计算载荷Pc可由起重机的最大轮和最小轮压来确定。GB 3811 一 834起重机设计规范规定，根据点接触情况计算疲劳接
26、触应力：I 320 时，% =160000-200000N/cm2，320 时，Q .= =160000-200000N/cm2,由 jmax v b j，故强度足够。3.2.3运行阻力的计算起重机或小车在直线轨道上稳定运行的静阻力七由摩擦阻力廿、坡道阻力Fp和风阻 力Fq三项组成。1）摩擦阻力F :m起重机或小车满载运行时的最大摩擦静阻力：Fm =（Q + G ） + *d p = （Q + G 询（N）（3-6）式中Q起升载荷（N）；G起重机或运行小车自重载荷（N）；f滚动摩擦系数（mm），按表3.3选取；* 车轮轴承摩擦系数，车轮采用滚柱轴承，*取0.015，；d与轴承相配合处车轮轴的直
27、径（mm），大车为100mm主小车为90，副小车为80mm；D车轮踏面直径（mm），即车轮直径；p 附加摩擦阻力系数，大小车均取1.5；摩擦阻力系数，与车轮直径和轴承类型有关，大车初步计算取0.006,小车 取 0.01.表3.3滚动摩擦系数f（mm）车轮材料钢轨型式车轮踏面直径（mm）100，160200，320400，500630, 710800900，1000钢平顶钢轨0.250.30.50.60.70.7圆顶钢轨0.30.40.60.81.01.2铸铁平顶钢轨0.40.60.80.90.9圆顶钢轨0.50.70.91.21.4由大车车轮直径D800mm，查得滚动摩擦系数f=0.7mm，
28、轴承摩擦系数p =0.015, 附加阻力系数P =1.5，代入上式中：Fm 大=G302 x 1 + 0.015 x 150+ 1916200 )x 1.5800=34172NFm 主=(10000002 x 0.8 + 0.015 x 115+ 750000 )x 1.5600=14547NFm 副=(3000002 x 0.6 + 0.015 x 115+ 200000 )x 1.5600=3656.N2)坡道阻力F :pFp = (Q + G Ain a(n)a为坡度角，当其非常小时，可用轨道坡度i代替。i值与起重机类型有关，桥式 起重机一般取为0.001。故Fp 大二(1300000
29、+ 1916200 )x 0.001 (N)=3216NFp 主二(1000000 + 750000 )x 0.001 (N)=1750NFp 小二(300000 + 200000 )x 0.001 (N)=500N3) 风阻力F :q由于是室内起重机，且运行速度不高，故风阻力可忽略不计。4) 静阻力FFj大二34172+3216=37388NFj主=14547+1750=16297 NFj= 3656+500=4156N3.2.4减速器的选择3.2.4.1起动时间起动平均加速度满载、上坡、起风时的起动时间：计算公式如下：n X Jt = （S）（3-7）9.5 5（ m T - T ）式中：
30、Tmq电动机的平均起动转矩（Nm）；T1满载、上坡、迎风时作用于电动机轴上的静阻力矩（Nm），按下式计算F D2 0 0 0 i 门（Nm）式中：i一减速器的传动比F D2 0 0 0 i 门3216 x 16002000 x 23.24 x 0.9=123.00即满载、上坡、迎风时作用于电动机轴上的静阻力矩T=123.00 Nm起动时间一般应满足：对起重机，t=810s，小车运行机构t=46s，时间t具体可参照起重机械表7-10确定。在这里选取起动时间为t=9s，加（减）速时间为t=5.2s， 加（减）速度为0.12m/s。起动时间：丁n1(Q + G) D2】5、TP=375 ( m Mq
31、 一 Mj ) |_ *(*1-0式中：n1=705rpmm=4驱动电动机台数ymxN/n=1.5x975x4/705=82.9Nm满载时运行静阻力矩：MM=m( Q = Q )j(Q=Q).,5080412.5 x 0.9=71.47Nm空载运行时静阻力矩:Mj (Q=0)Mm (Q =0)i /门050412.5 x 0.9=44.8Nm初步估算高速轴上联轴器的飞轮矩:(GD2)zl+(GD2)l=0.78 Nm机构总飞轮矩:(GD2)1=(GD2)ZL+(GD2)L+(GD2)d=5.67+0.78=6.45 Nm满载起动时间:n1q (Q=Q)375 (m Mq 一 Mj )705mc
32、 (GD 2)/(Q + G) D 2+ci/2 门(100000 + 168000 ) x 0.252 x 1.15 x 6.45 + 375(2 x 82.9 - 67.7)12.5 x 12.5 x 0.95=8.91s空载启动时间:n1q (Q = 0)375 (m Mq 一 Mj )mc (GD 2) +(Q + G) D 2Ci/2 门705168000 x 0.25=2 x 1.15 x 6.45 +375 （2 x 82.9 - 67.7） |_12.5 x 12.5 x 0.95_=5.7s经计算可知起动时间在允许范围内。3.2.4.2起动平均加速度为了避免过大的冲击及物品摆
33、动，应验算起动时的平均加速度，一般应在允许的范围 内（参考起重机械表7-10），计算公式如下：va =（m/s2）（3-9）t式中：a起动平均加速度（m/ s2）；V运行机构的稳定运行速度（m/s）；t起动时间（s）。计算起动平均加速度ava = t=38.89 x 60=0.072 m/s2根据起重机械表7-10可知当a=0.0720.12 m/s2,即是本设计中起重机的启动时 间与启动加速度符合要求3.2.4.3减速器的传动比按所采取的传动方案考虑传动比分配，并用标准减速器或进行减速装置的设计，确定 出实际传动比i远行机构的减速器一般采用立式减速器，这样电动机和制功器就可以放在车架上面便
34、于安装维修.并且可以减小车架的平面尺寸。选用标准型号的减速器时，其总实际寿命一般与机构的利用等级相符合、在不稳定运 转过程中减速器承受动载荷不打的机构，可按额定载荷或电动机额定功率选择减速器；对 于动载荷较大的机构，应按实际载荷（考虑动载荷影响）来选择减速器。由于运行机构起、制动时的惯性载荷大，惯性质量主要分布在低速部分，因此起、制动时的惯性载荷几乎全部传给零件，所以在选用或设计减速器时，输入功率应按起动工况第-17 -页共49页确定。根据计算输入功率，可以从标准减速器的承载能力表中选择使用的减速器，对工作 级别大于M5的运行机构，考虑到工作条件比较恶劣，根据实践经验，减速器的输入功率 以取1
35、.82.2倍的计算输入功率为宜。特别地，许多标准减速器有自己特定的选用方法。本设计中选用减速器型号为：大车运行机构减速器选取：型号：PJ-650-IV-1 / 2Z （ 120传动比：23.343.2.5电动机的选择由于交流电源易于获得，起重机主要采用三相交流电动机，并且主要是绕线式异步电 动机，因为它的起动与控制性能较好，起动和调速过程的发热大部分转移到起动电阻中， 即使在频繁正反转的工作条件下，电动机也不易于过热。同时，起重机电动机的工作是重复而短暂的，并且正反转频繁。因此要求电动机起动 力矩大，转动惯量小，机械强度高，故需采用专用的电动机型式。JZR、YZR型（起重冶 金用绕线式异步电动
36、机）是常用起重机电动机类型。YZR型电动机转子细而长，转动惯量 小，能适应频繁的起动和制动；耐震性能较强、绝缘等级较高，因其气隙比一般电机大， 所以定子空载电流较高，约等于额定电流的50%-60%。本次选用YZR型电动机，额定频串 为50HZ，额定电压为380 V。电动机根据通电连续程度，将其的工作制分为8种，以S1S8标记。起重机起升机 构一般为S3工作制，运行机构一般为S4工作制。电动机机械部分的强度和刚度设计的足够大，所以电动机的选择主要是电动机热容量 的选择。热容量选择包括过载能力和发热校验。过载能力校验是验算电动机克服机构在短 时间内可能出现较大工作载荷的能力；而发热校验则是校验电动
37、机在一段时间工作后电动 机绕组升温是否超过规定的允许值。电动机有两个重要变量JC、CZ。在一个工作循环中，电动机通电运行时间占循环时 间的比重越大，其允许工作功率就越小，这个时间比率称为接电持续率，符号为JC（%）。 CZ是表示电动机繁重程度的一个综合参数，CZ越大，电动机允许功率也越小。C是电动 机转子转动惯量与机构总转动惯量之比，Z是计算的电动机开关次数。2.2.5.1电动机的静功率计算公式如下P = d(K W )(3-10)J 1 0 0 0 门 m式中：VD初选运行速度(mS);门机构件功效率，可取门=0.850.95；m电动机个数。对于大车运行机构有：pF VJ 1 0 0 0 门
38、 m=3216 x 38.81000 x 4 x 0.9 x 60=0.58Kw3.2.5.2电动机初选一般可根据电动机的静功率和机构的接电持续率JC值。对照电动机的产品目录选用。 由于运行机构的静载荷变化较小，动裁荷较大，冈此所选电动饥的额定功率应比静功率大， 以满足电动机帕起动要对于桥架类型起重机的大、小运行机构，可按下式初选电动机：P=K/Pj (kW)=2x0.58=1.16Kw式中：Kd考虑列电动机起动时惯性影响的功率增大系数。室外工作的起重机，常取Kd=1.11.3(速度高者取大值)；对于室内工作的起重机及装 卸小车远行机构，可取是Kd =1.22.6(对应速度30180m/min
39、)。由起重机设计手册表8-1-12查得：大车运行机构的电动机选用型号为：YZR225M-8,转速为715r / min；2.2.5.3电动机的发热校验对工作频繁的工作性运行机构，为避免电动机过热损坏；应进行发热校验，满足下式， 电动机发热校验合格：PPr式中：P电动机工作的接电持续率JC值、CZ值时允许输出容量(KW)Pr工作循环中，负载的稳态功率(KW)；按下式汁算P = G 1 (3-11)r 1 0 0 0 m 门式中：G稳态负载平均系数，见起重机械中表7-11对于大车运行机构：查起重机械中表711可知G=0.85P = G 土二r 1 0 0 0 m 门=0.85 x3216 x 38
40、.81000 x 4 x 0.9=0.58X0.85=0.493Kw可知PrP，故初选电动机发热条件通过。同理可知副小车电动机发热条件通过。经上述计算可选得：大车运行机构电动机选取：型号：YZR225M-8转速：715 r/min功率：22 KW3.2.6制动器的选择制动装置是保证起重机安全正常工作的重要部件制动装置用以防止悬吊的物品或吊 臂下落防止转台或起重机在风力或坡道分力作用下溜动，使起重机机构减速停车在特殊情 况下调节或限制机构 的运动速度。制动装置分机械制动器和停止器两大类。停业器只能使轴单方向自由旋转。机械制动 器利用固体摩擦，吸收运动质量的位能，使物品限速下降;吸收动能，使机构减
41、速运动停 止；停止器不吸收能量，支持物品静止不动。起重机的工作机构必须安装可靠的制动器。 只有在以下情况下可以不装制动器：(1) 机构由作直线运动的油缸驱动，锁闭油路能可靠地止动机构；（2）桥式起重机的手动运行机构，且不受风力或坡道分力作用。但起重机的制动器应满足以下要求：（1）具有机构所要求的制动转矩；（2）制动平稳；（3）上闸和松闸动作迅速；（4）制动器受力构件具有足够的强度和刚度；（5）检查、维修、调整方便；（6）摩擦副的磨损小，便用寿命长；（7）制动力矩稳定，工作可靠；（8）摩擦面温度不超过允许值；（9）外形尺寸和重量小。为了减小制动器的磨损，推荐制动器与电力制动（再生制动、涡流制动、
42、反接制动等） 并用。电力制动只能用来消耗动能使机构安全减速，不能止动与电力制动并用时，对制动 器的各种要求仍应满足原有的规定，不能降低。制动器的主要组成部分是：（1）制动器基架或壳体；（2）上间装置如踏板、杠杆、弹簧、重块、液压或气压装置；（3）松闸装置，或称驱动装置，如踏板、杠杆、弹簧、电磁铁、电力液压推动器、电 磁液压推动器、液压或气压装置；（4）摩擦副，即制动轮（盘）、制动瓦块带）和摩擦衬垫。此外，还有制动韶间隙调整装置，衬垫磨损后的补偿装置，制动瓦块的复位装置等。 制动器的类型：1）制动器按构造形式分为块式、蹄式、带式、盘式、锥式等块式、蹄式和带式属径 向作用式制动韶，盘式和锥式属轴向
43、作用式制功器；2）制动器按用途分为停止式和限速式停止式制动器在机构运动行将终了时动作，使 机构减速止动或支持悬吊的物品。限速式制动器在机构运动过程中动作，在一定范围内限 制机构的运动速度；3）制动器按工作状态分为常闭式和常开式常闭式制动器在弹簧推力作用下经常处于 制动状态.机构工作时，由松间装置松间常开式制动器经常处于松闸状态，需要对机构制 动时，由上闸装置使制动器抱闸；4）制动器按动作方式分为自动作用式，操纵式和综合式三种。自动作用式制动韶当 机构断电或油路切断时不依琐操作人员的意志.弹簧使制动器自动抱闸，当机构通电或油 路供油时.自动松间。自动作用式制动器保证机构有更高的安全性制动转矩调定后基本不 变但用十载荷变化丈的机构时制动欠平稳。操纵式制动器由人踩下踏板或推动杠杆进行操纵，制动转矩能在较大范围内改变，适 用于对制动平稳德性要求较高的机构。综合式制动器具有常闭式和常开式、自动作用式翻操纵式四重特点，它有一套松闸装 置（电力液
