qb20-5t-225ma3防爆桥式起重机计算书重工集团公司毕业论文

'QB20/5t-22.5mA3防爆桥式起重机设计计算书编写校对审核13 目录一、设计依据…………………………………………2二、主要技术参数……………………………………3三、机构配置计算……………………………………4四、金属结构计算……………………………………813 设计依据1．GB3811-2008《起重机设计规范》2．GB6067.1-2010《起重机械安全规程》3．GB/T14405-2011《通用桥式起重机》4．JB/T5897-2006《防爆桥式起重机》5．起重机设计手册（中国铁道出版社）6．起重机设计手册（大连起重机器厂）7．机械设计手册（化学工业出版社）13 一、主要技术参数起重量：主钩20t，副钩5t跨度：22.5m起升高度：16/16m小车轨距：2.4m大车基距：4.5m起升速度：主起升2.5m/min副起升4m/min运行速度：小车11m/min，大车15.5m/min小车路轨：24kg/m大车路轨：43kg/m小车车轮直径：φ350mm大车车轮直径：φ700mm工作级别：A3小车重量：6.6t主钩滑轮组倍率m=4副钩滑轮组倍率m=2整机自重：约30t13 一、机构配置计算（一）主起升机构的计算1.主要参数已知：起重量：Q=20000kg；工作类型：轻级（JC%=25）；起升速度：2.5m/mn2.钢丝绳的选择：根据起重机的额定起重量，选择双联起升机构滑轮组倍率m=4（1）钢丝绳所受最大静拉力：Smax=（Q+G钩）/(2*m*η组)=（20000+500）/(2*4*0.95)=26.97KN（2）钢丝绳的选择：所选钢丝绳的破断力应满足：S绳/Smax≥n绳即S绳≥n绳*Smax=4*26.97=107.88kN本起重机工作类型为A3中级，根据GB3811-2008中要求取钢丝绳安全系数n绳=4查钢丝绳产品目录可选用：钢丝绳18NAT6x19W+FC1570ZSS绳=167kN＞107.88kN所以满足要求!3.滑轮、卷筒的计算：（1）滑轮、卷筒最小直径的确定：为了确保钢丝绳具有一定的使用寿命，滑轮、卷筒的直径（自绳槽底部算起的直径）应满足：D≥（e-1）d绳=（25-1）*18=432mm。式中e—系数，取e=25以此并根据标准滑轮、卷筒尺寸可取D=500mm。（2）卷筒长度和厚度的计算：L双=2（L0+L1+L2）+L光式中L0=（Hmax*m/πD0+n）t=（16*4/π*0.518+2）*20=827mmL1=L2=1t=20mmL光=120mm则得L双=2*（827+20+20）+120=1854mm取L双=1900mm其壁厚可根据经验公式确定δ=0.02D+（6~10）=18mm取δ=30mm13 1.主起升电机功率计算：主起升机构静功率P静=（Q+G钩）*v/（6120*η）=（20000+500）*2.5/(6120*0.9)=9.3kw查电动机产品目录，可选择电动机型号YBZE180L-8，P=11kw＞9.3kw满足!2.减速机的选择：（1）起升机构总的传动比：i=n*π*（D+d）/（m*v）=750*3.14*（0.5+0.018）/（4*2.5）=122.05根据i=122.05，电动机功率P=11kw，卷筒直经D=500mm，查减速机产品目录，可选择减速机ZQD650-121.1-IX-3CA3.制动器的选择：主起升机构采用双制动，制动力矩M=1.25*9550*P/N=1.25*9550*11/750=175N/m查制动器产品目录，可选用制动器BYWZ-300/25制动力矩320＞175N/m满足!最终确定主起升机构配置如下：钢丝绳：18NAT6x19W+FC1570滑轮、卷筒直径：φ500卷筒长度：1900mm电动机：YBZE180L-8/11kw/750r/min减速机：ZQD650-121.1-IX-3CA制动器：BYWZ-300/25（一）副起升机构的计算1.主要参数已知：起重量：Q=5000kg；工作类型：轻级级（JC%=25）；起升速度：4m/mn2.钢丝绳的选择：根据起重机的额定起重量，选择双联起升机构滑轮组倍率m为2（1）钢丝绳所受最大静拉力：Smax=（Q+G钩）/(2*m*η组)=（5000+107）/(2*2*0.95)=13.44kN13 （1）钢丝绳的选择：所选钢丝绳的破断力应满足：S绳/Smax≥n绳即S绳≥n绳*Smax=5*13.44=67.2kN本起重机工作类型为A3中级，根据GB3811-2008中要求取钢丝绳安全系数n绳=4查钢丝绳产品目录可选用：钢丝绳14NAT6x19W+FC1570ZSS绳=101kN＞67.2kN所以满足要求!3.滑轮、卷筒的计算：（2）滑轮、卷筒最小直径的确定：为了确保钢丝绳具有一定的使用寿命，滑轮、卷筒的直径（自绳槽底部算起的直径）应满足：D≥（e-1）d绳=（25-1）*14=336mm。式中e—系数，取e=25以此并根据标准滑轮、卷筒尺寸可取D=400mm。（3）卷筒长度和厚度的计算：L双=2（L0+L1+L2）+L光式中L0=（Hmax*m/πD0+n）t=（16*2/π*0.414+2）*16=425.6mmL1=L2=3t=48mmL光=150mm则得L双=2*（425.6+48+48）+150=1194mm取L双=1500mm其壁厚可根据经验公式确定δ=0.02D+（6~10）=16mm取δ=17.5mm4.主起升电机功率计算：副起升机构静功率P静=（Q+G钩）*v/（6120*η）=（5000+107）*4/(6120*0.95)=3.51kw查电动机产品目录，可选择电动机型号YZBE132M2-6，P=3.7kw＞3.51kw满足!5.减速机的选择：（4）起升机构总的传动比：i=n*π*（D+d）/（m*v）=1000*3.14*（0.4+0.014）/（2*4）=162.77根据i=162.77，电动机功率P=3.7kw，卷筒直经D=400mm，查减速机产品目录，可选择减速机ZQD500-163.38-VII-3CA6.制动器的选择：13 副起升机构采用双制动，制动力矩M=1.25*9550*P/N=1.25*9550*4/1000=47.75N/m查制动器产品目录，可选用制动器BYWZ-200/25制动力矩200＞47.75N/m满足!最终确定副起升机构配置如下：钢丝绳：14NAT6x19W+FC1570滑轮、卷筒直径：φ400卷筒长度：1500mm电动机：YZBE132M2-6/7.5kw/1000r/min减速机：ZQD500-163.38-VII-3CA制动器：BYWZ-200/25（一）小车运行机构的计算小车自重为6600kg，载荷总重为20000kg，车轮直径Φ350mm运行速度：11m/min运行时摩擦阻力计算：P摩＝（Qq+G）（2u+df）×Kf/D式中：Qq－起升载荷（kg）G－起重机（或小车）自重（kg）μ－滚动摩擦系数（cm），取μ=0.05cmf－滚动轴承摩擦系数，推荐取f＝0.02D－车轮直径（cm）35d－车轮轴承内径（cm）10Kf－考虑车轮轮缘与轨道或与轮毂摩擦的系数，取Kf=1.5P摩＝342kg坡度阻力：P坡=2×（20000+6600）/1000＝53.2kg总阻力：P总＝Pm+P坡＝395.2kg满载运行时的静功率：Nj＝P总V/(6120ηm)V＝11m/minm－电机个数m＝1，η＝0.85Nj＝0.84KW13 考虑由于起动加速度过程惯性力影响。Nj＝0.84x1.1=0.924KW选电机YBZE132M1-6/2.2kwn＝1000r/min满足要求!确定减速机：减速机传动比：i=π*D*n/v=3.14*0.35*1000/11=99.96小车运行机构减速机采用ZCS型立式安装，查减速机产品目录，可选择ZSCD400-100-IX-1最终确定小车运行机构配置如下：电动机：YBZE132M1-6/2.2kwn＝1000r/min1台减速机：ZSCD400-100-IX-11台（一）大车运行机构的计算大车自重为30000kg，载荷总重为20000kg，车轮直径Φ700mm运行速度：15.5m/min运行时摩擦阻力计算：P摩＝（Qq+G）（2u+df）×Kf/D式中：Qq－起升载荷（kg）G－起重机（或小车）自重（kg）μ－滚动摩擦系数（cm），取μ=0.09cmf－滚动轴承摩擦系数，推荐取f＝0.02D－车轮直径（cm）70d－车轮轴承内径（cm）15Kf－考虑车轮轮缘与轨道或与轮毂摩擦的系数，取Kf=1.5P摩＝514kg坡度阻力：P坡=2×（30000+20000）/1000＝100kg总阻力：P总＝Pm+P坡＝614kg满载运行时的静功率：Nj＝P总V/6120ηmV＝14.4m/minm－电机个数m＝2，η＝0.8513 Nj＝0.85KW考虑由于起动加速度过程惯性力影响。Nj＝0.85x1.1=0.935KW选电机YBZE132M1-6/2.2kwn＝1000r/min满足要求!确定减速机：减速机传动比：i=π*D*n/v=3.14*0.7*1000/15.5=141.878查减速机产品目录，可选择ZQD400-141.73-VIII-1/2各一台。最终确定大车运行机构配置如下：电动机：YBZE132M1-6/2.2kwn＝1000r/min2台减速机：ZQD400-141.73-VIII-1/2各一台注：因采用的电动机为YBZE系列锥形转子防爆电机，电机自带电磁制动器，所以运行机构不再配置制动器。13 一、金属结构计算已知满载小车静轮压P1=Q*（1120/2420）/2+G小/4=6278kg=62780NP2=Q*（1300/2420）/2+G小/4=7022kg=70220N（一）主梁强度计算1.主梁跨中截面特性b1=550mm,b2=550mmb3=490mm,d1=12mmd2=10mm,d3=6mmd4=6mm,h=1150mmh1=250mm角钢采用L75×50×6面积：s1=27340mm2形心：ox=275mm,oy=650mm惯性矩：ix=5696469907mm4iy=1209124399mm4抗弯系数：(右上点)：wx1=10415068mm3wy1=4396816mm3(右下点)：wx2=9113551mm3wy2=4396816mm3(左上点)：wx3=10415068mm313 wy3=4396816mm3(左下点)：wx4=9113551mm3wy4=4396816mm32.主梁跨端截面特性b1=550mm,b2=550mmb3=490mm,d1=12mmd2=10mm,d3=6mmd4=6mm,h=700mm面积：s2=20500mm2形心：ox2=275mm,oy2=379mm惯性矩：ix2=1865028015.8mm4iy2=821679633.3mm43.主梁的计算载荷主梁的均布载荷产生的弯矩：m1=173812500N.mm走台的均布载荷产生的弯矩：m2=30938625N.mm轮压作用下的集中载荷产生的弯矩：m3=785531250N.mm总的垂直弯矩：mz=990282375N.mm13 当起重机工作时,主梁要承受起重机在工作情况下因起重机大车行走机构突然启动或制动时主梁上的固定载荷和上下小车及小车上的载荷产生的惯性力,前者是以均布的形式作用在主梁上,而后者则以集中力的形式作用在主梁上.惯性载荷产生的水平弯矩：mg=12143220N.mm4.主梁跨中截面的应力(1)点的的正应力：σ1=98Mpa(2)点的的正应力：σ2=98Mpa(3)点的的正应力：σ3=112Mpa(4)点的的正应力：σ4=112Mpa[σ]---许用应力[σ]＝140Mpa(Q235)5.主梁跨中腹板中点的剪应力主梁跨中腹板中点的剪力：Qz=101500N(6)点的的剪应力：τ6=7.36Mpa(7)点的的剪应力：τ7=7.36Mpa6.主梁跨端腹板中点的剪应力主梁跨端腹板中点的剪力：Qd=133000N(8)点的的剪应力：τ8=15.83Mpa(9)点的的剪应力：τ9=15.83Mpa故主梁的强度满足要求!13 7.主梁的垂直静刚度f=(PQ+PG小)*L3/(2*48*E*Jx)=26.38mm