电梯曳引机与控制系统设计(6)

2018-11-23 23:12

FVB2?FVC?Fr17640?8820(N) 22 III-III截面处弯矩为:

MVXI?1V0N0(?m mYMVX?IZF?C0?88200 IV-IV截面处弯矩为: MVIV?FV? 55?8820?5?5485N10m?0m(C 校核III-III截面:

M882000?53(MPa) SeIIZ?VXIY?3W0.1?55M485100?38(MPa) SeIV?VIV?W0.1?503查表13.2得:?S?1b??60MPa满足Se??S?1b?的条件,故设计的轴有足够的强度,并有一定的余量,因此此轴不必再作修改。

2.4轴承的设计与计算

曳引机用轴承一般分为两大类:滑动轴承及滚动轴承。滚动轴承,适于一般使用条件,起动及工作时摩擦力矩小,起动灵活,效率高;径向游隙小,且可用预紧力的方法,提高支撑刚度及旋转精度;同尺寸轴颈宽度小,轴向尺寸紧凑;属于标准件,型号齐全,更换、维修方便,成本低;润滑简便;承受冲击载荷小,高速时噪声大;径向尺寸大,属整体式,在个别情况下不好安装。总之,它可以在广泛的载荷、转速、精度、尺寸范围内工作。在很多场合逐渐取代了滑动轴承,曳引机设计中也不例外。滑动轴承具有滑动摩擦特性属副低副机构,有减振、抗冲击和降低噪声的性能;结构简单;径向尺寸小承载能力大、寿命长;可剖分安装。但润滑稍困难,维修比较复杂,轴向尺寸大。但从全面分析并结合具体条件和设计水平,采用滚动轴承。采用滚动轴承完全能满足曳引机性能要求,并且能达到良好的产品质量。

a曳引轮右端轴承的选择: d?50mm n?37r/min

Fr?1800?9.8?17640(N) Lh?10000h Fa=500N

求当量动载荷P:P?fd(XFr?XFa) 式中Fr--径向载荷,N;

Fa--轴向载荷,N;

X、Y--径向动载荷系数和轴向动载荷系数; Fd--冲击载荷系数

其中X、Y可由表查2-10取:

轴承类型 深沟球轴承 Fa Cor 0.014 0.028 0.056 0.084 0.11 0.17 0.28 0.42 0.56 0.015 0.029 0.058 0.087 0.12 0.17 0.29 0.44 0.58 e 单列轴承 双列轴承 Fa/Fr?e Fa/Fr?e X Y 0 Fa/Fr?e X 1 Fa/Fr?e X 0.56 Y 2.30 1.99 1.71 1.55 1.45 1.31 1.15 1.04 1.00 1.47 1.40 1.30 1.23 1.19 1.12 1.02 1.00 1.00 Y 0 1.65 1.57 1.46 1.38 1.34 1.26 1.14 1.12 1.12 X 0.56 Y 角接触轴承??15? 0.19 0.22 0.26 0.28 0.30 0.34 0.38 0.42 0.44 0.38 0.4 0.43 0.46 0.47 0.50 0.55 0.56 0.56 1 1 0 0.44 1 2.3 1.99 1.71 1.55 1.45 1.31 1.15 1.04 1 2.39 2.38 2.11 2 0.72 1.93 1.82 1.66 1.63 1.63 表2-10 Fa值查取,Cor是轴承的径向额定静载CorF荷,未选轴承型号前暂不知道,故用试算法计算,根据上表暂取a?0.014,则

CorF500e?0.19,由a??0.028?e 查得:X?0.56,Y?2.3

fr17640Fd可由表2-11查:

表2-10中径向载荷系数Y要根据

冲击载荷系数Fd(表2-11)

载荷性质 平稳运转或轻微冲击 中等冲击 强大冲击 机器举例 电机、通风机、汽轮机 车辆、机床、起重机、冶金设备 破碎机、轧钢机、工程机械 Fd 1.0~1.2 1.2~1.8 1.8~3.0 取Fd=1.1 P?1.1?(0.56?17640?2.3?500)?12131.24(N) 计算所需的径向额定动载荷值由下可得:

1P60nLh160?37?1000C?()e?12131.24?()3?34095(N) 66f?1010式中P--当量动载荷,N;

Lh--基本额定寿命,常以106r为单位;

?--寿命系数,对于球轴承?=3,对于滚子轴承?=10/3 选择轴承型号: 查有关轴承的手册,根据d?50mm,选得6210轴承,其Cor?35KN?34KN,

Cor?23.2KN.6210轴承的Fa、Cor?500?0.021与初定值相近,所以选用深沟23200球轴承6210合适。

选择轴承型号: 查有关轴承的手册,根据d?60mm,选30212轴承,其Cor?102KN?59KN. b蜗杆轴承的选用:

d?45mm n?146r0/m.5 iFr?2308N Fa?6341N ?Lh??10000h

求当量动载荷P:

根据式P?fd(XFr?XFa)

FaY?1.5,,?2.75?eFrP?1.1?(0.4?2308?1.5?6341.5)?11429(N) 计算所需的径向额定动载荷值由式可得:

1P60nLh11142960?1460?10000C?()e??()3?87248.8(N) 66f?10110查有关轴承的手册,根据d?45mm,选30309轴承,其Cor?108KN?87KN,

fd?1.1,e?0.4,

Cor?130KN

2.5联轴器的设计与计算

联轴器是用于连接不同机构中两轴,使之同回转,并传递转矩的一种部件。在曳引机中用于联接电动机轴和减速器主动轴(输入轴)。联轴器在曳引机中占有重要位置,若选择不当,会直接影响曳引机的振动、噪声和传动效率,严重时会产生较大附加载荷,影响曳引机的使用寿命。

联轴器的种类很多,按其性能分为: a刚性联轴器 (1) 套筒联轴器 (2) 凸缘联轴器 (3) 夹壳联轴器 (4) 紧箍咒夹壳联轴器 b挠性联轴器

(1) 无弹性元件挠性联轴器 (2) 非金属弹性元件挠性联轴器 (3) 金属弹性元件挠性联轴器

2.5.1联轴器选择应考虑的问题

在深知所设计产品的工况及技术要求的情况下,选择联轴器应考虑以下问题:

a 所需传递转矩大小、载荷性质及产品对缓冲和减振方面的要求;

b 轴的转速高低和引起的离心力大小;

c两轴对位移大小(径向位移、轴向位移、角位移); d联轴器的制造、安装、维修、成本。

曳引机联轴器的选用应首先考虑曳引机工况条件,联轴器的工作特性两者接近时即可采用。

曳引机是在输入轴与电动机轴间安装有联轴器。一般情况下,为了使结构紧凑、外观美观,多把联轴器和制动轮作为一体,所以多用弹性柱销联轴器

2.5.2联轴器的理论转矩:

P11.2?9550??71.95(N?mm) n1460计算转矩:

Tc?T?T'?KT?Tn T?9550?其中Tn--许用名义转矩,由手册查出Tn?250N?mm;

K--载荷系数,见表2-12。在选取K值时要注意:刚性联轴器和无弹性元件的挠性联轴器宜取大值;弹性联轴器宜取小值; 动力机特性 转矩变化小 电动机、汽轮机 1.3~1.5 多缸内燃机 1.5~1.7 工作机特性 转矩变化 冲击载荷中等 1.7~1.9 1.9~2.1 2.2~2.8 表2-12 转矩变化 冲击载荷大 2.3~3.1 2.5~3.3 2.8~4.0 单、双缸内燃机 1.8~2.4 取K=2.9

Tc?2.9?71.95?210(N?mm) 联轴器的规格选择: Tc?Tn

联轴器的规格选择:查手册选取HLL2型弹性柱销联轴器

2.5.3主要尺寸计算:

D1?(10~15)3Tc?14?3210?83(mm)

D?(1.2~1.4)D1?1.3?83?108(mm) 柱销个数:Z?10个

柱销直径:d3?(0.1~0.14)D1?0.12?83?10(mm) 柱销长度:l?2d3?2?10?20(mm)

2.6制动器的设计与计算

制动器制动力矩的确定:

当电动机功率已经确定以后,可用下式计算:

N11.2?975??11.14(N?mm) n980查手册选短行程电磁铁式制动器 Md?975?电磁铁式制动器参数尺寸(表2-13)

曳引机 有齿轮 电梯额定载重量/kg 100~200 500 750~3000 1000~1500 制动轮直径/mm 宽度/mm 150 200 300 840 65 90 140 200 闸瓦 圆弧角度 88o 88o 88o 88o 无齿轮 选择YDWZ200/25 2.7工艺:

蜗杆、蜗轮材料

由于蜗杆副的相对滑动速度较大,要求其材料应具备良好的减磨性和抗胶合性能,所以通常蜗轮采用青铜或铸铁做轮缘,蜗杆尽量采用淬硬的钢。 蜗杆减速器的传动效率

蜗杆减速器的传动效率按下式计算

1?2?3 ???

式中?1--蜗杆蜗轮啮合效率

?2--考虑润滑油搅动及飞溅损耗的效率,一般情况?2=94%~99%; ?3--轴承的效率,现代蜗杆减速器多半采用滚动轴承,?3 =98%~99%。

?1由下式确定产类型与生产纲领的关系,可以确定其生产类型为小批生产。

根据零件的材料确定毛坯为铸件。通过分析计算,毛坯的铸造方法选用金属模机械造型。此外,为消除残余应力,铸造后应安排人工时效。

机械加工工艺手册中,该种铸件的尺寸公差等级CT为8~10级,加工余量等级MA为G级。故取CT为10级,MA为G级。

通过机械加工手册,查表法确定各表面的总余量如表2-14所示:

加工表面 N面 Q面 L面 R面 I面 H面 S面 基本尺寸(mm) 455 455 320 320 330 330 160 16 12 ?16的孔 ?12的孔 各加工表面的总余量(表2-14) 加工余量等级 加工余量数值(mm) G 5.5 H 7.5 G 5.0 G 5.0 G 5.0 G 5.0 G 5.0 H 5.0 H 5.0 说明 底面,双侧加工 顶面降1级,双侧加工 左面,双侧加工 右面,双侧加工 前面,双侧加工 后面,双侧加工 右下面,双侧加工 孔降1级,双侧加工 孔降1级,双侧加工


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