杨涛:32/5t桥式起重机(起升机构设计)
第二章 副起升机构的计算
2.1确定起升机构的传动方案
副起升机构的传动方案参照前面所述主起升机构的传动方案，还是选择分别驱动。驱动装置布置按照图1-3。
2.2选择钢丝绳
根据起重机的额定起重量,查《起重机设计手册》?1?表3-2-8，选择双联起滑轮组，倍率为ih?2，承载绳的分支数z?2ih?4。
若滑轮组采用滚动轴承，当ih?2查《起重机设计手册》?1?表3-2-11，得钢丝绳滑轮组效率?h?0.99。钢丝绳缠绕方式如图
图2-1副起升机构钢丝绳缠绕简图
( 1 )钢丝绳所受最大静拉力：
Smax?Q?G02ih?h(5?0.15)?104 ?2?2?0.99?1.3?104N16
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式中 Q ―— 额定起重量，Q =5t；
G0—— 吊钩组重量，G0?0.15t
（吊钩挂架的重量约占额定起重量的2—4%，我们这里取吊钩挂架重量为0.15t） ih——滑轮组倍率，ih?2； ?h——滑轮组效率，?h?0.99。 （2）钢丝绳的选择：
由《起重运输机械》?2?表2-2选择圆股线接触钢丝绳6W﹙19﹚ GB1102-74。 选择钢丝绳的破断拉力应满足
Smax??Sbn
式中Smax——钢丝绳工作时所受的最大拉力（N）； Sb——钢丝绳规范中钢丝破断拉力的总和（N）；
? ——钢丝绳判断拉力换算系数，对于绳6W(19)的钢丝绳，由《起重运输机械》?2?表2-3查得??0.85；
n——钢丝绳安全系数，对于M5工作类型n=5.0，由《起重机设计手册》?1?表3-1-2。
由上式可得 Sb?k?.Smax?5.0?1.3?104?7.65?104N 0.85mm2?1? 查《起重机设计手册》表3-1-6选择钢丝绳6W(19)，公称抗拉强度1550N，
直径d=12.5mm，其钢丝破段拉力总和?Sb??8.87?104N，标记如下：
钢丝绳6W(19)—12.5—1550—Ⅰ—光—右交（GB1102--74）。
2.3滑轮的计算
为了确保钢丝绳具有一定的使用寿命，滑轮的直径（子绳槽底部算起的直径）应满足：
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Dh?d?e?1??12.5??20?1??237.5mm
式中 e---- 系数，由《起重机设计手册》?1?表3-2-1查得，对工作类型M5的起重机，取e=20；
d——所选择的钢丝绳的直径，12.5mm。
查《机械设计手册》?1?表8-1-65取滑轮的直径为Dh=315 mm。 平衡滑轮名义直径：
d平?Dh?315mm
查《机械设计手册》?1?表8-1-66，由钢丝绳直径d=12.5mm，得绳槽断面尺寸。 查《机械设计手册》?1?表8-1-67c，由绳槽断面尺寸，选择滑轮轴承6224。 查《机械设计手册》?1?表8-1-68，由滑轮轴承尺寸，选择轮毂尺寸。 所选滑轮：滑轮 E 12.5x315 120 JB/T9005.3
2.4卷筒的计算
起重机中主要采用铸造圆柱形卷筒。在大多数情况下，绳索在卷筒上只绕一层。 1)、卷筒的直径：
D?d?e?1??12.5??18?1??212.5mm
式中 e---- 系数，由《起重机设计手册》?1?表3-3-2查得，对工作类型M5的起重机，取e=18；
d——所选择的钢丝绳的直径12.5mm。
查《机械设计手册》?1?表8-1-58取卷筒的直径为D =400mm。 2）卷筒槽计算
绳槽半径：R=（0.53～0.56）d=6.625～7mm=7mm
绳槽深度（标准槽）：c0=（0.25～0.4）d=3.125～5mm=4mm 绳槽节距：p=d+（2～4）=15mm 卷筒计算直径：D0?D?d?412.5mm
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3)确定卷筒长度并验算起强度
根据需要选择双联卷筒，卷筒的总长度：
L?2(L0?L1?L2)?Lg
Hih18?103?2式中 L0?(?Z)p?(?2)?15?446.91mm
?D03.14?412.5H—— 最大起升高度，H ＝18 m；
Z—— 钢丝绳安全圈数，Z > 1.5 ，取Z=2；
P ——绳槽节距，P = 15mm；
L1—— 无绳槽卷筒端部尺寸，由结构需要确定，L1= 80；
L2——固定绳尾所需长度，L2?3p?45mm；
Lg——中间光滑部分长度，Lg?50mm
D0 —— 卷筒的计算直径（按缠绕钢丝绳的中心计算）, D0＝D＋d=400＋12.5=412.5 mm；
带入上式得：
L?2?(446.91?80?45)?50?1193.82mm
取L=1300mm，卷筒材料初步采用HT200 灰铸铁 GB/T 9439-1988，抗拉强度极限
?L?195MP，抗压?y?3?L?585MP。
其壁厚可按经验公式确定δ=0.02D+（6～10）=14～18mm，取δ=18mm。 卷筒壁的压应力演算，参照图(2-5)： ?ymaxSmax1.3?104???48.15MPa ?p18?15许用压应力???y??y4.25?585?137.65MP，?ymax????y，故强度足够。 4.25
由于卷筒L>3D，尚应计算由弯曲力矩产生的拉应力（因扭转应力甚小，一般忽略不计）：
?L?Mmax W19
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卷筒的最大弯矩在钢丝绳位于卷筒中央时，如图1-3所示：
?L?L1?Mmax?Smax?l?Smax?? ?2??1.3?0.08??1.3?104????7930Nm2??卷筒断面系数：
D4?Di4W?0.1?D 440.4?0.3643?0.1??0.002mm0.4式中：D——卷筒外径， D=400mm=0.4m；
Di——卷筒内径，Di?D?2??0.364m。
所以，?L?7930?3.97MP。 0.002合成应力：
?0??L??3.97????L?????yymax39?48.15?17.61MP137.65
其中许用拉应力???L??L5?195?39MP 5所以，?0????L，卷筒强度演算通过。故选定卷筒直径D=400mm，长度L=1300mm。卷筒槽形的槽底半径r=7mm，槽矩p=15mm，起升高度H=18m，倍率ih=2；靠近减速器一端的卷筒槽向为左的A型卷筒，标记为：
卷筒A400?1300?7?15?18?2左JB4）卷筒转速 nj?
T9006.2?1999vih?D=
019.5?2=30.11r/min
3.14?0.41252.5选电动机
起升机构静功率：
Pj?
?Q?D0?v1000?60? KW
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