無(wú)人化門式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家對(duì)碼頭運(yùn)輸加大了投資，而無(wú)人化碼頭運(yùn)輸是未來(lái)的方向。本說(shuō)明書為了滿足碼頭集裝箱運(yùn)輸?shù)男枰O(shè)計(jì)了這臺(tái)無(wú)人化門式起重機(jī)，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)與選型，令其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而能滿足使用要求，操作便捷，維護(hù)保養(yǎng)便捷等特點(diǎn)。根據(jù)門式起重機(jī)的設(shè)計(jì)方法，主要對(duì)起重機(jī)的主梁，支腿，大車和小車及起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。起重機(jī)控制方面，通過(guò)繼電器控制順序動(dòng)作的進(jìn)行，能做到無(wú)人化控制。在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要對(duì)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)以及大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)電路控制系統(tǒng)中包括短路保護(hù)，過(guò)載保護(hù)和失壓（零壓）保護(hù)和終端限位保護(hù)等保護(hù)裝置，保證起重機(jī)在無(wú)人操作時(shí)進(jìn)行安全的作業(yè)。利用低壓電氣控制元件控制起重機(jī)，使其壽命較長(zhǎng)，適合戶外環(huán)境。電氣系統(tǒng)采用新能源電源作為動(dòng)力源，續(xù)航能力達(dá)到8h.關(guān)鍵詞：箱型；雙主梁；電氣控制系統(tǒng)；目錄1緒論 11.1門式起重機(jī)概況 11.2門式起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)及我國(guó)起重機(jī)發(fā)展水平 11.3設(shè)計(jì)參數(shù) 21.3.1已知參數(shù) 21.3.2其他參數(shù) 22起重小車的設(shè)計(jì) 22.1主要參數(shù) 22.2車輪和車輪組 22.2.1小車輪壓計(jì)算 32.2.2小車車輪疲勞強(qiáng)度校核 32.3小車軌道設(shè)計(jì) 42.4小車運(yùn)行阻力計(jì)算 42.4.1靜力矩Fj 42.4.2摩擦阻力Fm 42.4.3坡道阻力Fp 52.4.4風(fēng)阻力Fw 52.5小車電動(dòng)機(jī)的選擇 62.5.1電動(dòng)機(jī)的凈功率 62.5.2電動(dòng)機(jī)的初選 72.5.3電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn) 72.5.4電動(dòng)機(jī)發(fā)熱能力校驗(yàn) 82.6減速器的選擇 82.6.1減速器傳動(dòng)比 82.6.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇 92.7制動(dòng)器的選擇 92.8連軸器的選擇 102.8.1高速軸聯(lián)軸器 102.8.2低速軸聯(lián)軸器 102.9運(yùn)行打滑驗(yàn)算 112.9.1啟動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算 112.9.2制動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算 123起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì) 123.1主梁參數(shù)的確定 123.1.1初選主梁尺寸 123.1.2主梁的截面特性 133.2主梁上載荷計(jì)算 143.2.1主梁自重 143.2.2由主梁自重引起的內(nèi)力 143.2.3移動(dòng)載荷引起的內(nèi)力 153.2.4大、小車水平運(yùn)動(dòng)引起的內(nèi)力 173.2.5扭轉(zhuǎn)載荷引起的內(nèi)力 193.3主梁的校核 213.3.1主梁金屬結(jié)構(gòu)鋼材 213.3.2其基本許用應(yīng)力 213.3.3剪切許用應(yīng)力 213.3.4端面承壓許用應(yīng)力 213.3.5彎曲正應(yīng)力 213.3.6小車滿載時(shí)并位于懸臂端，無(wú)約束彎曲和扭轉(zhuǎn)彎曲 223.3.7小車輪壓對(duì)主梁端面產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力 223.3.8主梁剛度校核 234起重機(jī)支腿的設(shè)計(jì) 254.1支腿尺寸參數(shù)的確定 254.1.1支腿截面尺寸計(jì)算 254.1.2支腿截面尺寸如圖 254.1.3支腿截面特性 264.2支腿上載荷計(jì)算 264.2.1均布載荷引起的內(nèi)力 264.2.2起升載荷引起的內(nèi)力 284.2.3偏斜力引起的內(nèi)力 294.2.4風(fēng)載荷引起的內(nèi)力 304.3支腿強(qiáng)度校核 324.3.1支腿的強(qiáng)度計(jì)算 325大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 335.1主要參數(shù) 335.2車輪和車輪組 335.2.1大車輪壓的計(jì)算 335.2.2大車車輪疲勞校核 345.3大車軌道設(shè)計(jì) 355.4大車運(yùn)行阻力計(jì)算 355.4.1靜阻力Fj 355.4.2摩擦阻力Fm 355.4.3坡阻力Fp 355.4.4風(fēng)阻力Fw 365.5大車電機(jī)的選擇 365.5.1電動(dòng)機(jī)的凈功率 365.5.2電動(dòng)機(jī)的初選 365.5.3電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校核 365.5.4電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn) 375.6減速器的選擇 375.6.1減速器傳動(dòng)比 375.6.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇 375.7制動(dòng)器的選擇 385.8聯(lián)軸器的選擇 385.8.1高速軸聯(lián)軸器 385.8.2低速軸聯(lián)軸器 385.9運(yùn)動(dòng)打滑校核 395.9.1啟動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算 395.9.2制動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算 396起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 406.1設(shè)計(jì)參數(shù) 406.2鋼絲繩的選型 406.2.1鋼絲繩承受的最大靜拉力 406.2.2鋼絲繩直徑 406.2.3鋼絲繩拉破斷力 416.3滑輪組的確定 416.3.1滑輪的構(gòu)造 416.3.2滑輪直徑 416.4卷筒的設(shè)計(jì) 426.4.1卷筒的構(gòu)造 426.4.2卷筒的長(zhǎng)度 426.4.3卷筒的轉(zhuǎn)速 436.5電動(dòng)機(jī)的選擇 436.5.1電動(dòng)機(jī)的凈功率 436.5.2電動(dòng)機(jī)的初選 446.5.3電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn) 446.5.4電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校核 446.6減速器的選擇 456.6.1減速器傳動(dòng)比 456.6.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇 456.6.3減速器的驗(yàn)算 456.7制動(dòng)器的選擇 466.8聯(lián)軸器的選擇 466.9吊具的選擇 477電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 477.1電氣系統(tǒng)概述 477.2起重機(jī)主回路圖 487.2起重機(jī)控制回路圖 487.2.1電氣控制系統(tǒng)動(dòng)力源 487.2.2電氣控制回路圖 49結(jié)論 51參考文獻(xiàn) 531緒論1.1門式起重機(jī)概況門式起重機(jī)(也稱龍門吊)，在結(jié)構(gòu)上由主梁、支腿、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)。還有一種是半門式起重，它的一側(cè)有支腿，另一側(cè)支撐在建筑承重物上。為了擴(kuò)大起重機(jī)的操作范圍，主梁也可以超越外伸臂延伸到一側(cè)或兩側(cè)形成懸臂。在應(yīng)用方面，門式起重機(jī)多應(yīng)用于露天場(chǎng)地的物料裝卸工程。與其他類型的起重機(jī)相比，具起重量大、工作空間廣、占地面積小、工作效率高、生產(chǎn)成本低、運(yùn)行消耗能源小等優(yōu)點(diǎn)。因此，門式起重機(jī)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，如電廠設(shè)備的地面裝配、設(shè)備的生產(chǎn)加工、水泥框架的預(yù)制、物體的吊裝等；在港口碼頭裝卸集裝箱；建筑及安裝工地的施工作業(yè)；在木材場(chǎng)堆放木材的場(chǎng)合。同時(shí)，門式起重機(jī)也是一種與不斷運(yùn)輸機(jī)械形成自動(dòng)化裝卸系統(tǒng)的表面模型。在國(guó)外工業(yè)發(fā)展一線的國(guó)家，不僅機(jī)械在作業(yè)中占比大，而且他們的機(jī)械作業(yè)也實(shí)現(xiàn)了程序化、專門化和機(jī)械化，應(yīng)用場(chǎng)景更加寬廣。1.2門式起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)及我國(guó)起重機(jī)發(fā)展水平隨著科技的迅猛發(fā)展，當(dāng)今國(guó)際起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備朝著無(wú)人化、液壓驅(qū)動(dòng)化、多功能化、高效益的方向發(fā)展。這在不同程度上增加了不僅產(chǎn)品的多樣性，也增加了產(chǎn)品的多功能性，以及擴(kuò)大了參數(shù)，尺寸規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化，為起重機(jī)生產(chǎn)制造在全球范圍內(nèi)提供了很好的便利，使裝卸、運(yùn)輸工業(yè)能夠加強(qiáng)流水作業(yè)生產(chǎn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)無(wú)人化管理、降低生產(chǎn)成本、減少能源消耗、工藝性流程的優(yōu)化具有及其重要的意義。世界前列企業(yè)已基本上實(shí)現(xiàn)了鋼構(gòu)件的自動(dòng)化、無(wú)人化生產(chǎn)，大大減小了人力物力。以及對(duì)光電系統(tǒng)的應(yīng)用，如配合各類傳感器。指令順序控制系統(tǒng)及激光器切割下料，并從運(yùn)送、進(jìn)料到組裝等形成了生產(chǎn)的自動(dòng)控制和無(wú)人化管理。當(dāng)今起重機(jī)的發(fā)展方向如下：①大型化、高效和節(jié)能方向發(fā)展；②向自動(dòng)化、智能化、集成化和信息化發(fā)展；③向成套化、系統(tǒng)化、綜合化和規(guī)?；l(fā)展；④向模塊化、組合化、系列化和通用化發(fā)展；⑤向小型化、輕型化、簡(jiǎn)易化和多樣化發(fā)展；與之相比，雖然我國(guó)起重機(jī)機(jī)械的發(fā)展在信息爆炸的時(shí)代突飛猛，但是核心技術(shù)的創(chuàng)造與研發(fā)還需要時(shí)間的沉淀，與國(guó)際水平還存在著一定得差距，需要不斷的鉆研學(xué)習(xí)，開發(fā)自己的專業(yè)產(chǎn)品，現(xiàn)在的現(xiàn)狀是方方面面處于落后地位：①產(chǎn)品性能普通；②產(chǎn)品開發(fā)能力較弱；③制造工藝水平較低；④產(chǎn)品檢測(cè)水平能力不高；⑤配套件供應(yīng)和質(zhì)量問(wèn)題影響較大；⑥產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更新滯后、設(shè)計(jì)乏力；1.3設(shè)計(jì)參數(shù)1.3.1已知參數(shù)額定載荷：10t；起升高度：20m；續(xù)航能力：8h；1.3.2其他參數(shù)起升速度：40m/min；小車運(yùn)行速度：40m/min；大車運(yùn)行速度：60m/min；主梁跨距：20m；主梁懸臂：6m;2起重小車的設(shè)計(jì)2.1主要參數(shù)小車自重：G小車=7t;小車運(yùn)行速度：40m/min;工作級(jí)別：M5;2.2車輪和車輪組運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要進(jìn)行水平直線搬運(yùn)重物，門式起重機(jī)通過(guò)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)與大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了空間上的橫、縱平移，大大提高了運(yùn)輸、裝卸效率以及空間的利用率。起重機(jī)的每個(gè)工作循環(huán)中起重機(jī)都要吊重物運(yùn)行，稱為工作性運(yùn)行。在工作性運(yùn)行期間，運(yùn)行支撐裝置除了承受起重機(jī)的自重和起重重量外，還將所有這些載荷傳遞到軌道基礎(chǔ)上。運(yùn)行支撐裝置主要包括平衡裝置、車輪、軌道等。本設(shè)計(jì)采用雙輪緣式，接觸面形狀為錐形。查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-1得小車車輪尺寸參數(shù)如表2-1表2-1小車車輪尺寸參數(shù)DD1BB1dB2maxCminbmin315355110110110605202.2.1小車輪壓計(jì)算（2.1） （2.2）2.2.2小車車輪疲勞強(qiáng)度校核1.疲勞載荷計(jì)算（2.3）式中：Pmax—起重機(jī)正常工作時(shí)最大輪壓；Pmin—起重機(jī)正常工作時(shí)最小輪壓；2.車輪接觸面疲勞強(qiáng)度計(jì)算(1)線接觸按下式計(jì)算：（2.4）式中：K1—材料的許用應(yīng)力線接觸力常數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-6取k1=6.0；D—車輪直徑；L—車輪與軌道有效接觸長(zhǎng)度；C1—轉(zhuǎn)速系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-7取C1=0.17；C2—工作級(jí)別系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-8取C2=1.0；滿足要求。（2）點(diǎn)接觸按下式計(jì)算：（2.5）式中：K2—與材料有關(guān)的許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-6取k2=1.0；R—曲率半徑，取車輪與軌道曲率半徑之中最大值；M—由軌道頂與車輪曲率半徑之比（r?R）所確定的系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表3-8-7得m=0.536；滿足要求。2.3小車軌道設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)其中小車軌道采用鐵路鋼軌，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-15選用P18型，尺寸參數(shù)如下表2-2表2-2起重小車軌道尺寸參數(shù)型號(hào)hH1BB1LY1Y2RR質(zhì)量P189020.9408028.242.947.190718.06kg/m2.4小車運(yùn)行阻力計(jì)算2.4.1靜力矩Fj起重小車在正常工作狀態(tài)過(guò)程中所受到的阻力稱為靜力矩。靜力矩Fj由摩擦阻力Fm、坡道阻力Fp和風(fēng)阻力Fw組成，且：（2.6）2.4.2摩擦阻力Fm當(dāng)起重機(jī)小車滿載工作時(shí)的最大摩擦阻力為：（2.7）式中：f—滾動(dòng)摩擦系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表44取f=0.5；u—車輪軸承摩擦系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表45取u=0.015；β—附加摩擦阻力系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表46取β=1.5；d—與軸承相配合處車輪軸的直徑；D—車輪接觸面直徑；2.4.3坡道阻力Fp公式如下：（2.8）式中：α—坡度角。當(dāng)坡度很小時(shí)，在運(yùn)算時(shí)可用所選軌道坡度i代替sinα，其取值與起重機(jī)類型有關(guān)，門式起重機(jī)的i值取0.003；即：2.4.4風(fēng)阻力Fw1.計(jì)算風(fēng)壓本設(shè)計(jì)為碼頭使用無(wú)人化門式起重機(jī)，所以需考慮風(fēng)載荷，并且假設(shè)風(fēng)載荷是作用在起重機(jī)最不利的面，也就是受風(fēng)載荷最大的面。工作狀態(tài)計(jì)算風(fēng)壓分為PwⅠ和PwⅡ。PwⅠ是起重機(jī)工作狀態(tài)正常的計(jì)算風(fēng)壓，用于選擇電動(dòng)機(jī)功率的阻力計(jì)算及穩(wěn)定性；PwⅡ是起重機(jī)工作狀態(tài)最大計(jì)算風(fēng)壓，用于計(jì)算機(jī)構(gòu)零部件和金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的剛性及穩(wěn)定性等。查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表15可得：（2.9）（2.10）即：2.風(fēng)阻力FwⅠ和FwⅡ當(dāng)風(fēng)載荷作用在起重物時(shí)：（2.11）（2.12）式中：AQ—吊運(yùn)物品的最大迎風(fēng)面積，取型號(hào)為10D集裝箱尺寸計(jì)算AQ=4012×2438×2438×10-6=23.85m2除以上三項(xiàng)基本運(yùn)行阻力外，有時(shí)還須考慮特殊運(yùn)行阻力，如加速運(yùn)行時(shí)的慣性阻力Fg:(2.13)式中：a—起（制）動(dòng)時(shí)的平均加速度，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表13取a=0.15m/s22.5小車電動(dòng)機(jī)的選擇2.5.1電動(dòng)機(jī)的凈功率（2.14）式中：v0—初選運(yùn)行速度；m—電機(jī)個(gè)數(shù)；η—機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，η=0.88；2.5.2電動(dòng)機(jī)的初選由于運(yùn)行機(jī)構(gòu)的靜載荷變化較小，動(dòng)載荷較大，因此所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)比凈功率大，以滿足電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)要求。用式（2.14）計(jì)算所得的結(jié)果乘以一個(gè)大于1的系數(shù)，對(duì)照電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄選用。對(duì)戶外作業(yè)的起重機(jī)，此系數(shù)為1.1-1.3。運(yùn)行速度高者取大值。(2.15)根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表5-1-13，電動(dòng)機(jī)初選YZR112M-6，在基準(zhǔn)工作制S3-40%時(shí)，其額定輸出功率P=1.5KW，轉(zhuǎn)速866r/min.2.5.3電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn)(2.16)式中：Pn—在基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)電動(dòng)機(jī)的額定功率；λas—平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)值（相對(duì)于基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的額定轉(zhuǎn)矩），對(duì)繞線型異步電動(dòng)機(jī)取1.7；V—運(yùn)行速度。；η—機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，η=0.88；∑J—機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)慣量（2.17）式中：J1—電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，查手冊(cè)取0.03kg/m2J2—電動(dòng)機(jī)軸上制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，查手冊(cè)取0.015kg/m2K—考慮其他傳動(dòng)件飛輪矩影響的系數(shù)，折算到電動(dòng)機(jī)軸上可取k=1.1~1.2；ta—機(jī)構(gòu)初選運(yùn)動(dòng)時(shí)間，可根據(jù)運(yùn)行速度確定，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表13取ta=5s；電動(dòng)機(jī)不滿足要求。重新選擇選YZR132M2-6，在基準(zhǔn)工作制S3-40%時(shí)，其額定輸出功率P=3.7KW，轉(zhuǎn)速908r/min.重新進(jìn)行上述計(jì)算Pn=3.7KW≥2.55KW，電動(dòng)機(jī)滿足要求。2.5.4電動(dòng)機(jī)發(fā)熱能力校驗(yàn)為避免電動(dòng)機(jī)過(guò)熱損壞，需進(jìn)行發(fā)熱校核，應(yīng)滿足：P≥Ps(2.18)式中：P—電動(dòng)機(jī)工作的接電持續(xù)率JC值、CZ值時(shí)允許的輸出功率；Ps—工作循環(huán)中，穩(wěn)態(tài)平均功率；(2.19)式中：G—穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，查《起重機(jī)規(guī)范設(shè)計(jì)》表P.1取G=G2=0.8P=3.49KW≥Ps=1.8sKW電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校核合格2.6減速器的選擇2.6.1減速器傳動(dòng)比(2.20)2.6.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇由于運(yùn)行機(jī)構(gòu)起、制動(dòng)時(shí)慣性載荷大，低速部分承受了絕大部分的慣性質(zhì)量，因此傳動(dòng)零件也承載了由于運(yùn)行機(jī)構(gòu)起、制時(shí)產(chǎn)生的慣性載荷。所以應(yīng)該根據(jù)起動(dòng)時(shí)的輸入功率來(lái)選用或設(shè)計(jì)減速器，減速器的計(jì)算輸入功率為：（2.21）式中：z—機(jī)構(gòu)中減速器個(gè)數(shù)；本設(shè)計(jì)的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別為M5，且在戶外工作，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)減速器的輸入功率應(yīng)取1.8-2.2倍的計(jì)算輸入功率。查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-10-6，選用QJS型減速器，名義中心距335mm。公稱傳動(dòng)比為160。其型號(hào)參數(shù)如下表2-3表2-3減速器型號(hào)參數(shù)表型號(hào)功率（KW）許用輸出扭矩（N·m）傳動(dòng)比最大允許徑向載荷（N）QJS335-1607.612500160370002.7制動(dòng)器的選擇制動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足：（2.22）式中：m’—制動(dòng)器個(gè)數(shù)；查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-7-15，選制動(dòng)器型號(hào)參數(shù)如下表2-4表2-4下車制動(dòng)器型號(hào)參數(shù)制動(dòng)器型號(hào)制動(dòng)器輪徑D每側(cè)瓦塊退矩額定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩配用推動(dòng)器型號(hào)YW160-2201601.063YTD220-502.8連軸器的選擇2.8.1高速軸聯(lián)軸器扭矩Tc1應(yīng)滿足下式：（2.23）式中：n1—聯(lián)軸器安全系數(shù)，取n1=1.35；ψ8—?jiǎng)傂詣?dòng)載系數(shù)，一般取1.2~2.0；Tn—電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩，；[T]—聯(lián)軸器許用扭矩；2.8.2低速軸聯(lián)軸器扭矩Tc2應(yīng)滿足：（2.24）式中：i—電動(dòng)機(jī)與低速連軸器傳動(dòng)比；查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》3-12-6得：表2-5低速軸聯(lián)軸器型號(hào)許用轉(zhuǎn)矩（N·m）軸孔直徑（mm）軸孔長(zhǎng)度（mm）D轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg/m2）質(zhì)量（kg）CL7180001302123501.15109.5表2-6高速軸聯(lián)軸器型號(hào)許用轉(zhuǎn)矩（N·m）軸孔直徑（mm）軸孔長(zhǎng)度（mm）D轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg/m2）質(zhì)量（kg）TL512535821300.00118.362.9運(yùn)行打滑驗(yàn)算為了保證起重機(jī)運(yùn)行時(shí)可靠地起動(dòng)或制動(dòng)，防止驅(qū)動(dòng)輪在軌道上打滑，避免影響起重機(jī)的正常工作和加劇車輪的磨損，應(yīng)分別對(duì)驅(qū)動(dòng)輪做起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的打滑驗(yàn)算。2.9.1啟動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算（2.25）式中：ψ—附著系數(shù)，取0.12；K—附著安全系數(shù)，取1.2；u—軸承摩擦系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》取0.015；d—軸承內(nèi)徑；Pmin—驅(qū)動(dòng)輪最小輪壓，Pmin=8.72×2=17.5KN；Tmq—打滑一側(cè)電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（2.26）k—其他飛輪矩影響系數(shù)，取k=1.2；a—啟動(dòng)時(shí)平均加速度；查《起重機(jī)規(guī)范設(shè)計(jì)》表13取a=0.098m/s2；滿足要求2.9.2制動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算(2.27)式中：Tz—打滑一側(cè)的制動(dòng)器的制動(dòng)慣量。；az—制動(dòng)平均減速度，查《起重機(jī)規(guī)范設(shè)計(jì)》表13取az=0.078m/s2;滿足要求3起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)3.1主梁參數(shù)的確定3.1.1初選主梁尺寸根據(jù)額定起重量Q=10T，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-3-13，取主梁尺寸600×8×8×1600×6即：主梁上、下翼板寬度：b=600mm；主梁上、下翼板厚度：δ1=δ2=8mm；主、副腹板厚度：δ0=6mm；主梁高度：h0=1600mm；兩腹板間距：b1=b－(30~40)=570~560mm；取兩腹板間距570mm；如圖3-1圖3-1主梁截面尺寸跨距的確定根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表16，由于：；故：取風(fēng)力系數(shù)C=1.96，則空氣動(dòng)力細(xì)長(zhǎng)比l/b=20，主梁全長(zhǎng)L總=1616×20=32320mm;故取主梁跨距L=20m，懸臂長(zhǎng)度l=(0.25~0.35)L=5~7m，取l=6m;3.1.2主梁的截面特性3.2主梁上載荷計(jì)算3.2.1主梁自重根據(jù)《起重金屬結(jié)構(gòu)》，梁的自重計(jì)算公式為：G梁=[2A翼＋hg(1＋α)]Lγ（1＋λ）（3.1）式中：γ—單位容積重量，取7.85×103kg/m3α—腹板加勁板重量與腹板重量比值，取1/3λ—其他金屬設(shè)備與梁重的比值，取0.2~0.3G梁=[2A翼＋hg(1＋α)]Lγ（1＋λ）=[2×600×8＋1600×9.8×（1＋1/3）]×32×7.85×106×（1＋0.3）=16.53t3.2.2由主梁自重引起的內(nèi)力1.主梁的均布載荷（3.2）式中：Gn—走臺(tái)欄桿的重量；Gg—小車的重量；Gf—小車運(yùn)行軌道的重量；2.qm的內(nèi)力計(jì)算如簡(jiǎn)圖3-2圖3-2qm引起的內(nèi)力彎矩圖支反力：FA=FB=qm（）=6.09×（＋6）=118.76KN（3.3）彎矩：MAq=MBq=1/2qml2=×6.09×62=149.21KN·m（3.4）M中=1/2qm（）=×6.09×（）=326.58KN·m（3.5）剪力：FA左=FB右=qm·=6.09×6=42.63KN（3.6）FA右=FB左===21.31KN3.2.3移動(dòng)載荷引起的內(nèi)力一根主梁上總的小車輪壓R=（3.7）式中：n—主梁根數(shù)—運(yùn)行沖擊系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-5-2取=1.1；PC—小車自重—起升沖擊系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-5-3取=1.2；R=；①小車在跨中時(shí)：如圖3-3如圖3-3小車在跨中時(shí)彎矩圖支反力：FA=(3.8)式中：b—小車軸距（3.9）最大彎矩：（3.10）最大剪力：（3.11）②小車在懸臂時(shí)：圖3-4小車在懸臂時(shí)彎矩圖支反力：（3.12）（3.13）最大彎矩：（3.14）最大剪力：（3.15）3.2.4大、小車水平運(yùn)動(dòng)引起的內(nèi)力①大車制動(dòng)時(shí)引起的慣性力查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-5-7得，主梁自重慣性力：（3.16）式中：上標(biāo)δ表示水平方向作用力由此引起的彎矩；1.小車自重及起重慣性力：（3.17）2.小車位于跨中彎矩：（3.18）3.小車位于懸臂的彎矩：（3.19）②小車制動(dòng)時(shí)引起的慣性力如簡(jiǎn)圖3-5圖3-5小車制動(dòng)引起的水平力彎矩圖（3.20）式中：nD—驅(qū)動(dòng)輪數(shù)；nT—總輪數(shù)；最大彎矩：（3.21）式中：h—起重機(jī)門架平面投影高度；③風(fēng)載荷引起的水平力（計(jì)算主梁最大迎風(fēng)面積的風(fēng)載荷）（3.22）式中：Fw—風(fēng)壓；由上可知取FwⅡ彎矩：1.小車在跨中時(shí)：（3.23）2.小車在懸臂時(shí)：（3.24）3.2.5扭轉(zhuǎn)載荷引起的內(nèi)力①額定起重量Q以及小車自重Pc引起的扭矩如圖3-6圖3-6額定起重量Q和小車自重Qc引起的扭矩圖（3.25）式中：B1—小車重心到軌道中心之間的距離，B1=1.5；B2—吊具中心至軌道中心之間的距離，取B2=1.5；e—主梁彎心至軌道中心之間的距離；（3.26）②大車制動(dòng)時(shí)，小車輪壓的水平慣性力引起的扭矩為：（3.27）③側(cè)向歪斜力引起的扭矩：（3.28）式中：Pδ—側(cè)向歪斜力；h—近似取起重機(jī)支腿門架平面投影高度；（3.29）式中：∑R—起重機(jī)產(chǎn)生側(cè)向力一側(cè)最大輪壓之和；λ—水平側(cè)向力系數(shù)，與起重機(jī)跨度L和大車輪距B之比有關(guān)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖1-3-6（B）得，λ=0.15；3.3主梁的校核3.3.1主梁金屬結(jié)構(gòu)鋼材根據(jù)GB/T700，選用Q235A鋼。3.3.2其基本許用應(yīng)力由于Q235A剛的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度比值，，故由《起重機(jī)規(guī)范設(shè)計(jì)》表22得其強(qiáng)度安全系數(shù)為n=1.34;基本許用應(yīng)力：（3.30）3.3.3剪切許用應(yīng)力（3.31）3.3.4端面承壓許用應(yīng)力（3.32）3.3.5彎曲正應(yīng)力（3.33）可近似用下公式計(jì)算：（3.34）式中：Mz—由垂直載荷引起的梁中最大彎矩；Mqw—由風(fēng)載荷引起的梁中最大彎矩；Mqs—由主梁自重慣性力引起的梁水平彎矩；Mps—小車輪壓引起的水平載荷造成的梁中最大彎矩；MT——小車制動(dòng)引起的水平慣性力引起的梁中最大彎矩；滿足要求。3.3.6小車滿載時(shí)并位于懸臂端，無(wú)約束彎曲和扭轉(zhuǎn)彎曲剪切力：（3.35）式中：Qz—垂直方向最大剪力；Sz—中性軸X以上截面對(duì)于X軸的靜面矩，Sz＝2.15×107；Ix—對(duì)X軸慣性矩；Mk—作用于主梁的外扭矩；Q—截面中線所包圍面積的2倍，Q=2B0h0；剪切力滿足校核3.3.7小車輪壓對(duì)主梁端面產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力（3.36）式中：P—一個(gè)小車車輪最大輪壓；hp—小車軌道高度與上翼緣板厚度之和，hp=90+8=98mm；3.3.8主梁剛度校核由于主梁和支腿采用兩個(gè)剛性支腿的連接方式，故可以簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)支梁來(lái)校核。其最大撓度為：①小車在跨中時(shí)：如圖3-7：圖3-7小車兩個(gè)車輪引起的撓度（3.37）式中：E—彈性模量；I—跨中界面慣性矩；C2—當(dāng)小車輪壓作用于跨中時(shí)的合力計(jì)算撓度（3.38）滿足要求②小車在懸臂時(shí)：如圖3-8：圖3-8小車兩個(gè)車輪引起的有效懸臂端撓度支反力：（3.39）（3.40）式中：C3—當(dāng)小車輪壓作用于有效懸臂端的合力計(jì)算撓度的換算系數(shù)。按下式計(jì)算：（3.41）當(dāng)P1=P2，b1=b2時(shí)，滿足要求。4起重機(jī)支腿的設(shè)計(jì)4.1支腿尺寸參數(shù)的確定4.1.1支腿截面尺寸計(jì)算由于支腿上端與主梁連接，故上端寬度取成梁寬b上=600mm，尺寸C上略大于梁高，取c上=1800mm，支腿上下截面還滿足：（b上-b下）/b上=0.7（4.1）經(jīng)計(jì)算取b下=180mm;（c上-c下）/c上=0.7（4.2）經(jīng)計(jì)算取c下=540mm；4.1.2支腿截面尺寸如圖圖4-1支腿上截面尺寸圖4-2支腿下截面尺寸4.1.3支腿截面特性4.2支腿上載荷計(jì)算4.2.1均布載荷引起的內(nèi)力如圖4-3圖4-3支腿承重均布載荷內(nèi)力圖支反力：（4.3）式中：Fq—支腿自重的均布載荷；（4.4）彎矩：（4.5）式中：（4.6）b=5m；h1—支腿高度；h1=20m；A—下橫梁截面面積，A=108000mm2；B—大車軸距，B=15m；k1—計(jì)算系數(shù)，k1=1.37 ；l—支腿長(zhǎng)度，l=20.67mm；F=0.82KNMq=8.91KN·m4.2.2起升載荷引起的內(nèi)力如圖4-4圖4-4起升載荷引起的內(nèi)力支反力：（4.7）（4.8）式中：（4.9）I1=4.3×109；E=3.1×105；δ11=7.93×10-4（4.10）彎矩：（4.11）（4.12）（4.13）4.2.3偏斜力引起的內(nèi)力如圖4-5圖4-5偏斜力引起的內(nèi)力支反力：（4.14）（4.15）彎矩：（4.16）（4.17）4.2.4風(fēng)載荷引起的內(nèi)力如圖3-6圖3-6風(fēng)載荷引起的內(nèi)力支反力：（4.18）由上計(jì)算風(fēng)載荷可知：彎矩：（4.19）（4.20）4.3支腿強(qiáng)度校核由上述載荷計(jì)算可知，在門架平面內(nèi)，支腿上端為危險(xiǎn)截面，在支腿平面內(nèi)，支腿下端為危險(xiǎn)斷面，支腿是壓彎構(gòu)件。4.3.1支腿的強(qiáng)度計(jì)算（4.21）（4.22）式中：MLmax—龍門架平面內(nèi)驗(yàn)算截面的最大彎矩；MZmax—支腿平面驗(yàn)算截面的最大彎矩；NZmax—支腿平面驗(yàn)算界面的最大軸力；A—驗(yàn)算斷面的截面積；MT—慣性力引起的驗(yàn)算截面的彎矩；Nt—慣性力引起的驗(yàn)算截面的軸力；①在門架平面內(nèi)滿足強(qiáng)度校核②在支腿平面內(nèi)滿足強(qiáng)度要求5大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)與小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)配合對(duì)目標(biāo)起重物進(jìn)行水平直線運(yùn)輸，使門式起重機(jī)實(shí)現(xiàn)在空間上的橫縱運(yùn)動(dòng)。還是使起重機(jī)整機(jī)和起重重量載荷傳遞給支撐結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。5.1主要參數(shù)大車跨度L=30m大車運(yùn)行速度V=60m/min5.2車輪和車輪組本設(shè)計(jì)采用雙輪緣式，踏面為錐形。查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-1.表5-1車輪尺寸參數(shù)DD1BB1dB2maxCminbmin5005401301401307010205.2.1大車輪壓的計(jì)算（5.1）式中：G—起重機(jī)總重（包括起升重量Q）取G總=50t；L—大車跨度；（5.2）5.2.2大車車輪疲勞校核1.疲勞計(jì)算PC2.車輪接觸面疲勞計(jì)算①線接觸PC≤K1DLC1C2式中：K1—與材料有關(guān)的許用應(yīng)力用線接觸力常數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-6取k1=5.6；D—車輪直徑；L—車輪與軌道有效接觸長(zhǎng)度；C1—轉(zhuǎn)速系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-7取C1=1.11；C2—工作級(jí)別系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-8取C2=1.0；滿足要求②點(diǎn)接觸式中：K2—與材料有關(guān)的許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-6取k2=0.1；R—曲率半徑，取車輪與軌道曲率半徑之中最大值；M—由軌道頂與車輪曲率半徑之比（r?R）所確定的系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表3-8-7得m=0.4；滿足要求5.3大車軌道設(shè)計(jì)與小車軌道相同，采用鐵路鋼軌，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-8-15P38型表5-2表5-2軌道尺寸參數(shù)型號(hào)hh1bb1LY1Y2RrP3813427.76811443.966.767.3300135.4大車運(yùn)行阻力計(jì)算5.4.1靜阻力FjFj=Fm＋Fp＋Fw5.4.2摩擦阻力Fm當(dāng)小車滿載時(shí)Fm最大Fm=G總==4.12KN式中：f—滾動(dòng)摩擦系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表44取f=0.5；u—車輪軸承摩擦系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表45取u=0.015；β—附加摩擦阻力系數(shù)，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表46取β=1.5；d—與軸承相配合處車輪軸的直徑；D—車輪接觸面直徑；5.4.3坡阻力FpFp=G總sinα=G總?i=50×103×9.8×0.003=1.47KN式中：α—坡度角。當(dāng)坡度很小時(shí)，在運(yùn)算時(shí)可用所選軌道坡度i代替sinα，其取值與起重機(jī)類型有關(guān)，門式起重機(jī)的i值取0.0035.4.4風(fēng)阻力FwFw=1260＋1.95×150×1616×10-3×32＋1.95×150×1800×10-3×25=22.24KN除以上運(yùn)行阻力外，還需考慮偶然載荷，如加速運(yùn)行時(shí)的慣性阻力FgFg=查《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》表13，a=0.25m/sFj=Fm＋Fp＋Fw=4.12＋1.47＋22.24=27.83KN5.5大車電機(jī)的選擇5.5.1電動(dòng)機(jī)的凈功率式中：m—電機(jī)個(gè)數(shù)；5.5.2電動(dòng)機(jī)的初選P=Kd·Pj=1.2×1.58=1.90KN查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表5-1-13，初選YZR132M2-6,在S3-40%時(shí)，額定輸出功率P=3.7KW，轉(zhuǎn)速908r/min5.5.3電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校核式中：Pn—在基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)電動(dòng)機(jī)的額定功率；λas—平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)值（相對(duì)于基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的額定轉(zhuǎn)矩），對(duì)繞線型異步電動(dòng)機(jī)取1.7；ta取10s（大車8~10s）電機(jī)滿足要求5.5.4電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)式中：P—電動(dòng)機(jī)工作的接電持續(xù)率JC值、CZ值時(shí)允許的輸出功率；Ps—工作循環(huán)中，穩(wěn)態(tài)平均功率；式中：G—穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，查《起重機(jī)規(guī)范設(shè)計(jì)》表P.1取G=G2=0.8發(fā)熱校驗(yàn)合格5.6減速器的選擇5.6.1減速器傳動(dòng)比5.6.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇計(jì)算輸入功率：考慮工作環(huán)境：查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-10-6，選QJS，名義中心距335m，公稱傳動(dòng)比200，如表4-3表4-3減速器型號(hào)參數(shù)型號(hào)功率許用輸出扭距傳動(dòng)比最大允許徑向載荷QJS335-2006.112500200370005.7制動(dòng)器的選擇制動(dòng)轉(zhuǎn)距：查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-7-15，選取型號(hào)如表4-4表4-4制動(dòng)器型號(hào)參數(shù)制動(dòng)器型號(hào)制動(dòng)輪徑D每側(cè)瓦塊退距額定制動(dòng)轉(zhuǎn)距配用推動(dòng)器型號(hào)YW160-2201601.063N·mYTD220-505.8聯(lián)軸器的選擇5.8.1高速軸聯(lián)軸器5.8.2低速軸聯(lián)軸器查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-12-6，選取型號(hào)如表5-5表5-5低速軸聯(lián)軸器型號(hào)許用轉(zhuǎn)矩軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度D轉(zhuǎn)動(dòng)慣量重量CL718000（Nm）130mm212mm350mm1.15kg·m2109.5kg表5-6高速軸聯(lián)軸器型號(hào)許用轉(zhuǎn)矩軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度D轉(zhuǎn)動(dòng)慣量重量CL45600（Nm）65mm142mm250mm0.21kg·m234.9kg5.9運(yùn)動(dòng)打滑校核5.9.1啟動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算=16.9KN＜18.39KN滿足要求5.9.2制動(dòng)時(shí)不打滑驗(yàn)算滿足要求6起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1設(shè)計(jì)參數(shù)額定起重量Q=10t；起升高度H=20m；起升速度v=40m/min；工作級(jí)別：M56.2鋼絲繩的選型6.2.1鋼絲繩承受的最大靜拉力（6.1）PQ—額定起升載荷（起重物和吊具）；查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-2-2取G吊=2.5%Q=0.25t；z—繞上卷背的鋼絲繩分支數(shù)，雙聯(lián)滑輪組z=2；m—滑輪組的倍率，m=2；η—滑輪組的機(jī)械效率，η=0.97；η1—導(dǎo)向滑輪效率，η1=0.98；6.2.2鋼絲繩直徑（6.2）查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-1-2，C—選擇系數(shù)，C=0.16.2.3鋼絲繩拉破斷力（6.3）根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-1-6，鋼絲繩選取6×19-17-1550-I-光-右（左）交GB1102-746.3滑輪組的確定6.3.1滑輪的構(gòu)造在起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)中，鋼絲繩在固定在卷筒上時(shí)，需要繞過(guò)若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪定滑輪用來(lái)改變鋼絲繩的方向；動(dòng)滑輪裝在移動(dòng)的心軸上，改變鋼絲繩方向并與定滑輪一起組成滑輪組以達(dá)到省力或增速的目的?；喴话阌奢喚墶⑤嗇椇洼嗇炄糠纸M成?；喌牟馁|(zhì)影響鋼絲繩的壽命。如果滑輪急速磨損或繩槽上產(chǎn)生壓痕就表明鋼絲繩壓在滑輪上的接觸壓力過(guò)大。如果鋼絲繩在滑輪上產(chǎn)生壓痕，將會(huì)加劇鋼絲繩的磨損。為了防止產(chǎn)生壓痕，可以通過(guò)加大滑輪直徑、增加滑輪的數(shù)目、采取較硬的耐磨性好的金屬制造的滑輪來(lái)改善其工作狀況。另外，滑輪的直徑對(duì)鋼絲繩的壽命也有很大的影響，6.3.2滑輪直徑滑輪的直徑對(duì)鋼絲繩的壽命有很大的影響，可通過(guò)增大滑輪直徑來(lái)降低鋼絲繩的擠壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，有利于提高鋼絲繩壽命。根據(jù)《起重機(jī)規(guī)范設(shè)計(jì)》，滑輪最小直徑：D0min≥h2d（6.4）式中：D0min—按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪和卷筒的允許的最小卷繞直徑；d—鋼絲繩直徑，d=17mm；h2—滑輪直徑與鋼絲繩直徑比值，h2=20；e—輪繩直徑比，e=20；D0min=20×17=340mm卷繞直徑D0是以鋼絲繩中心年計(jì)算的直徑，為計(jì)算直徑。而滑輪直徑以槽底計(jì)算的直徑，用D表示，且D0=D＋d（6.5）D≥（h－1）d=19×17=323mm由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-2-6，選尼滑輪LGS8.5×355-160-80表6-1滑輪尺寸參數(shù)鋼絲繩直徑DRabD1BD7＞16~173559.5387.5160804156.4卷筒的設(shè)計(jì)卷筒通過(guò)繞卷在其上的鋼絲繩來(lái)實(shí)現(xiàn)起升，變幅和牽引等運(yùn)動(dòng)，它作為一個(gè)中間媒介將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)化到鋼絲繩上，并把原動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)樗枰倪\(yùn)動(dòng)。6.4.1卷筒的構(gòu)造根據(jù)本設(shè)計(jì)要求選用單層雙聯(lián)卷筒，如圖6-1圖6-1卷筒結(jié)構(gòu)卷筒直徑D與滑輪直徑一樣，應(yīng)計(jì)算的槽底直徑，根據(jù)《起重機(jī)規(guī)范設(shè)計(jì)》，卷筒的卷繞直徑D0不能小于所規(guī)定的數(shù)值，即（6.6）查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表3-3-2，e=18設(shè)計(jì)時(shí)卷筒直徑D（槽底直徑）：（6.7）那么計(jì)算長(zhǎng)度D0=d＋D=17＋289=306mm6.4.2卷筒的長(zhǎng)度（6.8）式中：l0—螺旋繩槽部分長(zhǎng)度；（6.9）式中：H—起升高度，H=20000mm；n—附加安全系數(shù)，n=3；t—繩槽節(jié)距，t=d＋3=20mm；—卷筒端部空余長(zhǎng)度，=130mm；—卷筒中部空余長(zhǎng)度，=200mm；取l0=570mm；故L=2×（570＋130）＋200=1600mm6.4.3卷筒的轉(zhuǎn)速（6.10）vq—額定起升速度，vq=40m/min；6.5電動(dòng)機(jī)的選擇6.5.1電動(dòng)機(jī)的凈功率（6.11）式中：Q—起升載荷，Q=PQ=10.25×104KNv—額定起升速度，v=40m/minη—起升總機(jī)械效率，6.5.2電動(dòng)機(jī)的初選(6.12)式中：G—穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，G=G2=0.8；根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表5-1-13，電機(jī)初選YZR（繞線型）250M1-8，在基準(zhǔn)工作制S3-40%時(shí)，額定輸出功率Pw=30KW，轉(zhuǎn)速720r/min，滿足要求6.5.3電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力校驗(yàn)（6.13）式中：Pn—電機(jī)額定功率；n—臺(tái)數(shù)；λM—電機(jī)允許的過(guò)載倍數(shù)；H—系數(shù)，按電壓有損失，最大轉(zhuǎn)矩或者轉(zhuǎn)矩有允差，起升1.25倍額定載荷等條件確定，繞線型異步電動(dòng)機(jī)取H=2.1；電機(jī)滿足要求6.5.4電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校核（6.14）查表5-1-13，P=27.45KWP≥Ps發(fā)熱滿足要求6.6減速器的選擇6.6.1減速器傳動(dòng)比（6.15）式中：n—電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速；6.6.2標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇按QJ型起重機(jī)用減速器用于起重機(jī)的選用方法：（6.16）—起升載荷動(dòng)載系數(shù)，取值范圍為1.1～1.9取=1.3；I—工作級(jí)別，I=5查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-10-6，選用QJS型減速器，如下表5-2表6-2減速器型號(hào)參數(shù)型號(hào)功率許用輸出扭矩傳動(dòng)比最大允許徑向載荷QJS450-50443000050640006.6.3減速器的驗(yàn)算1.軸端最大徑向?yàn)镕max（6.17）式中：S—鋼絲繩最大靜拉力；Gt—卷筒重量，Gt=1t；[F]—減速器輸出端的允許最大徑向載荷；滿足要求2.減速器輸出軸承的短暫最大扭矩應(yīng)滿足（6.18）式中：T—鋼絲繩最大靜拉力在卷筒上產(chǎn)生的扭矩；[T]—減速器輸出軸允許的短暫最大扭矩；滿足要求6.7制動(dòng)器的選擇制動(dòng)轉(zhuǎn)矩：（6.19）式中：kz—制動(dòng)安全系數(shù)，與機(jī)構(gòu)重要程度和機(jī)構(gòu)工作級(jí)別有關(guān)，取kz=1.75；m—滑輪組倍率2；查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-7-15，選取制動(dòng)器參數(shù)如下表5-3（2臺(tái)）表6-3制動(dòng)器型號(hào)參數(shù)型號(hào)制動(dòng)輪徑每側(cè)瓦塊退距額定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩配用推動(dòng)器型號(hào)YW315-5003151.25450YTD500-606.8聯(lián)軸器的選擇所傳遞扭矩：（6.20）式中：—按第Ⅱ類載荷計(jì)算的傳動(dòng)軸的最大扭矩，高速軸=（0.7~0.8）λMTn，，低速軸；k1—重要程度系數(shù)，k1=1.8；k3—其他類聯(lián)軸器，k3=1；高速軸：低速軸：查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-12-6選取表6-4低速軸聯(lián)軸器型號(hào)許用轉(zhuǎn)矩軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度D轉(zhuǎn)動(dòng)慣量重量CL6112001103525459.25371kg表6-5高速軸聯(lián)軸器型號(hào)許用轉(zhuǎn)矩軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度D轉(zhuǎn)動(dòng)慣量重量TL8710631422240.1325.46.9吊具的選擇本設(shè)計(jì)用于碼頭集裝箱起重，故吊具采用雙梁件縮式集裝箱吊具。查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-6-3，選用型號(hào)尺寸參數(shù)如表5-6表6-6吊具的型號(hào)、尺寸和規(guī)格型號(hào)旋鎖中心距的尺寸和極限隔差（mm）對(duì)角旋鎖中心距差值K=D1－D2旋鎖轉(zhuǎn)角（α）吊具的額定起重量（kg）相應(yīng)的集裝箱型號(hào)ABJD-103807±6690°1000010D7電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7.1電氣系統(tǒng)概述起重機(jī)的載荷由鋼結(jié)構(gòu)來(lái)支撐，運(yùn)轉(zhuǎn)則由運(yùn)行機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而電氣系統(tǒng)則能控制起重機(jī)機(jī)構(gòu)完成起動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)和停止等一系列工作，所以為了使起重機(jī)能夠運(yùn)行得穩(wěn)定、準(zhǔn)確、安全離不開電氣控制系統(tǒng)的有效傳動(dòng)、保護(hù)和控制。7.2起重機(jī)主回路圖如圖7-1圖7-1起重機(jī)主回路圖（1）系統(tǒng)總保護(hù)采用斷路器Q1，其他起升機(jī)構(gòu)，大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等各個(gè)分回路短路保護(hù)采用斷路器Q2、Q3、Q4、Q5，并有熱繼電器FU1、FU2、FU3、FU4作為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。（2）主回路圖中采用缺斷相序保護(hù)器IU1作為系統(tǒng)的失壓保護(hù)。（3）主接觸器