起升机构的计算

第二节起升机构的计算

例1．滑轮组、钢丝绳、卷筒和滑轮直径的选择。所设

计的龙门起重机起升机构的布置系统如图18所示。

钢丝绳直接绕到卷筒上的起升机构一般采用复滑轮

组以保证吊重在各种高度位置时能垂直运动，同时使卷筒

两端的轴承负荷和小车两侧的轮压一致。起重量为12.5

吨的起重机采用倍率U＝2的复滑轮组（a=2）（算近似按

表10选取倍率）。

1、按求钢丝绳的直径：

dmin>C*(Smax)0. 5

1)提升吊重时绕上卷筒的钢绳最大张力按下式求得：

Smax=Q/Zη滑=12500/4/0.985=3172kg

式中:Z——悬挂吊重的钢绳分支数, Z＝u*a=2=2*2=4

η滑——滑轮组效率。

2)确定C值：

（1）龙门起重机起升机构由表2-4，确定工作级别为M6，

（2）按钢丝的抗拉强度为1850Mpa（106N/m2=N/mm2）,查表2-11得C=0.106

dmin>C*(Smax)0. 5=0.106*31720. 5=6.00mm

2、按破断力选择钢丝绳

S破≥Smax*n绳=3170*6＝19000公斤

式中: n--绳钢丝绳安全系数，龙门起重机起升机构由表2-4得工作级别为M6，按表2-11选取n=6。

选择结构为6*25（1＋6; 6＋12）＋1，的交捻有机芯线接触钢绳；钢丝计算强度极限σb=1850Mpa(185公斤／毫米2)时，取钢绳直径d绳=19.5毫米，有效面积（所有钢丝的截面积和）F绳=141.16毫米2；取钢绳直径d=17.5mm, 钢丝绳的截面积和F绳=111.53毫米2。

取钢绳直径d绳=19.5毫米，

破断拉力S破=σb* F绳=1850*141.16=21146公斤≥Smax*n。

取钢绳直径d绳=17.5毫米，

破断拉力S破=σb* F绳=185*111.53=20633公斤≥Smax*n。

故：择钢丝绳为6*25（1＋6; 6＋12）＋1，d绳=17. 5mm的交捻有机芯线接触钢绳

3）滑轮和卷筒的直径

D滑＞e d绳=25 * 17．5=437．5毫米

滑轮和卷筒的底径（自绳槽底部算起的直径）

D滑＞（e-1）d绳=（25-1）*17.5=420mm

例题2. 钢丝绳的选择

选择钢丝绳时，首先应根据钢丝绳的具体工作条件、各型钢丝绳的结构特点来选定合理的结构形式，如在起升机构、绳索小车牵引机构和变幅机构应优先采用线接触钢丝绳，在腐蚀性较大的环境中使用直采用镀锌钢丝绳。

然后按下面（l）或（2）计算确定钢丝绳的直径并按（3）确定卷绕该钢丝绳的滑轮卷筒直径。

（1）由钢丝绳在工作中所受的最大静拉力按下式确定钢丝绳直径：

dmin＝C√Smax （mm）

式中：dmin——钢丝绳最小直径,（mm）；

C——选择系数，与机构工作级别有关，按表2－11选取；

Smax ——钢丝绳最大工作静拉力（N）。

（2）按钢丝绳所处机构的工作级别之安全系数选择钢丝绳直径，所选钢丝绳的破断拉力应满足下式：

S破＞Smax ·n（N）

式中；S破——所选用钢丝绳的破断拉力（N）；

n——钢丝绳最小安全系数，按表2－11

现计算一台转柱旋臂起重机其原始资料

如下：露天场地作业的一般用途起重机，起重量Q＝10000公斤，吊钩幅度A=8米，起升高度18米，起升速度v＝0.25米／秒，旋转部分的转速n=1转/份，中级工作类型，(工作级别M5)Jc=25％。

1．起升机构的计算。采用倍率为4的简单滑轮组（图76）

2．滑轮组效率, η＝0．985

一、钢绳的选择：

1)绕到卷筒上的钢绳分支最大张力

Smax=Q/Z/η=10000*10/4/0.975=25640N

式中Z＝4——悬挂吊重的钢绳分支总数。

2) 由钢丝绳受的最大静拉力确定钢丝绳直径：

由M5查表2-11得C=0.1、n=5.5

dmin＝C√Smax =0.1* √25640=16.012 mm

3)钢绳破断力校核

S破>Smax*n绳=25640*5.5=141020 N

式中: n绳=5.5——钢绳安全系数

4）选定钢丝绳和直径

绳型：6W(19)(0股（1+6+6+/6）

绳径：d绳=17.5mm；ΣS丝=250000（N）> Smax*n绳

二、卷筒与滑轮直径：

1）最小卷筒直径（自缠绕钢绳的中心起算）

表2-13，由M5得h=18,则

D卷＞h*d绳=18 *17．5=315毫米

2）滑轮直径

D滑=1.2D卷=1.2 *315=378毫米

取D滑=400毫米（自缠绕钢绳的中心起算）。

三、钢绳长度和卷筒长度：

1）起升时绕到卷筒上的钢绳工作长度

L工=H*u＝18*4＝72米

2）钢绳工作圈数

Z工= L工/π/D卷=72/3.14/0.4=58(圈)

总圈数

Z总=Z工十Z安十Z固=58＋1.5＋2＝61.5

式中: Z安=1.5——钢绳在卷筒上的最小安全圈数；

Z固=2——钢绳固定圈数。

3）卷筒长度

L卷=*Z总t＋4*d绳=61.5*20＋4 *17.5二1300毫米

式中: t——绳槽节距，对于螺旋槽卷筒t-d绳+(2~3)毫米，光面卷筒t＝d绳；

4d绳——自最后一圈钢绳到卷筒端部的安全距离。