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回转支承装置计算

2020-09-23 04:14

  第九章 回转机构 §9-1 概述 一.回转机构的作用: 1.回转部分对非回转部分实现回转运动; 2.货物绕回转轴线作回转运动——货物水平面内移动。 二.回转机构的组成:回转支承装置、回转驱动装置 三.回转机构的类型:柱式回转机构、转盘式回转机构 §9-2 回转支承装置 一.回转支承装置的作用: 1.承载,传力(垂直、水平、倾复力矩) 2.使回转部分对中——有确定的回转运动 3.防止回转部分倾覆 二.回转支承装置的型式: 柱式回转支承装置:转柱式、定柱式 转盘式回转支承装置:滚轮式、滚子式、滚动轴承式 1 §9-2 回转支承装置 二.回转支承装置的型式 (一)柱式回转支承装置 柱式结构+两个支承(上支承、下支承) 上、下支承距离↑,水平力↓ 柱式结构工作状态→转柱式、定柱式 1.定柱式回转支承装置 立柱——固定→ 定柱 回转部分——“钟罩” 上支承:承受水平力+垂直力 下支承:承受水平力 滚轮——回转部分上 滚道座圈——定柱上 2 §9-2 回转支承装置 2.转柱式回转支承装置 立柱—回转→转柱—插入门座中 上支承—承受水平力→径向轴承 水平滚轮—转柱上 滚道座圈—门架上 下支承—承受水平力+垂直力→径向止推轴承 转动惯量较定柱式大 3 §9-2 回转支承装置 (二)转盘式回转支承装置 大型结构件(转盘;转台)+ 滚动体 + 稳定装置(如反滚轮,中心轴枢) 滚动体的形式→滚轮式、滚子式、滚动轴承式 1.滚轮式:滚轮——回转部分上:圆柱或圆锥 垂直载荷→滚轮支架→滚轮→固定部分 对中:中心轴枢或水平滚轮 水平载荷:中心轴枢或水平滚轮 防倾:反滚轮 2.滚子式:多个直径较小的滚子 心轴——夹套 上轨道——前后两段环形 下轨道——圆形 垂直载荷→滚子→固定部分 对中:中心轴枢或水平滚轮 水平载荷:中心轴枢或水平滚轮 防倾:反滚轮 4 §9-2 回转支承装置 3.滚动轴承式:回转座圈+固定座圈 垂直载荷,水平载荷,对中和倾复载荷→滚动轴承 型式:滚动体的型式→滚珠、滚子 滚动体的列数→单列、双列、 三列 5 §9-2 回转支承装置 三.回转支承装置计算 (一)计算载荷:按三类载荷进行计算及组合 1.工作状态正常载荷——疲劳计算载荷 平稳起(制)动,不计风载荷 幅度变化 → Rx=(0.7~0.8)Rmax PQX=φx×PQ φx ——等效载荷系数 2.工作状态最大载荷——强度计算载荷 按以下两种工况分别计算取大值: 1)起升质量离地提升工况: Rmax,αmax,起升质量突然离地提升 起升质量——φ2(起升载荷动载系数) 回转部分自重——φ1(起升冲击系数) 2)考虑变幅或运行与回转同时起(制)动惯性力:αⅡ 装卸类型起重机:变幅与回转同时起(制)动惯性力 安装类型起重机:运行与回转同时起(制)动惯性力 Rmax,αmax PQ , Pf? ? , PZ? ? 6 §9-2 回转支承装置 3.非工作状态最大载荷——强度验算载荷 按以下两种工况分别计算取大值 1)最大风载荷工况 Rmin,γmax,空载, Pf??? 2)动、静载试验工况 Rmax,无风,仅起升机构工作 试验载荷:动载110% ;静载125% (二)载荷组合 水平力: 垂直力: 倾复力矩: 考虑:臂架摆动平面、垂直臂架摆动平面 7 §9-2 回转支承装置 (三)配重的作用及确定原则 1.作用: 1)减少回转支承所受的倾覆力矩 2)改善回转支承装置的受力 2.确定原则: 不计风载和货物偏摆 前倾力矩 (Rmax,Q+G)=后倾力矩(Rmax,G) 即:(PQ ? PQ0 ) ? Rmax ? G回 ? X c ? Gd ? Ld ? Gd ? Ld ? G回 ? X c ? PQ0 ? Rmin ∴ 对重重量:Gc ? PQ0 ? Rmih ? (PQ ? PQ0 ) ? Rmax ? G回 (? X C 2 ? Ld ? X C ) (四)回转支承装置计算 M、 H、 V 滚轮、轨道、轴承等 柱式、转盘式 滚动轴承式——选型 8 §9-3 回转驱动装置 一.特点: 1.传动比大( n=1~3 r/min); 2.回转阻力变化很大→ 常开式制动器; 3.回转运动质量大,惯性载荷大→极限力矩联轴器; 4.根据需要调速。 二.回转驱动装置传动型式 1.组成:电动机、传动及减速装置、末级开式齿轮、 制动装置、过载保护装置等(大齿圈——固定) 2.传动型式(驱动装置——设在回转部分) 1)卧式电机驱动→行星小齿轮或针轮; 2)立式电机驱动→行星小齿轮或针轮 9 §9-3 回转驱动装置 三.回转驱动装置计算 (一)回转阻力矩计算:M=Mm+Mf+Mp 1.回转支承装置中的摩擦阻力矩 根据回转支承型式而不同 2.回转部分风载荷产生的阻力矩 Mf = Pfq×l × Sinφ+Pfh ×Rmax ×Sinφ = Mfmax ×Sinφ Mf 变化,当φ =90°→ Mfmax 疲劳计算: 3.坡道引起的阻力矩(倾斜阻力矩) Mp = G sinγ×l Sinφ Mp 变化,当φ =90°→ Mpmax 疲劳计算: 10 §9-3 回转驱动装置 4.载荷组合: (1)Ⅰ类载荷: ① 电动机平稳工作时的正常载荷(计算电动机 容量,发热):M ?x ? M m ? M f? ? M p? 或 M ?x ? M 2 m ? M 2 f? ? M 2 p? ② 接触疲劳强度计算的等效载荷: (2)Ⅱ类载荷:(稳定运行时的最大) (3)回转机构一般不计算Ⅲ类载荷 11 §9-3 回转驱动装置 (二)电动机选取 1.静功率: Nj ? M ?x ? n 1000? ? (M m ? M f? ? M p ) ? n 1000? 初算:园柱园锥传动:η=0.75~0.85 蜗轮传动:η=0.6~0.65 行星齿轮立式减速器传动:η=0.8~0.85 2.选电动机:考虑电动机起动的影响 N JC% ? Kd ? N j Kd——功率增大系数 1.2~1.8 3.电机校核: 1)起动校核: 2)短时过载能力校核: 3)发热校核: 12 §9-3 回转驱动装置 (三)传动装置: 总传动比:i=nd/nh 传动比分配:i=i1×i2 减速器—选择,开式齿轮传动—设计) (四)制动器——常开式制动器——电机轴上 Mzmax——顺风,下坡时能可靠停住 Mzmax=M惯阻+M静阻 一般在高速轴制动器后装设有极限力矩联轴器 1.当装设极限力矩联轴器时: 制动力矩由极限力矩联轴器决定 M极→制动器轴 2.当不装设极限力矩联轴器时: M静阻=MⅡ’ ——回转阻力矩→制动器轴 13 §9-3 回转驱动装置 (五)极限力矩联轴器—保护电动机,传动零件 M极的确定原则: 正常起、制动时不打滑 过载→打滑: M极max < Memax 电机→极限力矩联轴器 14

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