水電站龍門起重機起升機構設計
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畢業(yè)設計（論文）中期報告
題目：水電站龍門起重機起升機構的設計
1． 設計（論文）進展狀況
1.1 通過查閱書籍資料，進行相關參數的選擇和計算。
通過查閱相關資料了解水電站龍門起重機的基本參數，包括起重量、跨度、起升高度、吊具質量、額定起升速度起升機構工作級別。
本起重機主要針對水電站現場閘門的啟閉，起重量達80～500噸，本設計針對起重量是450t的門式起重。對壩頂龍門起重機跨度約在8～16米范圍內，高度約在20米左右。
1）起重量：450t；
2）跨度：16m；
3）起升高度：20m；
4）額定起升速度： v=0.5m/min；
5）起升機構工作級別：M6。
2． 起升機構設計計算
2.1 1）選取吊具。由起重量450t，根據吊鉤允許起重量表（）查的吊鉤質量9637，假設鋼絲繩的重量為7000。
2）每套起升卷筒的滑輪組倍率。。
2.2 鋼絲繩的選擇
1）滑輪組效率：
（查表確定） （2.1）
下降時的滑輪組效率：
（2.2）
小車行走時滑輪組的效率：
2) 鋼絲繩最大拉力
當起升機構工作時鋼絲繩最大拉力為：
（2.3）
式中：Q—起升載荷，Q=；
—起升質量，即起重量（kg）；
—機構的總效率；
—卷筒及導向滑輪效率；
—滑輪組的倍率，為滑輪組分支數；
—滑輪組鋼絲繩卷入卷筒的根數；
—滑輪組的效率；
在式中，取重力加速度為。
當靜止時最大拉力為：
當下降時最大拉力為：
當小車運行時最大拉力為：
因工作級別為，根據經驗選取C值為0.095。
計算鋼絲繩最小直徑：由鋼絲繩最小直徑公式，得
（2.4）
式中：C—鋼絲繩的選擇系數；
S—鋼絲繩最大靜拉力（N）；
由表可選取鋼絲繩：，最小直徑為36mm，破斷拉力為904000N，參考質量為542kg/100m[5]。所選用鋼絲繩的計算安全系數，滿足鋼絲繩的要求。
2.3 卷筒設計
1）卷筒直徑：
當選取國產直徑為的鋼絲繩時，根據公式：
（2.5）
式中: —按鋼絲繩中心計算的卷筒的允許的最小卷繞直徑,684mm；
—鋼絲繩直徑，；
—與機構工作級別和鋼絲繩結構有關的系數，因工作級別為，所以。
那么名義直徑，圓整為800mm。
槽深為
繩槽半徑為
2）卷筒長度：
層數多卷筒長度可以短，但起升速度變化較大。經初步計算，認為采用單層較為有利。每一卷筒的繞繩量，節(jié)距，在單層情況下，卷筒的長度L可用下式計算：
，圓整為1100mm。 （2.6）
3）卷筒壁厚：
因采用了單層，所以。根據公式可得：
（2.7）
所以取壁厚為40mm。
4）鋼絲繩的速度
平均速度：
5）卷筒的靜轉矩：
6）卷筒輪輻的強度計算：
由以上可得，卷筒輪輻滿足要求。
7）卷筒軸的設計計算：
軸的結構設計：
圖2 軸承設計圖
2.4 電動機選擇
1）起升機構電動機的穩(wěn)態(tài)功率，即靜功率按以下公式計算：
（2.8）
式中：；
—滑輪組效率，取0.9146
—卷筒組效率，取0.98
—減速器效率，取0.94
—開式齒輪效率，取0.93
電動機預計轉速為：
（2.9）
2)電動機選型：
起升機構可選擇4臺YZP200L—8型電動機。電動機的額定功率為15kW，輸出扭矩為，轉速為， 。
2.5 開式齒輪傳動的設計計算：
因齒輪為開式齒輪，所以可根據彎矩強度的計算齒輪的模數，根據電動機轉速和起升速度算得總傳動比為i=44.21，而減速器的傳動比為100所以開式齒輪的傳動比為4.421。取小齒輪的齒數為，大齒輪用ZG340制作[8]。由
（2.10）
選取模數為的圓柱齒輪。
設計開式齒輪傳動參數為：，小齒用，調質，齒面硬度為260；大齒輪用ZG340，正火，齒面硬度為200。
2.6 減速器選擇
因起升速度很小，從理論上說起升載荷系數接近于1。查表得。于是疲勞計算得載荷為[9]：
選用4臺，輸出軸的連接形式為平鍵，工作級別為，當輸入軸的轉速為735時，高速軸的許用功率為15.5kW，額定輸出扭矩為21200，輸出扭矩的安全系數為：
許用功率為，輸出功率安全系數為：
2.7 高速軸連軸器選擇
電動機輸出軸的最高扭矩為：
（2.11）
式中：—機構電動機額定轉矩換算到聯軸器所在軸的轉矩；
—與發(fā)動機有關的動載荷系數，對起重機構，取為：；
—起動頻繁程度系數，由表5可得；
選用帶制動輪梅花形彈性聯軸器，型號為：，公稱轉矩630，轉動慣量為0.15，質量為24.93[10]。
表5 系數
Table 5 Coefficient
機構每小時起動次數
1.0
1.3
1.5
2.8 低速軸聯軸器選擇
低速軸上的扭矩為：
（2.12）
選用雙齒輪聯軸器，型號為：，公稱轉矩56000，轉動慣量為5.08，質量為305。
2.9 制動器
（1）制動器的選擇
每套驅動裝置設計兩個制動器，每個制動器的制動扭矩為：
（2.13）
式中：—齒輪傳動的減速比，包括了減速比100和開式齒輪的4.421；
—機構總效率；
—制動安全系數，由表6可查。
選用型的制動器，制動轉矩，安裝時調整。兩臺制動器一臺延遲動作，避免產生過大沖擊。
3． 進行了起升機構總裝配圖的繪制
4． 完成外文資料翻譯
5． 存在問題及解決措施
存在問題：①對一些參數的選取及相關計算還存在一些問題；
②液壓失效保護制動器、機構起動時間計算和零件疲勞計算
方面還沒有做完；
③ 對各個部分的校核還沒有計算；
④卷筒裝配圖以及零件圖還沒有繪制。
解決措施：所有存在的問題都需要尋找相關文獻和資料進行相關的選取與計算，來進行解決。
6． 后期工作安排
6.1 完成卷筒裝配圖，并完成所有零件圖的繪制工作。
6.2 完成零件全部的設計計算并進行相關校核計算，撰寫畢業(yè)論文。
指導教師簽字：
年 月 日
注：1. 正文：宋體小四號字，行距20磅；標題：加粗 宋體四號字
2. 中期報告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊。
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