程曉燕
(廣東敏豪起重機械設(shè)備有限公司技術(shù)部,廣東佛山528313)
32/5 t通用橋式起重機改型設(shè)計研究
程曉燕
(廣東敏豪起重機械設(shè)備有限公司技術(shù)部,廣東佛山528313)
介紹了32/5 t通用橋式起重機的改型設(shè)計情況,給出了改型方案,提供了理論依據(jù),并對產(chǎn)生的效果進行分析。此種改型可為類似工況條件下的設(shè)計提供參考。
通用橋式起重機;改型設(shè)計;理論依據(jù);效果
現(xiàn)有的傳統(tǒng)型通用橋式起重機結(jié)構(gòu)存在3大詬病,即整機重量偏重、整機總功率偏大、整機制造成本偏高。本文在實際設(shè)計過程中,根據(jù)起重機整機工作級別的降低、工作速度的降低[1]和客戶及市場的需要,做了改型設(shè)計來克服上述不利因素,達到了降低整機重量、降低整機總功率、降低整機制造成本的效果。節(jié)約了電費,從而避免了資源浪費,達到了節(jié)能減排的目的。
1.1由電動機驅(qū)動的傳統(tǒng)型通用橋式起重機的起升機構(gòu)組成
由電動機驅(qū)動的傳統(tǒng)型主、副起升機構(gòu),由電動機、補償軸、聯(lián)軸器、減速器、卷筒、定滑輪組、制動器等7部分組成,其起升機構(gòu)簡圖如圖1所示[2]。
圖1中,1為主起升機構(gòu),2為副起升機構(gòu)。
1.2由電動機驅(qū)動的傳統(tǒng)型通用橋式起重機的小車運行機構(gòu)組成
由電動機驅(qū)動的傳統(tǒng)型通用橋式起重機的小車運行機構(gòu),由電動機、立式減速器、聯(lián)軸器、補償軸、角型箱小車輪組等5部分組成,其小車運行機構(gòu)如圖2所示[2]。
1.3由電動機驅(qū)動的傳統(tǒng)型通用橋式起重機的大車運行機構(gòu)組成
由電動機驅(qū)動的傳統(tǒng)型通用橋式起重機的大車運行機構(gòu),由電動機、減速器、聯(lián)軸器、補償軸、角型箱大車輪組等5部分組成,其大車運行機構(gòu)如圖3所示[2]。
2.1由電動機驅(qū)動的改進型通用橋式起重機的起升機構(gòu)組成
由電動機驅(qū)動的改進型主、副起升機構(gòu),其主起升機構(gòu),仍然由電動機、補償軸、聯(lián)軸器、減速器、卷筒、定滑輪組、制動器等7部分組成,副起升機構(gòu)改用鋼絲繩電動葫蘆,改進型起升機構(gòu)如圖4所示。
圖4中,1為主起升機構(gòu),2為副起升機構(gòu)(電動葫蘆)。
2.2由電動機驅(qū)動的改進型通用橋式起重機的小車運行機構(gòu)組成
由電動機驅(qū)動的改進型通用橋式起重機的小車運行機構(gòu),由電動機、LDH驅(qū)動型減速器、LDA小車輪組等3部分組成,其小車運行機構(gòu)如圖5所示。
由電動機驅(qū)動的改進型通用橋式起重機的大車運行機構(gòu),由電動機、LDH驅(qū)動型減速器、LDB大車輪組等3部分組成,其大車運行機構(gòu)與由電動機驅(qū)動的小車運行機構(gòu)類似。
3.1主起升與副起升
主起升采用卷揚機構(gòu)為單制動,可以起吊32 t重物,主起升機構(gòu)如圖6所示。
圖6中,1為主起升機構(gòu),2為副起升機構(gòu)(電動葫蘆)。副起升采用5 t鋼絲繩電動葫蘆,可以起吊5 t重物。
3.2小車運行與大車運行
小車采用YSE2100L1-4(軟啟動)2×2.2 kW電機,制動方式為錐形電機制動,配LDH(20 m/min)驅(qū)動減速機,小車軌道38 kg,車輪根據(jù)LDA改型,踏面直徑350mm,取消浮動軸,聯(lián)軸器等配件。
大車采用YSE2100L2-4(軟啟動)2×3.0 kW電機,制動方式為錐形電機制動,配LDH(20 m/min)驅(qū)動減速機,大車軌道43 kg,車輪根據(jù)LDB改型,踏面直徑460 mm,取消浮動軸,聯(lián)軸器等配件。
3.3改進型小車架結(jié)構(gòu)
根據(jù)LH32/5 t電動葫蘆橋式起重機小車架,結(jié)合傳統(tǒng)型QD32/5 t小車架尺寸進行改型設(shè)計。
4.1主要參數(shù)變化
4.1.1重量變化及制造成本的變化
改進型起重機整機重量(假設(shè)起重機的跨度按照10.5 m計算)從30 t降到了20 t,改進型與傳統(tǒng)型相比,每臺可節(jié)約制造成本65 000元以上。
4.1.2功率及電費變化
改進型起重機的整機功率從傳統(tǒng)型的80.3 kW降到50.2 kW,按照每年使用720 h計算(相當于每天運行2 h),大約可以節(jié)約電能21 672kW·h,相應(yīng)每年可以節(jié)約電費約22 330元。
如果起重機的主起升電機采用YTSP變頻調(diào)速專用電機(帶光電編碼器),就可以實現(xiàn)無級變速,還可取消電阻器;如果再將主起升速度降為3 m/min的話,則制造成本(電機和減速機及電阻的成本)還可以降低,那么每年的節(jié)能效益更加可觀。
4.2計算驗證
4.2.1改進型小車架橫梁與大車端梁的強度計算
(1)小車架橫梁力學參數(shù)計算。小車架橫梁截面如圖7所示。
(2)小車架橫梁受力分析。中橫梁支撐了兩條主鉤定滑輪梁,吊鉤鋼絲繩8條分支中,有6條通過定滑輪傳到定滑輪梁再傳給兩條中橫梁,橫梁受力如圖8所示,可以計算得出作用在橫梁上的計算載荷為P計=7 425 kg。
計算結(jié)果表明,小車架橫梁強度足夠。
大車端梁截面如圖9所示。同理可以驗證大車端梁強度足夠。圖7~9中,單位均為mm。
4.2.2改進型大車與行走機構(gòu)電機動率計算
(1)大車行走速度計算。參照大車行走機構(gòu)選用3.0 kW電機,額定轉(zhuǎn)速n=1 200 r/min,大車車輪直徑D=460 mm,驅(qū)動裝置采用LDH×7模驅(qū)動裝置,大開式齒輪為56齒,總傳動比為i=75.15,可以計算得出大車行走速度v=23 m/min。
考慮電壓較差時仍能正常工作,故選用3.0 kW電機,本設(shè)計采用了軟起動電機可獲得平穩(wěn)的起動。
同理,可以計算小車行走機構(gòu)電機動率。
4.2.3車輪接觸疲勞強度計算
車輪的疲勞計算載荷按式
計算。通過計算可知大車車輪接觸疲勞強度足夠。
同理,可以計算小車車輪接觸疲勞強度。通過計算可知,小車車輪接觸疲勞強度足夠。
(1)本改進型通用橋式起重機用于某公司倉庫吊運31 t鋼卷用,經(jīng)過特種設(shè)備檢驗所監(jiān)檢并出具監(jiān)檢合格證出廠,驗收合格,使用效果很好。
(2)改進型通用橋式起重機適用于工作級別A1~A3,大、小車運行速度要求低,控制方式為地面控制或者遙控器操作,不經(jīng)常使用的場合。而傳統(tǒng)型通用橋式起重機適用于工作級別A4~A8,駕駛室控制,使用頻繁的場合??梢源蟠蠼档椭圃斐杀荆s短制造周期,實現(xiàn)節(jié)能減排,節(jié)約電力消耗。為公司的產(chǎn)品搶占市場贏得商機。A1~A3級別的通用橋式起重機改型設(shè)計可操作性強,有較好的市場前景。
此次改型設(shè)計的成功可為類似的改型設(shè)計提供重要參考。
[1]萬力,徐格寧.GB3811—2008起重機設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2008.
[2]張質(zhì)文.起重機設(shè)計手冊[M].北京:中國鐵道出版社,2013.
[3]蘇冬,徐麗華.GB/T14405-2011通用橋式起重機[S].北京:中國標準出版社,2011.
【責任編輯:任小平renxp90@163.com】
Study of the modified design for 32/5 t general bridge crane
CHENG Xiao-yan
(Technology Department,Guangdong Minho Hoisting Machinery Equipment Co.Ltd,Foshan 528313,China)
This paper introduces the retrofit design for 32/5 t general overhead traveling crane,the retrofit scheme,provides the theory basis and the effect analysis.This modification can provide reference for design of similarconditions.
general bridge crane;the retrofit design;theoretical basis;effect
TH215
A
1008-0171(2015)02-0084-04
2014-03-22
程曉燕(1962-),女,湖南衡陽人,廣東敏豪起重機械設(shè)備有限公司工程師。