半门式起重机大车减速机的验算

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DOI：1 0.3969/j.1ssn.2095-4506.201 3.01.01 00 概述中山广船国际新购的-批半门式起重机 ，在安装后的试运行过程中，连续发生四起支腿侧大车行走机构减速机输出轴断轴的现象。根据目前车间生产实际情况，该批半门式起重机还没有过尝试满负荷吊运 ，只是在轻负载或空负载情况下试运行；而且观察已断裂的输出轴的断面，没有发现轴的断面存在着质量缺陷。由此初步判断 ：减速机输出轴的输出扭矩过小是所造成此类故障的主要原因。因此有必要对该轴的最大输出扭矩进行验算 ，以选用合适 的减速机 ，避免此类故障的再次发牛1 半门式起重机的主要情况中山广船国际新购的半门式起重机有八 种 不 同 的规格 型号 ，本 文 只 以其 中的MH55-13m型作为验算对象。主要外形尺度见图1，主要技术参数见表1。

由图1和表 1可得知半 门式起重机 由两根主梁、两根横梁 ，两根支腿 、主梁连接架 、两台电动葫芦和维修梯与平台等部件组成。横梁分别装有高轨和低轨大车行走机构 ，各 有-台SEW的KF型三合-减速机。查相关的图纸 ，查出或计算出验算所需要的有关数据如下：电动葫芦 自重：590kg葫芦最大起重量：5000kg2 6 Rn 1m / / ：1nn- l。

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广船科技 2013年第1期 (总第1 19期 ) 43表1 半门式起重机主要参数主 要 技 术 特 性 参 数额定起重量 5t5t 跨度 l3m 大 速度 30 m/min 功率/转速 1.5kw/158至 整机工作级别 A4 起升高度 6m 行 工作级别 M4 制动型号/数量 /大车基距/下基距 5.5m/5.5m 小车轨距 /m 走 电机型号/数量 2 制动力矩 /Nm下降深度 /m 主钩左右极限位置 890/13l0mm 机 减速器型号 KF37DT90L 传动比 /构 4/BM6/TF最大轮压 高轨 85KN 整机重量 l2t 大车车轮踏面直 中270r衄 适应轨道 P38低轨97KN 径防爆等级 f 整机功率 32.2kW 主要参数和用途用途 室内 小 速度 20 m/min 功率/转速 0.8kW/1380生主要机构形式 行 工作级别 M4 制动器型号/数量 主体结构形式 姗S双半门 防爆形式 走 电机型号/数量 2 制动力矩 /Nm式起重机 机操纵方式 地控-邑 吊具形式 葫芦吊钩 构 减速器型号 ZⅡY21-4/1 传动比 工作机构主要特性 小车车轮踏面直径 中150mm 适应轨道 工 32b起 倍率 2/1 电机型号/数量 Z941 4/1 适应工作环境升 速度 8 m/min 功率 7.5kW 电 电压 380V 风 非工作风压 / Pa起 速 相应最大起 5t 制动器型号/数量 源 频率 50Hz 压 工作风压 / Pa升 度 重量机 工作级别 M4 制动力矩 /Nm 环境温度 -5～4O℃ 吊钩部件辐射温度 / ℃构 减速器型号 / 传动比 依据标准卷简直径 / mm 定滑轮直径 /ltrl 设计标准 GB/T38l1- 整机制造标准 JB/T5663.22008 -2008钢丝绳型号 大/d，车轮直径 中270/中l50ntm数单条支腿重量 ：1083kg横梁装置重量：683kg单条主梁重量 ：2457kg主梁连接架：356.4kg维修平台重量：433kg梯子栏杆重量 ：92kg葫芦到支腿极限距离：1360mm整机跨度 ： 13000mm大车车轮直径：270mm大车车轮齿轮：49齿，模数5大车车轮轴承内径：60mm大车行走速度：30m/minSEW的KF型三合-减速机 的主要参型号 ：KF37DT90L4/BMG/TF电机功率 ：1.5kW电机转速 ：14lOr/min传动比：10.49输出转距：107Nm输出转速：134r/min输出轴直径：25ram输出轴齿轮：13齿，模数5利用系数：1.5传动效率： 0.92 验算由于半门式起重机的特点，受低轨侧支腿、连接架、平台等重量的影响，半门式起重机高低两轨轮压大小不-样，运行阻力不对称，所以不能完全按照 《起重机设计手册》上的方法进行验算。大车行走的最极端的负荷，应为满载的电动葫芦停在支腿侧极限处时的起动或停止工况。因此必须按支腿侧最大受力工况验算大车运行机构所需的电机功率 ，和减速机最大输出参数。

2.1 最大轮压 堕 1083928645.4(Xg)84724.92(N)2.2 起重机满载运行时支腿侧最大摩擦阻力FMAx1支2×P × 2X 84724 .92 X0.015 2541.75 LⅣ J式 中：P轮压--起重机最大轮压 ，- - 摩擦 阻力系数 ，取 to0.015郑泽洪：半门式起重机大车减速机的验算2.3 支腿侧运行坡度阻力Fp ： 2× P × i 2×84724.92 X 0.003508.35(N)式中i--与起重机类型有关，对于门式起重机取i0.0032.4支腿侧运行总静阻力FiFMAx女Fp2541.75508.353050.1(N)2.5 支腿侧电动机的选择满载运行时支腿侧电动机的静功率JF)， 业 ：1.6951000X 0 X (后 ) .9 1 - 式中：Fj--起重机支腿侧的总静阻力 (N)- - 初 选 大 车 运 行 速 度 ，V30m/min0.5m/s11--机构的传动效率取 0.9m--电机个数，因支腿侧只有-台电机 ，故取m1考虑惯性力的影响，电动机应选的功率为PKaPj1.2 X 1.6952.03(kW)式 中 ：Kd--功 率 增 大 系 数 ，取Kd1.22.6 减速机输出轴处的实际满载力矩 。

M -- 121.39( )式中：Fj--起重机支腿侧的总静阻力 (N)，--驱动减速机与车轮间齿轮速比，i49/l33.7691--机构的传动效率取1：0.92.7 初氧速机的校核对比初选的大车运行减速机主要参数，由于P>1.5KW，M>107Nm ，故初选 的减速机校核不合格。

2.8 再选其它型号的减速机由于半门式起重机已经安装完毕 ，大车行走机构安装位置已经固定 ，更换其它类型的减速机已非常困难 ，必须在SEW的KF系列中选取传动比接近的型号。

经查，KF47DV100M4的主要参数：广船科技 2013年第1期 (总第1 19期)电机功率 ： 2.2kW电机转速： 1410r/rain传动 比： 10.56输出转距： 157Nm输出转速： 133r/rain输出轴直径：30ram利用系数 ： 1.8传动效率： 0.92.9 对再选的减速机进行验算由于输 出转距和电机功率均满足要求 ，但输出转速比初选的小，输出轴直径比初选的大，故需验算。

半门式起重机的大车行走速度：V0.27×3.14×133×13÷49 29.92(m/min l此速度非秤近选型设计时的半门式起重机性能要求，30m/min，大车行走速度验算基本合格。

由于原输 出轴齿轮为13齿 ，模数为5，内孑L25 mm，完全满足零件修改加工为内孑L30 mm的需要。查安装手册 ，其它安装条件均有足够的空间满足改装。

2.1 0 对再选的减速机验算结论由上述验算结果可得出这个结论：用KF47 D V 1 00 M4型 号 的 减 速 机 替 代KF37DT90L4型号减速机的方法是可行的。

3 结束语由于生产效率的需要 ，半门式起重机的大车行走速度必须选定为约30 m/min。半门式起重机的两侧的轮压相差 比较大，静止起动时支腿侧惯量较大 ，电机功率和减速机输出扭矩需要 留有-定的裕量 ，以延长机械的使用寿命 。当原设计在机械传动方面的大车行走速度留有较大的裕量时，电气上可加装变频器 以改善行走起动工况，若原设计在机械传动方面大车行走速度没有裕量时，加装变频控制将会降低大车行走速度 ，从而影响半门式起重机的生产效率。