港口起重机第六章--回转机构课件.ppt

2024/8/111第六章第六章 回转机构回转机构 一．概述一．概述 回转机构回转机构：：使起重机回转部分在水平面内绕回转中心线转动的机构使起重机回转部分在水平面内绕回转中心线转动的机构 回转类型起重机中必有的工作机构回转类型起重机中必有的工作机构 1 1．．回转机构的作用回转机构的作用 起重机回转部分对非回转部分起重机回转部分对非回转部分————货物绕回转货物绕回转中心线中心线回转运动回转运动 →→货物水平面内移动货物水平面内移动 2 2．．回转机构的组成回转机构的组成：回转支承装置、回转驱动装置：回转支承装置、回转驱动装置 3 3．回转机构的．回转机构的类型类型：转盘式回转机构、柱式回转机构：转盘式回转机构、柱式回转机构二．回转支承装置二．回转支承装置 1 1．．回转支承装置的作用回转支承装置的作用（（1 1））联接回转部分与非回转部分联接回转部分与非回转部分————保证确定的回转运动保证确定的回转运动 → → 对中对中（（2 2））承载，传力承载，传力（垂直力、水平力、倾复力矩）（垂直力、水平力、倾复力矩）（（3 3））防止回转部分倾覆防止回转部分倾覆 2 2．．回转支承装置的型式回转支承装置的型式（（1 1））柱式柱式回转支承装置：回转支承装置：转柱式、定柱式转柱式、定柱式（（2 2））转盘式转盘式回转支承装置：回转支承装置：滚轮式、滚子式、滚动轴承式滚轮式、滚子式、滚动轴承式2024/8/112 2 2．回转支承装置的型式．回转支承装置的型式 （（1 1））柱式柱式回转支承装置：回转支承装置： 立柱立柱 + + 两个支承（上支承、下支承）两个支承（上支承、下支承） ————上、下支承距离上、下支承距离↑↑，水平力，水平力↓ ↓ 立柱立柱工作状态工作状态 → → 转柱式、定柱式转柱式、定柱式 1 1））定柱式定柱式回转支承装置回转支承装置 立柱立柱————固定固定 → → 定柱定柱 回转部分回转部分——“——“钟罩钟罩”” 上支承：承受水平力上支承：承受水平力 + + 垂直力垂直力 下支承：承受水平力下支承：承受水平力 滚轮滚轮————回转部分上回转部分上 滚道座圈滚道座圈————定柱上定柱上232 2））转柱式转柱式回转支承装置回转支承装置 立柱立柱————回转回转 → → 转柱转柱————插入门座中插入门座中上支承上支承————承受水平力承受水平力 → → 径向轴承径向轴承 水平滚轮水平滚轮————转柱上（或门架上）转柱上（或门架上） 滚道座圈滚道座圈————门架上（或转柱上）门架上（或转柱上）下支承下支承————承受水平力承受水平力+ +垂直力垂直力→→径向止推轴承径向止推轴承32024/8/1142024/8/114（（2 2））转盘式转盘式回转支承装置回转支承装置: : 大型转盘大型转盘 + + 滚动体滚动体（滚轮、滚子、滚珠或滚柱等）（滚轮、滚子、滚珠或滚柱等）+ + + + 稳定装置（反滚轮，中心轴枢）稳定装置（反滚轮，中心轴枢） 滚动体的形式滚动体的形式→→滚轮式、滚子滚轮式、滚子夹套夹套式、滚动轴承式式、滚动轴承式 1 1）滚轮式：滚轮）滚轮式：滚轮————回转部分上：圆柱或圆锥回转部分上：圆柱或圆锥 垂直载荷垂直载荷→→滚轮支架滚轮支架→→滚轮滚轮→→滚道滚道→→固定部分固定部分 对中：中心轴枢或水平滚轮对中：中心轴枢或水平滚轮 水平载荷：中心轴枢或水平滚轮水平载荷：中心轴枢或水平滚轮 防倾：反滚轮防倾：反滚轮 2 2）滚子）滚子夹套夹套式：多个直径较小的滚子式：多个直径较小的滚子 心轴心轴————夹套夹套 上轨道上轨道————前后两段环形前后两段环形 下轨道下轨道————圆形圆形 垂直载荷垂直载荷→→滚子滚子→→固定部分固定部分 对中：中心轴枢或水平滚轮对中：中心轴枢或水平滚轮 水平载荷：中心轴枢或水平滚轮水平载荷：中心轴枢或水平滚轮 防倾：反滚轮防倾：反滚轮滚轮式滚轮式滚子式滚子式2024/8/1153 3））滚动轴承式滚动轴承式 回转座圈回转座圈+ +固定座圈固定座圈+ +滚动体滚动体+ +隔离圈隔离圈 垂直载荷、水平载荷、倾复力矩及对中垂直载荷、水平载荷、倾复力矩及对中 → → 滚动轴承滚动轴承 型式：滚动体的型式型式：滚动体的型式 → → 滚珠（球）、滚珠（球）、滚柱滚柱 滚动体的排列滚动体的排列 → → 单列、双列、三列单列、双列、三列 单排四点接触球式单排四点接触球式双排球式双排球式单排交叉滚柱式单排交叉滚柱式三排滚柱式三排滚柱式2024/8/116 3 3．回转支承装置的计算．回转支承装置的计算（（1 1）回转支承装置设计任务）回转支承装置设计任务 1 1）确定回转支承装置的型式）确定回转支承装置的型式————选型选型 柱式、转盘式柱式、转盘式 2 2）进行载荷计算）进行载荷计算 计算水平力计算水平力 H H、垂直力、垂直力 V V、倾复力矩、倾复力矩 M M 3 3）确定滚轮、轨道、轴承等支承部件）确定滚轮、轨道、轴承等支承部件 4 4）确定配重）确定配重（（2 2）计算载荷）计算载荷 1 1）工作状态正常载荷）工作状态正常载荷————疲劳强度、磨损或寿命计算疲劳强度、磨损或寿命计算 幅度幅度 → → RX =（（0.7~0.8））Rmax 不计风载荷不计风载荷 等效起重量、平稳起（制）动等效起重量、平稳起（制）动 P偏偏ⅠⅠ 、、 P回离回离、、 P回惯回惯、、 P齿齿ⅠⅠ P齿齿————最后一对开式齿轮传动的啮合力最后一对开式齿轮传动的啮合力2024/8/1172 2）工作状态最大载荷）工作状态最大载荷————静强度、静刚度和稳定性计算静强度、静刚度和稳定性计算 按以下两种工况分别计算，取较大值：按以下两种工况分别计算，取较大值： ① ① 起升质量离地提升工况：起升质量离地提升工况： Rmax 、最大坡度角方向、最大坡度角方向 工作状态最大风沿臂架方向从后向前吹工作状态最大风沿臂架方向从后向前吹 起升质量起升质量————φ 2（起升动载系数）（起升动载系数） 回转部分自重回转部分自重————φ 1（起升冲击系数）（起升冲击系数） ② ② 考虑变幅或运行与回转同时起（制）动惯性力：考虑变幅或运行与回转同时起（制）动惯性力： 装卸类型起重机：变幅与回转同时起（制）动惯性力装卸类型起重机：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）动惯性力安装类型起重机：运行与回转同时起（制）动惯性力 Rmax、、αⅡⅡ、、PQ、、PG G回回、、PfⅡⅡ、、P齿齿ⅠⅠ3 3）非工作状态最大载荷）非工作状态最大载荷————静强度、静刚度和稳定性计算静强度、静刚度和稳定性计算 按以下两种工况分别计算，取较大值：按以下两种工况分别计算，取较大值： ① ① 最大风载荷工况最大风载荷工况 Rmin、空载、非、空载、非工作状态最大风工作状态最大风PfⅢⅢ沿臂架方向从后向前吹沿臂架方向从后向前吹 ② ② 动、静载试验工况动、静载试验工况 Rmax、无风，仅起升机构工作、无风，仅起升机构工作 试验载荷：动载试验载荷：动载—1.10 PQ 、静载、静载—1.25 PQ2024/8/118 3 3）载荷组合）载荷组合 水平载荷：水平载荷： 垂直载荷：垂直载荷： 倾复力矩：倾复力矩：考虑：臂架摆动平面、垂直臂架摆动平面考虑：臂架摆动平面、垂直臂架摆动平面（（3 3）配重的作用及确定原则）配重的作用及确定原则 1 1）作用：）作用： ① ① 减少回转支承所受的倾覆力矩减少回转支承所受的倾覆力矩 ② ② 改善回转支承装置的受力改善回转支承装置的受力状况状况 2 2）确定原则：）确定原则： 不计风载和货物偏摆不计风载和货物偏摆 前倾力矩前倾力矩 （（R Rmaxmax，，Q+GQ+G））= =后倾力矩（后倾力矩（R Rminmin，，G G）） 即：即： ∴ ∴ 对重重量：对重重量：2024/8/119三．回转驱动装置三．回转驱动装置 1 1．．特点特点 （（1 1）传动比大（）传动比大（n=1n=1~3 r/min3 r/min）） （（2 2）回转阻力变化很大）回转阻力变化很大→ → 常开式制动器常开式制动器 （（3 3）回转运动质量大，惯性载荷大）回转运动质量大，惯性载荷大→→极限力矩限制器极限力矩限制器 （（4 4）根据需要调速）根据需要调速 2 2．回转驱动装置的．回转驱动装置的构造及型式构造及型式 （（1 1））组成组成 ① ① 原动机：原动机：电动机、液压马达、内燃机电动机、液压马达、内燃机 ② ② 传动装置：减速、换向、制动装置及过载保护装置等传动装置：减速、换向、制动装置及过载保护装置等 ③ ③ 末级开式齿轮传动：末级开式齿轮传动：小齿轮小齿轮 + 大齿圈（或销轮）大齿圈（或销轮） （（2 2））布置方式布置方式 ① ① 驱动部分在回转部分上，最后一级大齿圈（或销轮）固定驱动部分在回转部分上，最后一级大齿圈（或销轮）固定 港口起重机多采用港口起重机多采用 ②②驱动驱动部分在非回转部分上，最后一级大齿圈在回转部分上部分在非回转部分上，最后一级大齿圈在回转部分上 装卸船机、斗轮堆取料机装卸船机、斗轮堆取料机、、定柱式起重机、塔式起重机定柱式起重机、塔式起重机圆柱圆锥齿轮传动蜗轮减速器传动（（3 3））回转驱动装置的回转驱动装置的传动型式传动型式 1 1））卧式电机驱动卧式电机驱动立式圆柱齿轮减速器传动行星齿轮减速器传动 液压驱动液压驱动 2 2）立式电机驱动）立式电机驱动2024/8/1112 3 3．回转驱动装置计算．回转驱动装置计算（（1 1）回转阻力矩：）回转阻力矩：Mz=Mm+Mf+Mp 1 1）摩擦阻力矩）摩擦阻力矩 Mm：回转支承装置中：回转支承装置中 根据回转支承型式而不同根据回转支承型式而不同 2 2）风阻力矩）风阻力矩 Mf：回转部分风载荷产生：回转部分风载荷产生 Mf = PfQ×Rmax×Sinφ+ Pfh×l×Sinφ = Mfmax×Sinφ Mf 变化，当变化，当φ=90°→ Mfmax 疲劳计算：疲劳计算： 3 3））倾斜倾斜阻力矩阻力矩 Mp：坡道倾斜引起：坡道倾斜引起 Mp = G×l×Sinγ×Sinφ+ Q×Rmax×Sinγ×Sinφ = Mpmax×Sinφ Mp 变化，当变化，当φ= 90°→ Mpmax 疲劳计算：疲劳计算：2024/8/1113（（2 2）电动机）电动机的选择及校验的选择及校验 1 1））计算回转计算回转静功率：静功率： 2 2）初选电动机：考虑电动机起动的影响）初选电动机：考虑电动机起动的影响 根据：根据： Kd——功率增大系数：功率增大系数： Kd =1.2~1.8 考虑：回转考虑：回转机构接电持续率机构接电持续率JC JC 值值 电动机工作制、转速电动机工作制、转速 nd →→选出电动机型号选出电动机型号 14 3 3）电动机）电动机校验校验 ① ① 起动时间起动时间校验校验 起动时间：起动时间： 控制范围：无风时，控制范围：无风时，tq=3~5（s） 有风时，有风时，tq=3~5（s） ② ② 发热发热校验校验 满足：满足：N ≥ NS 式中：式中： N ————电动机在相应接电持续率时的输出功率电动机在相应接电持续率时的输出功率 NS————稳态平均功率稳态平均功率 ③ ③ 过载过载校验校验 电动机额定功率：电动机额定功率：2024/8/1115（（3 3））选择减速器选择减速器传动装置总传动比：传动装置总传动比：传动比分配：传动比分配： 减速器减速器 i1→→选择、开式齿轮传动选择、开式齿轮传动 i2→→设计设计（（4 4））选择制动器选择制动器——常开式制动器常开式制动器——电机轴上电机轴上顺风、下坡时顺风、下坡时，在规定时间内，在规定时间内能可靠停住能可靠停住 一般在高速轴制动器后装设有极限力矩限制器一般在高速轴制动器后装设有极限力矩限制器. . ① ① 当装设极限力矩限制器时：当装设极限力矩限制器时： 制动力矩由极限力矩限制器决定制动力矩由极限力矩限制器决定 Mjl →→制动器轴制动器轴 ② ② 当不装设极限力矩限制器时：当不装设极限力矩限制器时： 回转阻力矩回转阻力矩→→制动器轴制动器轴2024/8/1116（（5 5）极限力矩限制器）极限力矩限制器————保护电动机、传动零件保护电动机、传动零件极限力矩限制器摩擦力矩极限力矩限制器摩擦力矩Mjl 的确定原则：的确定原则： 正常起、制动时不打滑正常起、制动时不打滑 过载过载→→打滑打滑 ——电动机转子电动机转子、、电动机轴上制动轮和联轴器的转动惯量电动机轴上制动轮和联轴器的转动惯量 ic——电动机至极限力矩联轴器的传动比电动机至极限力矩联轴器的传动比 η——电动机至极限力矩联轴器的传动效率电动机至极限力矩联轴器的传动效率。