龍門吊運(yùn)行機(jī)構(gòu)電機(jī)的選擇

宋今朝

【摘要】 介紹了龍門吊大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)中電機(jī)的選擇步驟，為運(yùn)行機(jī)構(gòu)的合理設(shè) 計(jì)提供了一定的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 運(yùn)行機(jī)構(gòu) 電機(jī) 摩擦阻力 運(yùn)行靜阻力

一、概述

龍門吊是橋式起重機(jī)的一種變形。在港口，主要用于室外的貨場(chǎng)、散貨的裝卸作業(yè)。它的金屬結(jié)構(gòu)像門形框架，承載主梁下安裝兩條支腳，可以直接在地面的軌道上行走，主梁兩端可以具有外伸懸臂梁。龍門吊具有場(chǎng)地利用率高、作業(yè)范圍大、適應(yīng)面廣、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，在港口貨場(chǎng)得到廣泛使用。主要有龍門架結(jié)構(gòu)、小車架結(jié)構(gòu)和小車上的起升、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車走行機(jī)構(gòu)、司機(jī)室、電氣線路與操縱等五個(gè)部分。其中大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)選擇非常重要，對(duì)其選擇要注意以下幾點(diǎn)。

1.1計(jì)算運(yùn)行阻力

運(yùn)行靜阻力由摩擦阻力、運(yùn)行軌道的坡度阻力和風(fēng)阻力組成 P靜=P摩+P坡+P風(fēng)

以起重量40.5噸，跨度40米，有效懸臂長(zhǎng)度10米，軸距16米，起升高度8.2米，大車的運(yùn)行速度是30米/分的龍門吊為例，其計(jì)算步驟如下。

1.1.1運(yùn)行摩擦阻力

Q-額定起重量，Q=40500kg

G0-起重機(jī)總重量，G0=24050kg

κ-滾動(dòng)摩擦系數(shù)，κ=0.06，υ-軸承摩擦系數(shù)，υ=0.02

d-車輪軸徑，d=70mm，D-車輪直徑，D=600mm

K附-附加阻力系數(shù)，K附=1.5

∴P摩=1826.5N

當(dāng)不考慮K附時(shí)，滿載時(shí)的最小摩擦阻力為

P摩min=1217.67N

下面的式子是空載運(yùn)行時(shí)的最小摩擦阻力：

P摩min空=G0=54773×

1.1.2 坡度阻力

P坡=K坡（Q+G0）

其中K坡-坡度阻力系數(shù)，K坡=0.002

∴P坡=0.002×（40500+240500）=562N

1.1.3風(fēng)阻力

P風(fēng)=CqΙ（F起+F物）

C-風(fēng)載體型系數(shù)，取C=1.2

qΙ-第一類載荷下的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓，對(duì)于沿海地區(qū)使用的起重機(jī)qΙ=15kN/m2，內(nèi)陸取qΙ=10N/m2；F-起重機(jī)的迎風(fēng)面積，橋架F橋=224 m2 ，小車F小=13 m2 ，司機(jī)室F司=4.5 雙支腿2F支=40.2 m2；F起=F橋+F小+F司+2 F支=281.5 m2；F物-物料迎風(fēng)面積，F(xiàn)物=25 m2

∴P風(fēng)=1.2×10×（281.5+25）=3678N

運(yùn)行靜阻力：

順風(fēng)上坡工作時(shí)：P靜=1826.5+562+3678=6066.5

順風(fēng)下坡工作時(shí)：P靜=1217.67-562-3678=-3022.3kgf

1.1.4根據(jù)以上結(jié)果初選電動(dòng)機(jī)

因?yàn)椋篘靜=

ν—起重機(jī)的運(yùn)行速度，ν=30米/分

Mo-電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)，m0=8 η-機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，η=0.95

當(dāng)qΙ=15kgf/m2，N靜=5.1千瓦

選擇一臺(tái)功率相近的電動(dòng)機(jī)：可選YZP160L-6型電動(dòng)機(jī)，當(dāng)JC%=25時(shí)，其功率N=7.5千瓦.轉(zhuǎn)速η=952轉(zhuǎn)/分。最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)ψmax=3，2

電動(dòng)機(jī)額定力矩： N額= 7.68W

電動(dòng)機(jī)的最大靜力矩：

大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)中八臺(tái)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際最大力矩：

M電max=8×18=144n·m

減速器的傳動(dòng)比和車輪轉(zhuǎn)速：

ν—大車運(yùn)行速度，ν=30米/分，車輪直徑D=600mm

選用T10-01-20型減速器，傳動(dòng)比i=20.235，外加一個(gè)小齒輪和一個(gè)大齒輪。

滿載運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的靜力矩； M靜= 32N·m

1.1.5起動(dòng)時(shí)間與平均加速度驗(yàn)算

⑴滿載、上坡、迎風(fēng)時(shí)的起動(dòng)時(shí)間

M平起—電動(dòng)機(jī)平均起動(dòng)力矩，對(duì)繞線事電動(dòng)機(jī)，

M平起=（1.5～1.8）*M額=（1.5～1.8）*7.68=11.70～14.24N.m

ν—大車運(yùn)行的實(shí)際速度

ν=30/60=0.5m/s

GD2聯(lián)—電動(dòng)車軸上帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器的飛輪矩GD2聯(lián)=0.46

一般應(yīng)使t起動(dòng)時(shí)間<8～10s，所以驗(yàn)算滿足要求。

⑵平均加速度的驗(yàn)算

A平=

龍門起重機(jī)的平均加速度一般控制在0.4米/秒以內(nèi)，所以滿足起動(dòng)要求。

1.1.6校核電動(dòng)機(jī)的過載能力

即電動(dòng)機(jī)實(shí)際最大力矩應(yīng)超過電動(dòng)機(jī)軸上的最大靜阻力矩；

P風(fēng)Ⅱ—由第二類載荷的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓qⅡ產(chǎn)生的風(fēng)阻力

=1.2 *25 *306.5 =9195kgf

P摩—運(yùn)行摩擦阻力，p摩=1826.5N

P坡—坡度阻力，P坡=562N

i—機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比，i=59.71

D—車輪直徑，D=600mm

η—機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率η=0.95

∴M靜=

電動(dòng)機(jī)實(shí)際最大力矩；

M電max=（0.7～0.8）×3×7.68×8=129

因?yàn)镸電max>M靜，所以，校核通過，若不合格還要重新選擇。

二、結(jié)論

綜上所述，在對(duì)龍門吊大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)所用電機(jī)進(jìn)行選擇時(shí)，要考慮摩擦阻力、運(yùn)行軌道的坡度阻力和風(fēng)阻力，額定起重量，自重等。初選之后，還要對(duì)起動(dòng)時(shí)間與平均加速度進(jìn)行驗(yàn)算，并校核電動(dòng)機(jī)的過載能力。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]孫在魯.塔式起重機(jī)應(yīng)用技術(shù)，中國(guó)建材工業(yè)出版社，2003.

[2]楊長(zhǎng)揆，傅東明.起重機(jī)械，機(jī)械工業(yè)出版社，1992.

[3]范俊祥.塔式起重機(jī)，中國(guó)建材工業(yè)出版社，2004.