機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文90T熱軋鋼板運(yùn)輸車設(shè)計(jì)[電動平車]【全套圖紙】

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1、安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 課題名稱 90T熱軋鋼板運(yùn)輸車設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級 過程裝備與控制工程 081班 姓 名 學(xué) 號 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容: 1. 文獻(xiàn)檢索與綜述。起重運(yùn)輸機(jī)械、電動平車或冶金車輛。 2. 熱軋鋼板運(yùn)輸車總體方案設(shè)計(jì)。 3. 熱軋鋼板運(yùn)輸車主要工藝參數(shù)確定和力能參數(shù)計(jì)算。 4. 傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要零部件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核。 5. 說明書不少于40

2、頁、5000字英文文獻(xiàn)翻譯、300字中英文摘要。設(shè)計(jì)圖不少于3張A0（CAD總圖、部件圖、零件圖，手繪1張A1）。 指導(dǎo)教師簽字： 摘 要 本文介紹了三相低壓軌道供電電動平車的設(shè)計(jì)。低壓軌道供電電動平車，一種電動有軌廠內(nèi)運(yùn)輸車輛，主要解決相鄰車間內(nèi)無法移送設(shè)備以及安全的問題。本設(shè)計(jì)中的電動平車?yán)玫蛪很壍拦╇妼?shí)現(xiàn)車間之間的鋼板運(yùn)輸，彌補(bǔ)了以前高壓供電平車的高壓危險(xiǎn)，又省去了拖纜運(yùn)輸車的繁瑣，容易實(shí)現(xiàn)遙控和自動化，給廠區(qū)布置帶來很大方便。此種電動平車結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、容易維護(hù)、承載能力大、污染少，安全可靠，實(shí)用性強(qiáng)，而且節(jié)約能源，廣泛

3、用于機(jī)器制造和冶金工廠，作為車間內(nèi)部配合吊車運(yùn)輸重物過跨之用。 關(guān)鍵詞：低壓軌道供電；鋼板運(yùn)輸車；電動平車 全套圖紙，加153893706 Abstract This paper introduces the three-phase low pressure track power electric lockstitches design. Low pressure track power electric lockstitches, a kind of transport vehicles in factory, mainly to solve the adj

4、acent workshops can't transportation and safety issue. The design of low pressure track power electric lockstitches realizes the steel plate transportation between workshops and solves the high pressure dangerous, which becomes simple and easy to realize the remote control and automation and brings

5、great convenience to the factory. This electric lockstitch has simple structure and is convenient operation, easy maintenance, carrying capacity, less pollution, safe and reliable, practical strong, which is to save energy and widely used in machine manufacture and metallurgy factories for workshop

6、internal heavy loads transportation. Keywords: Low voltage track power; Steel plate truck; Electric lockstitches 目 錄 1. 總 論 1 前言 1 1.1 所涉及課題的國內(nèi)外技術(shù)概況和發(fā)展概況 1 1.1.1 電動平車國內(nèi)外技術(shù)概況 1 1.1.2 電動平車的歷史與發(fā)展概況 2 1.2 車間生產(chǎn)工藝及設(shè)備配置 2 1.2.1 車間生產(chǎn)工藝 2 1.2.1.1 電動平車制造執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 2 1.2.1.2 車間生產(chǎn)工藝流程 3 1.

7、2.1.3 主要制造工藝 3 1.2.2 平車種類及配置 4 1.2.2.1 平車種類 4 1.2.2.2 軌道平車車輛配置 6 1.3 原有設(shè)備或工藝薄弱環(huán)節(jié)及改進(jìn)措施 6 1.3.1 原有設(shè)備或工藝薄弱環(huán)節(jié) 6 1.3.2 設(shè)備或工藝改進(jìn)措施 7 1.4 企業(yè)環(huán)保狀況及評價(jià)—電動平車將是節(jié)能減排投資亮點(diǎn) 7 2. 90T電動平車方案設(shè)計(jì) 8 2.1 性能要求 8 2.1.1 背景技術(shù) 8 2.1.2 技術(shù)要求 8 2.1.3 操作規(guī)程 8 2.1.4 電動平車巡回檢查內(nèi)容 9 2.2 總體方案設(shè)計(jì) 9 2.3 機(jī)械裝置 11 2.3.1 傳動系統(tǒng) 11 2

8、.3.1.1 主動輪的布置方案 11 2.3.1.2 主動輪驅(qū)動型式 11 2.3.2 車架工藝 13 2.3.3 熱鋼板支承工藝 14 2.3.4 車輪與軌道 14 2.3.4.1 車輪 14 2.3.4.2 軌道 16 2.4 供電裝置 17 3. 力能參數(shù)計(jì)算 18 3.1 車輪與軌道的選擇 18 3.2 車輪強(qiáng)度校核 19 3.2.1 車輪的計(jì)算輪壓 19 3.2.2 車輪踏面疲勞接觸應(yīng)力計(jì)算 20 3.2.3 強(qiáng)度校核計(jì)算 20 3.3 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 21 3.3.1 運(yùn)行阻力矩的計(jì)算 21 3.3.1.1 平穩(wěn)運(yùn)行階段 21 3.3.1.2 啟動

9、階段 23 3.3.2 電動機(jī)和減速器的選擇 24 3.3.2.1 電動機(jī)的選擇 24 3.3.2.2 減速器的選擇 25 3.3.2.3 驗(yàn)算起動時(shí)間 26 3.3.2.4 驗(yàn)算平均加速度 26 3.3.2.5 電動機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算 26 3.3.3 打滑驗(yàn)算 27 3.3.3.1 起動時(shí)的不打滑條件 28 3.3.3.2 制動時(shí)的不打滑條件 29 3.3.4 聯(lián)軸器的選擇 29 3.4 軸與軸承的設(shè)計(jì)及校核 30 3.4.1 軸的設(shè)計(jì)及校核 30 3.4.1.1 主動車輪組軸的設(shè)計(jì)及校核 30 3.4.1.2 從動車輪組軸的設(shè)計(jì)及校核 35 3.4.2 軸承的選擇及

10、校核 35 3.4.3 鍵的選擇及校核 36 結(jié)論 37 致謝 38 參考文獻(xiàn) 39 附錄 英文翻譯 40 ┊ ┊ ┊ ┊┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1. 總 論 前言 電動平車，又稱電動平板車、電平車、臺車、過跨車、地爬車等，是一種廠內(nèi)有軌電動運(yùn)輸車輛，首先它是一種軌道型運(yùn)輸車輛，需要

11、在地面上鋪設(shè)軌道，軌道一般為工字型面接觸道軌；其次它是電驅(qū)動車輛，在電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動下自動運(yùn)行，再次它是一種平板車，臺面平整無廂蓋，特殊情況下也可以是非平面但無廂蓋，車體無方向盤只有前進(jìn)后退方向(即使轉(zhuǎn)彎也城靠軌道轉(zhuǎn)彎)。此種車輛具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、承載能力大、不怕臟不怕砸、維護(hù)容易、使用壽命長等特點(diǎn)，因其方便、壯實(shí)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、易清理等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為企業(yè)廠房內(nèi)部及廠房與廠房之間短距離定點(diǎn)頻繁運(yùn)載重物的首選運(yùn)輸工具。 電動平車主要分類： l 軌道電動平車 l 拖纜電動平車 l 蓄電池系列電動平車 l 轉(zhuǎn)盤換軌電動平車 l 鋼渣系列電動平車小車 l 推拉電動平車卷 l 筒供電電

12、動平車 1.1 所涉及課題的國內(nèi)外技術(shù)概況和發(fā)展概況 1.1.1 電動平車國內(nèi)外技術(shù)概況 電動平車主動輪的驅(qū)動形式主要有集中驅(qū)動和分別驅(qū)動兩種。集中驅(qū)動是以一臺電動機(jī)通過傳動軸來帶動兩邊主動輪的驅(qū)動形式，其特點(diǎn)是只用一臺電動機(jī)與一臺減速器，傳動系統(tǒng)復(fù)雜笨重；分別驅(qū)動是指電動機(jī)分別驅(qū)動主動輪，其優(yōu)點(diǎn)是布置、安裝、維修方便，自重也較輕，但要求兩邊同步。 國內(nèi)外技術(shù)的主要不同在于傳動系統(tǒng)的不同。國外多用“三合一”驅(qū)動形式，即電動機(jī)、減速器、制動器結(jié)合成一整體。電動機(jī)采用帶制動器的電動機(jī)，減速器用行星減速器(擺線針輪減速器)或采用回歸式二級減速器。兩端用法蘭盤分別于電動機(jī)及車輪角型軸承箱聯(lián)

13、接。這種“三合一”驅(qū)動形式的優(yōu)點(diǎn)是：體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊；便于組織專業(yè)制造廠生產(chǎn)配套，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。提高生產(chǎn)率和降低成本，很有發(fā)展前途。而國內(nèi)的傳動系統(tǒng)多種多樣、五花八門，但是國內(nèi)生產(chǎn)的電動平車價(jià)格便宜，國產(chǎn)自立品牌強(qiáng)勢突圍，自己生產(chǎn)替代進(jìn)口，也為國內(nèi)的工業(yè)的發(fā)展帶來嶄新的生機(jī)。 目前，中國電動平車行業(yè)已進(jìn)入從科研化邁向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時(shí)期。發(fā)展低速電動平車是當(dāng)前最有效、最經(jīng)濟(jì)、最環(huán)保的節(jié)能減排方式。希望國家相關(guān)部門制定低速電動平車市場準(zhǔn)入機(jī)制，加大科技研發(fā)的投入，引領(lǐng)我國電動平車的發(fā)展，發(fā)揮市場和資源的優(yōu)勢，形成有較強(qiáng)競爭力的電動汽車及關(guān)鍵零部件工業(yè)的體系，滿足電動平車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需

14、求。 1.1.2 電動平車的歷史與發(fā)展概況 N系列的平車1950年就開始生產(chǎn)，如N1型，1952年生產(chǎn)了一批載重40t的N4型平車。N6型載重為60t、底架長度為12.5m。以后N6型經(jīng)過改進(jìn)，定型為N60型，1955年生產(chǎn)。1956年開始生產(chǎn)N12型平車，載重60t。自1966年起開始大批量生產(chǎn)N16型平車。該型車的特點(diǎn)是，底架上鋪設(shè)70mm厚的木地板，車兩端具有全鋼焊接的活動端壁板，克服了木質(zhì)端板強(qiáng)度不足的弱點(diǎn)，放倒后可作渡板，供所運(yùn)機(jī)動車輛自行裝卸。1970年，設(shè)計(jì)試制集重能力較大、能裝運(yùn)較重預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁的N17型平車。該車型的活動側(cè)壁板數(shù)量較多，全車共有12塊，可以使開

15、閉輕便。側(cè)壁板采用鎖鐵式鎖閉機(jī)構(gòu)，使其處于垂直位置能緊密關(guān)閉，放下時(shí)不會產(chǎn)生晃動。1998年制造的NX17A型平車—集裝箱兩用平車(也稱XN17A型)既保留原N17A型平車的基本結(jié)構(gòu)型式，又能適應(yīng)市場需求，提高車輛適應(yīng)性和利用率。目前該車可按平車用，均布裝載60噸；又可按集裝箱平車用，裝運(yùn)1個箱重30.48噸或2個箱重24噸或5個箱重10噸集裝箱。 今后將繼續(xù)開發(fā)平車-集裝箱兩用車，逐步淘汰單一用途平車，優(yōu)化既有平車-集裝箱兩用車結(jié)構(gòu)，增大車輛地板面積，降低車輛自重系數(shù)，使載重量達(dá)到65t。研究運(yùn)行速度提高后，側(cè)向力對集裝箱及車輛運(yùn)行安全的影響。研究自動鎖定鎖頭、竹木復(fù)合地板在平車上的應(yīng)用。

16、 隨著現(xiàn)在是新月異的變化平車的概念已演變?yōu)殡妱悠杰?電動平車，是一種電動有軌廠內(nèi)運(yùn)輸車輛。又稱臺車、過跨車。它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、容易維護(hù)、承載能力大、污染少等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于機(jī)器制造和冶金工廠，作為車間內(nèi)部配合吊車運(yùn)輸重物過跨之用。 1.2 車間生產(chǎn)工藝及設(shè)備配置 1.2.1 車間生產(chǎn)工藝 1.2.1.1 電動平車制造執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) l JB/T 6127-92 電動平車技術(shù)條件 l Q/W 320209203 冶金特種車輛技術(shù)條件 l JB/ZQ 4000.3-86 焊接件通用技術(shù)條件 l JB

17、/ZQ 4000.2-86 切削加工通用技術(shù)條件 l JB/ZQ 4000.9-86 裝配通用技術(shù)條件 l JB/ZQ 4000.5-86 鑄件通用技術(shù)條件 l GB5056-93 設(shè)備電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 l JB/ZQ 4000.10-86 涂裝通用技術(shù)條件 l JB/ZQ 4000.1-86 產(chǎn)品檢查通用技術(shù)條件 1.2.1.2 車間生產(chǎn)工藝流程 下料 → 焊接車架成形 → 主動輪對及從動輪對安裝 → 與車駕固定 → 安裝減速機(jī)

18、 → 安裝變壓器 → 布線 → 安裝導(dǎo)電裝置 → 翻身油漆 圖1-1 1.2.1.3 主要制造工藝 l 主梁制造工藝 優(yōu)質(zhì)定尺鋼板放樣 → 拼接 → 專用自動割下料→ 噴丸處理→ 檢驗(yàn)→ 涂防銹漆→ 專用平臺拼裝 → 半自動CO2氣體保護(hù)焊機(jī)焊接 → 檢驗(yàn) → 校正 →總檢 → 車體組裝 → 檢驗(yàn) → 噴涂 → 總檢 → 包裝發(fā)運(yùn) l 主梁焊接工藝 a) 嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝指導(dǎo)書，采用CO2氣體保護(hù)焊和合理的焊接次序，如同步收縮法以及專用焊接翻轉(zhuǎn)工裝等，以保證焊接強(qiáng)度并有效控制焊接變形。 b) 焊縫坡口應(yīng)符合GB985和GB986的規(guī)定。 c) 焊縫外部檢查不

19、得有目測可見的明顯缺陷，這些缺陷按GB6417的分類為：裂紋、孔穴、固體夾雜、未溶合和未焊透、形狀缺陷及上述以外的其它缺陷。 d) H鋼槽鋼的翼緣板、腹板的對接焊縫應(yīng)進(jìn)行無損探傷，射線探傷時(shí)應(yīng)不低于GB3323中規(guī)定的Ⅱ級；超聲波探傷時(shí)應(yīng)不低于JB1152中規(guī)定的Ⅰ級。 l 防腐涂層工藝 鋼材采取防銹預(yù)處理后，用抗腐蝕性能好的環(huán)氧富鋅底漆，氯化橡膠面漆，噴二度底漆、二度面漆，以確保使用壽命。 面漆做到均勻、細(xì)致、光亮、完整與色澤一致。面漆顏色符合協(xié)議。漆膜附著力符合GB9286中的有關(guān)質(zhì)量的要求，漆膜厚度≥120μm。 1.2.2 平車種類及配置 1.2.2.1 平車種

20、類 l KPC系列電纜卷筒軌道平車——KPC系列電纜卷筒軌道平車、電動平車,是以交380V供電，由電纜線經(jīng)磁滯耦合式電纜卷筒給平車上YZ起重冶金用電機(jī)提供電力，電機(jī)拖動平車運(yùn)行。磁滯耦合式電纜卷筒將確保電纜受力均勻不易拉壞，根據(jù)平車運(yùn)行方向自動將電纜卷起或放出。適用運(yùn)行距離為小于100米，平車結(jié)構(gòu)簡單可靠，價(jià)格經(jīng)濟(jì)，軌道施工方便?？稍趦绍壍乐虚g開設(shè)護(hù)線槽。 圖1-2 l KPD系列低壓交流軌道平車——KPD系列低壓交流軌道平車是由地面降壓變壓器(控制柜)將三相交流380V降壓至三相交流36V, 經(jīng)行車軌道，滑觸器，饋送給平車上車載升壓變壓器，升壓至交流380V，供交流電動機(jī)使用拖動平

21、車運(yùn)行。由于行走軌道兼作平車的導(dǎo)電軌，所以軌道施工要求較高，須保證軌道絕緣，運(yùn)行距離較長時(shí)須增加降壓變壓器個數(shù)。 圖1-3 l KPXQ系列帶轉(zhuǎn)盤蓄電池軌道平車——KPXQ系列帶轉(zhuǎn)盤蓄電池軌道平車、電動平車，是以蓄電池為動力源，一路控制系統(tǒng)給直流牽引電機(jī)提供電力，拖動平車運(yùn)行，同時(shí)另一路控制系統(tǒng)可單獨(dú)控制臺面自轉(zhuǎn)，平車具有對軌道無絕緣要求，主要用于噴砂房，噴洗房。 圖1-4 l KPS轉(zhuǎn)彎電動平車——我公司KPS系列轉(zhuǎn)彎電動平車，是在KPXD蓄電池軌道平車或在KPD(Z)低壓軌道平車的基礎(chǔ)上增加了以套回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，從而使電動平車轉(zhuǎn)向靈活，適應(yīng)彎軌上行駛，減少車輪同鋼軌的碰軌

22、，軋軌現(xiàn)象，能有效的延長車輪及鋼軌的使用壽命。 圖1-5 l KPXD系列噴砂房用軌道平車——KPXD系列噴砂房用軌道平車，是以蓄電池為動力源，給直流牽引電機(jī)提供電力，拖動平車運(yùn)行，平車具有對軌道無絕緣要求，運(yùn)行距離不受限制，能在彎道，道岔上行駛，機(jī)動靈活(可在多條軌道之間交換使用)安全性能高適用面廣等特點(diǎn)。 圖1-6 1.2.2.2 軌道平車車輛配置 l 軌道電動平車電控系統(tǒng)：配置先進(jìn)的電控器、加速器，最大限度延長蓄電池的供電時(shí)間和使用壽命。 l 軌道平車動力系統(tǒng)：采用國內(nèi)前位的高負(fù)載、性能強(qiáng)的直流電機(jī)，確保優(yōu)良的抗過載能力及良好的動力輸出。 l 軌道平車電源系

23、統(tǒng)：采用優(yōu)質(zhì)鉛酸蓄電池，相對普通鉛酸蓄電池壽命提高近兩倍。大容量蓄電池增長產(chǎn)品連續(xù)續(xù)航時(shí)間。 l 軌道平車制動方式：采用電磁式軸剎或機(jī)械式輪剎，制動力強(qiáng)勁。 l 軌道電動平車車身涂裝：軌道電動平車車體顏色用戶可任意選擇。 l 軌道電動平車控制方式：產(chǎn)品設(shè)計(jì)有遙控及線控兩種控制方式。 1.3 原有設(shè)備或工藝薄弱環(huán)節(jié)及改進(jìn)措施 1.3.1 原有設(shè)備或工藝薄弱環(huán)節(jié) 目前電動平車生產(chǎn)技術(shù)越來越成熟，但是不乏一些需要改進(jìn)的環(huán)節(jié)。在這里著重介紹一下電動平車安裝焊接夾渣焊接缺陷。電動平車夾渣是指殘留在電動平車焊縫金屬中的溶渣,即由于焊接冶金過程中熔池中的一些非金屬夾雜物在結(jié)晶過程中來不

24、及浮出而殘存在焊縫內(nèi)部。藥芯焊絲和埋弧焊容易產(chǎn)生夾渣。夾渣的產(chǎn)生與焊接方法、焊材(焊絲、焊劑)及被焊母材的成份純度有關(guān)。夾渣主要分為根部夾渣、焊層及晶界夾渣、縫焊內(nèi)夾渣。不僅降低力學(xué)性能，而且增加了產(chǎn)生熱裂紋的傾向，誘發(fā)厚板的層狀撕裂。 產(chǎn)生原因： l 焊接電流太小，液態(tài)金屬和熔渣分不開； l 焊接速度過快，熔渣來不及浮出來； l 多層焊對工件邊緣和焊縫清理不干凈； l 運(yùn)條角度不正確。 1.3.2 設(shè)備或工藝改進(jìn)措施 這里就上述的電動平車安裝焊接夾渣焊接缺陷闡述一下改進(jìn)的方案和措施。應(yīng)正確選擇焊接材料(焊絲純度、焊劑)，控制母材硫磷的含量，工藝上應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)暮附訁?shù)，使熔池

25、存在時(shí)間不要太短。多層焊時(shí)，注意清除前道焊渣，正確運(yùn)條，以利于熔渣浮出。 1.4 企業(yè)環(huán)保狀況及評價(jià)—電動平車將是節(jié)能減排投資亮點(diǎn) 資料表明，目前全社會能耗的70%集中在冶金、化工、建材等領(lǐng)域。因此，工業(yè)被看成是節(jié)能投資潛力最大的部門。其中工業(yè)電動機(jī)用電量占全國總用電量的2/3，且一半用于風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)的驅(qū)動，約2/3的風(fēng)機(jī)、泵類機(jī)械在運(yùn)行中需要調(diào)節(jié)流量。同時(shí)，在全國約1000多萬臺工業(yè)電動機(jī)中，若能采用高參數(shù)、大容量發(fā)電機(jī)組及高效輔機(jī)，工業(yè)部門供電煤耗可降低10%左右。另外，電動平車現(xiàn)有50萬臺工業(yè)鍋爐及10多萬臺工業(yè)窯爐，他們的熱效率約為60%至70%，與國外相比差10至15個百

26、分點(diǎn)。如果對其節(jié)能改造，如使用動力配煤、型煤就可以取得顯著的節(jié)能效果。 節(jié)能環(huán)保行業(yè)景氣度長期向好。從宏觀方向來看，今年我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)將從“保增長”轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢{(diào)結(jié)構(gòu)”,節(jié)能減排等相關(guān)產(chǎn)業(yè)有望得到國家政策的充分支持。我們預(yù)測未來5年節(jié)能行業(yè)的年均增長率將達(dá)到30%,部分子行業(yè)增速將超過50%。 核電的成長性最為確定，進(jìn)入壁壘又較高，為最為看好的新能源子行業(yè)。風(fēng)電在連續(xù)高增長后將面臨增速的回落。光伏2010年下半年受德國政策影響下半年不如上半年。因此我比較看好核電和新能源電機(jī)。 建議國家行業(yè)主管部門牽頭，在新能源平車領(lǐng)域中，制定相應(yīng)的政策標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展低速電動平車，以其安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性

27、及對交通、能源和社會的良好示范作用，加快推進(jìn)電動平車的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，提升我國電動平車產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力。 ┊ ┊ ┊ ┊┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 42 2. 90T電動平車方案設(shè)計(jì) 2.1 性能要求 2.1.1 背景技術(shù) 目前車間運(yùn)送移動設(shè)備一般都采用行車，但由于行車采用的是置于車間頂部的軌道來帶動，因此在兩個相

28、鄰的車間內(nèi)就無法移送設(shè)備，存在一定的局限性，又因?yàn)樾熊囄恢幂^高，車間內(nèi)噪音大，工人們不容易注意到行車的運(yùn)動，容易發(fā)生危險(xiǎn)。 2.1.2 技術(shù)要求 l 鋼板運(yùn)輸車總體方案設(shè)計(jì)合理正確； l 力能參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算程序原理正確，結(jié)果無誤； l 傳動系統(tǒng)方案良好，安全可靠； l 裝配圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能滿足熱鋼板運(yùn)等工藝的要求； l 零件圖符合使用和制造工藝要求。 2.1.3 操作規(guī)程 l 操作者必須熟悉本設(shè)備結(jié)構(gòu)性能，經(jīng)考試合格取得操作證后方可獨(dú)立操作。 l 操作者要認(rèn)真做到“三好”(管好、用好、修好)“四會”(會使用、會保養(yǎng)、會檢查、會排除故障)。 l 操作者必須遵守使用設(shè)備的“五項(xiàng)

29、紀(jì)律”和維護(hù)設(shè)備的“四項(xiàng)要求”的規(guī)定。 l 操作者要隨時(shí)按照“巡回檢查內(nèi)容”的要求對設(shè)備進(jìn)行檢查。 l 嚴(yán)格按照設(shè)備潤滑圖表規(guī)定進(jìn)行加油，做到“五定”(定時(shí)、定點(diǎn)、定量、定質(zhì)、定人)，注油后應(yīng)將油杯(池)的蓋子蓋好。 l 嚴(yán)禁超規(guī)范、超負(fù)荷使用設(shè)備。 l 裝運(yùn)重物時(shí)必須平穩(wěn)輕放，保證重量分布均勻，嚴(yán)禁偏重。 l 開動設(shè)備前必須首先發(fā)出信號，查看運(yùn)動方向無人、無障礙物方可開動，起、停平穩(wěn)不準(zhǔn)碰撞終點(diǎn)擋鐵。 l 啟動開關(guān)不能行走時(shí)應(yīng)立即檢查，防止燒壞電機(jī)或?qū)е缕渌鹿省? l 變換運(yùn)動方向時(shí)，必須待運(yùn)動完全停止后再反向開動。 l 經(jīng)常檢查各部運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如發(fā)現(xiàn)電機(jī)、軸承溫度升

30、高或異常聲音時(shí)，應(yīng)立即停車檢查。 l 不得開動電平車去頂、撞、拖、拉鐵道上的車輛。 l 前進(jìn)、后退方向標(biāo)志明顯，與開關(guān)逆、順一致。嚴(yán)禁操作者離開或托人代管開動著的設(shè)備。 l 對蓄電池供電電平車，電量不足時(shí)應(yīng)及時(shí)將蓄電池抽出按要求進(jìn)行充電，并換上備用蓄電池進(jìn)行工作。 l 蓄電池的更換及充電工作應(yīng)由專人負(fù)責(zé)。 l 下班前必須卸掉負(fù)荷切斷電源，按照制度進(jìn)行清掃。 2.1.4 電動平車巡回檢查內(nèi)容 一、行走機(jī)構(gòu)： 1、電機(jī)、聯(lián)軸節(jié)、減速機(jī)(減速齒輪)不松動，運(yùn)轉(zhuǎn)正常； 2、減速機(jī)(減速齒輪)油量充足，油質(zhì)符合要求，無灰塵雜物。 3、制動器靈敏好用，制動輪接觸正確無嚴(yán)重磨損； 4、

31、車輪接觸正確，轉(zhuǎn)動良好。 二、車體部分： 1、車體不變形； 2、車臺平整無砸坑； 3、全車整潔。 三、電氣部分： 1、滑線與滑塊(電纜)接觸良好，移動靈活，線架牢固完好(或蓄電池的電量充足)； 2、電器開關(guān)靈敏好用； 3、電鈴聲音宏亮； 4、各部電器絕緣良好。 四、其它部分： 1、保養(yǎng)資料齊全、清潔； 2、設(shè)備機(jī)件完整。 2.2 總體方案設(shè)計(jì) 低壓軌道供電電動平車，一種電動有軌廠內(nèi)運(yùn)輸車輛，主要解決相鄰車間內(nèi)無法移送設(shè)備以及安全的問題。包括車架、車輪、導(dǎo)軌、電氣控制箱、地面降壓變壓器和電機(jī)減速器，其特征是，車輪兩兩相對通過車軸連接，車輪通過扁擔(dān)軸承座安裝在車架橫

32、梁下，形成主動輪對和被動輪對；電機(jī)減速器固定在主動輪對的車軸上；電氣控制箱固定在車架底部靠外的部位；導(dǎo)軌分別位于兩側(cè)車輪的下方和車架中軸線的下方，導(dǎo)軌上分別設(shè)有導(dǎo)電裝置；地面降壓變壓器與導(dǎo)軌電連接。此電動平車安全可靠、不妨礙交叉運(yùn)輸，易實(shí)現(xiàn)遙控和自動化，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、容易維護(hù)、承載能力大、污染少，可配合吊車運(yùn)輸重物過跨之用。 低壓軌道供電電動平車，包括車架、車輪、導(dǎo)軌、電氣控制箱、地面降壓變壓器和電機(jī)減速器，其特征是，車輪兩兩相對通過車軸連接，車輪通過扁擔(dān)軸承座安裝在車架橫梁下，形成主動輪對和被動輪對；電機(jī)減速器固定在主動輪對的車軸上；電氣控制箱固定在車架底部靠外的部位；導(dǎo)軌分別位于兩

33、側(cè)車輪的下方和車架中軸線的下方，導(dǎo)軌上分別設(shè)有導(dǎo)電裝置；地面降壓變壓器與導(dǎo)軌電連接；車架是用四根縱梁和若干橫梁及鋪板焊接而成的框架；電氣控制箱包括車載升壓變壓器和電氣控制系統(tǒng)；導(dǎo)電裝置包括摩電塊、滑塊和導(dǎo)框，導(dǎo)框固定在車架上，導(dǎo)框內(nèi)設(shè)有滑塊，滑塊一端與車架間設(shè)有彈簧，另一端連接摩電塊；主動輪對和被動輪對之間分別設(shè)有兩個導(dǎo)電裝置；車架前后各設(shè)一個連接掛鉤；車架兩側(cè)設(shè)置起吊孔；車架底部設(shè)有警示燈，警示燈與電氣控制箱內(nèi)的電氣控制系統(tǒng)電連接；車架底部設(shè)有光電開關(guān)，光電開關(guān)與電氣控制箱內(nèi)的電氣控制系統(tǒng)電連接；車輪和車軸間設(shè)有絕緣套和絕緣墊，絕緣套上設(shè)有內(nèi)外鍵，分別與車輪和車軸相配合。 如圖2-1所示，

34、低壓軌道供電電動平車，包括車架1、車輪2、導(dǎo)軌3、電氣控制箱4、地面降壓變壓器5和電機(jī)減速器6，車輪2兩兩相對通過車軸7連接，形成主動輪對和被動輪對，車輪2通過扁擔(dān)軸承座安裝在車架1橫梁下，這種結(jié)構(gòu)有效降低了臺面高度，側(cè)向穩(wěn)定性、軸承承載能力提高，車架1受力有利；電機(jī)減速器6固定在主動輪對的車軸7上；電氣控制箱4固定在車架1底部靠外的部位；導(dǎo)軌3分別位于兩側(cè)車輪2的下方和車架1中軸線的下方，導(dǎo)軌3上分別設(shè)有導(dǎo)電裝置9；地面降壓變壓器5與導(dǎo)軌3電連接。 圖2-1 1車架2車輪3導(dǎo)軌4電氣控制箱 5地面降壓變壓器6電機(jī)減速器7車軸9導(dǎo)電裝置 此種低壓軌道供電電動平車優(yōu)點(diǎn)是：不用

35、電纜，故安全可靠、不怕燙，不怕砸，不妨礙交叉運(yùn)輸，易實(shí)現(xiàn)遙控和自動化，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、容易維護(hù)、承載能力大、污染少，可配合吊車運(yùn)輸重物過跨之用。 2.3 機(jī)械裝置 2.3.1 傳動系統(tǒng) 2.3.1.1 主動輪的布置方案 電動平車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動依靠主動輪與軌道間的摩擦力(通常稱為附著力或粘著力)。為了保證足夠的驅(qū)動力，起重機(jī)應(yīng)當(dāng)有足夠數(shù)目的驅(qū)動輪(主動輪)，通常約為總輪數(shù)的一半。速度小的平車也可采用總輪數(shù)的四分之一作驅(qū)動輪；速度大的需要全部車輪驅(qū)動。 在部分驅(qū)動的車輪系統(tǒng)中，主動輪的布置應(yīng)能保證主動輪在任何情況下具有足夠的輪壓，以保證足夠的驅(qū)動附著力。如果布置不當(dāng)，會使主動輪

36、輪壓不足，產(chǎn)生打滑，加速車輪磨損。主動車輪的布置方案主要有單邊布置(圖2-2a)、對面布置(圖2-2b)、對角布置(圖2-2c)和四角布置(圖2-2d)，此種電動平車采用的是對面布置(圖2-2b)，這種布置能夠保證主動輪壓之和不隨平車的位置而改變。 圖2-2主動輪的布置方案 2.3.1.2 主動輪驅(qū)動型式 主動輪的驅(qū)動型式有集中驅(qū)動與分別驅(qū)動兩種。 l 集中驅(qū)動 它是以一臺電動機(jī)通過傳動軸來帶動兩邊主動輪的驅(qū)動型式。這種型式只用一臺電動機(jī)與一臺減速器，但傳動軸系統(tǒng)(包括軸、軸承與聯(lián)軸器)復(fù)雜笨重，故目前只用于小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)(圖2-3)。 l 分別驅(qū)動 其特點(diǎn)是電動機(jī)分別

37、驅(qū)動主動輪，其優(yōu)點(diǎn)是布置、安裝、維修方便，自重也較輕，但要求兩邊同步。但是在廠房有很多堆料，有時(shí)會有碰撞。 圖2-3 集中驅(qū)動的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 1-電動機(jī) 2-減速器 3-制動器 4-浮動軸 5-車輪 6-聯(lián)軸器 綜合考慮廠區(qū)的環(huán)境情況以及現(xiàn)在采用“三合一”減速器(圖2-4)，此電動平車采用“三合一”減速器集中驅(qū)動型式。這種驅(qū)動型式的優(yōu)點(diǎn)是：體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊；便于組織專業(yè)制造廠生產(chǎn)配套，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和降低成本，很有發(fā)展前途。 “三合一”減速器圖(GKA127) 圖2-4 2.3.2 車架工藝 車架1是用四根縱梁和若干橫梁及鋪板焊接

38、而成的框架，通常采用大型槽鋼作為車架的縱、橫梁，采取八點(diǎn)承載，車架1受力均勻。如圖2-5所示。 圖2-5 車架 2.3.3 熱鋼板支承工藝 本車用于運(yùn)輸溫度為850℃的鋼板坯，為了保護(hù)車體臺面不會因長期受熱而變形以及電氣裝置安全可靠動作，因此在臺面上設(shè)計(jì)四周圍欄高120mm，厚16mm，間距1100mm，型號為P38的鋼軌9根(見圖2-6)，并在鋼軌之間砌耐火磚，在鋼軌與耐火磚的空間內(nèi)加灌隔熱砂，達(dá)到隔熱支承熱鋼板的作用。 圖2-6 熱鋼板支承工藝 2.3.4 車輪與軌道 2.3.4.1 車輪 車輪是用來支承整個電動平車重量并使其行使的裝置。

39、車輪按輪緣形式可以分為雙輪緣、單輪緣和無輪緣三種(見圖2-7).輪緣的作用是導(dǎo)向和防止脫軌。在通常情況下，大車車輪采用雙輪緣，小車車輪多采用單輪緣，安裝時(shí)，把輪緣安置軌道外側(cè)。如果采用無輪緣車輪，則應(yīng)另裝水平輪來導(dǎo)向和防止脫軌，應(yīng)用水平輪既可以起導(dǎo)向作用，又能避免輪緣摩擦阻力。為了彌補(bǔ)軌道鋪設(shè)和車輪安裝時(shí)產(chǎn)生誤差，雙輪緣車輪工作表面寬度比軌頂稍寬，軌頂兩側(cè)間隙之和，對于大車輪取33-40mm，對于小車車輪取10-2-mm；對于單輪緣車輪，單側(cè)間隙取5-10mm。 圖2-7 車輪型式 a)雙輪緣 b)單輪緣 c)無輪緣 平車的車輪組大體分為以下兩種型式： （1） 車輪裝在

40、固定的心軸上(見圖2-8)，用定軸件把車輪軸固定在車架上，車輪在軸上可以自由轉(zhuǎn)動。輪轂與軸之間可以裝入滑動軸承或滾動軸承。在選擇軸承時(shí)，除徑向載荷外，還必須考慮到小車運(yùn)行時(shí)可能產(chǎn)生的軸向載荷。如主動輪采用這種車輪組時(shí)，它的驅(qū)動力矩系通過齒輪傳給車輪。這時(shí)如齒輪直徑不大，可直接安裝在車輪輪轂上，也可與車輪作為議題；如齒輪直徑較大，則制成齒冠，用螺釘與輪輻聯(lián)接。聯(lián)接螺栓如用光制，則按剪切計(jì)算；如用粗制，則須配裝抗剪套，抗剪套是精車的，這時(shí)螺栓按拉伸計(jì)算。如齒輪和車輪分別加工時(shí)，一定要有裝配面。這種帶齒冠的主動輪，去掉齒冠，就可以當(dāng)做從動輪用。 圖2-8 安裝在定心軸上的車輪組 （2）

41、 車輪裝在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)心軸上(見圖2-9)，裝在轉(zhuǎn)軸上成為主動輪，裝在轉(zhuǎn)心軸上則成為從動輪。為了便于裝拆及維護(hù)，廣泛采用將軸承裝在特制的角形軸承箱1中，然后再把軸承箱聯(lián)接到車架上的方式。車輪軸承2通常采用滾動軸承，在可能條件下推薦采用向心球面滾動軸承。這種車輪組安裝拆卸極為方便，便于裝配和維修。因此，廣泛應(yīng)用在現(xiàn)在平車和起重機(jī)中。 圖2-9 安裝在轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)心軸上的車輪組 a) 從動車輪 b) 主動車輪 通常車輪緣與軌道側(cè)面之間設(shè)計(jì)有一定的間隙，在正常運(yùn)行情況下，它們不會接觸。但有時(shí)車輪不在軌道中心部位運(yùn)行，從而發(fā)生車輪輪緣與軌道側(cè)面相接觸(摩擦)的啃軌現(xiàn)象。 大小車輪的垂

42、直偏斜值a，即測量長度L的下端點(diǎn)到鉛垂線的距離，其值不應(yīng)超過L / 350。兩側(cè)車輪的垂直偏斜方向應(yīng)呈“V”狀，即車輪上部應(yīng)向外，當(dāng)平車受載后車輪就會趨近垂直。 為了校正車輪的垂直偏斜值a，應(yīng)在角形箱與水平定位鍵或水平定位健與端梁彎板間加墊來解決。在車輪的哪邊軸承箱處加墊要根據(jù)車輪的偏斜方向而定，如果車輪向右偏，在左邊加墊；反之，則在右邊加墊。 車輪材料應(yīng)根據(jù)驅(qū)動方式、運(yùn)行速度和平車工作類型等因素來確定。對機(jī)械驅(qū)動而速度大于30m/min，中級或中級以上工作類型，建議采用不低于ZG55的鑄鋼，并進(jìn)行表面淬火(火焰淬火或高頻淬火)，硬度不低于HB320-350，淬火深度不小于5mm。對人力驅(qū)

43、動或機(jī)械驅(qū)動輕級工作類型，速度小于30m/min時(shí)，可采用鑄鐵車輪，表面硬度為HB180-240。 2.3.4.2 軌道 軌道用來承受平車車輪傳來的集中壓力，并引導(dǎo)小車運(yùn)行。所以平車用的軌道都采用標(biāo)準(zhǔn)的或特殊的軋制型鋼或鋼軌。它們應(yīng)符合車輪的要求，同時(shí)也應(yīng)考慮如何固定。通常中小型平車，小車軌道采用P型鐵路鋼軌，也可采用方鋼；大型的平車軌道采用P型或QU型專用鋼軌。這些軌道用壓板和螺釘固定。 2.4 供電裝置 圖2-1所示的電氣控制箱4包括車載升壓變壓器和電氣控制系統(tǒng)，提供的電能經(jīng)電氣系統(tǒng)控制平車前進(jìn)或后退運(yùn)行；導(dǎo)電裝置9(如圖2-10)包括摩電塊 91、滑塊92和導(dǎo)框93，導(dǎo)框93

44、固定在車架1上，導(dǎo)框93內(nèi)設(shè)有滑塊92，滑塊92一端與車架1間設(shè)有彈簧10，另一端連接摩電塊91，借助于在軌道上滑動的摩電塊91導(dǎo)電，滑塊92可在導(dǎo)框93內(nèi)上下滑動，主動輪對和被動輪對之間分別設(shè)有兩個導(dǎo)電裝置9，以保證摩電塊91始終與鋼軌可靠接觸，導(dǎo)電裝置9將軌道饋送的36V交流電引接到平車上并通過電纜送至電氣控制箱4，摩電塊91磨損較大時(shí)，可轉(zhuǎn)過90度再用，導(dǎo)電裝置9和車架1是絕緣的；車架1前后各設(shè)一個連接掛鉤11，必要時(shí)可以牽引其他平車或被牽引；車架1兩側(cè)設(shè)置起吊孔12便于吊運(yùn)；車架1底部設(shè)有警示燈13，警示燈13與電氣控制箱4內(nèi)的電氣控制系統(tǒng)電連接，在車體運(yùn)動時(shí)，可以起到警示作用；車架1

45、底部設(shè)有光電開關(guān)14，光電開關(guān)14與電氣控制箱4內(nèi)的電氣控制系統(tǒng)電連接，光電開關(guān)14用來檢測車體前方是否有障礙物，當(dāng)與障礙物之間的距離達(dá)到設(shè)定的最小距離時(shí)，車體自動停止，提高安全性；車輪2和車軸7間設(shè)有絕緣套15和絕緣墊，絕緣套15上設(shè)有內(nèi)外鍵，分別與車輪2和車軸7相配合，絕緣套15采用高機(jī)械性能的絕緣材料尼龍制成，通過絕緣套15的帶動可以使車輪2和軸7同步轉(zhuǎn)動，同時(shí)還可以防止車身帶電。 圖2-10 供電裝置 91摩電塊92滑塊93導(dǎo)框 3. 力能參數(shù)計(jì)算 3.1 車輪與軌道的選擇 表3-1 電動平車的原始參數(shù)要求 載重量(t) 估計(jì) 自重(

46、t) 軌 距 鋼軌規(guī)格kg/m 工作 類型 車面 高度 車面大小 走行速度 (m/min) 鋼坯溫度 運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)率% 90 21 1435 P50 中級 900 11m×2.6m 20 850℃ 25% 根據(jù)表3-1，小車運(yùn)行速度, ,工作類型為中級，查表3-3，初選車輪直徑為 (車輪踏面直徑)。結(jié)合表3-2，初選軌道型號為P50。 常用車輪直徑規(guī)格和相應(yīng)的軌道型式見表3-2。 表3-2 車輪直徑規(guī)格和相應(yīng)的軌道型號 小車車輪 大車車輪 車輪直徑mm Φ250 Φ350 Φ400 Φ500 Φ500 Φ600 Φ7

47、00 Φ800 Φ900 軌道型號 P11 P18 P24 P38 P43 P38 QU70 P38 P43 QU70 P43 P50 QU70 QU70 QU80 表3-3 車輪組最大許用輪壓 3.2 車輪強(qiáng)度校核 3.2.1 車輪的計(jì)算輪壓 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，車輪在使用中，多為疲勞損壞。因此，對車輪應(yīng)按第Ⅰ類載荷情況進(jìn)行疲勞計(jì)算，再按第Ⅱ類載荷進(jìn)行強(qiáng)度校核。 查《起重運(yùn)輸機(jī)械》，車輪的等效輪壓 (3-1) 其中最大輪壓Pmax = (Q +G

48、)/4 = (900 + 210)/4 kN =277.5 kN；最小輪壓Pmin =G/4 = 210/4 kN =52.5 kN。 帶入公式(3-1)，得等效輪壓 查《起重運(yùn)輸機(jī)械》，車輪的計(jì)算輪壓Pj由下式求出，即 　　 　　　　 (3-2) 式中: kc— 沖擊系數(shù)，與運(yùn)行速度有關(guān)，其值見表3-4； γ— 載荷變化系數(shù)，其值根據(jù)等效載荷Qd與小車的自重G的比值從表3-5中選取 (等效載荷，為等效系數(shù)，對于中級取0.6) 。 帶入公式(3-2)，得 表3-4

49、 沖擊系數(shù) 載荷情況 運(yùn)行速度m/s ≤1 ＞1—1.5 ＞1.6—3 ＞3 第Ⅰ類載荷 kcⅠ 1.0 1.05 1.1 1.15 第Ⅱ類載荷 kcⅡ 1.0 1.1 1.2 1.3 表3-5 載荷變化系數(shù) Qd/G 0.05 0.10 0.15 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.9 1.1 1.5 ≥1.6 γ 0.98 0.96 0.94 0.92 0.90 0.88 0.86 0.85 0.84 0.83 0.82 0.81 0.8 強(qiáng)度校核時(shí)的最大計(jì)算

50、輪壓 　　　　　　　　　　　　 (3-3) 帶入公式(3-3)，得 3.2.2 車輪踏面疲勞接觸應(yīng)力計(jì)算 車輪與軌道為線接觸情況，這時(shí)軌頂?shù)那拾霃綖椤?，車輪半徑r= Dc /2=700/2 mm,根據(jù)赫茲公式可導(dǎo)出線接觸時(shí)的局部擠壓應(yīng)力為 ≤ (3-4) 式中 b—車輪與軌道的有效接觸寬度(取b =80 mm=8 cm)； Dc—車輪踏面直徑(cm)； —線接觸時(shí)的許用接觸應(yīng)力見表3-6。 帶入公式(3-4)，得

51、 所以滿足要求 表3-6 許用接觸應(yīng)力 代號 車輪材料 許用接觸應(yīng)力(MPa) 最大許用接觸應(yīng)力(MPa) Ⅰ ZG55Ⅱ 650—750 800—900 Ⅱ ZG55SiMn 700—800 850—950 Ⅲ ZG50MnMo 800—850 950—1050 3.2.3 強(qiáng)度校核計(jì)算 車輪與軌道為線接觸情況： 　 (3-5) 帶入公式(3-5)

52、，得 所以滿足要求 3.3 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 3.3.1 運(yùn)行阻力矩的計(jì)算 3.3.1.1 平穩(wěn)運(yùn)行階段 在小車運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)須克服摩擦阻力、道路坡度阻力和風(fēng)阻力；其中摩擦阻力是最主要的阻力，我們在這里就不考慮道路坡度阻力和風(fēng)阻力。 圖3-1 小車運(yùn)行時(shí)，其主要摩擦阻力矩有：①車輪踏面在軌道上的滾動摩擦阻力矩；②車輪軸承的摩擦阻力矩；③附加摩擦阻力矩(包括車輪輪緣與軌道的摩擦阻力矩和軌道的彎曲及不平坦處的阻力矩等)。 考慮①、②兩項(xiàng)摩擦阻力矩時(shí) 考慮

53、①、②、③/兩項(xiàng)摩擦阻力矩時(shí) (3-7) 式中 G、Q—分別為小車重量和起重量； k—滾動摩擦系數(shù)，它與車輪和軌道的機(jī)械 性質(zhì)、幾何尺寸及接觸表面情況有關(guān)，從表3-7查得k=0.0006； μ—車輪軸承摩擦系數(shù)，從表3-8查得μ=0.015； d—軸承內(nèi)徑,我們選取的軸承32230內(nèi)徑d=0.15m； β—車輪輪緣與軌道的摩擦、軌道的彎曲與不平行性、軌道不直以及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)車輪的擺動等因素有關(guān)，從表3-9查得β=1.5。 表3-7 滾動摩擦系數(shù)

54、表3-8 車輪軸承摩擦系數(shù) 表3-9 附加摩擦阻力系數(shù) 帶入公式(3-7)，得 相應(yīng)的運(yùn)行摩擦阻力 (3-8) 其中Dc—車輪直徑 帶入公式(3-8)，得 由于我們設(shè)計(jì)的小車不考慮道路坡度阻力和風(fēng)阻力，所以在平穩(wěn)運(yùn)行階段，電動機(jī)軸上須克服的靜阻力 靜阻力矩為 (3-9) 其中η為運(yùn)行機(jī)構(gòu)的效率，取η=0.95；i為減速器的傳動比，我們選取的GKA127三合一減速器的傳動比i =10

55、9.66 帶入公式(3-9)，得 3.3.1.2 啟動階段 在啟動加速階段，電動機(jī)除克服上述平穩(wěn)運(yùn)行的靜阻力外，還必須克服運(yùn)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動質(zhì)量和移動質(zhì)量的慣性力。 l 使運(yùn)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動零件加速時(shí)(換算到第Ⅰ軸上)的動力矩。 查《起重運(yùn)輸機(jī)械》，得 (3-10) 式中 m—運(yùn)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動的電動機(jī)臺數(shù)， m = 1； C—校正系數(shù)，通常取C = 1.10~1.20； (GD2)1 —第一根軸上零件的飛輪矩，是聯(lián)軸器的飛輪矩與電動機(jī)的飛輪矩之和， (GD2)1 = 5

56、0+1.5 N·m2 = 51.5 N·m2； —電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，我們選取的電動機(jī)= 940 r/min； tq —電動機(jī)的啟動時(shí)間，通常取tq =5s (表3-10)。 帶入公式(3-10)，得 N·m N·m l 使帶載荷的小車質(zhì)量水平移動加速時(shí)(換算到第Ⅰ軸上)的動力矩。 查《起重運(yùn)輸機(jī)械》，得 (3-11) 式中 Vc—小車運(yùn)行速度(m/min)； Dc —車輪直徑(m) 。 帶入公式(3-11)，得 在起動時(shí)，電動機(jī)要克

57、服的總阻力矩，即一臺電動機(jī)應(yīng)發(fā)出的平均起動力矩 (3-12) 帶入公式(3-12)，得 3.3.2 電動機(jī)和減速器的選擇 3.3.2.1 電動機(jī)的選擇 滿載運(yùn)行時(shí)電動機(jī)的靜功率 (3-13) 帶入公式(3-13)，得 電動機(jī)的實(shí)際功率 (3-14) 式中—電動機(jī)功率的增大系數(shù)。因?yàn)檫\(yùn)行機(jī)構(gòu)所驅(qū)動的運(yùn)行部分質(zhì)量

58、較大，而運(yùn)行速度較高，其起動、制動時(shí)加速度也較大，因而附加的慣性力矩對機(jī)構(gòu)的影響也較大，故將靜功率乘以增大系數(shù)選擇電動機(jī)。 表3-10 運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動機(jī)的增大系數(shù)推薦值 運(yùn)行速度(m/min) 30 60 90 120 150 180 起動時(shí)間(sec) 5 6 6.5 7.5 8 9 滾動軸承 1.2 1.6 2.0 2.2 2.4 2.6 滑動軸承 1.0 1.15 1.3 1.5 1.8 2.2 取= 1.2，帶入公式(3-14)，得 N 因此初選電動機(jī)的型號為YZR160M2-6，根據(jù)表3-1運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)率

59、為25%，查得其額定功率Pe=7.5 kW，同步轉(zhuǎn)速n1=940 r/min，飛輪矩為1.5。 3.3.2.2 減速器的選擇 運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作時(shí)經(jīng)常處在起動和制動過程中。由于小車的慣性大，其計(jì)算載荷Pd按起動時(shí)的工況來確定。 (3-15) 式中 —小車平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的阻力； —小車起動時(shí)移動部分質(zhì)量的慣性力，，帶入數(shù)據(jù)得 = 7400 N —小車運(yùn)行速度。 帶入公式(3-15)，得 減速器的實(shí)際輸入功率為：

60、 (3-16) 其中m’為同級傳動減速器的個數(shù) 帶入公式(3-16)，得 由電機(jī)轉(zhuǎn)速與車輪轉(zhuǎn)速確定減速器的傳動比為 (3-17) 其中 帶入公式(3-17)，得 我們選擇GKA127-YZR160M2-6型號的減速器，其參數(shù)為 減速器需要的電機(jī)功率[N]=7.5 kW，輸出轉(zhuǎn)速n =8.8r/mi

61、n，輸出轉(zhuǎn)矩T=7773N·m，傳動比i0=109.66，許用徑向載荷P=77330N，使用系數(shù)=1.60，電極數(shù)P=6，質(zhì)量m=470kg。 驗(yàn)證傳動比： 實(shí)際傳動比 實(shí)際運(yùn)行速度 在±15%范圍內(nèi)，所以選擇的減速器滿足要求。 3.3.2.3 驗(yàn)算起動時(shí)間 查《起重運(yùn)輸機(jī)械》可得出計(jì)算起動時(shí)間的公式如下 (3-18) 帶入公式(3-18)，得 滿足要求 3.3.2.4 驗(yàn)算平均加速度 為避免起動時(shí)有過大沖擊，有時(shí)須求出起動時(shí)的平均加速度

62、a使其不大于表3-9所列的數(shù)值。 (3-19) 帶入公式(3-19)，得 滿足要求 表3-9 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平均加速度a值 3.3.2.5 電動機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算 一般情況下，作機(jī)構(gòu)的負(fù)荷圖是比較困難的，因此多采用系數(shù)法進(jìn)行電動機(jī)的發(fā)熱驗(yàn)算。要求 (3-20) 式中 —相當(dāng)于運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)率為25%時(shí)電動機(jī)的額定功率； —機(jī)構(gòu)運(yùn)行滿載時(shí)電

63、動機(jī)的靜功率； —換算系數(shù)，運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)率為25%，工作類型為中級時(shí)，取k=0.75； —考慮起動及工作時(shí)間對發(fā)熱影響的系數(shù)，可根據(jù)起動時(shí)間對平均起動時(shí)間的比值(從表3-10中查)從圖3-2中查出。 圖3-2 表3-10 起動時(shí)間對平均起動時(shí)間的比值 帶入公式(3-20)，得 滿足要求 3.3.3 打滑驗(yàn)算 3.3.3.1 1、起動時(shí)的不打滑條件 小車的運(yùn)行是由于電動機(jī)所發(fā)出的驅(qū)動力矩傳給主動輪軸后，使車輪轉(zhuǎn)動。如此時(shí)車輪圓周切向力不大于車輪與軌道的最大粘著力，則車輪能滾動前進(jìn)；否則將出現(xiàn)車輪在軌道上大

64、話的現(xiàn)象(既有滾動，又有滑動)。因?yàn)槠饎訒r(shí)主動車輪圓周切向力最大，容易發(fā)生打滑，所以在起動時(shí)需要進(jìn)行驗(yàn)算，如圖3-3所示，起動時(shí)電動機(jī)傳給主動車輪軸上的驅(qū)動力矩Mq’，應(yīng)等于它克服的運(yùn)行阻力矩(它包括小車移動質(zhì)量的慣性力矩、從動輪的摩擦阻力矩和主動輪的滾動摩擦阻力矩)，考慮最可能打滑的情況應(yīng)按機(jī)構(gòu)五載工作及主動車輪輪緣不擦軌道邊緣時(shí)的情況進(jìn)行計(jì)算： 圖3-3 在主動車輪上的圓周力為： (3-21) 其中主動輪輪壓 從動輪輪壓 帶入公式(3-21)，得 主動車輪與軌道接觸處所能產(chǎn)生的最大粘著力為

65、 (3-22) 帶入公式(3-22)，得 為了保證不打滑，因此設(shè)計(jì)時(shí)常使粘著力與圓周切向力之比不小于規(guī)定的安全系數(shù)，即 (3-23) 帶入公式 (3-23)，得 滿足要求 以上各式中 nz —防止打滑的安全系數(shù)。常取1.05~1.2； P1—主動車輪的輪壓； P2—從動輪壓；  f —粘著系數(shù)，即滑動

66、靜摩擦系數(shù)，對室內(nèi)工作的小車取 f =0.2； β—附加阻力系數(shù)，對從動輪取1.5；  tq—空載啟動時(shí)間。 3.3.3.2 制動時(shí)的不打滑條件 制動時(shí)不打滑的條件與起動時(shí)基本相同，但因摩擦阻力矩是幫助制動的，故將公式(3-21)改成 (3-24) 帶入公式(3-24)，得 帶入公式 (3-23)，得 滿足要求 3.3.4 聯(lián)軸器的選擇 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 (3-25) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，由于減速器的輸出轉(zhuǎn)矩，則 帶入公式(3-25)，得 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于兩周器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，選用GICLZ8鼓形齒式聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。 3.4 軸與軸承的設(shè)計(jì)及校核 3.4.1 軸的設(shè)計(jì)及校核 3.4.1.1 主動車輪組軸的設(shè)計(jì)及校核 l 輸出軸的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T 減速器的輸出功率 減速器的輸出轉(zhuǎn)速 減速器的輸出轉(zhuǎn)矩 l 初步確