港口起重機第六章-回轉(zhuǎn)機構(gòu)課件

2023/1/41第六章回轉(zhuǎn)機構(gòu)

一．概述

回轉(zhuǎn)機構(gòu)：使起重機回轉(zhuǎn)部分在水平面內(nèi)繞回轉(zhuǎn)中心線轉(zhuǎn)動的機構(gòu)

回轉(zhuǎn)類型起重機中必有的工作機構(gòu)1．回轉(zhuǎn)機構(gòu)的作用

起重機回轉(zhuǎn)部分對非回轉(zhuǎn)部分——貨物繞回轉(zhuǎn)中心線回轉(zhuǎn)運動

→貨物水平面內(nèi)移動2．回轉(zhuǎn)機構(gòu)的組成：回轉(zhuǎn)支承裝置、回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3．回轉(zhuǎn)機構(gòu)的類型：轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)機構(gòu)、柱式回轉(zhuǎn)機構(gòu)二．回轉(zhuǎn)支承裝置1．回轉(zhuǎn)支承裝置的作用（1）聯(lián)接回轉(zhuǎn)部分與非回轉(zhuǎn)部分——保證確定的回轉(zhuǎn)運動→對中（2）承載，傳力（垂直力、水平力、傾復(fù)力矩）（3）防止回轉(zhuǎn)部分傾覆2．回轉(zhuǎn)支承裝置的型式（1）柱式回轉(zhuǎn)支承裝置：轉(zhuǎn)柱式、定柱式（2）轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承裝置：滾輪式、滾子式、滾動軸承式2022/12/291第六章回轉(zhuǎn)機構(gòu)一．概述2023/1/42

2．回轉(zhuǎn)支承裝置的型式

（1）柱式回轉(zhuǎn)支承裝置：

立柱

+兩個支承（上支承、下支承） ——上、下支承距離↑，水平力↓

立柱工作狀態(tài)→轉(zhuǎn)柱式、定柱式

1）定柱式回轉(zhuǎn)支承裝置 立柱——固定→定柱回轉(zhuǎn)部分——“鐘罩” 上支承：承受水平力+垂直力 下支承：承受水平力 滾輪——回轉(zhuǎn)部分上 滾道座圈——定柱上22022/12/2922．回轉(zhuǎn)支承裝置的型式232）轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承裝置立柱——回轉(zhuǎn)→轉(zhuǎn)柱——插入門座中 上支承——承受水平力→徑向軸承 水平滾輪——轉(zhuǎn)柱上（或門架上） 滾道座圈——門架上（或轉(zhuǎn)柱上） 下支承——承受水平力+垂直力→徑向止推軸承332）轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承裝置32023/1/442023/1/44（2）轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承裝置:

大型轉(zhuǎn)盤+滾動體（滾輪、滾子、滾珠或滾柱等）+

+穩(wěn)定裝置（反滾輪，中心軸樞） 滾動體的形式→滾輪式、滾子夾套式、滾動軸承式

1）滾輪式：滾輪——回轉(zhuǎn)部分上：圓柱或圓錐垂直載荷→滾輪支架→滾輪→滾道→固定部分對中：中心軸樞或水平滾輪水平載荷：中心軸樞或水平滾輪防傾：反滾輪

2）滾子夾套式：多個直徑較小的滾子 心軸——夾套 上軌道——前后兩段環(huán)形 下軌道——圓形垂直載荷→滾子→固定部分對中：中心軸樞或水平滾輪水平載荷：中心軸樞或水平滾輪防傾：反滾輪滾輪式滾子式2022/12/2942022/12/294（2）轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)2023/1/453）滾動軸承式回轉(zhuǎn)座圈+固定座圈+滾動體+隔離圈垂直載荷、水平載荷、傾復(fù)力矩及對中→滾動軸承型式：滾動體的型式→滾珠（球）、滾柱滾動體的排列→單列、雙列、三列單排四點接觸球式雙排球式單排交叉滾柱式三排滾柱式2022/12/2953）滾動軸承式單排四點接觸球式雙排球式2023/1/463．回轉(zhuǎn)支承裝置的計算（1）回轉(zhuǎn)支承裝置設(shè)計任務(wù)

1）確定回轉(zhuǎn)支承裝置的型式——選型柱式、轉(zhuǎn)盤式2）進行載荷計算計算水平力H、垂直力V、傾復(fù)力矩M3）確定滾輪、軌道、軸承等支承部件4）確定配重（2）計算載荷

1）工作狀態(tài)正常載荷——疲勞強度、磨損或壽命計算幅度→RX

=（0.7~0.8）Rmax不計風載荷等效起重量、平穩(wěn)起（制）動

P偏Ⅰ

、P回離、P回慣、P齒Ⅰ

P齒——最后一對開式齒輪傳動的嚙合力2022/12/2963．回轉(zhuǎn)支承裝置的計算2023/1/472）工作狀態(tài)最大載荷——靜強度、靜剛度和穩(wěn)定性計算按以下兩種工況分別計算，取較大值：①起升質(zhì)量離地提升工況：

Rmax

、最大坡度角方向

工作狀態(tài)最大風沿臂架方向從后向前吹起升質(zhì)量——φ2（起升動載系數(shù)）回轉(zhuǎn)部分自重——φ1（起升沖擊系數(shù)）②考慮變幅或運行與回轉(zhuǎn)同時起（制）動慣性力：裝卸類型起重機：變幅與回轉(zhuǎn)同時起（制）動慣性力安裝類型起重機：運行與回轉(zhuǎn)同時起（制）動慣性力

Rmax、αⅡ、PQ、PG回、PfⅡ、P齒Ⅰ3）非工作狀態(tài)最大載荷——靜強度、靜剛度和穩(wěn)定性計算按以下兩種工況分別計算，取較大值：

①最大風載荷工況

Rmin、空載、非工作狀態(tài)最大風PfⅢ沿臂架方向從后向前吹

②動、靜載試驗工況

Rmax、無風，僅起升機構(gòu)工作 試驗載荷：動載—1.10PQ、靜載—1.25PQ2022/12/2972）工作狀態(tài)最大載荷——靜強度、靜剛度2023/1/48

3）載荷組合水平載荷：垂直載荷：傾復(fù)力矩： 考慮：臂架擺動平面、垂直臂架擺動平面（3）配重的作用及確定原則

1）作用：①減少回轉(zhuǎn)支承所受的傾覆力矩②改善回轉(zhuǎn)支承裝置的受力狀況

2）確定原則：不計風載和貨物偏擺 前傾力矩（Rmax，Q+G）=后傾力矩（Rmin，G） 即：∴對重重量：2022/12/2983）載荷組合2023/1/49三．回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置1．特點（1）傳動比大（n=1~3r/min）（2）回轉(zhuǎn)阻力變化很大→常開式制動器（3）回轉(zhuǎn)運動質(zhì)量大，慣性載荷大→極限力矩限制器（4）根據(jù)需要調(diào)速2．回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的構(gòu)造及型式（1）組成①原動機：電動機、液壓馬達、內(nèi)燃機②傳動裝置：減速、換向、制動裝置及過載保護裝置等③末級開式齒輪傳動：小齒輪+大齒圈（或銷輪）

（2）布置方式

①驅(qū)動部分在回轉(zhuǎn)部分上，最后一級大齒圈（或銷輪）固定

港口起重機多采用

②驅(qū)動部分在非回轉(zhuǎn)部分上，最后一級大齒圈在回轉(zhuǎn)部分上

裝卸船機、斗輪堆取料機、定柱式起重機、塔式起重機2022/12/299三．回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置圓柱圓錐齒輪傳動蝸輪減速器傳動（3）回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的傳動型式1）臥式電機驅(qū)動圓柱圓錐齒輪傳動蝸輪減速器傳動（3）回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的傳動型式立式圓柱齒輪減速器傳動行星齒輪減速器傳動

液壓驅(qū)動

2）立式電機驅(qū)動立式圓柱齒輪減速器傳動行星齒輪減速器傳動液壓驅(qū)動2）立2023/1/412

3．回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置計算（1）回轉(zhuǎn)阻力矩：Mz=Mm+Mf+Mp1）摩擦阻力矩Mm：回轉(zhuǎn)支承裝置中 根據(jù)回轉(zhuǎn)支承型式而不同

2）風阻力矩Mf：回轉(zhuǎn)部分風載荷產(chǎn)生

Mf=PfQ×Rmax×Sinφ+Pfh×l×Sinφ =Mfmax×Sinφ

Mf

變化，當φ=90°→Mfmax

疲勞計算：

3）傾斜阻力矩Mp：坡道傾斜引起

Mp=G×l×Sinγ×Sinφ+Q×Rmax×Sinγ×Sinφ

=Mpmax×Sinφ

Mp

變化，當φ=90°→Mpmax

疲勞計算：2022/12/29123．回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置計算2023/1/413（2）電動機的選擇及校驗

1）計算回轉(zhuǎn)靜功率：

2）初選電動機：考慮電動機起動的影響

根據(jù)：

Kd——功率增大系數(shù)：Kd=1.2~1.8考慮：回轉(zhuǎn)機構(gòu)接電持續(xù)率JC值

電動機工作制、轉(zhuǎn)速nd

→選出電動機型號

2022/12/2913（2）電動機的選擇及校驗14

3）電動機校驗①起動時間校驗 起動時間：控制范圍：無風時，tq=3~5（s）

有風時，tq=3~5（s）

②發(fā)熱校驗 滿足：N≥NS

式中：

N

——電動機在相應(yīng)接電持續(xù)率時的輸出功率

NS——穩(wěn)態(tài)平均功率

③過載校驗

電動機額定功率：143）電動機校驗2023/1/415（3）選擇減速器 傳動裝置總傳動比：

傳動比分配：

減速器i1→選擇、開式齒輪傳動i2→設(shè)計（4）選擇制動器——常開式制動器——電機軸上 順風、下坡時，在規(guī)定時間內(nèi)能可靠停住

一般在高速軸制動器后裝設(shè)有極限力矩限制器.

①當裝設(shè)極限力矩限制器時：

制動力矩由極限力矩限制器決定

Mjl

→制動器軸②當不裝設(shè)極限力矩限制器時： 回轉(zhuǎn)阻力矩→制動器軸2022/12/2915（3）選擇減速器2023/1/416（5）極限力矩限制器——保護電動機、傳動零件 極限力矩限制器摩擦力矩Mjl的確定原則： 正常起、制動時不打滑 過載→打滑

——電動機轉(zhuǎn)子、電動機軸上制動輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量ic——電動機至極限力矩聯(lián)軸器的傳動比η——電動機至極限力矩聯(lián)軸器的傳動效率2022/12/2916（5）極限力矩限制器——保護電動機、2023/1/417第六章回轉(zhuǎn)機構(gòu)

一．概述

回轉(zhuǎn)機構(gòu)：使起重機回轉(zhuǎn)部分在水平面內(nèi)繞回轉(zhuǎn)中心線轉(zhuǎn)動的機構(gòu)

回轉(zhuǎn)類型起重機中必有的工作機構(gòu)1．回轉(zhuǎn)機構(gòu)的作用

起重機回轉(zhuǎn)部分對非回轉(zhuǎn)部分——貨物繞回轉(zhuǎn)中心線回轉(zhuǎn)運動

→貨物水平面內(nèi)移動2．回轉(zhuǎn)機構(gòu)的組成：回轉(zhuǎn)支承裝置、回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3．回轉(zhuǎn)機構(gòu)的類型：轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)機構(gòu)、柱式回轉(zhuǎn)機構(gòu)二．回轉(zhuǎn)支承裝置1．回轉(zhuǎn)支承裝置的作用（1）聯(lián)接回轉(zhuǎn)部分與非回轉(zhuǎn)部分——保證確定的回轉(zhuǎn)運動→對中（2）承載，傳力（垂直力、水平力、傾復(fù)力矩）（3）防止回轉(zhuǎn)部分傾覆2．回轉(zhuǎn)支承裝置的型式（1）柱式回轉(zhuǎn)支承裝置：轉(zhuǎn)柱式、定柱式（2）轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承裝置：滾輪式、滾子式、滾動軸承式2022/12/291第六章回轉(zhuǎn)機構(gòu)一．概述2023/1/418

2．回轉(zhuǎn)支承裝置的型式

（1）柱式回轉(zhuǎn)支承裝置：

立柱

+兩個支承（上支承、下支承） ——上、下支承距離↑，水平力↓

立柱工作狀態(tài)→轉(zhuǎn)柱式、定柱式

1）定柱式回轉(zhuǎn)支承裝置 立柱——固定→定柱回轉(zhuǎn)部分——“鐘罩” 上支承：承受水平力+垂直力 下支承：承受水平力 滾輪——回轉(zhuǎn)部分上 滾道座圈——定柱上182022/12/2922．回轉(zhuǎn)支承裝置的型式2192）轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承裝置立柱——回轉(zhuǎn)→轉(zhuǎn)柱——插入門座中 上支承——承受水平力→徑向軸承 水平滾輪——轉(zhuǎn)柱上（或門架上） 滾道座圈——門架上（或轉(zhuǎn)柱上） 下支承——承受水平力+垂直力→徑向止推軸承1932）轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承裝置32023/1/4202023/1/420（2）轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承裝置:

大型轉(zhuǎn)盤+滾動體（滾輪、滾子、滾珠或滾柱等）+

+穩(wěn)定裝置（反滾輪，中心軸樞） 滾動體的形式→滾輪式、滾子夾套式、滾動軸承式

1）滾輪式：滾輪——回轉(zhuǎn)部分上：圓柱或圓錐垂直載荷→滾輪支架→滾輪→滾道→固定部分對中：中心軸樞或水平滾輪水平載荷：中心軸樞或水平滾輪防傾：反滾輪

2）滾子夾套式：多個直徑較小的滾子 心軸——夾套 上軌道——前后兩段環(huán)形 下軌道——圓形垂直載荷→滾子→固定部分對中：中心軸樞或水平滾輪水平載荷：中心軸樞或水平滾輪防傾：反滾輪滾輪式滾子式2022/12/2942022/12/294（2）轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)2023/1/4213）滾動軸承式回轉(zhuǎn)座圈+固定座圈+滾動體+隔離圈垂直載荷、水平載荷、傾復(fù)力矩及對中→滾動軸承型式：滾動體的型式→滾珠（球）、滾柱滾動體的排列→單列、雙列、三列單排四點接觸球式雙排球式單排交叉滾柱式三排滾柱式2022/12/2953）滾動軸承式單排四點接觸球式雙排球式2023/1/4223．回轉(zhuǎn)支承裝置的計算（1）回轉(zhuǎn)支承裝置設(shè)計任務(wù)

1）確定回轉(zhuǎn)支承裝置的型式——選型柱式、轉(zhuǎn)盤式2）進行載荷計算計算水平力H、垂直力V、傾復(fù)力矩M3）確定滾輪、軌道、軸承等支承部件4）確定配重（2）計算載荷

1）工作狀態(tài)正常載荷——疲勞強度、磨損或壽命計算幅度→RX

=（0.7~0.8）Rmax不計風載荷等效起重量、平穩(wěn)起（制）動

P偏Ⅰ

、P回離、P回慣、P齒Ⅰ

P齒——最后一對開式齒輪傳動的嚙合力2022/12/2963．回轉(zhuǎn)支承裝置的計算2023/1/4232）工作狀態(tài)最大載荷——靜強度、靜剛度和穩(wěn)定性計算按以下兩種工況分別計算，取較大值：①起升質(zhì)量離地提升工況：

Rmax

、最大坡度角方向

工作狀態(tài)最大風沿臂架方向從后向前吹起升質(zhì)量——φ2（起升動載系數(shù)）回轉(zhuǎn)部分自重——φ1（起升沖擊系數(shù)）②考慮變幅或運行與回轉(zhuǎn)同時起（制）動慣性力：裝卸類型起重機：變幅與回轉(zhuǎn)同時起（制）動慣性力安裝類型起重機：運行與回轉(zhuǎn)同時起（制）動慣性力

Rmax、αⅡ、PQ、PG回、PfⅡ、P齒Ⅰ3）非工作狀態(tài)最大載荷——靜強度、靜剛度和穩(wěn)定性計算按以下兩種工況分別計算，取較大值：

①最大風載荷工況

Rmin、空載、非工作狀態(tài)最大風PfⅢ沿臂架方向從后向前吹

②動、靜載試驗工況

Rmax、無風，僅起升機構(gòu)工作 試驗載荷：動載—1.10PQ、靜載—1.25PQ2022/12/2972）工作狀態(tài)最大載荷——靜強度、靜剛度2023/1/424

3）載荷組合水平載荷：垂直載荷：傾復(fù)力矩： 考慮：臂架擺動平面、垂直臂架擺動平面（3）配重的作用及確定原則

1）作用：①減少回轉(zhuǎn)支承所受的傾覆力矩②改善回轉(zhuǎn)支承裝置的受力狀況

2）確定原則：不計風載和貨物偏擺 前傾力矩（Rmax，Q+G）=后傾力矩（Rmin，G） 即：∴對重重量：2022/12/2983）載荷組合2023/1/425三．回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置1．特點（1）傳動比大（n=1~3r/min）（2）回轉(zhuǎn)阻力變化很大→常開式制動器（3）回轉(zhuǎn)運動質(zhì)量大，慣性載荷大→極限力矩限制器（4）根據(jù)需要調(diào)速2．回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的構(gòu)造及型式（1）組成①原動機：電動機、液壓馬達、內(nèi)燃機②傳動裝置：減速、換向、制動裝置及過載保護裝置等③末級開式齒輪傳動：小齒輪+大齒圈（或銷輪）

（2）布置方式

①驅(qū)動部分在回轉(zhuǎn)部分上，最后一級大齒圈（或銷輪）固定

港口起重機多采用

②驅(qū)動部分在非回轉(zhuǎn)部分上，最后一級大齒圈在回轉(zhuǎn)部分上

裝卸船機、斗輪堆取料機、定柱式起重機、塔式起重機2022/12/299三．回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置圓柱圓錐齒輪傳動蝸輪減速器傳動（3）回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的傳動型式1）臥式電機驅(qū)動圓柱圓錐齒輪傳動蝸輪減速器傳動（3）回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的傳動型式立式圓柱齒輪減速器傳動行星齒輪減速器傳動

液壓驅(qū)動

2）立式電機驅(qū)動立式圓柱齒輪減速器傳動行星齒輪減速器傳動液壓驅(qū)動2）立2023/1/428

3．回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置計算（1）回轉(zhuǎn)阻力矩：Mz=Mm+Mf+Mp1）摩擦阻力矩Mm：回轉(zhuǎn)支承裝置中 根據(jù)回轉(zhuǎn)支承型式而不同

2）風阻力矩Mf：回轉(zhuǎn)部分風載荷產(chǎn)生

Mf=PfQ×Rmax×Sinφ+Pfh×l×Sinφ =Mfmax×Sinφ

Mf

變化，當φ=90°→Mfmax

疲勞計算：

3）傾斜阻力矩Mp：坡道傾斜引起

Mp=G×l×Sinγ×Sinφ+Q×Rmax×Sinγ×Sinφ

=Mpmax×Sinφ

Mp

變化，當φ=90°→Mpmax

疲勞計算：2022/12/29123．回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置計算2023/1/429（2）電動機的選擇及校驗

1）計算回轉(zhuǎn)靜功率：

2）初選電動機：