电动葫芦设计方法(5)

2．运行机构的设计计算

2.1 运行机构方案设计

    运行机构是t动葫芦的重要组成部分，它的作用是实现电动葫芦的水平运动。电动葫芦的运行机构多为自行式，该机构一般由装在小车上的电动机，制动器，减速装置，车轮和轨道组成。

    电动葫芦小车的驱动方式有单边驱动，双边驱动和全轮驱动三种。单边驱动t结构简单，制造安装方便，单边驱动的结构简单，制造、安装方便，有着更为广泛的应用。

2.2 车轮

2.2.1 车轮的材料与构造

    运行机构的车轮多用铸钢制造，一般用ZG35,负荷大的车轮用合金钢制成。小尺寸的车轮也可用锻钢。运行于工字钢下翼缘上的车轮，为了减少车轮与轨道接触线因圆周速度不同而产生的附加摩擦阻力与磨损，常将车轮踏面制成圆弧状。为了导向和防止脱轨，电动葫芦的车轮一般有单边的缘轮，其高度约为15-20mm并带有1：6的锥度。

2.2.2 车轮具体见图

2.2.3 车轮的计算

2.2.3.1 计算轮压

    电动葫芦车轮的计算轮压一般由起升载荷，自重载荷及冲击载荷构成。计算轮压按下式计i：

    Fc=

        式中  Fc----车轮踏面疲劳计算轮压

              Fmax—设备正常工作时的最大轮压

              Fmin--设备正常工作时的最小轮压

2.2.3.2 车轮踏面疲劳计算

    根据车论与轨道接触情况不同分为线接触和点接触两种。

（1） 线接触 ，按下式计算

       

    式中---与材料有关的许用线接触应力常数（Mpa）钢制车轮的按表4-4

         ---车轮直径（mm）

         ---车轮与轨道的有效接触长度(mm)

        ---转速系数，按表4-5选取

        工作级别系数，按表4-6选取

     (2)点接触，按下式计算，

      

式中  ---与材料有关的许用点接触应力常数（Mpa）钢制车轮的k1按表4-4选取

       ---曲率半径，为车轮曲率半径与轨道曲率半径中之大值按表4-3选取

       ---由轨道顶与车轮的曲率半径之比所确定的系数，按表4-7选取

2.3. 轨道横梁的选择.

    电动葫芦运行机构的支撑轨道通常选用热轧普通工字钢（GB/T706-1988），计算如下:

(1)  刚度条件

    支撑轨道的刚度条件

式中 ——起升载荷（N）；

——电动葫芦自重载荷（N）；

L——轨道两端跨矩（mm）；

E——弹性模量，（MPa）；

——轨道跨中截面对水平形心轴惯性就矩（mm⁴）.

 (2)  强度条件

1）整体弯曲应力         

    轨道的弯曲s力由整体和局部弯曲应力构成，受力如图

，

式中  ——轨道中截面上的弯曲应力（MPa）；

         ——起升载荷（N）；

     ——电动葫芦自重载荷（N）；

    ——轨道单位长度自重q=280N/m;

    L——轨道两端跨距（mm）

   h——轨道>表面至截面水平形心轴的距离（mm）

    ——起升载荷动载系数，通常

    ——运行冲击载荷系数取，按表面4-8选取

    ——轨道跨中截面对水平形心轴惯性矩，见附录表F12                

2）局部弯曲应力

    车轮轮压引起轨道局部弯曲应力计算简图（如图2-2）

           

图2-2  车轮轮压引起轨道局部弯曲应力计算简图

a)局部弯曲计算简图  b)“Ⅰ”点受力简图     c)“Ⅱ”点受力简图

局部弯曲应力主要计算Ⅰ、Ⅱ两点，计算公式如下:

下翼缘自由边的下表面点Ⅰ处：

            

            

    下翼缘自由边的下表面点Ⅱ处：

式中   ——点Ⅰ处X方向的应力（MPa）；

——点Ⅰ处Z方向的应力（MPa）；

——点Ⅱ处Z方向的应力（MPa）；

——车轮最大轮压aN）；

 ——工字钢平均腿厚（mm）；

——系数，常取；

——系数，常取；

——系数，常取2.5。

3）、合成应力

Ⅰ、Ⅱ两点的合成应力分别按上式计算。

Ⅰ点处合成应力：

 

Ⅱ点处合成应力：

  

式中  ——点Ⅰ处合成应力（MPa）；

——点Ⅱ处合成应力（MPa）；

——许用应力，一般地，对于Q235钢, 取;

对于A3钢，取。