牵引机构设计计算优化方案

牵引机构属短时间断工作制，负荷率不高，通常按JC25%选用电动机、减速器和制动器，并按以下步骤进行设计计算：

1）选定牵引机构类型及布置方案。

2）根据炉子工作性质确定牵引速度v，常用的速度范围为v=6～15m/min。

3）根据台车负荷和行走机构类型按式（11-56）确定牵引力F。

4）根据牵引机构类型确定工作轮尺寸，其要点如下：

① 钝轮式牵引机构按接触应力确定销齿直径及节距t，然后选择钝轮齿数z₁=9～18，节距p₁=p。

② 链条式牵引机构取安全因数f≈6，选定链条型号及节距p₂，然后选择链轮齿数z₂=11～17。

③ 钢绳式牵引机构取安全因数f≈6，选定钢绳号及直径d，然后选择卷筒直径D₃=（20～25）d。

④ 自行式台车按许用接触应力确定主动车轮直径D₄。

5）确定工作轮转速（r/min）：

钝轮转速

链轮转速

卷筒转速

车轮转速

6）确定总减速比。设所选电动机转速为n，则钝轮机构总减速比I₁=n/n₁；链轮机构总减速比I₂=n/n₂；卷筒机构总减速比I₃=n/n₃；车轮机构总减速比I₄=n/n₄。

7）初定电动机功率P（kW）：

直齿轮减速器

蜗杆减速器

式中 F——牵引力（kW），按式（11-56）计算。

8）选定减速器及分配速比，取I=i_pi。i_p为减速器速比，i为开式齿轮对速比。根据i值大小，可选用一对或两对开式齿轮。

9）复算电动机功率P（kW）

式中 η——总传动效率，η=η₁η₂η₃…，分效率η₁、η₂、η₃…查表11-18。

10）选用联轴器。牵引机构的联轴器常兼作制动轮用，其外径应与制动器相匹配，按式（11-69）计算转矩值T_c，依此选择联轴器。

式中 T_n——所选联轴器的额定转矩（N·m）；

T_c——联轴器的计算转矩（N·m）；

P——电动机功率（kW）；

n——电动机转速（r/min）；

K₁——工作系数，对于台车牵引机构K₁=1.5～1.8；对于环形炉回转机构K₁=1.5～1.8；对于推钢机K₁=2。

11）电动机起动力矩校核（牵引速度v≤10m/min时可不校核），校核步骤如下：

静阻力功率P_j（kW）

式中 F——台车静阻力，即行走阻力（kN），见式（11-52）～（11-55）；

v′——台车行走速度（m/min）。

静阻力矩M_j（N·m）(https://www.xing528.com)

动力矩M_d（N·m）

式中 GD²——电动机轴上电动机转子、联轴器的飞轮力矩（N·m²）；

η——牵引机构的总效率；

n——电动机转速（r/min）；

t_q——起动时间，t_q=1～3s；

v——台车行走速度（m/s）；

δ——其他传动件对飞轮力矩的影响系数，δ=1.1～1.15。

G′——台车及装载量总质量（kg）。

所需总起动力矩（N·m）为

M_q=M_d+M_j

总起动力矩应等于或小于电动机的平均起动力矩M_p，即M_q≤M_p。对于三相交流电动机，M_p=（0.8～0.9）M_dmax，M_dmax为电动机最大转矩（N·m）；对于三相绕线电动机，M_p=（1.6～1.8）M_dN，M_dN为电动机额定转矩。

实际起动时间（s）

12）牵引机构制动器选择步骤。按最小行走阻力F′，即附加阻力系数β=1时由式（11-52）～（11-55）求得的行走阻力用以计算静阻力矩。

最小静阻力功率

最小静阻力矩

制动轴的制动力矩

式中t_z——制动时间，t_z=1～1.5s。

所需制动力矩为

M′_z=M′_d-M′_j （11-77）

所选制动器的额定制动力矩M_xq应大于M′_z，取M_zq=1.2M′_z。

实际制动时间为

式中 F′——台车最小行走阻力（N）；

v——台车行走速度（m/min）；

P′_j——最小静阻力功率（kW）；

G′——行走部分总质量（kg）；

M′_j——最小静阻力矩（N·m）；

M′_d——制动轴（电动机轴）的制动力矩（N·m）；

M′_zq——所选制动器的额定制动力矩（N·m）；

M′_z——所需制动力矩（N·m）；

t_z——制动时间，t_z=1～1.5s；

GD²——电动机和联轴器的飞轮力矩（N·m²）。

图11-62 钝轮装置机架受力简图（一）