1、第十章回转机构目 录/CONTENTS 1 回转支承装置的类型与构造 2 回转支承装置的计算 3 回转驱动机构的主要形式与构造第1节 回转支承装置的类型与构造第一节 回转支承装置的类型与构造回转支承装置的类型与构造 定柱式回转支承装置的特点是立柱固定在基础上，如门座起重机的门架上、浮式起重机的浮船上、固定式起重机的地基基础上，其回转部分通过上下支承支持在立柱上。图10-1所示为定柱式回转支承装置结构简图，该装置由定柱1、回转部分2、上支承3 和下支承4等组成。一、柱式回转支承装置1 定柱式回转支承第一节 回转支承装置的类型与构造 图10-110-1定柱式回转支承装置1定柱2回转部分3上支承4下
2、支承第一节 回转支承装置的类型与构造 转柱式回转支承装置的结构特点是起重机回转部分与转柱连接成一体一起回转。港口用起重机(图10-4a)大多采用这种回转支承装置，图10-4b 所示为转柱式回转支承装置构造简图。2 转柱式回转支承图10-410-4转柱式回转支承装置的构造简图1转柱2上支承3下支承第一节 回转支承装置的类型与构造 图10-7 所示是滚轮式回转支承装置构造简图。起重机回转部分支承在滚轮上，滚轮可以在圆形轨道上滚动，轨道安装在机座上,用中心轴枢来对中，回转部分的自重通过滚轮、轨道传递到机座上，水平力通常由中心轴枢或水平轮承受(图10-7a)。滚轮可分为圆柱形踏面和圆锥形踏面(图10-
3、7b)，工作中防止回转部分倾倒采用垂直反滚轮(图10-7c)。小型起重机也有将车轮装在槽形轨道两翼缘之间的(图10-7d)，使它起正滚与反滚的作用，其缺点是车轮与轨道磨损后形成大间隙，使车轮在轨道之间产生冲击。二、转盘式回转支承装置1 滚轮式回转支承装置第一节 回转支承装置的类型与构造图10-710-7滚轮式回转支承装置第一节 回转支承装置的类型与构造 图10-8a 所示是滚子式回转支承装置简图,图10-8b、c 所示为滚子构造图。起重机回转部分的载荷通过许多尺寸较小的圆锥或圆柱形滚子传递到机座上。转动部分的环形轨道通常做成前后两段圆弧形,机座上装有圆形轨道,滚子在上、下环形轨道之间滚动。2
4、滚子式回转支承装置图10-810-8滚子夹套式回转支承装置第一节 回转支承装置的类型与构造 滚动轴承式回转支承装置是目前国内外广泛采用的一种支承装置。这种回转支承装置是一个大型的滚动轴承,能承受垂直力、水平力和倾覆力矩。装置中的滚柱或滚珠可以选用一般滚动轴承中标准规格尺寸的滚动体。为保证支承装置的正常工作,对固定轴承座圈的基础要求具有一定的刚度。3 滚动轴承式回转支承装置第2节 回转支承装置的计算第二节 回转支承装置的计算回转支承装置的计算 此类载荷为进行疲劳强度、磨损计算时的等效载荷。等效载荷的工况为：起重机处于(0.7 0.8)Rmax的幅度位置上，起升等效起重量，回转机构平稳制动。应计算
5、回转部分的离心力、回转制动的切向惯性力、货物偏摆时产生的水平力(按计算)，不考虑风载荷。进行载荷组合时，还需考虑回转部分的自重及最后一级开式齿轮传动的啮合力。一、支承装置的计算载荷1 工作状态下的正常载荷(类载荷)第二节 回转支承装置的计算 此类载荷为进行静强度、静刚度和稳定性计算的最大载荷。1)起重机处于最大幅度位置,臂架位于沿地面最大坡度角方向,起升质量突然离地提升的工况。这时以系数?2 考虑起升质量的冲击,以系数?1 考虑回转部分自身质量的冲击作用。2 工作状态下的最大载荷(类载荷)第二节 回转支承装置的计算 2)起重机起吊额定起重量，臂架位于沿地面最大坡度角方向。对于装卸类型的起重机，
6、考虑回转与变幅机构同时起(制)动时的惯性力；对于安装类型的起重机，考虑运行和回转机构同时起(制)动时的惯性力。在这种情况下，要考虑工作状态下的最大风力作用，起升钢丝绳具有最大偏摆角产生的水平力，还需考虑回转部分自重及最后一级开式齿轮传动的啮合力。第二节 回转支承装置的计算 此类载荷为进行静强度、静刚度和稳定性验算用的最大载荷。验算工况可分为以下两种情况:1)起重机处于非工作状态。在此工况下，起重机不吊载、不工作，臂架位于最小幅度位置，受非工作状态下的最大风力作用。2)静态和动态试验时作用的载荷。进行静态试验时，起重量为额定起重量的125%，臂架处于与该额定起重量相应的最大幅度位置上，其余机构不
7、工作,无风。进行动态试验时，起重量为额定起重量的110%，这时要考虑机构动载荷的影响。在上述几种工况中，对于浮式起重机，其坡度角 可以看成浮船的倾角。3 非工作状态下的最大载荷(类载荷)第二节 回转支承装置的计算 表10-1 列出了三种载荷组合的情况,所列各种载荷的含义、求法及代表符号,在第3章中已有叙述,这里仅作以下补充说明:4 载荷组合第二节 回转支承装置的计算 转柱式和定柱式回转支承装置均由一个推力轴承承受垂直力，用上、下支座的水平支承来承受水平力和倾覆力矩。由力的平衡条件可直接求得各支座反力。图10-14 所示的转柱式回转支承装置推力轴承的反力为二、柱式回转支承装置计算图10-1410
8、-14转柱式回转支承装置简图第二节 回转支承装置的计算 滚轮式支承一般由4 只滚轮或4 组滚轮组成,包括转盘直径的确定、中心轴枢计算、轮压计算,下面以图10-15 为例说明它们的计算方法。二、转盘式回转支承装置计算图10-1510-15支承滚轮式回转支承计算简图1 滚轮式回转支承装置计算第二节 回转支承装置的计算 (1)滚道直径计算图10-16 所示为滚子夹套式回转支承装置计算简图,滚道直径确定的原则和轮式回转支承一样,轨道最小直径应满足回转部分在工作状态下最大载荷时的稳定性条件。计算出其最小值后,再根据结构情况进行必要的修正。即图10-1610-16滚子夹套式回转支承装置计算简图1 滚轮式回
9、转支承装置计算第二节 回转支承装置的计算 (2)中心轴枢计算滚子式回转支承的中心轴枢计算与轮式支承中心轴枢的计算基本相同,按第类载荷验算时的拉力为第二节 回转支承装置的计算 (3)滚子压力计算为了使计算简化,可作如下假定:1)所有滚子直径都相等。2)上、下支承环座刚度足够大,支承轨道相互平行。3)滚动体于支承环之间的变形与载荷呈线性关系。这样,按照力的平衡条件,由PV 及M 所引起滚子的压力为第二节 回转支承装置的计算 滚动轴承式回转支承装置计算包括根据结构和载荷大小初步选定轴承的结构形式和尺寸计算出滚动体所受的最大压力,验算滚动体和滚道的接触强度。3 滚动轴承式回转支承装置计算第二节 回转支
10、承装置的计算 滚动轴承式回转支承装置计算包括根据结构和载荷大小初步选定轴承的结构形式和尺寸计算出滚动体所受的最大压力,验算滚动体和滚道的接触强度。3 滚动轴承式回转支承装置计算第3节 回转驱动机构的主要形式与构造第三节 回转驱动机构的主要形式与构造回转驱动机构的主要形式与构造 一般来说,驱动装置主要由以下三部分组成:1)主动机,如电力驱动中的电动机,液压驱动中的液压马达(包括液压动力源),内燃机驱动中的内燃机等。2)传动装置主要包括减速、换向和制动装置等。3)回转小齿轮与回转支承装置上的大齿圈啮合传动,以实现回转部分作回转运动。一、回转驱动机构的主要形式1 驱动装置主要组成部分第三节 回转驱动
11、机构的主要形式与构造 根据所用发动机、减速器及回转驱动元件的不同，回转机构出现了多种驱动形式,可规纳为以下几种：1)卧式电动机带制动轮的弹性柱销联轴器-制动器-带极限力矩限制器的蜗杆减速器-最后一级大齿轮(或针轮)传动，如图10-21 所示。这种形式的优点是工作平稳，结构紧凑，传动比大，易于利用标准零部件，其缺点是传动效率低。常用于中小型回转起重机。2 常用的驱动形式图10-2110-21采用蜗杆减速器的回转机第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 2)卧式电动机-带极限力矩限制器的联轴器-制动器-圆柱锥齿轮减速器(或部分采用开式齿轮传动)最后一级大齿轮(或针轮)传动,如图10-22 所示。这种
12、形式的优点是可以采用标准减速器,传动效率高。采用闭式减速器时,常把锥齿轮布置在高速部分,便于制造;采用开式齿轮传动时,平面布置尺寸较大,对机械安装的要求高,如果安装不合格会造成啮合不良。图10-2210-22采用圆柱锥齿轮传动的回转机构 1卧式电动机2极限力矩联轴器3制动器4圆柱齿轮减速器5开式圆柱齿轮6锥齿轮 7行星小齿轮8大齿轮(或针轮)第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 3)立式电动机-联轴器-水平安置的制动器-轴线垂直布置的行星齿轮减速器-最后一级齿轮传动，如图10-23 所示。这种形式的突出优点是平面布置紧凑,能更好地利用机房空间,传动效率高,制造和安装都较方便。图10-2310-
13、23采用立式电动机的回转驱动机构1立式电动机2立式减速器3行星减速器第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 4)内燃机独立驱动时的回转驱动装置。在流动式起重机中,通常采用这种驱动形式,即起升、回转、变幅、行走四个工作机构均由一台内燃机来驱动,它通过动力分配箱将动力传到各工作机构。如图10-24所示,起重量为12t 的港口轮胎式起重机构中的传动装置,由动力分配箱的输出轴1 和联轴器2、换向装置(换向轴3 和离合器4 及换向齿轮5)、制动器7、减速器8 和回转小齿轮6 组成。图10-2410-24HG 12 型轮胎式起重机回转机构1输出轴2联轴器3换向轴4离合器5换向齿轮6回转小齿轮7制动器8减速器
14、第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 5)液压驱动的回转机构。回转液压马达分为高速和低速两种,一般由主动机(如内燃机)带动高压液压泵、液压马达、减速装置(有时也可无减速装置)、最后一级齿轮传动组成,如图10-25 所示。图10-2510-25液压马达驱动回转机构第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 为了提高起重机生产率，有时会根据幅度不同而改变回转速度，或需要在空载和小负荷时提高回转速度。这就要求回转驱动机构具有调速功能。由于直流电动机本身具有良好的调速性能，因此，采用直流电动机驱动容易实现机构的调速。若采用交流电动机驱动，也应通过电气控制系统来实现调速。如采用离合器换挡的变速器，则操作较麻烦
15、，但工作可靠，能较好地满足提高生产率的要求。如采用双电动机驱动，通过差动行星齿轮减速器调速方案，由两台电动机分别开停并与正、反转组合，可以获得四种回转速度。3 选择驱动形式时的注意事项第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 起重机吊载平稳回转时所要克服的总回转阻力矩为一、回转驱动机构的计算1回转阻力矩计算第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 (1)类载荷 1)电动机工作时的类载荷。一般在计算电动机平稳工作时的正常工作载荷时,可将各项阻力矩直接相加。即2 回转阻力矩的组合第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 (1)电动机容量的选定电动机的静功率为3 电动机容量的选定及验算第三节 回转驱动机构的主要
16、形式与构造 (2)验算起动时间吊载回转起动时，除了克服平稳工作时的阻力矩外，还需克服起动时惯性力所造成的惯性阻力矩。惯性阻力矩包括由物品、起重机回转部分和驱动机构传动装置的回转零件三部分引起的阻力矩。即第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 回转机构采用常开式制动器,并采用脚踏杠杆或液压装置操纵。采用可操纵式制动器,可根据需要加以适当控制,实现制动平稳和准确停车。制动器的最大制动力矩应满足起重机在顺风、下坡的条件下,在一定时间内完全停止。通常把制动器装在减速器高速轴上。在回转机构的传动装置中常装设极限力矩联轴器。制动力矩的计算也应按以下两种情况进行考虑:4 制动器的选择第三节 回转驱动机构的主要
17、形式与构造按等效功率法验算,电动机能够安全散发的热量应等于或大于起动及平衡运动时所产生的热量。即5 验算电动机发热第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 电动机的最大力矩应能克服最大工作风力及最大坡度等所产生的阻力矩。即6 验算电动机的过载能力第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 电动机的最大力矩应能克服最大工作风力及最大坡度等所产生的阻力矩。即7 传动装置总速比及减速器的选择第三节 回转驱动机构的主要形式与构造 极限力矩联轴器要能起到保护电动机和传动零件的作用，应使其打滑时传递的力矩不超过电动机的最大力矩。但如果极限力矩联轴器传递的力矩过小，则在电动机和零件所允许的力矩作用下开始打滑，将导致起动力矩和制动力矩不能充分发挥作用，延长了起动和制动时间，降低了生产率。同时，由于在正常起动及制动过程中也发生打滑现象，加快了极限力矩联轴器的磨损。因此，应该使极限力矩联轴器在正常起动或制动过程中不发生打滑，只在过载情况下才开始打滑。8 极限力矩联轴器的计算总 结 了解回转支承装置和回转驱动机构的计算，理解回转支承装置和驱动机构的构造特点，掌握回转支承装置的载荷计算及组合、回转平衡对重的概念、回转机构的载荷特点，重点掌握对重的确定及极限力矩限制装置的作用与安装位置。教学重点和难点：重点掌握对重的确定及极限力矩限制装置的作用与安装位置。本章小结谢谢THANK YOUXxxx制作
