欧式起重机系列主参数的科学合理匹配

欧式起重机的系列主参数是欧式起重机性能特征的来源，是选型和设计的依据。在进行欧式起重机系列设计时，结构尺寸的确定，电机、减速器、制动器、卷筒和车轮等核心部件的合理选择均受到主参数的影响。用较少规格的部件组成多品种规格的系列欧式起重机，来提高起重机的整体性能，满足用户不同工况时的需求，并降低制造成本，必须对欧式起重机系列的主参数进行最佳的科学合理匹配。一、欧式起重机系列主参数的影响因素(1)起重量：起重量是欧式起重机的首要主参数，结构的截面选择、机构的零部件尺寸、电机的驱动功率、减速器的负载扭矩、制动器的制动力矩都受起重量的制约，科学合理选择起重量，对优化资源、减少品种规格和设计标准化系列产品具有重要的作用。桥式起重机的起重量系列是采用R10优先数系，从3.2t开始，按1.25公比递增，分别为：3.2，4，5，6.3，8，10，12.5，16，20，25，32，40，50t，…。对带卷扬小车的欧式起重机，根据用户多年的使用习惯和制造企业的生产品种规格，可以参考R10优先数系，局部吨位可以整合，对3.2，4，5，6.3，8的起重量再按R10优先数系划分没有多大的实际意义，推荐采用葫芦取代，相应的欧式起重机系列起重量按以下非公比数系划分：10，16，20，25，32，40，50，63，80，100，125，160，200，250，320，…。(2)工作级别：为了经济合理地设计、制造和使用桥式起重机，优化提高零部件的通用化程度，根据用户的使用工况，按桥式起重机的使用等级和载荷状态级别来划分桥式起重机的工作级别，我国桥式起重机的工作级别分为A1～A8共8级。欧式起重机的工作级别对用户的工况要求相对桥式起重机较高，目前还没有相应工作级别的划分标准，根据用户的实际使用情况，推荐欧式起重机的工作级别按A3、A5、A6三个工作级别来设计欧式起重机，对及特殊的欧式起重机使用工况可以参考桥式起重机的工作级别划分来考虑。(3)工作速度：欧式起重机的工作速度包括起升速度、小车运行速度和大车运行速度。工作速度的选择一般取决于起重量和起重机的成本，即小、中起重量的欧式起重机选用高速的工作速度以提高生产率为主;中、大起重量的欧式起重机选用低速工作速度以降低驱动功率和整机成本，提高机构工作的平稳性和安全性为主。欧式起重机的工作速度还取决于工作级别和用户的使用要求，即工作级别越高，起重机的使用频率相对较高，要求生产率高的欧式起重机选用高速的工作速度;反之，工作级别越低，相应的工作机构可以选用低速工作速度。欧式起重机的工作速度还与工作空间的大小有关，即工作空间大的机构宜选用高速工作速度。(4)起升高度：随着工业厂房越来越高，欧式起重机的起升高度也越来越大，小、中起重量的起升高度一般在20m以下，但中、大起重量的起升高度一般都大于20m。由于起升高度增大，卷筒直径增大，长度加大，小车的重量和体积加大，相应成本增大非常明显。此外，为了提高工作效率，起升速度相对要比低起升高度的起升机构要大，同时还要获得更高的下降速度。(5)跨度：欧式起重机的跨度主要取决于大车运行机构工作的宽度。为使跨度参数系列化，欧式起重机跨度可以参考桥式起重机的跨度系列。二、欧式起重机系列主参数的科学合理匹配欧式起重机的5个主参数之中，跨度与其他主参数的关系最没有关联，小车的工作速度、起升高度、起重量都与跨度没有直接关系，只有工作级别才与跨度有密切的内在联系。相互关系最为密切的是起重量、工作速度、工作级别3个主参数，但把跨度并列和其他4个主参数一起考虑产品设计，设计输出的结果就差别很大，产品必须考虑系列化、标准化、通用化的系列设计。(1)起重量与工作级别的匹配关系为了使用户有更多最经济的选择余地，同时使制造企业方便制造和管理，使零部件的通用化程度提高，欧式起重机的起重量系列必须有较多的规格型号，在设计和制造产品时，必须协调好起重量与工作级别之间的匹配关系(表1-3)。表1-3欧式起重机起重量与工作级别之间的匹配关系表1-3欧式起起重量由小到大进行系列优化排列，工作级别由低到高相应搭配，起重量与工作级别之间的匹配关系见表1-3。按表设计起升机构，在主要传动件不变的情况下，只需变化定滑轮组的倍率来改变起重量，从而实用和科学地减少了机构和零部件的规格，提高了零部件的通用化程度。采用这种方法设计系列欧式起重机，只需选定适当的主参数匹配，便可以得出多种规格的起升机构，为产品机构和部件的模块化创造了条件。(2)起重量与工作速度之间的匹配关系起升速度计算公式V=πDn/(im)，卷筒直径D与减速器传动比i均采用R10优先系数。在卷筒直径D，电机转速n，滑轮组倍率m不变的情况下，传动比增大，起升速度V理论上按q=1/1.25的公比递减。由于电机的计算功率N=(QV)/(6η)(η为起升机构的传动效率)，电机、减速器、制动器的机座号及传动轴上的主要零部件都不变的情况下，起重量和起升速度有多种匹配组合。在企业的系列产品中，为了减少规格，一般只会对应一个起重量的不同工作级别设置一种起升速度。小车的运行速度和大车的运行速度同样有多种匹配组合，为了减少规格，一般也只会对应一个起重量的不同工作级别设置一种起升速度。(3)工作级别与工作速度之间的匹配关系欧式起重机的工作级别依然是根据起重机的使用繁忙程度和满载程度决定，工作级别越高，生产率越高，一般都要求有较高的工作速度，但工作速度较高会增加零部件的过载能力，机构和结构的成本会较大幅地增大。因此，需反复试选主要零部件的型号和规格，使起重量相等而机型不同的起重机随着工作级别的不同，工作速度有一个合理的选择范围，以便满足工作级别和工作速度之间的最佳匹配关系。在不少情况下，起重量相同而工作级别不同，工作级别高的工作速度并不能在原产品系列设计的基础上适当提高，甚至还要降低速度，主要是从设计成本上考虑，在不得已时还需要采取变通的措施，如改变电机的级数、电机的功率、减速器的速比等。