滑道测重系统强度校核

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1、湖南省柘溪水电站滑道上游测重系统受力校核报告批准：审核：校核：计算：唐清平珠海市香资实业公司二OO一年十月滑道测重系统受力校核报告1概述受香资公司的委托，对滑道上游侧测重传感器安装系统的有关组件结构（见«滑道侧测重传感器安装»）进行强度校核。现将受力校核报告整理如下。2现承载系统有关参数斜架车牵引钢丝绳φ52㎜，钢丝绳横截面积1003.8㎜2，其许用拉力20.95t斜架车牵引加速度a=0.1m/s2承载系统（斜架车、承船车、船只、货物）最大载荷G=160t斜架车行走轮直径D=700㎜斜架车行走轮轴承平均直径d=205㎜

2、坡度tgα=1/63钢丝绳受力计算a）轨道坡度阻力Ws=Gsinα=160×1/37=26.3tb）斜架车滚动摩擦阻力Wf=Gcosα(μd/D+2f/D)k0μ：轴承摩擦系数，取μ=0.05f：行走轮滚动摩擦系数，取f=1㎜，d、μ、f的取值参考《柘溪水电站斜面升船机设计报告》k0：附加阻力系数，查表得k0=1.5Wf=160×6/37×(0.05×205/700＋2×1/700)×1.5=4.14tc）惯性阻力Wp=ma=Gsinα×a=26.3×0.1=2.63tW=Ws＋Wf＋Wp=26.3＋4.14＋2.63

3、=33.07t考虑动滑轮的效率η=0.98，W′=W/η=33.07/0.98=33.74t钢丝绳所受最大牵引力Fmax=W′/2=16.87t=165350N411/2—12UNF螺栓强度校核11/2—12UNF螺栓查《螺纹标准与检验手册》表6-4其大径d=38.1㎜，小径d1=35.5㎜，牙距p=25.4/12=2.1㎜，拉伸压力面积As=1020㎜（比较知其拉伸压力面积大于钢丝绳的横截面积）。查《机械设计师手册》表1-4-15选用40Cr合金钢螺栓，其抗拉强度σb=750～1000MPa，屈服强度σs=650～9

4、00MPa，查表1-4-16螺栓的安全系数n=3.4～3。螺栓的最危险截面在螺纹根部，这时截面主要受载荷Fmax的拉伸作用，其拉应力：σ=Fmax/As=165350/1020=162MPa最小许用应力：[σ]min=σsmin/nmax=650/3.4=191MPaσ<[σ]min反过来，螺栓在受到[σ]min拉应力时螺栓承受的拉力：F=As[σ]min=1020×191=194820N=19.88t螺纹旋合部分高度由螺纹表面的挤压应力确定，其挤压应力：σj=4Fmaxp/π（d2-d12）H≤[σj]，允许挤压应力

5、[σj]=240～340MPa仪器上螺纹旋合部分高度约40㎜（由仪器图纸估计）σj=4×165350×2.1/[π×(38.12-35.52)×40]=57.8MPaσj＜[σj]5工作销强度校核工作销的危险截面为a—a′截面和六边形截面工作销选用A3钢板，其屈服强度σs=440MPa（《机械工程手册》表12·3-5）。对截面a—a′：τ=Fmax/Aj=165350/(140×50-40×50)=32.5MPa[τ]=[σ]/3=440/1.53=169MPaτ＜[τ]对六边形截面：τ=Fmax/Aj=165350/

6、（30×6×50）=18.4MPaτ＜[τ]6从电机的功率来校核以上各量为了保证测重传感器的安全使用，必须考虑电机因固不能停机时而使传感器所承受的最大拉力。电机的功率P=500kW，n=495rpn。小减速器为渐开线圆柱齿轮单级传动，传动比i1=2，效率η1=0.98。大减速器为渐开线圆柱齿轮双级传动，传动比i2=20，效率η2=0.96。查《电工手册》，电机额定扭矩：M=975P/n一般电机的堵转力矩是电机额定力矩的0.95倍～1.05倍，取本电机的堵转扭矩Mmax=1.05×M卷筒上的堵转扭矩：M′max=FD/2

7、=Mmaxη1η2i1i2F：钢丝绳所受拉力D：卷筒直径，D=3m钢丝绳所受最大拉力：F=2Mmaxη1η2i1i2/D=2×1.05×975Pη1η2i1i2/nD=2×1.05×975×500×0.98×0.96×2×20/(495×3)=25.92t即从电机传到钢丝绳上的最大拉力为25.92t，此拉力等于测重仪器额定负载18.16t的143%，测重仪器的安全负载范围为150%额定负载，所以测重仪器总是工作在安全负载范围。螺栓在受到25.92t拉力时其拉应力：σ=25.92×103×9.8/1020=249Mpa＞

8、[σ]min此时螺栓可能处于不安全状态。工作销在受到25.92t拉力时其两个危险截面所受剪力：对截面a—a′：τ=F/Aj=25.92×103×9.8/(140×50-40×50)=49.9Mpa[τ]=[σ]/3=293/3=169MPaτ＜[τ]对六边形截面：τ=F/Aj=25.92×103×9.8/（30×6×50）=28.