缓冲器选型计算
液压缓冲器选型的计算法方法
液压缓冲器选型的计算法方法液压缓冲器选型步骤1：下述参数是能量吸收计算中的基本数据。
在一些情况下可能会需要一些变化或者其他数据。
A．求冲击物的重量（Kg）B．求使用液压缓冲器情况下物体受到冲击力的初始速度（m/s）C．求作用于物体上的外力（推进力）（N）（如果有的话）D．缓冲器受冲击的频率E．物体的运动方向。
（例如：水平，垂直向上，垂直向下，倾斜，水平旋转，垂直向上旋转，垂直向下旋转）注意：在旋转时，需要确定旋转半径（K）和惯性力炬（I）.这两组数据可以通过轴心点确定旋转物体的重量。
另外，旋转物体的角速度（ω）和扭矩（T）也需要确定。
液压缓冲器选型步骤2：计算运动物体的动能Ek=1/2V2vv（直线运动）或Ek=1/2ω2（旋转运动）注意：所选择型号，每次吸收的能量一定大于以上所计算出的数据。
液压缓冲器选型步骤3：根据步骤2，计算出任何外力（推进力）对物体所做出的功。
EW=FDS（直线运动）或EW=T/R S（旋转运动）注意：这个推进力不能大于选定型号列表中最大的推进力，如果推进力太高，则需要选择较大型号的缓冲器并重新计算做功。
液压缓冲器选型步骤4：计算总能量/次 ET= EW+WK所选缓冲器的吸收能量一定要大于以上所计算出的数据，否则，需要选用能量容量较大的缓冲器型号，并且返回步骤3。
液压缓冲器选型步骤5：计算每小时吸收的能量。
如果循环频率过高，即使缓冲器能够吸收单程冲击产生的能量，还是不能够将产生的热量散发出去。
ETC=ET*C当每小时需要吸收的能量大于所选型号规定的吸收能量时，有另外一种每小时吸收更大能量的缓冲器可供选择。
（选择更大的外径或更长的缓冲行程），如果缓冲行程变化，必须返回步骤3。
液压缓冲器选型步骤6：计算冲击速度，确认选型。
关于起重机械缓冲器和端部止挡设计计算案例
关于起重机械缓冲器和端部止挡设计计算案例缓冲装置（以下简称缓冲器）和端部止挡（以下简称止挡）是起重机械的必不可少的安全保护和防护装置，缓冲器可以减少剧烈碰撞对起重机械金属结构、机构设备或电气元件造成其他不良影响，同时增加提高操作人员的舒适感及承受能力；止挡装置可机械限制起重机械运行行程。
检验规范和国家标准在轨道上运行的起重机的运行机构、起重小车的运行机构及起重机的变幅机构等均应装设缓冲器或缓沖装置。
缓冲器或缓冲装置可以安装在起重机上或轨道端部止挡装置上。
轨道端部止挡装置应牢固可靠，防止起重机脱轨。
有螺杆和齿条等的变幅驱动机构，还应在变幅齿条和变幅螺杆的末端装设端部止挡防脱装置，以防止臂架在低位置发生坠落。
1存在问题正常工作状态下轨道式起重机大车运行机构将要到达轨道行程终点时,经过行程限位开关断开运行机构的动力。
起重机在制动状态下由于惯性作用继续向前滑行，经一段制动距离后止停，一般在止停之前起重机械、大车缓冲器与大车止档之间会以小于额定运行速度碰撞, 缓冲器吸收碰撞动能, 起重机械平稳停止。
在实际使用过程中，缓冲器型号规格选取（较小）与起重机械整机不相匹配，起重机械端部止挡连接强度设计过低，当起重机械行程限位开关损坏，起重机械以额定运行速度碰撞止挡时，将导致缓冲碰撞力过大，止挡被撞坏，起重机械冲出轨道。
故应在计算缓冲碰撞力，选取缓冲器时应考虑止挡装置的结构设计与连接强度计算，特别是碰撞速度的选取要区分对待。
2设计方法与设计流程2.1缓冲器缓冲器应按碰撞动能及最大碰撞力，并考虑缓冲行程来选用，允许的最大减速度为4m/s2。
宜采用聚氨缓冲器或JB/T 7017、JB/T 8110.1、JB/T 8110.2中规定的缓冲器[1]。
最大碰撞力是碰撞载荷，属于起重机械特殊载荷之一。
为提高起重机械碰撞安全冗余度，一般简化为缓冲器吸收全部的碰撞动能。
选择起重机械缓冲器应根据使用场合、冲击载荷的类型及特点，客户要求最优选取。
浅析起重机碰撞缓冲器的选型及计算
浅析起重机碰撞缓冲器的选型及计算摘要：起重机械既是大型、重型构件吊装、起运等施工操作中不可缺少的基础性特种设备，也是生产建设财产、人员安全重大事故发生的主要原因。
本文分析和探讨了起重机检验中遇到的起重机缓冲器选型问题。
关键词：起重机；选型问题；缓冲装置；计算0 引言随着社会的进步和经济的快速发展，高铁和造船等重工业行业也迎来发展的良机，而通用式起重机在施工现场得到了广泛的应用。
缓冲器是起重机运行的重要部件，其主要作用是减速以免接在接触相邻起重机发生剧烈碰撞而造成设备损害，同时还可以达到减缓冲击，防止安全事故的目的，确保运行机构运行的安全。
因此，分析起重机检验中缓冲器选型问题，对保障工程施工安全有着积极的意义。
1 缓冲器的种类和原理（1）实体式缓冲器。
主要是橡胶和聚氨酯缓冲器。
橡胶缓冲器以橡胶体作为其缓冲材料，因为其吸收能量较少，一般仅用于速度较低的场合。
聚氨酯缓冲器结构与橡胶缓冲器类似，该材料的微孔构造使其工作过程类似于一个带空气阻尼的弹簧，其缓冲容量可以随着碰撞速度提高而加大。
实体式缓冲器结构简单，造价低廉，工作可靠而且不产生火花，在目前起重机上被广泛采用。
图1为常用的法兰盘型聚氨酯缓冲器。
2 缓冲器检验中的标准依据目前针对缓冲器的标准条款主要有以下几条：（1）TSGQ7016-2016《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》C11.7：检查在轨道上运行的起重机的运行机构、起重小车的运行机构及起重机的变幅机构等均是否装设缓冲器或者缓冲装置（缓冲器或者缓冲装置可以安装在起重机上或者轨道端部止挡装置上）。
（2）GB6067.1-2010《起重机械安全规程第1部分：总则》9.2.10：在轨道上运行的起重机的运行机构、起重小车的运行机构及起重机的变幅机构等均应装设缓冲器或缓冲装置。
缓冲器或缓冲装置可以安装在起重机上或轨道端部止挡装置上。
（3）GB6067.5-2014《起重机械安全规程第5部分：桥式和门式起重机》4.3.6：有防爆要求的起重机缓冲器应选用符合JB/T10833规定的聚氨醋缓冲器或符合JB/T8110.2规定的橡胶缓冲器。
起重机检验中缓冲器选型问题的分析和探讨
起重机检验中缓冲器选型问题的分析和探讨施育峰【摘要】分析了起重机检验中遇到的起重机缓冲器选型问题,基于检规标准要求推导了缓冲器容量和缓冲器行程的计算公式,以实际案例计算了缓冲器选型中所需的参数,为实际工作提供了理论依据.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】3页(P36-38)【关键词】起重机;缓冲器;缓冲器容量;缓冲行程【作者】施育峰【作者单位】江苏省特种设备安全监督检验研究院张家港分院,江苏张家港215600【正文语种】中文【中图分类】TH21在起重机运行过程中，当运行机构运行到终端或者接触相邻起重机时，自动减速装置会首先使起重机减速以免发生剧烈碰撞而造成设备损害和安全事故。
而有时因起重机运行机构速度过快或行程开关失效，起重机运行机构仍然会以一定速度冲向止挡，此时缓冲器成为碰撞前的最后一道屏障。
良好的缓冲器保护可以达到减缓冲击，防止安全事故的目的。
本文通过实例对常见缓冲器类型进行分析，由推导计算判断缓冲器选型的问题，为实际工作提供了指导和理论依据。
（1）实体式缓冲器。
主要是橡胶和聚氨酯缓冲器。
橡胶缓冲器以橡胶体作为其缓冲材料，因为其吸收能量较少，一般仅用于速度较低的场合。
聚氨酯缓冲器结构与橡胶缓冲器类似，该材料的微孔构造使其工作过程类似于一个带空气阻尼的弹簧，其缓冲容量可以随着碰撞速度提高而加大。
实体式缓冲器结构简单，造价低廉，工作可靠而且不产生火花，在目前起重机上被广泛采用。
图1为常用的法兰盘型聚氨酯缓冲器。
（2）弹簧缓冲器。
以弹簧作为其缓冲材料，可以储存较大的能量，且结构简单，维修方便，因此也得到较多应用。
图2为一种端部安装式弹簧缓冲器。
（3）液压缓冲器。
依靠液压阻尼对作用在其上的物体进行缓冲减速至停止，缓冲器被压缩的过程是通过活塞挤压液压油做功的过程，这一过程可以消耗大量的动能，起到缓冲作用。
液压缓冲器缓冲状态平稳可靠，缓冲效果良好。
图3为一种普通的起重机用液压缓冲器。
缓冲器计算
缓冲器计算Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT缓冲器校核计算 已知：缓冲器所承受的的撞击力G=224200 Kg ;运行速度V=s计算起重机与缓冲器碰撞时的碰撞动能：（1） 碰撞瞬时起重机的动能:W 动=g V G 220•=8.92417.01871002⨯⨯=1660Kg ·m V 0——起重机碰撞瞬时速度 V 0==(2) 缓冲行程内由运行阻力和制动力消耗的功：W 阻=(P 摩+ P 制)·S (Kg ·m )=( 1497+7637)×=397(1096)P 摩——运行摩擦阻力 P 摩=×187100=1497 KgP 制——制动器的制动力矩换算到车轮踏面得力，按最大减速度计算：P制=[]制a g G =4.08.9187100 =7637 Kg []制a —规范允许的最大减速度为s 2S —缓冲行程 S=[]制a V 20=4417.02= （3）缓冲器容量验算：按计算行程W 动—W 阻≤ n W 缓 n —同时吸收碰撞动能的缓冲器的台数W 缓=2组动W W -=23971660-=632 Kg ·m 所选用的缓冲器型号为JHQ-B-7，缓冲容量为 Kg ·m ＜632 Kg ·m 不通过（4）缓冲器容量验算：按实际行程120mmW 动—W 阻≤ n W 缓 n —同时吸收碰撞动能的缓冲器的台数 W 缓=2组动W W -=210961660-=282 Kg ·m 所选用的缓冲器型号为JHQ-B-7，缓冲容量为 Kg ·m ＞ 282 Kg ·m 通过。
缓冲器计算x
已知：缓冲器所承受的的撞击力G=224200 Kg;
运行速度V=0.833m/s
计算起重机与缓冲器碰撞时的碰撞动能：
(1)碰撞瞬时起重机的动能：
G ?V o 187100 0.4172
W动=2g = 2 9.8 =1660Kg・ m
V)—起重机碰撞瞬时速度V 0=0.5V=0.417
(2)缓冲行程内由运行阻力和制动力消耗的功：
W且=(P 摩+ P 制)• S(Kg • m)=( 1497+7637) X 0.0435(0.12)=397(1096) P摩运行摩擦阻力P摩=0.008 X 187100=1497 Kg
P制一制动器的制动力矩换算到车轮踏面得力，按最大减速度计算：P
回型0.4
=9.8 =7637 Kg
*制一规范允许的最大减速度为0.4m/s2
可0.4172
S—缓冲行程S= *制二4 =0.0435m
(3)缓冲器容量验算：按计算行程
W动-W阻n W缓n—同时吸收碰撞动能的缓冲器的台数
W动W a 1660 397
W缓=2 = 2 =632 Kg • m
所选用的缓冲器型号为JHQ-B-7,缓冲容量为321.5 Kg • m v
632 Kg • m 不通过
(4)缓冲器容量验算：按实际行程120mm
W动-W阻 n W缓n—同时吸收碰撞动能的缓冲器的台数
W动W组1660 1096
W缓=—2— = 2 =282 Kg • m
所选用的缓冲器型号为JHQ-B-7,缓冲容量为321.5 Kg • m > 282 Kg • m 通过。
2T货梯设计计算书
设计计算书电梯种类：载货电梯；额定载荷：2000Kg；额定速度：0.5米/秒；提升高度：26米；编制：审核：安徽博士电梯有限公司目录第一章曳引条件计算第二章曳引钢丝绳安全系数计算第三章导轨弯曲应力计算第四章轿厢面积及通风面积计算第五章底坑地板受力的计算第六章缓冲器选型计算第七章安全钳的选择第八章限速器用钢丝绳安全系数核算第一章曳引条件计算电梯种类：载货电梯；额定载重量：2000Kg；电梯额定速度：0.5米/秒；提升高度：15米；其它参数：轿箱理论重量：P=1785kg对重理论重量：Mcwt=2785kg钢丝绳的倍率: r=2钢丝绳根数: n=5根钢丝绳每延米重量: q=0.728kg/m钢丝绳直径: d=Ф13mm随行电缆每延米重量：q2=1.02 kg/m轿箱侧与导轨滑动摩擦系数：f1=0.03对重侧与导轨滑动摩擦系数：f2=0.04曳引轮直径: D曳=Ф610mm返绳轮直径: D返=0曳引包角: α=180°曳引轮曳引槽角: γ=30°切口角: β=96.5°D返/ d绳=520/13=40≥40根据GB7588-2003，曳引应满足下列条件：T1/T2≤e fa 用于轿厢装载和紧急制动工况T1/T2≥e fa 用于轿厢滞留工况（对重压在缓冲器上，曳引机向上方旋转）f=4μ(cosγ/2-sinβ/2)/(π-β-γ-sinβ+ sinγ)=0.1946式中：T1/T2——曳引轮两边曳引绳中较大静拉力和较小静拉力之比；f——当量摩擦系数a——钢丝绳在绳轮上的包角a＝180°（3.141593）γ——槽的角度值γ＝30°β——下部切口角度值β＝96.5°μ——摩擦系数装载工况μ＝0.1则：e fa＝1.679紧急制动工况μ＝0.1/(1+ν/10) =0.09524ν——轿厢额定速度下对应的绳速ν＝1m/s则：e fa＝1.8429轿厢滞留工况μ＝0.2则：e fa＝2.6048a) 当载有125%额定载荷的轿厢位于最低层站时：(装载工况)T1= (P+1.25Q) g /r+H×q×n×g +f1×(P+1.25Q) ×g/r=(1785+2500) ×9.8/2+15×0.58×5×9.8+0.03×(1785+2500)×9.8/2=22052.7(N)T2=Mcwt×g/r - f2×Mcwt×g/r=2785×9.8/2 -0.04×2785×9.8/2=13100.6(N)T1/T2=1.67≤1.679(装载工况下：e fa＝1.679)故：满足曳引条件b) 当载有125%额定载荷的轿厢位于最高层站时：(装载工况)T1= (P+1.25Q+H/2×q2) g /r- f1×(P+1.25Q) ×g/r=(1785+2500+15/2×1.02)×9.8/2-0.03×4285×9.8/2=21033.985-629.895=20404.09(N)T2=Mcwt×g/r+H×q×n×g+ f2×Mcwt×g/r=2785×9.8/2+15×0.57×5×9.8+0.04×2785×9.8/2=14611.31(N)T1/T2=1.396≤1.679 (装载工况下：e fa＝1.679)故：满足曳引条件c) 当载有额定载荷的轿厢位于最低层站时的紧急制动：(紧急制动工况)制动减速度a=0.5m/s2导向轮重量m＝0kg滑轮重量m＝140kg1/2Jω2 =1/2m dp V2J=1/2mR2r=4V=ωRm dp=1/2m=70kgm Pcar=70kgT1= (P+Q)(g+a) /r+ H×q×n×(g+r×a)+ H×q×n×a(r2-2r)/2 +3×m Pcar×2×0.5- f1×(P+Q) ×g/r=(1785+2000)(9.8+0.5)/2+15×0.57×5×(9.8+2×0.5)+15×0.57×5×0.5(22-2×2)/2+3×70×6×0.5- 0.03×(1785+2000) ×9.8/2=19492.75+461.7+0+630-556.4=20028(N)T2= Mcwt (g-a)/r +f2×Mcwt ×g/r-3×m Pcwt×2×0.5=2785×(9.8-0.5)/2+0.04×2785×9.8/2-70×6×0.5=13286(N)T1/T2=1.507≤1.8429 (紧急制动工况下：e fa＝1.8429)故：满足曳引条件d) 当空轿厢位于最高层站时的紧急制动：(紧急制动工况)T1= (P+H/2×q2)(g-a) /r +f1×P×g/r-3×m Pcar×2×0.5=(1785+15/2×1.02)×(9.8-0.5)/2+0.03×1785×9.8/2-70×6×0.5=8388.2 (N)T2=Mcwt(g+a)/r+H×q×n×(g+r×a)+H×q×n×a(r2-2r)/2+ m Pcwt×6×0.5-f2×Mcwt ×g/r=2785× (9.8+0.5)/2+15×0.57×5×(9.8+2×0.5)+15×0.57×5×0.5(22-2×2)/2+70×6×0.5-0.04×2785×9.8/2=14342.75+461.7+0+210-545.86=14468.59(N)T2/T1=1.724≤1.8429 (紧急制动工况下：e fa＝1.8429)故：满足曳引条件e) 当轿厢空载而对重压在缓冲器上，曳引机向上方旋转时：(轿厢滞留工况)T1= (P +H/2×q2)g /r=(1785+15/2×1.02)×9.8 /2=8783.98(N)T2= H×q×n×g=15×0.57×5×9.8=418.95(N)T1/T2=20.97≥2.6048(轿厢滞留工况下：e fa＝2.6048)故：满足曳引条件第二章曳引钢丝绳安全系数计算根据GB7588——2003标准中第九章第二款的规定，对于三根或三根以上钢丝绳的曳引驱动电梯，其悬挂绳的安全系数应不小于12，其中安全系数是指装有额定载荷的轿厢停靠在最低层站时，一根绳的最小破断负荷（N）与这根钢丝绳所受最大力（N）之间的比值。
YH26、YH27油压缓冲器设计原理及计算
YH5/640、YH26/830、YH27/1080 油压缓冲器设计原理及计算河北东方机械厂2006年12月10日目录1．油压缓冲器技术参数 (3)2．设计原理介绍 (3)3．产品结构分析 (4)4．设计计算及强度校核 (5)（1）柱塞筒壁厚设计计算（2）柱塞筒强度校核（3）柱塞筒的稳定性校核（4）压力缸壁厚设计计算（5）压力缸壁厚强度校核（6）压力缸焊缝强度校核（7）导向套强度校核（8）挡圈强度校核（9）复位弹簧设计计算（10）地脚螺栓强度校核一、油压缓冲器技术参数见表1表1二、设计原理介绍油压缓冲器是利用液体流动的阻尼，缓解轿箱或对重的冲击，具有良好的缓冲性能。
油压缓冲器受到撞击后，液压油从压力缸内腔通过节流嘴与调节杆形成的环状孔隙进入柱塞筒的内腔，见图1，液压油的流量由锥形调节杆控制。
随着柱塞筒的向下运动，节流嘴与调节杆形成的环状孔隙逐渐减小，导致制停力基本恒定，在接近行程末端时减速过程结束。
在制停轿箱或对重过程中，其动能转化为油的热能，即消耗了轿箱或对重的动能。
排油截面积的设计：油压缓冲器的制动特性主要取决于排油截面的设计。
合理地设计排油截面将使缓冲过程平稳，冲击力小。
在节流嘴内孔确定的情况下，改变调节杆的锥度可达到合理的排油截面。
应用流体力学原理可计算出合理的排油截面，从理论上计算出来的调节杆是一连续变化的曲面，与锥面接近，但加工和测量比较困难。
调节杆的实际锥度需要通过大量的试验后才能定型，以便达到最佳效果。
图1三、产品结构分析YH5/640、YH26/830、YH27/1080: 结构与我厂现有定型产品的结构基本相同，复位弹簧放在柱塞筒的内部，油标放在压力缸的侧面。
该产品设计时采用全封闭结构，缓冲器作用期间无向外泄漏液压油的现象。
缓冲器顶部装有密封螺塞部件，起到单向阀的作用（此项技术在我厂的定型缓冲器产品中已经采用，并获得国家专利），在缓冲器受到撞击时柱塞筒向下运动，此时密封螺塞部件受到内腔压力的作用而保持关闭的状态，当缓冲器复位时，在复位弹簧的作用下，柱塞筒向上运动，接近复位末端时单向阀打开，使缓冲器完全复位，具体结构见图2。
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：30-500mm/s
无杆、滑台气缸：50-400mm/s
击
驱动能{J(N.m)} E2 2.412 总能量{J(N.m)} E1+E2 4.812
击
驱动能{J(N.m)} E2 11.775 总能量{J(N.m)} E1+E2 26.898
升高器全检机中， 32*150-S 出力：402 总质量约：19.2KG 缓冲行程：6mm 上面公式中得出总能量为：4.812 选择需考虑安全系数*2 ACA1210-1缓冲器适用；(最大吸收能量 ，行程10mm使用6mm在范围内。
V
缓冲器选型计算
亚德客气缸使用速度：SC、MA系列气缸30-80mm/s SDA、TN系列气缸：30-500mm/s
无杆、滑台气
气缸推力下的水平撞击
负载质量kg 右图m 19.2 撞击速度m/s 右图v 0.5 动能{J(N.m)} E1 2.4 气缸输出力(N) 右图F 402 缓冲行程(M) 右图L 0.006
气缸推力下的垂直撞击
负载质量kg 右图M 15 撞击速度m/s 右图V 1.42 动能{J(N.m)} E1 15.123 气缸输出力(N) 右图F 245.5 缓冲行程(M) 右图S 0.03
Z14226升高器全检机中， 气缸：SC-32*150能量单位 负载总质量约：19.2KG 焦尔joule，J; 千焦(KJ); 兆焦(MJ); 千兆焦(GJ);太焦(TJ). 1J能量是指用1牛顿的力把1000g物体移动1m所需要的能量（或所 代入上面公式中得出总能量为： 正常选择需考虑安全系数 作的功），因此焦耳又称为牛顿米。 由上可得出：ACA1210 1TJ=1000GJ,1GJ=1000MJ,1MJ=1000kJ,1kJ=1000J, 1J=1 N.m 为10NM)，行程10mm 1KJ=0.239kcal= 0.948 Btu