1848_1.6型卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)
1848_1.6型卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì),_1,卷揚(yáng)機(jī),設(shè)計(jì)
黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 1 頁卷揚(yáng)機(jī)摘要：本文介紹了卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展、電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，卷揚(yáng)機(jī)的特點(diǎn)與作用以及使用時(shí)的注意事項(xiàng)。通過這些對卷揚(yáng)機(jī)有一個(gè)大致的了解，為設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。關(guān)鍵詞：卷揚(yáng)機(jī)，電動(dòng)前言隨著社會的發(fā)展，機(jī)械將會越來越取代人力，這也是機(jī)械行業(yè)飛速發(fā)展的后果，在機(jī)械的發(fā)展歷史中，新機(jī)械的發(fā)明有著舉足輕重的作用，但是，那些很久以前就被利用生產(chǎn)并一直延續(xù)至今的機(jī)械，更是起著不可替代的作用，卷揚(yáng)機(jī)就是一例。卷揚(yáng)機(jī)（又叫絞車）是由人力或機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)卷筒、卷繞繩索來完成牽引工作的裝置?？梢源怪碧嵘⑺交騼A斜拽引重物。卷揚(yáng)機(jī)分為手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)和電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)兩種?，F(xiàn)在以電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)為主。電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、齒輪箱和卷筒組成，共同安裝在機(jī)架上。對于起升高度和裝卸量大工作頻繁的情況，調(diào)速性能好，能令空鉤快速下降。對安裝就位或敏感的物料，能用于較小速度。卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展在很久以前的古代，就知道來用轆轤等來提升重物，以減輕體力勞動(dòng)的強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。在我國，解放前卷揚(yáng)機(jī)只有在一些大型企業(yè)中才被使用，應(yīng)用很少，而且所使用的卷揚(yáng)機(jī)也均為國外生產(chǎn)，國內(nèi)基本上沒有生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的廠家。我國卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)是解放后才開始的。50 年代為滿足恢復(fù)經(jīng)濟(jì)的需要和第一個(gè)五年計(jì)劃的得要，卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)被提到了日程上。原沈陽國泰機(jī)器廠(阜新礦山機(jī)械廠前身)等成批仿制了兩種卷揚(yáng)機(jī)，一種為日本的 JIS8001 型動(dòng)力卷揚(yáng)機(jī)，它是一種原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)動(dòng)型式是開式圓柱齒輪傳動(dòng)，雙錐體摩擦離合器，操作為手扳腳踩的快速卷揚(yáng)機(jī)，另一種是按蘇聯(lián)圖紙制造的 1011 型和 1012 型普通蝸桿傳動(dòng)、電控慢速卷揚(yáng)機(jī)。由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力不高，卷揚(yáng)機(jī)的需求量亦不多，故這段時(shí)間國內(nèi)卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)主要是仿制。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，到了 60 年代，卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)和使用越來越多。為了協(xié)調(diào)生產(chǎn)，卷揚(yáng)機(jī)主要生產(chǎn)廠家(阜新礦山機(jī)械廠、天津卷揚(yáng)機(jī)廠、山西機(jī)器廣、黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 2 頁寶雞起重運(yùn)輸機(jī)廠等)組成了卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)組織，隸屬于第一機(jī)械工業(yè)部礦山機(jī)械行業(yè)。為了發(fā)展卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)，行業(yè)組織了有關(guān)廠家的人員對全國卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)相應(yīng)用情況進(jìn)行了調(diào)查。在調(diào)查的基礎(chǔ)上，開始自行設(shè)計(jì)和制造新的卷揚(yáng)機(jī)，先后試制了 0.5t、lt、3t 電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，但由于對當(dāng)時(shí)各廠家的生產(chǎn)能力估計(jì)不足，無法推廣。從 70 年代起，我國卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)進(jìn)入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。在各廠自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，1973 年，由卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)組織了有關(guān)廠家和院校聯(lián)合進(jìn)行了卷揚(yáng)機(jī)基型設(shè)計(jì)，并充分考慮到了當(dāng)時(shí)中小廠家的生產(chǎn)能力?？焖倬頁P(yáng)機(jī)的基型采用半開半閉式齒輪傳動(dòng)，離合器采用單錐面石棉橡膠摩擦帶結(jié)構(gòu)，操縱用手板剎車帶制動(dòng)。慢速卷揚(yáng)機(jī)的基型式為閉式傳動(dòng)(圓柱齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)減速器)、電磁鐵制動(dòng)結(jié)構(gòu)。這兩種基型一直到現(xiàn)今還在生產(chǎn)。為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，當(dāng)時(shí)第一機(jī)械工業(yè)部發(fā)布了 JB926—74《卷揚(yáng)機(jī)型式與基本參數(shù)》和 JBl803—76《卷揚(yáng)機(jī)技術(shù)條件》兩個(gè)部標(biāo)準(zhǔn)，并把卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)劃歸常德機(jī)械研究所(長沙機(jī)械研究院前身)領(lǐng)導(dǎo)。隨著部標(biāo)準(zhǔn)的頒布，使卷揚(yáng)機(jī)有了大發(fā)展的基礎(chǔ)。在此期間，由于石化工業(yè)的發(fā)展，大型設(shè)備很多，都需要吊裝，如一些大型反應(yīng)塔，塔的高度達(dá)七八十米，質(zhì)量達(dá)五六百噸，就需要有大型吊裝用的卷揚(yáng)機(jī)，因而各廠家相繼生產(chǎn)了 20t 和 32t 卷揚(yáng)機(jī)，滿足了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。80 年代以后，各種競爭機(jī)制的引入，科技是第一生產(chǎn)力的概念逐漸被人們所認(rèn)識，所接受。是我國卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展最快的時(shí)期。國家也制定了有關(guān)卷揚(yáng)機(jī)的配套標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。新產(chǎn)品種數(shù)近十個(gè)，其中最具有代表性的產(chǎn)品有福建省建筑機(jī)械廠的行星傳動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)、昆明建筑機(jī)械廠的少齒差傳動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)、長沙建筑機(jī)械研究所與福州市建筑機(jī)械廠聯(lián)合開發(fā)的仿日本 Seibu 公司采用立式齒輪傳動(dòng)的電控卷揚(yáng)機(jī)．廣州市一建公司機(jī)械廠的高速卷揚(yáng)機(jī)適應(yīng)高層建筑的多功能需要，而江蘇海門第三機(jī)械廠引進(jìn)專利技術(shù)開發(fā)的系列多排頂桿蠕動(dòng)傳動(dòng)的卷揚(yáng)機(jī)分為三大系列：即電控、手控和微機(jī)程控三大類，其練臺性能優(yōu)于代表國際先進(jìn)承平的 Seibu 一字型卷揚(yáng)機(jī)，使我國的建筑卷揚(yáng)機(jī)技術(shù)跨人世界先進(jìn)行列。1991 年 10 月通過的省科委組織的專家鑒定意見：該產(chǎn)品整機(jī)組合合理、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、過載能力強(qiáng)、工作安全可靠，與同類產(chǎn)品相比，黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 3 頁居國內(nèi)先進(jìn)水平，其中傳動(dòng)方式部分的設(shè)計(jì)構(gòu)思獨(dú)特、新穎，受力均勻、合理，屬國內(nèi)外首創(chuàng)。進(jìn)入新世紀(jì)以來，各行各業(yè)都有飛速發(fā)展，近些年數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，信息技術(shù)和數(shù)控技術(shù)日趨成熟，使得機(jī)械制造的效率提高、成本降低，這些都將推動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)工業(yè)的發(fā)展。提升重物是卷揚(yáng)機(jī)的一種主要功能，所以各類卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。雖然目前塔吊、汽車吊等取代了卷揚(yáng)機(jī)的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且靈活性較差，故一般中小型工程仍然廣泛應(yīng)用卷揚(yáng)機(jī)，汽車吊雖然靈活方便，但也因?yàn)槌杀咎?，而不能在工程中廣泛應(yīng)用，故大多設(shè)備的安裝仍然是由卷揚(yáng)機(jī)承擔(dān)的。卷揚(yáng)機(jī)除在工程、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外，在冶金、礦山、建筑、化工、水電、農(nóng)業(yè)、軍事及交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)亦被廣泛應(yīng)用，還可作現(xiàn)代化電控自動(dòng)作業(yè)線的配套設(shè)備。電機(jī)經(jīng)減速機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩滾筒，收放鋼絲繩，通過不同的滑輪改變方向。工藝要求主要是滾筒轉(zhuǎn)速即鋼絲繩運(yùn)動(dòng)速度和制動(dòng)系統(tǒng)的安全可靠性。卷揚(yáng)機(jī)屬于較簡單的提升或牽引機(jī)械。主要是用電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，由于電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于卷揚(yáng)機(jī)中滾筒的轉(zhuǎn)速，故必須設(shè)計(jì)減速的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)有多種多樣，如皮帶減速器、鏈條減速器、齒輪減速器、渦輪蝸桿減速器、二級齒輪減速器等等。通過合理的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置，使得卷揚(yáng)機(jī)能夠在特定的工作環(huán)境下滿足正常的工作要求。卷揚(yáng)機(jī)的作用卷揚(yáng)機(jī)是建筑工地上最常見、最普通的一種施工機(jī)械，也稱絞車。可以單獨(dú)使用，也可以作為起重機(jī)的組成部分，卷揚(yáng)機(jī)主要以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，經(jīng)過減速裝置后，驅(qū)動(dòng)卷筒牽引鋼絲繩，以實(shí)現(xiàn)重物的垂直與水平運(yùn)輸。卷揚(yáng)機(jī)分為手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)和電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)兩種?，F(xiàn)在以電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)為主。電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸節(jié)、制動(dòng)器、減速器和卷筒組成，共同安裝在機(jī)架上。對于起升高度和裝卸量大工作頻繁的情況，調(diào)速性能好，能令空鉤快速下降。卷揚(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)它包括電機(jī)、減速箱、主軸、卷筒，其特征在于減速箱內(nèi)齒輪軸上設(shè)大齒輪，其內(nèi)腔設(shè)定片和動(dòng)片，電機(jī)輸出軸上所設(shè)的齒輪與大齒輪相嚙合，主軸上黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 4 頁所設(shè)之套筒側(cè)輪內(nèi)側(cè)裝一可與齒輪軸上另一齒輪嚙合的內(nèi)齒輪，通過減速箱上所設(shè)的離合器油缸在電液控制系統(tǒng)控制下控制定片和動(dòng)片的離合將動(dòng)力傳遞給卷筒，卷筒外環(huán)上設(shè)常閉制動(dòng)裝置，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，剎車效果好，操縱輕松自如。卷揚(yáng)機(jī)使用時(shí)的注意事項(xiàng)1、 卷 筒 上 的 鋼 絲 繩 應(yīng) 排 列 整 齊 ， 如 發(fā) 現(xiàn) 重 疊 和 斜 繞 時(shí) ， 應(yīng) 停 機(jī) 重 新 排 列 。嚴(yán) 禁 在 轉(zhuǎn) 動(dòng) 中 用 手 、 腳 拉 踩 鋼 絲 繩 。 鋼 絲 繩 不 許 完 全 放 出 ， 最 少 應(yīng) 保 留 三 圈 。2、 鋼 絲 繩 不 許 打 結(jié) 、 扭 繞 ， 在 一 個(gè) 節(jié) 距 內(nèi) 斷 線 超 過 10%時(shí) ， 應(yīng) 予 更 換 。3、 作 業(yè) 中 ， 任 何 人 不 得 跨 越 鋼 絲 繩 ， 物 體 （ 物 件 ） 提 升 后 ， 操 作 人 員 不得 離 開 卷 揚(yáng) 機(jī) 。 休 息 時(shí) 物 件 或 吊 籠 應(yīng) 降 至 地 面 。 4、 作 業(yè) 中 ， 司 機(jī) 、 信 號 員 要 同 吊 起 物 保 持 良 好 的 可 見 度 ， 司 機(jī) 與 信 號 員應(yīng) 密 切 配 合 ， 服 從 信 號 統(tǒng) 一 指 揮 。 5、 作 業(yè) 中 如 遇 停 電 情 況 ， 應(yīng) 切 斷 電 源 ， 將 提 升 物 降 至 地 面 。 6、 工 作 中 要 聽 從 指 揮 人 員 的 信 號 ， 信 號 不 明 或 可 能 引 起 事 故 時(shí) 應(yīng) 暫 停 操 作 ， 待 弄 清 情 況 后 方 可 繼 續(xù) 作 業(yè) 。 7、 作 業(yè) 中 突 然 停 電 ， 應(yīng) 立 即 拉 開 閘 刀 ， 將 運(yùn) 送 物 放 下 。 8、 作 業(yè) 完 畢 、 應(yīng) 將 料 盤 落 地 、 關(guān) 鎖 電 箱 。 9、 鋼 絲 繩 在 使 用 過 程 中 與 機(jī) 械 的 磨 損 .自 燃 的 腐 蝕 局 部 損 害 難 免 ， 應(yīng)間 隔 時(shí) 間 段 涂 刷 保 護(hù) 油 。 10、 嚴(yán) 禁 超 載 使 用 。 即 超 過 最 大 承 載 噸 數(shù) 。 11、 使 用 過 程 中 要 注 意 不 要 出 現(xiàn) 打 結(jié) .壓 扁 .電 弧 打 傷 .化 學(xué) 介 質(zhì) 的 侵 蝕 。12、 不 得 直 接 吊 裝 高 溫 物 體 ， 對 于 有 棱 角 的 物 體 要 加 護(hù) 板 。 13、 使 用 過 程 中 應(yīng) 經(jīng) 常 檢 查 所 使 用 的 鋼 絲 繩 ， 達(dá) 到 報(bào) 廢 標(biāo) 準(zhǔn) 應(yīng) 立 即 報(bào) 廢 。卷 揚(yáng) 機(jī) 鋼 絲 繩 的 報(bào) 廢 標(biāo) 準(zhǔn) ： 1、 直 徑 減 小 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 5 頁直 徑 磨 損 超 過 百 分 之 四 十 應(yīng) 報(bào) 廢 ， 不 超 百 分 之 四 十 應(yīng) 降 低 系 數(shù) 使 用 。2、 表 面 腐 蝕 ； 當(dāng) 整 根 鋼 絲 繩 表 面 腐 蝕 達(dá) 到 肉 眼 顯 而 易 見 時(shí) ， 鋼 絲 繩 就 不 能 使 用 。 3、 結(jié) 構(gòu) 破 壞 ； 鋼 絲 繩 整 股 破 斷 應(yīng) 報(bào) 廢 ， 有 斷 絲 的 鋼 絲 繩 應(yīng) 降 低 系 數(shù) 使 用 。 4、 超 載 ； 超 載 使 用 的 鋼 絲 繩 不 得 使 用 。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 6 頁參 考 文 獻(xiàn)[1]齒輪手冊編委會 齒輪手冊（第二版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[2]羅伯特 機(jī)械設(shè)計(jì)中的機(jī)械零件（第三版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[3]徐灝 疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1985[4]徐灝 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第一版） 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1992[5]陸玉 何再洲 佟延偉 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2000[6]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2007[7]陳裕成 建筑機(jī)械與設(shè)備 北京：北京理工大學(xué)出版社 2009[8]蒲良貴 紀(jì)名剛 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京：高等教育出版社 2006[9]孔慶華 母福生劉傳紹 極限配合與測量技術(shù)基礎(chǔ) 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社2008[10]張順心 工程圖學(xué)基礎(chǔ) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2007[11]Manually operated windlass mechanism for portable elevators application filed apr.19.1913[12]Automatic braking arrangement for a windlass Jan van Gennep,715 Laurel Ave, Menlo Park, Calif.94025 Mar.20,1975[13]AUTOMATIC INHAUL WINCH SYSTEM William C.Lane,Dallas,Tex Otis Engineering Corporation,Dallas,Tex.Aug.18.1987 畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化學(xué) 生 姓 名 廉 學(xué) 勤指 導(dǎo) 教 師 康 紅 偉 2012 年 03 月 10 日黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 1 頁電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的控制對于電動(dòng)機(jī)的機(jī)制，我們所知道的最好的方式就是使用由許多點(diǎn)動(dòng)式按鈕組成的簡單的手工操作臺。而這種操作臺在某些應(yīng)用方面可能仍然是個(gè)不錯(cuò)的選擇，如一些令人頭痛的復(fù)雜的控制也可以用。 這篇文章講述了，在你設(shè)計(jì)、組建或是購買卷揚(yáng)機(jī)控制器之前，你必須對電動(dòng)機(jī)的基本電氣設(shè)備和你將需要尋址的用戶接口命令進(jìn)行編制。首先，手動(dòng)控制臺應(yīng)該是手動(dòng)控制型的，因此，如果你把你的手指移開按鈕，卷揚(yáng)機(jī)就會停車。另外，每個(gè)控制工作站都需要配備緊急制動(dòng)閘，緊急制動(dòng)閘可以切斷卷揚(yáng)機(jī)的所有電源，而不僅僅是控制電路的。仔細(xì)想想看，如果卷揚(yáng)機(jī)在該停車時(shí)，他卻沒有停下來，你就確實(shí)需要一種故障保障的方法去切斷線路的電源。在控制工作臺上設(shè)置一個(gè)關(guān)鍵操作開關(guān)，也是一個(gè)非常好的主意，特別是在通向工作站的線路不能控制是，就可以用那個(gè)開關(guān)來控制。在設(shè)計(jì)控制臺時(shí)，即使是最簡單的手工控制臺，也要考慮設(shè)置由專門人員操作的安全操作按鍵?？刂贫ㄋ匐姍C(jī)對于一臺定速卷揚(yáng)機(jī)的實(shí)際控制設(shè)備是一臺三項(xiàng)起動(dòng)器。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向被反向，是通過簡單的開關(guān)控制相序從 A-B-C 變換到 C-B-A。這些動(dòng)作被完成，是通過兩個(gè)三磁極式電流接觸器，而且他們是互鎖的，所以，他們不可能被同時(shí)關(guān)閉。NEC 公司要求同時(shí)擁有過載和短路保護(hù)裝置。為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)免受由于機(jī)械過載引起的過熱的影響，在起動(dòng)器內(nèi)要安裝熱量過載延遲裝置。當(dāng)熱量過載延遲裝置過熱時(shí)，它所擁有的雙金屬長條斷開電動(dòng)機(jī)的電源。除此外，還可以選擇一臺電熱調(diào)節(jié)器可以用纏繞的方式安裝在電動(dòng)機(jī)上，他可以用與監(jiān)控電動(dòng)機(jī)的溫度變化。對于短路保護(hù)，我們一般是通過電動(dòng)機(jī)常用的熔斷器來實(shí)現(xiàn)的。一臺獨(dú)立的線性電流接觸器，被配置的電流接觸器應(yīng)該超過主回路的電流接觸器，從而達(dá)到冗余的目的。這臺電流接觸器是由安全電路來控制的，如：緊急制動(dòng)和越程極限。我們可以使用限位開關(guān)來實(shí)現(xiàn)上述的操作。當(dāng)你到達(dá)正常的行程極限位置末端是，卷揚(yáng)機(jī)就會停車，并且你只能夠向相反的方向移動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)（即遠(yuǎn)離極限位置的方向） 。這里也需要一個(gè)越程限制以防萬一，由于電氣的或者機(jī)械的問黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 2 頁題，而使卷揚(yáng)機(jī)的運(yùn)行超過正常的極限位。如果你碰到越程限制器，線形電流接觸器就會打開，因此，卷揚(yáng)機(jī)將無法被驅(qū)動(dòng)超過這個(gè)極限位置。如果上述情況發(fā)生，就需要請專業(yè)的技術(shù)人員來檢查導(dǎo)致碰到越程限制器的具體原因。然后，你就能夠用起動(dòng)器內(nèi)部的彈力恢復(fù)撥動(dòng)開關(guān)來處理越程的問題，而不是使用跳閘器或是手工切斷電流接觸器。變速的必要條件當(dāng)然，簡單的定速起動(dòng)器被變速驅(qū)動(dòng)器所取代。這就使事情開始變得有趣起來了！至少，你需要在控制操作臺上增加一個(gè)速度表盤。操縱桿是一個(gè)較好的操作接口，由于它使你對部件的移動(dòng)有一個(gè)更直觀的控制。不幸的是，你不能僅僅從你的本地控制臺去發(fā)命令控制老式的變速驅(qū)動(dòng)器，此外，你不能希望它在初始階段，就能安全而可靠的提升與下放設(shè)備。大多數(shù)的變速驅(qū)動(dòng)器不能實(shí)現(xiàn)上述的要求，因?yàn)樗鼈儾⒉皇窃O(shè)計(jì)用來做提升工作的。驅(qū)動(dòng)器需要設(shè)置成在制動(dòng)器松開之前，就能夠在電動(dòng)機(jī)上產(chǎn)生扭矩，并且，當(dāng)停車時(shí)，即在扭矩撤銷之前，制動(dòng)器將先工作。許多年來，直流電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器提供了一些普遍的解決方案，如它們在各種速度時(shí)都具有良好的力矩特性。對于大多數(shù)的卷揚(yáng)機(jī)所需求的大型直流電動(dòng)機(jī)是很貴的，那要比同類型的交流電動(dòng)機(jī)貴的多，雖然，早期的交流驅(qū)動(dòng)器不是非常有用，如它們有一個(gè)非常有限速度適用范圍，而且僅產(chǎn)生低速小扭矩。如今，隨著只留驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展，低成本而且大量可用的交流電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，導(dǎo)致了一場交流驅(qū)動(dòng)的革命。變速交流驅(qū)動(dòng)器有兩個(gè)系列。變頻轉(zhuǎn)換器已經(jīng)家喻戶曉， 。而且的確很容易使用。這些驅(qū)動(dòng)器將交流轉(zhuǎn)換成直流，然后，再把它轉(zhuǎn)換回交流，轉(zhuǎn)換后的交流已經(jīng)是不同頻率的。如果驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生 30Hz 的交流，一臺正常的 60Hz 的電動(dòng)機(jī)將以一半的速度運(yùn)行。從理論上說，這非常好，但是，在實(shí)際中，這將會有很多的問題。首先，一臺典型的 60Hz 的電動(dòng)機(jī)在線性頻率低于 2Hz 或是 3Hz的區(qū)域會出現(xiàn)誤差，并且，開始嵌齒（即急推，猛拉） ，或是停車。這將限制你的速度范圍低于 20：1，幾乎不適應(yīng)于運(yùn)行階段的細(xì)微調(diào)節(jié)。其次，許多低成本的轉(zhuǎn)換器也不能夠在低速時(shí)提供額定扭矩。使用這些驅(qū)動(dòng)器，將導(dǎo)致急速移動(dòng)，或是對于提升部件完全的失效，準(zhǔn)確的說，當(dāng)你試圖去平穩(wěn)的提升一臺科學(xué)儀器時(shí)，你不愿看到這樣的情況。一些新型的變極器是閉環(huán)系統(tǒng)（從電動(dòng)機(jī)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 3 頁獲得反饋，提供更加準(zhǔn)確的速度控制） ，并且使電動(dòng)機(jī)將會工作的相當(dāng)好。交流驅(qū)動(dòng)器的另一個(gè)系列是流量矢量型驅(qū)動(dòng)器。這些元器件要求在電動(dòng)機(jī)的主軸上安裝編碼器，使用這些編碼器會使驅(qū)動(dòng)器可以準(zhǔn)確地監(jiān)控電機(jī)電樞的旋轉(zhuǎn)。處理器測定了準(zhǔn)確的磁性流量的矢量值，這些值要求使電樞在給定的速度下旋轉(zhuǎn)。這些驅(qū)動(dòng)器允許有無窮大的速度，因此，你實(shí)際能夠在零速度時(shí)就產(chǎn)生額定扭矩。這些驅(qū)動(dòng)器所提供的準(zhǔn)確的速度和位置的控制，使這些驅(qū)動(dòng)器在高性能應(yīng)用方面受到歡迎?；?PLC 的控制器提供有系統(tǒng)狀態(tài)和控制選項(xiàng)。這個(gè)屏幕展示給操作者全面的訪問卡內(nèi)基霍爾德的就曾電梯提升的控制面板?；?PLC 的系統(tǒng)一臺 PLC 的全稱是可編程序邏輯控制器。首先，PLC 的控制器發(fā)展取代了基于五六十年代的工業(yè)控制系統(tǒng)的繼電器，它們工作在室內(nèi)的惡劣的工業(yè)環(huán)境中。這些是模塊化的系統(tǒng)，它們具有大量的各種各樣的 I/O 模塊。這些模塊化的系統(tǒng)可以很容易的實(shí)現(xiàn)把半自定義的硬件配置組裝起來，而這樣得到的配置的價(jià)錢也很合理。這些模塊包括：位置控制模塊，計(jì)數(shù)器，A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器，以及各種實(shí)體狀態(tài)或是物理接觸閉式輸出模塊。大量不同類型的 I/O 元器件和PLC 的模塊屬性使得它成為一條有效的途徑去組裝自定義和半自定義的控制系統(tǒng)。對于 PLC 系統(tǒng)的最大的不足就是缺少真實(shí)的大量的顯示功能，從而告訴你PLC 正在做什么和幫助你對 PLC 進(jìn)行編程。第一臺被用于大型娛樂場所的專業(yè)的 PLC 系統(tǒng)之一，是在拉斯維加斯的原米高梅電影制片公司（現(xiàn)在的貝利公司）的搭車和四輪馬車系統(tǒng)上。許多的制造商提供了標(biāo)準(zhǔn)的基于 PLC 的系統(tǒng)和半自動(dòng)化聲學(xué)的標(biāo)志的主機(jī)，設(shè)定命令行解釋器的位置，以及提升控制系統(tǒng)也是可用的。使用標(biāo)準(zhǔn)的模塊去組構(gòu)用戶自定義系統(tǒng)的能力是基于 PLC 的控制器的最大優(yōu)勢。高端控制器對于復(fù)雜的傳動(dòng)裝置，控制器開始變得復(fù)雜，超過了速度，時(shí)間以及位置控制。它們包括寫出復(fù)雜的指令，記錄輪廓線的移動(dòng)，以及處理可以立即運(yùn)行的多點(diǎn)指令的能力。許多大型的歌劇院正向著點(diǎn)提升系統(tǒng)的方向發(fā)展，在那里為每一條提升繩黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 4 頁索配置有一臺獨(dú)立的卷揚(yáng)機(jī)，那些繩索等同于每條電路的調(diào)光器。當(dāng)多臺卷揚(yáng)機(jī)被用來提升單個(gè)的部分時(shí)，這些卷揚(yáng)機(jī)必須完全的同步，或是載荷能夠轉(zhuǎn)移，如此會導(dǎo)致一臺單獨(dú)的卷揚(yáng)機(jī)變得有過載的危險(xiǎn)。控制系統(tǒng)必須能夠使被選的卷揚(yáng)機(jī)保持同步，或是在一臺卷揚(yáng)機(jī)不能夠保持與其他卷揚(yáng)機(jī)同步時(shí)，能提供高速的同等的停車能力。對于一臺典型的高速達(dá) 240 英尺/分鐘和一臺要保持卷揚(yáng)機(jī)的彼此間的速度誤差在 1/8 分之內(nèi)的設(shè)備，你只有少于三微妙的時(shí)間去確認(rèn)問題，并嘗試糾正錯(cuò)我的卷揚(yáng)機(jī)速度，在確定你失敗后，你起動(dòng)組中所有卷揚(yáng)機(jī)的停車。這將需要大量計(jì)算，快速 I/O 接口，以及好用的寫入軟件。對于大型的繩索控制系統(tǒng)有兩種非常不同的解決方法。首先是，使用單獨(dú)的控制臺，對于一般的問題而言，這樣的控制臺應(yīng)該裝在適合于操作者視角的位置。然而，這不僅不能夠從一個(gè)角度到另一個(gè)角度觀察，而且還不可以從一條指令到另一條指令的控制。這些困難已經(jīng)被部分解決。通過使用安裝在不同位置的視頻攝像機(jī)，而且這些攝像機(jī)連接于三維屏幕圖形，這些圖形使得操作者可以從任意的視角去觀察在三個(gè)坐標(biāo)方向上的預(yù)期的繩索運(yùn)動(dòng)。這些圖形使得操作者，從一個(gè)適合他在實(shí)際的操作臺處的視角，或是實(shí)際的閉環(huán)電路趙縣級的視角，來觀察在屏幕上的繩索的運(yùn)動(dòng)。對于有內(nèi)部關(guān)聯(lián)的部件的復(fù)雜的移動(dòng)，上述觀察使得實(shí)現(xiàn)控制和查出故障原因變得更加簡單。另一個(gè)解決的方案就是分布式系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)使用了多個(gè)輕便的控制臺。這將允許不同的操作者以同樣的方式控制傳動(dòng)裝置的不同方面，我們已經(jīng)改進(jìn)了手動(dòng)控制裝置。一個(gè)生動(dòng)的例子，就是在倫敦中部的一個(gè)蔬菜花卉市場的皇家歌劇院使用了上述的方案，在那里用十個(gè)控制臺控制著 240 臺電動(dòng)機(jī)。每個(gè)控制臺有五個(gè)錄音重放裝置，并且已經(jīng)被開啟，以便于每臺電動(dòng)機(jī)被指派給一個(gè)單獨(dú)的控制臺。一位操作者和一個(gè)控制臺就能夠控制所有的裝置，但是，常常是一個(gè)控制臺，可能是運(yùn)行臺幕的提升，另一個(gè)控制臺是控制臺上的傳動(dòng)裝置，以及第三個(gè)控制臺被用來在后臺將必要的背景畫面放下。刃口式輕便的控制臺允許多位操作者從最優(yōu)點(diǎn)出發(fā)來控制機(jī)器的運(yùn)動(dòng)，并且提供三維圖像的顯示。結(jié)論有巨大變化的繩索控制系統(tǒng)，已經(jīng)從按鈕式的工作站發(fā)展到復(fù)雜的多用戶的計(jì)算機(jī)化的控制系統(tǒng)。當(dāng)要購買繩索控制系統(tǒng)時(shí)，你總是可以找到滿足你需黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 5 頁要的。控制系統(tǒng)最重要的性能是安全性和可靠性。這些是有真實(shí)價(jià)值的性能，而且你會期望能以一個(gè)合適的價(jià)格買到這樣的安全性。與某個(gè)確定的產(chǎn)品制造商共事，他會使你知道如何進(jìn)行安裝。而且，他將會讓你和用戶接觸，那些用戶有著類似的要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)翻譯院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化學(xué) 生 姓 名 廉 學(xué) 勤指 導(dǎo) 教 師 康 紅 偉2012 年 03 月 10 日黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 I 頁 1.6 型 卷 揚(yáng) 機(jī) 設(shè) 計(jì)摘 要卷 揚(yáng) 機(jī) 又 稱 絞 車 。 是起重垂直運(yùn)輸機(jī)械的重要組成部分，配合井架、桅桿、滑輪組等輔助設(shè)備，用來提升物料、安裝設(shè)備等作業(yè)，由 人 力 或 機(jī) 械 動(dòng) 力 驅(qū) 動(dòng) 卷 筒 、 卷 繞繩 索 來 完 成 牽 引 工 作 的 裝 置 。 垂 直 提 升 、 水 平 或 傾 斜 曳 引 重 物 的 簡 單 起 重 機(jī) 械 。 分手 動(dòng) 和 電 動(dòng) 兩 種 。 現(xiàn) 在 以 電 動(dòng) 卷 揚(yáng) 機(jī) 為 主 。 本次設(shè)計(jì)的 1.6 噸電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)是由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器、卷筒、等組成。本次設(shè)計(jì)的步驟是從鋼絲繩開始入手，然后依次對卷揚(yáng)機(jī)的卷筒、卷筒軸、電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、聯(lián)軸器以及卷筒機(jī)的導(dǎo)向滑輪設(shè)計(jì)與選取。其中卷筒、卷筒軸、卷筒轂、減速器的設(shè)計(jì)最為主要，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)做了介紹，其余部分有得只是略作分析。本次設(shè)計(jì)的卷筒機(jī)由于它結(jié)構(gòu)簡單、搬運(yùn)安裝靈活、操作方便、維護(hù)保養(yǎng)簡單、對作業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以應(yīng)用于冶金起重、建筑、水利作業(yè)等方面，但是此次設(shè)計(jì)的卷筒機(jī)主要運(yùn)用于用于 1.6 噸起升機(jī)構(gòu)。提升重物是卷揚(yáng)機(jī)的一種主要功能，各類卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。關(guān)鍵詞：卷揚(yáng)機(jī)，卷筒，卷筒軸，減速器黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 II 頁 1.6 construction winch designAuthor：lian xueqinTutor：kang hongweiAbstractAlso known the hoist another name is winch. Vertical lifting transport machinery is an important component of the tie in with the derrick, mast, pulley blocks, and auxiliary equipment, used to enhance the materials, installation of equipment operations, from human or mechanical power-driven drum, winding traction rope to complete the installation work. Vertical, horizontal or inclined simple tractor Lifting heavy objects. Two types of the hoist are manual and electric two kinds. and Now to the main electric winch. The design of the 1.6-ton electric hoist motor contions electromotor 、coupling 、arrester、retarder、drum 、boom sheave 、a system of pulleys set、hook, etc..This design of hoist is start from the wire rope, and next then turn on the winch drum, drum spindle, motor, gear reducer, speed reducer shaft, brakes, couplings and pulley drum machine-oriented design and selection. On drum, drum shaft, drum hub, most major reducer design, the design are focus introduced, and the rest is just a little something for analysis.The design of the drum machine because of its simple structure, handling the installation of a flexible, convenient operation, simple maintenance, and operating environment features such as adaptability, can be applied to lifting metallurgical, construction, operations and other water conservancy, but the design mainly applied to the drum machine for 1.6-ton overhead crane hoisting mechanism. Heavy winch upgrade is one of the main functions of the design of various types of winches are based on based on this request.KEY WORDS: hoist；drum; drum shaft; retarder.黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 III 頁 目錄前 言 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11卷揚(yáng)機(jī)的整體概述 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31.1 電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31.1.1 電控卷揚(yáng)機(jī) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31.1.2 帶有電磁鐵制動(dòng)器的卷揚(yáng)機(jī) ????????????????????????????????????????????????????????????????41.1.3 采用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的卷揚(yáng)機(jī) ????????????????????????????????????????????????????????????51.1.4 溜放型卷揚(yáng)機(jī) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????61.2 卷揚(yáng)機(jī)工作級別與類別 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????62 零部件的計(jì)算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.1 鋼絲繩的選取 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.1.1 鋼絲繩的種類和構(gòu)造 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.1.2 鋼絲繩的選取 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.1.3 鋼絲繩的使用 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????92.2 卷筒參數(shù)的設(shè)計(jì) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????102.2.1 卷筒容繩尺寸參數(shù) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????102.2.2 作用于卷筒上的扭矩 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????112.2.3 卷筒筒壁及側(cè)板的計(jì)算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????122.3 原動(dòng)機(jī)的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????132.4 減速器的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????142.5 制動(dòng)器、聯(lián)軸器的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????142.6 卷筒軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????153 電氣與安全保護(hù) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19設(shè)計(jì)總結(jié) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21致謝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22參考文獻(xiàn) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 IV 頁 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 1 頁前 言隨著社會的發(fā)展，機(jī)械將會越來越取代人力，這也是機(jī)械行業(yè)飛速發(fā)展的后果，在機(jī)械的發(fā)展歷史中，新機(jī)械的發(fā)明有著舉足輕重的作用。但是，那些很久以前就被利用生產(chǎn)并一直延續(xù)到今天的機(jī)械，更是起著不可替代的作用，卷揚(yáng)機(jī)就是一例。卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展就像其他機(jī)械一樣，從開始的簡單到現(xiàn)在的復(fù)雜，從以前的機(jī)械動(dòng)力到現(xiàn)在的電力動(dòng)力，從以前的人工操作到現(xiàn)在的電腦操作甚至智能操作。卷揚(yáng)機(jī)又稱絞車，是起重垂直運(yùn)輸機(jī)械的重要組成部分，配合井架、桅桿、滑輪組等輔助設(shè)備，用來提升物料、安裝設(shè)備等作業(yè)。由于它結(jié)構(gòu)簡單、搬運(yùn)安裝靈活、操作方便、維護(hù)保養(yǎng)簡單、使用成本低、對作業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冶金起重、建筑、水利作業(yè)等方面。本設(shè)計(jì)就傳統(tǒng)的卷揚(yáng)機(jī)說起，一直到現(xiàn)在以及將來的發(fā)展。卷揚(yáng)機(jī)是起重垂直運(yùn)輸機(jī)械的重要組成部分，配合井（門）架、桅桿、滑輪組等輔助設(shè)備，用來提升物料、安裝設(shè)備等作業(yè)。由于它結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、維護(hù)保養(yǎng)簡單、使用成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。提升重物是卷揚(yáng)機(jī)的一種主要功能，所以各類卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。雖然目前塔吊、汽車吊等取代了卷揚(yáng)機(jī)的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且靈活性較差，故一般中小型工程仍然廣泛應(yīng)用卷揚(yáng)機(jī)，汽車吊雖然靈活方便，但也因?yàn)槌杀咎?，而不能在工程中廣泛應(yīng)用，故大多設(shè)備的安裝仍然是由卷揚(yáng)機(jī)承擔(dān)的。卷揚(yáng)機(jī)除在工程、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外，在冶金、礦山、建筑、化工、水電、農(nóng)業(yè)、軍事及交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)亦被廣泛應(yīng)用。下面卷筒機(jī)的發(fā)展趨勢1. 大型化 由于基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展，大型設(shè)備和機(jī)械構(gòu)件要求整體安裝，促進(jìn)了大型卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展。目前，俄羅斯已生產(chǎn)了 60 t 卷揚(yáng)機(jī)，日本生產(chǎn)了 32 t、50 t、60 t液壓和氣動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，美國生產(chǎn)了 136 t 和 270 t 卷揚(yáng)機(jī)。 2. 采用先進(jìn)電子技術(shù) 為了實(shí)現(xiàn)卷揚(yáng)機(jī)的自動(dòng)控制和遙控，國外廣泛采用了先進(jìn)的電子技術(shù)。對黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 2 頁大型卷揚(yáng)機(jī)安裝了電器連鎖裝置，以保證絕對安全可靠。3. 發(fā)展手提式卷揚(yáng)機(jī) 為提高機(jī)械化水平，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，國外大力發(fā)展小型手提式卷揚(yáng)機(jī)，如以汽車蓄電池為動(dòng)力的直流電動(dòng)小型卷揚(yáng)機(jī)，其電壓為 12 V，質(zhì)量為 7.7—15.4 kg，拉力為 3336—13344 N。4. 大力發(fā)展不帶動(dòng)力源裝置的卷揚(yáng)機(jī) 歐美國家非常重視發(fā)展借助汽車和拖拉機(jī)動(dòng)力的卷揚(yáng)機(jī)。此種卷揚(yáng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，有一個(gè)卷筒和一個(gè)變速箱即可。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 3 頁1 卷揚(yáng)機(jī)的整體概述1.1 電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)由于操作方法不同，其結(jié)構(gòu)相差很大。我們將其分為電控卷揚(yáng)機(jī)和溜放型卷揚(yáng)機(jī)兩類。1.1.1 電控卷揚(yáng)機(jī)此類卷揚(yáng)機(jī)通過通電或斷電以實(shí)現(xiàn)卷揚(yáng)機(jī)的工作或制動(dòng)。物料的提升或下降由電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，操作簡單方便。其制動(dòng)型式主要有電磁鐵制動(dòng)器和錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)兩類，下面就這兩種制動(dòng)型式卷揚(yáng)機(jī)的常見類型作介紹。此類卷揚(yáng)機(jī)大多是單卷筒的。1.1.2 帶有電磁鐵制動(dòng)器的卷揚(yáng)機(jī)1. 圓柱齒輪減速器快速卷揚(yáng)機(jī)，如圖 2-1。圖 2-1 圓柱齒輪減速器快速卷揚(yáng)機(jī)簡圖1—電動(dòng)機(jī) 2—聯(lián)軸器 3—制動(dòng)器 4—減速器5—聯(lián)軸器 6—卷筒 7—底座 8—支架2. 蝸桿減速器慢速卷揚(yáng)機(jī)。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 4 頁3. 圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動(dòng)的卷揚(yáng)機(jī)，如圖 2-2。圖 2-2 圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳功的卷場機(jī)簡圖1—電動(dòng)機(jī) 2—聯(lián)軸器 3—制動(dòng)器4—減速器 5—開式齒輪傳動(dòng) 6—卷筒 4. 蝸桿減速器加開式齒輪傳動(dòng)的卷揚(yáng)機(jī)。對一些起重量大的卷揚(yáng)機(jī)，為使鋼絲繩在卷簡上排列整齊，需要安裝排繩器。按設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在鋼絲繩拉力 F＞120 kN 的卷揚(yáng)機(jī)上，均應(yīng)安裝排繩器。1.1.3 采用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的卷揚(yáng)機(jī)此類卷揚(yáng)機(jī)利用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)本身所具有的制動(dòng)性能來實(shí)現(xiàn)卷揚(yáng)機(jī)的制動(dòng)。由于錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)是靠轉(zhuǎn)子軸向移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)或松開的，可省略單獨(dú)的制動(dòng)器，在結(jié)構(gòu)上就要求電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)間能做軸向相對移動(dòng)。一般，軸向移動(dòng)是通過可移式聯(lián)軸器把電動(dòng)機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)傳遞到傳動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。由于此類卷揚(yáng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)軸線與卷筒軸線為同軸，故習(xí)慣上把這類卷揚(yáng)機(jī)叫做一字型結(jié)構(gòu)卷揚(yáng)機(jī)。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的不同，其可分為：黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 5 頁1. 定軸輪系傳動(dòng) 這是 1988 年行業(yè)組織的系列設(shè)計(jì)中的一種機(jī)型。2. 漸開線圓柱齒輪行星傳動(dòng) 常見的有封閉型 2K—H 型行星輪系和 3K 型行星輪系傳動(dòng)的卷揚(yáng)機(jī)。3. 接線針輪傳動(dòng) 由于擺線針輪傳動(dòng)一級減速的減速比比較大，故采用一級減速即可。這種傳動(dòng)可把傳動(dòng)系統(tǒng)放在卷筒里面，可減小卷揚(yáng)機(jī)體積。4. 少齒差行星傳動(dòng) 少齒差傳動(dòng)可得到大的傳動(dòng)比，并可把傳動(dòng)系統(tǒng)放在卷筒內(nèi)，使結(jié)構(gòu)緊湊。上述擺線針輪行星傳動(dòng)和少齒差行星傳動(dòng)的輸出機(jī)構(gòu)是很重要的一環(huán)，可實(shí)現(xiàn)偏心輸出的機(jī)構(gòu)有很多，但考慮到加工和效率的原因，目前采用較多的是銷軸式，但其加工精度及熱處理要求較高，卷揚(yáng)機(jī)生產(chǎn)廠家比較難以達(dá)到。所以有的廠家采用了零齒差傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，但加工較為容易，效果亦不錯(cuò)。5. 諧波傳動(dòng) 此傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，嚙合齒數(shù)多，所以承載能力大，故其體積、質(zhì)量可更小。但其柔輪的要求較高，生產(chǎn)較為困難。6. 活齒行星傳動(dòng) 又叫頂桿蠕動(dòng)傳動(dòng)，它的加工相對比較方便。1.1.4 溜放型卷揚(yáng)機(jī)此類卷揚(yáng)機(jī)提升重物的下降不是利用電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)．而是靠置物的重力下降，并帶動(dòng)卷簡反轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。要在電動(dòng)機(jī)和卷筒之間實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接或分離，通常采用離臺器或差動(dòng)輪系。由于電動(dòng)機(jī)和卷筒可分可合，因此卷筒的數(shù)目可以增多，而各卷筒又可各自完成自己的運(yùn)動(dòng)，則此類卷揚(yáng)機(jī)可設(shè)計(jì)成單卷筒、雙卷筒和多卷筒的型式。為保證各卷筒的運(yùn)動(dòng)或停止，其制動(dòng)裝置都直接安裝在聯(lián)軸器上。1.2 卷揚(yáng)機(jī)工作級別與類別為了合理設(shè)計(jì)、制造、使用及提高零件三化水平，卷揚(yáng)機(jī)根據(jù)利用等級與載荷狀態(tài)劃分為 八個(gè)工作級別。在本設(shè)計(jì)中我選擇中等載荷，工作級別為 M4，總工作時(shí)間為 3200 小時(shí)。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 6 頁表 1.1 載荷狀態(tài)載荷狀態(tài)名義載荷譜系數(shù) Kp當(dāng)量拉力系數(shù) Kd說明Q （輕）10.125 K ≤0.5 通常承受 1/3 的額定拉力，很少承受額定拉力時(shí)使用Q （中）20.25 0.5＜K ≤0d.63通常承受（1/3～2/3）的額定拉力，有時(shí)承受額定拉力時(shí)使用Q （重）30.5 0.63＜K ≤d0.8通常承受 2/3 以上的額定拉力，較多承受額定拉力時(shí)使用Q （特4重）1.0 0.8＜K ≤1d頻繁地承受拉力或者額定拉力相近時(shí)使用黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 7 頁2 零部件的計(jì)算2.1 鋼絲繩的選取卷揚(yáng)機(jī)通過鋼絲繩升降、牽引重物，工作時(shí)鋼絲繩所受應(yīng)力十分復(fù)雜，加之對外界影響因素比較敏感，一旦失效，后果十分嚴(yán)重，因此，應(yīng)特別重視鋼絲繩的合理選擇與使用。2.1.1 鋼絲繩的種類和構(gòu)造鋼絲繩的種類．根據(jù)鋼絲繩中鋼絲與鋼絲的接觸狀態(tài)不同又可分為：1．點(diǎn)接觸鋼絲繩 點(diǎn)接觸鋼絲繩繩股中各層鋼絲直徑均相同，而內(nèi)外各層鋼絲的節(jié)距不同．因而相互交叉形成點(diǎn)接觸。其特點(diǎn)是接觸應(yīng)力高．表面粗糙，鋼絲易折斷，使用壽命低。但制造工藝簡單，價(jià)格便宜。在實(shí)際中常發(fā)現(xiàn)這種鋼絲繩在受拉、尤其是受彎時(shí)由于鋼絲間的點(diǎn)接觸、造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生嚴(yán)重壓痕，由此導(dǎo)致鋼絲疲勞斷裂而使鋼絲繩過早報(bào)廢。2．線接觸鋼絲繩 線接觸鋼絲繩繩股由不同直徑的鋼絲統(tǒng)制而成，每一層鋼絲的節(jié)距相等，由于外層鋼絲位于內(nèi)層鋼絲之間的溝槽內(nèi)，因此內(nèi)外層鋼絲間形成線接觸。這種鋼絲繩的內(nèi)層鋼絲雖承受比外層鋼絲稍大的應(yīng)力，但它避免了應(yīng)力集中，消除了鋼絲在接觸處的二次彎曲現(xiàn)象，減少了鋼絲間的摩擦阻力。使鋼絲繩在彎曲上有較大的自由度，從而顯著提高了抗疲勞強(qiáng)度，其壽命通常高于點(diǎn)接觸鋼絲繩。由于線接觸鋼絲繩比點(diǎn)接觸鋼絲繩的有效鋼絲總面積大，因而承載能力高。如果在破斷拉力相同的情況下選用線接觸鋼絲繩，可以采用較小的滑輪和卷筒直徑，從而使整個(gè)機(jī)構(gòu)的尺寸減小。卷?xiàng)顧C(jī)應(yīng)優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。2.1.2 鋼絲繩的選取目前在工業(yè)化國家，對鋼絲繩直徑的選擇普遍采用選擇系數(shù)法。國際標(biāo)準(zhǔn)繩的選擇也推薦采用此方法。該方如下； 鋼絲繩直徑不應(yīng)小于下式計(jì)算的最小直徑黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 8 頁maxinFcd〓式中 Fmax—鋼絲繩最大靜拉力(N) 。由起升載荷（額定起重量，鋼絲繩懸掛部分的重量，滑輪組及其它吊具的重量）并考慮滑輪組效率相倍率來確定；c—鋼絲繩選擇系數(shù)，它與機(jī)構(gòu)的工作級別、鋼絲繩是否旋轉(zhuǎn)以及吊運(yùn)物品的性質(zhì)等因素有關(guān)。目前，卷揚(yáng)機(jī)還沒有此系數(shù)的具體規(guī)定。該設(shè)計(jì)卷揚(yáng)機(jī)額定載荷 1.6 噸，采用雙聯(lián)滑輪起重滑輪組，所以每根承受載荷＝ ＝ 4000N maxF41e該卷揚(yáng)機(jī)用于建筑，所以工作級別為 M4，鋼繩系數(shù)選擇由 GB/T1955-2008公式 C=[Kn/K’0]1/2 可得：其中 Kn 是鋼絲繩的最小安全系數(shù)，按照表 4 選取為 4.0K’為鋼絲繩的最小破斷拉力系數(shù)，按照表 5 選取第三組 鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度 R0 為 1570MPa。則 C=[Kn/K’0]1/2=0.084＝10.62 mm maxinFcd〓所以鋼絲繩選擇 d=12 mm鋼絲繩選擇型號為 12 NAT 6 19S+FC 1570 ZZ 80.5 GB8918-2006?其破斷拉力為 80.5KN卷揚(yáng)機(jī)系多層纏繞．鋼絲繩受力比較復(fù)雜。為簡化計(jì)算，鋼絲繩選擇多采用安全系數(shù)法，這是—種靜力計(jì)算方法。鋼絲繩的安全系數(shù)按下式計(jì)算：??pgrSnF??式中 —整條鋼絲繩的破斷拉力，N；pS—卷揚(yáng)機(jī)工作級別規(guī)定的最小安全系數(shù)；??n—鋼絲繩的額定拉力，N；rF黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 9 頁設(shè)計(jì)時(shí)，鋼絲繩的額定拉力為已知，將額定拉力乘以規(guī)定的最小安全系數(shù)，然后從產(chǎn)品目錄中選擇一種破斷拉力不小于 · [M]的鋼絲繩直徑。??n rF則 =80.5/16=5.03>5 復(fù)合要求。g2.1.3 鋼絲繩的使用鋼絲繩在工作時(shí)卷繞進(jìn)出滑輪和卷筒，除產(chǎn)生拉應(yīng)力外，還有擠壓、彎曲、接觸和扭轉(zhuǎn)等應(yīng)力，應(yīng)力情況是非常復(fù)雜的。實(shí)踐表明，由于鋼絲繩反復(fù)彎曲相擠壓所造成的金屬疲勞是鋼絲繩破壞的主要原因。鋼絲繩破壞時(shí)，外層鋼絲由于疲勞和磨損首先開始斷裂，隨著斷絲數(shù)的增多，破壞速度逐漸加快，達(dá)到一定限度后，仍繼續(xù)使用，就會造成整根繩的破斷。在正確選擇鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和直徑之后，實(shí)際使用壽命的長短，在很大程度上取決于鋼絲繩在使用中的維護(hù)和保養(yǎng)及與相關(guān)機(jī)件的合理配置?？蓮囊韵聨追矫婵紤]該問題：1. 滑輪和卷筒直徑 D 與鋼絲繩直徑 d 的比值大小對鋼絲繩的壽命影響較大，幾乎成平方關(guān)系。因此，選用較大的滑輪和卷簡直徑對鋼絲繩的壽命是有利的。故設(shè)計(jì)中規(guī)定了卷筒直徑和鋼絲繩直徑的最小比值（D/d） ，與卷揚(yáng)機(jī)的工作級別有關(guān)。使用中，應(yīng)盡量減少鋼絲繩的彎折次數(shù)并盡量避免反向彎折。2. 決定滑輪繩槽尺寸時(shí)，必須考慮鋼絲繩直徑較公稱直徑有 6％~8 ％的過盈量這一事實(shí)。過小的繩槽直徑會使鋼絲繩受到過度擠壓而提前斷絲，繩槽尺寸過大，又會使鋼絲繩在槽內(nèi)的支承面積減小，增大鋼絲繩的接觸應(yīng)力。合理的繩槽尺寸應(yīng)比鋼絲繩的公稱直徑大 10％左右。3. 滑輪與卷筒的材料太硬，對鋼絲繩壽命不利。據(jù)有關(guān)資料表明：以鑄鐵代替鋼．可提高鋼絲繩的壽命約 10％。4. 為保證鋼絲繩在繩筒上平滑纏繞，避免各圈鋼絲繩間相互摩擦及多層纏繞錘擊和堆繞現(xiàn)象，延長鋼絲繩的使用壽命，鋼絲繩在卷筒及繩輪上的偏角必須保持在一定的限度之內(nèi)，一般在 0.5 ~2 之間。?5. 良好的周期性潤滑是提高鋼絲繩使用壽命的一項(xiàng)重要因素。它可以防止銹蝕，減少鋼絲繩內(nèi)外磨損。一般常用中、低粘度潤滑油和濾青質(zhì)化合物。目前我國生產(chǎn)的“鋼絲繩油’ ’屬于中等粘度油，適用于各種股捻鋼絲繩的潤滑。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 10 頁其附著力大，不易滑落或與水起作用，且含有防銹劑，是一種良好的潤滑劑。6. 在室外、潤濕或腐蝕介質(zhì)存在的環(huán)境里，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。7. 經(jīng)常檢查鋼絲繩是否與別的機(jī)件摩擦，重新更換新繩時(shí)必須核對新繩與原繩的型式直徑是否相同；經(jīng)常檢查鋼絲繩表面的磨損及斷絲，遇到問題及時(shí)解決。2.2 卷筒參數(shù)的設(shè)計(jì)按照鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)分，卷筒分單層繞和多層繞兩種。一般起重機(jī)大多采用單層繞卷筒。只有在繞繩量特別大或特別要求機(jī)構(gòu)緊湊的情況下，為了縮小卷筒的外形尺寸，才采用多層繞的方式。本設(shè)計(jì)采用多層繞。2.2.1 卷筒容繩尺寸參數(shù)1.卷筒節(jié)徑卷筒節(jié)徑 D 應(yīng)滿足式 D≥ ekd式中 -與卷揚(yáng)機(jī)工作級別有關(guān)的系數(shù) D-卷筒節(jié)徑，mmek由 GB8918-2006 表 6 得D= =12 16=192ed?2.卷筒容繩寬度3，取 S=4????12101??????????sDdBLtsi?則卷筒邊緣直徑 dsk4?其中 =210+(2 4-1) 12=294mm??Ss120????則 =294+4 12=342 取為 350mmdDsk4?黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 11 頁2.2.2 作用于卷筒上的扭矩1.額定扭矩 0T額定扭矩按照下式計(jì)算=[（210+6）/2] 1.6=172.8N.m312?????????ejeFD?其中 Te 為額定扭矩，N.m；Dj 為基準(zhǔn)層繩心直徑，mm。2.計(jì)算扭矩分為疲勞強(qiáng)度計(jì)算扭矩和靜強(qiáng)度計(jì)算扭矩：A.疲勞強(qiáng)度計(jì)算扭矩 Td=[（210+6）/2] 9.6=1036.8N.m3102?????????ejdFT?式中 為疲勞強(qiáng)度計(jì)算扭矩，N.m；dB.靜強(qiáng)度計(jì)算扭矩 Tjmax=[（210+6）/2] 18.6=2000 N.m3maxmax102?????????jjj FDT ?式中 為靜強(qiáng)度計(jì)算扭矩，N.m。axj2.2.3 卷筒筒壁及側(cè)板的計(jì)算1.卷筒筒厚鑄造卷筒壁厚的強(qiáng)度按照下式驗(yàn)算, ??csenctFA?????其中 為多層卷繞系數(shù)按照 GB8918-2006 表 取 1.55nA2D為鋼絲繩軸向彎繞節(jié)距， =1.01d=1.01 12=12.12mmst st?為材料的許用應(yīng)力，MPa，由于卷筒選取為鑄鐵材料，則??c?=160MPa；則 =1.55 16000/(12.12 160)=11.6，取為 12mm??csentFA????2.卷筒側(cè)板板厚計(jì)算黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 12 頁卷筒側(cè)板根部強(qiáng)度按照下式計(jì)算 ??21???????enzFB??式中 為側(cè)板根部厚度，mm；z?為綜合影響系數(shù)，從 JG/T5031-93 表 A3 中選取，取為 0.4615；nB為鑄造材料的許用應(yīng)力；可按照下式計(jì)算??e?=ekb,式中 為鑄造材料的抗拉強(qiáng)度極限，MPa，取為 230MPa；,為安全系數(shù)，按卷揚(yáng)機(jī)工作級別對鑄鐵取 =4j jk則 =230/4=57.5MPa；??jbek,??則 = =11.3 取為 12mm21???????enzFB?215.7604.???????2.3 原動(dòng)機(jī)的選擇1. 選擇電動(dòng)機(jī)的類型選擇電動(dòng)機(jī)的類型主要根據(jù)工作機(jī)載荷特性，有無沖擊、過載情況、調(diào)速范圍、啟動(dòng)制動(dòng)的頻繁程度以及電網(wǎng)供電狀況等。對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性的機(jī)械，應(yīng)選用機(jī)械特性為硬特性的電動(dòng)機(jī)；對恒功率負(fù)載特性的機(jī)械，應(yīng)選用變速直流電動(dòng)機(jī)或帶機(jī)械變速的交流異步電動(dòng)機(jī)。由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)負(fù)載，價(jià)格較高，因此當(dāng)交流電動(dòng)機(jī)能滿足工作機(jī)械要求時(shí)，一班不采用直流電動(dòng)機(jī)。現(xiàn)場一般采用三項(xiàng)交流電源，如無特殊要求均應(yīng)采用三項(xiàng)交流電動(dòng)機(jī)。其中，以三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多，常用的為 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。此外，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境條件，如環(huán)境溫度、濕度、通風(fēng)及有無防塵防爆等特殊要求，選擇不同的防護(hù)性能的外殼結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)電動(dòng)機(jī)與被驅(qū)動(dòng)機(jī)械的連接形式，決定器安裝方式，一般采用臥式。2. 電動(dòng)機(jī)功率的選擇黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 13 頁標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的功率由額定功率表示。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或稍大于工作要求的功率。功率小于工作要求，則不能保證工作正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長期過載，發(fā)熱大而過早損壞；功率過大則增加成本，并且由于功率和功率因數(shù)低而造成浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)的功率主要由運(yùn)行時(shí)發(fā)熱條件限定，在不變或變化很小的載荷下長期連續(xù)的機(jī)械，只要其電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過額定值，電動(dòng)機(jī)便不會過熱，通常不必校驗(yàn)發(fā)熱和起動(dòng)力矩。所需電動(dòng)機(jī)功率為?wdp?式中 為工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率，kw ； 為工作機(jī)需要的輸wp入功率，kw； 為電動(dòng)機(jī)工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率。工作機(jī)所需功率 應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得，wpkw?10fvpw?式中 f 為工作機(jī)的阻力，N；v 為工作機(jī)的線速度，m/s；T 為工作機(jī)的阻力矩，N.m；nw 為工作機(jī)的轉(zhuǎn)速， ，r/m； 為工作機(jī)的效率。w?總效率 54321??為軸承的傳動(dòng)效率， 、 為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率， 為減速器的傳動(dòng)1?34 5?效率， 為卷筒的傳動(dòng)效率。2=0.99 0.96 0.99 0.99 0.96=0.89425431???=16000 0.5/（1000 0.8942）=8.95kw?0Fvpwd確定電動(dòng)機(jī)的額定功率 （kw） ，使mp=（1-1.3） =（1-1.3） 8.95=8.95-11.635kwmpd?查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 19-4 取 =11kw，選取電動(dòng)機(jī)型號為 160M-4mp功率為 11Kw,同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min,滿載轉(zhuǎn)速為 =1460 r/min，軸徑 D 為1n42mm。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 14 頁2.4 減速器的選擇由卷筒的轉(zhuǎn)速為 v=29.5m/min=0.5m/s=0.5/0.105=4.76rad/srvw?則 =4.76 60/(2 3.14)=45.5r/min?2n?傳動(dòng)比 i= =1460/45.5=32.1；1選擇型號為 ZQ40 的減速器，其中傳動(dòng)比為 31.5.2.5 制動(dòng)器、聯(lián)軸器的選擇按照制動(dòng)器構(gòu)造特征，可分為帶式制動(dòng)器、塊式制動(dòng)器、蹄式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器四種。在設(shè)計(jì)或選擇制動(dòng)器時(shí)，主要依據(jù)是制動(dòng)力矩。無論是標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器，還是自行設(shè)計(jì)的制動(dòng)器都要做必要的發(fā)熱驗(yàn)算。本設(shè)計(jì)采用磁鐵式制動(dòng)器，型號：TJ2A-200/100聯(lián)軸器根據(jù)傳遞的扭矩和工作條件選擇：計(jì)算轉(zhuǎn)矩按照下式計(jì)算：=caTKA?式中 T 為公稱轉(zhuǎn)矩，N.m；KA 為工作情況系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 14-1取為 2.3公稱轉(zhuǎn)矩 =9.55 1000000 =9.55 1000000 11/1460=71.952N.m1?np?則 = KA =2.3 71.952=165.5N.mcaT選取型號為 LX4 和 LX6 彈性柱銷聯(lián)軸器。2.6 卷筒軸的設(shè)計(jì)計(jì)算由于卷筒軸的可靠性對卷揚(yáng)機(jī)安全、可靠的工作非常重要，因此應(yīng)十分重視卷筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度、剛度計(jì)算。卷筒軸的結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡可能簡單、合理，應(yīng)力集中應(yīng)盡可能小。卷筒軸不僅要計(jì)算疲勞強(qiáng)度，而且還要計(jì)算靜強(qiáng)度；此外，對較長的軸還需校核軸的剛度。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 15 頁本設(shè)計(jì)以計(jì)算出的參數(shù)有：繩的額定拉力 ＝4000N，卷筒直徑rF210mm，鋼絲繩的直徑 12 mm，查機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊，軸的材質(zhì)選擇0D?d?45 鋼，調(diào)制處理， MPa， MPa， MPa，650?B360S?130???MPa。??01b?該卷筒軸用軸端擋板固定于卷筒上，是不動(dòng)的心軸。計(jì)算時(shí)應(yīng)按鋼絲繩在卷筒上兩個(gè)極限位置分別計(jì)算。根據(jù)受力分析可知，當(dāng)鋼絲繩位于右極限位置時(shí)，心軸受力較大，因此應(yīng)按有極限位置進(jìn)行軸的強(qiáng)度計(jì)算。計(jì)算時(shí)，卷筒支承作用到心軸的力，可簡化為作用于軸承寬度中點(diǎn)的集中力。1. 軸上零件的布置對于卷筒軸，安裝一個(gè)聯(lián)軸器，一個(gè)卷筒，兩個(gè)支架。2. 為便于軸上零件的安裝，把軸設(shè)計(jì)成階梯軸后段軸的直徑大于前端軸的直徑。3. 各段軸的長度在設(shè)計(jì)過程中，在確定各軸段的直徑后，就應(yīng)該進(jìn)入畫圖階段，要邊計(jì)算邊畫圖，邊畫圖邊計(jì)算。根據(jù)軸結(jié)構(gòu)的需要，各軸段的長度確定如下：=30mm， =120mm， =570mm， =70mm， =40mm， =30mm，1L23L45L6=50mm， =142mm。784. 計(jì)算支反力及彎矩計(jì)算垂直平面內(nèi)的支反力及彎矩卷筒受力為 16000NA. 求支反力：對稱布置，只受一個(gè)力，故=16000N/2=8000NBVAF?黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 16 頁B. 求垂直平面的彎矩由于受到的彎矩為兩支架處支架 A 處的彎矩為 =8000 0.404=3232000N.mmAM?支架 B 處的彎矩為 =3232000 N.mmBC. 確定危險(xiǎn)截面及校核其強(qiáng)度A 支架處截面的應(yīng)力=44.33MPa31.0d??B 支架處截面的應(yīng)力=44.33MPa3.M由于 =55MPa，則軸的強(qiáng)度滿足要求。??1??5 計(jì)算拉力計(jì)算拉力是指作用在基準(zhǔn)層上的拉力，分為疲勞計(jì)算拉力，靜強(qiáng)度計(jì)算拉力和試驗(yàn)拉力1）疲勞計(jì)算拉力這是用來計(jì)算卷揚(yáng)機(jī)零件疲勞、磨損和發(fā)熱的一種計(jì)算拉力，它所考慮的工況是卷揚(yáng)機(jī)在正常工作情況下鋼絲繩承受的拉力，疲勞計(jì)算拉力采用當(dāng)量拉力，按下式計(jì)算確定= =0.6 16000=9600NdFeK?式中 -鋼絲繩的當(dāng)量拉力，N。2）靜強(qiáng)度計(jì)算拉力靜強(qiáng)度計(jì)算拉力是考慮卷揚(yáng)機(jī)正常作業(yè)時(shí)可能出現(xiàn)的最大拉力，此時(shí)零件的強(qiáng)度不得超過材料的許用應(yīng)力，可按下式計(jì)算=maxjF?e其中 是動(dòng)載荷系數(shù)，由 JG/T5031-93 中表 5 選取=1.05+0.40（vh-0.20）=1.05+0.4（0.49-0.20）=1.166則 = =1.166 16000=18600maxjF?e?黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 17 頁6 試驗(yàn)拉力卷揚(yáng)機(jī)的強(qiáng)度用試驗(yàn)拉力進(jìn)行計(jì)算，取下面兩種情況中的大者。A．靜載荷試驗(yàn)拉力：靜載荷為鋼絲繩額定拉力的 125%按照下式確定：=1.25 =1.25 16000N=20000NajFe?B.動(dòng)載荷試驗(yàn)拉力：動(dòng)載試驗(yàn)拉力為鋼絲繩額定拉力的 110%，按照下式計(jì)算：=1.1 =1.1 16000N=17600NvdFe?則卷揚(yáng)機(jī)強(qiáng)度按照靜載荷試驗(yàn)拉力計(jì)算。C.許用應(yīng)力和安全系數(shù)靜強(qiáng)度計(jì)算的許用應(yīng)力與安全系數(shù)靜強(qiáng)度計(jì)算滿足下式[ ]= =355/1.5=236.67MPa?Ks式中[σ]為塑性材料的許用應(yīng)力，MPa；σs 塑性材料的屈服極限，MPa；K 為安全系數(shù)由 JG/T5031-93 表 6 中取為 1.57.疲勞計(jì)算的許用應(yīng)力與安全系數(shù)當(dāng)零件應(yīng)力不是單向應(yīng)力時(shí)，應(yīng)按合適的強(qiáng)度理論予以合成。卷筒軸應(yīng)力的性質(zhì)可認(rèn)為是按脈動(dòng)循環(huán)規(guī)律變化，則 。彎曲2bmn??應(yīng)力為＝26.6 Mpa 30.1dBbKM??平均應(yīng)力 和應(yīng)力幅 為ma＝13.3 Mpa ） 2bn??軸的形狀比較簡單，且為對稱結(jié)構(gòu)，在 B 截面處尺寸有變化，則有應(yīng)力集中存在，且該處彎矩最大，可以認(rèn)為置截面是危險(xiǎn)截面，應(yīng)在此處計(jì)算軸的疲勞強(qiáng)度。查得有效應(yīng)力集中系數(shù)尺 ＝1.88，表面狀態(tài)系數(shù) ＝0.92，絕對尺寸系數(shù)K??黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 18 頁＝0.78，等效系數(shù)小 ＝0.34。????疲勞強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)為＝7 1amSK????????一般軸疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) ，所以該軸疲勞強(qiáng)度足夠。??.5~88.軸承的選擇選擇型號為 1218 的調(diào)心球軸承滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算由下式可得通過計(jì)算得 =139589hhL該軸承符合要求。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 19 頁3 電氣與安全保護(hù)3.1 電源3.1.1 采用 380v，50Hz 的三項(xiàng)交流電源。3.1.2 電動(dòng)機(jī)接線端處的電壓變化應(yīng)不超過額定值的±10%。3.1.3 電路上應(yīng)設(shè)電源總開關(guān)，要能方便的接通和切斷電源。3.1.4 移動(dòng)電纜選用 YCW 型重型橡膠套電纜。3.2 電氣控制系統(tǒng)與操縱裝置3.2.1 電氣控制系統(tǒng)1.在額定電壓時(shí)鋼絲繩拉力能達(dá)到額定拉力的 110%2.當(dāng)電壓值為額定電壓的 90%時(shí)，鋼絲繩拉力仍然達(dá)到額定拉力值3.保證啟動(dòng)和制動(dòng)加減速度不超過 0.8m/s24.鋼絲繩被載荷曳引的放出速度不得大于額定速度的 130%3.2.2 操縱裝置操縱裝置應(yīng)滿足以下要求：1. 必須設(shè)有停尸所有運(yùn)動(dòng)的急停按鈕，并能切斷總電源2. 按鈕應(yīng)能點(diǎn)動(dòng)6.3 配電箱3.3.1 配電箱的結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足卷揚(yáng)機(jī)工作環(huán)境的要求：1.防跌落物2.防雨、防塵3.配電箱箱門應(yīng)設(shè)鎖閉裝置3.3.2 配電箱內(nèi)部應(yīng)涂絕緣漆，其防護(hù)等級不低于 GB1498 中規(guī)定的 IP44 級。箱體內(nèi)應(yīng)由足夠的空間，電氣元件的布置應(yīng)保證有足夠的拆檢修距離和電器元件要求的安全間隔，各元件動(dòng)作產(chǎn)生的熱量，電弧，振動(dòng)和磁場不得影響其他元件的正常功能，不得引發(fā)誤動(dòng)作。3.3.3 配電箱的金屬殼體必須有接地螺釘，且不小于 M8，并有明顯的接地標(biāo)志。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 20 頁3.4 電氣安全保護(hù)3.4.1 卷揚(yáng)機(jī)電氣系統(tǒng)必須有短路與過載保護(hù)性能。短路保護(hù)用自動(dòng)開關(guān)過載保護(hù)用熱繼電器3.4.2 電壓指示應(yīng)有欠壓和失壓保護(hù)以及缺斷相保護(hù)3.4.3 必須在操縱人員方便的地方設(shè)置緊急情況下可以迅速切斷總電源的緊急開關(guān)3.4.4 接地接地應(yīng)滿足下列要求：1. 卷揚(yáng)機(jī)機(jī)座必須可靠接地，并有明顯的接地標(biāo)志，接地螺釘不小于 M8，且防松和防銹。2. 卷揚(yáng)機(jī)所有電氣設(shè)備的金屬外殼應(yīng)可靠接地3. 接地導(dǎo)線用銅導(dǎo)線黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 21 頁設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我深刻的體會到：畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前沒有發(fā)現(xiàn)的知識方面的問題，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中都冒出來了。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我也明顯的感覺到受到了很多周圍同學(xué)的幫助，同學(xué)之間相互探討，相互幫助，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中感到的確覺得困難比較多，總有“行百里者半九十”的感覺。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我們認(rèn)為只有到真正會用的時(shí)候才是真的學(xué)會了。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 22 頁致謝我要感謝，非常感謝我的導(dǎo)師康紅偉老師。他為人隨和熱情，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。在閑聊中他總是能像知心朋友一樣鼓勵(lì)你，在論文的寫作和措辭等方面她也總會以“專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)” 嚴(yán)格要求你，從選題、定題開始，一直到最后論文的反復(fù)修改、潤色，康老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。正是康老師的無私幫助與熱忱鼓勵(lì)，我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成，謝謝康老師。 我要感謝，非常感謝我的同學(xué)們。他們?yōu)槲姨峁┝藢懽髡撐牡闹匾ぞ摺娔X。甚至為了讓我方便進(jìn)出他們的寢室專門為我配備了一把鑰匙，而且四臺電腦的密碼也都一一告知于我，任我選用，讓很非常感動(dòng)。對學(xué)弟們的支持和幫助表示萬分感謝。 我要感謝，非常感謝自己。在論文的寫作過程中，自己總是積極主動(dòng)的，主動(dòng)與老師同學(xué)們溝通，不恥下問。通過寫作論文，我更加深刻理解了“態(tài)度決定一切”這句話。 我要感謝，非常感謝工學(xué)院機(jī)械系的那些人，那些事，那些記憶。 最后，我要感謝，非常感謝四年的大學(xué)生活，感謝我的家人和那些永遠(yuǎn)也不能忘記的朋友，他們的支持與情感，是我永遠(yuǎn)的財(cái)富。 謝謝！謝謝！黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 23 頁參考文獻(xiàn)[1]齒輪手冊編委會 齒輪手冊（第二版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[2]羅伯特 機(jī)械設(shè)計(jì)中的機(jī)械零件（第三版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[3]徐灝 疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1985[4]徐灝 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第一版） 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1992[5]陸玉 何再洲 佟延偉 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2000[6]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2007[7]陳裕成 建筑機(jī)械與設(shè)備 北京：北京理工大學(xué)出版社 2009[8]蒲良貴 紀(jì)名剛 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