液壓絞車設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、液壓絞車設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)是通過對液壓絞車工作原理、工作的環(huán)境和工作的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際，在進(jìn)行細(xì)致觀察后，對液壓絞車的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對組成的各元件進(jìn)行了選型、計(jì)算和校核。本絞車由液壓馬達(dá)、平衡閥、制動(dòng)器、卷筒、承軸和機(jī)架等部件組成，還可根據(jù)需要設(shè)計(jì)閥組直接集成于馬達(dá)配油器上，如帶平衡閥、高壓梭閥、調(diào)速換向閥或其它性能的閥組。在結(jié)構(gòu)上具有緊湊、體積小、重量輕、外型美觀等特點(diǎn)，在性能上則具有安全性好、效率高、啟動(dòng)扭矩大、低速穩(wěn)定性好、噪音低、操作可靠等特點(diǎn)，在提升和下放工作中運(yùn)轉(zhuǎn)相當(dāng)平穩(wěn)，帶離合器的絞車可實(shí)現(xiàn)自由下放工況，廣泛適用于鐵道機(jī)車和汽車起重機(jī)、船舶、油田鉆采、地質(zhì)勘探、煤礦、

2、港口等各種起重設(shè)備中。關(guān)鍵詞：液壓絞車；計(jì)算；校核。abstractthis design is to analyze the working principle，the working environment and the working characteristic of the hydraulic winch，and union reality，after the careful observation，i design the overall construction，and choose，compute and examine the various parts of the hy

3、draulic winch. the winch is made up of the import hydraulic motor，import balancing valve，the brake of many pieces，coupling，reel，supporting axle and rack . also we may design the valve group for the distributor of the motor，like with balancing valve，high-pressured shuttle valve，velocity modulation cr

4、oss valve or other performance valve groups. the characteristic of the construction is compact ，small，light，beautiful and so on，the characteristic of the performance is safe，the high efficiency，the big start torque，the best low-speed stability characteristic，the low noise，the reliable operation. the

5、 winch is quite steadily in the work of promotion and relaxation ，the winch with the coupling also may release the things free ，it is popular to the railroad locomotive ，the auto hoist，the ships， the oil field of drills picks，the geological prospecting，the coal mine，the harbor and the each kind of h

6、oisting equipment.key words：hydraulic winch；computation；examination. 目 錄第1章 緒論11.1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)概論11.2絞車的簡介及國內(nèi)外液壓絞車發(fā)展?fàn)顩r31.3本課題研究的目的和意義7第 2章 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)82.1擬定絞車液壓系統(tǒng)圖82.2液壓絞車結(jié)構(gòu)方案的確定92. 3卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)工作過程分析10第 3章 鋼絲繩的選用和卷揚(yáng)機(jī)卷筒的設(shè)計(jì)143.1鋼絲繩設(shè)計(jì)計(jì)算143.2卷揚(yáng)機(jī)卷筒的設(shè)計(jì)153.3容繩量的驗(yàn)算20第 4章 液壓馬達(dá)和減速器的選擇214.1液壓馬達(dá)的選用與驗(yàn)算214.2 減速器的選用23第 5章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)

7、與選用255.1制動(dòng)器的作用、特點(diǎn)及動(dòng)作方式255.2制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算26第 6章 軸的設(shè)計(jì)336.1軸的材料336.2軸的工作能力的計(jì)算33第7章 鍵的選擇及校核377.1聯(lián)軸器與軸之間的鍵377.2其他的鍵按相同方式進(jìn)行校核及選用37第 8章 聯(lián)軸器的選型388.1卷筒軸與減速器之間的聯(lián)軸器選型388.2馬達(dá)與減速器之間的聯(lián)軸器選型38第 9章 液壓泵站的設(shè)計(jì)399.1配流器的選擇399.2液壓泵及其電機(jī)的選擇409.3液壓閥的選用129.4輔助元件的選用與設(shè)計(jì)46第 10章 液壓絞車使用說明5410.1絞車裝配注意事項(xiàng)5410.2 絞車試運(yùn)轉(zhuǎn)54參考文獻(xiàn)56致謝57第1章 緒 論1.1液

8、壓傳動(dòng)系統(tǒng)概論1.1.1傳動(dòng)類型及液壓傳動(dòng)的定義一部完備的機(jī)器都是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)組成。原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）是機(jī)器的動(dòng)力源；工作機(jī)是機(jī)器直接對外做功的部分；而傳動(dòng)裝置則是設(shè)置在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的部分，用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)力（或能量）的傳遞、轉(zhuǎn)換與控制，以滿足工作機(jī)對力（或力矩）、工作速度及位置的要求。按照傳動(dòng)件（或轉(zhuǎn)速）的不同，有機(jī)械傳動(dòng)、電器傳動(dòng)、流體傳動(dòng)（液體傳動(dòng)和氣體傳動(dòng)）及復(fù)合傳動(dòng)等的要求。液體傳動(dòng)又包括液力傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)是以動(dòng)能進(jìn)行工作的液體傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)則是以受壓液體作為工作介質(zhì)進(jìn)行動(dòng)力（或能量）的轉(zhuǎn)換、傳遞、控制與分配的液體傳動(dòng)。由于其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，以成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備與裝

9、置實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)及控制的重要技術(shù)手段之一。1.1.2 液壓系統(tǒng)的組成部分液壓傳動(dòng)與控制的機(jī)械設(shè)備或裝置中，其液壓系統(tǒng)大部分使用具有連續(xù)流動(dòng)性的液壓油等工作介質(zhì)，通過液壓泵將驅(qū)動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，經(jīng)過壓力、流量、方向等各種控制閥，送至執(zhí)行機(jī)器（液壓缸、液壓馬達(dá)或擺動(dòng)液壓馬達(dá)）中，轉(zhuǎn)換為機(jī)械能去驅(qū)動(dòng)負(fù)載。這樣的液壓系統(tǒng)一般都是由動(dòng)力源、執(zhí)行器、控制閥、液壓附件幾液壓工作介質(zhì)的幾部分所組成。一般而言，能夠?qū)崿F(xiàn)某種特定功能的液壓元件的組合，稱為液壓回路。為了實(shí)現(xiàn)對某一機(jī)器或裝置的工作要求，將若干特定的基本回路連接或復(fù)合而成的總體稱為液壓系統(tǒng)。1.1.3 液壓系統(tǒng)的類型液壓系統(tǒng)可以按多種方

10、式進(jìn)行分類，見表1.1。表1.1 液壓系統(tǒng)的分類 1.1.4 液壓技術(shù)的特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)1）傳動(dòng)平穩(wěn) 在液壓傳動(dòng)裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認(rèn)為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)。油液有吸振能力，在油路中還可以設(shè)置液壓緩沖裝置，故不像機(jī)械機(jī)構(gòu)因加工和裝配誤差會(huì)引起振動(dòng)扣撞擊，使傳動(dòng)十分平穩(wěn)，便于實(shí)現(xiàn)頻繁的換向。2）質(zhì)量輕體積小 液壓傳動(dòng)與機(jī)械、電力等傳動(dòng)方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質(zhì)量可以減少很多，因此慣性小、動(dòng)作靈敏；這對液壓仿形、液壓自動(dòng)控制和要求減輕質(zhì)量的機(jī)器來說，是特別重要的。例如我國生產(chǎn)的1m3機(jī)在采用液壓傳動(dòng)后，比采用機(jī)械傳動(dòng)時(shí)的質(zhì)量減輕了1t。 3

11、）承載能力大 液壓傳動(dòng)易于獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，因此廣泛用于壓制機(jī)、隧道掘進(jìn)機(jī)、萬噸輪船操舵機(jī)和萬噸水壓機(jī)等。 4）容易實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速 在液壓傳動(dòng)中，調(diào)節(jié)液體的流量就可實(shí)現(xiàn)無級(jí)凋速，并且凋速范圍很大，可達(dá)2000：1，很容易獲得極低的速度。 5）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù) 液壓系統(tǒng)中采取了很多安全保護(hù)措施，能夠自動(dòng)防止過載，避免發(fā)生事故。 6）液壓元件能夠自動(dòng)潤滑 由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，使液壓傳動(dòng)裝置能自動(dòng)潤滑，因此元件的使用壽命較長。 7）容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作 采用液壓傳動(dòng)能獲得各種復(fù)雜的機(jī)械動(dòng)作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺(tái)，可加工出不規(guī)則形狀的零件。 8）簡化機(jī)構(gòu) 采用液壓傳動(dòng)可

12、大大地簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而減少了機(jī)械零部件數(shù)目。 9）便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 液壓系統(tǒng)中，液體的壓力、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。目前，液壓傳動(dòng)在組合機(jī)床和自動(dòng)線上應(yīng)用得很普遍。 10）便于實(shí)現(xiàn)“三化” 液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列比、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化也易于設(shè)計(jì)和組織專業(yè)性大批量生產(chǎn)，從而可提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。（2）缺點(diǎn)1）、不能保證定比傳動(dòng)。2）、傳動(dòng)效率低。3）、工作穩(wěn)定性易受溫度影響。4）、造價(jià)較高。5）、故障診斷困難。1.2 絞車的簡介及國內(nèi)外液壓絞車發(fā)展?fàn)顩r1.2.1絞車的簡介液壓絞車以油液作為工作介質(zhì)，通過密封容積的變化來傳遞運(yùn)動(dòng)，通

13、過油液內(nèi)部的壓力來傳遞動(dòng)力。（1）、動(dòng)力部分將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能（液壓能），例如：液壓泵。（2）、執(zhí)行部分將液壓泵輸入的油液壓力能轉(zhuǎn)換為帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的機(jī)械能。例如：液壓缸、液壓馬達(dá)。（3）、控制部分用來控制和調(diào)節(jié)油液的壓力、流量和流動(dòng)方向，例如：壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。（4）、輔助部分將前面三部分連接在一起，組成一個(gè)系統(tǒng)，起貯油、過濾、測量和密封等作用。例如：管路和接頭、油箱、過濾器、蓄能器、密封件和控制儀表等。在一定體積的液體上的任意一點(diǎn)施加的壓力,能夠大小相等地向各個(gè)方向傳遞.這意味著當(dāng)使用多個(gè)液壓缸時(shí),每個(gè)液壓缸將按各自的速度拉或推,而這些速度取決于移動(dòng)負(fù)載所需

14、的壓力.在液壓缸承載能力范圍相同的情況下,承載最小載荷的液壓缸會(huì)首先移動(dòng),承載最大載荷的液壓缸最后移動(dòng)。在起重機(jī)械中，用以提升或下降貨物的機(jī)構(gòu)稱為起升機(jī)構(gòu)，一般采用卷揚(yáng)式，而這樣的機(jī)器叫做卷揚(yáng)機(jī)又叫絞車。卷揚(yáng)機(jī)的卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)一般由驅(qū)動(dòng)裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、取物裝置和安全保護(hù)裝置等組成。驅(qū)動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器、卷筒等部件。鋼絲繩卷繞系統(tǒng)包括鋼絲繩、卷筒、定滑輪和動(dòng)滑輪。取物裝置有吊鉤、吊環(huán)、抓斗、電磁吸盤、吊具掛梁等多種形式。安全保護(hù)裝置有超負(fù)載限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保護(hù)開關(guān)等，根據(jù)實(shí)際需要配用。卷揚(yáng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有三種，分別為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)

15、。內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)，其動(dòng)力由內(nèi)燃機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置集中傳給包括起升機(jī)構(gòu)在內(nèi)的各個(gè)工作機(jī)構(gòu)，這種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是具有自身獨(dú)立的能源，機(jī)動(dòng)靈活，適用于流動(dòng)作業(yè)。為保證各機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，整機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜笨重。由于內(nèi)燃機(jī)不能逆轉(zhuǎn)，不能帶載起動(dòng)，需依靠傳動(dòng)環(huán)節(jié)的離合實(shí)現(xiàn)起動(dòng)和換向，這種驅(qū)動(dòng)方式調(diào)速困難，操縱麻煩，屬于淘汰類型。目前只有少數(shù)地方應(yīng)用。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)是卷揚(yáng)機(jī)的主要驅(qū)動(dòng)方式。直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性適合起升機(jī)構(gòu)的工作要求，調(diào)速性能好，但獲得直流電源較為困難。在大型的卷揚(yáng)機(jī)中，常采用內(nèi)燃機(jī)和直流發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)直流傳動(dòng)。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)能直接從電網(wǎng)取得電能，操縱簡單，維護(hù)容易，機(jī)組重量輕，工作可靠，在電動(dòng)卷

16、揚(yáng)機(jī)中應(yīng)用廣泛。液壓驅(qū)動(dòng)的卷揚(yáng)機(jī)，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵，將工作油液輸入執(zhí)行構(gòu)件（液壓缸或液壓馬達(dá)）使機(jī)構(gòu)動(dòng)作，通過控制輸入執(zhí)行構(gòu)件的液體流量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作方便，過載保護(hù)性能好。缺點(diǎn)是液壓傳動(dòng)元件的制造精度要求高，液體容易泄漏。目前液壓驅(qū)動(dòng)在建筑卷揚(yáng)機(jī)中獲得日益廣泛的應(yīng)用。1.2.2 國內(nèi)外液壓絞車發(fā)展?fàn)顩r國外在50年代中期，新型的軸向柱塞式和徑向柱塞式液壓馬達(dá)系列產(chǎn)品紛紛問世，后來研制出液壓絞車，在輪船上和建筑機(jī)械上使用。大約在60年代中期，研制出防爆液壓絞車在煤礦下使用。近20年來液壓絞車發(fā)展很快，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的煤礦現(xiàn)在

17、已廣泛使用液壓絞車。從小到大，從單繩到多繩，從有極繩到無極繩，從纏繞式到摩擦式，各種規(guī)格品種比較齊全。英國是研制液壓絞車較早的國家之一，60年代就有礦用液壓絞車問世。日本三井三池制作所在1965年制造出第一臺(tái)防爆液壓絞車，以后反復(fù)進(jìn)行了多種設(shè)計(jì)和改進(jìn)，現(xiàn)在生產(chǎn)40 75 160 250kw等四種型號(hào)的防爆液壓絞車，其滾筒直徑分別為900 1200 2000 2100，具有手動(dòng).半自動(dòng)兩種運(yùn)轉(zhuǎn)方式，可以用來提升貨物和人員。南非東特南斯菲爾的新博斯吉私普魯伊特煤礦的副井裝有一臺(tái)多繩摩擦式液壓提升機(jī)，采用四臺(tái)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，有效再和達(dá)35t。它是目前世界上提升重量最大的液壓提升機(jī)。我國煤礦井下防爆液壓

18、絞車的研制和應(yīng)用比歐美、日本大約晚了約十多年，國內(nèi)防爆液壓絞車的研制工作是為了滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要而發(fā)展起來的。從1977年開始，由湖南省煤炭工業(yè)局液壓絞車研制組和湖南省煤礦專用機(jī)械廠共同研制kbyt-1200-1型防爆液壓絞車，于1981年3月經(jīng)鑒定定型，轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。由于全國重點(diǎn)煤礦井下需要1.6m絞車較多，為了滿足全國沼氣礦井的急需，從1981年末開始，由湖南省煤炭科學(xué)研究所和湖南省煤礦專用機(jī)械廠共同承擔(dān)了煤炭部下達(dá)的重點(diǎn)科研項(xiàng)目“byt-1.6型防爆液壓絞車”研制工作，并隨同研制了njm-e16型內(nèi)曲線低速大扭矩液壓馬達(dá)，于1984年11月通過部級(jí)鑒定定型，轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)，推廣使用。并

19、由此派生出用兩臺(tái)njm-e10型液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的byt-1.6型防爆液壓絞車。除上述煤礦井下提升用的防爆液壓絞車外，國內(nèi)有的單位還研制了其它用途的液壓絞車。如重慶煤炭研究所、雞西煤礦機(jī)械廠和徐州煤礦機(jī)械廠共同研制的yaj-13型和yaj-22型液壓安全絞車，用于傾角大于16的回采面的回采工作面，防止采煤機(jī)因自重下滑而發(fā)生跑車事故。河北煤炭研究所和石家莊煤礦機(jī)械廠共同研制了牽引kcy-6/900型卡軌車的液壓絞車。常州科研試制中心研制了牽引f-t型卡軌車的液壓絞車。液壓絞車的研制和發(fā)展情況表明：液壓絞車由于采用液壓傳動(dòng)，減少了產(chǎn)生電火花的元件；又由于全部使用鼠籠式電動(dòng)機(jī)，空載直接啟動(dòng)，使電氣控制設(shè)

20、備簡單，容易做成防爆型。所以采用液壓絞車是解決煤礦井下絞車安全防爆問題的有效途徑。同時(shí)液壓絞車具有無級(jí)調(diào)速，啟動(dòng)、換向平穩(wěn)，低速運(yùn)轉(zhuǎn)性能好，操作簡單，體積小，重量輕，安全保護(hù)比較齊全等優(yōu)點(diǎn)。此外，防爆液壓絞車在啟動(dòng)和制動(dòng)以及低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比電控絞車的效率要高，液壓傳動(dòng)裝置要比直流電氣傳動(dòng)裝置要便宜很多。其缺點(diǎn)是液壓元件制造精度和質(zhì)量要求較高，液壓傳動(dòng)的噪音較大?？偟膩砜?，防爆液壓絞車是一種具有良好運(yùn)轉(zhuǎn)特性、適合沼氣煤礦和有煤與沼氣突出危險(xiǎn)礦井使用的防爆絞車。它是一種很有發(fā)展前途的煤礦機(jī)械設(shè)備，是礦用防爆絞車的主要發(fā)展方向之一。1.3本課題研究的目的和意義 本設(shè)計(jì)是通過對液壓絞車的工作原理、工作環(huán)境

21、和特點(diǎn)進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際對液壓絞車的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對液壓泵站，液壓馬達(dá)，絞車等結(jié)構(gòu)主要針對液壓絞車組成的各個(gè)元件進(jìn)行合理選型、計(jì)算和校核。絞車由液壓馬達(dá)、平衡閥、制動(dòng)器、卷筒、支撐軸、機(jī)架等部件組成。在性能上具有安全性高、效率高、啟動(dòng)扭矩大、低速穩(wěn)定性好、噪聲低、操作可靠等特點(diǎn)，在提升、下放過程中工作運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，而且此類絞車操作方便，體積小，重量輕，可以廣泛地應(yīng)用于煤礦井下提升和輸送貨物，并將大大提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)營成本。第2章 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) 2.1擬定絞車液壓系統(tǒng)圖系統(tǒng)的工作原理及其特點(diǎn)簡要說明如下：（見圖1.1）液壓馬達(dá)12的排量切換由二位四通電磁換向閥5實(shí)現(xiàn)，控制壓力

22、由液壓馬達(dá)12自身提供，為了防止下放時(shí)因超越負(fù)載作用而失速，在馬達(dá)回油路上設(shè)置了外控式平衡閥4。另外，為了提高系統(tǒng)工作可靠性，以防污染和過熱造成的故障，在回油路上設(shè)置了回油過濾器7及冷卻器8。手動(dòng)換向閥5的中位機(jī)能為k型，在絞車停止待命時(shí)，液壓泵可以中位低壓卸荷，有利于節(jié)能。圖2.11、多片式摩擦離合器2、液壓馬達(dá)3、6、溢流閥4、外控式平衡閥5、手動(dòng)向閥7、回油過濾器8冷卻器9、油箱10、進(jìn)油過濾器11、液壓馬達(dá) 12、電機(jī)13、調(diào)速閥開關(guān)14、調(diào)速閥2.2 液壓絞車結(jié)構(gòu)方案的確定卷筒軸與減速器輸出軸連接方式設(shè)計(jì)的基本原則（1）盡量避免采用多支點(diǎn)的超靜定軸。因?yàn)槎嘀С悬c(diǎn)受力復(fù)雜且軸安裝度不易

23、保證。（2）優(yōu)先采用減速器輸出端直接驅(qū)動(dòng)卷筒的連接方式，使卷筒軸不傳遞扭矩，盡可能避免卷筒軸收彎曲和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合作用，以減少軸的直徑。（3）使機(jī)構(gòu)有良好的總成分組行，以利制造、安裝、調(diào)試和維修。（4）結(jié)構(gòu)緊湊、構(gòu)造簡單，工作安全可靠。（5）卷筒組與減速器輸出軸優(yōu)先采用補(bǔ)償式連接，這樣，在安裝時(shí)允許總成間有小量的軸向、徑向和角度位移，以補(bǔ)償安裝位置誤差和機(jī)件的變形。液壓傳動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)可分為下列幾種形式： 由于選用的液壓馬達(dá)的形式不同，液壓起升機(jī)構(gòu)可分為高速液壓馬達(dá)傳動(dòng)和低速大扭矩馬達(dá)傳動(dòng)兩種形式。 高速液壓馬達(dá)傳動(dòng)需要通過減速器帶動(dòng)起升卷筒。減速器可采用批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)減速器，通常有圓柱齒輪式，蝸輪

24、蝸桿式和行星齒輪式減速器。這種傳動(dòng)形式的特點(diǎn)是液壓馬達(dá)本身重量輕、體積小，容積效率高，生產(chǎn)成本較低。但整個(gè)液壓起升機(jī)構(gòu)重量較重，體積較大。低速大扭矩馬達(dá)傳動(dòng)可直接或通過一級(jí)開式圓柱齒輪帶動(dòng)起升卷筒。雖然低速馬達(dá)本身體積和重量較大，但不用減速器，使整個(gè)液壓起升機(jī)構(gòu)重量減輕，體積減小。并使傳動(dòng)簡單、零件少，起動(dòng)性能和制動(dòng)性能好，對液壓油的污染敏感性小。殼轉(zhuǎn)的內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩馬達(dá)，可以裝在卷筒內(nèi)部，由馬達(dá)殼體直接帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，便于布置。故本設(shè)計(jì)采用液壓馬達(dá)、制動(dòng)器布置在卷筒同一側(cè)，行星減速器裝在卷筒內(nèi)。這種布置具備了體積小，結(jié)構(gòu)較緊湊，對稱性好，易于檢修調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)。布置方式如

25、圖2.2。 圖2.22.3卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)工作過程分析2.3.1 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的工作周期卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)是周期性作業(yè)。一個(gè)工作周期為：啟動(dòng)加速（0a）、穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)（ab）和制動(dòng)減速（bc）三個(gè)過程（圖2.3）。載荷由靜止?fàn)顟B(tài)被加速到穩(wěn)定工作速度（穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)）時(shí)，所經(jīng)歷的時(shí)間稱為啟動(dòng)時(shí)間，從a到b經(jīng)歷的時(shí)間稱為工作時(shí)間，從b點(diǎn)的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)減速到靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間成為制動(dòng)時(shí)間。起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間直接影響卷揚(yáng)機(jī)的工作過程，設(shè)計(jì)時(shí)可通過計(jì)算選取較為適合的時(shí)間。圖2.3 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)工作過程曲線2.3.2載荷升降過程的動(dòng)力分析卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)帶載作變速運(yùn)動(dòng)（起動(dòng)或制動(dòng)）時(shí)，作用在機(jī)構(gòu)上的載荷除靜力外，還有作加速運(yùn)動(dòng)（或減速運(yùn)動(dòng)）質(zhì)量產(chǎn)生的動(dòng)

26、載荷。（1）、起升起動(dòng)過程 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)帶載提升時(shí)，載荷從靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)速度v的瞬時(shí)過程稱為起升起動(dòng)過程。此時(shí)，懸掛載荷的鋼絲繩拉力（圖2.4a）為： 式中 起升載荷； 由加速運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力。 在起升起動(dòng)時(shí)，慣性力方向與起升載荷方向相同，使鋼絲繩拉力增加。圖2.4 重物升降過程的動(dòng)力分析（a）起升起動(dòng)；（b）起升制動(dòng)；（c）下降起動(dòng)；（d）下降制動(dòng) （2）、起升制動(dòng)過程 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)由勻速運(yùn)動(dòng)制動(dòng)減速到靜止的過程稱為起升制動(dòng)過程。此時(shí)，懸掛重物的鋼絲繩拉力（圖2.4b）。由于減速運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力的方向與起升載荷的方向相反，故使鋼絲繩拉力減小。 （3）、下降啟動(dòng)過程 將載荷從靜止?fàn)顟B(tài)加

27、速下降到勻速的過程稱為下降起動(dòng)過程（圖2.4c）。此時(shí)，慣性為的方向與載荷的方向相反，使鋼絲繩拉力減小，即（4）、下降制動(dòng)過程 卷揚(yáng)機(jī)驅(qū)動(dòng)懸吊載荷以勻速下降時(shí)，將制動(dòng)器上閘，使載荷由勻速下降減速到靜止?fàn)顟B(tài)的過程稱為下降制動(dòng)過程（圖2.4d）。此時(shí)因慣性力的方向與起升載荷的方向一致，故使鋼絲繩拉力增加，即。 綜上分析可得如下結(jié)論：起升起動(dòng)和下降制動(dòng)是卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)最不利的兩個(gè)工作過程，起升起動(dòng)時(shí)原動(dòng)機(jī)要克服的阻力距是靜阻力矩與最大慣性阻力矩之和。因此，原動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩必須滿足 下降制動(dòng)是制動(dòng)器最不利的工作過程，所以，卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)支持制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)滿足下面條件： 才能將運(yùn)動(dòng)的物品在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)的停住

28、。式中 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)載荷勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的靜阻力矩； 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)起、制動(dòng)時(shí)的最大慣性阻力矩。 顯然，上述兩種工作過程是決定卷揚(yáng)機(jī)原動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器性能以及對機(jī)構(gòu)的零部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。第3章 鋼絲繩的選用和卷揚(yáng)機(jī)卷筒的設(shè)計(jì)3.1鋼絲繩設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)工作狀況和起升載荷確定卷揚(yáng)機(jī)起升機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別，根據(jù)表查得汽車、輪胎、履帶、鐵路起重機(jī)，安裝及裝卸用吊鉤式，利用等級(jí)t5，載荷情況l2，工作級(jí)別m5。3.1.1鋼絲繩直徑可用鋼絲繩最大靜拉力確定d=cd鋼絲繩最小直徑，c選擇系數(shù)mm/n1/2，s鋼絲繩最大工作靜拉力。查機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表8-1-15，取鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度=1850mpa。c=0.106，安

29、全系數(shù)n=6（按比工作級(jí)別高一級(jí)別?。瑫翰豢紤]鋼絲繩自重。代入公式得d=46.9mm，取d=47.5mm。查礦用小絞車表2-3，暫取gb1102-74繩637股（1+6+12+18）表3.1 鋼絲繩的技術(shù)特征繩直徑 鋼絲直徑鋼絲總斷面積參考質(zhì)量破斷壓力總和 47.5mm 2.2mm843.47mm2792.9（kg/100m）140140n 3.1.2鋼絲繩安全系數(shù)驗(yàn)證考慮鋼絲繩的自重和絞車在工作過程對應(yīng)的拉力最大s=pq+pgpq起升載荷，pg慣性力，s=pq+pg=792.99.8+21049.8+（792.99.8+21049.8）0.106 =2.211105n安全系數(shù)k=6.466

30、=n符合安全系數(shù)要求；選用鋼絲繩gb1102-74繩637股（1+6+12+18）3.2卷揚(yáng)機(jī)卷筒的設(shè)計(jì)3.2.1 卷揚(yáng)機(jī)卷筒組的分類和特點(diǎn)卷筒是起升機(jī)構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件。常用卷筒組類型有齒輪連接盤式、周邊大齒輪式、短軸式和內(nèi)裝行星齒輪式。 齒輪連接盤式卷筒組為封閉式傳動(dòng)，分組性好，卷筒軸不承受扭矩，是目前橋式起重機(jī)卷筒組的典型結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是檢修時(shí)需沿軸向外移卷筒。 周邊大齒輪式卷筒組多用于傳動(dòng)速比大、轉(zhuǎn)速低的場合，一般為開式傳動(dòng)，卷筒軸只承受彎矩。 短軸式卷筒組采用分開的短軸代替整根卷筒長軸。減速器側(cè)短軸采用鍵與過盈配合與卷筒法蘭盤剛性連接，減速器通過鋼球或圓柱銷與底架鉸接；支座側(cè)采用定軸式

31、或轉(zhuǎn)軸式短軸，其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，調(diào)整安裝比較方便。 內(nèi)裝行星齒輪式卷筒組輸入軸與卷筒同軸線布置，行星減速器置于卷筒內(nèi)腔，結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕，但制造與裝配精度要求較高，維修不便，常用于結(jié)構(gòu)要求緊湊、工作級(jí)別為m5以下的機(jī)構(gòu)中。 根據(jù)鋼絲繩在卷筒上卷繞的層數(shù)分單層繞卷筒和多層繞卷筒。由于本設(shè)計(jì)的卷繞層數(shù)為三層，因此采用多層卷筒。根據(jù)鋼絲繩卷入卷筒的情況分單聯(lián)卷筒（一根鋼絲繩分支繞入卷筒）和雙卷筒（兩根鋼絲繩分支同時(shí)繞入卷筒）。單聯(lián)卷筒可以單層繞或多層繞，雙聯(lián)卷筒一般為單層繞。起升高度大時(shí)，為了減小雙聯(lián)卷筒長度，有將兩個(gè)多層繞卷筒同軸布置，或平行布置外加同步裝置的實(shí)例。 多層卷筒可以減小卷筒長度，使

32、機(jī)構(gòu)緊湊，但鋼絲繩磨損加快，工作級(jí)別m5以上的機(jī)構(gòu)不宜使用。3.2.2 卷筒設(shè)計(jì)計(jì)算（1）卷筒名義直徑d=hd式中：h與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)。 d鋼絲繩直徑。由絞車工作級(jí)別為m5，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表8-1-74得h=18，d=hd=855mm，取d=850mm.（2）卷筒長度l確定由于采用多層卷繞卷筒l，由下式 式中多層卷繞鋼繩總長度（mm），=hmax=50m，hmax提升高度，滑輪組倍率，n卷繞層數(shù)，n=3.把數(shù)據(jù)代入式中得 =307mm取多層卷繞卷筒長度=350mm。（3）、繩槽的選擇 單層卷繞卷筒表面通常切出導(dǎo)向螺旋槽，繩槽分為標(biāo)準(zhǔn)槽和深槽兩種形式，一般情況都采用標(biāo)準(zhǔn)槽。當(dāng)

33、鋼絲繩有脫槽危險(xiǎn)時(shí)（例如起升機(jī)構(gòu)卷筒，鋼絲繩向上引出的卷筒）以及高速機(jī)構(gòu)中，采用深槽。 多層卷繞卷筒表面以往都推薦做成光面，為了減小鋼絲繩磨損。但實(shí)踐證明，帶螺旋槽的卷筒多層卷繞時(shí)，由于繩槽保證第一層鋼絲繩排列整齊，有利于以后各層鋼絲繩的整齊卷繞。光面卷筒極易使鋼絲繩多層卷繞時(shí)雜亂無序，由此導(dǎo)致的鋼絲繩磨損遠(yuǎn)大于有繩槽的卷筒。 帶繩槽單層繞雙聯(lián)卷筒，可以不設(shè)擋邊，因?yàn)殇摻z繩的兩頭固定在卷筒的兩端。多層繞卷筒兩端應(yīng)設(shè)擋邊，以防止鋼絲繩脫出筒外，檔邊高度應(yīng)比最外層鋼絲繩高出。 1）繩槽半徑根據(jù)下式 取r=0.54d把數(shù)值代入得 r=26mm 繩槽節(jié)距p=d+（24）mm 取p=47.5+2.5=5

34、0mm 繩槽深度h=（0.250.4）d 取h=0.3d=0.347.5=14.25 mm，取h=15mm.圖3.1繩槽的放大示意圖 2）卷筒上有螺旋槽部分長 式中=，卷筒計(jì)算直徑，由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑（mm）； 1.5，為固定鋼絲繩的安全圈數(shù)。取2； 把數(shù)據(jù)代入式中得 =30.15mm由此可取 =30mm。 3）繩槽表面精度：2級(jí)值12.5。（4）、卷筒壁厚 初步選定卷筒材料為鑄鐵卷筒，根據(jù)鑄鐵卷筒的計(jì)算式子： mm把數(shù)值代入式中有=0.02d+8=25mm12mm故選用=25mm。 （5）、鋼絲繩允許偏角 鋼絲繩繞進(jìn)或繞出卷筒時(shí)，鋼絲繩偏離螺旋槽兩側(cè)的角度推薦不大于3.5。 對于光面

35、卷筒和多層繞卷筒，鋼絲繩與垂直于卷筒軸的平面的偏角推薦不大于 2，以避免亂繩。 布置卷繞系統(tǒng)時(shí)，鋼絲繩繞進(jìn)或繞出滑輪槽的最大偏角推薦不大于5，以避免槽口損壞和鋼繩脫槽。 （6）、卷筒強(qiáng)度計(jì)算 卷筒在鋼絲繩拉力作用下，產(chǎn)生壓縮，彎曲和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，其中壓縮應(yīng)力最大。當(dāng)時(shí)，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力不超過壓縮應(yīng)力的，只計(jì)算壓應(yīng)力即可。當(dāng)時(shí)，要考慮彎曲應(yīng)力。對尺寸較大，壁厚較薄的卷筒還需對筒壁進(jìn)行抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算。 由于所設(shè)計(jì)的卷筒直徑=200mm，=200mm， 。所以只計(jì)算壓應(yīng)力即可。 卷筒筒壁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在筒壁的內(nèi)表面壓應(yīng)力按下式計(jì)算： 式中卷筒壁壓應(yīng)力（mpa）；鋼絲繩最大靜拉力（n）；應(yīng)力減小系

36、數(shù)，在繩圈拉力作用下，筒壁產(chǎn)生徑向彈性變形，使繩圈緊度降低，鋼絲繩拉力減小，一般?。欢鄬泳砝@系數(shù)。多層卷繞時(shí)，卷筒外層繩圈的箍緊力壓縮下層鋼絲繩，使各層繩圈的緊度降低，鋼絲繩拉力減小，筒壁壓應(yīng)力不與卷繞層數(shù)成正比按表取值，=2.0.許用壓應(yīng)力，對鑄鐵，為鑄鐵抗壓強(qiáng)度極限，對鋼，為鋼的屈服極限。取，按表取，根據(jù)已知卷筒底層拉力1100kgf，可算得，把各數(shù)代入式中： c=0.752=260.4mpa根據(jù)所計(jì)算的結(jié)果查得卷筒的材料為球墨鑄鐵qt8002，其抗壓強(qiáng)度極限a，a，=260.4mpatm ，合格。選用qjm625.0型液壓馬達(dá)，其技術(shù)參數(shù)如下表4.1表4.1 qjm625.0型液壓馬達(dá)技

37、術(shù)參數(shù) 型號(hào) 理論排量壓力轉(zhuǎn)速范圍額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量qjm62-5.04000 ml/r2031.5mpa0.5160 r/min15333 nm200kg4.1.3 馬達(dá)的驗(yàn)算(1)滿載起升時(shí)液壓馬達(dá)的輸出功率 =fq/1000（kw） 式中額定起升載荷（n） 物品起升速度（m/s） 機(jī)械總效率，初步計(jì)算時(shí)，取0.95。所以=1.96105（0.95103）=34.3kw.液壓馬達(dá)額定功率p=t n1/9550式中t額定轉(zhuǎn)矩，n1液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速。所以p37kw.p 合格。(2)液壓馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速.=60/d=22.5 r/min.在液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速范圍0.5160 r/min之內(nèi)

38、. 合格。確定選用qjm625.0型液壓馬達(dá)（徑向柱塞馬達(dá)）。4.2 減速器的選用.4.2.1減速器的簡介減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增速器。選用減速器時(shí)應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動(dòng)力機(jī)的性能，經(jīng)濟(jì)性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸、傳動(dòng)效率、承載能力、質(zhì)量、價(jià)格等，選擇最適合的減速器。減速器是一種相對精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。其主要類型：齒輪減速器；蝸桿減速器；齒輪蝸桿減速器；行星齒輪減速器。4.2.2減速器的選用 根據(jù)總傳動(dòng)比=6，選用單級(jí)行星齒輪減速器=212，傳動(dòng)

39、效率96%98%，傳動(dòng)功率范圍大，承載能力大，工作平穩(wěn)，體積質(zhì)量比普通齒輪蝸桿減速器小得多，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，廣泛用于結(jié)構(gòu)緊湊的動(dòng)力傳動(dòng)中。綜合考慮選用型號(hào)為nad500-6-1行星齒輪減速器。其所代表的意義見下圖。圖4.1 減速器型號(hào)示意圖第5章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與選用5.1 制動(dòng)器的作用、特點(diǎn)及動(dòng)作方式制動(dòng)器是用于機(jī)構(gòu)或機(jī)器減速或使其停止的裝置，有時(shí)也用作調(diào)節(jié)或者限制機(jī)構(gòu)或機(jī)器的運(yùn)動(dòng)速度，它是保證機(jī)構(gòu)或機(jī)器安全正常工作的重要部件。 為了減小制動(dòng)力矩，縮小制動(dòng)器尺寸，通常將制動(dòng)器裝在機(jī)構(gòu)的高速軸上，或減速器的輸入軸上。 按所需應(yīng)用制動(dòng)器的機(jī)構(gòu)的工作性質(zhì)和條件，對于起重機(jī)構(gòu)的起升和變幅機(jī)構(gòu)都

40、必須采用長閉式制動(dòng)器。卷揚(yáng)機(jī)屬起重類機(jī)械的起升機(jī)構(gòu)由于工作需要，因此采用常閉式制動(dòng)器。 由于卷揚(yáng)機(jī)應(yīng)用的場合和安裝制動(dòng)地點(diǎn)的空間受限因此選用盤式制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器的工作原理是利用軸向壓力使圓盤或圓錐形摩擦表面壓緊，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。制動(dòng)輪軸不受彎曲。其優(yōu)點(diǎn)是：(1)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，且可調(diào)范圍大，制動(dòng)平穩(wěn)可靠，動(dòng)作靈敏保養(yǎng)維修方便。(2)、頻繁制動(dòng)時(shí)，無沖擊。由于制動(dòng)襯塊（片）與制動(dòng)盤接觸面積小，制動(dòng)盤工作表面積大部分暴露在大氣中，散熱能力強(qiáng)，特別是采用有通風(fēng)道的制動(dòng)盤，效果更顯著，而且制動(dòng)盤對制動(dòng)襯塊（片）無摩擦助勢作用，無塊式制動(dòng)器的熱衰退現(xiàn)象（由于溫升制動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降），從而得到穩(wěn)定的制動(dòng)性能。從安全的

41、角度考慮，盤式制動(dòng)器是最合適的制動(dòng)器。(3)、防塵和防水性能好，制動(dòng)盤上的灰塵和水等污物易被制動(dòng)盤甩掉，當(dāng)浸水時(shí)制動(dòng)性能降低，出水后僅制動(dòng)一、二次就能很快恢復(fù)正常。(4)、制動(dòng)盤沿厚度方向變形量比制動(dòng)輪徑向變形量小的多，易實(shí)現(xiàn)小間隙和磨損后的制動(dòng)補(bǔ)償，腳踏式的踏板行程變化也較小。(5)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，體積小、重量輕。其主要缺點(diǎn)有：制動(dòng)襯塊（片）的摩擦面積小，比壓大，對制動(dòng)襯塊（片）材質(zhì)要求較高，徑向（或軸向）尺寸稍大，價(jià)格也稍貴。制動(dòng)器按動(dòng)作方式分為自動(dòng)作用式、操縱式和綜合式三種。常閉制動(dòng)器在彈簧推力作用下經(jīng)常處于制動(dòng)狀態(tài)，機(jī)構(gòu)工作時(shí)，用松閘裝置松閘或自動(dòng)通電松閘。本設(shè)計(jì)的卷揚(yáng)機(jī)借于外形尺寸與價(jià)

42、格方面原因采用自動(dòng)作用式制動(dòng)器。自動(dòng)作用式制動(dòng)器當(dāng)機(jī)構(gòu)斷電或油路切斷時(shí)，不依賴操作人員的意識(shí)彈簧使制動(dòng)器自動(dòng)抱閘；當(dāng)機(jī)構(gòu)通電或油路供油時(shí)，自動(dòng)松閘，自動(dòng)作用式制動(dòng)器保證機(jī)構(gòu)有更高的安全性。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩調(diào)定后基本不變，但用于載荷變化大的機(jī)構(gòu)時(shí)制動(dòng)欠平穩(wěn)。5.2 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 制動(dòng)轉(zhuǎn)距應(yīng)滿足以下要求：式中制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩;制動(dòng)安全系數(shù)，與機(jī)構(gòu)重要程度和機(jī)構(gòu)工作級(jí)別有關(guān)；卷筒卷繞直徑（mm）。機(jī)械效率，=0.85，m=4；q起升載荷。其他各符號(hào)同以前的式子。按表查得=1.75，根據(jù)計(jì)算得 =897.5mm，把各數(shù)值代入到式子中得：tz1.5=18690.43由此可知制動(dòng)器制動(dòng)

43、轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于18690.43。5.2.2 制動(dòng)盤的設(shè)計(jì)選用(1)、選標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)盤根據(jù)主機(jī)的具體要求和盤式制動(dòng)器的類型按表選標(biāo)準(zhǔn)直徑和結(jié)構(gòu)形式的制動(dòng)盤。按工作情況選擇有通風(fēng)道的制動(dòng)盤。選取型號(hào)為：bzp125030160300bzp型直線通風(fēng)道制動(dòng)盤1250外徑（mm）d2，對應(yīng)選推動(dòng)器ed301/6，額定制動(dòng)扭矩20540 nm tz，30厚度（mm）b1，有實(shí)體制動(dòng)盤和通風(fēng)道制動(dòng)盤，160軸孔直徑（mm）d4，300輪轂長度（mm）l，由gb/t1569伸長系確定。5.2.3 制動(dòng)盤有效摩擦直徑計(jì)算 根據(jù)配套主機(jī)的負(fù)載所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，校核制動(dòng)盤的有效摩擦直徑：式中制動(dòng)盤有效摩擦直徑（mm）；制動(dòng)塊

44、的數(shù)目，一對時(shí)取2；a一個(gè)制動(dòng)襯塊（片）的設(shè)計(jì)面積（mm）；p制動(dòng)襯塊（片）的許用比壓力；動(dòng)摩擦系數(shù)，根據(jù)摩擦材料選擇；k制動(dòng)安全系數(shù)。根據(jù)工作狀況選用摩擦材料為油浸石棉帶，脂潤滑，潤滑效果好，按表選取=0.1，p=0.6，k取2，由于制動(dòng)塊的數(shù)目有6對，所以z取12，制動(dòng)片的設(shè)計(jì)面積按下式計(jì)算： 式中摩擦盤外徑（mm）=1120mm；摩擦盤內(nèi)徑（mm）=930mm。按選用的標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)盤尺寸把數(shù)值代入式子得=389500mm2把所有數(shù)值代入式子，得：d=218690.43（120.60.138.95）=20mm 5.2.4 制動(dòng)器散熱的驗(yàn)算當(dāng)制動(dòng)器摩擦面溫度過高時(shí)，摩擦系數(shù)降低，摩擦襯墊加速磨損

45、，不能保持穩(wěn)定和需要的制動(dòng)力矩。制動(dòng)器的發(fā)熱驗(yàn)算在于檢驗(yàn)制動(dòng)器在最高許用溫度下散發(fā)的熱量是否大于制動(dòng)器產(chǎn)生的熱量，即式中制動(dòng)器每小時(shí)散發(fā)的熱量（j）；制動(dòng)器每小時(shí)產(chǎn)生的熱量（j）。 （1）、制動(dòng)器每小時(shí)的散熱量 式中制動(dòng)輪（盤）制動(dòng)表面的輻射系數(shù)，可取光亮的鋼表面輻射系數(shù)，；制動(dòng)輪（盤）制動(dòng)表面以外的表面輻射系數(shù)，可取粗糙氧化的鋼表面輻射系數(shù)，；制動(dòng)輪（盤）制動(dòng)表面積減去制動(dòng)襯片的面積；制動(dòng)輪制動(dòng)表面積以外的表面積；制動(dòng)襯片的許用溫度（）；周圍環(huán)境溫度，一般取，高溫車間取；自然對流散熱系數(shù)，；扣除制動(dòng)襯片遮蓋后的制動(dòng)輪（盤）外露面積；機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率；、制動(dòng)輪（盤）各部分表面積的強(qiáng)迫散熱系數(shù)，

46、與各部分表面積的圓周速度有關(guān)，；、相對應(yīng)的制動(dòng)輪（盤）表面積；各部分散熱面積的圓周速度（m/s）。=（2d72）/4-（22）/4=（2d72）/4=（22d72）/4=2rin（2）制動(dòng)器每小時(shí)的發(fā)熱量 起升機(jī)構(gòu)停止式制動(dòng)器每小時(shí)制動(dòng)的發(fā)熱量 上升制動(dòng)時(shí)，由于物品和吊具的重量起制動(dòng)作用，制動(dòng)器的發(fā)熱量很小，通常忽略不計(jì)。 下降制動(dòng)時(shí)，機(jī)構(gòu)的全部動(dòng)能（包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量）和物品吊具減小的勢能轉(zhuǎn)換為制動(dòng)器的發(fā)熱：式中換算到制動(dòng)輪軸的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（包括所有回轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)部分）；制動(dòng)輪軸在制動(dòng)開始時(shí)的角速度；p平均起升重量（n ）p=1.96105 n；s下降制動(dòng)距離（m）；機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率取

47、0.85；機(jī)構(gòu)每小時(shí)下降制動(dòng)次數(shù)=6010100=6；熱功當(dāng)量。把已知各量和從表中查得的各量代入式中，最后得：=2676.21=2413.73驗(yàn)證發(fā)熱量合格。圖5.1 盤式制動(dòng)器制動(dòng)盤受力圖5.2.5 全盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)公式：軸向推力 摩擦盤有效面直徑當(dāng)時(shí)，可取式中計(jì)算制動(dòng)轉(zhuǎn)矩18690.43；、摩擦面的外、內(nèi)半徑cm 全盤式??；軸向推力；摩擦副數(shù)目；摩擦系數(shù)。根據(jù)前面的計(jì)算=1120mm，=930mm，所以取=348.8cm把數(shù)值代入前式得：=23.8kn根據(jù)所計(jì)算的軸向推力來取制動(dòng)所用的電磁鐵和彈簧。第6章 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)和其他零件的設(shè)計(jì)相似，包括材料的選用、工作能力的計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)

48、計(jì)幾方面的內(nèi)容。6.1軸的材料由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造的軸尤為廣泛，因此軸的材料選擇45號(hào)鋼并采用正火處理。6.2軸的工作能力的計(jì)算軸的工作能力的計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度，這時(shí)需對軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。而對剛度要求高的軸（如車床主軸）和受力大的細(xì)長軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計(jì)算，以防止工作時(shí)產(chǎn)生過大的彈性變形，對高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還需進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算，以防止發(fā)生共振而破壞。(1)、求出軸上的轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩t由于軸通過聯(lián)軸器和馬達(dá)

49、直接相連，故 t=m=85000 nm， n=vn=3.75 r/min 式中m馬達(dá)額定轉(zhuǎn)矩； vn馬達(dá)額定轉(zhuǎn)速。(2)、求作用在軸上的各作用力由于軸帶動(dòng)聯(lián)軸器、卷筒轂、和離合器轉(zhuǎn)動(dòng)方案如圖（6.1），因此，軸只受扭矩作用，由于軸除受自身重力和軸上各部件的壓力外不再受徑向力作用，因此軸所受的徑向力可忽略不記.分析如圖（6.2）. 圖6.1 本設(shè)計(jì)軸的裝配方案圖6.2軸的載荷圖（3）、初步確定軸的最小直徑根據(jù)式子式中扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 （）；軸所受的扭矩（）軸的抗扭截面系數(shù)（）；軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；軸傳遞的功率（）；計(jì)算截面處軸的直徑（mm）；許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（）。由上式得軸的直徑=根據(jù)軸的選用材料查表得=，把數(shù)據(jù)代入式中得 219.8mm當(dāng)軸截面上開有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱，對于直徑大的軸如有多個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大為7%，故取=（1+7%）=235mm。（4）、校核軸的強(qiáng)度按下式計(jì)算式中軸的計(jì)算應(yīng)力（）； m軸所受的彎矩（）； t軸所受的扭矩（）； w軸的抗彎截面系數(shù)（）； 折合系數(shù)； 對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力。由于本設(shè)計(jì)中軸只受扭矩的作用因此，由下式計(jì)算：圖6.3 抗彎、抗扭計(jì)算截面圖軸的抗彎截面系數(shù)依照（圖8.3）按下式計(jì)算：把數(shù)帶入式中計(jì)算得： 其中b=56，t=20 =1.05105mm3折合系數(shù)當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，把計(jì)算的值和已知的值代入式中得：