建筑卷揚(yáng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案及總體設(shè)計(jì)王曉慧模板

建筑卷揚(yáng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案及總體設(shè)計(jì)王曉慧資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系本人改正或者刪除。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)機(jī)械062姓名林倩倩下發(fā)日期題目建筑卷揚(yáng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案及總體設(shè)計(jì)專題建筑卷揚(yáng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)度及完成日期教學(xué)院長(zhǎng)簽字日期教研室主任簽字日期指導(dǎo)教師簽字日期指導(dǎo)教師評(píng)語指導(dǎo)教師:年月日指定論文評(píng)閱人評(píng)語評(píng)閱人:年月日答辯委員會(huì)評(píng)語評(píng)定成績(jī)指導(dǎo)教師給定成績(jī)(30%)評(píng)閱人給定成績(jī)(30%)答辯成績(jī)(40%)總評(píng)答辯委員會(huì)主席簽字摘要建筑卷揚(yáng)機(jī)是一種起重設(shè)備,除在建筑工地、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外,在冶金、礦山等行業(yè)中亦廣泛應(yīng)用,而且正發(fā)揮著越來越大的作用。建筑卷揚(yáng)機(jī)的種類、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、計(jì)算及應(yīng)用需要我們充分的了解,在對(duì)建筑卷揚(yáng)機(jī)的總體設(shè)計(jì)中,從各個(gè)部件出發(fā),主要敘述了電動(dòng)機(jī)功率選擇、總傳動(dòng)比計(jì)算與校驗(yàn);減速器的設(shè)計(jì);鋼絲繩的選擇包括了鋼絲繩的選取、使用及在卷筒上的固定;卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算涉及卷筒結(jié)構(gòu)和常見材料、卷筒容繩尺寸參數(shù);最后是有關(guān)離合器與制動(dòng)器的設(shè)計(jì),主要采用了圓錐摩擦離合器和帶式制動(dòng)器。其中,對(duì)建筑卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)又作為重點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述,對(duì)減速器進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)計(jì)算,傳動(dòng)比的分配計(jì)算,展開式兩級(jí)圓柱齒輪減速器的選擇設(shè)計(jì),還有關(guān)于軸、軸承和減速器其它附件的設(shè)計(jì)。經(jīng)過該建筑卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì),為從事建筑卷揚(yáng)機(jī)的研究、設(shè)計(jì)和制造提供了一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞:曲柄;電能;鋼絲繩;卷筒;減速器AbstractWinchisaconstructionliftingequipment,inadditiontotheconstructionsites,equipmentinstallationandsoon,whichiswidelyusedinmetallurgy,miningandotherindustriestoo,andisplayinganincreasinglyimportantrole.

Winchthetypeofconstruction,structure,design,calculationandapplicationweneedtofullyunderstandthattheoveralldesignofthebuildingwinch,fromvariouspartsdescribedthechoiceofthemainelectricalpower,thetransmissionratiocalculationandvalidation;reducerdesign;rope’schooseincludingtheselectionofarope,useandreelinthefixedreel;reelinvolvedinthecalculations,thedesignandstructurecommonlyusedmaterials,ropereelcapacitysizeparameters;isthelastoftheclutchandbrakedesign,themainconeusedfrictionwithbrakeandclutch.

Thewinchontheconstructionofthetransmissionsystemisdesignedtofocusonthedetails,thereducerforaspecificdesign,thetransmissionratioofdistribution,thetwostart-cylindergearreducerdesignoptions,theshaft,bearingsandotherreducerannexdesign.

Throughthedesignofthebuildingwinch,winchengagedintheconstructionoftheresearch,designandmanufacturingtoprovideacertainvalue.Keywords:winch;electricalpower;rope;reel;clutch;bkrae;reducer目錄摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．ⅠAbstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅱ目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅲ第1章概論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1.1筑卷揚(yáng)機(jī)的應(yīng)用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1.2建筑卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展概況．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1.3建筑卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．第2章建筑卷揚(yáng)機(jī)分類及結(jié)構(gòu)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2.1卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2.2電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的分類．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．第3章建筑卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.1建筑卷揚(yáng)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.2工作級(jí)別的劃分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.3電動(dòng)機(jī)的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.4減速器的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.7離合器的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.8制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．第4章執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.1吊鉤組的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.2滑輪組胡設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.3鋼絲繩的選?。?.4卷筒的選擇與計(jì)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．參考文獻(xiàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．附錄１:英文附錄２:譯文后記第1章概論1.1建筑卷揚(yáng)機(jī)的應(yīng)用建筑卷揚(yáng)機(jī)是一種起重設(shè)備,由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、搬運(yùn)安裝靈活、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單、操作力便、價(jià)格低廉和可靠性高等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于物料提升、水平或傾斜曳引重物、打樁、集材、冷拉鋼筋、設(shè)備安裝等工作中。提升重物是建筑卷揚(yáng)機(jī)的一種主要功能,因此各類卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。雖然當(dāng)前塔吊、汽車吊等取代了建筑卷揚(yáng)機(jī)的部分工作,如塔吊在建筑工地上用于物料和構(gòu)件的提升工作,但由于塔吊成本高,一般在大型建筑中使用,而且靈活性較差,故一般中小型建筑依然廣泛應(yīng)用建筑卷揚(yáng)機(jī),就是大型建筑中雖有塔吊,也還需用建筑卷揚(yáng)機(jī)作輔助提升用;汽車吊升雖然靈活方便,但也因?yàn)槌杀咎?而不能在建筑業(yè)中被廣泛應(yīng)用,因此大型設(shè)備的安裝依然是由建筑卷揚(yáng)機(jī)承擔(dān)的。建筑卷揚(yáng)機(jī)除在建筑工地、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外,在冶金、礦山等行業(yè)中亦廣泛應(yīng)用,如高爐料鐘和物料的提升,小型礦井的物料提升,船舶上做模的提升等。建筑卷揚(yáng)機(jī)用于提升重物時(shí),需要有門字架、桅桿等配套設(shè)備方能實(shí)現(xiàn)。建筑卷揚(yáng)機(jī)還可應(yīng)用于林區(qū)的集材工作,建筑業(yè)的冷拉鋼筋,小型礦井的水平、傾斜運(yùn)輸?shù)人交蚵氁芬梦锏墓ぷ骱痛驑兜裙ぷ?。正因?yàn)榻ㄖ頁P(yáng)機(jī)具有多種用途,因此它已不但用于建筑業(yè),而且在冶金、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。1.2建筑卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展概況中國(guó)在很久以前的古代,就知道采用轤轆等來提升重物,以減輕體力勞動(dòng)的強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。而后期卷揚(yáng)機(jī)應(yīng)用很少,而且所使用的卷揚(yáng)機(jī)也均為國(guó)外生產(chǎn),國(guó)內(nèi)基本上沒有生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的廠家。中國(guó)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)劃建筑的需要,卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)放提到了日程上。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,到了60年代,卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)和使用越來越多了。為了協(xié)調(diào)生產(chǎn),主要卷揚(yáng)機(jī)生產(chǎn)廠家組成了卷揚(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(duì)全國(guó)卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)和應(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)。從70年代起,中國(guó)建筑卷揚(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。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《建筑卷揚(yáng)機(jī)型式與基本參數(shù)》和JBl803—76《建筑卷揚(yáng)機(jī)技術(shù)條件》兩個(gè)部標(biāo)準(zhǔn)。隨著部標(biāo)準(zhǔn)的頒布,使建筑卷揚(yáng)機(jī)有了大發(fā)展的基礎(chǔ)。從70年代末期開始,中國(guó)實(shí)行了改革開放政策,使國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到了大發(fā)展,基本建設(shè)任務(wù)增加了很多,促使建筑機(jī)械的使用大量增加,生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的廠家亦隨之大量增加。為使設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)范化,國(guó)家頒布了GBl955—80《建筑卷揚(yáng)機(jī)》、JJ3—83《建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》。隨著改革開放逐步深入,生產(chǎn)形勢(shì)的不斷發(fā)展,新產(chǎn)品的開發(fā)提到日程上來了,不少生產(chǎn)廣家成立了廠屬研究所,開發(fā)了如高速卷揚(yáng)機(jī)、變速卷揚(yáng)機(jī)、自動(dòng)限位卷揚(yáng)機(jī)等新產(chǎn)品,以及諧波傳動(dòng)、圓弧齒輪傳動(dòng)、圓弧齒輪圓柱蝸桿傳動(dòng)等具有新型傳動(dòng)型式的卷揚(yáng)機(jī)。為使卷揚(yáng)機(jī)發(fā)展規(guī)范化,又相繼頒布了一系列有關(guān)建筑卷揚(yáng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn),有GBl955－86《建筑卷揚(yáng)機(jī)》、GB6947－86《建筑卷揚(yáng)機(jī)試驗(yàn)規(guī)范和方法》、GB7902.2－87《建筑卷揚(yáng)機(jī)術(shù)語》、GBl3327－91《建筑卷揚(yáng)機(jī)安全規(guī)程》、JG／T5031－93《建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》等。1.3卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)在國(guó)外,卷揚(yáng)機(jī)的品種繁多,應(yīng)用也很廣泛。在西方技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家中．雖然工業(yè)水平先進(jìn),機(jī)械化程度不斷提高,起重設(shè)備也在不斷更新,但仍不能完全淘汰卷揚(yáng)機(jī)這樣的行之有效的簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備。美國(guó)生產(chǎn)建筑卷揚(yáng)機(jī)的廠家有近百家,主要有貝波國(guó)際有限公司、哲恩有限公司等,日本從明治30年開始制造和使用卷揚(yáng)機(jī),北川鐵工所是一家大型生產(chǎn)廠,其生產(chǎn)的卷揚(yáng)機(jī)品種系列比較齊全,法國(guó)生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的廠家很多,其中包藤公司就是生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的主要廠家之一。其它國(guó)家,如俄羅斯、英國(guó)、挪威、瑞典、加拿大、德國(guó)等也都生產(chǎn)著不同用途的各種型號(hào)的卷揚(yáng)機(jī)。對(duì)于建筑卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)可描述如下:1)大型化由于基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展．大型設(shè)備和建筑構(gòu)件要求整體安裝,促進(jìn)了大型卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展。當(dāng)前,俄羅斯已生產(chǎn)了60t卷揚(yáng)機(jī),日本生產(chǎn)了32t、50t、60t液壓和氣動(dòng)卷揚(yáng)機(jī),美國(guó)生產(chǎn)了136t和370t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(guó)外廣泛采用了先進(jìn)的電子技術(shù)。對(duì)大型卷揚(yáng)機(jī)安裝了電器連鎖裝置,以保證絕對(duì)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(guó)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l2v,質(zhì)量為7.7－15.4千克,拉力為3336－13344N。4)大力發(fā)展不帶動(dòng)力源裝置的卷揚(yáng)機(jī)歐美國(guó)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(jiǎn)單,有一個(gè)卷筒和一個(gè)變速箱即可。第2章建筑卷揚(yáng)機(jī)分類及結(jié)構(gòu)筑卷揚(yáng)機(jī)電于應(yīng)用范圍較廣,為適應(yīng)各種不同使用條件．建筑卷揚(yáng)機(jī)亦制造成各種不同的機(jī)型產(chǎn)品。2.1卷揚(yáng)機(jī)具體型號(hào)本次設(shè)計(jì)的卷揚(yáng)機(jī)的型號(hào)為JM-0.5T。一、鋼絲繩在基準(zhǔn)層上所能承受的最大拉力來區(qū)分。按GBl955—88《建筑卷揚(yáng)機(jī)》中規(guī)定為5,7．5,10,12．5,16,20,25,32,50,80,120,160,200,320,500kN共15級(jí)。此參數(shù)為建筑卷揚(yáng)機(jī)的主要參數(shù)。本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品為鋼絲繩在基準(zhǔn)層上所能承受的最大拉力5KN。二、鋼絲繩在基準(zhǔn)層上的出繩的速度是建筑卷揚(yáng)機(jī)的又一項(xiàng)主要參數(shù)。根據(jù)鋼絲繩速度可分為:1．慢速卷揚(yáng)機(jī)繩速v＝9－15m／min;2．中速卷揚(yáng)機(jī)繩速v＝15－30m／min;3．快速卷揚(yáng)機(jī)繩速v＝30－45m／min;4．高速卷揚(yáng)機(jī)繩速v＝45m／min以上。本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品為慢速建筑卷揚(yáng)機(jī),取15m／min。三、按卷筒數(shù)目分一臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)上卷筒數(shù)目的多少,直接影響到卷揚(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。卷揚(yáng)機(jī)按卷筒數(shù)目可分為單筒卷揚(yáng)機(jī),雙筒卷揚(yáng)機(jī)和多筒卷揚(yáng)機(jī)三種。當(dāng)前生產(chǎn)的大多數(shù)是單筒和雙筒卷揚(yáng)機(jī)。其卷筒都是工作卷筒。本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品為單筒卷揚(yáng)機(jī)。四、按動(dòng)力源分,由于工作環(huán)境不同,所用的動(dòng)力源也不同1．手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)用于無動(dòng)力來源地區(qū)的小型卷揚(yáng)機(jī);2．電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)大多數(shù)卷揚(yáng)機(jī)都屬于此類;3．內(nèi)燃機(jī)卷揚(yáng)機(jī)用于無電源的地方;4．氣動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)用于不能使用電源的地方;5．液壓卷揚(yáng)機(jī)與其它設(shè)備配套使用而有液壓源的場(chǎng)合。本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品為電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)。五、按傳動(dòng)形式分開式齒輪傳動(dòng)最早的形式。當(dāng)前主要用于手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī);2．閉式圓柱齒輪傳動(dòng)主要為快速單簡(jiǎn)卷揚(yáng)機(jī),應(yīng)用廣泛。(1)圓柱齒輪減速器(圖2－1)(2)一字型同軸齒輪傳動(dòng)3．圓錐－圓柱齒輪減速器4．蝸桿傳動(dòng)減速器5．圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動(dòng)6．蝸桿減速器加開式齒輪傳動(dòng)7．行星齒輪傳動(dòng)(圖2－2)8．液壓傳動(dòng)本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品為閉式圓柱齒輪傳動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)。圖2－1圓柱齒輪減速器卷揚(yáng)機(jī) 圖2－23K行星齒輪傳動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)六、按控制方法分1．手控卷揚(yáng)機(jī)由人工操縱桿把控制卷揚(yáng)機(jī)提升或下放重物2．電控卷揚(yáng)機(jī)用電控按鈕控制電磁鐵制動(dòng)器使卷揚(yáng)機(jī)工作3．液控卷揚(yáng)機(jī)用壓力油來控制卷揚(yáng)機(jī)卷筒的離合和制動(dòng)。4．氣控卷揚(yáng)機(jī)5．自動(dòng)控制卷揚(yáng)機(jī)用限位器來控制卷揚(yáng)機(jī)的工作。本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品為電控卷揚(yáng)機(jī)。七、按卷揚(yáng)機(jī)由于其用途不同,使用條件的差異,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也有差異1．提升重物(物料和構(gòu)件)要求有一定的速度．以利于提高生產(chǎn)率,并要求高的安全性,以防墜落。2．設(shè)備安裝一般設(shè)備的質(zhì)量都較大,則要求卷揚(yáng)機(jī)具有較大的提升能力;為保證安裝精度,其速度就不能太高;為防止墜落,其安全性要求更高。3．拽引物品因?yàn)榇隧?xiàng)工作一般是在水平或傾斜方向進(jìn)行的,為使物品能前后運(yùn)動(dòng),則要求卷揚(yáng)機(jī)的卷筒正反轉(zhuǎn)均能工作。4．打樁要求卷揚(yáng)機(jī)把重物提升到一定高度后,能使重物成自由落體下降,實(shí)現(xiàn)打樁工作,即要求卷揚(yáng)機(jī)具有溜放性能。建筑卷揚(yáng)機(jī)雖然能夠分成很多種類,實(shí)際上由于應(yīng)用情況的復(fù)雜,很難把它們絕對(duì)分清,而且一臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)往往幾種工作都要做,因此在建筑卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)上對(duì)用途分得并不清楚,而是按要求高的來設(shè)計(jì),這樣能使卷揚(yáng)機(jī)實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用,得到更廣泛的應(yīng)用。表2-1設(shè)計(jì)要素設(shè)計(jì)要素參數(shù)鋼絲繩額定拉力F6KN鋼絲繩額定速度vv＝15m／min卷筒數(shù)目單筒動(dòng)力源電控卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)形式圓柱齒輪減速器控制方法電控卷揚(yáng)機(jī)用途提升重物2.2電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)基本類型的選擇電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)由于操作方法不同,其結(jié)構(gòu)相差也很大。我們將其分為電控卷揚(yáng)機(jī)和溜放型卷揚(yáng)機(jī)兩類2.2.1電控建筑卷揚(yáng)機(jī)此類建筑卷揚(yáng)機(jī)經(jīng)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(jiǎn)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,此類卷揚(yáng)機(jī)大多是單卷筒的。下面簡(jiǎn)單介紹一下。一、帶有制動(dòng)器的卷揚(yáng)機(jī)1．圓柱齒輪減速器快速建筑卷揚(yáng)機(jī)(圖2－3)2．蝸桿減速器慢速建筑卷揚(yáng)機(jī)。3．圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動(dòng)的建筑卷揚(yáng)機(jī)(圖2—4)。4．蝸桿減速器加開式齒輪傳動(dòng)的建筑卷揚(yáng)機(jī)(圖2—5)。對(duì)一些起重量大的建筑卷揚(yáng)機(jī),為使鋼絲繩在卷筒上排列整齊,需要安裝排繩器。按設(shè)計(jì)規(guī)范要求,在鋼絲繩拉力＞120kN的建筑卷揚(yáng)機(jī)上,均應(yīng)安裝排繩器。2－3圓柱齒輪減速器建筑卷揚(yáng)機(jī)簡(jiǎn)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－支架二、采用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的建筑卷揚(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)問能做軸向相對(duì)移動(dòng)。一般軸向移動(dòng)是經(jīng)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)饑。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的不同,其可分為:定軸輪系傳動(dòng)(圖2－6)漸開線圓柱齒輪行星傳動(dòng)(圖2－7)擺線針輪傳動(dòng)少齒差行星傳動(dòng)諧波傳動(dòng)活齒行星傳動(dòng)圖2－4圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動(dòng)的建筑卷揚(yáng)機(jī)簡(jiǎn)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－卷筒圖2－5蝸桿減速器加開式齒輪傳動(dòng)的建筑卷揚(yáng)機(jī)簡(jiǎn)圖1－電動(dòng)機(jī)2－聯(lián)軸器3－制動(dòng)器4－蝸桿減速器5－開式齒輪傳動(dòng)6－卷筒圖2－6定軸輪系傳動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)簡(jiǎn)圖圖2－72K—H型行星輪系卷揚(yáng)機(jī)簡(jiǎn)圖1－電動(dòng)機(jī)2－聯(lián)軸器3－減速部分1－電動(dòng)機(jī)2－聯(lián)軸器3,4－第一,二4－卷筒5－支架6－機(jī)座行星傳動(dòng)5－卷筒6－支架7－機(jī)座2.2.2溜放型建筑卷揚(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),而是靠重物的重力下降,并帶動(dòng)卷筒反轉(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,一般采用離合器或差動(dòng)輪系。由于電動(dòng)機(jī)和卷筒可分可合,因此卷筒的數(shù)目能夠增多,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,其離合和制動(dòng)裝置都直接安裝在卷筒上。1．定軸齒輪傳動(dòng)(圖2—8)此傳動(dòng)由閉式減速器加開式圓柱齒輪傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。卷筒和轉(zhuǎn)軸之間采用一個(gè)離臺(tái)器,當(dāng)前主要采用的是單圓錐摩擦離合器和漲閘式離合器。制動(dòng)器裝在卷筒上,當(dāng)前主要為制動(dòng)帶閘。為保證提升重物和人身安全,防止重物下墜,此類卷揚(yáng)機(jī)上都裝有棘爪止動(dòng)器。圖2－8定軸齒輪傳動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)簡(jiǎn)圖圖2－9軸轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)簡(jiǎn)圖1-電動(dòng)機(jī)2-聯(lián)軸器3-減速器4-開式齒輪傳動(dòng)1-電動(dòng)機(jī)2-左支架3-卷筒制動(dòng)閘5-錐形摩擦錐6-移動(dòng)螺旋7-制動(dòng)閘8-卷筒4-卷筒5-第一級(jí)行星傳動(dòng)6-第二級(jí)9-前筒離合杠桿10-后筒離合杠桿行星傳動(dòng)7-離合閘帶8-右支架9-底座11-離合手把12-制動(dòng)手把2．周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)(圖2—9)此類卷揚(yáng)機(jī)一般采用二級(jí)封閉行星傳動(dòng)。其卷筒與輪系的內(nèi)齒圈固接成一體。這種卷揚(yáng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)不停的重物提升和下放。以上所介紹的卷揚(yáng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)不盡相同,各有各的優(yōu)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)選取其中比較簡(jiǎn)單的圓柱齒輪減速器慢速建筑卷揚(yáng)機(jī)(參考圖2－3)其額定牽引力取32KN,平均繩速取15m／min。單筒快速卷揚(yáng)機(jī)。即JK3.2型。其特點(diǎn)為制動(dòng)靈活可靠,操作方便。是建筑,橋梁,安裝工程等作業(yè)場(chǎng)所垂直提升,水平,斜坡托運(yùn)的理想工具。但注意,不能載人。建筑卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1建筑卷揚(yáng)機(jī)方案設(shè)計(jì)3.1.1卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)方案的選擇行星傳動(dòng)與普通圓柱齒輪傳動(dòng)比較,尺寸小,重量輕,但制造精度要求高,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,對(duì)于本設(shè)計(jì)不適用。蝸桿傳動(dòng)的效率低,而且蝸桿傳動(dòng)布置為”T”字型,占用空間大。兩級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,效率高,傳動(dòng)平穩(wěn),加工簡(jiǎn)單。但不適宜高速重載,由于本設(shè)計(jì)的速度和載荷都不大。因此經(jīng)過比較確定為兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)。3.1.2卷揚(yáng)機(jī)整體布置方案的選擇方案一閉式傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)構(gòu)造型式(如圖3-1)圖3-1閉式傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)構(gòu)造型式1-電動(dòng)機(jī);2-半齒聯(lián)軸器;3-浮動(dòng)軸;4-帶制動(dòng)輪的半齒聯(lián)軸器;5-制動(dòng)器;6-減速器;7-卷筒;8-軸承座該方案由一個(gè)大齒輪固定在卷筒上,轉(zhuǎn)矩經(jīng)過開式齒輪由減速器傳給卷筒。這種布置占用空間小,對(duì)小傳動(dòng)并不適合。方案二帶有開式齒輪傳動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)構(gòu)造型式(如圖3-2)圖3-2帶有開式齒輪傳動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)構(gòu)造型式1-電動(dòng)機(jī);2-彈性柱銷聯(lián)軸器或帶制動(dòng)輪的全齒聯(lián)軸器;3-制動(dòng)器;4-減速器;5-開式齒輪;6-卷筒;7-軸承座卷筒直接支承在減速器輸出軸上,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,占用空間小,結(jié)構(gòu)部件少,卷筒所受彎矩較大。方案三閉式傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)構(gòu)造型式(如圖3-3)圖3-3閉式傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)構(gòu)造型式1-電動(dòng)機(jī);2-帶制動(dòng)輪的彈性柱銷聯(lián)軸器或全齒聯(lián)軸器;3-制動(dòng)器;4-減速器;5-全齒聯(lián)軸器;6-軸承座;7-卷筒轉(zhuǎn)矩經(jīng)過連軸器傳給卷筒,卷筒軸上有兩處支撐。由于低速級(jí)轉(zhuǎn)矩大,聯(lián)軸器尺寸也很大,再加上兩處支撐,在軸向布置上占用很大空間。卷筒直接支承在減速器輸出軸上,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,占用空間小,結(jié)構(gòu)部件少,布置合理。經(jīng)過上述三個(gè)方案比較,最終確定為方案三。3.2工作級(jí)別的劃分為了合理地設(shè)計(jì)、制造、使用及提高零件三化水平,建筑卷揚(yáng)機(jī)根據(jù)利用等級(jí)與載荷狀態(tài)劃分為:AI,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8等工作級(jí)別。如圖(3-4):圖3－4建筑卷揚(yáng)機(jī)工作級(jí)別的劃分3.2.1利用等級(jí)利用等級(jí)是表示建筑卷揚(yáng)機(jī)使用的頻繁程度,以其在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)應(yīng)完成的總工作循環(huán)次數(shù)Ni表示。而一個(gè)工作循環(huán)是指從一個(gè)載荷準(zhǔn)備提拉時(shí)開始到下一個(gè)載荷準(zhǔn)備提拉時(shí)為止的全過程。建筑卷揚(yáng)機(jī)的壽命一般不少于5年,在這個(gè)期間內(nèi)依據(jù)工作頻繁程度的不同,總工作循環(huán)數(shù)從可分為8個(gè)利用等級(jí),參考機(jī)械工業(yè)出版社出版的《建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)》中利用等級(jí)的相關(guān)表格,選取利用等級(jí)U3。因?yàn)椴淮蠼?jīng)常使用。3.3.2載荷狀態(tài)載荷狀態(tài)表示建筑卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩承受拉力作用的輕重與頻繁程度,它與整個(gè)使用壽命期限內(nèi)鋼絲紀(jì)每次承受的拉力與額定拉力之比和鋼絲繩每次承受拉力作用下的工作循環(huán)次數(shù)、與總工作循環(huán)次數(shù)之比有關(guān)?？偨Y(jié)以上條件,得出本次設(shè)計(jì)的卷揚(yáng)機(jī)為工程安裝型,選工作級(jí)別為A3。3.3電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)選擇的原則:在電動(dòng)機(jī)能夠滿足機(jī)械負(fù)載要求的前提下,最為經(jīng)濟(jì)合理地決定電動(dòng)機(jī)功率。建筑卷揚(yáng)機(jī)屬于非連續(xù)制工作機(jī)械,而且起動(dòng)、制動(dòng)頻繁。因此,選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)與其工作特點(diǎn)相適應(yīng)。建筑卷揚(yáng)機(jī)主要采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)建筑行業(yè)的工作特點(diǎn),電動(dòng)機(jī)工作制應(yīng)考慮選擇短時(shí)重復(fù)工作制和短時(shí)工作制并優(yōu)先,選用冶金及起重用異步電動(dòng)機(jī)YZR(繞線轉(zhuǎn)子)、YZ(籠型轉(zhuǎn)子)系列專用電動(dòng)機(jī)。其特點(diǎn)示有良好的密封性,其防護(hù)等級(jí)為IP54。3.3.1電動(dòng)機(jī)功率的選擇建筑卷揚(yáng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的初選能夠按所需的靜功率計(jì)算,然后根據(jù)其工作方式進(jìn)一步確定并校核。計(jì)算公式為P=Feve式中――鋼絲繩額定拉力6KN;――鋼絲繩額定速度15m/min;――建筑卷揚(yáng)機(jī)整機(jī)傳動(dòng)效率。這里包括傳動(dòng)裝置,軸承,連軸器,離合器,卷筒纏繞等總的效率。在這里初步取90％。3.3.2電動(dòng)機(jī)工作制的選擇電動(dòng)機(jī)工作時(shí),負(fù)載持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱情況影響很大,因而對(duì)決定電動(dòng)機(jī)的功率也有很大影響。按電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的不同情況,電動(dòng)機(jī)分三種工作制,即連續(xù)工作制、短時(shí)工作制和短時(shí)重復(fù)工作制。建筑卷揚(yáng)機(jī)所用電動(dòng)機(jī)工時(shí)間短,電動(dòng)機(jī)溫升來不及達(dá)到穩(wěn)定值;停車時(shí)間亦短,電動(dòng)機(jī)也來不及完全冷卻到周圈環(huán)境溫度,因此穩(wěn)定溫升為一溫度區(qū)間,在這種情況下。一般都選擇短時(shí)重復(fù)工作制。中國(guó)專門生產(chǎn)了標(biāo)準(zhǔn)短時(shí)重復(fù)工作制電動(dòng)機(jī),標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)Fc別為:15％,25％,40％,60％。而且同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)Fc不同,擔(dān)負(fù)的負(fù)載也不同。對(duì)于短時(shí)重復(fù)工作制,應(yīng)盡量選擇此類電動(dòng)機(jī)。經(jīng)過對(duì)功率的計(jì)算和工作制的選擇,本次設(shè)計(jì)選取的電動(dòng)機(jī)所選具體型號(hào)為Y112M-6。其基本參數(shù)為:表3-1電動(dòng)機(jī)參數(shù)機(jī)座號(hào)功率/KW轉(zhuǎn)速r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg·轉(zhuǎn)子繞線開路電壓/VY112M-62.29600.013845注:按基準(zhǔn)工作制(工作制,Fc=40％)編制。電動(dòng)機(jī)的校核電動(dòng)機(jī)校驗(yàn)主要是指電動(dòng)機(jī)熱功率的校驗(yàn)。一般按發(fā)熱校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的功率,并根據(jù)負(fù)載性質(zhì)、電動(dòng)機(jī)類型作過載能力校驗(yàn),如果采用籠型異步電動(dòng)機(jī),則還需作起動(dòng)能力校驗(yàn)。校驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)滿足:在額定負(fù)載工況工作時(shí),電動(dòng)機(jī)不出現(xiàn)過熱現(xiàn)象;在設(shè)計(jì)極限要求情況下,電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩或起動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)保證建筑卷揚(yáng)機(jī)負(fù)載順利起動(dòng),特別是懸空重物的再次起動(dòng)。在校驗(yàn)時(shí),建筑卷揚(yáng)機(jī)要求的負(fù)載持續(xù)率Fc值和每小時(shí)起動(dòng)次數(shù)Z值應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作情況進(jìn)行計(jì)算。具體的電動(dòng)機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算:按系數(shù)法進(jìn)行電動(dòng)機(jī)發(fā)熱計(jì)算,參考文獻(xiàn)陳道南,盛漢中等編注《起重運(yùn)輸機(jī)械》冶金工業(yè)出版設(shè),1988年式6－20式中―――電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率;―――機(jī)構(gòu)的靜載荷功率,參考文獻(xiàn)倪慶興,王煥勇主編《起重機(jī)械》上海交通大學(xué)出版社,19電動(dòng)機(jī)靜功率取＝1.5,則＝2.21.5＝1.47KW;―――考慮工作級(jí)別不同條件下?lián)Q算時(shí)的換算系數(shù)。查參考文獻(xiàn)【3】表6－4得＝0.75;―――考慮其電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間對(duì)發(fā)熱影響得系數(shù)。查參考文獻(xiàn)【3】表6－6得取1.2將數(shù)值代入上式得故所選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件經(jīng)過。3.4減速器的設(shè)計(jì)減速器是應(yīng)用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立傳動(dòng)裝置。其主要功能是降低轉(zhuǎn)速,增大轉(zhuǎn)矩,以滿足對(duì)機(jī)械的各種要求。3.4.1傳送比的計(jì)算和分配按額定轉(zhuǎn)速初定總傳動(dòng)比:已知要求電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速940r/min;鋼絲繩速度15m/min。參考常見減速器的類型,兩級(jí)圓柱齒輪減速器可實(shí)現(xiàn)這一范圍的傳動(dòng)比。其主要類型有展開式,分流式,同軸式。其各自特點(diǎn)為:展開式兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱,因此,軸應(yīng)設(shè)計(jì)有較大的鋼度。高速齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入處。建2議用在載荷比較平穩(wěn)的場(chǎng)合,高速級(jí)做成斜齒,低速級(jí)可做成直齒。分流式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,低速級(jí)做成人字齒時(shí)相對(duì)軸承是對(duì)稱的,載荷沿齒寬分布均勻,中間軸危險(xiǎn)截面上轉(zhuǎn)矩對(duì)于軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩減半,一般用在變載荷場(chǎng)合。當(dāng)高速級(jí)采用人字齒,結(jié)構(gòu)不合理,一般不用。同軸式減速起的長(zhǎng)度較短,載荷分布也均勻。但軸向尺寸和重量較大。并限制了傳動(dòng)布置的靈活性。經(jīng)過分析,最后決定選擇展開式兩級(jí)圓柱齒輪減速器。分配傳動(dòng)比:考慮潤(rùn)滑條件,為使兩級(jí)大齒輪直徑相近,取=1.4.則==7.48===5.353.4.2傳動(dòng)裝置軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表3-2軸的動(dòng)力參數(shù)軸名功率P(KW)轉(zhuǎn)矩T(Nmm)轉(zhuǎn)速n(r/min)電動(dòng)機(jī)軸2.222351.06383940=1\*ROMANI軸2.17822127.55319940=2\*ROMANII軸2.07157337.7014125.67=3\*ROMANIII軸1.968800173.921623.49卷筒1.909776328.738723.493.4.3減速器齒輪的選擇和計(jì)算=1\*CHINESENUM3一、高速級(jí)齒輪的計(jì)算由表4－1知輸入功率2.178KW,小齒輪轉(zhuǎn)速940r/min,傳動(dòng)比i＝7.48。1、選定齒輪類型,精度等級(jí),材料和齒數(shù)。=1\*GB2⑴按前提示高速級(jí)選擇斜齒圓柱齒輪傳動(dòng);=2\*GB2⑵根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)工作環(huán)境,選擇其減速器為7級(jí)精度(GB10095-88);=3\*GB2⑶材料選擇。小齒輪材料選40Cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火,齒面硬度為48～55HRC;=4\*GB2⑷初選小齒輪齒數(shù)＝24,則達(dá)齒輪齒數(shù)為＝＝24×7.48＝179.5?？紤]兩齒數(shù)最好為互質(zhì)數(shù),選179;=5\*GB2⑸選螺旋角。初選＝14度。=2\*CHINESENUM3二、低速級(jí)齒輪的計(jì)算由表4－1知輸入功率2.07KW,小齒輪轉(zhuǎn)速125.67r/min,傳動(dòng)比i＝5.351、選定齒輪類型,精度等級(jí),材料和齒數(shù)。(1)低速級(jí)選擇斜齒圓柱齒輪傳動(dòng);(2)精度依然選7級(jí);(3)材料選擇。跟高速一樣,選大、小齒輪材料選40Cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火,齒面硬度為48～55HRC(4)初選小齒輪齒數(shù)＝24,則達(dá)齒輪齒數(shù)為＝＝24×5.35＝128.4。考慮兩齒數(shù)最好為互質(zhì)數(shù),選129。3.5離合器設(shè)計(jì)手控建筑卷揚(yáng)機(jī)常使用圓錐摩擦離合器,并配以帶式制動(dòng)器進(jìn)行工作。圓錐摩擦離合器分單錐式和雙錐式,見圖3-5。建筑卷揚(yáng)機(jī)以使用單錐式為多。建筑卷揚(yáng)機(jī)亦有使用漲圈摩擦離合器的,但當(dāng)前使用較少。圓錐摩擦離合器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,接合比較平穩(wěn),脫開后能保持摩擦面完全分離。但對(duì)軸的偏心比較敏感,錐體加工要求高。由于圓錐摩擦離合器的接觸面積小,在傳遞大轉(zhuǎn)矩時(shí),外形尺寸較大,結(jié)構(gòu)不緊湊,接合平穩(wěn)性降低。因此,僅適用于中小噸位的卷揚(yáng)機(jī)。圖3-5圓錐摩擦離合器a)單錐式b)雙錐式3.5.1圓錐摩擦離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖3-12所示,卷筒左端是摩擦離合器和制動(dòng)器,右端是棘輪停止器。摩擦離合器的圓錐面和制動(dòng)器的摩擦面就是卷筒凸緣的內(nèi)外表面。摩擦塊與開式傳動(dòng)的大齒輪聯(lián)為一體。經(jīng)過操縱手柄2(圖3-7)使多線螺旋12(圖3-6)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)頂桿10(圖3-6)作軸向運(yùn)動(dòng),推動(dòng)推進(jìn)板9和墊圈8,使卷筒沿軸向向左移動(dòng)與錐形摩擦面緊密結(jié)合,從而使卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)前,必須先打開離合器,此時(shí)需按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)離合器操縱手柄2,經(jīng)過彈簧5的反作用力使卷筒與大齒輪脫離接觸。幾乎同時(shí),帶式制動(dòng)器上閘進(jìn)行制動(dòng)。為使制動(dòng)更加可靠,又使用了棘輪停止器。3.5.2圓錐摩擦離合器的參數(shù)確定一、摩擦面的平均直徑摩擦面的平均直徑用下式計(jì)算Dm=(D1+D2)/2=(4~6)d(mm)式中D2、D1——圓錐工作面的大端和小端直徑(mm);d——離合器軸徑(mm)。Dm值也可根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定。圖3-6離合器、制動(dòng)器、停止器組合系統(tǒng)1—主軸2—齒輪3—制動(dòng)輪4—摩擦木5—彈簧6—卷筒7—棘輪8—墊圈9—推進(jìn)板10—頂桿11—頂絲箱12—頂絲13—擺動(dòng)臂14—連桿15—推力球軸承16—彈簧壓蓋17—調(diào)整螺栓圖3-7離合器、制動(dòng)器操縱系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1—制動(dòng)器操縱手柄2—離合器操縱手柄3—連接頭4—連接桿5—連接螺桿6—制動(dòng)閘帶7—彈簧二、摩擦面的工作寬度圓錐面母線工作部分寬度用下式計(jì)算b=(0.15~0.25)Dm(mm)三、摩擦錐的半錐角為避免離合器接合后錐面自鎖不易脫開,一般取摩擦錐半角ɑ＞arctgu式中u——離合器接合面的摩擦系數(shù);ɑ——摩擦錐半錐角。上述參數(shù),是離合器設(shè)計(jì)的重要幾何參數(shù)。3.6制動(dòng)器設(shè)計(jì)為了確保卷揚(yáng)機(jī)安全,可靠地工作,必須裝設(shè)制動(dòng)器。3.6.1制動(dòng)器分類、特點(diǎn)及其選擇制動(dòng)器按用途可分為停止制動(dòng)、支持制動(dòng)和下降制動(dòng)三種。停止和支持式制動(dòng)器具有停止和支持中午懸掛在空中的作用;而下降式制動(dòng)器除具有前者停止運(yùn)動(dòng)的作用外,還具有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的作用。按照工作狀態(tài),制動(dòng)器又分為常閉式和常開式。常閉式制動(dòng)器經(jīng)常處于合閘狀態(tài),當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可利用人力、電磁力等外力使制動(dòng)器松閘。而常開式與此相反,它經(jīng)常處于松閘狀態(tài),只有施加外力時(shí)才能合閘。按照制動(dòng)器結(jié)構(gòu)特征,又分為帶式制動(dòng)器、塊式制動(dòng)器、蹄式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器四種。建筑卷揚(yáng)機(jī)至少要裝一套常閉式的支持制動(dòng)器,并常采用帶式制動(dòng)器和外抱式制動(dòng)器,小噸位卷揚(yáng)機(jī)亦可采用蹄式制動(dòng)器。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。一、帶式制動(dòng)器帶式制動(dòng)器主要適合中小噸位的建筑卷揚(yáng)機(jī)。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,常將制動(dòng)輪與卷筒做成一體。1、帶式制動(dòng)器的類型及工作原理帶式制動(dòng)器是用撓性鋼帶包圍制動(dòng)輪,而帶的一端或兩端固接在杠桿上,操縱杠桿使帶壓緊制動(dòng)輪產(chǎn)生摩擦力,從而達(dá)到制動(dòng)輪的目的,見圖3-8。帶式制動(dòng)器常見有簡(jiǎn)單式、綜合式和差動(dòng)式三種類型。為了增加摩擦系數(shù),在帶的工作表面上裝有摩擦材料,如皮革、石棉和輥壓帶等。當(dāng)制動(dòng)器松閘時(shí),應(yīng)使制動(dòng)帶與帶輪間形成1~1.5mm的徑向間隙。為了使制動(dòng)帶均勻脫開,沿制動(dòng)帶包角圓段上裝設(shè)若干彈簧,經(jīng)過彈簧的徑向拉力,使制動(dòng)閘帶均勻脫離制動(dòng)輪。擰動(dòng)調(diào)整螺栓來調(diào)節(jié)帶與輪的徑向間隙。圖3-8制動(dòng)操縱裝置1—制動(dòng)操縱手柄2—制動(dòng)器手柄座3—棘爪操縱拉桿4—棘爪操縱座5—制動(dòng)閘帶6—操縱制動(dòng)連桿7—操縱離合連桿8—棘爪9—棘輪10—彈簧圖3-9制動(dòng)帶與杠桿的聯(lián)接型式a)剛性聯(lián)接b)螺紋聯(lián)接2、制動(dòng)帶與杠桿的聯(lián)接制動(dòng)帶的兩端采用專門的聯(lián)接件與杠桿聯(lián)接,見圖3-9。其中一端作剛性固接,見圖3-9a;另一端利用螺紋聯(lián)接,見圖3-9b。聯(lián)接處的鉚釘應(yīng)按剪切強(qiáng)度驗(yàn)算,對(duì)于材料Q215A、Q235A的鉚釘,杠桿與制動(dòng)帶聯(lián)接結(jié)構(gòu)處的螺栓應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。必要時(shí),還需對(duì)傳力杠桿剛度進(jìn)行校核。當(dāng)松閘時(shí),帶與制動(dòng)輪摩擦面之間的退距大小應(yīng)能根據(jù)制動(dòng)狀態(tài)隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。制動(dòng)過程應(yīng)力求平穩(wěn),但退距過大,制動(dòng)靈敏性差,制動(dòng)器容易發(fā)熱或制動(dòng)操作困難。對(duì)較大噸位的卷揚(yáng)機(jī),其制動(dòng)力用手進(jìn)行控制比較困難,可靠性也較差,這時(shí)可采用機(jī)械或電液控制的方法。二、外抱塊式制動(dòng)器常見的外抱塊式制動(dòng)器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,已有多種類型產(chǎn)品可供選用。這類制動(dòng)器在電控卷揚(yáng)機(jī)上應(yīng)用普遍,可根據(jù)計(jì)算制動(dòng)力矩初選型號(hào),然后進(jìn)行發(fā)熱校核計(jì)算。在這就不具體闡述了。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1吊鉤組設(shè)計(jì)吊鉤組是起重機(jī)械上應(yīng)用最普遍的取物裝置,它由吊鉤、吊鉤螺母、推力軸承、吊鉤橫梁、滑輪、滑輪軸以及拉板等零件組成。當(dāng)前常見的吊鉤有單鉤和雙鉤。4.1.1吊鉤型式及特點(diǎn)模鍛單鉤制造簡(jiǎn)單,在中小起重機(jī)械(80噸以下)上廣泛采用。雙鉤制造較單鉤復(fù)雜,但受力對(duì)稱,鉤體材料較能充分利用,主要在大型其中機(jī)械(起重量80噸以上)上采用。成批生產(chǎn)以采用模鍛為宜。疊片式吊鉤(板鉤)是由切割成形的多片鋼板鉚接而成,并在吊鉤口上裝護(hù)墊,這樣可減小鋼絲繩磨損,使載荷也能均勻的傳到每片鋼板上。疊片式吊鉤制造方便,由于鉤板不會(huì)同時(shí)斷裂,故工作可靠性較整體鍛造吊鉤為高。缺點(diǎn)是:只能做成矩形截面,鉤體材料不能充分利用,自重較大,高度尺寸也大。疊片式吊鉤主要用于大起重量或冶金起重機(jī)上。在長(zhǎng)鉤型吊鉤組中,吊鉤橫梁與滑輪軸合成一體,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,零件較少,整體尺寸較小,這對(duì)充分利用起升高度是有利的,在鋼絲繩分支數(shù)為偶數(shù)(一般為4)時(shí)應(yīng)用較多。短鉤型吊鉤組零件數(shù)量多,高度尺寸大,但橫向尺寸較小,對(duì)減小鋼絲繩偏角有利且不受分支數(shù)限制,故應(yīng)用較廣。直柄單鉤的結(jié)構(gòu)形式按照鍛造方法的不同及有無凸耳分四種:LM型、LMD型、LY型及LYD型。標(biāo)記方法:標(biāo)記示例:鉤號(hào)0.06,強(qiáng)度等級(jí)為M的不帶凸耳模鍛直柄單鉤:直柄單鉤LM0.06—MGB10051.5鉤號(hào)250、強(qiáng)度等級(jí)為T的帶凸耳自由鍛直柄單鉤:直柄單鉤LYD250—TGB10051.5鉤號(hào)0.06～40的吊鉤采用模鍛,鉤號(hào)10～250的吊鉤采用自由鍛造。鉤號(hào)0.06～5直柄單鉤,柄端結(jié)構(gòu)為型式Ⅰ,用于輕小型起重設(shè)備;鉤號(hào)6～12柄端結(jié)構(gòu)為型式Ⅱ,用于起重機(jī)械和輕小型起重設(shè)備;鉤號(hào)40～250柄端結(jié)構(gòu)為型式Ⅲ,用于起重機(jī)械。鉤號(hào)0.06～5柄端為普通螺紋;鉤號(hào)6～250柄端為梯形圓螺紋。直柄單鉤的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表8.1-85和表8.1-89(GB/T10051.5-1988)選取。吊鉤采用專用材料,常見整體鍛造或用厚鋼板切割而成。依據(jù)吊鉤材料屈服強(qiáng)度極限不同,將其機(jī)械性能分為五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。在不同的強(qiáng)度等級(jí)和機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別下,各種吊鉤的起重量能夠查表獲得。4.4.2吊鉤組零件材料卷揚(yáng)機(jī)吊鉤除承受物品重量外還要承受起升機(jī)構(gòu)啟動(dòng)與制動(dòng)時(shí)引起的沖擊載荷作用,故吊鉤材料應(yīng)有較高的機(jī)械強(qiáng)度與沖擊韌性。卷揚(yáng)機(jī)吊鉤組零件的常見材料如下:鍛造吊鉤:采用20號(hào)鋼、20SiMn、36MnSi。吊鉤螺母:采用20號(hào)鋼。板鉤:采用C3、20號(hào)鋼、16Mn,并使鉤板的高度方向與鋼板軋制方向一致。吊鉤橫梁與滑輪軸:采用45號(hào)鋼。吊鉤拉板:采用C3、16Mn。叉子:采用20號(hào)鋼。4.4.3吊鉤組的選擇吊鉤是根據(jù)吊鉤的起重量來選取的。根據(jù)起吊的最大重量為0.5噸,由參考文獻(xiàn)[2]附表8,選取5噸吊鉤組。得其質(zhì)量,兩動(dòng)滑輪間距l(xiāng)0=200mm表4-15噸吊鉤組的主要尺寸名稱圖形圖號(hào)主要尺寸(mm)DSHHHHHlLlLL5噸吊鉤組5-1G138565721—355241—31520012075—主要尺寸軸承質(zhì)量KgLLBBbeDDDDD型號(hào)數(shù)量40—530———482400450——8210/2131/499圖4-15噸吊鉤組其中吊鉤為L(zhǎng)M2.5-T。4.2滑輪組的設(shè)計(jì)滑輪是用來支承鋼絲繩和改變鋼絲繩運(yùn)動(dòng)方向的部件。鋼絲繩繞過若干動(dòng)滑輪和定滑輪組成滑輪組,滑輪組能夠起到省力和增速的作用(建筑卷揚(yáng)機(jī)使用滑輪組主要起省力作用),它是起重機(jī)械的重要組成部分。4.2.1滑輪結(jié)構(gòu)與材料直徑較小的滑輪可做成實(shí)體輪,(見下圖4-2a);直徑較大的應(yīng)做成輻板輪,(見下圖4-2b)或輻條輪;對(duì)于大型或單件生產(chǎn)的滑輪可采用型鋼與鋼板焊接而成。圖4-2a實(shí)體輪圖4-2b輻板輪滑輪常裝在固定的心軸上。簡(jiǎn)單的滑輪常采用滑動(dòng)軸承,當(dāng)前使用的滑輪絕大多數(shù)采用滾動(dòng)軸承?；啿牧弦娤卤?-2。表4-2滑輪材料滑輪類型常見材料用途實(shí)體滑輪15,Q235小型滑輪滑輪直徑D≤350mm鑄造滑輪HT150滑輪直徑D≤350mm,輕級(jí)或中級(jí)工作類型的起重機(jī)械QT450-10中型滑輪,滑輪直徑D＞350mm,一般鑄成輻板上帶孔和筋或鑄成輪輻結(jié)構(gòu),承載能力較大。鑄鋼滑輪常見于重級(jí)和特重級(jí)工作類型的起重機(jī)械ZG230-450ZG270-500ZG35Mn焊接滑輪Q235A大型滑輪,滑輪直徑D＞800mm根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求,選取鑄造滑輪,材料為QT450-10?；喅叽绲谋硎痉ㄖ饕欣K槽尺寸和滑輪直徑?；喞K槽尺寸應(yīng)能保證鋼絲繩順利繞過并使接觸面積盡可能大。繩槽半徑R是根據(jù)鋼絲繩直徑最大允許偏差為+7%確定的。故槽底半徑應(yīng)稍大于鋼絲繩直徑。4.2.2滑輪直徑的選用系列與匹配滑輪的許用最小直徑:D0mm為了安全起見,取D0平衡滑輪D平=0.6D0中系數(shù)e=20由《起重設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-2查的。由參考文獻(xiàn)[2]附表2選用滑輪直徑D=250mm,取平衡滑輪直徑272mm,由參考文獻(xiàn)[2]附表2選用?；喌睦K槽部尺寸見下表4-3。選用鋼絲繩直徑,滑輪軸直徑的型滑輪,標(biāo)記為:滑輪6.2ZBJ80006.8-87平衡滑輪選用,滑輪軸直徑的F型滑輪,標(biāo)記為:滑輪6.2ZBJ80006.9-87。表4-3滑輪繩槽斷面尺寸(摘自ZBJ80006.1-87)mm鋼絲繩直徑d基本尺寸參考尺寸RHBECRRRRMNS尺寸極限偏差+0.10>6~73.815.026170.5862.02.5507滑輪6.2ZBJ80006.8-87中的軸承為E1型218(按國(guó)標(biāo)GB276)。4.2.3滑輪組的設(shè)計(jì)一、滑輪組的種類鋼絲繩依次繞過若干定滑輪和動(dòng)滑輪組成的裝置稱滑輪組。滑輪組按構(gòu)造形式不同可分為單聯(lián)滑輪組(圖4-3a)和雙聯(lián)滑輪組(圖4-3b)。建筑卷揚(yáng)機(jī)廣泛采用帶有導(dǎo)向滑輪的單聯(lián)滑輪組(圖4-4)。圖4-3a單聯(lián)滑輪組圖4-3b雙聯(lián)滑輪組圖4-4帶有導(dǎo)向滑輪的單聯(lián)滑輪組二、滑輪組的倍率當(dāng)采用省力滑輪組時(shí),繞入卷筒的鋼絲繩拉力比不用滑輪組要小,但此時(shí)貨載的升降速度發(fā)生了變化,比不用滑輪組而直接繞入卷筒的速度有所降低。速度降低的多少?zèng)Q定于滑輪組的型式和動(dòng)滑輪與定滑輪的數(shù)量。一般見滑輪組倍率a來表示滑輪組減速(或省力)的大小?；喗M的倍率等于卷筒的圓周速度與貨載的起升速度之比,也等于滑輪組中承載繩索分支數(shù)與繞入卷筒的繩索分支數(shù)之比,即:(4-2)對(duì)于單聯(lián)滑輪組,倍率a等于承載分支數(shù),即:a＝對(duì)于雙聯(lián)滑輪組,倍率a等于承載分支數(shù)的一半,即:該設(shè)計(jì)采用單聯(lián)滑輪組a=2。三、滑輪組的效率若假設(shè)滑輪組中每個(gè)滑輪的效率均相同,則滑輪組的效率為:(4-3)式中Q—起重質(zhì)量;滑輪組的倍率;η—滑輪的效率。各種倍率時(shí)滑輪組效率參見下表5-3。表4-4滑輪組的效率軸承種類滑輪組倍率a23456810滑動(dòng)97.5％95％92.5％90％88％84％80％滾動(dòng)99％98.5％97.5％97％96％94.5％91.5％四、滑輪組繩索最大拉力滑輪組繩索工作時(shí)所受最大拉力由下式計(jì)算:N(4-4)式中Q—起重質(zhì)量(kg);—取物裝置(如吊鉤組等)質(zhì)量(kg);滑輪組倍率;K—滑輪組型式系數(shù)。當(dāng)采用單聯(lián)滑輪組時(shí),K＝1;采用雙聯(lián)滑輪組時(shí),K＝2;—滑輪組倍率。因此4.3鋼絲繩的選擇4.3.1鋼絲繩的種類鋼絲繩由許多高強(qiáng)度鋼絲編繞而成,可單捻、亦可雙捻成形。繩芯常采用天然纖維芯(NF)、合成纖維芯(SF)、金屬絲繩芯(IWR)和金屬絲股芯(IWS)。纖維芯鋼絲繩具有較高的撓性和彈性,纏繞時(shí)彎曲應(yīng)力較小,但不能承受橫向壓力。金屬絲芯鋼絲繩強(qiáng)度較高,能承受高溫和橫向壓力,但撓性較差。建筑卷揚(yáng)機(jī)系多層纏繞,更適合選用雙捻制金屬絲芯鋼絲繩。鋼絲繩的種類,根據(jù)鋼絲繞成股和股繞成繩的相互方向可分為:一、順捻鋼絲繩順捻鋼絲繩(圖4—5a)又分為右同向捻(ZZ)和左同向捻(SS)。此類鋼絲繩鋼絲繞成股和股繞成繩的旋轉(zhuǎn)方向是一致的。其特點(diǎn)是:鋼絲繩撓性好,磨損小,使用壽命長(zhǎng),但容易松散和扭轉(zhuǎn)。它不允許在無導(dǎo)軌情況下作單獨(dú)提升,故在不松散的情況下或有剛性導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)用為宜。二、交捻鋼絲繩交捻鋼絲繩(圖4—5b)又分為右交互捻(ZS)和左交互捻(SZ)。鋼絲繩鋼絲繞成股與股繞成繩的方向相反,它的撓性與使用壽命都較順捻鋼絲繩差,但由于繩與股的扭轉(zhuǎn)趨勢(shì)相反,克服了扭轉(zhuǎn)和易松散的缺陷,故卷揚(yáng)機(jī)應(yīng)優(yōu)先選用。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:一、點(diǎn)接觸鋼絲繩點(diǎn)接觸鋼絲繩(圖4—6a)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(jiǎn)單,價(jià)格便宜。在實(shí)際中常發(fā)現(xiàn)這種鋼絲繩在受拉、特別是受彎時(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,由于導(dǎo)致鋼絲疲勞斷裂而使鋼絲繩過早報(bào)廢。二、線接觸鋼絲繩線接觸鋼絲繩(圖4—7)繩股由不同直徑的鋼絲繞制而成,每一層鋼絲的節(jié)距相等。由于外層鋼絲繩位于內(nèi)層鋼絲之間的溝槽內(nèi),因此內(nèi)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,從而顯著使提高了抗疲勞強(qiáng)度,其壽命一般高于點(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,能夠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。建筑卷揚(yáng)機(jī)應(yīng)優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。三、點(diǎn)、線接觸鋼絲繩點(diǎn)、線接觸鋼絲繩(圖4—6b)是一種混合結(jié)構(gòu)的鋼絲繩。它里邊是點(diǎn)接觸,外邊為西魯式線接觸。四、面接觸鋼絲繩面接觸鋼絲繩(圖4—8)是新發(fā)展起來的產(chǎn)品,由異型斷面的鋼絲組成。鋼絲之間的接觸應(yīng)力比線接觸鋼絲繩要小,從而進(jìn)一步改進(jìn)了鋼絲繩的性能,但鋼絲繩的撓性差。圖4-5鋼絲繩的捻制方向圖4-6點(diǎn)接觸和點(diǎn)、線接觸鋼絲繩圖4-7線接觸鋼絲繩圖4-8面接觸鋼絲繩當(dāng)前,鋼絲繩在加工過程中已經(jīng)考試采用預(yù)先變形工藝(即將鋼絲在繞前預(yù)先彎成鋼絲在繩中應(yīng)具有的形狀,然后順捻成形)或捻后定形等工藝,這可獲得結(jié)構(gòu)密致、繩股密合地貼在繩芯上的不松散鋼絲繩。這種鋼絲繩彎曲疲勞強(qiáng)度較高,抗磨損能力較強(qiáng),使用中也減少了鋼絲繩的扭結(jié)趨勢(shì)。由上述分析可知,建筑卷揚(yáng)機(jī)宜選用不易松散可旋轉(zhuǎn)傾向小的線接觸鋼絲繩。4.3.2鋼鋼絲繩的標(biāo)記代號(hào)國(guó)標(biāo)GB/T8707-1988標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,鋼絲繩的標(biāo)記方法全由英文字母與數(shù)字相結(jié)合的方法來表示。英文字母既可使用大寫字母,也可使用小寫字母,但不可二者混用,數(shù)字必須使用阿拉伯?dāng)?shù)字。標(biāo)記示例:4.3.3鋼絲繩直徑的選擇一、鋼絲繩直徑的選擇建筑卷揚(yáng)機(jī)系多層纏繞,鋼絲繩受力比較復(fù)雜。為簡(jiǎn)化計(jì)算,鋼絲繩的選擇多采用安全系數(shù)法,這是一種靜力計(jì)算方法。若滑輪組采用滾動(dòng)軸承,當(dāng)i=2時(shí),滑輪組的效率為,鋼絲繩所受最大拉力:S=根據(jù)下表:表4-6鋼絲繩的最小安全系數(shù)工作級(jí)別MMMMMMM安全系數(shù)3.544.556由此選出鋼絲繩的最小安全系數(shù)＝6。計(jì)算鋼絲繩的破斷拉力S=查參考文獻(xiàn)[2]附表1選用瓦林吞型纖維芯鋼絲繩,鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度1400,光面鋼絲,右交互捻,直徑d=6.2mm,鋼絲繩最小破斷拉力,標(biāo)記如下:鋼絲繩二、鋼絲繩直徑的校驗(yàn)采用選擇系數(shù)法來進(jìn)行校驗(yàn)。鋼絲繩的直徑不應(yīng)小于下式計(jì)算的最小直徑:d=0.109×=5.995mmS—鋼絲繩最大工作拉力(N)c—鋼絲繩選擇系數(shù),它與機(jī)構(gòu)的工作級(jí)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)。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表27.1-6選擇c=0.109。因?yàn)檫x擇的鋼絲繩直徑6.2mm﹥5.995mm;因此選擇的鋼絲繩直徑合理。4.3.4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,由于鋼絲繩重復(fù)彎曲和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(huì)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(zhǎng)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。可從以下幾方面著手考慮該問題:一、滑輪和卷筒直徑D與鋼絲繩直徑d的比值大小對(duì)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筒直徑對(duì)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),見4-6。D/d與卷揚(yáng)機(jī)的工作級(jí)別有關(guān)。表4-6系數(shù)Ke1工作級(jí)別A1A2A3A4~A6A7~A8Ke11416192022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。二．決定滑輪繩槽尺寸時(shí),必須考慮新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(huì)使鋼絲繩受到過度擠壓而提前斷絲;繩槽尺寸過大,又會(huì)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。三、滑輪與卷筒的材料太硬,對(duì)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%。四、．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(zhǎng)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。五、良好的周期性潤(rùn)滑是提高鋼絲繩壽命的一項(xiàng)重要因素。它能夠防止銹蝕,減少鋼絲繩內(nèi)外磨損。一般常見中、低粘度潤(rùn)滑油和濾青質(zhì)化合物。當(dāng)前中國(guó)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(rùn)滑,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(rùn)滑劑。六、在室外、潮濕或腐蝕介質(zhì)存在的環(huán)境里,應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。七、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(duì)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。4.3.5鋼絲繩在卷筒上的固定一、鋼絲繩在卷筒上的固定方式鋼絲繩在卷筒上的固定應(yīng)保證工作時(shí)安全可靠、便于檢查、裝拆及調(diào)整,且固定處不應(yīng)使鋼絲繩過份彎折。繩端常見的固定方式有:壓板固定和楔塊固定兩類。壓板和螺釘繩端固定裝置圖4-9a中,鋼絲繩繩端從端側(cè)板預(yù)留斜孔中引出至板外,經(jīng)過壓板和螺釘把繩端固定。為安全起見,壓板數(shù)目至少為兩個(gè)。這種繩端的固定方式,卷筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,對(duì)鑄造卷筒及鋼板焊接卷筒都適用。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意斜孔的角度不能太大,一般要小于45°;斜孔的邊緣處應(yīng)倒出圓角,以保證鋼絲繩平緩地纏繞在卷筒上,避免損傷鋼絲繩。斜孔的出繩方向,可根據(jù)需要決定。圖4-9b中,鋼絲繩直接在卷筒上用壓板固定,適用單層纏繞。圖4-9c中,鋼絲繩在卷筒端部的V型孔內(nèi),用壓板和螺釘固定。對(duì)多層纏繞,螺釘頭不能露出卷筒表面。這種繩端的固定方式,工作可靠,對(duì)鋼絲繩的損傷小,安裝、固定方便,出繩方向容易變換。楔形塊固定裝置圖4-9d中,鋼絲繩經(jīng)過楔塊固定在卷筒上。楔塊的斜度一般取1:4～1:5,以滿足自鎖條件。這種繩端的固定方式比較簡(jiǎn)單,但鋼絲繩允許的直徑不能太大。二、鋼絲繩固定端承載能力驗(yàn)算國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,建筑卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩在卷筒上的安全圈數(shù)不得小于3圈。在保留兩圈的情況下,應(yīng)能承受1.25倍的鋼絲繩額定拉力。圖4-9鋼絲繩繩端的固定方式a)b)c)壓板式固定d)楔塊式固定根據(jù)比較,圖4-9b的固定方式制造簡(jiǎn)單,安裝方便,決定采用該種固定方式。選取為壓板1GB/T5975-1986。其相關(guān)尺寸見表4-7。表4-7壓板(摘自GB/T5975-1986)壓板序號(hào)尺寸/mm單件重量/kg適用鋼絲繩公稱直徑dABCDEFGKR壓板螺栓直徑標(biāo)準(zhǔn)槽深槽標(biāo)準(zhǔn)槽深槽基本尺寸極限偏差標(biāo)準(zhǔn)槽深槽16～82529258912.08.010.01.04.0＋0.10M80.030.044.3.6鋼絲繩固定端承載能力的驗(yàn)算國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,建筑卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩在卷筒上的安全圈數(shù)不得小于3圈。在保留兩圈的情況下,應(yīng)能承受1.25倍的鋼絲繩額定拉力。當(dāng)鋼絲繩安全圈數(shù)不少于3圈時(shí),固定端處的拉力按歐拉公式計(jì)算:則在保留2圈時(shí)的計(jì)算公式為:＝1610.64N式中—鋼絲繩繩端處拉力(N);—最大靜強(qiáng)度計(jì)算拉力,,為動(dòng)載系數(shù),=1.05+0.4*(v-0.2)=1.07;μ—鋼絲繩與卷筒表面的摩擦系數(shù),計(jì)算時(shí)取μ≈0.16;—鋼絲繩安全圈在卷筒上的包角,安去圈數(shù)應(yīng)不少于3圈,當(dāng)取2圈時(shí),則＝4。為使固定端聯(lián)接可靠,該處的摩擦力必須大于繩端拉力,即﹥又根據(jù)參考文獻(xiàn)[1],表8.1-55得,螺栓得扣緊力＝3.1＝3.1×1610.64＝4992.98N。因此選取的螺栓、壓板與滾筒之間的摩擦力必須保證至少具有4992.98N。4.4卷筒的設(shè)計(jì)建筑卷揚(yáng)機(jī)卷筒系鋼絲繩多層纏繞,所受應(yīng)力非常復(fù)雜。她作為建筑卷揚(yáng)機(jī)的重要零件,對(duì)卷揚(yáng)機(jī)安全、可靠的工作至關(guān)重要,應(yīng)該進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。4.4.1卷筒結(jié)構(gòu)及常見材料一、卷筒的結(jié)構(gòu)卷筒結(jié)構(gòu)形式較多,可按下述分類:按照制造方式的不同能夠分為鑄造卷筒(圖4-10)和焊接卷筒(圖4-11)。鑄造卷筒應(yīng)用廣泛。建筑卷揚(yáng)機(jī)卷筒,成本低,工藝性好。大噸位建筑卷揚(yáng)機(jī)一般采用鑄鋼卷筒,鑄鋼卷筒雖然承載能力較大,但成本高,若工藝允許,可該鋼板焊接結(jié)構(gòu)。圖4-10鑄造卷筒圖4-11焊接卷筒按照卷筒纏繞層數(shù)的不同可分為單層纏繞卷筒和多層纏繞卷筒。建筑卷揚(yáng)機(jī)主要使用多層纏繞卷筒。圖4-12帶筋板卷筒按照卷筒內(nèi)部是否帶有筋板,可分為帶筋板卷筒(圖4-12)和不帶筋板卷筒。無論是卷筒內(nèi)的環(huán)向筋還是縱向筋,均增加了制造難度同時(shí)在壁筒和筋板的連接處還會(huì)引起應(yīng)力集中。當(dāng)前的設(shè)計(jì)趨勢(shì),主張取消環(huán)向筋和縱向筋。按照結(jié)構(gòu)的整體性,卷筒可分為整體式卷筒(圖4-10)和分體裝配式卷筒。卷揚(yáng)機(jī)噸位比較小時(shí),卷筒常采用整體結(jié)構(gòu)。對(duì)噸位較大的卷筒,常作成分體裝配式,這樣可簡(jiǎn)化工藝,減輕重量。按照轉(zhuǎn)矩的傳遞方式來分,常采用端側(cè)板周邊大齒輪外唸合式(圖4-11)和筒端或筒內(nèi)齒輪內(nèi)唸合式。圖4-11和圖4-13卷筒的共同特點(diǎn)是卷筒軸只承受彎矩,不承受轉(zhuǎn)矩。圖4-13齒輪盤式卷筒二、卷筒常見材