500KG單臂提升機設(shè)計論文

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻綜述題目 ：500kg單臂提升機設(shè)計 所在學(xué)院： 機械與電氣工程學(xué)院 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 合作導(dǎo)師： 日期： 2011 年 月 日誠 信 承 諾我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文500kg單臂提升機設(shè)計均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔。 承諾人（簽名）： 年 月 日摘 要提升機械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移動重物的機電設(shè)備，其范圍規(guī)定為額定起重量大于或者等于05t的升降機；額定起重量大于或者等于1t，且提升高度大于或者等于2m的提升機和承重形式固定的電動葫蘆等。 工作原理提升機械通

2、過起重吊鉤或其它取物裝置起升或起升加移動重物。提升機械的工作過程一般包括起升、運行、下降及返回原位等步驟。起升機構(gòu)通過取物裝置從取物地點把重物提起，經(jīng)運行、回轉(zhuǎn)或變幅機構(gòu)把重物移位，在指定地點下放重物后返回到原位。 工作機構(gòu)工作機構(gòu)包括：起升機構(gòu)、運行機構(gòu)、變幅機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，被稱為提升機的四大機構(gòu)。 （1）起升機構(gòu)，是用來實現(xiàn)物料的垂直升降的機構(gòu)，是任何提升機 不可缺少的部分，因而是提升機最主要、最基本的機構(gòu)。 （2）運行機構(gòu)，是通過提升機或起重小車運行來實現(xiàn)水平搬運物料的機構(gòu)，有無軌運行和有軌運行之分，按其驅(qū)動方式不同分為自行式和牽引式兩種。 （3）變幅機構(gòu)，是臂架提升機特有的工作機構(gòu)。變

3、幅機構(gòu)通過改變臂架的長度和仰角來改變作業(yè)幅度。 （4）旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，是使臂架繞著提升機的垂直軸線作回轉(zhuǎn)運動，在環(huán)形空間運移動物料。提升機通過某一機構(gòu)的單獨運動或多機構(gòu)的組合運動，來達到搬運物料的目的。 提升機械是一種空間運輸設(shè)備，主要作用是完成重物的位移。它可以減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率。提升機械是現(xiàn)代化生產(chǎn)不可缺少的組成部分，有些提升機械還能在生產(chǎn)過程中進行某些特殊的工藝操作，使生產(chǎn)過程實現(xiàn)機械化和自動化。本課程設(shè)計針對某企業(yè)的生產(chǎn)存在的加工技術(shù)問題，進行認真的分析，找出影響加工的主要因素。關(guān)鍵詞：提升機械，起升機構(gòu)，運行機構(gòu)iiiabstract crane is used for vert

4、ical lifting and horizontal or vertical lifting heavy mechanical and electrical equipment, the provisions of its rated capacity range of greater than or equal to 0.5t lift; rated capacity greater than or equal to 1t, and the big lift height or equal to 2m in the form of a fixed loading cranes and el

5、ectric hoist and so on.work through the lifting hook crane or other lifting device or extract plus moving heavy lifting. lifting the work of the process normally involves lifting, running, down and return to the in situ and other steps. hoisting mechanism by extracts from the extract location device

6、s lift the weight by running, turning or luffing mechanism to shift heavy objects, heavy objects in the specified location after the delegation returned to the position. the work of institutions include: the lifting mechanism, operating agencies, luffing mechanism and rotating mechanism, known as th

7、e crane four institutions. (1) hoisting mechanism, is used to achieve the vertical movements of the body material, and no crane indispensable part of the crane which is the most important and most basic institutions. (2) run institutions, is run by crane or lifting the car to achieve the level of in

8、stitutional handling of materials, with or without orbit and orbit of the points, their drive divided into two self-propelled and towed. (3) luffing, jib crane is a unique work of institutions. luffing jib by changing the length and elevation to change the operating range. (4) the rotary mechanism i

9、s to enable the crane jib around the vertical axis for the rotary movement, movement of materials in the annular space transportation. crane movement through a single or multi-agency body combination movement, to achieve the purpose of handling the material. lifting is a major role in space transpor

10、tation equipment, primary role is to complete the displacement of heavy loads. it can reduce labor intensity and improve labor productivity. crane is a modern production of non-integral part, and some lifting machinery but also in the production process for some special process operation, so that th

11、e production process mechanization and automation. key words: lifting, hoisting mechanism, run institutions目 錄摘 要iabstractii目 錄iii第1章 提升機概述5第2章 設(shè)計思路及流程7第3章 鋼絲繩設(shè)計計算83.1 鋼絲繩的特性及種類83.2 鋼絲繩的選擇113.3延長鋼絲繩使用壽命的途徑143.4 鋼絲繩末端的聯(lián)接方法15第4章 滑輪的設(shè)計計算174.1 滑輪的構(gòu)造174.2 滑輪的槽形184.3 滑輪的材料194.4 滑輪的直徑確定20第5章 卷筒的設(shè)計計算205.1 卷

12、筒的類型及構(gòu)造205.2 卷筒的失效形式及其原因215.3 卷筒的計算23第6章 電動機的選擇計算27 第7章 制動裝置的設(shè)計計算49第8章 回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計計算508.1 回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計計算508.2 驅(qū)動機構(gòu)52結(jié)構(gòu)計算52總結(jié)與展望56參考文獻57致 謝58第1章 提升機概述提升機已有很長的發(fā)展歷史。早在八百多年以前。我國古代勞動人民就發(fā)明了轆轤，用手搖轆轤從地下提升煤炭和礦石，以后發(fā)展成畜力絞車。十九世紀，西方資本主義國家制造出蒸汽提升機并用于生產(chǎn)。到二十世紀，由于電力的發(fā)展，電力拖動的提升機逐漸代替蒸汽提升機。近幾十年來，提升機有了更大的發(fā)展，出現(xiàn)了多繩摩擦式提升機以及先進的拖動和控制系統(tǒng)

13、。目前，國外的提升機正向體積小、重量輕和自動化的方向發(fā)展，以適應(yīng)深井和大產(chǎn)量的需要。提升機的工作特點是在一定的距離內(nèi)，以一定的速度往復(fù)運行。為保證提升工作高效率和安全可靠，提升機應(yīng)具有良好的控制設(shè)備和完善的保護裝置。提升機在工作中一旦發(fā)生機械和電氣故障，就會嚴重地影響到正常的生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。 熟悉提升機的性能、結(jié)構(gòu)和動作原理，提高安裝質(zhì)量，合理使用設(shè)備加強設(shè)備維護，對于確保提升工作高效率和安全可靠，防止和杜絕故障及事故的發(fā)生，具有重大意義。 我國把纏繞直徑在2m以上的提升設(shè)備稱之為提升機械；纏繞直徑在2m以下（不包括2m）的稱為絞車（盡管這兩者的結(jié)構(gòu)基本相同）。有的國家（例如德國），把

14、最大提升速度大于4m/s的提升設(shè)備稱之為提升機械；小于4m/s的稱為絞車；這些說法，都從一個側(cè)面或一定程度上說明了提升機械的功能和特征。提升機按工作原理的不同,可分為兩大類,如下圖所示。 單卷筒提升機 單繩纏繞式 提升機 雙卷筒提升機 多繩纏繞式 本課題所設(shè)計的移動式提升機的工作原理同于一般的單繩纏繞式提升機，單繩纏繞式提升機的工作原理圖見圖1.1。 圖1.1 單繩纏繞式移動提升機原理圖1提升機 2提升機鋼絲繩 3天輪 4提升容器 5井筒簡單地說就是用一根較粗的鋼絲繩在卷筒上纏上和纏下來實現(xiàn)容器的提升和下放運動。圖1.1所示為單繩纏繞式單卷筒提升機，卷簡上固定兩根鋼絲繩，并應(yīng)使每根鋼絲繩在卷簡

15、上的纏繞方向相反。這樣，當電動機經(jīng)過減速器帶動卷筒旋轉(zhuǎn)時，兩根鋼絲繩便經(jīng)過天輪在卷筒上纏上和纏下，從而使提升容器在井筒里上下運動。不難看出，單繩纏繞式提升機的一個根本特點和缺點是鋼絲繩在卷筒上不斷的纏上和纏下，這就要求卷筒必須具備一定的纏繞表面積，以便能容納下根據(jù)井深或提升高度所確定的鋼絲繩懸垂長度。單繩纏繞式提升機的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍及機械結(jié)構(gòu)等，都是由這一特點來確定的。它的最大提升高度和最大載荷等，受現(xiàn)有鋼絲繩的承載能力和卷筒的容繩量的限制。一般而言，當鋼絲繩直徑大于60mm，鋼絲強度超過1700mpa時，制造較困難。同時，也會使提升機械龐大。因此，一般載重量不超過20t，一層纏繞時的提升

16、高度不超過600m。第2章 設(shè)計思路及流程根據(jù)提升要求設(shè)計選擇鋼絲繩的類型及直徑設(shè)計根據(jù)鋼絲繩的直徑設(shè)計選擇卷筒 提升機根據(jù)提升重物，速度以及預(yù)計效率初步估計選擇電機上頂設(shè)計控制系統(tǒng)設(shè)計制動系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)國家相關(guān)標準設(shè)計車架根據(jù)卷筒直徑及提升速度與電機的轉(zhuǎn)速確定總傳動比。根據(jù)總的傳動比以及擬定功率設(shè)計減速器校核電機校核卷筒校核鋼繩設(shè)計設(shè)計第3章 鋼絲繩設(shè)計計算3.1 鋼絲繩的特性及種類鋼絲繩是廣泛應(yīng)用于提升機中的性構(gòu)件。它具有承載能力大、卷繞性好，運動平穩(wěn)無噪音、極少突然斷裂、工作可靠等優(yōu)點。提升機使用圓形截面的綱絲繩，繩股截面也多是圓形。1、按鋼絲繩股內(nèi)相鄰層鋼絲的接觸狀態(tài)，分點接觸和面接觸（

17、如圖3.1所示）。圖3.1鋼絲繩接觸狀態(tài)( a )點接觸 ( b )線接觸 ( c )面接觸（1）、點接觸（d型）鋼絲繩（圖3.1(a)），股內(nèi)各層鋼絲互相交叉，呈點接觸。單股鋼絲繩在提升機中極少使用。多股鋼絲繩過去應(yīng)用較多，由于鋼絲間接觸應(yīng)力大磨損快，現(xiàn)已逐漸被線接觸鋼絲繩取代。（2）、線接觸（x型）鋼絲繩：股內(nèi)各層鋼絲在全長上平行捻制，呈線接觸；在提升機中應(yīng)用最廣。線接觸鋼絲繩承載能力大，耐磨性好，使用壽命長，在相同使用條件下，比點接觸（d型）鋼絲繩壽命高50%100%。在提升機中，凡是繞過滑輪或繞入卷簡的鋼絲繩，都應(yīng)選用線接觸鋼絲繩。（如圖3.1（b）。（3）、面接觸鋼絲繩：股內(nèi)鋼絲形狀

18、特殊，呈面接觸。（如圖3.1（c）。2、按鋼絲繩捻繞次數(shù)，有單繞和雙繞之分：由若干根圓形鋼絲按螺旋狀捻繞而成的單繞鋼絲繩，剛性大，表面不光滑，在提升機上僅用作固定張緊繩(圖3.2(a)。用異形截面鋼絲可以捻制成封閉繩(圖3.2(b)，繩的表面光滑，能承受橫向裁荷，常用作纜式提升機和架空索道的承載繩。圖3.2單繞鋼絲繩(a)張緊繩 (b)承載繩雙繞鋼絲繩是先由鋼絲繞成股，再由股繞成繩(圖3.3)。由于強度高，撓性好，在提升機和提升機上被廣泛使用。圖3.3雙繞鋼絲繩 (a)點接觸（d型） ；(b)線接觸（x-t，外粗型）；(c)線接觸（x-y，粗細型）；(d)線接觸（x-c,密集型）。雙繞鋼絲繩按

19、外層股的捻繞方向分為右旋和左旋（圖3.4）；按繩股和股中綱絲的捻繞方向相同或相反而分為同向捻（鋼絲與股的捻繞方向一致）和交互捻（鋼絲與股的捻繞方向相反）。鋼繩的捻向（左旋或右旋）只在使用無繩槽的光面卷筒時才需要考慮。此時應(yīng)將鋼絲繩的捻向與鋼絲繩在卷筒上卷繞的螺旋形走向一致，以避免鋼絲繩開繩松股（圖3.4）。圖3.4 鋼絲繩的捻繞方向(a)右旋、同向捻；(b)左旋、交互捻。同向捻鋼絲繩撓性好。壽命長，但容易扭轉(zhuǎn)打結(jié)，自行松散，適用于有剛性導(dǎo)軌和經(jīng)常保持張緊的地方，如普通臂架的滑輪組變幅機構(gòu)、牽引小車的牽引繩，此時，滑輪組卷筒也應(yīng)具有半圓形繩槽。起升機構(gòu)用的鋼絲繩，以及在繩槽底部開有缺口或楔形繩槽

20、滑輪上工作的鋼絲繩，都宜使用交互捻鋼絲繩。3、按繩芯的材料分有機芯、石棉纖維芯和金屬芯三種。用浸透油脂的麻繩作有機芯，有利于防止鋼絲繩銹蝕，減少鋼絲的磨損，雙繞鋼絲繩一般采用有機芯。石棉纖維芯和全屬芯鋼絲繩適用于高溫車間，金屬芯鋼絲繩能承受較大的橫向擠壓力，可在多層繞卷簡上使用。4、按鋼絲表面情況分光面和鍍鋅鋼絲繩。在室內(nèi)或一般工作環(huán)境中大都使用光面鋼絲繩。鍍鋅鋼絲繩適于在潮濕環(huán)境或有酸性侵蝕的地方工作。5、按照鋼絲繩自行扭轉(zhuǎn)的程度分扭轉(zhuǎn)松散鋼絲繩(如鋼絲繩端不捆扎，或?qū)摻z繩切斷，繩中的股絲會自行松散)，輕微扭轉(zhuǎn)鋼絲繩(多層多股，相鄰層股捻向相反，圖3.5)和不扭轉(zhuǎn)鋼絲繩(在捻制鋼絲繩之前，

21、將鋼絲預(yù)先成型，加工成在繩中的形態(tài)，鋼絲內(nèi)應(yīng)力小，不扭轉(zhuǎn)打結(jié)，撓性好，壽命長。較一般鋼絲繩可提高壽命50)。在起升高度大、承載分支數(shù)少的場合(如港口門座提升機、高層建筑用塔式提升機)推薦使用輕微扭轉(zhuǎn)或不扭轉(zhuǎn)鋼絲繩。圖3.5 多股多層輕微扭轉(zhuǎn)鋼絲繩。3.2 鋼絲繩的選擇 鋼絲繩的選擇包括鋼絲繩結(jié)構(gòu)型式的選擇和綱絲繩直徑的確定。1、鋼絲繩結(jié)構(gòu)型式的選擇繞經(jīng)滑輪和卷簡的機構(gòu)工作鋼絲繩應(yīng)優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。在腐蝕性環(huán)境中應(yīng)采用鍍鋅鋼絲繩。鋼絲繩的性能和強度應(yīng)滿足機構(gòu)安全正常工作的要求。一般情況下，單根的鋼絲繩右捻或左捻在使用上并無區(qū)別，但由于穿繞雙聯(lián)滑車組時就要使用右捻，以使之正確的卷繞于同一卷筒上

22、。同向捻的鋼絲繩表面較平整，也較柔軟，具有良好的抗彎曲疲勞性能，因此比價耐用。起缺點是：斷頭繩股容易松開，繩頭必須扎緊；懸吊重物時容易旋轉(zhuǎn)，極易卷曲扭結(jié)，故在吊裝中不宜采用。交互捻鋼絲繩與同向捻的相反，雖耐用程度較差，但是使用方便。一般用粗絲捻制的要求耐磨性能較高的鋼絲繩，多為同向捻的，因同向捻能改變繩的撓性。由于鋼絲繩捻繞方向的不同，起特點和采用范圍也有所不同，為了使用上的方便，避免使用過程中鋼絲繩的扭轉(zhuǎn)糾纏，故在提升機，滑車組等起吊裝置中，多采用交互捻的鋼絲繩為合適。2、鋼絲繩直徑的確定根據(jù)國際標準則iso4308-i：1986和我國提升機設(shè)計規(guī)范gb3811-83的規(guī)定。提升機用鋼絲繩可

23、以按下述兩種方法確定鋼絲繩的直徑。（1）、按選擇系數(shù)c確定鋼絲繩直徑d(mm)dc式中 c選擇系數(shù)(m m)。 s鋼絲繩最大工作靜拉力(n)。選擇系數(shù)c的取值與機構(gòu)工作級別有關(guān)，見表3.2.1 表3.2.1 c值和n值選擇表（2）、按安全系數(shù)n選擇鋼絲繩直徑sn式中 所選鋼絲繩的整繩破斷拉力(n)；s 鋼絲繩最大工作靜拉力(n)；n 安全系數(shù)。按表3.2.1選取。綜上所述：根據(jù)起重吊裝常用數(shù)據(jù)手冊表1-8初選定637。鋼絲繩校核：根椐吊裝工藝計算近似公式及應(yīng)用可知：鋼絲繩的容許拉力s由下試有： t=p/k（n）其中：p鋼絲繩破斷拉力，如p采用破斷拉力總和，則須乘以“折減系數(shù)”。 k鋼絲繩的安全

24、系數(shù)。鋼絲繩的安全系數(shù)主要由使用的工作性質(zhì)而定，并考慮了材質(zhì)的不均勻性、局部彎折以及受沖擊等因素。由起重施工規(guī)范（hgj201-83）和提升機械安全規(guī)程（gb6067-85）等有關(guān)資料中已有規(guī)定。當用于張拉（即拖拉繩）時，k3.5。當作為滑車組串繞繩（或稱跑繩、走繩）即卷揚機（絞車）牽引繩時，手動，k4.5；電動，k5。當作為捆綁吊索時，k=68。在有護繩輪、圓形吊耳或曲率半徑較大時，可采用低限，同時還要考慮吊索分支數(shù)的多少，吊索根數(shù)多，受力后每一個分支不易串動均勻，則應(yīng)取上限。由整條鋼絲繩破斷拉力與鋼絲繩全部鋼絲繩破斷接力總和的關(guān)系知=式中 整條鋼絲繩的破斷拉力； 鋼絲繩全部鋼絲的破斷拉力總

25、和； 鋼絲繩捻制折減系數(shù)。對于637+1的鋼絲繩， =0.85。全部鋼絲的破斷拉力總和為（認為鋼絲的材質(zhì)是均勻的）=i=式中 i鋼絲的根數(shù)； 鋼絲的直徑，mm。 鋼絲的抗拉強度，n/； 鋼絲繩的凈截面面積，。經(jīng)計算凈截面面積占毛截面面積的47%,則=0.47式中 0.47折減系數(shù)。鋼絲繩毛截面面積為=0.785式中 d鋼絲繩公稱直徑，mm。由上述幾式可得整條鋼絲繩的破斷拉力為=0.470.785 =0.369對于637+1的鋼絲繩=0. 3025按靜拉力計算，鋼絲繩上的靜拉力有：t=g+q 式中 g所提升物體的重力 q鋼絲繩吊斗的重力 有： t=（150+500）10 =6500n由此有： t

26、=/k故有： =650070.82 =55487.8n代入上式可得： d= 因抗拉強度未有明確要求，故可選擇為1550n/的鋼絲繩，則有d=15503025.055487.8=20.879mm圓整為標準規(guī)格，取定d=21.5mm,公稱抗拉強度為1550mpa滿足要求。故鋼絲繩類型：637+1直徑d: 21.5mm 公稱抗拉強度：1550mpa3.3延長鋼絲繩使用壽命的途徑所謂鋼絲繩的壽命，就是達到報廢標準的使用期限。鋼絲繩在使用一些時間之后，首先是表面的鋼絲被磨損及產(chǎn)生疲勞破斷。根據(jù)使用規(guī)范規(guī)定，鋼絲繩任何一股的捻距破斷鋼絲達到規(guī)定的數(shù)值時，鋼絲繩就應(yīng)該報廢，換用新的鋼絲繩。為了延長鋼絲繩的使

27、用壽命，除了選用合適的鋼絲繩構(gòu)造型式外，可以采取下述幾方面的措施：（1）、提高安全系數(shù)n、也就是降低鋼絲繩的應(yīng)力；（2）、選用較大的滑輪與卷筒直徑；（3）、滑輪槽的尺寸與材料對于鋼絲繩的壽命有很大的影響。理想的滑輪槽半徑約為r0.53d，r太大使鋼絲繩與滑輪槽接觸面積減小，r太小有將鋼絲繩卡死的毛病?；喖熬硗驳牟牧嫌捕冗^高，對于鋼絲繩壽命不利。鑄鐵較鑄鋼有利，但用用硬度過低的鑄鐵又會使滑輪或卷筒容易磨損，磨損下來的粉末會使鋼絲繩受到研磨，縮短鋼絲繩壽命。近年來有在滑輪槽底鑲以鋁或卡普龍襯墊的，據(jù)說可以大大延長鋼絲繩壽命。（4）、盡量減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)，即不要使鋼絲繩通過太多的滑輪（在選用滑

28、輪組的型式及倍率時予以考慮），并且盡量避免使鋼絲繩反向彎曲（見圖3.6）。因為反向彎曲對鋼絲繩壽命更為不利。圖3.6 彎曲方向示意圖 此外，仔細的維護保養(yǎng)，例如定期潤滑，對于延長鋼絲繩的壽命（石墨和凡士林沒的混合物）。潤滑前需用鋼絲刷去繩上污物，并用煤油清洗，潤滑時要將潤滑油加熱到80攝氏度以上，使油容易滲到鋼絲繩的內(nèi)部。一般情況下，禁止將兩根鋼絲繩接起來使用。3.4 鋼絲繩末端的聯(lián)接方法 鋼絲繩端常用的固定方法有以下幾種。 (1)、編結(jié)法(圖3.7(a) 長度為(2025)d(d為鋼絲繩直徑)的鋼絲繩尾端繞過套環(huán)后，每個繩股依次穿插在繩的主體中，與主體繩編結(jié)在一起，并用細鋼絲扎緊。直徑l5m

29、m以下的鋼絲繩，每股穿插次數(shù)不少于4；直徑15mm至28mm的鋼絲繩不少于5；直徑28至60 mm的鋼絲繩不少于6。用編結(jié)法固定繩端的鋼絲繩強度為鋼絲繩本身強度的7590(繩徑小的取大值)。 (2)、繩卡固定法(圖3.7(b)此法簡單可靠，拆聯(lián)方便，獲得廣泛應(yīng)用。繩卡數(shù)目根據(jù)鋼絲繩直徑而定，但不應(yīng)少于3個(表3.1)。繩卡底板應(yīng)與鋼絲繩的主支接觸，u形螺栓扣在鋼絲繩的尾支上。繩卡螺母擰緊力矩見表3.2。根據(jù)使用經(jīng)驗，一般認為，當繩卡中的鋼絲繩直徑減小1/3，表明螺母的擰緊度合適。繩卡型號的選用見表3.3。繩卡間距和最后一個繩卡后的鋼絲繩尾端長度都不應(yīng)小于(56)d，d為鋼絲繩直徑。繩卡固定處的

30、強度約為鋼絲繩強度的8090。如繩卡裝反，強度將下降到75以下。 (3)、楔形套筒固定(圖3.7(c)： 鋼絲繩尾端繞過楔塊，利用楔塊在套筒內(nèi)的鎖緊作用使鋼絲繩固定，這種固定方法用于空間緊湊的地方。固定處的強度約為鋼絲繩強度的7585%。 (4)、錐形套筒港灌鋅固定(圖3.7(d)鋼絲繩尾端穿入錐形套筒后將鋼絲松散，鋼絲末瑞彎成鉤狀，澆入鋅、鉛或其他易熔金屬。由于工藝簡單，聯(lián)接可靠，應(yīng)用較廣。固定處的強度與鋼絲繩強度大致相同。 (5)、錐形套筒中多楔固定(圖3.7(e) 這種固定方法用于有粗鋼絲的承載繩。鋼絲繩尾端穿入套簡后，將鋼絲松散，在各層粗鋼絲之間插入楔條，再澆入鋅液。 (6)、鋼絲織快

31、速聯(lián)接 這種聯(lián)接用于需要快速拆換鋼絲繩聯(lián)接的部件，例如用吊鉤組替換抓斗。它采用鏈節(jié)式接頭?？梢钥焖傺b拆鋼絲繩的兩端，為了鏈節(jié)順利通過滑輪不損壞鋼絲繩，將滑輪輪緣適當加寬。圖3.7 綱絲繩端部的固定方法(a) 編結(jié)法；(b)繩卡固定； (c)楔形套筒固定； (d)錐形套筒灌鋅固定； (e)錐形套筒中多楔固定。第4章 滑輪的設(shè)計計算4.1 滑輪的構(gòu)造在提升機的起升機構(gòu)中，鋼絲繩要先繞過若干個滑輪，然后固定在卷筒上，滑輪根據(jù)其用途可分成定滑輪和動滑輪兩種。定滑輪的心軸固定不動。用來改變鋼絲繩的方向；動滑輪裝在移動的心軸上，可與定滑輪一起組成滑輪組以達到省力或增速的目的?；喴话阌奢喚?、輪輻和輪轂三部

32、分組成、滑輪的構(gòu)造如圖41所示。 圖4.1滑輪的種類4.2 滑輪的槽形滑輪繩槽的形狀(圖4.2)及尺寸,對鋼絲繩的壽命有很大影響，u形繩槽對鋼絲繩的損壞最小，它由一個圓弧形的槽底與兩個傾斜的側(cè)壁組成。對于槽形的要求如下：(1) 、鋼絲繩與繩槽應(yīng)有足夠接觸面積，鋼絲繩圓周的接觸角一般在135左右(120150) 。槽底的直徑與鋼絲繩的直徑必須相適應(yīng)，滑輪槽底的半徑應(yīng)稍大于鋼絲繩的半徑，一般取r(0.540.6)d；鋼絲繩直徑小時r取大些，鋼絲繩直徑大時r取小些。 圖4.2 滑輪的槽形(2) 、允許鋼絲繩有一心的偏斜角(角度的正切約為110)，而不使鋼絲繩與繩槽側(cè)壁相摩擦，為此繩槽側(cè)壁應(yīng)有適當?shù)膴A

33、角，通常35 45。過小，鋼絲繩允許偏斜角；過大，鋼絲繩的接觸角（180）減小。(3)、繩槽應(yīng)有足夠的深度c，以防止鋼絲繩脫槽。表4.1 滑輪輪槽尺寸鋼絲繩直徑dabcmsrr7.79.02517115852.51.51051114402825810842.51681518503532.510121053201018.523.56545401316136.5426132528.58055501618168532163134.5956560192019106381936.539.5110787022222211744224347.513095852624261385026本次設(shè)計鋼絲繩直徑d=2

34、1.5m,故滑輪輪槽a=65mm,b=45mm,c=40mm, m=13mm,s=16mm,r=13 mm,r=6.5 mm, =4mm,=26mm,=13mm。4.3 滑輪的材料 滑輪的材質(zhì)影響鋼絲壽命，如果滑輪急速磨損或在繩槽上產(chǎn)生壓痕就表明鋼絲繩壓在滑輪上接觸壓力過大，滑輪上一旦產(chǎn)生壓痕，將會加劇別處繩的磨損，為了防止產(chǎn)生壓痕，可以通過加大滑輪直徑、增加滑輪數(shù)目、采用較硬的耐磨件性好的金屬制造的滑輪來改善其工作狀況，滑輪材料一般有以下幾種。 1、鑄鐵(如ht150)滑輪 價格便宜，易于加工，并且由于它的彈件模數(shù)較低，使擠壓應(yīng)力減小，有利于延長鋼絲繩壽命。主要缺點是輪緣易碰碎，壽命短 因此

35、在工作繁重、沖擊大及不便檢修的地方不宜采用。 2、鑄鋼滑輪 目前多用，常用材料有zg230450和zg270500等，強度和沖擊韌性都很高。 3、球墨鑄鐵(如qt140015)滑輪 有一定的強度和韌性，不易脆裂，有利于提高鋼絲繩使用壽命，可用來代替鑄鋼。但鑄造質(zhì)量不易保證。4、焊接滑輪 鋼材可選用焊接性能好的q235鋼。焊接滑輪重量輕，僅為鑄造滑輪的1/4。近年來，大尺寸單件生產(chǎn)的滑輪。愈來愈多地用焊接代替鑄造，焊接滑輪輪緣可用扁鋼或角鋼壓成，由兩塊或幾塊拼接。 5、鋁合金滑輪 重量輕，硬度低，有利于延長鋼絲繩使用壽命，但是價格較貴，用在要求滑輪重量很輕的地方，如臂端滑輪采用鋁合金還是比較經(jīng)濟

36、的。 6、塑料滑輪 目前國外已采用多種不同材質(zhì)的聚合材料制造滑輪，前有系列標準。這種滑輪重量輕、耐磨性好，制造工藝簡單，造價較低，很有發(fā)展前途，其缺點是受溫度影響，硬度、剛度峻區(qū)、剛度變化比較大，容易變形。本次設(shè)計采用鑄鋼滑輪。4.4 滑輪的直徑確定根據(jù)提升機設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，滑輪的最小卷繞直徑不能小于下式規(guī)定的數(shù)值：hd式中； 按鋼絲繩中心計算的滑輪最小卷繞直徑(mm)； h 與鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，移動式提升機選取h=18； d 鋼絲繩的直徑(mm)； 卷繞直徑是以鋼絲繩中心計算的直徑，又稱計算直徑。而滑輪直徑是以槽底計算的直徑，用d表示。其關(guān)系如下：=d+d滑輪直徑可按下式設(shè)計計算d（h-

37、1）dd(18-1)21.5=361.5mm取d=380mm第5章 卷筒的設(shè)計計算5.1 卷筒的類型及構(gòu)造卷筒一般由三部分組成，即筒殼、支輪及支環(huán)。筒殼是卷筒的直接承載部件；支輪是支撐筒殼和傳力的部件；支環(huán)是為增加筒殼的穩(wěn)定性。我國生產(chǎn)的提升機卷筒結(jié)構(gòu)大致分為兩種類型，一種是屬于“薄殼強支”，它的結(jié)構(gòu)特點是采用鑄造支輪(圖5.1)，或有較多加強筋板的焊接結(jié)構(gòu)支輪，支輪的剛性很大，卷筒內(nèi)部設(shè)置有支環(huán)及斜撐等，而筒殼的厚度則較薄。過去生產(chǎn)的k j系列提升機，多采用這種類型的卷筒結(jié)構(gòu)。其缺點是卷筒各處的剛度不夠均勻，在支輪和支環(huán)處筒殼承受較大的局部彎曲應(yīng)力，容易產(chǎn)生局部開裂，造成疲勞破壞。最近生產(chǎn)的

38、jk系列提升機，其卷筒結(jié)構(gòu)屬于第二種類型，其結(jié)構(gòu)特點是，采用圓板或圓環(huán)結(jié)構(gòu)的彈性支輪，卷筒內(nèi)部不設(shè)置支環(huán)，卷筒的穩(wěn)定性由筒殼本身保證，亦即簡殼厚度除滿足強度要求外，還應(yīng)滿足穩(wěn)定性的要求，因此筒殼較厚，稱為“厚殼薄支”結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是卷筒各處剛度比較均勻，筒殼受力情況有所改善。其結(jié)構(gòu)如圖5.1（b）所示。過去生產(chǎn)和使用的k j系列提升機卷筒開裂現(xiàn)象較為普遍，分析其原因，主要是因為筒殼處于變載荷作用下，應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，其理論計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工裝配和使用維護都存在一定缺陷。圖5.1 卷筒的結(jié)構(gòu)型式a- 薄殼強支結(jié)構(gòu)（用于kj型提升機）；b-厚殼薄支結(jié)構(gòu)（用于jk型提升機）1- 支環(huán)；2-法蘭盤

39、；3-主軸；4-制動盤；5-輪轂；6-輪板但是，歸根到底，解決筒殼開裂現(xiàn)象的主要對策是正確分析筒殼的應(yīng)力狀態(tài)，了解其應(yīng)力水平。因為只有這樣，才能提出相應(yīng)的合理的結(jié)構(gòu)設(shè)汁。5.2 卷筒的失效形式及其原因卷筒筒殼的損壞是礦井提升機普遍存在的問題。卷筒的失效形式主要有：卷筒筒殼的損壞是指筒殼在工作過程中產(chǎn)生較大的變形，并在局部地方開裂，以致不能正常工作。卷筒筒殼的開裂形式有(見圖5.2)沿筒殼圓周方向局部開裂(占多數(shù))；沿卷筒的法蘭盤(也稱丈輪)或支環(huán)處局部開裂(占多數(shù))；沿焊縫開裂或開焊；沿筒殼上螺釘孔周圍開裂；沿筒殼軸線方向局部開裂(占少數(shù))等等。 圖5.2 筒殼的裂紋形式（示意圖）a、 沿筒殼

40、圓周方向局部開裂b、 沿焊縫或支環(huán)外局部開裂造成筒殼變形和開裂的主要原因有：理論計算中的誤差過大；結(jié)構(gòu)設(shè)計上的某些不合理，加工裝配上的缺陷；使用利維護上的不合理，鋼板材質(zhì)上的缺陷等等。所以，對于每一個具體的筒殼開裂問題，應(yīng)對下列情況進行分析： 產(chǎn)品的技術(shù)性能、結(jié)構(gòu)形式和有關(guān)的設(shè)計計算資料； 加工裝配質(zhì)量和安裝質(zhì)量； 產(chǎn)品使用的歷史情況和現(xiàn)狀，特別是使用過程中的負荷變化情況，如未滿負荷使用的時間，滿負荷使用的時間，是否有超負荷使用的現(xiàn)象，超負荷程度和使用時間的長短，非常載荷出現(xiàn)的次數(shù)； 設(shè)備在使用過程中的維護情況； 筒殼在開裂前的征兆(如變形和發(fā)響等)和開裂過程，等等。 5.3 卷筒的計算 1、

41、卷筒的材料卷筒一般用不低于ht2040的鑄鐵，特殊需要的可用zg25、鑄鋼。依據(jù)實際要求，本提升機用卷筒材料選用zg35鑄鋼。 2、卷筒的幾何尺寸單層繞卷筒表面通常切出導(dǎo)向螺旋槽，繩槽分標準槽與深槽兩種形式。一般情況都采用標準槽。當鋼絲繩有脫槽危險（例如抓斗起升機構(gòu)卷筒，鋼絲繩向上引出的卷筒）以及高速機構(gòu)中，采用深槽。圖5.3卷筒槽形本次設(shè)計采用光筒，不用開槽。1) 卷筒的名義直徑dd=hd式中 d卷筒名義直徑d鋼絲繩直徑 h與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)相關(guān)的系數(shù)表5.1 系數(shù)h值（gb/t3811-1983）機構(gòu)工作極別e值m1m314m416m518m620m722。4本次設(shè)計選取e =18

42、則有： d=1821.5=387mm取d=400mm2） 卷筒的長度l圖5.4 卷筒長度示意圖單層單聯(lián)卷筒=+2+單層雙聯(lián)卷筒=2（+）+多層卷繞卷筒 （礦井提升機械設(shè)備公式3-7）式中 無繩槽的卷筒端部尺寸，按需要定 固定繩尾所需長度，3p 中間光滑部分長度 n卷繞層數(shù) 錯繩圈數(shù)，取24圈。 平均纏繞直徑，繩圈間的間隙，取23mm,但應(yīng)保證不咬繩。本次設(shè)計針對的是工作于礦井的提升機,工作環(huán)境狹小,必須盡量減小自身的體積,故采用多層卷繞。 =370mm考慮到鋼絲繩在卷筒上排列可能不均勻，應(yīng)將卷筒長度增加10%，則有l(wèi)=410mm3）卷筒的厚度 鋼卷筒d 鑄造卷筒0.02d+（610）12mm本

43、次設(shè)計采用鑄造卷筒，故有=0.02400+8=16mm3、卷筒的強度校核卷筒強度計算根據(jù)受力情況來具體決定，卷筒壁主要承受鋼絲繩纏繞所產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力。此外，還承受扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力。當l3d時，彎曲與扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的合成應(yīng)力不超過壓縮應(yīng)力的1015，故可以只按照壓縮應(yīng)力計算。=a（mpa）式中 a與卷筒有關(guān)的系數(shù)；表5-2 系數(shù)a的選擇卷繞層數(shù)n1234系數(shù)a11.41.82 鋼絲繩最大拉力，n； p 卷筒繩的繩距，mm； 卷筒的壁厚，mm； 許用壓應(yīng)力，mpa；鋼：=，屈服強度；鑄鐵：=，抗壓強度。=a=2=175.53mpa=333.33mpa故有 卷筒強度滿足要求。4、鋼絲繩在卷筒上的固定綱絲繩在

44、卷筒上的固定必須十分可靠，便于檢查和裝拆，避免在固定處使鋼絲繩受到過分的彎曲，目前采用的固定方法有以下幾種。1) 用壓板固定利用壓板和螺栓同定繩尾，這種方法構(gòu)造簡單，裝拆方便，便了觀察和檢查，安全可靠，目前最常用，在用于多層繞時，一般采用圖（5.4）的形式。2) 用長板條固定(圖5.4(a)在鑄造卷筒的筒體上留有固定鋼絲繩繩尾用的穿孔，在孔內(nèi)裝上凸頭板條，板條下面有縱向繩槽，板條用螺釘壓緊。這種方法可使卷筒縮短，但是卷筒構(gòu)造復(fù)雜。3) 用楔子固定（圖5.4(d)）鋼絲繩繞在楔子上，并與楔子一起裝入卷筒的楔孔內(nèi)，在鋼絲繩拉力作用下被楔緊。楔子的斜度般為1：41：5，以滿足自鎖條件。這種方法卷筒構(gòu)

45、造復(fù)雜。不便于鋼絲繩更換，但可以用于多層繞。 圖5.4 鋼絲繩在卷筒上的固定第6章 電動機的選擇計算起重及冶金用三相異步電動機是用于驅(qū)動各種形式的提升機械和冶金設(shè)備中的輔助機械的專用系列產(chǎn)品，它具有較大的過載能力和較高的機械強度，特別適用于短時或斷續(xù)周期運行、頻繁起動和制動、有時過負荷及有顯著的振動與沖擊的設(shè)備。yz系列為籠型轉(zhuǎn)子電動機，yzr系列為繞線轉(zhuǎn)子電動機。起重及冶金用電動機大多采用繞線轉(zhuǎn)子，但對于30kw以下的電動機以及在起動不是很頻繁而電網(wǎng)容量又許可滿壓起動的場所，也可采用籠型轉(zhuǎn)子。根據(jù)負荷的不同性質(zhì)，電動機常用的工作制分為s2（短時工作制）、s3（斷續(xù)周期工作制）、s4（包括起動

46、的斷續(xù)周期性工作制）、s5（包括電制動的斷續(xù)周期工作制）四種。電動機的額定工作制為s3，第一個工作周期為20min。電動機的基準負載持續(xù)率jc為40%。根據(jù)小功率電機的選用和應(yīng)用技術(shù)中表4-9提升、運輸機構(gòu)電動機功率的計算可知：p=式中 p 電動機計算功率，w； q 提升物體重量；kg； 提升速度，m/min；傳動功率。估算提升總重量： q總=q物+q繩+q提 =500+100+2700 =3300kg傳動功率查手冊定為0.85代入前式可得： p=5.19kw根據(jù)小功率電機的選用和應(yīng)用技術(shù)初選電動機的型號為yzr160l-6在額定工作制（即jc=100%）時功率為7.5kw，轉(zhuǎn)速為970r/m

47、in。電動機的發(fā)熱校驗：由于提升機并不總是在滿載狀態(tài)下工作，各種提升機的載荷情況又各不相同，國內(nèi)選擇提升機起升機構(gòu)電動機容量時，對工作級別較低的機構(gòu)，有時選擇電動機s3時額定輸出功率略小于滿載提升所需功率。實踐證明這樣選擇是正確的?，F(xiàn)對所選電動機進行發(fā)熱校驗: =g式中 穩(wěn)態(tài)平均功率(kw)；g穩(wěn)態(tài)負載平均系數(shù)，查手冊選取0.9；提升速度，m/s;q提升重量，n；m電動機數(shù)量；機構(gòu)總效率。=g=0.9=5.82kw校驗通過故所選電動機型號為y132m4，功率為7.5kw，轉(zhuǎn)速為1440r/m。 第7章 制動裝置的設(shè)計計算 提升機的制動裝置，通稱制動器，是提升機一個非常重要的組成部分。制動器由執(zhí)

48、行機構(gòu)和傳動機構(gòu)兩部分組成，它直接影響提升機的正常工作和安全，因此對提升機的制動器必須給予充分的注意。1、制動器的用途及結(jié)構(gòu)分類 提升機制動器的用途有四： 1) 在減速階段參與提升機的控制； 2) 在提升終了或停機時，閘住提升機的卷筒或摩擦輪； 3) 作為安全機構(gòu)，在必要時進行緊急制動，對提升系統(tǒng)進行保護; 4) 對于雙卷筒提升機，在更換提升水平、更換鋼絲繩和調(diào)繩，需打開離臺器時，閘住游動卷簡(有些制動器，如公共驅(qū)動的角移式制動，不具備此項功能)。 礦井提升機制動器按其結(jié)構(gòu)分類如下: 普通角移閘 角移式 卡鉗式角移閘 塊閘 半卡鉗式角移閘 執(zhí)行機構(gòu) 老平移式閘按功能分 平移式 盤式閘 新平移式

49、閘制動器 驅(qū)動機構(gòu) 以重錘作制動力源以油壓松閘 按能源分 以重錘和壓氣作制動力源工作制動用壓氣 以彈簧作制動力源以油壓松閘我國過去卷筒直徑3m以下的提升機(k j 23)采用角移閘，配以用重錘作制動力源的油壓制動驅(qū)動機構(gòu)，它的兩付間不能單獨驅(qū)動，4m以上的提升機(k j 46)采用壓氣制動器，其閘為平移式；近年來已生改為以彈簧作制動力源的盤式閘制動器。由于本次設(shè)計所選取的卷筒直徑為4m故選取采用壓氣制動器,其閘為平移式，其結(jié)構(gòu)圖如下。 立柱設(shè)計立柱主要是對起吊物體起到支撐作用，滿足軸向運動。目前普遍采用的是立柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，對于大中型的移動立柱固定于滑座上。本課題研究的立柱是固定在一個底座

50、上,底座可以旋轉(zhuǎn)360度.1垂直下壓力n立柱第一道腰環(huán)以上的垂直壓力，包括：起吊重力g、立柱自重gb、重力gy、起吊與調(diào)幅滑車自重力gx1、與起吊平面垂直方向的初張力gx2、起吊牽引力p1等，經(jīng)計算得n306.9 kn。2作用于立柱的彎矩m1 m1與風壓q相關(guān)。其中q 第一道腰環(huán)以上風壓荷載；風壓高度變化系數(shù)，取值1.4；構(gòu)件體型系數(shù)，取值1.61；風壓調(diào)整系數(shù)，取值1.3；擋風面積，m，=(0.09+0.0451.414)2288.6 m2；v風速，取值10 m/s。3當起吊對側(cè)不能完全平衡起吊側(cè)張力，拉力差p1所產(chǎn)生的變矩m2取p=10 kn4由于起吊繩偏移所產(chǎn)生的扭矩（同上，偏移角取3）m3立柱水平材承受的扭力t2為5立柱穩(wěn)定強度計算立柱截面選 900900（mm）材料為q235主材28號槽鋼 2808611.5，a1=12.3 cm2，jx=94.83 cm 4，z0=2.48 cm，輔材28號槽鋼2803011.5 ，a0=4.8 cm 2，jx0=11.2 cm 4，z0=1.42 cm立柱斷面特性計算如下：查折減系數(shù)=0.796立柱允許軸向壓力計算當100時其中 材料彈性極限壓力，對q235鋼，=34.5kn/c m2；k強度立柱材料破壞安全系數(shù)，取2.1；gb立柱第一道腰環(huán)上重量；與有關(guān)系數(shù)，查表得=3035；因此=698 kn立柱強度滿足要求。7立柱中