05噸棒料抓手及提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)1前言大多數(shù)起重機(jī)械在吊具取料之后即開始垂直或垂直兼有水平的工作行程，到達(dá)到目的地后卸載，再空行程到取料的地點(diǎn)，便完成一個(gè)工作循環(huán)，然后再進(jìn)行第二次的吊運(yùn)。一般的來說，起重機(jī)械工作的時(shí)侯，取料、運(yùn)移和卸載是是依次進(jìn)行的，各個(gè)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)工作是間歇性的。起重機(jī)械主要是用于搬運(yùn)成件物品，配備抓斗后可以搬運(yùn)礦石、煤炭，糧食等之類的散狀物料，配備盛桶后可吊運(yùn)鋼水等液態(tài)的物料。有些起重機(jī)械例如電梯也可用來載人。在某些使用場合里，起重設(shè)備還是主要的作業(yè)機(jī)械，比如在港口和車站裝卸物料的起重機(jī)就是主要的作業(yè)機(jī)械。起重機(jī)械通過起重吊鉤或者其它取物裝置起升或者起升加移動(dòng)重物。起重機(jī)械的工作過程一般包括起開、

2、運(yùn)行、下降以及返回原位等步驟。起升機(jī)構(gòu)通過取物裝置從取物的地點(diǎn)把重物提起，經(jīng)過運(yùn)行、回轉(zhuǎn)或變幅機(jī)構(gòu)把重物移位，在指定地點(diǎn)下放重物后再返回到原位。驅(qū)動(dòng)裝置的作用是驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的動(dòng)力設(shè)備的。一般的驅(qū)動(dòng)裝置有電力驅(qū)動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和人力驅(qū)動(dòng)等等。電能是清潔、經(jīng)濟(jì)的能源，電力驅(qū)動(dòng)也是現(xiàn)代起重機(jī)的主要驅(qū)動(dòng)形式，幾乎所有的在有限范圍內(nèi)運(yùn)行的有軌起重機(jī)、升降機(jī)、電梯等一般都采用電力驅(qū)動(dòng)。對(duì)于可以遠(yuǎn)距離移動(dòng)的流動(dòng)式起重機(jī)（如汽車起重機(jī)、輪胎起重機(jī)）多采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。人力驅(qū)動(dòng)就適用于一些比較輕小起重設(shè)備，也可以用作某些設(shè)備的輔助、備用驅(qū)動(dòng)和意外（或事故狀態(tài)）的臨時(shí)動(dòng)力。工作機(jī)構(gòu)包括：起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和

3、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，被稱為起重機(jī)的四大機(jī)構(gòu)。（1）起升機(jī)構(gòu)，是用來實(shí)現(xiàn)物料的垂直升降的機(jī)構(gòu)，是任何起重機(jī)都不可以缺少的部分，因而也是起重機(jī)最主要、最基本的機(jī)構(gòu)。（2）運(yùn)行機(jī)構(gòu)，是通過起重機(jī)或起重小車運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)水平搬運(yùn)物料的機(jī)構(gòu)，有無軌運(yùn)行和有軌運(yùn)行之分，按其驅(qū)動(dòng)方式不同分為自行式和牽引式兩種。（3）變幅機(jī)構(gòu)，是臂架起重機(jī)特有的工作機(jī)構(gòu)。變幅機(jī)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(jī)構(gòu)，是使臂架繞著起重機(jī)的垂直軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在環(huán)形空間運(yùn)移動(dòng)物料。起重機(jī)通過某一機(jī)構(gòu)的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)或多機(jī)構(gòu)的組合運(yùn)動(dòng)，來達(dá)到搬運(yùn)物料的目的。取物裝置是通過吊、抓、吸、夾、托或其他的方式，將物料和起重機(jī)聯(lián)系起來進(jìn)行物料

4、的吊運(yùn)裝置。依據(jù)被吊物料不同的種類、形態(tài)和體積的大小，選用不同種類的取物裝置。例如，成件的物品一般用吊鉤、吊環(huán)；散料（如糧食、礦石等）常用抓斗、料斗；液體物料一般使用盛筒、料罐等。但也有針對(duì)特殊的物料的特種吊具，比如吊運(yùn)長形物料的起重架空單軌系統(tǒng)橫梁，吊運(yùn)導(dǎo)磁性物料的起重電磁吸盤，專門為了冶金部門使用的旋轉(zhuǎn)吊鉤，螺旋卸料和斗輪卸料等等取物的裝置，以及集裝箱專用的吊具等。合適的取物裝置不但可以大大減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且大大提高了工作的效率。防止吊物的墜落，保證了作業(yè)人員的安全和吊物不受損傷是對(duì)取物裝置安全畢業(yè)設(shè)計(jì)的最基本要求。金屬結(jié)構(gòu)是以金屬材料的軋制型鋼（比如角鋼、槽鋼、工字鋼和鋼管等）

5、和鋼板作為最基本構(gòu)件，然后通過焊接、怫接、螺栓和連接等辦法，按照一定的組成規(guī)則連接，承受起重機(jī)的自重和載荷的鋼結(jié)構(gòu)。金屬結(jié)構(gòu)的重量一般大約占整機(jī)重量的40%70%重型起重機(jī)可以達(dá)到90%其成本大約占整機(jī)成本的30流右。金屬結(jié)構(gòu)按其構(gòu)造大致可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩類，是組成起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)的基本受力構(gòu)件。這些基本受力構(gòu)件有柱（軸心受力構(gòu)件）、梁（受彎構(gòu)件）和臂架（壓彎構(gòu)件），各種構(gòu)件通過不同的組合來形成功能各異的起重機(jī)。受力復(fù)雜、自重大、耗材多和整體可移動(dòng)性是起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的主要工作特點(diǎn)。起重機(jī)械按結(jié)構(gòu)不同可以分為輕小型起重設(shè)備、升降機(jī)、起重機(jī)和架空單軌系統(tǒng)等幾大類。輕小型起重設(shè)備主要是由起重滑車

6、、吊具、千斤頂、手動(dòng)的產(chǎn)、電動(dòng)的產(chǎn)和普通絞車組成的，大多體積小、重量輕、而且使用方便。除了電動(dòng)萌產(chǎn)和絞車外，絕大多數(shù)的機(jī)構(gòu)用人力驅(qū)動(dòng)，適用于工作不太繁重的場合。但它們可以單獨(dú)使用，有的還可作為起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)。有些輕小型起重設(shè)備的起重能力很大，如液壓千斤頂?shù)钠鹬亓烤瓦_(dá)750噸。升降機(jī)主要作垂直或近于垂直的升降運(yùn)動(dòng)，具有固定的升降路線，其中包括電梯、升降臺(tái)、礦井提升機(jī)和抓斗升降機(jī)等。起重機(jī)是在一定范圍內(nèi)垂直提升并水平搬運(yùn)重物的多動(dòng)作起重機(jī)械。架空單軌系統(tǒng)具有剛性吊掛軌道所形成的線路，能把物料運(yùn)輸?shù)綇S房各部分，也可擴(kuò)展到廠房的外部。起重機(jī)械基本機(jī)構(gòu)各種起重機(jī)械的用途不同，而且構(gòu)造上有很大差異，但都

7、具有實(shí)現(xiàn)升降這一基本動(dòng)作的，有些起重機(jī)械還具有其他專用的工作機(jī)構(gòu)，比如起升機(jī)構(gòu)，例如運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等。物料也可以由鋼絲繩或起重鏈條等撓性件吊掛著升降，還可由螺桿或其他剛性件頂舉。表征起重機(jī)械基本工作能力的最主要的性能參數(shù)是起重量和工作級(jí)別。起重量是指在規(guī)定工作條件下允許起吊的重物的最大重量，即額定起重量。一般帶有電磁吸盤（見起重吸盤）或抓斗的起重機(jī)，具起重量還應(yīng)包括電磁吸盤或抓斗的重量。臂架型起重機(jī)的起重量還包括吊鉤組的重量。工作級(jí)別是反映起重機(jī)械總的工作狀況的性能參數(shù)，是設(shè)計(jì)和選用起重機(jī)械的重要依據(jù)。它由起重機(jī)械在要求的使用期間內(nèi)需要完成的工作循環(huán)總次數(shù)和載荷狀態(tài)來決定。ISO

8、規(guī)定將起重機(jī)械工作級(jí)別劃分為8級(jí)。中國只規(guī)定將起重機(jī)劃分為8級(jí)，輕小型起重設(shè)備、升降機(jī)、架空單軌系統(tǒng)還沒有劃分級(jí)別。對(duì)于作業(yè)程序規(guī)律性強(qiáng)、重復(fù)性大的起重機(jī)械，例如碼頭上裝卸船舶貨物的起重機(jī)、高架倉庫用的堆垛起重機(jī)和為高爐送料的料斗升降機(jī)，工作周期也是一個(gè)重要參數(shù)。工作周期指完成一個(gè)工作循環(huán)所需要的時(shí)間，它取決于機(jī)構(gòu)的工作速度，并與搬運(yùn)距離有關(guān)。上述起重機(jī)有時(shí)也用生產(chǎn)率作為重要參數(shù)，通常以每小時(shí)完成的吊運(yùn)量來表示。企業(yè)在選購起重機(jī)械時(shí)，首先要對(duì)本企業(yè)的使用范圍、工作頻繁程度、利用率、畢業(yè)設(shè)計(jì)額定起重量等因素進(jìn)行綜合考慮，選擇適合本單位使用要求工作級(jí)別的起重機(jī)。根據(jù)擬定的技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行市場調(diào)研。選

9、擇的供貨廠家，必須是具備特種設(shè)備安全許可證的專業(yè)起重機(jī)制造企業(yè)。并考察制造廠家加工設(shè)備的配套性，生產(chǎn)的規(guī)范性，產(chǎn)品的先進(jìn)性，進(jìn)行比較后選擇價(jià)格合理，質(zhì)量好，性能優(yōu)良，安全裝置齊全的起重機(jī)械。設(shè)備到貨后，開箱驗(yàn)收時(shí)要檢查隨機(jī)技術(shù)資料是否齊全，隨機(jī)配件、工具、附件是否與清單一致，設(shè)備及配件是否有損傷、缺陷等，并做好開箱驗(yàn)收記錄。畢業(yè)設(shè)計(jì)2取物裝置的設(shè)計(jì)2.1 已知參數(shù)與數(shù)據(jù)起重量Q=0.5t,小車質(zhì)量G=4t,起始高度H=15m工作級(jí)別均為M5起升速度v=7.5m/min,機(jī)構(gòu)接電續(xù)率JC=25%2.2 取物裝置的設(shè)計(jì)方案取物裝置是將搬運(yùn)的貨物懸掛到起升機(jī)構(gòu)或直接抓起的一種裝置。按照物品的性質(zhì)，形

10、狀及起重量的大小可以分別采用不同的取物裝置。用于起升的取物裝置主要有：吊鉤，夾鉗和抓具等。2.21 抓具的選用為了減短裝卸任務(wù)作業(yè)時(shí)間，簡單作業(yè)過程，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率效，便開始采用各種抓具。依據(jù)抓取貨物種類的不同，抓具可以分為兩大種類：抓碎料的和抓成件的；或者分為機(jī)械操縱和繩索操縱，并且具有各種形狀。這次設(shè)計(jì)由于抓取棒料，采用抓取成件的。另外有時(shí)還會(huì)使用一種端向抓具。這種抓具主要由方架，抓板和小車以及抓板的驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等等組成。方架用槽鋼焊接而成，寬大約1.2m,長為57m；抓板頂部有4個(gè)輪，可沿槽鋼運(yùn)行。抓板寬大約2.4m,高為0.8m,內(nèi)側(cè)裝有刺釘，刺釘在壓力為3540公斤的壓縮彈簧作用下

11、，伸出抓板面。這種抓具的優(yōu)點(diǎn)為：能自動(dòng)平齊木材斷面，抓取迅速，堆放整齊。最大的缺點(diǎn)是自重大?，F(xiàn)在隨著現(xiàn)在的液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，液壓抓具也開始出現(xiàn)了，依液壓缸的安裝位置不相同，被抓具分為高位與地位。該抓具由吊環(huán)，回轉(zhuǎn)油缸，上梁，下梁，液壓缸，拉桿，長軸和抓板等組成。吊環(huán)用銷軸懸掛在液壓起重機(jī)的副臂上，抓具的張開度為1m全閉合后的內(nèi)口寬度為0.41m.依據(jù)起重機(jī)的種類選擇抓斗。多索式抓斗可以分為開閉，支持備用的兩根鋼絲純的四索使抓斗和支持各用一根鋼絲繩的雙索式抓斗。一個(gè)用于汽車起重機(jī)和小型起重機(jī)。另一個(gè)則一般用于橋式起重機(jī)等。抓斗的形式雖然很多，蛋構(gòu)造大致相似，主要由頭部，下橫梁，顆板和成棒四部分

12、組成，在顆板在最大開度時(shí)還需要談價(jià)止檔裝置，單純抓斗中還有滑動(dòng)橫梁，馬達(dá)抓斗中還有張合或閉合的安全開關(guān)。抓斗頭部與撐桿的連接的地方有同步裝置，用來畢業(yè)設(shè)計(jì)保護(hù)抓斗的機(jī)構(gòu)的自由度為1,同時(shí)不致因兩側(cè)的顆板切口上遇到阻力而影響閉合。抓斗的基本參數(shù)有抓斗的自重量，抓斗的最大開張度，抓取量，抓腔面積，開閉機(jī)構(gòu)功率等等。這些參數(shù)反應(yīng)了抓斗的基本結(jié)構(gòu)和主要性能。在這些基本參數(shù)里，抓斗的抓取量是最主要的參數(shù)，起主導(dǎo)作用，最能反應(yīng)抓斗的基本特征，并且最具有穩(wěn)定性，故稱之為主參數(shù)，抓斗主參數(shù)和基本參數(shù)是否基本合理，直接關(guān)系到該抓斗和相應(yīng)的起重機(jī)械之間的抓取性能和協(xié)調(diào)配套，而且在很大的程度上直接影響企業(yè)的經(jīng)歷效益

13、，另外對(duì)抓斗主參數(shù)的研究對(duì)我國以后制定抓斗的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)產(chǎn)生一些積極的影響。因此，對(duì)抓斗主參數(shù)的選用是十分重要的。由于抓斗與起重機(jī)械配套使用，在起重機(jī)額定起重量為定量的時(shí)候，抓斗的抓取量是抓斗的自重關(guān)系密切。鋼絲繩的選定和抓斗的抓取能力是以自重和抓取物料的比例來衡量。這兩者相加的數(shù)量一定要在起重機(jī)的額定重量之內(nèi)，一般是確定起重機(jī)的起重能力之后然后去選擇和是的抓斗。鋼絲繩的直徑是更具起重機(jī)的需要來確定的，而根據(jù)抓斗的抓取能力來選擇適合的斗。根據(jù)抓斗的抓取能力來選擇鋼絲繩的直徑是用反過來校核起重機(jī)的鋼絲繩的安全系數(shù)。抓取工作過程里的受力不是一直不變的，而是一直在不斷變化的，其工作的應(yīng)力也是在不斷變

14、化的，另外一方面根骨抓斗的結(jié)構(gòu)不均勻性和材料質(zhì)量等因素的影響。抓斗的各處的強(qiáng)度也是在不斷的變化的，抓具的工作應(yīng)力和強(qiáng)度都是隨機(jī)變量。依據(jù)可靠性理論中的干涉理論，當(dāng)抓斗的應(yīng)力的分布函數(shù)與強(qiáng)度函數(shù)的曲線發(fā)生重合時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致抓斗的失效。在進(jìn)行具體的可靠度的計(jì)算時(shí)，必須先通過統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算出抓斗的應(yīng)力均值與標(biāo)準(zhǔn)的偏差，并統(tǒng)計(jì)得出抓斗的強(qiáng)度平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。2.22 抓手的設(shè)計(jì)抓手的軸線參數(shù)的相關(guān)確定。在相關(guān)的研究表明，在當(dāng)前的幾個(gè)常用的不同抓手軸線的設(shè)計(jì)中，以總體的具有橢圓曲線和較為貼近的圓弧曲線通過光滑的連接而形成的。但對(duì)于一個(gè)給定相關(guān)條件的抓斗設(shè)計(jì)方案，大家一般關(guān)心的是該抓手的抓取能力和抓具的尺寸

15、大小，在設(shè)計(jì)抓手中，用于表明抓取能力的參數(shù)是抓腔面積。而抓取對(duì)抓具總體尺寸影響最大的數(shù)量指標(biāo)是抓具。因此，在抓手的軸線方程的參數(shù)中，必須選擇滿足上述要求的參數(shù)。根據(jù)抓手作業(yè)的需求當(dāng)抓斗閉合到抓尖時(shí)，抓尖應(yīng)該和地面之間保持一定的火角。依據(jù)現(xiàn)存的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合任務(wù)中的規(guī)格要求，設(shè)計(jì)出的抓手外形如下圖2-1所示。抓手即為多段圓弧組成的類似。畢業(yè)設(shè)計(jì)圖2-1抓具的外形設(shè)計(jì)圖2-2抓手的開閉分析畢業(yè)設(shè)計(jì)抓手的可靠性的分析：在分析抓手工作手里的基礎(chǔ)上，通過可靠性干涉理論，對(duì)抓手的工作可靠度進(jìn)行計(jì)算，抓手在木材裝卸中能提高勞動(dòng)效率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。但在使用過程中斷爪的現(xiàn)象普遍存在，在一些特殊的環(huán)境中斷爪的現(xiàn)象更

16、為嚴(yán)重，這不僅使得營運(yùn)費(fèi)用的增加，更重要的影響作業(yè)生產(chǎn)率。因此，抓手的工況進(jìn)行具體分析，提高工作可靠性。有著十分重要的意義。抓手的可靠性就是在一定的作業(yè)條件下抓手能正常完成抓取作業(yè)的概率。影響抓手工作的可靠度的因素主要有兩點(diǎn)：1抓手的結(jié)構(gòu)它對(duì)工作的可靠度起這十分重要的影響，抓手的外形和橫斷面尺寸均直接影響到抓手受力的好壞。2抓手的材料和加工工藝抓手用的材料直接影響到抓手的壽命，目前，很多抓具用的材料為ZG35起重含磷量0.06%o加工工藝的不合理也會(huì)使得抓手的實(shí)際強(qiáng)度可能達(dá)不到要求。畢業(yè)設(shè)計(jì)3起升機(jī)構(gòu)中主要零部件的選用3.1 鋼絲繩的選擇(1)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和分類鋼絲繩是靠許多鋼絲和純芯在專門的

17、機(jī)器上擰繞而形成的。根據(jù)鋼絲純的純芯材料的不同鋼絲純的性能也各不相同。1 有機(jī)物芯子的鋼絲繩具有較高的撓性和彈性的，但是不能承受比較大的橫向壓力和比較高的溫度。2 石棉芯子的鋼絲繩與有機(jī)物芯子的性能幾乎一樣，也不能承受橫向壓力，但是可以在高溫條件下工作。3 鋼絲芯子的鋼絲純強(qiáng)度最大，雖然能承受高溫和橫向壓力，但是其撓性較差。鋼絲繩按其寧繞層次不同可以分為三大類：1 單繞鋼絲繩：它是直接由一層或者幾層鋼絲依次圍繞鋼絲的中心而擰成的。這種鋼絲繩具有很大的剛性，不能做起重索，一般只能做拉索和架空索道的承載索。2 雙重繞鋼絲純：它是先由幾層鋼絲擰成股，在由幾股圍繞芯子擰成純。這種鋼絲純因?yàn)橹虚g有柔軟的

18、芯子，所以撓性比較好，而且制造工藝也不復(fù)雜，因此在起重機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛。3 三重繞鋼絲繩：它是把雙股繞鋼絲繩作為股，然后幾股一起擰成純。這種鋼絲純的撓性特別好，但由于制造復(fù)雜，而且外層磨損較快，成本比較高，所以起重機(jī)械很少應(yīng)用，一般用于升降機(jī)中。上述的三種鋼絲純，按股的纏繞可以分為左旋和右旋兩種。左旋和右旋的特性幾乎沒有差別，蛋現(xiàn)在一般用右旋鋼絲純。雙重繞鋼絲繩按鋼絲與成股的寧繞方向，又可以分為三種形式：1順繞：鋼絲擰成股和股擰繩的方向一致，叫做順繞純。這種鋼絲繩由于鋼絲繩之間接觸較好，表面比較平滑，撓性好，磨損小，使用壽命較長，但容易松散和扭轉(zhuǎn)，故在自由懸掛重物的起重機(jī)中，不適合采用。特別

19、是在當(dāng)有剛性導(dǎo)軌時(shí)，則用順繞鋼絲純較好。2交繞：鋼絲擰成股的方向與擰成純的方向相反的，這種鋼絲純雖然有較大的剛性和使用壽命較短等缺點(diǎn)，蛋由于沒有扭轉(zhuǎn)和易松散的缺陷，故起重機(jī)應(yīng)用較多。3混繞：繩內(nèi)相鄰兩股的寧繞方向相反，這種具有前兩種純的特點(diǎn)，但加工比較難，成本太高，故應(yīng)用也比較少。起重機(jī)的應(yīng)用(2)鋼絲純的性質(zhì)如果滑輪組采用滾動(dòng)軸承，當(dāng)i=4時(shí)，查表得滑輪組效率，鋼絲純的最大拉應(yīng)力畢業(yè)設(shè)計(jì)0+。值500+219-=912%區(qū)=9.12幻V2,52x2x0,985當(dāng)為中級(jí)工作類型，安全系數(shù)為0.5.鋼絲繩計(jì)算破斷拉力&:&=h5=5.5x9J2=50.2AAf選用瓦林吞型纖維芯鋼

20、鋼絲繩6x19W+FC鋼絲公稱拉強(qiáng)度1470MPa光面鋼絲，右交互捻，直徑d=10mm鋼絲繩最小破斷拉力SbL52.30KN。標(biāo)記如下：鋼絲繩10NAT6X19W+FC1470ZS52GB/T89183.2 確定滑輪的主要尺寸滑輪有鏈滑輪和純滑兩種。在起重機(jī)械中主要用來改變鋼絲繩的方向，還可以組成滑輪組來達(dá)到省力的目的。為了保證鋼絲繩具有足夠的使用期限，滑輪的直徑不能過小，并根據(jù)選配的鋼索直徑，按下式計(jì)算：D_(e-1)d所以滑輪許用最小直徑D=d*(e-1)=10(25-1)=240mm取平衡滑輪直徑Dp：、0.6D=144m故查表選用Dp=225mm選用鋼絲繩直徑d=10mmD=355mm

21、滑輪軸直徑D軸二90mm3.3 確定卷筒尺寸和強(qiáng)度的核對(duì)3.3.1 卷筒組的典型結(jié)構(gòu)卷筒一般有鑄造和焊接兩種結(jié)構(gòu)，其外形大多是圓柱形的，特殊的卷筒也可以做成圓錐形或其他的形狀。卷筒的表面和螺旋槽兩種形式。光面的卷筒適用于起升和運(yùn)送距離較長而且能多層的纏繞，螺旋槽卷筒一般適合起升和運(yùn)送距離較短的單層纏繞。在橋式起重機(jī)一般都采用單層纏繞的螺旋槽卷筒，因?yàn)樗粌H避免了鋼絲純互相壓的磨損，而且還能保持卷筒所受載荷力矩比較穩(wěn)定。卷筒組的作用是起升機(jī)構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件，它大多是由連接盤，軸，卷筒和軸支撐支架組成的。在當(dāng)起升高度較大的時(shí)侯，為了縮小卷筒的尺寸，可以采用多層卷繞。對(duì)于單層與雙層卷繞，于是采用

22、帶螺旋槽的卷筒；對(duì)于多層卷繞，采用光卷筒。多層卷繞的卷筒端部需要帶側(cè)邊，側(cè)邊的高度在卷筒繞滿鋼絲繩后還要有1-1.5倍的鋼絲繩直徑的剩余量。畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-1帶齒輪連接盤的卷同組卷筒與減速器被動(dòng)軸的齒輪行行軸端的尺寸和配合關(guān)系，可以參照?qǐng)D3-2選用圖3-2卷筒與減速器被動(dòng)軸的齒輪行行軸的尺寸及配合關(guān)系-10-畢業(yè)設(shè)計(jì)3.3.2 卷筒尺寸的設(shè)計(jì)(1)卷筒槽卷筒草大多都采用標(biāo)準(zhǔn)槽，在使用過程中鋼絲繩可能會(huì)脫槽，所以宜用深槽繩操半徑：r=(0.54-0.6)d深槽深度：標(biāo)準(zhǔn)槽c1=(0.25-0.4)d深槽c2=(0.6-0.9)d繩操節(jié)距：標(biāo)準(zhǔn)槽t1=d+(2+4)mm深槽t2=d+(6-8)mm(

23、2)卷筒名義直徑林準(zhǔn)槽深槽DI=h*d(3)卷筒長度-11-畢業(yè)設(shè)計(jì)3.3.3卷筒的計(jì)算材料一般都采用不低于HT2040的鑄鐵，在特殊需要的時(shí)侯也可用3號(hào)鋼板焊成。滿載吊鉤上升到最高的位置時(shí)，在鋼絲繩的拉力S的作用下，卷筒承受最大扭矩，鋼絲繩和彎矩對(duì)卷筒的壓應(yīng)力作用。圖3-5卷筒受力簡圖卷筒的名義直徑Di=h*d=180mm式中h卷筒系數(shù)，查看單行本表8-1-54選用h=18。Di一按鋼絲純中心計(jì)算的卷筒最小直徑d一鋼絲繩直徑D=D1-d=170mm由單行本表8-1-58選D=200m;卷筒厚度:-12-畢業(yè)設(shè)計(jì):.=0.02D=13mm式中&一卷筒厚度系數(shù)，一般61=6-10mm,在

24、這里取9mmD一卷筒繩操底徑；由單行本表8-1-59查得卷筒尺寸：直徑D=200mm節(jié)距P=11.5mm槽深H=4.0mm槽底半徑r=5.5mm筒壁厚:.二13mm卷筒長度確定Ls=2(L0L1L2)LgL1一無繩操的卷筒端部尺寸，按需要定；L2固定純所需長度Lg一中間光滑部分長度，根據(jù)鋼絲純偏斜角確定L0=(HmaxmZ1)P二DxHmax一最大起升高度;m一滑輪組倍率乙一鋼絲純安全周數(shù)(1.5MZ1M3)取L1=10mm乙=2,貝ULs211Hmax+Z1P+L1+3P1+LJd'=849.6+Lag根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可以取Lg=11cm,確定卷筒長度為860cm卷筒壁壓應(yīng)力演算S

25、二1=Sax=65.55MPaP卷筒選用HT20Q最小抗壓強(qiáng)度根據(jù)表可以查得：-13-畢業(yè)設(shè)計(jì)%=750MPa,根據(jù)材料力學(xué)公式計(jì)算其許用壓應(yīng)力typU50=176MPayp4.25二i：yp】所以選用HT200其抗壓強(qiáng)度足夠卷筒拉應(yīng)力演算：由于卷筒長度L>3D,所以應(yīng)校驗(yàn)由彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力。卷筒彎矩如下圖所示圖3-6卷筒彎矩圖卷筒最大拉應(yīng)力發(fā)生在鋼絲繩位于卷筒中間時(shí):maxmaxIxmaxLi-L2mm=4157650NMmax一由鋼絲繩最大拉力引起得卷筒最大彎矩查表選用卷筒直徑D=200mm長度L=860mm卷筒槽型的槽底半徑R=5.5mm靠近減速器一端的卷筒朝向?yàn)樽笮鼳型，標(biāo)記為：

26、卷筒A200x860-5.5x11.5-20x1-左JB/T9006.1-19993.4電動(dòng)機(jī)的選用對(duì)于抓斗起重機(jī)，滿載抓斗由支撐繩和開閉純共同提升，由于司機(jī)操作時(shí)各有差別，起開純和開閉繩索受力可能會(huì)不均勻，但因不均勻受力的時(shí)間不大，其不均勻性也不是很大，故起升與開閉機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)功率扔按照總功率的50創(chuàng)選。大多數(shù)的起重機(jī)工作循環(huán)周期都小于10分鐘，起升機(jī)構(gòu)每次運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間一般都在2分鐘間，在這種工作情況下使用的起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)，算出功率后，按照重復(fù)短時(shí)-14-畢業(yè)設(shè)計(jì)工作制選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。對(duì)于中小型的起重機(jī)，啟動(dòng)時(shí)間應(yīng)該短些，對(duì)于大型的起重機(jī)，啟動(dòng)的時(shí)間可能會(huì)稍長，速度高時(shí)，也可以長些，但啟動(dòng)的

27、時(shí)間也不能太長。計(jì)算凈功率：z(Q+Gi)v(500+219)X7.5.N靜=10.4KW102父60刈102x60x0.85式中“一機(jī)構(gòu)的總效率一般狗=0.80.9,取刈=0.85電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率：Nc_kdNj=11.76KW式中系數(shù)kd經(jīng)查表得，對(duì)于M5-M覦機(jī)構(gòu)，kd=0.75-0.85由手冊表查得選用電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為JZR2216型，電動(dòng)機(jī)的重量98kg其轉(zhuǎn)速為n1=920r/m,接電持續(xù)率JC=25%Gd2d=1.46kg*m2演算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱條件：Nx=kN=0.750.8714.7=9.6KWxj式中k工作級(jí)別系數(shù)，k=0.75?一系數(shù)，根據(jù)機(jī)構(gòu)平均啟動(dòng)時(shí)間和平均時(shí)間的比值，查表可

28、得，九=0.87由于Nx<Nc,所以選用的電動(dòng)機(jī)能滿足發(fā)熱條件。4起升機(jī)構(gòu)其他零部件的選用-15-畢業(yè)設(shè)計(jì)4.1減速器的選擇卷筒轉(zhuǎn)速：Vihnj-=23.1r/minj-Di減速器的傳動(dòng)比：ni0=30.9nj查表可得，選用減速器的型號(hào)為QZH40當(dāng)工作類型為中級(jí)時(shí)，許用功率N】=6.6KW,i0=40.17，質(zhì)量G=250kg軸直徑d=80mm軸端長L=85mm4.2演算起升速度和實(shí)際所需功率實(shí)際起升速度：v=v3=5.7m/mini誤差；(；=匕100%=2.3%IT5%v實(shí)際所需等效功率：'vNX=Nx=9.87KW二Nc(25%)=16KWxc()v4.3 校核減速器輸出

29、軸的強(qiáng)度輸出軸最大徑向力：Rmax=J(aSmaxGj).三R2式中aSmax=18.24KN一卷筒上卷繞鋼絲繩引起的載荷-16-畢業(yè)設(shè)計(jì)Gj4.56KN一卷筒及軸自重R】=20.5KN一減速器輸出軸端最大徑向載荷Rmax=11.4KN二R1=20.5KN輸出軸最大扭矩：Mmax=(0.70.8)，axMei。04M1帶入數(shù)據(jù)得Mmax=18635Nm:二ML26500Nm由上計(jì)算，所選用的減速器能滿足要求。4.4 制動(dòng)器的選擇(1)在起重機(jī)械的各個(gè)機(jī)構(gòu)中，只有具備了可靠的制動(dòng)裝備后，機(jī)械才能安全準(zhǔn)確地進(jìn)行工作。制動(dòng)器的作用是使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的速度從最大值一直減低到零。或者限制在某一范圍以內(nèi)。有時(shí)制

30、動(dòng)器既可以用來使機(jī)構(gòu)停止也可以用來調(diào)速。起重機(jī)械所用的制動(dòng)器是多種多樣的。按結(jié)構(gòu)特征可分為分塊式，帶式和盤式三種。其中塊式用的自多。按工作狀態(tài)，可以分為常閉式和常開式。所有制動(dòng)器的制動(dòng)作用都是依靠摩擦力來實(shí)現(xiàn)的，其構(gòu)造原理都相同。即在機(jī)構(gòu)的某根軸上固定一個(gè)回轉(zhuǎn)零件，另外在機(jī)座上安裝一個(gè)與回轉(zhuǎn)零件相適應(yīng)的力矩，即制動(dòng)力矩。利用這個(gè)制動(dòng)力矩來平衡載荷重量和慣性力等對(duì)這個(gè)轉(zhuǎn)軸所產(chǎn)生的力矩，便實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)的目的。按規(guī)定，不僅起升機(jī)構(gòu)應(yīng)裝設(shè)制動(dòng)器，起重機(jī)上的所有運(yùn)行機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)都要設(shè)置制動(dòng)器，當(dāng)一臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)幾個(gè)機(jī)構(gòu)時(shí)，每個(gè)機(jī)構(gòu)都應(yīng)都單獨(dú)的制動(dòng)器。在用來提升和運(yùn)輸爆炸性物質(zhì)的機(jī)構(gòu)中，須同時(shí)安裝兩個(gè)制動(dòng)器

31、，來充分保證工作安全。(2)所需的靜制動(dòng)力矩:Mk-KzM/-Kz(QG°)kj2ihi0=9.26kgm式中Kz=1.75制動(dòng)安全系數(shù)；查表選用YWZ315/23制動(dòng)器，具制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為180280Nm制動(dòng)直徑為315mm制動(dòng)器質(zhì)量G=44.6kg4.5 聯(lián)軸器的選擇-17-畢業(yè)設(shè)計(jì)高速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Mc=nnMe=588.6Nmcne式中Me=218電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩n=1.5聯(lián)軸器安全系數(shù)中n=1.8剛性動(dòng)載系數(shù)查表可得JZR-42-8電動(dòng)機(jī)軸端為圓錐形d=65mml=105.ZQ500減速器的高速軸端為圓錐形d=50mml=85mm靠電動(dòng)機(jī)軸端聯(lián)軸器，查表選用CLZ半軸聯(lián)軸器，最大

32、容許轉(zhuǎn)矩Mli】=3150Nm>Mc,飛輪力矩Gd2i=0.403kgm2,質(zhì)量G=23.6kg,浮動(dòng)軸的兩軸端為圓柱形d=45mml=85mm靠減速器軸端聯(lián)軸器，查表選用r=150mm制動(dòng)輪的半尺聯(lián)軸器，最大容許轉(zhuǎn)矩Mt】=3150N，m,飛輪轉(zhuǎn)矩Gd21=1.8kgm2,質(zhì)量Gz=38.5kg。為與制動(dòng)器YWZ315/23相適應(yīng)，將S124聯(lián)軸器所帶r=150mm|ij動(dòng)輪修改為直接315mnfi用。4.6 高速浮動(dòng)軸計(jì)算Mlmax=：Me=227.8Nmlimax6e4.6.1 疲勞計(jì)算由起升機(jī)構(gòu)疲勞計(jì)算基本載荷式中Q一動(dòng)載系數(shù)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：M2mx=12.5MPaW軸材料用45號(hào)鋼，

33、=600MPa9s=300MPa彎曲：二1二0.27。工）=243MPa,扭轉(zhuǎn):,二1二140MPa3s=0.6,=180MPa軸收脈沖循環(huán)的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:okkn1-18-畢業(yè)設(shè)計(jì)式中k=kxkm一考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù);kx一與零件幾何形狀有關(guān)，一般取值1.51.2km一與零件表面加工光潔度有關(guān)取值為2.5"一考慮材料對(duì)應(yīng)循環(huán)不對(duì)稱的敏感系數(shù)，取值為0.2“一安全系數(shù)，取值為1.25帶入數(shù)據(jù)得%l-88.9MPa.n；。k1所以通過4.6.2強(qiáng)度驗(yàn)算軸所受最大扭矩：M-max=2Mc=238MPa最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：=業(yè)二照=i3.05MPaW許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：s=1

34、20MPa一七式中n口一安全系數(shù)，取值為1.5工%故通過浮動(dòng)軸中間軸頸dl=55mm。-19-畢業(yè)設(shè)計(jì)5起重機(jī)小車的構(gòu)造5.1 基本構(gòu)造裝載橋的小車主要由起升機(jī)構(gòu)，車架和運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。由于分類的依據(jù)不同，可將起重機(jī)小車做如下分類。按主梁形式分：雙梁起重小車，單梁起重小車。按起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式分：自行式起重小車和牽引型起重小車。自行式起重小車的起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)都安裝在小車架上。小車的起升機(jī)構(gòu)一般由電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)器，減速器，聯(lián)軸器，卷筒裝置，吊鉤裝置和滑輪組等組成。電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器和傳動(dòng)軸與減速器的高低軸相連接。起升機(jī)構(gòu)工作時(shí)，減速器的低速軸上的卷軸通過鋼絲繩的作用將吊鉤和貨物提起與放下。貨物通過制動(dòng)器的作用可以停在任何高度。卷筒的正反轉(zhuǎn)是通過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的。為限制吊鉤起升到限定位置而裝設(shè)安全。5.2 確定小車的輪距和軌距小車軌距應(yīng)根據(jù)機(jī)構(gòu)布置緊湊的原則和參考已經(jīng)有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，設(shè)定小車的車軌距為1.8米。小車輪距初定為2米。5.3 起升機(jī)構(gòu)的布置布置起升機(jī)構(gòu)的各零部件，要使機(jī)構(gòu)的重心能接近小車架的縱向中心線，為了最后能夠得到均勻的小車輪壓。因此，我把減速器，減速器卷筒支座均放小車架的縱梁上