【正文】 器的作用是保證工作制動器與安全制動器之間所有傳動鏈環(huán)節(jié)中任一傳動件損壞或斷裂時，被吊物件均可安全。把各種監(jiān)測、傳感技術(shù)適當?shù)貞?yīng)用在起重機上，實現(xiàn)對冶金起重機的有線或無線控制，既是現(xiàn)代冶金起重機發(fā)展的方向，同時也應(yīng)成為個設(shè)計工作者應(yīng)該努力的目標。 控制技術(shù)程序化，遙控技術(shù)在特殊環(huán)境中使用畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 隨著計算機軟、硬件技術(shù)的發(fā)展和日臻完善，實現(xiàn)程序化控制的起重機也已成為可能，且其控制范圍變得日益廣泛，控制功能變得日益完善，各種冶金起重機按照人們事先約定的模式執(zhí)行一定的工作任務(wù)已成為現(xiàn)實。為了更準確、即時的完成各種工作任務(wù)，各種冶金起重機通過有線或無線與主控設(shè)備聯(lián)動。在主控室控制已成為可能，遙控冶金起重機和程控冶金起重機已在部分冶金企業(yè)中使用。遙控冶金起重機一般用在一些高粉塵、高污染的危險作業(yè)區(qū)，如武鋼一煉鋼出渣跨、珠江鋼廠、八一鋼廠等都有遙控起重機在用。而程控冶金起重機一般用在一些作業(yè)效率較高的場合。為提高起重機的使用壽命，減小沖擊、提高操作的準確性、運行效率和改善司機的操作環(huán)境，寶鋼三期工程中的 1580、干熄焦提升機等都有一定范圍的使用，程控起重機和遙控起重機將得到一定的發(fā)展，并逐步被冶金企業(yè)所采用。 結(jié)構(gòu)型式標準化、生產(chǎn)模式國際化我們之所以把“結(jié)構(gòu)型式標準化，生產(chǎn)模式國際化”作為現(xiàn)代冶金起重機的主要發(fā)展趨勢提出，主要出于以下兩方面的考慮：a) 市場經(jīng)濟對冶金起重機的客觀要求 由于經(jīng)濟運行體制已由計劃轉(zhuǎn)向了市場，這樣為設(shè)備采購單位在短時間內(nèi)利用招投標形式選擇質(zhì)優(yōu)、價低產(chǎn)品提供了有力和有利的條件，設(shè)備生產(chǎn)廠沒有結(jié)構(gòu)型式的標準化和生產(chǎn)模式的國際化就很難達到用戶的要求；b) 信息、通信技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)型式標準化、生產(chǎn)模式國際化提供了充分的物質(zhì)和技術(shù)支持。實現(xiàn)結(jié)構(gòu)型式的標準化還可以把經(jīng)過實踐檢驗成熟可靠的結(jié)構(gòu)型式應(yīng)用于新的產(chǎn)品中，避免結(jié)構(gòu)型式的不合理產(chǎn)生的技術(shù)質(zhì)量問題，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 吊車型式普通化、吊具型式專用化把“吊車型式普通化、吊具型式專用化”作為現(xiàn)代冶金起重機的一個發(fā)展趨勢提出，主要是出于冶金企業(yè)鑄坯軋制技術(shù)的更新，即由傳統(tǒng)的鑄錠→脫錠→鋼錠加熱→初軋→熱軋，到現(xiàn)在的連鑄→連軋。配合傳統(tǒng)工藝時，冶金企業(yè)需要有：橋式加料起重機、料箱加料起重機、鑄造起重機、脫錠起重機、均熱爐鉗式起重機、均熱爐揭蓋起重機、板坯夾鉗起重機、剛性料耙起重機、(含磁盤)鋼卷夾鉗起重機等多種起重機來完成其工藝過程，而采用連鑄→連軋工藝時，冶金廠只要有料箱加料、鑄造、板坯夾鉗、鋼卷夾鉗等幾種起重機即可完成全部工藝過程中的物料搬運，使吊車型式得到極大的簡化。由于冶金產(chǎn)品品種需求的多樣性，各種專用吊具也應(yīng)用而生，如配合精整跨的臥卷吊具、立卷吊具、自對中立卷吊具、揭蓋吊具、L 型鉤鋼板吊具、C 型鉤，與可人控旋轉(zhuǎn)的吊鉤配合使用，可實現(xiàn)多種操作功能。、操作環(huán)境舒適化隨著社會的進步，環(huán)保意識和勞動保護意識的提高，冶金起重機設(shè)計過程中把人機工程及操作環(huán)境舒適要求提到了較高的要求，如：司機室加裝冷、暖空調(diào)、隔熱保護、地畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 面無線遙控、車上有線和無線通訊、航空座椅、司機休息室，上、下吊車全部采用斜梯、電氣室加裝隔熱防護和冷風(fēng)機，較窄的人行通道采取防滑措施，經(jīng)常檢修部分加裝吊籠等都為操作維護人員提供了較好的工作環(huán)境和條件。特別是雙層壁、雙層玻璃的司機室與可躺式航空座椅、冷暖空調(diào)、有線、無線通訊配合使用。為改善司機的工作條件、提高工作效率、減少工作失誤起到了很好的作用。人機工程合理化正逐步成為現(xiàn)代冶金起重機發(fā)展的主要趨勢之一，越來越引起人們的重視。鑄造起重機主傳動采用星形減速機應(yīng)成為現(xiàn)代鑄造起重機發(fā)展的趨勢。現(xiàn)在在用的鑄造起重機大部分是采用棘輪棘爪傳動，之所以采用棘輪棘爪的傳動有兩個原因，一是棘輪棘爪對保證鑄造起重機的安全運行確有其優(yōu)點。二是星形減速機最初在鑄造起重機上使用時連續(xù)出過幾次問題，冶金部專門下文對星形傳動予以停用。經(jīng)過幾十年的反思，以及星形減速機在進口鑄造起重機上使用驗證的良好業(yè)績和控制監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。我們認為星形傳動在鑄造起重機上的應(yīng)用將逐步擴大，原因有二，其一星形傳動基本具備原棘輪棘爪傳動的優(yōu)點，還可實現(xiàn)單電機長時間連續(xù)安全運行；其二對以前星形傳動造成事故的原因的認識逐步趨于一致，即結(jié)構(gòu)性問題而非原理性問題，只要通過改進和完善設(shè)計就可以避免，加之電氣控制監(jiān)測技術(shù)的進步，星形傳動的安全運行已經(jīng)可以得到有效的保證。 板坯夾鉗起重機的夾鉗裝置重力夾鉗、電動開閉的重力夾鉗、動力夾鉗三種夾鉗裝置中，動力夾鉗因其成本較高，擴大推廣受到一定的影響，但由于其優(yōu)越的工作性能，特別是鉗口可實現(xiàn)準確的三維跟蹤、可靠夾起梯形坯、較高的工作效率和不損失起升高度，為實現(xiàn)冶金企業(yè)的自動化具有無可比擬的優(yōu)點。因而我們認為動力式板坯夾鉗起重機在現(xiàn)代冶金起重機發(fā)展上將占越來越重要的作用。、小車架整體加工：橋架、小車架包括一些大型結(jié)構(gòu)件整體加工是保證冶金起重機產(chǎn)品質(zhì)量的一項重要措施和有效途徑。由于冶金起重機工作的特殊性，對質(zhì)量提出了較高的要求，小車架整體加工指焊在小車架上的電動機底座，制動器底座，減速器支承座，卷筒支承座，和小車車輪支承座等機座一次性地劃線加工而成，相互間的形位、尺寸公差由機床保證，因此裝配工作變得特別簡單。只要把電動機、制動器、減速器、卷筒、車輪就位即可，不像舊的辦法，它們間的形位、尺寸誤差靠塞墊片來調(diào)節(jié)。簡而言之，這些部件間的形位公差由機床精度保證與裝配工人的技術(shù)等級無關(guān)，排除了人為因素，因而大大提高了裝配精度和使用性能，同時也大大縮短了用戶的維修時間。畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 基礎(chǔ)傳動與控制隨著冶金工業(yè)的連續(xù)化生產(chǎn)，要求冶金起重機具有可靠性高，調(diào)試及定位性能好，具有故障自診斷，操作平穩(wěn)舒適等功能，其控制結(jié)構(gòu)為：工業(yè) PC 機+PLC+基礎(chǔ)傳動。基礎(chǔ)傳動采用變頻調(diào)速。運行過程由傳統(tǒng)的人為速度控制將逐步過度到準確的 PLC 位置控制，工作信息將自動傳給上位機(工業(yè) PC)，最終與整個工廠的管理和控制系統(tǒng)相聯(lián)是冶金起重機基礎(chǔ)傳動與控制發(fā)展的主要趨勢?；A(chǔ)傳動將以全數(shù)字式可控硅定子調(diào)壓調(diào)速，變頻調(diào)速為主導(dǎo)。起升機構(gòu)將采用調(diào)壓調(diào)速或無逆變失敗的可逆變式變頻調(diào)速(例如西門子 AFE)，運行將以變頻調(diào)速為主。：PLC 將完成所有自動控制的功能，通過現(xiàn)場總線(如 PROFIBUS)實現(xiàn)對各機構(gòu)調(diào)速裝置的速度及定位控制，該方式通訊信息量大，連線簡單，可靠性高。對于板坯連鑄使用的板坯夾鉗連續(xù)自動堆垛，連軋后的鋼卷連續(xù)自動堆垛，PLC 將根據(jù)設(shè)定，自動完成定時、定位自動夾坯，自動定位堆垛，整個過程將自動完成，重復(fù)循環(huán)，系統(tǒng)將具有自診斷功能，以確保運行可靠性。故障時，可切換到司機人工操作，并隨時從任一工藝流程點切入自動過程，這將使效率更高，設(shè)備運行更合理。 故障監(jiān)測與控制；裝在司機室的 PC 機或觸摸屏人機界面，將能夠顯示各機構(gòu)運行狀態(tài)故障信息，并可在 PC 機上設(shè)置工藝要求指令，下載至 PLC。啟動自動控制功能，實現(xiàn)工藝要求的自動控制過程。工業(yè) PC 機還可通過通訊實現(xiàn)與工廠管理網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)，從而實現(xiàn)生產(chǎn)管理自動化。畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 第二章 主小車設(shè)計 主小車起升機構(gòu)設(shè)計目前，國內(nèi)常用的鑄造起重機主起機構(gòu)有單減速器機型、雙減速器機型、行星 3減速器機型、整體大減速器機型及 3 減速器機型。具有發(fā)展?jié)摿Φ臋C型有獨立大減速器機型和行星大減速器機型。本此設(shè)計采用雙減速器機型。雙減速器機型，通常用于四梁四軌中、小噸位鑄造起重機。這種機型 2 個卷軸在一軸線上并垂直于主梁通過聯(lián)軸器將 2 個卷軸連鎖，達到同步的目的，并在 1 套機構(gòu)出現(xiàn)故障后能通過聯(lián)軸器驅(qū)動另一套機構(gòu)，以保證起重機能安全工作 1 個循環(huán)，這種機型的特點是：自重較輕、小車左右極限較小，但當主、副小車起升高度要求高時，起重機寬度較大。 計算參數(shù):起重量 KNPQ80?起升速度 min/畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 起升高度 H=22m工作級別 M7（二）主起升機構(gòu)布置的簡圖：（左右對稱）圖 卷繞系統(tǒng)和驅(qū)動裝置的計算及其選擇（1）選鋼絲繩 計算鋼絲繩的最大靜拉力 %0a ?????式中 —起升載荷，單位為 KN；—吊具自重載荷（吊具自重計入起升載荷中） ；Qm—滑輪組倍率，取 m=4。x—繞上卷筒的鋼絲繩分支數(shù)，x=2。—滑輪組效率，取 =。Z?Z?計算鋼絲繩直徑 d ???式中，C—選擇系數(shù)，單位為 ，選用鋼絲繩 ，根據(jù) MT 及 值查Nm2/50Nb?b?表得 值為 。?選用不松散瓦林喬型鋼絲繩直徑 d=28mm,其標記為 6w(19)（GB/T89191996） 。（2）確定卷筒的尺寸、轉(zhuǎn)速及滑輪直徑：計算卷筒和滑輪的最小卷繞直徑 0D畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 hdD?min0式中 h—與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)的有關(guān)系數(shù)，查表得：卷筒 =，滑輪 =251h2h卷筒最小卷繞直徑：= d=28m=滑輪最小卷繞直徑：= d=2528mm=700mmin0D2h考慮起升機構(gòu)布置及卷筒總長度不宜太長，取 D=1600mm,則卷繞直徑 =滑輪直徑取 D=700mm卷筒長度計算： 3210)(llL?? 30ltnDHm??????????????m4052168*?????????????? 05取 L=2100mm式中 —卷筒上有繩槽長度， = ，其中安全圈 n=2,起升高度 H=20mm,繩槽0L0LtnDH????????節(jié)矩 t=35mm,卷繞直徑 =1628mm。0—固定繩尾所需長度，取 =3t。1l 1l—卷筒兩端空余長度，取 =t。2 2—卷筒中間無槽長度，取 = 3l卷筒壁厚： ??????mD10~~602. ?????? =38~42mm取 m4進行卷筒的壓應(yīng)力校核： lyAtS??axa?畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 ?? . 合格??yy?max式中 —鋼絲繩最大拉力；S —應(yīng)力減小系數(shù)，一般去 ；?lA —鋼絲繩卷繞節(jié)矩；t —卷銅壁厚。?卷筒轉(zhuǎn)速 ??? （3）計算起升靜功率 ?106)(???nOQjvP %2? kw7.式中 —起升時總機械效率， ，. 2???tlchz?為滑輪組效率，取 ， 為傳動機構(gòu)機械效率，取 =， 為傳動機構(gòu)效z??z?ch ch?t率，取 =， 為卷筒軸承效率，取 =。tl l其余符號同前。 （4）初選電動機 根據(jù)起升機構(gòu)工作的繁重程度，初選電動機時按下式進行，最后做過載和發(fā)熱驗算。 jJCGP? = =選用電動機 YZR315S8， =75kw, , , ,JC 值取JCmin725rnJC????40%。畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 電動機轉(zhuǎn)速 ??JCJjdnPn??00 ?????? ?式中 —在起升載荷作用下電動機轉(zhuǎn)速；dn —電動機同步轉(zhuǎn)速；0 —是電動機在 JC 值時額定功率與額定轉(zhuǎn)速。JCP? （5） 選減速器： 速比： ??tdni取實際速比 i=80.起升機構(gòu)減速器按靜功率 選取，根據(jù) =, ，工作級jPj ,??rnd別 M7，選定減速器為 QJS63080IIIHW，減速器許用功率 輸出軸端許用往??kwPj向載荷 ，許用力矩 ，許用最大力矩??NRm150???NT??850。TM?減速器在 時許用功率 為in86r???????njP???????????kw實際起升速度： ?實際起升靜功率： kwPj ????用Ⅱ類載荷校核減速器輸出軸的徑向載荷、最大力矩：① 輸出最大徑向力 ??JGaSR??mxax21畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 ?????? N8 ??Rm 合格?ax② 輸出軸最大扭矩： 0max)8.~70(?iTMe? mN?? ?1 合格??T?max減速器能滿足要求（6）電動機過載驗算和發(fā)熱驗算過載驗算計算： ??10)(????nOQmnvPHP ?? ?式中 —基準接電持續(xù)率時，電動機額定功率，單位為 kw。 H—系數(shù)，繞線式異步電動機，取 H=； —基準接電持續(xù)率時，電動機轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)，查表 ；m? ?m? —電動機個數(shù)； —總機械效率 。??? 發(fā)熱驗算計算： SP?式中 P—電動機在不同接點持續(xù)率 JC 值不同 CZ 值時的允許輸出功率，單位為 kw,按CZ=300，JC 值=60%，查表得 P=.畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 ??? ?過載驗算和發(fā)熱驗算通過。 選制動器 39。zhjMk??= =??式中： —制動力矩，單位為 ；zh ?—制動安全系數(shù)，查表 M5 得 =。zhkzhk—下降時作用在電動機軸上的靜力矩，單位為 ；39。jMNm?039。 39。()2QjPDmi??????—下降時總機械效率39。?選取制動器為 ， 安裝時將制動力40/1258YWZ???MN??120?矩調(diào)整到所需的制動力矩?mvPGn