【正文】 器的作用是保證工作制動(dòng)器與安全制動(dòng)器之間所有傳動(dòng)鏈環(huán)節(jié)中任一傳動(dòng)件損壞或斷裂時(shí)，被吊物件均可安全。把各種監(jiān)測(cè)、傳感技術(shù)適當(dāng)?shù)貞?yīng)用在起重機(jī)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)冶金起重機(jī)的有線或無(wú)線控制，既是現(xiàn)代冶金起重機(jī)發(fā)展的方向，同時(shí)也應(yīng)成為個(gè)設(shè)計(jì)工作者應(yīng)該努力的目標(biāo)。 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(jì)（論文） 6 隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展和日臻完善，實(shí)現(xiàn)程序化控制的起重機(jī)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(jī)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(shí)。為了更準(zhǔn)確、即時(shí)的完成各種工作任務(wù)，各種冶金起重機(jī)通過(guò)有線或無(wú)線與主控設(shè)備聯(lián)動(dòng)。在主控室控制已成為可能，遙控冶金起重機(jī)和程控冶金起重機(jī)已在部分冶金企業(yè)中使用。遙控冶金起重機(jī)一般用在一些高粉塵、高污染的危險(xiǎn)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(jī)在用。而程控冶金起重機(jī)一般用在一些作業(yè)效率較高的場(chǎng)合。為提高起重機(jī)的使用壽命，減小沖擊、提高操作的準(zhǔn)確性、運(yùn)行效率和改善司機(jī)的操作環(huán)境，寶鋼三期工程中的 1580、干熄焦提升機(jī)等都有一定范圍的使用，程控起重機(jī)和遙控起重機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)模式國(guó)際化我們之所以把“結(jié)構(gòu)型式標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)模式國(guó)際化”作為現(xiàn)代冶金起重機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)提出，主要出于以下兩方面的考慮：a) 市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)冶金起重機(jī)的客觀要求 由于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行體制已由計(jì)劃轉(zhuǎn)向了市場(chǎng)，這樣為設(shè)備采購(gòu)單位在短時(shí)間內(nèi)利用招投標(biāo)形式選擇質(zhì)優(yōu)、價(jià)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(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)模式的國(guó)際化就很難達(dá)到用戶的要求；b) 信息、通信技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)型式標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)模式國(guó)際化提供了充分的物質(zhì)和技術(shù)支持。實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)型式的標(biāo)準(zhǔn)化還可以把經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)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(wèn)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(jī)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)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(shí)，冶金企業(yè)需要有：橋式加料起重機(jī)、料箱加料起重機(jī)、鑄造起重機(jī)、脫錠起重機(jī)、均熱爐鉗式起重機(jī)、均熱爐揭蓋起重機(jī)、板坯夾鉗起重機(jī)、剛性料耙起重機(jī)、(含磁盤)鋼卷夾鉗起重機(jī)等多種起重機(jī)來(lái)完成其工藝過(guò)程，而采用連鑄→連軋工藝時(shí)，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(jī)即可完成全部工藝過(guò)程中的物料搬運(yùn)，使吊車型式得到極大的簡(jiǎn)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(duì)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(shí)現(xiàn)多種操作功能。、操作環(huán)境舒適化隨著社會(huì)的進(jìn)步，環(huán)保意識(shí)和勞動(dòng)保護(hù)意識(shí)的提高，冶金起重機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中把人機(jī)工程及操作環(huán)境舒適要求提到了較高的要求，如：司機(jī)室加裝冷、暖空調(diào)、隔熱保護(hù)、地畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 面無(wú)線遙控、車上有線和無(wú)線通訊、航空座椅、司機(jī)休息室，上、下吊車全部采用斜梯、電氣室加裝隔熱防護(hù)和冷風(fēng)機(jī)，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(hù)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(jī)室與可躺式航空座椅、冷暖空調(diào)、有線、無(wú)線通訊配合使用。為改善司機(jī)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(jī)工程合理化正逐步成為現(xiàn)代冶金起重機(jī)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一，越來(lái)越引起人們的重視。鑄造起重機(jī)主傳動(dòng)采用星形減速機(jī)應(yīng)成為現(xiàn)代鑄造起重機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)。現(xiàn)在在用的鑄造起重機(jī)大部分是采用棘輪棘爪傳動(dòng)，之所以采用棘輪棘爪的傳動(dòng)有兩個(gè)原因，一是棘輪棘爪對(duì)保證鑄造起重機(jī)的安全運(yùn)行確有其優(yōu)點(diǎn)。二是星形減速機(jī)最初在鑄造起重機(jī)上使用時(shí)連續(xù)出過(guò)幾次問(wèn)題，冶金部專門下文對(duì)星形傳動(dòng)予以停用。經(jīng)過(guò)幾十年的反思，以及星形減速機(jī)在進(jìn)口鑄造起重機(jī)上使用驗(yàn)證的良好業(yè)績(jī)和控制監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展。我們認(rèn)為星形傳動(dòng)在鑄造起重機(jī)上的應(yīng)用將逐步擴(kuò)大，原因有二，其一星形傳動(dòng)基本具備原棘輪棘爪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，還可實(shí)現(xiàn)單電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)安全運(yùn)行；其二對(duì)以前星形傳動(dòng)造成事故的原因的認(rèn)識(shí)逐步趨于一致，即結(jié)構(gòu)性問(wèn)題而非原理性問(wèn)題，只要通過(guò)改進(jìn)和完善設(shè)計(jì)就可以避免，加之電氣控制監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，星形傳動(dòng)的安全運(yùn)行已經(jīng)可以得到有效的保證。 板坯夾鉗起重機(jī)的夾鉗裝置重力夾鉗、電動(dòng)開閉的重力夾鉗、動(dòng)力夾鉗三種夾鉗裝置中，動(dòng)力夾鉗因其成本較高，擴(kuò)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(shí)現(xiàn)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)冶金企業(yè)的自動(dòng)化具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。因而我們認(rèn)為動(dòng)力式板坯夾鉗起重機(jī)在現(xiàn)代冶金起重機(jī)發(fā)展上將占越來(lái)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(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要措施和有效途徑。由于冶金起重機(jī)工作的特殊性，對(duì)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(dòng)機(jī)底座，制動(dòng)器底座，減速器支承座，卷筒支承座，和小車車輪支承座等機(jī)座一次性地劃線加工而成，相互間的形位、尺寸公差由機(jī)床保證，因此裝配工作變得特別簡(jiǎn)單。只要把電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)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(lái)調(diào)節(jié)。簡(jiǎn)而言之，這些部件間的形位公差由機(jī)床精度保證與裝配工人的技術(shù)等級(jí)無(wú)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(shí)也大大縮短了用戶的維修時(shí)間。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 基礎(chǔ)傳動(dòng)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(jī)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(jī)+PLC+基礎(chǔ)傳動(dòng)?；A(chǔ)傳動(dòng)采用變頻調(diào)速。運(yùn)行過(guò)程由傳統(tǒng)的人為速度控制將逐步過(guò)度到準(zhǔn)確的 PLC 位置控制，工作信息將自動(dòng)傳給上位機(jī)(工業(yè) PC)，最終與整個(gè)工廠的管理和控制系統(tǒng)相聯(lián)是冶金起重機(jī)基礎(chǔ)傳動(dòng)與控制發(fā)展的主要趨勢(shì)?；A(chǔ)傳動(dòng)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(jī)構(gòu)將采用調(diào)壓調(diào)速或無(wú)逆變失敗的可逆變式變頻調(diào)速(例如西門子 AFE)，運(yùn)行將以變頻調(diào)速為主。：PLC 將完成所有自動(dòng)控制的功能，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(如 PROFIBUS)實(shí)現(xiàn)對(duì)各機(jī)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(jiǎn)單，可靠性高。對(duì)于板坯連鑄使用的板坯夾鉗連續(xù)自動(dòng)堆垛，連軋后的鋼卷連續(xù)自動(dòng)堆垛，PLC 將根據(jù)設(shè)定，自動(dòng)完成定時(shí)、定位自動(dòng)夾坯，自動(dòng)定位堆垛，整個(gè)過(guò)程將自動(dòng)完成，重復(fù)循環(huán)，系統(tǒng)將具有自診斷功能，以確保運(yùn)行可靠性。故障時(shí)，可切換到司機(jī)人工操作，并隨時(shí)從任一工藝流程點(diǎn)切入自動(dòng)過(guò)程，這將使效率更高，設(shè)備運(yùn)行更合理。 故障監(jiān)測(cè)與控制；裝在司機(jī)室的 PC 機(jī)或觸摸屏人機(jī)界面，將能夠顯示各機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)故障信息，并可在 PC 機(jī)上設(shè)置工藝要求指令，下載至 PLC。啟動(dòng)自動(dòng)控制功能，實(shí)現(xiàn)工藝要求的自動(dòng)控制過(guò)程。工業(yè) PC 機(jī)還可通過(guò)通訊實(shí)現(xiàn)與工廠管理網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理自動(dòng)化。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第二章 主小車設(shè)計(jì) 主小車起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)目前，國(guó)內(nèi)常用的鑄造起重機(jī)主起機(jī)構(gòu)有單減速器機(jī)型、雙減速器機(jī)型、行星 3減速器機(jī)型、整體大減速器機(jī)型及 3 減速器機(jī)型。具有發(fā)展?jié)摿Φ臋C(jī)型有獨(dú)立大減速器機(jī)型和行星大減速器機(jī)型。本此設(shè)計(jì)采用雙減速器機(jī)型。雙減速器機(jī)型，通常用于四梁四軌中、小噸位鑄造起重機(jī)。這種機(jī)型 2 個(gè)卷軸在一軸線上并垂直于主梁通過(guò)聯(lián)軸器將 2 個(gè)卷軸連鎖，達(dá)到同步的目的，并在 1 套機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障后能通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)另一套機(jī)構(gòu)，以保證起重機(jī)能安全工作 1 個(gè)循環(huán)，這種機(jī)型的特點(diǎn)是：自重較輕、小車左右極限較小，但當(dāng)主、副小車起升高度要求高時(shí)，起重機(jī)寬度較大。 計(jì)算參數(shù):起重量 KNPQ80?起升速度 min/畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 起升高度 H=22m工作級(jí)別 M7（二）主起升機(jī)構(gòu)布置的簡(jiǎn)圖：（左右對(duì)稱）圖 卷繞系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)裝置的計(jì)算及其選擇（1）選鋼絲繩 計(jì)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(jì)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?！喗M效率，取 =。Z?Z?計(jì)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(biāo)記為 6w(19)（GB/T89191996） 。（2）確定卷筒的尺寸、轉(zhuǎn)速及滑輪直徑：計(jì)算卷筒和滑輪的最小卷繞直徑 0D畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 hdD?min0式中 h—與機(jī)構(gòu)工作級(jí)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(jī)構(gòu)布置及卷筒總長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng)，取 D=1600mm,則卷繞直徑 =滑輪直徑取 D=700mm卷筒長(zhǎng)度計(jì)算： 3210)(llL?? 30ltnDHm??????????????m4052168*?????????????? 05取 L=2100mm式中 —卷筒上有繩槽長(zhǎng)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(zhǎng)度，取 =3t。1l 1l—卷筒兩端空余長(zhǎng)度，取 =t。2 2—卷筒中間無(wú)槽長(zhǎng)度，取 = 3l卷筒壁厚： ??????mD10~~602. ?????? =38~42mm取 m4進(jìn)行卷筒的壓應(yīng)力校核： lyAtS??axa?畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)算起升靜功率 ?106)(???nOQjvP %2? kw7.式中 —起升時(shí)總機(jī)械效率， ，. 2???tlchz?為滑輪組效率，取 ， 為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械效率，取 =， 為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效z??z?ch ch?t率，取 =， 為卷筒軸承效率，取 =。tl l其余符號(hào)同前。 （4）初選電動(dòng)機(jī) 根據(jù)起升機(jī)構(gòu)工作的繁重程度，初選電動(dòng)機(jī)時(shí)按下式進(jìn)行，最后做過(guò)載和發(fā)熱驗(yàn)算。 jJCGP? = =選用電動(dòng)機(jī) YZR315S8， =75kw, , , ,JC 值取JCmin725rnJC????40%。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ??JCJjdnPn??00 ?????? ?式中 —在起升載荷作用下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；dn —電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速；0 —是電動(dòng)機(jī)在 JC 值時(shí)額定功率與額定轉(zhuǎn)速。JCP? （5） 選減速器： 速比： ??tdni取實(shí)際速比 i=80.起升機(jī)構(gòu)減速器按靜功率 選取，根據(jù) =, ，工作級(jí)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(shí)許用功率 為in86r???????njP???????????kw實(shí)際起升速度： ?實(shí)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(jì)（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(dòng)機(jī)過(guò)載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算過(guò)載驗(yàn)算計(jì)算： ??10)(????nOQmnvPHP ?? ?式中 —基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定功率，單位為 kw。 H—系數(shù)，繞線式異步電動(dòng)機(jī)，取 H=； —基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過(guò)載倍數(shù)，查表 ；m? ?m? —電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)； —總機(jī)械效率 。??? 發(fā)熱驗(yàn)算計(jì)算： SP?式中 P—電動(dòng)機(jī)在不同接點(diǎn)持續(xù)率 JC 值不同 CZ 值時(shí)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(jì)（論文） 15 ??? ?過(guò)載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算通過(guò)。 選制動(dòng)器 39。zhjMk??= =??式中： —制動(dòng)力矩，單位為 ；zh ?—制動(dòng)安全系數(shù)，查表 M5 得 =。zhkzhk—下降時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩，單位為 ；39。jMNm?039。 39。()2QjPDmi??????—下降時(shí)總機(jī)械效率39。?選取制動(dòng)器為 ， 安裝時(shí)將制動(dòng)力40/1258YWZ???MN??120?矩調(diào)整到所需的制動(dòng)力矩?mvPGn