【正文】 （5—7） ＝ ＝（KN） （5—8） ＝ ＝（KN）彎矩計(jì)算，見(jiàn)圖 8—3e （5—9） ＝ ＝321 （KNmm） （5—10） ＝ ＝ （KNmm）合成彎矩，見(jiàn)圖 8—3f （5—11） ＝ ＝ （KNmm） （5—12） ＝ ＝ （KNmm） 計(jì)算工作應(yīng)力 此軸為固定心鈾，只有彎矩，沒(méi)有轉(zhuǎn)矩。圖52 心軸的各部分尺寸將軸上所有作用力分解為垂直平面的力和水平平面的力，見(jiàn)圖5—3所示。計(jì)算時(shí)應(yīng)按鋼絲繩在卷筒上兩個(gè)極限位置分別計(jì)算。卷筒軸的結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、合理，應(yīng)力集中應(yīng)盡可能小。其彎曲應(yīng)力的應(yīng)力性質(zhì)為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，而扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力性質(zhì)可視為脈動(dòng)循環(huán)變化。a圖為固定心軸，b圖為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸。卷?yè)P(yáng)機(jī)卷筒工作時(shí)，鋼絲繩在卷簡(jiǎn)上的位置是變化的。當(dāng)鋼絲繩單層卷繞時(shí)，卷筒所受壓應(yīng)力按下式來(lái)計(jì)算：=A （4—10）其中 為鋼絲繩單層卷繞時(shí)卷筒所受壓應(yīng)力（） 為鋼絲繩最大拉力（N） 為卷筒壁厚 A 為應(yīng)力減小系數(shù)，一般取A= 為許用壓力，對(duì)于鑄鐵= 為鑄鐵抗壓強(qiáng)度極限所以=A=39查教材機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知195，所以39。一般卷筒壁厚相對(duì)于卷筒直徑較小，所以卷筒壁厚可以忽略不計(jì)，在鋼絲繩的最大拉力作用下，使卷筒產(chǎn)生壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和扭曲應(yīng)力。＝3t=48mm所以 ＝2（380+48+20）＋100＝996mm。 卷筒節(jié)徑 設(shè)計(jì)卷筒的節(jié)徑即卷筒的卷繞直徑，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知不能小于下式： （4—6）式中 —按鋼絲繩中心計(jì)算的卷筒最小直徑（mm）； h — 與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)工作環(huán)境級(jí)別為，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)h=28； d — 鋼絲繩的直徑（mm）。圖 4—1 （a） 標(biāo)準(zhǔn)繩槽 （b） 深繩槽查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知，卷筒繩槽槽底半徑R，槽深c 槽的節(jié)矩t 其尺寸關(guān)系為： R=（~）d（ d 為鋼絲繩直徑 ） （4—1）繩槽深度：標(biāo)準(zhǔn)槽：=（~）d （mm） （4—2）深槽： =（~） d （mm） （4—3）繩槽節(jié)距：標(biāo)準(zhǔn)槽：＝d＋（2～4） （mm） （4—4）深槽： ＝d＋（6～8） （mm） （4—5）卷筒槽多數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)槽，只有在使用過(guò)程中鋼絲繩有可能脫槽的情況才使用深槽，本設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)槽，鋼絲繩直徑選用14mm， R=（~）d mm=~ 取R=8mmc=（~）d mm =~ 取c=4mm t＝d＋（2～4）mm=16mm卷筒按照轉(zhuǎn)矩的傳遞方式來(lái)分．有端側(cè)板周邊大齒輪外嚙合式和筒端或筒內(nèi)齒輪內(nèi)嚙合式，其共同特點(diǎn)是卷筒軸只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩。為了使鋼絲繩在卷筒表面上排列整齊，單層繞卷筒一般都有螺旋槽，有了繩槽后，使鋼絲繩與卷筒的接觸面積增加，因而減小了它們之間的接觸應(yīng)力，也消除了在卷筒卷繞過(guò)程中繩圈間可能產(chǎn)生的摩擦，因此提高了鋼絲繩的使用壽命，目前，多層繞卷筒也制成帶繩槽的，更為合理。本設(shè)計(jì)采用單層繞。卷筒通常是中空的圓柱形，特殊要求的卷筒也有做成圓錐或曲線形的。 7）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(wèn)題及時(shí)解決。一般常用中、低粘度潤(rùn)滑油和濾青質(zhì)化合物。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％。 2）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(guò)盈量這一事實(shí)?？蓮囊韵聨追矫婵紤]該問(wèn)題： 1）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。按鋼絲繩所在機(jī)構(gòu)工作級(jí)別來(lái)選鋼絲繩直徑時(shí)，所選的鋼絲繩拉斷力應(yīng)滿足下式：（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二冊(cè)）F0 n Fmax （3—3）式中 F0——所選用鋼絲繩最小拉斷力（N） n——安全系數(shù)，查手冊(cè)選n=7所以F07=N=又鋼絲繩最小拉斷力總和等于鋼絲繩最小拉斷力（纖維芯）或（鋼芯），=（本設(shè)計(jì)中鋼絲繩不接觸高溫，橫向壓力較小，選用纖維芯鋼絲繩）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，鋼絲繩型號(hào)選擇：鋼絲繩619（a）類14—NAT—FC—1470—ZS—102—型號(hào)解釋如下： 14—鋼絲繩直徑 NAT—鋼絲表面狀態(tài)（光面鋼絲） FC—鋼絲繩的結(jié)構(gòu)形式（纖維芯） 1470—鋼絲公稱強(qiáng)度（ ） ZS—捻向（左交互捻） 102—鋼絲繩最小破段拉力KN —單位長(zhǎng)度重量kg/100m 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。目前，卷?yè)P(yáng)機(jī)還沒(méi)有此系數(shù)的具體規(guī)定。 目前在工業(yè)化國(guó)家，對(duì)鋼絲繩直徑的選擇普遍采用選擇系數(shù)法。—卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別規(guī)定的最小安全系數(shù)。卷?xiàng)顧C(jī)應(yīng)優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。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。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。它不允許在無(wú)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。 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力： 1)順捻鋼絲繩 順捻鋼絲繩義分為右同向捻（ZS）和左同向捻(SS)。 鋼絲繩的種類和構(gòu)造 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。此次設(shè)計(jì)的卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)有：額定起升重量： 5噸起升高度： 14米起升速度： 12米/分卷?yè)P(yáng)機(jī)用途： 用于5噸橋式吊車起升機(jī)構(gòu)工作條件： 頻繁啟動(dòng) 粉塵量大第三章 鋼絲繩的選擇卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩升降、牽引重物。有時(shí)在采用較大的滑輪組倍率的同時(shí)相應(yīng)的降低了起升速度的方式來(lái)提高起重量，可以使起升機(jī)構(gòu)達(dá)到通用性，即將同一起升機(jī)構(gòu)用于不同的起重量，這是在系列設(shè)計(jì)時(shí)常采用的方法。在橋式起重機(jī)中采用雙聯(lián)滑輪組，一方面使卷筒兩支撐上的受力不變，也就是使運(yùn)行小車兩邊的軌道輪壓不變，這對(duì)橋架和小車車架受力使有利的；另一方面是使重物在起升過(guò)程中不作橫向移動(dòng)。如圖（22）。 卷筒與減速器低速軸之間的連接型式很多。 起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器必須采用常閉式的。 一般制動(dòng)器都安裝在高速軸上，這樣所需要的制動(dòng)力矩小，相應(yīng)的制動(dòng)器尺寸小，重量輕。要求低速時(shí)可采用三級(jí)大傳動(dòng)比減速器。圖21 起升機(jī)構(gòu)示意圖1—電動(dòng)機(jī) 2—聯(lián)軸器 3—減速器 4 —卷筒5—導(dǎo)向滑輪 6—滑輪組 7—吊鉤電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)，制動(dòng)器松開(kāi)，通過(guò)帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器帶動(dòng)減速器高速軸，經(jīng)減速器減速后由低速軸帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，使鋼絲繩在卷筒上繞進(jìn)或放出，從而使重物起升或下降。但其柔輪的要求較高，生產(chǎn)較為困難。 4）少齒差行星傳動(dòng) 少齒差傳動(dòng)可得到大的傳動(dòng)比，并可把傳動(dòng)系統(tǒng)放在卷筒內(nèi)，使結(jié)構(gòu)緊湊。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的不同，其可分為： 1）定軸輪系傳動(dòng) 這是1988年行業(yè)組織的系列設(shè)計(jì)中的一種機(jī)型。 采用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的卷?yè)P(yáng)機(jī) 此類卷?yè)P(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(lái)實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的制動(dòng)。3）圓柱齒輪減速器加開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)(圖14)。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，下面就這兩種制動(dòng)型式卷?yè)P(yáng)機(jī)的常見(jiàn)類型作介紹。 電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)由于操作方法不同，其結(jié)構(gòu)相差很大。 2）設(shè)備安裝 一般設(shè)備的質(zhì)量都較大，則要求卷?yè)P(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）液控卷?yè)P(yáng)機(jī) 用壓力油控制卷?yè)P(yáng)機(jī)卷筒的離合和制動(dòng)。1）手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī) 用于無(wú)動(dòng)力來(lái)源地區(qū)的小型卷?yè)P(yáng)機(jī)；2）電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī) 大多數(shù)卷?yè)P(yáng)機(jī)皆屬于此類；3）內(nèi)燃機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī) 用于無(wú)電源的地方；4）氣動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī) 用于不能使用電源的地方；5）液壓卷?yè)P(yáng)機(jī) 用于與其他設(shè)備配套使用而有液壓源的場(chǎng)合。 按卷筒數(shù)目分 一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)上卷筒數(shù)目的多少，直接影響到卷?yè)P(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。此參數(shù)為卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要參數(shù)。 卷?yè)P(yáng)機(jī)主要類型 卷?yè)P(yáng)機(jī)由于應(yīng)用范圍較廣，為適應(yīng)各種不同使用條件，卷?yè)P(yáng)機(jī)亦制造成各種不同機(jī)型的產(chǎn)品。對(duì)大型卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝了電器連鎖裝置，以保證絕對(duì)安全可靠。其他國(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?yè)P(yáng)機(jī)。電控齒輪換檔(采用延時(shí)繼電器)．起吊位置精確，運(yùn)動(dòng)緩和，傳動(dòng)件在油池里工作，停車緩慢，避免磨損電磁剎車。 LMD型卷?yè)P(yáng)機(jī)可兩檔變速，采用液壓控制。ENDO型卷?yè)P(yáng)機(jī)采用起重電動(dòng)機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī)可兩檔變速，排繩器裝在上部，是單螺旋軸雙導(dǎo)向桿式結(jié)構(gòu)，機(jī)座全部是焊接結(jié)構(gòu)，所有機(jī)械與電器部分都裝在機(jī)座里。其結(jié)構(gòu)持點(diǎn)是全部為標(biāo)準(zhǔn)型，采用改進(jìn)了的螺旋頂絲式離合器操縱，因而操作簡(jiǎn)便，易調(diào)整；鼓形離合器采用單錐體式，摩擦材料采用帶型樹(shù)脂。其生產(chǎn)的卷?yè)P(yáng)機(jī)品種系列比較齊全，主要有： （1）．動(dòng)力卷?yè)P(yáng)機(jī) 分BF、MF、DF三種型式。據(jù)日本通產(chǎn)省機(jī)械核計(jì)月報(bào)載，僅1977年單純土建卷?yè)P(yáng)機(jī)的產(chǎn)量就達(dá)12萬(wàn)臺(tái)，產(chǎn)值約100億日元。 美國(guó)除上述兩家公司外，比較重要的生產(chǎn)廠家還有布勞斯公司、賽林公司、斯塔斯派克公司、阿姆降公司、英格索 貝波國(guó)際有限公司成立于1919年，有七十多年的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在此期間，由于石化工業(yè)的發(fā)展，大型設(shè)備很多，都需要吊裝，如一些大型反應(yīng)塔，塔的高度達(dá)七八十米，質(zhì)量達(dá)五六百噸，就需要有大型吊裝用的卷?yè)P(yáng)機(jī)，因而各廠家相繼生產(chǎn)了20t和32t卷?yè)P(yáng)機(jī)(圖1—2)，滿足了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)的基型式為閉式傳動(dòng)(圓柱齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)減速器)、電磁鐵制動(dòng)結(jié)構(gòu)。在調(diào)查的基礎(chǔ)上，開(kāi)始自行設(shè)計(jì)和制造新的卷?yè)P(yáng)機(jī)，、lt、3t電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，但由于對(duì)當(dāng)時(shí)各廠家的生產(chǎn)能力估計(jì)不足，無(wú)法推廣。由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力不高，卷?yè)P(yáng)機(jī)的需求量亦不多，故這段時(shí)間國(guó)內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)的生產(chǎn)主要是仿制。在我國(guó)，解放前卷?yè)P(yáng)機(jī)只有在一些大型企業(yè)中才被使用，應(yīng)用很少，而且所使用的卷?yè)P(yáng)機(jī)也均為國(guó)外生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)基本上沒(méi)有生產(chǎn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的廠家。 提升重物是卷?yè)P(yáng)機(jī)的一種主要功能，所以各類卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單、使用成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑、水利、冶金起重作業(yè)。 卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展概況在很久以前的古代，就知道來(lái)用轆轤等來(lái)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。原沈陽(yáng)國(guó)泰機(jī)器廠(阜新礦山機(jī)械廠前身)等成批仿制了兩種卷?yè)P(yáng)機(jī)，一種為日