【正文】 本設(shè)計(jì)采用二級圓柱齒輪減速器。? 制動器，聯(lián)軸器的選擇 制動器的分類及選擇按照制動器構(gòu)造特征，可分為帶式制動器、塊式制動器、蹄式制動器和盤式制動器四種。電動機(jī)分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)兩種，由于直流電動機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，因此無特殊要求時不宜采用。此處取 。由下圖 可知．最大彎矩發(fā)生在剖面 B 處。根據(jù)受力分析可知，當(dāng)鋼絲繩位于右極限位置時，心軸受力較大，因此應(yīng)按有極限位置進(jìn)行軸的強(qiáng)度計(jì)算。由此可知，卷筒軸在正常使用條件下，最終將發(fā)生疲勞破壞。鋼絲繩拉力經(jīng)卷筒及支承作用到軸上產(chǎn)生的力矩，其大小隨鋼絲繩在卷簡上位置的變化而不同。其中壓應(yīng)力最大[13]。對于有螺旋槽的單層繞卷筒，鋼絲繩允許偏斜度通常為1：10，可知選取 3l＝36 mm 。本設(shè)計(jì)采用單層繞。7. 經(jīng)常檢查鋼絲繩是否與別的機(jī)件摩擦，重新更換新繩時必須核對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，遇到問題及時解決。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％?？蓮囊韵聨追矫婵紤]該問題：1. 滑輪和卷筒直徑 D 與鋼絲繩直徑 d 的比值大小對鋼絲繩的壽命影響較大，幾乎成平方關(guān)系。由起升載荷（額定起重量，鋼絲繩懸掛部分的重量，滑輪組及其它吊具的重量）并考慮滑輪組效率相倍率來確定；c—鋼絲繩選擇系數(shù)，它與機(jī)構(gòu)的工作級別、鋼絲繩是否旋轉(zhuǎn)以及吊運(yùn)物品的性質(zhì)等因素有關(guān)。本設(shè)計(jì)卷?xiàng)顧C(jī)應(yīng)優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。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。但由于雙聯(lián)滑輪組的倍率比單聯(lián)滑輪組小一倍，起升機(jī)構(gòu)的傳動比也需要增大一倍，這就使機(jī)構(gòu)尺寸增大，所以其他的起重機(jī)采用單聯(lián)滑輪組，此次設(shè)計(jì)的是 噸橋式起重機(jī)的卷揚(yáng)機(jī)，因此選用雙聯(lián)滑輪組。本卷揚(yáng)機(jī)的卷筒與低速軸的連接為帶齒輪接盤的結(jié)構(gòu)型式，卷筒軸左端用自位軸承支撐于減速器輸出軸的內(nèi)腔軸承座中，低速軸的外緣制成外齒輪，它與固定在卷筒上的帶內(nèi)齒輪的接盤相嚙合，形成一個齒輪連軸器傳遞扭矩，并可以補(bǔ)償一定的安裝誤差。經(jīng)常利用聯(lián)軸器的一半兼作制動輪。電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動時，依靠制動器將高速軸的制動輪剎住，使懸吊的重物停止在空中 【10】 。K ＝ (21)dmnittt Ft ????21333式中 K ——當(dāng)量拉力系數(shù)；d t ——F 作用下的時間；ii t ＝ t ，t ，n ；i i i12N ——總的工作循環(huán)次數(shù)，N ＝∑n ＝n ＋ n ＋ 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 8 頁 共 45 頁 卷揚(yáng)機(jī)工作級別與類別為了合理設(shè)計(jì)、制造、使用及提高零件三化水平，卷揚(yáng)機(jī)根據(jù)利用等級與載荷狀態(tài)劃分為：A ，A ， A ，A ，A ， A ，A ，A ，八個工作級別12345678【6】 。此種減速器不適應(yīng)高速重載的工況要求，而且直齒圓柱齒輪占據(jù)空間較大。此種卷揚(yáng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，有一個卷筒和一個變速箱即可。電動機(jī)帶動直齒減速器，用錐齒輪帶動卷筒。這種卷揚(yáng)機(jī)能夠比較理想地與各種建筑機(jī)械配套。遠(yuǎn)滕鋼機(jī)公司有 60 多年歷史，它是日本唯一生產(chǎn)特殊電動卷揚(yáng)機(jī)的公司。其生產(chǎn)的卷揚(yáng)機(jī)品種系列比較齊全，主要有：1．動力卷揚(yáng)機(jī) 分 BF、 MF、DF 三種型式。美國除上述兩家公司外，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、英格索在西方技術(shù)先進(jìn)的國家中，雖然工業(yè)水平先進(jìn)，機(jī)械化程度不斷提高，起重設(shè)備也在不斷更新，但仍不能完全淘汰卷揚(yáng)機(jī)這樣的行之有效的簡單機(jī)械設(shè)備。 [3]隨著改革開放逐步深入，生產(chǎn)形勢的不斷發(fā)展，新產(chǎn)品的開發(fā)提到日程上來了，不少生產(chǎn)廠家成立了廠屬研究所，開發(fā)了如高速卷揚(yáng)機(jī)、變速卷揚(yáng)機(jī)、自動限位卷揚(yáng)機(jī)等新產(chǎn)品，以及諧波傳動、擺線針輪傳動、圓弧齒齒輪傳動、圓弧齒圓柱蝸桿傳動等具有新型傳動型式的卷揚(yáng)機(jī)。快速卷揚(yáng)機(jī)的基型采用半開半閉式齒輪傳動，離合器采用單錐面石棉橡膠摩擦帶結(jié)構(gòu)，操作用手板剎車帶制動。原沈陽國泰機(jī)器廠等成批仿制了兩種卷揚(yáng)機(jī)，一種為日本的 JIS8001 型動力卷揚(yáng)機(jī)，它是一種原動機(jī)為電動機(jī)，傳動形式是開式圓柱齒輪傳動，雙錐體摩擦離合器，操作為手板腳踩的快速卷揚(yáng)機(jī)；另一種是按蘇聯(lián)圖紙制造的 1011 型和 1012 型普通蝸桿傳動、電控慢速卷揚(yáng)機(jī)。 [1]汽車吊也存在著成本太高的問題，同時由于使用環(huán)境，汽車吊不能廣泛的在工程中應(yīng)用，所以卷揚(yáng)機(jī)承擔(dān)了大多設(shè)備的安裝。關(guān)鍵詞：卷揚(yáng)機(jī)，卷筒，卷筒軸，減速器 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)THE DESIGN OF TON HOISTAbstractAlso known the hoist another name is winch. Vertical lifting transport machinery is an important ponent of the tie in with the derrick, mast, pulley blocks, and auxiliary equipment, used to enhance the materials, installation of equipment operations, from human or mechanical powerdriven drum, winding traction rope to plete the installation work. Vertical, horizontal or inclined simple tractor Lifting heavy objects. Two types of the hoist are manual and electric two kinds. and Now to the main electric winch. The design of the electric hoist motor contions electromotor coupling arrester retarder drum boom sheave a system of pulleys set hook, etc..This design of hoist is start from the wire rope, and next then turn on the winch drum, drum spindle, motor, gear reducer, speed reducer shaft, brakes, couplings and pulley drum machineoriented design and selection. On drum, drum shaft, drum hub, most major reducer design, the design are focus introduced, and the rest is just a little something for analysis.The design of the drum machine because of its simple structure, handling the installation of a flexible, convenient operation, and operating environment features such as adaptability, can be applied to lifting metallurgical, operations and other water conservancy, Heavy winch upgrade is one of the main functions of the design of various types of winches are based on based on this request.Key words: hoist；drum。 是起重垂直運(yùn)輸機(jī)械的重要組成部分，配合井架、桅桿、滑輪組等輔助設(shè)備，用來提升物料、安裝設(shè)備等作業(yè)，由 人 力 或 機(jī) 械 動 力 驅(qū) 動 卷筒 、 卷 繞 繩 索 來 完 成 牽 引 工 作 的 裝 置 。本次設(shè)計(jì)的步驟是從鋼絲繩開始入手，然后依次對卷揚(yáng)機(jī)的卷筒、卷筒心軸、電動機(jī)、制動器、減速器齒輪、減速器軸設(shè)計(jì)與選取。卷揚(yáng)機(jī)最為主要的功能是提升重物，所以本設(shè)計(jì)也是以此為依據(jù)的。符合國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的卷揚(yáng)機(jī)是國標(biāo)卷揚(yáng)機(jī)，而廠家自己定義標(biāo)準(zhǔn)的卷揚(yáng)機(jī)就成了非標(biāo)卷揚(yáng)機(jī)。在調(diào)查的基礎(chǔ)上，開始自行設(shè)計(jì)和制造新的卷揚(yáng)機(jī)， 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 2 頁 共 45 頁先后試制了 、1t、3t 電動卷揚(yáng)機(jī)，但由于對當(dāng)時各廠家的生產(chǎn)能力估計(jì)不足，無法推廣 [2]。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揚(yáng)機(jī)，因而各廠家相繼生產(chǎn)了 20t 和 30t 卷揚(yáng)機(jī)，滿足了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。這兩種機(jī)型結(jié)構(gòu)緊湊，加工簡單，操作方便，體積小，重量輕，一般中小企業(yè)均可生產(chǎn)，滿足了生產(chǎn)的需要 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 3 頁 共 45 頁又實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的進(jìn)步。哲恩有限公司是美國較大的生產(chǎn)起重設(shè)備的公司，主要產(chǎn)品有各種手動卷揚(yáng)機(jī)、電動卷揚(yáng)機(jī)、提升機(jī)械及起重機(jī)。日本卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)由機(jī)械技術(shù)部會、荷役機(jī)械技術(shù)委員會領(lǐng)導(dǎo)。2．電動卷揚(yáng)機(jī) 該廠生產(chǎn)的電動卷揚(yáng)機(jī)為 KM 型，功率 ～11kW，拉力6000～142100N，四種規(guī)格。（三） 法國法國生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的廠家很多，其中包滕(POTAIN)公司就是生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的主要廠家之一。電控齒輪換檔(采用延時繼電器)，起吊位置精確，運(yùn)動緩和，傳動件在油池里工作，停車緩慢，避免磨損電磁剎車。對大型卷揚(yáng)機(jī)安裝了電器連鎖裝置，以保證絕對安全可靠。根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定以下兩種方案：方案一：圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動的卷揚(yáng)機(jī)如圖 。在空間布置上，圓柱齒輪減速器更適用于本設(shè)計(jì)。載荷譜系數(shù) K 可用下式計(jì)算：fK ＝∑ (21)f ????????????meitiFNn式中 K ——載荷譜系數(shù)；fn ——在鋼絲繩拉力 F 作用下的工作循環(huán)次數(shù)，n ＝n ，n fd 起升機(jī)構(gòu)的組成及型式 起升機(jī)構(gòu)的組成起升機(jī)構(gòu)是使重物作升降運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，它是任何起重機(jī)必不可少和最主要最基本的機(jī)構(gòu)。前者構(gòu)造簡單并能起緩沖作用，但彈性橡膠圈的使用壽命不長；后者堅(jiān)固耐用，應(yīng)用最廣。在重要的起升機(jī)構(gòu)中有時設(shè)兩個制動器，而第二個制動器可安裝在減速器高速軸的另一伸出端或裝設(shè)在電動機(jī)的尾部出軸上。但在起升高度較大時，往往用增大卷筒直徑的方法以減小其長度。對于非標(biāo)準(zhǔn)零部件需進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)。使鋼絲繩在彎曲上有較大的自由度，從而顯著提高了抗疲勞強(qiáng)度，其壽命通常高于點(diǎn)接觸鋼絲繩。rF目前在工業(yè)化國家，對鋼絲繩直徑的選擇普遍采用選擇系數(shù)法。實(shí)踐表明，由于鋼絲繩反復(fù)彎曲相擠壓所造成的金屬疲勞是鋼絲繩破壞的主要原因。過小的繩槽直徑會使鋼絲繩受到過度擠壓而提前斷絲，繩槽尺寸過大，又會使鋼絲繩在槽內(nèi)的支承面積減小，增大鋼絲繩的接觸應(yīng)力。目前我國生產(chǎn)的“鋼絲繩油’ ’屬于中等粘度油，適用于各種股捻鋼絲繩的潤滑。 卷筒的分類按照鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)分，卷筒分單層繞和多層繞兩種。0D 卷筒節(jié)徑設(shè)計(jì)卷筒的節(jié)徑即卷筒的卷繞直徑，由設(shè)計(jì)知 不能小于下式：0 0minDhd? （314）式中 0minD—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)境級別為7M，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 h=28 mm。0D5?? 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 20 頁 共 45 頁 卷筒強(qiáng)度計(jì)算及檢驗(yàn)卷筒材料一般采用不低于 HT200 的鑄鐵，特殊需要時可采用 ZG230450、ZG270500 鑄鋼或 Q235A 焊接制造。 卷筒軸的設(shè)計(jì)計(jì)算卷筒軸是支持卷揚(yáng)機(jī)正常工作的重要零件，合理設(shè)計(jì)與計(jì)算卷筒軸對卷揚(yáng)機(jī) 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 21 頁 共 45 頁性能至關(guān)重要。對固定心軸的疲勞失效而言，最危險(xiǎn)的應(yīng)01r??力情況是脈動循環(huán)變化，為安全起見，卷筒的固定心軸應(yīng)力以按脈動循環(huán)處理為宜。本設(shè)計(jì)以計(jì)算出的參數(shù)有：繩的額定拉力 ＝1000kN，卷筒直徑rF170mm，鋼絲繩的直徑 6 mm，外齒軸套齒輪分度圓直徑 D＝224 mm，0D?d?查機(jī)械傳動設(shè)計(jì)手冊，軸的材質(zhì)選擇 45 鋼，調(diào)制處理， MPa， 650??BMPa， MPa， MPa。＝ kN （322）??78059etDVFR???＝ kN （323）60teC彎矩，如下圖 。查得有效應(yīng)力集中系數(shù)尺 ＝，表面狀態(tài)系數(shù) ＝，絕對尺寸系數(shù)K??＝ ，等效系數(shù)小 ＝。 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 2