【正文】 88 規(guī)定了鋼絲繩的兩種標(biāo)記方法，即全稱標(biāo)記合簡(jiǎn)化標(biāo)記。它里邊是點(diǎn)接觸，外面是西魯式線接觸。其特點(diǎn)式耐磨性好，但撓性較差。 （ 2） 線接觸鋼絲繩 線接觸鋼絲繩繩股由不同直徑的鋼絲繞制而成，每一層鋼絲的節(jié)距相等。其特點(diǎn)是：鋼絲繩撓性好，磨損小 ，使用壽命長(zhǎng)，但容易松散和扭轉(zhuǎn)。因此，應(yīng)特別重視鋼絲繩的合理選擇與使用。速度降低的多少?zèng)Q定于滑輪組的型式和動(dòng)滑輪與定滑輪的數(shù)量。故槽底半徑應(yīng)稍大于鋼絲繩直徑。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 28 圖 圖 滑輪常裝在固定的心軸上。鉤號(hào) ～ 5 柄端為普通螺紋；鉤號(hào) 6～ 250 柄端為梯形圓螺紋。 通用吊鉤已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。參考轂長(zhǎng)選鍵長(zhǎng) l＝ 80mm。 C 圖卷筒軸既受彎又受扭，為轉(zhuǎn)軸。根據(jù)表 取 ??? ＝ 61； 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 23 h— 端側(cè)板厚度。 單層卷繞卷筒壓應(yīng)力 1?? 按下式： 1?? ＝ ? ?cPFA ?? ?max1 1A — 多層纏繞系數(shù)，根據(jù)表 取 ； maxF — 鋼絲繩最大拉力。 卷筒邊緣直徑 kD 卷筒邊緣直徑即卷筒端側(cè)板直徑。 根據(jù)以上的分析和了解，考慮到成本和制造工藝性，選擇材料為 HT200 的鑄造卷筒。 按照卷筒內(nèi)部是否 帶有筋板，可分為帶筋板卷筒和不帶筋板卷筒。；對(duì)于排繩器排繩， ? ≤ 2176。 而一個(gè)工作循環(huán)是指從一個(gè)載荷準(zhǔn)備提拉時(shí)開(kāi)始到下一個(gè)載荷準(zhǔn)備提拉時(shí)為止的全過(guò)程。這種布置占用空間小，對(duì)小傳動(dòng)并不適合。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)包括各零部件的選擇、設(shè)計(jì)以及各種安全性驗(yàn)算等主要內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)是想綜合運(yùn)用我們所學(xué)的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，進(jìn)行 簡(jiǎn)單的產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐，深化所學(xué)的基本概念與理論，熟悉機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、裝置和應(yīng)用，學(xué)會(huì)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法。 因?yàn)榇隧?xiàng)工作一般是在水平或傾斜方向進(jìn)行的，為使物品能前后運(yùn)動(dòng)，則要求卷?yè)P(yáng)機(jī)的滾筒正反轉(zhuǎn)均能工作。目前主要用于手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)； 主要為快速單筒卷?yè)P(yáng)機(jī)，應(yīng)用廣泛。 繩速 v? 45m/min。機(jī)型的分類(lèi) 方法很多，目前大致按下述方法分類(lèi)。 （四） 國(guó)外卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 1．大型化 由于基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展，大型設(shè)備和建筑構(gòu)件要求整體安裝，促進(jìn)了大型卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展。液壓系統(tǒng)可同時(shí)控制兩個(gè)機(jī)械制動(dòng)器。 南星株式會(huì)社 是一個(gè)專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)各種類(lèi)型卷?yè)P(yáng)機(jī)的廠家，創(chuàng)業(yè)于 1948 年，生產(chǎn)各種從 ～ 10t 的建筑用卷?yè)P(yáng)機(jī)和 15～ 20t 的各種拖曳式卷?yè)P(yáng)機(jī)。 BF型是 V 型帶傳動(dòng)， MF 型是單筒開(kāi)式齒輪傳動(dòng)， DF 型式雙筒開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。 （二） 日本 日本從明治 30 年開(kāi)始制造和使用卷?yè)P(yáng)機(jī)。 （一） 美國(guó) 美國(guó)生產(chǎn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的廠家有近百家，主要有貝波（ BEEBE）國(guó)際有限公司、哲恩（ THERN）有限公司等。這次設(shè)計(jì)分兩種機(jī)型，一種為基本型（電控卷?yè)P(yáng)機(jī)），一種為溜放型（手控卷?yè)P(yáng)機(jī)）。這兩種基型一直到現(xiàn)今還在生產(chǎn)。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，到了 60年代，卷?yè)P(yáng)機(jī)的生產(chǎn)和使用越來(lái)越多了。建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)除在建筑工地、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外，在冶金、礦山等行業(yè)中亦廣泛應(yīng)用，如高爐料鐘和物料的提升，小型礦井的物料提升，船舶上錨鏈的提升等。提升重物是建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的一種主要功能，所以各類(lèi)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。正因?yàn)榻ㄖ頁(yè)P(yáng)機(jī)具有多種用途，所以它已不僅用于建筑業(yè)，而且在冶金、化工、水電、農(nóng)業(yè)、軍事及交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)亦被廣泛應(yīng)用。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)，先后試制了 、 1t、 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。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 30t 卷?yè)P(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(jiǎn)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)的需要又實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的進(jìn)步。 哲恩有限公司是美國(guó)較大的生產(chǎn)起重設(shè)備的公司，主要產(chǎn)品有各種手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、提升機(jī)械及起重機(jī)。 日本卷?yè)P(yáng)機(jī)行業(yè)由機(jī)械技術(shù)部會(huì)、荷役機(jī)械技術(shù)委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)。 2．電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī) 該廠生產(chǎn)的電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)為 KM 型，功率 ～ 11kW，拉力 6000～142100N，四種規(guī)格。 （三） 法國(guó) 法國(guó)生產(chǎn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的廠家很多，其中包滕 (POTAIN)公司就是生產(chǎn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要廠家之一。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(chē)緩慢，避免磨損電磁剎車(chē)。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。此參數(shù)為建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要參數(shù)。卷?yè)P(yáng)機(jī)按卷筒數(shù)目可分為單筒卷?yè)P(yáng)機(jī)、雙筒卷?yè)P(yáng)機(jī)和多筒卷?yè)P(yáng)機(jī)三類(lèi)。 用壓力油控制卷?yè)P(yáng)機(jī)卷筒的離合和制動(dòng)。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 11 第 2 章 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合建筑現(xiàn)場(chǎng)的需要、工作環(huán)境等實(shí)際情況，從機(jī)器的質(zhì)量、生產(chǎn)、使用綜合考慮，選擇和設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、使用安全可靠的設(shè)計(jì)方案和組織結(jié)構(gòu)，應(yīng)使機(jī)器的生產(chǎn)在保證達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上所提出的各項(xiàng)技術(shù) 要求的基礎(chǔ)上，盡可能降低各零部件的制造成本和保證安全生產(chǎn)。 確定設(shè)計(jì)方案、主要設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算 在現(xiàn)場(chǎng)需求分析的基礎(chǔ)上，找出卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況提出各種可行性方案，并確定各組成部件等。 蝸桿傳動(dòng)的效率低，而且蝸桿傳動(dòng)布置為“ T”字型，占用空間大。由于低速級(jí)轉(zhuǎn)矩大，聯(lián)軸器尺寸也很大，再加上兩處支撐，在軸向布置上占用很大空間。 載荷譜系數(shù) Kf 可用下式計(jì)算： Kf ＝∑???????? ???????? meiti FFNn （ ） 式中 Kf —— 載荷譜系數(shù)； ni —— 在鋼絲繩拉力 Fi 作用下的工作循環(huán)次數(shù)， ni ＝ n1 ， n2 根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求確定建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的載荷狀態(tài)為 Q2 （中）， Kf ＝ ， Kd ＝ 。鑄造卷筒應(yīng)用廣泛。 按照結(jié)構(gòu)的整體性，卷筒可分為整體式卷筒和分體裝配式卷筒。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 21 代入上面的公式得： D≥ eK d ＝ 19 8 ＝ 152（ mm） 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二卷表 D 為 200mm。 卷筒筒壁的強(qiáng)度計(jì)算 按《新編機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》，卷筒的材料已初選為 HT200。 P＝ = 8＝ （ mm）； ??c? — 許用壓應(yīng)力。強(qiáng)度計(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。但不排除在偶然超載或意外情況下發(fā)生靜強(qiáng)度破 壞。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式 得聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩 ? ? ???????? pdlhT ? ＞ 標(biāo) 記方法： 標(biāo)記示例： 鉤號(hào) ，強(qiáng)度等級(jí)為 M 的不帶凸耳模鍛直柄單鉤：直柄單鉤 — M 鉤號(hào) 250、強(qiáng)度等級(jí)為 T 的帶凸耳自由鍛直柄單鉤：直柄單鉤 LYD250— 吊鉤采用專(zhuān)用材料，常用整體鍛造或用厚鋼板切割而成。根據(jù)起吊的最大重量 ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二卷表 （ GB/— 1988），選取吊鉤 5，強(qiáng)度等級(jí)為 P的不帶凸耳模鍛直柄單鉤。 表 滑輪材料 滑輪類(lèi)型 常用材料 用途 實(shí)體滑輪 15， Q235 小型滑輪滑輪直徑 D≤ 350mm 鑄造滑輪 HT150 滑輪直徑 D≤ 350mm，輕級(jí)或中級(jí)工作類(lèi)型的起重機(jī)械 QT45010 中型滑輪，滑輪直徑 D＞ 350mm，一般鑄成輻板上帶孔和筋或鑄成輪輻結(jié)構(gòu)，承載能力較大。但選用時(shí)是按照鋼絲繩中心處得計(jì)算直徑 0D dKD e1min0 ? 式中 d— 鋼絲繩直徑（ mm） 1eK — 與建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，其值按下表 選取。 各種倍率時(shí)滑輪組效率參見(jiàn)下表 。纖維芯鋼絲繩具有較高的撓性和彈性，纏繞時(shí)彎曲應(yīng)力較小，但不能承受橫向壓力。鋼絲繩鋼絲繞成股與股繞成繩的方向相反，它的撓性與使用壽命都較順捻鋼絲繩差，但由于繩與股的扭轉(zhuǎn)趨勢(shì)相反，克服了扭轉(zhuǎn)和易松散的缺陷，故卷?yè)P(yáng)機(jī)應(yīng)優(yōu)先使用。由于線接觸鋼絲繩比點(diǎn)接觸鋼絲繩的有效鋼絲總面積大，因而承載能力高。這種鋼絲繩股的外層由不同直徑的鋼絲組成，配置的的細(xì)鋼絲同時(shí)保持與三根相鄰鋼絲接觸，因而斷面充填系數(shù)高，承載能力大。 普通鋼絲繩在單根使用時(shí)，無(wú)論順捻或交捻，都有向鋼絲繩繞向相反方向旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，給使用帶來(lái)不便。為簡(jiǎn)化計(jì)算，鋼絲繩的選擇多采用安全系數(shù)法，這是一種靜力計(jì)算方法。 由上述分析可知，建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)宜選用不易松散 合旋轉(zhuǎn)傾向小的線接觸鋼絲繩。 （ 3）點(diǎn)、線接觸鋼絲繩 點(diǎn)、線接觸鋼絲繩是一種混合結(jié)構(gòu)的鋼絲繩。這種鋼絲繩股中同一層鋼絲的直徑相同，且股的外層鋼絲粗，內(nèi)層鋼絲細(xì)。在實(shí)際中常發(fā)現(xiàn)這種鋼絲繩在受拉、尤其是受彎時(shí)由于鋼絲間的點(diǎn)接觸，造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生嚴(yán)重壓痕，由此導(dǎo)致鋼絲繩疲勞斷裂而使鋼絲繩過(guò)早報(bào)廢。此類(lèi)鋼絲繩鋼絲繞成股和股繞成繩的旋轉(zhuǎn)方向是一致的。工作時(shí)鋼絲繩所受應(yīng)力十分復(fù)雜，加之對(duì)外界影響因素比較敏感，一旦失效，后果十分嚴(yán)重。建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)廣泛采用帶有導(dǎo)向滑輪得單聯(lián)滑輪組（圖 ） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 30 圖 圖 圖 滑輪組的倍率 當(dāng)采用省力滑輪組時(shí)，繞入卷筒的鋼絲繩拉力比不用滑輪組要小，但此時(shí)貨載的升降速度發(fā)生了變化，比不用滑輪組而直接繞入卷筒的速度有所降低。繩槽半徑 R是根據(jù)鋼絲繩直徑最大允許偏差為 +7%確定的。 滑輪結(jié)構(gòu)與材料 直徑較小的滑輪可做成實(shí)體輪，（見(jiàn)下圖 ）；直徑較大的應(yīng)做成輻板輪，（見(jiàn)下圖 ）或輻條輪；對(duì)于大型或單件生產(chǎn)的滑輪可采用型鋼與鋼板焊接而成。鉤號(hào) ～ 5設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 27 直柄單鉤，柄端結(jié)構(gòu)為型式Ⅰ，用于輕小型起重設(shè)備；鉤號(hào) 6～ 12 柄端結(jié)構(gòu)為型式Ⅱ，用于起重機(jī)械和輕小型起重設(shè)備；鉤號(hào) 40～ 250 柄端結(jié)構(gòu)為型式Ⅲ，用于起重機(jī)械。吊鉤通常與滑輪組合成吊鉤組進(jìn)行工作。由《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》查得，當(dāng) d＝ 58mm～ 65mm 時(shí)，鍵的截面尺寸為：寬 b＝ 18mm,高 h＝ 11mm。對(duì)固定心軸的疲勞失效而言，最危險(xiǎn)的應(yīng)力情況是脈動(dòng)循環(huán)變?cè)O(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 24 化，為安去起見(jiàn)，卷筒的固定心軸應(yīng)力，以按脈動(dòng)循環(huán)處理為宜。根據(jù)《建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)》表 3115 取 sB ＝ ； ??? — 端側(cè)板材料的許用應(yīng)力。此時(shí)只計(jì)算壓縮應(yīng)力即可。 圖 卷筒容繩尺寸參數(shù)示意圖 n= DL? + 0n = 320200000 ??? = B=n d= 8=(mm) B 取為 550mm oD =Dd=2008=192(mm) 3 oD =3 192=576(mm) B=550(mm)＜ 3 oD 所以選取的卷筒容繩寬度是合理的。 卷筒常用材料 常用的卷筒材料見(jiàn)下表 表 常用卷筒材 料