【正文】 卷揚(yáng)機(jī)簡圖 1— 電動機(jī) 2— 聯(lián)軸器 3— 制動器 4— 減速器 5— 聯(lián)軸器 6— 卷筒 7— 底座 8— 支架 （ 2）圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動的卷揚(yáng)機(jī) (圖 14)。 卷揚(yáng)機(jī)雖然可以分成很多種類，實(shí)際上由于應(yīng)用情況的復(fù)雜，很難把它們絕對分清，而且一臺卷揚(yáng)機(jī)往往幾種工作都要做，所以在卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計上對用途分得并不清楚，而是按要求高的來設(shè)計，這樣能使卷揚(yáng)機(jī)實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，得到更廣泛的應(yīng)用。 （ 2）電控卷揚(yáng)機(jī) 用電控鈕控制電磁鐵制動 器使卷揚(yáng)機(jī)工作。 為適應(yīng)特殊需要，還有一種變速卷揚(yáng)機(jī)，其速 度可調(diào)，有雙速、三速和多速幾種類型。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。隨著部標(biāo)準(zhǔn)的頒布，使卷揚(yáng)機(jī)有了大發(fā)展的基礎(chǔ)。為了發(fā)展卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)，行業(yè)組織了有關(guān)廠家的人員對全國卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)相應(yīng)用情況進(jìn)行了調(diào)查。雖然目前塔吊、汽車吊等取代了卷揚(yáng)機(jī)的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而 且靈活性較差，故一般中小型工程仍然廣泛應(yīng)用卷揚(yáng)機(jī)，汽車吊雖然靈活方便，但也因?yàn)槌杀咎?，而不能在工程中廣泛應(yīng)用，故大多設(shè)備的安裝仍然是由卷揚(yáng)機(jī)承擔(dān)的。 本設(shè)計主要設(shè)計了 5 噸卷揚(yáng)機(jī)的卷筒、卷筒軸、卷筒轂、減速器以及滑輪組。本設(shè)計就傳統(tǒng)的卷揚(yáng)機(jī)說起，一直到現(xiàn)在以及將來的發(fā)展。 提升重物是卷揚(yáng)機(jī)的一種主要功能，所以各類卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。為了協(xié)調(diào)生產(chǎn)，卷揚(yáng)機(jī)主要生產(chǎn)廠家組成了卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)組織，隸屬于第一機(jī)械工業(yè)部礦山機(jī) 械行業(yè)。為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，當(dāng)時第一機(jī)械工業(yè)部發(fā)布了 JB926— 74《卷揚(yáng)機(jī)型式與基本參數(shù)》和 JBl803— 76《卷揚(yáng)機(jī)技術(shù)條件》兩個部標(biāo)準(zhǔn)，并把卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)劃歸常德機(jī)械研究所 (長沙機(jī)械研究院前身 )領(lǐng)導(dǎo)。 4．大力發(fā)展不帶動力源裝置的卷揚(yáng)機(jī) 歐美國家非常重視發(fā)展借助汽車和拖拉機(jī)動力的卷揚(yáng)機(jī)。 （ 2）中速卷揚(yáng)機(jī) 繩速 v＝ 15— 30m／ min （ 3）快速眷揚(yáng)機(jī) 繩速 v＝ 30— 45m／ min （ 4）高速卷揚(yáng)機(jī) 繩速 v≥ 45m／ min。 （ 3）圓錐 — 圓柱齒輪減速器 （ 4）蝸桿傳動減速器 （ 5）圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動 （ 6）蝸桿減速器加開式齒輪傳動 （ 7）行星齒輪傳動 （ 8）液壓傳動 6 按控制方法分 （ 1）手控卷揚(yáng)機(jī) 由人工操縱閘把控制卷?xiàng)顧C(jī)提升或下放重物。 （ 4） 打樁 要求卷揚(yáng)機(jī)把重物提升到一定高度后，能使重物成自由落體下降，實(shí)現(xiàn)打樁工作，即要求卷揚(yáng)機(jī)具有溜放性能。 帶有電磁鐵制動器的卷揚(yáng)機(jī) （ 1） 圓柱齒輪減速器快速卷揚(yáng)機(jī) (圖 13)。 （ 2）漸開線圓柱齒輪行星傳動 常見的有封閉型 2K— H 型行星輪系和 3K型行星輪系傳動的卷揚(yáng)機(jī)。 根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)傳動簡圖確定 此次設(shè)計的電動 5 噸卷揚(yáng)機(jī)是由電動機(jī)、連軸器、制動器、減速器、卷筒、導(dǎo)向滑輪、起升滑輪組、釣鉤等組成（如圖 21）。齒輪連軸器的壽命與安裝質(zhì)量有關(guān)，并且需要經(jīng)常潤滑。 為使機(jī)構(gòu)布置方便并增大補(bǔ)償能力，在電動機(jī)與減速機(jī)之間可用浮動軸連接，浮動軸的兩端為半齒輪連軸器。 滑輪組型式（單聯(lián)或雙聯(lián)）和它的倍率對起升機(jī)構(gòu)的尺寸也有很大的影響。 此卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計提升載荷 5 噸，主要用于煉鋼廠 5 噸橋式起重機(jī)上，本卷揚(yáng)機(jī)是利用煉鋼廠現(xiàn)有設(shè)備和材料拼湊而成，因此與標(biāo)準(zhǔn)的 5 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計略有不同。卷揚(yáng)機(jī)系多層纏繞．更適合選用多捻制金屬絲芯鋼絲繩。 鋼絲繩的種類．根據(jù)鋼絲繩中鋼絲與鋼絲的接觸狀態(tài)不同又可分為： (1)點(diǎn)接觸鋼絲繩 點(diǎn)接觸鋼絲繩繩股中各層鋼絲直徑均相同，而內(nèi)外各層鋼絲的節(jié)距不同．因而相互交叉形成點(diǎn)接觸。如果在破斷拉力相同的情況下選用線接觸鋼絲繩，可以采用較小的滑輪和卷筒直徑，從而使整個機(jī)構(gòu)的尺寸減小。 [M〕的鋼絲繩直徑。 410 N，該卷揚(yáng)機(jī)用于冶金行業(yè)鑄造用，所以工作級別為M7，查機(jī)械設(shè)計手冊第二冊鋼繩系數(shù)選擇 c＝ 。 （鋼芯），所以鋼絲繩最小拉斷力總和為 179。故設(shè)計中規(guī)定了卷筒直徑和鋼絲繩直徑的最小比值（ D/d），與卷揚(yáng)機(jī)的工作級別有關(guān)。 （ 5）良好的周期性潤滑是提高鋼絲繩使用壽命的一項(xiàng)重要因素。 第四章 卷筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸確定 卷筒尺寸的由已知起升速度、起升高度和鋼絲繩的尺寸來確定。光卷筒用于多層卷繞，其結(jié)構(gòu)比較簡單，鋼絲繩按螺旋形緊密地排列在卷筒表面上，繩圈的節(jié)矩等于鋼絲繩的直徑。如圖（ 4— 2）。（ 380+48+20） ＋ 100 ＝ 996mm。 本設(shè)計中 L=1000mm D=400 mm，符合 L ? 3 0D 的要求，所以只計算壓應(yīng)力即可。由卷揚(yáng)機(jī)工作情況和軸的受力分析可知， a、 b因卷筒軸主要承受彎矩，可簡化為簡單的心軸。 圖 5— 1 卷筒軸的類型 a: 軸固定式 b、 c: 軸轉(zhuǎn)動式 卷筒軸的設(shè)計計算 由于卷筒軸的可靠性對卷揚(yáng)機(jī)安全、可靠的工作非常重要，因此應(yīng)十分重視卷筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度、剛度計算。 查機(jī)械設(shè)計手冊、機(jī)械傳動設(shè)計手冊、起重機(jī)設(shè)計手冊，初步得到心軸各段直徑和長度，如圖 52 所示 ,本設(shè)計心軸左邊選用調(diào)心滾子軸 承圓柱孔 20210 型，右邊選用調(diào)心球軸承圓柱孔 10000（ TN M）型。 為使計算簡便，可假設(shè) dK ＝ 1。 50AV CVMR? （ 5— 5） ＝ ? ?50 ?? ＝ （ KN mm） 60BV DVMR? （ 5— 6） ＝ 60 ? ＝ （ KN mm） 水平面支承反力及彎矩支反 力， 水平面支承反力見圖 5— 3d。 由圖 5— 1 可知，該卷筒軸用軸端擋板固定于卷筒上，是不動的心軸。 c 圖卷筒軸既受彎又受扭，為轉(zhuǎn)軸。 卷筒軸的受力分析與工作應(yīng)力分析 常用的卷筒軸分軸固定式軸轉(zhuǎn)動式（圖 5— 1）兩種情況。本設(shè)計 的卷筒五特殊需要，額定起重重量不是很大，所以選擇 HT200 的鑄鐵制造。 14 ＝ 392（ mm） 選取 0D =400（ mm） 卷筒的長度設(shè)計 本設(shè)計采用雙聯(lián)滑輪組，如圖 4— 3 圖 4— 3 雙聯(lián)滑輪組 卷筒的長度 ? ?0 1 2 32L L l l l? ? ? ? （ 4— 7） 式中 L— 卷筒總長度； 0L — 繩槽部分長度，其值為： 0 0HaL n tD????????? （ 4— 8） 其中 H— 最大起升高度； a— 滑輪組倍率； 0D — 卷筒卷繞直徑； t — 繩槽節(jié)矩， n — 附加安全圈數(shù)，使鋼絲繩端受力減小，便于固定，通常取 n＝ ～ 3 圈； 1l — 固定鋼絲繩所需要的長度，一般取 1l ＝ 3t； 2l — 兩端的邊緣長度（包括凸臺在內(nèi)），根據(jù)卷筒結(jié)構(gòu)而定； 3l — 卷筒中間無繩槽部分長度 ，由鋼絲繩的允許偏斜角α和卷筒軸到動滑輪軸的最小距離決定。單聯(lián)滑輪組的卷筒只有一條螺旋繩槽；雙聯(lián)滑輪的卷筒，兩側(cè)應(yīng)分別右一條左旋和右旋的繩槽。一般起重機(jī)大多采用單層繞卷筒。其附著力大，不易滑落或與水起作用，且含有防銹劑，是一種良好的潤滑劑。合理的繩槽尺寸應(yīng)比鋼絲繩的公稱直徑大 10％左右。鋼絲繩破壞時，外層鋼絲由于疲勞和磨損首先 開始斷裂，隨著斷絲數(shù)的增多，破壞速度逐漸加快，達(dá)到一定限度后，仍繼續(xù)使用，就會造成整根繩的破斷。 179。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)。 鋼絲繩的安全系數(shù)按下式計算： ? ?pg rSnnF?? （ 3— 1） 式中 pS — 整條鋼絲繩的破斷拉力 (N)。 (2)線接觸鋼絲繩 線接觸鋼絲繩繩股由不同直徑的鋼絲統(tǒng)制而成，每一層鋼絲的節(jié)距 相等，由于外層鋼絲位于內(nèi)層鋼絲之間的溝槽內(nèi)，因此內(nèi)外層鋼絲間形成線接觸。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。大起重量采用較大的倍率，可避免采用過粗的鋼絲繩。這種連接型式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸小，分組性好，能補(bǔ)償減速器與卷筒軸之間的安裝誤差。這樣，即使聯(lián)軸器被損壞，制動器仍可把卷筒制動住，以確保機(jī)構(gòu)的安全。 起升機(jī)構(gòu)的典型傳動型式 在電動機(jī)與卷筒之間通常采用效率較高的起重用標(biāo)準(zhǔn)兩級減速器。 （ 5）諧波傳動 此傳動的傳動比大，嚙合齒數(shù)多，所以承載能力大，故其體積、質(zhì)量可更小。由于錐形轉(zhuǎn)子電動機(jī)是靠轉(zhuǎn)子軸向移動來實(shí)現(xiàn)制動或松開的，可省略單獨(dú)的制動器，在結(jié)構(gòu)上就要求電動機(jī)與傳動系統(tǒng)間能做軸向相對移動。 電控卷揚(yáng)機(jī) 此類卷揚(yáng)機(jī)通過通電或斷電以實(shí)現(xiàn)卷揚(yáng)機(jī)的工作或制動。 7 按用途分 卷揚(yáng)機(jī)由于其用途不同，使用條件的差異，其結(jié)構(gòu)設(shè)計上也有差異。目前生產(chǎn)的大多數(shù)是單筒和雙筒卷揚(yáng)機(jī)．其卷筒都是工作卷筒，再增加的卷筒大多是輔助卷筒，筒徑相對要小些。 1 按鋼絲繩額定拉力 F 分 按鋼絲繩在基準(zhǔn)層上所能承受的最大拉力來區(qū)分。目前，俄羅斯已生產(chǎn)了 60t 卷揚(yáng)機(jī)，日本生產(chǎn)了 32t、 50t、 60t 液壓和氣動卷揚(yáng)機(jī)，美國生產(chǎn)了 136t 和 270t 卷揚(yáng)機(jī)。在各廠自行設(shè)計和生產(chǎn)的基礎(chǔ)上， 1973 年，由卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)組織了有關(guān)廠家和院校聯(lián)合進(jìn)行了卷揚(yáng)機(jī)基型設(shè)計，并充分考慮到了當(dāng)時中小廠家的生產(chǎn)能力。 50 年代為滿足恢復(fù)經(jīng)濟(jì)的需要和第一個五年計劃的得要，卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)被提到了日程上。 工藝方面， 在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。 I 摘要 隨著社會的發(fā)展，機(jī)械將會越來越取代人力，這也是機(jī)械行業(yè)飛速發(fā)展的后果，在機(jī)械的發(fā)展歷史中，新機(jī)械的發(fā)明有著舉足輕重的作用。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。原沈陽國泰機(jī)器廠 (阜新礦山機(jī)械廠前身 )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)動型式是開式圓柱齒輪傳動，雙錐體摩擦離合器，操作為手扳腳踩的快速卷揚(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)?？焖倬頁P(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)，操縱用手板剎車帶制動 (如圖 11)。 2．采用先進(jìn)電子技術(shù) 為了實(shí)現(xiàn)卷揚(yáng)機(jī)的自動控制和遙控，國外廣泛采用了先進(jìn)的電子技術(shù)。按 1955— 88《卷揚(yáng)機(jī)》中規(guī)定為 5， ， 10， ， 16， 20， 25， 32， 50， 80， 120， 160， 200， 320，500kN 共 15 級。 4 按動力源分 由于工作環(huán)境不同，所用的動力源亦不同。 （ 1）提升重物 要求有一定的速度和較高的安全性。物料的提升或下降由電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，操作簡單方便。一般， 軸向移動是通過可移式聯(lián)軸器把電動機(jī)軸的運(yùn)動傳遞到傳動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。但其柔輪的要求較高，生產(chǎn)較為困難。要求低速時可采用三級大傳動比減速器。 起升機(jī)構(gòu)的制動器必須采用常閉式的。如圖（ 22）。有時在采用較大的滑輪組倍率的同時相應(yīng)的降低了起升速度的方式來提高起重量，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)計時常采用的方法。 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。它不允許在無導(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)軌時應(yīng)用為宜。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。 ??n — 卷揚(yáng)機(jī)工作級別規(guī)定的最小安全系數(shù)。目前，卷揚(yáng)機(jī)還沒有此系數(shù)的具體規(guī)定。 4