【正文】 14] 第 171 頁表 127，當(dāng)電動機(jī)負(fù)荷持續(xù)率為 FC=40%時(shí)，應(yīng)選用 Y 100L14 型電動機(jī)，其額定功率為 P電 =，滿載轉(zhuǎn)速 電 =1420r/min。所以 i? 減速器的計(jì)算因?yàn)殡妱訖C(jī)軸到減速器高速軸由齒輪鏈接盤連接，其傳動比 0i=1，所以減速器的總傳動比 i=。 分配減速器的各級傳動比按浸油潤滑條件考慮取高速級傳動比 1i= 2，式中 2i為低速級傳動傳動比。在設(shè)計(jì)或選擇制動器時(shí)，主要依據(jù)是制動力矩。生產(chǎn)單位一般采用三相交流電源，如無特殊要求均應(yīng)采用三相交流電動機(jī)。?靜強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù)＝ ＝ （338） max/ssSMW??/sB??當(dāng) 時(shí) ，該軸靜強(qiáng)度足夠。設(shè)卷筒軸該剖面直徑為 ，則彎曲應(yīng)力為：Bd （332）????? 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 24 頁 共 45 頁則： ＝ mm????圓整后 ＝ 75 mm，中間軸段 ＝45＋15＝60 mm0d 圖 心軸的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 卷筒軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)該用鋼絲繩的當(dāng)量拉力進(jìn)行計(jì)算，即： （333）deFK?式中 — 鋼絲繩的當(dāng)量拉力，N；dF— 當(dāng)量拉力系數(shù)。計(jì)算時(shí)，卷筒支承作用到心軸的力，可簡化為作用于軸承寬度中點(diǎn)的集中力，左端距支承點(diǎn) mm，右端距支承點(diǎn) mm。但也不排除在超載或意外情況下發(fā)生靜強(qiáng)度破壞。強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)按鋼絲繩在卷筒上兩個(gè)極限位旨分別計(jì)算。當(dāng) 3 時(shí)彎曲應(yīng)力和扭曲應(yīng)力的合成力不超過壓應(yīng)力 10%,所以當(dāng) 3L?0D L?時(shí)只計(jì)算壓應(yīng)力即可。 00HaLntD????????? =120 mm。 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 17 頁 共 45 頁 卷筒繩槽的確定卷筒繩槽槽底半徑 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） （37）繩槽深度：標(biāo)準(zhǔn)槽：=（~）d （38）1c深槽： 2=（~）d （39）繩槽節(jié)距：標(biāo)準(zhǔn)槽： 1t＝d＋（2~4） （310）深槽： 2t＝d＋（6~8） （311）卷筒槽多數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)槽，只有在使用過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 6 mm， R=（~）d=~ mm R= （312）c=（~）d =~ mm 取 c=4 mm （313）所以 t＝d＋（2~4 ）=10 mm 卷筒的設(shè)計(jì)卷筒按照轉(zhuǎn)矩的傳遞方式來分．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。鋼絲繩的報(bào)廢處理，可參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相資料。4. 為保證鋼絲繩在繩筒上平滑纏繞，避免各圈鋼絲繩間相互摩擦及多層纏繞錘擊和堆繞現(xiàn)象，延長鋼絲繩的使用壽命，鋼絲繩在卷筒及繩輪上的偏角必須保持在一定的限度之內(nèi)，一般在 ?~2 之間。因此，選用較大的滑輪和卷簡直徑對鋼絲繩的壽命是有利的。目前，卷揚(yáng)機(jī)還沒有此系數(shù)的具體規(guī)定。 鋼絲繩直徑的選擇卷揚(yáng)機(jī)系多層纏繞．鋼絲繩受力比較復(fù)雜。但制造工藝簡單，價(jià)格便宜。 滑輪組的倍率的確定對鋼絲繩的拉力、卷筒直徑與長度、減速機(jī)構(gòu)的傳動比以及機(jī)構(gòu)的總體尺寸有很大的影響。在齒輪聯(lián)軸器外側(cè)，即靠近減速器的一側(cè)裝有剖分式密封蓋，以防止聯(lián)軸器內(nèi)的潤滑油流出來和外面的灰塵進(jìn)入。帶制動輪的半體應(yīng)安裝在減速器高速軸上。 根據(jù)需要起升機(jī)構(gòu)上還可裝設(shè)各種輔助裝置，如起重量限制器、起升高度限位器、速度限制器和鋼絲繩作多層卷繞時(shí)，使鋼絲繩順序排列在卷筒上的排繩裝置等。 利用等級利用等級是表示卷揚(yáng)機(jī)使用的頻繁程度，以其在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)應(yīng)總工作循環(huán)次數(shù) N 表征。 方案二：此方案由電動機(jī)、聯(lián)軸器、制動器、蝸桿減速器、開式齒輪傳動、卷筒等構(gòu)件組成。 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 6 頁 共 45 頁第 2 章 卷揚(yáng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)概述 電動卷揚(yáng)機(jī)方案討論電控此類卷揚(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。其他國家，如俄羅斯、英國、瑞典、加拿大、德國等業(yè)都生產(chǎn)著不同用途的各種型號的卷揚(yáng)機(jī)。LMD 型卷揚(yáng)機(jī)可兩檔變速，采用液壓控制。ENDO 型卷揚(yáng)機(jī)采用起重電動機(jī)，卷揚(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[5]。功率為 ～44kW，鋼絲繩拉力從 5880～44100N，有 18 個(gè)規(guī)格。藝德公司等。下面介紹一下幾個(gè)主要國家生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的狀況。為使卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)滿足日益增加的需求和解決中小廠家設(shè)計(jì)力量薄弱的情況，1988 年卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)組織了九廠一所一校成立了卷揚(yáng)機(jī)系列設(shè)計(jì)組，對單筒快速建筑卷揚(yáng)機(jī)起重質(zhì)量從 到 的機(jī)型進(jìn)行了系列設(shè)計(jì)。慢速卷揚(yáng)機(jī)的基型為閉式傳動（圓柱齒輪傳動或蝸桿傳動減速器） 、電磁鐵制動結(jié)構(gòu)。由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力不高，卷揚(yáng)機(jī)的需求量亦不多，故這段時(shí)間國內(nèi)卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)主要是仿制。卷揚(yáng)機(jī)應(yīng)用廣泛，除在工程、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外，而且還應(yīng)用于冶金、礦山、建筑、化工、水電、農(nóng)業(yè)、軍事及交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。 drum shaft。 垂 直 提 升 、 水 平 或 傾 斜 曳 引 重 物 的 簡 單起 重 機(jī) 械 。 本次設(shè)計(jì)的 噸卷揚(yáng)機(jī)是由電動機(jī)、液壓推桿制動器、制動器、電磁鐵制動器、卷筒等組成。本設(shè)計(jì)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。特殊型號的卷揚(yáng)機(jī)—液壓卷揚(yáng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)（與傳統(tǒng)的電動卷揚(yáng)機(jī)相比較）：　　1. 過載保護(hù)　　2. 沖擊防護(hù)　　3. 防爆性能。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)和應(yīng)用情況進(jìn)行了調(diào)查。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)。因此基本型為一字型布置，采用二級或三級圓柱斜齒輪傳動，電制動錐形轉(zhuǎn)子電動機(jī)；溜放型采用封閉式二級行星齒輪傳動，普通 Y系列電動機(jī)，用手操作兩條制動帶控制工作和制動。主要產(chǎn)品有：氣動鏈?zhǔn)骄頁P(yáng)機(jī)(～40t)，防爆拖式氣動卷揚(yáng)機(jī)(～30t) ，駁船卷揚(yáng)機(jī)( 手動、氣動、電動、液壓，25～75t)，電動鏈?zhǔn)骄頁P(yáng)機(jī)(～20t) ，電動葫蘆( ～15t)，電動卷揚(yáng)機(jī) (～) ，手動卷揚(yáng)機(jī) (～75t)，液壓卷揚(yáng)機(jī)(1～10t)，水平卷揚(yáng)機(jī)(～ 9t)，手動鏈?zhǔn)骄頁P(yáng)機(jī) (～100t) ，棘輪牽引器 (～)，空中吊運(yùn)車(～ 20t)。據(jù)日本通產(chǎn)省機(jī)械核計(jì)月報(bào)載，僅 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 4 頁 共 45 頁1977 年單純土建筑卷揚(yáng)機(jī)的產(chǎn)量就達(dá) 12 萬臺，產(chǎn)值約 100 億日元。鼓形離合器采用單錐體式，摩擦材料采用帶型樹脂。卷筒離合器采用高質(zhì)量的襯墊材料，提高了使用壽命；2) 采用五級可換向的齒輪減速器，能獲得與負(fù)荷相適應(yīng)的合理速度和拉力。PC 型卷揚(yáng)機(jī)是三速電動卷揚(yáng)機(jī)，遠(yuǎn)距離遙控操作，空載高速下降，提高了生產(chǎn)率。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)電子技術(shù)。此類卷揚(yáng)機(jī)大多是單卷筒的。而減速器的選擇差別導(dǎo)致了卷揚(yáng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的差別。 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 9 頁 共 45 頁 載荷狀態(tài)載荷狀態(tài)表示建筑卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩承受拉力作用地輕重與頻繁程度，它與整個(gè)使用壽命期限內(nèi)鋼絲繩每次承受地拉力 F 與額定拉力 F 之比（F / F ）和鋼絲繩i eie每次承受拉力 F 作用下地工作循環(huán)次數(shù) n 與總工作循環(huán)次數(shù) N 之比（n /N ）i i tit有關(guān) 【9】 。d根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求確定建筑卷揚(yáng)機(jī)的載荷狀態(tài)為 Q （中） ，2K ＝ ，K ＝。為便于安裝，在電動機(jī)與減速機(jī)之間常采用具有補(bǔ)償性能的彈性柱銷連軸器或齒輪連軸器。制動力矩應(yīng)保證有足夠的制動安全系數(shù)。圖 用齒輪接盤連接型式卷筒的直徑一般盡量選用允許的較小值，因?yàn)殡S著卷筒直徑的增加，扭矩和減速傳動比也增大，引起整個(gè)機(jī)構(gòu)龐大。起升機(jī)構(gòu)計(jì)算是在給定了設(shè)計(jì)參數(shù)，并將布置方案確定后進(jìn)行的，通過計(jì)算選用機(jī)構(gòu)中所需要的標(biāo)準(zhǔn)零部件，如電動機(jī)、制動器、減速器和聯(lián)軸器等。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。 [M〕的鋼絲繩直徑。按鋼絲繩所在機(jī)構(gòu)工作級別來選鋼絲繩直徑時(shí)，所選的鋼絲繩拉斷力應(yīng)滿足下式： F0? n Fmax (35)式中 F0——所選用鋼絲繩最小拉斷力， N； n——安全系數(shù)，查手冊選 n=7,所以 F0?61000= kN (36)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） ，所以鋼絲繩最小拉斷力總和為 kN（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）鋼絲繩型號選擇：鋼絲繩 619（a ）類 14—NAT—FC—1470—ZS—102— 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。2. 決定滑輪繩槽尺寸時(shí)，必須考慮鋼絲繩直徑較公稱直徑有 6％~8％的過盈 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 16 頁 共 45 頁量這一事實(shí)。一般常用中、低粘度潤滑油和濾青質(zhì)化合物。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 【12】 。 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 18 頁 共 45 頁圖 內(nèi)齒嚙合式卷卷筒的設(shè)計(jì)主要尺寸有節(jié)徑 、卷筒長度 L 、卷筒壁厚 δ。對于鑄鐵筒壁 mm （318）??~10D???根據(jù)鑄造工藝的要求，鑄鐵卷筒的壁厚不應(yīng)小于 12 mm，所以 15mm??所以卷筒的參數(shù)選擇為：繩槽節(jié)距 t＝16 mm、槽底半徑 ＝4 mm、卷筒節(jié)1c距 ＝ 170 mm、卷筒長度 L=300 mm、卷筒壁厚 mm。????bc??所以 ???bc經(jīng)檢驗(yàn)計(jì)算，卷筒抗壓強(qiáng)度符合要求。對于轉(zhuǎn)動心軸，其彎曲應(yīng)力一般為對稱循環(huán)變化；對固定心軸，其應(yīng)力循環(huán)特征為 ，視具體的載荷性質(zhì)而定。卷筒軸不僅要計(jì)算疲勞強(qiáng)度，而且還要計(jì)算靜強(qiáng)度；此外，對較長的軸還需校核軸的剛度。 心軸作用力計(jì)算齒輪圓周力： ＝ kN （320）112et DdFTd????????齒輪徑向力： ＝ kN （321）rtg? 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 23 頁 共 45 頁 心軸垂直面支承反力及彎矩支反力，如下圖 。彎曲應(yīng)力為2bmn?? 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 25 頁 共 45 頁＝ Mpa （334）??平均應(yīng)力 和應(yīng)力幅 為ma= Mpa （335） 2bmn軸的形狀比較簡單，且為對稱結(jié)構(gòu)，在 B 截面處尺寸有變化，則有應(yīng)力集中存在，且該處彎矩最大，可以認(rèn)為置截面是危險(xiǎn)截面，應(yīng)在此處計(jì)算軸的疲勞強(qiáng)度。對這類靜不定問題可用三彎矩方程方法計(jì)算軸受力，同時(shí)在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮軸的結(jié)構(gòu)、支承型式以及底座的剛度等問題。建筑卷揚(yáng)機(jī)主要采用三相交流異步電動機(jī)，根據(jù)建筑行業(yè)的工作特點(diǎn)，電動機(jī)工作制應(yīng)考慮選擇短時(shí)重復(fù)工作制 S3 和短時(shí)工作制 S2，并優(yōu)先選用 YZR（繞線形轉(zhuǎn)子）YZ（籠型轉(zhuǎn)子）系列，起重專用電動機(jī)，多數(shù)情況下選用繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)，在工作條件較輕，接電次數(shù)較少時(shí)，亦可選用繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)，對于小噸位建筑卷揚(yáng)機(jī)考慮到多方面因素，電動機(jī)工作制也允許選擇連續(xù)工作制 S1 如選擇Y 系列三相異步電動機(jī)。如圖 。EH??分度圓直徑 d ??= mm (356a)?= mm (356b)