【正文】 絲繩在卷簡上的位置是變化的。一般卷筒壁厚相對于卷筒直徑較小，所以卷筒壁厚可以忽略不計，在鋼絲繩的最大拉力作用下，使卷筒產生壓應力、彎曲應力和扭曲應力。 卷筒節(jié)徑 設計卷筒的節(jié)徑即卷筒的卷繞直徑，查機械設計手冊知不能小于下式： （4—6）式中 —按鋼絲繩中心計算的卷筒最小直徑（mm）； h — 與機構工作級別和鋼絲繩結構有關的系數，根據工作環(huán)境級別為，查機械設計手冊h=28； d — 鋼絲繩的直徑（mm）。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力，也消除了在卷筒卷繞過程中繩圈間可能產生的摩擦，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。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。一般常用中、低粘度潤滑油和濾青質化合物。 2）決定滑輪繩槽尺寸時，必須考慮新鋼絲繩直徑較公稱直徑有6％—8％的過盈量這一事實。按鋼絲繩所在機構工作級別來選鋼絲繩直徑時，所選的鋼絲繩拉斷力應滿足下式：（機械設計手冊第二冊）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，查手冊選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），=（本設計中鋼絲繩不接觸高溫，橫向壓力較小，選用纖維芯鋼絲繩）查機械設計手冊，鋼絲繩型號選擇：鋼絲繩619（a）類14—NAT—FC—1470—ZS—102—型號解釋如下： 14—鋼絲繩直徑 NAT—鋼絲表面狀態(tài)（光面鋼絲） FC—鋼絲繩的結構形式（纖維芯） 1470—鋼絲公稱強度（ ） ZS—捻向（左交互捻） 102—鋼絲繩最小破段拉力KN —單位長度重量kg/100m 鋼絲繩的使用 鋼絲繩在工作時卷繞進出滑輪和卷筒，除產生拉應力外，還有擠壓、彎曲、接觸和扭轉等應力，應力情況是非常復雜的。 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法。卷楊機應優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。其特點是接觸應力高．表面粗糙，鋼絲易折斷，使用壽命低。 鋼絲繩的種類，根據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)。此次設計的卷揚機設計的主要參數有：額定起升重量： 5噸起升高度： 14米起升速度： 12米/分卷揚機用途： 用于5噸橋式吊車起升機構工作條件： 頻繁啟動 粉塵量大第三章 鋼絲繩的選擇卷揚機通過鋼絲繩升降、牽引重物。在橋式起重機中采用雙聯滑輪組，一方面使卷筒兩支撐上的受力不變，也就是使運行小車兩邊的軌道輪壓不變，這對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程中不作橫向移動。 卷筒與減速器低速軸之間的連接型式很多。 一般制動器都安裝在高速軸上，這樣所需要的制動力矩小，相應的制動器尺寸小，重量輕。圖21 起升機構示意圖1—電動機 2—聯軸器 3—減速器 4 —卷筒5—導向滑輪 6—滑輪組 7—吊鉤電動機正轉或反轉時，制動器松開，通過帶制動輪的聯軸器帶動減速器高速軸，經減速器減速后由低速軸帶動卷筒旋轉，使鋼絲繩在卷筒上繞進或放出，從而使重物起升或下降。 4）少齒差行星傳動 少齒差傳動可得到大的傳動比，并可把傳動系統放在卷筒內，使結構緊湊。 采用錐形轉子電動機的卷揚機 此類卷揚機利用錐形轉子電動機本身所具有的制動性能來實現卷揚機的制動。其制動型式主要有電磁鐵制動器和錐形轉子電動機兩類，下面就這兩種制動型式卷揚機的常見類型作介紹。 2）設備安裝 一般設備的質量都較大，則要求卷揚機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。1）手動卷揚機 用于無動力來源地區(qū)的小型卷揚機；2）電動卷揚機 大多數卷揚機皆屬于此類；3）內燃機卷揚機 用于無電源的地方；4）氣動卷揚機 用于不能使用電源的地方；5）液壓卷揚機 用于與其他設備配套使用而有液壓源的場合。此參數為卷揚機的主要參數。對大型卷揚機安裝了電器連鎖裝置，以保證絕對安全可靠。電控齒輪換檔(采用延時繼電器)．起吊位置精確，運動緩和，傳動件在油池里工作，停車緩慢，避免磨損電磁剎車。ENDO型卷揚機采用起重電動機，卷揚機可兩檔變速，排繩器裝在上部，是單螺旋軸雙導向桿式結構，機座全部是焊接結構，所有機械與電器部分都裝在機座里。其生產的卷揚機品種系列比較齊全，主要有： （1）．動力卷揚機 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、英格索在此期間，由于石化工業(yè)的發(fā)展，大型設備很多，都需要吊裝，如一些大型反應塔，塔的高度達七八十米，質量達五六百噸，就需要有大型吊裝用的卷揚機，因而各廠家相繼生產了20t和32t卷揚機(圖1—2)，滿足了經濟發(fā)展的需要。在調查的基礎上，開始自行設計和制造新的卷揚機，、lt、3t電動卷揚機，但由于對當時各廠家的生產能力估計不足，無法推廣。在我國，解放前卷揚機只有在一些大型企業(yè)中才被使用，應用很少，而且所使用的卷揚機也均為國外生產，國內基本上沒有生產卷揚機的廠家。由于它結構簡單、操作方便、維護保養(yǎng)簡單、使用成本低、可靠性高等優(yōu)點，廣泛應用于建筑、水利、冶金起重作業(yè)。原沈陽國泰機器廠(阜新礦山機械廠前身)等成批仿制了兩種卷揚機，一種為日本的JIS8001型動力卷揚機，它是一種原動機為電動機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機，另一種是按蘇聯圖紙制造的1011型和1012型普通蝸桿傳動、電控慢速卷揚機?？焖倬頁P機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構，操縱用手板剎車帶制動(如圖11)。 1） 美國美國生產卷揚機的廠家有近百家，主要有貝波(BEEBE)國際有限公司、哲恩(THERN)有限公司等。據日本荷役機械研究所核計，1970~％。F型是V型帶傳動，MF型是單筒開式齒輪傳動，DF型是雙筒開式齒輪傳動。這種卷揚機能夠比較理想地與各種機械配套。電動機帶動直齒減速器，用錐齒輪帶動卷筒。此種卷揚機結構簡單，有一個卷筒和一個變速箱即可。為適應特殊需要，還有一種變速卷揚機，其速度可調，有雙速、三速和多速幾種類型。 2）電控卷揚機 用電控鈕控制電磁鐵制動器使卷揚機工作。 卷揚機雖然可以分成很多種類，實際上由于應用情況的復雜，很難把它們絕對分清，而且一臺卷揚機往往幾種工作都要做，所以在卷揚機的設計上對用途分得并不清楚，而是按要求高的來設計，這樣能使卷揚機實現一機多用，得到更廣泛的應用。圖13 圓柱齒輪減速器快速卷揚機簡圖 1—電動機 2—聯軸器 3—制動器 4—減速器5—聯軸器 6—卷筒 7—底座 8—支架2）蝸桿減速器慢速卷揚機。由于此類卷揚機的電動機軸線與卷筒軸線為同軸，故習慣上把這類卷揚機叫做一字型結構卷揚機。 5）諧波傳動 此傳動的傳動比大，嚙合齒數多，所以承載能力大，故其體積、質量可更小。 起升機構的典型傳動型式 在電動機與卷筒之間通常采用效率較高的起重用標準兩級減速器。這樣，即使聯軸器被損壞，制動器仍可把卷筒制動住，以確保機構的安全。這種連接型式的優(yōu)點是結構緊湊，軸向尺寸小，分組性好，能補償減速器與卷筒軸之間的安裝誤差。大起重量采用較大的倍率，可避免采用過粗的鋼絲繩。因此，應特別重視鋼絲繩的合理選擇與使用。但容易松散和扭轉。(2)線接觸鋼絲繩 線接觸鋼絲繩繩股由不同直徑的鋼絲統制而成，每一層鋼絲的節(jié)距相等，由于外層鋼絲位于內層鋼絲之間的溝槽內，因此內外層鋼絲間形成線接觸。 鋼絲繩的安全系數按下式計算： （3—1）式中—整條鋼絲繩的破斷拉力(N)。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，它與機構的工作級別、鋼絲繩是否旋轉以及吊運物品的性質等因素有關。 在正確選擇鋼絲繩的結構和直徑之后，實際使用壽命的長短，在很大程度上取決于鋼絲繩在使用中的維護和保養(yǎng)及與相關機件的合理配置。 3）滑輪與卷筒的材料太硬，對鋼絲繩壽命不利。 6）在室外、潤濕或腐蝕介質存在的環(huán)境里，應選用鍍鋅鋼絲繩。只有在繞繩量特別大或特別要求機構緊湊的情況下，為了縮小卷筒的外形尺寸，才采用多層繞的方式。繩槽的形狀分別為標準繩槽和深槽兩種，如圖（4—1）。 ＝=380mm。本設計中L=1000mm D=400 mm，符合3的要求，所以只計算壓應力即可。由卷揚機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: 軸轉動式 卷筒軸的設計計算 由于卷筒軸的可靠性對卷揚機安全、可靠的工作非常重要，因此應十分重視卷筒軸的結構設計和強度、剛度計算。查機械設計手冊、機械傳動設計手冊、起重機設計手冊，初步得到心軸各段直徑和長度，如圖52所示,本設計心軸左邊選用調心滾子軸承圓柱孔20000型，右邊選用調心球軸承圓柱孔10000（TNM）型。 為使計算簡便，可假設＝1。所以該軸符合本設計要求。多數情況下選用繞線轉子電動機；在工作條件較輕，接電次數較少時，亦可采用籠型轉子電動機。可按下式計算： （7—2）式中 — 起升滑輪組倍率； — 卷筒的計算直徑（mm）； — 起升速度。螺旋角及方向176。45鋼經調質處理硬度為217~255HBS。鋼絲繩繞過若干動滑輪和定滑組成的滑輪組，可以起到省力和增速的作用(卷揚機使用滑輪組主要起省力作用)，它是起重機械的重要組成部分。滑輪繩槽的結構及剖面尺寸見圖8—2。通用吊鉤已經標準化。 ＝~ （mm）本設計選用D=72mm鉤口尺寸： （8—3） ＝54（mm）其它尺寸： h＝172 ＝72 mm ＝2 ＝144 mm ＝36mm所以選用吊鉤型號為：直柄單鉤LM006M型號意義為： 第九章 制動器，聯軸器的選擇、特點及選擇 制動器按用途可分為停止制動、支持制動和下降制動三種。 在設計或選擇制動器時，主要依據是制動力矩。如果一旦發(fā)生事故，電機斷電，制動器也立即上閘，這是一種常閉式制動器。本設計為有軌運行機構。在單梁起重機工字鋼下翼緣上運行；，用于纜索起重機的承載索上。 ，不許將任何物體靠近卷揚機，或者落在卷揚機上。 9．當發(fā)現機器有任何故障或損壞時不得繼續(xù)使用。它讓我明白了無論是設計新產品，還是改造老產品，都是一個復雜的技術過程，容不的半點含糊。 李澄主編 高等教育出版社（2）171。 胡宗武等主編 北京科技技術出版社（6）171。 李恒全等主編 青島海洋大學出版社66