【正文】 揚(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 、使用要求、生產(chǎn)批量、加工條件、操作方便與安全的要求等選定與設(shè)計(jì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的各部件。 用限位器來(lái)控制卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作。 按鋼絲繩額定速度 v分 鋼絲繩在基準(zhǔn)層上的出繩速度是建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的又一項(xiàng)主要參數(shù)。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 8 RCS 型卷?yè)P(yáng)機(jī)可五檔變速，三個(gè)低速檔和兩個(gè)高速檔。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：全封閉 內(nèi)齒輪傳動(dòng)；電動(dòng)機(jī)在一端，減速器、制動(dòng)器和操作部分在另一端，中間是卷筒，一字型布置；按鈕操作，可遠(yuǎn)距離遙控；最大特點(diǎn)是卷筒可纏繞 8～ 9 層，容繩量大，適于高層建筑使用。手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要品種有：直齒傳動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、蝸桿傳動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)；電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要品種有：蝸桿傳動(dòng)系列、直齒齒輪傳動(dòng)系列、齒輪蝸桿傳動(dòng)組合系列、直接驅(qū)動(dòng)系列、鏈傳動(dòng)系列。 從 70 年代末期開(kāi)始，中國(guó)實(shí)行了改革開(kāi)放政策，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到了大發(fā)展，基本建設(shè)任務(wù)增加了很多，促使建筑機(jī)械的使用大量增加，生產(chǎn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的廠家亦隨之大量增加。 國(guó)內(nèi)建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)發(fā)展概況 我國(guó)卷?yè)P(yáng)機(jī)的生產(chǎn)是解放后才開(kāi)始的。雖然目前塔吊、汽車(chē)吊等取代了建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的部 分工作，如塔吊在建筑工地上用于物料和構(gòu)件的提升，但由于塔吊成本高，一般在大型建筑中使用，而且靈活性較差，故一般中小型建筑仍然廣泛使用建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)，就是大型建筑中雖有塔吊，也還需要建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)作輔助提升用；汽車(chē)吊雖然靈活方便，但也因?yàn)槌杀咎?，而不能在建筑業(yè)中被廣泛應(yīng)用，故大型設(shè)備的安裝仍然是由建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)承擔(dān)的。慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)的基型為閉式傳動(dòng)（圓柱齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)減速器） 、電磁鐵制動(dòng)結(jié)構(gòu)。下面介紹一下幾個(gè)主要國(guó)家生產(chǎn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的狀況。功率為 ～ 44kW，鋼絲繩拉力從 5880～44100N，有 18 個(gè)規(guī)格。 LMD 型卷?yè)P(yáng)機(jī)可兩檔變速，采用液壓控制。 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要類(lèi)型 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)由于應(yīng)用范圍較廣，為適應(yīng)各種不同使用條件，建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)亦制造成各種不同機(jī)型的產(chǎn)品。 按傳動(dòng)形式分 最早的形式。建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)作為一種機(jī)電產(chǎn)品，它的設(shè)計(jì)幾乎包含了機(jī)械方面所有的知識(shí)。 卷?yè)P(yáng)機(jī)整體布置方案的選擇 方案一（圖 ） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 14 圖 該方案由一個(gè)大齒輪固定在卷筒上，轉(zhuǎn)矩通過(guò)開(kāi)式齒輪由減速器傳給卷筒。鋼絲繩出繩方向偏角 ? ：對(duì)于自然排繩， ? ≤ 176。 卷筒常用材料 常用的卷筒材料見(jiàn)下表 表 常用卷筒材 料 （ MPa） 材 料 極限應(yīng)力 鑄造卷筒 焊接卷筒 HT200 QT45010 ZG270500 ZG310570 Q235 20 16Mn B? 200 450 500 570 )( ??S 310 270 310 上述卷筒材料具有良好的鑄造工藝性或焊接工藝性，且貨源廣泛 ，并為我國(guó)許多專(zhuān)業(yè)廠家所采用。此時(shí)只計(jì)算壓縮應(yīng)力即可。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。吊鉤通常與滑輪組合成吊鉤組進(jìn)行工作。 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。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。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。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)。 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(xiàn)接觸鋼絲繩。 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。由于線(xiàn)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。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。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。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。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式 得聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩 ? ? ???????? pdlhT ? ＞ 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。 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。 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。 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 ＝ 。 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 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。 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)。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)。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。 （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。 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)。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(mǎn)足了生產(chǎn)的需要又實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的進(jìn)步。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。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。 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。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)）。 （二） 日本 日本從明治 30 年開(kāi)始制造和使用卷?yè)P(yáng)機(jī)。 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)。 （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。 繩速 v? 45m/min。 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。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。 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。 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。 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)表 取 ??? ＝ 61； 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 23 h— 端側(cè)板厚度。參考轂長(zhǎng)選鍵長(zhǎng) l＝ 80mm。鉤號(hào) ～ 5 柄端為普通螺紋；鉤號(hào) 6～ 250 柄端為梯形圓螺紋。故槽底半徑應(yīng)稍大于鋼絲繩直徑。因此，應(yīng)特別重視鋼絲繩的合理選擇與使用。 （ 2） 線(xiàn)接觸鋼絲繩 線(xiàn)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。它里邊是點(diǎn)接觸，外面是西魯式線(xiàn)接觸。 標(biāo)記示例： 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 35 鋼絲繩直徑的選擇 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)系多層纏繞，鋼絲繩受力比較復(fù)雜。 2）瓦林吞式（又稱(chēng)粗細(xì)式），代號(hào)為 W。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 33 （ 2） 交捻鋼絲繩 交捻鋼絲繩又分為右交互捻（ ZS）和左交互捻（ SZ）。 滑輪組的倍率等于卷筒的圓周速度 jv 與貨載的起升速度 gv 之比，也等于滑輪組中承載繩索分支數(shù) cz 與繞入卷筒的繩索分支數(shù) jz 之比，即： jcgj zzvva ?? 對(duì)于單聯(lián)滑輪組，倍率 a等于承載分支數(shù) cz ，即： a＝ cz 對(duì)于雙聯(lián)滑輪組，倍率 a等于承載分支數(shù) cz 的一半，即： 2cza? 滑輪組的效率 若假設(shè)滑輪組中每個(gè)滑輪的效率均相同，則滑輪組的效率為： ? ? %10011%10011/ ???????? ????? aQaQ aan 式中 Q— 起重質(zhì)量； a— 滑輪組的倍率； η — 滑輪的效率。 滑輪材料見(jiàn)下表 。 直柄吊鉤的分類(lèi)，強(qiáng)度等級(jí)及承載能力 直柄單鉤的結(jié)構(gòu)形式按照鍛造方法的不同及有無(wú)凸耳分四種： LM 型、 LMD 型、 LY型及 LYD 型。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。初選 30mm； P— 鋼絲繩軸向卷繞節(jié)距。 表 系數(shù) eK 工作級(jí)別 1A 2A 3A 4A ～ 6A 7A ～ 8A eK 12 14 16 19 20 卷筒節(jié)徑 D 卷筒節(jié)徑 D應(yīng)滿(mǎn)足下式 D≥ eK d 式中 eK — 筒繩直徑比，是與卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別有關(guān)的系數(shù)，見(jiàn)下表 d — 鋼絲繩直徑（ mm） 根據(jù)前面的選擇，本設(shè)計(jì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的工 作級(jí)別為 6A ，取 eK ＝ 19；鋼絲繩的直徑為 8mm。 第 4 章 滾筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 卷筒結(jié)構(gòu)及常用材料的選擇 卷筒結(jié)構(gòu) 卷筒結(jié)構(gòu)形式較多，可按下述方法分類(lèi)： 按照制造方式不同可分為鑄造卷筒和焊接卷筒。 方案三（圖 ） 圖 轉(zhuǎn)矩通過(guò)連軸器傳給卷筒，卷筒軸上有兩處支撐。 設(shè)計(jì)要求分析 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的使用要求分析 根據(jù)建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的使用場(chǎng)合以及建筑現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查和分析，確定本設(shè)計(jì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的利用等級(jí)、載荷狀態(tài)、額定拉力等初始數(shù)據(jù)。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）