【文章內(nèi)容簡介】 滑輪組是由一定數(shù)量 的定滑輪和動滑輪及繩索組成。當利用滑輪組提升或拖運重物時，必須將一個滑輪固定在某一固定支點而另一滑輪則以繩索連接重物，滑輪組可分為省力滑輪組和增速滑輪組兩種，一般起重作業(yè)中均采用省力滑輪組， 特別是吊裝大重量物件時，都是靠用多門定滑輪和動滑輪連接在一起組成的滑輪組來完成吊裝任務。 。 省力滑輪組是在省力滑輪中繞入卷筒的繩索分支為主動部分，而動滑輪為從動部件。若被提升的物件重量為 Q，而繞入卷筒的繩索分為支拉力 Ft只有 Q的一半通過它可以用較小的繩索拉力吊起較重的 貨物，起到省力作用，它是最常用的滑輪組。 增速滑輪組是用液壓缸或汽缸直接驅(qū)動動滑輪，動滑輪為主動部分，移動的繩索端為從動部分，當主動部分施力大時，從動部分得到的力小，但是主動部分只需移動較小的距離，就可使從動部分得到較大的位移及較大的速度，起到增速作用。 滑輪組可以省力，省力的倍數(shù)（也是減速的倍數(shù)）稱為滑輪組的倍率，用 m 表示。單聯(lián)滑輪組的倍率等于鋼絲繩分支的一半。雙聯(lián)滑輪組是由兩個倍率相同的單聯(lián)滑輪組并聯(lián)而成的，繩索兩端都固定在帶有左右螺旋曹的卷筒上。為了使繩索由一邊的單聯(lián)滑輪組過渡到另一邊 的單聯(lián)滑輪組，中間用一個均衡輪來調(diào)整兩邊滑輪組的繩索拉力和長度，當滑輪組的倍率為單數(shù)時，均衡滑輪布置在動滑輪上，當滑輪組的倍率為河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 13 雙數(shù)時，均衡輪布置在定滑輪上。 卷筒 卷筒組件有卷筒、連接盤以及軸承支架組成，卷筒有長軸卷筒和短軸卷筒，長軸卷筒有齒輪連接盤和帶大齒輪的卷筒組，這是一種應用較多的一種結(jié)構(gòu)形式，短軸卷筒是一種新的結(jié)構(gòu)形式。卷筒與減速器輸出軸用法蘭盤剛性連接，減速器底座通過鋼球或者圓柱銷與小車架連接。這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整與安裝方便，此外還有采用行星減速器放在卷筒內(nèi)部的形式，優(yōu)點 是驅(qū)動裝置緊湊、質(zhì)量輕。鑄造卷筒材料一般用 HT20HT40,焊接滾筒采用 A3鋼制造。 位置限位器 上升極限位置限制器又稱起升限位位置、過卷揚限制裝置等，他用來限制高度，當起升到上極限位置時，限位器發(fā)生作用，使起升重物停止上升，可以防止起升重物繼續(xù)上升而發(fā)生鋼絲繩被拉斷、重物下墜的事故。此時再去操縱手柄，則只能得到起升重物下降的動作。 2. 行程極限位置限制器 行程極限位置限制器實際上由頂桿和限位開關組成。當行程到達極限位置后，頂桿觸動限位開關的轉(zhuǎn)動柄，它的轉(zhuǎn)動可以斷電源，使機構(gòu)停止工作 ，起重機的大、小車為控制行程的范圍都裝有行程開關。 3. 開關的檢驗要求 （ 1）限位開關應有堅固的外殼，并應有良好的絕緣性能，密封性較好，在室外或者粉塵場所能有效的防護。 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 14 （ 2）觸點不應有明顯的磨損和變形，應能準確地復位。 （ 3）限位開關動作靈敏可靠。 （ 4）上升極限位置限位器的動作距離。一般情況下，吊鉤滑輪組與上方接觸物的距離應不小于 25mm。 緩沖器 緩沖器的作用是吸收起重機與終端擋板相撞時或起重間相撞產(chǎn)生的動能，要求它能在最小的外廓尺寸下吸收最多的能量，并且反座力盡量小，以保證起重機平移定車，起重機 上常用的緩沖器有橡膠、彈簧和液壓緩沖器。橡膠緩沖器具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、可以用于防爆場所等優(yōu)點，但是緩沖能力小，他所吸收的能量比較小，最大也不過 ，主要起阻力作用，因此，一般只用于運行速度不大于 50m/min 的起重機上，不宜用于環(huán)境溫度過高或過低的場所，適用溫度在 30500C范圍內(nèi)。彈簧緩沖器具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便和不受環(huán)境溫度影響等優(yōu)點，因此目前應用較為廣泛，但是由于它的緩沖過程中，撞擊的動能大部分轉(zhuǎn)化為彈簧的壓縮勢能，儲藏在彈簧內(nèi)部，因此在緩沖完畢后，會產(chǎn)生反彈力作用在起重機上，使起重 機向相反方向運動，這對起重機零件有害。液壓緩沖器與彈簧緩沖器比較，具有無反彈作用、緩沖力恒定、吸收能力大、緩沖行程短、外形尺寸小的優(yōu)點，因此適用于碰撞速度大于 2m/min的起重機上，他的缺點是構(gòu)造復雜，維修不便，油缸密封要求較高和受環(huán)境溫度影響等。 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 15 橋式起重機發(fā)展概述 國內(nèi)橋式起重機發(fā)展動向 國內(nèi)橋式起重機發(fā)展有三大特征： 1. 改進機械結(jié)構(gòu)，減輕自重 國內(nèi)橋式起重機多已經(jīng)采用計算機優(yōu)化設計，以此提高整機的技術性能和減輕自重，并在此前提下盡量采用新結(jié)構(gòu)。如 5~50 噸通用橋式起重機中采用半 偏軌的主梁結(jié)構(gòu)。與正軌箱型相比，可減少或取消加筋板，減少結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省加工工時。 2. 充分吸收利用國外先機技術 起重機大小車運行機構(gòu)采用了德國 Demang公司的“三合一”驅(qū)動裝置，吊掛于端梁內(nèi)側(cè)，使其不受主梁下?lián)虾驼駝拥挠绊懀岣吡诉\行機構(gòu)的性能和壽命，并使結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，安裝維修方便。 遙控起重機的需要量隨著生產(chǎn)發(fā)展業(yè)的壯大規(guī)模越來越大，寶鋼在考察國外鋼廠起重機之后，提出了大力發(fā)展遙控起重機的建議，以提高安全性，減少勞動量。 3. 向大型化發(fā)展 由于國家對能源工業(yè)的重視和資助，建造了許多大中型水電站，發(fā)電機組越 來越大。特別是長江三峽的建設對大型起重機的需求量迅速提升。三峽電廠需要 1200噸橋式起重機和 2022噸大型塔式起重機。 國外橋式起重機的發(fā)展動向 國外橋式起重機發(fā)展四大特征： 1. 簡化設備結(jié)構(gòu)，減輕自重，降低生產(chǎn)成本 法國 Patain 公司采用了一種以板材為基本構(gòu)件的小車架結(jié)構(gòu)，其重河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 16 量輕，加工方便，實用于中、小噸位的起重。該結(jié)構(gòu)要求起升采用行星圓錐齒輪減速器，小車架不直接與車架相連接，以此來降低對小車架的剛度，簡化小車架的結(jié)構(gòu)，減輕自負。 Patain公司的起重機大小車運行機構(gòu)采用三合一驅(qū)動裝置， 結(jié)構(gòu)比較緊湊，自重較輕，簡化了總體布置，此外，由于運行機構(gòu)與起重機走臺沒有聯(lián)系，走臺的振動也不會影響傳動機構(gòu)。 2. 更新零部件，提高整機性能 法國 Patain 公司采用窄偏軌箱型梁作主梁，其高、寬比為 4～ 左右，大筋板間距為梁高的兩倍，不用小筋板，主梁與端梁的連接采用搭接的方式，使垂直力直接作用于端梁的上蓋板，由此可以降低端梁的高度，便于運輸。 3. 設備大型化 隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，起重機械設備的體積和重量越來越趨于大型化，起重量和吊運幅度也有所增大，為節(jié)省生產(chǎn)和使用費用，其服務場地和使用范圍也隨著增大。 4. 機械化運 輸系統(tǒng)的組合應用 國外一些大廠為了提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，把起重運輸有機的結(jié)合在一起，構(gòu)成先進的機械化運輸系統(tǒng)。 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 17 第 2 章 大車運行機構(gòu)的設計 大車運行結(jié)構(gòu)設計的基本思路及要求 大車運行機構(gòu)的設計通常和橋架的設計一起考慮，兩者的設計工作要交叉進行，一般的設計步驟： 1. 確定橋架結(jié)構(gòu)的形式和大車運行機構(gòu)的傳方式； 2. 布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸； 3. 安排大車運行機構(gòu)的具體位置和尺寸； 4. 綜合考慮二者的關系和完成部分的設計 。 對大車運行機構(gòu)設計的基本要求是： 1. 機構(gòu)要緊湊，重量要輕； 2. 和橋架配合要合適，這樣橋架設計容易，機構(gòu)容易布置，且使總體結(jié)構(gòu)設計和布置不至于過大； 3. 盡量減輕主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，不影響橋架剛度； 4. 維修檢修方便，機構(gòu)布置合理，使司機和維護人員上下要方便，便于拆裝零件及操作。 大車運行機構(gòu)傳動方案的確定 大車機構(gòu)傳動方案可分為兩類：即分別傳動和集中傳動，橋式起重機的跨度介于 ，本設計采用分別傳動的方案。 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 18 大車運行機構(gòu)具體布置時要注意的問題 1. 聯(lián)軸器的選擇； 2. 軸承位置的安排； 3. 軸長度的確定； 這三 者是互相聯(lián)系的，在設計過程中要考慮到其中各個部分的配合，做到相互兼顧，充分發(fā)揮各個零部件的作用。 在具體布置大車運行機構(gòu)的零部件時應該注意以幾點： （ 1）因為大車運行機構(gòu)要安裝在起重機橋架上，橋架的運行速度很高，而且受載之后向下?lián)锨?，機構(gòu)零部件在橋架上的安裝可能不十分準確，所以如果單從保持機構(gòu)的運動性能和補償安裝的不準確性著眼，凡是靠近電動機、減速器和車輪的軸，最好都用浮動軸。 （ 2）為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，應該使機構(gòu)零件盡量靠近主梁而遠離走臺欄桿；盡量靠近端梁，使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。 （ 3） 對于分別傳動的大車運行機構(gòu)應該參考現(xiàn)有的資料，在浮動軸有足夠的長度的條件下，使安裝運行機構(gòu)的平臺減小，占用橋架的一個節(jié)間到兩個節(jié)間的長度，總之考慮到橋架的設計和制造方便。 （ 4）制動器要安裝在靠近電動機，使浮動軸可以在運行機構(gòu)制動時發(fā)揮吸收沖擊動能的作用。 參照以上所述，由于所設計的參數(shù)級別較大，跨度中等，所以采用分別傳動方案。 大車運行機構(gòu)的設計計算 設計數(shù)據(jù) ： 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 19 起重機的起重量 Q=10T，橋架跨度 L=，大車運行速度Vdc=80m/min，工作類型為中級，機構(gòu)運行持續(xù)率為 JC%=25，起重 機的估計重量 G=168KN，小車的重量為 Gxc=40KN，橋架采用箱形結(jié)構(gòu)。 大車運行結(jié)構(gòu)的傳動方案 經(jīng)各方面綜合考慮傳動方案選用分別驅(qū)動，其傳動路線如下圖21所示 圖 2— 1大車運行機構(gòu)傳動方案 1— 電動機 2— 制動器 3— 高速浮動軸 4— 聯(lián)軸器 5— 減速器 6— 聯(lián)軸器 7— 低速浮動軸 8— 聯(lián)軸器 9— 車輪 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 20 輪壓計算及強度驗算 計算大車的最大輪壓和最小輪壓 ： 按圖 22所示的質(zhì)量分布，計算大車車輪的最大輪壓和最小輪壓。 圖 2— 2 輪壓計算圖 滿載 時的最大輪壓： Pmax= L eLQ ???? 2G xc4G xcG = 401004 40168 ???? = 空載時最大輪壓： ‘ macP = L eL ??? 2G xc4G xcG = 40168 ??? = 空載時最小輪壓： 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 21 ’minP = Le?? 2G xc4G xcG = 40168 ?? = 式中的 e為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離 e= 載荷率： Q/G=100/168= 由 [1]表 196選擇車輪：當運行速度為 Vdc=6090m/min， Q/G=時工作類型為中級時，車輪直徑 Dc=500mm，軌道為 P38 的許用輪壓為150KN，故可用。 強度計算及校核 1） .疲勞強度的計算 疲勞強度計算時的等效載荷： Qd=Φ 2 Q= 100000=60KN 式中， Φ 2— 等效系數(shù)，有 [1]表 48查得 Φ 2= 車輪的計算輪壓： Pj= KCI r Pd = 77450 = 式中， Pd— 車輪的等效輪壓 Pd= LLQd G xc4G xcG ???? = 40604 40168 ???? = 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 22 r— 載荷變化系數(shù)，查 [1]表 192，當 Qd/G=， r= Kc1— 沖擊系數(shù)，查 [1]表 191。第一種載荷當運行速度為 V=時， Kc1= 根據(jù)點接觸情況計算疲勞接觸應力： ?j=40003 212 ?????? ? rDcPj =4000 3 230150272380 ?????? ?? =13555Kg/cm2 ?j =135550N/cm2 式中， r軌頂弧形半徑，由 [3]附錄 22查得 r=300mm， 對于車輪材料 ZG55II，當 HB320 時， [?jd] =160000202200N/cm2，因此滿足疲勞強度計算。 2） .強度校核 最大輪壓的計算： Pjmax=KcII Pmax = 95600 =105160N 式中 KcII為沖擊系數(shù)，由 [3]表 27第 II類載荷 KcII= 按點接觸情況進行強度校核的接觸應力： ? jmax= 3 2m ax 12 ???????? ?rDP cj = 3 2301502105160 ?????? ?? 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 23 =15353Kg/cm2 ? jmax =153530N/cm2 車輪采用 ZG55II ，查 [1] 表 193 得， HB320 時， [? j]=240000300000N/cm2， ? jmax [? j] 故強度足夠。 運行阻力計算 摩擦總阻力距： Mm=β（ Q+G）（ K+ 2d? ） 由 [1]表 194 Dc=500mm 車輪的軸承型號為： 7520， 軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為： 2180100? =140mm 由 [1]中表 9