【文章內(nèi)容簡介】 械工業(yè)出版社出版的《建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)》中利用等級(jí)的相關(guān)表格，選取利用等級(jí)U3。因?yàn)椴淮蠼?jīng)常使用。載荷狀態(tài)表示建筑卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩承受拉力作用的輕重與頻繁程度，它與整個(gè)使用壽命期限內(nèi)鋼絲紀(jì)每次承受的拉力與額定拉力之比和鋼絲繩每次承受拉力作用下的工作循環(huán)次數(shù)、與總工作循環(huán)次數(shù)之比有關(guān)。總結(jié)以上條件，得出本次設(shè)計(jì)的卷揚(yáng)機(jī)為工程安裝型，選工作級(jí)別為A3。 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)選擇的原則：在電動(dòng)機(jī)能夠滿足機(jī)械負(fù)載要求的前提下，最為經(jīng)濟(jì)合理地決定電動(dòng)機(jī)功率。 建筑卷揚(yáng)機(jī)屬于非連續(xù)制工作機(jī)械，而且起動(dòng)、制動(dòng)頻繁。因此，選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)與其工作特點(diǎn)相適應(yīng)。 建筑卷揚(yáng)機(jī)主要采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)建筑行業(yè)的工作特點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)工作制應(yīng)考慮選擇短時(shí)重復(fù)工作制和短時(shí)工作制并優(yōu)先，選用冶金及起重用異步電動(dòng)機(jī)YZR(繞線轉(zhuǎn)子) 、YZ(籠型轉(zhuǎn)子)系列專用電動(dòng)機(jī)。其特點(diǎn)示有良好的密封性，其防護(hù)等級(jí)為IP54。 建筑卷揚(yáng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的初選可以按所需的靜功率計(jì)算，然后根據(jù)其工作方式進(jìn)一步確定并校核。 計(jì)算公式為P= Feve60000η=6000*1560000*=式中 ――鋼絲繩額定拉力 6KN。 ――鋼絲繩額定速度 15m/min。 ――建筑卷揚(yáng)機(jī)整機(jī)傳動(dòng)效率。這里包括傳動(dòng)裝置，軸承，連軸器，離合器，卷筒纏繞等總的效率。在這里初步取90％。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，負(fù)載持續(xù)時(shí)間的長短對(duì)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱情況影響很大，因而對(duì)決定電動(dòng)機(jī)的功率也有很大影響。按電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的不同情況，電動(dòng)機(jī)分三種工作制，即連續(xù)工作制、短時(shí)工作制和短時(shí)重復(fù)工作制。 建筑卷揚(yáng)機(jī)所用電動(dòng)機(jī)工時(shí)間短，電動(dòng)機(jī)溫升來不及達(dá)到穩(wěn)定值；停車時(shí)間亦短，電動(dòng)機(jī)也來不及完全冷卻到周圈環(huán)境溫度，所以穩(wěn)定溫升為一溫度區(qū)間，在這種情況下。一般都選擇短時(shí)重復(fù)工作制。我國專門生產(chǎn)了標(biāo)準(zhǔn)短時(shí)重復(fù)工作制電動(dòng)機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)Fc別為：15％，25％，40％，60％。而且同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)Fc不同，擔(dān)負(fù)的負(fù)載也不同。對(duì)于短時(shí)重復(fù)工作制，應(yīng)盡量選擇此類電動(dòng)機(jī)。通過對(duì)功率的計(jì)算和工作制的選擇，本次設(shè)計(jì)選取的電動(dòng)機(jī)所選具體型號(hào)為Y112M6。其基本參數(shù)為：表31電動(dòng)機(jī)參數(shù)機(jī)座號(hào)功率/KW轉(zhuǎn)速 r/min轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg轉(zhuǎn)子繞線開路電壓/VY112M696045注：按基準(zhǔn)工作制（工作制,Fc=40％）編制。一． 電動(dòng)機(jī)的校核 電動(dòng)機(jī)校驗(yàn)主要是指電動(dòng)機(jī)熱功率的校驗(yàn)。一般按發(fā)熱校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的功率，并根據(jù)負(fù)載性質(zhì)、電動(dòng)機(jī)類型作過載能力校驗(yàn)，如果采用籠型異步電動(dòng)機(jī)，則還需作起動(dòng)能力校驗(yàn)。校驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)滿足：在額定負(fù)載工況工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)不出現(xiàn)過熱現(xiàn)象；在設(shè)計(jì)極限要求情況下，電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩或起動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)保證建筑卷揚(yáng)機(jī)負(fù)載順利起動(dòng)，特別是懸空重物的再次起動(dòng)。 在校驗(yàn)時(shí)，建筑卷揚(yáng)機(jī)要求的負(fù)載持續(xù)率Fc值和每小時(shí)起動(dòng)次數(shù)Z值應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作情況進(jìn)行計(jì)算。具體的電動(dòng)機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算：按系數(shù)法進(jìn)行電動(dòng)機(jī)發(fā)熱計(jì)算，參考文獻(xiàn) 陳道南，盛漢中等編注《起重運(yùn)輸機(jī)械》冶金工業(yè)出版設(shè)，1988年 式6－20 式中 ―――電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率； ―――機(jī)構(gòu)的靜載荷功率，參考文獻(xiàn)倪慶興，王煥勇主編《起重機(jī)械》上海交通大學(xué)出版社，1900年 電動(dòng)機(jī)靜功率 ?。剑瑒t＝＝； ―――考慮工作級(jí)別不同條件下?lián)Q算時(shí)的換算系數(shù)。查參考文獻(xiàn)【3】表6－4得＝； ―――考慮其電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間對(duì)發(fā)熱影響得系數(shù)。查參考文獻(xiàn)【3】表6－ 將數(shù)值代入上式得故所選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過。減速器是應(yīng)用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立傳動(dòng)裝置。其主要功能是降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩，以滿足對(duì)機(jī)械的各種要求。 傳送比的計(jì)算和分配按額定轉(zhuǎn)速初定總傳動(dòng)比：已知 要求電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速940r/min； 鋼絲繩速度15m/min。參考常用減速器的類型，兩級(jí)圓柱齒輪減速器可實(shí)現(xiàn)這一范圍的傳動(dòng)比。其主要類型有展開式，分流式，同軸式。其各自特點(diǎn)為：展開式 兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器的結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，因此，軸應(yīng)設(shè)計(jì)有較大的鋼度。高速齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入處。建2議用在載荷比較平穩(wěn)的場(chǎng)合，高速級(jí)做成斜齒，低速級(jí)可做成直齒。分流式 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，低速級(jí)做成人字齒時(shí)相對(duì)軸承是對(duì)稱的，載荷沿齒寬分布均勻，中間軸危險(xiǎn)截面上轉(zhuǎn)矩對(duì)于軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩減半，一般用在變載荷場(chǎng)合。當(dāng)高速級(jí)采用人字齒，結(jié)構(gòu)不合理，一般不用。同軸式 減速起的長度較短，載荷分布也均勻。但軸向尺寸和重量較大。并限制了傳動(dòng)布置的靈活性。經(jīng)過分析，最后決定選擇展開式兩級(jí)圓柱齒輪減速器。分配傳動(dòng)比： 考慮潤滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取=. 則== === 表32軸的動(dòng)力參數(shù)軸名功率P ( KW)轉(zhuǎn)矩T ( Nmm)轉(zhuǎn)速n (r/min)電動(dòng)機(jī)軸940I軸940II軸III軸卷筒 減速器齒輪的選擇和計(jì)算一、高速級(jí)齒輪的計(jì)算由表4－,小齒輪轉(zhuǎn)速940r/min,傳動(dòng)比i＝。選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料和齒數(shù)。⑴按前提示高速級(jí)選擇斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)；⑵根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)工作環(huán)境，選擇其減速器為7級(jí)精度（GB1009588）；⑶材料選擇。小齒輪材料選40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48～55HRC；⑷初選小齒輪齒數(shù)＝24，則 達(dá)齒輪齒數(shù)為＝＝24＝。考慮兩齒數(shù)最好為互質(zhì)數(shù)，選179；⑸選螺旋角。初選＝14度。二、低速級(jí)齒輪的計(jì)算由表4－,傳動(dòng)比i＝選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料和齒數(shù)。(1)低速級(jí)選擇斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)；(2)精度依然選7級(jí)；(3)材料選擇。跟高速一樣，選大、小齒輪材料選40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48～55HRC(4)初選小齒輪齒數(shù)＝24，則 達(dá)齒輪齒數(shù)為＝＝24＝?？紤]兩齒數(shù)最好為互質(zhì)數(shù)，選129。手控建筑卷揚(yáng)機(jī)常使用圓錐摩擦離合器，并配以帶式制動(dòng)器進(jìn)行工作。圓錐摩擦離合器分單錐式和雙錐式，見圖35。建筑卷揚(yáng)機(jī)以使用單錐式為多。建筑卷揚(yáng)機(jī)亦有使用漲圈摩擦離合器的，但目前使用較少。圓錐摩擦離合器的結(jié)構(gòu)簡單，接合比較平穩(wěn)，脫開后能保持摩擦面完全分離。但對(duì)軸的偏心比較敏感，錐體加工要求高。由于圓錐摩擦離合器的接觸面積小，在傳遞大轉(zhuǎn)矩時(shí)，外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊，接合平穩(wěn)性降低。因此，僅適用于中小噸位的卷揚(yáng)機(jī)。 圖35 圓錐摩擦離合器 a) 單錐式 b) 雙錐式如圖312所示，卷筒左端是摩擦離合器和制動(dòng)器，右端是棘輪停止器。摩擦離合器的圓錐面和制動(dòng)器的摩擦面就是卷筒凸緣的內(nèi)外表面。摩擦塊與開式傳動(dòng)的大齒輪聯(lián)為一體。通過操縱手柄2（圖37）使多線螺旋12（圖36）旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)頂桿10（圖36）作軸向運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)推進(jìn)板9和墊圈8，使卷筒沿軸向向左移動(dòng)與錐形摩擦面緊密結(jié)合，從而使卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)前，必須先打開離合器，此時(shí)需按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)離合器操縱手柄2，通過彈簧5的反作用力使卷筒與大齒輪脫離接觸。幾乎同時(shí)，帶式制動(dòng)器上閘進(jìn)行制動(dòng)。為使制動(dòng)更加可靠，又使用了棘輪停止器。一、摩擦面的平均直徑 摩擦面的平均直徑用下式計(jì)算Dm=(D1+D2)/2=(4~6)d (mm)式中 DD1——圓錐工作面的大端和小端直徑（mm）； d——離合器軸徑（mm）。 Dm值也可根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定。圖 36 離合器、制動(dòng)器、停止器組合系統(tǒng)1—主軸 2—齒輪 3—制動(dòng)輪 4—摩擦木 5—彈簧 6—卷筒 7—棘輪 8—墊圈 9—推進(jìn)板 10—頂桿 11—頂絲箱 12—頂絲 13—擺動(dòng)臂 14—連桿 15—推力球軸承 16—彈簧壓蓋 17—調(diào)整螺栓 圖37 離合器、制動(dòng)器操縱系統(tǒng)簡圖1—制動(dòng)器操縱手柄 2—離合器操縱手柄 3—連接頭 4—連接桿 5—連接螺桿 6—制動(dòng)閘帶 7—彈簧二、摩擦面的工作寬度 圓錐面母線工作部分寬度用下式計(jì)算 b=（~）Dm (mm)三、摩擦錐的半錐角 為避免離合器接合后錐面自鎖不易脫開，通常取摩擦錐半角ɑ＞arctgu式中 u——離合器接合面的摩擦系數(shù)； ɑ——摩擦錐半錐角。上述參數(shù)，是離合器設(shè)計(jì)的重要幾何參數(shù)。為了確保卷揚(yáng)機(jī)安全，可靠地工作，必須裝設(shè)制動(dòng)器。、特點(diǎn)及其選擇制動(dòng)器按用途可分為停止制動(dòng)、支持制動(dòng)和下降制動(dòng)三種。停止和支持式制動(dòng)器具有停止和支持中午懸掛在空中的作用；而下降式制動(dòng)器除具有前者停止運(yùn)動(dòng)的作用外，還具有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的作用。按照工作狀態(tài)，制動(dòng)器又分為常閉式和常開式。常閉式制動(dòng)器經(jīng)常處于合閘狀態(tài)，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可利用人力、電磁力等外力使制動(dòng)器松閘。而常開式與此相反，它經(jīng)常處于松閘狀態(tài)，只有施加外力時(shí)才能合閘。按照制動(dòng)器結(jié)構(gòu)特征，又分為帶式制動(dòng)器、塊式制動(dòng)器、蹄式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器四種。建筑卷揚(yáng)機(jī)至少要裝一套常閉式的支持制動(dòng)器，并常采用帶式制動(dòng)器和外抱式制動(dòng)器，小噸位卷揚(yáng)機(jī)亦可采用蹄式制動(dòng)器。在設(shè)計(jì)或選擇制動(dòng)器時(shí)，主要依據(jù)是制動(dòng)力矩。無論是標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器，還是自行設(shè)計(jì)的制動(dòng)器都要做必要的發(fā)熱驗(yàn)算。一、帶式制動(dòng)器帶式制動(dòng)器主要適合中小噸位的建筑卷揚(yáng)機(jī)。因其結(jié)構(gòu)簡單，常將制動(dòng)輪與卷筒做成一體。帶式制動(dòng)器的類型及工作原理帶式制動(dòng)器是用撓性鋼帶包圍制動(dòng)輪，而帶的一端或兩端固接在杠桿上，操縱杠桿使帶壓緊制動(dòng)輪產(chǎn)生摩擦力，從而達(dá)到制動(dòng)輪的目的，見圖38。帶式制動(dòng)器常見有簡單式、綜合式和差動(dòng)式三種類型。為了增加摩擦系數(shù)，在帶的工作表面上裝有摩擦材料，如皮革、石棉和輥壓帶等。當(dāng)制動(dòng)器松閘時(shí)，應(yīng)使制動(dòng)帶與帶輪間形成1~。為了使制動(dòng)帶均勻脫開，沿制動(dòng)帶包角圓段上裝設(shè)若干彈簧，通過彈簧的徑向拉力，使制動(dòng)閘帶均勻脫離制動(dòng)輪。擰動(dòng)調(diào)整螺栓來調(diào)節(jié)帶與輪的徑向間隙。圖 38 制動(dòng)操縱裝置1—制動(dòng)操縱手柄 2—制動(dòng)器手柄座 3—棘爪操縱拉桿 4—棘爪操縱座 5—制動(dòng)閘帶 6—操縱制動(dòng)連桿 7—操縱離合連桿 8—棘爪 9—棘輪 10—彈簧圖 39 制動(dòng)帶與杠桿的聯(lián)接型式a) 剛性聯(lián)接 b) 螺紋聯(lián)接制動(dòng)帶與杠桿的聯(lián)接 制動(dòng)帶的兩端采用專門的聯(lián)接件與杠桿聯(lián)接，見圖39。其中一端作剛性固接，見圖39a；另一端利用螺紋聯(lián)接，見圖39b。聯(lián)接處的鉚釘應(yīng)按剪切強(qiáng)度驗(yàn)算，對(duì)于材料Q215A、Q235A的鉚釘，杠桿與制動(dòng)帶聯(lián)接結(jié)構(gòu)處的螺栓應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。必要時(shí)，還需對(duì)傳力杠桿剛度進(jìn)行校核。當(dāng)松閘時(shí)，帶與制動(dòng)輪摩擦面之間的退距大小應(yīng)能根據(jù)制動(dòng)狀態(tài)隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。制動(dòng)過程應(yīng)力求平穩(wěn)，但退距過大，制動(dòng)靈敏性差，制動(dòng)器容易發(fā)熱或制動(dòng)操作困難。對(duì)較大噸位的卷揚(yáng)機(jī)，其制動(dòng)力用手進(jìn)行控制比較困難，可靠性也較差，這時(shí)可采用機(jī)械或電液控制的方法。二、外抱塊式制動(dòng)器常用的外抱塊式制動(dòng)器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，已有多種類型產(chǎn)品可供選用。這類制動(dòng)器在電控卷揚(yáng)機(jī)上應(yīng)用普遍，可根據(jù)計(jì)算制動(dòng)力矩初選型號(hào)，然后進(jìn)行發(fā)熱校核計(jì)算。在這就不具體闡述了。第4章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 吊鉤組是起重機(jī)械上應(yīng)用最普遍的取物裝置，它由吊鉤、吊鉤螺母、推力軸承、吊鉤橫梁、滑輪、滑輪軸以及拉板等零件組成。目前常用的吊鉤有單鉤和雙鉤。 吊鉤型式及特點(diǎn)模鍛單鉤制造簡單，在中小起重機(jī)械（80噸以下）上廣泛采用。雙鉤制造較單鉤復(fù)雜，但受力對(duì)稱，鉤體材料較能充分利用，主要在大型其中機(jī)械（起重量80噸以上）上采用。成批生產(chǎn)以采用模鍛為宜。疊片式吊鉤（板鉤）是由切割成形的多片鋼板鉚接而成，并在吊鉤口上裝護(hù)墊，這樣可減小鋼絲繩磨損，使載荷也能均勻的傳到每片鋼板上。疊片式吊鉤制造方便，由于鉤板不會(huì)同時(shí)斷裂，故工作可靠性較整體鍛造吊鉤為高。缺點(diǎn)是：只能做成矩形截面，鉤體材料不能充分利用，自重較大，高度尺寸也大。疊片式吊鉤主要用于大起重量或冶金起重