【文章內(nèi)容簡介】 雙限位裝置（ 8）高度數(shù)顯裝置（ 9）電動(dòng)小車錨定裝置。（ 10）遙控操縱與手控操縱并用。 河南理工大學(xué) 10 屆畢業(yè)論文 10 二、 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別及鋼 絲繩的選擇 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別按機(jī)構(gòu)的利用等級(jí)和載荷狀態(tài)選擇，本設(shè)計(jì)的基本參數(shù)為：提升高度： 6m，提升速度： 8m/min,提升重量： 3t。 機(jī)構(gòu)利用等級(jí) 機(jī)構(gòu)利用等級(jí)按機(jī)構(gòu)總設(shè)計(jì)壽命分為十級(jí)，總設(shè)計(jì)壽命規(guī)定為機(jī)構(gòu)假定約使用年數(shù)內(nèi)處于運(yùn)轉(zhuǎn)的總小時(shí)數(shù)，它僅作為零件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，而不能視為保用期，電動(dòng)葫蘆一般處于清閑的使用狀態(tài)，根據(jù) GB/T38111983,機(jī)構(gòu)利用等級(jí)如下： 機(jī)構(gòu)利用等級(jí) T4，總設(shè)計(jì)壽命 /h 3200 機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài)是表明機(jī)構(gòu)承受最大載荷及載荷變化程度，電動(dòng)葫蘆 一般在低于額定載荷的狀態(tài)下工作，并且也不經(jīng)常的使用，根據(jù) GB/T38111983,由于電動(dòng)葫蘆經(jīng)常工作在中等載荷，較少承受最大的載荷，所以機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)選為 L2中。 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 根據(jù)機(jī)構(gòu)利用等級(jí)和機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)，依據(jù) GB/T38111983，機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別選為 M3 鋼絲繩的選用 鋼絲繩是起重設(shè)備不可缺少的關(guān)鍵件，也是易損件，正確選擇及合理使用，按要求進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)?？商岣咪摻z繩的使用壽命，避免事故發(fā)生。 鋼絲繩的特點(diǎn)及用途 鋼絲繩的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，彈性大，能承 受沖擊載荷；撓性好，便于纏繞，使用靈活；在高速運(yùn)行時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無噪音；耐磨損，耐疲勞；鋼絲繩破斷前有斷絲預(yù)兆，使用過程中不會(huì)立即折斷，容易事先檢查和預(yù)防，鋼絲繩可廣泛用于各種起重設(shè)備和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，成為起重機(jī)械的組成部分，又可以單獨(dú)用作起重索具，纜風(fēng)拉繩，穿繞滑輪組和構(gòu)件綁扎等。鋼絲繩的使用和定期檢查，運(yùn)輸，保管十分的重要。 鋼絲繩的選擇 河南理工大學(xué) 10 屆畢業(yè)論文 11 鋼絲繩是起重機(jī)械及起重運(yùn)輸、吊裝捆綁作業(yè)不可缺少的主要零部件，被廣泛的應(yīng)用作為起升繩、變幅繩、牽引繩、吊裝繩等不論作為哪一種用途的鋼絲繩，如果選用類型不當(dāng)，使用 方法不合理，缺乏安全檢查，又不重視保養(yǎng)，更為重要的是已達(dá)報(bào)廢還繼續(xù)使用，都有可能發(fā)生因鋼絲繩的損傷或破斷而產(chǎn)生的重大事故。 鋼絲繩直徑的計(jì)算 鋼絲繩直徑可由鋼絲繩最大工作靜壓力按式 d=c s 確定 式中 d鋼絲繩最小直徑 mm c選擇系數(shù) mm/N21 s鋼絲繩最大工作靜壓力 鋼絲 繩最大靜壓力： 在起升機(jī)構(gòu)中，鋼絲繩最大工作靜拉力是由起升載荷考慮滑輪組效率和承載分支最后確定，起升載荷是指起升質(zhì)量的重力。起升質(zhì)量包括允許起升的最大有效物品，取物裝置（下滑輪組，吊鉤，吊梁，抓斗，容器，起重機(jī)磁鐵等），懸掛撓性件及其他在升降中的設(shè)備質(zhì)量。起升高度小于 50m的起升鋼絲繩的重量可以不計(jì)。 3t 電動(dòng)葫蘆的起升載荷可以只考慮起升的最大有效物品，其他的忽略不計(jì)，所以 S=（ 3t? 1000kg/t? ） /2 =14700N 選擇系數(shù) c 選擇系數(shù) c 的取值與機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別有關(guān)，依據(jù) GB/T3811— 1983,選取 c=. 由鋼絲繩最大靜拉力 s 和選擇系數(shù) c 得： d= 14700? = ? 11mm 根據(jù) GB/T8918— 6 FC??7 鋼絲繩的安裝 （ 1） 解卷 。當(dāng)從卷軸和鋼絲繩卷上抽出鋼絲繩時(shí)，應(yīng)將繩盤置放在專用的支架上，也可用鐵管穿入盤孔，兩端套上繩索，將繩盤吊起，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，并應(yīng)采取措施防止鋼絲繩打環(huán)，扭結(jié)，彎折或河南理工大學(xué) 10 屆畢業(yè)論文 12 粘上雜物，如圖： 圖 21 解卷方法 (2)截?cái)?。①熔斷：采用熔斷機(jī)熔斷，不損壞鋼絲繩，端部不松散，便于安全操作，這是理想的斷繩 ②切斷：鋼絲繩在切斷前，應(yīng)在切斷兩端各相距 10mm~20mm 處用鐵絲扎緊，捆扎長度為繩徑 1~4 倍，再用切割工具切斷，以防切斷處引起鋼絲繩松散。 （ 3） 卷繞 。鋼絲繩在卷筒上的纏繞方向與鋼絲繩的捻向及出繩方向有關(guān) ，見下圖。右捻上出繩出繩從左到右排列（下圖 a），左捻上出繩從右到左排列（下圖 b）右捻下出繩從右到左排列（下圖c），左捻下出繩從左到右排列（下圖 d），并應(yīng)排列整齊，避免出現(xiàn)偏繞或擠壓現(xiàn)象，錯(cuò)誤卷繞會(huì)造成亂繩，松股和打環(huán)。 河南理工大學(xué) 10 屆畢業(yè)論文 13 圖 22 鋼絲繩的纏繞方向 （ 4） 繩槽、卷 筒 。滑輪上的槽型應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定，滑輪繩槽底部半徑尺寸 =（ ） d?；喞K槽底部半徑過大，過小都將影響鋼絲與滑輪繩槽底部的接觸面積，使之過度磨損，而降低鋼絲繩和滑輪的使用壽命，也會(huì)影響傳動(dòng)效率。如下圖所示，繩與滑輪槽的接觸角 a? 130176。，圖 b 繩徑過大，圖 c 繩徑過小，圖 d 為與槽徑像匹配的繩徑。 圖 23 繩槽 （ 5） 鋼絲繩允許偏角 。鋼絲繩繞進(jìn)或繞出卷筒，滑輪 槽時(shí)偏斜的最大角度 (即鋼絲繩中心線和與滑輪軸垂直的平面之間的角度 )推薦不大于 5176。，鋼絲繩繞進(jìn)或繞出卷筒時(shí)，鋼絲繩偏離螺旋槽兩側(cè)的角度推薦不大于 176。，對(duì)于光卷筒和多層纏繞卷筒，鋼絲繩偏離與卷筒軸垂直的平面的角度推薦不大于 2176。 河南理工大學(xué) 10 屆畢業(yè)論文 14 （ 6） 鋼絲繩走向 。鋼絲繩走向反復(fù)彎曲易造成疲勞，產(chǎn)生斷絲（見下圖），因此安裝時(shí)應(yīng)盡量避免反復(fù)彎折。 圖 24 鋼絲繩走向 鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng) 鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)根據(jù)用途，工作環(huán)境和鋼絲繩的種類而定 ，在可能的情況下對(duì)鋼絲繩應(yīng)進(jìn)行適時(shí)的清洗并涂以潤滑油或潤滑脂，特別是那些繞過滑輪時(shí)經(jīng)受彎曲的部位，機(jī)械在腐蝕性環(huán)境中工作以及在某些由于與工作有關(guān)的原因而不能潤滑的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)更應(yīng)如此，涂刷的潤滑油，潤滑脂品種應(yīng)與鋼絲繩廠使用的相適應(yīng)。 檢驗(yàn) ① 日常觀察 。每個(gè)工作日都要經(jīng)常對(duì)鋼絲繩的任何可見部分進(jìn)行觀察，以便發(fā)現(xiàn)損壞與變形的情況，特別應(yīng)留心鋼絲繩的固定部位，當(dāng)檢查發(fā)現(xiàn)有斷絲，磨損，腐蝕和變形等缺陷時(shí)，應(yīng)按 GB/T 5972《起重機(jī)械用鋼絲繩檢驗(yàn)和報(bào)廢實(shí)用規(guī)范》的規(guī)定判定。 ② 定期檢查 。定期檢查周期應(yīng)考 慮以下各點(diǎn)： 國家的法規(guī)要求； 2機(jī)械的類型和工作環(huán)境；3 機(jī)械的工作級(jí)別； 4 前幾次檢驗(yàn)的結(jié)果及出現(xiàn)缺陷的情況； 5 鋼絲繩已經(jīng)使用的時(shí)間。 ③ 一般起重用鋼絲繩應(yīng)保證每周至少檢查一次 。 ④在所有情況下，每當(dāng)發(fā)生任一事故后或鋼絲繩經(jīng)拆卸后重新安裝投入使用前均應(yīng)進(jìn)行一次檢驗(yàn)。 ⑤ 檢驗(yàn)部位 。 一般部位：對(duì)鋼絲繩應(yīng)做全長檢查，但要特別留心下列部位：鋼絲繩運(yùn)動(dòng)和固定的始末端部位；通過滑輪組或繞過滑輪的繩段，在機(jī)構(gòu)進(jìn)行重復(fù)工作的情況下，應(yīng)特別注意機(jī)構(gòu)吊載期間繞過滑輪的任何部位；位于平衡滑輪的繩段；由于外部因素可 能引起磨損的繩段；腐蝕及疲勞的內(nèi)部檢驗(yàn)。 繩端部位。應(yīng)對(duì)從固結(jié)端引出的那段鋼絲繩進(jìn)行檢驗(yàn)，因?yàn)檫@個(gè)部位發(fā)生疲勞，斷絲和腐蝕是危險(xiǎn)的。還應(yīng)對(duì)固定裝置本身的變形或磨損進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)于采用壓制或鍛造的河南理工大學(xué) 10 屆畢業(yè)論文 15 繩端固定裝置進(jìn)行類似的檢驗(yàn)，并檢驗(yàn)繩箍是否有裂紋以及繩箍與鋼絲繩之間是否產(chǎn)生滑動(dòng)，可拆卸的裝置（楔形接頭，繩夾，壓板等）應(yīng)檢驗(yàn)其內(nèi)部和繩端內(nèi)的斷絲及腐蝕情況，并確保楔形接頭和鋼絲繩夾的緊固性，檢驗(yàn)還應(yīng)確保繩端裝置符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)編織的環(huán)狀插扣式繩頭應(yīng)只使用在接頭的尾部，以防繩端突出的鋼絲傷手，接頭的其余部位應(yīng)及 時(shí)用肉眼檢查其斷絲情況，如果斷絲明顯發(fā)生在繩端裝置附近或繩端裝置內(nèi)，可將鋼絲繩截短再從新裝到繩端固定裝置上使用，但鋼絲繩的長度必須滿足在卷筒上纏繞的最小圈數(shù)的要求。 鋼絲繩失效分析 引起鋼絲繩是小的因素很多，通過對(duì)鋼絲繩失效因素分析，以便能提高鋼絲繩的使用壽命。 （ 1）強(qiáng)度與伸長 根據(jù)設(shè)計(jì)，鋼絲繩的最大斷裂強(qiáng)度小于所有鋼絲的集束強(qiáng)度，并與繩的結(jié)構(gòu)和所有鋼絲繩性能級(jí)別有關(guān)，在設(shè)計(jì)鋼絲繩時(shí)，應(yīng)考慮所有載荷因素，滑輪和卷筒的數(shù)目和結(jié)構(gòu)安裝方式，產(chǎn)生腐蝕和磨損的條件以及繩的長度等，鋼絲繩中的鋼絲通常采 用含碳量為 ～ %的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制作而成，鋼繩的彈性模量為 10N/mm。這是在載荷作用下鋼絲可能伸長程度的度量，鋼絲繩受拉力作用時(shí)，各鋼絲為要調(diào)整其位置以達(dá)到對(duì)應(yīng)所加載荷的穩(wěn)定性，將發(fā)生相對(duì)變形，由此產(chǎn)生的伸長有兩種形式，當(dāng)鋼絲繩第一次承受載荷時(shí)，鋼絲將稍微重新排列，產(chǎn)生永久性伸長，即結(jié)構(gòu)伸長；同時(shí)還產(chǎn)生可恢復(fù)的伸長，即彈性伸長，結(jié)構(gòu)伸長在一定程度取決于所加載荷的大小。 鋼絲繩中鋼絲的直徑愈小，彎曲所需力矩愈小，即韌性較大，通常含有鋼絲數(shù)較多的鋼絲繩和纖維芯鋼絲繩韌性較好，由較少鋼絲繩 組成的全金屬鋼絲繩的韌性較差，并且前者比后者具有較大的伸長量。韌性越大抗失效性能愈好。 （ 2）滑輪 滑輪主要尺寸最小卷繞直徑用繩槽底部滑輪直徑再加鋼絲繩直徑表示，隨滑輪尺寸減小， 由彎曲和鋼絲繩與滑輪之間的接觸壓力所產(chǎn)生的應(yīng)力而增大，彎曲應(yīng)力越高，繩的鋼絲產(chǎn)生應(yīng)力越高，繩的鋼絲產(chǎn)生疲勞越快，接觸應(yīng)力增加也加速繩的損傷，同時(shí)還加速滑輪的磨損，隨滑輪尺寸的增大，繩與滑輪之間的壓力下降，彎曲程度也減小，如果僅考慮彎曲應(yīng)力，對(duì) 6 19點(diǎn)接觸鋼絲繩，可將滑輪直徑增大到繩直徑的 90 倍極限數(shù)值，以提高繩的壽命，但是，除了 必要設(shè)備之外，這樣大直徑的滑輪實(shí)際很少采用，因?yàn)椋?對(duì)于多數(shù)起重設(shè)備，采用這樣大的滑輪是不切實(shí)際的在各種情況下，很少只存在著彎曲這一單一因素，實(shí)際上除彎曲以外，很有很多影響繩壽命的因素，如重復(fù)施加的應(yīng)力，磨損，敲打，沖擊，振動(dòng)，扭轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速，卷筒卷揚(yáng)失誤，腐蝕以及缺乏維護(hù)等，這些因素中的一個(gè)或幾個(gè)都比滑輪尺寸更影響繩的壽命。 （ 3）其他失效因素 河南理工大學(xué) 10 屆畢業(yè)論文 16 腐蝕也是鋼絲繩失效的常見因素，由于使用環(huán)境形成的腐蝕氣氛，對(duì)鋼絲繩壽命有較大的影響。 向鋼絲繩施加沖擊載荷及其發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生高頻率的高彎曲應(yīng)力，特別在鋼絲繩 末端連接點(diǎn)處振動(dòng)作用最為嚴(yán)重，可造成疲勞失效。 鋼絲繩在工作過程中如處于過高溫度下，也會(huì)因抗拉強(qiáng)度降低而失效。 從以上種種失效分析可知，起重機(jī)用鋼絲繩的失效往往有多種因素綜合積累而至，而實(shí)際失效事例分析中應(yīng)綜合分析，分清主次，找出主要失效原因，以利提高鋼絲繩使用壽命。 鋼絲繩用壓繩板的設(shè)計(jì) 鋼絲繩的始末端部位一般需要與其它零構(gòu)件連接或固定在起重機(jī)的其他結(jié)構(gòu)上，鋼絲繩尾端的固定是關(guān)系鋼絲繩安全的重要環(huán)節(jié)。 鋼絲繩的固定要求滿足兩個(gè)條件，一是連接或固定的部位必須達(dá)到相應(yīng)的強(qiáng)度和安全要求，二是連接或 固定方式與使用要求相符合，鋼絲繩的固定有多種方法，針對(duì)不同的使用條件和要求選擇使用。 鋼絲繩端部固定方法有多種，為了簡單方便，采用壓繩板進(jìn)行固定。 壓繩板材料的選用與機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 壓繩板外形比較復(fù)雜，不易利用去除材料的方法進(jìn)行加工，所以采用成型加工的方法，首先加工出壓繩板的模具，通過鍛造的方法制造出壓繩板，在材料的選擇上，首先考慮不銹鋼板，一方面由于電動(dòng)葫蘆一般工作在比較惡劣的環(huán)境中，如果選用其他材料，容易受各種不利的環(huán)境的影響，這樣壽命將降低，不利于電動(dòng)葫蘆正常工作，所以采用不銹鋼材料，這 樣可以提高電動(dòng)葫蘆的使用壽命。另一方面考慮到不銹鋼材料的表面質(zhì)量好，這樣可以降低加工成本。 壓繩板機(jī)構(gòu)的最終效果圖如下所示 河南理工大學(xué) 10 屆畢業(yè)論文 17 圖 25壓繩板 導(dǎo)繩器的設(shè)計(jì) GB/T 60671985≤起重機(jī)械安全規(guī)程≥要求鋼絲繩在卷筒上應(yīng)按順序整齊排列。 GB/T 6974141986《起重機(jī)械名詞術(shù)語 機(jī)構(gòu)和零部件》對(duì)導(dǎo)繩器的解釋為排繩器，定義為能使鋼絲繩按規(guī)定間隔整齊的繞上卷筒裝置，以往采用的導(dǎo)繩器有塊式和 圓環(huán)式，目前塊式導(dǎo)繩器已經(jīng)基本不用了，工作原理都差不多，導(dǎo)繩器本身不能轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，隨鋼絲繩卷繞，由螺紋槽帶動(dòng)沿軸向移動(dòng)，隨時(shí)將所纏繞的鋼絲繩準(zhǔn)確的引入，引出卷筒的螺旋槽，鋼絲繩由導(dǎo)繩器的缺口排出，不過此類形式的導(dǎo)繩器在使用中故障率比較高。 卷筒的作用是在起升機(jī)構(gòu)中用來卷繞鋼絲繩，傳遞動(dòng)力，并把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，卷筒表面通常切出螺旋槽，其螺旋升角一般在 3? 4? ，增加鋼絲繩的接觸面積，并防止相鄰鋼絲繩相互摩擦， 提高鋼絲繩的使用壽命，由于卷筒切出的螺旋槽也有導(dǎo)繩功能，使鋼絲繩能整齊排列，但往往在沒有其他輔助機(jī)構(gòu)的協(xié)同作用，卷繞在卷筒上的鋼絲繩會(huì)跳出螺旋槽，使鋼絲繩排亂；有時(shí)鋼絲繩進(jìn)入卷筒端部縫隙中會(huì)擠壓變形；也會(huì)有鋼絲繩跳過幾個(gè)螺旋槽；不規(guī)則的排列，會(huì)使鋼絲繩，卷筒磨損變形，總之，這都將影響卷筒，鋼絲繩的使用，從而縮短起重機(jī)的使用壽命。為能使鋼絲繩在卷筒上整齊的排列，延長機(jī)體各部件的使用壽命，很多起重機(jī)制造廠家都相應(yīng)安裝了上圖的導(dǎo)繩裝置。 河南理工大學(xué) 10 屆畢業(yè)論文