【正文】 構(gòu)布置來看，選用較小的卷筒直徑可以使減速機(jī)構(gòu)的速比減小，而選用較小的減速器，可以減小機(jī)構(gòu)尺寸，對(duì)總體布置有利。D1min是計(jì)算所允許的最小值，不能再小。因?yàn)榫硗仓睆竭^小，會(huì)降低鋼絲繩的使用壽命。故卷筒分單層繞有槽卷筒和多層繞光面卷筒。由于起重機(jī)起升高度較大，又是多倍率的伸縮臂式汽車起重機(jī)，起升機(jī)構(gòu)繞繩量很大，故采用多層繞光面卷筒，根據(jù),查閱機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T —1999）取。其長度按下式計(jì)算（） 設(shè)多層卷筒的各層直徑分別用DDD3……Dn表示，總共n層，每層為Z圈，則卷筒的總繞繩量L為[8]：已知： ……(式54) 代入上公式得： 式中 H—起重機(jī)最大起升高度。 a—滑輪組倍率； —附加安全圈數(shù)，一般取3圈； —卷筒的計(jì)算直徑，即。(式55)則[8] 已知機(jī)構(gòu)所需的繞繩量為：將代入公式得：則多層繞卷筒長度為： 。根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)有n≥2，取n=4所以，便于工藝處理加工，取。（3）卷筒邊緣直徑卷筒邊緣直徑即卷筒端側(cè)板直徑，對(duì)于多層纏繞，位防止鋼絲繩脫落，端側(cè)板直徑應(yīng)大于鋼絲繩最外層繩圈直徑。端側(cè)板直徑用下式計(jì)算[8]：(式56) 式中 ——最外層鋼絲繩繩芯直徑，由下式確定：。其中：n—鋼絲繩纏繞層數(shù)設(shè)計(jì)鋼絲繩纏繞層數(shù)為4層，即n=4。 則＝355＋（24－1）14＝453（mm） 453＋414＝509（mm）卷筒纏繞層數(shù)計(jì)算公式：式中 ——為保證鋼絲繩不越出擋板外緣的安全高度（mm）。，在多層纏繞中應(yīng)不小于2倍的鋼絲繩直徑。?。?＝214＝28(mm)則由（a）可得：求得 4214+355+228=523（mm）綜上考慮，取 ＝520（mm）卷筒在鋼絲繩的拉力作用下，產(chǎn)生壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，其中壓縮應(yīng)力最大。當(dāng)L≤3D時(shí)，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力不超過壓縮應(yīng)力的10%~15%，只計(jì)算壓應(yīng)力即可。當(dāng)L≥3D時(shí)，要考慮彎曲應(yīng)力。對(duì)尺寸較大，壁厚較薄的卷筒還須對(duì)筒壁進(jìn)行抗壓穩(wěn)定性計(jì)算。分析：L=450mm、D=355mm，即L≤3D。卷筒筒壁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在筒壁的外表面，壓應(yīng)力按下式計(jì)算[8]：(式57) 式中——卷筒壁壓應(yīng)力（）； ——鋼絲繩最大靜拉力（N）；——卷筒壁厚（mm）； ——繩槽節(jié)距（mm），根據(jù)d=14mm，查表得標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距=17mm； ——應(yīng)力減少系數(shù)，在繩圈拉力作用下，筒壁產(chǎn)生徑向彈性形變，使繩圈緊度降低。鋼絲繩拉力減少，一般取=； ——多層卷繞系數(shù)。多層卷繞時(shí)，卷筒外層繩圈的扎緊力壓縮下層鋼絲繩，使各層繩圈的緊度降低，鋼絲繩拉力減少，筒壁壓應(yīng)力不與卷筒層數(shù)成正比，按表取值：值卷繞層數(shù)123≥4 ——許用壓應(yīng)力，對(duì)鑄鐵=/5，為鑄鐵抗壓強(qiáng)度極限，對(duì)鋼=/2，為鋼屈服強(qiáng)度極限。計(jì)算彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力 式中：—換算力矩，—彎矩， （為鋼絲繩最大靜拉力、為卷筒計(jì)算長度）；—扭矩， ； —卷筒斷面抗彎模數(shù)；—卷筒名義直徑；—卷筒壁厚，對(duì)于鑄造鋼筒按照經(jīng)驗(yàn)公式有，?。弧硗矁?nèi)徑。有(10%~15%)=(~)≥，而=88，[σc]=700 MPa，[σ] =[σc]/5=140MPa，取安全系數(shù)n=，有140/=≥88MPa。即設(shè)計(jì)合理。 卷筒筒壁的穩(wěn)定性驗(yàn)算如果卷筒較長、筒壁太薄，在過載或急劇制動(dòng)情況下，可能會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。一般認(rèn)為：對(duì)卷筒直徑大于1200mm，容繩寬度大于卷筒直徑兩倍的大尺寸卷筒，應(yīng)進(jìn)行卷筒壁的穩(wěn)定性驗(yàn)算。穩(wěn)定性計(jì)算，可采用計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)K的方法[8](式58) 式中 K——穩(wěn)定性系數(shù)；——失去穩(wěn)定時(shí)臨界壓力。對(duì)鋼卷筒：——卷筒壁單位壓力 ——卷筒壁厚（14mm）；——卷筒直徑（355mm）；——鋼絲繩最大靜拉力（15000N）；p——鋼絲繩節(jié)距17mm；——鋼絲繩直徑（14mm）。由上計(jì)算可知設(shè)計(jì)滿足要求，筒壁穩(wěn)定。 制動(dòng)器習(xí)慣上稱為閘。它裝在起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)思。它在卷揚(yáng)帆上的削動(dòng)功能為：(1)使重物可靠地停止在所需要的位置；(2)除了在荷重狀態(tài)下起剎車作用外，還能調(diào)整物體的下降速度；(3)用止動(dòng)棘輪制動(dòng)，防止卷揚(yáng)帆工作時(shí)例轉(zhuǎn)。根據(jù)實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸納可得出以下結(jié)論：起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器設(shè)計(jì)合理的前提下，起升機(jī)構(gòu)可以省略離合器，當(dāng)機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，起升機(jī)構(gòu)三位四通換向閥處于中位，液壓油通過溢流閥卸荷。即本系統(tǒng)不設(shè)計(jì)離合器。 起升機(jī)構(gòu)的每一套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置至少要裝一個(gè)支持制動(dòng)器。吊運(yùn)液態(tài)金屬及其他危險(xiǎn)物品的起升機(jī)構(gòu)，每套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置至少應(yīng)有兩個(gè)支持制動(dòng)器。支持制動(dòng)器應(yīng)是常閉式的，制動(dòng)輪必須裝在與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性聯(lián)接的軸上。制動(dòng)器安全系數(shù)應(yīng)不低于下列數(shù)據(jù)。(1)一般起升機(jī)構(gòu)：。 (2)重要起升機(jī)構(gòu)：。 (3)吊運(yùn)液態(tài)金屬和危險(xiǎn)品的起升機(jī)構(gòu)：裝有兩個(gè)支持制動(dòng)器時(shí)，每個(gè)的制動(dòng)安全系數(shù)不低于1．25；對(duì)于兩套彼此有剛性聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)裝置，每套裝置有兩個(gè)支持制動(dòng)器時(shí)。 (4)具有液壓制動(dòng)作用的液壓傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)：。 無特殊要求時(shí)。推薦支持制動(dòng)與控制制動(dòng)并用?？刂浦苿?dòng)可以是電氣式的，如：再生制動(dòng)、反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)及渦流器制動(dòng)等；也可以是機(jī)械式的?？刂浦苿?dòng)僅用來消耗動(dòng)能，使物品安全減速。在與控制制動(dòng)并用時(shí)，支持制動(dòng)器的最低制動(dòng)安全系數(shù)仍應(yīng)滿足上述要求。 平均升降加(減)速度 GB/T 3811—1983 （/）起重機(jī)的用途及種類平均加速度起重機(jī)的用途及種類平均加速度做精密安裝的起重機(jī)港口用抓斗門座起重機(jī)調(diào)運(yùn)液態(tài)金屬和危險(xiǎn)品的起重機(jī)冶金工廠中生產(chǎn)率高的起重機(jī)一般加工車間、倉庫及堆物用吊鉤、電磁及抓斗起重機(jī)港口用吊鉤門式起重機(jī)港口用吊鉤門座起重機(jī)港口用裝卸橋盤式制動(dòng)器一般可分為點(diǎn)盤式和全盤式，其特點(diǎn)是利用軸向力使固定摩擦盤和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦盤問產(chǎn)生摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。 全盤式制動(dòng)器所需的制動(dòng)軸向力可由下式計(jì)算確定[12](式59)式中：一 制動(dòng)力矩(Ncm)；— 摩擦面的對(duì)數(shù)；u—摩擦系數(shù)； — 考慮在鈾向壓力作用下圓盤本身的壓縮，以及由于摩擦力矩作用，在圓盤和花鍵軸間產(chǎn)生的摩擦使軸向力減小的系數(shù)。其值隨的增加而減小。當(dāng)≤4時(shí)，＝1，＝10時(shí)，＝；(式510)一摩擦面的平均半徑(cm)，由下式近似確定[12] 式中：—為摩擦面的內(nèi)徑，由構(gòu)造確定；—為摩擦面的外徑，一般＝(~)，≤12cm。摩擦面的單位壓力，對(duì)摩族面數(shù)少的盤式制動(dòng)器，可認(rèn)為每對(duì)摩擦面上的比壓相等。摩擦面對(duì)數(shù)增多時(shí)，距離加壓圓盤最近的摩擦面的比壓力為最大[12]。(式511)式中：—許用比壓(N／cm2)。 許用壓力摩擦材料 [P] （N/cm2）無潤滑干油潤滑油槽潤滑金屬對(duì)金屬20~4030~5060~120織戎的摩擦材料對(duì)金屬20~4040~8060~120壓制的摩擦材料對(duì)金屬40~8050~120100~200盤式制動(dòng)器松閘時(shí)，松閘器使加壓圓盤在鈾向的退距稱力松閘行程。松閘時(shí)，各圓盤摩擦面之間無軸向壓力作用，圓盤和摩擦襯墊在自身彈性復(fù)原力的作用下，各摩擦面間脫離緊密接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)盤可以隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。為此松閘行程應(yīng)滿足： ?＝?l十?2十?3＝~1mm 式中：?1—金屬圓盤和摩擦襯墊在軸向產(chǎn)生的熱變形量； ?2—在軸向壓力作用下摩擦襯墊在軸向產(chǎn)生的彈性變形量； ?3—在制動(dòng)器規(guī)定的調(diào)整期內(nèi)襯墊的磨損量。 上述值當(dāng)摩擦面無潤滑時(shí)取大值，油槽潤滑時(shí)取小值。 注：本設(shè)計(jì)所選專用卷揚(yáng)減速機(jī)中附帶制動(dòng)系統(tǒng)，以上計(jì)算只用于對(duì)制動(dòng)器的校核。 起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置減速器選擇及傳動(dòng)比的驗(yàn)算起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比是根據(jù)馬達(dá)轉(zhuǎn)速和卷筒轉(zhuǎn)速確定。(式512)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速由公式[7]： 式中、為液壓泵和液壓馬達(dá)的排量；：雙泵合流時(shí)排量，：為液壓泵的額定轉(zhuǎn)速， ； 為泵、馬達(dá)、系統(tǒng)的容積效率，；計(jì)算得：卷筒轉(zhuǎn)速 則總的傳動(dòng)比： ，設(shè)計(jì)誤差為()/=% 設(shè)計(jì)合理參照此傳動(dòng)比和相關(guān)參數(shù)，查閱相關(guān)資料[11]選擇減速機(jī)型號(hào)為J140﹒。外形、安裝尺寸見 附錄2。結(jié)論本文通過對(duì)傳統(tǒng)型QY8汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)幾個(gè)重要方面進(jìn)行了分析，而采用國內(nèi)小噸位起重機(jī)的先進(jìn)液壓系統(tǒng)、合理機(jī)構(gòu)、和標(biāo)準(zhǔn)原件。如雙泵分合流開式系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)防沖擊系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性較好的平衡閥等。從而改善了機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率匹配，擴(kuò)大了調(diào)速范圍，提高了起升機(jī)構(gòu)提升速度，從而達(dá)到了節(jié)能和提高效率，同時(shí)減少?zèng)_擊，提高了安全性。雙泵分合流開式系統(tǒng)采用了雙泵單馬達(dá)、分合流油路，根據(jù)各機(jī)構(gòu)的不同速度和功率的要求，變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)及支腿用小泵2供油，起升用大泵l供油，起升與其余各機(jī)構(gòu)都可以進(jìn)行聯(lián)合動(dòng)作，提高工作效率，同時(shí)起升輕載及空載時(shí)，泵2與泵l可以同時(shí)合流供給起升，提高起升速度，擴(kuò)大調(diào)速范圍。馬達(dá)、泵的選擇計(jì)算中各變量因素考慮全面，計(jì)算所得參數(shù)較準(zhǔn)確，即泵、馬達(dá)的選型合適。變幅液壓缸采用焊接加螺栓組連接的方式，密封性良好，安裝維護(hù)方便，結(jié)構(gòu)經(jīng)湊。蝙蝠液壓缸是按照起重最嚴(yán)格的狀況進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)的，其行程、內(nèi)徑、導(dǎo)向長度、無縫鋼管直徑等均嚴(yán)格參照國家標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)選定，其中還進(jìn)行了壓桿穩(wěn)定性的校核。起升機(jī)構(gòu)參照現(xiàn)在較先進(jìn)的結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)。卷筒為焊接鑄造組合式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量較輕。卷揚(yáng)減速機(jī)采用J140﹒，其結(jié)構(gòu)緊湊，安裝在卷筒內(nèi)部。卷筒相關(guān)尺寸都是按照標(biāo)準(zhǔn)程序所計(jì)算選擇出來的，并且查閱相關(guān)資料對(duì)鑄鐵筒壁進(jìn)行了彎扭組合力學(xué)模型的強(qiáng)度校核。 由于本人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)有限，因素考慮不全再所難免，出現(xiàn)不妥之處，望各位批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)[1]徐灝．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)5[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992：3746．[2]張質(zhì)文，虞和謙，王金諾，包起帆．起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] ．北京：中國鐵道出版社，1997：11116。[3]張利平．液壓氣動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè)[M] ．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：1644．[4]唐銀啟．工程機(jī)械液壓與液力技術(shù)．北京市：人民交通出版社4, 2003．[5]編寫組．起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)．［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．1980：11118．[6]陳作模、葛文杰．機(jī)械原理．［M］．北京：高等教育出版社,2005[7]張利平．液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)[M] ．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：1402．[8] 張質(zhì)文等主編. 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè). 中國鐵道出版社, 1998 [9] 蔡文彥．液壓傳動(dòng)系統(tǒng). 上海:上海交通大學(xué)出版社,1996[10]雷天覺．液壓工程手冊(cè). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991[11]馮桃新，羅善瞀編. 建設(shè)機(jī)械配套件手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社, 1996[12]周明衡主編. 離合器、制動(dòng)器選用手冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003[13]，黃誼．液壓傳動(dòng)[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：1289[14]。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版[M]。北京：高等教育出版社，2006：1261[15]劉鴻文．材料力學(xué)［M］．北京：高等教育出版社,2003[16]編寫組．中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編 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