【導(dǎo)讀】建筑卷揚機的應(yīng)用---------------------------------------------------------------------------------4. 國內(nèi)建筑卷揚機發(fā)展概況-----------------------------------------------------------------------4. 國外卷揚機概況-------------------------------------------------------------------------------------6. 建筑卷揚機的主要類型---------------------------------------------------------------------------8. 第2章建筑卷揚機設(shè)計的內(nèi)容及步驟----------------------------------------------------------------11. 建筑卷揚機設(shè)計的意義-------------------------------------------------------------------11. 編寫設(shè)計計算說明書-----------------------------------------------------------12. 第3章建筑卷揚機的總體方案設(shè)計--------------------------------------------13. 建筑卷揚機工作級別與類別------------------------------------------------------14. 第4章滾筒的設(shè)計計算------------------------------------------------------------19. 卷筒容繩尺寸參數(shù)------------------------------------------------------------------10. 軸上傳動鍵的設(shè)計---------------------------------------------------------------------------------. 第5章吊鉤、滑輪組設(shè)計---------------------------------------------------------------------25. 起重吊鉤的選擇--------------------------------------------------------------------26. 第6章鋼絲繩選擇--------------------------------------------------------31. 鋼絲繩在卷筒上的固定--------------------------------------------------------------------35. 凸緣聯(lián)軸器的特點-------------------------------------------------------------------------39. 聯(lián)軸器的選擇計算------------------------------------------------------------------39. 棘輪、棘爪的主要參數(shù)及幾何尺寸------------------------------------------------------------. 棘輪齒的強度計算-------------------------------------------------

　　

【正文】 型、 LMD 型、 LY型及 LYD 型。 標 記方法： 標記示例： 鉤號 ，強度等級為 M 的不帶凸耳模鍛直柄單鉤：直柄單鉤 — M 鉤號 250、強度等級為 T 的帶凸耳自由鍛直柄單鉤：直柄單鉤 LYD250— 吊鉤采用專用材料，常用整體鍛造或用厚鋼板切割而成。依據(jù)吊鉤材料屈服強度極限不同，將其機械性能分為五個強度等級。 在不同的強度等級和機構(gòu)的工作級別下，各種吊鉤的起重量可以查表獲得。 起重吊鉤的結(jié)構(gòu)形式 鉤號 ～ 40 的吊鉤采用 模鍛，鉤號 10～ 250 的吊鉤采用自由鍛造。鉤號 ～ 5設(shè)計說明書（論文） 27 直柄單鉤，柄端結(jié)構(gòu)為型式Ⅰ，用于輕小型起重設(shè)備；鉤號 6～ 12 柄端結(jié)構(gòu)為型式Ⅱ，用于起重機械和輕小型起重設(shè)備；鉤號 40～ 250 柄端結(jié)構(gòu)為型式Ⅲ，用于起重機械。鉤號 ～ 5 柄端為普通螺紋；鉤號 6～ 250 柄端為梯形圓螺紋。直柄單鉤的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)《機械設(shè)計手冊》第二卷表 （ GB/）選取。 吊鉤型號的選擇 吊鉤是根據(jù)吊鉤的起重量來選取的。根據(jù)起吊的最大重量 ，由《機械設(shè)計手冊》第二卷表 （ GB/— 1988），選取吊鉤 5，強度等級為 P的不帶凸耳模鍛直柄單鉤。 吊鉤的材料 吊鉤的材料根據(jù)《機械設(shè)計手冊》第二卷表 （ GB/— 1988），鉤號 5，柄部直徑 1d ＝ 53mm，材料為 20Mn。 滑輪是用來支承鋼絲繩和改變鋼絲繩運動方向的部件。鋼絲繩繞過若干動滑輪和定滑輪組成滑輪組，滑輪組可以起到省力和增速的作用（建筑卷揚機使用滑輪組主要起省力作用），它是 起重機械的重要組成部分。 滑輪結(jié)構(gòu)與材料 直徑較小的滑輪可做成實體輪，（見下圖 ）；直徑較大的應(yīng)做成輻板輪，（見下圖 ）或輻條輪；對于大型或單件生產(chǎn)的滑輪可采用型鋼與鋼板焊接而成。 設(shè)計說明書（論文） 28 圖 圖 滑輪常裝在固定的心軸上。簡單的滑輪常采用滑動軸承，目前使用的滑輪絕大多數(shù)采用滾動軸承。 滑輪材料見下表 。 表 滑輪材料 滑輪類型 常用材料 用途 實體滑輪 15， Q235 小型滑輪滑輪直徑 D≤ 350mm 鑄造滑輪 HT150 滑輪直徑 D≤ 350mm，輕級或中級工作類型的起重機械 QT45010 中型滑輪，滑輪直徑 D＞ 350mm，一般鑄成輻板上帶孔和筋或鑄成輪輻結(jié)構(gòu)，承載能力較大。鑄鋼滑輪常用于重級和特重級工作類型的起重機械 ZG230450 ZG270500 ZG35Mn 焊接滑輪 Q235A 大型滑輪，滑輪直徑 D＞ 800mm 根據(jù)本次設(shè)計要求，選取實體滑輪，材料為 Q235。 滑輪尺寸的表示法主要有繩槽尺寸和滑輪直徑?；喞K槽尺寸應(yīng)能保證鋼絲繩順利繞過并使接觸面積盡可能大。繩槽半徑 R是根據(jù)鋼絲繩直徑最大允許偏差為 +7%確定的。故槽底半徑應(yīng)稍大于鋼絲繩直徑?；喞K槽的結(jié)構(gòu)見下圖 ，剖面尺寸根據(jù)《建筑卷揚機設(shè)計》表 3102 獲取。 設(shè)計說明書（論文） 29 圖 滑輪直徑的選用系列與匹配 滑輪的名義直徑為滑輪槽底直徑 D，該值的大小與鋼絲繩的疲勞強度有關(guān)，所以不能選得太小。但選用時是按照鋼絲繩中心處得計算直徑 0D dKD e1min0 ? 式中 d— 鋼絲繩直徑（ mm） 1eK — 與建筑卷揚機工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，其值按下表 選取。 即： dKD e1min0 ? ＝ 20 8＝ 160mm 滑輪直徑與鋼絲繩直徑應(yīng)匹配，根據(jù)《建筑卷揚機設(shè)計》表 3104 進行選取 0D ＝225mm。 表 系數(shù) 1eK 工作級別 A1 A2 A3 A4 ～ A6 A7 ～ A8 1eK 14 16 19 20 22 滑輪組的種類 鋼絲繩依次繞過若干定滑輪和動滑輪組成的裝置稱滑輪組。 滑輪組按構(gòu)造形式不同可分為單聯(lián)滑輪組（圖 ）和雙聯(lián)滑輪組（圖 ）。建筑卷揚機廣泛采用帶有導(dǎo)向滑輪得單聯(lián)滑輪組（圖 ） 設(shè)計說明書（論文） 30 圖 圖 圖 滑輪組的倍率 當采用省力滑輪組時，繞入卷筒的鋼絲繩拉力比不用滑輪組要小，但此時貨載的升降速度發(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。速度降低的多少決定于滑輪組的型式和動滑輪與定滑輪的數(shù)量。通常用滑輪組倍率 a來 表示滑輪組減速（或設(shè)計說明書（論文） 31 省力）的大小。 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 ?? 對于單聯(lián)滑輪組，倍率 a等于承載分支數(shù) cz ，即： a＝ cz 對于雙聯(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。 各種倍率時滑輪組效率參見下表 。 表 滑輪組的效率 軸承種類 滑輪組倍率 a 2 3 4 5 6 8 10 滑動 ％ 95％ ％ 90％ 88％ 84％ 80％ 滾動 99％ ％ ％ 97％ 96％ ％ ％ 滑輪組繩索最大拉力 滑輪組繩索工作時所受最大拉力 maxF 由下式計算： ? ?naGF ?K 0m ax ?? N 式中 Q— 起重質(zhì)量（ kg）； 設(shè)計說明書（論文） 32 0G — 取物裝置（如吊鉤組等）質(zhì)量（ kg）； a— 滑輪組倍率； K— 滑輪組型式系數(shù)。當采用單聯(lián)滑輪組時， K＝ 1；采用雙聯(lián)滑輪組時， K＝ 2； n? — 滑輪組倍率。 所以 ? ? KNaGF n % )50 00500( 0m a x ??? ????? ? 第 6 章 鋼絲繩的選擇 建筑卷揚機通過鋼絲繩升降、拽引重物。工作時鋼絲繩所受應(yīng)力十分復(fù)雜，加之對外界影響因素比較敏感，一旦失效，后果十分嚴重。因此，應(yīng)特別重視鋼絲繩的合理選擇與使用。 鋼絲繩的選取 鋼絲繩的種類和構(gòu)造 鋼絲繩由許多高強度鋼絲編繞而成，可單 捻、亦可雙捻成形。繩芯常采用天然纖維芯（ NF）、合成纖維芯（ SF）、金屬絲繩芯（ IWR）和金屬絲股芯（ IWS）。纖維芯鋼絲繩具有較高的撓性和彈性，纏繞時彎曲應(yīng)力較小，但不能承受橫向壓力。金屬絲芯鋼絲繩強度較高，能承受高溫和橫向壓力，但撓性較差。建筑卷揚機系多層纏繞，更適合選用雙捻制金屬絲芯鋼絲繩。 鋼絲繩的種類，根據(jù)鋼絲繞成股和股繞成繩的相互方向可分為 : （ 1） 順捻鋼絲繩 順捻鋼絲繩又分為右同向捻（ ZZ）和左同向捻（ SS）。此類鋼絲繩鋼絲繞成股和股繞成繩的旋轉(zhuǎn)方向是一致的。其特點是：鋼絲繩撓性好，磨損小 ，使用壽命長，但容易松散和扭轉(zhuǎn)。它不允許在無導(dǎo)軌情況下作單獨提升，故在不松散的情況下或有剛性導(dǎo)軌時應(yīng)用為宜。 設(shè)計說明書（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）。鋼絲繩鋼絲繞成股與股繞成繩的方向相反，它的撓性與使用壽命都較順捻鋼絲繩差，但由于繩與股的扭轉(zhuǎn)趨勢相反，克服了扭轉(zhuǎn)和易松散的缺陷，故卷揚機應(yīng)優(yōu)先使用。 鋼絲繩的種類，根據(jù)鋼絲繩中鋼絲與鋼絲的接觸狀態(tài)不同又可分為： （ 1） 點接觸鋼絲繩 點接觸鋼絲繩繩股中各層鋼絲直徑均相同，而內(nèi)外各層鋼絲的節(jié)距不同，因而相互交叉形成點接觸。其 特點時接觸應(yīng)力高，表面粗糙，鋼絲易折斷，使用壽命低。但制造工藝簡單，價格便宜。在實際中常發(fā)現(xiàn)這種鋼絲繩在受拉、尤其是受彎時由于鋼絲間的點接觸，造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生嚴重壓痕，由此導(dǎo)致鋼絲繩疲勞斷裂而使鋼絲繩過早報廢。 （ 2） 線接觸鋼絲繩 線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。由于外層鋼絲位于內(nèi)層鋼絲之間的溝槽內(nèi)，因此內(nèi)外層鋼絲間形成線接觸。這種鋼絲繩的內(nèi)層鋼絲雖承受比外層鋼絲稍大的應(yīng)力，但它避免了應(yīng)力集中，消除了鋼絲在接觸處的二次彎曲現(xiàn)象，減少了鋼絲間的摩擦阻力，使鋼絲繩在彎曲上有 較大的自由度，從而顯著提高了抗疲勞強度，其壽命通常高于點接觸鋼絲繩。由于線接觸鋼絲繩比點接觸鋼絲繩的有效鋼絲總面積大，因而承載能力高。如果在破斷拉力相同的情況下選用線接觸鋼絲繩，可以采用較小的滑輪和卷筒直徑，從而使整個機構(gòu)的尺寸減小。建筑卷揚機應(yīng)優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。 線接觸鋼絲繩根據(jù)繩股斷面的結(jié)構(gòu)又可分為三種型式： 1）西魯式（又稱外粗式），代號為 S。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。其特點式耐磨性好，但撓性較差。對多層纏繞，當卷筒與鋼絲繩直徑比較大時，選用 S型較適宜。 2）瓦林吞式（又稱粗細式），代號為 W。這種鋼絲繩股的外層由不同直徑的鋼絲組成，配置的的細鋼絲同時保持與三根相鄰鋼絲接觸，因而斷面充填系數(shù)高，承載能力大。這種鋼絲繩為建筑卷揚機廣泛采用。 3）填充式，代號為 Fi 。在鋼絲繩股中內(nèi)外層鋼絲間形成的溝槽中充填細鋼絲，增加了承載能力。 （ 3）點、線接觸鋼絲繩 點、線接觸鋼絲繩是一種混合結(jié)構(gòu)的鋼絲繩。它里邊是點接觸，外面是西魯式線接觸。 （ 4）面接觸鋼絲繩 面接觸鋼絲繩式新發(fā)展起來的產(chǎn)品，由異型斷面的鋼絲組成。設(shè)計說明書（論文） 34 鋼絲之間的接觸 應(yīng)力比線接觸鋼絲繩要小，從而進一步改善了鋼絲繩的性能，但鋼絲繩的撓性較差。 普通鋼絲繩在單根使用時，無論順捻或交捻，都有向鋼絲繩繞向相反方向旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，給使用帶來不便。針對這種情況，我國已生產(chǎn)出幾種不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。 目前，鋼絲繩在加工過程中已開始采用預(yù)先變形工藝（即將鋼絲在繞前預(yù)先彎成鋼絲在繩中應(yīng)具有的形狀，然后順捻成形）或捻后定形等工藝，這可獲得結(jié)構(gòu)致密、繩股密合地貼在繩芯上的不松散鋼絲繩。這種鋼絲繩彎曲疲勞強度較高，抗磨損能力較高，使用中也減少了鋼絲繩的扭結(jié)趨勢。 由上述分析可知，建筑卷揚機宜選用不易松散 合旋轉(zhuǎn)傾向小的線接觸鋼絲繩。 鋼絲繩的標記代號 國標 GB 870788 規(guī)定了鋼絲繩的兩種標記方法，即全稱標記合簡化標記。一般采用簡化標記。 標記示例： 設(shè)計說明書（論文） 35 鋼絲繩直徑的選擇 建筑卷揚機系多層纏繞，鋼絲繩受力比較復(fù)雜。為簡化計算，鋼絲繩的選擇多采用安全系數(shù)法，這是一種靜力計算方法。 鋼絲繩的安全系數(shù)按下式計算 n ? ?nFSepgs ?? 式中 Sp