【正文】 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。 由上述分析可知，建筑卷揚(yáng)機(jī)宜選用不易松散 合旋轉(zhuǎn)傾向小的線接觸鋼絲繩。 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。 （ 3）點(diǎn)、線接觸鋼絲繩 點(diǎn)、線接觸鋼絲繩是一種混合結(jié)構(gòu)的鋼絲繩。這種鋼絲繩股的外層由不同直徑的鋼絲組成，配置的的細(xì)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(xì)。由于線接觸鋼絲繩比點(diǎn)接觸鋼絲繩的有效鋼絲總面積大，因而承載能力高。在實(shí)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(diǎn)接觸，造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生嚴(yán)重壓痕，由此導(dǎo)致鋼絲繩疲勞斷裂而使鋼絲繩過早報廢。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(yáng)機(jī)應(yīng)優(yōu)先使用。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。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。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(yán)重。 各種倍率時滑輪組效率參見下表 。建筑卷揚(yáng)機(jī)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(dāng)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。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(yáng)機(jī)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。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。 表 滑輪材料 滑輪類型 常用材料 用途 實(shí)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(jī)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。 滑輪結(jié)構(gòu)與材料 直徑較小的滑輪可做成實(shí)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。根據(jù)起吊的最大重量 ，由《機(jī)械設(shè)計手冊》第二卷表 （ GB/— 1988），選取吊鉤 5，強(qiáng)度等級為 P的不帶凸耳模鍛直柄單鉤。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(jī)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(jī)械。 標(biāo) 記方法： 標(biāo)記示例： 鉤號 ，強(qiáng)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(qiáng)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。吊鉤通常與滑輪組合成吊鉤組進(jìn)行工作。由《機(jī)械設(shè)計》式 得聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩 ? ? ???????? pdlhT ? ＞ 由《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》查得，當(dāng) d＝ 58mm～ 65mm 時，鍵的截面尺寸為：寬 b＝ 18mm,高 h＝ 11mm。但不排除在偶然超載或意外情況下發(fā)生靜強(qiáng)度破 壞。對固定心軸的疲勞失效而言，最危險的應(yīng)力情況是脈動循環(huán)變設(shè)計說明書（論文） 24 化，為安去起見，卷筒的固定心軸應(yīng)力，以按脈動循環(huán)處理為宜。強(qiáng)度計算時應(yīng)按鋼絲繩在卷筒上兩個極限位置分別計算。根據(jù)《建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計》表 3115 取 sB ＝ ； ??? — 端側(cè)板材料的許用應(yīng)力。 P＝ = 8＝ （ mm）； ??c? — 許用壓應(yīng)力。此時只計算壓縮應(yīng)力即可。 卷筒筒壁的強(qiáng)度計算 按《新編機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》，卷筒的材料已初選為 HT200。 圖 卷筒容繩尺寸參數(shù)示意圖 n= DL? + 0n = 320200000 ??? = B=n d= 8=(mm) B 取為 550mm oD =Dd=2008=192(mm) 3 oD =3 192=576(mm) B=550(mm)＜ 3 oD 所以選取的卷筒容繩寬度是合理的。 設(shè)計說明書（論文） 21 代入上面的公式得： D≥ eK d ＝ 19 8 ＝ 152（ mm） 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》第二卷表 D 為 200mm。 卷筒常用材料 常用的卷筒材料見下表 表 常用卷筒材 料 （ MPa） 材 料 極限應(yīng)力 鑄造卷筒 焊接卷筒 HT200 QT45010 ZG270500 ZG310570 Q235 20 16Mn B? 200 450 500 570 )( ??S 310 270 310 上述卷筒材料具有良好的鑄造工藝性或焊接工藝性，且貨源廣泛 ，并為我國許多專業(yè)廠家所采用。 按照結(jié)構(gòu)的整體性，卷筒可分為整體式卷筒和分體裝配式卷筒。建筑卷揚(yáng)機(jī)主要使用多層纏繞卷筒。鑄造卷筒應(yīng)用廣泛。鋼絲繩出繩方向偏角 ? ：對于自然排繩， ? ≤ 176。 根據(jù)本次設(shè)計要求確定建筑卷揚(yáng)機(jī)的載荷狀態(tài)為 Q2 （中）， Kf ＝ ， Kd ＝ 。 Kd ＝mninnii tttt tFtFtFtF ?????????? ???????????2133232131 () 式中 Kd —— 當(dāng)量拉力系數(shù)； ti —— Fi 作用下的時間； ti ＝ t1 ， t2 ， 載荷譜系數(shù) Kf 可用下式計算： Kf ＝∑???????? ???????? meiti FFNn （ ） 式中 Kf —— 載荷譜系數(shù)； ni —— 在鋼絲繩拉力 Fi 作用下的工作循環(huán)次數(shù)， ni ＝ n1 ， n2 利用等級 利用等級是表示建筑卷揚(yáng)機(jī)使用的頻繁程度，以其在設(shè)計壽命期內(nèi)應(yīng)總工作循環(huán)次數(shù) Nt 表征。由于低速級轉(zhuǎn)矩大，聯(lián)軸器尺寸也很大，再加上兩處支撐，在軸向布置上占用很大空間。 卷揚(yáng)機(jī)整體布置方案的選擇 方案一（圖 ） 設(shè)計說明書（論文） 14 圖 該方案由一個大齒輪固定在卷筒上，轉(zhuǎn)矩通過開式齒輪由減速器傳給卷筒。 蝸桿傳動的效率低，而且蝸桿傳動布置為“ T”字型，占用空間大。 編寫設(shè)計計算說明書 對卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計應(yīng)編寫設(shè)計計算說明書，以供日后查閱。 確定設(shè)計方案、主要設(shè)計參數(shù)計算 在現(xiàn)場需求分析的基礎(chǔ)上，找出卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計的重點(diǎn)與難點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況提出各種可行性方案，并確定各組成部件等。建筑卷揚(yáng)機(jī)作為一種機(jī)電產(chǎn)品，它的設(shè)計幾乎包含了機(jī)械方面所有的知識。 設(shè)計說明書（論文） 11 第 2 章 建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計的內(nèi)容及步驟 建筑卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計應(yīng)結(jié)合建筑現(xiàn)場的需要、工作環(huán)境等實(shí)際情況，從機(jī)器的質(zhì)量、生產(chǎn)、使用綜合考慮，選擇和設(shè)計出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、使用安全可靠的設(shè)計方案和組織結(jié)構(gòu)，應(yīng)使機(jī)器的生產(chǎn)在保證達(dá)到設(shè)計圖樣上所提出的各項技術(shù) 要求的基礎(chǔ)上，盡可能降低各零部件的制造成本和保證安全生產(chǎn)。 一般設(shè)備的質(zhì)量都較大，則要求卷揚(yáng)機(jī)具有較大的提升能力；為保證安裝精度，其速度就不能太高；為防止墜落，其安全性要求更高。 用壓力油控制卷揚(yáng)機(jī)卷筒的離合和制動。 按傳動形式分 最早的形式。卷揚(yáng)機(jī)按卷筒數(shù)目可分為單筒卷揚(yáng)機(jī)、雙筒卷揚(yáng)機(jī)和多筒卷揚(yáng)機(jī)三類。 繩速 v＝ 30～ 45m/min。此參數(shù)為建筑卷揚(yáng)機(jī)的主要參數(shù)。 建筑卷揚(yáng)機(jī)的主要類型 建筑卷揚(yáng)機(jī)由于應(yīng)用范圍較廣，為適應(yīng)各種不同使用條件，建筑卷揚(yáng)機(jī)亦制造成各種不同機(jī)型的產(chǎn)品。對大型卷揚(yáng)機(jī)安裝了電器 連鎖裝置，以保證絕對安全可靠。 其他國家，如俄羅斯、英國、瑞典、加拿大、德國等業(yè)都生產(chǎn)著不同用途的各種型號的卷揚(yáng)機(jī)。電控齒輪換檔 (采用延時繼電器 )，起吊位置精確，運(yùn)動緩和，傳動件在油池里工作，停車緩慢，避免磨損電磁剎車。 LMD 型卷揚(yáng)機(jī)可兩檔變速，采用液壓控制。 （三） 法國 法國生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的廠家很多，其中包滕 (POTAIN)公司就是生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的主要廠家之一。 ENDO 型卷揚(yáng)機(jī)采用起重電動機(jī)，卷揚(yáng)機(jī)可兩檔變速，排繩器裝在上部，是單螺旋軸雙導(dǎo)向桿式結(jié)構(gòu)，機(jī)座全部是焊接結(jié)構(gòu)，所有機(jī)械與電器部分都裝在機(jī)座里。 2．電動卷揚(yáng)機(jī) 該廠生產(chǎn)的電動卷揚(yáng)機(jī)為 KM 型，功率 ～ 11kW，拉力 6000～142100N，四種規(guī)格。功率為 ～ 44kW，鋼絲繩拉力從 5880～44100N，有 18 個規(guī)格。 日本卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)由機(jī)械技術(shù)部會、荷役機(jī)械技術(shù)委員會領(lǐng)導(dǎo)。藝德公司等。 哲恩有限公司是美國較大的生產(chǎn)起重設(shè)備的公司，主要產(chǎn)品有各種手動卷揚(yáng)機(jī)、電動卷揚(yáng)機(jī)、提升機(jī)械及起重機(jī)。下面介紹一下幾個主要國家生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的狀況。這兩種機(jī)型結(jié)構(gòu)緊湊，加工簡單，操作 方便，體積小，重量輕，一般中小企業(yè)均可生產(chǎn)，滿足了生產(chǎn)的需要又實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的進(jìn)步。為使卷揚(yáng)機(jī)的 生產(chǎn)滿足日益增加的需求和解決中小廠家設(shè)計力量薄弱的情況， 1988 年卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)組織了九廠一所一校成立了卷揚(yáng)機(jī)系列設(shè)計組，對單筒快速建筑卷揚(yáng)機(jī)起重質(zhì)量從 到 的機(jī)型進(jìn)行了系列設(shè)計。在此期間，由于石化工業(yè)的發(fā)展，大型設(shè)備很多，都需要吊裝，如一些大型反應(yīng)塔，塔的高度達(dá)七八十米，質(zhì)量達(dá)五六百噸，就需要有大型吊裝用的卷揚(yáng)機(jī)，因而各廠家相繼生產(chǎn)了 20t 和 30t 卷揚(yáng)機(jī)，滿足了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。慢速卷揚(yáng)機(jī)的基型為閉式傳動（圓柱齒輪傳動或蝸桿傳動減速器） 、電磁鐵制動結(jié)構(gòu)。在調(diào)查的基礎(chǔ)上，開始自行設(shè)計和制造新的卷揚(yáng)機(jī)，先后試制了 、 1t、 3t 電動卷揚(yáng)機(jī)，但由于對當(dāng)時各廠家的生產(chǎn)能力估計不足，無法推廣。由于當(dāng)時生產(chǎn)力不高，卷揚(yáng)機(jī)的需求量亦不多，故這段時間國內(nèi)卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)主要是仿制。正因為建筑卷揚(yáng)機(jī)具有多種用途，所以它已不僅用于建筑業(yè)，而且在冶金、化工、水電、農(nóng)業(yè)、軍事及交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)亦被廣泛應(yīng)用。雖然目前塔吊、汽車吊等取代了建筑卷揚(yáng)機(jī)的部 分工作，如塔吊在建筑工地上用于物料和構(gòu)件的提升，但由于塔吊成本高，一般在大型建筑中使用，而且靈活性較差，故一般中小型建筑仍然廣泛使用建筑卷揚(yáng)機(jī)，就是大型建筑中雖有塔吊，也還需要建筑卷揚(yáng)機(jī)作輔助提升用；汽車吊雖然靈活方便，但也因為成本太高，而不能在建筑業(yè)中被廣泛應(yīng)用，故大型設(shè)備的安裝仍然是由建筑卷揚(yáng)機(jī)承擔(dān)的。提升重物是建筑卷揚(yáng)機(jī)的一種主要功能，所以各類卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。本次設(shè)計的建筑卷揚(yáng)機(jī)的內(nèi)容及步驟是：卷同的設(shè)計，吊鉤、滑輪組的設(shè)計，鋼絲繩的選擇，連軸器的設(shè)計和棘輪停止器的設(shè)計。建筑卷揚(yáng)機(jī)除在建筑工地、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外，在冶金、礦山等行業(yè)中亦廣泛應(yīng)用，如高爐料鐘和物料的提升，小型礦井的物料提升，船舶上錨鏈的