【正文】 用鍍鋅鋼絲繩。目前我國生產(chǎn)的“鋼絲繩油’’屬于中等 粘度油，適用于各種股捻鋼絲繩的潤(rùn)滑。它可以防止銹蝕，減少鋼絲繩內(nèi)外磨損。 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 45 頁 4. 為保證鋼絲繩在繩筒上平滑纏繞，避免各圈鋼絲繩間相互摩擦及多層纏繞錘擊和堆繞現(xiàn)象，延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命，鋼絲繩在卷筒及繩輪上的偏角必須保持在一定的限度之內(nèi)，一般在 ? ~2? 之間。 3. 滑輪與卷筒的材料太硬，對(duì)鋼絲繩壽命不利。過小的繩槽直徑會(huì)使鋼絲繩受到過度擠壓而提前斷絲，繩槽尺寸過大，又會(huì)使鋼絲繩在槽內(nèi)的支承面積減小，增大鋼絲繩的接觸應(yīng)力。使用中，應(yīng)盡量減少鋼絲繩的彎折次數(shù)并盡量避免反向彎折。因此，選用較大的滑輪和卷簡(jiǎn)直徑對(duì)鋼絲繩的壽命是有利的。 在正確選擇鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和直徑之后，實(shí)際使用壽命的長(zhǎng)短，在很大程度上取決于鋼絲繩在使用中的維護(hù)和保養(yǎng)及與相關(guān)機(jī)件的合理配 置。實(shí)踐表明，由于鋼絲繩反復(fù)彎曲相擠壓所造成的金屬疲勞是鋼絲繩破壞的主要原因。 maxmin Fcd 〒 = (34) 所以鋼絲繩選擇 d=6 mm。目前，卷揚(yáng)機(jī)還沒有此系數(shù)的具體規(guī)定。該方如下； 鋼絲繩直徑不應(yīng)小于下式計(jì)算的最小直徑 maxmin Fcd 〒 (32) 式中 Fmax— 鋼絲繩最大靜拉力 (N)。 目前在工業(yè)化國家，對(duì)鋼 絲繩直徑的選擇普遍采用選擇系數(shù)法。 鋼絲繩的安全系數(shù)按下式計(jì)算： ? ?pg rSnnF??(31) 式中 pS — 整條鋼絲繩的破斷拉力， N； ??n — 卷揚(yáng)機(jī)工作級(jí)別規(guī)定的最小安全系數(shù)； rF — 鋼絲繩的額定拉力， N； 設(shè)計(jì)時(shí)，鋼絲繩的額定拉力為已知，將額定拉力乘以規(guī)定的最小安全系數(shù) ??n ，然后從產(chǎn)品目錄中選擇一種破斷拉力不小于 rF 鋼絲繩直徑的選擇 卷揚(yáng)機(jī)系多層纏繞．鋼絲繩受力比較復(fù)雜。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(gè)機(jī)構(gòu)的尺寸減小。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(qiáng)度，其壽命通常高于點(diǎn)接觸鋼絲繩。 （ 2）線接觸鋼絲繩 線接觸鋼絲繩繩股由不同直徑的鋼絲統(tǒng) 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。但制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。 鋼絲繩的種類和構(gòu)造 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(diǎn)接觸鋼絲繩 點(diǎn)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(diǎn)接觸。對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)零部件需進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)。有時(shí)在采用較大的滑輪組倍率的同時(shí) 相應(yīng)的降低了起升速度的方式來提高起重量，可以使起升機(jī)構(gòu)達(dá)到通用性，即將同一起升機(jī)構(gòu)用于不同的起重量，這是在系列設(shè)計(jì)時(shí)常采用的方法。 滑輪組的倍率的確定對(duì)鋼絲繩的拉力、卷筒直徑與長(zhǎng)度、減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比以及機(jī)構(gòu)的總體尺寸有很大的影響。在橋式起重機(jī)中采用雙聯(lián)滑輪組 ，一方面使卷筒兩支撐上的受力不變，也就是使運(yùn)行小車兩邊的軌道輪壓不變，這對(duì)橋架和小車車架受力是有利的；另一方面是使重物在起升過程中不作橫向移動(dòng)。但在起升高度較大時(shí)，往往用增大卷筒直徑的方法以減小其長(zhǎng)度。如下圖 。在齒輪聯(lián)軸器外側(cè)，即靠近減速器的一側(cè)裝有剖分式密封蓋，以防止聯(lián)軸器內(nèi)的潤(rùn)滑油流出來和外面的灰塵進(jìn)入。 由于卷筒與減速器低速軸之間的連接型式很多。在重要的起升機(jī)構(gòu)中有時(shí)設(shè)兩個(gè)制動(dòng)器，而第二個(gè)制動(dòng)器可安裝在減速器高速軸的另一伸出端或裝設(shè)在電動(dòng)機(jī)的尾部出軸上。 起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器必須采用常閉式 的。帶制動(dòng)輪的半體應(yīng)安裝在減速器高速軸上。 一般制動(dòng)器都安裝在高速軸上，這樣所需要的制動(dòng)力矩小，相應(yīng)的制動(dòng)器尺寸小，重量輕。前者構(gòu)造簡(jiǎn)單并能起緩沖作用，但彈性橡膠圈的使用壽命不長(zhǎng)；后者堅(jiān)固耐用，應(yīng)用最廣。要求低速時(shí)可采用三級(jí)大傳動(dòng)比減速器。 根據(jù)需要起升機(jī)構(gòu)上還可裝設(shè)各種輔助裝置，如起重量限制器、起升高度限位器、速度限制器和鋼絲繩作多層卷繞時(shí)，使鋼絲繩順序排列在卷筒上的排繩裝置等。 圖 起升機(jī)構(gòu)示意圖 1— 電動(dòng)機(jī) 2— 聯(lián)軸器 3— 減速器 4 — 卷筒 5— 導(dǎo)向滑輪 6— 滑輪組 7— 吊鉤 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)，制動(dòng)器松開，通過帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器帶動(dòng)減速器高速軸，經(jīng)減速器減速后由低速軸帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，使鋼絲繩在卷筒上繞進(jìn)或放出，從而使重物起升或下降。 起升機(jī)構(gòu)的組成及型式 起升機(jī)構(gòu)的組成 起升機(jī)構(gòu)是使重物作升降運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，它是任何起重機(jī)必不可少和最主要最基本的機(jī)構(gòu)。 tn 根據(jù)載荷譜系數(shù)的分級(jí)可以得出相應(yīng)的當(dāng)量拉力系數(shù) Kd 。 表 22 載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài) 名義載 荷譜系數(shù) Kf 當(dāng)量拉力系數(shù) Kd 說明 Q1（輕） Kd ≤ 通常承受 1/3 的額定拉力，很少承受額定拉力時(shí)使用 Q2（中） ＜ Kd ≤ 通常承受（ 1/3～ 2/3）的額定拉力，有時(shí)承受額定拉力時(shí)使用 Q3（重） ＜ Kd≤ 通常承受 2/3以上的額定拉力，較多承受額定拉力時(shí)使用 Q4 （特重） ＜ Kd ≤1 頻繁地承受拉力或者額定拉力相近時(shí)使用 如果鋼絲繩在拉力 Fi 作用下的時(shí)間為 ti ,可以得出當(dāng)量拉力系數(shù) Kd ，按公式21 計(jì)算。 nn ； Fi —— 鋼絲繩承受的第 i 個(gè)拉力， Fi ＝ F1 ， F2 ， 載荷譜系數(shù) Kf 可用下式計(jì)算： Kf ＝∑???????? ???????? meiti FFNn (21) 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 卷揚(yáng)機(jī)的壽命一般不少于 5 年，在這個(gè)期間內(nèi)依據(jù)工作頻繁程度的不同，總工作循環(huán) Nt 可分為 8 個(gè)利用等級(jí)，見表 21 表 21 卷揚(yáng)機(jī)利用等級(jí) 利用等級(jí) 總工作循環(huán)數(shù) Nt 說明 U0 104 不經(jīng)常使用 U1 104 U2 104 U3 105 U4 105 經(jīng)常地輕閑地使用 U5 5 105 經(jīng)常地中等使用 U6 1 106 有時(shí)頻繁地使用 U7 2 106 頻繁地使用 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的建筑卷揚(yáng)機(jī)的使用情況確定利用等級(jí)為 U7。 利用等級(jí) 利用等級(jí) 是表示卷揚(yáng)機(jī)使用的頻繁程度，以其在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)應(yīng)總工作循環(huán)次數(shù) Nt 表征。 綜上所述，本設(shè)計(jì)卷揚(yáng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)采用圓柱齒輪減速器加開式齒輪的卷揚(yáng)機(jī)。在空間布置上，圓柱齒輪減速器更適用于本設(shè)計(jì)。 兩種方案的差別在于減速器的選擇。 方案二：此方案由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、 蝸桿減速器、開式齒輪傳動(dòng)、卷筒等構(gòu)件組成。該方案采用的圓柱齒輪減速器具有 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率較高，傳動(dòng)較為平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定以下兩種方案： 方案一： 圓柱齒輪減速器 加開式齒輪傳動(dòng) 的卷揚(yáng)機(jī)如圖 。其制動(dòng)型式主要有電磁鐵制動(dòng)器和錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)兩類，下面就這兩種制動(dòng)型式卷揚(yáng)機(jī)的常見類型作介紹。 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 45 頁 第二章 卷揚(yáng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)概述 電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)方案討論 電控此類卷揚(yáng)機(jī)通過通電或斷電以實(shí)現(xiàn)卷揚(yáng)機(jī)的工作或制動(dòng)。 4．大力發(fā)展不帶動(dòng)力源裝置的卷揚(yáng)機(jī) 歐美國家非常重視發(fā)展借助汽車和拖拉機(jī)動(dòng)力的卷揚(yáng)機(jī)。對(duì)大型卷揚(yáng)機(jī)安裝了電器連鎖裝置，以保證絕對(duì)安全可靠。目前，俄羅斯已生產(chǎn)了 60t 卷揚(yáng)機(jī)，日本生產(chǎn)了 32t、 50t、60t 液壓和氣動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，美國生產(chǎn)了 136t 和 270t 卷揚(yáng)機(jī)。 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(hào)的卷揚(yáng)機(jī)。由兩個(gè)獨(dú)立的裝有電磁剎車系統(tǒng)的提升電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)。電控齒輪換檔 (采用延時(shí)繼電器 )，起吊位置精確，運(yùn)動(dòng)緩和，傳動(dòng)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)綜合了電氣技術(shù) (包括電子技術(shù)系統(tǒng) )和液壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，性 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 45 頁 能比較好。 LMD 型卷揚(yáng)機(jī)可兩檔變速，采用液壓控制。 KUSW 型卷揚(yáng)機(jī)輕巧緊湊， 效率高，安全可靠，可遙控操作。 （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。產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是： 1) 采用一軸支撐兩個(gè)卷筒的結(jié)構(gòu)，用一軸齒輪傳動(dòng)裝置可操作兩個(gè)卷筒。ENDO 型卷揚(yáng)機(jī)采用起重電動(dòng)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 [5]。 3．大型電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī) 主要用于提升大型重物或設(shè)備，可兩檔機(jī)械變速，設(shè)有電磁鐵制動(dòng)器、手制動(dòng)器和棘輪停止器，以確保安全。 2．電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī) 該廠生產(chǎn)的電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)為 KM 型，功率 ～ 11kW，拉力6000～ 142100N，四種規(guī)格。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是全部為標(biāo)準(zhǔn)型，采用改進(jìn)了的螺旋頂絲式離合器操作，因而操作簡(jiǎn)便，易調(diào)整。功率為 ～ 44kW，鋼絲繩拉力從 5880～ 44100N，有 18 個(gè)規(guī)格。 北川鐵工所是一家大型生產(chǎn)廠。 日本卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)由機(jī)械技術(shù)部會(huì)、荷役機(jī)械技術(shù)委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)。據(jù)日本荷役機(jī)械研究所核計(jì)， 1970～1975 年間卷揚(yáng)機(jī)的產(chǎn)量增加 %。藝德公司等。其中直接驅(qū)動(dòng)式電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的傳動(dòng)是全封閉行星齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)全部裝在卷筒里面，機(jī)架和卷筒用高強(qiáng)度鋼焊接而成。 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(dòng)卷揚(yáng)機(jī)、電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)、提升機(jī)械及起重機(jī)。 貝波國際有限公司成立于 1919 年，有七十多年的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。下面介紹一下幾個(gè)主要國家生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的狀況。 國外卷揚(yáng)機(jī)概況 在國外，卷揚(yáng)機(jī)的品種繁多，應(yīng)用也很廣泛。這兩種機(jī)型結(jié)構(gòu)緊湊，加工簡(jiǎn)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) 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 45 頁 了技術(shù)的進(jìn)步。設(shè)計(jì)既考慮到技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，又考慮到廠家的生產(chǎn)能力。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(jì)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(jì)組，對(duì)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(jì)。為使設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)范化，國家頒布了 GB195580《建筑卷揚(yáng)機(jī)》、 JJ383《建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》。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。為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，當(dāng)時(shí)第一機(jī)械工業(yè)部發(fā)布了 JB92674《卷揚(yáng)機(jī)型式與基本參數(shù)》和 JB180376《卷揚(yáng)機(jī)技術(shù)條件》兩個(gè)部標(biāo)準(zhǔn)，并把卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)劃歸常德建筑機(jī)械研究所（長(zhǎng)沙建筑機(jī)械研究院前身）領(lǐng)導(dǎo)。慢速卷揚(yáng)機(jī)的基型為閉式傳動(dòng)（圓柱齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)減速器）、電磁鐵制動(dòng)結(jié)構(gòu)。在各廠自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的基礎(chǔ)上， 1973 年，由卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)組織了有關(guān)廠家和院校聯(lián)合進(jìn)行了卷揚(yáng)機(jī)基型設(shè)計(jì)，并充 分考慮到了當(dāng)時(shí)中小廠家的生產(chǎn)能力。在調(diào)查的基礎(chǔ)上，開始自行設(shè)計(jì)和制造新的卷揚(yáng)機(jī)，先 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 45 頁 后試制了 、 1t、 3t 電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，但由于對(duì)當(dāng)時(shí)各廠家的生產(chǎn)能力估計(jì)不足，無法推廣 [2]。為了協(xié)調(diào)生產(chǎn)，主要卷揚(yáng)機(jī)生產(chǎn)廠家（阜新礦 山機(jī)械廠、天津卷揚(yáng)機(jī)廠、山西機(jī)器廠、寶雞起重運(yùn)輸機(jī)廠等）組成了卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)組織，隸屬于第一機(jī)械工業(yè)部礦山機(jī)械行業(yè)下。由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力不高，卷揚(yáng)機(jī)的需求量亦不多，故這段時(shí)間國內(nèi)卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)主要是仿制。建國初，為滿足當(dāng)時(shí)的需要，我國在日程上提到了卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)。 符合國家標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì) 的卷揚(yáng)機(jī) 是 國標(biāo)卷揚(yáng)機(jī)， 而 廠家自己定義標(biāo)準(zhǔn)的卷揚(yáng)機(jī) 就成了 非標(biāo)卷揚(yáng)機(jī) 。 把 是否符合國家標(biāo)準(zhǔn) 最為依據(jù)來講 ：卷揚(yáng)機(jī)可分為國標(biāo)卷揚(yáng)機(jī)、非標(biāo)卷揚(yáng)機(jī) 卷揚(yáng)機(jī)的 常見型號(hào)有 單卷筒快速卷揚(yáng)機(jī) 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì) 第 2 頁 共