【正文】 e—— 由鋼絲繩用途和工作類型決定的系數(shù)（或稱輪繩直徑比） 現(xiàn)已知 d= 毫米，工作類型為輕級(jí)，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》得： 11 e=16 則： D≥（ 161）179。因此，把一定數(shù)量的定滑輪、動(dòng)滑輪和鋼絲繩組成滑輪組使用，既能改變繩索和拉力方向的作用，又能起到省力的作用。 滑輪 滑輪安裝在固定位置的軸上轉(zhuǎn)動(dòng)叫定滑輪，定滑輪能起到改變繩索和拉力方向的作用。換句話說(shuō)，當(dāng) L 大于 2D 時(shí)， P 小于 G。 37＋ 右交 GB110274 卷筒 10 根據(jù)力矩的平衡條件可得： =G. 2D （式 ） 式中： P—— 人的作用力，公斤； L—— 卷筒曲扭半徑，毫米； G—— 提升的重量，公斤； D—— 卷筒直徑，毫米。 5=1995（公斤） 由 =1995 公斤，即鋼絲繩斷拉力總和為 1995 公斤，查表得： 抗拉強(qiáng)度 б b=140kg/mm2； 鋼絲直徑 d0= 鋼絲繩直徑 d= 即由 。 已知 G=750 公斤，圖 為吊重時(shí)滑輪組的受力情況， G 將由兩根鋼絲繩分擔(dān)，因此： Pmax = ?2/G （式 ） 式中： η —— 滑輪組的效率（因摩擦力產(chǎn)生的損失），一般為 94%，故取 η= 則： Pmax = 2/750 ≈ 399（公斤） 9 小齒輪大齒輪M 扭大齒輪M 扭卷卷筒P 最大鋼絲繩圖 卷筒的受力分析 也就是說(shuō)，鋼絲繩需要大約 399 公斤的力才能提升 750 公斤的重物。 確定鋼絲繩型號(hào) 國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩品種型號(hào)較多，按抗拉強(qiáng)度分為 140kg/mm 155 kg/mm170 kg/mm 185 kg/mm 200 kg/mm2等五個(gè)等級(jí)。交互捻鋼絲繩8 性能與同向捻鋼絲繩相反，雖然耐用程度較差，但使用比較方便， 故多用于起重機(jī)械和滑輪組上的吊裝工作。但由于繩股與鋼絲都以相同方向扭轉(zhuǎn)一定角度，使鋼絲繩在受力后具有一個(gè)反向回捻的趨勢(shì)，吊重物時(shí)會(huì)使重物旋轉(zhuǎn)。 同向捻鋼絲繩表面平整，比較柔軟，易于彎曲。在鋼絲繩 中，鋼絲搓捻方向和鋼絲股搓捻方向一致的稱為同向捻，不一致的稱為交互捻。金屬芯鋼絲繩，強(qiáng)度最大，能承受橫向重壓，并可在較高溫度下工作，但是鋼絲繩太硬、不易彎曲。它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)：用油浸的纖維芯鋼絲繩，比較柔軟，容易彎曲，繩芯中含油較多，能潤(rùn)滑鋼絲繩并能起到防止銹蝕的作用，但不能在較高溫度下工作，不能承受橫向重壓（如在卷筒上纏繞多層鋼索）。這種鋼絲繩可以通過(guò)直徑較小的滑輪或卷筒工作。它的種類較多： 按鋼絲繩股數(shù)量的不同可分為單股和多股，單股鋼絲繩剛性較大，不易撓曲。 7 3 工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 工作機(jī)構(gòu)即起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)，包括卷筒、滑輪和鋼絲繩，它直接承擔(dān)起重任務(wù)使吊裝設(shè)備作升降運(yùn)動(dòng)。 通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，結(jié)合焦?fàn)t爐頂檢修實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)確定起重機(jī)起重量、起升高度、起升速度、伸臂桿的傾斜角度等參數(shù)如表 。 本設(shè)計(jì)作為一般用途的起重機(jī)，設(shè)計(jì)工作速度υ取 m/s。 工作速度υ 指起重機(jī)的各機(jī)構(gòu)（起升、運(yùn)行、變幅和旋轉(zhuǎn)）的工作速度，單位為米 /秒（ m/s），但旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度用每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)表示，即 n（ ）。 跨度 L 特 指橋式類型起重機(jī)大車運(yùn)行軌道中心線之間的距離，單位為米（ m）。在確定起重機(jī)的起升高度時(shí)，除考慮起吊物品的最大高度以及需要超越地面設(shè)施高度外，還應(yīng)考慮吊具所占的高度。 起升高度 H 6 指起重機(jī)取物裝置上下極限位置之間的距離，單位為米（ m）。因?yàn)槠鹬亓康拇笮≈苯佑绊懫鹬貦C(jī)的自重，過(guò)小不能滿足生產(chǎn)要求，過(guò)大會(huì)造成基建投資的浪費(fèi)，所以應(yīng)按照實(shí)際需要情況考慮。這些參數(shù)說(shuō)明起重機(jī)械的工作性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是設(shè)計(jì)起重機(jī)械的技術(shù)依據(jù)，也是生產(chǎn)使用中選擇起重機(jī)械技術(shù)性能的依據(jù)。 參數(shù)的 設(shè)計(jì) 起重機(jī)械的基本參數(shù)有：起重量、起升高度、跨度、各機(jī)構(gòu)的工作速度及各機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別。 焦?fàn)t爐頂設(shè)備檢修用，自制。設(shè)計(jì)該專用起重機(jī)，能有效的解決 xxxx 煤化工廠焦?fàn)t爐頂檢修中，需外租汽車吊給檢修帶來(lái)不便等問(wèn)題，通過(guò)設(shè)計(jì)、自制專用起重機(jī)，有利于檢修工作的有效組織，縮短檢修時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。為解決 xxxx 煤化工廠這一實(shí)際問(wèn)題，設(shè)計(jì)一套焦?fàn)t爐頂檢修專用起重機(jī)。 5 2 起重機(jī)的 參數(shù) 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 焦?fàn)t是煤化工企業(yè)的主體設(shè)備，爐頂主要有裝煤車等運(yùn)行機(jī)械及橋管等爐體附件，各類設(shè)備檢修頻繁。 設(shè)計(jì) 提升重量為： 750 公斤，提升的線速度為： 米 /秒，提升最大高度為： 米，伸臂桿的傾斜角度為： 60176。 為解決 這一 實(shí)際問(wèn)題，設(shè)計(jì)一套焦?fàn)t爐頂檢修 專用 起重機(jī)。 這些設(shè)備 單件 最 重310 公斤， 而 爐頂距地面 35 米， 爐頂端頭雖然設(shè)有單臂吊 ，只能將物件從地面吊至爐頂或從爐頂?shù)踔恋孛妫?無(wú)法將更換件從爐頂?shù)踔列栌梦恢茫?因而 在 檢修 作業(yè) 過(guò)程中 均需外租吊 車 配合 ， 且因焦?fàn)t高度大，吊裝小件物品必須大吊車配合，才能有足夠的伸臂將更換件吊裝到需用部位，增加 了生產(chǎn)成本 。因此，焦?fàn)t維護(hù)成為該企業(yè)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)該專用 起重機(jī) ，能有效 的 解決 xxxx 煤化工廠焦?fàn)t 爐頂檢修中 ，需外租汽車吊給檢修帶來(lái)不便 等 問(wèn)題，通過(guò) 設(shè)計(jì)、自制專用 起重機(jī) ，有利于檢修工作的有效組織，縮短檢修時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。為解決 xxxx 煤化工廠 這一 實(shí)際問(wèn)題，設(shè)計(jì)一套焦?fàn)t 爐頂檢修專用起重機(jī) 。1 摘要： 焦?fàn)t是煤化工企業(yè)的主體設(shè)備，爐頂主要有裝煤車等運(yùn)行機(jī)械及橋管等爐體附件， 各類設(shè)備檢修頻繁。由于 爐頂距地面 高 35 米 ，每次檢修均需外租汽車吊配合，給檢修帶來(lái)極大不便。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定專用 起重機(jī) 提升重量、提升線速度、提升最大高度、伸臂桿傾斜角度等參數(shù)，擬定傳動(dòng)方案 ， 進(jìn)行工作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、穩(wěn)定計(jì)算等。 關(guān)鍵詞： 焦?fàn)t爐頂 檢修起重機(jī) 工作機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)裝置 設(shè)計(jì) 2 目 錄 1 前言 ———————————————————————————— — 4 2 設(shè)計(jì)參數(shù)與要求 ——————————————————————— — 5 3 傳動(dòng)方案 —————————————————————————— — 6 4 工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ——————————————————————— — 7 鋼絲繩的 選擇 ———————————————————————— — 7 卷筒 ———————————————————————————— — 9 滑輪 ———————————————————————————— — 10 確定卷筒和滑輪的直徑 ———————————————————— — 10 5 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 ————————————————————— — 11 計(jì)算卷筒的功率 —————————————————————— —— 11 計(jì)算卷筒的轉(zhuǎn)速 ——————————————————— ———— — 11 電動(dòng)機(jī)的選擇 ———————————————————————— — 11 計(jì)算總傳動(dòng)比 ———————————————————————— — 12 分配傳動(dòng)比 ————————————————————————— — 12 計(jì)算效率 —————————————————————————— — 12 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 ————————————————— — 12 制動(dòng)器的選擇 ———————————————————————— — 15 6 電氣傳動(dòng)與控制設(shè)計(jì) —————————————————————— 16 選配電器與導(dǎo)線 ———————————————————————— 16 電氣傳動(dòng)與控制原理 —————————————————————— 17 電氣操作箱設(shè)計(jì)與安裝 ————————————————————— 17 7 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 ———————————————————— — 19 帶傳動(dòng) ——————————————————————————— — 19 齒輪傳動(dòng) —————————————————————————— — 21 8 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) —————————————————————————— — 23 初算 各軸的最小直徑 ————————————————————— — 23 帶輪的結(jié)構(gòu) ————————————————————————— — 23 齒輪的結(jié)構(gòu) ————————————————————————— — 24 3 卷筒的結(jié)構(gòu) ————————————————————————— — 25 滑輪的結(jié)構(gòu) ————————————————————————— — 27 伸臂桿和支撐桿的尺寸 ———— ———————————————— 27 9 起重機(jī)的穩(wěn)定性校驗(yàn) ————————————————————— 34 10 結(jié)束語(yǔ) ——————————————————————————— 41 11 參考文獻(xiàn) —————————————————————————— 42 12 附錄 ———————————————————————————— 43 4 1 前言 xxxx 鋼鐵有限責(zé)任公司煤化工廠 共有 米、 6 米焦?fàn)t 8 座，年產(chǎn)焦炭能力354 萬(wàn)噸， 是 西南地區(qū)最大的煤化工企業(yè) ， 因而 焦?fàn)t 成為 xxxx 的 主體設(shè)備，焦?fàn)t的使用壽命，直接影響到煉焦生產(chǎn)。 焦?fàn)t爐頂主要有裝煤車等運(yùn)行機(jī)械，車上有各類電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、 空壓機(jī)、油泵等較大設(shè)備， 這些設(shè)備本身需要檢修， 同時(shí) 安裝在焦?fàn)t爐頂?shù)臉蚬?、水封 ，是煉焦過(guò)程中必不可少的煤氣疏導(dǎo)部件，承受著粉塵、 氨水 腐蝕、煤氣沖刷等侵害，使用壽命一般在 3 個(gè)月左右， 因而各類設(shè)備 檢修頻繁。 同時(shí) 廠區(qū) 場(chǎng)地狹小，吊車 在地面 擺放空間受限， 給檢修帶來(lái)極大的不便 。設(shè)計(jì)的起重機(jī)由電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)和一對(duì)開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳輸給卷筒，再通過(guò)鋼絲繩和滑輪組提升 物件 。設(shè)計(jì)該起重機(jī) 為可移動(dòng)式 ，擱放在焦?fàn)t爐頂， 能有效 解決爐頂檢修中需外租吊車帶來(lái)不便的問(wèn)題，通過(guò)設(shè)計(jì)、自制專用起重機(jī)，有利于檢修工作的有效組織，縮短檢修時(shí)間，降低生產(chǎn)成本 ，具有較強(qiáng)的適用價(jià)值 。由于爐頂距地面高 35 米，每次檢修均需外租汽車吊配合，給檢修帶來(lái)極大不便。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定專用起重機(jī)提升重量、提升線速度、提升 最大高度、伸臂桿傾斜角度等參數(shù)，擬定傳動(dòng)方案，進(jìn)行工作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、穩(wěn)定計(jì)算等。 由于爐頂溫度一般在 60℃左右，故工作溫度在 100℃以下。 穩(wěn)定性好，可移動(dòng)式。有些 起重機(jī)械的生產(chǎn)率、軌距、外型尺寸、最大輪壓、幅度、起重力矩等也是重要參數(shù)。 起重量 Q 指起重機(jī)安全工作所允許的最大起吊重物的質(zhì)量，單位為公斤（ kg）或噸（ t）。 由于爐頂設(shè)備 主要是裝煤車，其主要 易損部件 是走行電機(jī)、減速機(jī)、空壓機(jī)、油泵、液壓組件 ，橋管、水封、水封蓋等，其最大重 量為 310kg，因此，為滿足實(shí)際需要，設(shè)計(jì)起重量 Q 至少按部件 最大 重量的 倍考慮，為 750kg。下極限位置為工作場(chǎng)地的地面，吊鉤則從鉤口中心算起，抓斗從最低點(diǎn)算起。 爐頂裝煤車的走行電機(jī)、減速機(jī)、空壓機(jī)、油泵、液壓組件，橋管、水封、水封蓋等，屬橋管所處位置最高，距爐頂 ，因此設(shè)計(jì)起升高度 H 取 米。本設(shè)計(jì)不涉及此參數(shù)。機(jī)構(gòu)的工作速度是根據(jù)工作要求來(lái)定的，裝卸工作要求盡可能高的速度；安裝工作要求很低的工作速度；行程短的取較低速度；行程長(zhǎng)的取較高速度；一般用途的起重采用中等工作速度。 外型尺寸和自重 它不僅能說(shuō)明起 重機(jī)械本身性能優(yōu)劣的數(shù)據(jù)，而且直接影響基建費(fèi)用的投資，因此，應(yīng)十分重視減輕自重和減小外形尺寸，以達(dá)到緊湊而輕便。 表 焦?fàn)t爐頂檢修起重機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù) 序號(hào) 設(shè)計(jì)參數(shù) 參數(shù)值 1 起重量 750Kg 2 起升高度 3 起升速度 4 伸臂桿的傾斜角度 60176。 鋼絲繩的選擇 確定鋼絲繩的種類 鋼絲繩是起重機(jī)的重要零件之一，通常是用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度碳素鋼絲制成的，它具有強(qiáng)度高、自重輕（與鏈條相比）、彈性較好、極少驟然斷裂和應(yīng)用在機(jī)構(gòu)上運(yùn)行平穩(wěn)、適用于高速傳動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。多股鋼絲繩是先由鋼絲擰成股，再由股擰成繩，隨著股數(shù)的增加，股內(nèi)的鋼絲愈細(xì)愈多，加上中間有個(gè)柔軟的芯子，撓曲性也就越好。 按鋼絲繩芯材料的不同 可分為纖維芯（如用劍麻、棉紗等制成）、石棉芯和金屬芯三種。用石棉芯的鋼絲繩，除了比較柔軟，容易彎曲外，還可適應(yīng)在較高溫度下工作，但是也不能承受橫向重壓。 按鋼絲繩的搓捻方向不同可分為右同向捻、左同向捻、右交互捻、左交互捻和混合捻等幾種。相鄰兩股鋼絲的捻向相反，則稱混合捻。它與滑輪槽接觸面積大，單位面積的壓力小，磨損也小，比交互捻鋼絲繩耐用。其次，同向捻鋼絲繩還易于扭結(jié)、糾纏，給工作帶來(lái)不便，故一般只用于拖拉繩和牽引裝置上，不宜用于起重機(jī)和滑輪組的吊裝工作。 綜上所述，