【正文】 工作介質(zhì)，通過密封容積的變化來傳遞運(yùn)動(dòng)，通過油液內(nèi)部的壓力來傳遞動(dòng)力。 （ 2）、執(zhí)行部分－將液壓泵輸入的油液壓力能轉(zhuǎn)換為帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的機(jī)械能。 （ 3）、 控制部分－用來控制和調(diào)節(jié)油液的壓力、流量和流動(dòng)方向，例如：壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。例如：管路和接頭、油箱、過濾器、蓄能器、密封件和控制儀表等。 在起重機(jī)械中，用以提升或下降貨物的機(jī)構(gòu)稱為起升機(jī)構(gòu)，一般采用卷揚(yáng)式，而這樣的機(jī)器叫做卷揚(yáng)機(jī)又叫絞車。驅(qū)動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器、卷筒等部件。取物裝置有吊鉤、吊環(huán)、抓斗、電磁吸盤、吊具掛梁等多種形式。 卷揚(yáng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有三種，分別為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)。為保證各機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，整機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜笨重。目前只有少數(shù)地方應(yīng)用。直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性適合起升機(jī)構(gòu)的工作要求，調(diào)速性能好，但獲得直流電源較為困難。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)能直接從電網(wǎng)取得電能，操縱簡單，維護(hù)容易，機(jī)組重量輕，工作可靠，在電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)中應(yīng)用廣泛。液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作方便，過載保護(hù)性能好。目前液壓驅(qū)動(dòng)在建筑卷揚(yáng)機(jī)中獲得日益廣泛的應(yīng)用。大約在 60 年代中期，研制出防爆液壓絞車在煤礦下使用。從小到大，從單繩到多繩，從有極繩到無極繩，從纏繞式到摩擦式，各種規(guī)格品種比較齊全。日本三井三池制作所在 1965 年制造出第一臺防爆液壓絞車，以后反復(fù)進(jìn)行了多種設(shè)計(jì)和改進(jìn)，現(xiàn)在生產(chǎn) 40 75 160 250KW 等四種型號的防爆液壓絞車，其滾筒直徑分 別為 900 1200 2020 2100，具有手動(dòng) .半自動(dòng)兩種運(yùn)轉(zhuǎn)方式，可以用來提升貨物和人員。它是目前世界上提升重量最大的液壓提升機(jī)。 從 1977 年開始，由湖南省煤炭工業(yè)局液壓絞車研制組和湖南省煤礦專用機(jī)械廠共同研制 KBYT12001型防爆液壓絞車，于 1981 年 3月經(jīng)鑒定定型，轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。并由此派生出用兩臺 NJME10 型液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的 Ⅱ型防爆液壓絞車。如重慶煤炭研究所、雞西煤礦機(jī)械廠和徐州煤礦機(jī)械廠共同研制的 YAJ13 型和 YAJ22 型液壓安全絞車，用于傾角大于 16176。河北煤炭研究所和石家莊煤礦機(jī)械廠共同研制了牽引 KCY6/900 型卡軌車的液壓絞車。 液壓絞車的研制和發(fā)展情況表明：液壓絞車由于采用液壓傳動(dòng)，減少山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 了產(chǎn)生電火花的元件；又由于全部使用鼠籠式電動(dòng)機(jī)，空載直接啟動(dòng)，使電氣控制設(shè)備簡單 ，容易做成防爆型。同時(shí)液壓絞車具有無級調(diào)速，啟動(dòng)、換向平穩(wěn)，低速運(yùn)轉(zhuǎn)性能好，操作簡單，體積小，重量輕，安全保護(hù)比較齊全等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是液壓元件制造精度和質(zhì)量要求較高，液壓傳動(dòng)的噪音較大。它是一種很有發(fā)展前途的煤礦機(jī)械設(shè)備，是礦用防爆絞車的主要發(fā)展 方向之一。絞車由液壓馬達(dá)、平衡閥、制動(dòng)器、卷筒、支撐軸、機(jī)架等部件組成。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 第 2 章 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) 擬定絞車液壓系統(tǒng)圖 系統(tǒng)的工作原理及其特點(diǎn)簡要說明如下：（見圖 ） 液壓馬達(dá) 12 的排量切換由二位四通電磁換向閥 5 實(shí)現(xiàn)，控制壓力由液壓馬達(dá) 12 自身提供，為了防止下放時(shí)因超越負(fù)載作用而失速，在馬達(dá)回油路上設(shè)置了外控式平衡閥 4。手動(dòng)換向閥5 的中位機(jī)能為 K 型，在絞車停止待命時(shí)，液壓泵可以中位低壓卸荷，有利于節(jié)能。因?yàn)槎嘀С悬c(diǎn)受力復(fù)雜且軸安裝度不易保證。 （ 3）使機(jī)構(gòu)有良好的總成分組行，以利制造、安裝、調(diào)試和維修。 （ 5）卷筒組與減速器輸出軸優(yōu)先采用補(bǔ)償式連接，這樣，在安裝時(shí)允許總成間有小量的軸向、徑向和角度位移，以補(bǔ)償安裝位置誤差和機(jī)件的變形。 高速液壓馬達(dá)傳動(dòng)需要通過減速器帶動(dòng)起升卷筒。這種傳動(dòng)形式的特點(diǎn)是液壓馬達(dá)本身重量輕、體積小，容積效率 高，生產(chǎn)成本較低。 低速大扭矩馬達(dá)傳動(dòng)可直接或通過一級開式圓柱齒輪帶動(dòng)起升卷筒。并使傳動(dòng)簡單、零件少，起動(dòng)性能和制動(dòng)性能好，對液壓油的污染敏感性小。故本設(shè)計(jì)采用液壓馬達(dá)、制動(dòng)器布置在卷筒同一側(cè)，行星減速器裝在卷筒內(nèi)。布 置方式如圖 。一個(gè)工作周期為：啟動(dòng)加速（ 0→ a）、穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)（ a→ b）和制動(dòng)減速（ b→ c）三個(gè)過程（ 圖 ） 。起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間直接影響卷揚(yáng)機(jī)的工作過程，設(shè) 計(jì)時(shí)可通過計(jì)算選取較為適合的時(shí)間。 （ 1）、 起升起動(dòng)過程 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)帶載提升時(shí)，載荷從靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)速度 v 的瞬時(shí)過程稱為起升起動(dòng)過程。 在起升起動(dòng)時(shí)，慣性力方向與起升載荷方向相同，使鋼絲繩拉力增加。此時(shí)，懸掛重物的鋼絲繩拉力 QgS P P??（圖 ）。 （ 3） 、下降啟動(dòng)過程 將載荷從靜止?fàn)顟B(tài)加速下降到勻速的過程稱為下降起動(dòng)過程（圖）。此時(shí)因慣性力 gP 的山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 方向與起升載荷 QP 的方向一致，故使鋼絲繩拉力增加，即 QgS P P??。因此，原動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩 qM 必須滿足 maxq j gM M M?? 下降制動(dòng)是制動(dòng)器最不利的工作過程，所以，卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)支持制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 ZM 應(yīng)滿足下面條件： maxZ j gM M M?? 才能將運(yùn)動(dòng)的物品在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)的停住。 顯然，上述兩種工作過程是決定卷揚(yáng)機(jī)原動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器性能以及對機(jī)構(gòu)的零部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。 鋼絲繩直徑可用鋼絲繩最大靜拉力確定 d=C S d— 鋼絲繩最小直徑， C— 選擇系數(shù) mm/N1/2， S— 鋼絲繩最大工作靜拉力。 C=，安全系數(shù) n=6（按比工作級別高一級別?。?，暫不考慮鋼絲繩自重。 查《礦用小絞車》表 23，暫取 GB110274繩 6 37股（ 1+6+12+18） 表 鋼絲繩的技術(shù)特征 繩直徑 鋼絲直徑 鋼絲總 斷面積 參考質(zhì)量 破斷壓力總和 （ kg/100m） 140140N 鋼絲繩安全系數(shù)驗(yàn)證 考慮鋼絲繩的自重和絞車在工作過程對應(yīng)的拉力最大 S=PQ+PG 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 PQ— 起升載荷， PG— 慣性力， S=PQ+PG= +2 104 +（ +2 104 ） = 105N 安全系數(shù) K= SFs =2210001401400 =6=n ∴符合安全系數(shù)要求； 選用鋼絲繩 GB110274繩 6 37 股（ 1+6+12+18） 卷揚(yáng)機(jī)卷筒的設(shè)計(jì) 卷揚(yáng)機(jī)卷筒組的分類和特點(diǎn) 卷筒是起升機(jī)構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件。 齒輪連接盤式卷筒組為封閉式傳動(dòng)，分組性好，卷筒軸不承受扭矩，是目前橋式起重機(jī)卷筒組的典型結(jié)構(gòu)。 周邊大齒輪式卷筒組多用于傳動(dòng)速比大、 轉(zhuǎn)速低的場合，一般為開式傳動(dòng)，卷筒軸只承受彎矩。減速器側(cè)短軸采用鍵與過盈配合與卷筒法蘭盤剛性連接，減速器通過鋼球或圓柱銷與底架鉸接；支座側(cè)采用定軸式或轉(zhuǎn)軸式短軸，其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，調(diào)整安裝比較方便。 根據(jù)鋼絲繩在卷筒上卷繞的層數(shù)分單層繞卷筒和多層繞卷筒。根據(jù)鋼絲繩卷入卷筒的情況分單聯(lián)卷筒（一根鋼絲繩分支繞入卷筒）和雙卷筒（兩根鋼絲繩分支同時(shí)繞入卷筒）。起升高度大時(shí)，為了減小雙聯(lián)卷筒長度，有將兩個(gè)多 層繞卷筒同 軸布置，或平行布置外加同步裝置的實(shí)例。 卷筒設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）卷筒名義直徑 D=hd 式中： h— 與機(jī)構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)。 由 絞車工作級別為 M5，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表 8174 得 h=18， ∴ D=hd=855mm，取 D=850mm. （ 2）卷筒長度 L 確定 由于采用多層卷繞卷筒 L，由下式 ()lpL n D nd? ?? ? ( ~ )pd?? 式中 l —— 多層卷繞鋼繩總長度（ mm）， l =Hmax α=50m， Hmax—— 提升高度， α—— 滑輪組倍率， n— 卷繞層數(shù)， n=3. 把數(shù)據(jù)代入式中得 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 L= ）（π 5 03 ??? ???? =307mm 取多層卷繞卷筒長度 L =350mm。當(dāng)鋼絲繩有脫槽危險(xiǎn)時(shí)（例如起升機(jī)構(gòu)卷筒，鋼絲繩向上引 出的卷筒）以及高速機(jī)構(gòu)中，采用深槽。但實(shí)踐證明，帶螺旋槽的卷筒多層卷繞時(shí)，由于繩槽保證第一層鋼絲繩排列整齊，有利于以后各層鋼絲繩的整齊卷繞。 帶繩槽單層繞雙聯(lián)卷筒，可以不設(shè)擋邊，因?yàn)殇摻z繩的兩頭固定在卷筒的兩端。 1）繩槽半徑 R 根據(jù)下式 (0 .53 ~ )Rd? 取 R= 把數(shù)值代入得 R=26mm 繩槽節(jié)距 P=d+（ 2～ 4） mm 取 P=+=50mm 繩槽深度 h=（ ～ ） d 取 h== = mm，取 h=15mm. 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 圖 2）卷筒上有螺旋槽部分長 0L 0 1()3 lLpZd?? 式中 0D —— 0D = Dd? ，卷筒計(jì)算直徑，由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑（ mm）； 1z —— 1z ? ，為固定鋼絲繩的安全圈數(shù)。 3）繩槽表面精度： 2級 —— aR 值 。 （ 5）、鋼絲繩允許偏角 鋼絲繩繞進(jìn)或繞出卷筒時(shí)，鋼絲繩偏離螺旋槽兩側(cè)的角度推薦 不大于。以避免亂繩。以避免槽口損壞和鋼繩脫槽。當(dāng) 3LD? 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。對尺寸較大，壁厚較薄的卷筒還需對筒壁進(jìn)行抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算。所以只計(jì)算壓應(yīng)力即可。多層卷繞時(shí)，卷筒外層繩圈的箍緊力壓縮下層鋼絲山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 繩，使各層繩圈的緊度降低，鋼絲繩拉力減小，筒壁壓應(yīng)力不與卷繞層數(shù)成正比 2A 按表取值， 2A =. []c? —— 許用壓應(yīng)力，對鑄鐵 []c? /5b?? ， b? 為鑄鐵抗壓強(qiáng)度極限，對鋼[]c? /2s?? ， s? 為鋼的屈服極限。 容繩量的驗(yàn)算 . l =π D= 850=2669mm l — 滾筒一圈的容繩量； n1=dL = = 取 n1=7 式中 n1— 滾筒容繩圈數(shù) l 1=l n=2669 7=18683mm. n2= 18683100050? = 取 n2=3 合格 . 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 第 4 章 液壓馬達(dá)和減速器的選擇 液壓馬達(dá)的選用與驗(yàn)算 液壓馬達(dá)的分類及特點(diǎn) 起重機(jī)的常用液壓馬達(dá)分為高速液壓馬達(dá)和低速液壓馬達(dá)。低速液壓馬達(dá)的負(fù)載扭矩大、轉(zhuǎn)速較低、平穩(wěn)性較好，可直接或只需 一級減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，但體積和重量較大。 液壓馬達(dá)在使用中并不是泵的逆運(yùn)轉(zhuǎn)，它的效率較高，轉(zhuǎn)速范圍更大，可正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)，能長期承受頻繁沖擊，有時(shí)還承受較大的徑向負(fù)載。 液壓馬達(dá)的選用 M=F 2D = 105 =85000 N 本設(shè)計(jì)要求采用行星齒輪減速器，單級行星齒輪減速器傳動(dòng)比 i =2~12，傳動(dòng)效率 ~，此處 i =6（大功率馬達(dá)選用單級行星齒輪減速器）。 m. 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 n1=n i = 6=23 r/min. 液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩 M1=△ PVm m. T=15333 N 選用 QJM62— 型液壓馬達(dá)，其技術(shù)參數(shù)如下表 表 QJM62— 型液壓馬達(dá)技術(shù)參數(shù) 型號 理 論排量 壓力 轉(zhuǎn)速范圍 額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 4000 ml/r 20~Pa ~160 r/min 15333 N v /1000?（ kw） 式中 Q — 額定起升載荷（ N） v— 物品起升速度（ m/s） ?— 機(jī)械總效率，初步計(jì)算時(shí)，取 ?? 。（ 103） =. 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 液壓馬達(dá)額定功率 P=T n1/9550 式中 T— 額定轉(zhuǎn)矩， n1—— 液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速。 9550=37kw. ∴ P mP 合格。 確定選用 QJM62— 型液壓馬達(dá)（徑向柱塞馬達(dá)）。 選用減速器時(shí)應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動(dòng)力機(jī)的性能，經(jīng)濟(jì)性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸、傳動(dòng) 效率 、承載能力、質(zhì)量、價(jià)格等，選擇最適合的減速器。其主要類型： 齒輪減速器 ； 蝸桿減速器 ；齒輪 —蝸桿減速器； 行星齒輪減速器。 減速器的選用 根據(jù)總傳動(dòng)比 i =6，選用單級行星齒輪減速器 i =2~12，傳動(dòng)效率96%~98%，傳動(dòng)功率范圍大，承載能力大，工作平穩(wěn)，體積質(zhì)量比普通齒輪蝸桿減速器小得多，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，廣泛用于結(jié)構(gòu)緊湊的動(dòng)力山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 傳動(dòng)中。其所代表的意義見下圖。 為了減小制動(dòng)力