【正文】 的機(jī)械、車輛及人力操縱的場(chǎng)合，如汽車起重機(jī)、建筑用卷?yè)P(yáng)機(jī)等。4. 盤式制動(dòng)器的工作表面為圓盤的兩側(cè)平面，少數(shù)為圓錐面。盤式制動(dòng)器與輪式制動(dòng)器(塊式、帶式、蹄式)比較，優(yōu)點(diǎn)是：制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大且可調(diào)范圍大，制動(dòng)平穩(wěn)可靠，動(dòng)作靈敏，保養(yǎng)維修方便；頻繁制動(dòng)時(shí)，無沖擊；防塵和防水性能好，制動(dòng)盤上的灰塵和水等污物易被甩掉；制動(dòng)盤沿厚度方向變形量比制動(dòng)輪徑向變形量小得多，易實(shí)現(xiàn)小間隙和磨損后的自動(dòng)補(bǔ)償，腳踏式的踏板行程變化也較小；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，體積小，重量輕。選用制動(dòng)器的一般原則如下[4]：1. 根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有系列產(chǎn)品選擇制動(dòng)器。在外形尺寸受限、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求很大的場(chǎng)合，可考慮選用帶式制動(dòng)器，汽車、輪胎、履帶起重機(jī)較多使用帶式制動(dòng)器。2. 制動(dòng)器一般裝在機(jī)構(gòu)的高速軸上，以減小制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。必須使用常開式操縱制動(dòng)器時(shí)，應(yīng)加裝停止器。在電動(dòng)橋、門式起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)上多采用綜合式制動(dòng)器。4. 選制動(dòng)器應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)性、維修性和使用可靠性。圖25 電力液壓塊式制動(dòng)器綜上比較以及根據(jù)制動(dòng)器選用原則，初選擇電力液壓塊式制動(dòng)器，如圖25所示。根據(jù)產(chǎn)生緩沖力的變形體的不同，起重機(jī)的緩沖器可分為木材、橡膠、聚氨酯泡沫塑料、彈簧和液壓緩沖器。2. 橡膠緩沖器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、可以用于防爆場(chǎng)所等優(yōu)點(diǎn)，但是緩沖能力小，它所吸收的能量比較小，主要起阻力作用，因此，一般只用于運(yùn)行速度不大于50m/min的起重機(jī)上，不宜用于環(huán)境溫度過高或過低的場(chǎng)所，適用溫度在3050℃范圍內(nèi)。與橡膠緩沖器一樣，構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作中是軟碰撞，無噪音，無火花，特別適于防爆場(chǎng)合。5. 液壓緩沖器與彈簧緩沖器比較，具有無反彈作用、緩沖力恒定、吸收能力大、緩沖行程短、外形尺寸小的優(yōu)點(diǎn)，因此適用于碰撞速度大于2m/min的起重機(jī)上，它的缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜，維修不便，油缸密封要求較高和受環(huán)境溫度影響等。 圖26 橡膠緩沖器 減速器起重機(jī)的起升、運(yùn)行、回轉(zhuǎn)和電動(dòng)臂架變幅機(jī)構(gòu)中都要使用減速器。ZQ型減速器主要用于起升機(jī)構(gòu)、電動(dòng)變幅機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和繩索牽行的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)。這類減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，齒輪相對(duì)于兩側(cè)的軸承為非對(duì)稱布置，載荷沿齒寬分布不均勻，兩邊的軸承受力不等。隨著對(duì)起重機(jī)性能要求的不斷提高，這類減速器正逐漸被各種新型減速器所替代。減速器的箱體為焊接結(jié)構(gòu)，外形美觀，自重輕，單位重量傳遞的扭矩較大，立式和臥式減速器統(tǒng)一于一種結(jié)構(gòu)型式，利于組織生產(chǎn)。減速器的輸出軸孔套在車輪軸上，箱體上支點(diǎn)吊掛在起重機(jī)端梁上。3. SHQ三環(huán)減速器這種減速器采用獨(dú)特的平行軸一動(dòng)軸三環(huán)傳動(dòng)形式，兼有同軸行星傳動(dòng)和平行軸定軸傳動(dòng)的特點(diǎn)，承載能力大，過載性好，傳動(dòng)比大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)且結(jié)構(gòu)緊湊。減速器作為獨(dú)立部件裝在卷筒的內(nèi)腔，減速器的輸入軸經(jīng)多片盤式制動(dòng)器于高速液壓馬達(dá)相連。減速器用于各種液壓驅(qū)動(dòng)的臂架起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)和鋼絲繩滑輪組變幅的蝙蝠機(jī)構(gòu)，在其它各種提升、牽引的卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)備中，也獲得廣泛應(yīng)用?？紤]經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安裝與維修方便，初選擇PJ型或JSC型減速器作為此次起重機(jī)設(shè)計(jì)的減速器，具體參數(shù)后面計(jì)算確定。起重機(jī)常用的聯(lián)軸器有齒輪聯(lián)軸器、梅花彈性聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、尼龍柱銷聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器等?？捎糜谡崔D(zhuǎn)多變、起動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。2. 彈性柱銷聯(lián)軸器特性：結(jié)構(gòu)緊湊，裝配方便，不需潤(rùn)滑，彈性較好，能緩沖減震，補(bǔ)償量不大，傳動(dòng)扭矩小，彈性件易損壞，使用壽命低。4. 萬向聯(lián)軸器特性：徑向尺寸小，經(jīng)湊，工作可靠，允許被聯(lián)接的兩軸有較大的折角，潤(rùn)滑維護(hù)簡(jiǎn)便，安裝精度要求低，可用于起重機(jī)大車和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的低速軸上。圖27 梅花彈性聯(lián)軸器20洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3章 小車起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算 確定傳動(dòng)方案按照構(gòu)造宜緊湊的原則,決定采用下圖的傳動(dòng)方案，如圖31所示，=5t，由表32查取滑輪組倍率=2，因而承載繩分支數(shù)為 Z=2，=4。若滑輪組采用滾動(dòng)軸承，=2時(shí)查表得滑輪組效率=鋼絲繩所受最大拉力： (31)按下式計(jì)算鋼絲繩直徑：d=c== (32)c：選擇系數(shù)，單位mm/，用鋼絲繩=1850N/mm178。額外長(zhǎng)度是包括固定鋼絲繩長(zhǎng)度以及滑輪纏繞長(zhǎng)度[9]。圖33 鋼絲繩繞線圖 滑輪組和卷筒的設(shè)計(jì)與計(jì)算卷筒和滑輪的最小卷繞直徑：≥ed (33)式中：e表示與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)的有關(guān)系數(shù)。卷筒長(zhǎng)度：=1000mm (34)式中：為筒上有繩槽長(zhǎng)度，中安全圈n=2，起升高度H=16m槽節(jié)距t=15mm，繞直徑=400mm為定繩尾所需長(zhǎng)度,取=315=45mm為筒兩端空余長(zhǎng)度,取=t=15mm為筒中間無槽長(zhǎng)度=48mm所以查起起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)選卷筒型號(hào)取T154140010005t15卷筒壁厚：δ=+(6~10)=[+(6~10)]mm=14~18mm，取δ=15mm卷筒轉(zhuǎn)速：=r/min=(35) 計(jì)算起升靜功率== (36)式中：η起升時(shí)總機(jī)械效率=；；；[1]。=178。最大徑向力Fmax，短暫最大扭矩Tmax： (313)式中：.Gt卷筒的重力3340N[F]是減速器允許的最大徑向載荷：Fmax=2004N≤[F]=20500NTmax=T≤[T]T鋼絲繩產(chǎn)生的最大扭矩：Tmax=s=≤[T]=19 所以減速器符合設(shè)計(jì)要求。式中：為準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定功率，單位為kW H為系數(shù)，繞線式異步電動(dòng)機(jī)，取H= Λm為基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù), M為電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)m=1 Η為總機(jī)械效率η=2. 發(fā)熱驗(yàn)算按下式計(jì)算:P≥Pз (315)式中：P為電動(dòng)機(jī)在不同接電持續(xù)率JC值和不同CZ值時(shí)允許輸出功率，單位為kW,按CZ=150，JC值=25%，輸出P=== (316)P==由以上計(jì)算得過載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算通過。為下降時(shí)總機(jī)械效率，通常取η39。 聯(lián)軸器的設(shè)與計(jì)算根據(jù)電動(dòng)機(jī)和減速器以及浮動(dòng)軸的軸伸尺寸及形狀選連軸器，使連軸器的許用應(yīng)力矩[M]計(jì)算的所需力矩M,則滿足要求。== (319)2. GD178。表36 工作安全系數(shù)工作級(jí)別M1M3M4M5M6n 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)間： == (323)式中： =+530+= (324)靜阻力矩：== (325)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩：=== (326)平均起動(dòng)加速度：==178。[]= m/s178。 驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)間： = = (328)式中：為電機(jī)滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為r/min==2750700=800r/min==平均制動(dòng)減速器速度：==178。 (329)所以制動(dòng)時(shí)間也合適。 (331)由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中，確定浮動(dòng)軸端直徑d=50mm因此扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： (332)許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: (333)軸材料用45鋼：，；式中：考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)與零件幾何形狀有關(guān),對(duì)于零件表面有急劇過度和開鍵槽及緊配合區(qū)段=~與零件表面的加工光潔度有關(guān),對(duì)于，對(duì)于 此處取K==考慮材料對(duì)應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱的敏感系數(shù),對(duì)碳鋼、合金剛，取=為安全系數(shù),取=因此故 疲勞通過。48第4章 小車及起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小車及起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成1. 小車及起升機(jī)構(gòu)的功能要求：起吊重物在一定速度范圍內(nèi)任意起升降落，并能在任意位置上能夠負(fù)重停止，負(fù)重啟動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)溜車現(xiàn)象。3. 小車及起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成：其主要有電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、卷同組、滑輪吊鉤組等五大部分組成。5. 小車及起升機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)：起重量5t，起升最大高度為16m，機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M5。組成卷筒組的零件齊全，卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不得有阻滯現(xiàn)象及異常聲響。如圖42所示。圖43為卷筒零件簡(jiǎn)圖。多層纏繞的卷筒，端部應(yīng)有緣，緣比最外層鋼絲繩高出2倍的鋼絲繩直徑。4. 卷筒組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：卷同組的結(jié)構(gòu)組成如圖45所示。圖45 卷筒部件圖第5章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制要求橋式起重機(jī)主要由橋架、小車(分別裝有起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu))、起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備四大部分組成。1. 起升機(jī)構(gòu)：起升機(jī)構(gòu)設(shè)有超載保護(hù)裝置，超載限制器中的傳感器與底座一起安裝于卷筒一端，超載限制器主要由電阻應(yīng)變式傳感器和電氣控制器兩部分組成，主機(jī)一般放置司機(jī)室，具有聲光報(bào)警并切斷起升電機(jī)回路電源等功能。起升機(jī)構(gòu)卷筒上裝有凸輪限位開關(guān)，一般設(shè)有上升兩道及下降兩道限位，對(duì)上升及下降的極限位置控制。2. 小車機(jī)構(gòu)：小車設(shè)置減速和停車限位。系統(tǒng)采用司機(jī)室和地面無線遙控兩種控制方式。(3) 主要設(shè)備電源主驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電源：AC380V 50Hz 三相三線制 低壓配電電源：AC380V 50Hz 三相四線制控制電源:單相AC220V 直流DC24V作業(yè)區(qū)域照明電源：AC380V 50Hz 三相四線制維修電源：AC380V 50Hz 、AC36V 50HZ2. 低壓控制柜用金屬外殼、防塵、密封的立式柜子組成，防護(hù)等級(jí)IP30，內(nèi)設(shè)照明燈，總電源柜+A1，主起升控制柜+A2，副起升控制柜+A3，小車控制柜+A4，大車控制柜+A5，PLC控制柜+A6，照明變壓器等在設(shè)在電氣房?jī)?nèi)?？傠娫磾嗦菲髟O(shè)置在總電源柜中，其額定容量根據(jù)裝機(jī)總?cè)萘窟x配，具有短路，過載，失壓等保護(hù)功能。聯(lián)動(dòng)臺(tái)上設(shè)有緊停按鈕，緊急情況下用來分?jǐn)嗫傠娫磾嗦菲?，切斷整機(jī)工作電源。 起升機(jī)構(gòu)控制1. 起升變頻器選擇起升電機(jī) 一臺(tái) YZR180L8 13KW 額定電流Ie=19A起升變頻器選擇 一臺(tái) ATV71HC11N4 110KW 額定電流Ie=206A110KW13KW 符合206A19A 符合2. 起升制動(dòng)功率選擇起升選制動(dòng)電阻功率為50KW ，阻值按變頻器制動(dòng)單元規(guī)定值R=3. 起升系統(tǒng)控制起升機(jī)構(gòu)選用閉環(huán)控制模式，帶編碼器接口，系統(tǒng)具有足夠的調(diào)速硬度和良好的低頻轉(zhuǎn)矩特性。通過主令控制器信號(hào)輸入給PLC來控制變頻器的頻率及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)變頻器和PLC間實(shí)時(shí)交換電機(jī)的速度模擬量信號(hào)，并不斷進(jìn)行速度補(bǔ)償。系統(tǒng)支持電氣和機(jī)械制動(dòng)，在停機(jī)時(shí)一般采取電氣制動(dòng)方式，電氣制動(dòng)可以提供可控的和平滑的制動(dòng)性能。在電機(jī)降到零速之后(采用電氣制動(dòng))，立即施加機(jī)械制動(dòng)。在起升卷筒處安裝高度限制器。起升機(jī)構(gòu)的電氣保護(hù)有短路及過電流保護(hù), 過載保護(hù), 失壓及零位保護(hù)；當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障信號(hào)時(shí), 必須通過聯(lián)動(dòng)臺(tái)上的復(fù)位按鈕進(jìn)行復(fù)位。 聯(lián)動(dòng)控制臺(tái)聯(lián)動(dòng)臺(tái)置于司機(jī)室內(nèi)，用來控制整個(gè)起重機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)。復(fù)位按鈕用于復(fù)位所有的故障，同時(shí)存貯故障內(nèi)容，以便查詢。 無線遙控裝置采用臺(tái)灣禹鼎按鈕式工業(yè)無線遙控器，連續(xù)通訊條件指遙控發(fā)射系統(tǒng)在開機(jī)后，無論是否發(fā)射指令，必須具備自動(dòng)與接收機(jī)保持通訊的功能。 電控監(jiān)控系統(tǒng)電控監(jiān)控系統(tǒng)由PLC及GP2500S觸摸式圖形顯示器組成友好的人機(jī)界面，通過觸摸式工業(yè)顯示器(簡(jiǎn)稱觸摸屏)把人和機(jī)器連為一體的智能化界面，被稱為PLC的臉面(FACE)。設(shè)置參數(shù)，顯示數(shù)據(jù)，監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，以曲線/動(dòng)畫等形式描繪自動(dòng)化控制過程。本監(jiān)控系統(tǒng)可取代傳統(tǒng)的控制面板功能，可接省PLC的I/O模組、按鈕開關(guān)、數(shù)字開關(guān)、指示燈等且能隨時(shí)顯示重要訊息，以利于起重機(jī)操作人員、維修人員正確掌握起重機(jī)工作狀況和避免錯(cuò)誤，便于維修。 照明與維修系統(tǒng)照明系統(tǒng)設(shè)置了司機(jī)室照明和電氣房照明,及橋下照明，在司機(jī)室和電氣房配備了空調(diào)器。結(jié) 論此次設(shè)計(jì)是5T雙梁橋式起重機(jī)小車起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。并根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)要求制定出雙梁橋式起重機(jī)小車起升機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)方案和一些主要零部件的初步選擇。最后進(jìn)行了小車及起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過一系列的設(shè)計(jì)，滿足了起重量5t、起升高度為16m的設(shè)計(jì)要求，并且整個(gè)起升過程比較平穩(wěn)，且小車起升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、拆裝方便、維修容易且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。此次設(shè)計(jì)不但是對(duì)我們以前學(xué)習(xí)的一種深入，更是我們今后工作的一種理論基礎(chǔ)。在老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、不斷探索的科研作風(fēng)，敏銳深邃的學(xué)術(shù)洞察力，孜孜不倦的敬業(yè)精神，特別是老師教導(dǎo)我們“有個(gè)正確的選擇”給我留下了深刻的印象，使我受益良多。在此，衷心的感謝給予建議和幫助的各位老師和同學(xué)！以及感謝百忙中抽空指導(dǎo)評(píng)審本論文的評(píng)閱老師和答辯委員會(huì)的老師！參考文獻(xiàn)[1] 張質(zhì)文. ：中國(guó)鐵道出版社，2001[2] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(單行本).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004[3] 陳道南．起重運(yùn)輸機(jī)械