强夯机毕业设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计（论文）报告纸共35页第4页第一章强夯机简介1.1强夯法简介1.1.1强夯法特点强夯法是一种经济高效、节能环保的地基处理方法。强夯法加固地基可提高地基强度，降低压缩性，消除湿陷性，改善其抵抗振（震）动液化的能力等。同时，强夯法可提高土层的均匀性，减少工后差异沉降。强夯法是一种主动加固方法，该法自诞生以来，以其经济易行、效果显著、设备简单、施工便捷、节能环保、质量容易控制、适用范围广、施工周期短等突出优点，在全球各类工程的地基处理中得到了日益广泛的应用。1.1.2强夯法的诞生强夯法基本思想源于古老的夯击方法，用夯击法加固地基土或土工构筑物是我国在公元前6世纪就已经采用的施工方法。在人类生活的西安半坡遗址上，即发现原始公社母系氏族社会时期，建筑的柱基垫土经过夯实。进入文明社会几千年以来，中国就一直用夯实法，用夯(木夯、抬夯)、硪(石硪、铁硪)加固地基，并用其修建土工构筑物，如堤、坝、台、墙(小至建筑墙壁，大至城墙)，秦阿房宫前殿遗址即为东西宽1300m、南北长500m、面积60万m2的大夯土台基，最初的万里长城及以后的长城心墙也多用土夯实筑成。强夯技术(DynamicCompaction)是一种节能环保的地基处理方法，自1975年介绍与引进，1978年开始在工程中试用以来，受到中国工程界的高度重视。强夯技术能大量消耗建筑及工业垃圾，利用各种无机固体废料进行地基加固处理，减少环境污染。强夯技术处理后地基的不均匀性得到改善，能充分保证建筑物的安全使用。适合中国国情，具有显著的社会和经济效益及广泛的应用前景。强夯法施工如下图。图1.1强夯法施工1.2国内外强夯机发展及现状1.2.1国外强夯机发展及现状图1.2最早的强夯机在1975年，法国梅纳介绍了一种特制的起重机，它采用液压驱动的强夯专用三角架可以将400kN的夯锤提升到40m的高度。法国尼斯机场为起降波音客机而延长跑从强夯机作业特点可以看出，强夯施工对起重设备的要求主要有以下几点：（1）应具备较强的地形适应能力和较高的作业稳定性。这样，才能使强夯作业能在承载能力较低的松软场地上进行，并使突然全负荷卸载具有足够的安全性、稳定性。（2）为了减小由于臂架变形和柔性变幅系统变形贮能，在静力平衡破坏后，出现反弹和振（震）动等动态响应强夯施工起重设备臂架系统应具有较大的刚度，变幅系统也拟采用刚性变幅机构。在采用柔性变幅的起重设备上必须增加防后倾倒装置或增加诸如“龙门架”之类的反弹阻尼，以减小和扼制动态响应的产生。确保起升设备的施工安全，提高臂架和主机的使用寿命。（3）起升卷扬机构是强夯起重设备中使用最频繁、冲击最大的机构之一。它影响钢丝绳的使用寿命和作业效率、安全、根据强夯作业特性。卷筒应具有宽幅大容量，高弹出力性能和卓越的制动能力。宽幅大容量可使钢丝绳卷绕层数减少，避免强夯施工作业时钢丝绳乱绳及制动冲击时上下层钢丝绳互相咬合产生扭曲，卷扬的高弹出力性能可满足从夯坑中起升时以瞬间爆发力将夯锤提起的施工要求。制动系统采用柔性制动方式对于带荷自由下落是十分重要的，在这一制动环境下，可避免钢丝绳的乱绳并防止钢丝绳的早期破断，减少卷筒发热，最终使强夯作业变得可靠和安全。当然卓越制动系统还包括有良好的散热性能，使制动器在强夯这一高频率和持续冲击下能发挥作用（4）发动机功率应有充足的储备，行走机构能适应泥泞和沉陷地面的行走和转向。这些要求将使得强夯起重机发动机功率，行走机构的驱动扭矩应比同级别通用型履带起重机大。1.4强夯机的发展趋势经过数十年的强夯技术、施工工法研究和工程实践，国内外强夯的适用范围与施工领域不断扩大、强夯设计和施工正向高能级、工艺多样性与复合技术发展。面对国内工艺不断成熟和设备相对落后的现实，强夯施工界与一些熟悉强夯施工工艺的工程机械技术人员正在密切关注行业动态，有的已进入高能级强夯机的设计和开发阶段。认为强夯施工起重设备将会在以下几方向得到发展：（1）由于我国地震高烈度区，湿陷性黄土区和软粘土区分布广泛，近些年来又广泛的开展了围海造田、炸山填海等项目，因此强夯施工除了在现有的基础上进行工作外，会向两极化发展：即高能力，大夯机能量和低能量小能级。这一趋势会导致系列化、特大型化的强夯机的出现。（2）为了合理利用资源，避免重复开发，提高强夯设备的利用率，满足不同用户的需求。强夯机的多用途发展也将是一种趋势。（3）节能和环保是工程机械的发展要求和总趋势，因此，新型强夯机也将一改“代用强夯机”老、旧、破、脏、高消耗、低效率的现有状态，以降低发动机排放、提高液压系统效率、减少钢丝绳消耗为目标，使强夯机完全达标排放、高效率作业。（4）模块化设计和具有自装卸功能的设计思想将会在强夯机设计中得到进一步体现，从而给强夯机远距离、快速运输带来方便。1.5强夯机安全防护措施为保证强夯机的自身安全，杜绝起重作业中发生事故，各种类型的起重机均设有多种安全防护装置。常见的防护装置有各种类型的限位器、防倾覆和力矩限制器等。位置限制器简称限位器。限位器是用来限制各机构运转时越过范围的一种安全防护装置。包括上升位置限制器、运行极限位置限制器、偏斜调整及显示装置、以及缓冲器等。上升极限位置限制器用于限制取物装置的起升高度，当吊具起升到上极限位置时，限位器切断电源，防止吊钩等取物装置继续上升拉断钢丝绳而发生重物失落事故。下降极限位置限制器是当取物装置下降到最低位置时，切断电源，使运行停止，“以保证钢丝绳在卷筒上缠绕余留的安全圈不少于两圈。防倾覆装置：流动式起重机和动臂变幅———用柔性钢丝绳牵引吊臂进行变幅的起重机，当遇到突然卸载情况时，会产生使吊臂后倾的力，从而造成吊臂超过最小幅度，发生吊臂后倾的事故。因此，凡属这类起重机均应安装防后倾装置。目前常使用的防后倾装置如图!所示。吊臂通过一个连杆机构带动幅度指示器，并在幅度盘上设置开关，进行限位。然后通过一个机械装置对吊臂进行止挡。保险绳和保险杆是2种常用的防后倾装置。保险绳采用已计算好长度和强度的钢丝绳，一端固定在转台上，另一端固定在吊臂上，以钢丝绳长度限定吊臂的倾角。保险杆的上端铰接在吊臂上，下端铰接于转台上，随吊臂的倾俯而伸缩，在其套筒内有缓冲弹簧，对吊臂有缓冲、减振和限位作用，从而克服了钢丝绳易被拉断的缺点。1.人字架 2.保险杆3.臂架 4.保险绳 5.中间插接杆图1.3臂架防后倾装置回转锁定装置，是指臂架起重机处于运输、行驶或非工作状态时，锁住回转部分，使之不能转动的装置。回转锁定器常见型式，有机械锁定器和液压锁定器2种。机械式锁定器结构比较简单，通常是用锁销插入方法、压板顶压方法或螺栓紧定方式等。液压式锁定器通常用双作用活塞式油缸对转台进行锁定。回转锁定装置的原理基本相同。

第二章臂架设计计算2.1臂架设计臂架是强夯机的重要构建之一。通过臂架能够将夯锤提升到一定的高度，改变臂架的倾角可以达到变幅的目的，以改变作业区域。对于强夯机臂架设计得是否合理，直接影响着强夯机的整机稳定性和自重。因此，合理的设计出具有足够强度、刚度和稳定性，而重量又轻的臂架有着非常重要的意义。桁架式臂架可以制成轴线为直线形或折线形的结构形式。其中强夯机多采用直线型臂架。因为直线型臂架结构简单，制造方便、受力情况好。臂架的断面可以制成矩形或三角形截面型式。最常用的桁架式臂架是矩形截面型式。吊臂弦杆称为分肢，腹杆也称为缀条。弦杆和腹杆均由型钢制成，它们可以是无缝钢管、方形钢管和角钢等。腹杆体系可以是三角形斜杆腹杆体系，也可以是带竖杆的三角形腹杆体系。由受力特点决定，臂架在变幅平面的两片桁架通常制成如图所示的中间部分为等截面平行弦杆，两端为梯形。对于旋转平面的两片桁架通常制成端部尺寸小，根部尺寸大的型式。为了能够拼接成不同长度的臂架，在桁架式臂架的中间部分可以制成几段等截面的形式。对于弦杆采用的角钢，对于腹杆采用的角钢(a)变幅平面； (b)旋转平面1——弦杆 2腹杆（斜杆） 3——腹杆（竖杆）图2.1臂架结构简图对于桁架式臂架结构，特别应注意臂架的端部，根部与拼接区这三处的构造。臂架端部应设计的刚强，通常在端部用钢板代替腹杆体系。在靠近根部一段长度内的变幅平面桁架用钢板加强，这样能更好地将压力传到转台上去。此外为了保证桁架式臂架根部的水平刚度，旋转平面内的桁架应设置较强的缀板，并使缀板尽量靠近支撑铰点。臂架根部的水平刚度也可以用刚性板条来保证。刚性板条同旋转平面桁架的腹杆及弦杆一起构成了强有力的支撑钢架。在靠近拼接去的横断面中设置横向钢架。在拼接区，各段桁架之间通过法兰盘用螺栓连接。如图所示。图2.2臂架的根部图2.3臂架拼接区2.2臂架受力分析2.2.1图2.4变幅平面吊臂受力分析如图吊臂在变幅平面承受的载荷（图1）由起升载荷和吊臂重量引起的垂直载荷：式中：为额定起升重量；吊钩组重量；起升冲击系数一般取1～1.2本计算取1.2；动力系数(取1.5-2)本计算取1.8。起升绳的拉力：式中m=3——起升滑轮组倍率；=90%——起升滑轮组效率；变幅滑轮组拉力N：变幅滑轮组拉力N为，方向与臂架端点和人字架定滑轮轴心的连线一致。2.2.2假定Q、S和N汇交于臂架的端点，他们的合力沿臂架轴线方向作用于臂架。臂架在变幅平面视为两端简支的中心受压构件据多边形法则可以很方便的求出合力p的大小。由于起升绳拉力S较变幅滑轮组拉力小的多，因此合力p的方向与N的方向很接近。合力p与轴向力大小相等方向相反。用分析法求轴向力P:式中为变幅绳与臂架夹角；为起升绳与臂架夹角；2.2.3臂架旋转平面视为根部固定、端部自由的悬臂架。夯锤在风力和旋转机构引起或制动惯性力作用下偏离铅垂线一个角度（规范规定）由此在臂架端部引起的侧向力=取2.2.4系数桁架式臂架通常采用滑轮组变幅。由于变幅滑轮组拉力N和起升绳拉力S的作用，使轴向压力P在臂架旁弯过程中方向发生变化，用来表征轴向压力P方向变化的参数为系数。图2.5臂架在旋转平面的受力2.3臂架界面弯矩用微分法求截面弯矩在变幅平面内按两端简支中心受压构件计算，在旋转平面内按臂根固定、臂端自由受纵横弯曲作用的构建计算，后者是最不利的工况。图2.6臂架的截面弯矩如图所示，臂架旁弯过程中压力P绕点O’转动，因此据臂架根部为x的截面弯矩为由于只有一个主臂作业所以臂架根部弯矩为最大弯矩截面位置：应该取，但是因为从臂根到x=6000mm处有防倾杆得到加强，所以危险截面应取=6000mm式中——轴向压力方向变化系数：为断面惯性矩2.4臂架强度计算材料选用A3钢式中P臂架的轴向压力最大弯矩界面弯矩；A臂架的横截面积；臂架的断面模数；[]第二类载荷组合的许用应力；为A3钢的抗拉强度经计算可知臂架的强度满足要求2.5臂架刚度校核图2.7臂架的刚度臂架的臂端挠度式中——轴向压力方向变化系数；P——臂架的轴向力；L——臂架的长度；a——轴向压力变化系数；T——旋转平面臂架的受力臂端容许挠度，所以刚度符合要求

第三章变幅机构设计计算（一）3.1变幅机构综述强夯机变幅机构按工作性质分为非工作性变幅和工作性变幅；按机构运动形式分为运行小车是变幅和臂架摆动式变幅；按臂架变幅性能分为普通臂架变幅和平衡臂架变幅。非工作性变幅机构是指空载变幅，用于调整作业位置，其特点是变幅次数少，变幅时间对强夯机的工作效率影响较小，一般采用较低的变幅速度。工作性的变幅机构是指带载变幅，工作性变幅机构常采用多种方法实现吊重水平位移和臂架自重平衡。普通臂架变幅机构变幅时会同时引起臂架重心和物品重心下降，消耗额外的驱动功率，使用与非工作性质变幅，在偶尔需要带载变幅时也同样适用。普通臂架变幅系统有两种主要形式：臂架摆动式和运行小车式。其在变幅过程中物品和臂架中心会随幅度改变而发生不必要的升降，需要消耗额外的能量，在增大幅度时产生较大的惯性载荷。其中臂架摆动式变幅机构构造简单，在非工作性质变幅或不经常带载变幅的履带式起重机、强夯机、和桅杆式起重机中被广泛采用。定长臂架一般采用钢丝绳滑轮组式变幅机构,臂架结构有箱行和桁架两种形式，强夯机中采用的是直臂架桁架结构。小起重量的定长臂架强夯机也可以采用液压缸变幅，但强夯机的夯锤重达32吨，所以不适合采用液压缸式变幅系统。钢丝绳滑轮组是桁架型臂架及臂节可拆装的桁架型臂架变幅机构的主要型式。由于钢丝绳是挠性件，只能承受拉力，在小幅度时风力和夯锤突然掉落的惯性载荷作用，使臂架有后倾的可能，需要按着防倾安全装置，强夯机通常在臂架后方安装伸缩式撑杆来防倾。另一方面，钢丝绳滑轮组变幅机构在增大幅度时只能靠臂架自重和物品重量自动下落。为了吸收臂架下落时的势能，控制落臂速度，可选用液压驱动，依靠油路中的平衡阀限速。图3.1钢丝滑轮组变幅机构工作示意图钢丝绳滑轮组变幅机构的优点是构造简单，工作可靠，臂架受力小，而且可以放置最低位置，便于臂架安装，能采用标准卷筒作为驱动装置，总体布置也比较方便。缺点是效率低。臂架容易晃动、钢丝绳易磨损。综上可知强夯机的变幅机构应采用钢丝绳滑轮组变幅系统。3.2采用钢丝绳滑轮组变幅系统的强夯机3.2变幅机构受力分析图3.3变幅系统受力图3.2.1正常工况变幅一般以变幅和回转两机构同时工作，机构均作稳定运动的工况计算。按正常工作时的变幅力确定机构功率=T——变幅滑轮组拉力；（Q+q）=42t物品和吊具重力；G——臂架的重力4.75t；l=7.7m变幅滑轮组中心线至铰点O的垂直距离；L=31m臂架长度；=1.4m起升滑轮组拉力至铰点O的垂直距离；m=3起升滑轮组的倍率；n=2回转速度；R=13.5m；幅度=76臂架仰角；吊重钢丝绳摆偏角一般取=3～63.3.2最大变幅力按下列三种工况计算。（1）稳定回转时起升物品：=N起升载荷动载系数1.15～1.30本计算取1.2（2）变幅机构带载起动=N动载系数=1.05～1.10本计算取1.08（3）臂架安装时，从地面拉起臂架如图：图3.4安装臂架时变幅机构受力此时最大的变幅力为=N=7臂架与变幅滑轮组中心线之间的夹角；3.3钢丝绳选择3.31变幅绳最大拉力计算变幅机构选用的倍率为6倍率变幅钢丝绳的最大拉力：==N——取T中的最大值；=6变幅滑轮组的倍率；变幅滑轮组效率3.3.2钢丝绳分类钢丝绳是起重机械的重要零件之一。它具有强度高、挠性好、自重轻、运行平稳、极少突然断裂等优点，因而广泛用于起重机的起升机构、变幅机构、牵引机构，也可用干旋（回）转机构。因起重用钢丝绳要有很高的强度和韧性，所以常采用含磷、硫低的优质碳素钢冷拔成丝。根据钢丝韧性，将钢丝分为3级：即适用于电梯的特级、用于起重机的1级和用作司索张紧绳的2级钢丝。一.根据钢丝绳捻绕的次数分类（1）单捻绳：截面如图所示，由若干断面相同或不同的钢丝一次捻制而成。由圆形断面的钢丝捻绕成的单股钢丝绳僵性大，绕性差，易松散，不宜用作起重绳，可作张紧绳用，密封钢丝绳一般只用作承载绳，其他场合较少采用。（2）双捻绳：截面如图所示。先由钢丝绕成股，再由股绕成绳。双捻绳挠性好，制造也不复杂，起重机广泛采用。a圆钢丝单股钢丝绳 b密封钢丝绳图3.5钢丝绳的截面二.根据股中相邻二层钢丝的接触状态分类（1）点接触钢丝绳：绳股中各层钢丝直径相同，每层钢丝的螺旋升角近似相等。为了使各层钢丝有稳定的位置，内外各层钢丝的捻距不同，互相交叉，在交叉点上接触。这种钢丝绳在反复弯曲时钢丝容易磨损折断。（2）线接触钢丝绳:这种钢丝绳股中的钢丝直径不同，但每层钢丝的节距相同，外层钢丝位于内层钢丝的沟槽中，内外钢丝的接触形成一条螺旋线。线接触钢丝间接触应力小、磨损小、钢丝绳寿命长；钢丝绳有可能选用较小的直径，从而可以选用较小的卷筒、滑轮、减速器，以减小起升机构的尺寸与质量。现在的起重机已用线接触钢丝绳代替过去常用的普通点接触钢丝绳。这种钢丝绳按绳股断面的结构分，还可分为3种:1外粗型：又称西鲁型。股中同一层钢丝的直径相同，不同层钢丝的直径不同，内层细，外层粗。钢丝绳耐磨，挠性稍差。2粗细型：又称瓦林吞型。外层采用粗、细两种钢丝，粗钢丝位于内层钢丝的沟槽中，细钢丝位于粗钢丝之间。这种钢丝绳断面填充率较高，挠性较好，承载能力大，是起重机常用的钢丝绳。3密集型：又称填充型。在股中外层钢丝形成的沟槽中，填充细钢丝，断面填充率更高，承载能力大、挠性好。（3）面接触钢丝绳：面接触钢丝绳股中钢丝与钢丝之间是面接触，接触应力小、磨损小、强度大，但其挠性较差。一般也做成双捻钢丝绳。a点接触绳 b外粗式 c粗细式 d填充型图3.6钢丝绳的截面三.按照丝绳的绕向分类（1）右绕绳：把钢丝绳立起来观看，绳股的捻制螺旋方向，是由左侧开始向右上方伸展。（2）左绕绳：绳股捻制螺旋方向是由右侧开始向左上方伸展。a左同向绕b左交互绕c右同向绕d右交互绕图3.7钢丝绳的绕向3.3.3钢丝绳选择与使用钢丝绳的受力特征钢丝绳受力复杂。受载时，钢丝绳中产生拉伸应力、弯曲应力、挤压应力以及钢丝绳捻制时的残余应力等。当钢丝绳绕过滑轮时，受到交变应力作用，使金属材料产生疲劳，最终由于钢丝绳与绳槽、钢丝绳之间磨损而破断。试验表明：（1）钢丝绳的弯曲曲率半径对钢丝绳的影响很大，这是因为绳轮直径减小时，钢丝的弯曲变形加剧，弯曲应力加大，因而钢丝绳磨损加快，疲劳损伤加快，钢丝绳的寿命就缩短。（2）钢丝绳绕过绳轮时，绳轮与钢丝绳接触面间的压力和相对滑动，使钢丝绳磨损断丝。接触应力越大，断丝越迅速。（3）点接触钢丝绳，由于钢丝间接触应力大，钢丝的交叉又增大了横向压力，强度损失要比线接触型大，抗疲劳性能也差。所以线接触钢丝绳比点接触钢丝绳寿命长。（4）当钢丝绳一个捻距间的断丝数达到全部钢丝的#01时，继续使用，绳的断丝速率明显加快，短时内即出现断股。（5）当其他条件相同时，选用的钢丝绳安全系数越高，其使用寿命越长。钢丝绳的选用起重钢丝绳的选用应考虑使用环境和场合及作业的繁重程度，一般来说，起重钢丝绳应有较好的韧性。绕经滑轮和卷筒的钢丝绳应优先选用线接触钢丝绳。在有酸、碱等腐蚀环境中应选用镀锌钢丝绳。在高温环境中使用的钢丝绳，以选用石棉芯和金属芯钢丝绳为宜。为了使起吊的工作平稳，不发生打转现象，一般采用交互捻（反捻）钢丝绳。为了保证钢丝绳有一定寿命，应根据机构的工作级别和用途，正确选用钢丝绳的安全系数。钢丝绳的直径确定公式C为钢丝绳的选择系数n——安全系数；k——钢丝绳折减系数；w——钢丝绳充满系数；——钢丝绳的公称抗拉强度钢丝绳型号选取参照120t履带式起重机资料计算得钢丝绳直径选取d=22mm表3.1图3.8型钢丝绳截面3.4变幅卷筒计算选型3.4.1卷筒结构及形式卷筒用来卷绕钢丝绳，并把原动机的驱动力传递给钢丝绳，同时又将原动机的旋转运动变为直线运动。卷筒的结构型式：卷筒组件有卷筒、连接盘以及轴承支架。卷筒组有长轴卷筒和短轴卷筒。长轴卷筒组有齿轮连接盘组和带大齿轮的卷筒组，这是一种应用较多的结构型式短轴卷筒组是一种新的结构型式。卷筒与减速器输出轴用法兰盘刚性连接。减速器底座通过钢球或圆柱销与小车架连接。这种结构型式的优点是：结构简单、调整与安装方便。此外还有采用行星减速器放在卷筒内部的，优点是驱动装置紧凑，质量轻。卷筒组的结构形式见下图。1卷筒 2轴 3齿轮盘 4卷筒毂 5轴承盘图3.9卷筒组3.4.2卷筒材料铸造卷筒一般用HT20～40。焊接卷筒采用A3钢制造。卷筒直径和滑轮直径一样，与钢丝绳（b）中心计算的卷筒的最小缠绕直径相关。钢丝绳在卷筒上固定通用的方法是采用压板，它的优点是构造简单，拆卸方便。为了保证安全，减小对固定压板的压力或楔子的受力，在设计时，保证取物装置下放到极限位置时，在卷筒上，除固定绳圈之外，还应留2～3圈钢丝绳。这几圈钢丝绳称安全圈，也叫减载圈。采用安全圈绳尾固定圈拉力仅为钢丝绳最大拉力的13.4%。如果没有这个安全圈，则固定图拉力就是钢丝绳最大拉力。而压板都是按有安全圈设计的，因此在使用时，一定要注意，不允许把钢丝绳圈放光，而必须留有安全减载圈。表3.23.4.3d——为钢丝绳直径；e=16对于流动式起动机参考QUY履带式起重机的参数得卷筒的名义直径D=610mm3.4变幅卷筒绕量由变幅滑轮组与定滑轮之间的距离x的变化量决定H=5m——变幅滑轮组定滑轮中心与臂架铰点O之间的垂直距离e=6m——变幅滑轮组定滑轮中心与臂架铰点O之间的水平距离从最大变幅到最小变幅时（仰角由变为）卷筒绕绳量为=63.96m=452mm因为卷筒长度与直径之比通常取1～2，所以选卷筒长度取700mm—多层卷绕形式的钢丝绳总长度d—钢丝绳直径d=22=(1.1～1.2)d=1.222=26.4mm;D—卷筒直径，D=610mmn—钢丝绳卷绕圈数，n=2；图3.10标准槽型钢丝绳在光卷筒上卷绕方向与钢丝绳的捻向有关。右捻绳应从左向右排列，左捻绳应从右向左排列。只要一层排列整齐第二层也就不会卷乱。3.4.参照表3.2选绳槽半径R=13mm3.4.参照表3.2选绳槽深度H=7.5mm3.4.P=（24～26）参照表3.2选择绳槽节距P=26mm3.4.8卷筒壁厚选用铸铁卷筒mm铸铁卷筒选22mm3.5卷筒强度校验因为所以应计算卷筒臂内表面的最大压应力——钢丝绳最大工作静拉力（N）；P——卷筒绳槽节距（mm）；——卷筒壁厚(mm)；A——多层卷绕系数取A=1.4——卷筒材料许用压应力（MPa），选用HT350灰铸铁，许用压应力340MPa故=201MPa<=340MPa

第四章变幅机构设计计算(二)4.1棘轮逆止器计算式中——变幅钢丝绳最大工作静拉力（N）；——制动安全系数选1.2；D——卷筒直径棘轮逆止器一般用来作为机械中放置逆转的制逆装置或供间歇传动用，在某些低速的卷扬系统上使用。棘轮的齿形已经标准化。棘轮的齿数通常在6～30范围内选取，但有特殊用途时可以减少或增多些，齿数越多，冲击越小，但尺寸较大。为了减少冲击，可以装设两个或多个棘爪。棘轮的模数按照齿受弯曲计算来确定=32——棘轮模数选6，8，10……；——棘轮轴所受的扭矩即制动扭矩；Z=20——棘轮的齿数；=4——尺宽系数；=80Mpa——选用ZG310-570钢材料的棘轮的许用弯曲应力所以棘轮逆止器的模数为32齿数为20所选棘轮的尺寸直径齿宽棘爪要比棘轮宽2～3毫米所以棘爪宽度为130mm机械类型齿条式顶重机蜗轮蜗杆滑车棘轮停止器带棘轮的制动器齿数z6-86-812-2016-25表4.1棘轮材料HT150ZG270-500ZG310-570Q23545齿宽系数1.5-6.01.5-4.01.0-2.01.0-2.0许用单位线压力15303540许用弯曲应力3080100120表4.24.2变幅速度计算变幅钢丝绳绕入速度t=4.6mint由最大幅度到最小幅度的变幅时间变幅卷筒的线速度为0.235m/s变幅卷筒的角速度为变幅卷筒的转速4.3减速机选型4.3.1减速机类型减速器是起重机上的重要传动部件。它是把电动机的高转速降低到各机构所需工作转速。以前国内起重机多使用ZQ和ZSC型仿苏产品，这类产品已被QJ和QJD型减速器所替代。（1）QJ型减速器,该系列主要用于起升机构、运行机构和变幅机构。箱体为焊接结构，自重轻，传递扭矩较大，立式和卧式统一于一种结构型式，优点不少，但发展速度快。图4.1QJ减速器的基本型式（2）QS型减速器，此种减速器与制动电机组装成“三合一”运行机构。减速器的输出轴孔套装在车轮轴上，箱体上支点吊挂在起重机端梁上。这种安装方式比目前传统的安装方式减少了由于走台和主梁振动给齿轮啮合带来的不良影响。整个机构体积小、质量轻、组装性好，在中、小型起重机运行机构中得到广泛应用。（3）三环减速器，减速器由置于箱体中的2根高速轴、1根低速轴和3块传动环板等构成（故名三环）。各轴呈平行布置，输入轴带动3块环板呈120度相位差做平面运动，环板中间孔的内齿圈与低速轴上的外齿轮啮合，构成少齿差传动，得到较大的传动比。这种减速器采用独特的平行轴一动轴三环传动形式，兼有同轴行星传动和平行轴定轴传动的特点，即：承载能力大，过载性能好。齿轮减速器相比，体积小，质量轻，齿轮为软齿面，对加工精度、材料及热处理技术要求不高，零件种类少1传动环板2、4高速轴3低速轴图4.2SHO三环减速器传动原理（4）行星齿轮减速器GJW型和JQ型行星齿轮减速器用于高速液压电机驱动的起升机构。减速器作为独立部件装在卷筒的内脏，减速器的输入轴经多片盘式制动器与高速液压电机相连。减速器的输出轴与卷筒固接。减速器用于各种液压驱动的臂架起重机的起升机构和钢丝绳滑轮组变幅的变幅机构，在其他各种提升、牵引的卷扬设备中，也获得广泛应用。图4.3GJW型和JQ型减速器传动原理4.3.2减速机选型液压马达的输出转速为820.7r/min最大的变幅功率——变幅钢丝绳的最大拉力v变幅卷筒的第一层钢丝绳线速度减速机的输出扭矩变幅机构的传动比减速机的型号为QJS-D500-125-ⅢP-JB/T8905.2-1999图4.4减速器的外形图图4.5减速器的外形图外形尺寸：4.3.3减速机安全检查为确保减速机的安全运行，减速机必须经常进行安全检查减速器的安全技术检验要点：（1）经常检查地脚螺栓，不得有松动、脱落和折断。（2）每天检查减速器箱体，特别是轴承处的发热不能超过允许温升。如果温度超过周围空气温度40℃时，检查轴承是否损坏，是否缺少润滑脂，负荷时间是否过长，有无卡住现象等。（3）检查润滑部位。初期使用时，每季度换一次润滑油，以后根据润滑油的清洁程度半年至一年换一次。润滑油不得泄漏，但油量要适中。（4）听齿轮啮合声响。正常状态下其响声均匀轻快，噪声不超过85dB。噪声超高或有异常撞击声时，要开箱检查轴和齿轮有无损坏。（5）用磁力或超声波探伤仪检查减速箱轴，发现裂纹应及时更换。（6）壳体不得有变形、开裂现象。结论在吊臂根部变截面处增加了加强槽钢和筋板。新设计的吊臂从根本上改变了吊臂根部的结构型式。加厚腹板是可以提高其抗屈曲（失稳）的能力，但将较大地增加臂架自重，影响起重机起重性能。但强夯机的工作对臂架的冲击较大。对于强夯机在作业前，应支牢支腿，确定好作业半径大小，吊臂倾角、吊式的额定起重量等重要参数，以防因超载而发生倾翻或断臂等事故。变幅机构采用了钢丝绳变幅而未采用液压缸变幅，能防止夯锤下落时，臂架对变幅液压系统的冲击。提高了系统的安全性及稳定性。动臂式变幅机构是通过钢丝绳滑轮组使吊臂俯仰摆动来实现的。动臂式变幅具有较大的起升高度，拆装比较方便，臂架结构受力状态好。但是由于时间仓促，缺乏设计经验，难免有考虑不周全的地方。参考文献：[1]：张质文.起重机设计手册[M].中国铁道工业出版社，1998.[2]：胡宗武.起重机设计计算[M].北京科学技术出版社，1989.[3]:陈国璋.起重机计