《卷扬机执行部分的设计案例综述》2800字

--PAGE31-卷扬机执行部分的设计案例综述1.1起升机构的设计1.起升机构典型传动型式在本次的卷扬机的起重上，决定使用滑轮组的组合方式，如果使用这样的设计可以使卷轴的两侧受力均匀，重物起升也会相对平稳，确保了在工作时重物不会左右晃动。本文在设计在过程中，系统引入的是双联滑轮组，具体结构布局在图2-5里做出了对应的展示和分析。滑轮组示意图1、动滑轮2、定滑轮3、卷轴在起重设计上，若是其重量较大，则相应要设定较大的倍率。在进行起重过程中，也不会有较粗钢丝绳使用。在设计上，若是滑轮组的倍率较大，那么此时会导致起升速度也会下降，基于此致使不会有太高的起重量。在这种情况下，就会让起升结构有更为出色的通用效果。也就是起升过程中会有不同的起升重量。这也是在进行机构设计上，常用的方式。1.2钢丝绳的筛选卷扬机在工作实现上，是利用了钢丝绳缠绕卷轴的动作来来完成物料的升降工作。所以在工作时，一般其钢丝绳会有较为复杂的应力成熟。由于外界会有相对敏感的影响要素存在，所以若是钢丝绳失效，则必然会有较为严重的后果出现，所以钢丝绳的选择很重要。1.2.1钢丝绳的选定钢丝绳的有很多种分类方式，考虑到安全因素，主要按照材质分类，可以分为碳素钢钢丝绳和不锈钢钢丝绳，前者主要是由优质碳素结构钢钢丝为原料捻制而成；后者主要以不锈钢钢丝为原料制造而成。卷扬机是一种起重设备，不同由于小型吊机，它吨位比较大它使用的钢丝绳和普通小型电动葫芦的钢丝绳不同，需要一些承重力强的绳体，对于本文设计的卷扬机来说，在进行钢丝绳的筛选上，选择不锈钢钢丝绳，不锈钢钢丝绳具有耐高温、抗疲劳性能很好、使用寿命长、经久耐用等特点，故本次设计决定使用不锈钢钢丝绳。考虑到卷扬机长期处于恶劣条件，出于安全因素的考虑，决定在钢丝绳的表面使用磷化涂层，这样处理钢丝表面的耐磨性、耐蚀性就有了很大的提高，钢丝绳疲的使用寿命也大幅度提高，单位使用成本更低，质量稳定性更佳。1.2.2计算钢丝绳的直径D以及长度电动卷扬机在起升时，电动机启动运转，使卷轴卷动缠绕钢丝绳提拉，考虑到本次的最大起升高度为30m，考虑到定滑轮和动滑轮组合滑轮组的特性，因此可以钢丝绳的长度可以设为70m。本文设计的卷扬机为500kg的核定荷载设计，由GB/T

8918-1996

《钢丝绳国家标准》，可得单一钢丝绳在载荷的承受上，应该是：Fmax＝F总＝1.25×N由于考虑到本文设计的卷扬机主要是确保冶金铸造领域使用，对应的工作级别经过相应资料查阅，在进行钢丝绳安全系数的确定上，确定安全钢丝系数为c＝0.16。＝5.65mm为此本文在进行钢丝绳的直径设定上，应该是取整数得d=6mm。根据钢丝绳标准：GB/T

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《钢丝绳通用技术条件》中，由计算数据可以选定本次设计钢丝绳的规格型号为：18*7，多层股不旋转钢丝绳，此类钢丝绳多适用于起重等场合。1.3钢丝绳绳夹的设定本次卷扬机要想利用吊钩将重物提起来，必须要通过钢丝绳与吊钩连接，而钢丝绳的柔韧性较差，不能同普通细绳一样直接打结固定，因此，为了保证卷扬机装置的顺利起升重物，需要一个绳夹来将钢丝绳与吊钩牢牢固定。根据《建筑施工塔式起重机安装使用拆卸安全技术规程》（JGJ196-2010）,进行钢丝绳绳夹的安放：绳夹的方向：绳夹的夹座应该扣在钢丝绳的工作端的那一面，然后U形螺栓扣一般会在钢丝绳的绳头，而且每个绳夹的放置方向都必须一样，不能有交错的现象。绳夹的布置间距：在钢丝绳安放时，每个绳夹之间的距离a大约为钢丝绳直径的6倍或7倍。在这里可以设间距a=7×7=49mm。绳夹的个数确定：根据上述文献查表，根据本次设计钢丝绳的直径d=6mm<18mm，故本次的绳夹个数为三个即可。1.4起重吊钩的选择和设计本次卷扬机的吊钩设计，在起重吊钩根据其制造方法可以分为锻造吊钩与片式吊钩，其中，前一种还可以细分为单钩还有双勾。他们的主要区别在单钩一般用于小起重量，双钩多用于较大的起重量。单钩一般用于小起重量，双钩多用于较大的起重量。吊钩种类有很多种，可以根据吊钩的截面分为不同类别的断面吊钩，根据我国目前起重机的使用情况，本次的选取为圆形界面的吊钩，圆形截面的吊钩适用于本次卷扬机的起重。本次设计最终决定采用圆形截面的吊钩，考虑到本次设计的重物可能需要灵活旋转，于是设计一款吊钩可以进行旋转的形式，如下图所示，该结构在原先的基础上进行了改进，在起重运转方面更为灵活。1.4卷轴结构以及尺寸设计卷轴主要是用来使钢丝绳可以缠绕在上面，进而使钢丝绳提拉重物，同时实现回转到直线运动的转换。本次的设计中，将卷轴和减速器输出轴直接连接固定，这样可以节省材料，而且安全系数较高，不存在零件损耗等。1.3.1卷轴分类结合卷轴上的卷绕层数来看，主要有单层以及多层绕等不同方式。通常起重机采取的是单层绕卷轴。在本次设计中，采用滑轮组结构，且为两边同时缠绕，所以为了保证卷轴尺寸和整体尺寸较为协调，减小其尺寸大小，多层绕的设计较为合理一些。本文在进行系统设计上，选择的是四层绕方式。1.3.2卷轴设计分析卷轴在本文设计的结构参考下图，卷轴中间部分的隔板用来分隔两侧的钢丝绳，卷轴的一端与减速器输出固定轴相连，另一端与机架相连，在卷轴两端隔板各有两个小孔，使钢丝绳穿过并固定。卷轴示意图主要设计内容包括卷轴直径、卷轴长度L、中间隔板厚度m，两侧隔板厚度n。1.3.3卷轴直径设计根据之前所计算的数据，进行卷轴直径的设计：由发动机的最高额定转速为每分钟750转，而减速器的传动比为,由此可以得出到达卷轴的转速约为r/min卷轴的缠绕使重物的起升速度为30m/min,其最大的起升高度为h=60m。根据卷轴的转速，得以下公式所以卷轴直径需要符合==63.7mm最终取卷轴直径D=64mm1.3.4卷轴的长度设计在本次电动卷扬机卷轴的设计上，涉及到卷轴长度的设计，而卷轴的长度主要取决于钢丝绳缠绕的圈数S以及总长度的取值范围。由之前的计算数据可知，总的起升高度为30m,钢丝绳总长为70m。卷轴直径D=64mm，则计算可得卷轴周长=200.96mm,由此，钢丝绳可以缠绕卷轴圈数为：圈取整数S=350由考虑到卷轴需要钢丝绳的直径d=6mm,卷轴属于多层线缠绕可以缠绕，在这里考虑到整体部件的规格，决定设计为七层缠绕。钢丝绳会有两股分别缠绕在卷轴上的两端，如下如图，==300mm卷轴中间部分的隔板为=30mm，两边部分的挡板厚度均为10mm，则卷轴的总长度L=2+2+=2×300+2×10+30=650mm结合分析可知，在进行标准卷轴长度设定上，应该是650mm。1.5卷轴进行强度校核在进行设计上，为确保本文选择的钢丝绳在使用上有出色的工作寿命，为此卷轴使用铸铁设计，同时在进行参数设定上进行校核。1.5.1卷轴应力的计算及校核在进行卷轴材料的筛选上，要承受剪应力，切应力和扭矩的作用。要求必须是有一定的承载能力，若是有特别要求，可以筛选其它材料。由于不需要太大的额定起重重量，为此在进行材料筛选上，为45钢。对于本文计算来说，在最大拉力影响下，此时卷轴承受的力是扭曲以及应力。根据材料45钢，查得其许用正应力，许用剪应力，本设计中卷轴的L=650mmD=64mm，用到的最大拉力：对于本次设计的卷轴的正