1849_2.0型卷揚機設計

1849_2.0型卷揚機設計,_2,卷揚機,設計 黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 綜 述 ） 第 1 頁 卷揚機摘要：本文主要介紹了卷揚機的發(fā)展現(xiàn)狀，卷揚機傳動方案的選擇和主要的結構組成。同時對其制動器、鋼絲繩的選擇做了簡單的分析。最后對卷揚機在實際應用中常遇到的問題提出一些建議，并介紹了在實際應用中必須遵守的安全使用規(guī)程。關鍵詞：卷揚機，傳動方案，制動器，安全規(guī)程前言：卷揚機是建筑工地上最常見、最普通的一種施工機械，也稱絞車?？梢詥为毷褂?，也可以作為起重機的組成部分，卷揚機主要以電動機為動力，經過減速裝置后，驅動卷筒牽引鋼絲繩，以實現(xiàn)重物的垂直與水平運輸。卷揚機分為手動卷揚機和電動卷揚機兩種?，F(xiàn)在以電動卷揚機為主。電動卷揚機由電動機、聯(lián)軸節(jié)、制動器、減速器和卷筒組成，共同安裝在機架上。對于起升高度和裝卸量大工作頻繁的情況，調速性能好，能使空鉤 快速下降。電 動 絞 車 廣 泛 用 于 工 作 繁 重 和 所 需 牽 引 力 較 大 的 場 所 。 單 卷 筒 電 動 絞 車 的 電 動機 經 減 速 機 帶 動 卷 筒 ， 電 動 機 與 減 速 器 輸 入 軸 之 間 裝 有 制 動 器 。 為 適 應 提 升 、 牽 引和 回 轉 等 作 業(yè) 的 需 要 ， 還 有 雙 卷 筒 和 多 卷 筒 裝 置 的 絞 車 。 一 般 額 定 載 荷 低 于 10T的 絞 車 可 以 設 計 成 電 動 絞 車 。進入新世紀以來，各行各業(yè)都有飛速發(fā)展，近些年數控機床的廣泛應用，信息技術和數控技術日趨成熟，使得機械制造的效率提高、成本降低，這些都將推動卷揚機工業(yè)的發(fā)展。提升重物是卷揚機的一種主要功能，所以各類卷揚機的設計都是根據這一要求為依據的。雖然目前塔吊、汽車吊等取代了卷揚機的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且靈活性較差，故一般中小型工程仍然廣泛應用卷揚機，汽車吊 雖然靈活方便，但也因為成本太高，而不能在工程中廣泛應用，故大多設備的安裝仍然是由卷揚機承擔的。卷揚機除在工程、設備安裝等方面被廣泛應用外，在冶金、礦山、建筑、化工、水電、農業(yè)、軍事及交通運輸等行業(yè)亦被廣泛應用，還可作現(xiàn)代化電控自動作業(yè)線的配套設備。1、 結 構 組 成 ：主 要 結 構 有 卷 筒 ， 減 速 機 ， 制 動 器 ， 電 氣 系 統(tǒng) 。 其 中 卷 筒 的 安 裝 的 基 本 原 則有 “水 平 放 線 ”和 “垂 直 放 線 ” 兩 種 應 用 方 式 。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 綜 述 ） 第 2 頁 （ 1） 橫 向 電 纜 安 裝 ： 可 以 向 1 或 2 個 方 向 出 線 。 鋼 絲 繩 在 連 續(xù) 平 面 上 拖 拽 或用 間 隔 小 于 1m 的 支 撐 將 鋼 絲 繩 撐 離 地 面 。 安 裝 高 度 從 電 纜 拖 拽 平 面 到 卷 筒 中 心 不超 過 1m。 不 考 慮 鋼 絲 繩 的 轉 向 ， 運 行 速 度 為 ： 10 米 /分 鐘 --60 米 /分 鐘 ， 最 大 加速 度 可 達 0.3 m/s（ 2） 垂 直 電 纜 安 裝 ： 若 卷 筒 安 裝 在 頂 端 ， 鋼 絲 繩 出 現(xiàn) 方 向 垂 直 向 下 ， 運 行 速 度為 ： 10 米 /分 鐘 --40 米 /分 鐘 ， 最 大 加 速 度 可 達 0.3 m/s²， 自 由 下 垂 的 鋼 絲 繩的 長 度 L0 不 考 慮 。2、 卷 筒 和 電 纜 的 選 擇（ 1） 運 行 速 度 小 于 10 m/min 的 情 況若 發(fā) 生 強 烈 震 動 或 應 用 在 海 上 ， 鹽 含 量 高 或 者 腐 蝕 性 空 氣 中 ， 溫 度 低 于 -15 °C 急彎 路 徑 時 需 要 強 制 導 向 。 如 果 安 裝 了 強 制 導 向 器 必 須 保 證 導 向 器 與 卷 筒 之 間 的 距 離為 卷 筒 寬 度 的 6 倍 。 彈 簧 卷 筒 必 須 安 裝 在 電 纜 可 以 自 由 放 出 和 卷 起 ， 并 且 沒 有 障 礙物 的 位 置 上 。 強 制 導 向 和 尺 寸 太 小 的 導 向 輪 在 任 何 情 況 下 都 不 允 許 的 。（2） 電 動 機 的 調 速 方 法 很 多 ， 能 適 應 不 同 生 產 機 械 速 度 變 化 的 要 求 。 一 般 電 動機 調 速 時 其 輸 出 功 率 會 隨 轉 速 而 變 化 。 從 能 量 消 耗 的 角 度 看 ， 調 速 大 致 可 分 兩 種 ：① 保 持 輸 入 功 率 不 變 。 通 過 改 變 調 速 裝 置 的 能 量 消 耗 ， 調 節(jié) 輸 出 功 率 以 調 節(jié)電 動 機 的 轉 速 。② 控 制 電 動 機 輸 入 功 率 以 調 節(jié) 電 動 機 的 轉 速 。 控 制 電 機 有 ： 電 機 、 電 動 機 、制 動 電 機 、 變 頻 電 機 、 調 速 電 機 、 三 相 異 步 電 動 機 、 高 壓 電 機 、 多 速 電 機 、 雙 速 電機 和 防 爆 電 機 。（3）絞車采用電動機通過減速器，開式齒輪傳遞扭矩到達主軸，通過離合器帶動卷筒工作。3、傳動方案傳動方案 1：減速器采用展開式二級閉式齒輪傳動，結構簡單，在滿足中心距的條件下，由于齒輪和軸的數量減少，傳動效率較高，但齒輪直徑大，加工精度不高，而且噪聲較大，大齒輪在經濟方面不理想，加工起來又比較困難，減速箱的體積比較大，不利于安裝。它的結構簡圖如圖 1-1 所示：黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 綜 述 ） 第 3 頁 輸出軸輸入軸 中間軸1324567圖 1-11、電動機 2、聯(lián)軸器 3、制動器 4、減速器 5、絞筒 6、軸承 7、開式齒輪傳動方案 2：減速器采用展開式三級閉式齒輪傳動，特點：結構簡單、效率高、容易制造、使用壽命較長、維護方便，裝拆容易，工作可靠。高速級齒輪布置在遠離轉矩輸入端，這樣，軸在轉矩下產生的扭轉變形與軸在彎矩下產生的彎曲變形可部分地相互抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象在滿足中心距的條件下，傳動的齒輪的直徑可以取小，這樣可以使傳動的傳動比較精確可靠，壽命長，結構緊湊，而且滑移齒輪操作方便不費力。其結構簡圖如圖 1-2 所示: 中間軸輸入軸 中間軸1324 576輸出軸圖 1-21—高速齒輪 2—軸承 3—齒輪 4—齒輪 5—軸承 6—齒輪 7—軸承 8—軸承 9—軸承 10—輸出齒輪 11—齒輪 12—軸承 13—軸承 14—軸承 2黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 綜 述 ） 第 4 頁 比較起來，方案 2 的三級閉式齒輪傳動比較適合錨絞車的減速傳動，該機具有較強的市場競爭力。傳動方案即：三級圓柱齒輪減速器+開式直齒輪4、制動器制動器是具有使運動部件(或運動機械)減速、停止或保持停止狀態(tài)等功能的裝置。是使機械中的運動件停止或減速的機械零件。俗稱剎車、閘。制動器主要由制架、制動件和操縱裝置等組成。有些制動器還裝有制動件間隙的自動調整裝置。為了減小制動力矩和結構寸制動器通常裝在設備的高速軸上，但對安全性要求較高的大型設備(如礦井提升機、電梯等)則應裝在靠近設備工作部分的低速軸上。　制動器（brake staff）可以分兩大類，工業(yè)制動器和汽車制動器，汽車制動器又分為行車制動器（腳剎） ，駐車制動器（手剎） 。在行車過程中，一般都采用行車制動（腳剎） ，便于在前進的過程中減速停車，不單是使汽車保持不動。只有行車制動失靈時才采用駐車制動。當車停穩(wěn)后，就要使用駐車制動（手剎） ，防止車輛前滑和后溜。停車 后一般除使用駐車制動外，上坡要將檔位掛在一檔（防止后溜） ，下坡要將檔位掛在倒檔（防止前滑） 。 使機械運轉部件停止或減速所必須施加的阻力矩稱為制動力矩。制動力矩是設計、選用制動器的依據，其大小由機械的型式和工作要求決定。制動器上所用摩擦材料（制動件）的性能直接影響制動過程，而影響其性能的主要因素為工作溫度和溫升速度。摩擦材料應具備高而穩(wěn)定的摩擦系數和良好的耐磨性。摩擦材料分金屬和非金屬兩類。前者常用的有鑄鐵、鋼、青銅和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡膠、木材和石棉等。 起重機用制動器對于起重機來說既是工作裝置，又是安全裝置，制動器在起升機構中，是將提升或下降的貨物能平穩(wěn)的停止在需要的高度，或者控制提升或下降的速度，在運行或變幅等機構中，制動器能夠讓機構平穩(wěn)的停止在需要的位置。起重類制動器如標準規(guī)定：起升機構、變幅機構必須設置常閉式制動器，行走或回轉機構可選用常閉式制動器?？紤]使用場所，如制動器安裝有足夠的空間，可選用塊式、帶式制動器或臂式盤形制動器；空間受限值時，可選用內蹄式或鉗形盤式制動器?？紤]配套主機的使用環(huán)境，對滲漏油有嚴格要求的場合應選用電磁或氣動制動器，對環(huán)境溫度較高的冶金場所可選用絕緣等級較高的電力液壓制動器或冶金型電磁制動器。在環(huán)境溫度較低或較高，且露天場所選用電力液壓制動器時，應注意更換相應牌黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 綜 述 ） 第 5 頁 號的液壓油。在含鐵屑、粉塵嚴重的環(huán)境中，應避免使用電磁鐵制動器，防止粉塵進入電磁鐵間隙影響電磁鐵的吸合。對于特殊或重要的場合，應根據需要增設制動器的附加功能。在溫度較低的環(huán)境中，可使用電力液壓推動器的加熱器。對于啟動與制動過程轉換有嚴格要求時，加裝行程開關以了解制動器的開閉狀態(tài)。對于維護、調整較難實施的環(huán)境，可加裝制動間隙均等裝置和摩擦片磨損自動補償裝置。增設手動松閘裝置可在特殊情況下人工打開制動器。5、 絞 車 安 全 使 用 規(guī) 程（ 1） 絞車必須按規(guī)范要求進行設置。其規(guī)格凈高不低于 2.0 米凈寬為 2.4 米，凈深為 2.0 米。沿空送巷巷道根據巷道的實際情況而定，以不影響安全操作為原則。（2）絞車施工盡可能采用風鎬掘進，根據巷道的不同支護型式可采用木棚或工字鋼棚支護。頂板完好時采用錨網支護，頂板破碎時采用架棚支護（3）11.4KW 小絞車基礎均要采用砼澆注，其基礎規(guī)格為 1.0×1.0×1.0 米。砼中水泥、黃沙、石子( 瓜子片) 的配合比為 1：2：2；水與之灰比為 0.4。（4） 絞車采用架棚支護時，要由外向里逐架進行，棚與棚之間要用撐木或拉桿連成一個整體，腰與幫要接嚴背實。棚距不超過 0.7 米。采用錨網支護時，錨桿的排間距為 800×800ｍｍ。（5）絞車電機應安裝在小絞車窩的里側，操作空間距離不得少于 0.8 米；操作按紐上架，開關擺放整齊且不得妨礙人員操作。（6）其它按作業(yè)規(guī)程中的有關規(guī)定執(zhí)行。參考文獻黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 文 獻 綜 述 ） 第 6 頁 [1] 盧玉明. 機械零件的可靠性設計[M]。北京：高等教育出版社，1989.[2]徐灝. 安全系數與許用應力[M]。北京：機械工業(yè)出版社，1981.[3]劉鴻文. 材料力學[M]。北京：高等教育出版社，2004.[4]羅宗澤. 機械設計課程設計手冊[M]。北京：高等教育出版社，2006.[5] 孫恒，葛文杰. 機械原理[M]。北京：高等教育出版社，2006.[6]王步瀛. 現(xiàn)代機械設計方法綜述。北京：高等教育出版社，1985.[7]濮良貴. 機械設計[M]。北京：高等教育出版社，2006.[8]朱冬梅.畫法幾何及機械制圖[M]。北京：高等教育出版社，2000.[9]鄭修本，機械制造工藝學，北京：機械工業(yè)出版社，1999.[10]天津大學機械零件教研室編，機械零件，天津：科技出版社，1983.[11]崔廣椿，安全系數與可靠度。機械設計，1985.[12] 張世昌.機械制造技術基礎[M].北京：高等教育出版社,2002.[13]Cross ,N,Engineering Dsign Metheods ， John Wiley&sons 2000[14]Ullman ,D,G Mechanical Design Processes ， McGraw-Hill 1992