胶粉车间用卷扬机的改进设计

-I-胶粉车间用卷扬机的改进设计摘要卷扬机又称绞车。是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业，由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。垂直提升、水平或倾斜曳引重物的简单起重机械。分手动和电动两种。现在以电动卷扬机为主。本次设计的JMO5吨卷扬机是由电动机、液压推杆制动器、制动器、电磁铁制动器、卷筒等组成。本次设计的步骤是从钢丝绳开始入手，然后依次对卷扬机的卷筒、卷筒心轴、电动机、减速器齿轮、减速器轴、制动器设计与选取。本次设计的卷筒机由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、对作业环境适应能力强等特点，可以应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面，但是此次设计的卷筒机主要运用于用于5吨桥式吊车起升机构。提升重物是卷扬机的一种主要功能，各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。关键词：卷扬机，卷筒，卷筒轴，减速器-II-RubberpowderworkshoptoimprovethedesignofthewinchAbstractThehoisthasbeenknownasthewinch.LiftingandverticaJtransporcmachineryinsideanimportantpart,aswellaswiththederrick,mast,pulleyblocks,suchasauxiliaryequipment,andtoimprovethematerial,installationofequipmentandotheroperations,thevolumeofthetractiondevicedrivenbyhumanormechanicalpowertubeorwindingropestocompleteSimpleliftingmachineryisrelativelysimpleverticaJliftingandhorizontalorinclinedtractionofheavyweightsliftingmachinery.Bothmanualandelectric.Totheelectricwinch.Thedesignoftherubberpowderworkshophoistmotor,speedreclucer,roll,couplings,brakesandothercomponents.Thedesignstepsfromtherope,andthenthewinchreel,reelspindles,brakes,couplings,motor,gearreducer,reducershaftandreelmachinedesignandselect.Isoneofthereel,thereelhubreducer,rollaxisdesign.Thedesignofthereelmachineisduetoitssimplestructure,convenientoperation,flexiblehandlingtheinstallationandoperatingenvironmenttoadapttothestrongandsimplemaintenancecanbeappliedtometallurgicallifting,wateroperations,andconstruction,butthisthedesignofthereelmachineismainlyusedforrubberpowderworkshophoist.Amajorfunctionofthehoistliftingheavyobjects,thedesignofthecrumbrubber-III-shophoistasthebasisforthisrequirementKeywords:hoist;drumshaft;drum:retarder目录摘要.Abstract.第一章引言.11.1卷扬机的分类及特性.11.2卷扬机的常见类型.31.3国内卷扬机发展概况.41.4国外卷扬机概况.61.5卷扬机使用时的注意事项.8第二章卷扬机的设计参数.9第三章卷扬机的整体结构概述.103.1电动卷扬机基本结构.103.1.1电控卷扬机.103.1.2带有电磁铁制动器的卷扬机.103.1.3采用锥形转子电动机的卷扬机.113.1.4溜放型卷扬机.1232卷扬机工怍级别和类别.133.2.1利用等级.133.2.2载荷状态.14-IV-3.3起升机构的组成和型式.163.3.1起升机构的组成.163.3.2起升机构的典型传动型式.17第四章主体零件的设计.204.1钢丝绳的选择.204.1.1钢丝绳的种类和构造.204.1.2钢丝绳直径的选择.214.1.3钢丝绳的使用.224.2卷筒的结构设计及尺寸确定.244.2.1卷筒的分类.244.2.2卷筒绳槽的确定.244.2.3卷筒的设计.254.2.4卷简节径设计.254.2.5卷筒的长度设计.254.2.6卷筒壁厚设计.274.2.7卷筒强度汁算及检验.274.3卷筒轴的设计计算.284.3.1卷简轴的受力计算及工作应力计算.28-V-4.3.2卷筒轴的设计.304.3.3心轴作用力计算.314.3.4心轴垂直面支承反力及弯矩.31435心轴水平面支承反力及弯矩支反力.314.3.6计算心轴工作应力.324.3.7心轴的疲劳强度计算.334.3.8心轴的静强度计算.344.4电动机选择.354.5减速器的设计计算.364.5.1卷扬机总传动比计算.364.5.2减速器的计算.364.5.3分配减速器的各级传动比.374.5.4计算传动装置的运动和动力参数.374.5.5圆柱齿轮传动的设计计算.384.5.6齿轮参数设计.394.5.7齿轮轴参数设计.454.6制动器，联轴器的选择.464.6.1制动器的分类及选择.46-VI-4.6.2联轴器的选择.47第五章小车行走机构设计.485.1轨道.485.2车轮与车轮组.485.3车轮直径的计算.49总结.50致谢.51参考文献.52内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-1-第一章引言1.1卷扬机的分类及特性拉重物时有垂直拉升和水平或倾斜几种。卷扬机又可分为电动卷扬机和手动卷扬机两大类。就以电动卷扬机为主。这种卷扬机是由电动机、制动器、齿轮箱、联轴节和卷筒组合，一起安装在机架之上。对于拉升的高度和装卸量大的工作较多情况，可以使空钩迅速降落，调节速度的性能好。对于安装的敏感物料或就位上，可以用稍小速度。在随着社会高速发展当中，人力慢慢的将被机械很多的代替，是机械飞速发展影响的结果，其中机械的发展史，就新机械的发现是有着十分重要的作用。可是，有些从前被用到的机械生产且直至今天，作用更是起着不可更换的，像卷扬机。卷扬机就像其他机械一样的前进改变着，开始的简洁至当下的冗杂，从前的机械动力至当今的电力作为动力，从前是人工在操作着至现在的用电子操作以致智能操作。就卷扬机一种重要功用是拉升重物，以致各式各样的卷扬机都是依据这个要求来设计的。可是现在汽车吊、塔吊等替换了卷扬机上的有些工作，这由于塔吊的成本较高这一股就在大型的工程中使用，并目它的灵活性较为差，所以在一股中小型工程还是大量的应用着卷扬机，这汽车吊虽灵活和便利，但是因为成本比较偏高，而且不能在工程中大量的应用，所以大多设备在安装上依旧由卷扬机束发挥怍用。卷扬机是除了在设备安装、工程等这些方面被大量的应用之外，就在冶金、军事及交通运输、农业、水电、化工、建筑、矿业等行业也被大量的应用。卷扬机又被称为绞车，运输机是竖直拉升的紧要组成部分，桅杆、滑轮组、配合井架等辅助设备，是用安装没备、拉升物料等工作。但是由于它结构简便、对工作环境适应能力强、使用本钱较低、维持保护简单、运行简单、搬运安装灵活等优点，大量用于冶金起重、水利作业、建筑等方面。此次设计从早先的卷扬机说起，直至现在及未来的内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-2-发展。竖直拉升运输机械是卷扬机的主要组成，与井（门）架、滑轮组、桅杆等辅助设备配合，是用来安装设备、拉升物料等工作。就是由于它结构简单、可靠性较为高、使用的成本低廉、维持保养比较简单、操作起来方便等特点。就卷扬机的分类以及其不一样的特点卷扬机有包含同轴卷扬机，建筑卷扬机主要的品种有：JT调节速度卷扬机、JM电气控制慢速度大吨位卷扬机、电手两用卷扬机、JM电器控制慢速度卷扬机、2JKL手控卷扬机、KDJ卷扬机、JKL手控卷扬机、JK电器控制高速卷扬机等，仅是可以在地上应用，能够经过修改用在船上。它是以电动机来做动力，经过弹性联轴节以及三级关闭式齿轮减速箱再是牙嵌式联轴节驱动卷筒然后采用电磁开动。该产品可以是通用性能较高、使用移动方便、起升大、重量轻、体积小、结构连续，被大量的应用在建筑、码头、矿山、林业、水利工程等用在物品上升下降或平拉，还可以作为现代化的电器控制自动工作线上的合适设备上。齿轮减速机的传动卷扬机有Jm系列。大部分用在卷扬、拉重物、推、拉卸。就像各种各样的钢化结构中、大中型砼及机械设备的拆装。是适用在安装工程、工厂的土木建筑、矿区及建筑安装部门。由于机械作为动力或人力拉动环绕绳、卷筒来完成牵引作业上的装置。同轴卷扬机：钢丝绳与电机在同一个传动轴上，节省地方，方便简单其中吨位有包括（二百公斤、二百五十公斤、三百公斤、五百公斤、七百五公斤、一千公斤等）其中有：慢速卷扬帆，电动卷扬机，手摇卷扬机，快速卷扬机，调速卷扬机。他们的特点分别是：l在卷筒上钢丝绳的额定速度是约为712m/min的卷扬机。2是电动机作为动力，再通过驱动装置来陵卷筒回转的卷扬机。3是以人力来作动力，再通过驱动装罱来陵卷筒回转的卷扬机。内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-3-4是卷筒上的钢丝绳的额定速度是约为30m/min的卷扬机。5速度的控制可用来调节的一种卷扬机非标准卷扬机的大吨位：主要是用于推、拉重物、拉卸、卷扬。像各种各样的机械设备的拆装、钢结构及大中型砼。其结构的不一样之处是有吊安装紧固、钢丝绳安排有秩序、适用于港口、桥梁、码头等大型厂矿安装设备及桥梁工程也是一种用其他力（像电动机）驱动他来转动，然后再用抱死制动器和电磁制动器控制他在没有动力下的非自由来转动，同时电通过了电动机的带动之后来减速，驱动一轮盘的转动，卷钢绳或者其他物品可以在轮盘上。大部分拉升大于三十吨的卷扬机就称为大吨位的卷扬机，在中国只有较少用于生产大吨位卷扬机的先进技术，目前的最大吨位是六十五吨的。主要是细分为JKL、2JKL手控，JT，JM、JMW，JK等系列的卷扬机之分，大量应用在水利电力安装、桥梁、化工、建筑、冶金、起升、工矿等起重的方面。1.2卷扬机的常见类型卷扬机常见的吨位有：0.3吨的卷扬机0.5吨的卷扬机1吨的卷扬机1.5吨的卷扬2吨的卷扬机3吨的卷扬机5吨的眷扬机6吨的卷扬机8吨的卷扬机10吨的卷扬机15吨的卷扬机20吨的卷扬机25吨卷扬机30吨的卷扬机。就从有没有符合我国的标准方面：卷扬机又可以分为国标的卷扬机和非标准的卷扬机液压卷扬机的特点：相比较传统液压卷扬机，电动卷扬机有很多的特点1.防爆破性能2过载重保护3冲击的防护。围际标准的卷扬机是指符合国标的卷扬机，可非标准卷扬机就是指内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-4-厂家他们自己定义了标准的卷扬机，是一般只有生产证的厂家才可生产的国标卷扬机但价钱也要比非标准卷扬机多一些钱。1.3国内卷扬机发展概况在我国解放后才开始卷扬机的制造。在50年代，为了满足第一个的五年计划在建筑上的作用和复苏经济的需求，制造卷扬机被搬到了计划上来。原沈阳国泰的机器厂等在大量的模仿制造两样卷扬机，其中一种为动力卷扬机是日本的JIS8001型，就是一种原动机作为电动机的，传递动力的形式是开式的圆柱齿轮传动和双锥体摩擦的离合器，他的操作是手板脚踩用的较快速度的卷扬机；他的另一种是依据苏联的图纸来生产制造的1012型和1011型的普通蜗杆传动电器控制和慢速度的卷扬机。可是由于当时的生产力不太高，卷扬机的需要数量也不怎么多，所以在国家内部卷扬机的制造在这段时间大部分是模仿制造的。在随着制造发展，到了六十年代，很多的制造和应用了卷扬机。为协助这些制造，大部分的卷扬机厂家制造组成了在卷扬机方面的组织，全归于这第一机械工业部门的矿山机械行业之下。绞车制造生产行业进行我国绞车的制造和使用商家的调查。于调查的基础上，我国有了自己发计以及制造的卷扬机，我们总共尝试制造了0.5吨、1吨和3吨的电动卷扬机，但是我们对那时候的各个厂家的制造能力计算不准以致没能推广。在七十年代起初，我国的卷扬机制造开始了品种增多、技术提升的新阶段。就在各个自行生产的厂家和设计的基本之上，到了1973年，由于卷扬饥这个行业的组织有关院校和厂商在卷扬机基型的一起进行相关的设计，并且尽量的想到了那时在中小厂商中的制造能力。半开半闭式齿轮传动被应用存了快速度卷扬机的基型，单锥面的石棉橡胶摩擦的带结构被应用在离合器上，手板刹车带开关被应用。闭式传动作为慢速度卷扬机基型和电磁铁的开关结构。随着部标准在我国的颁发，就使卷扬机有了较为人的发展基内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-5-底。就在此间，正好由于石化工业在高速发展中，大型的设备就有很多，但是都应有吊装的像一些大型的反应塔，这塔的高度可达到七八十米的，质量可达到五六百吨的，这就是应有卷扬机在大型吊装上用，所以各个厂商就陆续的制造了20吨和30吨的卷扬机，这就满足了我国经济正在发展的需求了。在末期开始的时候，在中国改革开放的国策被实际的应用了，就使国民的经济有了大幅度的前进，我们的基础建设的目标就增加了较多，这使得建筑机械得以很大的增长在制造卷扬机的商家也慢慢的大幅度增多了。这就为使制造和设计进行规范化了。我国慢慢的进行着大力的改革开放，在制造趋势上一直进行着大力发展，所以最新产品的制也都提到了计划上来，这时有不少的生产厂商出都建立了厂商所属的科研所，用来研究如自动限制位卷扬机、变速度卷扬机、高速度卷扬机等新型产品来。为了使制造适应每天增加的卷扬机来解决中小厂商设计在力量上的较弱和需要的境况，在1988年的卷扬机内部组织了卷扬机系列设计组的九厂一所一校成立了，对这些简单并且快速度建筑在卷扬机起升质量上从0.5吨至2.5吨的机型都开始了一系列的设计。这次的设计又分为两种机型，其中一种称为溜放型的，一种称为基本型的。这种设计既想到了技术发展上的前瞻，并且又想到厂商自己的制造能力了。所以基本型称为一字型的布置，又采用了二级或是三级的圆柱斜齿轮的传动和电制动的锥形转子的电动机。为了使卷扬机能够发展的具有规范性，所以又连续发布了大量的一系列和卷扬机有关所规定的标准。1.4国外卷扬机概况在国外，卷扬机有多种多样的种类，在应用上也很全面的。就在西方较为先进技术的国家中，两方虽然工业上的技术比较先进，所以机械化发展也在一直的长进着，以致起升设备也都在进展之中，但是依旧末能全部的淘汰了应用中有效的卷扬机这样较为简单的机械设备。下面我们看看一下当中几个重要的发达国家生产的卷扬机的一些状况。内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-6-（一）美国美国在制造卷扬机的商家之中有近百家之多，当中重要的是哲恩(THERN)有限公司、贝波(BEEBE)国际有限公司等。贝波国际有限公司于1919年成立，制造实践经验和设计有七十多年了。其中重要的产品就有：电动卷扬机（l2.5吨），电动链式卷扬机(0.2520吨)，驳船卷扬机的（手动、液压、电动、气动，25-75吨），防爆拖式的气动卷扬机(0.530吨)，气动链式卷扬机(0.2540吨)。哲恩有限公司在美国是较大的制造起升设备的厂商，重要产品有各种各样的手动卷扬机、电器自动化卷扬机、起升机械及起重机。手动卷扬机的重要品种有：直齿传动卷扬机、蜗杆传动卷扬机；电器自动化卷扬机的重要系列有：蜗杆传动、直齿齿轮传动、齿轮蜗杆传动组合、直接驱动、链传动。当中全封闭行星齿轮传动有直接驱动式电器自动化卷扬机的传动，传动系统都是安装在卷筒里的，机架和卷筒用较强高度钢焊接成的。美国除这两家外，较为主要的制造厂商还有布劳斯厂商、赛林厂商，斯塔斯派克厂商等。（二）日本同本从明治三十年开始生产和应用了卷扬机。根据日本荷役机械科研所统计，1970-1975年期问卷扬机的生产量增长到62.5%。限据日本通产省机械统计月报记载，仅就1977年就土建筑卷扬机的生产量就已经达到了十二万台，产值约一百亿日元。日本的卷扬机生产由荷役机械技术的委员会、机械技术部会带领。重要制造厂商有80多个厂商。北川铁工所在日本是一家大规模的大型生产厂商。其制造的卷扬机种类较为全面，重要的有：内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-7-1动力卷扬机。2电动卷扬机。3大型电动卷扬机。远滕钢机公司有六十多年悠久的发展，它是日本唯一制造特种电动卷扬机的厂家。ENDO型卷扬机应用起升电动机，卷扬机可两个档位之间进行变速，排绳器安装在上部，是单螺旋轴的双导向杆式结构，焊接结构来完成机座的全部，全部的机械与电器一起都安装在机座里面。（三）国外卷扬机的生产方向1大型化在进行基础工业的道路上，整体安装大型装备和建筑物件需要，促使了大型卷扬机的前进。当前，俄罗斯已经制造了六十吨的卷扬机，日本制造了三十二吨、五十吨、六十吨气动好液压卷扬机，美国制造了一百三十六吨和二百七十吨的卷扬机。2应用先进电子科技为达到卷扬机能够自动控制以及遥控，西方和日本大量应用了发达的电子科技技术。为大型卷扬机装置了电器连锁，用来保障必须的安全可靠。3研究手提式卷扬机为增长机械化的水平，国外仝面科研小型的手提式卷扬机，用来减低工人劳动量。4全面科研没有动力源安装的卷扬机西方国家比较看重发展用拖拉机动力和汽车的卷扬机。这种卷扬机构造简便，仅一卷筒和一变速箱就成了。1.5卷扬机使用时的注意事项(1)卷筒上应该有序的排列钢丝绳，像出现了叠加和歪着绕时，应该停止机械再来排列。禁止在运转时用到手、脚踩拉钢丝绳。钢丝绳不应该全部拿出来，至少应该留下三圈钢丝绳。（2)钢丝绳不应该有结、缠绕，在一节距之内线绳过10%，应改换掉。内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-8-(3)工作当斗，每一个人不能超越钢丝绳，物件拉升之后，工作人员不能够不在卷扬机旁边。不工作时物体或吊笼应该下降至地面。(4)工作中，司机、信号员都要和吊起物品应有较好的能见度，司机与信号员应该紧密合作，使信号能够统一工怍。(5)工作中如果遇到了断电事情，应该迅速断电，使拉升物降落到地面上来。(6)作业中一定服从指挥人员的指示，信号不清楚或有可能造成事故时应该停止运作，等待搞明白后才可再工作。(7)工作中猛然断电，就马上打开开关，使运输物品降下。(8)工作完成之后、应该使料盘着地、关闭和锁了电箱。(9)钢丝绳在应用的进行中与机械中磨损自燃的腐蚀部分破坏不可避免，应该隔开时间段刷上防护油。(10)禁止超过限制载荷的应用。(11)应用当中要关注不能有结扣压扁，电弧致伤，化学物质的腐蚀。(12)不能就这样吊装温度高的物件，在有棱角的物件上应有加上保护木板。(13)应用当中应该常常检测所应用的钢丝绳，直到报废标准时立即拿去报废。内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-9-第二章卷扬机的设计参数此次设计的卷扬机主要的参数有牵引力：25kN钢丝绳速度：0.56m/s卷简直径：700mm卷筒钢绳丝容积：50m卷扬机用途：用于胶粉车间工作条件：多次的启动灰尘大设计的主要要求：重点为减速器和卷筒的设计计算以及重要零件的强度验算设计的主要内用：用AutoCAD设计卷扬机各个部分结构，并且绘制出图纸；选用钢丝绳、主轴强度、电动机、滚筒直径和长度；绘制焦粉车间卷扬机的总装图；设汁主轴和滚筒内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-10-第三章卷扬机的整体结构概述3.1电动卷扬机基本结构电动卷扬机在应用方法上不一样，它的构成差别非常大。我们将它分为溜放型卷扬机和电器控制卷扬机两大类。3.1.1电控卷扬机这一类卷扬机用通断电用来实现卷扬机的作业或开关。物品的升或者降是用电动机的正反旋转来实现的，工作简单匣捷。它的制动型式重要的有锥形转子电动机和电磁铁制动器两种，以下就是这两种制动型式卷扬机的最常有的类型作个简介。这类卷扬机大部分是单卷筒的。3.1.2带有电磁铁制动器的卷扬机（1)圆柱齿轮减速器的快速卷扬机，如图31。图3-1圆柱齿轮减速器快速卷扬机简图1电动机2联轴器3制动器4减速器内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-11-5联轴器6卷简7底座8支架内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-12-（2)蜗杆减速器的慢速度卷扬机。（3)圆柱齿轮的减速器加开式齿轮传动的卷扬机，如图3-2。图3-2圆柱齿轮的减速器加开式齿轮传功的卷场机简图1电动机2一联轴器3制动器4减速器5开式齿轮传动6卷筒（4）蜗杆减速器加开式齿轮传动的卷扬机。对于有些起升量较为大的卷扬机，为了能够让钢丝绳在卷简上有序的排列，应该装上排绳器。按照设计规定需要，在钢丝绳拉力F大于120kN的卷扬机上，都应该装上排绳器。3.1.3采用锥形转子电动机的卷扬机这一类卷扬机应用锥形转子的电动机自身有的制动抱死性能用来完成卷扬机的停止。锥形转子的电动机依靠转子轴向往复用来实现抱紧和放开的，可以略去独自的制动器，就在结构上的需要传动系统与电动机间能够做轴向的相向往复，大多数情况，轴向往复是应用可移动式的联轴器来把电动机轴的移动传到传动系统来完成。正是这类卷扬机的卷筒轴线与电动机轴线为同轴，所以平常把这种卷扬机也叫做一字型结构卷扬机。依据传动系统的不一洋，它可以分成：内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-13-1.定轴轮系的传动。2渐开线圆柱齿轮行星传动。3接线针轮传动。4少齿差行星传动。5谐波传动。6活齿行星传动。它们的分别介绍是：1这是1988年内部组织的部分设计中的其中的机型。2较常看到的有封闭型2K-H型和3K型传动的卷扬机。3因为摆线针轮传动单级减速的减速比较为大，所以应用单级减速就行。这洋的传动能够把传动系统应用在卷筒里，能够减小卷扬机的体积。4少齿差传动能够有较大的传动比，并且可以把传动系统应用在卷筒内，能够使结构紧凑。上面讲到的少齿差行星传动和摆线针轮行星传动的外输机构是非常紧要的一步，可以完成偏心输出的结构非常多，但是想到要加工和效率的因素，当前应用的很多是销轴式，但是其中加工的精度以及热处理的需求很高，卷扬机制造商家很难完成。以致有的商家应用了零齿差传动外输构件，当中设计很是冗杂，可加工比较简单，效果也是很好。5这个传动的传动比很大，啮合的齿数也比较多，以致承载的能力非常大，所以它的体积、质量可以很小的。但是其中的柔轮的规定比较高，制造很是艰难。6它又称为顶杆蠕动传动，加工起来较为简单。3.1.4溜放型卷扬机这一类卷扬机起重重物的下落没有应用电动机反过求转动来完成仅仪是依靠物件的重力下降，并且连带卷筒反向转动，这时的电动机没有转动。就在电动机和卷筒间完成它运动的连接或分丌，一般应用差动轮系或离合器。可是电动机和卷筒又可以分为合，所以卷筒的个数能够增加，而且各个卷简又能够可以自己结束自己的移动，可是这内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-14-类卷扬机能设计为单卷筒、双卷筒以及多卷筒的类型。为了能够让各卷筒的移动或终止，它的离合以及制动抱死装置都能够直接装在卷筒上面。3.2卷扬机工作级别和类别能够合理的设计、制造、使用以及提升零件的三化水平，卷扬机依据应用等级和载荷的状况分为：A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，这八个作业级别。3.2.1利用等级利用等级是表现了卷扬机的使用次数之多的程度，及在设计寿命期内用总的工作循环次数N,表示。但是一个作业循环是指在一个载荷正要拉升时起始到下一载荷将要拉升时止的全部程序。卷扬机的寿命常常不会少于五年，就在这个时期内根据作业多次程度的不一样，总的工作循环N，又可以分成8个利用等级，见表3.1内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-15-表3.1卷扬机利用等级利用等级总工作循环数N，说明U01.6l04U13.2104U26.3104U31.25105不经常使用U42.5103经常地轻闲地使用U55103经常地中等使用U61106有时频繁地使用U72106频繁地使用依据本此次设计的建筑卷扬机的应用情形确定的利用等级为U7。3.2.2载荷状态载荷状态就是建筑卷扬机钢丝绳所能负荷的拉力怍用地轻和重与多次的程度，与全部应用寿命期内钢丝绳每一次所能负荷地拉力Fi，和额定的拉力Fe。的比值(FiFe)与钢丝绳每一次所能负荷的拉力Fi，应用下地作业循环次数ni，和总的工怍循环次数Nt，的比值(ni/Nt，)有着关系。载荷谱系数K可以利用下面的公式计算：)(ietfF式中Kf载荷的谱系数；ni工作循环次数，ni=n1,，n2nn；内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-16-Nt总工作循环次数；Fi钢丝绳所能负荷的第i个拉力(N)；Fe一一钢丝绳负荷的额定拉力(N)卷扬机的载荷情况可依据钢丝绳负荷的拉力大小和多次的程度，按照名义上的载荷谱系数Kf来分成四级，见表3.2。表3.2载荷状态载荷状态名义载荷谱系数Kf当量拉力系数Kd说明Q1（轻）0.125Kd0.5通常承受1/3的额定拉力，很少承受额定拉力时使用Q2(中)0.250.5Kd0.63通常承受(1/32/3)的额定拉力，有时承受额定拉力时使用Q3（重）0.50.63Kd0.8通常承受2/3以上的额定拉力，较多承受额定拉力时使用Q4（特重）1.00.8Kdl频繁地承受拉力或者额定拉力相近时使用假如钢丝绳的拉力Fi，应用下的时问为ti，能够算出当量拉力系数Kd，按照公式计算。mnidtttFFtK21333内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-17-式中Kd当量的拉力系数；tiFi应用下的时间依据载荷谱系数的不同级别能够得到应对的当量拉力系数Kd。依据此次设计需求定下建筑卷扬机的载茼状态就为Q2，Kf=0.5，Kd=0.8。3.3起升机构的组成及型式3.3.1起升机构的组成起升机构来使重物作上升或下降运动的构件，它是所有起重机都有和最重要最基本的构件。这次设计的胶粉车间用卷扬机是由电动机、制动器、减速器、连轴器、卷筒等组成，它的运怍是水平的拉动重物，可是其各方面的构件分布能够依照如下图3-3所示作为借鉴。图3-3起升机构示意图1电动机2一联轴器3减速器4卷筒5导向滑轮6滑轮组7吊钩电动机在正反转的时候，制动器放开，利用带制动轮其中的联轴器牵动减速器的高速轴，经过减速器减速之后再由低速轴带动卷筒转动，让钢丝绳在卷筒上带进或拉出，内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-18-就使物件起和降。电动机终止旋转时，凭借制动器使高速轴的制动轮停止，这悬吊的物件终止庄半空中。依据需求起升机构上也能装发各种子样辅助的装置，像起重量的限制器、起升高度的限位器以及速度限制器和钢丝绳用米当多层的环绕时，让钢丝绳连续依次在卷筒上的排绳装置等。3.3.2起升机构的典型传动型式就电动机与卷筒之间一般应用效率比较高的起重是用标准的两级减速器。需要低速时也可应用三级的大传动比减速器。为了方便组装，在电动机与减速机间就会常常应用有补偿性能的齿轮连轴器或弹性柱销连轴器。前一个机件简单并且能够起到缓冲的效果可是弹性橡胶圈的使用寿命没有那么长；后一个较为坚固经用，使用最为广泛。齿轮的连轴器寿命好装置质量相关，且应该常常润滑。通常制动器都会装置在高速轴之上，这需求的制动力矩较为小，相对的制动器尺寸较为小，重量很轻。常常用到联轴器的一半并作制动轮。有制动轮的半体就应该装置在减速器的高速轴之上。所以，虽然联轴器被制动器依旧能把卷筒制动住，用来确保构件的安全性。起升机构的制动器一定要应用常闭式的。制动力矩必须确保有一定的制动抱死安全系数。当有紧要的起升构件当中时常设阿两个制动器，但是第二个制动器应该装在减速器高速轴的非这一端或安装在电动机的末尾部的露出轴上。为了让构件布置简便并且加大补偿的性能，就是电动机与减速机之间能够用浮动轴相连，浮动轴的两边是半齿轮的连轴器。因为眷筒与减速器低速轴间的相连型式较为多。这个卷扬机的卷筒和低速轴的相连为带齿轮接盘的构件型式，卷筒轴在左端应用自位轴承支持在减速器输出轴上的内腔轴内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-19-承座之中，低速轴的外边做成外齿轮，与紧定在卷筒上带内齿轮和接盘相互啮合，成为一个齿轮连轴器带动扭矩，并且能够来补偿一些在装置上的误差。在齿轮联轴器外边，可以在较近减速器的一面装上剖分式的密封盖，用来防护联轴器里面润滑油流出和外界的灰进去。这些连接型式的特点是结构简单，轴向的尺寸较为小，分开成组的性能较好，可以减小减速器与卷筒见的装置误差。如下图3-4。图3-4用齿轮接盘连接型式卷简的直径通常尽可能用可以的较为小的数值，由于慢慢的卷简直径增大变长，扭矩和减速传动的比同时增加，造成所有构件太大。可是在起升的高度较为大的时候，通常来增大卷筒的直径方法用来减小它的长度。滑轮组的型式和它的放大倍率会对起升构件的尺寸造成较为大的影响。当桥式起重机所应用双联滑轮组时，其中一方面是为了卷筒两个支持点上的受力没有变化，因为运行小车的两边轨道轮压没有变化，会对桥架和小车的车架受到的力有帮助的；另一方面是令物件在起升当中不会作横向运动。可是因为双联滑轮组在放大倍率会比单联滑轮组要小一倍，应该变大一倍的是起升构件的传动比，这会令整体的尺寸增加，这就使其他的起重机应用到单联滑轮组，这次设计的是焦粉车间用卷扬机，所以要用双联滑轮组。滑轮组的放大倍率要确定就对长度、减速机构与钢丝绳拉力、卷筒直径的传动比和内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-20-对构件的全部尺寸会有较大的关系。较大的运动量应用很大的倍数，但是为了尽量不应用直径过于大的钢丝绳。偶尔在应用很大的滑轮组倍数一起相对的下降了运动速度的方法用来提高位移量，能够用位移构件成为具有通用肚能的，会将一样的拉移构件作用在不一样的位移量，这些在系列设计时常常会应用的方式。起升机构算数应是在给了设计的参考数字，并且使布置的方式定下来后开始的，经过计算选择应用在构件中所需求的标准的零部件，像联轴器、减速器、制动器和电动机等。当非标准零部，件要进行单独设计时。本卷扬机是利用炼钢厂现有东西和材料组装而成，所以与标准的卷扬机的设计有所不一样。内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-21-第四章主体零件的设计4.1钢丝绳的选择卷扬机利用钢丝绳的上升和下降牵引物件，作业时钢丝绳应受的应力很是繁琐的，加上它对周围环境影响的原因较为敏感，只要失去效果，就会造成严重后果，所以，应该非常看重钢丝绳的正确选择与应用。4.1.1钢丝绳的种类和构造钢丝绳的类别，依据钢丝绳中的钢丝与钢丝的连接情况不一样可分为(1)点接触钢丝绳。(2)线接触钢丝绳。它们分别的构造是：1点接触钢丝绳在绳股当中各个层钢丝直径都是一样的，但内外各个层钢丝之间节距有所不一样。所以之间交叉就是点接触。它的特性是接触应力较为高，表面的粗糙度较大，钢丝绳比较容易拉断，使用的寿命较为低。可是生产工艺较为简便，价格低廉。可在正常工作中常会发生这样的钢丝绳受到拉力，特别是受到弯曲时，发生钢丝之间点的接触变成应力的集中后会产生非常大的压痕，以致钢丝疲劳后断了造成钢丝绳较为早的就不能用了。2线接触钢丝绳的绳股是由于不一样的直径钢丝统一制造完成的，所有钢丝层的节距都一样，因为外层的钢丝绳在内层钢丝间的沟槽之内，所以内外层之间就会形成线接触。这样的钢丝绳内层钢丝因承担比外层钢丝绳更大应力，而且它避开了应力的集中，没有了钢丝在接触处时所产生的再次弯曲的情况，减轻了钢丝绳之间的摩擦阻力。会让钢丝绳在变弯上有很大的自度，就会显著的增高了抗疲劳的能力，它的寿命一般会大于点接触钢丝绳。可是线接触钢丝绳要比点接触钢丝绳的有用钢丝总的面积大，所以承担的性能较为高。假如在断裂拉力一样的情境下选择线接触的钢丝绳，能够应用较小的滑轮以内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-22-及卷筒的直径，就会使全部构件的尺寸变小。卷杨机应首先选择线接触的钢丝绳。4.1.2钢丝绳直径的选择卷扬机的系列是由较多层来环绕的，钢丝绳的承受力是十分繁多的。为了能够简便算出，钢丝绳的选择很多应用安全系数的方法，这就是一个静力的算数法则。钢丝绳的安全系数应该按照下面的试子算出：（4-1）nFSrpg式中-整整一条钢丝绳的断裂拉力，N；pS-卷扬机作业时的级数来定下的最小安全系数；n-钢丝绳的额定拉力，N;rF钢丝绳的额定拉力是已知的，使额定拉力乘以定下的最小安全系数n，之后从品种目录当中选一个破断拉力大于的钢丝绳的直径。MFr现在在工业化的国家中，这钢丝绳的直径的选取大部分应用的选取系数方法。国标绳的选取依然希望应用这个方法。这个方法像下面这样；钢丝绳的直径不能够小于下面的式子算出最小的直径(4-2)maxinFcd式子中一钢丝绳的最大静拉力(N)。是拉升的载茼，且需要想到滑轮组功效相maxF倍率来肯定的；c-丝绳的选取系数，与构件作业级别、钢丝绳有没有转动和吊运物件的性质等原因相关。这个设计中卷扬机的牵引力为15KN，所以每根承受载荷为：3.75(4-3)F41max内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-23-该卷扬机用于焦粉车间，这个作业的级别是M7，钢绳的系数选取c=0.123。(4-4)mFcd70.8axmin这钢丝绳直径选取d=9mm。当按照钢丝绳在这个构件中作业时的级别用来选择钢丝绳的直径，这个选择的钢丝绳所有的拉断力应该能够适合下面的式子(4-5)max0nF式中-为所选取钢丝绳的最小拉断应力，N0Fn安全系数，查找手册选则n=7所以(4-6)3570可是钢丝绳的最小拉断应力加在一起等于钢丝绳的最小拉断应力（纤维芯）或134.（钢芯），所以钢丝绳最小拉断力总和为42.49KN（此次设计当中的钢丝绳有可214.能会接触到较高温度，横向承受的压力较为小，选取钢芯钢丝绳）4.1.3钢丝绳的使用当钢丝绳作业的时候是环绕出进滑轮与卷简之间，除了有拉应力以外，还应有挤压、接触、弯曲与扭转等相应的应力，应力的情形十分的多样。事实证明，钢丝绳的来回弯折相互挤压后形成的金属疲劳是导致钢丝绳损坏的主要原因。钢丝绳损坏的时候，最外的一层钢丝应是疲劳与磨损最严重的，首先裂开，慢慢的磨损断裂的钢丝数量增加，毁坏的速度慢慢加快，达到某个程度之后将导致钢丝绳的整体断裂。当明确的选出绳的构件与直径后，真正的使用寿命的长短，较大程度上是由钢丝绳在应用中的保养和维修的好坏决定的。可以从以下几个方面考虑这个问题：1滑轮与卷筒的直径D和钢丝绳的直径d之间的比值与钢丝绳相关寿命的关系很内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业沦文）-24-大，几近到了平方的程度。所以，在选取很大的滑轮与卷简的直径时应该对钢丝绳的寿命是有好处的。这就要求在设计中定下卷简的直径和钢丝绳的直径最小的比直(D/d)，并且要确定卷扬机作业的级别相关。应用的时候，必须尽可能减小钢丝绳的弯曲的机会且尽可能不要反方向弯曲。2选择滑轮绳槽长短的时候，应该想到绳的直径与公称直径会有68的过盈量。较小的绳糟直径可以让钢丝绳有过量的挤压，之后早早折断刚丝绳，绳糟尺寸很大的时候，