家用高楼提升机设计REV毕业论文

家用高楼提升机设计家用高楼提升机设计摘要：提升机是各种工程建设广泛应用的重要起重设备，它对减轻劳动强度，节省人力，降低建设成本，提高劳动生产率，加快建设速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。家用高楼提升机是主要用于房屋装修和检修材料搬运。该提升机是由立柱、回转臂、悬臂驱动装置和电动卷筒组成。该提升机由电机带动减速机驱动装置使卷筒进行卷绕，通过钢丝绳卷绕系统及驱动装置等部分，用来实现物品的上升与下降动作。它的特点有：结构紧凑，自重轻，占地面积小，携带方便，安装操作维修简单。本次设计主要针对提升机的起升机构选择相应的零部件及技术参数，使其既能很好的实现提升机的运行还不互相干涉且配合良好，也对回转机构做了详细的分析介绍。关键词：提升机，起升机构，回转机构，齿轮传动The Design Of Jib Crane for Home useAbstract: Hoist is important to a variety of construction lifting equipment widely used, its reduce labor intensity, save manpower, reduce construction costs and improve labor productivity, accelerate the construction pace to achieve the mechanization of construction plays a very important role. Household tower hoist is mainly used for housing renovation and repair material handling. The hoist is a column, the pivot arm, the boom means and the electric reel components. The hoist gear driven by a motor drive means keep the roll wound by part of the rope winding system and the drive unit, used to implement the rise and fall action items. Its features are: compact, light weight, small footprint, easy to carry, easy installation operation and maintenance. The design of the main choice of the appropriate parts and technical parameters for the hoist lifting mechanism to achieve both good run hoist not interfere with each other and with the good, but also the turning mechanism to do a detailed analysis of introduction .Keywords：crane；hoisting mechanism；Slewing mechanism目录第一章 绪论 .11.1 设计的背景及意义 .11.2 提升机的功能和特点 .11.3 提升机的结构组成 .11.4 提升机的类型 .21.5 旋臂提升机介绍 .21.6 设计的目标和技术路线 .2第二章 起升机构的设计 .42.1 起升机构的传动方案设计 .42.2 钢丝绳的选择和计算 .52.3 确定滑轮的参数 .62.4 确定卷筒尺寸并验算其强度 .72.5 电动机的选择 .112.6 验算起升速度和实际所需功率 .112.7 减速器的选择 .122.8 卷筒轴的设计及强度校核 .132.9 吊钩的设计计算 .152.10 制动器的选择和计算 .16第三章 悬臂机构的设计 .193.1 悬臂机构的设计 .193.2 旋臂梁的设计计算 .193.3 焊缝强度的校核 .21第四章 回转机构的设计 .234.1 回转机构的组成及常用形式 .234.2 载荷计算 .244.3 轴承寿命的计算 .264.4 键连接强度的检核 .27第五章 提升机承重结构的设计 .295.1 提升机的承重结构 .295.2 立柱的设计计算 .295.3 强度的校核 .30第六章 提升机的维护与保养 .336.1 机械设备维护与保养 .336.2 金属结构的维护与保养 .336.3 电气系统的维护与保养 .336.4 提升机的润滑 .34第七章 总结 .35致谢 .36参考文献 .371第一章 绪论1.1 设计的背景及意义本次设计的提升机的设计用于家庭装修使用，高层建筑材料及装修材料不再依靠人工搬运，极大地减轻了搬运工人的劳动强度。它的使用让搬运工人从繁重的体力劳动中解放出来，它的速度快，运行稳操作灵活，不仅减轻了搬运工人的劳动强度，而且提高了工作效率。提升机是各种工程建设广泛应用的重要起重设备，它对减轻劳动强度，节省人力，降低建设成本，提高劳动生产率，加快建设速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。提升机属于中小型吊运设备，具有安全可靠，具有高效、节能、省时、省力、灵活的特点。三维空间内随意操作，在短距，密集性吊运场合比其他常规性吊运设备更显其优越性，广泛应用于各行业的不同场合。1.2 提升机的功能和特点提升机可以归结为起重机的一种，是一种循环、间歇运动的机械，主要用于物品的装卸。一个工作循环一般包括：取物装置从取物地点由起升机构把物品提起，运行、旋转或变幅机构把物品移位，然后物品在指定地点下降；接着进行反向运动，使取物装置回到原位，以便进行下一次的工作循环。在两个工作循环之间，一般有短暂的停歇。由此可见，起重机械工作时，各机构经常是处于起动、制动以及正向、反向等相互交替的运动状态中的。提升机属于危险性作业的设备，它发生事故造成的损失将是巨大的。所以提升机设计和制造一定要严格按照国家标准和有关规定进行。提升机是以反复的循环方式完成货物装卸或设备安装作业的。一个工作循环包括：取物、货物上升、水平运动、下降、卸载，然后空吊具返回原地。一个工作循环时间一般从几分钟到二三十分钟，其间各机构在不同时刻有短暂的停歇时间。这一特点决定了电动机的选择和发热计算方法；由于反复起动和制动，各机构和结构将受到强烈的震动和冲击，载荷是正反向交替作用的。许多重要构件承受不稳定变幅应力的作用，这些都对构件的强度产生较大的影响。1.3 提升机的结构组成提升机由产生运动的机构、承受载荷的金属结构、提供动力和起控制作用的电气设备及各种指示装置等四大部分组成。提升机包括几个机构：起升机构、运行机构、悬臂梁机构、旋转机构。（1）起升机构，是用来实现物料的垂直升降的机构，是任何起重机不可缺少的部分，因而是起重机最主要、最基本的机构。（2）运行机构，是通过起重机或起重小车运行来实现水平搬运物料的机构，有无轨运行和有轨运行之分，按其驱动方式不同分为自行式和牵引式两种。（3）悬臂梁机构，是提升机特有的工作机构，通过改变臂架的长度和仰角来改变作业幅度。（4）旋转机构，是使臂架绕着起重机的垂直轴线作回转运动，在环形空间运移动物料。 起重机通过某一机构的单独运动或多机构的组合运动，来达到搬运物料的目的。21.4 提升机的类型提升机是使货物作升降运动的起升机构，形式从构造特征来看，种类繁多的提升机可归纳为三大类，常见有下列几种：（1）滑车（俗称葫芦） 一种用链条或钢丝绳与滑轮构成的省力滑轮组，结构紧凑，质量轻，是一种可携带的起重工具，有手动和电动两种。电动葫芦则是一种电动起升机构，配有运行小车后可在空间布置的工字钢轨上运行，构成单轨架空道，是一种生产流水线上空的自动运货车。电动葫芦可作为梁式提升机的起升机构。（2）绞车 由电动机经减速器、卷筒、驱动钢丝绳滑轮组成的起重设备，用以起吊重物或产生牵引力。在矿山、建筑工地及舰船等处应用。各类提升机的起升机构都是一种绞车。绞车也有液压或内燃机驱动的。（3）升降机 一种由绞车拖动吊箱，吊箱延轨道升降的起重设备。在建筑工地上应用的建筑升降机是一种典型的形式。在高层建筑中应用的电梯是供人员上下楼梯使用的，是一种安全信号设备齐全，自动控制的、且制造很精良的载人升降机。矿山使用的矿井提升机与电梯类似，单更加大型化。1.5 旋臂提升机介绍悬臂提升机是近年发展起来的中小型起重装备，结构独特，安全可靠，具备高效、节能、省时省力、灵活等特点，三维空得内随意操作，在段距、密集性调运的场合，比其它常规性吊运设备更显示其优越性。本产品广泛用于各种行业的不同场所。悬臂提升机工作强度为轻型，提升机由立柱，回转臂回转驱动装置及电动葫芦组成，立柱下端通过地脚螺栓固定在混凝土基础上，由摆线针轮减速装置来驱动旋臂回转，电动葫芦在旋臂工字钢上作左右直线运行，并起吊重物。提升机旋臂为空心型钢结构，自重轻，跨度大，起重量大，经济耐用。内置式行 旋臂吊 MODE 型走机构，采用带滚动轴承的特种工程塑料走轮，摩擦力小，行走轻快；结构尺寸小，特别有利于提高吊钩行程。定柱式悬臂提升机又称立柱式悬臂提升机，起重量在 125Kg-5000Kg，是凯力起重自行研制的产品，可以根据客户需求设计定制的专用起重设备。立柱式旋臂吊具有结构新颖、合理、简单、操作方便、回转灵活、作业空间大等优点，是节能高效的物料吊运设备，可广泛适用于厂矿、车间的生产线、装配线和机床的上、下工作及仓库、码头等场合的重物吊运。定柱式旋臂吊根据其旋臂所使用型钢的不同可以分为：BZD 型和 BZD-JKBK 型。本设计由立柱、回转旋臂及电动葫芦等组成。立柱下端固定于底座上，旋臂回转，可根据用户需求进行回转。回转部分分为手动和电动回转（摆线针轮减速剂安装与上托板或者下托板上带动转管旋臂回转） 。电动葫芦安装在旋臂轨道上，用于起吊重物。1.6 设计的目标和技术路线设计目标1.提升重量 150-200kg，最大提升高度 20m；32.提升动作：提升、下放材料，提升后可转向 0-360，可制动、变速；技术路线根据设计要求和技术指标，结合相关国家及行业标准，确定技术特性、主要尺寸参数，绘制整体结构草图，根据技术指标，计算确定相关载荷部件的尺寸，并结合国家标准及技术现状，进行相关尺寸的协调。在设计计算中使用有限元分析等辅助设计软件，优化设计方案。设计过程中，先绘制草图，然后重点计算悬臂及立柱部分。边计算边画部件图，最后绘制出完整的总图，在标注部分，查阅最新国家标准，并将其贯彻到设计图纸中。4第二章 起升机构的设计2.1 起升机构的传动方案设计起升机构包括：取物装置，钢丝绳卷绕系统及驱动装置等部分，用来实现物品的上升与下降动作。起升机构是起重机械中最主要和最基本的机构，是起重机不可缺少的组成部分。它的工作好坏对整台起重机的性能有着最直接的影响。根据设计要求所给参数，起重量 Q=200kg,属于小起重量旋臂提升机。主要技术要求参数如下：表 2-1 提升机主要技术参数起重量 Q 起升高度 H 跨度 L 起升速度 V 回转速度 转角范围200Kg 20m 2.5m 8m/min 1rad/min 360因起重量、起升速度和起升高度等设计参数的不同，起升机构有多种传动方案。在这些方案中大体上可分为闭式传功和带有开式齿轮传动的两类：和带有开式齿轮的传动。由于开式齿轮易于磨损，因此现代起重机已很少采用，并且按照布置宜紧凑的原则，决定采用闭式传动的传动方案。传动装置中广泛采用减速器，它是原动机和工作机之间独立的闭合传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机的需要。根据设计要求及分析，给出如下传动方案：图 2-1 传动方案5图 21 这种方案是最简单也是最通用的一种传动方式，电动机 1 通过联轴器 2 与减速器 3 联系，减速器的低速轴与开始齿轮连接再与卷筒连接。在这一传动方式中，由于电动机紧靠减速器，为了补偿电动机及减速器高程误差，或底架受力时的变形，联轴器需要采用调节性能较好的弹性联轴器或双齿轮联轴器。联轴器靠减速器侧带有制动轮，以便使制动器能可靠地制动住悬挂的货物。这种方案结构简单，安装及维修比较方便,适合于与小型起升机构。2.2 钢丝绳的选择和计算钢丝绳又叫钢索，是用优质高强度碳素钢丝制成的。钢丝绳拉力强度高，耐磨损，钢丝绳是提升机机械的重要零件之一，它是一种易于弯曲的挠性件。具有强度高、挠型好、自重轻、运行平稳，极少突然断裂等特点，因而广泛用于提升机的起升机构、变幅机构、运行机构，也可用于旋转机构。它还用作捆绑物件的绳索、桅杆提升机的张紧绳、缆索提升机和空气索道的牵引绳、承载绳等。钢丝绳受力复杂，受载时，钢丝绳中有拉升应力、弯曲应力、挤压应力及钢丝绳捻制下的残余应力。当钢丝绳绕过滑轮时，受到变应力作用使材料产生疲劳，最终由于钢丝绳与绳槽、钢丝绳之间磨损而破断。因为在起升过程中，钢丝绳的安全至关重要，所以要保证钢丝绳的使用寿命，为此我们采用一下措施：1）尽量减少钢丝绳的弯曲次数；2）高安全系数，即降低钢丝绳的应力；3）选用较大的滑轮与卷筒直径。滑轮槽的尺寸与材料对钢丝绳的寿命有很大的关系，其太大会使钢丝绳与滑轮接触面积减小，太小会使钢丝绳与槽壁间的摩擦剧烈，甚至会卡死。选用钢丝绳可分为两个步骤进行： 确定形式根据上叙钢丝绳的构造特点，在结合起重机的使用条件和要求（如挠性、耐磨性、抗高温辐射、抗横向压力和防腐蚀性等） 。从 31 中选择适合该起重机工作的钢丝绳。 确定尺寸钢丝绳的钢丝在工作中的受力情况是复杂的。它工作时承受拉伸、弯曲、挤压和扭转等作用。由此产生压力的大小，除与钢丝绳张力大小有关外，还与钢丝和股的数目、绕捻方法、螺旋角大小、钢丝间的接触情况以及绳芯的材料等有关，迄今还没有一种精