启闭设备的起升机构工作原理及结构设计
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启闭设备的起升机构工作原理及结构设计
摘要：
起重机械是对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备。起重机械广泛应用于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑工地、海洋开发等各个行业。启闭设备就是起重机械中的一种。
本课题主要对启闭设备的起升机构进行总体设计，启闭设备的主要结构由驱动装置、传动装置、卷筒、滑轮组、取物装置和制动装置等构成。本课题简要地介绍了启闭设备的发展状况、特点、组成、性能、结构。然后从设计起升机构的驱动方案展开，通过对几种驱动方案的优缺点比较，选择了合适的驱动方案。在启闭设备起升机构具体的设计方面，从钢丝绳的选取及校核、滑轮组倍率的确定、卷筒设计计算、吊钩的设计、开式齿的选定、电机、减速器、联轴器和制动器的选取及相关校核这几方面进行了设计计算。
关键词：起重机；起升机构设计；驱动装置
目录
第一章 绪论1
1.1起重机械概论1
1.2起重机械的分类1
1.3门式起重机2
第二章 启闭机工作原理4
2.1启闭机4
2.1.1启闭机按类型可以分为4
2.1.2启闭机的组成及特点5
第三章 起升机构6
3.1起升机构的组成6
3.2起升机构的结构6
第四章 起升机构设计计算9
4.1起升机构设计要求9
4.2起升机构驱动装置的布置方式9
4.3起升机构钢丝绳卷绕系统的设计11
4.4滑轮组的倍率12
4.4.1滑轮组滑轮的配置12
4.5钢丝绳与卷筒的选择13
4.6电动机的选择20
4.7减速器的选择23
4.8制动器的选择24
4.8.1计算制动转矩24
4.8.2制动器的确定25
4.9选择联轴器26
总结27
致谢28
参考文献29
启闭机工作原理
2.1启闭机
启闭机是用于各类大型给排水、水利水电工程。用于控制各类大、中型闸门的升降达到开启与关闭的目的。它与通用门式起重机一样，也是一种循环间隔吊运和启闭各类闸门的专用设备。
它的工作原理为：电动机通过联轴节与减速器的高速轴相连。机构工作时，减速器的低速轴带动卷筒，将钢丝绳卷入或放出，经过滑轮系统，使吊钩实现上升或下降。机构停止工作时，制动器使吊钩连同货物悬吊在空中，吊钩的升降靠电动机改变转向来达到。
2.1.1启闭机按类型可以分为
1）螺杆式启闭机
用螺纹杆直接或通过导向滑块、连杆与闸门门叶相连接，螺杆上下移动以启闭闸门的机械。螺杆支承在承重螺母内,螺母和传动机构（伞齿轮传动或蜗轮传动）固定在支承架上。螺杆式启闭机结构简单，坚固耐用，造价低廉，适用于小型平面闸门和弧形闸门，其启闭力一般在200kN以下。500kN、750kN大容量的螺杆启闭机也已生产,用于潜水孔平面闸门和弧形闸门的操作。
2）卷扬式启闭机
用钢索或钢索滑轮组作吊具与闸门相连接，通过齿轮传动系统使卷扬筒绕、放钢索从而带动升降的机械,也叫做钢丝绳固定式卷扬机。它构造较简单易于制造,维护检修方便,广泛应用于各种类型闸门的启闭。
3）液压式启闭机
用活塞杆与闸门连接，以液体压力作动力推动活塞使闸门升降的启闭机。液体一般用矿物油，故常称油压启闭机。高压油通过管道由油泵输送。液压启闭机机体结构简单，占地面积小，传动平稳，控制方便,制造精度高,广泛用于启闭各类形式的闸门。液压启闭机的主要部件有：活塞杆、液压缸、供排油管路系统及油泵电动机组等。
4）移动式启闭机
沿专铺设的轨道移动，并能逐次升降数个排或列布置的闸门的机械设备。移动式启闭机类型繁多，主要有：①按吊具移动的方向分为单向移动启闭机和双向移动启闭机。前者吊具仅沿坝面线左右移动；后者不仅沿坝轴线方向左右移动，而且也能上、下游方向移动。②按移动架状况分为台车移动式启闭机与门形移动式启闭机（亦称门式启闭机、门式起重机）。前者主提升机构设置在底部装行走车轮的平面构架式台车上；后者的启闭机主提升机构设置在装有行走车轮的门形构架上。单向移动式启闭机的主提升机构直接紧固在台车或门形构架的上平面上；双向移动式启闭机的主提升机构设置在台车或门形构架上平面的小车上，小车沿轨道行走的方向与台车或门形构架的移动方向成垂直。通常也称双向移动式的台车或门形构架为大车架。台车式移动启闭机通常行走在闸门门槽顶部平面或平面以上的混凝土排架上，门式移动启闭机仅行走在闸门门槽顶部平面上。门式启闭机门架腿上有时也设回转式悬臂吊钩以便起吊其他设备，从而构成多用途门形移动式启闭机。
2.1.2启闭机的组成及特点
起升机构是起重机的基本工作机构，起重机械都必有使物体获得升降运动的起升机构。因此，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。它的工作的好坏对整台起重机的性能有着最直接的影响。启闭机的起升机构主要有驱动装置、传动装置、卷筒、滑轮组、取物装置和制动装置等组成。
启闭机的结构特点：启闭机包括电机、启闭机、机架、防护罩等组成；采用三级减速方式，用螺旋付传动，输出转距更大。启闭机配套钢架克服土建不平整，以减少整机噪声及振动。采用户外型长时工作制电机，防护等级≥IP155。行程控制机构采用十进制计数器原理，控制行程的误差0.5%。转距保护控制是通过蜗杆产生轴向位移触动微动开关，来达到保护电器的原理。操作维护简便，可实现现场和远控操作。
启闭机主要包括起升机构、运行机构、变幅机构和回转机构等。本课题是设计启闭机中的起升机构。
第四章 起升机构设计计算
4.1起升机构设计要求
设计起升机构时需给定的主要参数有：起重载荷、工作级别、起升高度和起升速度。
起升速度的选择与起重载荷、起升高度、工作级别和使用要求有关．中、小起重量的起重机选用高速以提高生产率：大起重量的起重机选用低速以降低驱动功率，提高工作的平稳性和安全性。工作级别高、经常使用、要求生产率高的起重机宜选用高速；反之．工作级别低、用于辅助性工作的起重机可选用低速。用于安装与设备维修的起重机除应选用低速外，还可备有微速或调速功能。大起升高度的起重机为了提高工作效率．除适当提高起升速度外，还可备有空载快速升降功能。
本启闭机起升机构主要参数为：
起升 速度：2m/min
起升 载荷：2x400KN
起升 行程：36 m
工作 级别：中级
川公网安备: 51019002004831号