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卷扬机
设计
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5吨卷扬机设计,卷扬机,设计
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摘要随着社会的发展，机械将会越来越取代人力，这也是机械行业飞速发展的后果，在机械的发展历史中，新机械的发明有着举足轻重的作用。但是，那些很久以前就被利用生产并一直延续到今天的机械，更是起着不可替代的作用，卷扬机就是一例。卷扬机的发展就像其他机械一样，从开始的简单到现在的复杂，从以前的机械动力到现在的电力动力，从以前的人工操作到现在的电脑操作甚至智能操作。本设计就传统的卷扬机说起，一直到现在以及将来的发展。本设计主要设计了5吨卷扬机的卷筒、卷筒轴、卷筒毂、减速器以及滑轮组。其中卷筒和卷筒轴的设计最为主要，本设计重点做了介绍。其余部分由于篇幅有限，只是略作分析。关键词：卷扬机；卷筒；卷筒轴；滑轮组AbstractAlong with societys development, the machinery will be able more and more to substitute for the manpower, this also will be the mechanical profession rapid development consequence, in the machinery substitution manpower development history, the new machinery invention has the pivotal function. But, these very for a long time on and continue continuously using the production to today machinery, is playing the role which cannot be substituted, the hoist is an example. The hoist development is likely same on other machineries, from starts simply until present complex, from beforehand manpower to present electric power, from beforehand manual control to present computer operation even intelligence operation. This design mentions on the traditional hoist, continuously to present as well as future development. The design instruction booklet has mainly designed 5 ton hoist reels, the reel axis, as well as the block and tackle. Reel as well as the reel axis design is most main, this design has made the introduction with emphasis. Because other parts the length is limited, only makes the analysis slightly. Key words: Windlass; Reel; Reel axis; Block and tackle 目 录摘 要Abstract第一章 概论11.1卷扬机发展概况11.1.1卷扬机的应用11.1.2卷扬机的发展概况11.1.3国外卷扬机概况31.1.4 卷扬机的发展趋势51.2卷扬机主要类型51.3电动卷扬机基本结构71.3.1电控卷扬机71.3.2带有电磁铁制动器的卷扬机81.3.3采用锥形转子电动机的卷扬机91.3.4溜放型卷扬机10第二章 起升机构的组成及型式102.1起升机构的组成102.2起升机构的典型传动型式12第三章 钢丝绳的选择143.1钢丝绳的种类和构造143.2钢丝绳直径的选择153.3钢丝绳的使用17第四章 卷筒的结构设计及尺寸确定184.1卷筒的分类184.2卷筒绳槽的确定194.3卷筒的设计204.3.1卷筒节径D0 的设计204.3.2卷筒长度的计算214.3.3卷筒壁厚的计算224.4卷筒强度的计算23第五章 卷筒轴的设计计算245.1卷筒轴的受力分析与工作应力分析245.2卷筒轴的设计计算255.2.1作用力计算255.2.2垂直面支承反力及弯矩275.2.3水平面支承反力及弯矩支反力275.2.4计算工作应力285.2.5心轴的疲劳强度计算285.2.6心轴的静强度计算30第六章 电动机的选择306.1电动机选择306.2验算电动机的发热条件32第七章 减速器的设计计算327.1减速器总传动比计算327.2减速器的计算337.2.1分配减速器的各级传动比337.2.2计算传动装置的运动和动力参数337.2.3圆柱齿轮的设计计算357.2.4齿轮的参数设计367.2.5齿轮轴的参数设计41第八章 滑轮及吊钩选择428.1滑轮的结构与材料428.2滑轮的直径计算448.3吊钩的结构448.4吊钩的计算45第九章 制动器、联轴器的选择469.1制动器分类、特点及其选择469.2制动器工作原理479.3联轴器的选择47第十章 小车行走机构设计4810.1轨道4910.2车轮与车轮组4910.3车轮直径的计算49第十一章 安全设计及电气控制5011.1安全设计5011.2电气控制51第十二章 卷杨机的安全技术52谢词53参考文献54第一章 概 论1.1卷扬机发展概况1.1.1 卷扬机的应用卷扬机又称绞车，是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井（门）架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、操作方便、维护保养简单、使用成本低、可靠性高等优点，广泛应用于建筑、水利、冶金起重作业。 提升重物是卷扬机的一种主要功能，所以各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。虽然目前塔吊、汽车吊等取代了卷扬机的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且灵活性较差，故一般中小型工程仍然广泛应用卷扬机，汽车吊虽然灵活方便，但也因为成本太高，而不能在工程中广泛应用，故大多设备的安装仍然是由卷扬机承担的。卷扬机除在工程、设备安装等方面被广泛应用外，在冶金、矿山、建筑、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业亦被广泛应用。 1.1.2 卷扬机的发展概况在很久以前的古代，就知道来用辘轳等来提升重物，以减轻体力劳动的强度和提高劳动生产率。在我国，解放前卷扬机只有在一些大型企业中才被使用，应用很少，而且所使用的卷扬机也均为国外生产，国内基本上没有生产卷扬机的厂家。 我国卷扬机的生产是解放后才开始的。50年代为满足恢复经济的需要和第一个五年计划的得要，卷扬机的生产被提到了日程上。原沈阳国泰机器厂(阜新矿山机械厂前身)等成批仿制了两种卷扬机，一种为日本的JIS8001型动力卷扬机，它是一种原动机为电动机动型式是开式圆柱齿轮传动，双锥体摩擦离合器，操作为手扳脚踩的快速卷扬机，另一种是按苏联图纸制造的1011型和1012型普通蜗杆传动、电控慢速卷扬机。由于当时生产力不高，卷扬机的需求量亦不多，故这段时间国内卷扬机的生产主要是仿制。 随着生产力的发展，到了60年代，卷扬机的生产和使用越来越多。为了协调生产，卷扬机主要生产厂家(阜新矿山机械厂、天津卷扬机厂、山西机器广、宝鸡起重运输机厂等)组成了卷扬机行业组织，隶属于第一机械工业部矿山机械行业。为了发展卷扬机的生产，行业组织了有关厂家的人员对全国卷扬机的生产相应用情况进行了调查。在调查的基础上，开始自行设计和制造新的卷扬机，先后试制了0.5t、lt、3t电动卷扬机，但由于对当时各厂家的生产能力估计不足，无法推广。 从70年代起，我国卷扬机的生产进入了技术提高、品种增多的新阶段。在各厂自行设计和生产的基础上，1973年，由卷扬机行业组织了有关厂家和院校联合进行了卷扬机基型设计，并充分考虑到了当时中小厂家的生产能力。快速卷扬机的基型采用半开半闭式齿轮传动，离合器采用单锥面石棉橡胶摩擦带结构，操纵用手板刹车带制动(如图1-1)。慢速卷扬机的基型式为闭式传动(圆柱齿轮传动或蜗杆传动减速器)、电磁铁制动结构。这两种基型一直到现今还在生产。为适应生产发展的需要，当时第一机械工业部发布了JB92674卷扬机型式与基本参数和JBl80376卷扬机技术条件两个部标准，并把卷扬机行业划归常德机械研究所(长沙机械研究院前身)领导。随着部标准的颁布，使卷扬机有了大发展的基础。在此期间，由于石化工业的发展，大型设备很多，都需要吊装，如一些大型反应塔，塔的高度达七八十米，质量达五六百吨，就需要有大型吊装用的卷扬机，因而各厂家相继生产了20t和32t卷扬机(图12)，满足了经济发展的需要。 1.1.3 国外卷扬机概况 在国外，卷扬机的品种繁多，应用也很广泛。在西方技术先进的国家中，工业水平先进，机械化程度不断提高，起重设备也在不断更新，下面介绍一下几个外国主要生产的卷扬机的状况。 （一） 美国美国生产卷扬机的厂家有近百家，主要有贝波(BEEBE)国际有限公司、哲恩(THERN)有限公司等。 贝波国际有限公司成立于1919年，有七十多年的设计和生产实践经验。主要产品有，气动链式卷扬机0.2540t)，防爆拖式气动卷扬机(0.530t)，驳船卷扬机(手动、气动、电动、液压，2575t)，电动链式卷扬机(0.2520t)，电动葫芦(0.2515t)电动卷扬机(0.2512.5t)，手动卷扬机0.2575t)，液压卷扬机(110t )，水平卷扬机(19t)，手动链式卷扬机（0.5100t），棘轮牵引器(11. 75t)，空中用运车(0.520t)等。哲恩有限公司是美国较大的生产起重设备的公司，主要产品有各种手动卷扬机、电动卷扬机、提升机械及起重机。手动卷扬机的主要品种有：直齿传动卷扬机、蜗杆传动卷扬机；电动卷扬机的主要品种有：蜗杆传动系列、直齿齿轮传动系列、齿轮蜗杆传动组合系列、直接驱动系列、链传动系列。 美国除上述两家公司外，比较重要的生产厂家还有布劳斯公司、赛林公司、斯塔斯派克公司、阿姆降公司、英格索艺德公司等。 （二）日本 日本从明治30年开始制造和使用卷扬机。据日本荷役机械研究所核计，19701975年间卷扬机的产量增加62.5。据日本通产省机械核计月报载，仅1977年单纯土建卷扬机的产量就达12万台，产值约100亿日元。 日本卷扬机行业由机械技术部会、荷役机械技术委员会领导。主要生产厂家有北川铁工所、远藤钢机、南星、越野总业、艺浦、松岗产业等80多个厂家。 北川铁工所是一家大型生产厂。其生产的卷扬机品种系列比较齐全，主要有： 1动力卷扬机 分BF、MF、DF三种型式。功率为3.744kw，钢丝绳拉力从588044l 00N。有18个规格。F型是V型带传动，MF型是单筒开式齿轮传动，DF型是双筒开式齿轮传动。其结构持点是全部为标准型，采用改进了的螺旋顶丝式离合器操纵，因而操作简便，易调整；鼓形离合器采用单锥体式，摩擦材料采用带型树脂。 2电动卷扬机 该厂生产的电动卷扬帆为KW型，功率3.711kw，拉力6000142100N，四种规格。其结构特点是：全封闭内齿轮传动；电动机在一端，减速器、制动器和操作部分在另一端，中间是卷筒，一字型布置，按钮操作，可远距离遥控；最大特点是卷简可缠绕89层容绳量大，适于高层卷扬使用。 远滕钢机公司有60多年历史，它是日本唯一生产特殊电动卷扬机的公司。ENDO型卷扬机采用起重电动机，卷扬机可两档变速，排绳器装在上部，是单螺旋轴双导向杆式结构，机座全部是焊接结构，所有机械与电器部分都装在机座里。 (三)法国 法国生产卷扬机的厂家很多，其中包藤(POTAIN)公司就是生产卷扬机的主要广家之一，主要生产KUSW系列、LMD系列、PC系列和RCS系列卷扬机。 KUSW型卷扬机轻巧紧凑，效率高，安全可靠，
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