2.0型卷扬机设计【载荷20KN; 速度36m min; 卷筒容绳量190 m; 卷筒尺寸φ250mm】【说明书+CAD】
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载荷20KN 速度36m min 卷筒容绳量190 m 卷筒尺寸φ250mm
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2.0
卷扬机
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黄河科技学院毕业设计（文献综述） 第 6 页 卷扬机摘要：本文主要介绍了卷扬机的发展现状，卷扬机传动方案的选择和主要的结构组成。 同时对其制动器、钢丝绳的选择做了简单的分析。最后对卷扬机在实际应用中常遇到的问题提出一些建议，并介绍了在实际应用中必须遵守的安全使用规程。关键词：卷扬机，传动方案，制动器，安全规程前言：卷扬机是建筑工地上最常见、最普通的一种施工机械，也称绞车。可以单独使用，也可以作为起重机的组成部分，卷扬机主要以电动机为动力，经过减速装置后，驱动卷筒牵引钢丝绳，以实现重物的垂直与水平运输。卷扬机分为手动卷扬机和电动卷扬机两种。现在以电动卷扬机为主。电动卷扬机由电动机、联轴节、制动器、减速器和卷筒组成，共同安装在机架上。对于起升高度和装卸量大工作频繁的情况，调速性能好，能使空钩 快速下降。电动绞车广泛用于工作繁重和所需牵引力较大的场所。单卷筒电动绞车的电动机经减速机带动卷筒，电动机与减速器输入轴之间装有制动器。为适应提升、牵引和回转等作业的需要，还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。一般额定载荷低于10T的绞车可以设计成电动绞车。进入新世纪以来，各行各业都有飞速发展，近些年数控机床的广泛应用，信息技术和数控技术日趋成熟，使得机械制造的效率提高、成本降低，这些都将推动卷扬机工业的发展。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，还可作现代化电控自动作业线的配套设备。1、结构组成：主要结构有卷筒，减速机，制动器，电气系统。其中卷筒的安装的基本原则有“水平放线”和“垂直放线” 两种应用方式。（1）横向电缆安装：可以向1或2个方向出线。钢丝绳在连续平面上拖拽或用间隔小于1m的支撑将钢丝绳撑离地面。安装高度从电缆拖拽平面到卷筒中心不超过1m。不考虑钢丝绳的转向， 运行速度为： 10米/分钟-60米/分钟，最大加速度可达0.3 m/s（2）垂直电缆安装：若卷筒安装在顶端，钢丝绳出现方向垂直向下，运行速度为： 10米/分钟-40米/分钟，最大加速度可达0.3 m/s²，自由下垂的钢丝绳的长度L0不考虑。2、卷筒和电缆的选择（1）运行速度小于10 m/min的情况若发生强烈震动或应用在海上，盐含量高或者腐蚀性空气中，温度低于-15 C急弯路径时需要强制导向。如果安装了强制导向器必须保证导向器与卷筒之间的距离为卷筒宽度的6倍。弹簧卷筒必须安装在电缆可以自由放出和卷起，并且没有障碍物的位置上。强制导向和尺寸太小的导向轮在任何情况下都不允许的。（2） 电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看，调速大致可分两种 ： 保持输入功率不变 。通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。控制电动机输入功率以调节电动机的转速。 控制电机有：电机、电动机、制动电机、变频电机、调速电机、三相异步电动机、高压电机、多速电机、双速电机和防爆电机。（3）绞车采用电动机通过减速器，开式齿轮传递扭矩到达主轴，通过离合器带动卷筒工作。3、传动方案传动方案1：减速器采用展开式二级闭式齿轮传动，结构简单，在满足中心距的条件下，由于齿轮和轴的数量减少，传动效率较高，但齿轮直径大，加工精度不高，而且噪声较大，大齿轮在经济方面不理想，加工起来又比较困难，减速箱的体积比较大，不利于安装。它的结构简图如图1-1所示：图1-11、电动机 2、联轴器 3、制动器 4、减速器 5、绞筒 6、轴承 7、开式齿轮传动方案2：减速器采用展开式三级闭式齿轮传动，特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命较长、维护方便，装拆容易，工作可靠。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩下产生的扭转变形与轴在弯矩下产生的弯曲变形可部分地相互抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象在满足中心距的条件下，传动的齿轮的直径可以取小，这样可以使传动的传动比较精确可靠，寿命长，结构紧凑，而且滑移齿轮操作方便不费力。其结构简图如图1-2所示:图1-21高速齿轮 2轴承 3齿轮 4齿轮 5轴承 6齿轮 7轴承 8轴承 9轴承 10输出齿轮 11齿轮 12轴承 13轴承 14轴承2比较起来，方案2的三级闭式齿轮传动比较适合锚绞车的减速传动，该机具有较强的市场竞争力。传动方案即：三级圆柱齿轮减速器+开式直齿轮4、制动器制动器是具有使运动部件(或运动机械)减速、停止或保持停止状态等功能的装置。是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称刹车、闸。制动器主要由制架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构寸制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。制动器（brake staff）可以分两大类，工业制动器和汽车制动器，汽车制动器又分为行车制动器（脚刹），驻车制动器（手刹）。在行车过程中，一般都采用行车制动（脚刹），便于在前进的过程中减速停车，不单是使汽车保持不动。只有行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后，就要使用驻车制动（手刹），防止车辆前滑和后溜。停车 后一般除使用驻车制动外，上坡要将档位挂在一档（防止后溜），下坡要将档位挂在倒档（防止前滑）。 使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。 起重机用制动器对于起重机来说既是工作装置，又是安全装置，制动器在起升机构中，是将提升或下降的货物能平稳的停止在需要的高度，或者控制提升或下降的速度，在运行或变幅等机构中，制动器能够让机构平稳的停止在需要的位置。起重类制动器如标准规定：起升机构、变幅机构必须设置常闭式制动器，行走或回转机构可选用常闭式制动器。考虑使用场所，如制动器安装有足够的空间，可选用块式、带式制动器或臂式盘形制动器；空间受限值时，可选用内蹄式或钳形盘式制动器。考虑配套主机的使用环境，对渗漏油有严格要求的场合应选用电磁或气动制动器，对环境温度较高的冶金场所可选用绝缘等级较高的电力液压制动器或冶金型电磁制动器。在环境温度较低或较高，且露天场所选用电力液压制动器时，应注意更换相应牌号的液压油。在含铁屑、粉尘严重的环境中，应避免使用电磁铁制动器，防止粉尘进入电磁铁间隙影响电磁铁的吸合。对于特殊或重要的场合，应根据需要增设制动器的附加功能。在温度较低的环境中，可使用电力液压推动器的加热器。对于启动与制动过程转换有严格要求时，加装行程开关以了解制动器的开闭状态。对于维护、调整较难实施的环境，可加装制动间隙均等装置和摩擦片磨损自动补偿装置。增设手动松闸装置可在特殊情况下人工打开制动器。5、绞车安全使用规程（1）绞车必须按规范要求进行设置。其规格净高不低于2.0米净宽为2.4米，净深为2.0米。沿空送巷巷道根据巷道的实际情况而定，以不影响安全操作为原则。（2）绞车施工尽可能采用风镐掘进，根据巷道的不同支护型式可采用木棚或工字钢棚支护。顶板完好时采用锚网支护，顶板破碎时采用架棚支护（3）11.4KW小绞车基础均要采用砼浇注，其基础规格为1.01.01.0米。砼中水泥、黄沙、石子(瓜子片)的配合比为1：2：2；水与之灰比为0.4。（4） 绞车采用架棚支护时，要由外向里逐架进行，棚与棚之间要用撑木或拉杆连成一个整体，腰与帮要接严背实。棚距不超过0.7米。采用锚网支护时，锚杆的排间距为800800。（5）绞车电机应安装在小绞车窝的里侧，操作空间距离不得少于0.8米；操作按纽上架，开关摆放整齐且不得妨碍人员操作。（6）其它按作业规程中的有关规定执行。参考文献1 卢玉明. 机械零件的可靠性设计M。北京：高等教育出版社，1989.2徐灏. 安全系数与许用应力M。北京：机械工业出版社，1981.3刘鸿文. 材料力学M。北京：高等教育出版社，2004.4罗宗泽. 机械设计课程设计手册M。北京：高等教育出版社，2006.5 孙恒，葛文杰. 机械原理M。北京：高等教育出版社，2006.6王步瀛. 现代机械设计方法综述。北京：高等教育出版社，1985.7濮良贵. 机械设计M。北京：高等教育出版社，2006.8朱冬梅.画法几何及机械制图M。北京：高等教育出版社，2000.9郑修本，机械制造工艺学，北京：机械工业出版社，1999.10天津大学机械零件教研室编
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