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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 液壓絞車 設(shè)計 摘 要 起重設(shè)備中最重要的設(shè)備為絞車，而其機械運動是其機構(gòu)運轉(zhuǎn)的必要條件，絞車的驅(qū)動方式有許多種，而此次設(shè)計為液壓驅(qū)動絞車，其機械運動是原動機提供動力帶動液壓泵，后在執(zhí)行構(gòu)件中注入工作液，將機構(gòu)運作，在執(zhí)行機構(gòu)中注入工作液，控制其注入流量的大小來控制機構(gòu)運轉(zhuǎn)速度。至今液壓絞車在生活中廣泛應(yīng)用。 此次設(shè)計詳細的分析 液壓絞車 的 工作原理 ，結(jié)合實際情況分析絞車的工作 環(huán)境與 特點， 進行詳細的對比分析后 ， 設(shè)計了完整的液壓絞車機構(gòu) ，設(shè)計并選擇了構(gòu)成機構(gòu)的各個零部件 。 此次液壓絞車的設(shè)計，其主要機構(gòu)為 液壓馬達 ， 在軸上布置 平衡閥 、 離合器、制動器、 卷筒 等零部件，在外側(cè)布置 機架等 。 其機械構(gòu)造具有許多優(yōu)點，其內(nèi)部構(gòu)造緊湊，外部 體積小 ，其機器 重量輕， 在工作過程中安全性能好，穩(wěn)定性高，工作過程中產(chǎn)生噪音小，啟動時獲取的扭矩大，工作安全可靠，其機構(gòu)在升降過程中運轉(zhuǎn)平穩(wěn) ， 當絞車在離合器的作用下，可以實現(xiàn)可控的加速減速下降，此應(yīng)用在生活中較為普遍 。 本文設(shè)計了一個 結(jié)構(gòu)簡單、 使用方便 、適合于 多種起重情況的液壓絞車，提升時扭矩大、可提升物體重量重、方便易操作等，具有一定實際應(yīng)用價值。 關(guān)鍵詞 起重設(shè)備 ； 液壓驅(qū)動 ； 液壓馬達 ； 無極調(diào)速 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 he is a of of is to in of of up in to of in so of of in of of in of of of a in of in of is is is in of in in in of be is in In a to is It so It 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 錄 摘要 ........................................................... I ............................................................................................................... 1 章 緒論 ......................................................................................................... 1 題研究背景及研究 的優(yōu)點 .................................................................... 1 究背景 ............................................................................................. 1 究 課題的優(yōu)點 ................................................................................. 1 壓絞車 國內(nèi)外研究 近況 分析 ................................................................ 2 外研究現(xiàn)狀 ..................................................................................... 2 內(nèi)研究現(xiàn)狀 ..................................................................................... 2 究的主要內(nèi)容和方法 ............................................................................ 3 壓傳動系統(tǒng)概念 .................................................................................... 3 動類型及液壓傳動的定義 ............................................................. 3 壓系統(tǒng)的組成部分 ......................................................................... 4 壓系統(tǒng)的類型 ................................................................................. 4 壓技術(shù)的特點 ................................................................................. 4 車的簡介 ................................................................................................ 5 定絞車液壓系統(tǒng)圖 ................................................................................ 6 第 2 章 卷揚機構(gòu)的方案設(shè)計 ............................................................................. 7 見卷揚機構(gòu)結(jié)構(gòu)方案及分析 ................................................................ 7 液壓式卷揚機構(gòu)方案 的對比 ......................................................... 7 計 減速器輸出軸 與 卷筒軸連接 方法 ............................................. 9 壓卷揚機構(gòu)的分類 ......................................................................... 9 設(shè)計所采用的方案 .............................................................................. 12 揚機構(gòu)方案設(shè)計 時 注意 的事項 .......................................................... 12 章小結(jié) .................................................................................................. 13 第 3 章 設(shè)計卷揚機卷筒 和選取鋼絲繩 ........................................................... 14 揚 機卷筒的設(shè)計 .................................................................................. 14 揚機卷筒組的分類 、 特點 ........................................................... 14 筒設(shè)計計算 ................................................................................... 14 絲繩的選擇 .......................................................................................... 17 章小結(jié) .................................................................................................. 18 第 4 章 液壓馬達和平衡閥的選擇 ................................................................... 19 壓馬達的選用與驗算 .......................................................................... 19 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 液壓馬達的分類及特點 ................................................................... 19 壓馬達的選用 ............................................................................... 19 達的驗算 ....................................................................................... 19 衡閥的計算與選用 .............................................................................. 21 衡閥的功能簡介 ........................................................................... 21 衡閥的選用 .......................................................................................... 22 章小結(jié) .................................................................................................. 23 第 5 章 絞車關(guān)鍵零部件設(shè)計 ........................................................................... 24 動器的設(shè)計與選用 .............................................................................. 24 動器的設(shè)計計算 ........................................................................... 24 動盤的設(shè)計選用 ........................................................................... 24 動盤有效摩擦直徑計算 ............................................................... 25 盤式制動器設(shè)計計算 ................................................................... 25 合器的設(shè)計與選用 .............................................................................. 26 盤離合器 的詳細 參數(shù)計算 ........................................................... 27 盤摩擦片的主要尺寸關(guān)系 ........................................................... 27 擦式離合器的摩擦轉(zhuǎn)矩 ............................................................... 29 盤摩擦 式 離合器壓力 的 計算 ....................................................... 30 的設(shè)計 .................................................................................................. 30 的工作能力計算 ........................................................................... 30 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................................................... 33 算 軸的各段直徑和長度 ............................................................... 34 章小結(jié) .................................................................................................. 34 結(jié)論 ..................................................................................................................... 35 致謝 ..................................................................................................................... 36 參考文獻 ............................................................................................................. 37 附錄 A ................................................................................................................. 38 附錄 B ................................................................................................................. 44 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 1章 緒論 題研究背景及研究 的優(yōu)點 究背景 絞車是起重設(shè)備中的重要構(gòu)成設(shè)備，起重設(shè)備則是機器傳輸中必備的，驅(qū)動絞車的方法有三種，即液壓、內(nèi)燃機、電動機驅(qū)動。因為內(nèi)燃機在工作中馬達只能按順序工作，不可逆轉(zhuǎn)，必須空載啟動 ，所以其起動和換向必須依賴傳動設(shè)備的離合，因此內(nèi)燃機驅(qū)動調(diào)速麻煩，操作困難。絞車應(yīng)用最廣泛的形式為電動機驅(qū)動，因為直流電動機的機械特征能配合升降機構(gòu)的工作特性，可實現(xiàn)大范圍調(diào)速，但直流電源的獲取比較麻煩。而液壓絞車，液壓泵依據(jù)原動機工作的帶動，使工作液注入執(zhí)行機構(gòu)中，使其運作，經(jīng)過控制進入執(zhí)行機構(gòu)液體的流量，來調(diào)節(jié)機械運轉(zhuǎn)速度。所以液壓驅(qū)動可以實現(xiàn)無極調(diào)速，而且零部件之間緊密結(jié)合，工作過程中安全可靠，操作便利，傳動比大。但制造液壓傳動元件的精度要求較高，其工作液容易外漏。至今液壓驅(qū)動的絞車在生活中應(yīng)用較普遍 [1]。 究 課題的優(yōu)點 1． 液壓絞車的優(yōu)點： 因為液壓絞車的廣泛應(yīng)用，漸漸替代了電動驅(qū)動絞車，降低了電動絞車帶來的電氣設(shè)備漏電的危害。液壓絞車中的液壓馬達可以調(diào)整機械運轉(zhuǎn)速度，其在吊物過程中，馬達轉(zhuǎn)速較低，空載時，馬達轉(zhuǎn)速較高，其使選用鋼絲繩的使用壽命延長。液壓絞車發(fā)展迅速，其機構(gòu)中的液壓傳動應(yīng)用廣泛，取代了大多機械構(gòu)造。 2． 液壓傳動的優(yōu)點： 其運轉(zhuǎn)時，能得到較大的力矩，逐漸成為至今機械運轉(zhuǎn)中較重要的環(huán)節(jié)。機構(gòu)運轉(zhuǎn)時，液壓傳動能實現(xiàn)低速的運作，也可大范圍的調(diào)速，并且可以得到較大的調(diào)速比，也可以利用低速的運作。其 機構(gòu)內(nèi)部緊湊，所占面積小，所有機構(gòu)重量輕，其機械運作形式繁瑣，利于驅(qū)動機構(gòu)運作，動力傳遞方便，其運轉(zhuǎn)時安全，可以防止過載。液壓元件在潤滑油的作用下，使用壽命長，液壓元件的標準較為嚴格 [2]。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 壓絞車 國內(nèi)外研究 近況 分析 外研究現(xiàn)狀 在國外液壓絞車 的生產(chǎn)廠家較多，應(yīng)用廣泛 。 憑據(jù)查閱調(diào)查 到的 文獻 ， 部分 國家 在二九年代末 就 開始制造液壓絞車， 液壓絞車 在 美 、 莢、蘇 、 日、法 、德、 丹麥、加拿大等國家都 有制造 。 其 種類 較 多，規(guī)格較多。動力有電動，液動和風動。 運作 機構(gòu)有 雙 筒、 單 筒。傳動 類型 有鏈式傳動、 皮 帶傳動、齒輪傳動、液壓傳 動 與 行星齒輪傳動等。 大部分絞車中用行星齒輪傳動的較多。 國外液壓絞車 依據(jù) 其 用法 、 制造、 使用條件 和眾多外界原因 的不同，每個 國家的 絞車有著 自己的特 性 和 使用方法 。 蘇聯(lián) 研制的 絞車 ， 在 底座的位置上 ，傳動裝置、電動機、支架 、卷 筒都安裝在上面 ， 從外部看，特征非常明顯 。 憑借 對蘇聯(lián) 絞車 標準的 研究 ，六十九年代末， 蘇聯(lián)發(fā) 明 了將 卷 筒內(nèi)部 裝有 傳動裝置 和電動機 置 ，使 液壓絞車 在機構(gòu)方面緊湊 。蘇聯(lián)在動力方面采用 了 風動 和 電動兩種 方法驅(qū)動 。 英國液壓絞車的特 性 是 機構(gòu)之間連接平穩(wěn)、縫隙小，在 滾筒內(nèi)部 裝有傳動裝置、電動機、操縱裝置等 。 其制造時， 機體 與底座和 減速器 制造 在一起， 充分利用了絞車的內(nèi)部空間 。 其在機構(gòu)運作時安全可靠、 密封性好， 在外觀上，其構(gòu)造簡單、外形完整 。英國 還制造 電動 絞車與 風動 驅(qū)動的絞車，其應(yīng)用與液壓絞車一樣較為歸納廣泛 。 美國 制造的 液壓絞車 ，其 傳動 裝置安裝在卷筒一端 ， 其絞車的總體框架制造較為嚴謹，在制造底座時，一些廠家將機架、減速器與底座制造在一起，其機構(gòu)機湊、 剛性 較 好。其 中 電動機 的選擇采 用埋裝式 設(shè)計 ， 其構(gòu)造形式使軸向尺寸降低 。外 形 平整圓滑，封閉 性能較 好 [14]。 內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國液壓絞車成長較為遲緩， 2005 年河南 省洛陽 市 中信重機公司 研制出 國內(nèi)直徑 較大 的液壓防爆絞車 ，并且實行首次 試車， 取得成功 。 此臺 液壓防爆絞車具有 杰出 的防爆 機能 、低速運轉(zhuǎn)性能 、 無極調(diào)速性能。 因為 其機械構(gòu)造布局 科學合理、體積小 、構(gòu)造 緊湊， 內(nèi)部空間充分利用 ；又 因為其 機械性能較好 、 操作容易 、安全可靠、 使用 壽命長、 綜合 優(yōu)勢 較好 ， 中信重機公司研制的絞車最大一次能帶動近 23噸的貨物 ，其 機構(gòu)的直徑 和提升 能力可 稱得上是國內(nèi) 最優(yōu) 。國外 因為機械 技術(shù)水平較高 ，發(fā)展較快 ，礦 下 中 機械化程度 非常 高， 其空間 較大，安裝 機械構(gòu)造簡便 ， 應(yīng)用 電動防爆絞車 的時間較早 ， 調(diào)整運轉(zhuǎn)速度時，利用 繞 線型電機轉(zhuǎn)子外接電子。 此絞車也有缺點：工作時散熱處理不便 ， 占地面積較大 ， 操控系統(tǒng) 復(fù)雜， 液壓元件制造價格高 。液壓技術(shù) 的發(fā)展 ， 廣泛應(yīng)用 徑向柱塞式液壓馬達 與 軸購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 柱塞式 液壓馬達 。液壓防爆絞車 制造方便 、 構(gòu)造 緊湊 、其 起動平穩(wěn) ，運轉(zhuǎn)中利于調(diào)速，能防止過載使用 ， 當電動機選取 鼠籠式電機 時 ， 能使電動機控制的系統(tǒng)簡單 。在國外，液壓防爆絞車 可分為 高速小扭矩 與 低速大扭矩 運轉(zhuǎn)形式 。 液壓絞車 其工作原理， 是 用 液壓馬達 控制減速箱帶動卷筒 。防暴液壓絞車 其原理 是 在普通的絞車上安裝 防暴電氣設(shè)備 ，要求滿足 煤礦井下 等方面的制造機構(gòu) ， 其工作時運轉(zhuǎn)流暢 ，在低速運轉(zhuǎn)、起動和制動 方面 比 用電控制的 絞車 利用 效率高 ，其機構(gòu)運作 操作 機簡便易懂 、重量 輕 、體積小 使用起來有一定的 安全 性 。 大部分絞車的構(gòu)成分有 機械部分、電氣部分 與 液壓傳動部分 [3]。 究的主要內(nèi)容和方法 研究的主要方法： 1． 認真調(diào)查研究并分析課題，查閱并記錄相關(guān)資料，并完成開題報告。 2． 調(diào)查與液壓絞車相關(guān)的文獻資料，認真考慮課題，并記錄對課題研究有所幫助的知識，最后概括歸納總結(jié)。 3． 憑借所查閱的文獻資料，通過老師的引導(dǎo)，編寫開題報告，計劃在設(shè)計中的方法。 設(shè)計步驟： 1． 查閱相關(guān)液壓系統(tǒng)的資料，聯(lián)合 液壓絞車的特點，選擇合適的液壓元件。 2． 對各機器元件所需的液壓回路進行設(shè)計，研究機構(gòu)的回路構(gòu)成和機能。 3． 依據(jù)液壓系統(tǒng)的參數(shù)和各機構(gòu)的主要參數(shù)來設(shè)計和計算液壓系統(tǒng)，設(shè)計計算各類各樣的主要元件，并且查閱有關(guān)的設(shè)計手冊選擇主要參數(shù)。 4． 選完液壓元件后，須要計算各回路運轉(zhuǎn)性能，此中需要計算系統(tǒng)各回路功率、性能驗算和驗算整個系統(tǒng)的發(fā)熱情況。 5． 經(jīng)過查閱此次設(shè)計相關(guān)的文獻資料以及自己對課程的學習情況，用 制出重要零件圖和裝配圖，然后在指導(dǎo)老師的幫助與要求下，詳細的完成論文和圖紙。 壓傳動系統(tǒng)概念 動類型及液壓傳動的 定義 原動機、工作機 與 傳動裝置 組 成 了 一部 完整 的 機械設(shè)備 。動力源 是 原購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 機 的最重要組成部分 ；機 械裝置使外部 做功的 位置為 工作機； 將傳動裝置放置在 工作機和原動機之間， 用以達到 動力的控制 、 傳遞 和 轉(zhuǎn)換， 來達到 工作機 所需要的 力、位置 及 工作速度。 液體傳動 包含 液壓傳動和液力傳動 兩種，其機械傳動為動能帶動 。液壓傳動是 依據(jù)注入液體壓力來驅(qū)動工作的，其中包含能量的 轉(zhuǎn)換、控制 、傳遞與分配。 因為其傳動的特點 ， 成為現(xiàn)代機械工作中不可缺少的組成部分 [4]。 壓系統(tǒng)的組成部分 液壓 系統(tǒng)驅(qū)動的機構(gòu) 中， 其 液壓系統(tǒng)使用 了 液壓油 等工作介質(zhì) ， 將機構(gòu)運轉(zhuǎn)的 機械能轉(zhuǎn)換 為壓力能來驅(qū)動裝置運作 ， 通過液體 流量 、工作 壓力、 與機構(gòu)運轉(zhuǎn)的 方向等 力，經(jīng)過 控制閥 分配 送 到各 執(zhí)行機器 中 ， 將壓力能轉(zhuǎn)換為機械能來驅(qū)動 。動力源、控制閥 、 執(zhí)行器、 工作液和 液壓 元件等構(gòu)成了 液壓系統(tǒng)。 壓系統(tǒng)的類型 液壓系統(tǒng) 的種類 ，見 圖 1 圖 1液壓系統(tǒng)的分類 壓技術(shù)的特點 將液壓傳動的控制方式與其它控制方式對比，其 特點如下。 1． 優(yōu)點 (1) 單位功率的重量輕。 (2) 布局靈活方便。 (3) 調(diào)速范圍大。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 4) 工作平穩(wěn)、快速性好。 (5) 易于操縱控制 。 (6) 易于機電一體化 并實現(xiàn)自動控制 。 (7) 易于實現(xiàn)過載保護。 (8) 液壓系統(tǒng) 的制造與設(shè)計簡便 。 2． 缺點 (1) 不能保證定比傳動。 (2) 傳動效率低。 (3) 工作穩(wěn)定性易受溫度影響。 (4) 造價較高。 (5) 故障診斷困難。 車的簡介 絞車 在其運轉(zhuǎn)模式上又稱為卷揚機，在大多數(shù)吊物起升機構(gòu)中，用來提升或降落貨物的機械構(gòu)造 ， 其升起方式為卷筒卷起鋼絲繩帶動物體 。 驅(qū)動裝置、安全保護裝置 、 鋼絲繩 纏繞 系統(tǒng)、取物裝置等組成 了 卷揚機的卷揚機構(gòu)。電動機、聯(lián)軸器、減速器 、 卷筒 和 制動器 等裝置構(gòu)成 驅(qū)動裝置。卷筒 、定滑輪 、 鋼絲繩和動滑輪 個構(gòu)成了 鋼絲繩 纏繞系統(tǒng) 。 吊物所需要的裝置 有吊環(huán)、吊鉤、抓斗、電磁吸盤等 裝置 。 內(nèi)燃機驅(qū)動、液壓驅(qū)動 和 電動機驅(qū)動 三種驅(qū)動方式為 卷揚機 驅(qū)動的方法 。 內(nèi)燃機驅(qū)動的 裝置 ， 因為內(nèi)燃機中裝置之間的傳動經(jīng)機械動能轉(zhuǎn)換傳遞給 工作機構(gòu) 以此驅(qū)動 ， 此 驅(qū)動方式的 特點 有獨立的能源 提供 ， 能夠 機動林獲得轉(zhuǎn)動零件 ，適 合 流動 工作 。 因為 內(nèi)燃機不 可 逆轉(zhuǎn) 運作 ，不 可運物 起動， 必須通過其自身裝置的離合來轉(zhuǎn)向或啟動 ， 此方式調(diào)速較為 困難， 操作繁瑣 ， 現(xiàn)今很少人應(yīng)用 。 大多數(shù)的 卷揚機驅(qū)動方式 為電機驅(qū)動 。直流電動機的 運轉(zhuǎn)性能適合起落裝置 的需求 ， 其運轉(zhuǎn)穩(wěn)定 ， 但是 直流電源 的獲取比較麻煩 。 卷揚機的機構(gòu)較大時，其卷揚機的驅(qū)動方式采用直流電動機傳動或內(nèi)燃機驅(qū)動 。 如果驅(qū)動方式用 交流電動機 ，獲取電能較為便利 ，操 作簡便 ， 維修便利 ， 機構(gòu)重量 較 輕， 運作穩(wěn)定 ，在 大多 卷揚機中 電動方式 應(yīng)用 也較多 。 液壓驅(qū)動的 裝置 ， 一般都是 液壓泵 由 原動機 驅(qū)動 ， 使運轉(zhuǎn)所用工作液等介質(zhì)注入 執(zhí)行 機構(gòu)中， 使機構(gòu) 運轉(zhuǎn) ， 通過控制進油量的大小來調(diào)速 。液壓驅(qū)動 有許多特點，其 傳動比 較 大， 能進行 調(diào)速， 其構(gòu)造緊湊 ， 運作穩(wěn)定 ，操作 簡單 ， 可以在過載的情況下進行保護 。 其 缺點 為制造 液壓傳動元件的精度 較 高， 注入的 工作液 容易泄漏。 至今 液壓驅(qū)動 的絞車 在 土木工程等方面的 卷揚機 中 應(yīng)用 廣泛 。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 定絞車液壓系統(tǒng)圖 液壓 系統(tǒng)的工作原理 以及 特點 概括 如下：（見圖 1 三 位四通電磁換向閥 5 控制 壓馬達 2 的 液體 排量 大小 ，壓力 的控制 由單向定量液壓泵 9 來 提供， 要 防止 在降下 時 的速度超過 負載 所能承受的速度 ， 需要 在 液壓 馬達 的 回油路上 放置 外控式平衡閥 4。要 提 升 系統(tǒng) 的運作穩(wěn)定性 ， 來 防 止 過熱 或 污染造成的 麻煩 ， 需要將 回油過濾器 7 和 冷卻器 8放置在 回油路上。三位四通電磁換向閥 5 的中位機能為 K 型， 因此 絞車 在停止運作 ， 其 液壓泵 實行 中位低壓卸荷 ，節(jié)約了待機中的耗 能 。 表 1磁鐵動作順序 從 表 1可知 ： 當 2電時，三位四通電磁換向閥 5 切換 到 右測 ， 工作液注入 液壓馬達 2 經(jīng) 單向閥， 帶動卷筒運作 。當電磁鐵 1電時， 進行降落動作 ， 當要停止 時，電磁鐵 3電，制動器制動 使機器停止運作 。 1、 多片式摩擦離合器 2、 液壓馬達 3、 6、 溢流閥 4、 外控式平衡閥 5、 三位四通電磁換向閥 7、 回油過濾器 8、 冷卻器 9、單向定量液壓泵 10、 油箱 圖 1壓原理 圖 工 況 1載卷揚上升 - + - 空包下放 + - - 停 止 - - + 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 2章 卷揚機構(gòu)的方案設(shè)計 見卷揚機構(gòu)結(jié)構(gòu)方案及分析 液壓式卷揚機構(gòu)方案 的對比 依據(jù) 卷揚機構(gòu) 中 原動機和卷筒組 組裝 位置 的差別 ，卷揚機構(gòu) 的機構(gòu)安裝方式有兩種： 并軸式和同軸式。 具體細分為 單卷筒和雙卷筒 [5]。 (a) 卷筒安裝在 減速器輸出軸的 突出部分 (b) 存在重力降落裝置 (c)卷筒 與 齒輪連軸節(jié)連接 (d)十字滑塊聯(lián)軸節(jié) 連接 減速器輸出軸 和 卷筒 圖 2軸單卷筒卷揚機構(gòu) 圖 2示的卷揚機構(gòu)為 并軸單卷筒， 其機構(gòu) 軸與原動機軸線 平行 ，這樣使其機構(gòu)安裝便利、 結(jié)構(gòu)緊湊 。 部分 卷揚機構(gòu) 存在 重力 降落裝置 （圖 2-1 b） ，此設(shè)計原理是實現(xiàn)吊環(huán)等吊物裝置 在空載或輕載時的 降落 速度 的控制 。 將 內(nèi)漲式摩擦離合器 和 帶動 式制動器 裝在卷筒上 。離合器 工作 分離時，切斷 了 卷筒 轉(zhuǎn)動 動力源 的提購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 ，卷筒 停止工作 ， 可以利用重力原理使物體降落，并利用制動器控制速度 。 卷揚機 的設(shè)計 中 需要解決 減速器輸出軸 與 卷筒軸 的安裝方法 。 如 圖 2-1(a)、 (b)兩種方式 ， 在 減速器輸出軸的 突出位置安裝卷筒，這種方法 屬于力學中的 三支點超靜定軸， 它的運轉(zhuǎn)特性使 軸承受的彎矩 有所減小 。 然而此種構(gòu)造 對 元件的 精度 要求較 高，減速器 和 卷筒組的裝配 也 很 不便利 ， 又減速器不能獨自運轉(zhuǎn) ， 需裝配使用， 軸承 的更換 也 比較麻煩 。 因為機器 的外廓 尺寸小， 構(gòu)造簡便 ， 此構(gòu)造廣泛用于土木工程類卷揚機 。 圖 2-1(c)、 (d)兩種方式 ，減速器 與 卷筒組 的輸出端都 用了補償式 的安裝方式 。圖 2-1(c)中的 減速器輸出軸 采用 卷筒 與 齒輪連軸節(jié)連接， 將動力傳 到 卷筒。圖 2-1(d)中 減速器輸出軸 和 卷筒 用 十字滑塊聯(lián)軸節(jié)連 到一塊 ，使 減速器輸出軸 與 卷筒軸的 右側(cè)連接到一起 ， 組成 軸 其中的 一個支點， 其特點結(jié)構(gòu) 緊湊， 便于安裝和維護 [6]。 并軸 式 雙卷筒卷揚機 如下圖 （圖 2所示 ， 是 液壓馬達 經(jīng) 過 二級齒輪減速器 帶動了 主、副卷筒 上的 軸。 另外此 兩個卷筒上 都含有 離合器 和 制動器。 經(jīng)過控制 液壓系統(tǒng) ，能 使主、副卷筒 獨自運作 ， 也能依靠重力降落 。 圖 2軸雙卷筒卷揚機構(gòu) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 設(shè)計 減速器輸出軸 與 卷筒軸連接 方法 設(shè)計 減速器輸出軸 與 卷筒軸連接 方法 的 特點為 ： 1． 不能利用多個支撐點 的超靜定軸。 由于 支 撐 點受力 較為繁瑣，而且 安裝 軸不能確保 精度。 2． 采取 減速器直接 帶動 卷筒的 方法 ， 使扭矩不經(jīng)軸的傳遞 ， 使 卷筒軸 的 扭轉(zhuǎn) 能力 和 彎曲 能力不能重疊在一起 ， 以此來縮減軸的直徑 。 3． 使機構(gòu)有 杰出的運轉(zhuǎn)特性 ， 其 安裝、制造、維修 和 調(diào)試 等方面便利 。 4． 整個機構(gòu)構(gòu)造 緊湊、 組成 簡便 ， 運轉(zhuǎn) 平穩(wěn) 。 壓卷揚機構(gòu)的分類 目前多數(shù)卷揚機利 用行星齒輪 來驅(qū)動 ， 通過 控制液壓馬達 和 多泵合流的串并聯(lián) ，通過液壓馬達來控制 卷揚機 的運作 速度， 以此達到 重載低速 、輕載高速 等特點 ， 用來 提高 了機構(gòu)的運轉(zhuǎn)效率 。 因為所用 的液壓馬達 種類型號不一樣 ，液壓機構(gòu) 的起落可為兩種， 低速大扭矩馬達傳動 、高 速 小扭矩 馬達傳動。 計由 液壓 控制的行 星齒輪傳動 的 卷揚 機構(gòu) 液壓 式 卷揚機構(gòu) 的 方案 有許多種 ，如 下 ： 1． 卷筒 兩端分別放置 制動器 、 液壓馬達和行星減速器， 并且 對稱 放置 （圖 2[7]。 圖 2壓卷揚機構(gòu)方案 (一 ) 2． 卷筒兩側(cè) 分別放置 液壓馬達和制動器， 而 卷筒 內(nèi)部放置 行星減速器（圖 2 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 2壓卷揚機構(gòu)方案 (二 ) 圖 2壓卷揚機構(gòu)方案 (三 ) 3． 卷筒一側(cè) 放置 液壓馬達 和 制動器，卷筒內(nèi) 放置 行星減速器（圖 2 4． 卷筒內(nèi)部 放置 液壓馬達、制動器和行星減速器（圖 2 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 2壓卷揚機構(gòu)方案 (四 ) 以上 二 、 三方案 可分為一種類型 ，在卷筒內(nèi) 安裝 行星減速器， 其機構(gòu)緊湊，占用 體積小， 但是 其卷筒內(nèi)所用空間較多 ， 其機構(gòu)的 安裝精度 要求較 高， 機構(gòu)所安裝元件 加工工藝 較 復(fù)雜， 其主要軸承的參數(shù)選擇較為困難 ，不 利于維修 。 二、三方案的 不 同地方在于安裝 制動器 的位置 ，方案二的 對稱 性較 好。 四 方案的外形尺寸比 二、三 方案 的外形尺寸小，結(jié)構(gòu) 也較為 緊湊， 但其機構(gòu)的 制動器和液壓馬達散熱性差， 也不利于后期維修 。 圖 2壓卷揚機構(gòu) 方案（ 五 ) 方案 二、三、四 的布置方法都為 同軸式，卷筒 和 液壓馬達 的 軸 都在同購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 軸線上 ， 裝配時需要確保同心度 。 5．在卷筒的同一側(cè) 放置 液壓馬達、行星減速器 和 制動器（圖 2此機構(gòu)中 ，軸向尺寸 比 較大， 后期維護麻煩 。 此裝置所需零件易于加工 ，裝配方便 。 設(shè)計所采用的方案 此次設(shè)計采用 520 ml/r 排量 的馬達 ， 其 工作壓力為 P， 所以選取 低速大扭矩馬達 。 采用低速方案，不選用減速器。 對比 傳動方案 后 選用如（圖 2示 ， 在 液壓 馬達上 放置 多片盤式制動器，卷筒內(nèi) 安裝 聯(lián)軸器 [8]。 圖 2設(shè)計所采用的方案 揚機構(gòu)方案設(shè)計 時 注意 的事項 當設(shè)計 卷揚機構(gòu)的方案 時，需要從以下方面考慮： 1． 機構(gòu)總傳動比 分開 時， 所用到的 級差 不應(yīng) 過大，采 用 從原動機 到卷 筒傳動比 依次降低 的方法。 2． 選取 卷筒 的最小 直徑， 因為增加了 卷筒 的 直徑， 會使得 傳動比 和扭矩 變大 ， 使得整體構(gòu)造的尺寸都變大 。 如果提升物體的高度較大，但不能改變卷筒的長度，所以采用加大直徑來增加 容繩量。 3． 制造 卷筒 時， 應(yīng) 該保證裝置的 快速 更換 ， 以便于多種多樣的絞車的使用 。 4． 對于 滑輪組的倍率 ，不能選取太大，這樣會對機械構(gòu)造有所影響 。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 ． 對于使用升起時的 載荷 50QP ，滑輪組的 倍數(shù)應(yīng)該取 2，當 250QP ， 其 滑輪組 的 倍率取 3~6 之間 ， 當 載荷量 過大 時， 其 倍率選取 8 以上。 章小結(jié) 本章主要從 卷揚機構(gòu)、卷筒軸、行星齒輪等 闡述了 液壓絞車卷揚機的機構(gòu)設(shè)計原理 ，介紹了 液壓絞車的最基本傳動機構(gòu)，以及選用卷揚機的注意事項和最優(yōu)方案，從而達到設(shè)計的目的， 分析了目前 選用的卷揚機機構(gòu)的種類、特點和適用條件，通過特點對比并結(jié)合實際設(shè)計要求，最終確定了 卷揚機 的方案。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 3章 設(shè)計卷揚機卷筒 和選取鋼絲繩 揚機卷筒的設(shè)計 揚機卷筒組的分類 、 特點 卷筒 為升降 機構(gòu)中 纏繞 鋼絲繩的 零部 件。 一般 卷筒組 分為 齒輪連接盤式、短軸式和內(nèi)裝行星齒輪式 等 。 齒輪連接盤式 的 卷筒組 傳動形 式為 封閉式， 其性能 好， 扭矩不經(jīng) 卷筒軸， 其卷筒組為至今 橋式起重機 廣泛使用的機構(gòu) 。 但是其 檢修時需 將卷筒沿軸向外移 動 。 短軸式卷筒組 將 卷筒 整根 長軸 替換為 分開的短軸。減速器 一側(cè)將其 短軸 利用 鍵 與鍵之間的 過盈配合 ，跟 卷筒 的 法蘭盤 進行 剛性連接， 利用 鋼球或圓柱銷 跟機器的 底架鉸接 構(gòu)成 減速器； 利用 定軸式或轉(zhuǎn)軸式短軸 置于支座一側(cè) ， 使其機構(gòu)簡單 ， 后期維護 方便 [10]。 內(nèi)裝行星齒輪式卷筒組 將 卷筒 和 輸入軸 放置同一軸線上 ， 在 卷筒內(nèi)腔放置 行星減速器， 使其機構(gòu) 緊湊， 減輕重量 ， 因為其機構(gòu)的加工精度較高 ， 其裝配要求高，不易維護 ， 廣泛適用于高精 度的機器中 。 依據(jù) 卷筒上 鋼絲繩纏繞 的層數(shù) ，分為 單層 纏繞式 和多層 纏繞式 。 以為此次 設(shè)計的 纏繞 層數(shù) 設(shè)為 三層， 所以選用 多層 纏繞式 卷筒。 依據(jù) 卷入卷筒鋼絲繩 的 分類，其可分為 單聯(lián)卷筒 式 和雙卷筒 式 。單聯(lián)卷筒 式可在卷筒上纏繞 單層或多層，雙聯(lián)卷筒 式只能纏繞 單層。 當升起的 高度 較大 時， 其 雙聯(lián)卷筒長度 減小 。 多層 纏繞的 卷筒可以 使 卷筒長度 有所減小 ， 其機械構(gòu)造 緊湊， 但是其鋼絲繩 的磨損程度較高， 不宜 廣泛 使用 [15]。 筒設(shè)計計算 1． 卷筒 的 直徑 D： ( 1)D e d?? (3式中 e － 卷筒 的 直徑比，由表選取 ； D－ 卷筒 的 直徑 (； d －鋼絲繩 的 直徑 (； e 卷筒的直徑比，依據(jù) 卷揚機 的特性，選擇的 工作級別 為 以選擇 e =25， 因 d =8， 代入式 3得 ： 125( ???D 依據(jù) 所得的數(shù)據(jù) 來選取 卷筒 的 直徑 。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 筒最小直徑的計算： (3式 中 D － 鋼絲繩 上 滑輪 的 最小直徑 ( d －鋼絲繩直徑 (； h －系數(shù)值 ； 依據(jù) 機構(gòu)工作級別 分 為 ： F 144818m ??D 根據(jù)以上得 卷筒直徑符合條件。 2． 卷筒 的 長度 L 因為 采用多層 纏繞式 卷筒 ，所以： 1 . 1()n D ?? ?(3(1 1 ? 式中 l －多層卷繞鋼繩 的 總長度 ( 依據(jù) 已知 的 卷筒容繩量為 27m，所以 l =27m； 將 數(shù)據(jù)代入式 3得 31 . 1 2 7 1 0 9 . 63 ( 2 0 0 8 )L ?? ? ??? ? ?=以取 卷筒 的 長度 L =200 3． 繩槽的選擇 單層 纏繞式 卷筒 的 表面 含有 切出導(dǎo)向螺旋槽， 其所用到的 繩槽 基本分為 兩種形式 ，即 標準槽和深槽， 通常 都 選取 標準槽 的形式 。 多層 纏繞式 卷筒 的 表面 基本都是光滑面 ， 為了延長 鋼絲繩 的使用壽命。但是通過使用中發(fā)現(xiàn) ， 使用 螺旋槽卷筒多層 纏繞式 時， 因為要保證首層 鋼絲繩 的排列整 齊，無縫隙 ， 以便于第二層等繩的纏繞 。 如果因為卷筒表面繩纏繞的雜亂無序時，會導(dǎo)致鋼絲繩的使用壽命縮短。 帶繩槽單層 纏繞式 雙聯(lián)卷筒， 其鋼絲繩的纏繞方式纏繞在卷筒的兩端，不用設(shè)擋邊 。 而 多層 纏繞式 卷筒 應(yīng)在 兩端設(shè) 立 擋邊， 用來 防止鋼絲繩在工作中脫離卷筒 ， 所以 檔邊 的 高度 應(yīng)該是繩寬度的 (1~1.5)d [16]。 (1) 繩槽半徑 R 依據(jù) 下式 ( 0 . 5 3 ~ 0 . 5 6 ) (3取 R=數(shù)值代入 式 3 得 ： ??R 繩槽節(jié)距 ： ~2(?? (3購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 ： ??P 繩槽深度 ： (3取 ： ??? 圖 3槽放大 的 示意圖 (2) 卷筒上 的 螺旋槽長 度0L： 0 1()3 (3式中 0D－0D=計算卷筒 的 直徑 ( 1Z － Z 確定 鋼絲繩的 安全 圈數(shù) ， 取1Z?2； 把數(shù)據(jù)代入式 3得 302 7 1 0( ) 1 03 2 8L ? ???? ? ?= 0L=1703) 繩槽 的 表面精度： 2 級－ 粗糙度?。?卷筒壁厚 ? 選取 卷筒 的 材料 一般為 鑄鐵， 其 計算 公式： 0 . 0 2 ( 6 ~ 1 0 )D? ?? (3把數(shù)值代入式 3 得： ?? D? 所以 選用 ? =12買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 ． 鋼絲繩允許 的 偏角 鋼絲繩 纏繞進出 卷筒時， 偏離角度不能大于 當選用 多層 纏繞 卷筒 與 光面卷筒 時 ， 為了避免鋼絲繩纏繞過亂，繩與卷筒平面的偏差角度 不大于 2o。 鋼絲繩纏繞系統(tǒng)布置時 ， 為了 避免槽口損壞和鋼繩脫槽 ，其纏繞進出時的滑輪槽最大偏角 不大于 5o。 6． 卷筒強度計算 鋼絲繩拉 動卷筒時 ， 會發(fā)生 彎曲 、 壓縮和扭轉(zhuǎn) 等變化 ， 當中 壓縮應(yīng)力較其余的力大 。當 3時，壓縮應(yīng)力 10% ~ 15% 大于 扭轉(zhuǎn) 和 彎曲的合成應(yīng)力， 所以計算 應(yīng)力 時只計算壓縮應(yīng)力 。當 3時，彎曲應(yīng)力 的變化相對多，所以需要計算彎曲應(yīng)力 。 在進行相應(yīng)的計算后，