W1100型液壓絞車設(shè)計(jì)【含5張CAD圖】
【需要咨詢購買全套設(shè)計(jì)請(qǐng)加QQ1459919609】圖紙預(yù)覽詳情如下：
IW1100 型液壓絞車設(shè)計(jì)摘 要此次設(shè)計(jì)是液壓絞車的總設(shè)計(jì)，在了解學(xué)習(xí)了液壓絞車的原理，對(duì)于實(shí)際使用環(huán)境的深入調(diào)查，整體設(shè)計(jì)液壓絞車。液壓絞車的設(shè)計(jì)分成兩大方面，一方面為絞車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，例如卷筒、主軸等設(shè)計(jì)，另一方面為絞車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)液壓絞車的液壓回路，根據(jù)使用要求和工況計(jì)算選液壓系統(tǒng)的元件，并在整體上配有離合器、制動(dòng)器等元件，在最后用支架將其整合。絞車與液壓系統(tǒng)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速雙向，易轉(zhuǎn)彎。它在低速時(shí)更穩(wěn)定，允許長時(shí)間的負(fù)載。在礦井運(yùn)輸中使用時(shí)，安全性更高，不會(huì)突然失重。液壓系統(tǒng)可通過高壓溢流或壓力補(bǔ)償器雙向限制。液壓電源代替了原來的電能，降低了電氣設(shè)備的危險(xiǎn)性。與電動(dòng)絞車相比，液壓絞車可自動(dòng)潤滑，具有使用壽命長、維護(hù)成本低的優(yōu)點(diǎn)。其次，液壓馬達(dá)的應(yīng)用改變了許多絞車的特點(diǎn)，并在各種工程應(yīng)用中改變了液壓絞車，以滿足新的工程要求。關(guān)鍵詞：液壓絞車；卷筒；液壓系統(tǒng)IIABSTRACTThis design is to analyze the working principle，the working environment and the working characteristic of the hydraulic winch，and union reality，after the careful observation，I design the overall construction，and choose，compute and examine the various parts of the hydraulic winch. The winch is made up of the import hydraulic motor， import balancing valve，the brake of many pieces，coupling ，reel，supporting axle and rack . Also we may design the valve group for the distributor of the motor，like with balancing valve，high-pressured shuttle valve，velocity modulation cross valve or other performance valve groups. The characteristic of the construction is compact ，small ，light，beautiful and so on，the characteristic of the performance is safe，the high efficiency，the big start torque ，the best low-speed stability characteristic，the low noise， the reliable operation. The winch is quite steadily in the work of promotion and relaxation ， The winch with the coupling also may release the things free ，It is popular to the railroad locomotive ， the auto hoist，the ships， the oil field of drills picks，the geological prospecting，the coal mine，the harbor and the each kind of hoisting equipment.Key Words：Hydraulic winch；Drum ；The hydraulic systemI目 錄摘 要 .........................................................IABSTRACT........................................................II1 緒論 ..........................................................11.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)概論 .................................................................................11.2 絞車的簡介 .............................................................................................22 絞車方案設(shè)計(jì) .................................................42.1 絞車機(jī)構(gòu)要求 .........................................................................................42.2 絞車系統(tǒng)方案 .........................................................................................42.3 絞車組成及工作過程分析 .....................................................................73 絞車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................133.1 鋼絲繩的選用 .......................................................................................133.2 絞車卷筒的設(shè)計(jì) ...................................................................................133.3 主軸的設(shè)計(jì) ...........................................................................................173.4 離合器的選用 .......................................................................................233.5 制動(dòng)器的選用 .......................................................................................274 絞車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................324.1 液壓系統(tǒng)圖設(shè)計(jì) ...................................................................................324.2 液壓馬達(dá)參數(shù)計(jì)算選擇 .......................................................................324.3 液壓系統(tǒng)元件選擇 ...............................................................................355 結(jié) 論 ......................................................37參 考 文 獻(xiàn) .....................................................38II附錄 1：外文翻譯 ................................................39附錄 2：外文原文 ................................................44致 謝 ........................................................49W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 1 -1 緒論1.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)概論1.1.1 傳動(dòng)類型及液壓傳動(dòng)的定義原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作機(jī)是組成一臺(tái)完整機(jī)器的基礎(chǔ)。原動(dòng)機(jī)為機(jī)器提供動(dòng)力源，通常為電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)；機(jī)器直接對(duì)外做功則需通過工作機(jī)；為了滿足工作機(jī)外部工作的需要，需要原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制?，F(xiàn)在的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)件的不同，分為流體傳動(dòng)、電器傳動(dòng)及機(jī)械傳動(dòng)及復(fù)合傳動(dòng)等。流體傳動(dòng)又分為液力傳動(dòng)以及液壓傳動(dòng)。 [3]此次設(shè)計(jì)采取液壓傳動(dòng)的方式，它是由受壓液體作為工作介質(zhì)進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳遞、控制與分配來進(jìn)行的液體傳動(dòng)，因其較大的優(yōu)點(diǎn)，被現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)方面大范圍的采用。在大型的傳動(dòng)系統(tǒng)中，可以很普遍的看到各種液壓傳動(dòng)裝置，可以在較小的占地提供加大的力，是日常工程不可或缺的一部分。1.1.2 液壓系統(tǒng)的組成部分液壓系統(tǒng)的作用是通過改變壓力來增加力，由動(dòng)力部件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制部件、輔助部件五大部分組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)可被分為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)以及液壓控制系統(tǒng)兩大類。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要功能是傳遞動(dòng)力以及動(dòng)力。液壓控制系統(tǒng)應(yīng)使液壓系統(tǒng)的輸出滿足一定的性能要求，特別是動(dòng)態(tài)性能。 [2]機(jī)械上所說的液壓系統(tǒng)通常指液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)需要經(jīng)過仔細(xì)的液壓回路設(shè)計(jì)，保證液壓回路能有所需的工況相配合，由液壓泵來提供能量，經(jīng)過液壓控制閥來實(shí)習(xí)液壓回路的控制，譬如壓力控制、速度控制和方向控制，執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般選用液壓馬達(dá)或采用液壓缸，最后輔以液壓輔件來保證液壓油的可用性。 [4]1.1.3 液壓系統(tǒng)的分類液壓系統(tǒng)分類，如圖 1.1 所示1.1.4 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)相較其他控制系統(tǒng)，液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)和控制技術(shù)有如下幾個(gè)方面W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 2 -（1）優(yōu)點(diǎn)①體積小、重量輕；②剛度大、高精度、響應(yīng)較快快；③驅(qū)動(dòng)力良好，適用于重載直接驅(qū)動(dòng)；④調(diào)速范圍寬，調(diào)速方式多樣；⑤自潤滑、自冷卻、長壽命；⑥易于實(shí)現(xiàn)安全性。（2）缺點(diǎn)①抗工作流體污染能力差；②對(duì)溫度變化敏感；③隱藏泄漏隱患；④制造難度大，成本高；⑤不適合長距離傳輸，需要液壓能圖 0.1 液壓系統(tǒng)分類W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 3 -1.2 絞車的簡介絞車是一種小型的起重設(shè)備，又稱卷揚(yáng)機(jī)。它可以獨(dú)立使用，也可以應(yīng)用于起重、筑路和礦井提升等機(jī)械中的組成部件，因其移置方便、結(jié)構(gòu)緊湊和操作簡單而廣泛應(yīng)用。 [5]絞車在船用和礦用中起到十分重要的作用，它可以在礦井中用于人員、物資及礦產(chǎn)品的送入和輸出。絞車系統(tǒng)主要包括主鼓組件、懸掛架和屏蔽組件、角傳動(dòng)箱總成、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置、主鼓式制動(dòng)系統(tǒng)、主制動(dòng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)、水制動(dòng)、水制動(dòng)水循環(huán)系統(tǒng)、絞車動(dòng)態(tài)輸入輸出屏蔽、防碰撞安裝等。鉆機(jī)和絞車的絞車部件安裝在動(dòng)力絞車的絞車上，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝拆卸方便。 [6]絞車分為氣動(dòng)、手動(dòng)、電動(dòng)以及液壓這三類。分類可分為施工絞車和船絞車。液壓絞車主要是額定載荷較高的絞車。 [9]一般來說，絞車 10t 和 5000 噸以上的絞車被設(shè)計(jì)成液壓絞車。其結(jié)構(gòu)主要由液壓馬達(dá)（低速或者高速電機(jī)）、液壓常閉多盤式制動(dòng)器、行星齒輪箱、離合器（選擇）、滾筒、支撐軸、齒條、鋼絲繩壓力機(jī)組成。 [8]該液壓馬達(dá)具有較高的機(jī)械效率、高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并可根據(jù)工作條件采用不同的流量裝置，并可根據(jù)平衡閥、過載閥、高壓液等要求直接集成到發(fā)動(dòng)機(jī)燃油分配器中。 [11]閥有調(diào)速閥或其他性能閥組、制動(dòng)器、用于減速的行星齒輪箱等。安裝在卷筒上，根據(jù)機(jī)械要求來設(shè)計(jì)卷筒、支撐軸及框架。整體結(jié)構(gòu)簡單合理，同時(shí)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此，絞車具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地體積小、重量輕便、外形美觀等特點(diǎn)。在性能方面，具有安全性能好、高效率、有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、低速穩(wěn)定性好、噪音小、能可靠運(yùn)行等特點(diǎn)。 [7]絞車可通過電機(jī)或液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)習(xí)絞車的放繩和卷繩過程，方便了現(xiàn)實(shí)生活中的操作，且減小了占地面積。W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 4 -2 絞車方案設(shè)計(jì)2.1 絞車機(jī)構(gòu)要求絞車正常安全作業(yè)，必須滿足一下幾點(diǎn)要求（1）具有足夠的容繩量。絞車在作業(yè)是都需依靠鋼絲繩的卷放來完成，需要一定形成，所以需要有較大的容繩量。（2）具有滿足作業(yè)的功率。絞車在作業(yè)中需要裝載一定重量的物品，且運(yùn)行過程中不全為穩(wěn)定速度的運(yùn)行，有一定加速或減速，此時(shí)就需要產(chǎn)生一定拉力。（3）配備可靠的剎車系統(tǒng)。絞車在運(yùn)行中會(huì)有緊急事件的發(fā)生，此時(shí)則需要使用剎車來緊急制動(dòng)（4）滿足作業(yè)的強(qiáng)度和剛度。絞車除了載重物品的重量以外還有鋼絲繩的自重，另外在作業(yè)過程中有一定的變化載荷，且工作過程中需要平衡自身的重量。（5）滿足作業(yè)的調(diào)速范圍。為了適應(yīng)絞車工作時(shí)需要不同速度的要求來配合承載不同的物品。2.2 絞車系統(tǒng)方案目前的液壓絞車多數(shù)采用行星齒輪傳動(dòng)，通過變量液壓馬達(dá)或者控制多泵的方式來控制作業(yè)時(shí)的速度，從而來滿足工作要求。2.2.1 絞車方案分析方案 1：液壓馬達(dá)和制動(dòng)器放在卷筒左側(cè)、行星減速器放在在卷筒的右側(cè)，形成對(duì)稱布置，如圖 2.1 所示。W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 5 -圖 2.1 方案 1此方案液壓馬達(dá)與制動(dòng)器在卷筒軸線的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)簡單，安裝精度要求低，由于行星減速器在卷筒的兩側(cè)，由于中間的減速器由齒輪組成，絞車的重量將大大增加，且占地面積較大，對(duì)工程實(shí)施的環(huán)境較高，體積較大，但維修簡單。方案 2：在卷筒的兩側(cè)分別布置液壓馬達(dá)及制動(dòng)器，將行星減速器裝在卷筒內(nèi)部，如圖 2.2 所示。圖 2.2 方案 2W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 6 -此方案液壓馬達(dá)及制動(dòng)器在卷筒的兩側(cè)，在卷筒的內(nèi)部放置行星減速器。此方案體積占地小，當(dāng)時(shí)卷筒內(nèi)空間有限，對(duì)于減速器的要求高，需要多對(duì)齒輪嚙合來調(diào)整轉(zhuǎn)速，對(duì)于齒輪的精度要求高且加工困難，更需要高精度的安裝，且維修困難。方案 3：在卷筒同一側(cè)放置液壓馬達(dá)、制動(dòng)器，將行星減速器裝在卷筒內(nèi)如圖 2.3所示。此方案和方案 2 相同，區(qū)別僅在于制動(dòng)布置位置的改動(dòng)。將制動(dòng)器和離合器放在同一邊，長期使用會(huì)導(dǎo)致卷筒形變，而且一邊受力容易發(fā)生突發(fā)情況。方案 4：液壓馬達(dá)、行星減速器和制動(dòng)器均放置在卷筒內(nèi)部，如圖 2.4 所示。此方案比之前三方案的結(jié)構(gòu)更加緊湊，對(duì)于安裝的要求更高，且難以維修和調(diào)試。因?yàn)樾枰胖眠^多的器件，在有效的卷筒空間內(nèi)，對(duì)于選取各個(gè)器件有較大的挑戰(zhàn)，或者是導(dǎo)致卷筒的直徑過大，與長度不符，導(dǎo)致卷筒重心不穩(wěn)，不利于絞車的安全性。方案 5：在卷筒的同一側(cè)同時(shí)布置液壓馬達(dá)、行星減速器和制動(dòng)器，如圖 2.5 所示。此方案將液壓馬達(dá)、制動(dòng)器及行星減速器放置于同一方向，占地體積大，總體布置有一定難度。2.2.2 此次設(shè)計(jì)方案此次設(shè)計(jì)給出的設(shè)計(jì)，載重量較小，且線速度較慢。為減小液壓絞車的占地面積，選擇放棄使用減速器，直接選用低速大扭矩馬達(dá)。而且由馬達(dá)直接帶動(dòng)滾筒可減少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的要求，減輕絞車的重量，方便制造。采用離合器與制動(dòng)器相對(duì)對(duì)稱，可保證主軸的強(qiáng)度，也可以保證力的平衡，利于絞車的平穩(wěn)運(yùn)行，如圖 2.6 所示從圖 2.6 看，液壓馬達(dá)和滾筒在同一根軸上W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 7 -圖 2.3 方案 3圖 2.3 方案 4W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 8 -圖 2.5 方案 5圖 2.6 設(shè)計(jì)方案2.3 絞車組成及工作過程分析根據(jù)本設(shè)計(jì)的方案，此次絞車機(jī)構(gòu)由滾筒軸、支架、滾筒支座、滾筒、剎車機(jī)構(gòu)、離合器、液壓馬達(dá)及其馬達(dá)支座等組成，式中的剎車機(jī)構(gòu)暫時(shí)選擇常閉多片盤式起動(dòng)器。2.3.1 絞車機(jī)構(gòu)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 9 -卷筒底層拉力 F=1100kfg，鋼絲繩線速度 V=60m/min。 2.3.2 絞車機(jī)構(gòu)的工作過程分析此次設(shè)計(jì)的絞車需依靠控制三位四通電磁閥來改變液壓馬達(dá)的通路，從而實(shí)現(xiàn)絞車速度的變化，其中包括在未達(dá)到指定平穩(wěn)運(yùn)行速度前的加速、到達(dá)平穩(wěn)運(yùn)行速度時(shí)的勻速運(yùn)動(dòng)及在到達(dá)指定位置點(diǎn)需停下來的減速制動(dòng)運(yùn)動(dòng)，簡單說分為三部分：勻加速運(yùn)動(dòng)→勻速運(yùn)動(dòng)→勻減速運(yùn)動(dòng)，如圖 2.7 所示。稱勻加速運(yùn)動(dòng)所耗的時(shí)間為加速時(shí)間（t 1），勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為勻速時(shí)間（t2），減速制動(dòng)這段時(shí)間稱為制動(dòng)時(shí)間（t3）圖 2.7 絞車運(yùn)動(dòng)分析2.3.3 卷筒受力分析絞車分升降兩個(gè)過程，除了有鋼絲繩自重與貨物自重以為還有在勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)候產(chǎn)生的動(dòng)載荷，在下面分別具體分析，其中 V 是已給的設(shè)計(jì)參數(shù)， V=60m/min。（1）絞車收繩即起升過程中①勻加速過程中卷筒在收繩時(shí)，貨物從靜止勻加速到 V，此過程受力圖，如圖 2.8 所示。W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 10 -圖 2.8 受力分析（2.1）??=????+????式中， ????為靜載荷；????為 由于加速 產(chǎn) 生的 動(dòng)載 荷 。從圖中和式子中可知，在勻加速運(yùn)動(dòng)中，繩子的拉力增加。②勻速過程中卷筒在收繩時(shí)，貨物勻速運(yùn)輸，此過程受力圖，如圖 2.9 所示。W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 11 -圖 2.9 受力圖（2.2）??=????式中， ????為靜載荷；從圖中和式子中可知，在勻速運(yùn)動(dòng)中，繩子的拉力等于靜載荷。3）勻減速過程中卷筒在收繩時(shí)，貨物勻減速運(yùn)輸準(zhǔn)備制動(dòng)，此過程受力圖，如圖 2.10 所示。W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 12 -圖 2.10 受力圖（2.3）??=?????????式中， ????為靜載荷；????為 動(dòng)載 荷 。從圖中和式子中可知，在勻減速運(yùn)動(dòng)中，繩子的拉力減小。（2）絞車放繩即下降過程中①勻加速過程中卷筒在收繩時(shí)，貨物從靜止勻加速到 V，此過程受力圖，如圖 2.11 所示W(wǎng)1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 13 -圖 2.11 受力圖（2.4）??=?????????式中， 為靜載荷；????為動(dòng)載荷。????從圖中和式子中可知，在勻加速運(yùn)動(dòng)中，繩子的拉力減小。②勻速過程中卷筒在收繩時(shí)，貨物勻速運(yùn)輸，此過程受力圖，如圖 2.12 所示。（2.5）??=????式中， 為靜載荷；????從圖中和式子中可知，在勻速運(yùn)動(dòng)中，繩子的拉力等于靜載荷。③勻減速過程中卷筒在放繩時(shí)，貨物勻減速運(yùn)輸準(zhǔn)備制動(dòng)，此過程受力圖，如圖 2.13 所示。（2.6）??=?????????式中， 為靜載荷；????W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 14 -為動(dòng)載荷。????從圖中和式子中可知，在勻減速運(yùn)動(dòng)中，繩子的拉力增大。圖 2.12 受力圖圖 2.13 受力圖W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 15 -3.4 絞車受力分析結(jié)論綜上六種情況，可知在絞車上升加速過程和絞車下降減速過程中，鋼絲繩受力增大，較為危險(xiǎn)，在之后的絞車計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)里應(yīng)以此兩種情況最為重點(diǎn)分析。因此在上升加速中，（2.7）????≥????+??????????式中， 為絞車啟動(dòng)力矩；????為絞車靜阻力力矩；????為絞車最大慣性力力矩??????????在下降過程中，（2.8）????≥????+??????????式中， 為絞車制動(dòng)力矩；????為絞車靜阻力力矩；????為絞車最大慣性力力矩??????????W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 16 -3 絞車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 鋼絲繩的選用鋼絲繩的直徑為 d=8mm。3.1.1 鋼絲繩概述及分類鋼絲繩在絞車系統(tǒng)的主要作用就是承載，它是鋼絲按照一定規(guī)律捻成的繩索，對(duì)于鋼絲繩的要求是，鋼絲繩自重小、結(jié)構(gòu)牢固不易斷裂、有較高的強(qiáng)度。 [1]根據(jù)表面狀況的分類，鋼絲繩可分為四種類型：涂塑鋼絲、鍍鋅鋼絲繩、磷化涂覆鋼絲繩和光面鋼絲繩。若按股的構(gòu)造分，可分為點(diǎn)、線和面接觸，線接觸具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載力大、撓性較好和壽命較長的優(yōu)點(diǎn)。按照捻制方法分為單股繩、雙股繩和三捻繩。其中三捻繩主要用于直徑 60mm 以上的規(guī)格的鋼絲，顯然不適合本次設(shè)計(jì)。3.1.2 鋼絲繩選擇本設(shè)計(jì)考慮到絞車長期處于環(huán)境較差容易被腐蝕，即需要較強(qiáng)的耐磨損和耐腐蝕的能力，選用目前有中國發(fā)明的磷化涂層鋼絲繩。3.2 絞車卷筒的設(shè)計(jì)3.2.1 絞車卷筒概述卷筒是絞車升降系統(tǒng)里最重要的一部分，它是由筒體、連接盤、軸以及軸承支架等構(gòu)成的。卷筒通過對(duì)鋼絲繩的收卷，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為繩的直線運(yùn)動(dòng)來控制貨物的升降，因此卷筒的強(qiáng)度非常重要，需要保證可靠性，使絞車能平穩(wěn)運(yùn)行。 [11]在卷筒分類方面，可以根據(jù)卷筒形狀分為長軸卷筒和短軸卷筒。長軸卷筒是目前被普遍使用的卷筒，其包括帶大齒輪的卷筒組和齒輪連接盤，其卷筒長度長對(duì)卷筒的壁厚有一定要求；短軸卷筒剛度大，但是容繩量有限。按卷筒表面分，可分為光面卷筒和螺旋槽卷筒，由于光面摩擦力小，鋼絲繩會(huì)向內(nèi)擠壓，相鄰鋼絲繩直接產(chǎn)生摩擦W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 17 -嚴(yán)重影響鋼絲繩的壽命；有螺旋槽的卷筒，鋼絲繩會(huì)按照槽面有序分布，線圈間有一定空隙，降低單位間的壓力。 [13]按照鋼絲繩的層數(shù)分有單層纏繞卷筒和多層纏繞卷筒，單層纏繞卷筒構(gòu)造簡單且安全性好，多層纏繞卷筒適用于行程大，載荷較小的絞車。按制造方式分有鑄造卷筒和焊接卷筒之分，其中鑄造卷筒的強(qiáng)度較高但是成本較低，焊接卷筒的強(qiáng)度較低，需要增大卷筒的直徑和增加壁厚來承受較大的應(yīng)力。3.2.2 絞車卷筒方案的初步選擇此次設(shè)計(jì)已知鋼絲繩為 3 層纏繞卷筒，需采用多層纏繞卷筒。由于起升行程較大，若使用單聯(lián)卷筒勢必會(huì)有較長的卷筒長度，會(huì)同步要求增加卷筒的壁厚，隨之，增加其自重，對(duì)于整體的安全性有大大的影響。因此，選用多層纏繞卷筒，在縮小卷筒長度的情況下也能減輕卷筒的自重，降低絞車的布置的占地要求。此外，筒體選用表面為有槽面的卷筒，避免多層間的鋼絲繩互相摩擦擠壓，對(duì)鋼絲繩壽命影響大，需要注意選用更為耐用的鋼絲繩。在卷筒固定方面，有楔塊固定法、長板條固定法和壓板固定法。 [10]壓板固定法占地空間大，不適用于此次的設(shè)計(jì)。此次鋼絲繩直徑為 8mm，直徑較小，可以采用楔塊固定法，不需要螺栓，適用于多層纏繞。需考慮到絞車啟動(dòng)時(shí)有一定的加速慣性力，在選取卷筒壁厚時(shí)要顧及到卷筒自身的重量和起吊時(shí)的加速還有繩自身的重量。3.2.3 絞車卷筒的參數(shù)計(jì)算已知卷筒底層拉力 F=1100kfg，鋼絲繩線速度 V=60m/min，鋼絲繩直徑 D=8mm，鋼絲繩 3 層卷筒容繩量 L=27m。參照手冊(cè)，此次絞車的利用等級(jí)為 T5/T6，載荷情況為 L1/L2，工作基本為 M5-M7。根據(jù)此次絞車為中級(jí)起重機(jī)械，在固定場所使用選用 e=25,n=5.5（1）卷筒直徑計(jì)算（3.1）??≥??(???1)=8×(25?1)=192????式中 ， ??為卷筒直徑比;??為卷筒直徑（mm）;??為鋼絲繩直徑(mm);取卷筒槽底直徑 D=200mmW1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 18 -卷筒的最小直徑計(jì)算：（3.2）????????=?d=18?8=144????式中， ????????為滾筒的最小直徑 mm:?為系數(shù)值；d為鋼絲繩直徑 mm。由計(jì)算得， ，卷筒的直徑符合設(shè)計(jì)條件。??>????????（2）多層卷繞卷筒長度計(jì)算由于此次設(shè)計(jì)采用多層卷繞卷筒 L，查機(jī)械手冊(cè)得（3.3）??=1.1????,????(??+????)（3.4）??,=(1.1~1.2)??式中， ??為多層卷繞的鋼絲繩總長度（mm）；根據(jù)已知卷筒容繩量為 27m，所以 ，??=27m把數(shù)據(jù)代入式中得??,=(1.1~2.2)??=1.5?8=12??????= 1.1????,????(??+????)=1.1?27?103?123???（ 200+3?8） =168.8????取多層卷繞卷筒長度 。??=200????（3）卷筒繩槽的選擇上文已選有螺旋槽的卷筒，此種卷筒分為標(biāo)準(zhǔn)槽和深槽。標(biāo)準(zhǔn)槽在市面是被普遍運(yùn)用，深槽則是用于特殊要求，例如在高速運(yùn)行中具有脫槽的危險(xiǎn)則選擇深槽，或者鋼絲繩有向上外伸的趨勢時(shí)也使用深槽。W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 19 -在理論上，多層卷繞卷筒往往采用光面卷筒，在槽面卷筒上多層的鋼絲繩可能會(huì)不按槽面進(jìn)行卷繞，會(huì)在收卷方面導(dǎo)致繩索的無規(guī)則排放，造成比光面卷筒上的鋼絲繩更大損壞。但從目前的實(shí)踐上觀察，在起步緩慢，保證卷筒底層的鋼絲繩能按照卷筒槽的規(guī)律整齊安放，有利于接下來幾層的鋼絲繩，便能有效減小鋼絲繩的損耗，可較大幅度的提高鋼絲繩的壽命，且在鋼絲繩合理的安放時(shí)能使絞車的運(yùn)行更加平穩(wěn)。因此最后決定采用有螺旋槽的卷筒。帶螺旋槽的卷筒，單層繞雙聯(lián)卷筒，可以將鋼絲繩兩端固定于卷筒的兩側(cè)來代替兩邊的檔邊。但本設(shè)計(jì)采用多層繞卷筒需設(shè)擋邊，來保證鋼絲繩不會(huì)脫離卷筒，且擋邊的高度有一定規(guī)定，應(yīng)比最外層的鋼絲繩高出 1d-1.5d。繩槽半徑 R 根據(jù)下式（3.5）??=(0.53~0.56)??取 ??=0.55??則??=0.56??=4.48????繩槽節(jié)距 計(jì)算??（3.6）??=??+(2~4)????取 ??=8+4=12????繩槽深度 計(jì)算?（3.7）?=(0.25~0.4)??取 h=0.4??=0.4?8=3.2????W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 20 -圖 3.1 卷筒凹槽圖卷筒上有螺旋槽部分長 ??0（3.7）??0=（????????????????0+??1） ??式中， ??1為固定鋼絲繩的安全圈數(shù)；。 ??為繩槽節(jié)距取 代入得??1=1.5??0=（ ????????????????0+??1） ??=( 27?1033??(200+8)+1.5)?12=183.27????取 ??0=185????（4） 繩槽表面精度：2級(jí)—— ????值12.5。（5）絞車卷筒壁厚 計(jì)算??設(shè)取卷筒材料為鑄鐵，（3.8）??=0.02??+(6~10)W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 21 -代入數(shù)據(jù)計(jì)算??=0.02?200+10=14????故選用 ??=14????卷筒壁厚強(qiáng)度計(jì)算此次設(shè)計(jì)的卷筒現(xiàn)計(jì)算所得參數(shù)： 只需要計(jì)算卷??=200????,??=200????,??≤3??。筒的壓應(yīng)力。（3.9）????=??1??2????????????≤[????]（3.10）??=????式中， ????為卷筒壁壓應(yīng)力 （ MPa） ；????????為鋼絲繩最大靜拉力（N）；??1為應(yīng)力減小系數(shù)；??2為多層卷繞系數(shù)； [????]為許用壓應(yīng)力因?yàn)榫硗苍阡摻z繩的作用下，會(huì)產(chǎn)生彈性變形，使鋼絲繩拉力減小，且此次采用多層纏繞，線圈外圈緊壓內(nèi)圈線圈，也使鋼絲繩拉力減小因此取取 ，??1=0.75。卷筒材料取鑄鐵，因此 ,其中 為極限抗壓強(qiáng)度??2=2 [????]=????/5 ????已知卷筒底層拉力為 1100N， ,????????=1100?9.8=10780??????=0.75?2?1078014?12=96.25????根據(jù)所計(jì)算的數(shù)值，查得卷筒的材料應(yīng)該取球墨鑄鐵 ，它的抗壓強(qiáng)度極802QT?限 ， ， ????=1670.65?????，因此 D1=140mm,D2=280mm 數(shù)據(jù)可行。由于 ????>????（4）離合器壓力的計(jì)算①摩擦面的壓緊力（3.26）??=???????????? 式中， ??為摩擦面的壓緊力 (??)；??為摩擦面對(duì)數(shù)， （ 為摩擦片數(shù)）。 1mz??代入數(shù)據(jù)得??= ????????????=1670.62?1000108.89?0.2?4=19177.84(??)②摩擦盤工作面的平均壓力（3.27）p=??2????????≤[??]W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 35 -（3.28）??=??2???1=70????式中， p為摩擦盤工作面的平均壓力（ ??/????2）；??為摩擦面的寬度，代入數(shù)據(jù)得，p= ??2????????= 19177.842????70?108.89=0.33??????2≤[??] =0.35 ??/????2由于 ，所以驗(yàn)算合格p≤[??]3.5 制動(dòng)器的選用3.5.1 制動(dòng)器概述（1）制動(dòng)器的作用在機(jī)械系統(tǒng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要控制系統(tǒng)的速度，此時(shí)制動(dòng)器便可以用于制動(dòng)、減速、支持這三種功能。制動(dòng)指使系統(tǒng)完全停止下來到達(dá)靜止?fàn)顟B(tài)；減速指使系統(tǒng)降低速度已達(dá)到需要的速度來滿足不同的工況；支持指系統(tǒng)的零件在系統(tǒng)切斷電源沒有動(dòng)力源的情況下，由于重力作用將要發(fā)生運(yùn)動(dòng)使用制動(dòng)器來使其保持靜止。（2）制動(dòng)器的分類及其特點(diǎn)按照制動(dòng)器的工作狀態(tài)可分為三種。①常閉式：此種制動(dòng)器通常與彈簧連接，依靠彈簧彈力緊閉制動(dòng)器，松開制動(dòng)器來使機(jī)械運(yùn)行，通常通過液壓方式頂開彈簧來運(yùn)行②常開式 ：與常閉式相反，在需要制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，使用外力讓制動(dòng)器緊閉。W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 36 -按照操縱方式分，有僅依靠依靠人力的人力操縱、電磁連接來操控、電液混和、液力操控和氣動(dòng)。（3）制動(dòng)器的選用要求①具有合理的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。首先需要滿足工況，其次不要過大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩造成能量過剩。②占據(jù)適當(dāng)?shù)目臻g大小。選取制動(dòng)器時(shí)考慮是否有足夠的空間，若有則選擇較穩(wěn)定的制動(dòng)器，例如外抱式、帶式等③考慮工況?？紤]制動(dòng)器在何種環(huán)境下使用，是否受天氣的影響，防止器件被腐蝕，或者過熱導(dǎo)致剎車片失效，需要考慮散熱。3.5.2 制動(dòng)器的選取在絞車設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到本設(shè)計(jì)的液壓絞車較小，在制動(dòng)器選取時(shí)，要考慮到制動(dòng)器的尺寸和制動(dòng)方式是否便捷。3.5.3 制動(dòng)器的性能參數(shù)計(jì)算（1）制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 的計(jì)算????由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩需滿足以下要求：（3.29）????≥????????0??2????(?????)式中， ????為制動(dòng)器制動(dòng)的轉(zhuǎn)矩；????為制動(dòng)安全系數(shù)；??0為卷筒卷繞直徑 （ mm） ；??為制動(dòng)器機(jī)械效率；??為滑動(dòng)組的倍率；??為制動(dòng)器傳動(dòng)比。其中 的值與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別有關(guān)，取 代入數(shù)據(jù)，???? ????=1.75W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 37 -????≥????????0??2????=1.5?21560?0.208?0.852?2?1 =1429.428(?????)（2） 制動(dòng)盤的設(shè)計(jì)選用初選用 B 型制動(dòng)盤式制動(dòng)器，A 型為盤與輪轂為一體，而 B 型為分體，盤跟著軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輪轂則固定，如圖 3.7 所示。圖 3.7 制動(dòng)盤式制動(dòng)器根據(jù)盤式制動(dòng)器表，選擇使用多盤式式制動(dòng)器，實(shí)體制動(dòng)盤 BSP 220 30×.×80×50實(shí)體制動(dòng)盤——BSP外徑 ——220mm??2厚度 ——30mm??1軸孔直徑 ——80mm??4輪轂長度 ——50mm??1W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 38 -（3）制動(dòng)盤有效摩擦直徑計(jì)算已知之前計(jì)算的所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ,計(jì)算制動(dòng)盤的有效摩擦直徑。????（3.30）??=????????[??]??????（3.31）??=??(??22???23)式中， ??為摩擦制動(dòng)盤的有效摩擦直徑 （ mm） ；??為摩擦制動(dòng)器的制動(dòng)安全系數(shù)；????為摩擦制動(dòng)器的 制 動(dòng)轉(zhuǎn) 矩 ????；??為摩擦制動(dòng)塊的數(shù)目，一對(duì)時(shí)取2；[??]為摩擦制動(dòng)襯塊的許用比壓力；??為每個(gè)制動(dòng)襯片的設(shè)計(jì)面積（mm）；????為動(dòng)摩擦系數(shù)，;??2,??3為摩擦制動(dòng)盤的 內(nèi) 外徑 （ mm） 。由于本設(shè)計(jì)用于工地提升，長時(shí)間暴露在空氣里，因此摩擦材料選用油浸石棉帶，取 ， ， ， ，代入????=0.1[??] =0.6??=1.5??=12??=??(??22???23)=0.013??2??= ????????[??]??????=1.5? 1430.4512?0.6?130?0.1=90.76????（4）制動(dòng)器熱量計(jì)算制動(dòng)器在制動(dòng)過程中，高速運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦制動(dòng)產(chǎn)生大量的熱能，在溫度過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致摩擦面的摩擦系數(shù)降低，加速摩擦材料的磨損，是機(jī)械制動(dòng)不穩(wěn)定導(dǎo)致制動(dòng)力矩不足。因此需要計(jì)算制動(dòng)器的散熱是否滿足要求，（3.32）????>????式中， ????為制動(dòng)器每小時(shí)散發(fā)的熱量（J）；W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 39 -????為制動(dòng)器每小時(shí)產(chǎn)生的熱量（J）。根據(jù)機(jī)械手冊(cè)得，①制動(dòng)器散熱（每小時(shí)）（3.33）????=??1+??2+??3（3.34）??1=(??1??1·+??2??2·)[(273+??1100)4?(273+??2100)4（3.35）??2=????3·(??1???2)(1?????)（3.36）??3=(∝1??1+∝2??2+∝3??3+∝4??4)(??1???2)????式中， ????為制動(dòng)器散熱 ( ????/?)??1為制動(dòng)器表面的輻射系數(shù)；??1·為制動(dòng)器表面除去制動(dòng)襯片的面積 ； 2()m??2為制動(dòng)盤表面輻射系數(shù)；??2·為制動(dòng)表面積 ； 2()m??1為襯片的許用溫度（ ）； C???2為制動(dòng)器周圍環(huán)境溫度；??為空氣自然對(duì)流散熱系數(shù)；??3·為制動(dòng)盤外露面積 ； 2()m????為制動(dòng)器機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率；∝為表面積的強(qiáng)迫散熱系數(shù)；??為對(duì)應(yīng)的制動(dòng)盤表面積 ； 2()②制動(dòng)器發(fā)熱（每小時(shí)）W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 40 -在工況分析中已知，上升加速過程和絞車下降減速過程中耗能最大。其中在上升制動(dòng)時(shí)，物體收重力作用，制動(dòng)器耗能較小，在下降制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)器需承受機(jī)構(gòu)的所有能量。(KJ/h) （3.37）????=(12????2+??????)??0??式中， ??為制動(dòng)器的輪軸的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量??為制動(dòng)器剛開始運(yùn)轉(zhuǎn)角速度 ； (/)rads??為本設(shè)計(jì)絞車平均起升重量（N）；??為本設(shè)計(jì)絞車下降制動(dòng)距離 （ m） ；??為制動(dòng)器的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率；??0為液壓絞車每小時(shí)下降制動(dòng)次數(shù)；??為制動(dòng)器 制 動(dòng)時(shí) 的 熱功當(dāng)量。計(jì)算得， ， (KJ/h)，????=170.435(????/?) ????=156.768????>????散熱大于發(fā)熱量，合格。（5） 制動(dòng)器受力計(jì)算制動(dòng)器受力如圖 3.8 所示，根據(jù)公式：軸向推力 ????（3.38）????=????????????×102摩擦盤有效面直徑 ????（3.39）????=23??3?????3????2?????2??當(dāng) 時(shí)，可取????≤1.8???? ????=????+????2W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 41 -式中， 為絞車的計(jì)算制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ；???? Nm?????、 ????為摩擦面的半徑 （ cm） ；????為軸向推力 ??；??為摩擦副數(shù)目；??為摩擦系數(shù)。在全盤式摩擦式制動(dòng)器中，取 由之前計(jì)算得????=（ 1.2~2.5)????=56mm， ，所以取????=84mm，???? ????≤1.8???? ????=7.47????把數(shù)值代入前式得：????= 1430.455?0.45?7.47×102=8.5KN制動(dòng)所用的電磁鐵和彈簧根據(jù)所計(jì)算的軸向推力 來取。aF圖 3.8 制動(dòng)器制動(dòng)盤受力圖W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 42 -W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 43 -4 絞車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 液壓系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)圖如圖 4.1 所示。圖 4.1 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)圖解釋：1-油箱，2-濾油器，3-液壓泵，4-溢流閥，5-三位四通電磁換向閥，6- 溢流閥， 7-液壓馬達(dá)， 8-制動(dòng)器，9- 單向閥， 10-調(diào)速閥，11-外控式平衡閥。溢流閥 4 可用于液壓泵的穩(wěn)定壓強(qiáng)，防止液壓泵壓強(qiáng)過大；制動(dòng)器 8 可緊急制動(dòng)；單向閥 9 與節(jié)流閥 10 形成一個(gè)簡單的速度控制回路，也可用來調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)需要液壓絞車上升時(shí)是，打開 2YA 關(guān)閉 1YA 和 3YA，當(dāng)需要液壓絞車放繩時(shí)，打開3YA 關(guān)閉 1YA 和 2YA，當(dāng)需要液壓馬達(dá)制動(dòng)時(shí)，打開 1YA 關(guān)閉 2YA 和 3YA。W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 44 -4.2 液壓馬達(dá)參數(shù)計(jì)算選擇4.2.1 液壓馬達(dá)概述液壓馬達(dá)和液壓缸都是是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，液體被用作傳遞和移動(dòng)介質(zhì)。原始液體的壓力被轉(zhuǎn)換成可直接使用的機(jī)械能。由于液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍廣，體積小，方便系統(tǒng)總成的設(shè)計(jì)，在各種機(jī)械工程領(lǐng)域廣泛使用。在不同場合選擇合適的液壓馬達(dá)或者液壓缸來實(shí)習(xí)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。 [12]根據(jù)液壓馬達(dá)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作方式，可分為齒輪液壓馬達(dá)、葉片馬達(dá)、軸向柱塞液壓馬達(dá)和徑向柱塞馬達(dá)。（1）齒輪馬達(dá)：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，輸出力均勻，但其需要密封，容積效率低，且精度較差，適用于高速小轉(zhuǎn)矩。齒輪馬達(dá)也有高壓的齒輪馬達(dá)在特殊場合使用。（2）葉片馬達(dá)：葉片兩側(cè)的不平衡力使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生扭矩。液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速取決于馬達(dá)的流量，葉片式的馬達(dá)可正反雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，在葉片底部裝有預(yù)緊彈簧來保證馬達(dá)的密封性。葉片式馬達(dá)由于體積小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小，轉(zhuǎn)向方便，常常被需要換向頻繁、轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小的場合。（3）軸向柱塞液壓馬達(dá)：油分配板和斜盤固定，缸體旋轉(zhuǎn)，并對(duì)缸體中心產(chǎn)生扭矩。通過改變斜盤的傾角，可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、速度和轉(zhuǎn)向。傾斜角越大，產(chǎn)生的扭矩越大，速度越小。（4）徑向柱塞馬達(dá)：定子與缸體具有一點(diǎn)的偏心距，當(dāng)壓力油進(jìn)入時(shí)，定子對(duì)柱塞的反作用力分解某一方向的力對(duì)缸體產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩，是缸體旋轉(zhuǎn)。通常用于低速大轉(zhuǎn)矩的場合。根據(jù)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，可分為高速電動(dòng)機(jī)和低速電動(dòng)機(jī)。高速電機(jī)與低速電機(jī)的分線為 500 r/min，對(duì)于高速液壓馬達(dá)，其轉(zhuǎn)速高于 500 r/min，反之亦然。4.2.2 液壓馬達(dá)參數(shù)計(jì)算選擇根據(jù)選取此次設(shè)計(jì)的液壓馬達(dá)工作壓力 P=16.5MP，總排量 Q=520ml/r，在此前經(jīng)過計(jì)算選擇采用低速大扭矩的液壓馬達(dá)，因此查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取的液壓馬達(dá)的型號(hào)為 1JMD 徑向柱塞液壓馬達(dá)，具體型號(hào)為 1JMD-63，參數(shù)見（表 4.1）。W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 45 -表 4.1 液壓馬達(dá)參數(shù)表4.2.3 液壓馬達(dá)參數(shù)驗(yàn)算（1）滿載上升過程中馬達(dá)的輸出功率 ????（4.1）????=??2????1000??(????)① 額定起升載荷（4.2）??=?????式中， ??2為起升載荷動(dòng)載系數(shù)，；??為額定起升載荷 （ N） ；??為物品起升速度 （ ??/??） ；??為機(jī)械總效率，鋼絲繩自由端拉力（N）； ??為??為滑輪組倍率。式中一般取 ，初步計(jì)算時(shí)，取 。已知??2=1.15~1.3 ??=0.8~0.85。參考資料起升載荷 時(shí)，滑輪組????????=1100?9.8=10780??=10.78???? ????≤50????倍率 ， 時(shí)， ， 時(shí)， ，由此得??=2 50????≤????≤250??????=3~6 ????>250??????≥8。??=2將已知數(shù)據(jù)代入得 ??=?????=10780?2=21560??=21.56????（2）物品提升速度 ??（4.3）??=??0??型號(hào) 排量（mr/r） 壓力（MPa） 轉(zhuǎn)速（r/min ） 效率 轉(zhuǎn)矩（N/m）額定 最高 最低 最高 容積 總 額定 最高1JMD-63 78016 22 10 200 0.95 0.85 1815 2500W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 46 -式中， ??0為鋼絲繩線速度 （ ??/??????）已知， ??0=60????????=1??/??；代入得 。??=12=0.5??/??（4.4）????=??2????1000??(????)式子中，取 ， =0.85，卷筒機(jī)械效率??2=1.15?? ????=0.97代入式子 ????=1.15?21560?0.51000?0.85=14.58????②滿載起升過程中馬達(dá)輸出扭矩 ????（4.5）????=??2??[??+(2???1)??]2??????????式中， ????為馬達(dá)輸出扭矩 (?????)；??為減速器傳動(dòng)比；??為鋼繩在卷筒上的卷繞層數(shù)。無減速器 ，取 代入數(shù)據(jù)得取i =1 z=3????=1.2?21560?[0.2+(2?3?1)?0.008]2?2?1?0.85?0.97 =1804.3?????所選用的馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)矩為 =1815 ，因?yàn)?，所以選用的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩符TNm?mT?合要求。（3）計(jì)算液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 和輸入油量???? ????①馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 ????（4.6）????=60????????[??+（z ?1）d把數(shù)據(jù)代入????= 60?2?1?0.5??[0.2+2?0.008]=88.42??/??????W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 47 -②馬達(dá)輸入油量 ????（4.7）????=??????????????（4.8）????????????????式中， ????為液壓馬達(dá)的排量（ml/r）；??????為液壓馬達(dá)容積效率；????為液壓馬達(dá)總效率；??????為液壓馬達(dá)機(jī)械效率。查表取 ，????=0.85??????=0.9將數(shù)據(jù)代入得??????= ??????????=0.850.9=0.95????=??????????????=520?10?6?88.420.95 =4.84×10?2（ ??3/??）1JMD-63 液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速范圍為 n=10~200r/min，而計(jì)算得 =88.5 r/min，所以馬達(dá)mn的轉(zhuǎn)速符合要求。4.3 液壓系統(tǒng)元件選擇（1）液壓泵的選擇①計(jì)算液壓泵的最大工作壓力 ????????≥??1+∑Δ??式中， ；??1為 液 壓馬 達(dá)的最大工作 壓 力 ， ????∑Δ??為 系 統(tǒng)進(jìn) 油的 總壓 力 損 失 。W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 48 -(4.9)????=22+0.5=22.5??????②計(jì)算液壓泵的最大流量????≥????=??∑??式中， ????為 系 統(tǒng) 所需的流量??為 泄露系數(shù) ， 取 1.1?1.3計(jì)算得 ????≥156??/??????查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取液壓泵的型號(hào)為 P7600-F112 高壓齒輪泵，如表 4.2 所示。表 4.2 齒輪泵參數(shù)系列: P7600型號(hào): P7600-F112排量 mL/r 112齒寬 in: 1(3/4)壓力 MPa|額定: 23壓力 MPa|最高: 28工作轉(zhuǎn)速 r/min 2400輸入功率 /kW: 123.2（2）液壓控制閥的選擇根據(jù)系統(tǒng)的最高壓力和通過閥的實(shí)際流量選取，如表 4.3 所示。表 4.3 液壓控制閥的選擇控制閥 型號(hào)溢流閥 FBG-06-250-10三位四通電磁換向閥 4WEH10W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 49 -單向閥 S30P1調(diào)速閥 SRCT-20外控式平衡閥 DA32（3）液壓輔助元件選擇的選擇，如表 4.4 所示表 4.4 液壓輔助元件選擇的選擇輔助元件 型號(hào)液壓基站 YJZ 液壓站油箱 尺寸為 450x720濾油器 XU-32x200W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 50 -5 結(jié) 論（1）絞車的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，通過認(rèn)真絞車各個(gè)部件的功能，結(jié)合現(xiàn)有的可選絞車部件，查找相關(guān)文獻(xiàn)，在這些基礎(chǔ)上，選擇合適的原器件。使這個(gè)液壓絞車符合工況，降低成本。（2）對(duì)絞車卷筒的設(shè)計(jì)。通過查看各種相關(guān)資料，可以知道卷筒是一個(gè)組合件，卷筒的材料對(duì)絞車的承載能力有很大影響。在翻閱較多的資料，結(jié)合實(shí)際，發(fā)現(xiàn)有凹槽的卷筒能延長絞車的壽命。（3）對(duì)離合器與制動(dòng)器的選擇，可以通過計(jì)算，翻閱專用書籍，查看適用的參數(shù)。（4）對(duì)液壓元件的選擇，參考了經(jīng)典的液壓系統(tǒng)。在教科書上找到適用的公式，配合目前先市面上可供選擇的型號(hào)進(jìn)行元器件的選擇，組成液壓系統(tǒng)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，將大學(xué)四年來所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)首次應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)絞車的設(shè)計(jì)等有了詳盡的了解。在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中綜合應(yīng)用了機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械材料，機(jī)械制圖，液壓與氣壓傳動(dòng)和機(jī)械制造基礎(chǔ)等。液壓絞車在將來的發(fā)展中，會(huì)和控制系統(tǒng)相結(jié)合，將會(huì)大大簡化絞車的結(jié)構(gòu)，操作性更加安全便捷，控制更加精確。執(zhí)行機(jī)構(gòu)在液壓絞車上的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來多。液壓馬達(dá)實(shí)用性的增加將會(huì)大大改變了許多絞車的面貌，各種工程應(yīng)用領(lǐng)域的液壓絞車將會(huì)出現(xiàn)不同程度的改進(jìn)與創(chuàng)新，以滿足新的工程實(shí)際要求。W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 51 -參 考 文 獻(xiàn)[1]閻邦椿. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2010.[2]李振軍. 液壓傳動(dòng)與控制[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009.[3]蔣瑞萍，周鑫.機(jī)械知識(shí)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2008.[4]張福旺. 礦用液壓絞車在井下生產(chǎn)的應(yīng)用[J].機(jī)械管理開發(fā),2017,5.[5]崔若凡. 礦用絞車的改進(jìn)設(shè)計(jì)與研究[J].煤炭與化工,2014,3.[6]楊德強(qiáng). 同步液壓絞車研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2015,8.[7]李亞南，朱鵬程，鄢華林. 一種張力釋放型液壓絞車的設(shè)計(jì)研究[J].液壓與氣動(dòng),2014,2.[8] 楊華溢. 張緊絞車離合器、制動(dòng)器、液壓馬達(dá)拆裝與檢測裝置設(shè)計(jì)[J].液科技創(chuàng)新,2015,7.[9] 徐廣闊. 大功率液壓絞車新型液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D].浙江工業(yè)大學(xué),2013.[10] 潘成杰. 煤礦井下車載液壓絞車的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J].煤炭工程,2016,2 期.[11] 徐寶富，羊衍貴，諶志新，徐志強(qiáng). 液壓絞車節(jié)能型試驗(yàn)裝置[J].中國工程機(jī)械學(xué)報(bào),2014,1.[12] 張利平.液壓氣動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2016.[13] 林葦. 超深井鉆機(jī)絞車起升系統(tǒng)研究[D].吉林大學(xué),2013 年.[14] M.Octrue ,A.Nicolle ,R.Genevier ,C.Lefebvre. A NEW EXPERIMENT APPROACH TO TEST OPEN GEARS FOR WINCH DRUMS[J].Procedia Engineering.6th Fatigue Design conference ,Fatigue Design 2015.[15]Zhou Entao, Yang Wenlin. Research on the Motion Tracking FeedforwardControl of Hydraulic Winch[J].,2011,2W1100 型 液 壓 絞 車 設(shè) 計(jì)- 52 -附錄 1：外文翻譯液壓絞車運(yùn)動(dòng)跟蹤前饋控制的研究摘要：液壓絞車驅(qū)動(dòng)裝置一般采用電子液壓比例閥控制的液壓馬達(dá)。液壓絞車廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域。液壓絞車需要跟蹤特定運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓絞車的響應(yīng)速度對(duì)控制精度有著深刻的影響。為提高液壓絞車運(yùn)動(dòng)跟蹤控制精度，設(shè)計(jì)了液壓絞車運(yùn)動(dòng)跟蹤前饋控制。液壓絞車運(yùn)動(dòng)跟蹤前饋控制試驗(yàn)表明，液壓絞車的非線性降低了運(yùn)動(dòng)跟蹤的控制精度。利用液壓絞車的實(shí)時(shí)最小二乘參數(shù)辨識(shí)，利用液壓比例閥的控制電壓和液壓絞車的速度，對(duì)液壓絞車的模型參數(shù)進(jìn)行修正?；谝簤航g車模型，從參數(shù)辨識(shí)的角度設(shè)計(jì)了自適應(yīng)前饋控