W1100型液壓絞車設(shè)計【含5張CAD圖】

【需要咨詢購買全套設(shè)計請加QQ1459919609】圖紙預(yù)覽詳情如下：

附錄 1：外文翻譯液壓絞車運動跟蹤前饋控制的研究摘要：液壓絞車驅(qū)動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動時，液壓絞車的響應(yīng)速度對控制精度有著深刻的影響。為提高液壓絞車運動跟蹤控制精度，設(shè)計了液壓絞車運動跟蹤前饋控制。液壓絞車運動跟蹤前饋控制試驗表明，液壓絞車的非線性降低了運動跟蹤的控制精度。利用液壓絞車的實時最小二乘參數(shù)辨識，利用液壓比例閥的控制電壓和液壓絞車的速度，對液壓絞車的模型參數(shù)進(jìn)行修正。基于液壓絞車模型，從參數(shù)辨識的角度設(shè)計了自適應(yīng)前饋控制。仿真試驗結(jié)果表明，基于實時參數(shù)辨識的自適應(yīng)前饋運動跟蹤提高了運動跟蹤的控制精度。關(guān)鍵詞：液壓絞車，運動跟蹤，前饋控制1、介紹絞車是重物升降的驅(qū)動設(shè)備。絞車通常分為兩種：電子絞車和液壓絞車。液壓絞車是由液壓元件和機(jī)械設(shè)備集成而成的。液壓絞車的滾筒通過液壓馬達(dá)和減速器的驅(qū)動完成升降運動。液壓絞車具有液壓系統(tǒng)功率密度大、結(jié)構(gòu)緊湊、安全性高等優(yōu)點。液壓絞車廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域。電液比例閥以其價格低、抗污染能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點，在工程應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。液壓絞車驅(qū)動裝置一般是由電液比例閥控制的液壓馬達(dá)。本文以液壓絞車工程設(shè)備為例，對指定的運動進(jìn)行跟蹤。當(dāng)液壓絞車的最大速度小于履帶運動的最大速度時，開環(huán)前饋控制是獲得較好控制特性的有效途徑。因此，本文對液壓絞車的運動跟蹤前饋控制進(jìn)行了研究。2、結(jié)構(gòu)和建模液壓絞車的結(jié)構(gòu)通常包括滾筒、減速器、液壓馬達(dá)、電液比例閥和平衡閥。液壓絞車通常需要提升升沉體。液壓絞車液壓回路中設(shè)置平衡閥。平衡閥用于防止重物下降時的液壓沖擊。液壓絞車的速度由電子液壓比例閥控制。電子液壓比例閥的傳遞函數(shù)如下： ????(??)=??(??)??(??)= ??????+1 (1)電子式比例閥的輸出流量為 ， 為控制電壓，K 為比例控制增益，??(??)??(??)T 為電子比例閥的響應(yīng)時間。液壓絞車的傳遞函數(shù)是由閥的線性流量方程、液壓馬達(dá)的動態(tài)流量方程和液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩平衡方程綜合而成，如下所說：????????????????????????2(1+????4????????????)???????(??2??2?+2????????+1)在 是液壓固有頻率， 是液壓阻尼比， 是液壓絞車， 扭??? ??? ?? ????是矩液壓馬達(dá)排量。液壓絞車是一種大慣性重載系統(tǒng)。液壓絞車跟蹤確定運動時液壓絞車響應(yīng)速度對控制精度的影響。采用前饋控制提高液壓絞車的響應(yīng)速度。從而提高了運動跟蹤的控制精度。假定前饋控制的傳遞函數(shù)是 。液壓絞車速度與電子比例閥控制電壓之間的傳遞 ????(??)函數(shù)描述如下： 啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊 d 是輥的直徑，I 是減速機(jī)的傳動比，Dm 是液壓馬達(dá)的位移。如果液壓的期望速度被定義為 V，那么 V 就是前饋控制的輸入。前饋控制的傳遞功能應(yīng)滿足以下設(shè)備的要求:如果跟蹤運動的頻率較低，那么液壓絞車的傳遞功能如下：因此，前饋控制的傳遞功能如下:3、運動跟蹤控制測試運動跟蹤控制測試是為了驗證運動跟蹤的有效性和有效性液壓絞車的前饋控制的有效性。主要測試設(shè)備包括液壓絞車、工業(yè)計算機(jī)、重負(fù)荷、鋼絲繩和液壓站。跟蹤的動作如圖 1 所示。如圖 1 所示，跟蹤運動的頻率在 0.1 赫茲到 0.2赫茲之間。圖 2 顯示了液壓絞車前饋控制和跟蹤誤差的速度曲線。摘要液壓絞車運動跟蹤前饋控制的性能指標(biāo)被定義為相對誤差。它被描述如下:S 是跟蹤運動的速度， W 是液壓絞車的速度，T 0 是采樣周期， N 是樣本值。如果相對較低，那么跟蹤效率的效率就很高了。如圖 2 所示，液壓絞車運動跟蹤前饋控制的相對誤差為 20%。4、非線性模擬在液壓絞車運動跟蹤前饋控制的試驗結(jié)果中顯示，液壓絞車的非線性特性降低了運動跟蹤的效率。摘要液壓絞車是典型的非線性系統(tǒng)。非線性特性主要來自于電子液比例閥的流量形式。摘要電子液比例閥的輸出流量與閥芯位移之間的關(guān)系是非線性的。它受液壓絞車的負(fù)載壓力影響。在跟蹤運動的頻率范圍內(nèi)，液壓絞車的模型參數(shù)經(jīng)常變化。摘要從液壓絞車運動跟蹤前饋控制試驗的試驗結(jié)果中獲得了模型參數(shù)的變化規(guī)律。建立了非線性仿真模型，并進(jìn)行了仿真試驗。模擬測試的結(jié)果如圖 3所示。在運動跟蹤仿真試驗中表明，液壓絞車前饋控制的相對誤差為 20%。非線性液壓絞車仿真試驗結(jié)果與運動跟蹤試驗結(jié)果一致。5、自適應(yīng)前饋控制摘要由于液壓絞車的非線性，液壓絞車的模型參數(shù)經(jīng)常發(fā)生變化。摘要降低了液壓絞車運動跟蹤的前饋控制效率。利用最小二乘參數(shù)辨識方法，利用電子液壓比例閥的控制電壓和液壓絞車的速度，實時識別出模型參數(shù)。因此，前饋控制在網(wǎng)上進(jìn)行了修正。摘要在線參數(shù)修改的前饋控制稱為自適應(yīng)前饋控制。提高運動跟蹤控制的效率。圖 4 顯示了液壓絞車運動跟蹤自適應(yīng)前饋控制的塊圖。液壓絞車運動跟蹤自適應(yīng)前饋控制的仿真試驗結(jié)果如圖 5 所示。在模擬試驗中顯示了液壓絞車運動跟蹤的相對誤差前饋控制是 7.8%。自適應(yīng)前饋控制的效率明顯高于前饋控制的效率。這是前饋控制的自適應(yīng)前饋控制通過參數(shù)識別獲得的控制提高了液壓運動跟蹤控制的效率絞車。6、結(jié)論摘要液壓絞車是一種非線性系統(tǒng)，其模型參數(shù)經(jīng)常變化。非線性降低了液壓絞車運動跟蹤前饋控制的效率。摘要研究了基于液壓絞車參數(shù)識別的自適應(yīng)前饋控制。運動跟蹤試驗和仿真試驗表明，基于液壓系統(tǒng)參數(shù)識別的液壓絞車運動跟蹤自適應(yīng)前饋控制提高了運動跟蹤的效率。7、參考[1] Bing Wen, Abdollah Homaifar, Marwan Bikdash and Bahram Kimiaghalam, “Modeling and Optimal Control Design of Shipboard Crane”, Proceedings of the American Control Conference, pp.593~597, 1999. [2] Bahram Kimiaghalam, Abdollah Homaifar and Marwan Bikdash, “Feedback and Feedforward Control Law for a Ship Crane with Maryland Rigging System”, American Control Conference, pp.1047-1051, 2000. [3] Dewi Jones and Sa’ad Mansoor, “Predictive feedforward control for a hydroelectric plant”, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol.12, pp.956-965,2004. [4] Bentley M, Robertson N, “Electric drive winches in the ROV industry” ,Proceedings Underwater Intervention 2002 Conference, New Orleans, LA, 2002. [5] Chen Weibin, Kou Ying, Cheng Jiannian and Xiao Fei, “Realization of Constant Speed of Electro-hydraulic Hoist”, Well Logging Technology, Vol.29, pp.63-65, 2005.附錄 2：外文原文附錄 1：外文翻譯液壓絞車運動跟蹤前饋控制的研究摘要：液壓絞車驅(qū)動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動時，液壓絞車的響應(yīng)速度對控制精度有著深刻的影響。為提高液壓絞車運動跟蹤控制精度，設(shè)計了液壓絞車運動跟蹤前饋控制。液壓絞車運動跟蹤前饋控制試驗表明，液壓絞車的非線性降低了運動跟蹤的控制精度。利用液壓絞車的實時最小二乘參數(shù)辨識，利用液壓比例閥的控制電壓和液壓絞車的速度，對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)辨識的角度設(shè)計了自適應(yīng)前饋控制。仿真試驗結(jié)果表明，基于實時參數(shù)辨識的自適應(yīng)前饋運動跟蹤提高了運動跟蹤的控制精度。關(guān)鍵詞：液壓絞車，運動跟蹤，前饋控制1、介紹絞車是重物升降的驅(qū)動設(shè)備。絞車通常分為兩種：電子絞車和液壓絞車。液壓絞車是由液壓元件和機(jī)械設(shè)備集成而成的。液壓絞車的滾筒通過液壓馬達(dá)和減速器的驅(qū)動完成升降運動。液壓絞車具有液壓系統(tǒng)功率密度大、結(jié)構(gòu)緊湊、安全性高等優(yōu)點。液壓絞車廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域。電液比例閥以其價格低、抗污染能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點，在工程應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。液壓絞車驅(qū)動裝置一般是由電液比例閥控制的液壓馬達(dá)。本文以液壓絞車工程設(shè)備為例，對指定的運動進(jìn)行跟蹤。當(dāng)液壓絞車的最大速度小于履帶運動的最大速度時，開環(huán)前饋控制是獲得較好控制特性的有效途徑。因此，本文對液壓絞車的運動跟蹤前饋控制進(jìn)行了研究。2、結(jié)構(gòu)和建模液壓絞車的結(jié)構(gòu)通常包括滾筒、減速器、液壓馬達(dá)、電液比例閥和平衡閥。液壓絞車通常需要提升升沉體。液壓絞車液壓回路中設(shè)置平衡閥。平衡閥用于防止重物下降時的液壓沖擊。液壓絞車的速度由電子液壓比例閥控制。電子液壓比例閥的傳遞函數(shù)如下： ????(??)=??(??)??(??)= ??????+1 (1)電子式比例閥的輸出流量為 ， 為控制電壓，K 為比例控制增益，??(??)??(??)T 為電子比例閥的響應(yīng)時間。液壓絞車的傳遞函數(shù)是由閥的線性流量方程、液壓馬達(dá)的動態(tài)流量方程和液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩平衡方程綜合而成，如下所說：????????????????????????2(1+????4????????????)???????(??2??2?+2????????+1)在 是液壓固有頻率， 是液壓阻尼比， 是液壓絞車， 扭??? ??? ?? ????是矩液壓馬達(dá)排量。液壓絞車是一種大慣性重載系統(tǒng)。液壓絞車跟蹤確定運動時液壓絞車響應(yīng)速度對控制精度的影響。采用前饋控制提高液壓絞車的響應(yīng)速度。從而提高了運動跟蹤的控制精度。假定前饋控制的傳遞函數(shù)是 。液壓絞車速度與電子比例閥控制電壓之間的傳遞 ????(??)函數(shù)描述如下： 啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊 d 是輥的直徑，I 是減速機(jī)的傳動比，Dm 是液壓馬達(dá)的位移。如果液壓的期望速度被定義為 V，那么 V 就是前饋控制的輸入。前饋控制的傳遞功能應(yīng)滿足以下設(shè)備的要求:如果跟蹤運動的頻率較低，那么液壓絞車的傳遞功能如下：因此，前饋控制的傳遞功能如下:3、運動跟蹤控制測試運動跟蹤控制測試是為了驗證運動跟蹤的有效性和有效性液壓絞車的前饋控制的有效性。主要測試設(shè)備包括液壓絞車、工業(yè)計算機(jī)、重負(fù)荷、鋼絲繩和液壓站。跟蹤的動作如圖 1 所示。如圖 1 所示，跟蹤運動的頻率在 0.1 赫茲到 0.2赫茲之間。圖 2 顯示了液壓絞車前饋控制和跟蹤誤差的速度曲線。摘要液壓絞車運動跟蹤前饋控制的性能指標(biāo)被定義為相對誤差。它被描述如下:S 是跟蹤運動的速度， W 是液壓絞車的速度，T 0 是采樣周期， N 是樣本值。如果相對較低，那么跟蹤效率的效率就很高了。如圖 2 所示，液壓絞車運動跟蹤前饋控制的相對誤差為 20%。4、非線性模擬在液壓絞車運動跟蹤前饋控制的試驗結(jié)果中顯示，液壓絞車的非線性特性降低了運動跟蹤的效率。摘要液壓絞車是典型的非線性系統(tǒng)。非線性特性主要來自于電子液比例閥的流量形式。摘要電子液比例閥的輸出流量與閥芯位移之間的關(guān)系是非線性的。它受液壓絞車的負(fù)載壓力影響。在跟蹤運動的頻率范圍內(nèi)，液壓絞車的模型參數(shù)經(jīng)常變化。摘要從液壓絞車運動跟蹤前饋控制試驗的試驗結(jié)果中獲得了模型參數(shù)的變化規(guī)律。建立了非線性仿真模型，并進(jìn)行了仿真試驗。模擬測試的結(jié)果如圖 3所示。在運動跟蹤仿真試驗中表明，液壓絞車前饋控制的相對誤差為 20%。非線性液壓絞車仿真試驗結(jié)果與運動跟蹤試驗結(jié)果一致。5、自適應(yīng)前饋控制摘要由于液壓絞車的非線性，液壓絞車的模型參數(shù)經(jīng)常發(fā)生變化。摘要降低了液壓絞車運動跟蹤的前饋控制效率。利用最小二乘參數(shù)辨識方法，利用電子液壓比例閥的控制電壓和液壓絞車的速度，實時識別出模型參數(shù)。因此，前饋控制在網(wǎng)上進(jìn)行了修正。摘要在線參數(shù)修改的前饋控制稱為自適應(yīng)前饋控制。提高運動跟蹤控制的效率。圖 4 顯示了液壓絞車運動跟蹤自適應(yīng)前饋控制的塊圖。液壓絞車運動跟蹤自適應(yīng)前饋控制的仿真試驗結(jié)果如圖 5 所示。在模擬試驗中顯示了液壓絞車運動跟蹤的相對誤差前饋控制是 7.8%。自適應(yīng)前饋控制的效率明顯高于前饋控制的效率。這是前饋控制的自適應(yīng)前饋控制通過參數(shù)識別獲得的控制提高了液壓運動跟蹤控制的效率絞車。6、結(jié)論摘要液壓絞車是一種非線性系統(tǒng)，其模型參數(shù)經(jīng)常變化。非線性降低了液壓絞車運動跟蹤前饋控制的效率。摘要研究了基于液壓絞車參數(shù)識別的自適應(yīng)前饋控制。運動跟蹤試驗和仿真試驗表明，基于液壓系統(tǒng)參數(shù)識別的液壓絞車運動跟蹤自適應(yīng)前饋控制提高了運動跟蹤的效率。7、參考[1] Bing Wen, Abdollah Homaifar, Marwan Bikdash and Bahram Kimiaghalam, “Modeling and Optimal Control Design of Shipboard Crane”, Proceedings of the American Control Conference, pp.593~597, 1999. [2] Bahram Kimiaghalam, Abdollah Homaifar and Marwan Bikdash, “Feedback and Feedforward Control Law for a Ship Crane with Maryland Rigging System”, American Control Conference, pp.1047-1051, 2000. [3] Dewi Jones and Sa’ad Mansoor, “Predictive feedforward control for a hydroelectric plant”, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol.12, pp.956-965,2004. [4] Bentley M, Robertson N, “Electric drive winches in the ROV industry” ,Proceedings Underwater Intervention 2002 Conference, New Orleans, LA, 2002. [5] Chen Weibin, Kou Ying, Cheng Jiannian and Xiao Fei, “Realization of Constant Speed of Electro-hydraulic Hoist”, Well Logging Technology, Vol.29, pp.63-65, 2005.附錄 2：外文原文充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙IW1100 型液壓絞車設(shè)計摘 要此次設(shè)計是液壓絞車的總設(shè)計，在了解學(xué)習(xí)了液壓絞車的原理，對于實際使用環(huán)境的深入調(diào)查，整體設(shè)計液壓絞車。液壓絞車的設(shè)計分成兩大方面，一方面為絞車的結(jié)構(gòu)設(shè)計，例如卷筒、主軸等設(shè)計，另一方面為絞車的液壓系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計液壓絞車的液壓回路，根據(jù)使用要求和工況計算選液壓系統(tǒng)的元件，并在整體上配有離合器、制動器等元件，在最后用支架將其整合。絞車與液壓系統(tǒng)相結(jié)合，可實現(xiàn)無級變速雙向，易轉(zhuǎn)彎。它在低速時更穩(wěn)定，允許長時間的負(fù)載。在礦井運輸中使用時，安全性更高，不會突然失重。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)備的危險性。與電動絞車相比，液壓絞車可自動潤滑，具有使用壽命長、維護(hù)成本低的優(yōu)點。其次，液壓馬達(dá)的應(yīng)用改變了許多絞車的特點，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)充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙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 system充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙I目 錄摘 要 .........................................................IABSTRACT........................................................II1 緒論 ..........................................................11.1 液壓傳動系統(tǒng)概論 .................................................................................11.2 絞車的簡介 .............................................................................................22 絞車方案設(shè)計 .................................................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 ................................................133.1 鋼絲繩的選用 .......................................................................................133.2 絞車卷筒的設(shè)計 ...................................................................................133.3 主軸的設(shè)計 ...........................................................................................173.4 離合器的選用 .......................................................................................233.5 制動器的選用 .......................................................................................274 絞車液壓系統(tǒng)設(shè)計 ............................................324.1 液壓系統(tǒng)圖設(shè)計 ...................................................................................324.2 液壓馬達(dá)參數(shù)計算選擇 .......................................................................324.3 液壓系統(tǒng)元件選擇 ...............................................................................355 結(jié) 論 ......................................................37參 考 文 獻(xiàn) .....................................................38附錄 1：外文翻譯 ................................................39附錄 2：外文原文 ................................................44致 謝 ........................................................49充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 1 -1 緒論1.1 液壓傳動系統(tǒng)概論1.1.1 傳動類型及液壓傳動的定義原動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和工作機(jī)是組成一臺完整機(jī)器的基礎(chǔ)。原動機(jī)為機(jī)器提供動力源，通常為電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)；機(jī)器直接對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，需要原動機(jī)和工作機(jī)之間的傳動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)動力的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制?，F(xiàn)在的傳動機(jī)構(gòu)由傳動件的不同，分為流體傳動、電器傳動及機(jī)械傳動及復(fù)合傳動等。流體傳動又分為液力傳動以及液壓傳動。 [3]此次設(shè)計采取液壓傳動的方式，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，因其較大的優(yōu)點，被現(xiàn)代機(jī)械傳動方面大范圍的采用。在大型的傳動系統(tǒng)中，可以很普遍的看到各種液壓傳動裝置，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完整的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)可被分為液壓傳動系統(tǒng)以及液壓控制系統(tǒng)兩大類。液壓傳動系統(tǒng)的主要功能是傳遞動力以及動力。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，特別是動態(tài)性能。 [2]機(jī)械上所說的液壓系統(tǒng)通常指液壓傳動系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)需要經(jīng)過仔細(xì)的液壓回路設(shè)計，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 液壓傳動的優(yōu)缺點相較其他控制系統(tǒng)，液壓傳動的特點和控制技術(shù)有如下幾個方面（1）優(yōu)點①體積小、重量輕；②剛度大、高精度、響應(yīng)較快快；③驅(qū)動力良好，適用于重載直接驅(qū)動；充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 2 -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易于實現(xiàn)安全性。（2）缺點①抗工作流體污染能力差；②對溫度變化敏感；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1.2 絞車的簡介絞車是一種小型的起重設(shè)備，又稱卷揚機(jī)。它可以獨立使用，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、角傳動箱總成、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置、主鼓式制動系統(tǒng)、主制動冷卻循環(huán)系統(tǒng)、水制動、水制動水循環(huán)系統(tǒng)、絞車動態(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、手動、電動以及液壓這三類。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充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 3 -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)動機(jī)燃油分配器中。 [11]閥有調(diào)速閥或其他性能閥組、制動器、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)計卷筒、支撐軸及框架。整體結(jié)構(gòu)簡單合理，同時具有足夠的強(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。在性能方面，具有安全性能好、高效率、有較大的起動轉(zhuǎn)矩、低速穩(wěn)定性好、噪音小、能可靠運行等特點。 [7]絞車可通過電機(jī)或液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)來實習(xí)絞車的放繩和卷繩過程，方便了現(xiàn)實生活中的操作，且減小了占地面積。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 4 -2 絞車方案設(shè)計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，且運行過程中不全為穩(wěn)定速度的運行，有一定加速或減速，此時就需要產(chǎn)生一定拉力。（3）配備可靠的剎車系統(tǒng)。絞車在運行中會有緊急事件的發(fā)生，此時則需要使用剎車來緊急制動（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，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)，形成對稱布置，如圖 2.1 所示。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 5 -圖 2.1 方案 1此方案液壓馬達(dá)與制動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，對工程實施的環(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 2此方案液壓馬達(dá)及制動器在卷筒的兩側(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)時卷筒內(nèi)空間有限，對于減速器的要求高，需要多對齒輪嚙合來調(diào)整轉(zhuǎn)速，對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)別僅在于制動布置位置的改動。將制動器和離合器放在同一邊，長期使用會導(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，對于安裝的要求更高，且難以維修和調(diào)試。因為需要放置過多的器件，在有效的卷筒空間內(nèi)，對于選取各個器件有較大的挑戰(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)同時布置液壓馬達(dá)、行星減速器和制動器，如圖 2.5 所示。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 6 -此方案將液壓馬達(dá)、制動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)計方案此次設(shè)計給出的設(shè)計，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)直接帶動滾筒可減少中間傳動環(huán)節(jié)的要求，減輕絞車的重量，方便制造。采用離合器與制動器相對對稱，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圖 2.3 方案 3圖 2.3 方案 4充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 7 -圖 2.5 方案 5圖 2.6 設(shè)計方案2.3 絞車組成及工作過程分析根據(jù)本設(shè)計的方案，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)暫時選擇常閉多片盤式起動器。2.3.1 絞車機(jī)構(gòu)現(xiàn)設(shè)計參數(shù)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，從而實現(xiàn)絞車速度的變化，其中包括在未達(dá)到指定平穩(wěn)運行速度前的加速、到達(dá)平穩(wěn)運行速度時的勻速運動及在到達(dá)指定位置點需停下來的減速制動運動，簡單說分為三部分：勻加充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 8 -速運動→勻速運動→勻減速運動，如圖 2.7 所示。稱勻加速運動所耗的時間為加速時間（t 1），勻速運動的時間為勻速時間（t2），減速制動這段時間稱為制動時間（t3）圖 2.7 絞車運動分析2.3.3 卷筒受力分析絞車分升降兩個過程，除了有鋼絲繩自重與貨物自重以為還有在勻變速運動時候產(chǎn)生的動載荷，在下面分別具體分析，其中 V 是已給的設(shè)計參數(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，貨物從靜止勻加速到 V，此過程受力圖，如圖 2.8 所示。圖 2.8 受力分析充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 9 -（2.1）??=????+????式中， ????為靜載荷；????為 由于加速 產(chǎn) 生的 動載 荷 。從圖中和式子中可知，在勻加速運動中，繩子的拉力增加。②勻速過程中卷筒在收繩時，貨物勻速運輸，此過程受力圖，如圖 2.9 所示。圖 2.9 受力圖（2.2）??=????式中， ????為靜載荷；從圖中和式子中可知，在勻速運動中，繩子的拉力等于靜載荷。3）勻減速過程中卷筒在收繩時，貨物勻減速運輸準(zhǔn)備制動，此過程受力圖，如圖 2.10 所示。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 10 -圖 2.10 受力圖（2.3）??=?????????式中， ????為靜載荷；????為 動載 荷 。從圖中和式子中可知，在勻減速運動中，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，貨物從靜止勻加速到 V，此過程受力圖，如圖 2.11 所示圖 2.11 受力圖（2.4）??=?????????式中， 為靜載荷；????為動載荷。????從圖中和式子中可知，在勻加速運動中，繩子的拉力減小。②勻速過程中卷筒在收繩時，貨物勻速運輸，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，在勻速運動中，繩子的拉力等于靜載荷。③勻減速過程中卷筒在放繩時，貨物勻減速運輸準(zhǔn)備制動，此過程受力圖，如圖 2.13 所示。（2.6）??=?????????充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 11 -式中， 為靜載荷；????為動載荷。????從圖中和式子中可知，在勻減速運動中，繩子的拉力增大。圖 2.12 受力圖圖 2.13 受力圖3.4 絞車受力分析結(jié)論充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 12 -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，在之后的絞車計算標(biāo)準(zhǔn)里應(yīng)以此兩種情況最為重點分析。因此在上升加速中，（2.7）????≥????+??????????式中， 為絞車啟動力矩；????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， 為絞車制動力矩；????為絞車靜阻力力矩；????為絞車最大慣性力力矩??????????充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 13 -3 絞車結(jié)構(gòu)設(shè)計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、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。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。3.1.2 鋼絲繩選擇本設(shè)計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。卷筒通過對鋼絲繩的收卷，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為繩的直線運動來控制貨物的升降，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，鋼絲繩會向內(nèi)擠壓，相鄰鋼絲繩直接產(chǎn)生摩擦嚴(yán)重影響鋼絲繩的壽命；有螺旋槽的卷筒，鋼絲繩會按照槽面有序分布，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。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 14 -3.2.2 絞車卷筒方案的初步選擇此次設(shè)計已知鋼絲繩為 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)卷筒勢必會有較長的卷筒長度，會同步要求增加卷筒的壁厚，隨之，增加其自重，對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。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。需考慮到絞車啟動時有一定的加速慣性力，在選取卷筒壁厚時要顧及到卷筒自身的重量和起吊時的加速還有繩自身的重量。3.2.3 絞車卷筒的參數(shù)計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，此次絞車的利用等級為 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=200mm卷筒的最小直徑計算：（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。由計算得， ，卷筒的直徑符合設(shè)計條件。??>????????（2）多層卷繞卷筒長度計算由于此次設(shè)計采用多層卷繞卷筒 L，查機(jī)械手冊得（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）；充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 15 -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用，深槽則是用于特殊要求，例如在高速運行中具有脫槽的危險則選擇深槽，或者鋼絲繩有向上外伸的趨勢時也使用深槽。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不按槽面進(jìn)行卷繞，會在收卷方面導(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能使絞車的運行更加平穩(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)計采用多層繞卷筒需設(shè)擋邊，來保證鋼絲繩不會脫離卷筒，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 計算??（3.6）??=??+(2~4)????取 ??=8+4=12????繩槽深度 計算?（3.7）?=(0.25~0.4)??取 h=0.4??=0.4?8=3.2????充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 16 -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—— ????值 12.5。（5）絞車卷筒壁厚 計算??設(shè)取卷筒材料為鑄鐵，（3.8）??=0.02??+(6~10)代入數(shù)據(jù)計算 ??=0.02?200+10=14????故選用 ??=14????卷筒壁厚強(qiáng)度計算此次設(shè)計的卷筒現(xiàn)計算所得參數(shù)： 只需要計算卷??=200????,??=200????,??≤3??。筒的壓應(yīng)力。（3.9）????=??1??2????????????≤[????]充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 17 -（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)力因為卷筒在鋼絲繩的作用下，會產(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????????≤[??]（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充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 27 -由于 ，所以驗算合格p≤[??]3.5 制動器的選用3.5.1 制動器概述（1）制動器的作用在機(jī)械系統(tǒng)高速運轉(zhuǎn)時，需要控制系統(tǒng)的速度，此時制動器便可以用于制動、減速、支持這三種功能。制動指使系統(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)切斷電源沒有動力源的情況下，由于重力作用將要發(fā)生運動使用制動器來使其保持靜止。（2）制動器的分類及其特點按照制動器的工作狀態(tài)可分為三種。①常閉式：此種制動器通常與彈簧連接，依靠彈簧彈力緊閉制動器，松開制動器來使機(jī)械運行，通常通過液壓方式頂開彈簧來運行②常開式 ：與常閉式相反，在需要制動器制動時，使用外力讓制動器緊閉。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。（3）制動器的選用要求①具有合理的制動轉(zhuǎn)矩。首先需要滿足工況，其次不要過大的制動轉(zhuǎn)矩造成能量過剩。②占據(jù)適當(dāng)?shù)目臻g大小。選取制動器時考慮是否有足夠的空間，若有則選擇較穩(wěn)定的制動器，例如外抱式、帶式等③考慮工況?？紤]制動器在何種環(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 制動器的選取在絞車設(shè)計時，考慮到本設(shè)計的液壓絞車較小，在制動器選取時，要考慮到制動器的尺寸和制動方式是否便捷。3.5.3 制動器的性能參數(shù)計算（1）制動轉(zhuǎn)矩 的計算????由機(jī)械設(shè)計手冊可知，制動轉(zhuǎn)矩需滿足以下要求：（3.29）????≥????????0??2????(?????)充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 28 -式中， ????為制動器制動的轉(zhuǎn)矩； ????為制動安全系數(shù)；??0為卷筒卷繞直徑 （ mm） ； ??為制動器機(jī)械效率；??為滑動組的倍率； ??為制動器傳動比。其中 的值與機(jī)構(gòu)工作級別有關(guān)，取 代入數(shù)據(jù)，???? ????=1.75????≥????????0??2????=1.5?21560?0.208?0.852?2?1 =1429.428(?????)（2） 制動盤的設(shè)計選用初選用 B 型制動盤式制動器，A 型為盤與輪轂為一體，而 B 型為分體，盤跟著軸轉(zhuǎn)動，輪轂則固定，如圖 3.7 所示。圖 3.7 制動盤式制動器根據(jù)盤式制動器表，選擇使用多盤式式制動器，實體制動盤 BSP 220 30×.×80×50實體制動盤——BSP外徑 ——220mm??2厚度 ——30mm??1軸孔直徑 ——80mm??4輪轂長度 ——50mm??1（3）制動盤有效摩擦直徑計算充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 29 -已知之前計算的所需制動轉(zhuǎn)矩 ,計算制動盤的有效摩擦直徑。????（3.30）??=????????[??]??????（3.31）??=??(??22???23)式中， ??為摩擦制動盤的有效摩擦直徑 （ mm） ； ??為摩擦制動器的制動安全系數(shù)；????為摩擦制動器的 制 動轉(zhuǎn) 矩 ????； ??為摩擦制動塊的數(shù)目，一對時取 2；[??]為摩擦制動襯塊的許用比壓力； ??為每個制動襯片的設(shè)計面積（ mm）；????為動摩擦系數(shù)， ; ??2,??3為摩擦制動盤的 內(nèi) 外徑 （ mm） 。由于本設(shè)計用于工地提升，長時間暴露在空氣里，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）制動器熱量計算制動器在制動過程中，高速運轉(zhuǎn)摩擦制動產(chǎn)生大量的熱能，在溫度過高時會導(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)械制動不穩(wěn)定導(dǎo)致制動力矩不足。因此需要計算制動器的散熱是否滿足要求，（3.32）????>????式中， ????為制動器每小時散發(fā)的熱量（ J）； ????為制動器每小時產(chǎn)生的熱量（ J）。根據(jù)機(jī)械手冊得，①制動器散熱（每小時）（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， ????為制動器散熱 (????/?) ??1為制動器表面的輻射系數(shù)；充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 30 -??1·為制動器表面除去制動襯片的面積 ； 2()m??2為制動盤表面輻射系數(shù)； ??2·為制動表面積 ； 2()m ??1為襯片的許用溫度（ ）； C? ??2為制動器周圍環(huán)境溫度；??為空氣自然對流散熱系數(shù)； ??3·為制動盤外露面積 ； 2() ????為制動器機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率； ∝為表面積的強(qiáng)迫散熱系數(shù)；??為對應(yīng)的制動盤表面積 ； 2()m②制動器發(fā)熱（每小時）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。其中在上升制動時，物體收重力作用，制動器耗能較小，在下降制動時，制動器需承受機(jī)構(gòu)的所有能量。(KJ/h) （3.37）????=(12????2+??????)??0??式中， ??為制動器的輪軸的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動慣量 ??為制動器剛開始運轉(zhuǎn)角速度 ； (/)rads??為本設(shè)計絞車平均起升重量（ N）； ??為本設(shè)計絞車下降制動距離（ m） ； ??為制動器的機(jī)構(gòu)傳動效率；??0為液壓絞車每小時下降制動次數(shù)； ??為制動器 制 動時 的 熱功當(dāng)量。計算得， ， (KJ/h)，????=170.435(????/?) ????=156.768????>????散熱大于發(fā)熱量，合格。（5） 制動器受力計算制動器受力如圖 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??充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 31 -當(dāng) 時，可取????≤1.8???? ????=????+????2式中， 為絞車的計算制動轉(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器中，取 由之前計算得????=（ 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制動所用的電磁鐵和彈簧根據(jù)所計算的軸向推力 來取。aF圖 3.8 制動器制動盤受力圖充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 32 -4 絞車液壓系統(tǒng)設(shè)計4.1 液壓系統(tǒng)圖設(shè)計本設(shè)計液壓系統(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；制動器 8 可緊急制動；單向閥 9 與節(jié)流閥 10 形成一個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是，打開 2YA 關(guān)閉 1YA 和 3YA，當(dāng)需要液壓絞車放繩時，打開3YA 關(guān)閉 1YA 和 2YA，當(dāng)需要液壓馬達(dá)制動時，打開 1YA 關(guān)閉 2YA 和 3YA。4.2 液壓馬達(dá)參數(shù)計算選擇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，充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 33 -體積小，方便系統(tǒng)總成的設(shè)計，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)或者液壓缸來實習(xí)機(jī)構(gòu)的運動。 [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，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的偏心距，當(dāng)壓力油進(jìn)入時，定子對柱塞的反作用力分解某一方向的力對缸體產(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，可分為高速電動機(jī)和低速電動機(jī)。高速電機(jī)與低速電機(jī)的分線為 500 r/min，對于高速液壓馬達(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)計算選擇根據(jù)選取此次設(shè)計的液壓馬達(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)計手冊選取的液壓馬達(dá)的型號為 1JMD 徑向柱塞液壓馬達(dá)，具體型號為 1JMD-63，參數(shù)見（表 4.1）。表 4.1 液壓馬達(dá)參數(shù)表4.2.3 液壓馬達(dá)參數(shù)驗算（1）滿載上升過程中馬達(dá)的輸出功率 ????（4.1）????=??2????1000??(????)① 額定起升載荷型號 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 2500充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 34 -（4.2）??=?????式中， ??2為起升載荷動載系數(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 ，初步計算時，取 。已知??2=1.15~1.3 ??=0.8~0.85。參考資料起升載荷 時，滑輪組????????=1100?9.8=10780??=10.78???? ????≤50????倍率 ， 時， ， 時， ，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??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 ，因為 ，所以選用的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩符TNm?mT?合要求。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 35 -（3）計算液壓馬達(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??/??????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 。(4.9)????=22+0.5=22.5??????②計算液壓泵的最大流量 ????≥????=??∑??式中， ????為 系 統(tǒng) 所需的流量充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 36 -??為 泄露系數(shù) ， 取 1.1?1.3計算得 ????≥156??/??????查機(jī)械設(shè)計手冊，選取液壓泵的型號為 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: 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 型號溢流閥 FBG-06-250-10三位四通電磁換向閥 4WEH10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 型號液壓基站 YJZ 液壓站油箱 尺寸為 450x720濾油器 XU-32x200充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 37 -5 結(jié) 論（1）絞車的設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，通過認(rèn)真絞車各個部件的功能，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