5噸卷揚機設(shè)計【三維SW】【含CAD高清圖紙和說明書】
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摘要隨著社會的發(fā)展,機械將會越來越取代人力,這也是機械行業(yè)飛速發(fā)展的后果,在機械的發(fā)展歷史中,新機械的發(fā)明有著舉足輕重的作用。但是,那些很久以前就被利用生產(chǎn)并一直延續(xù)到今天的機械,更是起著不可替代的作用,卷揚機就是一例。卷揚機的發(fā)展就像其他機械一樣,從開始的簡單到現(xiàn)在的復雜,從以前的機械動力到現(xiàn)在的電力動力,從以前的人工操作到現(xiàn)在的電腦操作甚至智能操作。本設(shè)計就傳統(tǒng)的卷揚機說起,一直到現(xiàn)在以及將來的發(fā)展。本設(shè)計主要設(shè)計了5噸卷揚機的卷筒、卷筒軸、卷筒轂、減速器以及滑輪組。其中卷筒和卷筒軸的設(shè)計最為主要,本設(shè)計重點做了介紹。其余部分由于篇幅有限,只是略作分析。關(guān)鍵詞:卷揚機;卷筒;卷筒軸;滑輪組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 錄摘 要Abstract第一章 概論11.1卷揚機發(fā)展概況11.1.1卷揚機的應(yīng)用11.1.2卷揚機的發(fā)展概況11.1.3國外卷揚機概況31.1.4 卷揚機的發(fā)展趨勢51.2卷揚機主要類型51.3電動卷揚機基本結(jié)構(gòu)71.3.1電控卷揚機71.3.2帶有電磁鐵制動器的卷揚機81.3.3采用錐形轉(zhuǎn)子電動機的卷揚機91.3.4溜放型卷揚機10第二章 起升機構(gòu)的組成及型式102.1起升機構(gòu)的組成102.2起升機構(gòu)的典型傳動型式12第三章 鋼絲繩的選擇143.1鋼絲繩的種類和構(gòu)造143.2鋼絲繩直徑的選擇153.3鋼絲繩的使用17第四章 卷筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸確定184.1卷筒的分類184.2卷筒繩槽的確定194.3卷筒的設(shè)計204.3.1卷筒節(jié)徑D0 的設(shè)計204.3.2卷筒長度的計算214.3.3卷筒壁厚的計算224.4卷筒強度的計算23第五章 卷筒軸的設(shè)計計算245.1卷筒軸的受力分析與工作應(yīng)力分析245.2卷筒軸的設(shè)計計算255.2.1作用力計算255.2.2垂直面支承反力及彎矩275.2.3水平面支承反力及彎矩支反力275.2.4計算工作應(yīng)力285.2.5心軸的疲勞強度計算285.2.6心軸的靜強度計算30第六章 電動機的選擇306.1電動機選擇306.2驗算電動機的發(fā)熱條件32第七章 減速器的設(shè)計計算327.1減速器總傳動比計算327.2減速器的計算337.2.1分配減速器的各級傳動比337.2.2計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)337.2.3圓柱齒輪的設(shè)計計算357.2.4齒輪的參數(shù)設(shè)計367.2.5齒輪軸的參數(shù)設(shè)計41第八章 滑輪及吊鉤選擇428.1滑輪的結(jié)構(gòu)與材料428.2滑輪的直徑計算448.3吊鉤的結(jié)構(gòu)448.4吊鉤的計算45第九章 制動器、聯(lián)軸器的選擇469.1制動器分類、特點及其選擇469.2制動器工作原理479.3聯(lián)軸器的選擇47第十章 小車行走機構(gòu)設(shè)計4810.1軌道4910.2車輪與車輪組4910.3車輪直徑的計算49第十一章 安全設(shè)計及電氣控制5011.1安全設(shè)計5011.2電氣控制51第十二章 卷楊機的安全技術(shù)52謝詞53參考文獻54第一章 概 論1.1卷揚機發(fā)展概況1.1.1 卷揚機的應(yīng)用卷揚機又稱絞車,是起重垂直運輸機械的重要組成部分,配合井(門)架、桅桿、滑輪組等輔助設(shè)備,用來提升物料、安裝設(shè)備等作業(yè)。由于它結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、維護保養(yǎng)簡單、使用成本低、可靠性高等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于建筑、水利、冶金起重作業(yè)。 提升重物是卷揚機的一種主要功能,所以各類卷揚機的設(shè)計都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。雖然目前塔吊、汽車吊等取代了卷揚機的部分工作,但由于塔吊成本高,一股在大型工程中使用,而且靈活性較差,故一般中小型工程仍然廣泛應(yīng)用卷揚機,汽車吊雖然靈活方便,但也因為成本太高,而不能在工程中廣泛應(yīng)用,故大多設(shè)備的安裝仍然是由卷揚機承擔的。卷揚機除在工程、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外,在冶金、礦山、建筑、化工、水電、農(nóng)業(yè)、軍事及交通運輸?shù)刃袠I(yè)亦被廣泛應(yīng)用。 1.1.2 卷揚機的發(fā)展概況在很久以前的古代,就知道來用轆轤等來提升重物,以減輕體力勞動的強度和提高勞動生產(chǎn)率。在我國,解放前卷揚機只有在一些大型企業(yè)中才被使用,應(yīng)用很少,而且所使用的卷揚機也均為國外生產(chǎn),國內(nèi)基本上沒有生產(chǎn)卷揚機的廠家。 我國卷揚機的生產(chǎn)是解放后才開始的。50年代為滿足恢復經(jīng)濟的需要和第一個五年計劃的得要,卷揚機的生產(chǎn)被提到了日程上。原沈陽國泰機器廠(阜新礦山機械廠前身)等成批仿制了兩種卷揚機,一種為日本的JIS8001型動力卷揚機,它是一種原動機為電動機動型式是開式圓柱齒輪傳動,雙錐體摩擦離合器,操作為手扳腳踩的快速卷揚機,另一種是按蘇聯(lián)圖紙制造的1011型和1012型普通蝸桿傳動、電控慢速卷揚機。由于當時生產(chǎn)力不高,卷揚機的需求量亦不多,故這段時間國內(nèi)卷揚機的生產(chǎn)主要是仿制。 隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,到了60年代,卷揚機的生產(chǎn)和使用越來越多。為了協(xié)調(diào)生產(chǎn),卷揚機主要生產(chǎn)廠家(阜新礦山機械廠、天津卷揚機廠、山西機器廣、寶雞起重運輸機廠等)組成了卷揚機行業(yè)組織,隸屬于第一機械工業(yè)部礦山機械行業(yè)。為了發(fā)展卷揚機的生產(chǎn),行業(yè)組織了有關(guān)廠家的人員對全國卷揚機的生產(chǎn)相應(yīng)用情況進行了調(diào)查。在調(diào)查的基礎(chǔ)上,開始自行設(shè)計和制造新的卷揚機,先后試制了0.5t、lt、3t電動卷揚機,但由于對當時各廠家的生產(chǎn)能力估計不足,無法推廣。 從70年代起,我國卷揚機的生產(chǎn)進入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。在各廠自行設(shè)計和生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,1973年,由卷揚機行業(yè)組織了有關(guān)廠家和院校聯(lián)合進行了卷揚機基型設(shè)計,并充分考慮到了當時中小廠家的生產(chǎn)能力??焖倬頁P機的基型采用半開半閉式齒輪傳動,離合器采用單錐面石棉橡膠摩擦帶結(jié)構(gòu),操縱用手板剎車帶制動(如圖1-1)。慢速卷揚機的基型式為閉式傳動(圓柱齒輪傳動或蝸桿傳動減速器)、電磁鐵制動結(jié)構(gòu)。這兩種基型一直到現(xiàn)今還在生產(chǎn)。為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要,當時第一機械工業(yè)部發(fā)布了JB92674卷揚機型式與基本參數(shù)和JBl80376卷揚機技術(shù)條件兩個部標準,并把卷揚機行業(yè)劃歸常德機械研究所(長沙機械研究院前身)領(lǐng)導。隨著部標準的頒布,使卷揚機有了大發(fā)展的基礎(chǔ)。在此期間,由于石化工業(yè)的發(fā)展,大型設(shè)備很多,都需要吊裝,如一些大型反應(yīng)塔,塔的高度達七八十米,質(zhì)量達五六百噸,就需要有大型吊裝用的卷揚機,因而各廠家相繼生產(chǎn)了20t和32t卷揚機(圖12),滿足了經(jīng)濟發(fā)展的需要。 1.1.3 國外卷揚機概況 在國外,卷揚機的品種繁多,應(yīng)用也很廣泛。在西方技術(shù)先進的國家中,工業(yè)水平先進,機械化程度不斷提高,起重設(shè)備也在不斷更新,下面介紹一下幾個外國主要生產(chǎn)的卷揚機的狀況。 (一) 美國美國生產(chǎn)卷揚機的廠家有近百家,主要有貝波(BEEBE)國際有限公司、哲恩(THERN)有限公司等。 貝波國際有限公司成立于1919年,有七十多年的設(shè)計和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。主要產(chǎn)品有,氣動鏈式卷揚機0.2540t),防爆拖式氣動卷揚機(0.530t),駁船卷揚機(手動、氣動、電動、液壓,2575t),電動鏈式卷揚機(0.2520t),電動葫蘆(0.2515t)電動卷揚機(0.2512.5t),手動卷揚機0.2575t),液壓卷揚機(110t ),水平卷揚機(19t),手動鏈式卷揚機(0.5100t),棘輪牽引器(11. 75t),空中用運車(0.520t)等。哲恩有限公司是美國較大的生產(chǎn)起重設(shè)備的公司,主要產(chǎn)品有各種手動卷揚機、電動卷揚機、提升機械及起重機。手動卷揚機的主要品種有:直齒傳動卷揚機、蝸桿傳動卷揚機;電動卷揚機的主要品種有:蝸桿傳動系列、直齒齒輪傳動系列、齒輪蝸桿傳動組合系列、直接驅(qū)動系列、鏈傳動系列。 美國除上述兩家公司外,比較重要的生產(chǎn)廠家還有布勞斯公司、賽林公司、斯塔斯派克公司、阿姆降公司、英格索藝德公司等。 (二)日本 日本從明治30年開始制造和使用卷揚機。據(jù)日本荷役機械研究所核計,19701975年間卷揚機的產(chǎn)量增加62.5。據(jù)日本通產(chǎn)省機械核計月報載,僅1977年單純土建卷揚機的產(chǎn)量就達12萬臺,產(chǎn)值約100億日元。 日本卷揚機行業(yè)由機械技術(shù)部會、荷役機械技術(shù)委員會領(lǐng)導。主要生產(chǎn)廠家有北川鐵工所、遠藤鋼機、南星、越野總業(yè)、藝浦、松崗產(chǎn)業(yè)等80多個廠家。 北川鐵工所是一家大型生產(chǎn)廠。其生產(chǎn)的卷揚機品種系列比較齊全,主要有: 1動力卷揚機 分BF、MF、DF三種型式。功率為3.744kw,鋼絲繩拉力從588044l 00N。有18個規(guī)格。F型是V型帶傳動,MF型是單筒開式齒輪傳動,DF型是雙筒開式齒輪傳動。其結(jié)構(gòu)持點是全部為標準型,采用改進了的螺旋頂絲式離合器操縱,因而操作簡便,易調(diào)整;鼓形離合器采用單錐體式,摩擦材料采用帶型樹脂。 2電動卷揚機 該廠生產(chǎn)的電動卷揚帆為KW型,功率3.711kw,拉力6000142100N,四種規(guī)格。其結(jié)構(gòu)特點是:全封閉內(nèi)齒輪傳動;電動機在一端,減速器、制動器和操作部分在另一端,中間是卷筒,一字型布置,按鈕操作,可遠距離遙控;最大特點是卷簡可纏繞89層容繩量大,適于高層卷揚使用。 遠滕鋼機公司有60多年歷史,它是日本唯一生產(chǎn)特殊電動卷揚機的公司。ENDO型卷揚機采用起重電動機,卷揚機可兩檔變速,排繩器裝在上部,是單螺旋軸雙導向桿式結(jié)構(gòu),機座全部是焊接結(jié)構(gòu),所有機械與電器部分都裝在機座里。 (三)法國 法國生產(chǎn)卷揚機的廠家很多,其中包藤(POTAIN)公司就是生產(chǎn)卷揚機的主要廣家之一,主要生產(chǎn)KUSW系列、LMD系列、PC系列和RCS系列卷揚機。 KUSW型卷揚機輕巧緊湊,效率高,安全可靠,可遙控操作。這種卷揚機能夠比較理想地與各種機械配套。 LMD型卷揚機可兩檔變速,采用液壓控制。液壓系統(tǒng)可同時控制兩個機械制動器。LMD型卷揚機綜合了電氣技術(shù)(包括電子技術(shù)系統(tǒng))和液壓技術(shù)的優(yōu)點,性能比較好。 PC型卷揚機是三速電動卷揚機,遠距離遙控操作,空載高速下降,提高了生產(chǎn)率。電控齒輪換檔(采用延時繼電器)起吊位置精確,運動緩和,傳動件在油池里工作,停車緩慢,避免磨損電磁剎車。 RCS型卷揚機可五檔變速,三個低速檔和兩個高速檔。由兩個獨立的裝有電磁剎車系統(tǒng)的提升電動機驅(qū)動卷揚機。電動機帶動直齒減速器,用錐齒輪帶動卷筒。
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