卷扬机设计相关说明.docx

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1、卷扬机设计说明书摘要卷扬机又称绞车，是起重垂直运输机械或水平牵引机械的重要组成部分，配合基础结构件、臂架、滑轮组等辅助设备，可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物，用来提升物料、安装设备等作业，由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置，是垂直提升、水平或倾斜曳引重物的简单起重机械，分手动和电动两种，现在以电动卷扬机为主。本次设计的电动卷扬机是由电动机、连轴器、制动器、减速器、卷筒、导向滑轮、吊钩等组成。本次设计的步骤是从钢丝绳开始入手，然后依次对卷扬机的卷筒、卷筒轴、电动机、减速器、制动器、联轴器以及卷筒机的导向滑轮设计与选取。其中卷筒、卷筒轴、联轴器的设计最为主要，本设计重点做了介绍

2、，其余部分有得只是略作分析。本次设计的卷扬机由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、对作业环境适应能力强等特点，可以应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面，但是此次设计的卷扬机是运用于我公司3、4#码头牵引水渣火车车厢，提升重物或水平牵引是卷扬机的一种主要功能，各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。根据此次设计要求，结合指导老师的相关建议，设计出的卷扬机能够满足工程实际需要。关键词：卷扬机，卷筒，卷筒轴，联轴器目录摘要11绪论32卷扬机的功能及设计参数53卷扬机的整体结构概述63.1电动卷扬机基本结构.63.1.1电控卷扬机.63.1.2 带有电动推杆式制动器或电磁铁制动器的卷

3、扬机.63.1.3 采用锥形转子电动机的卷扬机73.1.4 溜放型卷扬机.93.1.5 3.2起升机构的组成及型式93 .2.1起升机构的组成.94 .2.2起升机构的典型传动型式104卷扬机主体零部件的设计与选用.125 .1钢丝绳的选择.-.124.1.1 钢丝绳的种类和构造124.1.2 钢丝绳直径的选择124.1.3 钢丝绳的使用.144.2起重滑车的选择.154.3卷筒的结构设计及尺寸确定.-154.3,1卷筒的分类.154.3.2卷筒设计164.4电动机的选择和校核.194.4.1初选电动机194.4.2检验启动过载能力204.4.3电动机的发热验算204.5减速器的选用.214.

4、6制动器的选用224.7联轴节的设计.224.7.1带制动轮的弹性圈柱销联轴节224.7.2刚性凸缘联轴节24结论.27致谢.28主要参考文献.291、绪论随着社会的发展，机械将会越来越取代人力，这也是机械行业飞速发展的结果，在机械的发展历史中，新机械的发明有着举足轻重的作用。但是，那些很久以前就被利用生产并一直延续到今天的机械，更是起着不可替代的作用，卷扬机就是一例。卷扬机的发展就像其他机械一样，从开始的简单到现在的复杂，从以前的机械动力到现在的电力动力，从以前的人工操作到现在的电脑操作甚至智能操作。卷扬机又称绞车，是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合基础结构件、臂架、滑轮组等辅助设备，可

5、以垂直提升、水平或倾斜拽引重物，用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、使用成本低、对作业环境适应能力强、可靠性高等特点，广泛应用于港口装卸、冶金起重、建筑、水利作业等方面。本设计就传统的卷扬机说起，一直到现在以及将来的发展。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、齿轮箱和卷筒组成，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，能令空钩快速下降。对安装就位或敏感的物料，能用较小速度。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、

6、汽车吊等取代了卷扬机的部分工作，但由于塔吊成本高，一般在大型工程中使用，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。卷扬机除在工程建设、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。下面是卷扬机的发展趋势：1 .大型化由于基础工业的发展，大型设备和机械构件要求整体安装，促进了大型卷扬机的发展。目前，俄罗斯已生产了60t卷扬机，口本生产了32t、50t、60t液压和气动卷扬机，美国生产了136t和270t卷扬机。2 .采用先进电子技术为

7、了实现卷扬机的自动控制和遥控，国外广泛采用了先进的电子技术。对大型卷扬机安装了电器连锁装置，以保证绝对安全可靠。3 .发展手提式卷扬机为提高机械化水平，减轻工人劳动强度，国外大力发展小型手提式卷扬机，如以汽车蓄电池为动力的直流电动小型卷扬机，其电压为12V,质量为7.715.4kg,拉力为333613344No4 .大力发展不带动力源装置的卷扬机欧美国家非常重视发展借助汽车和拖拉机动力的卷扬机。此种卷扬机结构简单，有一个卷筒和一个变速箱即可。2卷扬机的功能及设计参数根据3#码头水渣作业的需要，装运水渣的火车需用卷扬机水平牵引移位，以配合龙门起重机卸车，从而提高生产效率。本卷扬机设计的主要参数有

8、：额定牵引力：需满足牵引3节满载水渣的火车车厢的要求牵引行程12Om牵引运行速度：40mmin每节火车车厢参数：自重20t,载重601,总质量801工作条件：频繁启动粉尘量大设计的主要要求：电动机轴与减速器高速轴采用带制动轮的弹性圈柱销联轴节连接：减速器输出轴与钢丝绳卷筒采用刚性凸缘联轴节连接；制动器必须采用常闭式制动器且制动轮安装在减速器高速轴上；制动器的制动力矩应保证有足够的制动安全系数。3卷扬机的整体结构概述 3.1 动卷扬机基本结构电动卷扬机由于操作方法不同，其结构相差很大。我们将其分为电控卷扬机和溜放型卷扬机两类。3.1.1 电控卷扬机此类卷扬机通过通电或断电以实现卷扬机的工作或制动

9、。物料的提升或下降由电动机的正反转来实现，操作简单方便。其制动型式主要有电动推杆式制动器、电磁铁制动器和带有锥形制动环的锥形转子电动机三类，下面就这三种制动型式卷扬机的常见类型作介绍。此类卷扬机大多是单卷筒的。3.1.2 带有电动推杆式制动器或电磁铁制动器的卷扬机12 .圆柱齿轮减速器快速卷扬机，如图2-1。图2-1圆柱齿轮减速器快速卷扬机简图1电动机2联轴器3制动器4减速器5联轴器6一卷筒7一底座8轴承座或支架3 .蜗杆减速器慢速卷扬机。4 .圆柱齿轮减速器加开式齿轮传动的卷扬机，如图2-2。图2-2圆柱齿轮减速器加开式齿轮传功的卷场机简图1电动机2联轴器3制动器4减速器5开式齿轮传动6一卷

10、筒5 .蜗杆减速器加开式齿轮传动的卷扬机。对一些起重量大的卷扬机，为使钢丝绳在卷简上排列整齐，需要安装排绳器。按设计规范要求，在钢丝绳拉力F120kN的卷扬机上，均应安装排绳器。1.1.3 采用锥形转子电动机的卷扬机此类卷扬机利用锥形转子电动机本身所具有的制动性能来实现卷扬机的制动。由于锥形转子电动机是靠转子轴向移动来实现制动或松开的，可省略单独的制动器，在结构上就要求电动机与传动系统间能做轴向相对移动。一般，轴向移动是通过可移式联轴器把电动机轴的运动传递到传动系统来实现的。由于此类卷扬机的电动机轴线与卷筒轴线为同轴，故习惯上把这类卷扬机叫做一字型结构卷扬机。此类卷扬机广泛应用于电动单梁桥式起

11、重机上，俗称电动葫芦，同时具有起升功能和运行功能，目前最广泛的形式有CDI型（常速）、MD1型（常慢二速）两种。该产品具有结构紧凑、体积小、自重轻、制动时间短、制动下滑量小、制动噪音小等优点。锥形转子电动机简图1-轴承2-前端盖3-机座4-定子5-转子装配6-后端盖7-风扇制动轮8-锁紧螺母根据传动系统的不同，其可分为：1 .定轴轮系传动这是1988年行业组织的系列设计中的一种机型。2 .渐开线圆柱齿轮行星传动常见的有封闭型2KH型行星轮系和3K型行星轮系传动的卷扬机。3 .接线针轮传动由于摆线针轮传动一级减速的减速比比较大，故采用一级减速即可。这种传动可把传动系统放在卷筒里面，可减小卷扬机体

12、积。4 .少齿差行星传动少齿差传动可得到大的传动比，并可把传动系统放在卷筒内，使结构紧凑。上述摆线针轮行星传动和少齿差行星传动的输出机构是很重要的一环，可实现偏心输出的机构有很多，但考虑到加工和效率的原因，目前采用较多的是销轴式，但其加工精度及热处理要求较高，卷扬机生产厂家比较难以达到。所以有的厂家采用了零齿差传动输出机构，其设计较为复杂，但加工较为容易，效果亦不错。5 .谐波传动此传动的传动比大，啮合齿数多，所以承载能力大，故其体积、质量可更小。但其柔轮的要求较高，生产较为困难。6 .活齿行星传动又叫顶杆蠕动传动，它的加工相对比较方便。1.1.4 溜放型卷扬机此类卷扬机提升重物的下降不是利用

13、电动机反转来实现.而是靠置物的重力下降，并带动卷筒反转，此时电动机不转。要在电动机和卷筒之间实现其运动的联接或分离，通常采用离台器或差动轮系。由于电动机和卷筒可分可合，因此卷筒的数目可以增多，而各卷筒又可各自完成自己的运动，则此类卷扬机可设计成单卷筒、双卷筒和多卷筒的型式。为保证各卷筒的运动或停止，其离合和制动装置都直接安装在卷筒上。 2 .2起升机构的组成及型式 3 3.2.1起升机构的组成起升机构是使重物作升降运动的机构，它是任何起重机必不可少和最主要最基本的机构。此次设计的电动卷扬机是由电动机、连轴器、制动器、减速器、卷筒、起重滑车、钢丝绳吊钩系统等组成，其各方面的机构分布可以参考如下图

14、所示。电动机正转或反转时，制动器松开，通过带制动轮的联轴器带动减速器高速轴，经减速器减速后由低速轴带动卷筒旋转，使钢丝绳在卷筒上绕进或放出，从而实现火车的牵引功能。电动机停止转动时，依靠制动器将高速轴的制动轮刹住，从而停止对火车的牵引。根据需要起升机构上还可装设各种辅助装置，如起重量限制器、起升高度限位器、速度限制器和钢丝绳作多层卷绕时，使钢丝绳顺序排列在卷筒上的排绳装置等。3.2.2起升机构的典型传动型式在电动机与卷筒之间通常采用效率较高的起重用标准两级减速器。要求低速时可采用三级大传动比减速器。为便于安装，在电动机与减速机之间常采用具有补偿性能的弹性柱销连轴器或齿轮连轴器。前者构造简单并能

15、起缓冲作用，但弹性橡胶圈的使用寿命不长；后者坚固耐用，应用最广。齿轮连轴器的寿命与安装质量有关，并且需要经常润滑。一般制动器都安装在高速轴上，这样所需要的制动力矩小，相应的制动器尺寸小，重量轻。经常利用联轴器的一半兼作制动轮。带制动轮的半体应安装在减速器高速轴上。这样，即使联轴器被损坏，制动器仍可把卷筒制动住，以确保机构的安全。起升机构的制动器必须采用常闭式的。制动力矩应保证有足够的制动安全系数。在重要的起升机构中有时设两个制动器，而第二个制动器可安装在减速器高速轴的令一伸出端或装设在电动机的尾部出轴上。为使机构布置方便并增大补偿能力，在电动机与减速机之间可用浮动轴连接，浮动轴的两端为半齿轮连轴器。由于卷筒与减速器低速轴之间的连接型式很多，因刚性凸缘联轴节结构简单，工作可靠，传递扭矩大，装拆方便，故本卷扬机减速箱低速轴和卷筒之间采用此联轴节,卷筒轴左右两端用调心轴承支撑于轴承座中。卷筒的直径一般尽量选用允许的较小值，因为随着卷筒直径的增加，扭矩和减速传动比也增大，引起整个机构庞大。但在起升高度较