20吨单滚筒绞车设计
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20吨单滚筒绞车设计
目 录
摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论……………………………………………………………………………1
1.1绞车的简介………………………………………………………………………2
1.2拟定绞车系统图……………………………………………………………3
第2章卷扬机构的方案设计 ………………………………………………………5
2.1 常见卷扬机构方案及分析 ………………………………………………5
2.1.1 卷扬机构方案比较 ………………………………………5
2.1.2卷筒轴及件速器输出轴连接方式设计的基本原则……………………6
2.1.3液压卷扬机构的分类……………………………………………………7
2.1.4液压式行星齿轮传动卷扬机构布置方案………………………………8
2.2本设计所采用的方案…………………………………………………………10
2.3卷扬机构方案设计注意事宜…………………………………………………10
第3章卷扬机构组成及工作过程分析……………………………………………12
3.1卷扬机构的组成…………………………………………………………………12
3.2卷扬机构工作过程分析…………………………………………………………12
3.2.1卷扬机构的工作周期……………………………………………………12
3.2.2载荷升降过程的动力分析………………………………………………12
第4章卷扬机卷筒的设计和钢丝绳的选用……………………………………15
4.1卷扬机卷筒的设计……………………………………………………………15
4.1.1卷扬机卷筒组的分类和特点……………………………………………15
4.1.2卷筒设计计算……………………………………………………………15
4.2钢丝绳的选择…………………………………………………………………19
第5章液压马达和平衡阀的选择…………………………………………………20
5.1液压马达的选用与验算………………………………………………………20
5.1.1液压马达的分类及特点…………………………………………………20
5.1.2液压马达的选用…………………………………………………………20
5.1.3马达的验算………………………………………………………………20
5.2平衡阀的计算与选用…………………………………………………………23
5.2.1平衡阀的功能简介………………………………………………………23
5.2.2平衡阀的选用……………………………………………………………23
第6章制动器的设计与选用………………………………………………………25
6.1制动器的作用、特点及动作方式………………………………………………25
6.2制动器的设计计算……………………………………………………………26
6.2.1制动转矩的计算…………………………………………………………26
6.2.2制动盘的设计选用………………………………………………………26
6.2.3制动盘有效摩擦直径计算………………………………………………26
6.2.4制动器散热的验算………………………………………………………27
6.2.5全盘式制动器设计计算…………………………………………………30
第7章离合器的设计与选用………………………………………………………31
7.1离合器的功用、特点与分类…………………………………………………31
7.2圆盘离合器主要性能参数的计算……………………………………………32
7.2.1离合器的计算转矩………………………………………………………32
7.2.2圆盘摩擦片的主要尺寸关系……………………………………………32
7.2.3摩擦式离合器的摩擦转矩………………………………………………33
7.2.4圆盘摩擦离合器压力的计算……………………………………………34
第8章轴的设计………………………………………………………………………36
8.1轴的材料………………………………………………………………………36
8.2轴的工作能力的计算…………………………………………………………36
8.3轴的结构设计…………………………………………………………………39
8.3.1拟定轴上零件的装配方案………………………………………………39
8.3.2根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度…………………………40
8.3.3轴上零件的周向定位……………………………………………………40
结论………………………………………………………………………………………33
参考文献 ………………………………………………………………………………36
致谢………………………………………………………………………………………38
附录………………………………………………………………………………………40
第一章 绪 论
1.1绞车的简介
在起重机械中，用以提升或下降货物的机构称为起升机构，一般采用卷扬式，而这样的机器叫做卷扬机又叫绞车。
卷扬机的卷扬机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置等组成。驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮。取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具挂梁等多种形式。安全保护装置有超负载限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保护开关等，根据实际需要配用。
卷扬机的驱动方式有三种，分别为内燃机驱动、电动机驱动和液压驱动。
内燃机驱动的起升机构，其动力由内燃机经机械传动装置集中传给包括起升机构在内的各个工作机构，这种驱动方式的优点是具有自身独立的能源，机动灵活，适用于流动作业。为保证各机构的独立运动，整机的传动系统复杂笨重。由于内燃机不能逆转，不能带载起动，需依靠传动环节的离合实现起动和换向，这种驱动方式调速困难，操纵麻烦，属于淘汰类型。目前只有少数地方应用。
电动机驱动是卷扬机的主要驱动方式。直流电动机的机械特性适合起升机构的工作要求，调速性能好，但获得直流电源较为困难。在大型的卷扬机中，常采用内燃机和直流发电机实现直流传动。交流电动机驱动能直接从电网取得电能，操纵简单，维护容易，机组重量轻，工作可靠，在电动卷扬机中应用广泛。
液压驱动的卷扬机，由原动机带动液压泵，将工作油液输入执行构件（液压缸或液压马达）使机构动作，通过控制输入执行构件的液体流量实现调速。液压驱动的优点是传动比大，可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好。缺点是液压传动元件的制造精度要求高，液体容易泄漏。目前液压驱动在建筑卷扬机中获得日益广泛的应用。
1.2拟定绞车系统图
系统的工作原理及其特点简要说明如下：（见图1.1）
液压马达9的排量切换由二位四通电磁换向阀5实现，控制压力由液压马达9自身提供，为了防止下放时因超越负载作用而失速，在马达回油路上设置了外控式平衡
阀4。另外，为了提高系统工作可靠性，以防污染和过热造成的故障，在回油路上设置了回油过滤器7及冷却器8。三位四通电磁换向阀9的中位机能为K型，所以，绞车停止待命时，液压泵可以中位低压卸荷，有利于节能。
表1.2绞车液压系统电磁铁动作顺序
工 况 电磁铁
1YA 2YA 3YA
满载卷扬上升 - + -
空包下放 + - -
停止 - - +
由表1.2可知：当电磁铁2YA通电时，三位四通电磁换向阀5切换至右位，液压油经过单向阀进入液压马达2，驱动滚筒卷扬方向旋转。当电磁铁1YA通电时，负载由平衡阀支撑的同时快速下放，当需要制动时，电磁铁3YA通电，制动器制动
参考文献
[1]张质文,虞和谦,王金诺,包起帆主编.起重机设计手册.北京:中国铁道出版社,1997
[2]颜荣庆,李自光,贺尚红主编.现代工程机械液压与液力系统.北京:人民交通出版社,2001
[3]成大先主编.机械设计手册.第四版.北京:化学工业出版社,2002
[4]徐灏主编.机械设计手册.北京:机械工业出版社,1991
[5]章日晋主编.机械零件的结构设计.北京:机械工业出版社,1987
[6]吴宗泽主编.机械结构设计.北京:机械工业出版社,1988
[7]北京有色冶金设计研究总院主编.机械设计手册.第三版.北京:化学工业出版社,1993
[8]汝元功,唐照民主编.机械设计手册.北京:高等教育出版社,1995
[9]花家寿编.新型联轴器与离合器.上海:上海科学技术文献出版社,1991
[10]机械控制系统设计/中国机械工程学会,中国机械设计大典编委会.中国机械设计大典.南昌:江西科学技术出版社,2002
[11][苏]隆赫年柯B Л,马克西莫维奇B A,特罗伊茨基A B,特罗春И Π,波季施柯A B,阿符拉缅柯Л A.机械零件图册.吴克敏等译.北京:人民教育出版社,1959
致 谢
三个月紧张而充实的毕业设计结束了，在这次设计中我收获颇多。毕业设计对于我们每一个大学生来说都是非常重要。它不仅是对我们大学四年学过的各科知识的综合运用，而且是把我们所学的知识应用于实践的一次检验。通过这次毕业设计，我重温了一遍大学的课程如机械制图、理论力学、机械设计、液压传动与气压传动等专业知识，还涉及了一些以前从未深入了解的知识，使我开阔了眼界，并增长了知识，对自己的所学进一步巩固，为毕业后走向社会工作岗位奠定了一定的基础。
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