建筑卷扬机设计毕业设计说明书

建筑卷扬机设计毕业设计说明书内容摘要：

一般设备的质量都较大，则要求卷扬机具有较大的提升能力；为保证安装精度，其速度就不能太高；为防止坠落，其安全性要求更高。 因 为此项工作一般是在水平或倾斜方向进行的，为使物品能前后运动，则要求卷扬机的滚筒正反转均能工作。 要求卷扬机把重物提升到一定高度后，能使重物成自由落体下降，实现打桩工作，即要求卷扬机具有溜放性能。 建筑卷扬机虽然可以分成很多种类，实际上由于应用情况的复杂，很难把它们绝对分清，而且一台卷扬机往往几种工作都要做，所以在建筑卷扬机的设计上对用途分得并不清楚，而是按要求高的来设计，这样能使卷扬机实现一机多用，得到更广泛的应用。 方案设计 合理的传动方案，除应满足工作机的性能要求，适应工况条件，工作可靠外 ，还应使传动装置的结构简单，尺寸紧凑，加工方便，成本低廉，效率高和使用维护方便。 卷扬机减速方案的选择 行星传动与普通圆柱齿轮传动比较，尺寸小，重量轻，但制造精度要求高，结构较复杂，对于本设计不适用。 蜗杆传动的效率低，而且蜗杆传动布置为“ T”字型，占用空间大。 两级直齿圆柱齿轮传动，结构简单，效率高，传动平稳，加工简单。 但不适宜高速重载，由于本设计的速度和载荷都不大。 所以经过比较确定为两级圆柱齿轮传动。 13 卷扬机整体布置方案的选择 方案一（图 ） 图 该方案由一个大齿轮固定在卷筒上，转 矩通过开式齿轮由减速器传给卷筒。 这种布置占用空间小，对小传动必不适合。 方案二（图 ） 图 卷筒直接支承在减速器输出轴上，结构简单，占用空间小，结构部件少，卷筒所受弯矩较大。 14 方案三（图 ） 图 转矩通过连轴器传给卷筒，卷筒轴上有两处支撑。 由于低速级转矩大，联轴器尺寸也很大，再加上两处支撑，在轴向布置上占用很大空间。 经过上述三个方案比较，最终确定为方案三。 建筑卷扬机工作级别与类别 为了合理设计、制造、使用及提高零件三化水平，建筑卷扬机根据利用等级与载荷状态划分为： A1 ， A2 ， A3 ， A4 ， A5 ， A6 ， A7 ， A8 ，八个工作级别。 利用等级 利用等级是表示建筑卷扬机使用的频繁程度，以其在设计寿命期内应总工作循环次数Nt 表征。 而一个工作循环是指从一个载荷准备提拉时开始到下一个载荷准备提拉时为止的全过程。 建筑卷扬机的寿命一般不少于 5 年，在这个期间内依据工作频繁程度的不同，总工作循环 Nt 可分为 8 个利用等级，见表 15 表 建筑卷扬机利用等级 利用等级 总工作循环数 Nt 说明 U0 104 不经常使用 U1 104 U2 104 U3 105 U4 105 经常地轻闲地使用 U5 5 105 经常地中等使用 U6 1 106 有时频繁地使用 U7 2 106 频繁地使用 根据本次设计的建筑卷扬机的使用情况确定利用等级为 U5。 载荷状态 载荷状态表示建筑卷扬机钢丝绳承受 拉力作用地轻重与频繁程度，它与整个使用寿命期限内钢丝绳每次承受地拉力 Fi 与额定拉力 Fe 之比（ Fi / Fe ）和钢丝绳每次承受拉力 Fi 作用下地工作循环次数 ni 与总工作循环次数 Nt 之比（ ni /Nt ）有关。 载荷谱系数 Kf 可用下式计算： Kf ＝∑  meiti FFNn （ ） 式中 Kf —— 载荷谱系数； ni —— 在钢丝绳拉力 Fi 作用下的工作循环次数， ni ＝ n1 ， n2 nn ； Nt —— 总的工作循环次数， Nt ＝∑ ni ＝ n1 ＋ n2 ＋ nn ； Fi —— 钢丝绳承受的第 i个拉力， Fi ＝ F1 ， F2 ， Fn （ N）； Fe —— 钢丝绳承受的 额定拉力（ N）； m—— 由应力换算成载荷的耐久曲线指数，此处取 m＝ 3。 16 建筑卷扬机的载荷状态可根据钢丝绳承受的拉力（载荷）大小和频繁程度，按名义载荷谱系数 Kf 分为四级，见表。 表 载荷状态 载荷状态 名义载荷谱系数 Kf 当量拉力系数 Kd 说明 Q1 （轻） Kd ≤ 通常承受 1/3 的额定拉力，很少承受额定拉力时使用 Q2 （中） ＜ Kd ≤ 通常承受（ 1/3～ 2/3）的额定拉力，有时承受额定拉力时使用 Q3 （重） ＜ Kd ≤ 通常承受 2/3 以上的额定拉力，较多承受额定拉力时使用 Q4 （特重 ） ＜ Kd ≤ 1 频繁地承受拉力或者额定拉力相近时使用 如果钢丝绳在拉力 Fi 作用下的时间为 ti ,可以得出当量拉力系数 Kd ，按公式（ ） 计算。 Kd ＝mninnii tttt tFtFtFtF  2133232131 () 式中 Kd —— 当量拉力系数； ti —— Fi 作用下的时间； ti ＝ t1 ， t2 ， tn 根据载荷谱系数的分级可以得出相应的当量拉力系数 Kd。 根据本次设计要求确定建筑卷扬机的载荷状态为 Q2 （中）， Kf ＝ ， Kd ＝。 建筑卷扬机工作级别的划分 按利用等级和载荷状态的不同，可将建筑卷扬机分为 A1 ～ A8 8个工作级别，见表。 建筑卷扬机分类 建筑卷扬机按工作级别和用 途可分为四种类型，见表。 额定拉力 Fe 建筑卷扬机钢丝绳的额定拉力规定为作用在基准层（在规定的拉力下，钢丝绳在卷筒上顺序紧密排列时，恰为 1/2 容绳处所在的缠绕层），方向为沿钢丝绳出绳方向的拉力。 17 钢丝绳出绳方向偏角  ：对于自然排绳，  ≤ 176。 ；对于排绳器排绳，  ≤ 2176。 根据设计要求，本设计卷扬机的最大载重为 5 吨＝ ，所以取钢丝绳的额定拉力Fe ＝ 5KN。 表 建筑卷扬机工作级别 每日平均使用时间hd (h) ≤ ＞ ≤ ＞ ≤ 1 ＞ 1 ≤ 2 ＞ 2 ≤ 4 ＞ 4 ≤ 8 ＞ 8 ≤ 16 ＞ 16 使用寿命期限内的总使用时间 h(h) ≤ 400 ＞ 400 ≤ 800 ＞ 800 ≤ 1600 ＞ 1600 ≤ 3200 ＞ 3200 ≤ 6400 ＞ 6400 ≤ 12500 ＞ 12500 ≤ 25000 ＞25000 利用等级 U0 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 载荷状态 Q1 （轻） A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 Q2 （中） A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Q3 （重） A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Q4 （特重） A3 A4 A5 A6 A7 A8 表 建筑卷扬机分类 类别 工作级别 说明 举例 Ⅰ A1 ～ A4 不经常使用，轻或中等载荷状态的快速和慢速建筑卷扬机 工程安装 Ⅱ A3 ～ A5 经常中等使用，中等载荷状态的快速建筑卷扬机 垂直或倾斜吊运，水平拽引，牵引 Ⅲ A4 ～ A6 有时经常频繁使用，中等载荷状态的快速建筑卷扬机 与井字架、人字架和桅杆等配合使用垂直吊运 Ⅳ A6 ～ A8 经常频繁使用，重级载荷状态的快速和慢速建筑卷扬机 斜坡拽引、牵引、冷拉钢筋、冲抓、拉桩 18 第 3 章 电动机功率选择、总传动比计算与校验 正确选择电动机额定功率的原则是：在电动机能够满足机械负载要求的前提下，最经济、最合理地决定电动机功率。 建筑卷扬机属于非连续制工作机械，而且启 动、制动频繁。 因此，选择电动机应与工作特点相适应。 建筑卷扬机主要采用三相交流异步电动机。 根据建筑行业的工作特点，电动机工作制考虑选择为短时重复工作制 S3 和短时工作制 S2 ，并优先选用 YZR（绕线转子）、 YZ（笼型转子）系列起重专用电动机。 多数情况下选用绕线转子电动机；在工作条件较轻，接电次数较少时，亦可采用笼型转子电动机。 对于小吨位建筑卷扬机，考虑到多方面因素，其电动机工作制也允许选择连续工作制 S1 ，如选择 Y系列三相异步电动机。 电动机工作制 电动机工作时，负载持续时间的长短对电动机的发热情况影响很大，因而对决定电动机的功率也由很大的影响。 按电动机发热的不同情况，电动机分三种工作制，即连续工作制、短时工作制和短时重复工作制。 由于本设计的卷扬机的重复周期 T＝（ tg ＋ t0 ）﹤ 10min,所以采用短时重复工作制 S3。 （ tg — 工作时间； t0 — 停歇时间） 电动机功率的选择 根据《建筑卷扬机设计》表 33，双级圆柱齿轮传动效率 1 ＝ ，一对滚动轴承效率 2 ＝ ，连轴器效率 3 ＝ ，卷筒效率 4 ＝ ，滑轮效率 5 ＝。 5423321   ＝ 静功率： Pg ＝60000eeF＝ 455000 ＝ （ KW） 根据《机械设计手册》选电动机为： YZ132M16 功率： 电压： 380V 电流： 转速： 933r/min 效率： 81％ 功率因数：  电动机的校验 电动机功率的过载校验 19 建筑卷扬机 电动机过载能力校验采用检验转矩的方法。 起动转矩应满足 de eeus n vFKT  式中 sT — 基准负载持续率时电动机的起动转矩（ N m）。 考虑电动机的过载能力为 ，所以起动转矩 sT ＝ ＝ ＝ m uK — 考虑电压损失、最大转矩和堵转转矩的允许偏差，试验载荷超载值和机构加速度等因素影响系数。 绕线型异步电动机 uK ＝ ～ ； ev — 钢丝绳额定速度（ m/s）； den — 电动机额定转速（ r/min）；  — 建筑卷扬机整机效率。 即： 3 4550   ＝ m 所以电动机有足够的起动转矩。 电动机的发热校验 采用下式进行校验： ep zed KnT9550 式中 ep — 电动机额定功率（ kW）； dT — 卷筒的计算转矩（ N m）； en — 卷筒转速（ r/min）； zK — 系数。 其中 zK ＝ 1－ 1000qZ ＝ 式中 qZ — 电动机每小时折算的全起动次数。 rfgddZ cq  1 ＝ 10＋ 15＋ 25＝ （次） 式中 cd — 每小时全起动次数，这里取为 10 次； 1d — 每小时电动或不完全起动次数，取为 15次； f — 每小时电制动次数，取为 25 次； 20 rg、 — 折算系数，由表 选取。 表 系数 rg、 电动机类型 g r 绕线型异步电动机 笼型异步电动机 zed KnT9550 ＝  ep ＞ 所以电动机是安全的。 21 第 4 章 减速器的设计 减速器是应用于原动机和工作机之间的独立传动装置。 其主要功能是降低转速，增大转矩，以满足对机。