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河北十一选五15吨液压绞车设计 13000 30%

2020-10-19 17:52

  15吨液压绞车设计 摘要………………………………………………………………………………………Abstract 绪论……………………………………………………………………………11.1 液压传动系统概论……………………………………………………………1 1.1.1 传动类型及液压传动的定义………………………………………………1 1.1.2 液压系统的组成部分………………………………………………………1 1.1.3 液压系统的类型……………………………………………………………1 1.1.4 液压技术的特点……………………………………………………………1 1.2 绞车的简介………………………………………………………………………2 1.3 拟定绞车液压系统图……………………………………………………………3 2.1常见绞车构方案及分析 2.1.1非液压式绞车构方案比较 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 液压绞车构的分类……………………………………………………7 2.1.4 液压式行星齿轮传动绞车构布置方案………………………………8 2.2 本设计所采用的方案…………………………………………………………10 2.3 绞车构方案设计注意事宜……………………………………………………10 章绞车结构组成及工作过程分析……………………………………………123.1 绞车构的组成…………………………………………………………………12 3.2 绞车构工作过程分析…………………………………………………………12 3.2.1 绞车构的工作周期……………………………………………………12 3.2.2 载荷升降过程的动力分析………………………………………………12 章绞车卷筒的设计和钢丝绳的选用………………………………………154.1 绞车卷筒的设计………………………………………………………………15 4.1.1绞车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 章液压马达和平衡阀的选择…………………………………………………205.1 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 章制动器的设计与选用………………………………………………………256.1 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 章离合器的设计与选用………………………………………………………317.1 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 章轴的设计………………………………………………………………………368.1 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 在对15吨液压绞车具体方案进行设计之前,对其工作原理。工作环境以及工作 特点展开了综合的考虑以及分析,并且结合工作实际和实物考察,在经过了充分的准 备之后,逐步开展对液压绞车整体的设计,对其需要使用到的各项元件进行比较后甄 选,并且经过精密计算之后加以校核。在本设计方案之中,绞车整个设计框架由平衡 阀,液压马达,制动器,承轴,卷筒跟机架外加一些其它的零部件构建而成。或者根 据具体的需求,在设计中将阀组直接集成于马达配油器上。若设计中加上平衡阀门, 高压梭阀,调速换向阀或者其他阀组,则结构在整体设计更为紧凑,并且还同时具备 更小面积以及更轻重量等优点,此外从外观上也更具美感。从整体运行上看,具备优 良性能的同时还有较好的安全保障,具备较高的工作效率,在启动之时扭矩较大,地 速性好,并且不会产生较大噪音,操作上也更加的简洁。因此能够在铁道火车和汽车 起重器,船油田钻采等各种起重设备中被广泛的应用到。 关键词:液压绞车;计算测量;校核。 15ton hydraulic winch workingprinciple, working environment hydraulicwinch, actualwork, after careful observation, hydraulicwinch checkedafter calculation. winchconsists balancevalve, brake, hydraulic motor, drum, bearing shaft frame,etc. designvalves directly integrated motoroil distributor according balancevalve, high pressure shuttle valve, speed control reversing valve othervalve groups. compactstructure, small area, weight reduction, beautiful shape, good safety performance,high working efficiency, high starting torque, good ground speed, low noise, simple, convenient reliableoperation, etc. widelyused railwaytrain automobilecrane, drilling oilfield, geological exploration, mining, coal, otherlifting equipment. Key words: hydraulic winch; calculation measurement;check. 1.1液压传动系统概论 1.1.1 传动类型及液压传动的定义 一般来说,一台能够正常工作的机器都需要传动装置,原动机和工作机相互组 合,原动机通常可分作两类——电动机和内燃机,它们的存在为机器提供源源不断的 动力,而工作机则是利用原动机提供的能量来完成对外做工的部分,传动装置则是位 于原动机和工作机之间,为两者能量之间的转化提供介质,从而满足工作机的力矩, 速度以及位置的要求。 根据传动件或转速的不同,有机械、流体、电器、液体和气体符合传递等要求。 液体传动通常可分为液力传动和液压传动这两种模式,这两种传动方式均是通 过利用动力能来开展相关工作。具体原理都是通过能量之间的转化,在机械内部分配 液体从而达到传动的目的。该传动模式因其自身的各项优点,已经成为目前机械设备 传动中的关键一环。 1.1.2 液压系统的组成 在液压系统中,基本上所有的系统都含有连续流动性的液压油或者另外一些介 质。简单来说,其具体的工作原理就是通过液压泵原动机中释放出的能量转化为压力 能。然后将此能量通过压力、方向、流量等各方面阀的控制转移至液压缸、液压马达 等机器中,通过这些机器又将压力能转化为机械能,从而完成目标操作,此套系统通 常是由动力源,执行器,控制阀等组装而成。 通常来讲,液压回路指的是可以完成某种特殊功能的液压元件组合。而液压系 统就是在前者这些基本回路的基础上进行连接符合而成,可以完成诸多机械的工作要 1.1.3液压系统的类型 液压系统能够根据不同的方式进行分类,见表1.1。 1.1.4 液压技术的特点 相较于一些其它的传动控制方式,液压传动与控制技术具有以下特点。 (1)优点 1)、功率的重量轻。 2)、便与布局。 表1-1 液压系统的分类 3)、具有较为宽泛的调速范围。 4)、具有优良的工作快速性,整体运行稳定。 5)、具备自动过载保护。 6)、易于自动化。 7)、方便控制。 8)、系统设计、制造和使用方便。 (2)缺点 1)、在传动方面缺乏保障。 2)、传动慢。 3)、较差的稳定性。 4)、花费较大。 5)、若出现故障,难以进行维修。 1.2 绞车的简介 起升器在起重机械领域通常是指用于上下运输货物的机械,通常情况下,采用的 都是绞车式,因此,也将这样的机械称之为绞车。一般来说,绞车都是由驱动器、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、制动器、联轴器、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。 内燃机驱动、电动机驱动和液压驱动三种。 若起升机采用的驱动方式为内燃机驱动,那么由其产生的能量首先传输到机械传 动装置,随后转化为机械能传递到起升结构以及一些其它的工作单元,采用该种类型 驱动的优势之处在于其作业的灵活性,因为自带能源供应。总体来说,整机的传动是 较为复杂的,因为在设计上需要保证上述的一些机械单元能够独立运行。燃机不能逆 转,也无法在负载的情况下启动,因此若想要完成动态换向这一目标,则传动环节的 离合装置也是不可或缺的,通常很难对速度以及驱动方式进行相应的调节,而且操作 较为繁杂,整体以及处于淘汰的边缘,因此,在时下已经鲜为人用。 若在设计中采用电动机来作为内在驱动方式。直流电动机能够与机械所需要完成 的起升工作具有一个良好的适配性,并且其整体会获得一个较好的调速性能,但是缺 点就是直流电源的获取不方便,若使用交流电动机则能弥补这一缺陷,因为该电动机 可由电网进行供能,并且易于操作,方便维护,整机重量也有所减少,具有较高的稳 定性,因此广泛应用于电动绞车之中。 1.3 拟定绞车液压系统图 系统的工作原理及其特点简要说明如下:(见图1.1) 在设计上采用二位四通电磁换向阀5 来完成液压马达9 的排量切换,控制压力方 面则来源于液压马达 9。在马达回油路上安装了外控式平衡阀 4,这样的设计是为了 避免出现因超载而出现失速等危险的状况。除此之外也在回油路上安装了回油过滤器 和冷却器8,此举能够在一定程度上避免污染和过热所引发的护长,从而使整机在 工作时具有较好的安全性和稳定性。三位四通电磁换向阀9 的中位机能为K 型,因此, 一旦绞车退出待命状态,那么此时可通过液压泵进行中位低压卸荷,这能在一定程度 上节省能耗。 表1.2 绞车液压系统电磁铁动作顺序 根据表1.2 可知:当电磁铁2YA 通电时,三位四通电磁换向阀 切换至右位,液压油在流经单向阀之后进入到液压马达2,从而使得滚筒绞车能够完成方向旋转。当电 磁铁1YA 通电时,负载由平衡阀支撑的同时快速下放,一旦要进行制动操作,则此 时电磁铁3YA 通电,驱动制动器完成制动。 图1.1 多片式摩擦离合器2、液压马达3、6、溢流阀4、外控式平衡阀 5、三位四通电磁换向阀7、回油过滤器8 冷却器9、液压马达10、油箱 第二章绞车结构方案设计 在进行绞车方案设计的过程中,需要对整机构架的驱动方式进行深入了解,此外, 一些设备安装位置的限制条件也要了然于胸,并且对机型种类以及各项参数之间的匹 配等等问题都要进行了解。 2.1 常见绞车构结构方案及分析 2.1.1 非液压式绞车构方案比较 在对绞车构结构布置进行设计的过程中通常有并轴式和同轴式这两种不同的布 局方式,这是根据原动机和卷筒组所处的相对位置的不同进行划分的。在这两种基本 型的基础上,仍然可根据卷筒的差异划分为单卷筒和双卷筒这两种不同的型号。下面 介绍几种常见的绞车构结构方案。 图2.1 并轴布置单卷筒绞车构 10 图2.1 所示为并轴式单卷筒绞车构,在此架构之中,卷筒轴与原动机之间的布置 成纤维并列平行的状态,这样的结构相对来说更为精简,布局紧密。 可通过安装重力下降装置来提升取物装置在空载或轻载时的下降速度(图2.1b)。 卷筒上可配备带式制动器和内涨式摩擦离合器,一旦离合器实现分离,则卷筒失去了 动力来源,这会导致卷筒处于浮动状态,此时就可以通过利用卷筒上安装的带式制动 器去控制取物装置来完成重力快速下降。 在设计绞车过程中,需要解决的一个重要问题就是采取何种方式来连接卷筒轴与 减速器输出轴。图 2.1(a)、(b)的设计方案中采取的都是选择在将减速器输出轴 的延长部分去安装卷筒,如果从力学的角度来看,这是典型的三支点超静定轴,这种 设计能够让轴承受的弯矩得到较好的缩减。但是这种设计存在一定缺陷,例如卷筒组 和减速器在安装之时会比较困难,而且轴承也很难进行更换,并且整机对于安装精度 具有极为苛刻的要求。然而优点也是显著的,比如整体体型较小,没有复杂结构,可 以很好的应用于中小型建筑机械的绞车构。 图2.1(c)、(d)的设计方案中采用补偿式连接来连接卷筒轴与减速器输出轴。 图2.1(c)的设计中,减速器的输出轴与卷筒之间的连接是通过齿轮连轴节来完成的, 从而能够将动力直接传递到卷筒上。图2.1(d)的设计方案是通过是十字滑块联轴节 进行连接的,输出轴和卷筒轴的结构都是筒支型的,整体布局紧密。 如图2.2 所示的是并轴布置双卷筒绞车构,主体构造是利用1 台液压马达通过二 级齿轮减速器来完成主、副卷筒的驱动运行。这两个卷筒都分别配备了离合器和制动 器。能够直接利用液压操纵系统来操控主、副卷筒进行独立的作业,也可以完成重力 下降。 11 图2.2 并轴布置双卷筒绞车构 采取双卷筒集中驱动的模式能够节省一套液压马达及传动装置。 2.1.2 卷筒轴与减速器输出轴连接方式设计的基本原则 综上,在选择卷筒轴与减速器输出轴之间的连接方式是,需要参考的具体原则如 1.在设计超静定轴支点时,最好不要选择多支点类型,因为支点越多,承受力也就更加复杂,轴的安装精度也更加难以得到保障。 2.优先考虑使用减速器输出端直接驱动卷筒的方式,从而使得卷筒轴可以不用传 递扭距,从而减少其磨损,延长使用寿命。 3.整体设计需要具备优异的总成分组行,这无论对于制造和安装,还是今后的维 护都是大有裨益的。 4.整体布局要紧密,避免复杂化,安全方面要有保障。 5.在卷筒组与减速器输出轴之间的连接方式方面,推荐使用补偿式连接 2.1.3 液压绞车构的分类 液压传动的起升机构能够大体划分成以下几类: 根据液压马达不同的类型可将液压起升机构划分成高速液压马达传动和低速大 扭矩马达传动这两种类型。 若采用高速液压马达传动这一类型,则驱动升卷筒的操作需要通过减速器来完 成。在减速器的选择上, 通产可以选择普通的标准减速器,减速器也具有不同的类 型,圆柱齿轮式、蜗轮蜗杆式和行星齿轮式减速器都属于较为常见的类型。采取这种 传动形式的优势之处在于液压马达其不仅体积小、重量轻,并且还具备较高的容积效 率,并且价格比较便宜,但是从整体来看,起升机构具有较大的体积,并且较重。 若选择低速大扭矩马达传动,则驱动升卷筒能够直接依靠一级开式圆柱齿轮来完 成。虽然单独来看低速马达具有较重的重量和更大的体积,但是由于省去了减速器反 而使得整体重量以及体积均有所下降,并且传动结构简易、所需要的零配件较少,具 有优良的起动、制动性能。 12 图2.3 液压绞车构布置方案(一) 2.1.4 液压式行星齿轮传动绞车构布置方案 液压多速绞车构的设计方案有以下几种: 1、在卷筒两侧对液压马达、制动器和行星减速器进行合理的安装配置。 2、在卷筒的两边来安装液压马达和制动器,行星减速器则在卷筒内部进行安装 (图2.4)。 图2.4 液压绞车构布置方案(二) 图2.5 液压绞车构布置方案(三) 13 3、在卷筒的同一侧对液压马达、制动器进行安装,置于行星减速器则在卷筒内 部进行安装(图2.5)。 4、液压马达、制动器和行星减速器均装入卷筒内部(图2.6)。 图2.6 液压绞车构布置方案(四) 在类型上属于同一种,在这两种方案中,行星减速器都是安装在卷筒之中,这样安排的优点就是整体体积较小,布局紧密,但是缺点也很明显,那就是卷筒内部 的空间大小有限,因此在进行安装时需要更高的精度来完成,对于零部件也会有更为 严格的要求,并且轴承也较难选择,不便于后期进行相关维护工作。二者之间的差异 之处在于它们各自的制动器安装位置有所不同,方案二中具备较好的对称性。 与方案二、三进行比较能够明显发现方案四的设计具有更小的整体构造,并且结 构布局上也更为紧密。然而此方案不仅存在上述两种方案中所存在的缺陷,并且其制 动器和液压马达散热性还差,整体后期维护也更加麻烦。 14 图2.7 液压绞车构布置方案(五) 二、三、四方案在布局方式上均采用的同轴式,简单来说就是液压马达和卷筒 轴位于同一轴线之上,总成组装时需要满足规定的同心度。 5.液压马达、制动器和行星减速器都布置在卷筒的同一侧(图 2.7)。该方案会 导致机构具有较大轴向尺寸,因此对于后期维护而言是比较麻烦的,但是其优点在于 加工和装配更加容易操作,并且具备优异的总成分组性。 2.2 本设计所采用的方案 本设计给出的马达的排量为520ml/r ,工作压力为16.5MP ,所以最终采用低速大扭矩 马达,由于采用的是低速方案,因而省去了选择减速器的麻烦。传动方案选用如(图 2.8)所示,多片盘式制动器安装在马达上,联轴器安装于卷筒之中。该设计方案整 体具备较小的体积,因此结构之间更为的紧密。 图2.8 本设计所采用的方案 2.3 绞车构方案设计注意事宜 在设计绞车构的方案是,不仅要充分考虑到上述的各种因素,对于以下几点也要 做适当的斟酌。 1、在对机构总传动比进行分配时,要控制之间的级差,避免过大的情况发生, 通常采用的分配方法为从原动机至卷筒逐级降低传动比。 2、选择卷筒时,最好在条件允许的范围内选择最小直径的卷筒,因为扭矩和传 动比会随着卷筒直径的增加而之间升高,从而容易导致整体尺寸的过大。但是如果要 15 求的起升高度较大,为了控制卷筒的整体长度,此时可以通过选取更大直径的卷筒来 提升容绳量。 3、具体到某一种机械上,若该机械能够根据实际情况进行相应的踢馆,则此时 选择的卷筒也应当可以进行快速的更换操作,例如制成剖分组合式卷筒等。 4、滑轮组的倍率能够较为显著的影响整体机构。多以尽量避免选择倍率较大的 滑轮组。通常来讲,若起升载荷 50 ,则此时滑轮组的倍率最好达到2,当250 ,如果要求具备较大的载荷量,可选择8以上的倍率。 5、在绞车构的设计中,制动器的存在能够显著提升作业时的安全性。而制动器 安装的位置通常位于扭矩最小的驱动轴上,这样的设计能够有效缩减制动器的大小。 但是如果采用的是钳盘式制动器,由于其制动力矩大、体积小结构简单,因此可考虑 在卷筒的侧板上进行安装,这样可以提升绞车构运行的稳定性。 若绞车构常用于弃掉一些危险系数较高的物品时,应当选择两套制动装置。 16 第三章 绞车机构组成及工作过程分析 3.1 绞车机构的组成 由于设计方案采取的为低速方案,因此绞车将由液压马达、长闭多片盘式制动器、 离、合器、卷筒、支承轴、平衡阀和机架等部件组成。 3.2 绞车机构工作过程分析 3.2.1 绞车机构的工作周期 绞车构的工作性质属于周期性工作。通常是由启动加速( )三个过程组成一个完整的工作周期(图2.1)。这三个过程所耗费的时长分别被称为启动时间,工作时间以及制动时间。而这三种时间过 程中,能够直接影响到绞车工作进程的为启动时间以及制动时间,因此,在进行方案 设计时需要进行精确地计算来选择合适的时长。 17 图3.1 绞车构工作过程曲线 载荷升降过程的动力分析 对于整体机构来说,绞车构在有负载情况下进行变速运动(起动或制动)时,作 用在机构上的载荷除不仅包括静力,还包括加速/减速运动时所产生的的动载荷。 1.起升起动过程 绞车构负载提升时,载荷从静止状态逐渐转化为以稳定速度v 上升的过程称为起 升起动过程。在这一过程中,悬挂载荷的钢丝绳拉力(图3.2a)为: ——由加速运动质量产生的惯性力。在起升起动时,惯性力与起升载荷具有相同的方向,从而使得钢丝绳拉力有所上 图3.2重物升降过程的动力分析 (a)起升起动;(b)起升制动;(c)下降起动;(d)下降制动 2、起升制动过程 18 起升制动过程,顾名思义就是绞车构由匀速运动制动减速到静止过程。在这一过 程中,悬挂重物的钢丝绳拉力 (图3.2b)。与起升启动过程不同的是,此时由于减速运动的缘故,惯性力 具有相反的方向,因而钢丝绳拉力有所减小。 3、下降启动过程 下降起动过程指的是处于静止状态之下的载荷逐渐加速下降到匀速的过程(图 3.2c)。在这一过程中,惯性力 具有相反的方向,因而,钢丝绳拉力有所下降,即 4.下降制动过程下降制动过程指的是载荷由匀速下降逐渐恢复到静止状态的过程 具有相同的方向,因此钢丝绳拉力有所上升,即 综上可知:对于绞车构来讲,起升起动和下降制动这两个过程都可能对其带来不好的影响,在进行起升起动的工作室,河北十一选五,由于原动机要克服的阻力矩是静阻力矩与最大 惯性阻力距之和。所以原动机的起动力矩 需要满足下式中的要求,即max 需要满足下式的要求,即max ——绞车构驱动载荷匀速运动时的静阻力矩;max ——绞车构起、制动时的最大惯性阻力矩。19 第四章 绞车的设计和钢丝绳的选用 4.1 绞车的设计 滚筒负载:钢丝绳最大拉力为15 滚筒速度:最大收、放线m/min左右。 滚筒恒张力:绞车具有15 吨的恒张力功能。 滚筒直径与形式:670mm。 钢丝绳直径: 36mm。 容绳层数:470m/5 电源:交流220v,55Hz,单相4.1.1 绞车卷筒组的分类和特点 在起升结构中,需要钢丝绳来完成升降过程,而这些钢丝绳就缠绕在卷筒之上。 长用卷筒组类型有齿轮连接盘式、短轴式、周边大齿轮式和内装行星齿轮式。 首先简单介绍一下齿轮连接盘式卷筒组,该型号卷筒为封闭式传动,具有良好的 分组性,并且它不需要承受扭矩。但是安装该类型卷筒的绞车在进行检修时需要移动 卷筒,操作比较繁杂。 当使用要求中需要较大的传动速比并且保持低转速时,可使用周边大齿轮式卷 筒,该类型转筒通常采取的是开式传动,并且仅需要承受弯矩。 短轴式卷筒组在设计上摒弃了整根卷筒长轴,而采取了分开式的短轴设计。这种 20 设计的优势之处在于其整体构造较为简洁,无论是安装还是今后的检修都极为的方 内装行星齿轮式卷筒组输入轴与卷筒安装在同一条轴线之上,且行星减速器在布局中安装于卷筒内部,从而整体结构紧密,且重量轻,但是需要有具备较高的安装精 度,并且不易于后期检修,常在结构要求紧凑、工作级别为M5 以下的机构中使用。 卷筒的分类也可以按照钢丝绳缠绕的层数不同划分为单层绕卷筒和多层绕卷筒。 由于本设计方案中设定了三层缠绕,所以最终选择了多层卷筒。根据钢丝绳卷入卷筒 的情况分单联卷筒(一根钢丝绳分支绕入卷筒)和双卷筒(两根钢丝绳分支同时绕入 卷筒)。二者的另一个不同点在于单联卷筒既能单层绕也能多层绕,但是双联卷筒通 常只进行单层缠绕。若安装多层卷筒能够使卷筒长度取得一定程度上的缩减,河北十一选五并且还 能让整体布局更为紧密,缺点就是钢丝绳更容易损坏,因此尽量避免在工作级别M5 以上的机构中使用。 4.1.2 卷筒设计计算 首先需要对绞车的工作级别进行评估,评估的依据就是根据其工作状况以及起升 载荷来进行,最终确认其利用等级T5,载荷情况L2 ,工作级别M5 ——卷筒直径比;D——卷筒名义直径(卷筒槽底直径)(mm); ——钢丝绳直径(mm); 由于工作级别为M5 ,因此e =25 ,根据已知得d =8mm ,把数值代入式中得 =192mm因此选卷筒名义直径D=200mm。 卷筒最小直径的计算: hd Dmin——按钢丝绳中心计算的滑轮的最小直径;d——钢丝绳直径; h——系数值; 根据机构工作级别为F DminDm 所以卷筒直径符合条件。21 2.卷筒长度L 确定 因为采用的是多层卷绕卷筒L,由下式 ——多层卷绕钢绳总长度(mm);根据已知卷筒容绳量为27m,即l =27m,代入下式 =195.52mm取多层卷绕卷筒长度L =200mm。 3、绳槽的选择 绳槽按形式可分为标准槽和深槽两种,通常来说使用比较多的是标准槽。 但是钢 绳一旦在使用过程中存在脱槽的风险时,建议选择深槽。 以往为了避免钢丝绳的快速磨损导致毁坏,多层卷绕卷筒表面都会特意制成光面。 但是在实际使用的过程中发现光面卷筒在进行多层缠绕的时候很容易就会出现杂乱 的情形,相比于具有绳槽的卷筒,这样的设计会是的钢丝绳更容易损坏而带螺旋槽的 卷筒不会发生这种情况。 圆整:0.5d 22图4.1 绳槽的放大示意图 (2)螺旋槽部分长 =170mm。(3)绳槽精度:2 mm代入 =0.02D+8=12mm选用 =12mm。 5、钢丝绳允许偏角 偏离螺旋槽两侧的角度不应大于3.5。对于光面卷筒偏角不应大于 2,以避免乱绳。 布置卷绕系统时,钢丝绳最大偏角不应大于5。 6、卷筒强度计算 在钢丝绳拉力作用下会产生弯曲应力和扭转切应力等,其中压缩应力最大,当 时,考虑弯曲应力。对于尺寸较大的构件要进行抗压稳定性验算。设计卷筒直径D=200mm,L =200mm, 。此处计算压应力。23 按照最大压应力 ——压应力(MPa);max ,已知卷筒底层拉力1100kgf,将上述参数代入可计 max1100 9.807 10787.7 =121.36MP按照计算结果进行查表,所选取的材料球墨铸铁 800 ,校核可知符合强度要求。4.2 钢丝绳的选择 钢丝绳的选择包含两个方面内容,其一为钢丝绳结构形式的确定,其二为钢丝绳 直径的确定。 根据本文中所设计的卷筒工作机构,钢丝绳优先选择使用线接触钢丝绳。当环境 较为恶劣时,如在腐蚀性环境中选用镀锌钢丝绳。钢丝绳的性能要求以及强度指标应 当满足机构的正常工作需求。 最终选择钢丝绳直径:d=8mm。 第五章 液压马达和平衡阀的选择 24 5.1 液压马达的选用与验算 5.1.1 液压马达的分类及特点 在起重机中常用的液压马达有两种不同的类型,通常按照其工作速度的差异将其 分为高速液压马达和低速液压马达。前者的主要特性为扭矩小、结构紧凑等,但在机 械传动部件中应用时需要与配套的减速器一同使用,进而满足机构对于低速重载的工 作要求;后者的主要特征为负载大、平稳性好,因此可直接或采用一级减速机构即可 驱动,但是低速液压马达的重量较大。当前主流的液压马达包含内曲线径向柱塞或球 塞马达等。 液压马达工作效率高,转速可调节范围大,可实现正转和反转,除此之外也可承 受较大的径向负载。分析可知,应当按照液压马达的参数 特性以及工作条件等选择 合理的结构形式与规格。 5.1.2 液压马达的选用 按照选用的液压马达工作压力可知,该设备的工作压力16.5MP,总排量520ml/r, 基于此选择JMQ—23 型叶片马达,详细参数如下表所示。 表5-1 YM630 型叶片马达参数 5.1.3 马达的验算 (1)满载输出功率 =1.15~1.3;Q——额定载荷; 0.8~0.85。额定起升载荷Q: 25 ——钢丝绳自由端拉力;m——滑轮组倍率。 已知S =10787.7N。当 50 时,m=3~6,载荷量更大时,m

  8。因此, 代入:10787.7 =21575.4N提升速度: —线.3 21575.4 0.5 1000 0.97 0.85 =17.009kw(2)起升输出扭矩 ——钢绳卷绕层数。根据实际工作情况选用低速方案。低速方案未配置减速器所以i 代入:1.3 21575.4 [0.2 0.970.85 因此T=1440 ,转矩符合要求。(3)计算转速 根据:60 符号同前式。26 代入: 60 0.5[0.2