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液压绞车设计_毕业设计论文1

2020-11-17 03:25

  山东科技大学学士学位论文学士学位论文 液压绞车设计 本设计是通过对液压绞车工作原理、工作的环境和工作的特点进行分析,并结合实际,在进行细致观察后,对液压绞车的整体结构进行了设计,对组成 的各元件进行了选型、计算和校核。本绞车由液压马达、平衡阀、制动器、卷 筒、承轴和机架等部件组成,还可根据需要设计阀组直接集成于马达配油器上, 如带平衡阀、高压梭阀、调速换向阀或其它性能的阀组。在结构上具有紧凑、 体积小、重量轻、外型美观等特点,在性能上则具有安全性好、效率高、河北十一选五,启动 扭矩大、低速稳定性好、噪音低、操作可靠等特点,在提升和下放工作中运转 相当平稳,带离合器的绞车可实现自由下放工况,广泛适用于铁道机车和汽车 起重机、船舶、油田钻采、地质勘探、煤矿、港口等各种起重设备中。 关键词:液压绞车;计算;校核。 山东科技大学学士学位论文 Abstract workingprinciple,the working environment workingcharacteristic hydraulicwinch,and union reality,after carefulobservation,I design overallconstruction,and choose,compute variousparts hydraulicwinch. madeup importhydraulic motor,import balancing valve,the brake manypieces,coupling,reel,supporting axle Alsowe may design valvegroup motor,like balancingvalve,high-pressured shuttle valve,velocity modulation cross valve otherperformance valve groups. compact,small,light,beautiful highefficiency,the big start torque bestlow-speed stability characteristic,the low noise,the reliable operation. quitesteadily couplingalso may release thingsfree railroadlocomotive autohoist,the ships, oilfield drillspicks,the geological prospecting,the coal mine,the harbor eachkind hoistingequipment. Key words:Hydraulic winch;Computation;Examination. 山东科技大学学士学位论文 1.1液压传动系统概论 1.2绞车的简介及国内外液压绞车发展状况 1.3本课题研究的目的和意义 2.1拟定绞车液压系统图 2.2液压绞车结构方案的确定 143.1 钢丝绳设计计算 ................................................................................................14 3.2 卷扬机卷筒的设计 ............................................................................................15 3.3 容绳量的验算 ...................................................................................................20 214.1 液压马达的选用与验算 .....................................................................................21 4.2 减速器的选用 ...................................................................................................23 255.1 制动器的作用、特点及动作方式 .......................................................................25 5.2 制动器的设计计算 ............................................................................................26 336.1 轴的材料 ..........................................................................................................33 6.2 轴的工作能力的计算 .........................................................................................33 37山东科技大学学士学位论文 7.1 联轴器与轴之间的键 .........................................................................................37 7.2 其他的键按相同方式进行校核及选用 ................................................................37 联轴器的选型......................................................................38 8.1 卷筒轴与减速器之间的联轴器选型 ....................................................................38 8.2 马达与减速器之间的联轴器选型 .......................................................................38 399.1 配流器的选择 ...................................................................................................39 9.2 液压泵及其电机的选择 .....................................................................................40 9.3 液压阀的选用 ...................................................................................................12 9.4 辅助元件的选用与设计 .....................................................................................46 5410.1 绞车装配注意事项...........................................................................................54 10.2 绞车试运转.....................................................................................................54 参考文献 56致谢 57山东科技大学学士学位论文 山东科技大学学士学位论文 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 一部完备的机器都是由原动机、传动装置和工作机组成。原动机(电 动机或内燃机)是机器的动力源;工作机是机器直接对外做功的部分;而 传动装置则是设置在原动机和工作机之间的部分,用于实现动力(或能量) 的传递、转换与控制,以满足工作机对力(或力矩)、工作速度及位置的要 按照传动件(或转速)的不同,有机械传动、电器传动、流体传动(液体传动和气体传动)及复合传动等的要求。 液体传动又包括液力传动和液压传动是以动能进行工作的液体传动。 液压传动则是以受压液体作为工作介质进行动力(或能量)的转换、传递、 控制与分配的液体传动。由于其独特的技术优势,以成为现代机械设备与 装置实现传动及控制的重要技术手段之一。 1.1.2 液压系统的组成部分 液压传动与控制的机械设备或装置中,其液压系统大部分使用具有连 续流动性的液压油等工作介质,通过液压泵将驱动泵的原动机的机械能转 换成液体的压力能,经过压力、流量、方向等各种控制阀,送至执行机器 (液压缸、液压马达或摆动液压马达)中,转换为机械能去驱动负载。这 样的液压系统一般都是由动力源、执行器、控制阀、液压附件几液压工作 介质的几部分所组成。 一般而言,能够实现某种特定功能的液压元件的组合,称为液压回路。 为了实现对某一机器或装置的工作要求,将若干特定的基本回路连接或复 山东科技大学学士学位论文 合而成的总体称为液压系统。1.1.3 液压系统的类型 液压系统可以按多种方式进行分类,见表1.1。 表1.1 液压系统的分类 1.1.4 液压技术的特点 (1)优点 1)传动平稳 在液压传动装置中,由于油液的压缩量非常小,在通常 压力下可以认为不可压缩,依靠油液的连续流动进行传动。油液有吸振能 力,在油路中还可以设置液压缓冲装置,故不像机械机构因加工和装配误 差会引起振动扣撞击,使传动十分平稳,便于实现频繁的换向。 2)质量轻体积小 液压传动与机械、电力等传动方式相比,在输出同 样功率的条件下,体积和质量可以减少很多,因此惯性小、动作灵敏;这 对液压仿形、液压自动控制和要求减轻质量的机器来说,是特别重要的。 例如我国生产的 1m 机在采用液压传动后,比采用机械传动时的质量减轻了1t。 3)承载能力大 液压传动易于获得很大的力和转矩,因此广泛用于压 制机、隧道掘进机、万吨轮船操舵机和万吨水压机等。 山东科技大学学士学位论文 4)容易实现无级调速在液压传动中,调节液体的流量就可实现无级 凋速,并且凋速范围很大,可达2000:1,很容易获得极低的速度。 5)易于实现过载保护 液压系统中采取了很多安全保护措施,能够自 动防止过载,避免发生事故。 6)液压元件能够自动润滑 由于采用液压油作为工作介质,使液压传 动装置能自动润滑,因此元件的使用寿命较长。 7)容易实现复杂的动作 采用液压传动能获得各种复杂的机械动作, 如仿形车床的液压仿形刀架、数控铣床的液压工作台,可加工出不规则形 状的零件。 8)简化机构 采用液压传动可大大地简化机械结构,从而减少了机械 零部件数目。 9)便于实现自动化 液压系统中,液体的压力、流量和方向是非常容 易控制的,再加上电气装置的配合,很容易实现复杂的自动工作循环。目 前,液压传动在组合机床和自动线)便于实现“三化” 液压元件易于实现系列比、标准化和通用化.也 易于设计和组织专业性大批量生产,从而可提高生产率、提高产品质量、 降低成本。 (2)缺点 1)、不能保证定比传动。 2)、传动效率低。 3)、工作稳定性易受温度影响。 4)、造价较高。 5)、故障诊断困难。 1.2 绞车的简介及国内外液压绞车发展状况 1.2.1 绞车的简介 山东科技大学学士学位论文 液压绞车以油液作为工作介质,通过密封容积的变化来传递运动,通过油液内部的压力来传递动力。 (1)、动力部分-将原动机的机械能转换为油液的压力能(液压能),例如: 液压泵。 (2)、执行部分-将液压泵输入的油液压力能转换为带动工作机构的机械 能。例如:液压缸、液压马达。 (3)、控制部分-用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向,例如: 压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。 (4)、辅助部分-将前面三部分连接在一起,组成一个系统,起贮油、过 滤、测量和密封等作用。例如:管路和接头、油箱、过滤器、蓄能器、密 封件和控制仪表等。 在一定体积的液体上的任意一点施加的压力,能够大小相等地向各个方向 传递.这意味着当使用多个液压缸时,每个液压缸将按各自的速度拉或推, 而这些速度取决于移动负载所需的压力. 在液压缸承载能力范围相同的情况下,承载最小载荷的液压缸会首先移动, 承载最大载荷的液压缸最后移动。 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 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。 1.2.2 国内外液压绞车发展状况 国外在 50 年代中期,新型的轴向柱塞式和径向柱塞式液压马达系列 产品纷纷问世,后来研制出液压绞车,在轮船上和建筑机械上使用。大约 60年代中期,研制出防爆液压绞车在煤矿下使用。近 20 年来液压绞车 发展很快,在工业发达国家的煤矿现在已广泛使用液压绞车。从小到大, 从单绳到多绳,从有极绳到无极绳,从缠绕式到摩擦式,各种规格品种比 较齐全。 英国是研制液压绞车较早的国家之一,60 年代就有矿用液压绞车问 山东科技大学学士学位论文 世。日本三井三池制作所在1965年制造出第一台防爆液压绞车,以后反复 进行了多种设计和改进,现在生产40 75 160 250KW等四种型号的防爆液 压绞车,其滚筒直径分别为900 1200 2000 2100,具有手动.半自动两种运 转方式,可以用来提升货物和人员。南非东特南斯菲尔的新博斯吉私普鲁 伊特煤矿的副井装有一台多绳摩擦式液压提升机,采用四台液压马达驱动, 有效再和达35T。它是目前世界上提升重量最大的液压提升机。 我国煤矿井下防爆液压绞车的研制和应用比欧美、日本大约晚了约十 多年,国内防爆液压绞车的研制工作是为了满足煤矿安全生产的需要而发 展起来的。 1977年开始,由湖南省煤炭工业局液压绞车研制组和湖南省煤矿 专用机械厂共同研制KBYT-1200-1 型防爆液压绞车,于1981 月经鉴定定型,转入批量生产。由于全国重点煤矿井下需要 1.6m 绞车较多,为了 满足全国沼气矿井的急需,从1981 年末开始,由湖南省煤炭科学研究所和 湖南省煤矿专用机械厂共同承担了煤炭部下达的重点科研项目“BYT-1.6 型防爆液压绞车”研制工作,并随同研制了NJM-E16 型内曲线低速大扭矩 液压马达,于1984 年11 月通过部级鉴定定型,转入批量生产,推广使用。 并由此派生出用两台NJM-E10 型液压马达驱动的BYT-1.6型防爆液压绞 除上述煤矿井下提升用的防爆液压绞车外,国内有的单位还研制了其它用途的液压绞车。如重庆煤炭研究所、鸡西煤矿机械厂和徐州煤矿机械 厂共同研制的YAJ-13 型和YAJ-22 型液压安全绞车,用于倾角大于16的 回采面的回采工作面,防止采煤机因自重下滑而发生跑车事故。河北煤炭 研究所和石家庄煤矿机械厂共同研制了牵引 KCY-6/900 型卡轨车的液压绞 车。常州科研试制中心研制了牵引F-T 型卡轨车的液压绞车。 液压绞车的研制和发展情况表明:液压绞车由于采用液压传动,减少 山东科技大学学士学位论文 了产生电火花的元件;又由于全部使用鼠笼式电动机,空载直接启动,使电气控制设备简单,容易做成防爆型。所以采用液压绞车是解决煤矿井下 绞车安全防爆问题的有效途径。同时液压绞车具有无级调速,启动、换向 平稳,低速运转性能好,操作简单,体积小,重量轻,安全保护比较齐全 等优点。此外,防爆液压绞车在启动和制动以及低速运转时比电控绞车的 效率要高,液压传动装置要比直流电气传动装置要便宜很多。其缺点是液 压元件制造精度和质量要求较高,液压传动的噪音较大。总的来看,防爆 液压绞车是一种具有良好运转特性、适合沼气煤矿和有煤与沼气突出危险 矿井使用的防爆绞车。它是一种很有发展前途的煤矿机械设备,是矿用防 爆绞车的主要发展方向之一。 1.3 本课题研究的目的和意义 本设计是通过对液压绞车的工作原理、工作环境和特点进行分析,并 结合实际对液压绞车的整体结构进行了设计,对液压泵站,液压马达,绞 车等结构主要针对液压绞车组成的各个元件进行合理选型、计算和校核。 绞车由液压马达、平衡阀、制动器、卷筒、支撑轴、机架等部件组成。在 性能上具有安全性高、效率高、启动扭矩大、低速稳定性好、噪声低、操 作可靠等特点,在提升、下放过程中工作运转平稳的优点,而且此类绞车 操作方便,体积小,重量轻,可以广泛地应用于煤矿井下提升和输送货物, 并将大大提高运输效率、降低运营成本。 山东科技大学学士学位论文 卷扬机构的方案设计2.1 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) 液压马达12 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12 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。手动换向阀 的中位机能为K型,在绞车停止待命时,液压泵可以中位低压卸荷,有利 于节能。 山东科技大学学士学位论文 图2.11、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、手动向阀7、回油过滤器8 冷却器9、油箱10、进油过滤器 11、液压马达 12、电机13、调速阀开关14、调速阀 2.2 液压绞车结构方案的确定 卷筒轴与减速器输出轴连接方式设计的基本原则 (1)尽量避免采用多支点的超静定轴。因为多支承点受力复杂且轴安装 度不易保证。 (2)优先采用减速器输出端直接驱动卷筒的连接方式,使卷筒轴不传递 扭矩,尽可能避免卷筒轴收弯曲和扭转的复合作用,以减少轴的直径。 (3)使机构有良好的总成分组行,以利制造、安装、调试和维修。 (4)结构紧凑、构造简单,工作安全可靠。 (5)卷筒组与减速器输出轴优先采用补偿式连接,这样,在安装时允许 总成间有小量的轴向、径向和角度位移,以补偿安装位置误差和机件的变 液压传动的起升机构可分为下列几种形式:由于选用的液压马达的形式不同,液压起升机构可分为高速液压马 达传动和低速大扭矩马达传动两种形式。 高速液压马达传动需要通过减速器带动起升卷筒。减速器可采用批 量生产的标准减速器,通常有圆柱齿轮式,蜗轮蜗杆式和行星齿轮式减速 器。这种传动形式的特点是液压马达本身重量轻、体积小,容积效率高, 生产成本较低。但整个液压起升机构重量较重,体积较大。 低速大扭矩马达传动可直接或通过一级开式圆柱齿轮带动起升卷筒。虽然 山东科技大学学士学位论文 10 低速马达本身体积和重量较大,但不用减速器,使整个液压起升机构重量 减轻,体积减小。并使传动简单、零件少,起动性能和制动性能好,对液 压油的污染敏感性小。壳转的内曲线径向柱塞式低速大扭矩马达,可以装 在卷筒内部,由马达壳体直接带动卷筒转动,结构简单紧凑,便于布置。 故本设计采用液压马达、制动器布置在卷筒同一侧,行星减速器装在卷筒 内。这种布置具备了体积小,结构较紧凑,对称性好,易于检修调试的优 点。布置方式如图2.2。 图2.2 2.3 卷扬机构工作过程分析 2.3.1 卷扬机构的工作周期 卷扬机构是周期性作业。一个工作周期为:启动加速(0a)、稳定运 动(ab)和制动减速(bc)三个过程(图 2.3)。载荷由静止状态被加 速到稳定工作速度(稳定运动)时,所经历的时间称为启动时间,从a 点的稳定运动减速到静止状态时所经历的时间成为制动时间。起动和制动时间直接影响卷扬机的工作过程,设计时 可通过计算选取较为适合的时间。 山东科技大学学士学位论文 11 图2.3 卷扬机构工作过程曲线 载荷升降过程的动力分析 卷扬机构带载作变速运动(起动或制动)时,作用在机构上的载荷除 静力外,还有作加速运动(或减速运动)质量产生的动载荷。 (1)、起升起动过程 卷扬机构带载提升时,载荷从静止状态加速到稳定运动速度 的瞬时过程称为起升起动过程。此时,悬挂载荷的钢丝绳拉力(图2.4a)为: —由加速运动质量产生的惯性力。在起升起动时,惯性力方向与起升载荷方向相同,使钢丝绳拉力增加。 山东科技大学学士学位论文 12 图2.4 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 卷扬机构由匀速运动制动减速到静止的过程称为起升制动过程。此时, 悬挂重物的钢丝绳拉力 的方向相反,故使钢丝绳拉力减小。(3)、下降启动过程 将载荷从静止状态加速下降到匀速的过程称为下降起动过程(图 2.4c)。此时,惯性为 (4)、下降制动过程卷扬机驱动悬吊载荷以匀速下降时,将制动器上闸,使载荷由匀速下 降减速到静止状态的过程称为下降制动过程(图2.4d)。此时因惯性力 山东科技大学学士学位论文13 方向与起升载荷 综上分析可得如下结论:起升起动和下降制动是卷扬机构最不利的两个工作过程,起升起动时原动机要克服的阻力距是静阻力矩与最大惯性阻 力矩之和。因此,原动机的起动力矩 必须满足max 下降制动是制动器最不利的工作过程,所以,卷扬机构支持制动器的制动力矩 应满足下面条件:max ——卷扬机构驱动载荷匀速运动时的静阻力矩;max ——卷扬机构起、制动时的最大惯性阻力矩。显然,上述两种工作过程是决定卷扬机原动机和制动器性能以及对机 构的零部件进行强度计算的依据。 山东科技大学学士学位论文 14 钢丝绳的选用和卷扬机卷筒的设计3.1 钢丝绳设计计算 根据卷扬机工作状况和起升载荷确定卷扬机起升机构的工作级别,根 据表查得汽车、轮胎、履带、铁路起重机,安装及装卸用吊钩式,利用等 级T5,载荷情况 L2,工作级别M5。 3.1.1 钢丝绳直径可用钢丝绳最大静拉力确定 d—钢丝绳最小直径,C—选择系数mm/N 1/2 S—钢丝绳最大工作静拉力。查机《机械设计手册》表8-1-15,取钢丝绳公称抗拉强度σ=1850MPa。 C=0.106,安全系数 n=6(按比工作级别高一级别取),暂不考虑钢丝 绳自重。 代入公式得d=46.9mm,取d=47.5mm。 查《矿用小绞车》表2-3,暂取GB1102-74 绳637 股(1+6+12+18) 表3.1 钢丝绳的技术特征 绳直径 钢丝直径 钢丝总断面 参考质量破断压力总 47.5mm2.2mm 843.47mm 792.9(kg/100m) 140140N 3.1.2 钢丝绳安全系数验证 考虑钢丝绳的自重和绞车在工作过程对应的拉力最大 山东科技大学学士学位论文15 9.8)0.106=2.21110 00 =6.46

  6=n 符合安全系数要求; 选用钢丝绳GB1102-74 绳637 股(1+6+12+18) 3.2 卷扬机卷筒的设计 3.2.1 卷扬机卷筒组的分类和特点 卷筒是起升机构中卷绕钢丝绳的部件。常用卷筒组类型有齿轮连接盘 式、周边大齿轮式、短轴式和内装行星齿轮式。 齿轮连接盘式卷筒组为封闭式传动,分组性好,卷筒轴不承受扭矩, 是目前桥式起重机卷筒组的典型结构。缺点是检修时需沿轴向外移卷筒。 周边大齿轮式卷筒组多用于传动速比大、转速低的场合,一般为开式 传动,卷筒轴只承受弯矩。 短轴式卷筒组采用分开的短轴代替整根卷筒长轴。减速器侧短轴采用 键与过盈配合与卷筒法兰盘刚性连接,减速器通过钢球或圆柱销与底架铰 接;支座侧采用定轴式或转轴式短轴,其优点是构造简单,调整安装比较 方便。 内装行星齿轮式卷筒组输入轴与卷筒同轴线布置,行星减速器置于卷 筒内腔,结构紧凑,重量较轻,但制造与装配精度要求较高,维修不便, 常用于结构要求紧凑、工作级别为M5 以下的机构中。 根据钢丝绳在卷筒上卷绕的层数分单层绕卷筒和多层绕卷筒。由于本 山东科技大学学士学位论文 16 设计的卷绕层数为三层,因此采用多层卷筒。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)。单联卷筒可以单层绕或多层绕,双联卷筒一般为单层绕。起升 高度大时,为了减小双联卷筒长度,有将两个多层绕卷筒同轴布置,或平 行布置外加同步装置的实例。 多层卷筒可以减小卷筒长度,使机构紧凑,但钢丝绳磨损加快,工作 级别M5 以上的机构不宜使用。 3.2.2 卷筒设计计算 (1)卷筒名义直径 D=hd 式中:h—与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数。 d—钢丝绳直径。 由绞车工作级别为M5,查《机械设计手册》表8-1-74 得h=18, D=hd=855mm,取D=850mm. (2)卷筒长度L 确定 由于采用多层卷绕卷筒L,由下式 maxα=50m, max——提升高度,α——滑轮组倍率, n—卷绕层数,n=3. 把数据代入式中得 山东科技大学学士学位论文 17 4700 10 50 =307mm取多层卷绕卷筒长度 =350mm。(3)、绳槽的选择 单层卷绕卷筒表面通常切出导向螺旋槽,绳槽分为标准槽和深槽两种 形式,一般情况都采用标准槽。当钢丝绳有脱槽危险时(例如起升机构卷 筒,钢丝绳向上引出的卷筒)以及高速机构中,采用深槽。 多层卷绕卷筒表面以往都推荐做成光面,为了减小钢丝绳磨损。但实践 证明,带螺旋槽的卷筒多层卷绕时,由于绳槽保证第一层钢丝绳排列整齐, 有利于以后各层钢丝绳的整齐卷绕。光面卷筒极易使钢丝绳多层卷绕时杂 乱无序,由此导致的钢丝绳磨损远大于有绳槽的卷筒。 带绳槽单层绕双联卷筒,可以不设挡边,因为钢丝绳的两头固定在卷筒 的两端。多层绕卷筒两端应设挡边,以防止钢丝绳脱出筒外,档边高度应 比最外层钢丝绳高出(1~1.5)d 根据下式(0.53 取R=0.54d把数值代入得 R=26mm 取P=47.5+2.5=50mm绳槽深度h=(0.25~0.4)d 取h=0.3d=0.347.5=14.25 mm,取h=15mm. 山东科技大学学士学位论文 18 图3.1 绳槽的放大示意图 2)卷筒上有螺旋槽部分长 ,卷筒计算直径,由钢丝绳中心算起的卷筒直径(mm); =30.15mm由此可取 =30mm。3)绳槽表面精度:2 值12.5。(4)、卷筒壁厚 初步选定卷筒材料为铸铁卷筒,根据铸铁卷筒的计算式子: mm把数值代入式中有 =0.02D+8=25mm

  12mm 山东科技大学学士学位论文 19 故选用 =25mm。 (5)、钢丝绳允许偏角 钢丝绳绕进或绕出卷筒时,钢丝绳偏离螺旋槽两侧的角度推荐不大于 3.5。 对于光面卷筒和多层绕卷筒,钢丝绳与垂直于卷筒轴的平面的偏角推 荐不大于 2,以避免乱绳。 布置卷绕系统时,钢丝绳绕进或绕出滑轮槽的最大偏角推荐不大于5, 以避免槽口损坏和钢绳脱槽。 (6)、卷筒强度计算 卷筒在钢丝绳拉力作用下,产生压缩,弯曲和扭转剪应力,其中压缩 应力最大。当 时,弯曲和扭转的合成应力不超过压缩应力的10% 时,要考虑弯曲应力。对尺寸较大,壁厚较薄的卷筒还需对筒壁进行抗压稳定性验算。 由于所设计的卷筒直径D=200mm,L =200mm, 。所以只计算压应力即可。 卷筒筒壁的最大压应力出现在筒壁的内表面压应力 ——卷筒壁压应力(MPa);max ——应力减小系数,在绳圈拉力作用下,筒壁产生径向弹性变形,使绳圈紧度降低,钢丝绳拉力减小,一般取 ——多层卷绕系数。多层卷绕时,卷筒外层绳圈的箍紧力压缩下层钢丝山东科技大学学士学位论文 20 绳,使各层绳圈的紧度降低,钢丝绳拉力减小,筒壁压应力不与卷绕 层数成正比

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