1.5電葫蘆提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)（卷筒設(shè)計(jì)）【2張CAD圖紙】

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日河南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期進(jìn)展情況檢查表畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書題目名稱：1.5電葫蘆提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)（卷筒設(shè)計(jì)）學(xué)生姓名張亞鵬所學(xué)專業(yè)機(jī)電技術(shù)教育班級043班指導(dǎo)老師姓名陳錫渠所學(xué)專業(yè)機(jī)械制造及其自動化職稱副教授完成期限2008年12月12日至2008年12月21號一、論文（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)（1）主要內(nèi)容1.5T電葫蘆的工作原理分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（包括卷筒機(jī)構(gòu)、減速器、控制系統(tǒng)、跑車等）。（2）主要技術(shù)指標(biāo)最大提升高度：6.9m 提升速度：8m/min運(yùn)行速度：20m/min二、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要求1、畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告：有400字左右的中文摘要，正文后有20篇左右的參考文獻(xiàn)，正文要引用5篇以上文獻(xiàn)，并注明文獻(xiàn)出處。2、有不少于2000漢字的與本課題有關(guān)的外文翻譯資料。3、畢業(yè)設(shè)計(jì)字?jǐn)?shù)在20000字以上。4、三維模型，相關(guān)圖紙。三、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排1、2008年12月12日-12月16日，下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書；寒假期間完成英文資料翻譯和開題報(bào)告。2、2009年2月15日-2月27日（第1-2周），指導(dǎo)教師審核開題報(bào)告和設(shè)計(jì)方案。3、2009年2月28日-4月24日（第3-10周），畢業(yè)設(shè)計(jì)單元部分設(shè)計(jì)。4、2009年4月25日-5月1日（第11周），畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查。5、2009年5月2日-5月22日（第12-14周），結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三維建模、整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。6、2009年5月23日-6月5日（第15-16周）上交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，指導(dǎo)教師、評閱教師審查評閱設(shè)計(jì)論文，畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯資格審查。畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯，學(xué)生修改整理設(shè)計(jì)論文。河南科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題審核表院（系）名稱機(jī)電學(xué)院專業(yè)名稱機(jī)電技術(shù)教育指導(dǎo)教師姓名及職稱陳錫渠（副教授）課題名稱1.5t電葫蘆提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)（卷筒設(shè)計(jì)）課題來源自選課題立題理由和所具備的條件電動葫蘆是一種最常見的起重設(shè)備，在建筑、廠礦、碼頭、車間等場合都得到了廣泛的應(yīng)用。電動葫蘆技術(shù)的發(fā)展決定著起重行業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)與國外都在研究和開發(fā)新型的電動葫蘆，來提高生產(chǎn)效率。然而國內(nèi)的技術(shù)相對國外先進(jìn)技術(shù)還是比較落后，為了能使現(xiàn)代的大學(xué)生了解起重行業(yè)的現(xiàn)狀，所以來立這個(gè)題目。具備的條件：首先，電葫蘆市場上很多，有助于學(xué)生們進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且學(xué)生們可以通過三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣將提高設(shè)計(jì)效率。教研室審批意見教研室主任簽字： 年 月 日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作領(lǐng)導(dǎo)小組審批意見組長簽字： 年 月 日注：本表經(jīng)教務(wù)處復(fù)審后存院（系）備查。河南科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告題目名稱：1.5t電葫蘆提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)（卷筒設(shè)計(jì)）學(xué)生姓名張亞鵬所學(xué)專業(yè)機(jī)電技術(shù)教育學(xué)號20040315006指導(dǎo)教師姓名陳錫渠所學(xué)專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化職稱副教授完成期限2008-12-162009-2-271、 選題的目的和意義大學(xué)幾年所學(xué)的理論知識，自己幾乎沒有進(jìn)行過實(shí)踐檢驗(yàn)。對自己所學(xué)知識掌握的到底如何，心里還沒有任何把握。大學(xué)的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們在大學(xué)所修的最后一門功課了。畢業(yè)設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)綜合型的訓(xùn)練，它不僅要求我們要對以前所學(xué)過的理論知識正確的運(yùn)用，并且還要求自己要自學(xué)一些與本專業(yè)有關(guān)的一些知識。我選擇這個(gè)題目的目的就是想把自己學(xué)過的知識系統(tǒng)的運(yùn)用以下，發(fā)現(xiàn)自己的不足，加以改進(jìn)。通過自己的了解，我意識到做這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)將對我產(chǎn)生重大的意義。首先，這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)的，但是專業(yè)性比較強(qiáng)，是針對起重專業(yè)的，我所學(xué)的是通用機(jī)械，對起重專業(yè)方面的知識不是怎么了解。我想通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅能用到自己學(xué)過的知識，還能是自己能學(xué)一些其他方面的知識。這將對自己走向工作崗位做一些不是本專業(yè)的任務(wù)很有幫助，給自己積累處理不同問題的能力。其次，它將有助于我學(xué)幾個(gè)電腦軟件，比較重要的就是三維繪圖軟件。Pro/E是比較流行的三維繪圖軟件，也是作為機(jī)械專業(yè)人士應(yīng)該掌握的一門技術(shù)。Pro/E這個(gè)軟件自己自學(xué)了一部分，但是沒有系統(tǒng)的運(yùn)用過，我想通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)自己將會對這個(gè)軟件產(chǎn)生更加深刻的認(rèn)識。不僅能學(xué)Pro/E，并且還能學(xué)習(xí)辦公軟件。辦公軟件自己以前也沒怎么用過，所以說在這方面有所欠妥。通過這次寫論文，將會是我熟練地掌握辦公軟件，為自己將來的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還將培養(yǎng)我的團(tuán)隊(duì)合作能力和與人溝通能力。團(tuán)隊(duì)合作非常重要，現(xiàn)在的工作很多是一個(gè)人完不成的，必須經(jīng)過與他人的合作才能夠順利的完成。溝通也是非常重要的，只有在溝通中才能發(fā)現(xiàn)自己的問題，然而去解決這個(gè)問題。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)如果在團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通能力方面使我得到了提高，將對我以后的發(fā)展起到重要的作用。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀鋼絲繩電動葫蘆作為一種輕小型起重設(shè)備,廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域,而國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆近幾年的發(fā)展卻十分緩慢上世紀(jì)60年代到70年代初,我國從前蘇聯(lián)引進(jìn)了TV型鋼絲繩電動葫蘆,70年代初我國自行設(shè)計(jì)了CDl型鋼絲繩電動葫蘆取代TV型鋼絲繩電動葫蘆,至目前為止CDl型鋼絲繩電動葫蘆在國內(nèi)生產(chǎn)制造使用已達(dá)30多年的歷史其間,曾有一些廠家引進(jìn)國外先進(jìn)的生產(chǎn)制造技術(shù),但均未獲得廣泛的推廣應(yīng)用國外的鋼絲繩電動葫蘆技術(shù)水平發(fā)展很快，他們的產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了系列化。并且在機(jī)構(gòu)上能滿足多種工況的要求，如低凈空雙吊點(diǎn)等多種安裝固定方式;可遙控操縱絕緣型防腐防潮耐高溫高熱防爆等多種功能的產(chǎn)品，而國內(nèi)卻還沒發(fā)展到這種地步。在外形設(shè)計(jì)上也改變了傳統(tǒng)的圓形設(shè)計(jì),采用方形結(jié)構(gòu)形式,模塊化設(shè)計(jì),增加零部件的通用性。三、主要研究內(nèi)容卷筒的設(shè)計(jì)；鋼絲繩的選用、保養(yǎng)、檢查；壓繩板、導(dǎo)繩器的設(shè)計(jì)；套筒的設(shè)計(jì)。四、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的研究方法或技術(shù)路線1.參觀實(shí)物，對電動葫蘆有一個(gè)初步的認(rèn)識；2.上網(wǎng)搜索資料，了解電動葫蘆各部分的具體結(jié)構(gòu)；3.與指導(dǎo)老師交談，了解設(shè)計(jì)的基本過程；4.查找相關(guān)的技術(shù)資料或設(shè)計(jì)手冊；5.利用三維軟件進(jìn)行初步設(shè)計(jì)；6.對初步設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。7.編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。五、主要參考文獻(xiàn)與資料1成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.12孫恒,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社.2006.53曹巖.Pro/ENGINEER Wildfire3.0機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)力精解M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007.14 張質(zhì)文，虞和謙，包起帆.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊M.北京：中國鐵道出版社，1998.35 裘為章.實(shí)用起重機(jī)電氣技術(shù)手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.16 張展.機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊M.北京：中國勞動出版社，1994.57 劉澤九.滾動軸承應(yīng)用手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.18 林清安.Pro/ Engineer Wildfire零件設(shè)計(jì)M.北京：中國鐵道出版社，2005.79曹巖.Pro/ENGINEER Wildfire3.0機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)力精解M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.110袁春杭，林存旗，王勁松.安全使用CD1型電葫蘆七要點(diǎn)J.北京：中國設(shè)備管理，2000.11.16-1711宮本智.國外葫蘆起重機(jī)發(fā)展近況J.起重運(yùn)輸機(jī)械，1996.1六、指導(dǎo)教師審批意見 簽名： 年 月 日河南科技學(xué)院2009屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中英文資料翻譯學(xué)生姓名： 張亞鵬所在院系： 機(jī)電學(xué)院所學(xué)專業(yè)： 機(jī)電技術(shù)教育完成時(shí)間：2009年5月20日General all-steel punching dies punching accuracyAccuracy of panel punching part is display the press accuracy of the die exactly. But the accuracy of any punching parts linear dimension and positional accuracy almost depend on the blanking and blanking accuracy,So that the compound mould of compound punchings accuracy, is typicalness and representation in the majority.Analyse of the dies accuracy For the analyse of pracyicable inaccuracy during production of dies to inactivation, we could get the tendency when it is augmentation in most time. From this we could analyse the elements. When the new punch dies pt into production to the first cutter grinding, the inaccuracy produced called initial error; if the die grinding more than twenty times, until its discard, the inaccuracy called conventional error; and before the dies discard, the largest error of the last batch permit, called limiting error. at job site, the evidence to confirm life of sharpening is the higher of the blanking, punched hole or punched parts. Because all finished parts had been blanked ,so it is especially for the compound dies. Therefore, the analyse of burr and measurement is especially important when do them as enterprise standardization or checked with .The initial error usually is the minimal through the whole life of die. Its magnitude depend on the accuracy of manufacture, quality, measure of the punching part, thickness of panel, magnitude of gap and degree of homogeneity. The accuracy of manufacture depend on the manufacture process. For the 1 mm thicked compound punching part made in medium steel, the experimental result and productive practice all prove that the burr of dies which produced by spark cutting are higher 25%30% than produced by grinder ,NC or CNC. The reason is that not only the latter have more exact machining accuracy but also the value of roughness Ra is less one order than the formmer, it can be reached 0.025m. Therefore, the dies initial blanked accuracy depends on the accuracy of manufacture, quality and so on. The normal error of the punch die is the practicable error when the fist cutter grinding and the last cutter grinding before the die produce the last qualified product. As the increase of cutter grinding, caused the measure the nature wear of the dies are gradual increasing, the error of punching part increase also, so the parts are blew proof. And the die will be unused. The hole on the part and inner because the measure of wear will be small and small gradually, and its outside form will be lager in the same reason. Therefore, the hole and inner form in the part will be made mould according to one-way positive deviation or nearly equal to the limit max measure. In like manner, the punching parts appearance will be made mould according to one-way negative deviation or nearly equal to limit mini measure. For this will be broaden the normal error, and the cutter grinding times will be increased, the life will be long. The limit error in punching parts are the max dimension error which practicable allowed in the parts with limit error. This kind of parts usually are the last qualified products before the die discard.For the all classes of dies, if we analyse the fluctuate, tendency of increase and decrease and law which appeared in the dies whole life, we will find that the master of the error are changeless; the error that because the abrade of the cutter and impression will be as the cutter grinding times increased at the same time. And that will cause the error oversize gradually; and also have another part error are unconventional , unforeseen. Therefore, every die s error are composed of fixed error, system error, accident error and so on.fixed error At the whole process when the New punching die between just input production to discard, the changeless master error that in qualified part are called fixed error. Its magnitude is the deviation when the die production qualified products before the first cutter grinding. Also is the initial error, but the die have initial punching accuracy at this time. Because of the abrade of parts, the die after grinding will be change the dimension error. And the increment of deviation will oversize as the times of cutter grinding. So the punching accuracy after cutter grinding also called “grinding accuracy” and lower tan initial accuracy. The fixed error depend on the elements factor as followed :(1) The material , sorts, structure, (form) dimension, and thick of panelThe magnitude of punching gap and degree of homogeneity are have a important effect for the dimension accuracy. Different punching process, material, thick of panel, have completely different gap and punching accuracy. A gear H62 which made in yellow brass with the same mode number m=0.34, 2mm thick and had a center hole, when the gap get C=0.5%t (single edge) , and punched with compound punching die, and the dimension accuracy reached IT7, the part have a flat surface ,the verticality of tangent plane reached 89.5, its roughness Ra magnitude are 12.5m, height of burr are 0.10mm; and the punching part are punched with progressive die, the gap C=7%t (single edge) , initial accuracy are IT11, and have an more rough surface, even can see the gap with eyes. In the usual situation, flushes a material and its thickness t is theselection punching gap main basis. Once the designation gap haddetermined flushes the plane size the fixed error main body; Flushesthe structure rigidity and the three-dimensional shape affects itsshape position precision.(2) Punching craft and molder structure typeUses the different ramming craft, flushes a precision and the fixederror difference is really big. Except that the above piece gearexample showed, the essence flushes the craft and ordinary punching flushes a precision and the fixed error differs outside a magnitude,even if in ordinary punching center, uses the different gap punching, thefixed error difference very is also big. For example material thickt=1.5mm H62 brass punching, selects C = the 40%t unilateral I kind ofsmall gap punching compared to select C 4mm flushes, the size precision can lower some. Different dies structure type, because is suitable the rammingmaterial to be thick and the manufacture precision difference, causesto flush a fixed error to have leaves. Compound die center, multi-locations continuous type compound die because flushes continuously toduplicate the localization to add on the pattern making error to bebigger, therefore it flushes a fixed error compound punching die to wantcompared to the single location Big 1 2 levels. (3) The craft of punching dies manufactureThe main work of punching die namely are raised, the concave moldprocessing procedure, to operates on the specification not to behigh, can time form a more complex cavity. But its processing surfaceapproximately is thick 0.03 0.05mm is the high temperatureablation remaining furcated austenite organization, degree ofhardness may reach as high as HRC67 70, has the micro crack, easilywhen punching appears broke the cutter or flaking. The Italian CorradaCorporations related memoir called the line cut the processing contruction to have the disadvantageous influence to the superficialgold, in fact already changed the gold contruction. We must use theJingang stone powder to grind or the numerical control continual pathcoordinates rub truncate (cut to line) to make the precision work . In recent years country and so on Switzerland and Japan, has conductedthe thorough research to the electrical finishing equipment and abigger improvement, makes function complete high accuracy NC and theCNC line cutter, the processing precision may reach 0.005 0.001mm,even is smaller. The processing surface roughness Ra value can achieve0.4 mum. According to the recent years to the domestic 12 productionlines cutter factory investigation and study, the domesticallyproduced line cutter processing precision different factory differentmodel line cutter might reach 0.008 0.005mm, generally all in0.01mm or bigger somewhat, was individual also can achieve0.005mm, the processing surface roughness Ra value was bigger than1.6m. However, the electrical finishing ablation metal surface thus the change and the damage machined surface mental structure character can not change, only if with rubs truncates or other ways removes this harmful level. Therefore, merely uses electricity machining, including the spark cutting and the electricity perforation, achieves with difficulty punching, especially high accuracy, high life punching die to size precision and work components surface roughness Ra value request.普通全鋼沖模的沖壓精度分析板料沖壓件的精度準(zhǔn)確顯示出其沖模的沖壓精度。而任何沖件的線性尺寸精度與形位精度主要取決于沖模沖裁和立體成形沖壓件展開平毛坯的落料精度。因此，多工步復(fù)合沖壓的單工位復(fù)合模、多工位連續(xù)模的沖壓精度，在普通沖壓的眾多種類與不同結(jié)構(gòu)的沖模中，最具典型性和代表性。沖模的沖壓精度分析對沖模投產(chǎn)至失效報(bào)廢各個(gè)時(shí)期沖件的實(shí)際誤差分析，可以看出其增大的時(shí)期及趨向，從而分析其增大的因素。新沖模投產(chǎn)至第一次刃磨前沖制沖件的誤差即所謂的初始誤差；沖模經(jīng)過20次左右刃磨至失效報(bào)廢前沖制的沖件誤差稱之為常規(guī)誤差；而沖模失效報(bào)廢前沖制的最后一批合格沖件的允許最大誤差稱之為極限誤差。在現(xiàn)場，確定沖模刃磨壽命的依據(jù)是沖件沖孔與落料的毛刺高度。由于任何成形件都具有沖裁作業(yè)（毛坯落料或沖孔），對于復(fù)合模尤為如此。所以，沖件毛刺高度的觸模檢查和測量并按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或JB4129-85沖壓件毛刺高度對照檢測就顯得十分重要。沖模的初始誤差通常是沖模整個(gè)壽命中沖件誤差最小的。其大小主要取決于沖模的制造精度與質(zhì)量及沖件尺寸、料厚以及間隙值大小與均勻度。沖模的制造精度及質(zhì)量又取決于制模工藝。對于料厚t1mm的中碳鋼復(fù)合沖裁模沖件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)踐都證明，電火花線切割制造的沖模沖件毛刺高度比用成型磨或NC與CNC連續(xù)軌跡座標(biāo)磨即精密磨削工藝制造的沖模沖件要高25%30%。這是因?yàn)楹笳卟粌H加工精度高，而且加工面粗糙度Ra值要比前者小一個(gè)數(shù)量級，可達(dá)到0.025m。因此，沖模的制造精度與質(zhì)量等因素決定了沖模的初始沖壓精度，也造就了沖件的初始誤差。沖件的常規(guī)誤差是沖模經(jīng)第一次刃磨到最后一次刃磨后沖出最后一個(gè)合格沖件為止，沖件實(shí)際具有的誤差。隨著刃磨次數(shù)的增加，刃口的自然磨損而造成的尺寸增量逐漸加大，沖件的誤差也隨之加大。當(dāng)其誤差超過極限偏差時(shí)，沖件就不合格，沖模也就失效報(bào)廢。沖件上孔與內(nèi)形因凸模磨損尺寸會逐漸變?。黄渫庑温淞铣叽鐣虬寄Ｄp而逐漸增大。所以，沖件上孔與內(nèi)形按單向正偏差標(biāo)允差并依接近或幾乎等于極限最大尺寸制模。同理，沖件外形落料按單向負(fù)偏差標(biāo)注允差并依接近或幾乎等于極限最小尺寸制模。這樣就使沖件的常規(guī)誤差范圍擴(kuò)大，沖?？扇心ゴ螖?shù)增加，模具壽命提高。沖件的極限誤差是具有極限偏差的沖件所具有的實(shí)際允許的最大尺寸誤差。這類沖件通常是在沖模失效報(bào)廢前沖制的最后一批合格沖件。對各類沖模沖件誤差在沖模整個(gè)壽命中出現(xiàn)的波動、增減趨向及規(guī)律等進(jìn)行全面分析便可發(fā)現(xiàn)：沖件誤差的主導(dǎo)部分是不變的；因刃口或型腔的自然磨損而出現(xiàn)的誤差增量隨沖模刃磨沖數(shù)增加而使這部分誤差逐漸加大；還有部分誤差的增量是非常規(guī)的、不可預(yù)見的。所以，各類沖模沖件誤差是由因定誤差、漸增誤差、系統(tǒng)誤差及偶發(fā)誤差等幾部分綜合構(gòu)成。固定誤差新沖模在指定的沖壓設(shè)備上投入使用至失效報(bào)廢的整個(gè)（總）壽命過程中，其合格沖件誤差的主導(dǎo)部分固定不變即所謂固定誤差。其大小就是新沖模第一次刃磨前沖制的合格沖件的偏差，也即沖模的初始誤差，而此時(shí)的沖模具有初始沖壓精度。刃磨后的沖模，因其工作零件（凸、凹模）磨損而改變尺寸誤差，使沖件識差增量隨刃磨次數(shù)增加而逐漸加大，故沖模刃磨后的沖壓精度亦稱“刃磨精度”比其初始精度要低。沖模沖件的固定誤差取決于以下各要素：（1）沖件的材料種類、結(jié)構(gòu)（形狀）尺寸及料厚 沖裁間隙的大小及其均勻度對沖裁件的尺寸精度有決定性的影響。不同沖裁工藝、不同材料種類與不等料厚，間隙相差懸殊，沖壓精度差異很大。同一種模數(shù)m=0.34的2mm的料厚、中心有孔的H62黃銅材料片齒輪復(fù)合模沖件，當(dāng)取間隙C=0.5%t（單邊），用復(fù)合精沖模沖制，沖件尺寸精度達(dá)到IT7級，沖件平直無拱彎，沖切面垂直度可達(dá)89.5，其表面粗糙Ra值為0.2m；而用普通復(fù)合模沖制，間隙C=5%t（單邊），沖件初始誤差亦即沖模的初始沖壓精度為1T9級，沖切面粗糙度Ra值為12.5m，毛刺高度為0.10mm；還是這個(gè)沖件用連續(xù)模沖制，間隙C=7%t（單邊），初始沖件精度為IT11級，沖切面更粗糙，甚至有肉眼可見的臺階。通常情況下，沖件材料及其厚度t是選取沖裁間隙的主要依據(jù)。一旦選定間隙就確定了沖件的平面尺寸的固定誤差的主體；沖件結(jié)構(gòu)剛度及立體形狀則影響其形位精度。（2）沖壓工藝及沖模結(jié)構(gòu)類型采用不同的沖壓工藝，沖件的精度及固定誤差相差甚大。除上述片齒輪實(shí)例說明，精沖工藝與普通沖裁的沖件精度與固定誤差相差一個(gè)數(shù)量級之外，即便在普通沖裁中，采用不同間隙沖裁，固定誤差相差也很大。例如料厚t=1.5mm的H62黃銅沖裁件，選用C40%t單邊類小間隙沖裁比選用C8%t（單邊）類大間隙沖裁，沖件固定誤差將加大40%60%，精度至少降一級。此外，采有無搭邊排樣，沖件的誤差要遠(yuǎn)大于有搭邊排樣沖件。無搭邊排樣沖件。無搭邊排樣沖件的精度低于IT12級，而多數(shù)有搭邊排樣的沖件精度在IT11IT9級之間，料厚t4mm的沖件，尺寸精度會更低一些。不同沖模結(jié)構(gòu)類型，由于適用沖壓料厚及制造精度的差異，導(dǎo)致沖件的固定誤差有別。復(fù)合模中，多工位連續(xù)式復(fù)合模由于沖件連續(xù)重復(fù)定位加上制模誤差較大，故其沖件的固定誤差比單工位復(fù)合沖裁模要大12級。（3）沖模制造工藝沖模主要工作零件即凸、凹模的加工程序，對操作上的技術(shù)要求不高，能夠一次成形較復(fù)雜的模腔。但其加工表面約厚0.030.05mm為高溫?zé)g的殘余樹枝狀?yuàn)W氏體組織，硬度可高達(dá)HRC6770，有顯微裂紋，容易在沖裁時(shí)出現(xiàn)崩刃或剝落。意大利Corrada公司的有關(guān)研究報(bào)告稱“線切割加工對表面金相結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響，實(shí)際上已經(jīng)改變了金相結(jié)構(gòu)。我們必須用金剛石粉研磨或數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨削（對線切割件）作精加工”。近年來瑞士和日本等國，對電加工設(shè)備進(jìn)行了深入的研究和較大的改進(jìn)，制造出功能齊全的高精度NC和CNC線切割機(jī)，加工精度可達(dá)0.0050.001mm，甚至更小。加工表面粗糙度Ra值能達(dá)到0.4m。根據(jù)近年對國內(nèi)12家生產(chǎn)線切割機(jī)工廠的調(diào)研，國產(chǎn)線切割機(jī)加工精度各別廠家的各別型號線切割機(jī)可達(dá)0.0080.005mm，一般都在0.01mm或更大一些，個(gè)別也能達(dá)到0.005mm，加工表面粗糙度Ra值均大于1.6m。然而，電加工燒蝕金屬表面從而改變和損壞加工面金相結(jié)構(gòu)的特性不會改變，除非用磨削或其他加工法去除這一有害層。所以，僅僅用電加工法，包括電火花線切割與電穿孔，難以達(dá)到?jīng)_模，尤其高精度、高壽命沖模對尺寸精度與工作零件表面粗糙度Ra值要求。用精密磨削法制造沖模，特別是制造高精度、高壽命沖模，諸如：薄料小間隙復(fù)合沖裁模、多工位連續(xù)式復(fù)合模等，具有尺寸精度高、工作零件加工面粗糙度Ra值小、模具壽命高等特點(diǎn)。其加工工藝目前已由過去的普通機(jī)床粗加工改為電火花線切割或電穿孔機(jī)粗加工，最后精密磨削，也由成型磨、光學(xué)曲線磨、手動座標(biāo)磨逐步過濾到連續(xù)軌跡座標(biāo)磨及NC與CNC連續(xù)軌跡座標(biāo)磨，加工粗度可達(dá)0.0010.0005mm，加工表面粗糙度Ra值可達(dá)0.10.025m。所以，用該工藝制造的沖模，無論尺寸精度、工作零件表面粗糙度，都能滿足沖模，尤其各種復(fù)合模的要求，比電加工工藝制造的沖模高一個(gè)檔次。河南科技學(xué)院 2009 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文題目：1.5t 電葫蘆提升系統(tǒng)設(shè)計(jì) 卷筒設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：張亞鵬 所在院系：機(jī)電學(xué)院 所學(xué)專業(yè)：機(jī)電技術(shù)教育 導(dǎo)師姓名：陳錫渠 完成時(shí)間：2009 年 5 月 20 日 摘 要 電動葫蘆是起重設(shè)備中最常見的一種設(shè)備，電動葫蘆的發(fā)展也決定著起重 設(shè)備的發(fā)展。電動葫蘆設(shè)計(jì)技術(shù)在中國現(xiàn)在已經(jīng)是一種比較成熟的技術(shù)了，但 與國外的一些技術(shù)相比卻比較落后。本論文主要是對電動葫蘆的起升系統(tǒng)進(jìn)行 了設(shè)計(jì)。起升系統(tǒng)主要有卷筒、套筒、鋼絲繩以及其他輔助元件組成。卷筒是 起升系統(tǒng)的主要組成部分，電葫蘆減速器的輸出轉(zhuǎn)矩通過中間部件傳遞給卷筒， 卷筒發(fā)生轉(zhuǎn)動，使固定在卷筒上的鋼絲繩繞卷筒進(jìn)行纏繞，最終帶動重物做上 下直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)吊重物的目的。套筒的作用是固定變速器和電動機(jī)，實(shí)現(xiàn)卷 筒的空間定位。并且套筒也是實(shí)現(xiàn)電動葫蘆懸掛的關(guān)鍵部件。 本文主要做了以下的工作，機(jī)構(gòu)工作級別的選擇、鋼絲繩的選用、卷筒的 設(shè)計(jì)、套筒的設(shè)計(jì)以及卷筒上的輔助元件的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：起重設(shè)備，電動葫蘆，卷筒，套筒，鋼絲繩 Abstract Electric hoist lifting equipment is the most common form of equipment, the development of electric hoist also determines the development of lifting equipment. Electric hoist design technology in China is now a relatively mature technology, but compare with the foreign technology ,it is still relatively backward. In this paper, mainly for electric hoist lifting system design. Rise system is mainly consist of reel, sleeve, wire rope and other auxiliary components. Reel Lifting system is the main component of the electric hoist ,electric hoist reducer output torque transfer components through the middle to reel, then reel begin turn to move so that a fixed rope on the reel for winding around the reel, and ultimately lead heavy objects up and down linear motion , to achieve the purpose of hanging weights. The role of the sleeve is fixed transmission and electric motor ,to achieve the positioning of reel. And the sleeve is also a key component to carry out electric hoist hang. This paper mainly do the following work, the choice of working-level agencies, the selection of wire rope, drum design, sleeve design, as well as reel on the design of the supporting components. Keywords: Lifting equipment, electric hoist, reel, sleeve, rope 目 錄 1 引言 .1 2 機(jī)構(gòu)工作級別選擇 .1 2.1 機(jī)構(gòu)利用等級 .1 2.2 機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài) .1 2.3 機(jī)構(gòu)工作級別 .1 3 鋼絲繩的選用 .1 3.1 鋼絲繩的特點(diǎn)及用途 .1 3.2 鋼絲繩的選用 .2 3.2.1 鋼絲繩直徑的計(jì)算 .2 3.2.2 鋼絲繩結(jié)構(gòu)的選擇 .2 3.3 鋼絲繩的使用 .2 3.3.1 鋼絲繩的安裝 .3 3.3.2 鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng) .4 3.3.3 鋼絲繩的儲存和鑒別 .5 3.3.4 鋼絲繩失效分析 .5 4 卷筒的設(shè)計(jì) .7 4.1 卷筒幾何尺寸 .7 4.2 卷筒強(qiáng)度計(jì)算 .9 5 鋼絲繩用壓繩板的設(shè)計(jì) .10 5.1 壓繩板材料的選用 .10 5.2 壓繩板機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .10 6 導(dǎo)繩器的設(shè)計(jì) .10 6.1 導(dǎo)繩器的設(shè)計(jì)思路 .11 6.2 導(dǎo)繩器的設(shè)計(jì)過程 .12 7 卷筒支撐的設(shè)計(jì) .13 設(shè)計(jì)思路 .13 8 套筒的設(shè)計(jì) .13 8.1 套筒兩端法蘭的設(shè)計(jì) .13 8.2 套筒的設(shè)計(jì) .14 8.3 套筒裝配效果圖 .16 9 電動葫蘆提升系統(tǒng)總裝效果圖 .16 致謝 .17 參考文獻(xiàn) .18 1 1 引言 鋼絲繩電動葫蘆具有結(jié)構(gòu)緊湊、自重輕、體積小、操作方便等特點(diǎn)。電動 葫蘆既可以單獨(dú)安裝在架空工字梁上，也可以配套安裝在電動或手動單梁、雙 梁、懸臂、龍門等起重機(jī)上使用。電動葫蘆還裝置了限位器,這些措施都有效的 增加了電動葫蘆的使用壽命。電動葫蘆對在倉庫、碼頭、配料、吊籃和空間較 窄小的工作場地作業(yè)，更能顯示出它的優(yōu)良品質(zhì)。是定柱式、墻壁式旋臂起重 機(jī)的最佳配套產(chǎn)品。 電動葫蘆，簡稱電葫蘆。又名電動提升機(jī)。它保留了手拉葫蘆輕巧方便的 特點(diǎn)，由電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和卷筒或鏈輪組成，分鋼絲繩電動葫蘆和環(huán)鏈電動 葫蘆兩種。通常用自帶制動器的鼠籠型錐形轉(zhuǎn)子電動機(jī)（或另配電磁制動器的 圓柱形轉(zhuǎn)子電動機(jī)）驅(qū)動，起重量一般為 0.180 噸，起升高度為 330 米。 電動葫蘆又改進(jìn)了手拉葫蘆人工操作、提升速度慢等不足，它集電動葫蘆 和手拉葫蘆的優(yōu)點(diǎn)于一身。采用盤式制動電機(jī)作用力，行星減速器減速，具有 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、效率高、使用方便、制動可靠、維護(hù)簡單等特點(diǎn)。 適用于低速小行程的、物料裝卸、設(shè)備安裝、礦山及工程建筑等方面，價(jià)廉物 美，安全可靠。 電動葫蘆有一下系列：微型電動葫蘆 HHXG 型、環(huán)鏈電動葫蘆 HC 型、 DHP 型環(huán)鏈電動葫蘆、CD1、MD1 型鋼絲繩電動葫蘆、BMD 型防爆電動葫蘆、 BH 型防爆電動葫蘆。 電動葫蘆廣泛地應(yīng)用于造船、電力、運(yùn)輸、建筑、礦山、郵電等部門的設(shè) 備安裝、物品起吊、機(jī)件牽拉等。 2 機(jī)構(gòu)工作級別選擇 機(jī)構(gòu)工作級別按機(jī)構(gòu)的利用等級和載荷狀態(tài)選擇。 2.1 機(jī)構(gòu)利用等級 機(jī)構(gòu)利用等級按機(jī)構(gòu)總設(shè)計(jì)壽命分為十級 1?？傇O(shè)計(jì)壽命規(guī)定為機(jī)構(gòu)假定 的使用年數(shù)內(nèi)處于運(yùn)轉(zhuǎn)的總小時(shí)數(shù)，它僅作為機(jī)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，而不能視 為保用期。電動葫蘆一般處于清閑的使用狀態(tài)，根據(jù) GB/T 38111983，機(jī)構(gòu) 利用等級如下： 機(jī)構(gòu)利用等級 T4 總設(shè)計(jì)壽命/h 3200 2.2 機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài)是表明機(jī)構(gòu)承受最大載荷及載荷變化程度。電動葫蘆一般在低于 額定載荷的狀態(tài)下工作，并且也不經(jīng)常的使用。根據(jù) GB/T 38111983，由于 電動葫蘆經(jīng)常工作在中等載荷，較少承受最大的載荷，所以機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)選為 L2-中。 2.3 機(jī)構(gòu)工作級別 根據(jù)機(jī)構(gòu)利用等級和機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)，依據(jù) GB/T 38111983，機(jī)構(gòu)的工作 級別選為 M3。 3 鋼絲繩的選用 鋼絲繩是起重設(shè)備不可缺少的關(guān)鍵件，也是易損件。正確選擇及合理使用， 按要求進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)。可提高鋼絲繩的使用壽命，避免事故發(fā)生。 3.1 鋼絲繩的特點(diǎn)及用途 鋼絲繩的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、彈性大，能承受沖擊載荷；撓性好、便于纏繞， 2 使用靈活；在高速運(yùn)行時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無噪音；耐磨損，耐疲勞；鋼絲繩破斷前 有斷絲預(yù)兆，使用過程中不會立即折斷，容易事先檢查和預(yù)防。鋼絲繩可廣泛 用于各種起重設(shè)備和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，成為起重機(jī)械的組成部分，又可以單獨(dú)用 作起重索具、纜風(fēng)拉繩、穿繞滑輪組和構(gòu)件綁扎等。鋼絲繩的使用和定期檢查、 運(yùn)輸、保管十分的重要。 3.2 鋼絲繩的選用 鋼絲繩是起重機(jī)械及起重運(yùn)輸、吊裝捆綁作業(yè)不可缺少的主要零部件，被 廣泛地應(yīng)用作為起升繩、變幅繩、牽引繩、吊裝繩等。不論作為哪一種用途的 鋼絲繩。如果選用類型不當(dāng)、使用方法不合理。缺乏安全檢查、又不重視保養(yǎng)， 更為嚴(yán)重的是已達(dá)報(bào)廢還繼續(xù)使用，都有可能發(fā)生因鋼絲繩的損傷或破斷而產(chǎn) 生的重大事故。 3.2.1 鋼絲繩直徑的計(jì)算 鋼絲繩直徑可由鋼絲繩最大工作靜拉力按式 3-1scd 確定。 式中 d 鋼絲繩最小直徑，mm； C 選擇系數(shù)， ；Nm21/ S 鋼絲繩最大工作靜拉力，N。 鋼絲繩最大靜拉力： 在起升機(jī)構(gòu)中，鋼絲繩最大工作靜拉力是由起升載荷考慮滑輪組效率和承 載分支數(shù)后確定，起升載荷是指起升質(zhì)量的重力。起升質(zhì)量包括允許起升的最 大有效物品、取物裝置（下滑輪組、吊鉤、吊梁、抓斗、容器、起重電磁鐵等） ， 懸掛撓性件及其他在升降中的設(shè)備質(zhì)量。起升高度小于 50m 的起升鋼絲繩的重 量可以不計(jì)。 1.5t 電動葫蘆的起升載荷可以只考慮起升的最大有效物品，其他的忽略不 計(jì)。所以 S=(1.5t1000Kg/t9.8N/Kg)/2=7350N 選擇系數(shù) C： 選擇系數(shù) C 的取值與機(jī)構(gòu)的工作級別有關(guān)，依據(jù) GB/T 38111983，選取 C=0.093。 由鋼絲繩最大靜拉力 S 和選擇系數(shù) C 得： )(873509.md 3.2.2 鋼絲繩結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù) GB/7 89181996,規(guī)格選為 67FC 。 3.3 鋼絲繩的使用 為提高鋼絲繩的使用壽命，確保使用安全可靠，鋼絲繩應(yīng)按要求正確安裝 在設(shè)備上。 3 3.3.1 鋼絲繩的安裝 (1)解卷。當(dāng)從卷軸和鋼絲繩卷上抽出鋼絲繩時(shí)，應(yīng)將繩盤置放在專用的支 架上，也可用鐵管穿入盤孔，兩端套上繩索，將繩盤吊起，緩緩轉(zhuǎn)動。并應(yīng)采 取措施防止鋼絲繩打環(huán)、扭結(jié)、彎折或粘上雜物，如圖 1： 圖 1 解卷方法 (2)截?cái)?。熔斷：采用熔斷機(jī)熔斷，不損壞鋼絲繩，端部不松散，便于安 全操作，這是理想的斷繩切斷：鋼絲繩在切斷前，應(yīng)在切斷兩端各相距 10mm20mm 處用鐵絲扎緊，捆扎長度為繩徑 14 倍，再用切割工具切斷， 以防切斷處引起鋼絲繩松散。 (3)卷繞。鋼絲繩在卷筒上的纏繞方向與鋼絲繩的捻向及出繩方向有關(guān)，見 下圖。右捻上出繩從左到右排列(圖 2a)，左捻上出繩從右到左排列(圖 2b)，右 捻下出繩從右到左排列(圖 2c)，左捻下出繩從左到右排列(圖 2d)，并應(yīng)排列整 齊，避免出現(xiàn)偏繞或擠壓現(xiàn)象。錯(cuò)誤卷繞會造成亂繩、松股和打環(huán)。 圖 2 鋼絲繩的纏繞方向 滾動 a 正確的解卷方法 b 錯(cuò)誤的解卷方法 a b c d 4 (4)繩槽。卷筒、滑輪上的槽形應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定，滑輪繩槽底部半徑尺寸 (0.53 0.6)d?；喞K槽底部半徑過大、過小都將影響鋼絲與滑輪繩槽底部的 接觸面積，使之過度磨損，而降低滑輪和鋼絲繩的使用壽命，也會影響傳動效 率。如圖 3 所示，繩與滑輪槽的接觸角 a130。圖 3b 繩徑過大，圖 3c 繩徑 過小，圖 3d 為與槽徑相匹配的繩徑。 圖 3 繩槽 (5)鋼絲繩允許偏角。鋼絲繩繞進(jìn)或繞出卷筒、滑輪槽時(shí)偏斜的最大角度(即 鋼絲繩中心線和與滑輪軸垂直的平面之間的角度)推薦不大于 5。鋼絲繩繞進(jìn)或 繞出卷筒時(shí)，鋼絲繩偏離螺旋槽兩側(cè)的角度推薦不大于 3.5。對于光卷筒和多 層纏繞卷筒，鋼絲繩偏離與卷筒軸垂直的平面的角度推薦不大于 2。 (6)鋼絲繩走向。鋼絲繩走向反復(fù)彎曲易造成疲勞，產(chǎn)生斷絲(見圖 4)。因此 安裝時(shí)應(yīng)盡量避免反復(fù)彎折。 圖 4 鋼絲繩走向 3.3.2 鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng) 鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)根據(jù)用途、工作環(huán)境和鋼絲繩的種類而定。在可能的 情況下，對鋼絲繩應(yīng)進(jìn)行適時(shí)的清洗并涂以潤滑油或潤滑脂，特別是那些繞過 滑輪時(shí)經(jīng)受彎曲的部位，機(jī)械在腐蝕性環(huán)境中工作以及在某些由于與作業(yè)有關(guān) 的原因而不能潤滑的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)更應(yīng)如此。涂刷的潤滑油、潤滑脂品種應(yīng)與 鋼絲繩廠使用的相適應(yīng)。 檢驗(yàn) 日常觀察。每個(gè)工作日都要經(jīng)常對鋼絲繩的任何可見部位進(jìn)行觀察，以 便發(fā)現(xiàn)損壞與變形的情況，特別應(yīng)留心鋼絲繩的固定部位。當(dāng)檢查發(fā)現(xiàn)有斷絲、 a b c d 槽徑槽徑槽徑槽徑 正確 錯(cuò)誤 5 磨損、腐蝕和變形等缺陷時(shí)，應(yīng)按 GB/T 5972起重機(jī)械用鋼絲繩檢驗(yàn)和報(bào)廢 實(shí)用規(guī)范的規(guī)定判定。 定期檢驗(yàn)。定期檢驗(yàn)周期應(yīng)考慮以下各點(diǎn)：國家的法規(guī)要求；機(jī)械 的類型和工作環(huán)境：機(jī)械的工作級別；前幾次檢驗(yàn)的結(jié)果及出現(xiàn)缺陷的情 況；鋼絲繩已經(jīng)使用的時(shí)間。 一般起重用鋼絲繩應(yīng)保證每周至少檢驗(yàn)一次。 在所有情況下，每當(dāng)發(fā)生任一事故之后或鋼絲繩經(jīng)拆卸后重新安裝投入 使用前均應(yīng)進(jìn)行一次檢驗(yàn)。 檢驗(yàn)部位。一般部位：對鋼絲繩應(yīng)作全長檢驗(yàn)，但要特別留心下列部 5 位：鋼絲繩運(yùn)動和固定的始末端部位；通過滑輪組或繞過滑輪的繩段，在機(jī)構(gòu) 進(jìn)行重復(fù)作業(yè)的情況下，應(yīng)特別注意機(jī)構(gòu)吊載期間繞過滑輪的任何部位；位于 平衡滑輪的繩段；由于外部因素可能引起磨損的繩段；腐蝕及疲勞的內(nèi)部檢驗(yàn)。 繩端部位。應(yīng)對從固接端引出的那段鋼絲繩進(jìn)行檢驗(yàn)，因?yàn)檫@個(gè)部位發(fā)生疲 勞、斷絲和腐蝕是危險(xiǎn)的。還應(yīng)對固定裝置本身的變形或磨損進(jìn)行檢驗(yàn)。對于 采用壓制或鍛造的繩端固定裝置進(jìn)行類似的檢驗(yàn)，并檢驗(yàn)繩箍是否有裂紋以及 繩箍與鋼絲繩間有否產(chǎn)生滑動。可拆卸的裝置(楔形接頭、繩夾、壓板等)應(yīng)檢 驗(yàn)其內(nèi)部和繩端內(nèi)的斷絲及腐蝕情況，并確保楔形接頭和鋼絲繩夾的緊固性， 檢驗(yàn)還應(yīng)確保繩端裝置符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。對編織的環(huán)狀插扣式繩頭應(yīng)只使 用在接頭的尾部，以防繩端突出的鋼絲傷手。接頭的其余部位應(yīng)隨時(shí)用肉眼檢 查其斷絲情況。如果斷絲明顯發(fā)生在繩端裝置附近或繩端裝置內(nèi)，可將鋼絲繩 截短再重新裝到繩端固定裝置上使用，但鋼絲繩的長度必須滿足在卷筒上纏繞 的最少圈數(shù)的要求。 3.3.3 鋼絲繩的儲存和鑒別 為防止備用鋼絲繩的損壞，應(yīng)儲存在清潔而干燥的倉庫內(nèi)，并應(yīng)提供檢驗(yàn) 記錄或能清楚地鑒別鋼絲繩規(guī)格的方法。 3.3.4 鋼絲繩失效分析 引起鋼絲繩失效的因素很多，通過對鋼絲繩失效因素進(jìn)行分析。以便能提 高鋼絲繩的使用壽命。 （1）強(qiáng)度與伸長 根據(jù)設(shè)計(jì)，鋼絲繩的最大斷裂強(qiáng)度小于所有鋼絲的集束強(qiáng)度，并與繩的結(jié) 構(gòu)和所用鋼絲繩性能級別有關(guān)。在設(shè)計(jì)鋼絲繩時(shí)，應(yīng)考慮所有載荷因素（包括 附加載荷、加速度、減速度、繩速等)，滑輪和卷筒的數(shù)目和結(jié)構(gòu)安裝方式，產(chǎn) 生腐蝕和磨損的條件以及繩的長度等。鋼絲繩中的鋼絲通常采用含碳量為 050080的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制作而成，鋼繩的彈性模量約 1.6x10Nmm。這是在載荷作用下鋼絲可能伸長程度的度量。鋼絲繩受拉力作 用時(shí)，各鋼絲為要調(diào)整其位置以達(dá)到對應(yīng)所加載荷的穩(wěn)定性，將發(fā)生相對運(yùn)動。 由此產(chǎn)生的伸長有兩種形式，當(dāng)鋼絲繩第一次承受載荷時(shí)，鋼絲將稍微重新排 列，產(chǎn)生永久性伸長。即結(jié)構(gòu)伸長；同時(shí)還產(chǎn)生可恢復(fù)的伸長，即彈性伸長。 結(jié)構(gòu)伸長在一定程度取決于所加載荷的大小。 鋼絲繩中鋼絲的直徑愈小，彎曲所需力矩愈小，即韌性較大。通常含有鋼 絲數(shù)較多的鋼絲繩和纖維芯鋼絲繩的韌性較好，由較少鋼絲組成的全金屬鋼絲 繩的韌性較差，并且前者比后者具有較大的伸長量。韌性愈大抗失效性能愈好。 6 （2）滑輪 滑輪主要尺寸最小卷繞直徑用繩槽底部滑輪直徑再加鋼絲繩直徑表示。隨 滑輪尺寸減小，由彎曲和鋼絲繩與滑輪之問的接觸壓力所產(chǎn)生的應(yīng)力而增大。 彎曲應(yīng)力越高，繩的鋼絲產(chǎn)生疲勞越快。接觸應(yīng)力增加也加速繩的損傷，同時(shí) 還加速滑輪的磨損，隨滑輪尺寸的增大，繩與滑輪之問的壓力下降，彎曲程度 也減小。如果僅考慮彎曲應(yīng)力，對 6x19 點(diǎn)接觸鋼絲繩，可將滑輪直徑增大到繩 直徑的 90 倍極限數(shù)值，以提高繩的壽命。但是，除了必要設(shè)備之外，這樣大直 徑的滑輪實(shí)際很少采用，因?yàn)?，對于多?shù)起重設(shè)備，采用這樣大的滑輪是不 切實(shí)際的。在各種情況下，很少只存在著彎曲這單一因素。實(shí)際上除彎曲以 外，還有很多影響繩壽命的因素。如重復(fù)施加的應(yīng)力、磨損、敲打、沖擊、振 動、扭轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速、卷筒卷揚(yáng)失誤、腐蝕以及缺乏維護(hù)等，這些因素中的一個(gè)或 幾個(gè)都比滑輪尺寸更影響繩的壽命。 采用安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一些因素來綜合確定最佳滑輪尺寸。但有一點(diǎn)應(yīng)注意， 在鋼絲繩中各接觸點(diǎn)處的鋼絲之間的巨大壓力同因在小滑輪上工作而產(chǎn)生的大 彎曲應(yīng)力聯(lián)合在一起。將會對鋼絲繩的損傷失效起一定作用。在這種不利條件 下，鋼絲的破斷失效常發(fā)生在各個(gè)線股相互接觸點(diǎn)之間及各個(gè)線股與繩芯接觸 點(diǎn)之間的部位，在這些部位破斷的鋼絲常常很難察覺。甚至不可能從外觀發(fā)現(xiàn)。 因此，在載人或其他原因要求安全較高的設(shè)備，滑輪尺寸選用較大，以便 能更有效地保證鋼絲繩的損傷過程逐漸進(jìn)行，而且發(fā)生在繩表面，使其容易發(fā) 現(xiàn)和估計(jì)損傷程度。 （3）卷簡 卷筒尺寸、繩槽輪廓、壓力與前面滑輪等討論的情況相類似。采用平滑表 面卷筒時(shí)，實(shí)際徑向壓力比較高，這是因?yàn)殇摻z繩僅一面受到支撐作用，其周 邊部分得不到支撐。對于這類卷筒，鋼絲繩和卷筒的磨損都比有繩槽的卷筒嚴(yán) 重，繩更容易因壓力作用而受損傷，在彎曲應(yīng)力是影響鋼絲繩的工作壽命的主 要因素時(shí)，卷簡直徑可比系統(tǒng)中的滑輪直徑稍小一點(diǎn)。因?yàn)樵诿恳粋€(gè)方向運(yùn)行 時(shí)，鋼絲繩要在滑輪上彎曲兩次，在卷筒上只彎曲一次。鋼絲繩在每一滑輪上 的運(yùn)行情況是：當(dāng)繩接近滑輪由直線變成與滑輪的曲率一致時(shí)，開始第一次彎 曲；當(dāng)繩再伸直離開滑輪時(shí)第二次彎曲。在有些情況下，繩的行程不大，在卷 筒上來回運(yùn)行時(shí)一部分繩不通過滑輪運(yùn)動，則繩的彎曲次數(shù)即行減小，失效減 緩。 采用開槽的卷筒，如果卷筒繩槽輪廓適當(dāng)，有助于使卷繩保持適當(dāng)?shù)奈恢谩?繩槽之間保持適當(dāng)節(jié)距是十分重要的，以便使連續(xù)兩繩匝之間獲得足夠而又不 是過大的間隙，這對于防止未繞與已繞在卷筒上的鋼絲繩發(fā)生擁擠和摩擦有很 大作用。為了給多層卷繩提供適當(dāng)?shù)臈l件，繩槽中心線之間的節(jié)距，應(yīng)在最大 傾斜角的情況下足以防止鋼絲繩互相接觸。 （6）其他失效因素 腐蝕也是鋼絲繩失效的常見因素，由于使用環(huán)境形成的腐蝕氣氛，對鋼 絲繩壽命有較大影響。 向鋼絲繩施加沖擊載荷及其發(fā)生振動，產(chǎn)生高頻率的高彎曲應(yīng)力，特別 在鋼絲繩末端連接點(diǎn)處振動作用最為嚴(yán)重，可造成疲勞失效。 鋼絲繩在工作過程中如處于過高溫度下，也會因抗拉強(qiáng)度降低而失效。 從以上種種失效分析可知，起重機(jī)用鋼絲繩的失效往往有多種因素綜合積 7 累而至。在實(shí)際失效事例分析中應(yīng)綜合分析，分清主次，找出主要失效原因， 以利提高鋼絲繩使用壽命。 4 卷筒的設(shè)計(jì) 電動葫蘆的卷筒裝置是起升機(jī)構(gòu)重要的組成部分，其性能和工作可靠性直 接影響著電動葫蘆整機(jī)的性能和質(zhì)量。卷筒裝置主要由纏繞鋼絲繩的卷筒體、 卷筒體與減速器之間的連接裝置、卷筒軸和端部支承座等部件組成。西方工業(yè) 發(fā)達(dá)國家一直在不斷地發(fā)展和完善此項(xiàng)技術(shù)，但我國起重機(jī)行業(yè)至今仍普遍采 用 50 年代的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)減速器與卷筒之間采用內(nèi)外齒輪盤連接，其缺點(diǎn)較多， 如減速器和卷筒的重量較大，裝在卷筒腔內(nèi)的通軸與內(nèi)外齒輪盤及向心軸承之 間很難安裝和調(diào)整，卷筒軸線與減速器輸出軸線之間的允許偏斜角度小，安裝 精度要求較高及制造成本高等。從 80 年代末期開始，我國陸續(xù)開發(fā)和引進(jìn)了一 些新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新工藝，如新型的底座式減速器和三支點(diǎn)減速器(速比可達(dá) 200)，卷筒用鼓形滾柱聯(lián)軸器、萬向型球鉸卷筒聯(lián)軸器，鋼板卷制焊接成形的 卷筒體和支承短軸技術(shù)的應(yīng)用等。使國產(chǎn)起重機(jī)卷筒裝置在技術(shù)上有了長足的 進(jìn)步。根據(jù)近幾年的實(shí)踐與觀察，這些新技術(shù)的應(yīng)用使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更合理，性能 更優(yōu)越、更安全可靠、成本也明顯降低。但是這些技術(shù)目前還只在極少數(shù)國有 大型企業(yè)中應(yīng)用。因此，應(yīng)積極向國內(nèi)推廣這些有價(jià)值的新技術(shù)，全面提高我 國起重機(jī)行業(yè)的技術(shù)水平，使國產(chǎn)起重機(jī)在國際市場上更有競爭力。我國起重 機(jī)行業(yè)采用的卷筒裝置傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式多為齒輪盤連接方式，近幾年來，國內(nèi)外 起重機(jī)行業(yè)在卷筒裝置上采用了一些成熟的新技術(shù)、新工藝及其設(shè)計(jì)方法。下 圖 5 是德國 MAN 公司采用的一種卷筒裝置，其關(guān)鍵技術(shù)是在驅(qū)動減速器與卷筒 之間安裝有一套特殊的鼓形滾柱聯(lián)軸器，此聯(lián)軸器不僅能傳遞扭矩和承受較大 的徑向力，而且還能補(bǔ)償減速器軸線與卷筒軸線的角度偏差，最大可達(dá) 1.5。 由于這種聯(lián)軸器制造難度大、造價(jià)高，未能在我國中小型起重機(jī)上推廣應(yīng)用。 據(jù)近幾年對這種卷筒聯(lián)軸器應(yīng)用的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)因其自身結(jié)構(gòu)的缺陷，在 軸線偏差的補(bǔ)償和安全可靠性方面還存在一定的問題。 圖 5 帶鼓形滾柱聯(lián)軸器的卷筒裝置 4.1 卷筒幾何尺寸 卷筒名義直徑 1 鼓形滾柱聯(lián)軸器 2 連接螺栓 3 擋板 4 卷筒體 5 支承短軸 6 端部支承座 減 速 器 8 D1=h.d 4-1 式中： d 鋼絲繩直徑； H 與機(jī)構(gòu)工作級別和鋼絲繩機(jī)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)。 選擇系數(shù) h： 根據(jù) GB/T 38111983,h=14。 式中 d=8mm,所以 D1=h.d=148mm=112mm 考慮到卷筒內(nèi)部的聯(lián)軸器尺寸，其輪廓最大尺寸為 103mm，又考慮到卷筒 本身的壁厚，綜合考慮各方面的要求，將 D1 尺寸做相應(yīng)的放大，故取 D1=160mm。 繩槽半徑 R=(0.530.56)d 4-2 R=(0.530.56)d= (0.530.56)8mm=5mm 繩槽深度（標(biāo)準(zhǔn)槽） H1=（0.250.4)d 4-3 H1=(0.250.4)d=(0.250.4)8mm=3.5mm 繩槽節(jié)距（標(biāo)準(zhǔn)槽） P1=d(24) 4-41 P1=d(24)=8mm(24)=12mm 卷筒厚度 剛卷筒: d 4-5 8mm 鑄鐵卷筒： 0.02D（610）12mm 4-6 式中 D： 卷筒繩槽底徑； D= D1-2 H1=112mm-3.5mm2=105mm 0.02D(610)=0.02105mm(610)12mm 卷筒長度（單聯(lián)卷筒） 9 圖 6 卷筒長度示意圖 Ld=L0+2L1+L2 4-7 式中：L 1 無繩槽的卷筒端部尺寸，按需要定； L2 固定繩未所需長度，L 23P； L0=（ + ）P1maxDHZ 其中：H max 最大起升高度，H max=9000mm； M 滑輪組倍數(shù)，電動葫蘆 m=2； Z1 鋼絲繩安全圈數(shù)， Z11.53； P 繩槽節(jié)距，P =12 。 所以，L 0=（ + ）P1maxDH =（ ）12640 mm。29 L1 按需而定，取 L1=20mm L23P=312mm=36mm 所以，L d=L0+2L1+L2=640mm+220mm+36mm=716 mm 4.2 卷筒強(qiáng)度計(jì)算 有參考文獻(xiàn) 1 表，8-1-55 得，由于 L3D,所以只需校核有彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng) 力。計(jì)算公式： 4-82 )MPa(1maxuW 式中 由鋼絲繩最大拉力引起卷筒的最大彎矩， NmmMumax W 抗彎截面系數(shù)， mD401. D 卷筒繩槽底徑， D0卷筒內(nèi)徑， 需用拉應(yīng)力， MPaP1 剛: , 屈服強(qiáng)度21s 10 鑄鐵： , 抗拉強(qiáng)度51bp 該設(shè)計(jì)選用鑄鐵作為卷筒的材料，由于 L3D,所以適用于上面的校核公式。 5263NmMuax W=42560mm3 =115MPa2 由 得，512bp 5115MPa=575MPa52 有參考文獻(xiàn)1 ，根據(jù) GB/T 94391988,查得 QT600-3 符合要求。其 600MPa,所以可以選用。b 5 鋼絲繩用壓繩板的設(shè)計(jì) 鋼絲繩的始末端部位一般需要與其他零構(gòu)件連接或固定在起重機(jī)的其他結(jié) 構(gòu)上，鋼絲繩尾端的固定是關(guān)系鋼絲繩安全的重要環(huán)節(jié)。 鋼絲繩的固定要求滿足兩個(gè)條件，一是連接或固定的部位必須達(dá)到相應(yīng)的 強(qiáng)度和安全要求，二是連接或固定方式與使用要求相符合。鋼絲繩的固定有多 種方法，針對不同的使用條件和要求選擇使用。 鋼絲繩端部固定方法有多種，為了簡單方便，采用壓繩板進(jìn)行固定。 5.1 壓繩板材料的選用 壓繩板外形比較復(fù)雜，不易利用去除材料的方法進(jìn)行加工，所以采用成型 加工的方法。首先加工出壓繩板的模具，通過鍛造的方法制造出壓繩板。在材 料的選擇上，首先考慮不銹鋼板，一方面由于電動葫蘆一般工作在比較惡劣的 環(huán)境中，如果選用其他材料，容易受各種不利的環(huán)境影響，這樣其壽命將降低， 不利于電動葫蘆正常工作，所以采用不銹鋼材料，這樣可以提高電動葫蘆的使 用壽命。另一方面考慮到不銹鋼材料的表面的質(zhì)量好，這樣可以降低加工成本。 參考參考文獻(xiàn)1 ，根據(jù) GB/T 3280-1992，選擇牌號為 1Gr17Mn6Ni5N。 5.2 壓繩板機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 壓繩板機(jī)構(gòu)的最終效果如圖 7 所示，其具體結(jié)構(gòu)尺寸見圖 8。 11 圖 7 壓繩板 6 導(dǎo)繩器的設(shè)計(jì) GB/T 60671985起重機(jī)械安全規(guī)程要求綱絲繩在卷筒上應(yīng)按順序整齊 排列。GB/T 6974141986起重機(jī)械名詞術(shù)語機(jī)構(gòu)和零部件對導(dǎo)繩器的解 釋為排繩器，定義為能使鋼絲繩按規(guī)定間隔整齊地繞上卷筒裝置。以往采用的 導(dǎo)繩器有塊式和圓環(huán)式導(dǎo)繩器，目前塊式導(dǎo)繩器已基本不采用了。工作原理都 差不多，導(dǎo)繩器本身不能轉(zhuǎn)動。當(dāng)卷筒轉(zhuǎn)動時(shí)，隨鋼絲繩卷繞，由螺紋槽帶動 沿軸向移動，隨時(shí)將所纏繞的鋼絲繩準(zhǔn)確地引入、引出卷筒的螺旋槽，鋼絲繩 由導(dǎo)繩器的缺口排出。不過此類形式的導(dǎo)繩器在使用中故障率比較高。 圖 8 壓繩板結(jié)構(gòu)圖 6.1 導(dǎo)繩器的設(shè)計(jì)思路 卷筒的作用是在起升機(jī)構(gòu)中用來卷繞鋼絲繩，傳遞動力，并把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變 為直線運(yùn)動。卷筒表面通常切出螺旋槽，其螺旋升角一般在 34，增加鋼 12 絲繩的接觸面積，并防止相鄰鋼絲繩相互摩擦，提高鋼絲繩的使用壽命。由于 卷筒切出的螺旋槽亦有導(dǎo)繩功能，使鋼絲繩能整齊排列。但往往在沒有其他輔 助機(jī)構(gòu)的協(xié)同作用，卷繞在卷筒上的鋼絲繩會跳出螺旋槽，使鋼絲繩排亂；有 時(shí)鋼絲繩進(jìn)入卷筒端部縫隙中會被擠壓變形；也會有鋼絲繩跳過幾個(gè)螺旋槽； 不規(guī)則的排列，會使鋼絲繩、卷筒磨損變形；總之這都將影響卷筒、鋼絲繩的 使用，從而縮短起重機(jī)的使用壽命。為了能使鋼絲繩在卷筒上整齊排列，延長 機(jī)體各部件的使用壽命，很多起重機(jī)制造廠家都相應(yīng)安裝了上面兩圖所示的導(dǎo) 繩裝置。 a b C 圖 9 導(dǎo)繩器組成部分 6.2 導(dǎo)繩器的設(shè)計(jì)過程 導(dǎo)繩器由圖 9 三部分組成。 導(dǎo)繩器的總裝圖，如圖 10 所示. 13 圖 10 導(dǎo)繩器 導(dǎo)繩器各零件之間采用鉚釘連接，選用半圓頭鉚釘，依據(jù) GB/T 8671986,型 號：鉚釘 GB/T 867 47，材料為 BL2，表面不進(jìn)行處理。 7 卷筒支撐的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路 卷筒是依靠于變速器和電機(jī)的連接，在空間才有了正確的位置?？紤]卷筒 的裝配以及卷筒的加工，卷筒的支撐件，一端才用于卷筒不可進(jìn)行拆裝的支撐 部位進(jìn)行支撐，此端為于電機(jī)軸連接端。于電機(jī)軸連接端的支撐部位需要通過 一個(gè)軸承與電機(jī)軸連接。軸承套在電機(jī)軸端，軸承裝在卷筒的支撐部位。支撐 部位相當(dāng)于軸承套，其一端有一個(gè)凸臺，作用在限位。具體結(jié)構(gòu)詳見卷筒的附 圖。另一端采用與卷筒可進(jìn)行拆裝的單獨(dú)支撐件進(jìn)行支撐。該支撐件的三維圖 如圖 11 所示，它與變速器的輸出軸連接，它有兩個(gè)作用，首先是起到支撐卷筒 的作用，其次就是傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，把減速器輸出的轉(zhuǎn)矩傳遞給卷筒，是卷筒 按照預(yù)期的目標(biāo)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，提升重物。 圖 11 支撐件 14 8 套筒的設(shè)計(jì) 8.1 套筒兩端法蘭的設(shè)計(jì) （1）與電機(jī)連接端的法蘭設(shè)計(jì) 電動葫蘆選用了 ZD1 系列錐形轉(zhuǎn)子電動機(jī)，型號 ZD31-4，其安裝圖和外 形尺寸如圖 12 和表 1 所示： 圖 12 錐形轉(zhuǎn)子電動機(jī) ZD1 系列錐形轉(zhuǎn)子電動機(jī)安裝圖和外形尺寸圖中各個(gè)尺寸見下表，電動機(jī) 法蘭的最大直徑 D2=290mm，最小直徑 D1=223mm。法蘭需要四個(gè)直徑為 13mm 的孔，相對的兩孔中心距為 D3=260mm。法蘭的厚度 B=20mm。具體結(jié) 構(gòu)如圖 13 所示。 表-1 錐形轉(zhuǎn)子電動機(jī)外形尺寸 15 圖 13 法蘭 （2）與變速箱連接的法蘭設(shè)計(jì) 變速箱法蘭的最大直徑 D2=336mm，考慮到兩端法蘭的最小直徑必須相同， 這是由于套筒是圓柱體，兩端的直徑相同。所以最小直徑 D1=223mm。法蘭需 要八個(gè)直徑為 6.5 mm 的孔，相對的兩孔中心距為 D3=304mm。 法蘭的厚度 B=20mm。法蘭的機(jī)構(gòu)與上圖相同，尺寸不同而已。 8.2 套筒的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)套筒時(shí)首先要考慮套筒兩端法蘭安裝的要求，綜合考慮以上兩個(gè)法蘭 的最小直徑，所以套筒的內(nèi)徑應(yīng)為 223mm。套筒的材料選用 GB/T 132371991,優(yōu) 質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼鋼板，厚度為 5mm。通過彎板機(jī)將鋼板彎成所需的形狀，然后將 兩端的法蘭焊接在套筒上。套筒還要有于電動小車連接的部位，其形狀比較復(fù) 雜，采用鑄造的方法加工。然后將它焊接在套筒上。 套筒的結(jié)構(gòu)如圖 14 所示，套筒的總長是 773mm，缺口之間的夾角為 90。 16 圖 14 套筒 套筒上懸掛電動小車的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 15 所示，各部分具體尺寸本論文不 作要求。 圖 15 懸掛電動小車機(jī)構(gòu) 17 8.3 套筒裝配效果圖 套筒裝配效果圖如圖 16。 圖 16 套筒裝配效果圖 9 電動葫蘆提升系統(tǒng)總裝效果圖 總裝效果圖如圖 17。 圖 17 電動葫蘆提升系統(tǒng)總裝效果圖 18 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的完成，首先要感謝指導(dǎo)老師，它在百忙之中抽出 時(shí)間給我解決在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中遇到的一些困難，并且還通過其他方式幫 助我。其次要感謝與我同組的同學(xué)，沒有他們的幫忙和指導(dǎo)我是做不好這次畢 業(yè)設(shè)計(jì)的。 19 參考文獻(xiàn) 1 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1 2 阮忠唐.聯(lián)軸器、離合器設(shè)計(jì)與選用指南M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.2 3 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版，2006.7 4 張質(zhì)文，虞和謙，包起帆.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊M.北京：中國鐵道出版社，1998.3 5 裘為章.實(shí)用起重機(jī)電氣技術(shù)手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.1 6 張展.機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊M.北京：中國勞動出版社，1994.5 7 劉澤九.滾動軸承應(yīng)用手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1 8 林清安.Pro/ Engineer Wildfire 零件設(shè)計(jì)M.北京：中國鐵道出版社，2005.7 9 簡琦昭,柳迎春.Pro/ E 工業(yè)造型設(shè)計(jì)M.北京：清華大學(xué)出版社，2005.4 10孫恒，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社，2006.5 11濮良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版社，2006.5 12汪琪.機(jī)械零件設(shè)計(jì)問題分析M.北京：中國致公出版社，1993.10 13王琳,陳笑.中文版 AutoCAD2007 機(jī)械圖形設(shè)計(jì)M.清華大學(xué)出版社，2006.6 14曹巖.Pro/ENGINEER Wildfire3.0 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)力精解M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2007.1 15袁春杭，林存旗，王勁松.安全使用 CD1 型電葫蘆七要點(diǎn)J.北京：中國設(shè)備管理， 2000.11.16-17 16宮本智.國外葫蘆起重機(jī)發(fā)展近況J.起重運(yùn)輸機(jī)械，1996.1 17趙定元.國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向J.起重運(yùn)輸機(jī)械，2004.7 18李康，李萬莉.Pro/精確構(gòu)建環(huán)鏈電動葫蘆斜齒輪的方法J，起重運(yùn)輸機(jī)械.2007.(12). 64-67. 19鐘日名.Pro/E3.0 中文版裝配設(shè)計(jì)與產(chǎn)品實(shí)實(shí)例M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2007.1 20王蘭美.機(jī)械制圖M.北京：高等教育出版社，2004.8