提升绞车滚筒设计.doc

1、提升绞车滚筒设计摘要：绞车又称为卷扬机，是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备，主要运用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖。本设计从实际出发，首先对绞车滚筒的用途、工作原理进行概述，进而对绞车滚筒的总体设计方案进行分析，然后进行具体零部件的分析设计；主要包括了电动机的选型，钢丝绳的选择，滚筒筒壳、主轴等部件的设计计算和校核等若干环节。在结构设计完成后，利用CAD进行装配分析和设计，最后完成绞车滚筒的整体设计。关键词：模具，二级推出，拉钩式，机构 Hoist drum designAbstract：Winch is known as the hois, Is

2、to use drum winding wire rope or chain in order to enhance or traction weight small light lifting equipment, Mainly used in construction, water conservancy, forestry, mining, port, etc material lift or drag. The subject from a practical point, first of all, the use of the winch drum, the work outlin

3、ed in principle, and the overall design of the winch drum program analysis, and then carry out specific parts of the analysis and design; mainly includes the motor selection, the choice of wire rope, drum cartridge case, support wheel, spindle and other parts of the design calculations and check the

4、 braking system, as well as a number of aspects of the selection. Upon completion of the structural design, the use of CAD analysis and design for assembly, and finally to complete the overall design of the winch drum.Keywords: Wire Rope Support wheel spindleI 目 录1.前 言12.绪 论22.1 浅谈绞车滚筒22.2总体设计的内容及要求

5、23.电动机的选择44.钢丝绳设计计算及选择54.1最大悬垂长度74.2钢丝绳每米重84.3验算钢丝绳的安全系数85. 滚筒的设计95.1滚筒的宽度尺寸计算95.2 钢丝绳最大静张力以及最大静张力差95.3 滚筒的结构设计105.4 滚筒的强度计算125.4.1筒壳的外载荷125.4.2 钢丝绳拉力降低系数135.5筒壳的失效形式135.6滚筒滚壳强度的校核155.6.1滚筒筒壳自由段压缩应力的校核155.6.2支轮处筒壳应力的校核165.7筒壳的强度稳定性校核185.8 滚筒右支轮部件的结构196. 主轴的设计206.1主轴的结构设计206.2联轴器及轴承的选择216.2.1联轴器的选择21

6、6.2.2滚动轴承的选择236.3 主轴强度和刚度计算及校核246.3.1 固定静载荷分配于主轴各轮毂作用点上的力256.3.2 钢丝绳拉力分配于主轴各轮毂作用点上的力276.3.3 作用于轴上水平方向及垂直方向的合力286.3.4弯矩计算296.3.5 扭矩计算306.3.6危险断面的安全系数计算316.3.7按弯扭组合校核强度336.3.8 挠度计算336.4主轴承强度校核36结 论37参考文献38致 谢39 I1. 前 言 毕业设计是工科专业教学计划的一个重要组成部分，是各教学环节的继续深化和检验，其实践性和综合性是其他教学环节所不能替代的，通过毕业设计使学生获得综合训练，有利于培养学生

7、独立工作能力，巩固和提高所学知识；全面提高毕业生的素质，使之能较快地适应工程实践，对培养学生的实际工作能力具有十分重要的作用。主要目的是培养我们综合运用所学的基础理论，基本知识和基本技能，去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，如调查研究、查阅文献和收集资料并进行分析的能力；制订设计或试验方案的能力；设计、计算和绘图能力；总结提高撰写论文的能力；检验我们综合素质与实践能力的重要依据。通过毕业设计进行工程知识和工程技能的综合训练，使学生走上工作岗位就具有较强的应用生产现场正在使用和近期可能推广使用的技术去解决工程实际的能力。毕业设计的基本要求

8、是：（1）既要完成任务，又要培养学生，应把对学生的培养放在第一位。在老师的指导下，根据所选定的设计课题通过实习，结合工程实际独立完成设计工作。受到一次机械工程师解决工程实际问题的初步训练，能较快适应生产一线的工艺技术和设备管理工作。（2）通过毕业设计，使我们受到综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高自己科研和工程实际中的技术水平，也提高自己的运算能力，识图和制图能力，查阅手册、使用国家级标准和信息资料的能力和文字表达能力等。（3）培养自己独立完成工作的能力，进一步巩固专业知识，使自己具有较强的自学能力和工作适应能力，提高自己运用科研成果和新技术能力，以及对现有机械设备和生产过程进行技术改造的

9、能力。（4）培养学生严谨求实、理论联系实际的工作作风和严肃认真，一丝不苟的科学态度，使学生树立正确的生产观点和技术经济观点。 2.绪论2.1 浅谈绞车滚筒滚筒的作用主要是通过主轴把电动机传递给它的转速和转矩转化成绕在它上面的钢丝绳的线速度，以提升和下放物体。根据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型(支轮为铸造，滚筒为焊接)和焊接型。当支轮的变形与简壳的变形相比可以忽略时，称它为刚性支轮，均为刚性支轮。如支轮的变形与筒壳变形相比不可忽略时，称它为弹性支轮。它的特点是筒壳与支轮的应力分布较均匀。经验表明，刚性支轮的结构在制造工艺上较复杂，而且往往容易出现早期失效。因此，现代大中

10、型提升机滚筒常采用的弹性支轮滚筒结构。13弹性支轮滚筒这种结构共同的持点是取消了支环，用较厚的简壳来承担载荷，并且支轮改为辐板式 (即在支轮上开有两个人孔)或圆环式。这样做工艺上较简单，同时也可以避免由于焊接工艺不当造成加强筋附近的局部应力过高。经验表明，这种改进是成功的。13弹性支轮滚筒结构的不同之处还在于刚性支轮的辐板与轴线垂直，而弹性支轮滚筒的支轮与轴线成某一角度(约3一6。)，初看起来，这种倾斜式辐板似乎可以减少筒壳与支轮连接点的刚度从而减小其弯应力，但由于增加了压缩应力，故对减小合成应力水平并不有效，加上它的制造工艺较为复杂，故不再倾向于使用它了。此外，滚筒外一般设有木衬，并在其上车

11、出绳槽，目的是减少钢绳与简壳直接接触面造成的磨损，并使钢绳排列整齐。 绳槽有螺旋形及环形两种，在单层缠绕时采用螺旋形绳槽就足以使排绳整齐。2.2总体设计的内容及要求 总体设计的步骤一般由总装草图分拆成部件零件草图，经审核无误后，再由零件工作图、部件图绘制总装图。本阶段的主要任务是对确定的最佳初步总体设计进一步完善。包括选择材料、热处理方法、进行结构形式设计和有关计算，完成机械产品的总体设计图。总体设计图是零件设计的依据。不仅要求严格按比例绘图，而且还要表示出重要部件的主要结构并标注有关的重要尺寸。除此之外，还要完成部件和零件的设计，完成全部生产图，并编制设计说明书等有关技术文件。总体设计时，要

12、求部件满足功能要求、零件结构形状要便于制造加工，常用零件尽可能标准化、通用化、组合化、对于总体设计还应满足总功能、人机工程、造型美学、包装运输等方面的要求。此外，还要拟订工艺文件、拟订制造、装配和使用规范，编制技术文件。如实际说明书、标准件、外购件明细表、备件、专用工具明细表等。以下是本次设计的详细步骤：电动机的选型设计-钢丝绳设计计算-滚筒部件的设计计算-主轴的设计计算及校荷-其他零部件的选用与设计。3.电动机的选择 电动机是专业工厂批量生产的标准部件。电动机分交流电动机和直流电动机两种。由于直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高，因此，无特殊要求时不宜采用。考虑到电动机工作环境较差，防

13、尘、防爆等性能要求较高，绞车工作在经常启动、制动的场合，要求电动机转动惯量小，过载能力大，故生产中采用三相防爆交流电动机。9 主油泵电动机的选择计算 (3-1) 绞车所需工作效率； V滚筒的转速，取V=3m/s； 绞车的机械效率。 （3-2） 根据书煤炭工业设备手册（上册） 中国统配煤矿总公司物资编 中国矿业大学出版社 可选YB315L2-6型132KW、380V防爆电动机。其具体的参数如下所示：表3-1 YB315L2-6型132KW、380V防爆电动机具体参数3额定功率额定电压额定电流额定转速效率功率因数cos堵转转矩额定转矩132KW380V215.2A985r/m93.8%0.871.

14、6n/m电机质量同步转速极对数最大转矩 额定转矩频率电机外型尺寸1310kg1000r/m 22.0n/m50Hz14106601020以上数据来自煤炭工业设备手册（上册） 中国统配煤矿总公司物资编 中国矿业大学出版社 1992.94.钢丝绳设计计算及选择提升钢丝绳的用用途是悬吊提升容器并传递动力。当提升机运转时通过钢丝绳带动容器沿井作上下直线运动。所以钢丝绳是矿山设备的一个重要组成部分。它对矿井提升的安全和经济直运转起着重要作用。 提升钢丝绳是由数个相同数目钢丝捻成的绳股绕一绳心捻制而成的一般由六个绳股组成。钢丝直径为1.03.0毫米，有光面和镀锌两种，镀锌钢丝可以防止生锈和腐蚀。钢丝由于韧性不同而分为特号，号及号三种，提升人员的设备应用特号钢丝绳。钢丝的极限抗拉强度为14002000MPa，竖井提升一般用15501700MPa的钢丝绳。公称抗拉强度更高的钢丝绳，不易弯曲且较脆钢丝绳的绳芯是用具有较大抗拉强度的有机纤维-麻捻制而成，称为有机质绳芯其作用是储存绳油，防锈和减少内部钢丝的摩擦，而且可以起衬垫作用，增加钢丝绳的柔软性，在一定程度上能吸收钢丝绳工作时产生的振动和