1、济源职业技术学院毕业设计（论文）- 1 -济源职业技术学院毕 业 设 计 （论 文）题目 垂直提升机 JK1.6 吨的设计 系别 机电系 专业 机电一体化 班级 高机电 0404 班 姓名 郜 壮 学号 200412287 指导教师 葛道健、孙海燕 日期 2006 年 10 月 2006 年 10 月济源职业技术学院毕业设计（论文）- 2 -目 录摘 要 .3前 言 .4第一章 卷扬机的工作级别 .51.1 卷扬机的利用等级.51.2 卷扬机的载荷状态.51.3 工作级别.5第二章 选择电动机 .9第三章 选择减速器 .113.1 卷筒转速的计算.113.2 卷扬机传动比的计算.113.3 减
2、速器的安装调整与使用.123.4 减速器的使用与维护.123.5 减速器常见故障处理 .13第四章 卷筒的设计 .134.1 卷筒的结构.164.2 卷筒容蝇尺寸参数.174.3 卷筒扭矩的计算.194.4 卷筒强度的计算.19第五章 钢丝绳的选择 .19第六章 制动器的选择 .21第七章 卷筒轴的设计 .22第八章 卷扬机安全常识 .24济源职业技术学院毕业设计（论文）- 3 -致谢 .28参考文献. .39摘 要垂直提升机是在大批量提升重物时使用的机器。而垂直提升机的重要组成部件是卷扬机。建筑卷扬机是一种超重设备，由于具有结构简单、搬运安装灵活、维护保养简单、操作方便、价格低和可靠性高等优
3、点，所以被广泛应用于物料提升、水平或倾斜曳引重物、打桩、集材冷拉钢筋、设备安装等工作中。提升重物是建筑卷扬机的一种主要功能，所以各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。建筑卷扬机除了在建筑工地、设备安装等方面被广泛应用外，在冶金、矿山等行业中也广泛应用，如高炉料钟和物料的提升，小型矿井的物料提升等。建筑卷扬机用于提升重物时，需要门字架、桅杆等配套设备方能实现。建筑卷扬机还可应用于林区的集材工作，建筑业的冷拉钢筋，小型矿井的水平、倾斜运输等水平或倾斜曳引重物的工作和打桩等工作。正因为建筑卷扬机具有多种用途，所以它已不仅用于建筑业，而且在冶金、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业中也广泛应用。
4、本文从标准件电动机、减速器、联轴器、制动器等的选择，卷筒设计及其加工工艺等多方面，阐述了垂直提升机设计与制造的全过程。尤其在工艺规程设计中，我们运用了大量的科学的加工理论及计算公式，选择了基面，制定了工艺路线确定了机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸，最后确定了切削用量及基本工时。关键词：卷扬机 减速器 卷筒 济源职业技术学院毕业设计（论文）- 4 -前 言毕业设计是我们完成所学全部专业课程之后，并在做过金工实习、车工实习、课程设计、数控实训等一系列教学的基础之上进行的，是培养学生实践性的重要环节之一，也是检验我们学生综合知识与专业技能的重要手段。毕业设计的主要目的是培养我们综合运用所学的基础理论
5、课，技术基础课和专业课的知识和技能来分析，解决一般工程技术问题，使我们建立正确的设计思想，概念。掌握工程设计的一般程序，规则和方法，为以后的工作打下基础。通过这次设计能进一步巩固和理解自己所学的基础知识，基本理论和基本技能，提高自己的设计、计算、制图以及计算机绘图的能力，把书面知识与实际的操作相结合，设计过程中，同时提高和了解如何编写技术文件，正确使用技术资料手册，相关的工具书，更是培养我们严肃认真，一丝不苟和实事求是的工作作风，从一名学生向一名工程技术人员的过渡。就我个人而言，希望能通过这次设计对自己未来将从来的工作进行一次适应性训练，从中锻炼、培养。本次设计的题目为垂直提升机，部件设计是一
6、次应用性，实践性，综合性的设计过程。本设计得到葛道健老师、孙海燕老师的悉心指导，并提出了许多宝贵意见和建议，同时也得到了崇鹏公司张庆军、宋武两位工程师的指导，在此深表谢意。由于设计能力有限，实践经验不足，设计中错误难免，敬请批评、指正。济源职业技术学院毕业设计（论文）- 5 -图为 K1.6 吨建筑卷扬机一、卷扬机的工作级别：卷扬机的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完成的总工作循环次数 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率程度的不同，总工作循环 N
7、t 可分为 8 个等级。建筑卷扬机利用等级利用等级 总工作循环次数N2利用等级 总工作循环次数 Nt说明U0 1.6x104U4 2.5x105经常地轻闲地使用U1 3.2x10 45U5 5x105经常地中地使用U2 6.3x104U6 1x106有时频繁地使用U3 1.25x105U7 2x10 频繁地使用因卷扬机的实际使用情况无法统计确定，则假定 JK1.6 吨卷扬机的使用情况为:每日平均使用时间为 24 小时，使用寿命期限内总使用时间为 32006400 小时，则总的使用寿命为 5 年；设计寿命期内总工作循环次数 Ni=250000 次，属于经常轻闲使用情况，由此确定 JK1.6 吨卷
8、扬机的利用等级为 U4。卷扬机的载荷状态济源职业技术学院毕业设计（论文）- 6 -载荷状态表明卷扬机钢丝绳承受拉力的大小与频繁程度，它于整个使用寿命期限内钢丝绳每次承受的拉力 Fi额定拉力 Fe 之比（F i/Fe）和钢丝绳每次承受拉力 Fi 作用 F 的工作循环次数 ni，与总工作循环次数 Nt之比（n i/Nt）有关。因设计时不知其实际载荷状态，则假定 JK1.6 卷扬机通常承受 1/32/3 的额定载荷，载荷谱系数 Kp=0.25,当量拉力系数 Kp=0.6,JK1.6 卷扬机的载荷状态为中级 Q2。工作级别按利用等级和载荷状态的不同，可将建筑卷扬机分为 A1A8，八个工作级别。JK1.
9、6 吨卷扬机利用等级 U4,载荷状态 Q2则根据 GB/T5031-93建筑卷扬机设计规范该JK1.6 吨卷扬机的工作级别为 A5级.计算拉力计算拉力是指作用在基准层上钢丝绳拉力,分为疲劳计算拉力、静强度计算拉力和实验拉力。 疲劳计算拉力 Fd疲劳计算拉力采用当量拉力，考虑的工况是卷扬机在正常工作情况下钢丝绳承的拉力。Fd=Kd*Fe=0.6*16KN=9.6KN 静强度计算拉力 Fjmax静强度计算拉力是考虑卷扬机作业可能出现的最大拉力，此时零件的强度不得超过材料的许用拉力。动载系数按规范取 =1.23Fjmax=Fe=1.23*16KN=19.7KN 试验拉力卷扬机的强度用试验拉力进行验算
10、,取下面两种情况的计算.静载试验拉力 FsjFsj=1.25Fe=1.25*16KN=20KN动载荷试验拉力 FsdFsd=1.1Fe=1.1*16KN=17.6KN济源职业技术学院毕业设计（论文）- 7 -1电机 2弹性联轴器 3减速器 4过轮 5主轴装置 6离合螺旋 7带式制动器 图 1 原传动及工作原理图传动装置运动和计算：二、选择电动机电动机是是已经系列化的产品，在设计中，要根据工作载荷大小及性质、转速高低、起动特性、过载情况、工作环境、安装要求及空间尺寸限制和经济性等要求从产品目录中选择电动机的类型、结构型式、容量（功率）和转速，最后确定具体型号。根据工作机构的特点、工作环境、工作载
11、荷的大小和性质等条件，选择电动机类型和结构型式、功率、转速，确定电机型号。1、选择电动机的类型和结构型式电机类型要根据电源种类（交流或直流） ，工作条件（温度、环境、空间位置等） 。载荷特点（变化性质、大小和过载情况） ，起动性能和起、制动频繁程度，转速高低和调速性能要求等条件确定。电动机分为直流电动机和交流电动机两种，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。生产单位一般采用三相交流电源，如无特殊要求均应采用三相交流电动机。其中以三相异步电动机应用最多，常用的为 Y 系例三相异步电动机。当电动机需经常起动、制动和正、反转时（例如起重机） ，要求电动机有较小的转
12、动惯量和较大的过载能力，因此应采用起重及冶金用的三相异步电动机，常用的型号有 YZ 或 YZR 系例。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，电动机工作制应考虑选择短时重复工作制 S3和短时工作制 S2，并优先选用 YZR（绕线形转子）济源职业技术学院毕业设计（论文）- 8 -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，亦可选用绕线转子电动机，对于小吨位建筑卷扬机考虑到多方面因素，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。2、选择电动机的容量电动机的容量（功率）选择是否合适，对电动机的工作
13、和经济性都有影响。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使用电动机因长期超载运行而过早损坏；容量选得过大则电动机的价格高，传动能力又不能充分利用，而且由于电动机经常在轻载下运转，其效率和功率因数都较低而造成能源的浪费。对于载荷比较稳定、长期运转的机械（例如运输机、起重机、卷扬机） ，通常按照电动机的额定功率选择，而不校核电动机的发热和起动转矩。选择电动机容量时应保证电动机的额定功率 Ped等于或稍大于工作机所需的电动机功率 Pd,即 PedP d.电动机的特点用途及使用条件类别 系列名称 特点用途 使用条件及工作方式符号含义济源职业技术学院毕业设计（论文）- 9 -一般异步电动机Y系
14、列（IP44）三相异步电动机该系列电动机为封闭自扇冷笼型三相异步电动机，效率高、节能、堵转矩高，噪声低、振动小，运行安全可靠，能防灰尘、铁屑或其他杂物侵入电机内部，还能适用于灰尘多尘飞溅的场合，防护等级好。1、海拔不超过1000m。2、环境温度不高于 1403、额定电压380v,允许电压偏差5%。4、额定频率50HZ，允许频率偏差 1%。5、3KW 以下的为 Y 接，4KW以上的为接法。6、绝缘等级：B 级。7、工作方式：连续（S1） 。Y 型异步电动机IP44 为 4 级方固体，4 级防水S短时座M中机座L长机座S1连续要作制济源职业技术学院毕业设计（论文）- 10 -类别 系列名称 特点用
15、途 使用条件及工作方式符号含义冶金及起重用异步电动机YZR、YZ 系列冶金及起重用三相异步电动机YZR 系列为绕线转子电动机，YZ系列为笼型转子电动机 YZR、YZ系列电动机适用于各种型式起重机械及其他类似设备的专用产品。具有较大的过载能力和较高的机械强度，因此它特别适用于那些短时或断续运转、频繁起动制动、有过载负荷及显著振动的场合。绝缘等级为 F级，环境温度不超过 40，绝缘等级为 H级，环境温度不超过 60。工作方式：S3基准负荷连续率为 40%，还有S2、S 3、S 4等工作制。其他参考 Y 系列三相异电动。Z冶金起重用R转子为绕线型S2短时工作制S3短时重复工作制S4带起动的断续周期工作制S5带电制动的断续周期工作制
