体式卷筒卷扬机吨位比较小时,采用整体式较大时,采用分体式装配形式。按照转矩的传递方式来分,常采用端侧板周边大齿轮外啮合式和筒端或筒内齿轮内啮合式二卷筒常用材料此处选取,由表知极限应力,卷筒容绳尺寸参数卷筒节径应满足式中筒绳直径比,是与卷扬机工作级别有关的系数由表选取钢丝绳直径由表知系数则卷筒节径由起重机设计手册及知故卷筒节径圆整为二卷筒容绳宽度式中卷筒直径由表知故,此处取三卷筒边缘直径因建筑卷扬机是属于多层缠绕,为防止钢丝绳脱落,端侧板直径应大于钢丝绳最外层绳圈的直径。端侧板直径的计算公式如下式中最外层钢丝绳绳芯直径,由式算得,其中钢丝绳缠绕层数四缠绕层数式式中为保证钢丝绳不越出端侧板外缘的安全高度该值在单层缠绕中应不小于倍的钢丝绳直径,在多层缠绕中应不小于倍的钢丝绳直径则即,故卷筒缠绕层数,即单层缠绕。则此处取五卷筒转速筒式中为卷筒直径,则筒,六卷筒壁厚由于建筑卷扬机属于中型机械,故取壁厚为,参考机械设计教材七卷筒容绳量卷筒内径内卷筒强度计算卷筒筒壁的强度计算内卷筒Ⅰ卷筒壁外表面均布载荷的确定筒壁自由段中间位置点的挠度弯矩剪力则,筒壁自由段最大挠度位置即式此处弯矩为取缠绕在卷筒上的半圈钢丝绳为研究对象,设钢丝绳与卷筒接触宽度为钢绳缠绕节距,并取夹角ϕ所对应的块微小表面积为,则作用在微面积上的力为微力的合力即为钢丝绳的拉力,对上式积分得卷筒作用于钢丝绳的均布载荷故其中,Ⅱ卷筒壁的应力卷筒壁自由段中间位置的压缩应力和弯曲应力为式筒壁自由段最大压缩应力和弯曲应力为Ⅲ卷筒筒壁的厚度计算卷筒壁的强度按下式计算则筒壁厚度为则又,故满足条件要求。其中钢丝绳的额定拉力卷筒壁环向压缩应力多层缠绕系数,按表选取,选钢丝绳轴向卷绕节距,卷筒材料的许用应力,按表选取因卷筒为铸造卷筒,故按表选取,工作级别。钢丝绳绕出处,卷筒压应力按下式计算局部弯曲应力按下式计算卷筒壁强度条件应满足下述经验公式即式中材料的许用应力材料的强度极限式式式按工作级别选定的系数,见表,取安全系数,取二卷筒端侧板强度计算端侧板轴向推力卷筒筒壁的稳定性估算可采用计算稳定性系数的方法式中稳定弹性,缠绕时弯曲应力较小,但不能承受横向压力金属丝钢丝绳强度较高,能承受高温和横向压力,但挠性较差建筑卷扬机系多层缠绕,更适合选用双捻制金属丝芯钢丝绳种类根据钢丝绳绕成股和股绕成绳的相互方向可分为顺捻钢丝绳和交捻钢丝绳根据钢丝绳中钢丝与钢丝的接触状态不同又可分为点接触钢丝绳线接触钢丝绳点线接触钢丝绳面接触钢丝绳钢丝绳直径的选择钢丝绳的安全系数计算公式钢丝绳的破断拉力式机工作级别规定的最小安全系数别规定的最小安全系数绳的额定拉力可知此处设计的建筑卷扬机的工作级别为,此处选取级的则由可知最小安全系数料斗容量则料斗盛满混凝土质量故取钢丝绳的额定拉力故整条钢丝绳的破断拉力即钢丝绳的最小破断拉力为,亦即为其最大工作拉力由公式钢丝绳的直径最小应为其中为钢丝绳选择系数,参考表选取此处取为式式式钢丝绳在工作时卷绕进出滑轮和卷筒,除产生应力外,还有挤压弯曲接触和扭转等应力,应力情况是非常复杂的。实践表明,由于钢丝绳反复弯曲和挤压所造成的金属疲劳是钢丝绳破坏的主要原因。钢丝绳破坏时,外层钢丝由于疲劳和磨损首先开始断裂,随着断丝数的增多,破坏速度逐渐加快,达到定限度后,仍继续使用,就会造成整根绳的破坏。在正确选择钢丝绳的结构和直径之后,实际使用寿命的长短,在很大程度上取决于钢丝绳在使用中的维护和保养及相关机件的合理配置。钢丝绳在卷筒上的固定方式钢丝绳在卷筒上的固定应保证工作时安全可靠便于检查装拆及调整,且固定处不应使钢丝绳过分弯折。绳端常见的固定方式有压板固定和楔块固定两类。压板和螺钉绳端固定装置钢丝绳绳端从端侧板预留斜孔中引出至板外,通过压板和螺钉把绳端固定。为安全起见,压板数目至少为两个。这种绳端的固定方式,卷筒结构简单,对铸造卷筒及钢板焊接卷筒都适用。设计时应注意斜孔的角度不能太大,般要小于斜孔的边缘处应倒出圆角,以保证钢丝绳平缓地缠绕在卷筒上,避免损伤钢丝绳。斜孔的出绳方向,可根据需要决定。楔形块固定装置钢丝绳通过楔块固定在卷筒上。楔块的斜度通常取,以满足自锁条件。这种绳端的固定方式比较简单,但钢丝绳允许的直径不能太大。钢丝绳固定端承载能力验算国家标准规定,建筑卷扬机钢丝绳在卷筒上的安全圈数不得小于圈。在保留两圈的情况下,应能承受倍的钢丝绳额定拉力。钢丝绳的出绳方向及其偏角卷扬机钢丝绳的出绳方向般为水平方向,并从卷筒下方出绳,这样可以得到比较小的倾翻力矩。但也可以从其他方向出绳,此时,钢丝绳倾斜,必然要产生向上的分力,使地脚螺栓的受力状态发生变化。这种情况下,应在使用说明中给出地脚螺栓锚固的具体数据。卷筒设计计算卷筒结构及常用材料卷筒结构按照制造方式不同可分为铸造卷筒和焊接卷筒建筑卷扬机卷筒大多为铸造卷筒,成本低,工艺性好按照卷筒缠绕层数的不同可分为单层缠绕卷筒和多层缠绕卷筒建筑卷扬机主要使用多层缠绕的卷筒。按照卷筒内部是否有筋板,可分为带筋板卷筒和不带筋板卷筒按照结构的整体性,卷筒可分为整体式卷筒和分性系根据第三强度理论满足强度要求。举升到时螺栓剪切力强度计算水平方向承受的应力为竖直方向承受的应力为根据第三强度理论经计算满足强度要求。处螺栓受的剪切力如图所示图处螺栓所受剪切力图举升机在最低点时螺栓剪切力强度计算水平方向承受的应力为竖直方向承受的应力为根据第三强度理论经计算满足强度要求举升到时螺栓剪切力强度计算水平方向承受的应力为竖直方向承受的应力为根据第三强度理论经计算满足强度要求。处螺栓受的剪切力如图所示图处螺栓所受的剪切力图举升机在最低点时螺栓剪切力强度计算水平方向承受的应力为竖直方向承受的应力为根据第三强度理论经计算满足强度要求举升到时螺栓剪切力强度计算水平方向承受的应力为竖直方向承受的应力为根据第三强度理论经计算满足强度要求。校核后的结果表明螺栓材料为钢是符合要求的。结构加强措施由前面的力学模型中,我们能够看到,举升臂铰接孔处都受水平和竖直方向的力,这些力将对举升臂的强度造成严重影响。因举升臂无论是在最低位置还是在最高位置,都与水平方向成定角度。分析时,我们沿举升臂轴线方向和垂直举升臂轴线方向进行力的分解,垂直举升臂轴线方向的力使举升臂产生弯矩变形正应力沿举升臂轴线方向的力使举升臂产生拉伸或压缩变形拉或压。两种应力变形使举升臂的弯曲强度受到严重影响。通过结构加强措施提高举升臂的弯曲强度。举升机上载荷作用的位置进行加强经前面的计算可知,举升臂铰接点处弯曲强度较集中,磨损严重,对结构进行改进。可以在载荷作用点处,加厚度为的青铜衬套,套在铰接轴上,可有效地减小最大弯矩值,提高铰接点的强度,减小摩擦在铰接孔处加工凸台,使举升臂厚度加厚,增大举升臂的横截面积,减小举升臂压缩变形或拉伸变形。提高弯曲强度液压缸作用处不直接作用到举升臂上,中间通过焊接加强肋进行补偿。液压缸下端固定处轴上放有套筒,这样可以减小轴的磨损放置轴处的举升臂加工凸台,加厚举升臂尺寸,增大承载面积,并加工加强肋。举升机结构的改进在二维与三维图中详细表出。本章小结通过分析剪刀式举升机的结构特点,建立剪刀举升机机构的力学模型,并通过该模型对决定起升油缸最大推力的关键参数进行研究,得到合理的结果。本章还通过对各举升臂主受力轴的受力分析与强度计算,来校核设计内容是否合理。并提出些加强措施,使结构强度刚度充分满足条件。以上的计算与分析对提高剪刀式举升机系列化设计的效率和质量有明显的效果。第章三维建模与整机装配软件简介是美国参数技术公司年首家推出的使用参数化的特征造型技术的大型集成软件。近年来在我国大型工厂科研单位和部分大学得到了较为普遍的应用,深受广大从事三维产品设计和研究人员的喜爱。是个全方位的三维体式卷筒卷扬机吨位比较小时,采用整体式较大时,采用分体式装配形式。按照转矩的传递方式来分,常采用端侧板周边大齿轮外啮合式和筒端或筒内齿轮内啮合式二卷筒常用材料此处选取,由表知极限应力,卷筒容绳尺寸参数卷筒节径应满足式中筒绳直径比,是与卷扬机工作级别有关的系数由表选取钢丝绳直径由表知系数则卷筒节径由起重机设计手册及知故卷筒节径圆整为二卷筒容绳宽度式中卷筒直径由表知故,此处取三卷筒边缘直径因建筑卷扬机是属于多层缠绕,为防止钢丝绳脱落,端侧板直径应大于钢丝绳最外层绳圈的直径。端侧板直径的计算公式如下式中最外层钢丝绳绳芯直径,由式算得,其中钢丝绳缠绕层数四缠绕层数式式中为保证钢丝绳不越出端侧板外缘的安全高度该值在单层缠绕中应不小于倍的钢丝绳直径,在多层缠绕中应不小于倍的钢丝绳直径则即,故卷筒缠绕层数,即单层缠绕。则此处取五卷筒转速筒式中为卷筒直径,则筒,六卷筒壁厚由于建筑卷扬机属于中型机械,故取壁厚为,参考机械设计教材七卷筒容绳量卷筒内径内卷筒强度计算卷筒筒壁的强度计算内卷筒Ⅰ卷筒壁外表面均布载荷的确定筒壁自由段中间位置点的挠度弯矩剪力则,筒壁自由段最大挠度位置即式此处弯矩为取缠绕在卷筒上的半圈钢丝绳为研究对象,设钢丝绳与卷筒接触宽度为钢绳缠绕节距,并取夹角ϕ所对应的块微小表面积为,则作用在微面积上的力为微力的合力即为钢丝绳的拉力,对上式积分得卷筒作用于钢丝绳的均布载荷故其中,Ⅱ卷筒壁的应力卷筒壁自由段中间位置的压缩应力和弯曲应力为式筒壁自由段最大压缩应力和弯曲应力为Ⅲ卷筒筒壁的厚度计算卷筒壁的强度按下式计算则筒壁厚度为则又,故满足条件要求。其中钢丝绳的额定拉力卷筒壁环向压缩应力多层缠绕系数,按表选取,选钢丝绳轴向卷绕节距,卷筒材料的许用应力,按表选取因卷筒为铸造卷筒,故按表选取,工作级别。钢丝绳绕出处,卷筒压应力按下式计算局部弯曲应力按下式计算卷筒壁强度条件应满足下述经验公式即式中材料的许用应力材料的强度极限式式式按工作级别选定的系数,见表,取安全系数,取二卷筒端侧板强度计算端侧板轴向推力卷筒筒壁的稳定性估算可采用计算稳定性系数的方法式中稳