【ZK75页】【毕业设计】5吨卷扬机设计.doc文档完稿

目前，俄罗斯已生产了卷扬机，日本生产了液压和气动卷扬机，美国生产了和卷扬机。

采用先进电子技术为了实现卷扬机的自动控制和遥控，国外广泛采用了先进的电子技术。

对大型卷扬机安装了电器连锁装置，以保证绝对安全可靠。

发展手提式卷扬机为提高机械化水平，减轻工人劳动强度，国外大力发展小型手提式卷扬机，如以汽车蓄电池为动力的直流电动小型卷扬机，其电压为，质量为，拉力为。

大力发展不带动力源装置的卷扬机欧美国家非常重视发展借助汽车和拖拉机动力的卷扬机。

此种卷扬机结构简单，有个卷筒和个变速箱即可。

卷扬机的设计参数本设计卷扬机设计的主要参数有额定起升重量吨起升高度米起升速度米分卷扬机用途用于吨桥式吊车起升机构工作条件频繁启动粉尘量大设计的主要要求本设计为有轨运行机构电动机轴到减速器高速轴由齿轮链接盘连接起升机构的制动器必须采用常闭式的制动力矩应保证有足够的制动安全系数。

卷扬机的整体结构概述电动卷扬机基本结构电动卷扬机由于操作方法不同，其结构相差很大。

我们将其分为电控卷扬机和溜放型卷扬机两类。

电控卷扬机此类卷扬机通过通电或断电以实现卷扬机的工作或制动。

物料的提升或下降由电动机的正反转来实现，操作简单方便。

其制动型式主要有电磁铁制动器和锥形转子电动机两类，下面就这两种制动型式卷扬机的常见类型作介绍。

此类卷扬机大多是单卷筒的。

带有电磁铁制动器的卷扬机圆柱齿轮减速器快速卷扬机，如图。

图圆柱齿轮减速器快速卷扬机简图电动机联轴器制动器减速器联轴器卷筒底座支架蜗杆减速器慢速卷扬机。

圆柱齿轮减速器加开式齿轮传动的卷扬机，如图。

图圆柱齿轮减速器加开式齿轮传功的卷场机简图电动机联轴器制动器减速器开式齿轮传动卷筒蜗杆减速器加开式齿轮传动的卷扬机。

对些起重量大的卷扬机，为使钢丝绳在卷简上排列整齐，需要安装排绳器。

按设计规范要求，在钢丝绳拉力的卷扬机上，均应安装排绳器。

采用锥形转子电动机的卷扬机此类卷扬机利用锥形转子电动机本身所具有的制动性能来实现卷扬机的制动。

由于锥形转子电动机是靠转子轴向移动来实现制动或松开的，可省略单独的制动器，在结构上就要求电动机与传动系统间能做轴向相对移动。

般，轴向移动是通过可移式联轴器把电动机轴的运动传递到传动系统来实现的。

由于此类卷扬机的电动机轴线与卷筒轴线为同轴，故习惯上把这类卷扬机叫做字型结构卷扬机。

根据传动系统的不同，其可分为定轴轮系传动这是年行业组织的系列设计中的种机型。

渐开线圆柱齿轮行星传动常见的有封闭型型行星轮系和型行星轮系传动的卷扬机。

接线针轮传动由于摆线针轮传动级减速的减速比比较大，故采用级减速即可。

这种传动可把传动系统放在卷筒里面，可减小卷扬机体积。

少齿差行星传动少齿差传动可得到大的传动比，并可把传动系统放在卷筒内，使结构紧凑。

上述摆线针轮行星传动和少齿差行星传动的输出机构是很重要的环，可实现偏心输出的机构有很多，但考虑到加工和效率的原因，目前采用较多的是销轴式，但其加工精度及热处理要求较高，卷扬机生产厂家比较难以达到。

所以有的厂家采用了零齿差传动输出机构，其设计较为复杂，但加工较为容易，效果亦不错。

谐波传动此传动的传动比大，啮合齿数多，所以承载能力大，故其体积质量可更小。

但其柔轮的要求较高，生产较为困难。

活齿行星传动又叫顶杆蠕动传动，它的加工相对比较方便。

溜放型卷扬机此类卷扬机提升重物的下降不是利用电动机反转来实现而是靠置物的重力下降，并带动卷简反转，此时电动机不转。

要在电动机和卷筒之间实现其运动的联接或分离，通常采用离台器或差动轮系。

由于电动机和卷筒可分可合，因此卷筒的数目可以增多，而各卷筒又可各自完成自己的运动，则此类卷扬机可设计成单卷筒双卷筒和多卷筒的型式。

为保证各卷筒的运动或停止，其离合和制动装置都直接安装在卷筒上。

起升机构的组成及型式起升机构的组成起升机构是使重物作升降运动的机构，它是任何起重机必不可少和最主要最基本的机构。

此次设计的电动吨卷扬机是由电动机连轴器制动器减速器卷筒导向滑轮起升滑轮组钓钩等组成，其各方面的机构分布可以参考如下图所示。

图起升机构示意图电动机联轴器减速器卷筒导向滑轮滑轮组吊钩电动机正转或反转时，制动器松开，通过带制动轮的联轴器带动减速器高速轴，经减速器减速后由低速轴带动卷筒旋转，使钢丝绳在卷筒上绕进或放出，从而使重物起升或下降。

电动机停止转动时，依靠制动器将高速轴的制动轮刹住，使悬吊的重物停止在空中。

根据需要起升机构上还可装设各种辅助装置，如起重量限制器起升高度限位器速度限制器和钢丝绳作多层卷绕时，使钢丝绳顺序排列在卷筒上的排绳装置等。

起升机构的典型传动型式在电动机与卷筒之间通常采用效率较高的起重用标准两级减速器。

要求低速时可采用三级大传动比减速器。

为便于安装，在电动机与减速机之间常采用具有补偿性能的弹性柱销连轴器或齿轮连轴器。

前者构造简单并能起缓冲作用，但弹性橡胶圈的使用寿命不长后者坚固耐用，应用最广。

齿轮连轴器的寿命与安装质量有关，并且需要经常润滑。

般制动器都安装在高速轴上，这样所需要的制动力矩小，相应的制动器尺寸小，重量轻。

经常利用联轴器的半兼作制动轮。

带制动轮的半体应安装在减速器高速轴上。

这样，即使联轴器被损期方式开关来实现的。

图显示三条输入到无刷伺服电机的电压和电流波形。

图显示台三相绕组的无刷伺服电机，这种无刷伺服电机的主要特点是可以交流或直流电源驱动。

图输入电压电流方波梯形波表正弦电压和正弦输入电压和方波输出电压波型正玄输入电压和正弦电流波形这已经成为最流行的无刷式伺服控制图展示三种电压波形来驱动无刷伺服电机。

图展示梯形反电动势电压，方波电流输入，图显示为正弦波输入电压和方波电流波形，图显示正弦波办公设备电压放正弦波电流波形，正弦波电压和正弦波电流波形是无刷伺服电机最常用的驱动。

图晶体管三相绕阻无刷伺服电机。

三相绕阻电机使用三个的电压波形。

波形信号用来控制晶体管的波形序列。

反电势波形。

图展示三组晶体管，它同变频驱动的输出端很相似在图，连接到电机三相绕阻的晶体管同变频驱动基本相同。

图晶体管输出波形图，它是由三组的正弦波形组成。

图是输入到每个晶体管的控制端的波形。

图显示驱动波形的反电势。

伺服电机控制器伺服电机控制器使台伺服电机不只是用于放大器功能。

今天的伺服电机控制器既要能做定量的判断，也要提供种方法能接受外部传感器和内部控制的信号，同时也可以在主控制器，和伺服系统数据交换。

图展示些伺服电机与放大器。

从图中看，这些同其它类型的电机和控制器比较相似。

图伺服电机与放大器图显示张伺服电机控制器的图，你可以从中看出与其它类型电机的不同之处。

图中的控制器用于直流伺服电机。

输入电源，伺服电机及转速计连接到控制器底部的端口。

可以看出输入电源为单相交流电。

个主断路器串联在线上。

由和经过的电源经过个隔离的降压变压器变压器的次级电压可是介于到伏的之间的任意电压。

控制器通过引脚接地你应该记得在这点接地只是用来对系统的金属部份提供短路保护。

图伺服控制图此图显示将数字信号和模拟信号送到控制器，再由信号控制器将信号送回给所在的主控制器或可编程控制器伺服电机边接控制器的脚和脚。

其中脚是，脚是。

脚是对电机和控制器提供种屏蔽接地保护。

转速计连接到引脚和引脚，其中脚是，脚是。

屏蔽线缆同电机外壳连接连接到这个端口的引线应该比同其它端口的引线要粗，因为他们承受更大的电机电流。

如果电机使用额外的散热风扇，它也应该连接到这个端口上，在绝大部分场合，散热风扇由常规的或的单相或三相交流电供电。

控制信号通过端口送到控制器控制信号的引脚是和，其中是，是这是种非接地常规的信号，同电路中其它部分不共享接地，些附加的辅助信号也连接到。

这些信号包括约束，如可以通过外部控制器来使驱动失效。

正反转命令，如要求控制器给电机通电，使电机按顺时针方向或逆时针方向转动。

在些场合，最大正转行程极限开关和最大反转行程开关连接到起，以便当机器运行到极限位置时触发另状态的开关。

这时将自动的以反方向重新驱动。

端品也提供些数字输出信号，通常用于送出些故障信号或其它信息，诸如正在运转，到主控制器或端口主要是数字信号的端口。

端口是逻辑信口的窗口，总线上的典型信号包括电机电流和电机转速信号由伺服控制器送出，送入主机或，以便做出正确逻辑判断以确保控制器能出正确信息到电机上。

从主机或上的输入信号也被送到控制器上来设置驱动的最大电流和转速。

在更新的数字驱动中，这些值由编好程序的驱动参数来控制的。

脉宽调制伺服放大器脉宽伺服放大器被用作小尺寸的伺服场合，如使用直流有刷伺服电机。

图展示这类型放大器的图。

从左下图中可以看到单相交流电源供电给放大器。

右上图中交流电经整流后，被送到驱动的输出单元，动输出单元用四个来产生脉宽调制波形。

连接后以便他们提供直流电压，高达的电流到直流有刷伺服电机。

电机的极性由图中显示。

在这张图的中间的保留电路显示些从故障逻辑板上的故障电路，在图的下方提供路输出信号。

可以看到故障输出信号包括过压，过温及过电流。

第四个信号作为系统状态输出。

它显示当故障发生时的系统状态。

个跳线用来设置信号。

在这张图的右下角的输入脚用来显示驱动的的使能控制或抑止，选择是前过放大控制还是向后放大控制。

抑制信号作为控制信号。

当放大器过高的时抑制输出过程。

和信号限制电流到放大或缩小。

左上方显示的是输入信号。

速度控制信号要求个和个信号来提供不同的信号。

伺服放大器和电机的应用场合可以从伺服电机和放大器些典型的应用场合延升到其它更好的使用场合。