固定卷扬式启闭机计算书

选用启闭机产品时提前声明：
1、螺杆总长、螺纹长度、吊点中心距（双吊点式）
2、加长螺杆部份以及有无分段要求等。

3、特殊电气控制要求
4、是否需增设螺杆保护装置，若有，提供相关图纸或位置分部图。

5、其它特殊要求。

6、启闭机基础布置图仅供水工建筑设计时参考，如有特殊要求，本厂可以变更，地脚螺栓随机供应。

卷扬式启闭机：
QPQ固定卷扬启闭机、QPQ移动卷扬启闭机、QPK快速卷扬启闭机、QHQ弧门卷扬启闭机等。

QPQ型系列卷扬启闭机参数（固定卷扬式启闭机）------一般在400KN以下的固定卷扬式启闭机，可设手摇机构。

QPK型系列卷扬启闭机参数。

理工学院毕业设计学生姓名：王长胜学号： 10L0551018专业：机械设计制造及其自动化题目：卷扬式启闭机的设计指导教师：齐习娟（讲师）田跃刚(工程师)评阅教师：尹成湖（教授）2014 年 6月目录1 引言 (1)1．1 卷扬式启闭机的优缺点 (1)1．2 卷扬式启闭机的未来展望 (2)2 结构的设计 (3)3 卷扬式启闭机的设计计算 (6)3．1 电动机的选择 (6)3.1.1 额定功率的计算 (6)3.1.2 电动机的选择 (7)3．2 钢丝绳的选择 (9)3．3 卷筒装置的设计计算 (10)3.3.1 卷筒的设计计算 (11)3.3.2 钢丝绳缠绕返回角及上极限偏角 (12)3.3.3 卷筒轴的设计计算 (14)3．4 减速机的选择 (16)3．5 制动器的选择 (17)3．6 动滑轮组的设计计算 (20)3．7 定滑轮组的设计计算 (21)3．8 联轴器的选择 (22)3．9 手摇机构的设计 (23)4 设备维护 (25)4．1 钢丝绳的维护 (25)4．2 制动器的维护 (25)结束语 (27)致谢 (29)参考文献 (30)1 引言水利建设与人们的生活密切相关，同时保持结构决定了水利工程建设的安全运行。

大型或重要的拦水建筑物损坏，将会造成重大的水利灾害。

在公元前2900年以前，埃及人民就在尼罗河上搭建了一座高达 15m、长约240m的拦水水坝。

在我国，自春秋时期，就在黄河的下游部分沿岸修建拦水堤坝，经过世世代代的整修和加固，形成了长达1500千米的黄河大堤。

公元前256年~ 251年前建造的，在今天使用的都江堰水利工程，用鱼嘴分水，沉积物释放洪水，飞沙堰引水，瓶型引水，是一种水灌溉工程的经典例子【1】。

随着越来越多的水利工程的建设，水利工程机械也一步步的发展起来。

古人大多是依靠建筑自身来解决引水、泄洪、排沙等。

而现在大部分是人为控制水库蓄水、泄洪、引水的，这样更大化的利用了水资源，像三峡工程利用水资源进行发电，当然还有很多水能蓄电站。

理工学院毕业设计学生姓名：王长胜学号： 10L0551018专业：机械设计制造及其自动化题目：卷扬式启闭机的设计指导教师：齐习娟（讲师）田跃刚(工程师)评阅教师：尹成湖（教授）2014 年 6月目录1 引言 (1)1．1 卷扬式启闭机的优缺点 (1)1．2 卷扬式启闭机的未来展望 (2)2 结构的设计 (3)3 卷扬式启闭机的设计计算 (6)3．1 电动机的选择 (6)3.1.1 额定功率的计算 (6)3.1.2 电动机的选择 (7)3．2 钢丝绳的选择 (9)3．3 卷筒装置的设计计算 (10)3.3.1 卷筒的设计计算 (11)3.3.2 钢丝绳缠绕返回角及上极限偏角 (12)3.3.3 卷筒轴的设计计算 (14)3．4 减速机的选择 (16)3．5 制动器的选择 (17)3．6 动滑轮组的设计计算 (20)3．7 定滑轮组的设计计算 (21)3．8 联轴器的选择 (22)3．9 手摇机构的设计 (23)4 设备维护 (25)4．1 钢丝绳的维护 (25)4．2 制动器的维护 (25)结束语 (27)致谢 (29)参考文献 (30)1 引言水利建设与人们的生活密切相关，同时保持结构决定了水利工程建设的安全运行。

大型或重要的拦水建筑物损坏，将会造成重大的水利灾害。

在公元前2900年以前，埃及人民就在尼罗河上搭建了一座高达 15m、长约240m的拦水水坝。

在我国，自春秋时期，就在黄河的下游部分沿岸修建拦水堤坝，经过世世代代的整修和加固，形成了长达1500千米的黄河大堤。

公元前256年~ 251年前建造的，在今天使用的都江堰水利工程，用鱼嘴分水，沉积物释放洪水，飞沙堰引水，瓶型引水，是一种水灌溉工程的经典例子【1】。

随着越来越多的水利工程的建设，水利工程机械也一步步的发展起来。

古人大多是依靠建筑自身来解决引水、泄洪、排沙等。

而现在大部分是人为控制水库蓄水、泄洪、引水的，这样更大化的利用了水资源，像三峡工程利用水资源进行发电，当然还有很多水能蓄电站。

XXXX治旱乐滩水库引水灌区一期工程固定卷扬式启闭机设计说明书广西壮族自治区南宁水利电力工程处2015年6月1 工程概况乐滩水库引水灌区是水利部《加快灌区建设保障粮食安全近期重点建设规划》中确定的9 个新建灌区之一；涉及广西壮族自治区来宾市的忻城县、兴宾区、合山市和南宁市的宾阳县。

是以农业灌溉为主，兼顾农村人畜饮水和城镇供水，并为改善生态环境创造条件，以求得最大经济、社会和环境综合效益的综合利用工程。

乐滩水库引水灌区工程拟从红水河乐滩水库引水，取水口布置在乐滩电站大坝左岸上游 1.2km 处，在引水箱涵后、上古岭引水隧洞前设岸塔式进水塔；灌区总干渠沿红水河左岸布置，沿途布置有取水口、红河支渠、大念支渠、果遂支渠，到达渠末端分为南、北两干渠，其中南干渠在平阳镇大王村处分为石陵分干渠、迁江分干渠。

乐滩水库引水灌区一期工程包括总干渠和北干渠：（1）总干渠上设有76个分水闸（取水口 1 个（已实施）、南干渠2个、北干渠 2 个和各支渠上的71 个）、13个节制闸（干渠5个、支渠8个）、11 个泄水闸（干渠 1 个、支渠10 个），在引水箱涵进口设 1 道拦污栅，在进水塔进口、总干渠泄水闸进口依次设有检修闸门、工作闸门；在奇庚河倒虹吸进口依次设有拦污栅、工作闸门；在果遂泵站进口设有拦污栅。

在大念泵站、果遂泵站各个出水管出口分别设有拍门，各4扇，共8扇。

总干渠上共设有8 扇拍门、100扇闸门、6扇拦污栅及其各自启闭设备。

（2）北干渠上设有440 个分水闸（干渠29个、支渠411个）、45个节制闸（干渠9个、支渠36个）、39个泄水闸（干渠5个、支渠34个）。

在北干渠上的泄水闸进口依次设有检修闸门和工作闸门，在铁路倒虹吸进口除设有工作闸门外还设拦污栅，在良塘泵站、双塘泵站、三淩泵站前设有拦污栅，在上雷泵站、良塘泵站、双塘泵站、三凌泵站各个出水管出口分别设有拍门，各 4 扇，共16扇。

北干渠上共设有16个拍门、529扇闸门、14扇拦污栅及其各自启闭设备。

阐述固定卷扬式启闭机的设计1 工程概况某排涝工程水闸闸室共设3 孔，每孔设工作闸门一扇。

水闸边2 孔单孔宽度为15.5m，设2 扇工作闸门，采用上翻式旋转钢闸门，由液压启闭机启闭；中孔单孔宽度为32m，设1 扇工作闸门，采用直升式平面钢闸门，由1 台2×3200kN 固定卷扬式启闭机（以下简称启闭机）启闭。

中孔工作闸门挡水水位按3.55m 设计，水位高于0.8m 时，闸门全关，闸门冲淤运行时允许局部开启。

通航时中孔工作闸门全开，启闭机起升高度28m 满足通航净空要求。

该启闭机安装在37.0m 高程塔柱平台上，吊点距32.335m。

2 机构布置及主要部件选型设计2.1 机构布置启闭机由两套卷扬提升系统和相关的电气设备组成。

卷扬提升系统主要由：电动机、联轴器、工作制动器、减速器、开式齿轮、卷筒装置、动滑轮组、定滑轮组、平衡滑轮组、钢丝绳、闸门开度显示及位置限制器、荷载限制装置、机架、安全制动器等组成。

2.2 主要部件选型设计2.2.1 电动机中孔水闸工作闸门按照门前水位3.55m，门后水位0.5m 工况确定最大提门启闭力为2×3200kN。

随着闸门向上提升，闸门前后逐渐平压，启闭力逐渐减少，最后启闭力与闸门自重相等。

每套卷扬提升系统的起升速度为1.55m/min，起升高度28m，每提升一次需时约18 分钟，属于断续周期工作制。

根据计算，每台电动机计算静功率值为108kW，实际需选择110kW 电动机2 台。

因为电机功率较大，如直接启动，启动电流大，所以使用变频电机配变频器启动，可以降低电机的启动电流，同时获得较大的启动转矩。

采用变频电机能确保电动机起、制动安全，而且能保证电机运行平稳，实现无极调速。

综合以上各点考虑，起升电机选择ABB 变频起重电动机：QABPZ315L8B ，工作制S3，FC=40%，功率110kW/台，电机转速741r/min。

2.2.2 减速器根据启闭机机构布置需要和传动速比要求，传动机构采用一级三级减速器和一级开式齿轮组合的传动方案。

QPQ2×125kN-9m固定卷扬式启闭机设计计算书1.主要技术参数1.1.起升机构额定启门力2×125 kN启门高度9 m启门速度 2.14m/min卷筒直径400 mm钢丝绳6W(19)-φ17.5-155-特-光-右交（镀锌）电动机YZ160M2-6，11kW，S3-15%，n=840 r/min制动器YWZ-300/25，制动力矩320N.m减速机Z2G-35，i=50.94开式齿轮m=10 ，i=84/16=5.25工作级别Q2-轻电源AC380V、50Hz2.机构计算2.1.起升机构起升机构按集中驱动，滑动轴承支承、螺旋线型绳槽卷筒、钢丝绳双层缠绕方式设计。

2.1.1.钢丝绳A. 钢丝绳最大拉力Smax：S max =Q+Q0α q η h=1.01×1252×2×0.975= 32.4 kN式中，Q ——额定起升载荷，Q = 125 kN；Q0——吊具和钢丝绳重量，Q 0 = 0.01% Q kN；α——进入卷筒的钢丝绳分支数，α = 2；q ——滑轮组倍率，q = 2；η h ——滑动轴承滑轮组效率，η h = 0.975。

B. 钢丝绳选择6W(19)-17.5-155-特-光-右交（镀锌），d=17.5mm 钢丝绳最小破断拉力：S0 = 178kN，钢丝绳安全系数：n =S0S max=17832.4= 5.5＞5，通过。

2.1.2. 卷筒尺寸与转速1. 卷筒工作圈及壁厚钢丝绳双层缠绕，第一层卷筒绳槽17圈，固定圈2圈，安全圈2圈，工作圈=17-5=12圈，第二层工作圈3圈，卷筒名义直径400，故12+3=15圈工作圈对应的启闭机扬程为9.4m，满足9m的扬程要求。

卷筒采用HT200铸铁件，管壁许用压应力[σ压]=120N/mm2。

σ= Smax Aδt≤[σ压]式中Smax—钢丝绳最大拉力32.4×103Nδ—卷筒有效壁厚20mmt—绳槽节距20mmA—与钢丝绳卷绕层有关的系数，双层缠绕取1.4σ—管壁材料压应力N/mm2计算δ=Smax A[σ压]t=18.9mm，卷筒有效壁厚取δ=20mm，校核σ= Smax Aδt=113.4N/mm2＜120N/mm2，满足。

纳拉渠卷扬式启闭机使用维护保养手册工程名称：巴基斯坦纳拉渠修复工程生产厂家：CWE联系电话：邮箱：1、概述该机为固定卷扬式弧门启闭机。

它主要是通过手动操作实现闸门的开启和闭合,从而控制水的流量，达到蓄水或排水的目的。

2、技术参数2.1启闭机种类卷扬式启门容量 100 KN启门高度 6.0m启门速度手动一圈闸门上升约3.7mm卷筒直径 300mm钢丝绳型号 6W(19)-14-170-1-光2.2减速机型号 CWO250速比 503、结构说明本机主要由下列部分组成（1）支座（2）卷扬装置（3）减速机（4）轴承座（5）防护罩（6）高度指示器(指针式)（7）开式齿轮(速比14:70)（8）传动轴及联轴器（9）钢丝绳4、工作原理该机支座通过螺栓安装在与闸门吊点相对应的机架型钢上,其它机构均安装在支座上。

它通过摇动手柄，带动减速机旋转，减速机输出轴装有开式小齿轮，通过开式小齿轮-大齿轮-传动轴-联轴器将动力传运到同轴的卷筒上，钢丝绳在卷筒螺旋槽内收进或放出，从而带动闸门上升或下降。

机架上设有闸门启升高度指示器，通过指示器读数可知道闸门启闭高度。

启落闸门前,应将高度指示器指针调整到合适位置。

5、制造主要标准整个启闭机按“水利水电工程式启闭机制造安装及验收规范SL381-2007”制造。

6、安装和运行3 1 3根据“水利水电工程式启闭机制造及验收规范SL381-2007”中规定，在安装前应对启闭机质量进行全面检查。

6.1检查是否因运输过程中有损伤；6.2 检查启闭机各部件装配质量是否符合要求；6.3检查启闭机基础点中心线位置是否准确；6.4基础工程质量是否稳固安全；6.5运行6.5.1调整高度指示器至准确位置；6.5.2检查减速机是否漏油及各部位是否按规定要求注入润滑油或润滑脂；6.5.3手动一周力度是否基本一致，中途是否有卡阻；6.5.4起落时各机械运转部分不得有冲击声；6.5.5检查各部位正常后，进行闸门的启闭运行。

固定卷扬式启闭机毕业设计(3)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN卷筒基本尺寸计算3.4.1卷筒直径计算根据起重机设计规范规定，卷筒的名义直径D 0应满足：d D 200≥ （3-1）式中 d ——钢丝绳的直径可计算得卷筒的名义直径)(48024200mm D =⨯≥取 mm D 6240=卷筒直径mm d D D 6000=-=3.4.2绕绳圈数工作卷数n 0可用下面公式求得：0πD Ha n = 式中 H 、a 、 D 0分别为启闭机的最大扬程（m ）.滑轮组倍率及卷筒计算直径（m ） 可计算得工作卷数：8239.114.34400≈⨯⨯=n 实际卷数：n= n 0+n ˊn ˊ—考虑到钢丝绳用螺栓紧固所占的卷数及为了减小紧固钢丝绳螺栓压紧力预绕的卷数。

一般取n ˊ≥4 ，取n ˊ=5故实际卷数 n=873.4.3 卷筒长度L卷筒的长度：L=2l+2e+c+h式中 e ——双绕卷筒中间预留的尺寸与钢绳容许偏角有关。

一般取e>d 。

c ——卷筒端光边的长度，一般不小于.h ——卷筒与开式齿轮连接边的长度。

由结构决定。

l ——绕钢丝绳绳槽部分长度。

l=ntt ——钢丝绳绳槽的中心距（即节距）绕钢丝绳绳槽部分长度的确定：暂定绳绕层数k=2,则绕钢丝绳绳槽部分实际绕绳卷数（即绳槽的个数）为87/2= 则绕钢丝绳绳槽部分长度为：l=nt=×27=（mm ）参照基础布置图，显然无法安装。

故可选择绳绕层数k=3,则绳槽的个数为：87/3=29 ，绕钢丝绳绳槽部分长度为：l=nt=29×27=783(mm)根据基础布置图，选择基本合适，其它长度可分别取为：e=66mm c=96mm h=180mm卷筒总长为：L=2×783+2×66＋96＋180=1974mm3.4.4 卷筒壁铁卷筒壁厚按经验公式，对于铸钢卷筒，可定为：δ=+—cm又 mm D 6240= 于是 δ=22.5cm卷筒的强度计算卷筒强度验算应考虑三种应力，即筒壁压缩应力，扭转及弯曲应力。

固定卷扬式启闭机设计理论1. 介绍固定卷扬式启闭机是一种常用于水利工程、桥梁工程和建筑施工等领域的重要设备，主要用于提升、下降和固定重物。

本文档主要介绍固定卷扬式启闭机的设计理论，包括其主要组成部分、工作原理、设计计算和选用注意事项等。

2. 组成部分固定卷扬式启闭机主要由以下几个部分组成：1. 卷筒：卷筒是固定卷扬式启闭机的核心部分，用于卷绕钢丝绳。

2. 钢丝绳：钢丝绳是连接卷筒和吊钩的部分，用于传递力量。

3. 吊钩：吊钩用于吊装和固定重物。

4. 减速器：减速器用于降低卷筒的转速，以增大输出扭矩。

5. 电动机：电动机提供动力源，驱动卷筒旋转。

6. 控制系统：控制系统用于控制启闭机的工作状态，包括启动、停止、速度调节等功能。

3. 工作原理固定卷扬式启闭机的工作原理如下：1. 当电动机启动后，通过减速器降低转速，驱动卷筒旋转。

2. 卷筒转动时，钢丝绳绕卷筒上升或下降，从而带动吊钩进行提升或下降。

3. 通过控制系统可以实现对启闭机的启动、停止和速度调节等功能。

4. 设计计算固定卷扬式启闭机的设计计算主要包括以下几个方面：1. 计算起重能力：根据所需吊装的重物重量，计算卷扬机的起重能力。

2. 计算钢丝绳直径：根据起重能力和工作环境，计算所需钢丝绳的直径。

3. 计算卷筒直径：根据钢丝绳直径和卷扬机的工作速度，计算卷筒的直径。

4. 计算减速器传动比：根据卷筒直径和电动机转速，计算减速器的传动比。

5. 计算电动机功率：根据起重能力和工作速度，计算所需电动机的功率。

5. 选用注意事项在选用固定卷扬式启闭机时，需要注意以下几点：1. 根据实际需求选择起重能力合适的启闭机。

2. 考虑工作环境，选择适合的钢丝绳类型和直径。

3. 选择合适的卷筒直径和减速器传动比，以满足工作速度要求。

4. 选择功率合适的电动机，以满足启闭机的起重能力要求。

5. 确保启闭机的控制系统完善，便于操作和维护。

6. 结论固定卷扬式启闭机是一种重要的吊装设备，其设计理论涉及多个方面。

固定卷扬式启闭机计算书
一、概述
二、基本要求
1.电气参数：电动机型式选择、相数选择、安装尺寸、加减速器参数选择；
2.变压器参数：变压器型式选择、变压器功率、整流桥参数选择；
三、固定卷扬机参数计算
1.固定卷扬机转动惯量的计算：
转动惯量的计算公式：
I_T=I_m+I_r
其中
I_T为卷扬机的转动惯量，单位：kg·m²；
I_m为卷扬机的质量惯量，单位：kg·m²；
I_r为卷扬机的距离惯量，单位：kg·m²。

计算根据具体的卷扬机参数和材料进行计算。

2.固定卷扬机传动机构参数计算
（1）固定卷扬机减速机参数计算：
以下参数需要根据实际情况进行计算：
A．减速机形式选择：
根据卷扬机的技术参数以及卷扬机的特性，选择合适的减速机形式；
B．减速机齿轮参数计算：
根据减速机的形式及卷扬机的技术参数，计算出减速机的齿轮形式及尺寸；
C．减速机摩擦轮转动惯量的计算：。

目录一、钢丝绳的最大拉力与钢丝绳的选择二、卷筒的计算三、减速装置四、制动力矩与制动器的选择五、基础荷载与布置基本数据1、起升高度 56m2、起升速度 V min8.1m/3、工作级别 Q2-轻C4、吊点间距 8.3m5、倍率 6一、钢丝绳的最大拉力与钢丝绳的选择吊具装置，kg Q 68401= 钢丝绳自重，kg Q 100002=（每侧） kN Q 4.46681004.684500=++= 1. 钢丝绳所承受的最大静拉力 x=2(双联)， a=6(倍率)92.0)95.088.0(21=+=x Z η kN x x xa Q S Z 86.42292.0624.4668max ===η 2. 钢丝绳的选择n=4.5,钢丝绳最小安全系数（M 4）2.1破断拉力：kN x nS F 190386.4225.4max 0==≥ 2.2钢丝绳的选择：选择6x36SW 型钢丝绳，直径 d=56mm kN F kN x F 190372.2364336.11770][00=>== 标记：56ZAB6x36SW+IWR1770ZS二、卷筒的计算1. 主要尺寸节距:t=60mm,绳槽半径：r=30 折线段角度：05222x =ψ根据布置，取卷筒底径：mm D 25000=。

具体尺寸如下：2.卷筒钢丝绳偏角的计算扬程56，吊距8.3m ，闸门下游封水，起升速度1.8m/min 倍率 M=6钢丝绳的计算：(供货的绳大多接近于中间公差)mm x d d 68.575603.103.1===名义第一层工作圈数：201)23(241=++-=n m x x L 6.160556.2201==π第二层：m x L 4.1756.1605662=-=1.216506.24.1756506.222===ππL nmm x L H 2646060)1.215.24(=+-=a.上极限的偏角0111.268002645.512=-=-tg αb.第二层左端偏角：01262.16175********.51260605.24=+-+=-x tg α3.强度的计算材料：Q345B a MP 180][=σ A=1.4(绳索卷层系数) mm 59=δ t=60mm kN S 86.422max = 卷筒管壁的压应力：MPa MPa x x x A t S 180][1674.160591086.4223max =<===σδσ 4.卷筒的稳定校核4.1卷筒失去稳定时的临界应力： MPa x x x RE 42.5)22500(4591006.2433533===δσ临4.2卷筒壁受钢丝绳箍紧而产生的单位压应力：MPa x x x t D S 1.56326181086.4222231max 0===σ4.3卷筒的稳定安全系数：5.11.11.542.50〈临===σσϕ稳定安全系数偏小，需要在卷筒内壁加径向稳定环， 其径向加筋环见图纸。

QPQ2×125kN-9m固定卷扬式启闭机设计计算书1.主要技术参数1.1.起升机构额定启门力2×125 kN启门高度9 m启门速度 2.14m/min卷筒直径400 mm钢丝绳6W(19)-φ17.5-155-特-光-右交（镀锌）电动机YZ160M2-6，11kW，S3-15%，n=840 r/min制动器YWZ-300/25，制动力矩320N.m减速机Z2G-35，i=50.94开式齿轮m=10 ，i=84/16=5.25工作级别Q2-轻电源AC380V、50Hz2.机构计算2.1.起升机构起升机构按集中驱动，滑动轴承支承、螺旋线型绳槽卷筒、钢丝绳双层缠绕方式设计。

2.1.1.钢丝绳A. 钢丝绳最大拉力Smax：S max =Q+Q0α q η h=1.01×1252×2×0.975= 32.4 kN式中，Q ——额定起升载荷，Q = 125 kN；Q0——吊具和钢丝绳重量，Q 0 = 0.01% Q kN；α——进入卷筒的钢丝绳分支数，α = 2；q ——滑轮组倍率，q = 2；η h ——滑动轴承滑轮组效率，η h = 0.975。

B. 钢丝绳选择6W(19)-17.5-155-特-光-右交（镀锌），d=17.5mm 钢丝绳最小破断拉力：S0 = 178kN，钢丝绳安全系数：n =S0S max=17832.4= 5.5＞5，通过。

2.1.2. 卷筒尺寸与转速1. 卷筒工作圈及壁厚钢丝绳双层缠绕，第一层卷筒绳槽17圈，固定圈2圈，安全圈2圈，工作圈=17-5=12圈，第二层工作圈3圈，卷筒名义直径400，故12+3=15圈工作圈对应的启闭机扬程为9.4m，满足9m的扬程要求。

卷筒采用HT200铸铁件，管壁许用压应力[σ压]=120N/mm2。

σ= Smax Aδt≤[σ压]式中Smax—钢丝绳最大拉力32.4×103Nδ—卷筒有效壁厚20mmt—绳槽节距20mmA—与钢丝绳卷绕层有关的系数，双层缠绕取1.4σ—管壁材料压应力N/mm2计算δ=Smax A[σ压]t=18.9mm，卷筒有效壁厚取δ=20mm，校核σ= Smax Aδt=113.4N/mm2＜120N/mm2，满足。

xxxx水利枢纽导流洞进口封堵闸门2X1000t 固定卷扬式启闭机设计说明书（机械部分）2015年9月目录1概述 (1)2设计准则 (1)2.1设计依据 (1)2. 2设计原则 (1)2.3主要设计标准 (1)3 导流洞进口封堵闸门2X1000t固定卷扬式启闭机 (3)3.1设计要点 (3)3.2主要技术参数 (4)3.3设备构成和工作原理 (4)3.3.1卷筒装置 (4)3.3.2 钢丝绳 (5)3.3.3 滑轮装置 (5)3.3.4 制动系统 (5)3.3.5 减速器 (5)3.3.6 起升高度检测及位置控制装置 (6)3.3.7荷载检测及限制装置 (6)3.3.8电动机 (6)3.3.9机架 (6)3.3.10液压自动抓梁 (6)1概述xxxx水利枢纽的导流洞布置在河左岸，为无压洞，与2#深孔放空排沙洞采用“龙抬头”方式结合，由进口明渠段、闸井段、洞身段、扩散段、消力池段、护坦段组成。

进口明渠底宽为12m；封堵闸井采用岸塔式进水口，后接无压洞，闸井底板高程1666.0m，布置一道封堵门，孔口尺寸11.0m×13.5m。

洞身段长805m，洞身为城门洞型。

依据初期蓄水安排，在施工期第六年7月底开始下闸蓄水。

蓄水初期，为保证下闸封堵后，从导流洞进口底板高程1666.0m蓄至深孔放空排沙洞底板高程1715.0m的约1.4天期间的河道生态基流41.0m3/s，需要设置生态基流放水措施。

根据工程布置特点和运行方式，封堵闸门采用平面钢闸门，启闭机采用固定卷扬式启闭机的布置形式。

2×10000kN启闭机装设于导流底孔进口封堵闸门启闭机排架上，用于启闭导流底孔封堵闸门。

起升高度为35m，双吊点，工作级别Q3-中。

2设计准则2.1设计依据1、本工程招标文件及合同采购文件2、相关专业提供的基础资料。

2. 2设计原则技术领先、操作可靠、经济合理。

2.3主要设计标准DL/T5019 水电工程启闭机制造安装及验收规范DL/T5167 水电水利工程启闭机设计规范GB/T 10597 卷扬式启闭机GB 6067.1 起重机械安全规程第1部分：总则GB/T 3811 起重机设计规范GB/T11405 通用桥式起重机GB 50278 起重设备安装工程施工及验收规范GB/T 5905 起重机试验规范和程序GB/T 10183 桥式和门机起重机轨道安装公差JB/T 8319 轻小型起重机电控设备GB 8918 重要用途钢丝绳GB/T 5973 钢丝绳用锲形接头GB/T 5974.1 钢丝绳用普通套环GB/T 5974.2 钢丝绳用重型套环GB/T 5975 钢丝绳用压板GB/T 5976 钢丝绳卡JB/T 10021 齿轮螺旋线测量仪JB/T 9005.10 起重机用铸造滑轮技术条件ZBJ80007 起重机用铸造卷筒JB/T 10816 起重机用底座式硬齿面减速器GB/T 1356 通用机械和重型机械用圆柱齿轮GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 699 优质碳素结构钢GB/T 700 碳素结构钢技术条件GB/T 985.1 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口GB/T 986 埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB/T 4879 防锈包装GB/T 3323 金属融化焊焊接接头射线照相GB/T4942.1 旋转电机整体结构的防护等级（IP）-分级GB/T 1800.1 产品几何技术规范(GPS) 极限与配合第一部分公差、偏差和配合的基础GB/T 1801 产品几何技术规范(GPS) 极限与配合公差带和配合的选择GB/T 1803 极限与配合尺寸至18mm孔、轴公差带GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T 1182 产品几何技术规范(GPS)几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注GB/T 1184 形状和位置公差未注公差值GB/T 1031 产品几何技术规范(GPS)表面结构轮磨法表面粗糙度参数及其数值DL/T 5358 水电水利工程金属结构设备防腐蚀技术规程GB/T 8923.1 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB/T 9286 色漆和清漆漆膜的划格试验GB/T 11352 一般工程用铸造碳钢件JB/T 8828 切削加工件通用技术条件JB/T 12361 钢质模锻件通用技术条件JB/T 5945 工程机械装配通用技术条件GB 50168 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB 50171 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范JB/T 9857 凿岩机械与电动工具涂漆通用技术条件GB/T 1348 球墨铸铁件GB/T 4237 不锈钢热轧钢板和钢带GB/T 1591 低合金结构钢技术条件GB/T 1176 铸造铜合金技术条件3 导流洞进口封堵闸门2X1000t固定卷扬式启闭机3.1设计要点3.1.1 设计主要技术要求符合合同及有关标准的规定。

渭河宝鸡市区段防洪暨生态治理工程2x400KN固定卷扬式启闭机（单驱方案）设计计算说明书一.设计参数:启闭荷载：Q=2x400KN 启闭速度：V=1.38m/min 启闭扬程：H=8m 吊点距：A=12m 滑轮倍率：a=4 工作级别：Q2 二.结构型式2x400KN 启闭机设有左，右两套卷扬装置；驱动型式集中驱动；卷扬装置采用自由单层缠绕；滑轮组支承型式为滑动支承。

三.设计计算1.钢丝绳：钢丝绳：6W(19)-22.5-170-镀-右交钢丝绳破断拉力：S=0.85*360*0.9=275.4KN 安全系数:2.卷筒卷筒直径:D 0min =e*d=20*24=480mm D 0=600 卷筒材料:HT200 卷筒壁厚:δ=24.25 卷筒节距：t =24 卷筒壁压应力：KNz a g 54925.0*4*2400**2max ==P =ης最大静拉力51.5544.275max >===ςS n 22/177/8.9224*25.2454000*1*max mm N mm N t A <===δςσ3.电动机电机静功率:工作时间:工作制: S 2-30min电动机型号: YZ225M-8W=26KW n=701r/min 额定功率: We=22KW 额定转速: n e =712 r/min 额定转矩:4.减速器减速器型号: ZSY280-50 减速器的选择：Pc=P 2*K A *K S *K R ≤P N P 2=24.1 K A =0.8 Ks=1 K R =1.56Pc=24.86*0.8*1*1.56=31KW<P N =43KW 减速器的速比: i=50 中心距: a=620mm许用输入功率 P N = 43KW 5.开式齿轮m=122/750200mm N HT b=-σ[]2/17725.475025.4mmN p b===σσV Q N J 7.0*60.1*40*2*60*==ηmin 8.538.18===V H t NmMe 295712229550==Z1=18 Z2=86开式齿轮传动比：减速器传动比：i 2 = 50实际起升速度：卷筒转矩：小齿轮转矩：电动机转矩：小齿轮材料：45(调质HB240-270）大齿轮材料：ZG50MII （正火HB190-220） 小齿轮齿根弯曲应力：78.41886121===z z i min /38.14*78.4*50701*6.0***m n D V ===ππNma D Pg Mt t Z 3413995.0*925.0*4*26.0*400000**2*===ηηNm i Mt Mc kk 776392.0*78.434139===ηNmi Mc Md j j 33094.0*507763*2*2===ηC=0.98 r=0.8 Y=0.308大齿轮齿根弯曲应力：齿轮的接触应力:6.制动器制动力矩:制动器型号：YWZ 3B - 315/45 额定制动力矩：Me=630Nm 制动安全系数：2122211/190][/155308.0*98.0*8.0*160*12*187763000*2******2mm N mm N C r Y B m Z Mcw w =<===σσ2222222/129][/12344.0*98.0*8.0*130*12*8634139000*2******2mm N mm N C r Y B m Z Mt w W =<===σσ22221111/9600][/4.9307084.1*2.858614.078.4178.46.21*1377630240014.012400cm Kg cm Kg i i D B M J =<==++=++=接σσNm i Z D Q Mzd 7.18574.0*956*26.0*400000*2**00===η24.37.185630>===Mzd Me n7.联轴器1)电机与浮动轴联轴器:联轴器型号:CLZ 3许用转矩:[Mc]=3150Nm2)同步轴联轴器:N nM Mc Ⅱ167687763*2.1*18max ===联轴器型号:CLZ 7许用转矩:[Mc]=18000Nm3)带制动轮联轴器: 型号:TLL6制动轮直径 : D=315mm 许用转矩:[Mc]=2000Nm8.动滑轮组简图 动滑轮轴 材料：40Cr P=2ζmax=108KN R=216KN 直径d=90mm9.定滑轮组定滑轮轴 材料：40Cr P=108KNR=108KN轴径d=90mm10.卷筒轴 材料:45#N nM Mc Ⅱ743295*4.1*8.1m ax===P PPP12818512866.566.56642K N mM 图2233/220][/9190*1.0)5.66128(*1080001.0max mm N mm N d M ==-==σσ许用应力卷筒轴直径d=90mm P1=ζmax=54KNP2=ζmax-F t2=-12.16KN11.中间轴 长度：L=9500mm材料：20#无缝钢管φ203x10（外径x 壁厚）1）扭转剪应力的校核2）扭转刚度的校核 3）慢速轴挠度的校核4024740P PR 简图223/220/591.0max 4320108*40max mm N mm N dM mm KN M <==⋅==σ171171P 1P 2R 21818R 1KN d Mt F t 16.66032.134139*2222===22233/220][/220/11090*1.081700001.0max max 8170171*8.47max7.528.47181854*1647171*16.1218181*16472*1711mmN mm N mm N d M mm KN M KN RKNP P R =<===⋅====+-=+=σσ许用应力12.两吊点由于中间轴的扭转产生的不同步值224343/20/6.132031831*203*2.07763000)1(2.0mm N mm N D Mc <=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-=ατmm J G Mc /28.0/079.02031831*203*1.0*10*1.87763000*10*73.5*10*73.544444οοϕ<=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-==扭转角cmcm EJ ql f 92.0100092077.03.203.181*3.20*05.0*10*2*384920*476.0*5384544644max =<=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-==mm e i D A 211.0360*4*78.4600*14.3*79.0360****)279.010*079.010*)10======开产生的不同步值由于扭转角中间轴总扭转角πααϕαα。

阜阳市阜南县淮河流域西淝河等沿淮洼地治理应急工程1×100KN固定卷扬式启闭机设计计算书河北海王水工机械有限公司目录1、技术数据2、计算载荷3、起重机构载荷的特点4、钢丝绳计算5、滑轮和卷筒计算6、根据静功率选电机7、减速装置传动比8、静力矩计算9、选用减速器10、计算开式齿轮11、计算制动力矩，选择制动器1、技术数据起门力：100KN 扬程：8m 启闭机工作级别：2Q起升速度：1.87m/min 电机工作制：S3, FC=15%2、计算载荷根据坎顶门机的特点，一是利用等级较低，一般是半年到一年才需开启闸门一次。

二是载荷状态较高，一旦运行，其载荷一般均在额定载荷之上。

因此，第一类载荷计算略去，主要作第二类荷载计算，如有必要，对部分零件可以作第三类荷载的验算。

3、起升机构荷载的特点1、闸门起升或下降时，在驱动机构上由钢丝绳拉力产生的力矩方向不变，即力矩为单向作用。

2、闸门悬挂系统由挠性钢绳组成，物品惯性引起的附加力矩对机构影响不大，一般不超过静力矩的10%。

3、机构起动或制动时间同稳定运行时间相比是短暂的，因此，可将稳定运行时间的起升载荷作为机构的计算载荷。

4、钢丝绳的计算额定起门力：KN Q 100=滑轮组倍率：2=m动滑轮组及吊具自重：KN Q Q 5.2%5.20=∙= 滑轮组效率：)1(1ηηη--=m mZ 该滑轮组采用滑动轴承，η=0.95则： )1(1ηηη--=m mZ =0.975 钢丝绳最大拉力：KN m Q Q S Z 3.26975.0225.210020max =⨯⨯+=+=η 钢丝绳的破断拉力： n S F ∙≥m a x 0 选取4=nKN F 2.10543.260=⨯≥故选用：6（W ）19-13.5-155钢丝绳，其钢丝绳破断拉力为115KN ，安全系数大于4，满足要求。

5、滑轮和卷筒计算1、滑轮为了保证钢丝绳具有一定的使用寿命，按表3-2，选取系数e=16mm d e D 2165.1316min 0=⨯=∙≥滑轮根据JB/T9005.7-1999《起重机铸造滑轮D 型》初选1D 16X2162、卷筒尺寸卷筒直径按照推荐直径系列，采用mm D 3000= 卷筒长度：t n D Hm L )(00+=π 其中：H:扬程，8m n ：附加安全系数，取2 t ：螺旋槽节距，t=16mm 计算得： t n D Hm L )(00+=π=304mm mm t l 4816331=⨯==mm t l 3216222=⨯==3l 为中间无槽部分长，取mm l 903=卷筒总长：mm l l l l l 85890)3248304(2)(23210=+++⨯=+++=卷筒直径：mm d D D 5.2865.133000=-=-=卷筒壁厚：mm D 73.13~73.11)8~6(5.28602.0)8~6(02.0=+⨯=+=δ 选取卷筒壁厚，mm 22=δ3、卷筒强度校核卷筒材料选为铸铁HT200，最小抗拉强度200MPa,抗压强度750MPa399.25.286858<==D L 因此不需要校核压应力和合成应力。

第4章 驱动机构的计算§4.1部件的选择计算需要作选择计算的部件主要有电动机，减速器，制动器及带制动轮的联轴器。

§4.1.1 电动机的选择计算电动机的静功率可由下式确定：(kW)式中：—启闭机最大起吊力(Kgf)，—起升速度(m/min)，—启闭机总效率，—减速器的效率，—开式齿轮的效率，—卷筒的效率—滑轮组的效率。

a查设计手册可分别取：=0.93, =0.95, =0.97, a=0.966可求得： =0.93×0.95×0.97×0.966=0.828=500×103×2/6120×0.828=26.7(kW)根据闸门的运行特点和起闭工作类型的划分，将一次运转只有熟分钟的电机工况一般定为轻级工作类型（Jc=15%）；若电机一次连续工作时间在10—30min之间，运转后停歇时间很长足以使其完全冷却时，工况一般定为中级工作类型（Jc=25%）；若一次连续工作时间在30—60min之间工况一般定为中级工作类型（Jc=40%）。

选出的电机一般不进行发热预算。

起闭机工作时间可用下式计算T＝H/V＝40/1.39＝28.78min＜30min 故所选电动机其工况为中级工作类型（Jc=25%）根据下式选用电动机≥又由此《新编机械设计手册》表27——19可选用YZR250型电动机，=35kW. =715r/min§4.1.2 减速器的选择计算起升机构的总传动比为：i==式中： —电动机的额定转速（r/min）—卷筒转速（r/min）—滑轮组倍率—卷筒计算直径（m）—起升速度（）带入数据可计算得：==2.84(r/min)i==251.8因一级圆柱开式齿轮传动传动比一般为3～7，可取开式齿轮传动比i1=6则减速器传动比为：i2=i/i1=251.8/6=42所选减速器的功率应稍大于电动机的静功率，即： [N]＞=37kW查《新编机械设计手册》表22—49可选用QJRS-D40031.5型，i2 =50,高速轴许用功率N=31.0kW,输出转矩为21200N·m.此型号为二级的安装尺寸，三级的传动比。

固定卷扬式启闭机计算书学院：机电工程学院专业：机械工程及自动化日期：2011年11月4日目录一、技术数据 (3)二、计算载荷 (3)三、起升机构载荷特点 (3)四、钢丝绳的计算 (3)五、滑轮和卷筒计算 (3)六、根据静功率选电动机 (5)七、减速装置传动比 (6)八、静力矩计算 (6)九、选择减速器 (7)十、计算开式齿轮 (7)十一、计算动力矩，选择制动器 (8)十二、卷筒轴计算 (8)十三、大齿轮和卷筒的联接计算 (9)十四、钢丝绳进出卷筒最大偏角验算 (10)一、 技术数据启门力：1000kN 扬程：16m 启闭机工作级别Q 起升速度：1.0m/min 电机工作级别：S3，25%FC =二、 计算载荷根据门机特点，一是利用等级较低，一般是半年到一年才需要开启闸门一次；二是荷载状态较高，一旦运行，其荷载一般都在额定荷载之上。

因此，第一类荷载计算略去，主要做第二类荷载计算，如有必要对部分零件可以做第三类荷载验算。

三、 起升机构载荷特点闸门起升或下降时，在驱动机构上由钢丝绳拉力产生的力矩方向不变，即力矩为单向作用。

闸门悬挂系统由挠性钢丝绳组成，物品惯性引起的附加力矩对机构影响不大，一般不超过静力矩的10%。

机构起动或制动时间同稳定运动时间相比是短暂的，因此，可将稳定运动时间的起升载荷作为机构的计算载荷。

四、 钢丝绳的计算额定启门力：Q 1000= 滑轮组倍率：4m =动滑轮组及吊具自重：Q0取为启门力的3%，即03%30Q Q kN =⨯= 滑轮组效率：0.9z η= 钢丝绳最大拉力：0max 100030143.052240.9z Q Q S kN m η++===⨯⨯ 钢丝绳的破断拉力：0max F S n ≥，选取 5.5n =即0143.05 5.5786.78F kN ≥⨯= 查GB/T 20118-2006《一般用途钢丝绳》表17选用619()a ⨯类钢丝绳，公称抗拉强度1570MPa ，钢芯公称直径为20mm 钢丝绳。

开题报告固定卷扬式闸门启闭机的设计学生：指导老师：教学单位：三峡电力职业学院三峡电力职业学院毕业设计（论文）课题任务书（ 2010---- 2011学年）课题名称水电站用检修门启闭门式起重机学生姓名陈佳落专业工程机械运用班号2008305201与维护指导教师江俊龙指导人数26目录概述：第一部分：设计目的、内容和要求一、设计目的二、设计内容三、设计要求第二部分：设计的方法和步骤一、熟悉题目、收集有关资料；二、分析并确定各机构部件结构型式和尺寸；三、进行主要构件的强度或刚度计算；四、绘制零件工作图五、编制设计计算说明书第三部分：固定卷扬式启闭机设计计算一、设计参数；二、总体方安案设计三、零部件机构的设计1、钢丝绳选择2、卷筒尺寸与转速3、起升静功率与初选电动机4、确定减速装置传动比5、静力矩的计算6、选择减速器7、计算开式齿轮8、选择联轴器9、计算制动力矩及制动器选择卷筒轴的设计概述启闭机是一种专门用于启闭水工建筑物、发电厂与排灌站的检修门和拦污栅用的起重机械与通用起重机一样，是一种循环间隔吊运机械。

固定卷扬式启闭机用于一机一门单独操作或集中操作，是广泛用于平面闸门的水电工程中的主要型式。

目前，共有单吊点和双吊点两种类型。

其吊点数是由闸门结构尺寸确定的。

当闸门宽、高比大于1时宜采用双吊点；目前已开始系列化。

在我国已投入使用的有QPK系列和OPQ系列，其最大容量已达2×400KN，最大扬程为80M－120M。

固定卷扬式启闭机的设计计算是在给定了设计参数，并将机构布置方案基本确定之后进行的。

通过计算，选用机构中所需要的标准零部件（如：电动机、制动器、减速器、联轴器与钢丝绳等）对非标准零部件，须进行结构设计及尺寸计算，并进行主要零构件的强度或刚度验算。

第一部分设计目的、内容和要求一、设计目的：结合水电工程实际，选择启闭机为工程机械专业毕业设计的课题，其目的是通过整部机器的设计使学生拟定总体方案，零件部件和构件的结构设计与计算，加工和装配工艺等方面都得到综合训练。