电动葫芦基础设计(教材)
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plc电动葫芦课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理及其在电动葫芦中的应用。
2. 学生能够掌握电动葫芦的构造、工作原理和操作流程。
3. 学生能够了解并描述电动葫芦安全操作规程及相关电气知识。
技能目标:1. 学生能够独立完成PLC编程,实现对电动葫芦的基本控制。
2. 学生通过实际操作,能够正确、熟练地使用电动葫芦,并处理简单的故障。
3. 学生能够运用所学知识,设计简单的电动葫芦控制电路。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对工业自动化设备的兴趣,激发他们学习先进制造技术的热情。
2. 强化学生的安全意识,树立正确的劳动态度,认识到规范操作的重要性。
3. 培养学生的团队协作能力,通过小组活动,理解合作与交流在解决问题中的价值。
课程性质分析:本课程为高年级工程技术类课程,强调理论联系实际,注重实践操作能力的培养。
学生特点分析:学生具备一定的电学基础和逻辑思维能力,对实际操作有较高的兴趣。
教学要求:结合PLC电动葫芦的实际应用,使学生在掌握专业知识的同时,提升实际操作和问题解决能力,确保教学内容的实用性。
通过具体的学习成果分解,为教学设计和评估提供明确的标准。
二、教学内容1. PLC基本原理与编程:介绍PLC的工作原理、结构组成及其在工业控制中的应用,重点讲解PLC的编程语言和编程方法。
教材章节:第三章“PLC基础”2. 电动葫芦构造与工作原理:详细解析电动葫芦的机械结构、电气控制系统,阐述其工作原理及性能特点。
教材章节:第四章“电动葫芦”3. 电动葫芦操作与维护:教授电动葫芦的正确操作方法、安全操作规程及日常维护保养知识。
教材章节:第五章“电动葫芦的操作与维护”4. PLC在电动葫芦控制中的应用:通过实例分析,讲解PLC在电动葫芦控制电路中的应用,指导学生进行PLC编程实践。
教材章节:第六章“PLC在电动葫芦控制中的应用”5. 实践操作与故障处理:组织学生进行实际操作训练,模拟电动葫芦运行过程中可能出现的故障,教授故障排查和处理方法。
电动葫芦课程设计引言钢丝绳电动葫芦以其结构紧凑, 性能优越, 净空尺寸小, 精确定位, 操作舒适,并且安全可靠,广泛应用于工程机械、航空航天、风电、核电、汽车制造、金属加工、造纸行业等领域。
对于传统的钢丝绳电动葫芦,即对于 C 形布置结构的钢丝绳电动葫芦,由于受到起升驱动尺寸限制,其卷筒直径一般在400 mm 左右,起升高度一般在 6 ~ 40 m 之间,其钢丝绳缠绕方式所示。
随着起升高度的增大,钢丝绳需缠绕的圈数越多,从而使卷筒越长,稳定性变差,钢丝绳的排绳和受力就越不好,机加工就会越困难。
而在一些特定场合,如岸边集装箱起重机( 以下简称岸桥) 上所需的检修桥式起重机( 以下简称桥机),起重量为10 t,起升高度达到63 m。
因此,普通钢丝绳电动葫芦已经无法满足该工况的特殊需求。
1 常规解决方案为满足岸桥上检修桥机大起升高度的需要,起升高度达到63 m,以往的设计大多采用2 台10 t 钢丝绳电动葫芦并联抬吊的形式,其布置方式,钢丝绳缠绕形式。
由于2 台电动葫芦并联抬吊,造成电动葫芦小车的基距增大,从而造成维修起重机的小车工作盲区加大,这就意味着岸桥的整个机房必须加大,进一步造成岸桥的成本增加,而且无法很好地满足检修、维修工作。
双层缠绕钢丝绳电动葫芦设计2.1 设计依据额定起重量:G n =12.5 t ;起升高度:63 m ;起升速度:1 ~ 10 m/min。
左右极限尺寸:左极限735 mm,右极限1 060 mm。
2.2 设备构成该设备与传统钢丝绳电动葫芦相比较,其主要构成部件较为相似,由起升制动电机、起升减速器、卷筒组、定滑轮梁、端梁装置和电控箱等组成。
2.3 双层钢丝绳缠绕系统设计双层钢丝绳缠绕系统主要由卷筒、第一层钢丝绳、第二层钢丝绳、第一层钢丝绳导绳器、第二层钢丝绳导绳器、平衡滑轮、吊钩滑轮等组成。
1)钢丝绳缠绕方式采用单根钢丝绳双层同向缠绕的方式:钢丝绳两端分别固定于卷筒的同一端部,钢丝绳的一端在卷筒上卷绕形成第一层钢丝绳,钢丝绳的另一端在卷筒与第一层钢丝绳上卷绕形成第二层钢丝绳。
5t电葫芦课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电葫芦的基本概念、结构原理及安全操作规程。
2. 学生能掌握电葫芦的主要部件及其功能,了解其工作原理。
3. 学生能了解电葫芦在日常生活中的应用,认识到其重要性。
技能目标:1. 学生能正确操作电葫芦,完成提升和搬运重物的任务。
2. 学生能进行简单的电葫芦故障排查和维护。
3. 学生能运用电葫芦进行实际工程项目的模拟操作。
情感态度价值观目标:1. 学生培养安全意识,养成在使用电葫芦时严格遵守操作规程的习惯。
2. 学生培养团队协作精神,学会在工程项目中相互配合、共同完成任务。
3. 学生增强对机械设备的兴趣,激发学习相关领域知识的热情。
课程性质:本课程为实践性课程,注重理论联系实际,提高学生的动手操作能力和实际应用能力。
学生特点:五年级学生具备一定的认知能力、动手能力和探究精神,但对电葫芦等专业设备的了解有限。
教学要求:结合学生特点,课程设计要注重启发式教学,引导学生主动参与,确保学生在实践中掌握知识,提高技能,培养正确的情感态度价值观。
通过分解课程目标为具体学习成果,为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电葫芦概述- 了解电葫芦的定义、分类及适用范围。
- 熟悉电葫芦在我国的发展现状及未来趋势。
2. 电葫芦的结构与原理- 学习电葫芦的主要组成部分及其功能。
- 掌握电葫芦的工作原理和操作流程。
3. 电葫芦的安全操作规程- 掌握电葫芦操作前的准备工作及安全检查。
- 学习电葫芦操作过程中应注意的安全事项。
4. 电葫芦的操作与维护- 学习电葫芦的正确操作方法,包括启动、运行、停止等。
- 掌握电葫芦的日常维护保养知识,了解故障排查方法。
5. 电葫芦的应用实例- 分析电葫芦在工程项目、仓储物流等领域的实际应用案例。
- 学习电葫芦在不同场景下的操作技巧和注意事项。
教学内容安排和进度:第1课时:电葫芦概述及发展现状第2课时:电葫芦结构与原理第3课时:电葫芦安全操作规程第4课时:电葫芦操作与维护第5课时:电葫芦应用实例分析与实操练习本教学内容紧密结合课程目标,注重科学性和系统性,结合教材章节内容,旨在帮助学生全面了解电葫芦知识,提高实际操作能力。
5.5吨电葫芦课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电葫芦的基本概念、分类及其在工程中的应用。
2. 学生能够掌握5.5吨电葫芦的构造、工作原理及其相关技术参数。
3. 学生能够了解电葫芦操作的安全规程及维护保养方法。
技能目标:1. 学生能够操作5.5吨电葫芦,进行简单的起吊作业。
2. 学生能够根据实际需求,选择合适的电葫芦并进行初步的故障排除。
3. 学生能够运用所学知识,分析并解决电葫芦在工程应用中的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电葫芦操作的兴趣,激发他们学习工程技术的热情。
2. 增强学生的安全意识,培养他们在实际操作中严谨、负责的态度。
3. 培养学生团队合作精神,提高他们在工程实践中的沟通与协作能力。
课程性质:本课程属于工程技术类课程,注重实践操作和理论知识相结合。
学生特点:初三学生,具有一定的物理知识和动手能力,对新技术和新设备充满好奇。
教学要求:结合学生特点,注重实践操作,让学生在实际操作中掌握知识,提高技能。
同时,强调安全意识,培养学生严谨、负责的态度。
在教学过程中,关注学生的情感态度价值观的培养,使他们在学习过程中形成正确的价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电葫芦概述- 电葫芦的定义、分类及应用场景- 电葫芦在我国工程技术领域的发展现状2. 5.5吨电葫芦的构造与工作原理- 电葫芦的主要组成部分及其功能- 5.5吨电葫芦的工作原理及力学原理3. 电葫芦技术参数与选型- 电葫芦的主要技术参数解析- 根据实际需求选择合适的电葫芦4. 电葫芦的操作与安全规程- 电葫芦的操作步骤及注意事项- 电葫芦操作的安全规程及事故预防5. 电葫芦的维护保养与故障排除- 电葫芦的日常维护保养方法- 常见故障现象、原因及排除方法6. 实践操作与案例分析- 实际操作5.5吨电葫芦,进行起吊作业- 分析工程中电葫芦的应用案例,提高学生解决实际问题的能力教学内容安排和进度:第1-2课时:电葫芦概述、构造与工作原理第3-4课时:技术参数与选型、操作与安全规程第5-6课时:维护保养与故障排除、实践操作与案例分析三、教学方法为了提高教学效果,激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用以下多样化的教学方法:1. 讲授法:教师通过生动的语言、形象的比喻和具体的案例,讲解电葫芦的基本概念、构造、工作原理等理论知识。
吊葫芦的种类1.拉葫芦:手拉葫芦是以焊接环链作为挠性承载件的起重工具,也可与手动单轨小车配套组成起重小车,用于手动梁式起重机或者架空单轨运输系统。
2.手扳葫芦:定义:手扳葫芦是由人力通过手柄扳动钢丝绳或链条等运动机构来带动取物装置运动的起重葫芦。
适用范围:它广泛用于船厂的船体拼装焊接,电力部门高压输电线路的接头拉紧,农林、交通运输部门的起吊装车、物料捆扎、车辆拽引以及工厂等部门的设备安装、校正等。
分类:根据承载件的不同可分钢丝绳手扳葫芦和环链手扳葫芦。
3.环链电动葫芦:适用范围:环链电动葫芦是以焊接园环链作为承载的电动葫芦。
与钢丝绳电动葫芦相比,结构更加轻巧,价格更便宜。
分类:固定式/单轨小车式4.钢丝绳电动葫芦:适用范围:钢丝绳电动葫芦是以钢丝绳作为承载的电动葫芦,结构紧凑、自身轻、效率高、操作简便。
配备运行小车可作为架空单轨起重机和电动但梁、电动悬挂等起重机的起升机构。
分 类: 固定式/单轨小车式/双梁葫芦小车式/单主梁角形葫芦小车式设计目的吊装质量在50-100kg 的轻型零件,如果选用整套的行星齿轮减速吊葫芦,因其刹车机构和联轴器的故障率较高,易损件不易购全,会经常影响生产。
下面设计的是结构简单,经济耐用的简易吊葫芦。
工作原理吊具以Y801-4型异步电机为动力源,经三角带传动力传递给蜗杆,该传动起过载保护作用;然后由蜗轮、蜗杆机构产生反向自锁并经蜗轮减速后传递至卷筒,使一端缠绕在卷筒上的钢丝绳带动吊钩产生提升运动,电机反转则产生下降运动。
整套机构悬挂于工字钢横梁上,借助人力可左右平移。
主要技术参数综合考虑工件吊的柔和性、准确性和工作效率,我们将提升速度v 规定在0.10~0.12m/s 之间,吊具主要技术参数如下:电机功率 kW N 55.0=电机转速 min /1500r n =大皮带轮直径 mm D 801=小皮带轮直径 mm D 712=蜗轮齿数 322=Z蜗杆头数 11=Z卷筒直径 mm d 1001=钢丝直径 mm d 82=由以上技术参数可求得v 的近似值:())/(118.060*80*32*21*71*1500*8100*14.360*2)(121221s m D Z Z nD d d v =+=+=π 理论所得提升速度符合实际要求。
电动葫芦轨道课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电动葫芦的基本结构、工作原理及轨道安装的相关知识。
2. 学生能掌握电动葫芦轨道安装的步骤、注意事项及安全操作规范。
3. 学生能了解电动葫芦在工业生产中的应用及其重要性。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,正确安装和调试电动葫芦轨道。
2. 学生能通过实际操作,掌握电动葫芦轨道的检查和维护方法。
3. 学生能在小组合作中,发挥团队协作能力,共同完成轨道安装任务。
情感态度价值观目标:1. 学生能培养对工业设备操作的兴趣,激发学习热情。
2. 学生能认识到安全操作的重要性,增强安全意识。
3. 学生能在实际操作中,体会工匠精神,培养敬业、专注的品质。
4. 学生能在小组合作中,学会尊重他人,提高沟通与协作能力。
本课程针对初中年级学生,结合电动葫芦轨道的安装与操作,注重理论与实践相结合。
课程旨在帮助学生掌握电动葫芦轨道相关知识,培养实际操作技能,同时注重培养学生的安全意识、团队协作能力和敬业精神。
通过本课程的学习,使学生能够更好地适应未来工业生产领域的需求。
二、教学内容1. 电动葫芦的基本结构:介绍电动葫芦的组成部分,包括电动机、减速器、钢丝绳、吊钩、限位器等。
教材章节:第二章第一节2. 电动葫芦工作原理:讲解电动葫芦如何通过电动机、减速器等部件实现重物的起吊、移动。
教材章节:第二章第二节3. 轨道安装步骤及注意事项:详细讲解电动葫芦轨道的安装流程、安装方法以及安装过程中的注意事项。
教材章节:第三章第一节4. 安全操作规范:强调电动葫芦操作过程中的安全事项,包括操作前的检查、操作中的注意事项以及紧急情况的处理。
教材章节:第三章第二节5. 电动葫芦轨道的检查与维护:介绍轨道的日常检查、维护方法,确保设备正常运行。
教材章节:第四章6. 实践操作:组织学生进行电动葫芦轨道安装、操作练习,巩固所学知识,提高实际操作能力。
教材章节:第五章本教学内容根据课程目标,结合教材章节进行组织,保证教学内容的科学性和系统性。
电动葫芦轨道课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解电动葫芦轨道的基本原理和结构,掌握电动葫芦的操作方法和维护技巧,培养学生的动手能力和团队协作精神,提升学生对机械设备的认知和实际操作能力。
知识目标:使学生了解电动葫芦轨道的工作原理、主要部件和性能参数,掌握电动葫芦的操作方法和维护技巧。
技能目标:培养学生具备电动葫芦的基本操作能力,能够独立完成轨道安装、调试和维护任务。
情感态度价值观目标:培养学生对机械设备的兴趣和热情,增强学生的团队协作意识,提高学生面对挑战的勇气和信心。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电动葫芦轨道的基本原理、结构组成、操作方法、维护保养和故障处理等方面。
1.电动葫芦轨道的基本原理:介绍电动葫芦轨道的工作原理,使学生了解其主要部件和性能参数。
2.电动葫芦轨道的结构组成:讲解电动葫芦轨道的各个组成部分,帮助学生熟悉其结构。
3.电动葫芦的操作方法:教授学生电动葫芦的基本操作方法,包括起吊、放下、移动等。
4.电动葫芦的维护保养:传授电动葫芦的日常维护保养知识,指导学生如何确保设备正常运行。
5.电动葫芦故障处理:分析电动葫芦可能出现的故障,引导学生学会故障判断和处理方法。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:通过讲解电动葫芦轨道的基本原理、结构组成等理论知识,使学生掌握相关概念。
2.讨论法:学生就电动葫芦操作方法、维护保养等方面的问题进行讨论,培养学生的思考和沟通能力。
3.案例分析法:分析实际案例,使学生了解电动葫芦在实际应用中可能遇到的问题及其解决方法。
4.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自动手操作电动葫芦,提高学生的动手能力和实际操作技能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本课程将采用以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的电动葫芦轨道教材,为学生提供系统的理论知识。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识视野。
机械产品综合设计课程设计指导书之二电动葫芦设计柯尊忠朱龙根主编合肥工业大学机械设计教研室1 电动葫芦总体设计1.1概述电动葫芦是一种小型的起重机械,它由电动机、减速机构、卷筒、吊具及运行小车等部分组成。
1.2电动葫芦主要参数起重量 起升高度 幅度起升速度 工作制度 工作级别 机构利用级别 载荷机构级别 名义载荷谱系数 机构工作级别 自重载荷1.3电动机容量的确定根据IEC-72的规定,电动机的基准性工作方式为S 3-40%,即电动机应为断续周期性工作方式,每一周期的起动电流对电动机的温升无明显影响,每10分钟为一工作周期,接电持续率JC 为40%。
1.3.1计算稳态平均功率,初选电动机型号起升机构的电动机稳态平均功率1000Q n S F v Pη式中 P s -起升机构电动机的稳态平均功率(kw);G -稳态平均负载系数,按表1-13取0.8; F q -起升载荷(N );η-机构总效率,取η=0.8 V q -起升速度(m/min )根据计算得到的S P ,初选一参数接近的电磁制动电动机。
1.3.2电动机发热校验首先要计算电动机所需得接电持续率ε100%ε式中 ε-电动机所需得接电持续率P S -计算得到的稳态平均功率(kw ) P n -基准工作方式下的稳态平均功率(kw ) t -一个工作循环的时间,为10mint w -一个工作循环中电动机实际工作时间(min )1.3.3电动机过载校验对于不同的工作机构,过载校核计算公式也不同,一般是在静功率计算的基础上加以修正。
起升机构的电动机过载校验公式为 1000Q n n mH F v P ≧λη式中 P n -基准工作方式下的稳态平均功率 F Q -起升载荷 V n -起升速度 η-机构总效率mλ-基准接电持续率时,电动机转矩允许的过载倍数,取mλ=2.0~2.2H - 考虑电压降,最大转矩存在误差因素的系数,对于鼠笼式异步电动机 H =2.2 绕线式异步电动机 H =2.1 直流电动机 H =1.41.4起升机构的计算1.4.1计算钢丝绳最大拉力,确定钢丝绳直径作用在钢丝绳上的最大静拉力为 m ax Q Z dF S K m =ηη式中:F q -起升载荷k -单联卷筒,取k =1 ; 双联卷筒,取k =2 ;m -滑轮组倍率(悬挂物品的钢丝绳分支数与绕入卷筒的钢丝绳分支数之比),取m =2ηz ηd -滑轮组及导向滑轮的效率,对于滚动轴承ηz ηd 取为0.97;对于滑动轴承ηz ηd 取为0.92;1.4.2卷筒的构造和尺寸钢丝绳受力后,内部应力难以准确计算,通常可按钢丝绳在工作状态下的最大静拉力来计算钢丝绳的最小直径d =式中: d - 钢丝绳最小直径(mm ) S max -钢丝绳上最大静拉力(N )C -选择系数C =式中: ω-钢丝绳充满系数,为绳断面面积和毛面积之比k -钢丝绳绕制折减系数 ζb -钢丝的公称抗拉强度 n -安全系数 由表1-8查得卷筒槽的尺寸:取标准槽尺寸: R 、t 1 、r 1 、c 11)卷筒的名义直径: D =(h -1)d式中: d -钢丝绳直径, mm ;h -与机构工作级别有关的系数,按表1-9选取。
合肥工业大学课程设计说明书设计题目:电动葫芦学生姓名:张蒙祺学号:20070558专业班级:机械设计07-6指导教师:黄康赵小勇尤涛2011年1月22日摘要电动葫芦简称电葫芦,是一种轻小型起重设备。
应用领域:提升、牵移、装卸重物,如各种大中型砼、钢结构及机械设备的安装和移动,适用于建筑安装公司、厂矿的土木建筑工程及桥梁施工、电力、船舶、汽车制造、建筑、公路、桥梁、冶金、矿山、边坡隧道、井道治理防护等基础建设工程的机械设备。
关键词:起重机械电动葫芦Electric hoist is a kind of small lifting equipment .Application areas: promotion, led moving, loading and unloading heavy objects, such as various sized concrete, steel and mechanical equipment installation and mobile, for construction and installation companies, factories and mines in the civil construction and bridge construction, electricity, shipbuilding, automobile manufacturing , Buildings, roads, bridges, metallurgical, mining, slope tunnels, wells and other infrastructure construction management protection of mechanical equipment.Keywords:Lifting Mechanical Electric hoist目录1 引言 (5)2 设计任务书 (6)3 起升机构动力学计算 (7)3.1 钢丝绳最大拉力 (7)3.2 钢丝绳直径的计算与选择 (7)3.3 卷筒结构及尺寸计算与选择 (8)3.3.1 卷筒绳槽尺寸 (8)3.3.2 卷筒直径 (8)3.3.3 卷筒长度 (8)3.3.4 卷筒厚度 (9)3.3.5卷筒转速 (9)3.3.6 卷筒强度计算 (9)3.4 电动机选择 (10)3.4.1 电动机类型选择 (10)3.4.2 电动机容量的确定及发热校核 (11)4 传动系统设计及计算 (13)4.1 传动方案的拟定及传动比计算 (13)4.2 行星齿轮传动的齿数确定 (14)4.2.1 传动比条件 (14)4.2.2 通同心条件 (15)4.2.3 邻接条件 (15)4.2.4 装配条件 (16)4.2.5 齿数的确定 (16)5 传动装置的承载能力和效率计算 (16)5.1 行星齿轮传动的受力分析 (16)5.2 行星齿轮传动承载能力计算 (17)5.2.1按齿面接触强度计算小齿轮分度圆直径 (17)5.2.2 按齿轮弯曲强度计算齿轮模数 (18)5.3 行星齿轮传动的效率计算 (19)6 运行机构的设计计算 (20)6.1运行机构方案设计 (20)6.2 运行机构中车轮、轨道的选择 (20)6.2.1 车轮 (20)6.2.2 轨道 (21)6.3 运行机构中电动机及制动器的选择 (23)6.3.1 运行阻力的计算 (23)6.3.2 运行机构驱动电动机的选择 (24)6.4 运行机构中减速器装置的设计计算 (26)6.4.1 结构形式 (26)6.4.2 传动比分配 (26)6.4.3 各轴运动学和动力学参数 (26)6.4.4 传动零件的设计 (27)7 电动葫芦的电气控制 (28)8 参考文献 (29)1 引言电动葫芦是一种轻小型起重设备,具有体积小,自重轻,操作简单,使用方便等特点,用于工矿企业,仓储码头等场所。
机械产品综合设计课程设计指导书之二电动葫芦设计柯尊忠朱龙根主编合肥工业大学机械设计教研室1 电动葫芦总体设计1.1概述电动葫芦是一种小型的起重机械,它由电动机、减速机构、卷筒、吊具及运行小车等部分组成。
1.2电动葫芦主要参数起重量 起升高度 幅度起升速度 工作制度 工作级别 机构利用级别 载荷机构级别 名义载荷谱系数 机构工作级别 自重载荷1.3电动机容量的确定根据IEC-72的规定,电动机的基准性工作方式为S 3-40%,即电动机应为断续周期性工作方式,每一周期的起动电流对电动机的温升无明显影响,每10分钟为一工作周期,接电持续率JC 为40%。
1.3.1计算稳态平均功率,初选电动机型号起升机构的电动机稳态平均功率1000Q n S F v Pη式中 P s -起升机构电动机的稳态平均功率(kw);G -稳态平均负载系数,按表1-13取0.8; F q -起升载荷(N );η-机构总效率,取η=0.8 V q -起升速度(m/min )根据计算得到的S P ,初选一参数接近的电磁制动电动机。
1.3.2电动机发热校验首先要计算电动机所需得接电持续率ε100%ε式中 ε-电动机所需得接电持续率P S -计算得到的稳态平均功率(kw ) P n -基准工作方式下的稳态平均功率(kw ) t -一个工作循环的时间,为10mint w -一个工作循环中电动机实际工作时间(min )1.3.3电动机过载校验对于不同的工作机构,过载校核计算公式也不同,一般是在静功率计算的基础上加以修正。
起升机构的电动机过载校验公式为 1000Q n n mH F v P ≧λη式中 P n -基准工作方式下的稳态平均功率 F Q -起升载荷 V n -起升速度 η-机构总效率mλ-基准接电持续率时,电动机转矩允许的过载倍数,取mλ=2.0~2.2H - 考虑电压降,最大转矩存在误差因素的系数,对于鼠笼式异步电动机 H =2.2 绕线式异步电动机 H =2.1 直流电动机 H =1.41.4起升机构的计算1.4.1计算钢丝绳最大拉力,确定钢丝绳直径作用在钢丝绳上的最大静拉力为 m ax Q Z dF S K m =ηη式中:F q -起升载荷k -单联卷筒,取k =1 ; 双联卷筒,取k =2 ;m -滑轮组倍率(悬挂物品的钢丝绳分支数与绕入卷筒的钢丝绳分支数之比),取m =2ηz ηd -滑轮组及导向滑轮的效率,对于滚动轴承ηz ηd 取为0.97;对于滑动轴承ηz ηd 取为0.92;1.4.2卷筒的构造和尺寸钢丝绳受力后,内部应力难以准确计算,通常可按钢丝绳在工作状态下的最大静拉力来计算钢丝绳的最小直径d =式中: d - 钢丝绳最小直径(mm ) S max -钢丝绳上最大静拉力(N )C -选择系数C =式中: ω-钢丝绳充满系数,为绳断面面积和毛面积之比k -钢丝绳绕制折减系数 ζb -钢丝的公称抗拉强度 n -安全系数 由表1-8查得卷筒槽的尺寸:取标准槽尺寸: R 、t 1 、r 1 、c 11)卷筒的名义直径: D =(h -1)d式中: d -钢丝绳直径, mm ;h -与机构工作级别有关的系数,按表1-9选取。
2)卷筒的卷绕直径:即指卷筒上钢丝绳中心的直径,用D 0表示D 0=D+ d 3)卷筒长度:单联卷筒只有一条螺旋槽,引出一条钢丝绳,其长度为:0122L L L L =++其中 00()H mL n tD π=+式中: H ——起升高度mmm -滑轮组倍率 D 0-卷筒的卷绕直径n -附加安全系数,通常取n =1.5~3 t -螺旋槽螺距mmL 1-固定绳所需长度,按固定方式而定,一般取L 1=3 t L 2-卷筒两端空余部分的长度,根据结构确定。
4)卷筒厚度:对于铸铁卷筒,卷筒厚度按下列经验公式确定 δ=0.02D+(6~10) (mm )考虑铸造工艺要求,卷筒厚度δ不应小于12 mm 。
1.5卷筒的强度计算卷筒壁主要承受压应力、扭转应力和弯曲应力,而扭转应力通常很小,可以忽略不计,卷筒壁压应力的分布是不均匀的,内表面应力较高,当壁厚不大时,可以近似认为是均匀分布的,压应力按下式计算:m ax[]y y S Atσσδ=≤式中 ζy —作用在筒壁上的压应力 MpaA -应力减小系数,一般取A =0.75 S max —钢丝绳最大拉力(N ) δ—卷筒厚度(mm )t -卷筒螺旋绳槽螺距(mm )卷筒的弯曲应力: W w M wσ=式中 M W -弯矩(N.m ),对单联卷筒M W =S max L ;对双联卷筒M W =12S max Lбw -弯曲应力(Mpa)L -卷筒长度W -抗弯截面模量,按下式计算 44[(2)]32D D w Dπδ--=当 L ≤3D 时,弯曲应力可以不考虑,其合成应力仅为压应力,即 即y σσ=,其强度条件为[]y σσ=1.6钢丝绳在卷筒上的固定钢丝绳应可靠的固定在卷筒上,并且要求容易更换,固定的方法主要有压板固定,长板条固定,楔子固定等。
用压板固定,构造简单,钢丝绳更换方便,安全可靠,应用最广泛。
压板有梯形槽和圆形槽两种。
钢丝绳端头的固定方法有编结法,楔形套筒固定法,锥形套筒固定法,绳卡固定法等。
1.7卷筒的轨迹1.7.1按前述内容计算确定卷筒直径和长度,然后按下式计算卷筒转速 06000nt m v n D π=式中 n t -卷筒转速(r/min)V n -起升速度(m/s) D 0-卷筒卷绕直径(mm)m -滑轮组倍率1.7.2计算静力矩,选用制动器和验算制动力矩 起升时作用在电动机轴上的转矩为02Q j F D T m i η=下降时作用在电动机上的转矩为0''2Q j F D T m iη=式中 F Q -起升载荷D 0-卷筒卷绕直径 m -滑轮组倍率i -传动比,电动机额定转速和卷筒转速之比 η-上升时机构总效率 η'-下降时机构总效率机构总效率η等于滑轮组效率,导向滑轮效率,卷筒的机械效率及减速装置的机械效率的连乘积,初算时可取η=0.85,当减速装置中没有蜗轮传动时,可以认为η=η'所选用的制动器的制动力矩必须大于由起升载荷产生的转矩,使起升载荷处于悬吊状态,且有足够的安全裕度,制动器的制动力矩需满足下式 'zd zd j M K T ≥式中 Z d M -制动器的制动力矩(N.m)Z dK -制动安全系数,由表1-14选取1.7.3计算减速装置的传动比及主要零件的计算载荷减速装置的传动比减速装置的传动比:N tn i n =式中 n N -电动机的额定转速n t -卷筒转速根据起升机构的工作特点,可将稳定运行时的额定载荷作为机构的计算载荷, 从卷筒到制动轮间的大部分传动件可按І类载荷进行疲劳计算,即高速轴:(1.3 1.5)I N T T =~除电动机轴以外的低速轴:6I Q T T =φ 式中 N T -电动机额定转矩QT -额定起升载荷换算到计算轴上的转矩6φ-动载系数621(1)2=+φφφ2-起升载荷的动载系数,按表1-15中公式估算2 电动葫芦传动系统及几何计算2.1传动方案的拟定及传动比计算电动葫芦传动系统是指电动机到卷筒之间的减速装置。
该传动装置要求工作安全可靠,体积小,重量轻,传动比大,一般用齿轮传动机构。
选用NGWN 型行星齿轮传动,这种齿轮传动比范围大,结构紧凑,体积小,效率低于NGW 型,工艺性差,适用于中小功率或短期工作的情况。
对于构件旋转轴线平行的周转轮系,根据相对运动原理,可建立其传动比的普通关系式,设一周转轮系中的三个基本构件A,B,C有 A C A C B B An n i n n -=- ; BC B C AA Bn n i n n -=-将两式相加得 1A BC B C Ai i += 移项得 1A BC B C Ai i =- 此式即为行星轮系传动比计算的普通关系式。
2.2行星齿轮传动的齿数确定2.2.1传动比条件NGWN 型行星齿轮传动。
此类型行星齿轮传动可看成由一个NGW 型和一个NN 型行星齿轮传动串联而成,其运动简图为下图,此类型行星齿轮传动的,传动比可表示11xbb b ab ae ax xex ebi i i i i-=⨯=-11b ab dc eZ Z Z Z Z Z +=-4.2.2同心条件设a -c 齿轮啮合副,c -b 齿轮啮合副,d -e 齿轮啮合副的实际中心距分别为a`ac,,a cb 和 a`dc,应保证a`ac =a`cb =a`dc ,对于标准齿轮传动,高度变位齿轮传动和等啮合角的角度变位齿轮传动,若各对齿轮啮合副均为模数相等的直齿轮组成时,则: z a +2z c =z b z b –z c =z e -z d 当齿轮模数 m ac =m cb ≠m de 则 z a +2z c =z bm ac (z b –z c )= m de (z b –z c )2.2.3 邻接条件在设计行星齿轮传动时,为提高承载能力,减小机构尺寸,常均匀对称地布置若干个行星轮,为使相邻两个行星轮不互相碰撞,必须保证他们齿轮之间在连心线方向有一定地空隙,通常最小间隙应大于模数之半。
这就是邻接条件。
设两个相邻行星轮之间地距离为L,行星轮地齿顶圆直径为d ac ,则邻接条件为acL d >即:'2sin acac pa d n π>式中n p -行星轮个数'aca ——a c -啮合副的实际中心距.在设计行星轮齿轮传动时,由于邻接条件的限制,增加行星齿轮的个数会减小传动比的范围,通常取n p =3~4 2.2.4装配条件在行星齿轮传动中,几个行星轮均匀装入,并保证与中心轮正确啮合所具备的齿数关系即为装配条件,它与传动比条件,同心条件和邻接条件相互依存。
传动条件不同,四个条件有不同的组合,且不一定每个条件同时独立出现。
研究装配条件的实质就是寻求行星传动中各齿轮的齿数,特别是中心轮齿轮齿数与行星轮个数之间关系。
2π/ n p 为相邻两行星轮所夹的中心角,设第一个行星轮在位置І装入,并与两中心轮啮合,两中心轮的相对位置就被确定了,然后将行星架X 顺时针转过2π/ n p 角度,即让行星轮1c 转到位置III ,这时中心轮a 转过的角度为2baaxpi n πϕ=⨯ 为了在位置І装入行星轮C 2,要求此时中心轮a 在位置I 的相应轮齿和它在转过a ϕ角度之前完全相同。
也就是说中心轮a 转过的a ϕ角必须为其节距所对的中心角2π/Z a 的整数倍。
即 z a Φa /2π=整数2ba a ax a bppaZ i Z Z n n Z πϕ+===整数只要此式得到满足,就可在位置Ι装入行星轮,同样操作也可在位置C 2装入其他行星轮。