液压绞车设计【优秀课程毕业设计10张CAD图纸+带开题报告+外文翻译】-jxsj47

液压绞车设计【优秀课程毕业设计10张CAD图纸+带开题报告+外文翻译】-jxsj47液压绞车设计摘  要起重设备中最重要的设备为绞车，而其机械运动是其机构运转的必要条件，绞车的驱动方式有许多种，而此次设计为液压驱动绞车，其机械运动是原动机提供动力带动液压泵，后在执行构件中注入工作液，将机构运作，在执行机构中注入工作液，控制其注入流量的大小来控制机构运转速度。至今液压绞车在生活中广泛应用。此次设计详细的分析液压绞车的工作原理，结合实际情况分析绞车的工作环境与特点，进行详细的对比分析后，设计了完整的液压绞车机构，设计并选择了构成机构的各个零部件。此次液压绞车的设计，其主要机构为液压马达，在轴上布置平衡阀、离合器、制动器、卷筒等零部件，在外侧布置机架等。其机械构造具有许多优点，其内部构造紧凑，外部体积小，其机器重量轻，在工作过程中安全性能好，稳定性高，工作过程中产生噪音小，启动时获取的扭矩大，工作安全可靠，其机构在升降过程中运转平稳，当绞车在离合器的作用下，可以实现可控的加速减速下降，此应用在生活中较为普遍。本文设计了一个结构简单、使用方便、适合于多种起重情况的液压绞车，提升时扭矩大、可提升物体重量重、方便易操作等，具有一定实际应用价值。关键词  起重设备；液压驱动；液压马达；无极调速Hydraulic winch designAbstractThe most important heavy equipment for the winch, and the mechanical movement is a necessary condition of its institutions, there are many kinds of drive winch, and the design for the hydraulic winch, the mechanical movement is the original motive power to drive the hydraulic pump, after injection into the component in the implementation of the work, the mechanism of operation up into the working fluid in the actuator, control the injection rate to control the size of the operation speed. Hydraulic winches have been widely used in our lives so far.The working principle of the design and analysis of hydraulic winch in detail, combined with the actual situation of the work environment and the characteristics of the winch, analyzed in detail, the design of the hydraulic winch mechanism complete, design and selection of various parts of a mechanism. The hydraulic winch design, the main body for the hydraulic motor, in the axis of balancing valve, clutch, brake, drum and other parts, in the outer layout of the rack, etc. The mechanical structure has many advantages, its internal structure is compact, the external volume is small, the weight is light, in the working process of good safety performance, high stability, low noise generated in the work process, the startup torque, safe and reliable work, the machine runs smoothly in the lifting process, when the winch in the clutch under the effect of acceleration can be controlled down, this is commonly used in life.In this paper, a hydraulic winch with simple structure, easy to use and suitable for various lifting conditions is designed. It has high torque, heavy weight, convenient operation and so on. It has some practical application value.Keywords  Lifting equipment,Hydraulic drive,Hydraulic motor,Stepless speed regulation目  录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题研究背景及研究的优点11.1.1 研究背景11.1.2 研究课题的优点11.2 液压绞车国内外研究近况分析21.2.1 国外研究现状21.2.2 国内研究现状21.3 研究的主要内容和方法31.4 液压传动系统概念31.4.1 传动类型及液压传动的定义31.4.2 液压系统的组成部分41.4.3 液压系统的类型41.4.4 液压技术的特点41.5 绞车的简介51.6 拟定绞车液压系统图6第2章 卷扬机构的方案设计72.1 常见卷扬机构结构方案及分析72.1.1 非液压式卷扬机构方案的对比72.1.2 设计减速器输出轴与卷筒轴连接方法92.1.3 液压卷扬机构的分类92.2 本设计所采用的方案122.3 卷扬机构方案设计时注意的事项122.4 本章小结13第3章 设计卷扬机卷筒和选取钢丝绳143.1 卷扬机卷筒的设计143.1.1 卷扬机卷筒组的分类、特点143.1.2 卷筒设计计算143.2 钢丝绳的选择173.3 本章小结18第4章 液压马达和平衡阀的选择194.1 液压马达的选用与验算194.1.1 液压马达的分类及特点194.1.2 液压马达的选用194.1.3 马达的验算194.2 平衡阀的计算与选用214.2.1 平衡阀的功能简介214.3 平衡阀的选用224.4 本章小结23第5章 绞车关键零部件设计245.1 制动器的设计与选用245.1.1 制动器的设计计算245.1.2 制动盘的设计选用245.1.3 制动盘有效摩擦直径计算255.1.4 全盘式制动器设计计算255.2 离合器的设计与选用265.2.1 圆盘离合器的详细参数计算275.2.2 圆盘摩擦片的主要尺寸关系285.2.3 摩擦式离合器的摩擦转矩295.2.4 圆盘摩擦式离合器压力的计算305.3 轴的设计305.3.1 轴的工作能力计算305.3.2 轴的结构设计335.3.3 计算轴的各段直径和长度345.4 本章小结34结论35致谢36参考文献37【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】封皮B5.doc底板垫板A3.dwg支撑板A2.dwg支架A1.dwg文件清单.txt液压原理图A3.dwg液压绞车装配图A0.dwg液压绞车设计.doc液压绞车设计开题报告.doc零件图卷筒A1.dwg零件图卷筒支撑A2.dwg零件图卷筒筒身A1.dwg零件图端盖A2.dwg零件图轴A1.dwg 哈 尔 滨 理 工 大 学 毕 业 设 计 题 目： 液压绞车 设计 院、 系： 荣 成学院 机械工程系 姓 名： 任佰强 指导教师： 赵金涛 系 主 任： 杜野 2017 年 6 月 23 日 哈尔滨理工大学 毕业设计 (论文 ) 开 题 报 告 学生姓名 任佰强 学 号 1330060317 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械 13 指导教师 赵金涛 2017 年 3 月 17 日 课题题目及来源： 题目： 液压绞车设计 题目来源： 自拟 课题研究的意义和国内外研究现状： 绞车是起重设备中的重要组成部分，起重设备则是机械传输必备的，绞车的驱动方式有三种，分别为内燃机驱动、电动机驱动和液压驱动。由于内燃机不能逆转，不能带载起动，需依靠传动环节的离合实现起动和换向，所以内燃机驱动方式调速困难，操纵麻烦。电动机驱动是绞车的主要驱动方式，直流电动机的机械特性适合起升机构的工作要求，调速性能好，但获得直流电源较为困难。液压驱动的绞车，有原动机 带动液压泵，将工作油液输入执行构件（液压缸或液压马达）使机构动作，通过控制输入执行构件的液体流量实现调速。因此液压驱动可以实现大范围的无极调速，并且结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好，传动比大。液压驱动方式的缺点是液压传动元件的制造精度要求高，液体容易泄露。目前液压驱动在绞车中应用广泛。 通过该课题的研究和设计巩固所学有关专业的理论知识，掌握产品开发一般的过程，这次设计师将自己所学的专业知识的综合运用，对液压绞车进行设计，通过该设计可以加强相关领域及学科知识的运用，可以用到液压与气压传动，机械设计 ，材料力学等所学的课程，加强自己的实践能力。在设计过程中可以通过检索和查阅资料来丰富自己的知识，增强动手能力，为将来的工作做好准备。 国内外研究现状： 第一次世界大战 (1914液压传动广泛应用，特别是 1920 年以后，发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 实际初的 20 年间，才开始进入正规的工业生产阶段。 1925 年维克斯（ 明了压力平衡式叶片泵，为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定基础。 20 世纪初康斯坦丁尼克斯(G 能量波动传递所进行的理 论及实际研究 ;1910 年对液力传动 (液力联轴节、液力变矩器等 )方面的贡献 ,使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战 (1941间 ,在美国机床中有 30%应用了液压传动。日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 ,日本迅速发展液压传动 ,1956 年成立了“液压工业会”。近 20 30 年间 ,日本液压传动发展之快 ,居世界领先地位。根据海外新闻媒体报道日本流体动力工业协会的统计显示 ,2000 年日本空压机器的出货金额为 比前年增长 连续两年呈现增长势头。油压机器 的出货金额为 日元 ,增加 是四年来首次出现增长。国外液压技术的发展趋势目前液压工业已成为全球性的工业 ,从上个世纪60 年代以来 ,我国液压技术在各个工业领域内得到了广泛的应用。近 20 年来 ,随着现代电子技术的飞速发展 ,液压传动技术在各个工业领域面临电气传动技术的强劲挑战 ,液压技术已经开始了新一轮的技术发展。液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一 ,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。世界液压元件的总销售额为 350 亿美元。据统计 ,世界各主要国家液压工业销售额占产值的 2% 而我 国只占 1%左右 ,这充分说明我国液压技术使用率较低。台 18500 吨自由锻造油压机在位于洛阳市的中信重工开始进行制造 ,该项目是德国一家公司设计并和中信重工联合制造。这台自由锻造油压机是目前世界最大的油压锻造装备 ,将于今年上半年投入使用。因此 ,在高速发展的经济市场下努力扩大液压技术的应用领域 ,将有广阔的发展前景。第二次世界大战期间 ,由于军事工业迫切需要反应快、精度高的自动控制系统 ,因而出现了液压伺服控制系统。从 60 年代起 ,由于原子能、空间技术、大型船舰及电子技术的发展 ,不断地对液压技术提出 新的要求 ,从民用到国防 ,由一般的传动到精确度很高的控制系统 ,这种技术得到更加广泛的发展和应用。在国防工业中 :海、陆、空各种战备武器均采用液压传动与控制。如飞机、坦克、舰艇、雷达、火炮、导弹及火箭等。在民用工业中 :有 机床 工业、冶金工业、 工程机械 、农业方面 ,汽车工业、轻纺工业、船舶工业。另外 ,近几年又出现了太阳跟踪 系统、海浪模拟装置、飞机驾驶模拟、船舶驾驶模拟器、地震再 现、火箭助飞发射装置、宇航环境模拟、高层建筑防震系统及紧急刹车装置等 ,均采用了液压技术。 液压传动有许多突出优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械，压力机械、机床等，行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等，钢铁工业用的冶金机械、提升装置等，土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、核电厂等，船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门等。由于液压技术广泛应用了高新技术成果，如自动控制技术、微电子技术、摩擦磨损技术、可靠性技术及 新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，液压的技术主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。液压绞车技术已成为工业机械、工程建筑机械及国防尖端产品不可缺少的重要技术，其中液压绞车的主要发展趋势将集中在这几个方面：向标准化系列化发展；向体积小、重量轻、结构紧凑发展；向高效节能方向发展；向寿命长低噪声发展；向一机多能、通用化大功率方向发展。 社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压 技术继续努力的永恒目标，也是液压产品参与市场竞争是否取胜的关键。 由于液压机的液压系统和整机结构方面 ,已经比较成熟 ,目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系统方面 ,也主要表现在高速化、高效化、低能耗 ;机电液一体化 ,以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善 ;自动化、智能化 ,实现对系统的自动诊断和调整 ,具有故障预处理功能 ;液压元件集成化、标准化 ,以有效防止泄露和污染等四个方面。作为液压机两大组成部分的主机和液压系统 ,由于技术发展趋于成熟 ,国内外机型无较大差距 ,主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的 工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面 ,有较明显改善。 课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法： 研究的主要内容： 本次毕业设计的课题为液压绞车设计，对液压绞车的工作原理、工作环境和工作特点进行分析，并结合实际，对液压绞车整体结构进行设计，对组成的各元件进行选型、计算和校对。绞车在结构上要求具有紧凑、体积小、重量轻、外形美观等特点，在性能上，则需具有安全性好、效率高、启动扭矩大、低速稳定性好、噪音低、操作可靠等特点。 在整个设计过程中，首先根据液压绞车具体的工况和要求进行分析，其次对其进行总体设计，再进行详细设计，编造出产品有总装图及零件工程图，最后编制出设计说明书，再完成所有设计工作。在设计过程中最关键的一步就是对液压系统的设计，在整理将根据液压系统的技术指标对该系统进行整体方案设计，对其功能和工作原理进行分析，初步确定系统各基本结构及主要原件，按照所给机构性能参数和液压性能参数进行元件的选择计算，通过对液压绞车的系统性能的验算和校对，设计出满足该生产要求的液压绞车。 研究方法、步骤： 阅并收集相关资料完成开题报告。 真思考课 题，并记录对课题研究有用的相关知识点，然后归纳总结。 过老师的指导，编写开题报告，确定自己在设计中的思路、步骤、关键点。 步骤： 合液压绞车的特点，对液压元件进行选择。 回路的组成原理和性能进行分析。 对各种类型的主要原件进行设计计算，并查找相关设计手册确定主要参数，并且对其进行选择。 中包括系统各回路功率计算，各回路性能验算以 及对整个系统的发热进行验算。 据相关的标准，使 计软件，绘制出重要零部件图并完成装配图的绘制，最后按照指导老师的要求，正确完成说明书和图纸。 写出说明书，整理译文。 在液压机设计过程中 ,我们需要解决的问题有如下几点 : (1)分析压制工艺过程对设计机器的要求 ,确定主要技术规格和动作线图。 (2)总体设计方案的确定。 (3)主要零部件强度和刚度计算。 (4)液压系统设计。 (5)集成块设计。 (6)整体校验 ,确定方案 解决步骤大致如下 :(1)明确工作要求 ,对工作件有明确认识 ,进行工况分析。 (2)查阅相关资料 ,在网上了解相关新闻。 (3)请教导师 ,并及时报告进程。 (4)在相关工厂进行参观实习以研究实例。 由于设计工作量较大，设计中要用到网上的资料和现实中的书籍，以及学校图书馆中的资料，需要搜索大量资料以备解决设计过程中出现的问题，目前，学校图书馆收藏了许多有关方面的书籍，网络上也可以在一些液压设计标准、液压元件的选择中搜索出，通过大学四年的相关专业知识的学习及生产实习，具备 一定的设计能力，在学习相关课程时，掌握了一些基本的设计概念，在老师的指导及同学的相互讨论中完成设计，通过自己对相关资料的收集，已具有一定的资料来帮助完成本次设计。 课题研究所需的参考文献： 机械设计手册 北京：化学出版社， 2004 和谦，王金诺，包起凡主编 北京：中国铁道出版社， 1997 自光，贺尚红主编，现代工程机械液压与夜里系统 北京：人民交通出版社， 2001 现代液压技术应用 220 例 北京：化学工业出版社， 2009 液压传动系统及设计 北京：化学工业出版社， 2005 液压控制系统及设计 北京：化学工业出版社， 2006 液压元件与系统 北京：机械工业出版社， 2005 液压控制系统 北京：机械工业出版社， 1999 液压系统设计简明手册 北京，机械工业出版社 液压系统设计原器件选型手册 北京，机械工业出版社 液压系统设计 机械工业出版社， 2004 车载绞车滚筒的改进设置 机械工业出版社， 2004 机械设计手册 S 北京 ： 机械工业出版社， 1991 9 液压系统的故障分析和判断黑河科技， 2003 液压绞车煤炭工业出版社， 1989 液压安全绞车调速性能影响因素矿业安全与环保， 1998 压技术应用矿山机械， 1999 白景忠 、 马先贵 ， 机械零件设计手册续篇液压传动与气压传动 冶金工业出版社 ,1979 指导教师审查意见： 指导教师签字： 20 年 月 日 指导委员会意见审核意见： 组长签字： 20 年 月 日 哈尔滨理工大学学士学位论文 压绞车 设计 摘 要 起重设备中最重要的设备为绞车，而其机械运动是其机构运转的必要条件，绞车的驱动方式有许多种，而此次设计为液压驱动绞车，其机械运动是原动机提供动力带动液压泵，后在执行构件中注入工作液，将机构运作，在执行机构中注入工作液，控制其注入流量的大小来控制机构运转速度。至今液压绞车在生活中广泛应用。 此次设计详细的分析 液压绞车 的 工作原理 ，结合实际情况分析绞车的工作 环境与 特点， 进行详细的对比分析后 ， 设计了完整的液压绞车机构 ，设计并选择了构成机构的各个零部件 。 此次液压绞车的设计，其主要机构为 液压马达 ， 在轴上布置 平衡阀 、 离合器、制动器、 卷筒 等零部件，在外侧布置 机架等 。 其机械构造具有许多优点，其内部构造紧凑，外部 体积小 ，其机器 重量轻， 在工作过程中安全性能好，稳定性高，工作过程中产生噪音小，启动时获取的扭矩大，工作安全可靠，其机构在升降过程中运转平稳 ， 当绞车在离合器的作用下，可以实现可控的加速减速下降，此应用在生活中较为普遍 。 本文设计了一个 结构简单、 使用方便 、适合于 多种起重情况的液压绞车，提升时扭矩大、可提升物体重量重、方便易操作等，具有一定实际应用价值。 关键词 起重设备 ； 液压驱动 ； 液压马达 ； 无极调速 哈尔滨理工大学学士学位论文 he is a of of is to in of of up in to of in so of of in of of in of of of a in of in of is is is in of in in in of be is in In a to is It so It 哈尔滨理工大学学士学位论文 尔滨理工大学学士学位论文 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 题研究背景及研究 的优点 . 1 究背景 . 1 究 课题的优点 . 1 压绞车 国内外研究 近况 分析 . 2 外研究现状 . 2 内研究现状 . 2 究的主要内容和方法 . 3 压传动系统概念 . 3 动类型及液压传动的定义 . 3 压系统的组成部分 . 4 压系统的类型 . 4 压技术的特点 . 4 车的简介 . 5 定绞车液压系统图 . 6 第 2 章 卷扬机构的方案设计 . 7 见卷扬机构结构方案及分析 . 7 液压式卷扬机构方案 的对比 . 7 计 减速器输出轴 与 卷筒轴连接 方法 . 9 压卷扬机构的分类 . 9 设计所采用的方案 . 12 扬机构方案设计 时 注意 的事项 . 12 章小结 . 13 第 3 章 设计卷扬机卷筒 和选取钢丝绳 . 14 扬 机卷筒的设计 . 14 扬机卷筒组的分类 、 特点 . 14 筒设计计算 . 14 丝绳的选择 . 17 章小结 . 18 第 4 章 液压马达和平衡阀的选择 . 19 压马达的选用与验算 . 19 哈尔滨理工大学学士学位论文 液压马达的分类及特点 . 19 压马达的选用 . 19 达的验算 . 19 衡阀的计算与选用 . 21 衡阀的功能简介 . 21 衡阀的选用 . 22 章小结 . 23 第 5 章 绞车关键零部件设计 . 24 动器的设计与选用 . 24 动器的设计计算 . 24 动盘的设计选用 . 24 动盘有效摩擦直径计算 . 25 盘式制动器设计计算 . 25 合器的设计与选用 . 26 盘离合器 的详细 参数计算 . 27 盘摩擦片的主要尺寸关系 . 27 擦式离合器的摩擦转矩 . 29 盘摩擦 式 离合器压力 的 计算 . 30 的设计 . 30 的工作能力计算 . 30 的结构设计 . 33 算 轴的各段直径和长度 . 34 章小结 . 34 结论 . 35 致谢 . 36 参考文献 . 37 附录 A . 38 附录 B . 44 哈尔滨理工大学学士学位论文 1章 绪论 题研究背景及研究 的优点 究背景 绞车是起重设备中的重要构成设备，起重设备则是机器传输中必备的，驱动绞车的方法有三种，即液压、内燃机、电动机驱动。因为内燃机在工作中马达只能按顺序工作，不可逆转，必须空载启动 ，所以其起动和换向必须依赖传动设备的离合，因此内燃机驱动调速麻烦，操作困难。绞车应用最广泛的形式为电动机驱动，因为直流电动机的机械特征能配合升降机构的工作特性，可实现大范围调速，但直流电源的获取比较麻烦。而液压绞车，液压泵依据原动机工作的带动，使工作液注入执行机构中，使其运作，经过控制进入执行机构液体的流量，来调节机械运转速度。所以液压驱动可以实现无极调速，而且零部件之间紧密结合，工作过程中安全可靠，操作便利，传动比大。但制造液压传动元件的精度要求较高，其工作液容易外漏。至今液压驱动的绞车在生活中应用较普遍 1。 究 课题的优点 1 液压绞车的优点： 因为液压绞车的广泛应用，渐渐替代了电动驱动绞车，降低了电动绞车带来的电气设备漏电的危害。液压绞车中的液压马达可以调整机械运转速度，其在吊物过程中，马达转速较低，空载时，马达转速较高，其使选用钢丝绳的使用寿命延长。液压绞车发展迅速，其机构中的液压传动应用广泛，取代了大多机械构造。 2 液压传动的优点： 其运转时，能得到较大的力矩，逐渐成为至今机械运转中较重要的环节。机构运转时，液压传动能实现低速的运作，也可大范围的调速，并且可以得到较大的调速比，也可以利用低速的运作。其 机构内部紧凑，所占面积小，所有机构重量轻，其机械运作形式繁琐，利于驱动机构运作，动力传递方便，其运转时安全，可以防止过载。液压元件在润滑油的作用下，使用寿命长，液压元件的标准较为严格 2。 哈尔滨理工大学学士学位论文 压绞车 国内外研究 近况 分析 外研究现状 在国外液压绞车 的生产厂家较多，应用广泛 。 凭据查阅调查 到的 文献 ， 部分 国家 在二九年代末 就 开始制造液压绞车， 液压绞车 在 美 、 荚、苏 、 日、法 、德、 丹麦、加拿大等国家都 有制造 。 其 种类 较 多，规格较多。动力有电动，液动和风动。 运作 机构有 双 筒、 单 筒。传动 类型 有链式传动、 皮 带传动、齿轮传动、液压传 动 与 行星齿轮传动等。 大部分绞车中用行星齿轮传动的较多。 国外液压绞车 依据 其 用法 、 制造、 使用条件 和众多外界原因 的不同，每个 国家的 绞车有着 自己的特 性 和 使用方法 。 苏联 研制的 绞车 ， 在 底座的位置上 ，传动装置、电动机、支架 、卷 筒都安装在上面 ， 从外部看，特征非常明显 。 凭借 对苏联 绞车 标准的 研究 ，六十九年代末， 苏联发 明 了将 卷 筒内部 装有 传动装置 和电动机 置 ，使 液压绞车 在机构方面紧凑 。苏联在动力方面采用 了 风动 和 电动两种 方法驱动 。 英国液压绞车的特 性 是 机构之间连接平稳、缝隙小，在 滚筒内部 装有传动装置、电动机、操纵装置等 。 其制造时， 机体 与底座和 减速器 制造 在一起， 充分利用了绞车的内部空间 。 其在机构运作时安全可靠、 密封性好， 在外观上，其构造简单、外形完整 。英国 还制造 电动 绞车与 风动 驱动的绞车，其应用与液压绞车一样较为归纳广泛 。 美国 制造的 液压绞车 ，其 传动 装置安装在卷筒一端 ， 其绞车的总体框架制造较为严谨，在制造底座时，一些厂家将机架、减速器与底座制造在一起，其机构机凑、 刚性 较 好。其 中 电动机 的选择采 用埋装式 设计 ， 其构造形式使轴向尺寸降低 。外 形 平整圆滑，封闭 性能较 好 14。 内研究现状 我国液压绞车成长较为迟缓， 2005 年河南 省洛阳 市 中信重机公司 研制出 国内直径 较大 的液压防爆绞车 ，并且实行首次 试车， 取得成功 。 此台 液压防爆绞车具有 杰出 的防爆 机能 、低速运转性能 、 无极调速性能。 因为 其机械构造布局 科学合理、体积小 、构造 紧凑， 内部空间充分利用 ；又 因为其 机械性能较好 、 操作容易 、安全可靠、 使用 寿命长、 综合 优势 较好 ， 中信重机公司研制的绞车最大一次能带动近 23吨的货物 ，其 机构的直径 和提升 能力可 称得上是国内 最优 。国外 因为机械 技术水平较高 ，发展较快 ，矿 下 中 机械化程度 非常 高， 其空间 较大，安装 机械构造简便 ， 应用 电动防爆绞车 的时间较早 ， 调整运转速度时，利用 绕 线型电机转子外接电子。 此绞车也有缺点：工作时散热处理不便 ， 占地面积较大 ， 操控系统 复杂， 液压元件制造价格高 。液压技术 的发展 ， 广泛应用 径向柱塞式液压马达 与 轴哈尔滨理工大学学士学位论文 柱塞式 液压马达 。液压防爆绞车 制造方便 、 构造 紧凑 、其 起动平稳 ，运转中利于调速，能防止过载使用 ， 当电动机选取 鼠笼式电机 时 ， 能使电动机控制的系统简单 。在国外，液压防爆绞车 可分为 高速小扭矩 与 低速大扭矩 运转形式 。 液压绞车 其工作原理， 是 用 液压马达 控制减速箱带动卷筒 。防暴液压绞车 其原理 是 在普通的绞车上安装 防暴电气设备 ，要求满足 煤矿井下 等方面的制造机构 ， 其工作时运转流畅 ，在低速运转、起动和制动 方面 比 用电控制的 绞车 利用 效率高 ，其机构运作 操作 机简便易懂 、重量 轻 、体积小 使用起来有一定的 安全 性 。 大部分绞车的构成分有 机械部分、电气部分 与 液压传动部分 3。 究的主要内容和方法 研究的主要方法： 1 认真调查研究并分析课题，查阅并记录相关资料，并完成开题报告。 2 调查与液压绞车相关的文献资料，认真考虑课题，并记录对课题研究有所帮助的知识，最后概括归纳总结。 3 凭借所查阅的文献资料，通过老师的引导，编写开题报告，计划在设计中的方法。 设计步骤： 1 查阅相关液压系统的资料，联合 液压绞车的特点，选择合适的液压元件。 2 对各机器元件所需的液压回路进行设计，研究机构的回路构成和机能。 3 依据液压系统的参数和各机构的主要参数来设计和计算液压系统，设计计算各类各样的主要元件，并且查阅有关的设计手册选择主要参数。 4 选完液压元件后，须要计算各回路运转性能，此中需要计算系统各回路功率、性能验算和验算整个系统的发热情况。 5 经过查阅此次设计相关的文献资料以及自己对课程的学习情况，用 制出重要零件图和装配图，然后在指导老师的帮助与要求下，详细的完成论文和图纸。 压传动系统概念 动类型及液压传动的 定义 原动机、工作机 与 传动装置 组 成 了 一部 完整 的 机械设备 。动力源 是 原哈尔滨理工大学学士学位论文 机 的最重要组成部分 ；机 械装置使外部 做功的 位置为 工作机； 将传动装置放置在 工作机和原动机之间， 用以达到 动力的控制 、 传递 和 转换， 来达到 工作机 所需要的 力、位置 及 工作速度。 液体传动 包含 液压传动和液力传动 两种，其机械传动为动能带动 。液压传动是 依据注入液体压力来驱动工作的，其中包含能量的 转换、控制 、传递与分配。 因为其传动的特点 ， 成为现代机械工作中不可缺少的组成部分 4。 压系统的组成部分 液压 系统驱动的机构 中， 其 液压系统使用 了 液压油 等工作介质 ， 将机构运转的 机械能转换 为压力能来驱动装置运作 ， 通过液体 流量 、工作 压力、 与机构运转的 方向等 力，经过 控制阀 分配 送 到各 执行机器 中 ， 将压力能转换为机械能来驱动 。动力源、控制阀 、 执行器、 工作液和 液压 元件等构成了 液压系统。 压系统的类型 液压系统 的种类 ，见 图 1 图 1液压系统的分类 压技术的特点 将液压传动的控制方式与其它控制方式对比，其 特点如下。 1 优点 (1) 单位功率的重量轻。 (2) 布局灵活方便。 (3) 调速范围大。 哈尔滨理工大学学士学位论文 4) 工作平稳、快速性好。 (5) 易于操纵控制 。 (6) 易于机电一体化 并实现自动控制 。 (7) 易于实现过载保护。 (8) 液压系统 的制造与设计简便 。 2 缺点 (1) 不能保证定比传动。 (2) 传动效率低。 (3) 工作稳定性易受温度影响。 (4) 造价较高。 (5) 故障诊断困难。 车的简介 绞车 在其运转模式上又称为卷扬机，在大多数吊物起升机构中，用来提升或降落货物的机械构造 ， 其升起方式为卷筒卷起钢丝绳带动物体 。 驱动装置、安全保护装置 、 钢丝绳 缠绕 系统、取物装置等组成 了 卷扬机的卷扬机构。电动机、联轴器、减速器 、 卷筒 和 制动器 等装置构成 驱动装置。卷筒 、定滑轮 、 钢丝绳和动滑轮 个构成了 钢丝绳 缠绕系统 。 吊物所需要的装置 有吊环、吊钩、抓斗、电磁吸盘等 装置 。 内燃机驱动、液压驱动 和 电动机驱动 三种驱动方式为 卷扬机 驱动的方法 。 内燃机驱动的 装置 ， 因为内燃机中装置之间的传动经机械动能转换传递给 工作机构 以此驱动 ， 此 驱动方式的 特点 有独立的能源 提供 ， 能够 机动林获得转动零件 ，适 合 流动 工作 。 因为 内燃机不 可 逆转 运作 ，不 可运物 起动， 必须通过其自身装置的离合来转向或启动 ， 此方式调速较为 困难， 操作繁琐 ， 现今很少人应用 。 大多数的 卷扬机驱动方式 为电机驱动 。直流电动机的 运转性能适合起落装置 的需求 ， 其运转稳定 ， 但是 直流电源 的获取比较麻烦 。 卷扬机的机构较大时，其卷扬机的驱动方式采用直流电动机传动或内燃机驱动 。 如果驱动方式用 交流电动机 ，获取电能较为便利 ，操 作简便 ， 维修便利 ， 机构重量 较 轻， 运作稳定 ，在 大多 卷扬机中 电动方式 应用 也较多 。 液压驱动的 装置 ， 一般都是 液压泵 由 原动机 驱动 ， 使运转所用工作液等介质注入 执行 机构中， 使机构 运转 ， 通过控制进油量的大小来调速 。液压驱动 有许多特点，其 传动比 较 大， 能进行 调速， 其构造紧凑 ， 运作稳定 ，操作 简单 ， 可以在过载的情况下进行保护 。 其 缺点 为制造 液压传动元件的精度 较 高， 注入的 工作液 容易泄漏。 至今 液压驱动 的绞车 在 土木工程等方面的 卷扬机 中 应用 广泛 。 哈尔滨理工大学学士学位论文 定绞车液压系统图 液压 系统的工作原理 以及 特点 概括 如下：（见图 1 三 位四通电磁换向阀 5 控制 压马达 2 的 液体 排量 大小 ，压力 的控制 由单向定量液压泵 9 来 提供， 要 防止 在降下 时 的速度超过 负载 所能承受的速度 ， 需要 在 液压 马达 的 回油路上 放置 外控式平衡阀 4。要 提 升 系统 的运作稳定性 ， 来 防 止 过热 或 污染造成的 麻烦 ， 需要将 回油过滤器 7 和 冷却器 8放置在 回油路上。三位四通电磁换向阀 5 的中位机能为 K 型， 因此 绞车 在停止运作 ， 其 液压泵 实行 中位低压卸荷 ，节约了待机中的耗 能 。 表 1磁铁动作顺序 从 表 1可知 ： 当 2电时，三位四通电磁换向阀 5 切换 到 右测 ， 工作液注入 液压马达 2 经 单向阀， 带动卷筒运作 。当电磁铁 1电时， 进行降落动作 ， 当要停止 时，电磁铁 3电，制动器制动 使机器停止运作 。 1、 多片式摩擦离合器 2、 液压马达 3、 6、 溢流阀 4、 外控式平衡阀 5、 三位四通电磁换向阀 7、 回油过滤器 8、 冷却器 9、单向定量液压泵 10、 油箱 图 1压原理 图 工 况 1载卷扬上升 - + - 空包下放 + - - 停 止 - - + 哈尔滨理工大学学士学位论文 2章 卷扬机构的方案设计 见卷扬机构结构方案及分析 液压式卷扬机构方案 的对比 依据 卷扬机构 中 原动机和卷筒组 组装 位置 的差别 ，卷扬机构 的机构安装方式有两种： 并轴式和同轴式。 具体细分为 单卷筒和双卷筒 5。 (a) 卷筒安装在 减速器输出轴的 突出部分 (b) 存在重力降落装置 (c)卷筒 与 齿轮连轴节连接 (d)十字滑块联轴节 连接 减速器输出轴 和 卷筒 图 2轴单卷筒卷扬机构 图 2示的卷扬机构为 并轴单卷筒， 其机构 轴与原动机轴线 平行 ，这样使其机构安装便利、 结构紧凑 。 部分 卷扬机构 存在 重力 降落装置 （图 2-1 b） ，此设计原理是实现吊环等吊物装置 在空载或轻载时的 降落 速度 的控制 。 将 内涨式摩擦离合器 和 带动 式制动器 装在卷筒上 。离合器 工作 分离时，切断 了 卷筒 转动 动力源 的提哈尔滨理工大学学士学位论文 ，卷筒 停止工作 ， 可以利用重力原理使物体降落，并利用制动器控制速度 。 卷扬机 的设计 中 需要解决 减速器输出轴 与 卷筒轴 的安装方法 。 如 图 2-1(a)、 (b)两种方式 ， 在 减速器输出轴的 突出位置安装卷筒，这种方法 属于力学中的 三支点超静定轴， 它的运转特性使 轴承受的弯矩 有所减小 。 然而此种构造 对 元件的 精度 要求较 高，减速器 和 卷筒组的装配 也 很 不便利 ， 又减速器不能独自运转 ， 需装配使用， 轴承 的更换 也 比较麻烦 。 因为机器 的外廓 尺寸小， 构造简便 ， 此构造广泛用于土木工程类卷扬机 。 图 2-1(c)、 (d)两种方式 ，减速器 与 卷筒组 的输出端都 用了补偿式 的安装方式 。图 2-1(c)中的 减速器输出轴 采用 卷筒 与 齿轮连轴节连接， 将动力传 到 卷筒。图 2-1(d)中 减速器输出轴 和 卷筒 用 十字滑块联轴节连 到一块 ，使 减速器输出轴 与 卷筒轴的 右侧连接到一起 ， 组成 轴 其中的 一个支点， 其特点结构 紧凑， 便于安装和维护 6。 并轴 式 双卷筒卷扬机 如下图 （图 2所示 ， 是 液压马达 经 过 二级齿轮减速器 带动了 主、副卷筒 上的 轴。 另外此 两个卷筒上 都含有 离合器 和 制动器。 经过控制 液压系统 ，能 使主、副卷筒 独自运作 ， 也能依靠重力降落 。 图 2轴双卷筒卷扬机构 哈尔滨理工大学学士学位论文 设计 减速器输出轴 与 卷筒轴连接 方法 设计 减速器输出轴 与 卷筒轴连接 方法 的 特点为 ： 1 不能利用多个支撑点 的超静定轴。 由于 支 撑 点受力 较为繁琐，而且 安装 轴不能确保 精度。 2 采取 减速器直接 带动 卷筒的 方法 ， 使扭矩不经轴的传递 ， 使 卷筒轴 的 扭转 能力 和 弯曲 能力不能重叠在一起 ， 以此来缩减轴的直径 。 3 使机构有 杰出的运转特性 ， 其 安装、制造、维修 和 调试 等方面便利 。 4 整个机构构造 紧凑、 组成 简便 ， 运转 平稳 。 压卷扬机构的分类 目前多数卷扬机利 用行星齿轮 来驱动 ， 通过 控制液压马达 和 多泵合流的串并联 ，通过液压马达来控制 卷扬机 的运作 速度， 以此达到 重载低速 、轻载高速 等特点 ， 用来 提高 了机构的运转效率 。 因为所用 的液压马达 种类型号不一样 ，液压机构 的起落可为两种， 低速大扭矩马达传动 、高 速 小扭矩 马达传动。 计由 液压 控制的行 星齿轮传动 的 卷扬 机构 液压 式 卷扬机构 的 方案 有许多种 ，如 下 ： 1 卷筒 两端分别放置 制动器 、 液压马达和行星减速器， 并且 对称 放置 （图 27。 图 2压卷扬机构方案 (一 ) 2 卷筒两侧 分别放置 液压马达和制动器， 而 卷筒 内部放置 行星减速器（图 2 哈尔滨理工大学学士学位论文 2压卷扬机构方案 (二 ) 图 2压卷扬机构方案 (三 ) 3 卷筒一侧 放置 液压马达 和 制动器，卷筒内 放置 行星减速器（图 2 4 卷筒内部 放置 液压马达、制动器和行星减速器（图 2 哈尔滨理工大学学士学位论文 2压卷扬机构方案 (四 ) 以上 二 、 三方案 可分为一种类型 ，在卷筒内 安装 行星减速器， 其机构紧凑，占用 体积小， 但是 其卷筒内所用空间较多 ， 其机构的 安装精度 要求较 高， 机构所安装元件 加工工艺 较 复杂， 其主要轴承的参数选择较为困难 ，不 利于维修 。 二、三方案的 不 同地方在于安装 制动器 的位置 ，方案二的 对称 性较 好。 四 方案的外形尺寸比 二、三 方案 的外形尺寸小，结构 也较为 紧凑， 但其机构的 制动器和液压马达散热性差， 也不利于后期维修 。 图 2压卷扬机构 方案（ 五 ) 方案 二、三、四 的布置方法都为 同轴式，卷筒 和 液压马达 的 轴 都在同哈尔滨理工大学学士学位论文 轴线上 ， 装配时需要确保同心度 。 5在卷筒的同一侧 放置 液压马达、行星减速器 和 制动器（图 2此机构中 ，轴向尺寸 比 较大， 后期维护麻烦 。 此装置所需零件易于加工 ，装配方便 。 设计所采用的方案 此次设计采用 520 ml/r 排量 的马达 ， 其 工作压力为 P， 所以选取 低速大扭矩马达 。 采用低速方案，不选用减速器。 对比 传动方案 后 选用如（图 2示 ， 在 液压 马达上 放置 多片盘式制动器，卷筒内 安装 联轴器 8。 图 2设计所采用的方案 扬机构方案设计 时 注意 的事项 当设计 卷扬机构的方案 时，需要从以下方面考虑： 1 机构总传动比 分开 时， 所用到的 级差 不应 过大，采 用 从原动机 到卷 筒传动比 依次降低 的方法。 2 选取 卷筒 的最小 直径， 因为增加了 卷筒 的 直径， 会使得 传动比 和扭矩 变大 ， 使得整体构造的尺寸都变大 。 如果提升物体的高度较大，但不能改变卷筒的长度，所以采用加大直径来增加 容绳量。 3 制造 卷筒 时， 应 该保证装置的 快速 更换 ， 以便于多种多样的绞车的使用 。 4 对于 滑轮组的倍率 ，不能选取太大，这样会对机械构造有所影响 。 哈尔滨理工大学学士学位论文 对于使用升起时的 载荷 50QP ，滑轮组的 倍数应该取 2，当 250QP ， 其 滑轮组 的 倍率取 36 之间 ， 当 载荷量 过大 时， 其 倍率选取 8 以上。 章小结 本章主要从 卷扬机构、卷筒轴、行星齿轮等 阐述了 液压绞车卷扬机的机构设计原理 ，介绍了 液压绞车的最基本传动机构，以及选用卷扬机的注意事项和最优方案，从而达到设计的目的， 分析了目前 选用的卷扬机机构的种类、特点和适用条件，通过特点对比并结合实际设计要求，最终确定了 卷扬机 的方案。 哈尔滨理工大学学士学位论文 3章 设计卷扬机卷筒 和选取钢丝绳 扬机卷筒的设计 扬机卷筒组的分类 、 特点 卷筒 为升降 机构中 缠绕 钢丝绳的 零部 件。 一般 卷筒组 分为 齿轮连接盘式、短轴式和内装行星齿轮式 等 。 齿轮连接盘式 的 卷筒组 传动形 式为 封闭式， 其性能 好， 扭矩不经 卷筒轴， 其卷筒组为至今 桥式起重机 广泛使用的机构 。 但是其 检修时需 将卷筒沿轴向外移 动 。 短轴式卷筒组 将 卷筒 整根 长轴 替换为 分开的短轴。减速器 一侧将其 短轴 利用 键 与键之间的 过盈配合 ，跟 卷筒 的 法兰盘 进行 刚性连接， 利用 钢球或圆柱销 跟机器的 底架铰接 构成 减速器； 利用 定轴式或转轴式短轴 置于支座一侧 ， 使其机构简单 ， 后期维护 方便 10。 内装行星齿轮式卷筒组 将 卷筒 和 输入轴 放置同一轴线上 ， 在 卷筒内腔放置 行星减速器， 使其机构 紧凑， 减轻重量 ， 因为其机构的加工精度较高 ， 其装配要求高，不易维护 ， 广泛适用于高精 度的机器中 。 依据 卷筒上 钢丝绳缠绕 的层数 ，分为 单层 缠绕式 和多层 缠绕式 。 以为此次 设计的 缠绕 层数 设为 三层， 所以选用 多层 缠绕式 卷筒。 依据 卷入卷筒钢丝绳 的 分类，其可分为 单联卷筒 式 和双卷筒 式 。单联卷筒 式可在卷筒上缠绕 单层或多层，双联卷筒 式只能缠绕 单层。 当升起的 高度 较大 时， 其 双联卷筒长度 减小 。 多层 缠绕的 卷筒可以 使 卷筒长度 有所减小 ， 其机械构造 紧凑， 但是其钢丝绳 的磨损程度较高， 不宜 广泛 使用 15。 筒设计计算 1 卷筒 的 直径 D： ( 1)D e d (3式中 e 卷筒 的 直径比，由表选取 ； D 卷筒 的 直径 (； d 钢丝绳 的 直径 (； e 卷筒的直径比，依据 卷扬机 的特性，选择的 工作级别 为 以选择 e =25， 因 d =8， 代入式 3得 ： 125( D 依据 所得的数据 来选取 卷筒 的 直径 。 哈尔滨理工大学学士学位论文 筒最小直径的计算： (3式 中 D 钢丝绳 上 滑轮 的 最小直径 ( d 钢丝绳直径 (； h 系数值 ； 依据 机构工作级别 分 为 ： F 144818m D 根据以上得 卷筒直径符合条件。 2 卷筒 的 长度 L 因为 采用多层 缠绕式 卷筒 ，所以： 1 . 1()n D (3(1 1 式中 l 多层卷绕钢绳 的 总长度 ( 依据 已知 的 卷筒容绳量为 27m，所以 l =27m； 将 数据代入式 3得 31 . 1 2 7 1 0 9 . 63 ( 2 0 0 8 )L =以取 卷筒 的 长度 L =200 3 绳槽的选择 单层 缠绕式 卷筒 的 表面 含有 切出导向螺旋槽， 其所用到的 绳槽 基本分为 两种形式 ，即 标准槽和深槽， 通常 都 选取 标准槽 的形式 。 多层 缠绕式 卷筒 的 表面 基本都是光滑面 ， 为了延长 钢丝绳 的使用寿命。但是通过使用中发现 ， 使用 螺旋槽卷筒多层 缠绕式 时， 因为要保证首层 钢丝绳 的排列整 齐，无缝隙 ， 以便于第二层等绳的缠绕 。 如果因为卷筒表面绳缠绕的杂乱无序时，会导致钢丝绳的使用寿命缩短。 带绳槽单层 缠绕式 双联卷筒， 其钢丝绳的缠绕方式缠绕在卷筒的两端，不用设挡边 。 而 多层 缠绕式 卷筒 应在 两端设 立 挡边， 用来 防止钢丝绳在工作中脱离卷筒 ， 所以 档边 的 高度 应该是绳宽度的 (11.5)d 16。 (1) 绳槽半径 R 依据 下式 ( 0 . 5 3 0 . 5 6 ) (3取 R=数值代入 式 3 得 ： R 绳槽节距 ： 2( (3哈尔滨理工大学学士学位论文 ： P 绳槽深度 ： (3取 ： 图 3槽放大 的 示意图 (2) 卷筒上 的 螺旋槽长 度0L： 0 1()3 (3式中 0D0D=计算卷筒 的 直径 ( 1Z Z 确定 钢丝绳的 安全 圈数 ， 取1Z2； 把数据代入式 3得 302 7 1 0( ) 1 03 2 8L = 0L=1703) 绳槽 的 表面精度： 2 级 粗糙度取 卷筒壁厚 选取 卷筒 的 材料 一般为 铸铁， 其 计算 公式： 0 . 0 2 ( 6 1 0 )D (3把数值代入式 3 得： D 所以 选用 =12尔滨理工大学学士学位论文 钢丝绳允许 的 偏角 钢丝绳 缠绕进出 卷筒时， 偏离角度不能大于 当选用 多层 缠绕 卷筒 与 光面卷筒 时 ， 为了避免钢丝绳缠绕过乱，绳与卷筒平面的偏差角度 不大于 2。 钢丝绳缠绕系统布置时 ， 为了 避免槽口损坏和钢绳脱槽 ，其缠绕进出时的滑轮槽最大偏角 不大于 5。 6 卷筒强度计算 钢丝绳拉 动卷筒时 ， 会发生 弯曲 、 压缩和扭转 等变化 ， 当中 压缩应力较其余的力大 。当 3时，压缩应力 10% 15% 大于 扭转 和 弯曲的合成应力， 所以计算 应力 时只计算压缩应力 。当 3时，弯曲应力 的变化相对多，所以需要计算弯曲应力 。 在进行相应的计算后，要对 尺寸较大 、 壁厚较薄的卷筒 进行抗压的验算 17。 因为 所设计的卷筒直径 D =200L =2003 。所以只 需计算压应力即 可。 卷筒筒壁的内表面压应力c： m a p(3式中 c卷筒壁压应力 ( 丝绳最大静拉力 (N)； 1A应力减小系数 ，大多 取1 ； 2A多层 缠绕 系数 ，2表取值； c许用压应力， 对于 铸铁 ，应选取 c /5b，b： 铸铁抗压强度极限， 对于 钢 ，应选取 c /2s，s： 钢的屈服极限。 取1 ，2； 依据 卷筒底层拉力 ： 1100计算m a