滑轮组和卷筒

第二章起重机主要零部件§2-1钢丝绳一、概述：1、钢丝绳的用途：是起重机的主要零件之一，可用于起升、变幅、牵引、旋转机构中，还可用于捆扎、张紧、索道支承等。2、钢丝绳的制作：钢丝→股→绳3、使用性能：优点---强度高、自重轻、挠性好、运行平稳、弹性好、耐冲击。缺点---不能承受压力、僵性较大。二、钢丝绳的构造：1、顺绕绳与交绕绳：⑴顺绕绳---由丝绕成股、绳股绕成绳的捻制方向相同，标记“同”。⑵交绕绳---由丝绕成股、绳股绕成绳的捻制方向相反，标记“交”或不标。⑶钢丝绳的旋向----由绳股绕成绳的绕制螺旋方向来决定。§2-1钢丝绳2、点接触绳与线接触绳：⑴点接触绳：各层钢丝直径相同，内外层钢丝的捻距不同，钢丝交叉形成点接触。⑵线接触绳：绳股中钢丝直径不同，各层钢丝的捻距相同，相邻层钢丝中心线互相平行，钢丝间沿整个长度接触，形成线接触，应力小，挠性好，耐磨，寿命较点接触绳可提高1.5～2倍。⑶主要形式：粗细式、外粗式、填充式。3、绳芯：⑴绳芯的作用---增加挠性与弹性，润滑。⑵绳芯的种类---纤维织物、金属芯、石棉芯。4、绳股数：6股绳、8股绳、18股绳。§2-1钢丝绳三、钢丝绳的选用：1、根据钢丝绳的使用场合选择型号：h=D/dD----滑轮或卷筒直径d----钢丝绳直径2、选择钢丝绳直径：⑴由最大工作静拉力确定钢丝绳最小直径：d=式中：Fmax-----钢丝绳最大工作拉力Nd----钢丝绳最小直径mmC-----选择系数⑵根据钢丝绳所处机构的工作级别的安全系数选择钢丝绳直径。钢丝绳在工作中应满足：F绳≥n·FmaxF绳---钢丝绳破断拉力N3、钢丝绳的标注：§2-1钢丝绳四、钢丝绳的破坏形式与提高寿命的措施：1、钢丝绳的破坏形式：2、提高钢丝绳寿命的主要措施：⑴尽量减少钢丝绳的弯曲次数；⑵尽量增大滑轮、卷筒的直径；⑶尽量降低工作应力；⑷正确选用绳槽及材料；⑸注意维护保养。五、钢丝绳的报废：1、断丝数达到表2-4规定值时；2、钢丝绳中出现整根股断裂时；3、外层钢丝磨损达到其直径的40%；4、钢丝绳内、外有明显腐蚀时；5、钢丝绳有较严重变形时。§2-2滑轮、滑轮组和卷筒一、滑轮按工作性质可分为：工作滑轮、平衡滑轮。1、滑轮的材料与构造：⑴铸铁滑轮⑵焊接滑轮⑶热轧滑轮⑷锻造滑轮⑸尼龙滑轮⑹双幅板压制滑轮2、滑轮的主要尺寸：D0min=h·dmm式中：D0min--------按钢丝绳中心计算的滑轮最小卷直径；h-----与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数；d-----钢丝绳直径。§2-2滑轮、滑轮组和卷筒平衡滑轮的直径D平桥架型起重机动性D平=D0min臂架型起重机动性D平=0.6D0min⑵滑轮绳槽：对绳槽的要求是：①应保证钢丝绳与绳槽有足够的接触面积，降低二者的接触应力。通常：R=(0.53∽0.6)d②容许钢丝绳有一定量的偏斜，通常钢丝绳中心线与滑轮轴垂直平面之间的角度不得大于5°，而不致使钢丝绳与绳槽边缘磨损。为此，绳槽侧面应有适当的夹角：通常β=35°∽40°β角过小，钢丝绳容许偏角减小；β角过大，钢丝绳的接触角减小，且使滑轮宽度增大。§2-2滑轮、滑轮组和卷筒③绳槽应具有足够的深度k，以防止钢丝绳脱槽，同时增大k也可使容许偏角增大。二、滑轮组：1、滑轮组的种类：⑴根据滑轮组的功用分：省力滑轮组、增速滑轮组。①省力滑轮组：通过它可以用较小的绳索拉力吊起重大的货物，同时减速。省力滑轮组是最常用的滑轮组。②增速滑轮组：根据与省力滑轮组完全相同，反过来应用已。⑵根据滑轮组的结构分：单联滑轮组、双联滑轮组。§2-2滑轮、滑轮组和卷筒①单联滑轮组：用于门座起重机、汽车起重机、塔式起重机等臂架型起重机。②双联滑轮组：由两个单联滑轮组对称地组成双联滑轮组，在桥架型起重机上广泛采用，在大起重量的臂架型起重机上也采用。2、滑轮组的倍率：⑴定义：滑轮组的倍率是滑轮组省力的倍数或滑轮组增速的倍数。⑵倍率的选择：一般原则：大起重量选大倍率，以免钢丝绳过粗。双联滑轮组可选取较小的倍率，其本身的钢丝绳分支数多。大起升高度适用小的倍率，防止卷筒过长或多层卷绕。§2-2滑轮、滑轮组和卷筒3、滑轮组效率：⑴滑轮的效率：①滑轮内部的摩擦阻力；②钢丝绳的僵性阻力；实际拉力F+ΔF理想拉力F。η=F/F+ΔF滚动轴承η=0.98滑动轴承η=0.95⑵滑轮组的效率：ηZ=1-ηm/m(1-η)§2-2滑轮、滑轮组和卷筒三、卷筒1、卷筒的构造与材料：⑴卷筒的形式：①按外形分：圆柱形卷筒----起重机大多数情况下采用；圆维形卷筒、曲线形卷筒-----特殊情况、特殊要求时采用。②按卷筒的表面情况分：有槽卷筒、光面卷筒。③按卷绕情况分：单层卷绕卷筒、多层卷绕卷筒。④按制造方法分：铸造卷筒、焊接卷筒。⑵卷筒的材料：一般卷筒----机械性能不低于HT20-40重要卷筒----球墨铸铁或铸钢ZG230-450大型卷筒----A3钢板卷弯后焊接§2-2滑轮、滑轮组和卷筒2、卷筒主要尺寸：⑴卷筒绳槽绳槽型式-----分标准槽、深槽。⑵卷筒的卷绕直径：D0min=h·d⑶卷筒长度①单层卷绕：单联卷筒----L=L0+2L1+L2mm双联卷筒----L=2（L0+L1+L2）+L3mm②多层卷绕：⑷卷筒壁厚：①铸铁卷筒-----δ=0.02D+(6∽10)δ≥12mm②铸钢卷筒-----δ=dδ≥15mm§2-2滑轮、滑轮组和卷筒3、卷筒的强度计算与稳定性校核：⑴强度计算⑵稳定性验算4、钢丝绳在卷筒上的固定：⑴压板固定⑵楔块固定⑶螺钉固定§2-3吊钩装置和抓斗一、吊钩装置：又称吊钩组，吊钩与滑轮组的动滑轮的组合体，起重机上应用最广泛的取物装置。组成----吊钩、吊钩螺母、推力轴承、吊钩横梁、夹板、滑轮轴等。1、吊钩装置的型式：⑴短钩型吊钩组⑵长钩型吊钩组2、载荷在吊钩中的传递：吊重→吊钩→吊钩螺母→推力轴承→吊钩横梁→夹板→滑轮轴→滑轮→钢丝绳→卷绕系统→驱动装置§2-3吊钩装置和抓斗3、吊钩：⑴吊钩和种类：吊钩弯曲的部分称钩身，垂直部分称钩柱。按钩身的形状分----单钩、双钩；按钩柱的长短分----短钩、长钩；按制选方式分------锻造吊钩、片式吊钩。⑵吊钩材料：吊钩的材料要求没有突然断裂的危险，不允许使用焊接制造和修复的吊钩。二、抓斗抓斗是一种以抓放形式装卸散粒物料或长材的取物装置。1、抓斗的种类：⑴按抓斗的颚板数分：§2-3吊钩装置和抓斗⑴按抓斗的颚板数分：①多颚板抓斗（荷花抓斗）----颚板数通常为6，用于装卸大块矿石及废钢铁。②双颚板抓斗-----按物料的容重分：特轻型、轻型、中型、重型、特重型。⑵按颚板闭合和张开的驱动方式分：①绳索式抓斗-----依靠钢丝绳闭合滑轮组产生的闭合力来达到抓取物料的目的，又可分为：单索抓斗、双索抓斗、四索抓斗。②动力式抓斗-----依靠外界的能源，通过电动机驱动滑轮组、液压装置或气力装置使颚板张开。又可分为：液压抓斗、气力抓斗、电力抓斗。其中双颚板、双索抓斗应用最广泛。§2-3吊钩装置和抓斗2、抓斗的工作原理：1）双绳抓斗的工作原理：⑴组成：头部、撑杆、下横梁、左右两颚板、滑轮组、支持绳、开闭绳。⑵工作原理：双绳抓斗是利用起升、开闭两个卷筒及起升绳、开闭绳来操纵的。起升绳系在抓斗头部，开闭绳以滑轮组的方式绕于头部（上横梁）与下横梁之间，起升绳、开闭绳互相配合，就可以完成货物的抓放。⑶双绳抓斗的工作过程：①准备----空抓斗以张开状态，起升绳、开闭绳均不动。§2-3吊钩装置和抓斗②下降----起升绳、开闭绳同步放出，空抓斗继续以打开状态下降至货堆上。③抓取货物----两绳均松驰，抓斗靠自重插入货堆，收紧开闭绳，抓斗逐渐闭合。④上升-----抓斗完全闭合后，两绳同步收紧，满抓斗上升。⑤卸货-----放松开闭绳，在抓斗自重及料重作用下，抓斗自动打开卸料。⑥返回-----两绳均不动，空抓斗打开状态回到取料点，准备进入下一循环。2）单绳抓斗的工作原理：⑴组成：与双绳抓斗相似，头部、撑杆、下横梁、左右两颚板、滑轮组等相同部分，不同的是有一套双绳抓斗所没有的启闭机构。§2-3吊钩装置和抓斗⑵工作原理：类似双绳抓斗。其开闭动作由一根钢丝绳来完成，必须通过启闭机构来使这单独一根钢丝绳交替地担负着起升绳和开闭绳的任务。①启闭机构-----组成：导轨、翻板、刀口（撞板）。②翻板式单绳抓斗的工作原理------翻板卡在导轨内，钢丝绳作闭合绳用，翻板带动下横梁上升，抓斗完全闭合后，钢丝绳继续收紧，此时，钢丝绳作起升绳用。③对启闭机构的要求-----结构简单、操作方便、工作可靠。④双绳抓斗与单绳抓斗的区别：3）马达抓斗§2-3吊钩装置和抓斗3、双绳抓斗的构造：组成：头部、撑杆、下横梁、颚板。头部上装有上滑轮和导绳装置，下横梁上装有下滑轮。⑴头部与撑杆的连接：若将撑杆与头部按图示那样简单地铰接起来，头部的位置就不稳定，作业中头容易摇摆。⑵颚板与横梁的连接：同理：简单铰接颚板闭合不好。⑶滑轮组：上、下滑轮组。较好的方法：把下滑轮轴偏斜一角度，使钢丝绳上升、下降都没有多大的偏斜。§2-3吊钩装置和抓斗⑷头部：单铰双绳抓斗头部只有一根安装撑杆铰链的轴，上滑轮装在专门的轴上。⑸下横梁：颚板与下横梁单铰连接------图a)颚板与下横梁双铰连接------图b)⑹颚板：钢板制成，边缘覆以厚钢板，增加刚性。⑺撑杆：受压杆件，应有足够的断面尺寸。4、抓斗的抓取能力与影响抓取能力的主要因素：⑴抓斗自重及其分配：①抓斗自重：抓斗自重≈抓取物料的重量重量分配：最合理的分配是把重量尽量放在颚板与撑杆的铰接点附近。§2-3吊钩装置和抓斗⑵滑轮组倍率m：增加滑轮组的倍率可以降低闭合绳在抓取过程中的张力，使抓斗的垂直压力增加，从而提高抓斗的抓取能力。⑶抓斗最大开度L：⑷颚板宽度B：原则----Ψ=B/L=0.45∽0.75⑸颚板几何形状：⑹物料性质：⑺操作方法：①抛掷速度的影响②闭合速度的影响③抓取方法§2-4制动器一、概述制动器是起重机械各机构的重要组成部分，制动器依靠摩擦副间的摩擦而产生制动作用的。优点为：机构制动平稳可靠，还可根据需要调整制动力矩的大小。1、制动器的用途：⑴支持-----保持不动；⑵停止-----用摩擦消耗运动部分的动能，以一定的减速度使机构停下来。⑶落重-----制动力与重力平衡，重物以恒定的速度下降。在起重机的各机构中，制动器可以具有上述一种或几种作用。§2-4制动器2、制动器的种类：⑴按工作状态分：①常闭式制动器----机构不工作时，制动器自动上闸，闭合力大多由上闸弹簧产生，少数用重锤。机构动作时，由松闸器松闸。起升机构均采用常闭式制动器。②常开式制动器③综合式制动器⑵按结构分：①块式制动器----利用制动瓦块压紧制动轮产生制动力矩。②带式制动器----依靠张紧的制动钢带作用在制动轮上产生制动力矩。③盘式制动器----依靠轴向压力将与外壳相连接的摩擦片与和机构转动轴相连的摩擦片压紧，从而产生制动力矩。§2-4制动器二、块式制动器1、构造：不同的块式制动器的构造差别在于：松闸器的不同。根据松闸器行程的长短，块式制动器可分成：⑴短行程制动器：松闸行程短，通常在5mm以下，适用于小型制动器。⑵长行程制动器：松闸行程通常大于20mm，通过杠杆系统能将松闸器产生的松闸力放大，适用于大型制动器，其松闸器可采用电磁铁、电磁液压推杆、电动推杆等。块式制动器的主要组成部分是：制动轮、制动瓦块、制动臂、松闸器、附属装置。§2-4制动器1）制动轮：通常由铸钢制造。表面进行淬火处理，可提高表面硬度、耐磨性、表面硬度。2）制动瓦块：一般为铸铁，包角略小于360°/nn=4，5标准制动瓦块的包角为70°或80°。3）制动衬料：⑴采用制动衬料的目的：①衬料的摩擦系数大；②使制动轮的磨损小。⑵制动衬料的主要种类：①石棉制品；②粉末冶金材料；4）制动臂：可用铸铁或钢板，不许用铸铁。§2-4制动器5）松闸器：⑴制动电磁铁：最常用的松闸器。根据激磁电流种类分为----直流电磁铁、交流电磁铁。根据行程的大小分为-----短行程电磁