四速电动葫芦机械系统设计毕业论文.doc

四速电动葫芦机械系统设计 何坤（安庆师范大学物理与电气工程学院 安徽安庆 246011） 指导老师：吴磊 摘要： 关键词：电动机、吊钩、卷筒机构 1引言 中国的机械发展很早就开始了。并且在世界上占据了一定的地位，它不仅支撑着国家命脉的发展，也关系国家文化进步的推广，也是推进中国国民经济发展的支柱产业。在以前的传统机械，中国在很长一段时期内都领先于世界。前些年，由于其他发达国家发展的很快，中国内部机械发展相对较为迟缓，国外机械科学技术飞速发展，推动了机械行业在国家之间差距的扩大。 当然在新中国建立后特我国的机械技术发展相比前些年较快，现在中国机械发展方向是向机械产品大型化，精密化、自动化和成套化的趋势发展。 随着中国经济市场的发展，经济市场占据社会的发展，机械行业中起重机行业也在不断更新，变化。从一开始的单速、双速发展到国外的多速，但是在中国的市场上常见的还是很早就使用的单速或双速电动葫芦起重机，在实际生产中单速或者多速电动葫芦起重机有时候难以满足生产要求。由于国内电动葫芦发展相比国外的电动葫芦相差较大，因此在满足单速和双速不能完成轻载快速、重载中速以及慢速定位的控制要求中然而设计出多速电动葫芦是很有前景。 本次设计的四速电动葫芦机械系统是在现有普通电动葫芦的应用情况而提出要求是： (1) 四速电动葫芦的最大载重为10吨，最大起升高度为9米。 (2) 四速电动葫芦的强度等级为M，工作级别为M5。 (3) 通过电机的变速实现在一个电机带动下输出4种速度。 2 四速电动葫芦的结构分析与设计 2.1电动葫芦得主要机构是运行机构和起升机构。电动机的总体结构如图1所示 图1 电动葫芦总体结构简图 该电葫芦用小车将其悬挂于工字钢锻造的天车大梁上，其中一端固定一台可制动的锥形转子电动机，另一端是用传动轴将动力传递的减速机。中间是钢丝绳卷筒，经过减速的动力传递给钢丝绳卷筒，带动吊钩起重。 2.2 电动葫芦的设计方案 电动葫芦排列方式主要有两种：平行轴和同轴。 a b 1电动机2减速器3卷筒装置 图2起升机构部件排列图 由于b方案结构紧凑，传动相对稳定，安全系数较高。而其中的减速器用斜齿轮传动，对电动机产生一个除弹簧制动的轴向力以外的载荷制动轴向力。它可以减小制动弹簧的轴受力，制动瞬间产生的冲击减小，电动机轴受扭转的冲击也将减小，尤其表现在起吊轻载荷时，从而提高了电动机轴的安全性。因此，选择b方案。 而a方案中结构电机与卷筒布置不再同一平面上通过减速器相连，故而使得减速器转距增大，不可使用。 3 电动葫芦起升机构部件的设计 3.1 起升机构的工作分析 电动葫芦起升机构中减速器的高速轴通过花键与中间轴连接，其低速轴来带动卷筒，中间轴又通过联轴器和电动机连接，缠绕在卷筒上的钢丝绳滑轮组和吊钩等取料装置连接起来。在电动机按不同方向转动时会传递给卷筒不同的扭矩，钢丝绳会在卷筒不同的旋转的方向下呈现出卷入或放出的现象，从而实现物料的升降运动，因此酒吧电动机输入的运动方式转变为带动吊钩的上下运动方式。常闭式制动器会在通电状态下松闸，使机构运转；在断电状态下制动，会使吊钩以及物料停止升降，并在某个位置固定不动。在滑轮组上升到最高位置时，位置限位器会被触碰，从而使得吊钩上升停止。 3.2 电动机的选择 根据所选的设计10吨四速电动葫芦，故电动机采用YZR系列起重用三相一步电动机用电动机。： 滚筒传动的效率取： 联轴器的效率取: 电机轴的效率取： 为筒与输出轴效率，为输出轴与3轴效率，是3轴与2轴效率，是2轴与1轴效率，是1轴与电动机效率。 电动机功率： 由于钢丝绳电葫芦起吊和停止时有一些冲击，根据冲击程度一般使用系数故 电机转速取: 故选电动机的电动的额定功率为，转速为 3.3 滑轮组的选择 根据需要是装置平稳，且要求滑轮要能省力和提高速度，还需要能够改变滑轮组的方向来改变钢丝绳的方向。故四速电动葫芦选用的滑轮组倍率由[1]中查得。滑轮组效率 3.4 钢丝绳的选择和校核 根据设计要求选用的钢丝绳要柔韧性好、钢丝绳强度高、耐冲击、安全可靠。在起重机超载情况下钢丝绳是容易断的，选择要求及抗拉断能力应属很强。 3.4.1 钢丝绳的选择 钢丝绳具有运动平衡、自重轻、强度高和极小断裂的特点，查得钢丝绳型号选为6X37-15-1550-I-右。 （1）四速电动葫芦最大承载为10吨，所以选用滑轮倍数为： :安全系数；取 （2）钢丝绳的直径 查相关表得