建筑卷扬机及其排绳机构的设计-开题报告

2011 届毕业设计建筑卷扬机及其排绳机构设计系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 指导教师： 职 称： 教授 专 业： 机械设计及其自动化 班 级： 机本 0704 学 号： 214070424 2011 年 6 月湖南工学院毕业设计(论文)开题报告 题目 建筑卷扬机及其排绳机构设计学生姓名 魏熙阳 班级学号 机本 0704214070424 专业 机械设计制造及其自动化一、本课题研究的背景和目的:卷扬机作为机械中最基本的设备，由于其结构简单、制造成本低、操作方便、对作业环境适应性强，因此在建筑、工业、农业、海运、交通、化工、冶金和油田等部门中用于起重、拖重物等工作，也是每个建筑工地、每个工程队必不可少的设备。在施工工地上，卷扬机钢丝绳在绳筒上绕制常常发生错乱，这样，钢丝绳相互挤压，磨损严重，缩短了钢丝绳的使用寿命；同时，与卷扬机配用的限位装置普遍为重锤式或螺杆式。重锤式安装维修不便，螺杆式由于钢丝绳排绕错乱而导致限位失灵。为了克服以上缺点，在卷扬机上附加了一种排绳机构。排绳机构的设计，以减速箱齿轮提供的转动，驱动使排绳机构往复直线运动，使得钢丝绳能在卷扬机卷筒上整齐排列。从而提高了生产效率, 降低了劳动强度。二、卷扬机现状和发展趋势:自从 1955 年沈阳国泰矿山机械厂试制了 10 马力(约 7.5kw)单筒卷扬机，我国的建筑卷扬机生产已有近 50 年的历史，而真正定型生产还是在 7O 年代初的事。80 年代初我国的建筑卷扬机技术的研究才活跃起来，但和国外的建筑卷扬机技术相比落后至少 3O 年。在 8O 年代以前，我国还没有制定有关建筑卷扬机的国家标准，产品规格五花八门，结构与技术的维持基本上是根据日本 JIS8OOl 等 40 年代落后标准及按苏联图纸制造的1Oll、1012 等落后机型，进展十分缓慢。80 年代以后，是我国建筑卷扬机设计制造技术发展最快的时期。国家也制定了有关建筑卷扬机的配套标准、规范。1985 年底，由行业组织 9 厂 1 所 1 校共同参加的卷扬机产品系列设计，使卷扬机的性能参数与经济效益结合指标达到了较为统一的水平，也给使用和维修带来了方便，促进了卷扬机的更新换代。然后新产品种数达到近十个，其中最具有代表性的产品有福建省建筑机械厂的行星传动卷扬机、昆明建筑机械厂的少齿差传动卷扬机、长沙建筑机械研究所与福州市建筑机械厂联合开发的仿日本 Seibu 公司采用立式齿轮传动的电控卷扬机广州市一建公司机械厂的高速卷扬机适应高层建筑的多功能需要，而江苏海门第三机械厂引进专利技术开发的系列多排顶杆蠕动传动的卷扬机分为三大系列：即电控、手控和微机程控三大类，其性能优于代表国际先进承平的 Seibu“一” 字型卷扬机，使我国的建筑卷扬机技术跨入世界先进行列。Stocky 系列卷扬机采用多排顶杆蠕动减速装置，并将该减速装置直接设置于卷筒内，使设计的卷扬机达到体积小、重量轻、过载能力大、节省能源、工作安全可靠。根据用户使用反映卷扬机采用锥形制动电机后，由于一般建筑工地离变压器较远，电缆压降较大，时常出现制动器释放不开，使得卷扬机不能正常工作，因此又设计了一种采用普通 Y 系列的、带制动器的“一” 字型卷扬机，将多排顶杆蠕动传动应用在建筑卷扬机中，当时使我国的卷扬机技术一改几十年一贯制的落后状态，一跃跨入世界先进行列，该产品的整机组合合理，结构紧凑，重量轻，过载能力强，工作安全可靠其中传动方式部分的设计构思独特、新颖、受力均匀、合理，当时属国内外首创。 Rotzler 公司，I型卷扬机设计用于汽车装载机和船舶起重机，也可用于打井机和特种提升设备。重量轻尺寸紧凑的结构可提高起重机起重能力，I卷扬机减速箱的扭矩不断受到检测，并借助一种新型电子检测控制装置(MCD)将检测结果转换为线性模拟信号。该信号可整合到任何起重机的电子控制系统中，使司机随时能够精确测定卷扬机的负荷。利用该线性信号，在卷扬机负荷超过 90额定值时还可发出声音或图象警示。当卷扬机提升或放下重物时，或当制动使重物静止时测定减速箱扭矩。新型电子控制系统可用来确定最低吊钩位置，防止操作者误操作使钢绳缠绕圈数少于安全必需的 3 圈。该卷扬机有 3 种规格，提升力7 KN、10KN 和 19 KN，最小型号重 50Kg，长 320 rain，宽 280 rain，高 280 rain 。Demag 公司推出了一种能频繁、快速进行提升作业的高速提升装置。一种能以70mmin 的提升速度提升 80kg 物体，另一种以 35mmin 的提升速度提升 1 60 kg 物体。这种装置的速度是 Demag DS1 卷扬机的 5 倍。可用于发货中心的货物码。联合动力产品公司(APPI)研制开发了一种带式葫芦和卷扬机系列产品，它用高强度编织带代替传统的钢丝绳或起重环链，能消除载荷回转、钢丝绳缠绕等问题，具有便于搬运、安装和检查等优点。该公司还可根据用户的要求，提供电动机、液压马达和气动马达作为传动部件，这种带式葫芦的最大起重量为 2.5 t，带式卷扬机为 5.4t。为了适应我国建设任务具有量大、面广、分散等特点，以及劳力资源丰富，财力不足以及贯彻执行机械化、半机械化与改良工具相结合的方针，实行多层次的装备政策和 近期内以发展中、小型机械为主的方针要求，设计符合我国国情的新的卷扬机势在必行，也是迫在眉睫的事。随着微机技术在世界的改变及在电路中的智能化，PLC 在电路中的运用得到了广泛的应用,而它可靠性高、能经受恶劣环境的考验、使用极方便的巨大优越性，迅速占领工业自控领域，成为工业自动控制的首选产品，与机动人、CDM/CAM 并称为工业生产自动化的三大支柱。三、选题依据、主要研究内容、研究思路及方案：选题依据及其主要研究内容：为了更好地改善已往卷扬机在工业中的缺点，如：钢丝绳在工作中由于受到挤压而使其使用寿命下降，而采用排绳机构进行均匀排绳从而提高了钢丝绳的使用寿命。同样在控制电路中，采用 plc 来进行控制这样能减少电路中的繁锁，根据科学技术要从智能化和微型化进行发展。从而改善了采用继电器来控制电路。并增强了控制的实时性，更能保证精度要求的产品质量。这样也跟上了主流计算机发展的潮流、将生产控制与生产管理合二为一。也就是迎合了全集成自动化的概念，将数据处理、通信、控制程序统一起来了。研究的思路及方案是：1）动力及传动部分采用合适的三相异步电机，通过减速箱驱动卷扬机转动2）排绳机构设计出排绳机构，以减速箱齿轮提供的动力，驱动排绳机构往复直线运动，使得钢丝绳能在卷扬机卷筒上整齐排列3）卷扬机对卷扬机滚筒进行结构设计和强度、寿命校核4）采用继电器和手动按钮设计三相异步电机的正、反转、快转和慢转，完成控制面