固定卷扬式启闭机毕业设计1.docx

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固定卷扬式启闭机毕业设计1

平板式闸门启闭机

摘要:

我们设计的题目来源于实际生产，闸门是用来蓄水泄洪灌溉的重要装置。

平板式启闭机是用来启闭平板式闸门的机械。

主要有滑轮组，卷筒装置驱动装置安全保护装置及机架等部分组成。

它的设计主要用类比法。

根据前人的经验，经过初步的假设和反复的校核计算综合考虑各种因素才能设计出所需的产品。

我们以设计条件即基础布置图，起升高度提升速度最大起重量为依据，依次对各部分进行设计但它们之间又有密切的联系设计需交　叉进行。

我侧重于对滑轮组的计算设计，在本设计中我重点介绍了滑轮的构造，材料的选择滑轮的校核及滑动轴承的设计力求使滑轮及滑轮组在满足强度刚度稳定性的基础上，使设计技术先进结构合理节省材料降低成本由于对启闭机的设计属于常规设计我们设计的又来源于生产是在考虑其用途及效益的可行性前提下完成的经过了科学的验证因而具有很强的理论与实践应用价值

关键词：

滑轮组类比法

ThedesigningoftheFlatGateHoist

ABSTRACT:

Thetoπcthatwedesignstemfromproductionreality,itusedforreleasefloodwater,conservationstorage,importantdeviceirrigated,Theflatgatehoistakindofmachineryofopeningandclose,witchopeningandclosethegateItiscomposedbypulleyblock,realdevicedrive,securityprotectorandframework,etc…Wedesignitdependonanalogylawmainly,accordingtoexperiencethatforefathersdesignandcalculatethroughpreliminaryassumptionandrepeatcheck,consideringsyntheticallythatvariouskindsoffactorsdesigntheproductsneeded.Wedependonthedesignconditionssuchasgetupandrisedegree,promotespeedthemaximweightetc,anddesigneverypartintheproperorder.Becausetheygetintouchclosely,thedesigningneedtobecarriedoutalternately.Ilayparticularemphasisondesigninthepulleyequips,inthispart,Imainlyintroducedthestructureofthepulley,materialchoice,thecheckofthepulleystalkandthedesignoftheglidebearings,trytomakepulleyandpulleysetonthebasis,suchas,rigidity,satiety,meettheintensity.Becausethedesignoftheheadstockbelongstothenormalone,whichcomesfromproductionreality,anditisfinishedundertheconditionoftheconsiderationoftheuseandbenefitisfeasibleBecauseofscientificverification,thedesignhascertaintheoryandpracticevalue

KEYWORD:

pulley,lawofanalogy

目录

中文摘要

英文摘要

前言……………………………………………………………………………………1

第一章启闭机…………………………………………………………………2

1.1　启闭机的类型……………………………………………………………………2

1.2启闭机的机构布置构造及工作原理……………………………………………3

1.3起升机构的布置……………………………………………………………………3

第二章滑轮组装置………………………………………………………4

2.1滑轮………………………………………………………………………………4

2.2滑轮组…………………………………………………………………5

2.3钢丝绳的选择计算………………………………………………………………7

2.4滑轮组的相关数据及计算…………………………………………………8

第三章　卷筒………………………………………………………11

3.1卷筒的类型……………………………………………………………11

3.2卷筒部件机结构布置…………………………………………………11

3.3卷筒的构造与材料…………………………………………………11

3.4卷筒的基本尺寸计算………………………………………………13

3.4.1卷筒直径D………………………………………………………13

3.4.2卷绳圈数…………………………………………………………13

3.4.3卷筒长度L………………………………………………………13

3.4.4卷筒壁厚δ………………………………………………………14

3.5卷筒强度计算………………………………………………………14

3.6卷筒的稳定性校核………………………………………………15

3.7钢丝绳在卷筒上的固定　…………………………………………15

3.8开始齿轮的选择及较核……………………………………………15

3.9卷筒支承轴的选择及计算……………………………17

第四章　驱动部件的选择计算

4.1　部件的选择计算…………………………………………………………………20

4.2驱动机构的计算…………………………………………………………………23

4.3　安全行程装置…………………………………………………………………24

总结…………………………………………………………………………………25

参考文献………………………………………………………………………………26

致谢…………………………………………………………………………………27

翻译材料………………………………………………………………………………28

前言

启闭机是水利水电工程的重要设备之一，对发电防洪、灌溉和航运等起着重要作用。

这次我所设计的设备是固定卷扬启闭机，启闭能力为2×500KN，其设计起升高度（扬程）为40m，采用双吊点起吊，是目前国内启闭能力不大的较低扬程固定卷扬式启闭机。

该启闭机卷筒采用三层卷绕，卷筒容绳量大。

整机布置为双联卷筒单驱动型式。

由于受基础布置的限制，与其它布置型式相比，整机外形尺寸加大。

设计过，选择合适的滑轮组和钢丝绳；接下来是卷筒装置，而我的设计侧重点就是这部分，在这部程如下：

在大致确定了启闭机的组成与结构布置以后分中，我详细介绍了关于其基本参数的选择、开式齿轮及卷筒轴的设计和校核，力求在满足要求的基础上，使设计技术先进，结构合理，节省材料，降低成本。

以下是驱动部件及安全装置等。

此次设计与人民的生活、生产密切相关，而这就是我们设计具有较强的现实意义。

同时，本设计也是我们学业即将完成之际，具有较强的理论基础上进行的，对我们所学知识的检验和复习，必将对以后的工作打下坚实的基础。

我们主要参考《起重机设计规范》和华北水利水电出版的《工程起重机械》等相关设计手册和标准设计的，由于我们的理论知识有限，实践经验不足，难免会出现一些错误，请各位老师批评指正。

第一章

启闭机

1.1启闭机的类型

目前国内采用卷扬式启闭机操作弧形闸门，有两种形式可供选择，即前拉式弧门启闭机与后拉式普通卷扬启闭机。

前者的起吊位置位于弧门面板的前下方，启门时随着钢丝绳带动闸门吊耳上升，弧门绕支铰转动，从而开启闸门。

该启闭机不设动滑轮装置，钢丝绳与闸门吊耳直接连接，结构简单，适用于启闭容量较小的情况。

采用普通卷扬启闭机操作弧门时，起吊位置则位于弧门主梁上方，即后拉式。

该类启闭机启闭容量较大，但受弧门转动角度的制约，启闭机房位于闸室的后上方，水工布置较为复杂。

卷扬式启闭机分为固定式和移动式。

使用方式上有ＱＰG型平板门卷扬式启闭机、ＱＨ弧型门卷扬式启闭机、ＱＰＫ快速卷扬式启闭机在使用上有单、双吊点式。

驱动为电力驱动，可增设手摇机构。

适用于大、中、小型水电站、水库、河流水产养殖业等水利水电工程。

本系列启闭机具有结构紧凑、承载能力大、启闭灵活、运行平稳可靠、操作安全、安装维修方便等优点，如今，通过技术创新的设备，在我国的水利、水电工程建设中发挥了中流砥柱的作用。

水利水电工程上将启、闭闸门用的各种起重机械系统称为闸门启闭（简称启闭）。

不同类型的启闭机多数是用它的机构特征来命名的，如卷扬式启闭机、油压式启闭机等，只有少数是用闸门形式或用途来命名的如弧门启闭机、快速闸门启闭机等。

由于启闭机是一种有特殊运行要求和特定用途的起重机械，因此它的设计计算和机构造型与一般起重机械不尽相同。

根据布置形式，启闭机可分为固定和行走两类：

（1）固定类（即一机一门的布置）

当一台启闭机只操作一扇闸门时，启闭机只需有一个起降机构，不必配备水平运动机构，属于这一类的有：

螺杆式启闭机、固定卷扬式启闭机、油压式启闭机。

（2）走行类（即一机多门的布置）

当数扇闸门由一台启闭机操作时，这启闭机除了有升降机构外，尚需有一个或两个走行机构。

有一个走行机构的有：

台车式启闭机和单向门式启闭机；有两个走行机构的为双向门式启闭机。

1.2启闭机的机构布置构造及工作原理

本启闭机由传动机构、起升机构、保护装置、机架和电气控制装置等组成。

其中传动机构包括电动机、制动器、减速器、中间轴等。

起升机构由开式齿轮、卷筒、卷筒轴等组成。

保护装置则包括荷重限制器和高度指示器等。

固定卷扬式启闭机一般都采用开式布置。

本设计启闭机为单吊点闸门启闭机。

其特点是启闭机启吊容量大，起升扬程高，所有部件都布置在一个机架上。

电动机通过一个标准减速器和一对开始齿轮输出功率使卷筒转动。

滑轮组布置在卷筒与电动机之间。

过负荷切断装置布置在定滑轮之间的中央，与滑轮轴线垂直，并用平衡滑轮来操作。

这种布置的优点是：

结构紧凑，运行维护比较方便。

1.3启升机构的布置

起升机构通常在电动机与卷筒之间采用效率较高的起重用标准两级减速器。

为便于安装，在电动机与减速器之间常用局用补偿性能的弹性销轴联轴器或齿轮联轴器，前者构造简单并能起缓冲作用，应用广泛。

齿轮联轴器的寿命与安装质量有关，并且需要经常润滑。

一般制动器都安装在高速轴上，这样所需的制动力矩小，重量轻。

经常利用联轴器的一半作制动轮。

带制动体的一半应装在减速机高速轴上，这样即使联轴器被破坏，制动器仍可把卷筒制动住，以确保机构安全。

由于所设计为大起重（Q=2×500KN）的起升机,为实现低速及增大卷筒与电动机之间的距离，除采用标准的两极减速机外，还增加一对开式齿轮转动。

具体的传动方案有以下几种：

a为开式小齿轮悬臂装在减速器上，此方案的构造比较简单，但由于轴端变形严重，使小齿轮沿齿宽方向受力不均匀，轮齿容易磨损。

b.c中开式小齿轮装在自身的对称双支点轴上，从而改善小齿轮受力状况。

小齿轮轴与减速器低速轴之间，可用一个全齿联轴器或用一根带中加浮动轴的两个半齿联轴器来连接。

d中将小齿轮状在减速器轴上，并将轴的左端也支承在减速器箱壳上，此方案不但小齿轮受力比较均匀，且结构简单和紧凑。

图1-1

综上分析可选择d图中布置方案。

第二章

滑轮组装置

滑轮组装置是由钢丝绳和一定数量的滑轮组成的。

2.1滑轮

2.1.1滑轮的构造

在起重机的起升机构中,钢丝绳要先绕过若干个滑轮,然后固定在卷筒上.滑轮根据其用途分成定滑轮和动滑轮两种.定滑轮固定不动,用来改变钢丝绳的方向;动滑轮装在移动的心轴上,可与定滑轮一起组成滑轮组以达到省力、增速的目的。

滑轮也常用作均衡滑轮来均衡两支钢丝绳的拉力。

按滑轮的制造工工艺分为锻造、铸造和焊接三种。

本设计中选用的就是铸造滑轮。

滑轮一般由轮缘、轮辐和轮毂三部分组成。

滑轮的构造如图2-1所示：

图2-1图2-2

一.滑轮的槽形

滑轮绳槽的形状及尺寸，对钢丝绳的寿命有很大影响。

U形槽使钢丝绳的损坏最少，它是由一个圆弧形的槽底与两个倾斜的侧壁组成（图2-2）。

对于槽形的要求是：

1.钢丝绳与绳槽应有足够的接触面积。

钢丝绳圆周的接触角必须在135°左右（一般为120°～150°）。

槽底的直径与钢丝绳的直径必须相适应,滑轮槽底半径应稍大于钢丝绳半径,一般取R=（0.54～0.6）d;钢丝绳的直径小时R取大些，钢丝绳的直径大时R取小些。

槽底直径与钢丝绳直径相比太大或太小都会加速槽底的损坏。

槽底太窄时，钢丝绳被槽夹住引起变形，将妨碍钢丝绳正常转动；槽底太大时，钢丝绳由于局部压力而呈扁平形，助长钢丝绳的疲劳。

此外，由于钢丝绳的磨擦，也使滑轮过早损坏。

2.允许钢丝绳有一定的偏斜角（角度的正切约为1/10），而不致使钢丝绳与绳槽侧壁相磨擦，为此绳槽侧壁应有适当的夹角。

通常a=35°～45°。

a过小，钢丝绳允许偏角减小；a过大，钢丝绳的接触角（180°-a）减小。

3.绳槽应有足够大的深度H，以防止钢丝绳脱槽。