1、模块四模块四 起升机构起升机构 单元一单元一 起升机构概述起升机构概述 一、起升机构的基本原理一、起升机构的基本原理 在起重机的四大机构中 ， 在起重机的四大机构中 ，由于起升机构是用来实现货由于起升机构是用来实现货 物的升降 ， 这是任何起重机物的升降 ， 这是任何起重机 不可缺少的部分 ， 因而是起不可缺少的部分 ， 因而是起 重机中最重要、最基本的机重机中最重要、最基本的机 构 ， 它的性能的优劣 ， 将直构 ， 它的性能的优劣 ， 将直 接影响整台起重机械的工作接影响整台起重机械的工作 性能 。
性能 。
尽管起升机有各种各样的型式 ， 但它总是由尽管起升机有各种各样的型式 ， 但它总是由起升、起升、 运行、变幅和回转机构运行、变幅和 。

2、回转机构的不同组合 ， 并加上支承金属结的不同组合 ， 并加上支承金属结 构 ， 动力装置及控制设备等构成 。
构 ， 动力装置及控制设备等构成 。
（一）起升机构的组成（一）起升机构的组成 驱动装置驱动装置电机电机 传动装置传动装置联轴器、减速器、浮动轴联轴器、减速器、浮动轴 卷绕系统卷绕系统卷筒组、滑轮组、钢丝绳卷筒组、滑轮组、钢丝绳 制动装置制动装置制动器制动器 取物装置取物装置吊钩组、抓斗、电磁吸盘、夹钳等吊钩组、抓斗、电磁吸盘、夹钳等 安全指示辅助装置安全指示辅助装置起升高度限位器（双重保护、起升高度限位器（双重保护、 双向保护双向保护）、）、起重量限制器、速度限制器、起重量指起重量限制器、速度限制器、起 。

【模块四|模块四 起升机构】3、重量指 示器、派绳装置等示器、派绳装置等 1.起升机构的工作过程起升机构的工作过程 2.起升机构的基本组成起升机构的基本组成 （二）起升机构的工作速度（二）起升机构的工作速度 1.起升速度起升速度 2.下降速度下降速度 通常采用起升速度来表征机构的起升能力通常采用起升速度来表征机构的起升能力 （三）起升机构的型式（三）起升机构的型式 1.主主/副起升机构副起升机构 条件：起重量大于条件：起重量大于10t； 形式：设主副两个起升机构；形式：设主副两个起升机构； 特点：主副机构不能特点：主副机构不能 同时工作同时工作 ； 2、双、双/多卷扬起升机构多卷扬起升机构 特点：设两个独立并能同时特点：设两 。

4、个独立并能同时 工作的起升机构；工作的起升机构； （三）起升机构的型式（三）起升机构的型式 3、取物装置的变化、取物装置的变化 种类：吊钩式、抓斗式、电磁吸盘式等；种类：吊钩式、抓斗式、电磁吸盘式等； 4、主传动及卷筒布置方式的变化、主传动及卷筒布置方式的变化 按主传动方式分：平行轴线式、垂直轴线式、同轴线式；按主传动方式分：平行轴线式、垂直轴线式、同轴线式； 按卷筒布置形式分：单卷筒单轴式、双卷筒单轴式、双卷按卷筒布置形式分：单卷筒单轴式、双卷筒单轴式、双卷 筒双轴式 。
筒双轴式 。
二、起升机构的布置方案二、起升机构的布置方案 （一）平行轴线布置（一）平行轴线布置 1、吊钩起重机、吊钩起重机。

5、特点特点:右图减速器与卷筒右图减速器与卷筒 之间增加一对开式齿轮；之间增加一对开式齿轮； 二、起升机构的布置方案二、起升机构的布置方案 （一）平行轴线布置（一）平行轴线布置 1、吊钩起重机、吊钩起重机 特点：双电动机、特点：双电动机、 两个单联卷筒拖两个单联卷筒拖 动同一个负载；动同一个负载； 二、起升机构的布置方案二、起升机构的布置方案 （一）平行轴线布置（一）平行轴线布置 1、吊钩起重机、吊钩起重机 特点：卷筒支承在两个轴承特点：卷筒支承在两个轴承 座上 ， 即为两个支点；箱体座上 ， 即为两个支点；箱体 下方另设一个支承 ， 形成三下方另设一个支承 ， 形成三 点支承结构 。
点支承结构 。
2、抓斗起重机、 。

6、抓斗起重机 特点：两套完全相同的起升机构组成 ， 一套实现抓特点：两套完全相同的起升机构组成 ， 一套实现抓 斗升降动作 ， 另一套实现抓斗开闭动作 。
斗升降动作 ， 另一套实现抓斗开闭动作 。
2.同轴线布置同轴线布置 2.同轴线布置同轴线布置 特点：传动比大、效率高、构造紧凑、质量小、易特点：传动比大、效率高、构造紧凑、质量小、易 实现系列模块化；实现系列模块化； 3.垂直轴线布置垂直轴线布置 单元二单元二 起升机构的构造起升机构的构造 按驱动方式按驱动方式 动力驱动动力驱动 人力驱动人力驱动少用少用 集中驱动集中驱动流动式起重机流动式起重机 分别驱动分别驱动供电方便供电方便 起升机构的总体布置在很大程度上取 。

7、决于起升机构的总体布置在很大程度上取决于驱动装置驱动装置的的 型式 。
集中驱动仅用于以内燃机为原动力的流动式起重机型式 。
集中驱动仅用于以内燃机为原动力的流动式起重机 （如汽车、轮胎等） ， 其（如汽车、轮胎等） ， 其构造特点构造特点是传动装置与操纵系统是传动装置与操纵系统 复杂 ， 而对分别驱动来说 ， 由于各机构用单独的电动机驱复杂 ， 而对分别驱动来说 ， 由于各机构用单独的电动机驱 动 ， 带来的优点是布置方便 ， 安装和检修容易 ， 因而分别动 ， 带来的优点是布置方便 ， 安装和检修容易 ， 因而分别 驱动是现代起重机主要采用的型式 。
驱动是现代起重机主要采用的型式 。
一、电动机与减速器输入轴之间的连接一、电动机与减速器输入轴之间的 。

8、连接 （一）起升机构高速轴传动连接基本要求（一）起升机构高速轴传动连接基本要求 （1）转速高；）转速高； （2）有一定的补偿性能；）有一定的补偿性能； （3）结构紧凑 。
）结构紧凑 。
（二）起升驱动装置（二）起升驱动装置 1、电动机、电动机 带有低脚的电动机带有低脚的电动机 2、液压马达、液压马达 高速液压马达或低速大转矩液压马达高速液压马达或低速大转矩液压马达 （三）联轴器的种类和特点（三）联轴器的种类和特点 为了安装方便与避免高速轴在为了安装方便与避免高速轴在小车架受载变形小车架受载变形时受时受 到弯曲 ， 联轴器应当是带有调位补偿性能的使用：到弯曲 ， 联轴器应当是带有调位补偿性能的使用： 无浮动 。

9、轴无浮动轴时：时： 有浮动轴有浮动轴时：时： 全齿联轴器全齿联轴器 弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器 梅花联轴器梅花联轴器 半齿联轴器半齿联轴器 梅花联轴器梅花联轴器 （四）起升制动系统（四）起升制动系统 制动器一般都装在高速轴上 ， 高速轴转矩小 ， 以减小制动器一般都装在高速轴上 ， 高速轴转矩小 ， 以减小 其尺寸 。
经常利用其尺寸 。
经常利用联轴器的一个半体兼作制动轮联轴器的一个半体兼作制动轮 ， 且带制 ， 且带制 动轮的半体应动轮的半体应安装在减速器轴安装在减速器轴上 ， 这样 ， 既可以提高安全上 ， 这样 ， 既可以提高安全 度（即使联轴器、浮动轴等出现损坏 ， 制动器仍能起作用 ， 度（即使联轴器、浮动轴等出现损坏 ， 制动器仍能起作 。

10、用 ，保证了安全保证了安全） ， ） ， 又可以避免浮动轴和联轴器另一半体长时又可以避免浮动轴和联轴器另一半体长时 间受载 ， 提高其使用寿命 。
间受载 ， 提高其使用寿命 。
制动装置的安装位置：制动装置的安装位置： 一个制动器时 ， 一般装载减速器端一个制动器时 ， 一般装载减速器端 两个制动器时 ， 另一个制动器的安装位置有三种两个制动器时 ， 另一个制动器的安装位置有三种 c. 浮动轴的另一个联轴器上浮动轴的另一个联轴器上：简单、部件少、分组性好 ， ：简单、部件少、分组性好 ，但浮动轴和联轴器全成了受力构件 。
但浮动轴和联轴器全成了受力构件 。
a. 减速器的另一端减速器的另一端：安全性高 ， 但需双出轴的减速器 ， 和：安全性高 ， 但 。

11、需双出轴的减速器 ， 和 一个与制动器相匹配的刚性制动轮 ， 另外 ， 对机构的布置一个与制动器相匹配的刚性制动轮 ， 另外 ， 对机构的布置 也有影响 。
也有影响 。
b. 电动机的另一端电动机的另一端：需双出轴电机和刚性制动轮 ， 一般尽：需双出轴电机和刚性制动轮 ， 一般尽 量避免 。
目前也有将盘式制动器装载电机尾部壳体内 ， 制量避免 。
目前也有将盘式制动器装载电机尾部壳体内 ， 制 成一个组合部件（带制动器的电动机成一个组合部件（带制动器的电动机） ， ） ， 从而使机构外形从而使机构外形 紧凑、美观 ， 但难于维修 。
紧凑、美观 ， 但难于维修 。
二、减速器输出轴与卷筒连接二、减速器输出轴与卷筒连接 （一）起升机构低速轴系传动连接基本要求（一 。

12、）起升机构低速轴系传动连接基本要求 （1）低转速 ， 传动平稳；）低转速 ， 传动平稳； （2）支承合理 ， 安全可靠；）支承合理 ， 安全可靠； （3）补偿性和分组性好 ， 便于布置安装 。
）补偿性和分组性好 ， 便于布置安装 。
1、两轴端用柔性联轴器直接相连的方案、两轴端用柔性联轴器直接相连的方案 定义：起升机构低速部分采用单个卷筒装在单一轴上的定义：起升机构低速部分采用单个卷筒装在单一轴上的 布置形式 。
布置形式 。
（二）单卷筒单轴式（二）单卷筒单轴式 优点：原理简洁、清晰 ， 优点：原理简洁、清晰 ，补偿性能和分组性好 。
补偿性能和分组性好 。
缺点：卷筒轴向尺寸较缺点：卷筒轴向尺寸较 长 ， 轴向布置松散、长 ， 轴向布置松散 。

13、、 自重较大 。
自重较大 。
2、卷筒联轴器连接方案、卷筒联轴器连接方案 （1）方案一：专用齿形卷筒联轴器）方案一：专用齿形卷筒联轴器 优点：封闭式传动方案 ， 结构紧凑 ， 连接可靠 ， 补偿性优点：封闭式传动方案 ， 结构紧凑 ， 连接可靠 ， 补偿性 和分组性好 。
和分组性好 。
缺点：输出端构造复杂 ， 承受径向载荷的能力有限 。
缺点：输出端构造复杂 ， 承受径向载荷的能力有限 。
（2）方案二：专用鼓形齿卷筒联轴器）方案二：专用鼓形齿卷筒联轴器 优点：结构紧凑 ， 工作稳定 ， 传递转矩和承受径向载荷优点：结构紧凑 ， 工作稳定 ， 传递转矩和承受径向载荷 较大 ， 补偿性和分组性好 。
较大 ， 补偿性和分组性好 。
2、卷筒联轴器连接方案、卷筒联轴器连 。

14、接方案 （3）方案三：专用鼓形滚子卷筒联轴器）方案三：专用鼓形滚子卷筒联轴器 优点：结构紧凑 ， 支承静定 ， 补偿性和分组性好 ， 传递优点：结构紧凑 ， 支承静定 ， 补偿性和分组性好 ， 传递 转矩和承受径向载荷能力强 ， 便于安装 。
转矩和承受径向载荷能力强 ， 便于安装 。
（4）方案四：球铰式卷筒联轴器）方案四：球铰式卷筒联轴器 优点：适合于起重量大 ， 卷筒长 ， 补偿性要求高的场合 。
优点：适合于起重量大 ， 卷筒长 ， 补偿性要求高的场合 。
2、卷筒联轴器连接方案、卷筒联轴器连接方案 （5）卷筒联轴器方案的注意事项）卷筒联轴器方案的注意事项 轴向力及轴向固定问题：由于卷筒轴上出现轴向力 ， 从轴向力及轴向固定问题：由于卷筒轴上出现轴 。

15、向力 ， 从 连接原理方案二和方案三卷筒联轴器都不能承受太大的连接原理方案二和方案三卷筒联轴器都不能承受太大的 轴向载荷 ， 否则可能造成传动连接失败 。
此类方案改为轴向载荷 ， 否则可能造成传动连接失败 。
此类方案改为 由卷筒轴承座独自承受轴向力的形式 。
由卷筒轴承座独自承受轴向力的形式 。
卷筒联轴器安装定位问题：安装时保证轴向定位准确 。
卷筒联轴器安装定位问题：安装时保证轴向定位准确 。
3、输出轴附加开式齿轮传动方案、输出轴附加开式齿轮传动方案 （1）普通低速轴附加开式齿轮传动）普通低速轴附加开式齿轮传动 连接原理：两轴端用柔性联轴器相连 ， 适合于圆周速度较连接原理：两轴端用柔性联轴器相连 ， 适合于圆周速度较 低 。

16、的情况 ， 大齿轮布置在靠近卷筒的最后传动级中 。
低的情况 ， 大齿轮布置在靠近卷筒的最后传动级中 。
(a)小齿轮直接悬臂安装；小齿轮直接悬臂安装； (b)(c)小齿轮独立轴承座双点支承；小齿轮独立轴承座双点支承； (d)小齿轮支承在减速器箱体上 。
小齿轮支承在减速器箱体上 。
3、输出轴附加开式齿轮传动方案、输出轴附加开式齿轮传动方案 （2）特殊的开式传动）特殊的开式传动 应用：对于大起重量的起升机构 ， 采用特殊布置形式的减应用：对于大起重量的起升机构 ， 采用特殊布置形式的减 速器附加开式传动的方案 ， 以降低起升速度 。
速器附加开式传动的方案 ， 以降低起升速度 。
（3）串级传动）串级传动 （4）开式大齿轮与卷筒的连 。

17、接）开式大齿轮与卷筒的连接 4、两轴直接刚性相连的连接方案、两轴直接刚性相连的连接方案 卷筒轴与减速器轴直接刚性连接方案卷筒轴与减速器轴直接刚性连接方案 特点：减速器输出轴以平键或花键的形式与卷筒轮辐直接特点：减速器输出轴以平键或花键的形式与卷筒轮辐直接 刚性连接 ， 并支承卷筒一侧 ， 卷筒另一侧采用短轴形式刚性连接 ， 并支承卷筒一侧 ， 卷筒另一侧采用短轴形式 支承在轴承座上 。
支承在轴承座上 。
5、两轴合二为一的连接方案、两轴合二为一的连接方案 （1）减速器通轴的连接方案）减速器通轴的连接方案 特点：输出轴延长为通轴 ， 连接卷筒 ， 单侧轴承座支承 ， 特点：输出轴延长为通轴 ， 连接卷筒 ， 单侧轴承座支承 ，形成图形 。

18、成图a的超静定支承结构；去掉减速器输出侧中间轴承的超静定支承结构；去掉减速器输出侧中间轴承 只保留密封 ， 则为图只保留密封 ， 则为图b的静定简支结构 。
的静定简支结构 。
5、两轴合二为一的连接方案、两轴合二为一的连接方案 （2）卷筒轴的连接方案）卷筒轴的连接方案 特点：卷筒轴且卷筒两侧采用轴承支承 ， 减速器通过内花特点：卷筒轴且卷筒两侧采用轴承支承 ， 减速器通过内花 键与卷筒长轴连接固定 ， 并形成悬臂悬挂形式 。
键与卷筒长轴连接固定 ， 并形成悬臂悬挂形式 。
单元三单元三 特殊的起升机构构造特殊的起升机构构造 一、带变幅补偿装置的起升机构一、带变幅补偿装置的起升机构 中小臂架型起重机：绳索补偿法 ， 实现变幅过程吊 。

19、重的中小臂架型起重机：绳索补偿法 ， 实现变幅过程吊重的 水平移动 。
水平移动 。
方法：滑轮组补偿法和圆锥卷筒补偿法 。
方法：滑轮组补偿法和圆锥卷筒补偿法 。
二、采用牵引小车式的起升卷绕系统二、采用牵引小车式的起升卷绕系统 （一）桥式抓斗卸船机的起升卷绕系统（一）桥式抓斗卸船机的起升卷绕系统 组成：一个主小车、一个中组成：一个主小车、一个中 间辅助小车 。
间辅助小车 。
过程：当主小车移动一段距过程：当主小车移动一段距 离离S后 ， 辅助小车向主小后 ， 辅助小车向主小 车的方向移动车的方向移动S/2的距离 ， 的距离 ，保证抓斗起升机构不动保证抓斗起升机构不动 作时 ， 抓斗在小车水平作时 ， 抓斗在小车水平 运行过程中高 。

20、度保持不运行过程中高度保持不 变 。
变 。
二、采用牵引小车式的起升卷绕系统二、采用牵引小车式的起升卷绕系统 （二）岸边集装箱起重机起升卷绕系统（二）岸边集装箱起重机起升卷绕系统 组成：一组钢丝绳既起升集组成：一组钢丝绳既起升集 装箱 ， 又牵引小车运行 。
装箱 ， 又牵引小车运行 。
两组钢丝绳分别从卷筒两组钢丝绳分别从卷筒 引出 ， 经过滑轮 ， 绕过引出 ， 经过滑轮 ， 绕过 小车滑轮和吊具上架滑小车滑轮和吊具上架滑 轮后 ， 再回到小车并固轮后 ， 再回到小车并固 定系结 。
定系结 。
三、双三、双/多层卷绕系统多层卷绕系统 （一）绳端固定于卷筒中部的双联双层卷绕系统（一）绳端固定于卷筒中部的双联双层卷绕系统 过程：钢丝绳绳端 。

21、固定于卷过程：钢丝绳绳端固定于卷 筒中部并向两侧沿绳槽筒中部并向两侧沿绳槽 缠绕第一层 ， 第一层缠缠绕第一层 ， 第一层缠 绕后 ， 钢丝绳开始向卷绕后 ， 钢丝绳开始向卷 筒中部反向缠绕第二层 。
筒中部反向缠绕第二层 。
三、双三、双/多层卷绕系统多层卷绕系统 （二）绳端固定于卷筒端部的同向四联双层卷绕系统（二）绳端固定于卷筒端部的同向四联双层卷绕系统 过程：两个双联滑轮组的两个绳头用压板分别固定在卷筒两过程：两个双联滑轮组的两个绳头用压板分别固定在卷筒两 侧 ， 则有四个分支；用侧 ， 则有四个分支；用A1、A2的第一个分支分别卷绕在的第一个分支分别卷绕在 卷筒的左右两端并形成第一层绳 ， 同时用卷筒的左右两端并形成第 。

22、一层绳 ， 同时用A2、A1的另一的另一 分支分别卷绕在卷筒左右两端 ， 形成第二层绳 。
分支分别卷绕在卷筒左右两端 ， 形成第二层绳 。
三、双三、双/多层卷绕系统多层卷绕系统 （三）采用排绳装置的多层卷绕系统（三）采用排绳装置的多层卷绕系统 措施：措施：(1)卷筒开螺旋绳槽 ， 保证第一层钢丝有序排列；卷筒开螺旋绳槽 ， 保证第一层钢丝有序排列； （2）采用一般或特殊绳槽装置；）采用一般或特殊绳槽装置； （3）采用压绳器；）采用压绳器； （四）大起升高度的卷绕系统（四）大起升高度的卷绕系统 起升高度超过起升高度超过20米 ， 卷绕系统方案：米 ， 卷绕系统方案： （1）加大卷筒直径、长度或数量；）加大卷筒直径、长度或数量 。

23、； （2）减小滑轮组倍率 。
）减小滑轮组倍率 。
单元四单元四 起升机构的设计起升机构的设计 一、已知条件和任务一、已知条件和任务 1.已知条件已知条件 设计参数设计参数mQ(PQ) ， vn， H， 工作级别、工作级别、JC等；等； 起重机的使用场合、具体工作条件起重机的使用场合、具体工作条件 是否有特殊要求（如高空作业、防爆、防水是否有特殊要求（如高空作业、防爆、防水） 2.任务任务 初步确定起升机构的布置方案 ， 确定起升倍率初步确定起升机构的布置方案 ， 确定起升倍率m； 通过计算 ， 选用机构中所需要的标准零部件（电机、通过计算 ， 选用机构中所需要的标准零部件（电机、 制动器、联轴器、钢丝绳、吊钩组等） ，。

24、设计非制动器、联轴器、钢丝绳、吊钩组等） ， 设计非标标 件并对其进一步的强度、刚度计算件并对其进一步的强度、刚度计算 。
二、起升机构的载荷特点和计算工况二、起升机构的载荷特点和计算工况 单向作用载荷单向作用载荷（位能性载荷位能性载荷） 起、制动时间较短（动载荷作用时间较短）起、制动时间较短（动载荷作用时间较短） 惯量主要集中在高速部分（系统总惯量较小 ， 动载荷较小惯量主要集中在高速部分（系统总惯量较小 ， 动载荷较小） 2.计算工况计算工况 1. 载荷特点载荷特点 满负荷正常工作时期（不考虑起动动载荷影响满负荷正常工作时期（不考虑起动动载荷影响） 根据起升机构的载荷特点 ， 可将根据起升机构的载荷特点 ， 可 。

25、将稳定运动时的额定稳定运动时的额定 起升载荷作为机构的计算载荷起升载荷作为机构的计算载荷 。
二、起升机构的载荷特点和计算工况二、起升机构的载荷特点和计算工况 高速轴高速轴 3. 从从卷筒到制动轮间的大部分传动件卷筒到制动轮间的大部分传动件要按第要按第类载荷进类载荷进 行疲劳计算 ， 即行疲劳计算 ， 即 (1.31.4) n MM 6Q MM 62 1 (1) 2 除电机轴以外的低速轴除电机轴以外的低速轴 MQ额定起升载荷换算到计算轴上的力矩 。
额定起升载荷换算到计算轴上的力矩 。
- 二、起升机构的载荷特点和计算工况二、起升机构的载荷特点和计算工况 max (2.02.5) n MM max2Q MM。

26、高速轴高速轴 除电机轴以外的低速轴除电机轴以外的低速轴 5. 电机至制动器间的轴 ， 由于起、制动的影响 ， 扭转应电机至制动器间的轴 ， 由于起、制动的影响 ， 扭转应 力大体按力大体按对称循环变化对称循环变化的 。
其余的 。
其余大部分传动轴和轮齿上大部分传动轴和轮齿上 的弯曲应力按脉动循环变化的弯曲应力按脉动循环变化的 。
的 。
4. 制动轮至电机间的传动件制动轮至电机间的传动件经常承受电机起动力矩的作经常承受电机起动力矩的作 用 ， 需要适当考虑相应的动载系数 ， 按用 ， 需要适当考虑相应的动载系数 ， 按类载荷计算类载荷计算 - 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 1.钢丝绳钢丝绳的选定的选定 根据使用要求选好钢 。

27、丝绳的根据使用要求选好钢丝绳的结构型式结构型式 钢丝绳钢丝绳最大静拉力最大静拉力计算计算 0 max () Q zd PP N S xmkN P0 式中：式中： 吊具的自重；吊具的自重； x 绕上卷筒的钢丝绳分支数 。
绕上卷筒的钢丝绳分支数 。
z 、d滑轮组（滑轮组（z）、）、导向滑轮（导向滑轮（d）的效率 。
的效率 。
对抓斗 ， 电磁铁等的重力应计入对抓斗 ， 电磁铁等的重力应计入 PQ内；内； 当当H50m时 ， 起升钢丝绳的重力亦应考虑 。
时 ， 起升钢丝绳的重力亦应考虑 。
三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 1.钢丝绳的选定钢丝绳的选定 绳径绳径的计算和选定的计算和选定 max dC S a. C 。

28、值法值法 （选择系数法）（选择系数法） b. 安全系数法（破断拉力法）安全系数法（破断拉力法） max o FSn 两种方法实质一样两种方法实质一样 说明：说明： 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 2.卷筒及卷筒组的设计卷筒及卷筒组的设计 卷筒卷筒尺寸尺寸的计算的计算 卷筒卷筒强度、稳定性强度、稳定性计算计算 钢丝钢丝绳压板的固定绳压板的固定计算计算 卷筒组卷筒组零部件零部件的设计计算的设计计算 卷筒的卷筒的转速转速 0 n t mv n D 式中：式中： vn 起升速度（起升速度（mmin）；）； D0卷筒的卷（缠）绕直径（卷筒的卷（缠）绕直径（m）。
0 DDdhd 三、起升 。

29、机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 3.滑轮及滑轮组的设计滑轮及滑轮组的设计 滑轮滑轮直径直径的确定（包括均衡轮的确定（包括均衡轮） 滑轮滑轮构造构造的设计的设计 滑轮组和定滑轮组零部件滑轮组和定滑轮组零部件的设计计算的设计计算 钢丝绳偏角钢丝绳偏角的计算及钢丝绳缠绕图的计算及钢丝绳缠绕图 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 4.初选电动机初选电动机 起升静功率的计算起升静功率的计算 0 () 60 1000 Qn j PP v P 式中：式中： 起升时的总机械效率起升时的总机械效率； t 卷筒的机械效率 ， 采用滚动轴承卷筒的机械效率 ， 采用滚动轴承 时时t = 0.99（要注意和卷筒 。

30、的联接要注意和卷筒的联接 型式有关系 ， 此处型式有关系 ， 此处0.99是指齿轮接是指齿轮接 手式的联接手式的联接）；）； ch 传动机构的效率 ， 与传动的型式有关 。
传动机构的效率 ， 与传动的型式有关 。
（要注意考虑全部传动链中的影响 ， 如减速器、联要注意考虑全部传动链中的影响 ， 如减速器、联 轴器、开式传动等轴器、开式传动等） 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 4.初选电动机初选电动机 稳态功率稳态功率的计算的计算 电动机的初步选用电动机的初步选用 JCj PGP PJC在在JC值（机构值（机构）时的功率（时的功率（kW）；）； 稳态负载平均系数 ， 据电机类型和机构和机构稳态负载平均系数 ， 据电机 。

31、类型和机构和机构 JC值按表选用 。
值按表选用 。
G 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 5.减速装置减速装置 减速传动比的计算与分配减速传动比的计算与分配 d t n i n j ii 式中：式中： nd在在额定起升载荷额定起升载荷作用下的电机转速 ， 即相当作用下的电机转速 ， 即相当 于于Pj（静功率）时的电机转速；静功率）时的电机转速； 0000 ()() jj dnJC nJC PP nnnnnnn PP jk iii或或 n0电机同步转速电机同步转速 ， YZR系列有系列有1000rpm、750rpm 和和600rpm三种；三种； 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 5.减速 。

32、装置减速装置 减速传动比的计算减速传动比的计算 d t n i n j ii Pn 、nn 电机在电机在JC%值（机构或电机）时的额定功率和值（机构或电机）时的额定功率和 额定转速；额定转速； jk iii或或 ij 减速器的速比减速器的速比 ， 各种型号的减速器有其规定的速 ， 各种型号的减速器有其规定的速 比系列数；比系列数； ik 开式齿轮的速比开式齿轮的速比 ，1 2 k Z i Z 2 2 D Z m 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 5.减速装置减速装置 减速器的选用与校核减速器的选用与校核 一般根据起升机构的一般根据起升机构的传动比传动比i或或ij、输入功率输入功率Pj、输入 。

33、输入 转速转速nd及及机构的机构的JC值值 ， 从各标准减速器的承载能力表上 ， 从各标准减速器的承载能力表上 已列出的已列出的允许输入功率允许输入功率来选定合适的减速器型号 ， 其它来选定合适的减速器型号 ， 其它 如减速器的如减速器的中心距、轴端型式、装配型式中心距、轴端型式、装配型式等还应从机构等还应从机构 的具体布置要求出发予以仔细地考虑 。
的具体布置要求出发予以仔细地考虑 。
减速器时的许用功率减速器时的许用功率 0 d njj n PPP n 选定减速器后 ， 还应用选定减速器后 ， 还应用类载荷校核减速器输出轴类载荷校核减速器输出轴 的径向载荷和最大力矩是否符合要求 。
的径向载荷和最大力矩是否符合要求 。
三、 。

34、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 5.减速装置减速装置 减速器的选用与校核减速器的选用与校核 b. 输出轴最大允许径向力输出轴最大允许径向力 maxmax dch MMMi a. 输出轴最大允许扭矩输出轴最大允许扭矩 maxmax 2 G RRS 卷 注意：对臂架类型起重机 ， 如没有采用卷筒独立支承的注意：对臂架类型起重机 ， 如没有采用卷筒独立支承的 方案 ， 则作用在减速器输出轴上的径向力可能很大 ， 这方案 ， 则作用在减速器输出轴上的径向力可能很大 ， 这 不仅影响该输出轴的强度和寿命 ， 而且对不仅影响该输出轴的强度和寿命 ， 而且对减速器的地脚减速器的地脚 螺栓、箱盖螺栓螺栓、箱盖螺栓以至箱盖均有不利影 。

35、响 ， 因此 ， 门座起以至箱盖均有不利影响 ， 因此 ， 门座起 重机起升机构用减速器有时需要专门制作 。
重机起升机构用减速器有时需要专门制作 。
G卷/2（一端支撑在减速器上）（一端支撑在减速器上） 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 5.减速装置减速装置 选定选定减速器的标注减速器的标注 减速器型号减速器型号总中心矩总中心矩传动比传动比(代号代号)装配种类和输出轴型式装配种类和输出轴型式 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 6.验算起升速度和实际所需的功率验算起升速度和实际所需的功率 实际所需功率实际所需功率 nn i vv i 实际起升速度实际起升速度 n jjj n vi PPP v 。

36、i 100% 1015% nn n vv v - 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 7.静力矩的计算静力矩的计算 换算到电机轴上的静力矩为换算到电机轴上的静力矩为 起吊额定起升载荷时作用在卷筒轴山的静力矩为起吊额定起升载荷时作用在卷筒轴山的静力矩为 00 () 2 Q jt zdt PP D M m （Nm） 00 () 2 jtQ j ch MPP D M imi （Nm） 下降时作用在电机轴上的静力矩为下降时作用在电机轴上的静力矩为 00 () 2 Q j PP D M mi （Nm） 下降时总机械效率 ， 无蜗轮传动时 ， 可认为下降时总机械效率 ， 无蜗轮传动时 ， 可认为 有蜗轮传动时 ，。

37、有蜗轮传动时 ，zdtch 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 8.制动力矩和制动器的确定制动力矩和制动器的确定 起升机构制动器根据将起吊的货物维持在悬吊状起升机构制动器根据将起吊的货物维持在悬吊状 态并具有一定的安全裕度来选择 ， 即态并具有一定的安全裕度来选择 ， 即 zhzhj Mk M kzh 制动安全系数；制动安全系数； 注意：上式中取（下降静力矩注意：上式中取（下降静力矩）是因为制动时（是因为制动时（支持时支持时） 货物是动力 ， 货重用于卷筒上的力矩通过传动机构驱动货物是动力 ， 货重用于卷筒上的力矩通过传动机构驱动 制动轮转动 ， 其制动轮转动 ， 其功率流是由低速轴指向高速轴功率流是由低速 。

38、轴指向高速轴 ， 效率是 ， 效率是 考虑传动机构的摩擦损失 ， 起减小制动力的作用 。
考虑传动机构的摩擦损失 ， 起减小制动力的作用 。
说明：说明： 支持制动支持制动安全系数安全系数 减速制动减速制动制动性能制动性能 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 8.制动力矩和制动器的确定制动力矩和制动器的确定 制动安全系数规定如下：制动安全系数规定如下： 一般起升机构一般起升机构( (通常为通常为M5级及其以下级别级及其以下级别) )不应低于不应低于1.5； 吊运液态金属和易燃易爆的化学品及危险品的起升机构：吊运液态金属和易燃易爆的化学品及危险品的起升机构： 每套驱动装置应装有两个支持制动器 ， 每套驱动装置应 。

39、装有两个支持制动器 ，每一个制动器的制每一个制动器的制 动安全系数动安全系数不低于不低于1.25；对于两套彼此有；对于两套彼此有刚性联系刚性联系的驱动装的驱动装 置 ， 每套装置应装有两个支持制动器 ， 每一个制动器的制置 ， 每套装置应装有两个支持制动器 ， 每一个制动器的制 动安全系数动安全系数不应低于不应低于1.1；对于采用；对于采用行星差动减速器行星差动减速器传动 ， 传动 ，每套驱动装置也应装有两个支持制动器 ， 每一个制动器的每套驱动装置也应装有两个支持制动器 ， 每一个制动器的 制动安全系数制动安全系数不应低于不应低于1.75； 重要起升机构重要起升机构(通常为通常为M6级及其以上级别级及其以上级别)不应低 。

40、于不应低于1.75； 具有液压制动作用的液压传动起升机构：制动安全系数具有液压制动作用的液压传动起升机构：制动安全系数 不应低于不应低于1.251.25 。
三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 9.联轴器的选用和计算联轴器的选用和计算 起重机用联轴器 ， 首先根据工作条件确定选用的型式 ， 起重机用联轴器 ， 首先根据工作条件确定选用的型式 ，再按其所承受的扭矩 ， 被联接轴的轴颈尺寸和转速 ， 从系再按其所承受的扭矩 ， 被联接轴的轴颈尺寸和转速 ， 从系 列表中选定具体型号 ， 使之满足列表中选定具体型号 ， 使之满足 if MM M联轴器的许用扭矩；联轴器的许用扭矩；式中：式中： Mif 联轴器传递的计算扭矩；联轴 。

41、器传递的计算扭矩； 对于齿轮联轴器和梅花联轴器 ， 受疲劳寿命控制对于齿轮联轴器和梅花联轴器 ， 受疲劳寿命控制 对于柱销联轴器 ， 主要受强度控制对于柱销联轴器 ， 主要受强度控制 max8ifn MnMn M max58ifn MnMnM n 联轴器的安全系数 ， 联轴器的安全系数 ， n = 1.5 。
三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 10.起、制动时间的计算起、制动时间的计算 起动时间起动时间（起动加速度（起动加速度）的验算的验算 电机轴上力矩平衡方程式：电机轴上力矩平衡方程式： 机构起动时 ， 电机发出的起动力矩机构起动时 ， 电机发出的起动力矩Mq除了克服静阻力除了克服静阻力 矩矩Mj以外 ， 还应有一部 。

42、分使运动质量加速的加速力矩以外 ， 还应有一部分使运动质量加速的加速力矩MJ ，MJ愈大 ， 加速的时间愈短 。
愈大 ， 加速的时间愈短 。
起动时间：起动时间： 惯性力矩：惯性力矩： qjJ MMM 309.55 dd j qqq nJ n MJJJ ttt 9.55() d q qj Jn t M -M 式中：式中： Mq 起动力矩 ， 对电阻器起动 ， 起动力矩是起动力矩 ， 对电阻器起动 ， 起动力矩是 变化的 ， 取其平均值变化的 ， 取其平均值； 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 10.起、制动时间的计算起、制动时间的计算 起动时间起动时间（起动加速度（起动加速度）的验算的验算 J 起升时换算到电机轴上的总转 。

43、动惯量起升时换算到电机轴上的总转动惯量； 2 00 () 1.15 9.55() Q g qj PP D JJ M -M (kgm2) Jg 高速轴上旋转质量的转动惯量 ， 包括电机转子的高速轴上旋转质量的转动惯量 ， 包括电机转子的 转动惯量转动惯量Jd与联轴器（制动轮与联轴器（制动轮）的转动惯量的转动惯量JL ，gdL JJJ 系数系数1.15用以考虑高速轴以外其它回转质量的转动惯量；用以考虑高速轴以外其它回转质量的转动惯量； 起动时间应满足起动时间应满足 qq tt 一般一般tq=0.52s 装卸生产装卸生产tq=34s 60 n qpqp q v aa t 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的 。

44、设计步骤 10.起、制动时间的计算起、制动时间的计算 制动时间制动时间的验算的验算 制动时 ， 制动器的制动转矩使运动制动时 ， 制动器的制动转矩使运动 质量减速 ， 由于下降制动时制动时间较质量减速 ， 由于下降制动时制动时间较 长 ， 故通常计算下降时的制动时间 。
长 ， 故通常计算下降时的制动时间 。
额定起升载荷下降时电机转速额定起升载荷下降时电机转速 ， 通常 ， 通常 9.55() d zh zhj J n t MM d n 0 2 dd nnn （s） 2 00 2 2 () 1.15 4 Q g PP D JJ gm i 8-2 起升机构的计算起升机构的计算 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 10.起 。

45、、制动时间的计算起、制动时间的计算 制动时间的验算制动时间的验算 通常 ， 制动时间长短与通常 ， 制动时间长短与起重机作业条件有关起重机作业条件有关 。
做 。
做精密精密 安装安装用的起重机 ， 若制动力矩大 ， 会引起物品用的起重机 ， 若制动力矩大 ， 会引起物品上下跳动上下跳动 ，制动时间过长 ， 则会产生制动时间过长 ， 则会产生“溜钩溜钩”现象 ， 影响吊装工作的正现象 ， 影响吊装工作的正 常运转 。
故若无特殊要求时 ， 应满足常运转 。
故若无特殊要求时 ， 应满足 zhzh tt 60 n zhpzhp zh v aa t zhq tt 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 11.电动机的校核验算电动机的校核验算 发热校核发热 。

46、校核 a.简易发热检验法（简易发热检验法（等值损耗法等值损耗法） sj PPGP 设设k = 1.7平均起动电流倍数平均起动电流倍数 满足满足 PJC值和值和CZ值所决定的电机发热容量值所决定的电机发热容量 b.等效力矩法或等效功率法等效力矩法或等效功率法 过载校核过载校核 1000 Qn n m P v H P m 等值损耗法：据电机的负荷图 ， 找出一等值损耗法：据电机的负荷图 ， 找出一 个不变的等效负载 ， 使它与实际变化的个不变的等效负载 ， 使它与实际变化的 负载在使电机发热上等效 。
如所选电机负载在使电机发热上等效 。
如所选电机 的热容量大于由这个等效负载产生的容的热容量大于由这个等效负载产生的容。

47、量 ， 则电机就不会过热 。
但如缺乏运转量 ， 则电机就不会过热 。
但如缺乏运转 资料就不能绘制出电机的负荷图 ， 该方资料就不能绘制出电机的负荷图 ， 该方 法虽比较精确 ， 但不便使用 。
法虽比较精确 ， 但不便使用 。
按有电压损失（交流电动机按有电压损失（交流电动机-15% ， 直流电动机和 ， 直流电动机和 变频电动机不考虑）、最大转矩或堵转转矩有允变频电动机不考虑）、最大转矩或堵转转矩有允 差（绕线转子异步电动机差（绕线转子异步电动机-10% ， 笼型异步电动机 ， 笼型异步电动机- 15% ， 直流电动机和变频电动机不考虑）、起升 ， 直流电动机和变频电动机不考虑）、起升 额定载荷等条件确定 ， 绕线转子异步电动机和笼额定载荷等条件确定 ，。

48、绕线转子异步电动机和笼 型异步电动机取型异步电动机取H2.5；变频异步电动机取变频异步电动机取H 2.2；直流电动机取直流电动机取H1.4； 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 12.浮动轴的校核浮动轴的校核 浮动轴之承受转矩载荷 ， 一般采用浮动轴之承受转矩载荷 ， 一般采用45#钢 ， 应对其进行钢 ， 应对其进行 强度计算强度计算、疲劳强度疲劳强度和和临界转速临界转速的验算 。
的验算 。
max 1.2 cr n n 当长的传动轴的转速超过当长的传动轴的转速超过400rpm时 ， 必须验算其临界转速 。
时 ， 必须验算其临界转速 。
应满足应满足 式中式中 22 21 2 1210 cr dd n l nma 。

49、x轴的实际最大转速 ， （轴的实际最大转速 ， （rpm）；）； ncr 轴的临界转速轴的临界转速 ， （ ， （rpm）；）； d1 轴的内径轴的内径 ， （ ， （cm） ， ） ， 当为实心轴时 ， 当为实心轴时 ，d1 =0； d2 轴的外径轴的外径 ， （ ， （cm）；）； l 轴的支点间距轴的支点间距 ， （ ， （m）如减速器一端或支座上 。
如减速器一端或支座上 。
三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 13.其它零部件的设计计算其它零部件的设计计算 根据起升机构的载荷特点 ， 可将稳定运动时的额定起根据起升机构的载荷特点 ， 可将稳定运动时的额定起 升载荷作为机构的计算载荷 。
升载荷作为机构的计算载荷 。
(1.31.4) n MM。

50、从卷筒到制动轮间的大部分传动件需按从卷筒到制动轮间的大部分传动件需按类载荷进行类载荷进行 疲劳计算 。
疲劳计算 。
b.除电机轴以外的低速轴除电机轴以外的低速轴 a.高速轴高速轴 MQ 额定起升载荷换算到计算轴上的力矩 。
额定起升载荷换算到计算轴上的力矩 。
662 1 (1) 2 Q MM，- 三、起升机构的设计步骤三、起升机构的设计步骤 13.其它零部件的设计计算其它零部件的设计计算 max (2.02.5) n MM 制动轮至电机间制动轮至电机间的传动件因经常承受电机起动力矩的的传动件因经常承受电机起动力矩的 作用 ， 需要适当考虑相应的动载系数 ， 按作用 ， 需要适当考虑相应的动载系数 ， 按类载荷情况类载荷情况 进行强度计算 。
进行强度计算 。
b.低速轴低速轴 a.高速轴高速轴 max2Q MM 电机至制动器间的轴电机至制动器间的轴 ， 由于起、制动的影响 ， 扭转应 ， 由于起、制动的影响 ， 扭转应 力大体按对称循环变化的 。
其余力大体按对称循环变化的 。
其余大部分传动轴和轮齿大部分传动轴和轮齿上上 的弯曲应力按脉动循环变化的 。
的弯曲应力按脉动循环变化的 。
14.按比例画出起升机构的布置图按比例画出起升机构的布置图 。

稿源：(未知)

【傻大方】网址：/a/2021/0801/0023374925.html

标题：模块四|模块四 起升机构