畢業(yè)論文-海洋測(cè)量絞車設(shè)計(jì) (2)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文) </p><p>　　作 者： 某某 學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　系(專業(yè))： 機(jī)械系數(shù)控專業(yè) </p><p>　　題

2、 目： 海洋測(cè)量絞車設(shè)計(jì) </p><p>　　指導(dǎo)者： </p><p>　　(姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))</p><p>　　評(píng)閱者： </p><p>　　(姓 名

3、) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))</p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　論文摘要：</b></p><p>　　深海絞車是海洋測(cè)量的重要設(shè)備，對(duì)測(cè)量工作的影響非常大。各國(guó)都在海洋設(shè)備的研制于開發(fā)上投入了大量的資金和人力，絞車作為海洋研究不可缺少的重要設(shè)備更應(yīng)得到重視。

4、由于繩纜長(zhǎng)度大質(zhì)量大，線纜受力也很大，排纜器受線纜作用至使排纜不均 ，導(dǎo)致線纜纏結(jié)，卷筒無(wú)法正常工作，造成放線精度差，線纜放線長(zhǎng)度突然變化，可能會(huì)對(duì)精密的海洋探測(cè)儀器造成損壞、影響測(cè)量工作。此外，設(shè)計(jì)深海絞車時(shí) ，線纜總長(zhǎng)度的增加導(dǎo)致線纜總質(zhì)量增加 ，卷筒載荷過(guò)大，傳統(tǒng)解決方法 增加卷筒體積、增加卷筒壁厚，造成絞車體積質(zhì)量增大，占用船體有限空間，雖改進(jìn)排纜器結(jié)構(gòu)但排纜器仍然是深海絞車的脆弱環(huán)節(jié)。</p><p>

5、　　本課題針對(duì)深海絞車受體積、載荷和自身質(zhì)量的限制，將單卷筒絞車分離為提升絞車和纏繞絞車兩部分，再大量增加線纜長(zhǎng)度和減小絞車尺寸、質(zhì)量的同時(shí)，有效地解決卷筒載荷和排纜問(wèn)題，并簡(jiǎn)化排纜器結(jié)構(gòu)增加絞車的適應(yīng)性和效率?；谶@樣的一種設(shè)計(jì)概念，以CAD/CAM/CAE集成化軟件UG為設(shè)計(jì)平臺(tái)，進(jìn)行了8000米深海測(cè)量勘探用絞車的虛擬設(shè)計(jì)和仿真分析（包括機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真分析），希望能為絞車設(shè)計(jì)及其它產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)人員提供一種新的設(shè)計(jì)思

6、路,能為我國(guó)深海資源的開發(fā)與利用貢獻(xiàn)一點(diǎn)綿薄之力。</p><p><b>　　目 次</b></p><p><b>　　1 引言2</b></p><p>　　1.1 絞車概述3</p><p>　　1.2 海洋測(cè)量專用的液壓絞車5</p><p>　　1.3論

7、述設(shè)計(jì)問(wèn)題8</p><p>　　1.4本課題的研究?jī)?nèi)容8</p><p>　　2 絞車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9</p><p><b>　　2.1設(shè)備組成9</b></p><p><b>　　2.2技術(shù)條件9</b></p><p>　　2.3鋼絲繩直徑的計(jì)算與選擇10&

8、lt;/p><p>　　2.4絞車主要設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算分析15</p><p>　　2.4.2絞車排繩器設(shè)計(jì)17</p><p>　　2.4.3絞車鋼絲繩安全系數(shù)校核18</p><p>　　2.5卷筒結(jié)構(gòu)的選擇18</p><p>　　2.6尺寸的確定19</p><p>　　2.7傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

9、的確定19</p><p>　　2.8各部分材料的選擇19</p><p><b>　　5. 總結(jié)44</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)45</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　“21世紀(jì)是海

10、洋的世紀(jì)”，海洋領(lǐng)域的爭(zhēng)奪出現(xiàn)控制海上交通線、爭(zhēng)奪海洋資源、海洋權(quán)益爭(zhēng)端的多元化趨勢(shì)。認(rèn)識(shí)、開發(fā)、利用海洋的關(guān)鍵是海洋科技的發(fā)展。海洋科技是當(dāng)今世界三大尖端科技之一，海洋高科技的發(fā)展已成為體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和當(dāng)代科技發(fā)展水平的重要特征。如今，世界各國(guó)在海洋上的競(jìng)爭(zhēng)比歷史上任何時(shí)期都要激烈，而這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)質(zhì)上就是高新技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)、比拼。美國(guó)、日本、俄羅斯、法國(guó)、英國(guó)等許多國(guó)家都把海洋開發(fā)定為基本國(guó)策，競(jìng)相制定海洋科技開發(fā)規(guī)劃、戰(zhàn)略計(jì)劃，優(yōu)先

11、發(fā)展深海高新技術(shù)，以加快本國(guó)海洋開發(fā)的進(jìn)程、力度。</p><p>　　我國(guó)深?？碧郊夹g(shù)發(fā)展迅速差距明顯，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)一直呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，對(duì)石油天然氣的需求強(qiáng)勁，開發(fā)海上石油天然氣資源，更好地服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已經(jīng)成為國(guó)家石油公司的重要責(zé)任。但與此同時(shí)，技術(shù)生產(chǎn)要素的缺乏，一定程度上制約了國(guó)家石油公司進(jìn)軍海洋油氣資源領(lǐng)域的步伐。對(duì)于海洋勘探開發(fā)技術(shù)的研發(fā)工作方向，應(yīng)本著立足國(guó)內(nèi)、面向世界的原則。一

12、是大力發(fā)展海洋油氣地質(zhì)勘探技術(shù)，完善海洋油氣勘探理論；二是加快海洋地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展；四是發(fā)展深水開發(fā)工程技術(shù)。</p><p>　　借助于當(dāng)今的計(jì)算機(jī)技術(shù)，在試制前進(jìn)行絞車的虛擬設(shè)計(jì)和仿真分析，并根據(jù)分析的結(jié)果不斷優(yōu)化和改進(jìn)，直至設(shè)計(jì)出滿意的產(chǎn)品，不僅可以大大地縮短絞車的研究開發(fā)時(shí)間，降低開發(fā)成本，而且可以保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　海洋絞車作為深

13、海測(cè)量和勘探的重要設(shè)備，在各類海洋調(diào)查研究活動(dòng)中不可缺少的，尤其需要高性能、高可靠性的強(qiáng)功能工作絞車。</p><p><b>　　1.1 絞車概述</b></p><p>　　絞車是與滑車、轆轤相似的另一種機(jī)械，它在古代也被普遍應(yīng)用。 絞車可能起源于西晉?！稌x書》載十六國(guó)后趙王石虎令人盜邯鄲趙簡(jiǎn)王墓，因墓穴有水，故作“絞車，以牛皮囊汲之”。而從唐代開始的各

14、種軍事著作中，對(duì)它都有詳細(xì)描述，成為軍用必備器械之一。曾公亮在《武經(jīng)總要》中描述“絞車，合大木為床，前建二叉手柱，上為絞車，下施四輪，皆極壯大，力可挽二千斤?！贝送猓谵A轤的基礎(chǔ)上，古代人還創(chuàng)制了另一種絞車，將一根圓軸削成同心而不同徑的兩部份，在其上繞以繩索，繩下加一滑輪，只需轉(zhuǎn)動(dòng)其軸即可將重物吊起，這種絞車又稱較差式絞車，或稱“中國(guó)式絞車”，如圖1所示。絞車經(jīng)過(guò)上百年的發(fā)展絞車的結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)方式，提升能力等各個(gè)方面都發(fā)發(fā)生了巨大的變化，

15、應(yīng)用也更加廣泛，成為人們生產(chǎn)重的重要工具！</p><p><b>　　圖1中國(guó)式絞車</b></p><p>　　絞車是指用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條提升或牽引重物的輕小型起重設(shè)備，又稱卷?yè)P(yáng)機(jī)，是起重機(jī)的一種。絞車通常由三大部分構(gòu)成：工作機(jī)構(gòu)，金屬結(jié)構(gòu)，動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)[1]。鋼絲繩是絞車最常用的牽引和起升繩索。在經(jīng)常重載工作的情況下，為保護(hù)鋼絲繩不致亂繞壓傷，卷筒表面

16、需車制螺旋形繩槽。牽引距離或起升高度很大時(shí)，卷筒繞繩量大，須裝有排繩機(jī)構(gòu)，使鋼絲繩能順次的多層繞上卷筒。絞車按照其工作動(dòng)力分為手動(dòng)、電動(dòng)、液壓和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)四類：</p><p>　　① 手動(dòng)絞車的手柄回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上裝有停止器（棘輪和棘爪），可使重物保持在需要的位置。裝配或提升重物的手動(dòng)絞車還應(yīng)設(shè)置安全手柄和制動(dòng)器。手動(dòng)絞車一般用在起重量小、設(shè)施條件較差或無(wú)電源的地方。手動(dòng)絞車如圖2所示。</p>

17、<p><b>　　圖2 手動(dòng)絞車</b></p><p>　?、?電動(dòng)絞車廣泛用于工作繁重和需牽引力較大的場(chǎng)所。單卷筒電動(dòng)絞車的電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)卷筒，電動(dòng)機(jī)與減速器輸入之間裝有制動(dòng)器。為適應(yīng)提升、牽引  、回轉(zhuǎn)等作業(yè)的需要，還有雙卷筒和多卷筒裝置的絞車。電動(dòng)絞車如圖3所示。</p><p><b>　　圖3 電動(dòng)絞車<

18、/b></p><p>　?、?內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的絞車，在卷筒與內(nèi)燃機(jī)之間裝有離合器。當(dāng)離合器和卷筒軸上的制動(dòng)器松開后，卷筒上的繩索處于無(wú)載狀態(tài)  ，此時(shí)繩索一端可從卷筒上自由地曳出，以縮短再次提拉物件時(shí)的掛繩時(shí)間。內(nèi)燃機(jī)須在無(wú)載情況下啟動(dòng)，離合器能將卷筒與內(nèi)燃機(jī)脫開，待啟動(dòng)正常后再使離合器接合而驅(qū)動(dòng)卷筒。內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的絞車常用于戶外需經(jīng)常移動(dòng)的作業(yè)，或缺乏電源的場(chǎng)所?，F(xiàn)在已很少使用。</

19、p><p>　　④ 液壓絞車，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，具有輸出功率大、低速高轉(zhuǎn)矩、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等特點(diǎn)，是一種集機(jī)械、液壓、電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)為一體的海洋調(diào)查裝備，安裝在海洋調(diào)查船上，用于水文等測(cè)量?jī)x器的投放和回收。由液壓絞車、液壓吊桿和線長(zhǎng)線速測(cè)試儀組成，它操作方便，工作可靠，是海洋調(diào)查不可缺少的裝備。如圖4所示。</p><p><b>　　圖4 水文液壓絞車</b></p

20、><p>　　絞車應(yīng)用比較廣泛，主要應(yīng)用于建筑、礦山、石油、海洋探測(cè)等行業(yè)，主要是用來(lái)提升各種重物。海洋絞車允許配合吊臂使用。絞車也可單獨(dú)使用，也可作起重、筑路和礦井提升等機(jī)械中的組成部件，因操作簡(jiǎn)單、繞繩量大、移置方便而廣泛應(yīng)用。絞車在工作時(shí)配合吊臂提升物料，經(jīng)歷提升、運(yùn)送、卸料的過(guò)程，有時(shí)正轉(zhuǎn)有時(shí)反轉(zhuǎn)。有時(shí)停止，所以它是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)構(gòu)。本課題主要針對(duì)當(dāng)前海洋測(cè)量用液壓絞車在工作中的問(wèn)題，通過(guò)解決問(wèn)題設(shè)計(jì)一種全

21、新的絞車，快速、平穩(wěn)的提升測(cè)量設(shè)備。</p><p>　　1.2 海洋測(cè)量專用的液壓絞車</p><p>　　就多數(shù)海洋調(diào)查專用絞車而言,快繩拉力不大(多在1000kg 以下),裝機(jī)功率也不大(多在30kW 以下),也沒(méi)有列入高技術(shù)產(chǎn)品之列,但到目前,用戶急需時(shí),仍從國(guó)外進(jìn)口,對(duì)國(guó)產(chǎn)絞車形成很大的壓力。起初,參照國(guó)外海洋專用絞車的技術(shù)參數(shù)系列(容繩量,鋼(電) 纜直徑,負(fù)載,上升速度,凈功

22、率,滾筒尺寸,重量等項(xiàng)目) 來(lái)設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)我們自己的水文絞車。乍看負(fù)荷不大,鋼纜不粗,速度不快,以為難度不大,結(jié)果,總是難如人愿,鮮有成功者,什么原因? 原來(lái), 與陸用起重機(jī)不同,海洋專用絞車的起重系統(tǒng)要經(jīng)常在洋面上動(dòng)蕩不定的場(chǎng)合下工作,受浪涌的作用,在一個(gè)三維空間里不停地晃動(dòng)著的狀態(tài)下吊起(或投放) 被吊物;海浪,海流,海風(fēng),吊桿的俯仰等作用在被吊物上的附加力,使絞車負(fù)荷即便是在一次吊升過(guò)程中都會(huì)在很大的范圍內(nèi)變化,從而形成海洋專用絞車

23、一系列的特點(diǎn)。</p><p><b>　　圖1.2</b></p><p><b>　　1.3論述設(shè)計(jì)問(wèn)題</b></p><p>　　深海絞車是海洋測(cè)量的重要設(shè)備，對(duì)測(cè)量工作的影響非常大。由于繩纜長(zhǎng)度大質(zhì)量大，線纜受力也很大，排纜器受線纜作用至使排纜不均 ，導(dǎo)致線纜纏結(jié)，卷筒無(wú)法正常工作，造成放線精度差，線纜放線長(zhǎng)度

24、突然變化，可能會(huì)對(duì)精密的海洋探測(cè)儀器造成損壞、影響測(cè)量工作。此外，設(shè)計(jì)深海絞車時(shí) ，線纜總長(zhǎng)度的增加導(dǎo)致線纜總質(zhì)量增加 ，卷筒載荷過(guò)大，傳統(tǒng)解決方法 增加卷筒體積、增加卷筒壁厚，造成絞車體積質(zhì)量增大，占用船體有限空間，雖改進(jìn)排纜器結(jié)構(gòu)但排纜器仍然是深海絞車的脆弱環(huán)節(jié) </p><p>　　1.4本課題的研究?jī)?nèi)容</p><p>　　針對(duì)深海絞車受體積、載荷和自身質(zhì)量的的限制，將單卷筒絞車分

25、離為提升絞車和纏繞絞車兩部分，再大量增加線纜長(zhǎng)度和減小絞車尺寸、質(zhì)量的同時(shí)，有效地解決卷筒載荷和排纜問(wèn)題，并簡(jiǎn)化排纜器結(jié)構(gòu)增加絞車的適應(yīng)性和效率。</p><p><b>　　2 絞車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1設(shè)備組成</b></p><p>　　8000米海洋測(cè)量絞車安裝在調(diào)查船上與單臂吊架配

26、合完成儀器設(shè)備的投放和回收作業(yè)。絞車部分主要由卷筒、排繩器、壓纜器、手制動(dòng)器、液壓馬達(dá)等組成。由于采用集中液壓泵站，在絞車上只裝有液壓馬達(dá)和換向閥，所以液壓絞車只需提供所需供油最大流量和液壓系統(tǒng)最大壓力。絞車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括卷筒、排纜器、壓纜器等。</p><p><b>　　2.2技術(shù)條件</b></p><p>　　a． 絞車容8000m，；</p>

27、<p>　　b. 牽引載荷：2000kg</p><p>　　c. 最大載荷：2800kg</p><p>　　d.最大收放繩速度1m/s。</p><p>　　2.3鋼絲繩直徑的計(jì)算與選擇</p><p>　　根據(jù)最大起升載荷計(jì)算鋼絲繩直徑，用以確定焊接卷筒壁厚。</p><p><b>　　（1

28、） 鋼絲繩</b></p><p>　　鋼絲繩是其起重機(jī)械的重要零件之一，在起升機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)重用做承載繩，在運(yùn)行機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中用作牽引繩。</p><p>　?。?） 鋼絲繩的分類</p><p>　　鋼絲繩按捻向可分為左捻和右捻。</p><p>　　鋼絲繩根據(jù)繩股與繩的捻向，可分為交捻繩和順捻繩。也就是由絲捻成股的方向和由

29、股捻成繩的方向若相反，則稱為交捻繩；要由絲捻成股和由股捻成繩的方向相同則成為順捻繩。</p><p>　　交捻繩的特點(diǎn)是鋼絲繩不會(huì)松散，吊起物品不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，但是當(dāng)鋼絲都一樣粗細(xì)時(shí)，鋼絲間為點(diǎn)接觸，因此鋼絲繩壽命短些。</p><p>　　順捻繩的特點(diǎn)是，當(dāng)單根繩起吊物品時(shí)，物品會(huì)向鋼絲繩松散方向轉(zhuǎn)動(dòng)。但鋼絲繩壽命會(huì)長(zhǎng)些。</p><p>　?。?） 鋼絲繩的選擇<

30、;/p><p>　　根據(jù)機(jī)構(gòu)工作類型，使用要求，選取適合的安全系數(shù)，然后用下式計(jì)算鋼絲繩應(yīng)有的破斷拉力：</p><p><b>　　S破≥n?Smax</b></p><p>　　式中S破—— 鋼絲繩破斷拉力；</p><p>　　n —— 鋼絲繩最小安全系數(shù)，見表8</p><p>　　Smax—

31、— 鋼絲繩最大工作靜拉力。</p><p>　　若鋼絲繩表中給出整條繩的破斷拉力時(shí)，可以從表中直接選擇。</p><p>　　當(dāng)表中只提供鋼絲破斷拉力總和 時(shí)，按下式計(jì)算整條繩的破斷拉力。</p><p><b>　　S絲＝</b></p><p>　　式中 α——折減系數(shù)，對(duì)繩6×37，α＝0.82；對(duì)繩

32、6×19，α＝0.85；</p><p>　　—— 鋼絲繩規(guī)格表中提供的鋼絲破斷拉力總和。</p><p>　　選擇一條破斷拉力稍大一些的鋼絲繩即可。</p><p><b>　　≥n?Smax</b></p><p><b>　　≥</b></p><p>　

33、　再根據(jù)鋼絲破斷拉力總和，選擇一條鋼絲繩。</p><p>　　表1最小安全系數(shù)n值表</p><p>　?。?）鋼絲繩直徑按最大工作靜壓力計(jì)算</p><p><b>　　d＝c (mm)</b></p><p>　　式中d —— 鋼絲繩最小直徑，mm；</p><p>　　c —— 選擇系數(shù)

34、；</p><p>　　Smax —— 鋼絲繩最大工作靜壓力，N。</p><p>　　選擇系數(shù)由下式計(jì)算：</p><p><b>　　c＝</b></p><p>　　式中 n —— 安全系數(shù)；</p><p>　　ω —— 鋼絲繩充滿系數(shù)，；</p><p>　　

35、k —— 鋼絲繩捻制折減系數(shù)，k＝0.82～0.85；</p><p>　　—— 鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度，N/mm2。</p><p>　　選擇系數(shù)c值也可根據(jù)安全系數(shù)、機(jī)構(gòu)工作級(jí)別從表9中選用。</p><p>　　表2選擇系數(shù)c和安全系數(shù)n表 </p><p>　?。?） 鋼絲繩的報(bào)廢</p><p>　　① 鋼絲繩的

36、斷絲數(shù)在一個(gè)捻節(jié)距內(nèi)達(dá)到表15-10規(guī)定的數(shù)時(shí)，則應(yīng)報(bào)廢。鋼絲繩的捻節(jié)距就是任一條鋼絲繩股環(huán)軸線繞一周的軸向距離。</p><p>　　圖2.1鋼絲繩節(jié)距的測(cè)量</p><p>　?、?鋼絲徑向磨損或腐蝕量超過(guò)原直徑的40％應(yīng)報(bào)廢。當(dāng)不到40％時(shí)，可按喪表11折減數(shù)報(bào)廢。</p><p>　?、?吊運(yùn)赤熱金屬或危險(xiǎn)晶的鋼絲繩，報(bào)廢斷絲數(shù)取通用起重機(jī)用鋼絲繩報(bào)廢斷絲數(shù)

37、的一半，其中包括鋼絲表面磨損或腐蝕折減。</p><p>　?、?鋼絲繩直徑減少達(dá)公稱直徑的7％，應(yīng)報(bào)廢。</p><p><b>　　表4折減系數(shù)表</b></p><p>　?。?）鋼絲繩的安全檢驗(yàn)</p><p>　　鋼絲繩檢驗(yàn)的主要依據(jù)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4309－81，也可以參考美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSIB30.4等規(guī)定。&

38、lt;/p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)可分為日常檢驗(yàn)、定期檢驗(yàn)和特殊檢驗(yàn)。日常檢驗(yàn)就是日檢；定期檢驗(yàn)，根據(jù)裝置形式、使用率、環(huán)境以及上次檢驗(yàn)的結(jié)果，可確定月檢還是年檢。鋼絲繩有很突出的變化或遇臺(tái)風(fēng)和地震，以及停用一個(gè)月以上的起重機(jī)，則進(jìn)行特殊檢驗(yàn)。表4是鋼絲繩的檢驗(yàn)部位表。</p><p>　　表5是鋼絲繩的檢驗(yàn)項(xiàng)目表</p><p>　　表5 鋼絲繩的檢驗(yàn)項(xiàng)目表 </

39、p><p>　　（7）鋼絲繩連接的安全要求</p><p>　　常用的連接方式是編結(jié)繩套。繩套套入心形環(huán)上，然后末端用鋼絲扎緊，而捆扎長(zhǎng)度≥15d繩（繩徑），同時(shí)不應(yīng)小于300mm。</p><p>　　當(dāng)兩條鋼絲繩對(duì)接時(shí)，用編結(jié)法編結(jié)長(zhǎng)度也不應(yīng)小于15d繩,并且不得小于300mm，強(qiáng)度不得小于鋼絲繩破斷拉力的75％。</p><p>　　鋼絲繩

40、的維護(hù)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：</p><p>　　(1)鋼絲繩應(yīng)防止損傷、腐蝕或其他物理?xiàng)l件造成的性能降低。</p><p>　　(2)鋼絲繩開卷時(shí)，應(yīng)防上打結(jié)或扭曲。</p><p>　　(3)鋼絲繩切斷時(shí)，應(yīng)有防止繩股散開的措施。</p><p>　　(4)鋼絲繩要保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，所有潤(rùn)滑劑應(yīng)符合繩的要求。</p><p

41、>　　(5)鋼絲繩應(yīng)每天檢查，包括對(duì)端部的固定連接及平衡處，并作出安全判斷[4]。</p><p>　　2.4絞車主要設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算分析</p><p>　　2.4.1 絞車基本參數(shù)計(jì)算</p><p>　?。?）鋼絲繩受力復(fù)雜，內(nèi)部應(yīng)力難以計(jì)算，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定可按鋼絲繩在工作狀態(tài)下的最大經(jīng)拉力計(jì)算，其公式為：</p><p>　　d－鋼絲

42、繩最小直徑，單位mm；</p><p>　　s－鋼絲繩最大工作靜拉力，單位N</p><p>　　c－選擇系數(shù)，它的取值與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩抗拉強(qiáng)度有關(guān)</p><p>　　c＝0.093 s=28000N </p><p>　　d =15.56mm</p><p><b

43、>　　取d=16mm</b></p><p>　　選取圓股鋼絲繩 6×19W 鍍鋅 纖維芯鋼絲繩</p><p>　　鋼絲繩近似重量92.13kg/100m </p><p>　　抗拉強(qiáng)度1470Mp </p><p>　　鋼絲繩最小破斷拉力124KN</p><p>　　8000m鋼纜重

44、7.36t</p><p>　　（2） 卷筒直徑計(jì)算</p><p>　　摩擦卷筒壁厚a=16mm </p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Σ辆硗矄螌永p繞鋼纜圈數(shù)不得小于5圈，取15圈</p><p><b>　?、倌Σ辆硗仓睆?lt;/b></p><p>　　D=40×16=640mm </

45、p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)=630mm 寬B=310mm</p><p>　　②纏繞卷筒=480mm </p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)=500mm 寬B=1120mm</p><p>　　卷筒每層繞鋼絲繩長(zhǎng)度Si</p><p>　　Si=π[D+(2n-1)d]×B/D N為層數(shù)，d為鋼絲繩直徑。&

46、lt;/p><p>　　S1+S35=8155.559m</p><p>　　D35=1524mm 輪緣D=1700mm</p><p>　?。?）絞車所受力矩 </p><p><b>　　摩擦卷筒</b></p><p><b>　　F為卷筒所受拉力</b></p&g

47、t;<p>　　最大拉力Fmax=繩端負(fù)荷+放出繩重=2800+7360=10160kg</p><p>　　Mmax=0.63/2×10160×10=32004 N·m</p><p><b>　　纏繞卷筒</b></p><p>　　F=最小破斷拉力×0.2%=124KN×0.

48、02=2480N</p><p>　　經(jīng)計(jì)算第1層至第35層，最大力矩發(fā)生在第18層</p><p>　　M=(500+16×2×18)/（2×1000）×2480=1334.24N</p><p><b>　?。?）轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　摩擦卷筒 V＝1m/s

49、V=wr </p><p>　　r=630/2=315mm n=30rad/min </p><p>　　纏繞卷筒 n=37rad/min</p><p><b>　　（5）功率</b></p><p><b>　　P=FV</b></p><p>　　摩擦卷筒Pmax=1

50、01.6KW</p><p>　　纏繞卷筒Pmax=1.4KW </p><p>　　2.4.2絞車排繩器設(shè)計(jì)</p><p>　　采用雙向?qū)蚪z杠進(jìn)行排纜 纏繞卷筒與排纜器絲杠轉(zhuǎn)速比為3.5</p><p><b>　　螺距P＝56 </b></p><p>　　3.7 手動(dòng)制動(dòng)器強(qiáng)度校核

51、</p><p>　　該制動(dòng)器為帶式手動(dòng)螺桿制動(dòng)器，制動(dòng)輪為鋼質(zhì)，制動(dòng)帶為石棉樹脂材料。</p><p><b>　　制動(dòng)帶的最大拉力</b></p><p>　　M為卷筒承受最大轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M=32004N?m，</p><p>　　D為制動(dòng)輪直徑D=470mm，為摩擦系數(shù)</p><p><

52、b>　　為摩擦帶的包角</b></p><p><b>　　校核摩擦面比壓P</b></p><p>　　根據(jù)對(duì)應(yīng)材料查得[P]=0.294Mpa。</p><p><b>　　鋼帶拉伸應(yīng)力校核</b></p><p>　　鋼帶材料1Cr18Ni9Ti，其，</p>

53、<p><b>　　許用拉應(yīng)力</b></p><p>　　由于屈強(qiáng)比，故取n=1.2</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　鋼帶拉伸應(yīng)力</b></p><p>　　m為鋼帶橫截面螺釘數(shù)m=2，d為螺釘直徑，</p>&

54、lt;p><b>　　，滿足強(qiáng)度要求</b></p><p>　　2.4.3絞車鋼絲繩安全系數(shù)校核</p><p>　　鋼絲繩規(guī)格為Φ=16mm，8000m重7360kg，破斷拉力為12400kg。</p><p>　　鋼絲繩最大拉力Fmax=繩端負(fù)荷+繩重</p><p><b>　　安全系數(shù)</

55、b></p><p>　　根據(jù)船舶專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB3128-82(水文絞車)的要求，鋼絲繩破斷拉力不小1.5倍最大拉力，因此滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。</p><p>　　2.5卷筒結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　卷筒是絞車重要的部件之一。大型絞車的卷筒一般采用焊接卷筒, 因其自重比鑄造卷筒輕, 且隨卷筒直徑的增加, 減輕效果更加顯著。多年來(lái), 對(duì)于絞車的焊接卷筒壁厚一直由經(jīng)

56、驗(yàn)公式確定, 即取卷筒的壁厚h約等于鋼絲繩直徑d, 然后根據(jù)需要進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核。隨著吊升機(jī)械的不斷大型化和高速化, 相應(yīng)地鋼絲繩的直徑d有增大的趨勢(shì), 故而在設(shè)計(jì)卷筒時(shí)卷筒壁厚h也大。由于h的增大, 要卷成卷筒的鋼板的抗彎強(qiáng)度增大了, 這給鋼板的加工、焊接帶來(lái)了很大的困難。因此, 卷筒壁厚應(yīng)該減薄。即采用焊接卷筒[5]。</p><p><b>　　2.6尺寸的確定</b></p

57、><p>　　根據(jù)機(jī)絞車墨擦卷筒和纏繞卷筒的直徑，可定出絞車的基本尺寸，摩擦卷筒輪緣直徑為670mm，纏繞卷筒輪緣直徑1700mm，以確定外形尺寸。</p><p>　　根據(jù)操作扭矩為32004N·m ，根據(jù)轉(zhuǎn)矩確定各傳動(dòng)軸直徑，進(jìn)而確定各軸承尺寸及軸承的配合方式。</p><p>　　由此，絞車的主要尺寸就確定下來(lái)了，以后建模就依據(jù)這些尺寸，各零部件的詳細(xì)尺

58、寸及公差參見工程圖紙。</p><p>　　2.7傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定</p><p>　　摩擦卷筒是提升裝置的主要部件，其傳動(dòng)和機(jī)構(gòu)形式影響著整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷能力、可靠性和效率。絞車傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)方式是由驅(qū)動(dòng)裝置傳遞給驅(qū)動(dòng)軸，由驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)整個(gè)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，由于轉(zhuǎn)矩較大，大輸出功率的卷筒軸必然直徑很大，影響整套設(shè)備的質(zhì)量，因此本設(shè)備采用支撐軸支撐卷筒和驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)卷筒，驅(qū)動(dòng)軸由漸開線花鍵與筒身連接，增加

59、輸出轉(zhuǎn)矩并減小質(zhì)量。</p><p>　　2.8各部分材料的選擇</p><p>　　在選擇絞車材料時(shí)，對(duì)于那些在工作介質(zhì)內(nèi)部的零部件，不僅要像一般零件的選材那樣，要考慮材料的強(qiáng)度、硬度、剛度等力學(xué)性能，因?yàn)樵诤Ｉ献鳂I(yè)還要考慮材料的耐蝕性能和熱學(xué)性等對(duì)海洋絞車使用壽命的影響[6]。</p><p><b>　　5. 總結(jié)</b></p&

60、gt;<p>　　海洋測(cè)量絞車在海洋資源調(diào)查和勘探中起著舉足輕重的地位，它的性能直接關(guān)系著昂貴的精密測(cè)量?jī)x器的安全。在本設(shè)計(jì)中解決了海洋絞車的排纜問(wèn)題，提升了絞車的負(fù)載能力和穩(wěn)定性。但在設(shè)計(jì)中還存在著很多不足和缺點(diǎn)，由于設(shè)計(jì)時(shí)間的縮短，著重于結(jié)構(gòu)設(shè)卻減少了大量理論計(jì)算。仿真中也有很多不夠完善的地方，例如雙向絲杠的仿真下一步需要作的是進(jìn)行干涉檢驗(yàn)和結(jié)構(gòu)分析，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。</p><p><b

61、>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　楊昌駿，傅東明. 起重機(jī)械 第2版.機(jī)械工業(yè)出版社.1992</p><p>　　南京大學(xué)教學(xué)系. 常微分方程. 北京: 科學(xué)出版社, 1979</p><p>　　歐洲搬運(yùn)工程協(xié)會(huì). 起重機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范(第三版). 1987</p><p>　　王占林1液壓伺服控制[M ] 1北

62、京: 北京航空學(xué)院出版社, 19871</p><p>　　W S Crake. Fitting Drilling Rigs to Their Job [J ]1Oiland Gas Journal, 1962 </p><p>　　伯虎，吳澄，劉飛，等. 現(xiàn)代集成制造的發(fā)展與863/CIMS主題的實(shí)施策略. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)—CIMS，1998</p><p>

63、　　童秉樞.現(xiàn)代 CAD 技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，2000.7 </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文的研究?jī)?nèi)容是在老師的精心指導(dǎo)下完成的。老師不僅在設(shè)計(jì)方案上給與指導(dǎo)，更重要的是老師在精神上給與的支持，在我遇到困難時(shí)候幫助我開導(dǎo)我，關(guān)心我。在此就不多說(shuō)了，都在心里了！謝謝老師！</p><p>　　同時(shí)，

64、我也非常感謝在一起學(xué)習(xí)和生活的同學(xué)們，是同學(xué)之間的相互關(guān)心，相互幫助，使我在良好的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境中順利完成學(xué)業(yè)。還要感謝所有關(guān)心我、支持我的朋友！</p><p>　　借此機(jī)會(huì)，我也向我的父母表示深深的謝意，是他們多年來(lái)在精神和物質(zhì)上給予我極大的關(guān)懷與支持，是他們那殷殷期盼的目光，始終激勵(lì)著我前行，不敢懈怠，是他們的愛使我滿懷信心與希望，順利地完成學(xué)業(yè)。</p><p>　　最后，衷心感謝