设计描述：

文档包括:
word版设计说明书一份，共80页，约34000字
翻译一份
任务书一份

CAD版本图纸，共9张

1 概述
 
1.1简介
1.1.1绞车概述
在起重机械中，用以提升或下降货物的机构称为起升机构，一般采用卷扬式，而这样的机器叫做卷扬机又叫绞车。
卷扬机的卷扬机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置等组成。驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮。取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具挂梁等多种形式。安全保护装置有超负载限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保护开关等，根据实际需要配用。
卷扬机的驱动方式有三种，分别为内燃机驱动、电动机驱动和液压驱动。
1.1.2绞车功能与结构
绞车设计采用滚筒盘绞或夹钳拉拔缆绳方式来水平或垂直拖曳、提升、下放负载，绞车一般包括驱动部分、工作装置、辅助装置等几部分。
1.驱动部分:用于驱动绞车工作装置盘绞、释放缆绳，包含动力及传动装置与控制装置。绞车可以采用多种驱动方式，包括电动机、蒸汽机、柴油发动机、汽油发动机、液压马达、气动马达、等等。无论采用何种驱动发式，在绞车的驱动部分设计中都应包含以下设计准则：
 ①无级均匀变速，调速范围广；
 ② 在有负载情况下，良好的启动特性和低速特性，总效率高；
 ③ 双向旋转，并且容易改变旋转方向；
 ④ 维护保养相对容易，对周围工作环境不敏感；
 ⑤ 制动系统工作可靠；
 ⑥ 设计紧凑，结构简单，安装布置容易，重量轻；
 ⑦ 在有负载情况下，能长时间安全带载静止而不至于损坏驱动系统。
对于小型绞车，为了保证结构紧凑，绞车驱动部分一般与绞车工作装置联接在一起，直接驱动工作装置；对于大型绞车或应用现场空间相对狭小的绞车，绞车驱动部分与绞车工作装置可以设计成独立放置，两者间通过液压管线、气动管线或电缆管线相联系，绞车的布置和操纵均很方便。
2工作装置:在驱动部分作用下，通过滚筒回转或夹钳直线拉拔等方式拖曳或释放缆绳以完成对负载的收放控制，并含有对缆绳的容绳和排缆装置。
3.辅助装置:辅助工作装置完成拖曳作业，包含滑轮组、导向装置以及速度测量，长度距离测量，张力测量等装置部分;绞车可以使用钢丝绳，尼龙缆绳等多种材质缆绳。
1.1.3绞车分类
绞车可以采用多种分类方法。
按绞车驱动方式分类，绞车可以分为机械式驱动绞车、电机驱动绞车、气动绞车、液压绞车等几大类。
1.机械式驱动绞车
①驱动部件间的固定几何位置关系决定着系统的设计布局，布局的变化少；
②传动系体积尺寸大，总重量重；
③安装布置复杂，经常需要精密加工的平面和精密的部件定位；
④难以实现大范围的无级变速；
⑤原动机的位置是不可变的；
⑥在有负载的情况下，难以取得平稳的反转；
⑦通过采用液力偶合器，可以在堵转工况下产生最大扭矩。
2.电机驱动绞车
①在小型和低端绞车产品上采用常规定速电机驱动方法，能实现单速(或双速)和双向旋转功能，系统简单，但不能低速启动和平滑变速；
②采用可控硅整流(SCR)直流调速方式实现无级变速，发展历史悠久，可在低速段提供短时的额定扭矩(或堵转扭矩)。但是，若无独立冷却系统和专用设计，直流调速方式不能长时间用于堵转工况；
③采用交流变频调速方式实现从零到最大速度的无级变速，可以在低速或堵转工况下提供100%额定扭矩，调速平稳；
④设备复杂，维修、保养人员的技术水平要求较高。
3.气动绞车
①需要配置压缩空气站；
②气动系统工作压力较低，气动马达外形尺寸较大，气动系统总体重量较重；
③对环境条件敏感-在周围环境温度低的地方，可能有潮气凝结在气动管路和部件里；
④噪音大-需要噪音消音器。
4.液压绞车
①双向实现从零到最大速度的无级变速控制，易于换向；
②用高压溢流阀或压力补偿器双向限制有效力矩；
③输出速度范围大，负载的低速控制好，可以带载良好启动；
④系统允许长时间支持负载，双向可以限制不同力矩；
⑤设计紧凑，布置方便，动力传递系统总重量轻；
⑥易于实现恒速、恒张力控制。
按绞车应用领域和使用工况分类，绞车分为矿用绞车、建工卷扬机、船用绞车、工程机械绞车以及特殊用途用绞车等等。
按绞车作业形式分类，绞车一般分为滚筒卷扬绞车和线型绞车两大类。滚筒卷扬绞车采用驱动滚筒旋转方式收放缆绳和拖曳负载，并在滚筒上直接容绳；线型绞车采用夹钳直线拉拔缆绳方式拖曳负载，并在独立配置的滚筒上卷扬容绳。图1.3为线型绞车示意图。

1.1.4绞车应用
绞车广泛应用于工程机械、建筑机械、林业、渔业、矿山机械、船舶运输、海洋石油等多领域，可配套多种类型主机设备。
绞车具体配套的部分设备如下：
1.汽车起重机──主吊、辅吊绞车
2.塔式起重机──主吊绞车
3.驳船──定位绞车，拉索绞车
4.钻探船──拔桩绞车
5.挖泥船──悬挂和斗架绞车、抓斗绞车
6.通用船舶──锚泊绞车、起重绞车、牵引绞车
7.集装箱船──船尾恒张力装料绞车
8.码头起重机──主起重卷扬机
9.海洋石油铺管工作船──恒张力移船绞车、张紧器、A/R绞车、起重吊机的负荷绞车等等
10.运输──铁道车辆定位卷扬机、索道牵引绞车
11.森林及木材加工机械──重木起吊卷扬机、木材车、堆材机
12.液压打桩锤配套设备──液压管线绞车、电缆及气动管线绞车
13.矿山和冶金行业──运输绞车、提升绞车
1.2最新技术与发展趋势
随着液压元件的不断发展、丰富，随着液压控制技术和测试技术的进步，液压绞车的应用范围不断扩大，功率回收、负荷传感、恒张力等多种先进技术已在大型绞车上广泛应用。
执行元件(液压马达)的使用更加多样。一方面，大排量液压马达实用性的增加大大改变了许多绞车的面貌；同时，小型、低成本液压马达配套行星减速系统也显现出取代大型马达的趋势，能简化或代替传统的多级开式齿轮组。
    现有的成熟可编程序控制(PLC)技术和高水平的数字传输技术在绞车精确缠绕控制上成功结合使用，出现了“层补偿输出”技术，可以实现绞车各层缆绳以设定的线速度输出设定的张力。在测量技术上，通过采用接近传感器和光学编码器测试缆绳的线速度和收放距离，采用安装在绞车滑轮轮轴上的应变仪测量缆绳的线张力，通过PC和PLC接收以上信息并应用电比例技术控制液压泵、液压马达的排量与压力。采用远距离无线接收和遥控技术，操控人员可以远程操纵绞车并随时了解绞车的工作状态和发布工作指令。
在传统负荷绞车的基础上出现了一种“存储绞车”，用于大量液压管线、电缆(光缆)、气动管线等的存储和动力收放。在德国MENCK公司、荷兰IHC公司生产的液压打桩锤液压管线绞车、脐带绞车（电缆和气动管线绞车）上，采用了多通道液压回转接头和电滑环技术，可以在绞车回转收放过程中正常传输液、气、电介质，使打桩锤能在200米以上水深的海底正常、连续使用。如图1.4