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第八章第八章 旋转机构旋转机构内容：旋转机构的组成和主要形式；内容：旋转机构的组成和主要形式；旋转机构的计算；旋转机构的计算；1 1 旋转机构的组成和主要型式旋转机构的组成和主要型式一、一、组成和主要型式组成和主要型式:旋转机构的作用，是使起重机或起重机的旋转部分作旋转运动。旋转机构的作用，是使起重机或起重机的旋转部分作旋转运动。常用的旋转机构有手动和电动之分。常用的旋转机构有手动和电动之分。一般电动的旋转机构由电动机、传动装置、制动装置、旋转支一般电动的旋转机构由电动机、传动装置、制动装置、旋转支 承构件、安全装置和旋转支架等组成。承构件、安全装置和旋转支架等组成。1 1、按照旋转机构与起重机选择部分的安装关系，分两种：按照旋转机构与起重机选择部分的安装关系，分两种：1 1）外界驱动的旋转机构：外界驱动的旋转机构：旋转机构的驱动设备不随同起重机或起重机旋转部分作整旋转机构的驱动设备不随同起重机或起重机旋转部分作整 体回转运动。图体回转运动。图8-18-1 2 2）内部驱动的旋转机构：内部驱动的旋转机构：旋转机构的驱动设备不随同起重机或起重机旋转部分作整旋转机构的驱动设备不随同起重机或起重机旋转部分作整 体回转运动。图体回转运动。图8-28-2 1 1 旋转机构的组成和主要型式旋转机构的组成和主要型式 1 1 旋转机构的组成和主要型式旋转机构的组成和主要型式2、旋转机构的几种典型传动方案、旋转机构的几种典型传动方案 1）由卧式电动机、联轴器、制动器、蜗杆蜗轮减速器或带有由卧式电动机、联轴器、制动器、蜗杆蜗轮减速器或带有 极限力矩联轴器的蜗轮减速器和齿轮（或针轮）等组成的极限力矩联轴器的蜗轮减速器和齿轮（或针轮）等组成的 旋转机构。（图旋转机构。（图8-1a、b）此种方案的优点是结构紧凑，传动比大，但效率较差。此种方案的优点是结构紧凑，传动比大，但效率较差。适合于要求紧凑的中小型起重机。适合于要求紧凑的中小型起重机。2）由卧式电动机、联轴器、制动器、圆柱圆锥齿轮减速器由卧式电动机、联轴器、制动器、圆柱圆锥齿轮减速器 （内装有极限力矩联轴器）和行星齿轮（或针轮）等组成（内装有极限力矩联轴器）和行星齿轮（或针轮）等组成 的旋转机构。（图的旋转机构。（图8-3a、b）此种方案因有圆锥齿轮对机械安装精度要求较高，否则会此种方案因有圆锥齿轮对机械安装精度要求较高，否则会 造成啮合不良；并且平面布置的尺寸较大。造成啮合不良；并且平面布置的尺寸较大。1 1 旋转机构的组成和主要型式旋转机构的组成和主要型式3）由立式电动机、水平安置的制动器、水平安置的两级圆柱齿由立式电动机、水平安置的制动器、水平安置的两级圆柱齿 轮减速器和行星齿轮（或针轮）等组成的旋转机构。轮减速器和行星齿轮（或针轮）等组成的旋转机构。（图（图8-3b）这种方案的优点是平面布置紧凑，传动效率较高和制造与安这种方案的优点是平面布置紧凑，传动效率较高和制造与安 装方便。装方便。在大、中型旋转起重机得到广泛应用。在大、中型旋转起重机得到广泛应用。4）由卧式电动机、联轴器、立式减速器和驱动车轮等组成的旋由卧式电动机、联轴器、立式减速器和驱动车轮等组成的旋 转机构。其特点是利用车轮在环形轨道上滚动而使机构旋转转机构。其特点是利用车轮在环形轨道上滚动而使机构旋转 （图（图8-3c）。）。此种方案的优点是结构简单，省去了较难制造的行星齿轮。此种方案的优点是结构简单，省去了较难制造的行星齿轮。适合于中型旋转起重机。适合于中型旋转起重机。1 1 旋转机构的组成和主要型式旋转机构的组成和主要型式 1 1 旋转机构的组成和主要型式旋转机构的组成和主要型式3 3、极限力矩联轴器的作用、极限力矩联轴器的作用 安全。其目的是为了避免旋转起重机剧烈地起动和制动，以及因安全。其目的是为了避免旋转起重机剧烈地起动和制动，以及因 操作不当而使臂架碰撞障碍物时，得以防止电动机、机架和臂架操作不当而使臂架碰撞障碍物时，得以防止电动机、机架和臂架 在冲击作用下损坏。在冲击作用下损坏。图图8-48-4为极限力矩联轴器的为极限力矩联轴器的 结构，内外锥盘结构，内外锥盘3 3和和4 4在受在受 压弹簧的作用下，产生压弹簧的作用下，产生 摩擦力矩。当轴上力矩超摩擦力矩。当轴上力矩超 过极限力矩时，内外锥盘过极限力矩时，内外锥盘 间的摩擦面产生松动，限间的摩擦面产生松动，限 制传递的力矩，从而起安制传递的力矩，从而起安 全保护的作用。全保护的作用。1 1 旋转机构的组成和主要型式旋转机构的组成和主要型式 旋转起重机的工作程序是：起升物品、利用旋转机构将物品水旋转起重机的工作程序是：起升物品、利用旋转机构将物品水平运移、降下物品和最后利用旋转机构恢复到原始位置。平运移、降下物品和最后利用旋转机构恢复到原始位置。所以旋转机构的工作过程与运行机构的工作过程相似，都可分所以旋转机构的工作过程与运行机构的工作过程相似，都可分为负载运转和空载运转二个时期；而每一时期又分为起动、平稳运为负载运转和空载运转二个时期；而每一时期又分为起动平稳运动和制动三个阶段。动和制动三个阶段。与运行机构所不同的是：一为旋转运动，另一为直线运动。与运行机构所不同的是：一为旋转运动，另一为直线运动。旋转机构的计算内容也与运行机构大同小异。旋转机构的计算内容也与运行机构大同小异。一、电动机的选择一、电动机的选择 1 1、负载平稳旋转时的驱动力矩、负载平稳旋转时的驱动力矩 2 2 旋转机构的计算旋转机构的计算 此时，电动机要克服起重机上下支承部分轴承的摩擦阻力矩、道此时，电动机要克服起重机上下支承部分轴承的摩擦阻力矩、道路坡阻力矩、风阻力矩和传动机构中的摩擦阻力矩等。路坡阻力矩、风阻力矩和传动机构中的摩擦阻力矩等。道路坡阻力矩、风阻力矩的算法与运行机构相似，仅室外工作的道路坡阻力矩、风阻力矩的算法与运行机构相似，仅室外工作的起重机才考虑；传动机构中的摩擦阻力矩以效率考虑；转动部分轴承起重机才考虑；传动机构中的摩擦阻力矩以效率考虑；转动部分轴承的摩擦阻力矩须根据轴承的构造型式而定。见表的摩擦阻力矩须根据轴承的构造型式而定。见表8-1 室外工作的起重机，电机轴上必须克服的静阻力矩为：室外工作的起重机，电机轴上必须克服的静阻力矩为：对室内工作的起重机为：对室内工作的起重机为：等效坡阻力矩和风阻力矩等效坡阻力矩和风阻力矩 2 2 旋转机构的计算旋转机构的计算2、负载旋转起动时的驱动力矩：负载旋转起动时的驱动力矩：与运行机构在负载起动时的计算相似，只不过把移动质量与运行机构在负载起动时的计算相似，只不过把移动质量的惯性力矩换为旋转质量的惯性力矩而已。的惯性力矩换为旋转质量的惯性力矩而已。电机平均起动力矩为：电机平均起动力矩为：所有围绕旋转轴线旋转的零部件所有围绕旋转轴线旋转的零部件和物品载荷质量在旋转加速时对和物品载荷质量在旋转加速时对旋转轴线的动力矩旋转轴线的动力矩 2 2 旋转机构的计算旋转机构的计算 2 2 旋转机构的计算旋转机构的计算起动时间可按表起动时间可按表8-2选取：选取：2 2 旋转机构的计算旋转机构的计算3、电动机的功率电动机的功率 因为旋转部分的惯性力矩很大，需要的起动力矩比静阻力矩大因为旋转部分的惯性力矩很大，需要的起动力矩比静阻力矩大很多，故用下式计算电动机的功率：很多，故用下式计算电动机的功率：2 2 旋转机构的计算旋转机构的计算4、回转臂架头部加速度验算回转臂架头部加速度验算 由起动力矩公式可得：由起动力矩公式可得：5、发热验算发热验算 同起升机构，略同起升机构，略二、减速器的选择二、减速器的选择 略略 2 2 旋转机构的计算旋转机构的计算三、极限力矩联轴器的选择三、极限力矩联轴器的选择 极限力矩联轴器的计算力极限力矩联轴器的计算力矩，初选时可取其电动机额定矩，初选时可取其电动机额定力矩换算到极限力矩联轴器处力矩换算到极限力矩联轴器处的值的二倍。精确计算时，用的值的二倍。精确计算时，用下式确定下式确定：根据计算力矩进行设计和选择极限力矩联轴器。在使用时，要把弹簧根据计算力矩进行设计和选择极限力矩联轴器。在使用时，要把弹簧 调节到使其能传递的最大力矩才合适。调节到使其能传递的最大力矩才合适。2 2 旋转机构的计算旋转机构的计算四、制动器的选择四、制动器的选择 旋转机构常用开式制动器，并用脚踏杠杆操纵或液压操纵。旋转机构常用开式制动器，并用脚踏杠杆操纵或液压操纵。通常把制动器装在电动机轴上。通常把制动器装在电动机轴上。要分别考虑有无极限力矩联轴器来计算制动力矩：要分别考虑有无极限力矩联轴器来计算制动力矩：1）无极限力矩联轴器无极限力矩联轴器 按照制动时的动力矩及静阻力矩确定制动力矩：按照制动时的动力矩及静阻力矩确定制动力矩：2 2 旋转机构的计算旋转机构的计算 2）有极限力矩联轴器有极限力矩联轴器 因机构可能传动的制动力矩不可能超过极限力矩，故制动因机构可能传动的制动力矩不可能超过极限力矩，故制动 力矩应根据力矩应根据极限力矩联轴器的计算力矩确定极限力矩联轴器的计算力矩确定：2 2 旋转机构的计算旋转机构的计算