卷扬机受力计算
卷扬机专项安全操作方案
卷扬机专项安全操作方案1、工程概况：***************，材料垂直运输设备采用10t卷扬机（卷扬机在有效使用年限以内，并定期做保养），卷扬机安置在*********。
卷扬机额定起吊重量10t，钢丝绳采用A30mm钢丝绳，设置的吊钩起吊重量5t，考虑钢丝绳自重和高差太高原因，实际施工过程中卷扬机起吊重量不超过2t。
垂直运输计算书及起吊重物图见附件。
2、卷扬机操作（1）工作前1）、卷扬机的固定必须牢靠、坚实、稳固，防止在起重物体时倾倒和滑移。
底座必须平整坚实，并应牢固地连接在地锚上；未经稳定或地锚不牢时，严禁使用；2）、卷扬机开工前应检查卷扬机各部分机件转动是否灵活，制动装置是否可靠灵敏。
如离合器、制动器、保险棘轮、滑轮、齿轮传动装置、电源线路等，必须合乎安全要求。
除此之外还应该对钢丝绳及钢丝绳的接头的磨损程度做认真检查。
若出现下列情况，卷扬机则不能投入使用：直径减小，直径磨损超过百分之四十应报废，不超百分之四十应降低系数使用；表面腐蚀，当整根钢丝绳表面腐蚀达到肉眼显而易见时，钢丝绳就不能使用；结构破坏，钢丝绳整股破断应报废，有断丝的钢丝绳应降低系数使用；超载，超载使用过的钢丝绳不得使用。
— 1 —3）、垂直运输前应对电梯井喷混凝土进行检查，检查合格后方可投入使用。
施工期间由电梯井混凝土施工队不定期自查（原则上每月一次），发现问题及时向安全部门上报，安全部门组织相关部门进行现场检查并制定处理方案。
（2）工作中1）、操作人员必须熟悉卷扬机的性能、结构，有实际操作经验。
2）、上、下工作人员联络信号采用对讲机。
吊运施工器具应使用吊篮。
3、卷扬机的电器装置应由专业电工负责安装、修理和拆除，卷扬机电器控制要放在操作人员身上，所有电气设备应装有接地线，以防触电，电气开关需要保护等。
4）、卷扬机操作前，应先进行试车，地锚、制动、防护装置、电器线路、视线等确认安全后，方可操作。
5）、工作时，卷扬机周围两米内不准站人，跑绳的两旁及导向滑车的周围也不准站人，工作面上人员也要规避，待吊钩离工作面2m左右时，人员方可进入工作面协助下钩。
卷扬机、地锚
卷扬机概述卷扬机有手动卷扬机和电动卷扬机之分。
手动卷扬机在结构吊装中已很少使用。
电动卷扬机按其速度可分为快速、中速、慢速等。
快速卷扬机又分单筒和双筒，其钢丝绳牵引速度为25~50m/min，单头牵引力为4.0~80kN，如配以井架、龙门架、滑车等可作垂直和水平运输等用。
慢速卷扬机多为单筒式，钢丝绳牵引速度为6.5~22m/min，单头牵引力为5~100kN，如配以拔杆、人字架、滑车组等可作大型构件安装等用。
电动卷扬机的技术参数快速卷扬机技术参数见表14-23及表14-24。
中速卷扬机技术参数见表14-25。
慢速卷扬机技术参数见表14-26。
单筒快速卷扬机技术参数表14-23双筒快速卷扬机技术参数表14-24单筒中速卷扬机技术参数表14-25单筒慢速卷扬机技术参数表14-26卷扬机的固定、布置和使用注意事项1．卷扬机的固定卷扬机必须用地锚予以固定，以防工作时产生滑动或倾覆。
根据受力大小，固定卷扬机有螺栓锚固法、水平锚固法、立桩锚固法和压重锚固法四种（图14-18）。
图14-18 卷扬机的固足万法（a）螺栓锚固法；（b）水平锚固法；（c）立桩锚固法；（d）压重锚固法1-卷扬机；2-地脚螺栓；3-横木；4-拉索；5-木桩；6-压重；7-压板2．卷扬机的布置卷扬机的布置（即安装位置）应注意下列几点：（1）卷扬机安装位置周围必须排水畅通并应搭设工作棚；（2）卷扬机的安装位置应能使操作人员看清指挥人员和起吊或拖动的物件。
卷扬机至构件安装位置的水平距离应大于构件的安装高度，即当构件被吊到安装位置时，操作者视线仰角应小于45°；（3）在卷扬机正前方应设置导向滑车，导向滑车至卷筒轴线的距离，带槽卷筒应不小于卷筒宽度的15倍，即倾斜角α不大于2°（图14-19），无槽卷筒应大于卷筒宽度的20倍，以免钢丝绳与导向滑车槽缘产生过分的磨损；图14-19 卷扬机的布置（4）钢丝绳绕入卷筒的方向应与卷筒轴线垂直，其垂直度允许偏差为6°。
卷扬机受力计算书
自制小吊车受力计算书一、单元体自重GG=18000 N=18KNG k=γw Gγw为风荷载分项系数，γw=1.4G k=18*1.4=25.2KN二、小吊车的抗倾覆根据图示尺寸求得单元体吊点力距为2m。
钢丝绳重力距为2m，自重为100KG卷扬机、电动机重力距为4m，自重为500KG。
配重重力距为4m，重量为1000KG。
M GK=(25200N＋1000)*2m=52400N.mM G’=（500kg＋1000KG）*9.8N/kg*4m=58800N.mM G’/ M GK=58800N.m/52400N.m=1.12>1因为M G’> M Gk所以，小吊车的抗倾覆能满足要求。
三、吊绳计算钢丝绳的容许拉力（安全荷载）S=S b/K1S b为钢丝绳的拉断拉力S b=aPgPg为钢丝绳的破断拉力总和Pg=0.5d²d为钢丝绳直径d=17mm查表得Pg=184KNa为钢丝绳之间荷载不均匀系数，a取0.85S b=0.85*184=156.4KNK1为钢丝绳使用安全系数，查表得K1=5.5S= S b/ K1=156.4/5.5=28.44KN=28440N>25200N= G k因为S> G k即钢丝绳的容许拉力大于单元体在风荷载作用下的力。
所以选用6*19，直径为17mm的钢丝绳能满足要求。
四、卡环即御甲的计算卡环横销的直径为28mm卡环的安全荷载Q b=40d1²=40*28²=31360N>25200N= G k因为Q b> G k，即卡环的安全荷载大于单元体在风荷载作用下的力。
所以，选用直径为28mm横销的卡环能满足要求。
五、绳卡计算钢丝绳所受综合受力为25.2KN,采用骑马式绳卡夹接，用19mm螺栓紧固，绳卡数量:N＝2.5*P/TP=25.2KNT=24.5KNN=2.5*25.2KN/24.5KN=2.57个故需用绳卡3个。
卷扬机设计说明书
摘要卷扬机又称绞车。
是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业，由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。
垂直提升、水平或倾斜曳引重物的简单起重机械。
分手动和电动两种。
现在以电动卷扬机为主。
本次设计的5吨电动卷扬机是由电动机、连轴器、制动器、减速器、卷筒、导向滑轮、起升滑轮组、吊钩等组成。
本次设计的步骤是从钢丝绳开始入手，然后依次对卷扬机的卷筒、卷筒心轴、电动机、减速器齿轮、减速器轴、制动器、联轴器以及卷筒机的导向滑轮设计与选取。
其中卷筒、卷筒轴、卷筒毂、减速器的设计最为主要，本设计重点做了介绍，其余部分有得只是略作分析。
本次设计的卷筒机由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、对作业环境适应能力强等特点，可以应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面，但是此次设计的卷筒机主要运用于用于5吨桥式吊车起升机构。
提升重物是卷扬机的一种主要功能，各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。
关键词：卷扬机，卷筒，卷筒轴，减速器第一章绪论1.2卷扬机的常见类型：常见的卷扬机吨位有：0.3T卷扬机 0.5T卷扬机 1T卷扬机 1.5T卷扬机 2T卷扬机 3T 卷扬机 5T卷扬机 6T卷扬机 8T卷扬机 10T卷扬机 15T卷扬机 20T卷扬机 25T卷扬机 30T 卷扬机。
从是否符合国家标准的角度：卷扬机可分为国标卷扬机、非标卷扬机常见卷扬机型号有1、JK0.5-JK5单卷筒快速卷扬机2、JK0.5-JK12.5单卷筒慢速卷扬机3、JKL1.6-JKL5溜放型快速卷扬机4、JML5、JML6、JML10溜放型打桩用卷扬机5、2JK2-2JML10双卷筒卷扬机6、JT800、JT700型防爆提升卷扬机7、JK0.3-JK15 电控卷扬机9、非标卷扬机其中Jk表示快速卷扬机，jm表示慢速卷扬机，jt表示防爆卷扬机，单卷筒表示一个卷筒容纳钢丝绳，双卷筒表示两个卷筒容纳钢丝绳。
人工挖孔桩卷扬机受力验算
人工挖孔桩提升机承重验算书荷载计算1、桶的直径48cm，高50cm，自重m1=18kg。
2、桶的体积V=3.14×0.24×0.24×0.50=0.090m3桶内石头重量按照最大重量碎石计算：碎石头密度为1.55g每立方厘米一方=1000000立方厘米：1*1.55=1.55吨重量：m2=0.09×1550kg=139.5kg M=m1+m2=157.5kg （G=mg自重1.575KN）3、电机自重36kg G=mg自重0.36KN一》钢丝绳拉力计算：1、直径8毫米，面积4*4*3.14=50.24mm2，承受拉力约为50.24*65=3265.6kg公式f=ksk为每平方毫米承受的拉力s为截面积钢丝绳起重的安全系数为5.3265.6kg>193.5kg×5=967.5kg钢丝绳满足要求。
二》配重要求：提升机尾部是长2m，宽1.27m角钢架，在上面放置4块C20混凝土块(每方2500kg)，配重M=4×0.5m×0.2m×0.2m×2500kg=200kg矩形管40x80x3.5每延米重量6.21kg。
槽钢50x37x4.5每延米重量5.44kg矩形管：6.21kg/m×1.9m=11.799kg槽钢：5.44kg/m×2m=10.88kg支架自重：22.679kg桶加石渣自重：157.5kg其他小部件忽略不计，按照最大弯矩考虑：157.5kg×10N/kg×1.3m+22.679kg×10 N/kg ×0.6m=2183.57 KN.m <200kg ×10 N/kg×1.4m+36kg×1.7×10 N/kg=3412KN.m2183.57 KN.m <3412KN.m力矩满足要求，配重满足要求。
卷扬机埋件受力验算
卷扬机埋件受力验算（1）埋件结构组成埋件由300*300*12的Q345锚板和6根φ12的HRB335钢筋组成。
结构情况如下图：（2）埋件计算1）已知条件剪力：=50KN V F 剪埋件面板厚t=12mm ，采用d=12mm 的HRB335钢筋,f y =300N/mm 2；混凝土按C35等级计算，f c =16.7N/mm 2。
2）验算计算公式：因不受弯矩和拉力作用，所以取用设计公式为0.30.41.3s r v y r b y V N M Nz A f f zαααα--≥+ As 要大于上公式中的计算值。
验算过程：埋件锚固钢筋布置3层，；因为本埋件仅受剪力作用，弯矩作用极小可以忽略不计。
20.30.41.350000000.90.566251300 1.30.90.75300300327.01s r v y r b y V N M Nz A f f z mm αααα--≥+-=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 223.14159126678.584As mm ⨯=⨯= 22678.58327.01s A mm mm =>综上所述，埋件的构造满足受剪要求。
抗风吸埋件受力验算（1）埋件结构组成埋件由1块规格为300*300*12和2块188*60*12的Q345锚板组成。
结构情况如下图：埋件结构图（21）已知条件剪力：=100KN V F =拉埋件面板厚t=12mm 材质为Q345的钢板；混凝土按C35等级计算，f c =16.7N/mm 2。
2）验算计算公式：因不受弯矩和剪力作用，所以取用设计公式为 b M 0.80.4zs y r b y N A f f ααα≥+ As 要大于上公式中的计算值。
验算过程：埋件锚固钢板布置2层， 1.0r α=；(4.00.080.7v d α=-= 0.60.250.85b t dα=+= 因为本埋件仅受剪力作用，弯矩作用极小可以忽略不计。
b 2M 0.80.4z 10000000.80.85300490.19s y r b y N A f f mm ααα≥+=+⨯⨯= 22121002400As mm =⨯⨯= 222400490.19s A mm mm =>综上所述，埋件的构造满足受拉要求。
卷扬机的基本参数
卷扬机是一种用于提升和吊装重物的机械设备。
其基本参数通常包括以下几个方面：
1. 载荷能力（载重量）：指卷扬机能够提升的最大重量。
单位通常为吨或千克。
2. 提升高度：指卷扬机能够垂直提升物体的最大高度。
单位通常为米。
3. 提升速度：指卷扬机提升物体的速度。
单位通常为米/秒或米/分钟。
4. 功率：指卷扬机的动力来源，通常以千瓦（kW）或马力（HP）表示。
5. 钢丝绳长度：指卷扬机所使用的钢丝绳的长度。
单位通常为米。
6. 控制方式：卷扬机可以采用手动控制或电动控制，具体控制方式根据不同型号而定。
7. 使用环境：卷扬机在使用时需要考虑环境因素，如室内或室外、温度、湿度等。
这些基本参数会根据不同的卷扬机类型、型号和用途而有所差异。
购买或选择卷扬机时，应根据实际需求和工作条件进行综合考虑。
1。
卷扬机钢丝绳欧拉公式及欧拉衰减的研究
Abstract
Rope and rope drum are important parts of winding machine and should be improved to enhance security issues. Theoretical analysis of drum dynamic force during the course of spooling into drums in multi-layer winding is introduced. By study and deduction of Euler’s formula, a more accurate method is introduced to study the multi-layer winding drum force. Analytical model of rope is studied to illustrate the loss elimination effect. Course of the rope load relieving is explained. And then the analytical equations for calculation and pragmatic numerical estimation of rope tensional coefficient are revealed.
Theoretical Study of Euler’s Formula and Loss Elimination Effect on Rope Windings of Winch Drum
Qiqi Jiang1, Guang Meng1, Jianming Wang2
1 2
Shanghai Jiao Tong University, Shanghai SANY Digital Science and Technology Co. Ltd., Suzhou Jiangsu
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附件
1、采用电动机功率，钢丝绳直径，卷筒直径180mm，卷筒容绳量35m，额定速
度1380r/min，整机重量150kg。
动力采用ZD121-4型电动机。
采用Φ16mm 螺纹钢筋锚入混凝土做支撑锚固，具体布置详见附图。
2、斜坡段抗弯强度和挠度验算
斜坡支撑采用壁厚、外径48mm的架子管，抗剪强度满足要求，仅对其进行弯矩和挠度进行验算。
①抗弯强度验算
弯矩验算按照三等跨连续梁进行计算，跨间距即钢筋支撑间距l=。
动荷载系数取，净荷载系数取；
当荷载位于跨中时弯矩和挠度最大
架子管自重均布净荷载：q=×10=·m
最大弯矩
×l=×××1×1+×××1
M=××q×l2+××F
垂
=·m
抗弯强度
架子管截面抵抗矩W=4493mm3
σ=M/W=×1000÷4493= N/㎜2＜205 N/㎜2=f
满足要求
②挠度验算
挠度计算按照二等跨连续梁偏安全
容许长细比取150
钢材弹性模量E=206KN/㎜2
架子管惯性矩I=㎝4
ν=×q×l4÷（100×E×I）+×F垂×l3÷（100×E×I）
=＜1000/150=㎜
满足要求
3、斜坡段支撑稳定性验算
支撑采用壁厚、外径48mm的架子管
面积A=
惯性矩I=
回转半径i=
长度系数μ取
①对稳定性公式适用范围进行验算
柔度λ=μh/i=×700÷=小于钢结构支撑容许长细比[λ]=200
满足公式要求
②稳定性验算
由λ=查得ψ=
/(ψA)= ÷（×）= N/㎜2＜205 N/㎜2=f
F
垂
满足稳定性要求。
4、卷扬机稳定性验算
卷扬机底座尺寸×.
卷扬机重量150kg，因为电动机装在底座偏后侧，卷扬机的重心偏后，为了偏于安全，假设卷扬机的重心在底座中心处。
钢丝绳的角度与水平的夹角55°，受力点在钢丝绳与滚筒相切处。
钢丝绳的最大拉力为启动时的瞬间拉力，此时拉力为卷扬机的额定拉力800kg。
倾覆验算
F1=150×10=1500N
F2=800×10=8000N
F1距B点的距离L1=，F1对B点的力矩：m1= F1×L1=1500×=720N·m
F2距B点的距离L2=，F2对B点的力矩：m2= F2×L2=8000×=560N·m
安全系数= m1/ m2=，而且底座四个角还有四根地锚增加抗倾覆性，满足抗倾覆要求。
②抗滑移验算
在卷扬机底座的四个角做地锚，采用Φ16mm螺纹钢筋锚入地面。
地锚的抗剪强度很显然满足要求，需要进行验算的是混凝土的抗剪强度。
卷扬机和混凝土的摩擦系数取。
提升时摩擦力：F 摩=×（1500+8000×sin55°）=
提升作业时钢丝绳拉力的水平分力通过四根地锚对混凝土进行挤压破坏。
每根地锚对混凝土体的压力
F 压=(cos55°F2- F 摩)/4=×÷4=
压力面积A 压=×=㎡
地锚对混凝土的压强：P= F 压/A=
根据混凝土粘聚力平均值Cq=
地锚对混凝土的压强P=＜混凝土粘聚力平均值Cq=，满足卷扬机抗滑移稳定性要求。
③钢丝绳拉力验算
卷扬机工作级别取M3，安全系数Kn 取。
钢丝绳直径应满足如下公式：
d ≥o o
'n F R K K •• d=钢筋直径
Fo=卷扬机额定拉力，取8000N
Kn =钢丝绳安全系数，取
'K =钢丝绳最小破断拉力系数，取
o R =钢丝绳公称抗拉强度，取1400N/mm ²
o o
'n F R K K ••= 卷扬机适配钢丝绳直径d=＞，满足要求。
5、施工要求
（1）卷扬机基础应能可靠的承受作用在其上的荷载，地脚螺栓埋深与做法应符合设计和说明书的规定。
底座的四个角做地锚, 采用Φ16mm 螺纹钢筋锚入地面,连接螺栓必须拧紧，涂抹黄油、垫弹簧垫圈，不得少装漏装。
(2) 缆风绳直径不小于，角度45-60度对角布置，缆风绳应设独立地锚，缆风绳螺丝与地锚连接，地锚应符合要求，缆风绳不得有接头，绳卡数量不少于3个。
(3)安装钢丝绳在卷筒上最少圈数不小于4圈，在卷筒上必须排列整齐，不许错乱扎压。
(4)迁引钢丝绳和副钢丝绳接头的绳夹不能少于3个，绳夹的距离为绳径的6倍以上，绳夹方向一致，U 型螺栓装在绳尾一侧，绳夹以下的绳尾末端用铁丝绑
扎。
揽风绳加固地脚锚固处理。