起重運(yùn)輸機(jī)械驗(yàn)指導(dǎo)書

1、起 重 運(yùn) 輸 機(jī) 械 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書物流工程學(xué)院港機(jī)實(shí)驗(yàn)室編武漢理工大學(xué)二零零七年六月前 言起重運(yùn)輸機(jī)械課程是機(jī)械制造及自動化、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論、物流技術(shù)與裝備等專業(yè)的一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本課程教學(xué)中必不可少的組成部分。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)可增加學(xué)生的感性認(rèn)識，加深對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，由此提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，它不僅是對課堂理論知識的驗(yàn)證、鞏固和加強(qiáng)，而且更是對新知識領(lǐng)域的探索、研究和開拓。我們根據(jù)起重運(yùn)輸機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱內(nèi)容的安排，特制定本實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書，要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，了解起重運(yùn)輸機(jī)械的基本分類和主要機(jī)型，不同機(jī)型的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工作過程和工

2、作原理，以及其應(yīng)用開發(fā)等。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書由金超球、黨翠蘭、江明鴻等編寫，郭燕、李郁等審閱。編者 2007年6月目 錄實(shí)驗(yàn)一 起重運(yùn)輸機(jī)械概述1實(shí)驗(yàn)二 制動器實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)三 變幅機(jī)構(gòu)性能參數(shù)測定6實(shí)驗(yàn)四 氣力輸送機(jī)參數(shù)測定8實(shí)驗(yàn)一 起重運(yùn)輸機(jī)械概述（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁饬x通過老師現(xiàn)場對實(shí)物的講解和演示，使學(xué)生建立對港口起重運(yùn)輸機(jī)械的感性認(rèn)識，進(jìn)一步了解各種起重機(jī)械和連續(xù)輸送機(jī)械及其典型零部件的構(gòu)造、類型、特點(diǎn)及工作原理，以加深對起重運(yùn)輸機(jī)械的認(rèn)識和理解，從而鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為本課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法1、觀看幾種典型的起重運(yùn)輸機(jī)械實(shí)物或模型及操作演示，具體地

3、了解不同起重運(yùn)輸機(jī)械的構(gòu)造及工作特點(diǎn)，對起重運(yùn)輸機(jī)械有一個具體直觀的理解。2、參觀具體的起重機(jī)械零部件實(shí)物或模型，了解抓斗、吊鉤、卷筒、鋼絲繩、滑輪、制動器等的類型、構(gòu)造和特點(diǎn)，認(rèn)識這些零部件在起重機(jī)械中的作用；3、參觀斗式提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)、鏈斗卸船機(jī)等主要連續(xù)輸送機(jī)的模型，認(rèn)識并了解它們的類型、構(gòu)造、典型零部件、工作特點(diǎn)及工作原理。（三）主要儀器設(shè)備 1、整機(jī)實(shí)物：門座起重機(jī)、汽車起重機(jī)、垂直螺旋輸送機(jī)、鏈斗卸船機(jī)；2、整機(jī)模型：斗式提升機(jī)、水平螺旋輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)；3、主要零部件實(shí)物或模型：抓斗、吊鉤、卷筒、鋼絲繩、滑輪、制動器等。（四）思考題1、門座起重機(jī)有由哪些工作機(jī)構(gòu)組成？簡述各

4、工作機(jī)構(gòu)的組成及動作過程；2、汽車起重機(jī)有由哪些工作機(jī)構(gòu)組成？簡述各工作機(jī)構(gòu)的組成及動作過程；3、敘述抓斗、吊鉤、卷筒、鋼絲繩、滑輪、制動器等零部件在起重機(jī)械中的作用；4、連續(xù)輸送機(jī)是怎樣分類的？它有哪些主要類型？5、斗式提升機(jī)是怎樣組成的？它有哪幾種取料方式？有哪幾種卸料方式？6、水平螺旋輸送機(jī)的工作原理是怎樣的？螺旋葉片有哪幾種型式？實(shí)驗(yàn)二 制動器實(shí)驗(yàn)（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、意義通過學(xué)生親自動手對實(shí)物的操作和實(shí)驗(yàn)，了解并掌握塊式制動器和盤式制動器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理以及調(diào)試方法。（二）實(shí)驗(yàn)基本原理與方法制動器是保證起重運(yùn)輸機(jī)械中各工作機(jī)構(gòu)安全正常工作的重要部件，其工作原理是利用摩擦消耗機(jī)構(gòu)運(yùn)動的動

5、能以達(dá)到停止、調(diào)速、支持的作用。制動器的工作原理是：當(dāng)機(jī)構(gòu)斷電，停止工作時，制動器的驅(qū)動裝置推動器也同時斷電(或延時斷電)，停止驅(qū)動(推力消除)，這時制動彈簧的彈簧力通過兩側(cè)制動臂傳遞到制動瓦塊（或夾鉗）上，使制動覆面產(chǎn)生規(guī)定的壓力，并建立規(guī)定的制動力矩，起到制動作用；當(dāng)機(jī)構(gòu)通電驅(qū)動時，制動器的推動器也同時通電驅(qū)動并迅速產(chǎn)生足夠的推力推起推桿，迫使制動彈簧進(jìn)一步壓縮，制動臂向兩側(cè)外張，使制動瓦塊（或夾鉗）脫離制動輪，消除制動覆面的壓力和制動力矩，停止制動作用。本實(shí)驗(yàn)采用港口起重機(jī)上常用的塊式制動器和盤式制動器為對象：1、塊式制動器是利用制動瓦塊與制動輪間的摩擦達(dá)到制動的目的，其結(jié)構(gòu)如下圖：2、

6、盤式制動器是利用制動夾鉗與制動盤間的摩擦達(dá)到制動的目的，其結(jié)構(gòu)如下圖：（三）主要儀器設(shè)備制動器實(shí)驗(yàn)臺共三套，其中每套含以下部件：1、y132m-8 電機(jī) 2、yw25-20/22hr 塊式制動器3、yp11-220-25020 盤式制動器4、tq66扭矩傳感器5、溫度傳感器6、s48 智能測量計(jì)7、制動器操縱臺（四）實(shí)驗(yàn)方案與技術(shù)路線本實(shí)驗(yàn)臺采用先進(jìn)的可編程控制器做主控單元，多個cpu處理單元協(xié)調(diào)完成各種數(shù)據(jù)處理。實(shí)驗(yàn)臺布置如下：操縱臺溫度傳感器溫度傳感器飛輪扭矩傳感器盤式制動器塊式制動器電機(jī)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在制動器實(shí)驗(yàn)臺上，通過實(shí)際操作：1）了解塊式制動器和盤式制動器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和動作過

7、程；2）掌握塊式制動器和盤式制動器的調(diào)整和測試方法；3）通過改變飛輪矩，測量不同的制動力矩和制動時間，并與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析。2、實(shí)驗(yàn)步驟：1）系統(tǒng)通電完成后，文本顯示器無報(bào)警燈閃動及報(bào)警聲，各個儀表數(shù)據(jù)顯示正常，即可開機(jī)實(shí)驗(yàn)；2）手動選擇盤式制動器或塊式制動器，特別注意實(shí)驗(yàn)時只能選擇其中一個作實(shí)驗(yàn)對象，絕不能兩個制動器同時制動；3）調(diào)整好選中的制動器、制動力矩（注意不能超過100nm），配好飛輪，裝配飛輪時，注意扭緊螺絲；4）按下啟動按鈕，電機(jī)啟動。當(dāng)觀察轉(zhuǎn)速或文本顯示器達(dá)到設(shè)定速度，穩(wěn)定一段時間，按下停機(jī)按鈕；5）記錄下制動力矩、制動時間、電機(jī)轉(zhuǎn)速、制動器溫度等數(shù)據(jù)；6）選擇另一制動器，

8、將前面已做過實(shí)驗(yàn)的制動器調(diào)到常開模式；7）重復(fù)3、4、5；8）將上述各實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)測量內(nèi)容盤式制動器塊式制動器123123電機(jī)轉(zhuǎn)速n（r/min）制動時間t（s）制動力矩m（nm）力矩調(diào)整刻度飛輪數(shù)量（五）思考題1、試分析比較塊式制動器和盤式制動器的異同點(diǎn)；2、制動器在使用中需要有哪些調(diào)整？為什么？ 3、實(shí)驗(yàn)中，飛輪的作用是什么？請考慮能否用其它的方式來取代其這一作用？4、計(jì)算制動力矩：已知參數(shù)：飛輪重量（g）： 1塊，20 kg2塊，30 kg3塊，40 kg 飛輪直徑：350 mm 制動時間：由實(shí)驗(yàn)臺顯示屏讀數(shù) 轉(zhuǎn)速：由實(shí)驗(yàn)臺顯示屏讀數(shù) 制動器效率：0.97 摩擦系數(shù)：鋼對鋼

9、，0.15 鋼對石棉，0.3實(shí)驗(yàn)三 變幅機(jī)構(gòu)性能參數(shù)測定（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、意義通過本實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的貨物水平位移補(bǔ)償和臂架自重補(bǔ)償效果，了解影響其設(shè)計(jì)效果的因素，加深對基本原理的認(rèn)識和理解。（二）實(shí)驗(yàn)基本原理與方法在門座起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)中，為減少變幅阻力，希望在變幅過程中，貨物重心和臂架系統(tǒng)合成重心沿水平線或接近水平線移動，因此，設(shè)置有貨物水平位移補(bǔ)償系統(tǒng)和臂架自重補(bǔ)償系統(tǒng)。1、基本原理1）臂架自重補(bǔ)償原理：利用活對重杠桿系統(tǒng)，使臂架系統(tǒng)的合成重心在變幅過程中沿近似水平線移動；2）貨物水平位移補(bǔ)償原理： 四連桿組合臂架系統(tǒng)：利用由擺動臂架、象鼻梁、大拉桿及機(jī)架組成的平面四桿機(jī)構(gòu)，在變幅過程中，使

10、懸掛貨物的象鼻梁前端點(diǎn)的移動軌跡滿足貨物水平移動的要求； 單臂架系統(tǒng)：利用在變幅過程中，起升繩總長度不變，而局部長度可變，使貨物的升（降）依靠起升繩卷繞系統(tǒng)及時放出（收回）一定長度的起升繩繩量自行進(jìn)行補(bǔ)償，從而使貨物沿近似水平線移動。其補(bǔ)償方案通常有：滑輪組補(bǔ)償和導(dǎo)向滑輪補(bǔ)償。2、實(shí)驗(yàn)方法：1）通過對臂架及其平衡系統(tǒng)模型的拼裝和操縱，檢驗(yàn)其貨物水平性和自重平衡性效果；2）通過改變模型尺寸，分析比較各尺寸對其貨物水平性和自重平衡性影響的程度。（三）主要儀器設(shè)備 1、尺寸和平衡重重量可改變的四連桿組合臂架及其平衡系統(tǒng)模型；2、尺寸和平衡重重量可改變的單臂架及其平衡系統(tǒng)模型。（四）實(shí)驗(yàn)方案與技術(shù)路線

11、1、按設(shè)計(jì)尺寸拼裝單臂架或四連桿組合臂架及其平衡系統(tǒng)模型；2、操縱模型運(yùn)動，畫出貨物運(yùn)動軌跡曲線，檢驗(yàn)其貨物水平性；3、改變平衡重的重量，操縱模型運(yùn)動，體會自重平衡效果；4、改變模型中平衡系統(tǒng)的尺寸，分析比較各尺寸對其自重平衡性影響的程度；5、改變四連桿組合臂架系統(tǒng)模型的尺寸，分析比較各尺寸對其貨物水平性影響的程度；6、改變單臂架系統(tǒng)的貨物水平位移補(bǔ)償方式（導(dǎo)向滑輪補(bǔ)償和滑輪組補(bǔ)償）和相關(guān)尺寸，比較各尺寸對其貨物水平性影響的程度。其中，5和6選做一項(xiàng)。（五）思考題1、試從你所設(shè)計(jì)的模型中，分析比較各參數(shù)對臂架自重或貨物水平位移的補(bǔ)償效果；2、還有哪些方法可實(shí)現(xiàn)使貨物重心和臂架系統(tǒng)合成重心沿水平

12、線或接近水平線移動？ 實(shí)驗(yàn)四 氣力輸送機(jī)參數(shù)測定（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、意義通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)教學(xué)可直觀地了解吸送式氣力輸送機(jī)的構(gòu)造、特點(diǎn)及輸送原理。（二）實(shí)驗(yàn)基本原理與方法吸送式氣力輸送機(jī)是利用鼓風(fēng)機(jī)在整個管路系統(tǒng)的末端抽氣，使管道內(nèi)的氣體壓力低于外界大氣壓力（即形成一定的真空度），物料在吸嘴處被空氣帶入管道，空氣和物料的混合物沿著輸料管輸送，到達(dá)卸料點(diǎn)時，由分離器把物料和空氣分離開，物料從卸料器卸出，含塵的氣體則通過風(fēng)管經(jīng)過除塵器清除灰塵，清潔的空氣再通過鼓風(fēng)機(jī)、消聲器排入大氣中。（三）主要儀器設(shè)備1、氣力輸送綜合試驗(yàn)臺2、風(fēng)速儀3、壓力計(jì)4、畢托管（四）實(shí)驗(yàn)方案與技術(shù)路線吸送式氣力輸送機(jī)均采用吸嘴作為

13、供料器，它的最大優(yōu)點(diǎn)是能從一個或幾個供料點(diǎn)上自動吸取物料，因而可大大節(jié)省清艙工作量。由于真空的吸力作用，供料簡單方便，吸料點(diǎn)不會粉塵飛揚(yáng)。它的缺點(diǎn)是受真空度的限制輸送距離不能過長，因?yàn)殡S著輸送距離的增加，阻力也不斷加大，這就要求加大輸送管道兩端的壓差，也就是提高真空度，而這樣空氣將變得稀薄，攜帶物料的能力降低，以至不能正常工作。氣力輸送機(jī)的功率消耗較其他輸送機(jī)大，被運(yùn)物料的塊度、粘度和濕度受到一定的限制。圖4-1是一臺吸糧機(jī)的試驗(yàn)裝置，通過試驗(yàn)測定吸糧機(jī)的主要技術(shù)性能參數(shù)。由于現(xiàn)場條件和時間所限，這里我們只測定在空載工況下吸糧機(jī)的幾個技術(shù)性能參數(shù)。圖4-1 試驗(yàn)裝置和測點(diǎn)布置1-料斗；2-吸嘴

14、；3-輸料管；4-分離器；5-卸料器；6-風(fēng)管；7-除塵器；8-卸灰器；9-鼓風(fēng)機(jī)；10-消聲器；（1）（4）- 動壓測孔；（1）（2）（3）（4）- 靜壓測孔1、注意事項(xiàng)1）接通電源后控制柜門要關(guān)閉，不要用手觸摸內(nèi)部元件，以防觸電；2）要注意在真空泵、空氣壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)供料器運(yùn)轉(zhuǎn)時，不要把頭手靠近保護(hù)罩內(nèi)側(cè)，以免受傷；3）做實(shí)驗(yàn)時，在試驗(yàn)臺上要小心，不要到處走動后把身體探出護(hù)欄外面；4）試驗(yàn)完畢后，要切斷總電源。2、系統(tǒng)開機(jī)的操作順序打開控制柜合上總電源開關(guān)稱重顯示器自檢后穩(wěn)定，脈沖控制儀通電按羅茨真空泵啟動按鈕旋轉(zhuǎn)變頻器旋鈕啟動羅茨真空泵按空氣壓縮機(jī)啟動按鈕啟動空壓機(jī)按旋轉(zhuǎn)供料器啟動旋轉(zhuǎn)供料

15、器喂料進(jìn)行試驗(yàn)測定3、測定物料懸浮速度喂料后，一邊旋轉(zhuǎn)控制柜上的變頻器旋鈕調(diào)節(jié)真空泵的轉(zhuǎn)速，一邊觀察有機(jī)玻璃管（輸料管）垂直段中物料的運(yùn)動狀態(tài)，直到物料在玻璃管中處于懸浮狀態(tài)，進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的測定，并將結(jié)果記錄在表4-1中。表4-1物料名稱測管直徑（mm）懸浮速度（m/s）4、系統(tǒng)停機(jī)的操作程序停止喂料510s后按下羅茨真空泵停止按鈕停止羅茨真空泵按下空壓機(jī)停止按鈕停止空壓機(jī)（開啟旋轉(zhuǎn)供料器卸料）按旋轉(zhuǎn)供料器停止按鈕停止旋轉(zhuǎn)供料器。5、測定（1）、（4）兩處的風(fēng)量和吸糧機(jī)的漏氣量以及漏氣量系數(shù)。1）測定試驗(yàn)現(xiàn)場的溫度和濕度，以便查取試驗(yàn)時吸糧機(jī)進(jìn)氣狀態(tài)的空氣密度，數(shù)據(jù)填入表4-2中；2）測定空載

16、工況下，頻率為35hz時，（1）、（4）測點(diǎn)處u形壓力計(jì)和動壓管的讀數(shù)，單位mm，然后換算成靜、動壓值，并將結(jié)果填入表4-2中。環(huán)境溫度： （）；相對濕度： （%）；大氣密度： （kg/m3） 表4-2測點(diǎn)測量值mm空載靜壓pa空載動壓pa（1）（4）需要注意的是，在氣力輸送試驗(yàn)中，常常需要測量靜壓、動壓和全壓等參數(shù)。而測壓管可分為靜壓管、全壓管和動壓管。靜壓是表示空氣壓縮的程度，是空氣作用于各個方面相等的力。氣流斷面上的靜壓用靜壓管測量。為了確定此平面的平均靜壓，壓力計(jì)的另一端應(yīng)敞開與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的大氣壓力相通。動壓是全壓與靜壓之差。直角形動壓管也稱畢托管，是常用的動壓測管，它是由靜壓管和全壓管組合而成。3）按下式計(jì)算（1）、（4）測點(diǎn)在空載工況下折算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的風(fēng)量，將計(jì)算結(jié)果填入表4-3。式中：qii測點(diǎn)處折算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的測定風(fēng)量，m3/min；di測點(diǎn)處的管道內(nèi)徑，m；（其中d1=0.2m，d2=0.15m）分別為i測點(diǎn)管內(nèi)的空氣密度和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的空氣密度，kg/m3，（按該測點(diǎn)的靜壓換算求得）pdii測點(diǎn)的動壓值，pa。4）按下式計(jì)算在空載工況下吸糧機(jī)的漏氣量q和漏氣量系數(shù)k，將計(jì)算結(jié)果填入表4-3。 =4-1式中：q1、q4分別為同一測試工況下折算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的（1）、（4）測點(diǎn)風(fēng)量，m3/min。5）按下式求出吸嘴處的輸送風(fēng)速，并填入表4-3。式中：分別為標(biāo)準(zhǔn)