無極繩絞車設(shè)計(jì)【含9張cad圖紙和說明書】
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編號(hào)：（ ）字 號(hào)
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
無極繩絞車設(shè)計(jì)
題目：
姓名： 學(xué)號(hào)：
班級(jí)：
年六月
注：紙型：16K 上、下、左、右頁(yè)邊距：2厘米
頁(yè)眉：1.5厘米 頁(yè)腳：1.75厘米 裝訂線：0.5厘米
畢業(yè)設(shè)計(jì)格式模板
中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
姓 名： 學(xué) 號(hào)：
學(xué) 院： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化
設(shè)計(jì)題目： 無極繩絞車
專 題：
指導(dǎo)教師： 職 稱： 教授
年 6 月 徐州
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專業(yè)年級(jí) 學(xué)生姓名
任務(wù)下達(dá)日期：年 3 月 15 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 年 3 月 15 日至 年 6 月 10 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：無極繩絞車
畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目：
畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：
設(shè)計(jì)參數(shù)：
滾筒直徑：800mm；
牽引力：50，30KN；
繩速：1，1.5m/s。
設(shè)計(jì)要求：
1.完成設(shè)備的總體方案設(shè)計(jì)；
2.完成傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，卷筒部件設(shè)計(jì)；
3.完成主要組件及零件圖、工作圖設(shè)計(jì)；
4.按畢業(yè)設(shè)計(jì)要求編寫完成設(shè)計(jì)說明書及其它相應(yīng)的內(nèi)容。
院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：
畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書
指導(dǎo)教師評(píng)語（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；③研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書
評(píng)閱教師評(píng)語（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī)
答 辯 情 況
提 出 問 題
回 答 問 題
正 確
基本
正確
有一般性錯(cuò)誤
有原則性錯(cuò)誤
沒有
回答
答辯委員會(huì)評(píng)語及建議成績(jī)：
答辯委員會(huì)主任簽字：
年 月 日
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：
年 月 日
摘 要
無極繩運(yùn)輸絞車是一種新型的礦山輔助運(yùn)輸設(shè)備。其主要適用于煤礦中大型綜采設(shè)備的搬遷，也可用于工作面的回柱放頂、大噸位的物料運(yùn)輸和礦車調(diào)度。該絞車的設(shè)計(jì)對(duì)于完善無極繩系列絞車起著重要的基礎(chǔ)作用。
JWB-50型運(yùn)輸絞車主要由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、變速器、卷筒、液壓式電動(dòng)制動(dòng)閘、手動(dòng)制動(dòng)閘和控制開關(guān)支架等組成。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是減速器的設(shè)計(jì)，該傳動(dòng)系統(tǒng)采用了三級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，形成封閉的傳動(dòng)路線，傳動(dòng)原理簡(jiǎn)單、可靠、高效。它采用雙閘制動(dòng)，一個(gè)為安全制動(dòng)，一個(gè)為工作制動(dòng)，更加安全有效，實(shí)現(xiàn)了大噸位、軟啟動(dòng)、可制動(dòng)的特點(diǎn)。
JWB-50型運(yùn)輸絞車具有良好的防爆性能和制動(dòng)性能，容繩量大、適用條件強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)。該絞車結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，能夠整機(jī)下井；結(jié)構(gòu)為近似對(duì)稱布置，外形美觀，成長(zhǎng)條形，底座呈雪橇狀；絞車重心低，底座剛性好，可安裝地錨，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安全可靠，安裝方便。
關(guān)鍵詞：運(yùn)輸絞車；無極繩牽引； 軟啟動(dòng)； 制動(dòng)；設(shè)計(jì)
ABSTRACT
Endless-rope transportation winch is a new kind of mining auxiliary conveying equipment. The serial winch products are suitable to move coal mining equipments in compositive excavating working place. And they could be also used to release upper plate and withdraw the props in the working place ,convey large-tonnage bulk material and schedule mining carts . The design of that winch includes to the perfect endless-rope series winch important foundation function.
JWB-50 endless-rope transportation winch is made up of motor, couple, reel, gearbox, electro-hydraulic-brake, manual brake and switch-controller-support. The point of this graduation design is the gearbox. The transmission system realizes a closed circuit which has three planet gear step. Its transmission principle is simple, reliable and it has high efficiency. This winch uses two brakes to fulfill safe braking and working braking respectively, which make the witch’s braking more safe and effective. And this also makes the winch have the ablity of big tonnage ,soft starting and braking.
JWB-50 transportation winch has good blast protection property and braking property, big cope capacity, long longevity and high transmission efficiency. It also has compact structure, small external dimensions, approximately symmetrical structure ,long disappearance, basement in the shape of sleigh which is very convenient and smoothly moved ,low gravity center ,good stillness of basement. The installment is convenient by shore or ground anchor block, which make the winch work smoothly, reliably and safely.
Keyword: transportation winch; endless-rope towing; soft starting; braking; design
第 1 頁(yè) 摘 要 無極繩運(yùn)輸絞車是一種新型的礦山輔助運(yùn)輸設(shè)備。其主要適用于煤礦 中大型綜采設(shè)備的搬遷，也可用于工作面的回柱放頂、大噸位的物料運(yùn)輸 和礦車調(diào)度。該絞車的設(shè)計(jì)對(duì)于完善無極繩系列絞車起著重要的基礎(chǔ)作用。 JWB-50 型運(yùn)輸絞車主要由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、變速器、卷筒、液壓式電 動(dòng)制動(dòng)閘、手動(dòng)制動(dòng)閘和控制開關(guān)支架等組成。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是減速 器的設(shè)計(jì)，該傳動(dòng)系統(tǒng)采用了三級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，形成封閉的傳動(dòng)路線， 傳動(dòng)原理簡(jiǎn)單、可靠、高效。它采用雙閘制動(dòng)，一個(gè)為安全制動(dòng)，一個(gè)為 工作制動(dòng)，更加安全有效，實(shí)現(xiàn)了大噸位、軟啟動(dòng)、可制動(dòng)的特點(diǎn)。 JWB-50 型運(yùn)輸絞車具有良好的防爆性能和制動(dòng)性能，容繩量大、適用 條件強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)。該絞車結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小， 能夠整機(jī)下井；結(jié)構(gòu)為近似對(duì)稱布置，外形美觀，成長(zhǎng)條形，底座呈雪橇 狀；絞車重心低，底座剛性好，可安裝地錨，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安全可靠，安裝 方便。 關(guān)鍵詞：運(yùn)輸絞車；無極繩牽引； 軟啟動(dòng)； 制動(dòng)；設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) ABSTRACT Endless-rope transportation winch is a new kind of mining auxiliary conveying equipment. The serial winch products are suitable to move coal mining equipments in compositive excavating working place. And they could be also used to release upper plate and withdraw the props in the working place ,convey large-tonnage bulk material and schedule mining carts . The design of that winch includes to the perfect endless-rope series winch important foundation function. JWB-50 endless-rope transportation winch is made up of motor, couple, reel, gearbox, electro-hydraulic-brake, manual brake and switch-controller- support. The point of this graduation design is the gearbox. The transmission system realizes a closed circuit which has three planet gear step. Its transmission principle is simple, reliable and it has high efficiency. This winch uses two brakes to fulfill safe braking and working braking respectively, which make the witchs braking more safe and effective. And this also makes the winch have the ablity of big tonnage ,soft starting and braking. JWB-50 transportation winch has good blast protection property and braking property, big cope capacity, long longevity and high transmission efficiency. It also has compact structure, small external dimensions, approximately symmetrical structure ,long disappearance, basement in the shape of sleigh which is very convenient and smoothly moved ,low gravity center ,good stillness of basement. The installment is convenient by shore or ground anchor block, which make the winch work smoothly, reliably and safely. Keyword: transportation winch; endless-rope towing; soft starting; braking; design 第 3 頁(yè) 目 錄 1 緒論 ..........................................................1 1.1 引言 ..............................................................................................................1 1.2 概述 ..............................................................................................................2 2 總體設(shè)計(jì) ......................................................3 2.1 設(shè)計(jì)總則 .......................................................................................................3 2.2 主要設(shè)計(jì)參數(shù) ...............................................................................................3 2.3 牽引鋼絲繩及卷筒的選擇計(jì)算 ...................................................................3 2.3.1 鋼絲繩的選擇 ..................................................................................................................3 2.3.2 卷筒參數(shù)的確定 ..............................................................................................................3 2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的確定、運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算及電動(dòng)機(jī)選擇 ...........................................4 2.4.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 ..............................................................................................................4 2.4.2 計(jì)算傳動(dòng)效率 ..................................................................................................................4 2.4.3 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào) ..............................................................................................................4 2.4.4 總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比分配 ..........................................................................................6 3 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................8 3.1 高速級(jí)計(jì)算 ..................................................................................................8 3.1.1 配齒計(jì)算 ..........................................................................................................................8 3.1.2 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) ..............................................................................................9 3.1.3 嚙合參數(shù)計(jì)算 ................................................................................................................10 3.1.4 幾何尺寸計(jì)算 ................................................................................................................10 3.1.5 裝配條件的驗(yàn)算 ............................................................................................................11 3.1.6 傳動(dòng)效率的計(jì)算 ............................................................................................................12 3.1.7 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 ................................................................................................................12 3.1.8 配齒計(jì)算 ........................................................................................................................18 3.1.9 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) ............................................................................................19 3.1.10 嚙合參數(shù)計(jì)算 ..............................................................................................................20 3.1.11 幾何尺寸計(jì)算 ..............................................................................................................20 3.1.12 裝配條件的驗(yàn)算 ..........................................................................................................21 3.1.13 傳動(dòng)效率的計(jì)算 ..........................................................................................................22 3.1.14 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 ..............................................................................................................22 3.2 低速級(jí)計(jì)算 ................................................................................................27 3.2.1 配齒計(jì)算 ........................................................................................................................27 3.2.2 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) ............................................................................................29 第 4 頁(yè) 3.2.3 嚙合參數(shù)計(jì)算 ................................................................................................................29 3.2.4 幾何尺寸計(jì)算 ................................................................................................................30 3.2.5 裝配條件的驗(yàn)算 ............................................................................................................31 3.2.6 傳動(dòng)效率的計(jì)算 ............................................................................................................32 3.2.7 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 ................................................................................................................32 4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................38 4.1 高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 .........................................................................................38 4.1.1 計(jì)算作用在齒輪上的力 ................................................................................................38 4.1.2 初步估算軸的直徑 ........................................................................................................38 4.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................................39 4.2 低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 .........................................................................................42 4.2.1 計(jì)算作用在齒輪上的力 ................................................................................................42 4.2.2 初步估算軸的直徑 ........................................................................................................42 4.2.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................................43 4.2.4 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖 ............................................................................................43 42.5 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 .................................................................................46 4.3 行星輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................................................46 4.3.1 計(jì)算作用在齒輪上的力 ................................................................................................46 4.3.2 初步估算軸的直徑 ........................................................................................................47 4.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................................47 4.3.4 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖 ............................................................................................48 5 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 .........................................58 5.1 行星輪軸承 ................................................................................................58 5.1.1 第一組 ............................................................................................................................58 5.1.2 第二組 ............................................................................................................................59 5.1.3 第三組 ............................................................................................................................60 5.2 其它軸承 ....................................................................................................60 6 鍵的選擇和計(jì)算 ...............................................62 6.1 高速軸 ........................................................................................................62 6.2 低速軸 ........................................................................................................62 7 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................64 7.1 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ...................................................................................64 7.1.1 確定回路方式 ................................................................................................................64 7.1.2 選用液壓油液 ................................................................................................................64 7.1.3 初定系統(tǒng)壓力 ................................................................................................................64 7.1.4 選擇執(zhí)行元件 ................................................................................................................64 第 5 頁(yè) 7.1.5 確定液壓泵類型 ............................................................................................................65 7.1.6 選擇換向回路 ................................................................................................................65 7.1.7 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 ....................................................................................................65 7.2 液壓泵的選擇 ...........................................................................................66 7.2.1 液壓泵的選擇 ................................................................................................................66 7.2.2 電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算 ........................................................................................................67 7.2.3 電動(dòng)機(jī)的安裝形式 ........................................................................................................67 7.3 液壓控制元件和裝置的選擇 ...................................................................68 7.3.1 液壓元件的選取 ............................................................................................................68 7.3.2 液壓輔助元件選擇與設(shè)計(jì) ...........................................................................................69 7.3.3 油箱的設(shè)計(jì)和計(jì)算 ........................................................................................................71 7.3.4 液壓泵組的連接和安裝方式 ........................................................................................74 7.4 閥塊的設(shè)計(jì) ...............................................................................................75 7.4.1 設(shè)計(jì)閥塊時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn) .......................................................................................75 7.4.2 液壓閥塊的結(jié)構(gòu) ...........................................................................................................75 7.4.3 液壓閥塊設(shè)計(jì) ...............................................................................................................76 7.5 液壓系統(tǒng)的調(diào)試 .......................................................................................78 7.6 液壓系統(tǒng)的合理使用 ...............................................................................79 7.7 液壓系統(tǒng)的電氣控制 ...............................................................................81 7.8 PLC 設(shè)計(jì) ....................................................................................................81 8 絞車使用說明 .................................................82 8.1 絞車裝配注意事項(xiàng) ....................................................................................82 8.2 試運(yùn)轉(zhuǎn) ........................................................................................................82 8.2.1 空負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn) ................................................................................................................82 8.2.2 負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn) ....................................................................................................................82 8.3 絞車的檢修 ................................................................................................82 8.3.1 小修 ................................................................................................................................82 8.3.2 中修 ...........................................................................................................................82 8.3.3 大修 ................................................................................................................................83 9 小結(jié) .........................................................84 參考文獻(xiàn) .......................................................85 英文原文 .......................................................86 中文翻譯 .......................................................93 致 謝 .........................................................97 第 6 頁(yè) 1 緒論 1.1 引言 煤炭是當(dāng)前我國(guó)能源的主要組成部分之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)保持高速增長(zhǎng) 的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。由于資源條件和能源科技發(fā)展水平?jīng)Q定，在未來 的 3050 年內(nèi)，世界范圍內(nèi)新能源、可再生能源及核電的發(fā)展尚不能普遍 取代礦物燃料。因此，在相當(dāng)時(shí)期內(nèi)礦物燃料仍將是人類的主要能源。隨 著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是世界經(jīng)濟(jì)對(duì)能源的旺盛需求，世界煤 炭開采技術(shù)也得到迅猛地發(fā)展。20 世紀(jì)末期以來，先進(jìn)采煤國(guó)家積極應(yīng)用 機(jī)電一體化和自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了采掘機(jī)械化和自動(dòng)化控制，做到了礦井 的高產(chǎn)高效生產(chǎn)。 機(jī)械化是煤炭工業(yè)增加產(chǎn)量、提高勞動(dòng)效率、改善勞動(dòng)條件、保障安 全生產(chǎn)的必要技術(shù)手段，也是煤炭生產(chǎn)過程中節(jié)約能源、人力和減少原材 料消耗的有效技術(shù)措施。礦井輔助運(yùn)輸作為礦井運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分之一， 在礦山生產(chǎn)中也占有重要地位，尤其是現(xiàn)代化礦井對(duì)此更應(yīng)高度重視。 礦井輔助運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是：井下運(yùn)輸設(shè)備在巷道中工作，由于受井下 巷道空間的限制，因而運(yùn)輸設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，尺寸應(yīng)盡量??；運(yùn)輸線路 隨工作地點(diǎn)的延伸（縮短）或遷移而經(jīng)常變化；運(yùn)輸線路水平和傾斜互 相交錯(cuò)連接；工作地點(diǎn)分散，使得運(yùn)輸線路環(huán)節(jié)多、分支多；待運(yùn)物 料品種繁多，形狀各異；井下巷道受空間限制，有沼氣和煤塵，需用防 爆設(shè)備。 輔助運(yùn)輸?shù)纳鲜鎏攸c(diǎn)，決定了輔助運(yùn)輸設(shè)備的類型具有多樣性，除了 過去常用的礦用絞車、調(diào)度絞車、電機(jī)車和一般的礦車、平板車、材料車 外，目前許多先進(jìn)的輔助運(yùn)輸設(shè)備，如單軌吊車、卡軌車、粘著齒軌機(jī) 車、無軌運(yùn)輸車等都已在大量使用。利用這些設(shè)備不僅有效地解決了井下 輔助運(yùn)輸工作中的難題，而且大大提高了輔助運(yùn)輸?shù)男省?盡管目前已經(jīng)基本解決了煤礦輔助運(yùn)輸機(jī)械化的問題，但是運(yùn)輸環(huán)節(jié) 任然是構(gòu)成采煤功耗的最主要因素。為了進(jìn)一步提高工效、降低成本，還 需對(duì)整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改革，從技術(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)各方面謀求最合理的解 決方案。國(guó)外主要產(chǎn)煤國(guó)對(duì)輔助運(yùn)輸存在的主要問題及其發(fā)展途徑的看法 是一致的，即降低輔助運(yùn)輸?shù)膭趧?dòng)強(qiáng)度和提高輔助運(yùn)輸設(shè)備的效率。主要 研究和發(fā)展方向有以下幾個(gè)：井下材料、設(shè)備和人員的運(yùn)輸設(shè)備的研制， 特別注意采區(qū)輔助運(yùn)輸設(shè)備的研制；對(duì)于供料地點(diǎn)到井下用戶運(yùn)輸線路 中轉(zhuǎn)載點(diǎn)最少的運(yùn)輸系統(tǒng)和設(shè)備的研制；對(duì)輔助材料不經(jīng)轉(zhuǎn)載直接運(yùn)到 第 7 頁(yè) 用戶的合理組織和最佳運(yùn)輸路線方案的研制；完善運(yùn)輸輔助材料的有軌 運(yùn)輸設(shè)備，增加專用的輔助運(yùn)輸設(shè)備；為擴(kuò)大自行礦車的使用范圍，必 須改進(jìn)它的結(jié)構(gòu)，減小外形尺寸，提高通過能力和研制不污染礦井大氣的 動(dòng)力源；進(jìn)一步完善單軌吊車和卡軌車，使其具有更大的適應(yīng)性。 我國(guó)絞車的誕生是從 20 世紀(jì) 50 年代開始的，初期主要仿制日本和蘇 聯(lián)的絞車。60 年代進(jìn)入了自行設(shè)計(jì)階段，到了 70 年代，隨著技術(shù)的逐漸成 熟，絞車的設(shè)計(jì)也進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的階段。但與國(guó)外水平相比，我 國(guó)的絞車在品種、型式、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品性能、三化水平（參數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、 通用化）和技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面還存在一定的差距。 國(guó)外礦用絞車的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)化、系列化；體 積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊；高效節(jié)能；壽命長(zhǎng)、低噪音；一機(jī)多能， 通用化；大功率；外形簡(jiǎn)單、平滑、美觀、大方。 1.2 概述 無極繩絞車運(yùn)輸作為礦井輔助運(yùn)輸?shù)囊环N重要手段，目前在煤礦應(yīng)用 十分廣泛，而且型式、種類繁多。其系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、摩擦滾 筒、張繩車、容繩滾筒、尾輪、鋼絲繩及電控組成。工作原理為：電動(dòng)機(jī) 經(jīng)減速器帶動(dòng)摩擦滾筒正反向旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩在滾筒上纏繞數(shù)圈后，一端固 定于張繩車上車軸上，另一端經(jīng)過尾輪纏繞于張繩車的容繩卷筒上， 通 過摩擦滾筒對(duì)鋼絲繩產(chǎn)生的摩擦力，牽引張繩車運(yùn)動(dòng)，再由張繩車牽引礦 車或其它運(yùn)輸車輛運(yùn)行。 無極繩絞車運(yùn)輸系統(tǒng)主要具有以下特點(diǎn)：變單向?yàn)殡p向運(yùn)行。由于 該系統(tǒng)采用拋物線形摩擦滾筒結(jié)構(gòu)，使得滾筒可以正反向旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩也 可以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)行；張繩車牽引載荷。礦車與張繩車用插銷連接簡(jiǎn)單易 學(xué)，操作方便，安全可靠；運(yùn)輸距離調(diào)整方便。以前的運(yùn)輸系統(tǒng)其運(yùn)輸 距離一旦確定一般是不做改變的，而該系統(tǒng)可將一定量的鋼絲繩存放于容 繩卷筒上，以便運(yùn)輸距離發(fā)生改變時(shí)使用。當(dāng)運(yùn)輸距離需要增大時(shí)，就可 將容繩卷筒上的鋼絲繩適當(dāng)放出；當(dāng)運(yùn)輸距離需要減小時(shí)，亦可將卷筒上 的鋼絲繩收回一些，這樣就可滿足煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸距離多變的工況要求。 該無極繩絞車是在老的調(diào)度絞車基礎(chǔ)上，采用了行星排變速機(jī)構(gòu)和普 通雙速絞車的某些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)改進(jìn)后設(shè)計(jì)發(fā)明的，是一種有效的礦山輔助運(yùn) 輸設(shè)備。該絞車主要應(yīng)用于上山、下山、平巷等地材料、設(shè)備的運(yùn)輸，結(jié) 構(gòu)布置緊湊、合理，操作簡(jiǎn)單，安全可靠，可在有瓦斯的巷道中使用，無 污染，不影響周圍環(huán)境。 第 8 頁(yè) 2 總體設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)總則 1、煤礦生產(chǎn)，安全第一； 2、面向生產(chǎn)，力求實(shí)效，以滿足用戶最大實(shí)際需求； 3、既考慮到運(yùn)輸為主要用途，又考慮到運(yùn)搬、調(diào)度等一般用途； 4、貫徹執(zhí)行國(guó)家、部、專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定； 5、技術(shù)比較先進(jìn)并要求多用途。 2.2 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 1、滾筒直徑：800mm 2、牽引力：F 1=50KN F2=30KN 3、繩速：V 1=1m/s V2=1.5m/s 2.3 牽引鋼絲繩及卷筒的選擇計(jì)算 2.3.1 鋼絲繩的選擇 由于該絞車主要工作地點(diǎn)為井下巷道內(nèi)，濕度較大，酸堿度較高，為 了增加鋼絲繩的抗腐蝕能力，延長(zhǎng)其使用壽命，故選取鍍鋅鋼絲繩。此外， 由于該絞車主要用于礦井上、下山運(yùn)輸，磨損為其主要損壞原因，故應(yīng)選 用外層鋼絲繩較粗的鋼絲繩，如 67，6（19）或三角股等。 根據(jù)煤礦安全規(guī)程對(duì)提升鋼絲繩的安全系數(shù)規(guī)定，選取鋼絲繩的 安全系數(shù) K=6.5,則鋼絲繩所能承受的拉力 F 需滿足以下要求： FKF 拉 式中：F 拉 =50KN，即絞車最大牽引力。 則： F6.55010 3=3.25105 N 查實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 5.6-30，選擇鋼絲繩 619(1+6+12),繩纖維芯， 鋼絲繩表面鍍鉻。其主要參數(shù)為： 鋼絲繩直徑： 22.5mm； 鋼絲直徑： 1.4mm； 鋼絲總斷面面積： 175.40mm 2 參考重力： 1658 N/100m； 第 9 頁(yè) 鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度：2000 Nmm 2 鋼絲破斷拉力總和： 350500 N 2.3.2 卷筒參數(shù)的確定 由于采用無極繩牽引方式，卷筒上無需纏繞過多鋼絲繩，故卷筒其它 參數(shù)可根據(jù)傳動(dòng)方案的選擇和外觀適當(dāng)選?。ㄒ阎硗仓睆?D=800mm） ，以 有利于整體布局的緊湊、美觀、合理。 2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的確定、運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算及電動(dòng)機(jī)選擇 2.4.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 該無極繩絞車傳動(dòng)系統(tǒng)如下圖所示： 快 速 制 動(dòng) 器 慢 速 制 動(dòng) 器 其傳動(dòng)路線為： 防爆電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器行星減速器（行星排減速）太陽(yáng)輪行星齒 輪內(nèi)齒輪卷筒。 2.4.2 計(jì)算傳動(dòng)效率 根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，查機(jī)械設(shè)計(jì)表 9-1 得： 1）卷筒傳動(dòng)效率 1=0.96； 2）單級(jí)行星圓柱齒輪減速器傳動(dòng)效率 2=0.98； 3）齒式聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 3=0.99； 4）滾動(dòng)軸承效率 4=0.99（一對(duì)） 。 故系統(tǒng)傳動(dòng)總效率 24321總 第 10 頁(yè) =0.960.9830.990,992 =0.8767 2.4.3 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào) 10VFP = KW5786.5 電動(dòng)機(jī)所需的額定功率 P 與電動(dòng)機(jī)輸出功率 P之間有以下關(guān)系： PK 式中 K 為功率儲(chǔ)備系數(shù)，對(duì)運(yùn)輸絞車取 K=1.1,故 571. =62.7KW 由于電機(jī)為短時(shí)工作，可以充分利用電機(jī)的過載能力，以減少電機(jī)容量， 降低機(jī)器的成本和尺寸。Y 系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，具有效率高，耗 電少，性能好，噪聲低，振動(dòng)小，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，維修方便。 為 B 級(jí)絕緣，結(jié)構(gòu)為全封閉式，自扇冷式，能防止灰塵鐵屑雜物侵入電動(dòng) 機(jī)內(nèi)部。查實(shí)用電機(jī)手冊(cè)選取： 電動(dòng)機(jī)型號(hào)：YB280M-6 功 率：55 KW 轉(zhuǎn) 速：980r/min 重 量：510 Kg 5.6額 定 電 流堵 轉(zhuǎn) 電 流 8.1額 定 轉(zhuǎn) 矩堵 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 矩 0.2額 定 轉(zhuǎn) 矩最 大 轉(zhuǎn) 矩 電機(jī)外形尺寸（長(zhǎng)寬高）=1060545830 mm 電機(jī)中心高度 H=280mm 電機(jī)軸直徑長(zhǎng)度=75140 mm 電機(jī)過載系數(shù) 計(jì)算 第 11 頁(yè) 額 定 功 率 ）電 機(jī) 軸 功 率 JN( 電機(jī)軸功率 總 ）卷 筒 上 的 功 率 （ JJ N 卷筒上的功率 3minax 10VFNJ = KW55 則： KW03.786.J 過載系數(shù) : 5.eJN 0.237.1 2.4.4 總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比分配 1）總傳動(dòng)比 i n 式中： 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 ； 卷 筒 轉(zhuǎn) 速 。 根據(jù)已知設(shè)計(jì)參數(shù)，卷筒直徑 D=800 mm 則可得： Dvn110684.3 =23.89 minrDvn22106 第 12 頁(yè)8014.35.6minr 所以總傳動(dòng)比為： 02.4189.31ni 5.7.2i 2）傳動(dòng)比分配 根據(jù)傳動(dòng)形式及整體布局尺寸，各級(jí)行星傳動(dòng)傳動(dòng)比確定如下： 高速第一組行星輪： 13.7baHi 13.6Habi 高速第二組行星輪： 042 低速級(jí)行星輪： 3baHi 93Habi 第 13 頁(yè) 3 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 高速級(jí)計(jì)算 （1）第一組行星輪： 3.1.1 配齒計(jì)算 通常取行星輪數(shù)目 ，過多會(huì)使載荷均衡困難，過少又發(fā)揮不了行3wn 星齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，由于 距可能達(dá)到的傳動(dòng)比極限值較遠(yuǎn)，所以1.7baHi 可不檢驗(yàn)鄰接條件。 各輪齒數(shù)按公式 進(jìn)行配齒計(jì)算，計(jì)算根據(jù) 并適當(dāng)調(diào)整，CnZiwa b baHi 使 C 等于整數(shù)，再求出 ， 應(yīng)盡可能取質(zhì)數(shù)，并使 。適當(dāng)調(diào)a CnZwa/ 整 ，使 C 為整數(shù)。263.7baHi 則： 46326.711awa bHZnZi 解得： 91a 19461awbZC 50)(2)(21bc 這些符合 的 NGW整 數(shù)無 公 約 數(shù) ，及整 數(shù) ， 且整 數(shù) ， wcabwwa ncznzz 配齒要求。 由 ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3 圖 17.2-3 可知15091cabzj 適用的預(yù)計(jì)嚙合角為 2 tcbta， 雖然 ，但為避免根切，改善齒輪副磨損情況以及提7min1zza 第 14 頁(yè) 高其承載能力，故采用高變位。由于實(shí)際的 ，所以取太陽(yáng)輪正變位，4baHi 行星輪和內(nèi)齒輪負(fù)變位。 高度變位時(shí)，嚙合角 ，總變位系數(shù) ，根據(jù)20w 021x 齒數(shù)比 u 查齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 2-7 確定 ， 。3.0ax3.bc 3.1.2 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) 中心輪 a 和行星輪 c 均采用 20CrMnTi 調(diào)質(zhì)、滲碳淬火，齒面硬度 5862HRC，據(jù)行星齒輪傳動(dòng)圖 6-12 和圖 6-27，取 ，中心輪 a 和行星輪 c 的加工精2lim2limN340N140FH和 度 6 級(jí)；內(nèi)齒輪 b 采用 42CrMo，調(diào)質(zhì)硬度 217259HB，據(jù)圖取 ，加工精度 7 級(jí)。2li2li 678F 按彎曲強(qiáng)度的初算公式，計(jì)算齒輪的模數(shù) 為：m 3li2111FdaPAmZYKTK 現(xiàn)已知 , ，小齒輪名義轉(zhuǎn)矩 ，代入16ZliN40F 11954nPTw 已知條件得： 98351T m64.7 取算式系數(shù) ；2mK 查行星齒輪傳動(dòng)表 6-4、6-6，取綜合系數(shù) ,使用系數(shù)8.1FK ；35.1A 取接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù) ,則計(jì)算彎曲強(qiáng)度2.HP 的行星輪載荷分布不均勻系數(shù) 15.1FPK 3. 第 15 頁(yè) 由齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 2-78 查得齒形系數(shù) ， 行星齒輪85.21FaY 傳動(dòng)表 6-6 查得齒寬系數(shù) ，則齒輪模數(shù) 為：6.0dm4.334019..8.54781.232m 取齒輪模數(shù) 41 3.1.3 嚙合參數(shù)計(jì)算 在兩個(gè)嚙合齒輪副 中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距 為：bca、 a m1385094212aczm 1cbb 由此可見，兩個(gè)齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距都相等。因此，該行星輪傳動(dòng)能 滿足非變位的同心條件。 3.1.4 幾何尺寸計(jì)算 按高變位齒輪傳動(dòng)的計(jì)算公式進(jìn)行其幾何尺寸的計(jì)算。 分度圓直徑： m761941aazmd 205cc 11bbz 齒頂高： m2.543.01 mxhaa 81cc xzxhbbbaab 1 21 .7 43.09.5 2 m8.4 第 16 頁(yè) 齒根高： m8.34.02511 mxchaaf 26.cfc ..1xbafb 齒高： m98.32511 faah 6fcc ..411fbab 齒頂圓直徑： m4.862.576211 aahd 00cc ..411abab 齒根圓直徑： m4.68.32711 fafahd 170fccf ..411fbfb 3.1.5 裝配條件的驗(yàn)算 對(duì)于所設(shè)計(jì)的上述行星齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足如下的裝配條件： 鄰接條件 按行星齒輪傳動(dòng)公式 3-7 驗(yàn)算其鄰接條件，即： wacacndsi21 將已知的 、 和 的值代入上式，則得：1acw 23960si13826.05 即滿足鄰接條件。 第 17 頁(yè) 同心條件 按行星齒輪傳動(dòng)表 3-1 驗(yàn)算該行星齒輪傳動(dòng)的同心 條件，即： cosbazz 各齒輪副的嚙合角為 和 ，且 ， ，20acbc19azbz ，代入上式，即得：50cz 43.720cos519s 則滿足同心條件。 安裝條件 按行星齒輪傳動(dòng)公式 3-20 驗(yàn)算其安裝條件，即得： （整數(shù)）46319wbanz 所以，滿足其安裝條件。 3.1.6 傳動(dòng)效率的計(jì)算 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 17.1.6 得該行星傳動(dòng)的效率 %，可見，4.97xab 該行星傳動(dòng)的傳動(dòng)效率較高，
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