JH—14型礦用回柱絞車設(shè)計(jì)

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1、河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院 摘 要 回柱絞車又稱慢速絞車，是供煤礦井下采煤工作面回柱放頂之用。由于它的高度較低重量又輕，特別適用于薄煤層和急傾斜煤層采煤工作面，以及各種采煤工作面回收沉入底板或被矸石壓埋的金屬支柱。隨著機(jī)械化采煤程度的提高，它越來(lái)越多地被廣泛用于機(jī)械化采煤工作面，作為安裝、回收牽引各種設(shè)備和備件之用 目前，在回柱絞車的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用上，國(guó)內(nèi)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距。國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造回柱絞車過(guò)程中存在著一定程度上的缺點(diǎn)，重要的問(wèn)題如：輪齒的根切、蝸桿毛坯的正確設(shè)計(jì)等。 這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文主要闡述的是一套回柱絞車傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)方法，主要包括蝸輪蝸桿減速裝置、直齒圓柱

2、齒輪傳動(dòng)、軸承和傳動(dòng)件的潤(rùn)滑系統(tǒng)，還包括制動(dòng)裝置的選用、一部分常見(jiàn)故障的分析以及日常的使用與維護(hù)等。 關(guān)鍵詞：回柱絞車 減速器 蝸輪 蝸桿 目 錄 前 言 1 1.回柱絞車的概況與方案的初步擬定 5 1.1國(guó)內(nèi)外回柱小絞車的概況 5 1.2回柱絞車的主要傳動(dòng)方式類型 8 1.3設(shè)計(jì)任務(wù)與方案的初步擬定 9 1.3.1設(shè)計(jì)條件 9 1.3.2原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-1 9 1.3.3方案的初步擬定 9 1.4 JH-14型回柱絞車 10 1.4.1型號(hào)含義 10 1.4.2主要組成部分 11 2.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 12

3、 2.1傳動(dòng)方案的確定 12 2.2傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力計(jì)算 14 2.2.1電動(dòng)機(jī)的確定 14 2.2.2分配總傳動(dòng)比 15 2.2.3計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的性能參數(shù) 15 2.3蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 2.3.1選擇蝸桿傳動(dòng)類型 17 2.3.2選擇材料 17 2.3.3承載能力計(jì)算 17 2.3.4蝸輪輪齒的強(qiáng)度驗(yàn)算 18 2.3.5計(jì)算蝸桿的各項(xiàng)參數(shù) 19 2.4齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 20 2.4.1齒輪模數(shù)的確定 20 2.4.2接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算 22 2.4.3驗(yàn)算接觸強(qiáng)度 22 2.4.4驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度 24 2.5中間軸設(shè)計(jì) 25 2.5.1選材 2

4、5 2.5.2基本軸徑估算 25 2.5.3軸上零件布置 26 2.5.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 2.6 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 26 2.6.1主軸的設(shè)計(jì) 27 2.6.2材料選擇 27 2.6.3軸徑的初步估算 27 2.6.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 2.6.5主軸的強(qiáng)度校核 28 3.減速器的潤(rùn)滑 32 3.1傳動(dòng)件的潤(rùn)滑 32 3.2軸承的潤(rùn)滑 32 4.滾筒主軸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題 33 5.回柱絞車制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 34 5.1制動(dòng)器的形式和常用安全裝置 34 5.1.1常用絞車制動(dòng)閘的形式 34 5.1.2.絞車上應(yīng)有的安全裝置 35 5.1.3回柱絞車制動(dòng)器的作用

5、35 5.2制動(dòng)器的選用和設(shè)計(jì) 36 5.2.1制動(dòng)器的確定 36 5.2.2帶式制動(dòng)器的工作原理 36 5.2.3帶式制動(dòng)閘的閘帶有下列要求 37 5.2.4制動(dòng)器的制動(dòng) 38 6.回柱絞車的操作要求及鋼絲繩斷裂原因分析 39 6.1回柱絞車的操作要求 39 6.1.1一般要求 39 6.1.2開(kāi)車前必須認(rèn)真檢查： 39 6.1.3運(yùn)行中必須注意： 39 6.2運(yùn)輸回柱絞車時(shí)的注意事項(xiàng) 40 6.3鋼絲繩斷絲原因分析 40 6.3.1鋼絲繩間斷斷絲 40 6.3.2鋼絲繩連續(xù)斷絲 40 7.使用與維修 42 7.1安裝、固定和操作 42 7.2后移 43

6、7.3維護(hù)與檢修 43 結(jié)束語(yǔ) 45 致謝 46 參考文獻(xiàn) 47 37 前 言 當(dāng)前，我國(guó)煤礦工業(yè)正以日新月異的速度前進(jìn)，在井下回采工作中當(dāng)一個(gè)工作面的煤層開(kāi)采完了以后要放頂。由于金屬成本較高，這些支柱若不收回，則必然造成極大的浪費(fèi)。所以需用一臺(tái)回柱絞車。回柱絞車是機(jī)械回柱的主要設(shè)備。在木支柱工作面和一些金屬支柱工作面，一般都采用回柱絞車回柱。回收的支柱可重新加工利用，投入到生產(chǎn)中去。如果人工回柱，安全性差、效率低。使用回柱絞車回收既經(jīng)濟(jì)，又迅速，符合現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)：高生產(chǎn)率和先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 下面讓我們熟悉一下回柱絞車的特點(diǎn)以及它在井下回采面的布置方式. １

7、、回柱絞車(含慢速絞車)的結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)： （１）傳動(dòng)系統(tǒng)都有一級(jí)減速比很大的蝸輪蝸桿傳動(dòng)，皆具備自鎖功能，不會(huì)發(fā)生下故重物拉動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)情況。 （２）總傳動(dòng)比大(i＝150～230)，能在電動(dòng)機(jī)功率較小時(shí)，獲得較大的牽引力。 （３）具有整體結(jié)構(gòu)，便于移動(dòng)和安裝，甚至可以用回柱絞車牽引力來(lái)牽引絞車本身移動(dòng)。 （４）有的在電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器上裝有手動(dòng)制動(dòng)閘，有的在蝸輪減速器輸出軸上裝有活動(dòng)齒輪和錐形摩擦制動(dòng)器，使回柱絞車可以按信號(hào)準(zhǔn)確停位，并能從滾筒上自由放繩(不受蝸桿傳動(dòng)自鎖影響)，且可控制放繩速度，防止松繩和亂繩。 （５）電氣控制裝置較簡(jiǎn)單，皆具備隔爆性能，可用于有瓦斯、煤塵的環(huán)境場(chǎng)所。

8、 （６）因蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率低，易造成發(fā)熱和溫升過(guò)高,所以必須重視潤(rùn)滑和維護(hù)。 ２、回柱絞車在井下回采工作面的布置方式主要有以下幾種： （１）回柱絞車安裝在回風(fēng)巷內(nèi)：回柱絞車安裝在回風(fēng)巷內(nèi)的位置、應(yīng)符合作業(yè)規(guī)程定.如圖1所示 圖1 在回風(fēng)巷布置回柱絞車 1回風(fēng)巷2 回柱絞車3 導(dǎo)向輪 回柱絞車安裝在回風(fēng)巷內(nèi)布置方式的優(yōu)點(diǎn)有：①回栓絞車不需經(jīng)常搬遷；②適合于煤層傾角較大、頂板破碎、壓力較大的工作面。缺點(diǎn)有；①回栓絞車可能影響回風(fēng)巷人員行走和材料運(yùn)輸工作；②鋼絲繩牽引時(shí)要繞過(guò)一個(gè)拐直角的導(dǎo)向輪，鋼絲繩受力大容易損壞；②要求固定拐角導(dǎo)向輪的柱子或錨桿等必須牢固. （２）回柱絞車安裝

9、在回采工作面上端； 回柱絞車布置在緊靠回風(fēng)巷，且在工作面的上端相密集支柱之間。如圖2所示。 圖2 在回采工作面上布置回柱絞車 1 回風(fēng)巷 2 回柱絞車 3 鋼絲繩 回柱絞車安裝在回采工作面上端布置方式的優(yōu)點(diǎn)有：①鋼絲繩牽引不必拐彎，直線牽引，鋼絲繩運(yùn)行阻力小，不易損壞；②不影響回風(fēng)巷內(nèi)人員走動(dòng)和材料運(yùn)輸工作。缺點(diǎn)有：①每進(jìn)行一次循環(huán)都要移動(dòng)回柱絞車；⑧要求在頂板條件較好和煤層傾角較小的條件下采用。當(dāng)頂板壓力較大時(shí)，機(jī)座受力后易變形；②頂板嚴(yán)重冒落，可能埋住絞車，移設(shè)和檢修都很困難。這種布置方式很少采用。 （３）回柱絞車直接安裝在工作面：回柱絞車直接安裝在工作面的多臺(tái)布置,方式如圖3

10、所示 圖 3 在工作面上布置數(shù)臺(tái)絞車 1 回風(fēng)巷 2 回柱絞車 3 刮板輸送 回柱絞車直接安裝在工作面的多臺(tái)絞車布置方式的優(yōu)點(diǎn)有：①多臺(tái)同時(shí)回柱，加快回柱進(jìn)度，特別適合需要回柱的普通機(jī)械化采煤工作面，如使用刨煤機(jī)的回采工作面；②不影響回風(fēng)巷內(nèi)的人員走動(dòng)和材料運(yùn)輸工作；⑧鋼絲繩牽引不必拐彎，直線牽引，鋼絲繩運(yùn)行阻力小，不易損壞。缺點(diǎn)有，①每進(jìn)行—次循環(huán)都要移動(dòng)回柱絞車；②要求在頂板條件較好和煤層傾角較小的條件下采用；②頂板冒落，可能埋住絞車，移動(dòng)和檢修都很困難。這種布置方式是在回柱工藝時(shí)間大大超過(guò)來(lái)煤工藝時(shí)間的情況下采用，可提高采煤工作面生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益，但應(yīng)在確保安全的前提下謹(jǐn)慎推

11、廣使用。 1.回柱絞車的概況與方案的初步擬定 1.1國(guó)內(nèi)外回柱小絞車的概況 我國(guó)礦用小絞車主要是指調(diào)度絞車和回柱絞車，它經(jīng)歷了仿制、自行設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。解放初期使用的礦用小絞車有日本的、蘇聯(lián)的，因此當(dāng)時(shí)生產(chǎn)的礦用小絞車也是測(cè)繪仿制日本和蘇聯(lián)的產(chǎn)品。1958年后這些產(chǎn)品相繼被淘汰，并對(duì)蘇聯(lián)絞車進(jìn)行了改進(jìn)，于1964年進(jìn)入了自行設(shè)計(jì)階段.回柱絞車大體上也是經(jīng)歷了仿制和自行設(shè)計(jì)的兩個(gè)階段，八十年代以前一直使用的是仿制的老產(chǎn)品，八十年代中期才開(kāi)始設(shè)計(jì)新型的回柱絞車，主要針對(duì)效率極低的球面蝸輪副、慢速工作和快速回繩等環(huán)節(jié)進(jìn)行根本的改進(jìn)。 國(guó)外礦用小絞車的

12、種類、規(guī)格較多 .工作機(jī)構(gòu)有單筒、雙筒和摩擦式 .傳動(dòng)型式 有皮帶傳動(dòng)、鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、行 星齒輪傳動(dòng)和擺線齒 輪傳動(dòng)等。其中采用行星齒輪傳動(dòng)的比較多。發(fā)展趨勢(shì)向標(biāo)準(zhǔn)化系列方向發(fā)展 ，向 體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊方向發(fā)展;向 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、大方方向發(fā)展 礦用小絞車標(biāo)準(zhǔn)化方面，1967年制定了調(diào)度絞車部標(biāo)準(zhǔn)，1971年制定了回柱絞車部標(biāo)準(zhǔn).1982年對(duì)上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都進(jìn)行了修訂，其標(biāo)準(zhǔn)方為JB965-83. JB1409-83.國(guó)外礦用小絞車使用很普通，生產(chǎn)廠家也很多。蘇聯(lián)、日本、美國(guó)、瑞典等國(guó)都制造礦用小絞

13、車。 國(guó)外礦用小絞車的種類、規(guī)格較多.工作機(jī)構(gòu)有單筒、雙筒和摩擦式.傳動(dòng)型式有皮帶傳動(dòng)、鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)和擺線齒輪傳動(dòng)等。其中采用行星齒輪傳動(dòng)的比較多。發(fā)展趨勢(shì)向標(biāo)準(zhǔn)化系列方向發(fā)展，向體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊方向發(fā)展;向高效、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、大方方向發(fā)展。 國(guó)外礦用小絞車規(guī)格比較多，適用不同場(chǎng)合，我國(guó)礦用小絞車的規(guī)格少，品種型號(hào)多而亂，也較繁雜，沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。從工作機(jī)構(gòu)上分，國(guó)外有單筒、雙筒及摩擦式三種，我國(guó)只有單筒一種型式。從原動(dòng)力上分，國(guó)外有電動(dòng)的、風(fēng)動(dòng)的及液壓驅(qū)動(dòng)，我國(guó)只有電動(dòng)的和少量風(fēng)

14、動(dòng)的。 例如回柱絞車的薄弱環(huán)節(jié)是球面蝸輪副傳動(dòng)，回柱絞車的主傳動(dòng)均采用了蝸輪副傳動(dòng)，這是因?yàn)槲佪喐眰鲃?dòng)比大，又具有自鎖性，故其傳動(dòng)效率較低，一般只有0. 4～0.45，回柱絞車的總傳動(dòng)效率更低?；乩K速度慢，所有的回柱絞車回繩速度和工作牽引速度相同.不論絞車用于回柱放頂，還是搬運(yùn)設(shè)備，工作效率太低。隨著采煤機(jī)械化的發(fā)展，綜采設(shè)備的頻繁搬遷，又由于回柱絞車搬運(yùn)，工作時(shí)間長(zhǎng)占用人工多，因此這類絞車均應(yīng)設(shè)置快速回繩。 我國(guó)礦用小絞車在壽命、噪音、可靠性等綜合指標(biāo)與蘇聯(lián)有著一定的差距。蘇聯(lián)礦用小絞車使用壽命規(guī)定在5年以上，我國(guó)目前不具備測(cè)試手段壽命無(wú)法考核，但從對(duì)用戶的訪問(wèn)中得知，壽命達(dá)不到

15、5年.噪音也稍大。 雖然我國(guó)礦用小絞車參數(shù)系列水平優(yōu)于國(guó)外，但在標(biāo)準(zhǔn)化和通用化方面遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)采煤機(jī)械制造國(guó)。比如牽引力14000kgf這一檔回柱絞車就有四種型號(hào). JHC-14型一級(jí)減速為蝸輪副傳動(dòng)、二級(jí)為行星齒輪傳動(dòng)(少齒差傳動(dòng))。JHZ-14型二級(jí)減速為蝸輪副傳動(dòng)，一級(jí)和三級(jí)減速為圓柱齒輪傳動(dòng)。JM-14型是在一級(jí)蝸輪副減速之后,其二級(jí)、三級(jí)減速為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。JH-14型是在一級(jí)蝸輪副減速之后，其二級(jí)減速為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，也是傳動(dòng)系統(tǒng)最簡(jiǎn)單的一種。 回柱絞車以電動(dòng)使用最廣，傳動(dòng)型式以球面蝸輪副居多，該機(jī)主要結(jié)構(gòu)型式為電動(dòng)機(jī)懸裝在蝸輪副減速器的后部，蝸輪副減速器為

16、第一級(jí)減速，第二級(jí)和第三級(jí)為圓柱齒輪傳動(dòng)，分別安裝在機(jī)器的兩側(cè)對(duì)稱機(jī)體的中心布置，該機(jī)呈長(zhǎng)條形適應(yīng)并下巷道的空間，體積小，底座呈雪橇形，安裝搬運(yùn)方便。 縱觀國(guó)外礦用小絞車的發(fā)展情況其發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)。 (1)向標(biāo)準(zhǔn)化系列化方向發(fā)展，蘇聯(lián)、日本、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)已有礦用小絞車國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).并且這些國(guó)家的各制造公司有自己的產(chǎn)品系列型譜。在這些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和系列型譜中，對(duì)絞車的性能、參數(shù)做了明確的規(guī)定，并強(qiáng)力推行和實(shí)施，給設(shè)計(jì)和制造、使用、維護(hù)帶來(lái)極大方便。 (2)向體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊方向發(fā)展。由于煤礦井下狹窄的工作環(huán)境要求絞車體積小、重量輕，各國(guó)都在力求將絞車的原

17、動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作滾筒、制動(dòng)操作等部分及底座等主要部件綜合在一個(gè)系統(tǒng)中加以統(tǒng)籌布局，充分利用空間提高緊湊程度，做好外形封閉。為此有的將傳動(dòng)部分置于滾筒內(nèi)部，有的緊貼滾筒端部，有的將電機(jī)埋入滾筒內(nèi)部，有的將底座支架減速器鑄為一體。 (3)向高效節(jié)能方向發(fā)展。世界工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家如蘇聯(lián)、日本在紋車各種參數(shù)的設(shè)置上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選取最佳參數(shù)，最大限度提高產(chǎn)品功能。在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上盡量采用較先進(jìn)的傳動(dòng)型式，并采用合理的制造精度，以提高生產(chǎn)效率。在產(chǎn)品節(jié)能方面各國(guó)各公司都很重視。蘇聯(lián)和日本在絞車設(shè)計(jì)方面為節(jié)約電耗，對(duì)電機(jī)功率在全面分析絞車的實(shí)際工作情況的基礎(chǔ)上確定。使電機(jī)的功率保證絞車的功能(牽引

18、力、牽引速度)等，又能使電機(jī)功率得以充分利用。 (4)向壽命長(zhǎng)、低噪音方向發(fā)展。壽命和噪音是衡量產(chǎn)品的綜合性能指標(biāo)，是產(chǎn)品質(zhì)量的綜合性反應(yīng)。壽命長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益才能高;噪音低,有利工人身心健康。 (5)向一機(jī)多能、通用化方向發(fā)展。礦用小絞車在使用過(guò)程中不僅做調(diào)度用，而且還做運(yùn)輸及其他輔助工作。使用范圍擴(kuò)大，要求絞車有比較強(qiáng)的適應(yīng)能力。把調(diào)度、運(yùn)輸、輔助絞車歸納為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。三種絞車結(jié)構(gòu)相近，大同小異。即主機(jī)相近而制動(dòng)操作部分則根據(jù)各自的使用條件有所區(qū)別。有的國(guó)家已經(jīng)打破了行業(yè)界限，把各行業(yè)的卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)備統(tǒng)歸為卷?yè)P(yáng)機(jī)類。這樣便于生產(chǎn)使用和維護(hù)。便于提高產(chǎn)品質(zhì)量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。隨著管理

19、水平的提高，產(chǎn)品通用化程度也必然的不斷提高，這是今后產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢(shì)。 (6)向大功率方向發(fā)展。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，原來(lái)的產(chǎn)品越來(lái)越不能滿足用戶的要求。長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐的成功經(jīng)驗(yàn)表明，調(diào)度絞車除調(diào)度礦車外，也用于運(yùn)搬設(shè)備，又如回柱絞車除用于回柱放頂外，有時(shí)也用于搬運(yùn)綜采及各類機(jī)電設(shè)備時(shí)，運(yùn)距一般較長(zhǎng)，牽引和回繩用一種速度，且目前的回柱絞車牽引速度太慢，回繩速度更慢，因此解決上述問(wèn)題的同時(shí)要加大絞車的功率，滿足用戶的要求。 (7) 向外形簡(jiǎn)單、平滑、美觀、大方方向發(fā)展。由于各國(guó)力求使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、大都采用了機(jī)電合一的綜合機(jī)構(gòu)。外表只能看到滾簡(jiǎn)和制動(dòng)操縱部分。整個(gè)

20、絞車近似一個(gè)圓形，顯得線條簡(jiǎn)單外形平滑，為了爭(zhēng)奪市場(chǎng)，各國(guó)絞車在外形上巧妙的構(gòu)思，使得產(chǎn)品造型美觀，操作者感到舒適。 1.2回柱絞車的主要傳動(dòng)方式類型 我國(guó)常用的回柱絞車類型及其傳動(dòng)方式有下列幾種: 1.型回柱絞車,其傳動(dòng)方式為:一組斜齒輪,一組蝸輪,一組直齒輪 2.型回柱絞車,其傳動(dòng)方式為:一組蝸輪,一組直齒輪 3.回柱絞車,其傳動(dòng)方式有兩種,一種為:一組蝸輪,兩組直齒輪;一組為一組斜齒輪,一組蝸輪,一組直齒輪 4.型回柱絞車,其傳動(dòng)方式為:一組蝸輪,一組直齒輪 5.型回柱絞車,其傳動(dòng)方式為:一組蝸輪,一組少齒差行星齒輪 6.型回柱絞車,其傳動(dòng)方式為:一組直齒輪,一組蝸輪,一

21、組直齒輪 7.型回柱絞車,其傳動(dòng)方式為:一組圓錐齒輪,一組變速直齒輪,一組行星齒輪,一組直齒輪． 1.3設(shè)計(jì)任務(wù)與方案的初步擬定 礦用回柱絞車傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 1.3.1設(shè)計(jì)條件 1）機(jī)器用途:煤礦井下回收支柱用的慢速絞車; 2）工作情況:工作穩(wěn)定、平穩(wěn),間歇工作(工作與停歇時(shí)間比為1:2),繩筒轉(zhuǎn)向定期變換; 3）運(yùn)動(dòng)要求:絞車?yán)K筒轉(zhuǎn)速誤差不超過(guò)8%; 4）工作能力:儲(chǔ)備余量10%; 1.3.2原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-1 1.3.3方案的初步擬定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，所給原始數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)對(duì)回柱絞車常用型號(hào)的傳動(dòng)方式比較,最后選用一級(jí)為蝸桿傳動(dòng),一級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)方式.其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖如圖1-

22、1: 表1-1 絞車原始數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 鋼繩牽引力（KN） 140 鋼繩最大速度(m/min) 5 繩筒直徑(mm) 380 鋼繩直徑(mm) 21.5 繩筒容繩量(m) 120 圖1-1 JH-14回柱絞車的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1、電動(dòng)機(jī) 2、連軸器 3、蝸輪蝸桿減速器 4、小齒輪 5、中間齒輪 6、大齒輪 7、滾筒 1.4 JH-14型回柱絞車 1.4.1型號(hào)含義 J卷?yè)P(yáng)機(jī)類，H回柱絞車，14鋼絲繩拉力140（KN）。 1.4.2主要組成部分 JH-14型回柱絞車由電動(dòng)機(jī)，圓弧面蝸桿蝸輪減速器，中間軸，卷筒，底盤五大部

23、分組成。其傳動(dòng)原理是：動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)通過(guò)一對(duì)聯(lián)軸器傳動(dòng)圓弧面蝸桿、蝸輪，由蝸輪軸上的小齒輪經(jīng)中間過(guò)橋齒輪傳動(dòng)大齒輪，大齒輪帶動(dòng)卷筒，卷筒引鋼絲繩進(jìn)行工作。 2.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 2.1傳動(dòng)方案的確定 根據(jù)機(jī)械器的工藝性能、結(jié)構(gòu)要求、空間位置和總傳動(dòng)比等條件選擇機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)所需的傳動(dòng)類型，并擬定從動(dòng)力機(jī)到工作機(jī)構(gòu)之間機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和總體布置。 一般情況下，盡管動(dòng)力機(jī)的輸出功率滿足工作機(jī)構(gòu)的要求，但輸出的轉(zhuǎn)速、扭矩或運(yùn)動(dòng)形式很難符合工作機(jī)構(gòu)的需要，這時(shí)就需要采用某種機(jī)械傳動(dòng)裝置。這是絕大多數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)的共同特點(diǎn)。 按照傳動(dòng)原理的不同，機(jī)械傳動(dòng)裝置可分為摩擦傳動(dòng)、嚙合傳

24、動(dòng)和夜壓傳動(dòng)三種。根據(jù)傳動(dòng)比能否改變，機(jī)械傳動(dòng)裝置又可分為可調(diào)傳動(dòng)比傳動(dòng)、固定傳動(dòng)比傳動(dòng)和變傳動(dòng)比傳動(dòng)三類?；刂g車一般采用固定傳動(dòng)比傳動(dòng)。 減速器傳動(dòng)：本回柱絞車由于總減速比較大，為i=186而采用動(dòng)力蝸桿減速器。蝸桿傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是：傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無(wú)噪聲、自鎖性能好。對(duì)于回柱絞車，要求卷筒能夠自鎖。即卷筒的正反轉(zhuǎn)只能由電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制；當(dāng)電源切斷時(shí)絞車馬上停止工作；卷筒本身不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以免發(fā)生事故。這就需要設(shè)計(jì)一個(gè)裝置來(lái)控制卷筒的自轉(zhuǎn)。而蝸輪蝸桿傳動(dòng)就起到了這個(gè)作用。因?yàn)槿羧∥仐U的蝸螺旋線開(kāi)角小于齒輪間的當(dāng)量摩擦角，則當(dāng)蝸輪主動(dòng)時(shí)，機(jī)構(gòu)自鎖，即只能蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不

25、能蝸輪帶動(dòng)蝸桿。因此，采用蝸輪蝸桿減速器，就能保證卷筒的自鎖性。這就是回柱絞車采用蝸桿減速器的一個(gè)重要原因。 但是，采用蝸桿減速器也有一缺點(diǎn)，就是傳動(dòng)效率低，這點(diǎn)應(yīng)在具體的蝸桿減速器設(shè)計(jì)中充分重視，并設(shè)法提高。 采用圓弧齒圓柱蝸桿，就是提高效率的一種措施，這是一種新型的傳動(dòng)裝置。它與普通的蝸桿傳動(dòng)相比，其不同在于，具有良好的潤(rùn)滑條件使齒面之間建立連續(xù)的潤(rùn)滑油膜形成液體摩擦，從而降低摩擦系數(shù)，減輕磨損，提高了承載能力和效率。因此，它具有承載能力大，使用壽命長(zhǎng)，效率高（高10-15%）等優(yōu)點(diǎn)。 齒輪傳動(dòng):選擇齒輪傳動(dòng)，是由于齒輪傳動(dòng)具有工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率

26、高、結(jié)構(gòu)緊湊、功率和速度適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。因斜齒輪傳動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向力，對(duì)傳動(dòng)不利。若采用人字齒輪，雖可使齒輪軸向力自行抵消，但人字齒輪制造比較困難，所以選擇直齒輪傳動(dòng)。 從結(jié)構(gòu)上看：如果讓蝸輪軸上的齒輪與主軸上的齒輪嚙合，由于傳動(dòng)比大，會(huì)造成兩齒輪大小相差過(guò)甚，大齒輪太大以至于不好安裝和制造，而且外形尺寸也太大。另外，渦輪軸上的小齒輪也不能太小，因?yàn)楦鶕?jù)強(qiáng)度要求限制了軸徑，從而控制小齒輪的尺寸只能小到某一程度。否則，會(huì)給加工成本帶來(lái)諸多不便。況且卷筒和大齒輪以及蝸輪尺寸都較大，讓蝸輪上的齒輪與卷筒上的齒輪直接嚙合，受尺寸限制，不容易做到?；谝陨显颍瑳Q定增加一中間軸，軸上安裝一過(guò)橋齒輪

27、。這樣，既可以得到合適的傳動(dòng)比，又可以令整體布局合理。 現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展，無(wú)論在承載能力、工作可靠穩(wěn)定方面，還是在結(jié)構(gòu)尺寸和重量方面，對(duì)齒輪的傳動(dòng)的要求愈來(lái)愈高。標(biāo)準(zhǔn)齒輪由于存在一些缺點(diǎn)限制了它的應(yīng)用范圍。為了滿足設(shè)計(jì)要求，我們決定設(shè)計(jì)三個(gè)變位齒輪，作為改善齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的有效方法。 2.2傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力計(jì)算 2.2.1電動(dòng)機(jī)的確定 1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇 因?yàn)橥ǔＩa(chǎn)場(chǎng)所所用的都是三相交流電源，所以采用交流電動(dòng)機(jī)；由于回柱絞車常用于有煤塵和瓦斯的爆炸性氣體的井下，所選電機(jī)要具有防暴性能。為此，應(yīng)選用Y系列三相異步防暴機(jī)。 2、電動(dòng)機(jī)功率的確定 參考現(xiàn)有同類產(chǎn)品，先

28、假以卷筒寬度B=300mm，鋼絲繩直徑=21.5mm，卷筒直徑D=400mm 卷筒轉(zhuǎn)速n w===3.68 繩筒軸的輸出功率：P w===9.29kw 傳動(dòng)裝置效率η=η1η2η3 其中η1—聯(lián)軸器效率；η1=0.995； η2—蝸桿減速器效率；η2=0.9； η3—齒輪傳動(dòng)效率；η3=0.98； η=η1η2η3=0.9950.90.98=0.877 電動(dòng)機(jī)所需功率：P0===10.6kw 根據(jù)P0查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取YB200L—8電機(jī)。其額定功率P=15kw>P0=10.6kw，滿足要求。額定轉(zhuǎn)速n=730，總減速

29、比i==183.4，與已知同類產(chǎn)品i=186相差不大，故所選電機(jī)合適。 2.2.2分配總傳動(dòng)比 根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案把總傳動(dòng)比分配到各級(jí)傳動(dòng)上，并要求各級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力高，工作可靠，制造經(jīng)濟(jì)和效率高。 各級(jí)傳動(dòng)比的連乘積應(yīng)等于總傳動(dòng)比，即i=i.i.i…式中，i、i、i…分別為各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比。根據(jù)i=186。并參考現(xiàn)有同類回柱絞車，確定各傳動(dòng)的傳動(dòng)比為： 蝸輪蝸桿傳動(dòng)比：i=43 第一對(duì)齒輪傳動(dòng)比：i=1.2 第二對(duì)齒輪傳動(dòng)比：i=3.6 總傳動(dòng)比i=i.i.i=431.23.6=185.76186

30、 2.2.3計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的性能參數(shù) 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的性能參數(shù)包括各級(jí)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速、功率、扭矩等。這是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案優(yōu)劣的重要指標(biāo)，也就是各級(jí)傳動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的依據(jù)。 1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速： n=730r/min n= n=730r/min n1==730=16.98r/min n2===14.15r/min n3===3.9r/min 2、計(jì)算各軸功率： P=15kw P=

31、Pη1=150.995=14.925kw P1= Pη2=14.9250.9=13.43kw P2= P1η3=13.430.98=13.16kw P3= P2η3=13.160.98=12.90kw 3、計(jì)算各軸扭矩： T=9550=9550=196.23 Nm T=9550=9550=195.25 Nm T1=9550=9550=7553.39 Nm T2=

32、9550=9550=8881.84 Nm T3=9550=9550=31588.46 Nm 表2-1 計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的性能參數(shù) 軸 功率P（kw） 轉(zhuǎn)速n（） 轉(zhuǎn)矩T（Nm） 電機(jī)軸 15 730 196.23 蝸桿軸 14.925 730 195.25 1軸 13.43 16.98 7553.39 2軸 13.16 14.15 8881.84 3軸 12.9 3.9 31588.46 2.3蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 高速級(jí)傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 2.3.1選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù)《礦用小絞車》P189“回

33、柱絞車主要技術(shù)規(guī)格”，采用圓弧面蝸桿（ZC）。 2.3.2選擇材料 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,并考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大,速度是慢速,故蝸桿用40Cr,因需要效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為250-300HB.蝸輪用鋁鐵青銅ZQAl9-4,金屬模鑄造.為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,二輪芯用灰鑄鐵HT25-47鑄造. 2.3.3承載能力計(jì)算 圓弧面蝸桿傳動(dòng)的損壞形式同圓柱蝸桿傳動(dòng)類似，主要是齒面磨損與膠合。為實(shí)現(xiàn)齒面之間的動(dòng)壓潤(rùn)滑，避免發(fā)生膠合和減輕磨損，圓弧面蝸桿傳動(dòng)的承載能力按以下驗(yàn)算： （１）選擇蝸桿頭數(shù)，渦輪齒數(shù)及蝸桿包容渦輪的齒數(shù) Z1=1，Z2=iZ

34、1=43，Z===4.3 （２）選擇傳動(dòng)比參數(shù) 根據(jù)i=40，n1=730r/min,查[5]P312圖3-42，取I=1 （３）選擇材料系數(shù)，質(zhì)量系數(shù)及工作條件系數(shù) 齒輪材料為鋁鐵青銅，制造精度8級(jí)，啟動(dòng)頻繁，間歇工作制度，查[5]P312表3-20，取K1=1，K2=0.8，K3=1.06 （４）計(jì)算功率參數(shù) H===1123 （５）確定中心距 根據(jù)H=1123，n1=730r/min，查[5]P312圖3-43得A=225mm （６）驗(yàn)算：[N1]===18.53kw，N1=18.5kw<[N1]， 滿足要求。 2.3.4蝸輪輪齒的強(qiáng)度驗(yàn)算 圓弧面蝸桿傳動(dòng)的蝸輪發(fā)生斷齒的情

35、況是比較少見(jiàn)的。但為慎重起見(jiàn)，必要時(shí)仍需對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。由于蝸輪輪齒在受力時(shí)的變形造成卸載，引起載荷沿齒高方向分布不均，使力的作用位置向齒根方向偏移。所以，蝸輪輪齒的折斷不是由于彎曲強(qiáng)度不夠，而是齒根剪切強(qiáng)度不足引起的。 （１）蝸輪圓周力 P2===199 KN （２）蝸桿與蝸輪嚙合齒對(duì)之間的載荷分布不均勻系數(shù)，可取KP=0.5， B=54mm，Cn=0.304 γ==9 γ2=γ-（γ1’+）=0.55γ-=0.559-=4.95 （３） 蝸輪齒根的許用剪應(yīng)力 [τ]=0.5σb ，　查[3]P205表8-9 σb=540，[τ]=0.5540=270 （４）λ0

36、=tg-1=tg-1=6.53 　　　α0 =sin-1=sin-1=22.95 （５）τ== =198<[τ] 故蝸輪齒根的剪切疲勞強(qiáng)度滿足要求。 2.3.5計(jì)算蝸桿的各項(xiàng)參數(shù) （１）蝸桿頂圓直徑 Dd2===387.19mm （２）徑向間隙 C=0.15=0.15=1.4 （３）校正蝸桿圓直徑 Dg1=2A-Dg2-2C=2225-387.19-21.4=60mm 齒頂高、齒根高和全齒高 　h1=0.9=0.9=8.42mm 　h1"=0.85=0.85=7.95mm 　h2=0.7=0.7=6.55mm 　h2"=1.05=1.05=9.82mm 　h1

37、=h1+h1"=8.42+7.95=16.37mm 　h2=h2+h2"=6.55+9.82=16.37mm （４）分度圓直徑和成形圓直徑 　df2=Dd2-2h2=387.19-26.55=374.09mm 　df1=2A-df2=2225-374.09=75.91mm 　d0===140.625,取d0=145mm （５）蝸桿頂圓直徑和渦輪根圓直徑 　Dd1=df1+2h1=75.91+26.55=89.01mm 　Dg2=df2-2h2"=374.09-29.82=354.45mm 2.4齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)是由三個(gè)直齒圓柱齒輪來(lái)完成的。即小齒輪、過(guò)橋齒輪

38、和大齒輪。小齒輪安裝在蝸桿軸上，中間齒輪和大齒輪安裝在中間軸和卷筒上。通過(guò)這三個(gè)齒輪，將運(yùn)動(dòng)傳遞到卷筒上。 2.4.1齒輪模數(shù)的確定 參考同類產(chǎn)品：選取小齒輪材料為40C鋼，齒面淬火，淬火硬度為HRC45~50；橋輪材料為40C鋼，表面淬火，淬火硬度為BRC48~55；大齒輪用40C合金鋼鑄成，調(diào)質(zhì)處理，硬HRC230~260。初選z=19, 則z2=i19=1.2119=23, z=i z3=3.623=83, 為減小傳動(dòng)的尺寸，小齒輪和過(guò)橋齒輪均為硬齒面；大齒輪采用軟齒面，其目的是使大齒輪和中間齒輪使用壽命相當(dāng)。 模數(shù)大小需由彎曲疲勞強(qiáng)度確定。由于第二對(duì)齒輪傳動(dòng)承載較大，就

39、按第二對(duì)齒輪傳動(dòng)初步計(jì)算。 按彎曲強(qiáng)度，m ① [1]P201式（10-5） 式中，取載荷系數(shù)K=1.325　，z=23　，轉(zhuǎn)矩T=6338 Nw　 齒寬系數(shù)=0.51 橋輪、大齒輪許用彎曲應(yīng)力：[]=637MP，[]=396MP 齒形系數(shù)：Y=2.69 ， Y=2.21 應(yīng)力修正系數(shù)：Y=1.58 ， Y=1.77 以上數(shù)據(jù)均查自[1]P200 =＜= 就按二者中的大值計(jì)算，將諸值代入①式，得 M≥ = =8.5mm 圓整，取m=8mm。 2.4.2接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算 2.4.3驗(yàn)算接觸強(qiáng)度 （１）　齒數(shù)和精度

40、等級(jí)：z=19，z=23,z=83, 圓周速度v=5 m/min，8極精度 （２）使用系數(shù) K=1 （３）動(dòng)載系數(shù) K=1.0，K=1.02 （４）齒向載荷分配系數(shù) K=1.21，K=1.13 （５）齒寬系數(shù) =0.78，=0.51 　　以上2—5數(shù)據(jù)均查自[1]P193-205 （６）載荷系數(shù)K：K=K.K.K.K=111.11.21=1.33 K=K.K.K.K=11.021.151.13=1.325 （７）總工作時(shí)間 設(shè)計(jì)每日工作8個(gè)小時(shí)，一年300天，使用壽命8年，使用期限內(nèi)工作時(shí)間占20% t=830080.2=3840h （８）工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 小齒

41、輪為主動(dòng)輪，每轉(zhuǎn)一周，小齒輪同側(cè)嚙合一次；中間輪同一側(cè)齒面也嚙合一次。因此，接觸應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化 N=60rnt=60116.983840=3.910 N=N/i=3.910/1.2=3.2610 N=N/i=3.2610/3.6=0.910 （９）彈性系數(shù) Z=189.8，Z=188.9 （10）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Z=2.22，Z=2.5 （11）接觸疲勞極限 =1280 ，=1370 ，=950 （12）接觸安全系數(shù) S=S=1 （13）接觸壽命系數(shù) KHN1=1.15，KHN2=1.25，KHN3=1.3 　　以上9—13數(shù)據(jù)均查自[1]P201—210 （14）許用

42、接觸應(yīng)力 []===1472 　[]===1713 　 []===1235 （15）齒寬 b1=b2=b3=100mm （16）驗(yàn)算 =Z.Z=189.82.5 =1453<[]=1472 =Z.Z =188.92.5 =1224<[]=1235 經(jīng)計(jì)算知，大小齒輪均滿足接觸強(qiáng)度要求。 2.4.4驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度 （1） 齒形系數(shù)Y Y=2.85，Y=2.69，Y=2.21 （2） 應(yīng)力修正系數(shù)Y Y=1.54，Y=1.575，Y=1.775 （3）

43、彎曲疲勞極限 ＝600，＝650，＝450 （4） 彎曲安全系數(shù)S S=1.0 （5） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 小齒輪為主動(dòng)輪。每轉(zhuǎn)一周，小齒輪同一側(cè)嚙合一次，彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化；中間同一側(cè)齒面口嚙合一次，彎曲應(yīng)力按對(duì)稱循環(huán)變化。 N=60rnt=60116.983840=3.910 N=N/i=3.910/1.2=3.2610 N=N/i=3.2610/3.6=0.910 （6） 彎曲壽命系數(shù)KFN KFN1 =0.9，KFN2 =1.0，KFN3 =1.15 （7） 許用彎曲應(yīng)力[] []===540 []===650 []=

44、==518 (8) 驗(yàn)算： <[] <[] <[] <[] 經(jīng)計(jì)算知：大小齒輪均滿足彎曲強(qiáng)度要求，且具有高的可靠性。 2.5中間軸設(shè)計(jì) 中間軸（過(guò)橋齒輪軸）是為適應(yīng)絞車結(jié)構(gòu)上的需要（加大滾筒與蝸輪軸的中心距）而設(shè)計(jì)的，軸固定在底盤左側(cè)箱中部。軸上有一過(guò)橋齒輪，齒輪有40Cr合金鋼制成，齒面硬度為HRC50~55。齒輪孔內(nèi)鑲有銅套，軸心部挖空，加一個(gè)旋蓋（壓油蓋），組成擠壓式油杯。下面就具體設(shè)計(jì)一下中間軸結(jié)構(gòu)。 已知，中間軸傳遞功率P2=13.16 KW。轉(zhuǎn)速n2=14.15 r/min,轉(zhuǎn)矩T2=8881.84 Nm 2.5.1選材 中間軸受力情況簡(jiǎn)單，且不是重要

45、的軸，選45鋼就可以了。 2.5.2基本軸徑估算 由[1]P表15-3 查得A0=108 dA0=108 =105.4mm ， 取d=105mm 由于該軸并不旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)度要求并不高，所以，根據(jù)同行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，取d=75mm。 2.5.3軸上零件布置 軸外面套有軸套，過(guò)橋齒輪再固聯(lián)在軸套上，用螺釘將二者聯(lián)接。因中間軸不轉(zhuǎn)，無(wú)須軸承支撐。軸左端與支承架。 2.5.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)小齒輪與中間輪嚙合，帶動(dòng)軸套也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。但中間軸不能轉(zhuǎn)動(dòng)。將凸臺(tái)銑去一塊就是為了防止中間軸與軸套之間

46、由于某種原因而造成軸套帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。由于軸套是運(yùn)動(dòng)的，需一套潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)使軸套轉(zhuǎn)動(dòng)靈活；故在軸上開(kāi)有油槽孔，軸套內(nèi)孔圓周上也均布3條油槽。加油時(shí)，將壓油蓋擰開(kāi)，向螺孔中加入黃油，加滿后，擰緊壓油油蓋。軸套內(nèi)的三條油槽用來(lái)輸送和分布潤(rùn)滑油，油槽長(zhǎng)度應(yīng)小于軸套寬度。隨著軸套的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)熱，黃油逐漸變稀，從軸上的油孔中滲出，隨軸套一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣就將潤(rùn)滑油分布在軸套與中間軸的接觸面上，起保護(hù)中間軸和潤(rùn)滑的作用，相當(dāng)于一滑動(dòng)軸承。 軸與齒輪不直接接觸，通過(guò)軸套聯(lián)接。因而齒輪上的力不直接做用于軸上，中間軸的受力情況很簡(jiǎn)單，只受重力和支持力這兩個(gè)力而平衡。對(duì)這種情況，軸的直徑足夠大，不需強(qiáng)度校核。 河南理工大學(xué)萬(wàn)

47、方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 2.6 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 JH-14型回柱絞車的主軸是一定心軸，固定在左右兩支承架上。它只起支承旋轉(zhuǎn)機(jī)的作用，而不傳遞動(dòng)力，即指承受彎矩作用。 2.6.1主軸的設(shè)計(jì) 由前知：卷筒上傳遞的功率是12.9kw，轉(zhuǎn)速n=3.9m/min 2.6.2材料選擇 選用鋼，為保證其機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行調(diào)試處理。 2.6.3軸徑的初步估算 估算公式： d≥A0 式中A0是與材料有關(guān)的系數(shù)，查[1]P表15-3 得A0=108 d≥A0=108=99.76 圓整，取d=160.9mm 由于此軸是固定心軸，受力情況并不嚴(yán)重。因此，接上式估算的軸徑可作

48、為軸的最大直徑。參考現(xiàn)有同類產(chǎn)品，取最小軸徑d=115mm。 2.6.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）確定軸上零件的布置方式。為使結(jié)構(gòu)緊湊，并考慮具體的工藝性和強(qiáng)度要求，將大齒輪與卷筒一側(cè)對(duì)稱地安裝在軸頸處。即大齒輪在卷筒右側(cè)，通過(guò)鍵與卷筒固聯(lián)在一起。軸承兩端裝有軸承蓋，內(nèi)有檔油板和密封圈。軸承蓋用螺釘M1220與卷筒固定在一起。 （2）根據(jù)工藝和強(qiáng)度要求把軸制成階梯形，這樣可以使軸上零件 支反力： 根據(jù)平衡方程 R′+R′=R′+R′ R′．64+R′．408=R′．472 （１）開(kāi)車前必須松開(kāi)手閘。 （２）運(yùn)行中必須精神集中，注意信號(hào)，注意與回柱工之間的

49、密切配合；信號(hào)不清不能開(kāi)車； （３）注意觀察絞車各部運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如電動(dòng)機(jī)聲響、鋼絲繩纏繞情況、減速器溫度(不得超過(guò)60℃)、電動(dòng)機(jī)外完溫度(不得越過(guò)70℃)等； （４）絞車運(yùn)行中必須堅(jiān)守崗位，不得離開(kāi)絞車，必須時(shí)常注意頂板及絞車的支撐固定情況。 此處刪除好多字，詳細(xì)的圖紙及其資料聯(lián)系qq656417679 6.2運(yùn)輸回柱絞車時(shí)的注意事項(xiàng) （１）盡量整體裝車，并固定牢固。 （２）在絞車自己拉自己時(shí)，必須保證導(dǎo)輪固定絕對(duì)可靠，并隨時(shí)維護(hù)好電動(dòng)機(jī)電纜，還應(yīng)注意觀察工作面及巷道周圍情況，不安全不得強(qiáng)行開(kāi)車。 6.3鋼絲繩斷絲原因分析 6.3.1鋼絲繩間斷斷絲 此種斷

50、絲發(fā)生的部位是在鋼絲繩的同一側(cè)，斷絲數(shù)大多為2-4根，少部分有5-6根之多。連續(xù)斷絲的長(zhǎng)度在20～30mm左右，每隔lm左右出現(xiàn)一次。 6.3.2鋼絲繩連續(xù)斷絲 連續(xù)斷絲數(shù)為2～5根不等，連續(xù)斷絲的長(zhǎng)度為鋼絲繩在滾筒上纏繞的工作長(zhǎng)度。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種斷絲是因?yàn)榻g車在工作中的位置不正確,鋼絲繩纏繞咬繩造成的。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 7.使用與維修 7.1安裝、固定和操作 由于絞車須隨工作面的推進(jìn)而經(jīng)常移動(dòng)，所以要求固定支護(hù)方法簡(jiǎn)便、可靠、安全，因而采用打頂柱

51、和繩拴的方法。如下圖所示。絞車后面的鋼絲繩扣可拴在橫木上或拴在柱腳上，拴好后，應(yīng)點(diǎn)動(dòng)開(kāi)車將繩拉緊，再打兩根頂柱，頂柱上端應(yīng)向前傾斜10左右。卷筒采用上面進(jìn)繩方式 圖7-1 卷筒進(jìn)繩方式 在煤層傾角小，頂板較好的工作面，絞車可直接安裝在工作面上進(jìn)行回柱，如果工作面長(zhǎng)度在100米以上可用兩臺(tái)或多臺(tái)絞車分別安裝在工作面各段上，分段同時(shí)進(jìn)行回柱。 在急傾斜煤層工作面上，絞車可安裝在回風(fēng)巷道中，鋼絲繩通過(guò)導(dǎo)向滑輪進(jìn)入工作面回柱。 在絞車安裝好后，應(yīng)進(jìn)行回柱試車，看絞車的安裝支護(hù)是否牢固、安全，電器設(shè)備的接地是否良好、可靠、絞車運(yùn)轉(zhuǎn)是否良好。 絞車進(jìn)行回柱時(shí)，操作極為簡(jiǎn)便，司機(jī)按動(dòng)電鈕控制絞車

52、的正、反及停車。司機(jī)與回柱工人要有信號(hào)聯(lián)絡(luò)，密切配合。在操作過(guò)程中，司機(jī)應(yīng)時(shí)刻注意信號(hào)，觀察絞車的工作情況，并幫助回繩。 7.2后移 絞車在每次回柱后，須沿排柱或沿巷道向后退移。后移的方法：將鋼絲繩拉到絞車后方拴到固定木柱上，開(kāi)動(dòng)絞車便可自移。示意圖如下： 圖7-2 回柱絞車示意圖 7.3維護(hù)與檢修 對(duì)絞車應(yīng)經(jīng)常檢查各潤(rùn)滑部位的油量，蝸輪箱內(nèi)潤(rùn)滑油最高溫度不能超過(guò)70C，電動(dòng)機(jī)的最高溫升不能超過(guò)80C，對(duì)各緊固零件須經(jīng)常檢查，絞車發(fā)生不正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)及時(shí)停車檢查，并作記錄。 絞車的檢修可根據(jù)具體使用情況來(lái)確定。 下面，將JH-14型回柱絞車的技術(shù)規(guī)格、傳動(dòng)零件的主要技術(shù)參

53、數(shù)列表如下： 表7-3傳動(dòng)零件的技術(shù)參數(shù) 牽引力 千牛 140 卷筒尺寸 直徑 mm 400 寬度 300 鋼絲繩 直徑 mm 21.5 卷繩平均繩速 米/分 5 總減速比 185 卷筒容繩量 米 120 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) YB200L-8 功率 千瓦 15 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)/每分 720 外形尺寸 長(zhǎng) mm 1983 寬 680 高 795 絞車重量（包括電機(jī)） 公斤 1350

54、 結(jié)束語(yǔ) JH-14型回柱絞車主要由電動(dòng)機(jī)、蝸輪箱部分、滾筒部分及機(jī)座等組成。我在做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有些是自己想出來(lái)的，有些是類比同類產(chǎn)品選定的。但都盡量使結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)耐用；在設(shè)計(jì)計(jì)算中，對(duì)于常用的機(jī)械傳動(dòng)和零部件（如蝸輪箱部分）我都按有關(guān)書本的設(shè)計(jì)步驟計(jì)算。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，本人的個(gè)人方面都得到了鍛煉。設(shè)計(jì)中綜合運(yùn)用了《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《材料力學(xué)》、《機(jī)械工程材料》、《機(jī)械零件》、《互換性與測(cè)量技術(shù)》等多方面的知識(shí)，而且還學(xué)了不少的新知識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)任務(wù)，更是一次學(xué)習(xí)的好機(jī)會(huì)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，大學(xué)所學(xué)的功課得到了復(fù)習(xí)和鞏固，基本技能得到了訓(xùn)練。

55、然后更重要的是培養(yǎng)了我獨(dú)立工作、獨(dú)立思考及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 因?yàn)槭钱a(chǎn)品設(shè)計(jì)，不可能從書本上找到現(xiàn)成的計(jì)算方法。實(shí)際上，即使參考書也沒(méi)有一本是關(guān)于本型號(hào)回柱絞車的。這給我的設(shè)計(jì)過(guò)程帶來(lái)了不少困難。所幸的是，指導(dǎo)老師一直關(guān)心、指導(dǎo)著我，給予我們很大的幫助。讓我參觀了實(shí)物，并且給我找來(lái)了相關(guān)的書籍和圖紙供我參考，讓我受益匪淺。其他老師同學(xué)也給予了熱情的幫助，再加上我的努力工作，終于完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此，對(duì)給予我們熱情幫助的老師、同學(xué)和工廠的技術(shù)人員表示誠(chéng)摯的謝意！ 致謝 本文從擬定題目到定稿，歷時(shí)一月余。在本設(shè)計(jì)完成之際，首先要向我的指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意。

56、在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，指導(dǎo)老師給了我許許多多的幫助和關(guān)懷。指導(dǎo)老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，待人平易近人，在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)中，我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，也在怎樣處人處事等方面收益很多；同時(shí)他對(duì)工作的積極熱情、認(rèn)真負(fù)責(zé)、有條不紊、實(shí)事求是的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益非淺。在此我謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示衷心的感謝和深深的敬意。同時(shí)，我要感謝我們學(xué)院給我們授課的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學(xué)到了專業(yè)知識(shí)，并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。我也要感謝我的母校河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院，是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學(xué)生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。另外，衷心感謝我的

57、同窗同學(xué)們和機(jī)械學(xué)院的師兄師姐們，在我畢業(yè)設(shè)計(jì)中，與他們的探討交流使我受益頗多；同時(shí)，他們也給了我很多無(wú)私的幫助和支持，我在此深表謝意。 最后，向我的親愛(ài)的家人和親愛(ài)的朋友表示深深的謝意，他們給予我的愛(ài)、理解、關(guān)心和支持是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力。 學(xué)無(wú)止境。明天，將是我終身學(xué)習(xí)另一天的開(kāi)始。 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴、紀(jì)名剛.《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》.高等教育出版社，2006.5 [2] 殷玉楓.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社，200.6 [3] 文九巴.《機(jī)械工程材料》.機(jī)械工業(yè)出版社，2006.3 [4] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五卷》.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8 [5] 焦作礦業(yè)學(xué)院、淮南煤炭學(xué)院、山西礦業(yè)學(xué)院.《煤礦機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)》.煤炭工業(yè)出版社，1979.3 [6] 王紹定.《礦用小絞車》.煤炭工業(yè)出版社，1981.3 [7] 《中華人民共和國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——回柱絞車MT/T 779—1998》，1999.4實(shí)施