一种耙斗装岩机的传动系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 采矿工业，是生产资源中的基础性工业，在国民经济中具有重要位置，我国的矿产资源储量可观，种类丰富，以煤炭资源最为突出，随着中国特色社会主义建设的发展和社会主义市场经济的一步步深化，我国的能源消耗比例正进一步向更加理想化的方向发展，但是煤炭资源仍就是以后一段时间内的主要能源物质。 对于金属矿山开采，可以分为露天开采和地下开采两类。我国露天开采采出的矿石比重约为 70% ，但是从事地下开采的人员远比露天开采的人员多。主要是因为地下开采的条件复杂，使用的设备种类繁 多，在产量相同的情况下，对地下矿投资的人力和物力远大于露天矿。 保护自然环境，合理利用和开采矿产资源，是发展社会主义经济中的必要条件。随着浅埋矿床的耗尽，而越来越向深部开发，或当露天开采的深度很大而让地表遭受大面积的破坏的时候，就必须改用地下开采。 不论是露天矿开采还是地下矿开采，对矿体和围岩的金属矿山，都是经凿岩爆破将崩落的松散矿石或岩石，经装运作业运至下步工序的作业地点。装载作业式矿山，整个生产过程，既繁重又费时的作业。所以努力提高装载机械的作业能力，对实现矿山生产的高效率低消耗起着重要作用。 由于装载 作业的工作环境条件恶劣，机器的有效利用程度较低，任务量繁重，生产率不高，还有很大一部分的繁重人工劳动，所以， 20 世纪初，美，英等国开始使用装载机械替代手工作业。 50 年代，装载机已大量的推广，并发展成若干品种与型号，其中使用最多的是后卸式装载机，扒爪装载机。 70 年代后，随着巷道断面的增大，侧卸式装载机快速发展。国外发展的比较早，种类也很多，大概有 17 种基本类型，近 5000 多型号及规格。现在广泛被使用的有 15 种，大致有蟹爪式、铲斗式、耙斗式、星轮式、滚买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 筒式等等。近年来大都集中在发展铲斗后卸式、耙斗式、侧卸式及星 轮式。 中国 50 年代初使用后卸式装载机和扒爪装载机，于 60 年代研制耙斗装载机， 70 年代研制成功侧卸式装载机与凿岩台车配套使用。装载机械的发展与掘进断面的大小以及被装物料的特性密切相关。随着掘进断面的增大，在大断面巷道中多采用侧卸式铲斗装载机，且向大功率，大容量的方向发展。对用于中小断面掘进的装载机，则着眼于提高其机械性能和工作可靠性，并使其更方便灵活。此外，正探索装载机械向一机多能方面发展，如在装载机上增加钻臂等，铲斗臂上增设可卸载的工作平台。解决煤矿的机械化程度低是首要问题，但在煤矿施工中最重要、最核心的 是安全。现在的煤矿作业的特点是多工种，战线长，多电作业，没有保护措施是不行的，未来的煤矿机械应具有便于维护操作，高可靠性的特点。 耙斗装载机，属于矿井巷道掘进的装岩设备，是耙装机和转载机“合二为一”的机型 ,可称之为转载式耙斗装岩机。在巷道掘进中，作为装载设备的装岩机有多种，主要有耙斗式、铲斗式装岩机两种。耙斗装载机是一种利用绞车牵引耙斗把岩石装入矿车的机械设备。 关键词 : 耙斗装岩机；绞车设计 ; 滚筒；行星齿轮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is of an in s to of of by s is to of in of is be of s is in of is of of in of of of is in To of is a of of to or to a of to to of by of of to is in To of it an in of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 to is is a of so at of 0th of 0, is 0 of 7 000 5 a so In in in 950s, 60 in 970s of of is to of in to of it is at of it In is to a to as to of of is in is is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is no is of of to of is be to In as a of is a to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 引言 . 第一章 方案论证 .斗装岩机的结构及工作原理 .斗装岩机主要部件结构 . 耙斗 . 3 轴部件 . 带式制动闸 . 辅助闸 . 传动 系统 .引钢丝绳 .二章 耙斗装岩机主要部件设计及选择 .体设计方案选择 .动机选型 .作滚筒中行星齿轮传动部分设计计算 . 设计绘制工作滚筒的装配草图 . 确定行星减速器各构件转速 . 确定减速器的效率和各轴上的扭矩 . 齿轮强度计算 . 传动的几何尺寸计算 . 啮合力计算 . 行星齿轮传动的主要零件设计 . 选择轴承 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 程滚筒中行星齿轮传动部分设计计算 . 设计、绘制空程滚筒的装配草图 . 确定行星减速器各构件转速 . 确定减速器的效率和各轴上的扭矩 . 齿轮强度计算 . 传动的几何尺寸计算 . 啮合力计算 . 行星齿轮传动的主要零件设计 . 选择轴承 .车及操作机构设计 .槽设计 .助设备介绍 . 固定装置 . 导向轮 . 撑脚 .三章 耙装机的操作和维护 .装机的操作 . 尾轮的悬挂 .装机的位置及移动 . 论 .考文献 . 谢 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 引言 对该课题一种耙斗装岩机的传动系统进行设计，在对生产率为 60m/h，牵引力为20斗容积为 所选电动机线数度为 现该机械实际生产作业过程中绞车部分的设计有些不足的地方，且不能保证设计者所达到的要求。在具有的先进的技术条件下，却没有较好的利用现有的设备来进行生产和加工。从而在机器长时间的运转中变速箱部分的磨损比较厉害，从而影响机器的整体性能和局部零件的使用寿命。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 第一章 方案论证 煤矿生产作业中 ,用钻爆法掘进巷道 ,爆破下来的岩石要装到矿车里 ,运出工作平面 ,提升到地表面处理。这项装载工作劳动强度高 ,工作量大 ,约占整个掘进循环过程 的35 % 50 %。为了降低工人劳动强度 ,提高生产效率 ,保证这项工序实现机械化 ,煤矿会使用各类装载机械 ,如耙斗装载机、铲斗装载机与蟹爪装载机等。由于耙斗装载机结构简单 ,易于制造 ,不仅能装大块岩石 ,而且还能用于坡度小于 30的巷道 ,因而广泛应用于煤矿生产中。 耙斗装岩机主要结构有：固定楔、尾轮、耙斗、绞车、台车、导向轮、料槽（进料槽、中间槽、卸料槽）及电气部分。 图 1 耙斗装岩机耙岩工作原理 12345678901112131415161781920耙斗装岩机是通过绞车的两个滚筒分别牵引主绳，尾绳，使耙斗作往复运动，用耙斗把矿石耙进料槽里，矿石从料槽得卸料口进入矿车里，从而实现机械化掘进过程。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 工作时，耙斗装岩机耙斗利用自重插入岩石堆中，然后起动绞车电动机，让绞车主轴转动，再扳动操纵机构中的工作卷筒操纵手把，工作卷筒做旋转运动，工作钢丝绳不断的缠到工作滚筒上，牵引耙斗沿着底板移动并将 岩石耙入进料槽中，再经过中间槽，进入卸料槽的卸料口岩石卸入矿车。此时，回程滚筒处于浮动状态，从而使回程钢丝绳可以顺利得从回程卷筒放松下来。工作过程完成后，松开工作操纵手把，再扳动回程操纵手把，回程卷筒与绞车主轴旋转，返回钢丝绳就不断的缠到回程卷筒上，将耙斗拉回矿石堆里，完成装岩的一个循环过程，重新开始继续耙装。由耙装到卸载，这个过程我们可看出，耙斗装载机是间断装载矿石的，耙斗是上取式工作机构。 耙斗是耙装机的主要组成部分，耙斗的主要参数有：重量，耙角，形状。耙 斗设计是否合理，直接影响耙斗装岩机的生产效率，影响耙斗装岩机是否能很好地进行装载工作。 图 2 耙斗 耙斗的重量是根据岩石比重和块度的大小来决定的。在设计中，由单位耙斗长度的重量 耙角，是耙斗在精致水平位置时耙齿内侧与水平所成的夹角。设计耙角时，耙角的选择要合适，过大或者过小都会直接影响耙斗的插入岩堆情况。根据经验：用于巷道时，耙角为 65用于斜井时，当斜井角度小于 20 ，耙角约为 56 ，当斜井角度大于 20 ，耙角为 7570 之间。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 a. 整体耙式耙斗 图 3 几种耙斗形式 耙斗形状在长，宽，高之间比例关系要有一定范围。根据经验：在一定尺寸情况下，要充分考虑利用耙斗的有效空间，让耙斗工作过程中岩石愈积愈多，又要避免岩石从耙斗两侧和上部漏掉。耙齿一般分为平齿和梳齿两种。耙斗扒岩的过程中，岩石与耙齿的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 任何一点接触，整个耙齿则无法继续 插入，如果梳形耙齿间卡住岩石的话，则增加了耙斗插入过程的阻力，松散的细粒也容易从齿间漏掉，平齿则没有这种情况。 因此本次设计采用平齿。 图 4 耙斗结构 1， 6 接头； 2 尾帮； 3 侧板； 4 拉板； 5 筋板； 7 斗齿； 8 牵引链 绞车的主轴部件主要部分有：工作滚筒、主轴、轴承、空程滚筒、内齿圈、绞车架、中心轮、行星轮、行星轮架等。绞车的主轴穿过两个卷筒（工作滚筒、空程滚筒）内孔，花键固定这两个中心轮。用键筒联接，把绞车的工 作滚筒和空程滚连接在相对应的行星轮架上，并支承在相对应的滚动轴承上。内齿圈的外缘是带式制动闸的制动轮，这两个内齿圈也支承在相对应的轴承上。整个绞车通过主轴固定在机器的台车上。主轴的安装方式非常特殊，它没有任的何轴承支承，呈现浮动状态。这种浮动的结构能自动调节三个行星轮上的负载趋于均匀和稳定的状态下，使主轴不受径向力，只承受扭距。主轴左端和减速器伸出轴上大齿轮的花键连接，实现扭距的传递。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 5 绞车主轴部件 12、 5、 110、 143、 647、 9 8111213图 6 绞车带式制动闸 1- 凸肩； 23456 78910带式制动闸主要部分有：钢带、钢丝石棉带、摇杆、闸带和拉杆等组成。石棉带磨损后可以更换。闸带成半圆形对称分布，两条闸带中间用圆柱销和绞车机架相连接。带式制动闸的制动，操纵机构使摇杆顺时针转动时，摇杆时右闸带闸紧内齿圈的外缘；与买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 此同时，因为拉杆随摇杆向右的移动，使左闸带也闸紧内齿圈的外缘，实现了内 齿圈的制动。反之，当操纵机构使摇杆逆时针转动时，摇杆使右闸带离开内齿圈外缘，同时拉杆随摇杆向左移动使左闸带也离开内齿圈外缘，即左右闸带几乎同时向外张开，从而实现内齿圈的松闸。为防止闸带松开的距离过大，缩短制动时间，在闸带外缘上铆有凸肩。当该凸肩碰到固定在绞车架上的挡板后，闸带便停止向外张开，使闸带内表面与内齿圈外缘之间保持一定的工作间隙。该间隙的大小可用调节螺钉进行调节。两套带式制动闸可借助相应的杠杆操纵机构进行操作。 操作机构主要由空程滚筒操纵手柄 1、工作滚筒操纵手柄 2、拉杆 3、短杆 6、长杆 7和 连杆 9等部分组成。这是两套组装在一起的杠杆操纵机构。 图 7 绞车操纵机构 123、 45、 67、 108、 9辅助闸主要是由铜丝石棉带 1、闸瓦 2、接头 4、支座 5、弹簧 6、活塞 7、把手 8和把座 9等部分组成。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 8 绞车辅助闸 123456789绞车的传动系统如下图所示。启动电动机后，经减速器内齿轮1 2 3 4 5Z Z Z Z Z ，绞车主轴旋转之后。花键把两个中心轮 6Z 和 9Z 固定在主轴上，他们分别与这三个行星齿轮 7Z 和 10Z 啮合，并与相应的内齿圈 8Z 和 11Z ，组成了两套行星齿轮传动机构，传动工作滚筒和空程滚筒， 耙斗装载机进行工作时，需扳动操纵手把，使带式制动闸闸紧内齿圈 8Z ，三个行星齿轮的行星轮架，则会被带动着与中心齿轮 6Z 做同向旋转运动。由于在行星轮架上用键固定着工作卷筒，故随着行星轮架旋转，工作卷筒也就同时旋转，使工作钢丝绳不断的缠绕到该工作卷筒上，则牵引耙斗耙取岩石，然后进入溜槽，从而实现耙斗的工作过程。与此同时，由于耙斗的移动，拉着返回钢丝绳从空程滚筒上放松下来，所以空程滚筒与工作滚筒按相反的方向旋转。由于 空程滚筒也用键与相应的行星轮架固定，故此行星轮架也就随着空程滚筒转动。由于内齿圈 11Z 未被闸紧，而中心齿轮 9Z 始终随主轴一起转动，所以通过行星齿轮 10Z 带动内齿圈 11Z 随空程滚筒同向转动。同理，当带式制动闸闸紧内齿圈 11Z 而松开内齿圈 8Z 时，返回钢丝绳不断地缠绕到空程滚筒上，工作钢丝绳则由工作卷筒上放松下来，使耙斗实现返回行程。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 9 行星轮式绞车系统传动图 摩擦式绞车分为圆锥摩擦轮式绞车和内涨摩擦轮式绞车两种。 图 9为圆锥摩擦轮式双滚筒绞车。垂直布置着电动机和滚筒轴，两个滚筒滑套在滚筒轴上，滚筒轴旋转，左右两个摩擦锥盘一起旋转。转动左或右螺旋幅的螺母 6，此螺母便推动与其相邻的滚筒向外移动，与摩擦盘接触并被带动旋转。当反向转动该螺母时，滚筒与摩擦盘脱开，停止旋转。两个滚筒上设有辅助刹车。操纵螺母的手把与操纵辅助刹车的 手把存在联动闭锁关系：当滚筒被圆锥摩擦轮带动时，辅助刹车的闸带就放开；当滚筒与圆锥摩擦轮脱开时，闸带就抱紧制动轮，以克服惯性影响，避免回程滚筒放绳太多引起乱绳。为了减少误操作的可能性，两队螺旋幅的螺旋方向相反，所以操纵两个滚筒的手把动作方向一致。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 10 圆锥摩擦轮绞车传动绞车 1 工作滚筒； 2 圆锥摩擦轮； 3 螺杆； 4 主轴； 5 回程滚筒； 6 螺母； 7 闸带 图 10 为内涨摩擦轮传动绞车系统。操作手把转动螺母 7，空套在主轴 10 上的螺杆6轴向不能移动，四头螺母就推动空套在离合瓦座 12上的锥体 5轴 向移动。工作滚筒 8的锥体向右移动或回程滚筒 2的锥体向左移动时，滚轮 11和顶杆 4就沿径向向外移动，将闸瓦 9压紧在滚筒内壁上。又因离合瓦座是用键装在轴上的，滚筒就跟轴一起转动。滚筒内壁和闸瓦的摩擦表面都装有铜丝石棉带。滚筒上也设有防止乱绳的辅助带闸 1。 图 11 内涨摩擦轮传动绞车系统 1 闸带； 2 回程滚筒； 3 摩擦带； 4 顶杆； 5 移动锥体； 6 螺杆； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 7 螺母； 8 工作滚筒； 9 闸瓦； 10 主轴； 11 滚轮； 12 离合瓦座 从制造的角度来看：行星齿轮绞车的结构比较复杂，矿上机修厂自行制造难度大。特别是有些易损零件矿上很难自己解决，如内齿圈等。而摩擦式绞车，则由于电动机，减速器等都采用现成设备，运用比较方便。 从使用和维护的角度来看：行星齿轮操作灵活，简便，更省力。事故发生率低，维修简单。而摩擦式绞车，则由于采用四头螺母推动滚筒与摩擦离合器接触的方式带动滚筒转动，轴向力比较大，推力轴比较容易损坏，连续操作后离合器容易发热，进而产生打滑现象，操作费力，钢丝绳容易跳动，维修难度大。 因行星齿轮传动耙斗装岩机具有装岩效率高、结构简单、可靠性好、操作方便、使用范围广等特点， 所以本次设计选用行星齿轮式 绞车。 台车由车轮，弹簧碰头，车架等组成，它是装岩机的机架及行走部，它 承装岩机的部重量。台车上安装有绞车，操纵机构，并安装有支撑中间槽的支架和支柱，台车前后部有四套卡轨器，作为固定装置，末端安装有弹簧碰头，可以缓冲矿车对装岩机的撞击。 料槽是用来容纳扒煤矸的。装岩机耙斗扒取的岩石，依次进入进料槽，中间槽，卸载槽，通过卸载槽底部的卸料口卸入矿车中，中间槽安装在台车、支架和支柱上，而进料槽和卸载槽，则是分别在其前后与之衔接。 进料槽的中部安装有升降装置，用以调节簸箕口的高低，簸箕口前两侧安装有挡板 ，用来引导耙斗进入槽子。 中间槽有两个弯曲部分，是为了考虑磨损及易于更换而设计，弯曲的地方安装有可拆卸的耐磨弧形板，卸料槽后部安装有弹簧碰头，用来缓冲矿车的撞击。 引钢丝绳 利用绞车及钢丝绳牵引矿车或提升容器沿水平或倾斜的轨道上移动的运输方式，称为钢丝绳运输。 钢丝绳运输，由于受巷道起伏的影响不大，适应能力强，设备简单、轻便、制造和安装容易、初期投资少、操作方便，对安装、使用、维修保养的要求并不高，所以目前买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 被我国矿山企业广泛使用。尤其钢丝绳运输，特别的适合于带式输送机不能使用倾角又大的斜 巷。我国现阶段，带式输送机的巷道，还用钢丝绳运输作为辅助运输设备。 钢丝绳运输的缺点是耗能量大，辅助劳动复杂，辅助设备多等。 钢丝绳运输按矿车的运行特点，可分为使用单滚筒或双滚筒的滚筒式绞车的有极绳运输和使用摩擦轮式或其它特殊形式绞车的无极绳运输。 有极绳运输按作用方式分为单绳运输和双绳运输。 单绳运输 矿车由一台单滚筒绞车沿斜巷向上牵引，而向下运行时依靠矿车自重沿斜巷自溜下放。这种运输方式主要用于在倾斜巷道中。 单尾绳运输 矿车由一台单滚筒绞车或一台带尾绳的双滚筒绞车进行牵引。用一 台双滚筒绞车的优点是操作简单，缺点是构造复杂，钢丝绳长。这种运输方式用在水平巷道或坡度不大巷道。 双绳运输 这种运输方式是绞车上的两根钢丝绳各挂一个车组，两个车组想象运行。这种运输方式只能在倾斜巷道中，轨道可采用双轨，也可采用带有中间错错车道的单轨。优点是与单轨相比，运输能力几乎增加一倍，而两个车组的自重亦可部分地得到平衡，从而使电动机功率可得到相应减少，其缺点是：收发车场的线路布置十分复杂，当进行多水平运输时，调车十分复 杂。 无极绳运输 无极绳运输中钢丝绳的两端是绕过一个或几个摩擦绳轮和一个拉紧绳轮而后连接起来。无极绳运输的轨道一般是敷设双轨重车在一条轨道上向一个方向行驶，而空车则在另一轨道上向另一个方向行驶。空重车通常是单个的在钢丝绳处于运动不停的状态中挂到钢丝绳上去，或自钢丝绳上摘下来。无极运输的优点是运输能力与运输距离无关。 在本章中，我们已拟定选用行星轮式双滚筒绞车，据此本设计中钢丝绳运输方式相应的选用主尾绳运输方式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 第二章 耙斗装岩机主要部件设计及选择 体设计方案选择 本课题 要达到的设计结果是：耙斗装岩机的生产率为 60 3 ，钢丝绳的牵引力为 参照已成型产品，初步拟定选取耙斗装岩机耙斗容积 并且假设耙斗从耙装点耙装岩石至卸料口而后空程返回至耙装点为一次装载过程，由此我们可以从设计结果中推算除耙斗装岩机每小时完成 100次装载过程，每次装载过程耗时 36s。 根据经验为保证耙斗装岩机具有较高生产率以及便于轨道的铺设，工作时，耙装机离迎头最好不超过 15m，同 时未了避免放炮时机器受到损坏，机器离迎头一般不小于 6m，因此耙装机工作时离迎头最合适距离为 6 15m，初选耙装机工作时距离迎头 10m。 参照已成型产品，初拟外形尺寸为 7500此可求得耙斗完成一次装载过程钢丝绳的平均牵引力为 为提高生产率，通常工作速度小于回程速度，初拟钢丝绳牵引速度范围时 s，分别取两个极限速度进行设计和计算。 初步设定滚筒直径 00 当钢丝绳牵引速度为 ，视之为最小工作速度，此时工作滚筒 的转速为： m i n/ 9 71000601 工作滚筒的工作阻力为： 3 0 0022 0 00 ，视之为最大工作速度，此时回程滚筒的 速为： m i n/ 060100 0 0602 rD 动机选型 根据前面相关计算和假定我们已知绞车工作滚筒作用力为 20线速 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 度为 电动机输出功率 0 0 0 0 01 0 0 0 77321 传动装置总效率 1 圆柱齿轮传动效率 取 行星齿轮减速器效率 取 滚动轴承效率 取 机所需额定效率 取 K=此选取 号 00定功率为 30载转速 1470r/m。检验，由工作滚筒的转速和滚筒所受扭矩求取电机输出功率： 5 0 0 09 5 5 0 求取的结果与由拉力和速度求取结果相同，所以选取的电动机满足要 求，前面作出的相关假定也满足设计要求。 作滚筒中行星齿轮传动部分设计计算 行星减速器根据工作条件我们选用 ）（ 2 型。 前面的设计已初选行星齿轮传动部分传动比 确定行星齿轮个数获得紧凑减速器结构，选 3齿数选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 为避免轮齿产生根切要求 17Z ,初步选取太阳轮齿数 24 内齿圈齿数 8424)1(1 302 24842 配条件和邻接条件校核所选取齿数的正确性 同心条件 30843024 装配条件 363 8424 邻接条件 2s r c s 03 由计算可知所有条件均满足 据最后确定的各轮齿数，准确计算行星齿轮减速器实际传动比 足 当内齿圈固定时， 0阳轮转速 m 803 a 转臂转速 m 211 行星轮转速 式 可得 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 m 太阳轮 的转速 m 1 8 行星轮 的转速 g 不考虑轴承损失时，减速器效率 )11 式中 (取外啮合 内啮合 考虑到内轴承损失时，减速器总效率 r 7 ,式中 b 为每对轴承的效率取 99.0b 主动轴（太阳轮轴）上的扭矩 a 9 3 1 2280 3363转臂上的扭矩 2 3 60 3 轮强度计算 选定齿轮材料及其热处理 所有齿轮均采用 40处理采用整体淬火，强度极限 2/637 （现代行星齿轮减速器制