DTIID71绞车的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 01339828或 11970985 I 图书类号 : 密 级 : 摘要 绞车作为矿山采矿运输系统中的关键机械设备，其性能技术水平的高低直接影响到生产效率。绞车由于其安全可靠，易于实现无级调速，换向平稳，低速运转性能良好等优点。动机、制动器、减速器，绞车滚筒、轴承等构成。 随 着绞车技术的发展，应用绞车在经济性、技术性、安全性和可靠性都显示出独特的优势。本文通过对绞车关键部件的分析研究，建立绞车设计计算的模型，为进一步绞车的设计制造水平奠定基础；通过对主要零部件如主轴、减速器、制动阀的设计制造的研究，为绞车的整体性能的提高提供保证。 本文主要工作如下：卷筒轴的设计研究。根据材料力学的相关理论，对绞车卷筒轴的关键部件进行分析，建立卷筒分析的力学模型并在此基础上说明卷筒强度校核的计算方法；提出卷筒轴设计的主要方法；根据传动方案，合理选择减速器，制动器等。 关键词 绞车 ； 卷筒 ； 行星轮 减速器 买文档就送您 01339828或 11970985 s of in of of is to it a in is of of of in of to of of is of of as as of to in it of to of it of of in to of 文档就送您 01339828或 11970985 I 买文档就送您 01339828或 11970985 录 1 绪论 . 1 . 1 题背景 . 1 车功能与结构 . 1 内外绞车的发展概况 . 2 取措施 . 4 车 . 4 车设计方案 . 4 车技术特性与参数 . 5 2 电动机 . 6 . 6 择电动机类型和结构型式 . 6 择电动机的容量 . 6 定电动机转速 . 6 . 8 . 8 3 制动器 . 10 动器的概述 . 10 . 10 述 . 10 用条件 . 10 品型号及意义 . 10 形尺寸图 . 10 作原理与结构特征 . 11 . 12 动器制动力矩的确定 . 12 4 联轴器 . 13 . 13 轴器的类型特点 . 13 轴器的功用 . 14 . 14 择联轴器的类型 . 14 算联轴器的计算转矩 . 15 买文档就送您 01339828或 11970985 确定联轴器的型号 . 15 核最大转速 . 15 调轴孔直径 . 15 定部件相应的安装精度 . 16 5 减速器 . 17 . 17 . 17 星减速机介绍 . 17 构特点 . 17 途和使用条件 . 17 . 18 星减速机选择步骤 . 18 星减速机的几个重要概念 . 19 6 轴 . 20 . 20 的分类和应用 . 20 设计的主要内容 . 20 的材料 . 20 的结构设计 . 21 . 21 . 23 7 键联接 . 26 . 26 键联接 . 26 . 26 . 27 8 钢丝绳的选择和卷筒的设计 . 28 . 28 丝绳的种类和构造 . 28 丝绳直径的选择 . 28 . 28 筒的材料 . 29 筒容绳尺寸计算 . 29 筒筒壁的厚度计算和卷筒壁的强度计算 . 30 9 滚动轴承 . 32 买文档就送您 01339828或 11970985 . 32 动轴承的组成及分类 . 32 动轴承的类型和代号 . 32 . 33 . 34 . 34 滑的作用 . 35 滑剂的选用原则 . 35 封结构 . 36 结论 . 37 致谢 . 38 参考文献 . 39 附录 . 40 附录 1 . 40 附录 2 . 51 买文档就送您 01339828或 11970985 1 1 绪论 介 题背景 绞车是工业生产过程中一种常见的机械 ，具有悠久的发展历史和比较成熟的设计制造技术。随着绞车制造技术的不断提高、加工材料的不断改进以及电子控制技术的不断发展，绞车在动力、节能和安全性等方面取得了很大的进步。目前，绞车正被广泛地运用十矿山、港口、工厂、建筑和海洋等诸多领域。 在矿山采掘和运输场合，绞车作为重要辅助设备被大量广泛地运用着，例如矿用提升绞车、调度绞车、耙矿绞车和凿井绞车等。提升绞车可用十矿山竖井或斜井中物品与人员的调度，具有较大的牵引功率和很好的安全性，是矿山生产中不可缺少的设备之一。 绞车的另一个重要用途是港口机械，常见的有集装箱起 重机、港口装卸门座起重机、塔式起重机以及轻小型的电葫芦等起重机械，其主要执行机构都是各种形式和结构的绞车。对十这种用途的绞车，要求具备较好的调速性能和很高的安全性能。另外，绞车还被运用十各种线缆的存储、制造和运输，例如纺织机械中的用十存放丝线的线招和电缆制造中用十存放各种直径缆绳的缆盘。这种情况下，绞车不光要具有一定的调速能力，并还能够使不同直径的缆绳排列整齐，从而保证生产的顺利进行。在船用甲板机械和海洋开发领域，绞车也具有悠久的使用历史和多种多样的用途。 可以说，绞车广泛地运用十各种各样的场合，发挥着不 同的作用，也具有各种各样的结构组成。为了更好地研究绞车的结构和性能，需要对绞车的组成和绞车的分类展开探讨。 车功能与结构 绞车设计采用滚筒盘绞或夹钳拉拔缆绳方式来水平或垂直拖曳、提升、下放负载，绞车一般包括驱动部分、工作装置、辅助装置等几部分。 于驱动绞车工作装置盘绞、释放缆绳，包含动力及传动装置与控制装置。绞车可以采用多种驱动方式，包括电动机、蒸汽机、柴油发动机、汽油发动机、液压马达、气动马达等等。无论采用何种驱动方式，在绞车的驱动部分设计中都应包含以下设计准则 ： 无级均匀变速，调速范围宽广 ； 在有负载情况下，良好的启动特性和低速特性，总效率高 ； 双向旋转，并且容易改变旋转方向 ； 维护保养相对容易，对周围工作环境不敏感 ； 制动系统工作可靠 ； 设计紧凑，结构简单，安装布置容易，重量轻 ； 在有负载情况下，能长时间安全带载静止而不至于损坏驱动系统。 买文档就送您 01339828或 11970985 2 对于小型绞车，为了保证结构紧凑，绞车驱动部分一般与绞车工作装置联接在一起，直接驱动工作装置 ； 对于大型绞车或应用现场空间相对狭小的绞车，绞车驱动部分与绞车工作装置可以设计成 独立放置，两者间通过液压管线、气动管线或电缆管线相联系，绞车的布置和操纵均很方便。 驱动部分作用下，通过滚筒回转或夹钳直线拉拔等方式拖曳或释放缆绳以完成对负载的收放控制，并含有对缆绳的容绳和排缆装置。 助工作装置完成拖曳作业，包含滑轮组、导向装置以及速度测量、长度距离测量、张力测量等装置部分 ;绞车可以使用钢丝绳、尼龙缆绳等多种材质缆绳。 绞车的特点和性能要求 通过对绞车应用场合的探讨和绞车结构的分析，可以得知，在工程应用中绞车会具有如下一些特点 : 绞车用于海洋拖曳、电梯轿厢提升、矿山调度等场合时，由于外界环境因素的影响，例如海浪、海流、货物重量等的不断变化，它的负载也在不断变化。这就对绞车的稳定运行造成了很大干扰。如果不采取有效的控制手段，绞车的收放速度就不可能稳定，有时甚至无法正常工作。 这也是由绞车的工作环境决定的，其驱动力范围从几公斤到上百吨不等。 低速运行稳定 由十收放工作的需要，现在许多绞车都需要能够方便连续地调整收放速度。在高速运行的时候，不能出现飞车的情况 ； 在 低速运行的时候，不能出现爬行现象，要保持一定的输出力矩。 由十绞车一旦出现事故，就有可能对人的生命或财产造成很大的伤害，加上绞车的工作环境大多比较恶劣，所以就要求绞车具有很高的可靠性。因此在设计绞车时设计人员应考虑到绞车的最大负载能力、绞车的防爆性、兀件的可靠性等因素。 随着对绞车使用要求的不断提高以及自动化技术的发展，绞车的自动化程度也在不断提高。一些先进的电子控制技术、通讯技术的运用，使得现在的绞车能够具有很好的人机接 口和远程通信能力，极大地提高了绞车的操作性能。 内外绞车的发展概况 我国的绞车主要调度绞车和回柱绞车，它经历了仿制，自行设计两个阶段。解放初期使用的矿用小绞车有日本的，苏联的，因此当时生产的矿用小绞车也是测绘仿制日本和苏联的产品。 1958 年后这些产品相继被淘汰，并对苏联绞车进行了改进，于 1964 年进入自买文档就送您 01339828或 11970985 3 行设计阶段。淮南煤机厂曾设计了摆线齿轮绞车和少齿差传动绞车。徐州矿山设备制造厂也曾设计制造了摆线和行星齿轮传动的绞车，一些厂还设计试制了 25绞车，徐州，淮南，锦州矿山机械厂又相继设计试制了功 率为 4055绞车。绞车大体上也是经历了仿制和自行设计的两个阶段，八十年代以前一直使用的是仿制老产品，八十年代中期才开始设计新型的绞车，主要针对效率极低的球面蜗轮副，慢速工作和快速回绳的等环节进行根本的改进。 矿用小绞车标准方面， 1967 年制定了绞车部标准。 1971 年制定了绞车部标准。 1982年对上述两个标准进行了修订，其标准为 国外矿用小绞车使用很普遍，生产厂家也很多。苏联，日本，美国，瑞典等国都制造矿用小绞车。 国外矿用小绞车的种类和规格的比较多。比如绞车 牵引力从 力有电动的液动的和风动的。工作机构有单筒，双筒和摩擦式。传动形式有皮带传动，链式传动，齿轮传动，蜗轮传动，液压传动，行星齿轮传动和摆线齿轮传动等。其中采用行星齿轮传动的比较多。 发展趋势向标准化系列方向发展，向体积小，重量轻，结构紧凑方向发展；向高效，节能，寿命长，低噪音，一机多能通用化，大功率，外形简单，美观，大方方向发展。 国内外水平比较 国外矿用小绞车规格比较多，适用不同场合，我国矿用小绞车规格较少，品种多而乱，也较繁杂，没有统一标准。 从 工作机构上分，国外有单筒，双筒以及摩擦式三种，我国只有单筒一种形式。从原动力上分国外有电动的，风动的以及液压驱动的，我国只有电动的和少量风动的。 我国及国外的绞车大多数采用行星齿轮传动，其传动系统结构简单，使用维修方便。但由于其牵引力较小，特别是上下山的工作情况下很难实现较大设备的搬运工作。还有苏联的产品比我国同等规格的产品要小。例如苏联规定，国家标准规定的调度绞车的轴向尺寸不大于 1m，而我国现有的牵引力 主要寿命，噪音，可靠性等综合指 标与苏联有差距。苏联矿用小绞车使用寿命规定在5 年以上，而我国目前不具备测试手段寿命无法考核，但从对客户的访问中得知，寿命达不到 5年，噪音也稍大。 虽然我国矿用小绞车参数系列水平优于国外，但在标准化和通用化方面远不如发达采煤机械制造的国家。苏联把调度绞车运输绞车等统一为一个标准中，主机相同，只是制造买文档就送您 01339828或 11970985 4 和操作部分有所不同，而我国即使是同一规格产品，不同厂家生产的其结构各不相同，零件无通用之处，给使用和选型带来不便。 我国矿用小绞车的技术经济指标与国外特别是苏联对比还有一定差距。苏 联产品的单位重量的牵引力和单位体积牵引力两项技术经济指标都高于我国的产品。 取措施 1. 采用国外先进技术，国家标准，制定出我国的矿用小绞车型式和参数系类标准和国家标准，把我国矿用小绞车的标准水平提高一步，进而进行产品的更新改造和提高产品性能，争取在较短的时间内达到先进国家的水平。 2. 完善测试手段 。 我国产品水平提高得慢的一个重要原因是不具备检测手段，很多项目及整机性能无法测定，心中无数。设计凭经验及类比法，因此在提高产品质量上有时陷入盲目性。在完善测试手段过程中，当前应重点放在产品性能检测， 如寿命，噪音，效率，可靠性等。 3. 技术引进与产品更新换代相结合。更新换代光靠自己搞科研攻关，不仅力量不足，速度太慢，可先购买国外样机，经过使用后再考虑技术引进问题。 4. 组织专业化生产，按照标准对产品的要求，组织专业化生产，以提高质量和生产效率。 车 车设计方案 根据设计方案提供的技术规格和设计参数（要求电机减速机及钢丝绳卷筒成一条线布置），提供了绞车的总体设计方案 （见图 1。通过设计计算，确定了以 星齿轮减速器以及卷筒机构的各部分结构尺寸，对其主要部件的 强度进行了校核。 图 11 2 3、 5 4 6 7绞车的工作原理为： 车，通过联轴器联接电动机的轴和减速器的输入轴，通过行星齿轮减速器买文档就送您 01339828或 11970985 5 的传动比达到此绞车需要的传动比，最后通过联轴器联接减速器的输出轴与卷筒轴，使动力传递给滚筒使得滚筒按照需要的速度牵引小车，达到绞车的功能这即为绞车的工作原理。 车技术特性与参数 车主要由以下 5 个部分组成： 1、 电动机； 2、 底座 ； 3、 星齿轮减速器； 4、 工作装置； 5、 紧急制动装置； 表 1T 车技术特性与参数 卷筒直径 350筒宽度 340绳量 90m 绳的直径 引速度 s 额定牵引力 5动机 型号 率 速 1400r/速器 型号 比 50 制动器 型号 8 制动力矩 140N m 买文档就送您 01339828或 11970985 6 2 电动机 择 电动机 电动机式专门工厂批量生产的标准部件，设计时要选出具体型号以便购置。选择电动机包括确定类型，结构，容量（功率）和转速，并在产品目录中查出其型号和尺寸。 择电动机类型和结构型式 电动机有交流电动机和直流电动机两种。由于直流电动机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护比较不便，因此无特殊要求时不宜采用。 工业上采用交流电动机。 交流电动机有异步电动机和同步电动机两类，异步 电动机又分笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最广泛。 如无特殊需要，一般忧先选用型笼型三相异步电动机， 因其具有高效，节能，噪音小，振动小，安全可靠的特点，且安装尺寸和功率等级符合国际标准，适用于无特殊要求的各种机械设备 。 择电动机的容量 电动机的功率选择是否合适将直间影响到电动机的工作性能和经 济性能。如果选用额定功率小于工作机所需要的功率，就不能保证工作机正常工作，甚至使电动机长期过载过早损害，如果选用额定功率大于工作机所需要的功率，则电动机的价格高，功率未得到充分的利用。从而增加电能的消耗，造成浪费。 电动机的容量主要根据电动机运行时发热条件来决定。运行状态有三类，即长期连续运行，短时运行和重 复短时运行。 定电动机转速 如： 1100 4的电动机表示异步电动机，机座中心高为 100机座，功率序号为 1（功率为 ,4极。 例 ： 车是带式输送机输送带的张紧绞车，通过在张紧滚筒上缠绕钢丝绳，钢丝绳的另一端牵引张紧小车，从而达到张紧输送带的目的，要求电机减速机及钢丝绳卷筒成一条直线布置。主要参数：牵引力： 5000N；牵引速度： s 左右； 卷筒最小直径：200 解：（ 1）选择电动机类型 按工作要求和条件，选用三相异步电动机，电压 380V， （ 2）选择电动机的容量 电动机所需工作功率 1 . 7 81000k W 式中 买文档就送您 01339828或 11970985 7 电动机至卷筒的传动总效率为 221 2 3 4. . . 0 . 8 4a 1 2 3 4 、 、 、 分 别 为 联 轴 器 ， 减 速 器 ， 卷 筒 ， 轴 承 的 传 动 效 率 。3420 . 9 8 , 0 . 9 5 , 0 . 9 6 , 0 . 9 8 1（ 3）确定电动机的转速 卷筒轴的工作转速为 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 . 3 2 8 . 6 6 / m i 1 4 2 0 0 经查表： 10 60i 故电动机的转速的可选范围为： 1 ( 1 0 6 0 ) 2 8 . 6 6 2 8 6 . 6 1 7 1 9 . 6 / m i i n i n r 符合这一范围的 同步转速有 750， 1000和 1500r/据容量和转速，由有关手册查出适用的电动机型号 。 综合考虑电动机的传动装置的尺寸，重量，价格和减速器，卷筒的传动比，因此选定电动机型号为 主要性能见图表 2 表 2100型号 功率 电压（ V） 电流（ A） 转速（ r/ 功率 （ %） 功率因素 堵转转矩额定功率 堵转电流额定功率 最大转矩额定功率 W 80 5 1430 81 动机主要外形