【正文】 ）機(jī)械式驅(qū)動(dòng)絞車①驅(qū)動(dòng)部件間的固定幾何位置關(guān)系決定著系統(tǒng)的設(shè)計(jì)布局，布局的變化少；②傳動(dòng)系體積尺寸大，總重量重；③安裝布置復(fù)雜，經(jīng)常需要精密加工的平面和精密的部件定位；④難以實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)變速；⑤原動(dòng)機(jī)的位置是不可變的；⑥在有負(fù)載的情況下，難以取得平穩(wěn)的反轉(zhuǎn)；⑦通過(guò)采用液力偶合器，可以在堵轉(zhuǎn)工況下產(chǎn)生最大扭矩。2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)絞車①在小型和低端絞車產(chǎn)品上采用常規(guī)定速電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，能實(shí)現(xiàn)單速(或雙速)和雙向旋轉(zhuǎn)功能，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但不能低速啟動(dòng)和平滑變速；②采用可控硅整流(SCR)直流調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，發(fā)展歷史悠久，可在低速段提供短時(shí)的額定扭矩(或堵轉(zhuǎn)扭矩)。但是，若無(wú)獨(dú)立冷卻系統(tǒng)和專用設(shè)計(jì)，直流調(diào)速力一式不能長(zhǎng)時(shí)間用于堵轉(zhuǎn)工況；③采用交流變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)從零到最大速度的無(wú)級(jí)變速，可以在低速或堵轉(zhuǎn)工況下提供100%額定扭矩，調(diào)速平穩(wěn)；④設(shè)備復(fù)雜，維修、保養(yǎng)人員的技術(shù)水平要求較高。3）氣動(dòng)絞車①需要配置壓縮空氣站；②氣動(dòng)系統(tǒng)工作壓力較低，氣動(dòng)馬達(dá)外形尺寸較大，氣動(dòng)系統(tǒng)總體重量較重；③對(duì)環(huán)境條件敏感一在周圍環(huán)境溫度低的地方，可能有潮氣凝結(jié)在氣動(dòng)管路和部件里；④噪音大一需要噪音消音器。4）液壓絞車①雙向?qū)崿F(xiàn)從零到最人速度的無(wú)級(jí)變速控制，易于換向；②用高壓溢流閥或壓力補(bǔ)償器雙向限制有效力矩；③輸出速度范圍大，負(fù)載的低速控制好，可以帶載良好啟動(dòng)；④系統(tǒng)允許長(zhǎng)時(shí)間支持負(fù)載，雙向可以限制不同力矩； ⑤設(shè)計(jì)緊湊，布置方便，動(dòng)力傳遞系統(tǒng)總重量輕；⑥易于實(shí)現(xiàn)恒速、恒張力控制。按絞車應(yīng)用領(lǐng)域和使用工況分類，絞車分為礦用絞車、建工卷?yè)P(yáng)機(jī)、船用絞車、工程機(jī)械絞車以及特殊用途用絞車等等。按絞車作業(yè)形式分類，絞車一般分為滾筒卷?yè)P(yáng)絞車和線型絞車兩大類。滾筒卷?yè)P(yáng)絞車采用驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)方式收放纜繩和拖曳負(fù)載，并在滾筒上直接容繩；線型絞車采用夾鉗直線拉拔纜繩方式拖曳負(fù)載，并在獨(dú)立配置的滾筒上卷?yè)P(yáng)容繩。圖12為線型絞車示意圖。圖12為線型絞車示意圖絞車廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、建筑機(jī)械、林業(yè)、漁業(yè)、礦山機(jī)械、船舶運(yùn)輸、海洋石油等多領(lǐng)域，可配套多種類型主機(jī)設(shè)備。絞車具體配套的部分設(shè)備如下：汽車起重機(jī)—主吊、輔吊絞車塔式起重機(jī)—主、吊絞車駁船—定位絞車、拉索絞車鉆探船—拔樁絞車挖泥船—懸掛和斗架絞車、抓斗絞車通用船舶—錨泊絞車、起重絞車、牽引絞車[fi91集裝箱船—船尾恒張力裝料絞車碼頭起重機(jī)—主起重卷?yè)P(yáng)機(jī)海洋石油鋪管工作船—恒張力移船絞車、張緊器、A/R絞車、起重吊機(jī)的負(fù)荷絞車等等運(yùn)輸—鐵道車輛定位卷?yè)P(yáng)機(jī)、索道牽引絞車1森林及木材加工機(jī)械—重木起吊卷?yè)P(yáng)機(jī)、木材車、堆材機(jī)我國(guó)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)正在向高產(chǎn)量，大功率，重型化的趨勢(shì)發(fā)展，但搬運(yùn)設(shè)備卻沒(méi)有得到相應(yīng)的更新與開(kāi)發(fā)?，F(xiàn)在大型液壓支架重量已經(jīng)達(dá)到30多噸，而液壓支架等綜采設(shè)備在采煤工作面的撤移與運(yùn)輸仍使用回柱絞車等老式設(shè)備，其牽引力小，容繩量小，鋼絲繩細(xì)，不適應(yīng)綜采工作面的工況要求。當(dāng)前雙速絞車存在的主要問(wèn)題：蝸輪副傳動(dòng)是回柱絞車的薄弱環(huán)節(jié)煤礦絞車JH2JHJHC1JH21JM14都采用蝸輪副傳動(dòng)，皆因蝸輪副傳動(dòng)比大，但蝸輪副傳動(dòng)效率很低，～，絞車的總傳動(dòng)比更低，工作時(shí)過(guò)高的溫升，井下多塵的工作環(huán)境，使蝸輪副磨損加快，使用半年或更短時(shí)間，即需要檢修或更換，影響生產(chǎn)，因而取消蝸輪副從經(jīng)濟(jì)效益方面來(lái)說(shuō)使必要的。本設(shè)計(jì)采用的錐齒輪、行星傳動(dòng)，提高了傳動(dòng)效率，也在一定程度上提高了絞車的壽命，從經(jīng)濟(jì)方面看也是有意義的。牽引速度，回繩速度慢隨著支護(hù)的發(fā)展，使用金屬摩擦支柱，單體液壓支柱后，回柱之前可以部分或全部卸載，回柱只是把他們拉倒或拖進(jìn)工作面再用，同時(shí)，由于搬運(yùn)設(shè)備的需要，很有必要將牽引速度從目前的5～7m/min左右加以提高。同時(shí)，為了提高工作效率，還應(yīng)設(shè)置快速回繩機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)的快速回繩速度達(dá)到了每分鐘50～90米，節(jié)約了時(shí)間，提高了工作效率，也是可行且有實(shí)際意義的。牽引力小現(xiàn)在煤礦由于綜采機(jī)械的大量使用，在工作面搬遷時(shí)需要搬運(yùn)某些大型設(shè)備，如液壓支架等，而現(xiàn)在使用的絞車牽引力都有些小，因而將牽引力提高到32噸是有意義的。容繩量小當(dāng)前的綜采工作面長(zhǎng)度有逐漸加長(zhǎng)的趨勢(shì)，而現(xiàn)行的絞車容繩量一般都太小，應(yīng)將容繩量達(dá)到200m以上。本設(shè)計(jì)的容繩量達(dá)到了260米。設(shè)計(jì)壽命短回柱絞車大多采用1460小時(shí)的設(shè)計(jì)壽命，這是因?yàn)榛刂鶗r(shí)間短，但由于小絞車已不止用于回柱，還在建筑，鐵路等各行業(yè)，而且就煤礦的使用來(lái)看，也有必要提高設(shè)計(jì)壽命，增加絞車的平均無(wú)故障時(shí)間，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，經(jīng)多方比較，決定采用5000小時(shí)的設(shè)計(jì)壽命。2 總體設(shè)計(jì)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)搬為主要用途，又考慮到運(yùn)搬、調(diào)度、回柱等一般用途。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。設(shè)計(jì)壽命：最大牽引力：牽引速度：慢速 710快速 40－60容繩量：L=500mJSDB—25型雙速多用絞車傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖21。圖21 JSDB－25型雙速多用絞車傳動(dòng)簡(jiǎn)圖其傳動(dòng)路線：低速級(jí)：電動(dòng)機(jī)→彈性聯(lián)軸器→主軸Ⅰ→→主軸Ⅱ→→→→軸Ⅲ→→卷筒。高速級(jí)：電動(dòng)機(jī)→彈性聯(lián)軸器→主軸Ⅰ→→主軸Ⅱ→→軸Ⅲ→→卷筒。由次可見(jiàn)齒輪11實(shí)際是變速以后的輸出，所以本論文主要研究齒輪1和2,3和4,5和6,7和8這四級(jí)齒輪。因?yàn)橄到y(tǒng)在快慢速傳動(dòng)時(shí)額定功率一定，在設(shè)計(jì)慢速傳動(dòng)中，慢速傳動(dòng)中的第四級(jí)已成為快速中的第二級(jí)，因此只要能滿足慢速傳動(dòng)的要求就必定能夠滿足快速的要求。因此減速器設(shè)計(jì)只考慮一個(gè)四級(jí)減速的慢速傳動(dòng)的情況。（1）各傳動(dòng)的效率：根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得：1）齒輪聯(lián)軸器（1）2）滾動(dòng)軸承效率（7對(duì)）3）錐齒輪效率（1）4）閉式圓柱齒輪效率（3）5）開(kāi)式圓柱齒輪效率（2）6）卷筒鋼絲繩纏繞效率攪油效率（2）計(jì)算傳動(dòng)總效率、傳動(dòng)系統(tǒng)的確定及傳動(dòng)比（1）卷筒軸轉(zhuǎn)速：（2）計(jì)算卷筒上的功率：（3）計(jì)算電機(jī)軸上的功率： 由于電機(jī)為短時(shí)工作，可以充分利用電機(jī)的過(guò)載能力，以減少電機(jī)的容量，降低機(jī)器的成本和尺寸。電機(jī)型號(hào)：YBK280M6功率：55kw效率：％轉(zhuǎn)速：重量：600kg 注：由于電機(jī)為短時(shí)工作，可以充分利用它的過(guò)載能力，以減少電機(jī)的容量，降低機(jī)器的成本和尺寸。因此選擇YBK280M6型電機(jī)即可。（1）慢速時(shí)滾筒轉(zhuǎn)速 ＝ ＝（2）快速時(shí)滾筒轉(zhuǎn)速 ＝ ＝ 傳動(dòng)比分配如下:根據(jù)GB20118—2006，初選直經(jīng)為選擇：繩 股 鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度為1870N/mm2鋼絲繩最小破斷拉力為t=682000N鋼絲繩破斷拉力總和為t = t = 827948N整條鋼絲繩破斷拉力總和：S=Kt==703756N式中 K——鋼絲繩捻制折減系數(shù)，取K = （1）根據(jù)JB140974規(guī)定：一般取 取 =545mm式中 ——卷筒最小外經(jīng)，mm d ——鋼繩直經(jīng)，mm（2）確定滾筒寬度B取B=770初定鋼絲繩纏繞層數(shù)n＝10驗(yàn)算滾筒容繩量L（3）確定滾筒各直徑：①鋼絲繩在卷筒上的最小纏饒直經(jīng)：②鋼絲繩在卷筒上的最大纏饒直經(jīng)： ③鋼絲繩在卷筒上的平均纏饒直經(jīng)：④卷筒的結(jié)構(gòu)外經(jīng)：?。?）卷筒上的拉力1）慢速：2）高速（1）慢速 （2）快速 、功率的計(jì)算軸Ⅰ：軸Ⅱ： 軸Ⅲ：（慢速） 軸Ⅲ：（快速），鋼絲繩在里層的安全系數(shù)（1）電機(jī)在悶車時(shí)，鋼絲繩的拉力因慢速時(shí)鋼絲繩的拉力較快速時(shí)大，故僅需要慢速時(shí)的安全系數(shù). （2）電機(jī)悶車時(shí)，鋼絲繩在里層的安全系數(shù)3 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算弧齒錐齒輪是具有曲線傾斜齒的錐齒輪，其輪齒接觸是從一端到另一端逐漸開(kāi)始而且連續(xù)平穩(wěn)地進(jìn)行。因而比直齒錐齒輪和零度齒錐齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，在高速時(shí)能特別明顯地減少噪聲和震動(dòng)。（1）選擇齒輪材料：小錐齒輪軸選用：，表面淬火HRC48～55；大錐齒輪選用：，表面淬火HRC48～55（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：小輪分度圓直徑：(mm)選取小輪齒數(shù) =10則大輪齒數(shù) e——錐齒輪類型幾何系數(shù) 查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 e=950——變位后強(qiáng)度影響系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 得 ＝1（選擇零傳動(dòng)，）——齒寬比系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 ＝——小齒輪轉(zhuǎn)矩（）=——使用系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 ＝1——齒向載荷分布系數(shù)小輪懸臂，大輪跨裝 ＝——試驗(yàn)齒輪接觸疲勞極限查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 ＝1500MPA 由以上可得：mm齒輪模數(shù) =/=100/10=10變位系數(shù)的確定：x——高變位系數(shù) ——切向變位系數(shù)查表1437選取 齒寬中點(diǎn)螺旋角（等頂隙收縮齒）：軸交角：小輪分錐角： 大輪分錐角：分度圓直徑：小輪： 大輪：錐矩R：mm齒寬b: 取 和 b=10m 中小者 mm mm故 齒頂高：小輪 mm 大輪 mm （ ）齒高h(yuǎn) ：mm齒根高：小輪：mm 大輪：mm齒頂圓直徑：小輪 mm 大輪 mm齒根角：小輪 大輪 齒頂角：小輪 大輪 頂錐角：小輪 大輪 根錐角：小輪 大輪 弧齒厚s： 小輪 大輪 mm（1）彎曲強(qiáng)度校核公式：（參考《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)》）式中：——齒輪大端切向力——彎曲疲勞極限查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 ＝ MPaYx——尺寸系數(shù)——壽命系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：＝1J——彎曲幾何系數(shù) 根據(jù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 ——齒根應(yīng)力由于兩齒輪得彎曲幾何系數(shù)相近，兩齒輪的齒根應(yīng)力也相近可取，則：計(jì)算彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)式中——溫度系數(shù)，取 ＝1查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 得 ＝2所以 即 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核通過(guò)。（2）按接觸強(qiáng)度校核公式式中：I——齒面接觸疲勞強(qiáng)度幾何系數(shù)查圖機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得——彈性系數(shù)查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 ＝1＝——工作硬化系數(shù)＝1——溫度系數(shù)＝1——接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) ——接觸疲勞極限查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 則 所以接觸疲勞強(qiáng)度通過(guò)。（1）選擇齒輪材料：查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，小齒輪選用＃表面淬火 大齒輪選用＃表面淬火（2）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：確定齒輪精度等級(jí)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 Ⅱ公差組8級(jí)齒輪模數(shù)m由下式計(jì)算：齒寬系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 取 小輪齒數(shù)： 取 則大輪齒數(shù)： 整合為91 齒數(shù)比：u=91/29=傳定比誤差： 合適載荷系數(shù)K: 使用系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：＝1動(dòng)載荷系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 齒向載荷分布系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 ＝齒間載荷分布系數(shù)：由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及＝0 得查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)并插值：則載荷系數(shù)得初值為：齒形系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 小輪 大輪 應(yīng)力修正系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：小輪 大輪 重合度系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力：由式 彎曲疲勞極限，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 得 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 彎曲壽命系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：尺寸系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：安全系數(shù),查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)則 所以 所以得查表取=8校核公式式中：彈性系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 得 ＝節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（） 得＝重合度系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 得 ＝許用接觸應(yīng)力 ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：＝1700N/ ＝1550N/接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 得：硬化系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及說(shuō)明得：＝1接觸強(qiáng)度安全系數(shù),查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，按一般可靠度得：＝1則 所以： 所以：接觸疲勞強(qiáng)度通過(guò)。（1）選擇齒輪材料：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，小齒輪選用＃表面淬火 大齒輪選用＃表面淬火（2）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：確定齒輪精度等級(jí)：KW查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 Ⅱ公差組8級(jí)齒輪模數(shù)m由下式計(jì)算：齒寬系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 取 ＝小輪齒數(shù)： 取＝31 則大輪齒數(shù) ： 整合為齒數(shù)比：u=65/31=傳定比誤差： 合適載荷系數(shù)K:由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 ：使用系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：＝1動(dòng)載荷系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 齒向載荷分布系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)