【正文】 P MPa? ? 。則有 39。39。下面進行該對軸承的校核計算。 軸的彎曲剛度條件為： 撓度： y≤[y] （ 49） 偏轉角： θ≤[θ] （ 410） 式中： [y]——軸的允許撓度， mm； [θ]——軸的允許偏轉角， rad。 2）校核危險截面的安全因數(shù) ① 彎矩作用時的安全因數(shù) 由于該軸的轉動，彎矩引起對稱循環(huán)變應力，根據(jù)下式計算出此時的安全因數(shù)為： 1 270 7 . 1 22 . 6 2 52 2 . 7 8 0 . 3 4 00 . 9 2 0 . 7 5amS K? ? ???? ? ????? ? ?? ? ?? ? 式中 1?? —對稱循環(huán)應力時材料試件的彎曲疲勞極限，由手冊可查得 1 270MPa?? ? ； a? —彎曲的應力幅， 540 2 2 .7 82 3 .7ba M M P a M P aW? ? ? ?，查閱相關手冊可得抗彎截面系數(shù)W= 3cm ； m? —彎曲平均應力， 0m? ? ； K? —彎曲時的有效應力集中系數(shù)，由手冊按鍵槽由插值法得 ? ? ，若是按配合 76Hr 查得 ? ? ，故取 ? ? ； ? —表面質量因數(shù)，軸徑車削加工，按手冊可得 ?? ； ?? —尺寸因數(shù)，可查得 ?? ? ； ?? —材 料彎曲時的平均應力折算因數(shù)，并可查得 ?? ? 。 軸所傳遞的轉矩為 N mm?? 鏈輪上的圓周力為 2 2 3 8 8 7 4 1 . 5 3792205t TF N Nd ?? ? ? 由于鏈輪的徑向力很小，所以采用在圓周力上適當加大的方法。 表 41 軸的許用應力 (MPa) 材料 浙江科技學院本科畢 業(yè)設計（論文） 27 碳鋼 400 500 600 700 130 170 200 230 70 75 95 110 40 45 55 65 合金鋼 800 900 1000 1200 270 300 330 400 130 140 150 180 75 80 90 110 鑄鋼 400 500 100 120 50 70 30 40 若轉矩的變化規(guī)律不清楚，一般也按脈動循環(huán)處理。 進行軸的強度計算時，應該根據(jù)軸的具體受力情況及應力情況，采取相應的計算方法，并恰當?shù)剡x取其許用應力。 而鏈輪的左端軸向定位采用軸肩定位，為了定位可靠取 6 75d mm? 。半聯(lián)軸器的長度為 112L mm? ，則去半聯(lián)軸器與軸的配合轂孔長度 82L mm? 。其中軸的材料選擇 45 鋼，調質處理。 鏈輪軸尺寸計算 零件在軸上的定位和安裝方案基本確定后，軸的形狀便大體確定。此外，還應考慮周的制造及軸上零件裝拆的難易程度、所占的地位大小。 功能相同的軸卻可以有不同的結構形狀。為了提高鏈輪輪齒和鏈窩的表面硬度，需進行滲碳悴火處理。 鏈輪中心至立槽底面的垂直距離 ： 220 2 0 5 3 4 1 6 8 . 7 9H D b m m m m? ? ? ? ? ? ?22（ pd ） （ 4010 ） 立槽根圓直 徑 ： ( 5 ~ 1 0 ) 1 6 8 . 7 9 ( 5 ~ 1 0 ) 1 5 8 . 7 9 ~ 1 6 3 . 7 9fnD H m m m m? ? ? ? ?，取 160fD mm? 。 圓環(huán)鏈鏈輪的齒廓曲線，國外推薦蘭種 :直線、圓弧線和直線 ——圓弧線。 鏈條受載后將產(chǎn)生一定的彈性和 塑性伸長，在額定極限負荷一下，當鏈段的伸長量超過一定限度 .討，鏈條與鏈輪不能正確嚙合而無法正常工作，圓環(huán)鏈的這種失效形式稱為伸長失效。三者通過鉚釘連接起來。其破斷拉力大，但制造困難。因此初步確定相鄰兩個鏟斗間為 9 節(jié)圓環(huán)鏈。該章節(jié)是本論文的重要 內容之一。而且當料斗處于最低為時也可以進行作業(yè)。所以綜合比較后，鏟斗設計成較淺的直線形的斗形。 這是根據(jù)機械的運轉速度和載運物料的性質所決定的。將該結構通過三維造型后結構如圖所示。在整個閉合回路中的刮斗數(shù)量較多，一般要達到 15 個以上，且為了一次循環(huán)能清理較大的量（要求清挖量每小時 10 立方米），這么多的料斗不能只靠 一條圓環(huán)鏈支撐和拖動。 近幾年，又推出廠新型鏈條 —緊湊鏈。 圓環(huán)鏈由圓環(huán)鏈編焊機專用設備加工，制成一定長度的標準鏈段。鏈條是用金屬環(huán)或者金屬浙江科技學院本科畢 業(yè)設計（論文） 12 片等連接而成的撓性構件，多采用焊接鏈 （見圖 ） 和片式鏈 （見圖 ） [6]。這些主要結構的設計將在下問中一一敘述。 浙江科技學院本科畢 業(yè)設計（論文） 11 第三章 工作裝置的結構設計 通過上文的工作情況的分析以及對現(xiàn)有的各種技術方案進行綜合詳細的比較后，最終確定選用。而經(jīng)過設計所要達到的技術指標如下： 裝料方式： 連續(xù) 清挖量： 10m3/h 行走速度 /km/h: 0～ 電機功率 /kw: 13 卸載高度 /mm： 1200（滿足礦車裝載要求） 最大爬坡能力 / (176。該裝置還有工作原理簡單，維護方便，適用各種水倉巷道，通過改變螺旋滾筒的大小即可。擋泥板是為了防止刮斗回程時殘余泥水濺落機器上設置的零件。由于刮板所需強度不大 ,但要耐腐蝕 ,耐磨損 [8]。 優(yōu)化設計的工作裝置的結構尺寸比較小，縱向尺寸僅為 1 206 mm。另外在車臺架上設計了一個油缸，可以推動工作裝置繞一定的支點轉動，而車身本身 并不旋轉，這樣就簡化了機構的設計的基礎上，增加了水平工作空間?？偨Y本文的研究成果和創(chuàng)新之處，對今后的工作提出了展望。 本文中所設計的工作裝置是基于斗式提升機、刮板輸送機、以及裝載機的各自優(yōu)點上所研究的。工作時，先將壓氣閥、排漿閥關閉，置真空閥、吸漿閥于開啟位置，置吸漿管進口于漿體中，然后啟動真空泵，隨著漿體罐內壓力降低，真空度提高，煤泥漿經(jīng)吸漿管吸入漿體罐內，當漿體液位上升到預定高度時，觸發(fā)器接通，控制部分 工作，使真空閥和吸漿閥及時關閉，同時停掉真空泵電機，經(jīng)延時后自動開啟排漿閥和壓氣閥 .漿體罐內進入高壓空氣，煤漿被壓入到清倉機后的礦車內，用調度絞車拉出、換空車后，開始下一個工作循環(huán)。根據(jù)調研，直線振動篩的工作效果較好。經(jīng)過長期生產(chǎn)實踐，通過對水倉淤泥特點的觀察研究，涉及的一種新型先進的清淤系統(tǒng)能夠比較好地解決上述難題。這種方式提高了作業(yè)效率，降低了工人的勞動強度，但由于裝罐過程不連續(xù)，操縱繁雜等問題未能很好解決，故企業(yè)并不很多。每個水平的掘進和采煤等工作面涌出的污水 由潛水泵抽出，通過一系列的明渠、暗道，污水挾裹著煤泥浙江科技學院本科畢 業(yè)設計（論文） 3 等雜質污垢流入所在水平的水倉。 礦山水倉清理的機械化是眾多礦山企業(yè)多年來一直未能很好解決的難題。全國有近萬家礦山開采企業(yè)，該課題的研究對提高清理水倉效率、降低工人勞動強度意義重大，也擁有廣闊的市場和應用前景。浙江科技學院本科畢 業(yè)設計（論文） 1 礦山水倉清淤機工作裝置的設計 摘要： 水倉是井下同一水平處水的流經(jīng)通道，同時還肩負著沉淀水中的煤粉及雜質的作用，其出口處的清水由水泵排至地面。該課題源于目前企業(yè)的實際情況提出，且需求量大。這也是本課題中所要研究開發(fā)的清淤機的功用所在。 水倉清理技術現(xiàn)狀 一般情況下，礦井的每個水平必須設置兩個水倉，分為內環(huán)和外環(huán)，長度在 300—1000m 左右。 ③ 微型裝載機清倉。 在上述幾種傳統(tǒng)的清淤方法中，存在的突出問題：（ 1） 糊狀淤泥清理不徹底；（ 2）淤泥中水含量大，不便運輸；（ 3）顆粒較大的淤泥無法用柱塞泵排至地面；（ 4）環(huán)境污染問題。壓濾機只處理 mm 以下的雜物。所有閥門均采用氣動控制。而工作裝置的研究在整個清淤機器中占據(jù)重要地位，所以新型的工作裝置的研究很具有現(xiàn)實意義。 第五章：畢業(yè)設計總結。在運作過程中，可以通過前端的舉升油缸抬高最下部的鏟土的斗的位置，使其可以在較大的垂直距離內工作。的回轉，因而工作裝置的結構尺寸將直接影響車輛的工作空間，這就要求工作裝置在滿足要求的前提下，結構尺寸應盡量小，為此對工作裝置進行了優(yōu)化設計，優(yōu)化 設計是在追求工作裝置連桿機構傳力 浙江科技學院本科畢 業(yè)設計（論文） 8 圖 裝載式清倉裝置 1— 行走系統(tǒng)； 2—平臺； 3—電機； 4—坐椅； 5—操作臺； 6—液壓系統(tǒng)； 7—工作裝置 比最大的同時，使轉斗缸的行程達到最短 (這樣可使工作裝置的總體結構尺寸為最小 )。刮板輸送機是淤煤裝載機的中間輸送裝置 ,通過刮板和刮板鏈的運動 ,將淤煤從螺旋滾筒機構處刮走 ,裝入礦車。輸送槽應有立邊，以阻止物料的散落，又得有導向設計，以保證 刮斗受力與運行均衡平穩(wěn)。 刮板輸送機式的工作裝置是采用連續(xù)的傳動和輸送結合起來的，所以解決了方案一中工作不連續(xù)的情況。經(jīng)過后續(xù)的設計計算所得出的結構已與該方案有所區(qū)別，但是工作原理并未改變。提出了三種切實可行的技術方案，并通過分析三者的特點，進行詳細的對比，得出其中的最優(yōu)方案，并擬定了該工作裝置的技術指標與技術路線。而如同斗式提升機，采用這樣的工作裝置，所需要的主要部件或機構有牽引機構、承載機構、驅動裝置、張緊裝置，上下滾筒（或鏈輪）、機架（導軌）等。 結合上述文字，再聯(lián)想到鏈式輸送機，很明顯采用鏈傳動是比較合理的。圓環(huán)鏈按強度分為 B,C,D 三個等級， D 級強度最高， B級強度最低， C 級居中，表示方法如 Φ34126 一 B。另外，安裝圓環(huán)鏈時，在上槽中立環(huán)焊口應該朝上，雙鏈的平環(huán)焊口都應朝向溜槽中心。 浙江科技學院本科畢 業(yè)設計（論文） 13 機架 設計 由于工作采用的是圓環(huán)鏈的傳動方式，必須有特殊的接鏈節(jié)用于連接料斗。 在工作裝置的中部設計了一個旋轉支撐的結構，如圖 所示。 浙江科技學院本科畢 業(yè)設計（論文） 15 圖 斗式提升機料斗形式 在斗式提升機常用的斗形式有三種：深斗、淺斗和 無底料斗，如圖 。相比較下直線形斗刃較適宜水倉中的工作環(huán)境 [5]。斗的工作又要求即前述的易于盛裝需要量的物料、泥水，又可以方便的傾卸。這也是本工作裝置設計的創(chuàng)新之處。且選用的鏈條規(guī)格為 1040，鏈節(jié)的數(shù)目必須鏟斗數(shù) 的整數(shù)倍，這樣可以使得在每次循環(huán)運動受載均勻。依靠彈性圓柱銷在銷孔內的彈性變形實現(xiàn)自動鎖緊。該鏈節(jié)由上下兩個半鏈環(huán) 2 以及專用連接塊 3 組成。若把這種鏈環(huán)接入鏈條用來牽引負荷，一旦起動或遇到卡鏈很可能發(fā)生斷裂這種未經(jīng)充分頂拉的鏈環(huán)的斷裂稱之不合格鏈環(huán)的斷裂。為 減小立環(huán)的嚙合阻力，鏈輪齒寬中部的立槽寬度 L 也應比鏈環(huán)棒料直徑稍大一些 .圓環(huán)鏈鏈輪的齒形結構和尺寸見圖 。 鏈窩兩側圓弧半徑 ： 5 10 5R d m m m m? ? ? ? 立槽寬度 ： 1 .3 5 1 .3 5 1 0 1 3 .5Ld? ? ? ?，取 L=14mm。 另外，圓環(huán)鏈鏈輪的工藝技術要求鏈輪可采用鍛造毛坯再機加工或電加工，也可采用鑄造成形，不過鑄造表面容易脫碳。 鏈輪軸結構設計 軸的結構設計包括定出軸的合理外形和全部結構尺寸。 零件在軸上的定位方法主要取決于其所受的軸向力的大小。對此裝置中主、從動鏈輪的周向均采用 普通平鍵的聯(lián)接。 由此來估算軸的最小直徑。半聯(lián)軸器的孔徑為 40mm，故取該處直徑 0 40d mm? 。 鏈輪的寬度為 56mm，所以取 5 75l mm? ，軸用擋圈處右端面距 5d 右軸肩距離為 。再結合后文的軸的強度計算、軸承計算及相關軸承部件的設計后便可繪制出零件圖 （見 附件 ） 鏈輪軸強度計算 軸的強度計算是在軸初步完成初步結構設計后進行校核計算，計算準則是滿足軸的強度或者是剛度要求，必要時還需要 進行穩(wěn)定性的校核。 轉矩不變時， ； 轉矩按脈動循環(huán)變化時， ； 轉矩按對稱循環(huán)變化時， 。對于此工作裝置中選擇的軸承中心即在其寬度的中點處。此處的彎矩和轉矩均是最大的。 當載荷作用于兩支承之間時， Ll? （ l 為支承跨距）；當載荷作用于懸臂端時， L l k?? （ k 為軸段的懸臂長度）。查 GB/T2781994 和GB/T586820xx 選擇軸承型號為 6009。 39。 10 36660 6 0 3 7 . 5 2 9 2 0 02 1 2 0 8 8 5 41 0 1 0hnLC P N? ??? ? ? ? 查閱標準 GB/T586820xx 可知 6009 軸承的基本額定動載荷為 21000rCN? 。由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長 50l mm? 。 在這幾個油鋼中，取前端的舉升油缸的計算為例。 鏟斗的三維造型設計 對鏟斗的三維造型是設計