【正文】 ??? b? MPa 截面上的扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： ??? 122825 WT? MPa 過盈處的 ?? ?/k 值，由文獻(xiàn) [10， 40]中附表 38 用插值法求出，并取 ???? ?? /? ，于是得 ????k ??????k 軸按磨削加工，由文獻(xiàn) [10， 40]中附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 故得綜合系數(shù)為 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 35 頁 ??????? ???? ??kK ??????? ???? ??kK 所 以軸在截面 V右側(cè)的安全系數(shù)為 4301 ??????? ? maKS ??? ? ??? 22 2601 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2222 ?????? ?? ?? SS SSS ca＞ S= 故該軸在截面 V右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。本設(shè)計(jì)因無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核，至此軸的強(qiáng)度校核結(jié)束。 ，見圖紙 BSJINXIN57。 滾動(dòng)軸承的校核 由于主動(dòng)卷筒上主要承受徑向載荷，同時(shí)承受很小的軸向載荷。根據(jù)工作條件決定選用深溝球軸承。裝軸承處的直徑為 75 mm，因此初步選定深溝球軸承 6315。已知數(shù)據(jù)由 節(jié)的計(jì)算可知，軸承 1 的徑向載荷 ?1rF N，軸承 2 的徑向載荷 ?2rF N 軸承 1 和 2 所受的軸向載荷 ?aF 0 N，軸承的轉(zhuǎn)速 ?n r/min，運(yùn)行時(shí)有輕微的沖擊，預(yù)期計(jì)算壽命 1500039。 ?hL h，試驗(yàn)算軸承是否能達(dá)到預(yù)期計(jì)算壽命的要求。 ： 0 ??raFF 0 ??raFF 由文獻(xiàn) [10， 314]中表，深溝球軸承的最小 e 值為 故此時(shí)raFF ＜ e。 P，由文獻(xiàn) [10， 313]中式（ 138a） 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 36 頁 )( arp YFXFfP ?? 由文獻(xiàn) [10， 315]中表 136， pf =～ ，取 pf = 由文獻(xiàn) [10， 314]中表 135， X=1， Y=0，則， 8 9 5) 4 9 71( ??????P N 3 4 7) 5 2 61( ??????P N ： 因?yàn)?1P ＞ 2P ，所以按軸承 1 的受力大小驗(yàn)算： 3 66 39。39。 ?????? ? hnLPC N＜ rC 由文獻(xiàn) [13， 142]中表 得深溝球軸承 6315 的基本額定動(dòng)載荷 87200?rC N，基本額定靜載荷 715000 ?rC N，因此軸承的動(dòng)載荷滿足強(qiáng)度條件。 6315 軸承的壽命： )( 10)(6010 366 ???? ?PCnL h h＞ 15000 h 故所選用的軸承可滿足壽命要求。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 37 頁 8 鋼絲 繩推車機(jī)的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性分析 鋼絲繩推車機(jī)的環(huán)保性的分析 近年來，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，廣大民眾對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，目前各 國(guó)對(duì)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)制定的要求也隨之增高，同時(shí)，為了更好的提高環(huán)境質(zhì)量各國(guó)也制定了相應(yīng)的一些法律法規(guī)。當(dāng)前，對(duì)于冶金礦山企業(yè)來說，創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型是其發(fā)展的主流。因此，在對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)當(dāng)中考慮如何降低機(jī)械設(shè)備對(duì)環(huán)境的污染是至關(guān)重要的。那么，如何對(duì)鋼絲繩推車機(jī)的環(huán)保性進(jìn)行改善呢？ 機(jī)械設(shè)備的環(huán)保性是指在設(shè)備在進(jìn)行 作業(yè)時(shí)保護(hù)環(huán)境的性能，這里的環(huán)境是指作業(yè)人員的工作 環(huán)境和作業(yè)區(qū) 周圍的環(huán)境。機(jī)械設(shè)備作業(yè)時(shí)污染環(huán)境的因素有噪聲、振動(dòng)及廢氣排放時(shí)的有害氣體、微粒粉塵等，故改善機(jī)械設(shè)備的環(huán)保性是一項(xiàng)跨行業(yè)、跨部門的系統(tǒng)工程，但主要可以從選用環(huán)保性好的發(fā)動(dòng)機(jī)和零部件，改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，增加后處理裝置，加強(qiáng)狀態(tài)檢測(cè)和及時(shí)維修，合理使用等各方面綜合考慮采取措施。下面簡(jiǎn)單地對(duì)所設(shè)計(jì)的鋼絲繩推車機(jī)的環(huán)保性進(jìn)行分析： 。（ 1） 電動(dòng)機(jī)是機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)的主要污染源，因此選擇環(huán)保性好的電動(dòng)機(jī)是改善機(jī)械環(huán)保性的主要措施。此外，在電動(dòng)機(jī)上加蓋防護(hù)罩對(duì)電動(dòng)機(jī)的噪聲 和振動(dòng)會(huì)有所消除。（ 2）選用環(huán)保性好的機(jī)械零部件。主要是指在運(yùn)行時(shí)噪聲小、振動(dòng)小的零部件。安裝時(shí)確保零部件間連接緊密，避免零件的松動(dòng)，這樣可以減小機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲和振動(dòng)。零件的材料最好也要采用無污染、可回收利用的材料。 、加強(qiáng)零部件的潤(rùn)滑。合理的對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行，使其各部分更好的進(jìn)行配合，這樣對(duì)減小噪聲、振動(dòng)也具有一定的作用。潤(rùn)滑不但能控制零部件的磨損， 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 38 頁 提高機(jī)器效率，減小熱能損失，降低材料的消耗，保證機(jī)器工作的可靠性，而且在對(duì)降低噪聲的污染也能起到關(guān)鍵性的作用。 3. 加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的 狀態(tài)檢測(cè)和維修。 有了環(huán)保性較好的機(jī)械設(shè)備還必須加強(qiáng)狀態(tài)檢測(cè)和維修，才能使機(jī)械設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，保證其在作業(yè)時(shí)有良好的環(huán)保性。 1999年 9 月召開的全國(guó)第九次機(jī)械維修學(xué)術(shù)會(huì)議上有不少專家學(xué)者指出， 21 世紀(jì)的機(jī)械維修模式應(yīng)該是綠色再制造工程，它具有節(jié)能、節(jié)材、節(jié)約資源、有利于環(huán)保等主要特點(diǎn)，可見，定期對(duì)鋼絲繩推車機(jī)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)維修是控制機(jī)械產(chǎn)生污染物的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 ，避免其在超負(fù)荷的條件下工作。如果在超負(fù)荷的條件下工作，會(huì)引起設(shè)備的振動(dòng)和噪聲，這樣對(duì)設(shè)備的環(huán)保也有一定的消 極作用。 通過上述的環(huán)保性分析可以降低鋼絲繩推車機(jī)對(duì)環(huán)境的污染，大大改善工人的工作環(huán)境，對(duì)促進(jìn)環(huán)境保護(hù)起到了一定的積極作用。 設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性分析 設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性分析主要是研究設(shè)備的投資和收益的問題。作為固定資金的主要部分的設(shè)備投資，要考慮它的投資額、投資效益、回收期、投資來源等問題。企業(yè)進(jìn)行設(shè)備投資的目的，在于獲取比銀行利率更大的收益，而這是要冒企業(yè)經(jīng)營(yíng)成敗的風(fēng)險(xiǎn)。因而在對(duì)設(shè)備投資方案的評(píng)價(jià)中，還要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)性的分析，否則還不能算是一項(xiàng)完善的經(jīng)濟(jì)分析性研究，不能給決策者提供可以信服的參考意見。 設(shè)備在進(jìn)行 經(jīng)濟(jì)性分析的時(shí)候，首先應(yīng)該考慮的是投資前的各項(xiàng)費(fèi)用的總額，其內(nèi)容包括有： ： 1）征地稅； 2）勘測(cè)費(fèi)； 3）場(chǎng)地清理費(fèi)； 4）配套建筑物設(shè)備費(fèi)； 5）動(dòng)力設(shè)備費(fèi)；6）設(shè)備基礎(chǔ)費(fèi)； 7)機(jī)械設(shè)備購置費(fèi)； 8）安裝費(fèi)： 9）設(shè)備運(yùn)輸費(fèi)； 10）項(xiàng)目管理費(fèi)等。 ： 1）備品配件庫存量及其費(fèi)用； 2）在制品價(jià)值； 3）協(xié)作、委托應(yīng)收支的費(fèi)用。 。 在對(duì)以上的各項(xiàng)費(fèi)用進(jìn)行預(yù)算后得出投資總額。對(duì)于所設(shè)計(jì)的鋼絲繩推車機(jī)來說，估算其投資總額為 6 萬元。 在對(duì)投資總額進(jìn)行預(yù) 算后，應(yīng)對(duì)設(shè)備的合理使用期進(jìn)行估算，在對(duì)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性分 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 39 頁 析時(shí)，不可避免地提出一個(gè)問題：一臺(tái)設(shè)備使用多長(zhǎng)年為最理想？這是經(jīng)濟(jì)性分析的一個(gè)十分關(guān)鍵的問題，它影響到設(shè)備的折舊率、改造更新、使用維護(hù)費(fèi)、費(fèi)用效益、造價(jià)、壽命周期費(fèi)用等一系列經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，也影響到設(shè)備的精度、性能、生產(chǎn)率、可靠性、修理方式及修理層次等一系列技術(shù)指標(biāo)。所以，設(shè)備壽命周期如何選擇是設(shè)備經(jīng)濟(jì)性分析的關(guān)鍵。 設(shè)備合理使用期的估算 在所設(shè)計(jì)的鋼絲繩推車機(jī)的總投資金額 60?K 萬元，年利率為 %10?i ，前五年的設(shè)備維修和年度經(jīng)營(yíng)費(fèi)用為 8000 元，以后由于設(shè)備的磨損每年遞增 2021 元。試根據(jù)長(zhǎng)期使用它的總費(fèi)用值確定最佳使用年限。 根據(jù)年利率 %10?i ，計(jì)算凈現(xiàn)值系數(shù) X 為： %101 11 1 ????? iX 設(shè)備的總費(fèi)用： nnXKK ??1 式中： nK — n 年內(nèi)的設(shè)備費(fèi)用總和，單位為：元。 n—設(shè)備的使用年限，單位為：年。 設(shè)備的總費(fèi)用值計(jì)算列于 下表 表 鋼絲繩推車機(jī)的 總 費(fèi)用值 n nC 1?nX 1?nnXC nK nX?1 K 1 8000 8000 68000 748075 2 8000 7273 75273 433600 3 8000 6611 81884 329248 4 8000 6010 87894 277268 5 8000 5464 93358 246262 6 10000 6209 99567 228627 7 12021 6774 106341 218449 8 14000 7185 113526 212795 9 16000 7464 120990 210089 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 40 頁 10 18000 7634 128624 *209315 11 20210 7710 136334 209906 注：帶 *號(hào)者為最小值。 從表中看到 10K ＜ 9K ， 10K ＜ 11K ，所以設(shè)備的最佳使用年限為 10 年，總費(fèi)用的最小值 20931510 ?K 元。 通過上述的計(jì)算，可見鋼絲繩推車機(jī)的最佳使用年限為 10 年，當(dāng)設(shè)備使用到第 10年時(shí)，設(shè)備的總費(fèi)用最低，設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性最為合理。 設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的概率分析 設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)性分析可以用對(duì)各個(gè)不確定因素所取數(shù)值的可能性（即概率）來表示，從而求出一個(gè)數(shù)學(xué)期望值，作為評(píng)價(jià)分析的一個(gè)項(xiàng)目的依據(jù)。 推車機(jī)在投產(chǎn)后預(yù)計(jì)達(dá)到其生產(chǎn)能力的可能性（概率）如下表 表 生產(chǎn)能力的可能性 達(dá)到生產(chǎn)能力（ %） 60 65 70 75 80 概率（ %） 5 10 20 60 5 試求其達(dá) 到生產(chǎn)能力的期望值 mU %%5%80%60%75%20%70%10%65%5%60 ???????????mU 所以，所設(shè)計(jì)的推車機(jī)預(yù)計(jì)達(dá)到生產(chǎn)能力為 %設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)性能滿足要求。 通過對(duì)上述的設(shè)備合理使用期的估算和風(fēng)險(xiǎn)性概率的分析，基本上可以保證所設(shè)計(jì)的鋼絲繩推車機(jī)合理的經(jīng)濟(jì)性。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 41 頁 9 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的潤(rùn)滑 經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展使我國(guó)成為世界工業(yè)最具有活力的地區(qū)之一。汽車制造、造船、礦山開采等行業(yè)的蓬勃興起，大量先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)，對(duì)潤(rùn)滑提出了更高的要求。世界上能源總耗的 50%~60%是消耗在動(dòng)力機(jī)械上，而這些機(jī)械當(dāng)前的能源有效利用率平均只有30%左右。英國(guó)橋斯特摩擦學(xué)報(bào)告指出機(jī)械設(shè)備表面失效 70%是由于摩擦與腐蝕引起的，表面實(shí)效的最主要原因是由于潤(rùn)滑油失效和潤(rùn)滑不合理。然而在我國(guó)，尤其是設(shè)備管理人員并沒有認(rèn)識(shí)到潤(rùn)滑的重要意義，沒有認(rèn)識(shí)到設(shè)備維護(hù)費(fèi)用的節(jié)省實(shí)際上就為企業(yè)帶來利潤(rùn)。 隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，先進(jìn)的設(shè)備越來越多，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的經(jīng)濟(jì)性越來越突出，設(shè)備的潤(rùn)滑保養(yǎng)也顯得更重要。近年來， 中國(guó)為了加強(qiáng)合理潤(rùn)滑技術(shù)，做到節(jié)約，已經(jīng)在 1992 年頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB13608— 92《合理潤(rùn)滑技術(shù)通則 》。 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備日益向大型，高速，連續(xù)和自動(dòng)化方向發(fā)展，潤(rùn)滑不僅影響設(shè)備的壽命，而且關(guān)系到設(shè)備能否安全，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，有時(shí)成為保證一些關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)成功的技術(shù)關(guān)鍵 。 為了實(shí)現(xiàn)有效潤(rùn)滑，就必須根據(jù)摩擦副的工作條件，正確選擇潤(rùn)滑材料，潤(rùn)滑方式，潤(rùn)滑裝置和進(jìn)行潤(rùn)滑的設(shè)計(jì)計(jì)算。 工程建設(shè)機(jī)械種類很多，而且各有其特點(diǎn)，因而在潤(rùn)滑技術(shù)，潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑劑的選用方面也有特殊的要求。其要求主要有以下幾個(gè)方面： （ 1）要有良好的耐水性能，由于建設(shè)機(jī)械大都在露天工作，易受雨水或濕氣的侵襲，因而要求潤(rùn)滑油要有良好的抗乳化性和水分離性能， 更不應(yīng)有遇水發(fā)生如加水分解等反應(yīng)的情況（潤(rùn)滑油中的某些添加劑易發(fā)生）．要求潤(rùn)滑脂必須有良好的抗水刷洗性能。 （ 2） 要有良好的密封性能，由于工程建設(shè)機(jī)械可能在塵埃或有害雜質(zhì)漂浮 的情況下工作，因而要求潤(rùn)滑劑有良好的密封性能和耐密封材料溶脹性，以防止雜質(zhì)侵入和漏油。 （ 3）要有良好的防銹，防腐蝕性，由于工程建設(shè)機(jī)械大都在露天風(fēng)吹，日曬，雨淋的條件下工作，因而要求潤(rùn)滑油有良好的防銹性能，有些機(jī)械在有腐蝕性氣體或煙塵的環(huán)境里工作，因而要求潤(rùn)滑油有防腐蝕的性能。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 42 頁