【導讀】中國礦業(yè)大學2020屆本科生畢業(yè)設計第1頁。32如需要圖紙等資料，聯(lián)系。研究成果的嚴肅態(tài)度以及向讀者提供有關(guān)信息的出處，正文之后一般應列出參考文獻表引文應以原始。文獻和第一手資料為原則。

　　

【正文】 按折算選擇系 數(shù) C，然后再按 SCd? 選擇繩徑： 4/1???k nC ? 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 22 頁 式中 n—安全系數(shù)，查表選取 k—鋼絲繩捻制折減系數(shù)，按下式求得 繩橫斷面毛面積鋼絲繩斷面面積之和?? t? 鋼絲繩的 公稱抗拉強度， MP 按鋼絲繩所在機構(gòu)工作級別有關(guān)的安全系數(shù)選擇鋼絲繩直徑。所選鋼絲繩的 破斷拉力應滿足下式 F0 nS? 式中 F0 所選鋼絲繩的破斷拉力， N。 n鋼絲繩最小安全 系數(shù)，查表選取。 由上面的計算可知鋼絲繩所承受的最大靜拉力為 NFF t 1 8 4 91m a x ?? 取拉力不均衡系數(shù)為 單根鋼絲繩的拉力為 F t =179。 / 2 = 鋼絲繩的安全系數(shù)取 6，拉力不均衡系數(shù)取 ，則 單根鋼絲繩的破斷拉力為 S p ≥ 6179。 179。 / 2 = = 根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)， 查表 814選取公稱直徑 1860? mm鋼絲繩公稱抗拉強度為 1470MPa ，其破斷拉力為 ,，鋼絲繩芯鋼絲繩。 卷筒的選擇 卷筒的技術(shù)要求 由于此設備為提升設備故應采用鋼絲繩鑄造卷筒其技術(shù)要求： （ 1）材料 鑄造卷筒的 材料應采 用不低于 GB/T中規(guī)定的 HT200灰鑄鐵，或 GB/T11352中規(guī)定的 ZG270500鑄鋼。鑄鐵件需經(jīng)時效處理以消除內(nèi)應力，鑄鋼件應進行退火處理。 （ 2）表面質(zhì)量 卷筒不得有裂紋。成品卷筒的表面上不得有影響使用性能和有損外觀的顯著缺陷（如氣孔、疏松、夾渣等）。 （ 3）尺寸公差和表面粗糙度 同一卷筒上左右螺旋槽的底徑（即卷筒直徑 D），不得超過 GB/T1801和 GB/T1802中規(guī)定的 h12。 加工表面未注公差尺寸的 公差等級應按 GB/T1804中的 m級（中等級） 未注加工表面粗糙度 Ra 值應按 GB/T103中的 m? 。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 23 頁 圖 A型卷筒技術(shù)示意圖 （ 4）形位公差 卷筒上配合圖（ D1）的圓度 t1 同軸度 2t? 、左右螺旋槽的徑向圓跳動 t3 以及端面圓跳動 t4 ，不得大于 GB/T1184中的下列值： 211 孔的公差帶；Dt ? ? t不低于 8級； ?? Dt t4 不低于 8級。 （ 5）壓板用螺孔 鋼絲繩壓板用的 孔必須完整，螺紋不得有破碎、斷裂等缺陷。 （ 6）焊縫 對于必須施焊的鑄鋼卷筒，其重要焊縫不得有裂紋和 未融合等缺陷。其焊縫質(zhì)量應符合 GB/T3323中的Ⅱ級質(zhì)量要求。 卷筒的計算 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 24 頁 應力： 卷筒壁內(nèi)表 面最大壓應力（ L D3? ） )(m a x1 arp MPPSA ??? ??? 式中 A—— 與卷筒層數(shù)有關(guān)的系數(shù)如下表： 表 卷筒層數(shù) n 1 2 3 ? 4 系數(shù) 1 2 S—— 鋼絲繩最大拉力， N P—— 卷筒繩槽節(jié)距， mm ? —— 卷筒壁厚， mm rp? 許用應力， MPa 鋼： 屈服強度， ???ssyp ??? 鑄鐵： 抗呀強度， ???rrrp ??? 由彎矩產(chǎn)生的拉應力（ L3D） ）（ aP MPWM 1m a x2 ?? ? ? 式中： max?M —— 由鋼絲繩最大拉力引起卷筒的最大彎矩， N178。 mm W—— 抗彎截面模數(shù) )()( 404 mmD DDW ?? D—— 卷筒繩槽底徑， mm D0 卷筒內(nèi)徑， mm ——p1? 許用拉應力， MPa 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 25 頁 合成應力 ? ?112 ????? ???rpp 卷筒穩(wěn)定性驗算 失去穩(wěn)定時的臨界壓力： 剛卷筒： )(525 00033aw MPRp ?? 鑄鐵卷筒： )(325002500033aw MPRp ?）（ ?? 卷筒壁單位壓力 : )(2 m axaMPDPS?? 穩(wěn)定性系數(shù) : ???ppK m 符號意義 :R=2D —— 卷筒繩 槽底半徑， mm 卷筒的直徑與筒倉的提升速度有關(guān)，而筒倉的提升速度與煤的輸送量有關(guān)，筒倉每小時送煤量為： hmQ / 10400 33 ??? 所以倉中的煤面的上升速度 smV / ???? 煤在筒倉內(nèi)的最快上升速度 smSQV A / 21m a x ????? 煤在筒倉內(nèi)的最慢上升速度 smS QV A / 27m in ????? 煤在筒倉內(nèi)的平均上升速度 smS QV / ????? 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 26 頁 煤在筒倉和煤倉內(nèi)的速度比為： ? 鑒于工作環(huán)境和工作形式，根據(jù)以上計算結(jié)果可選擇鋼絲繩的提升速度為倉中煤面上升速度的 15倍： V smmsmV /?????繩 根據(jù) GB/T38112020 規(guī)定，按鋼絲繩中心來計算卷筒的最小直徑，即Dmin =hd 式中： D min 按鋼絲繩中心計算的滑輪和卷筒的最小直徑（ mm）。 d ? 鋼絲繩直徑（ mm）。 h ? 與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù) h=20。 則 Dmin = hd = 20 179。 18 = 360mm 。 同時卷筒的提升最大重量為 M=根據(jù)具體情況選用卷筒直徑 D=380mm，槽底半徑 R=，標準槽型槽距 P1=， H1=,R1=,起升高度 H=14m，滑輪組的倍率為 1，提升重量為 10T 的卷筒，（詳細數(shù)據(jù)見《機械設計手冊》）。 鋼絲繩在卷筒上的纏繞圈數(shù)： 014 00 0 ???n 卷筒上有螺旋槽部分的長 PZDHL )( 10m ax0 ?? ? ? 由于卷筒采用 單層雙聯(lián)卷筒，所以其長度 mLLLL s ???? )(2 210 式中： D ? 卷筒名義尺寸， D = 380mm； d ? 鋼絲繩直徑， d = 18mm ； H max 最大起升高度， H max =14m ； α ? 滑輪組倍率， α = 1； D0 = D + d 卷筒計算直徑，由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑； D 0= 380+18 =398 mm。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 27 頁 Z1 ≥ ，為固定鋼絲繩的安全圈數(shù)， Z1 =3 ； L1? 無 繩槽卷筒端部尺寸，由結(jié)構(gòu)需要決定， L 1 = 70mm； L2? 固定鋼絲繩所需長度， L 2 ≈ 3p = 60mm； m ? 中間光滑部分的長度，根據(jù)鋼絲繩允許偏角決定。鋼絲繩允許偏角 α ≤ ，因此 m ≥ 1046 ； p ? 繩槽槽距， p = 20mm； 由以上可得： mmL ) 114000(0 ???? ?? 取 mmL 2840 ? mmL s 1 8 7 41 0 4 6)60702 8 4(2 ?????? ? 0014 4 ?? ar c tg? 鋼絲繩在安全角度以內(nèi)，符合要求。 選用直徑為 D=380mm 的圈筒，則卷筒的轉(zhuǎn)速： m i n/????? ?鋼絲繩 最底端筒倉兩鋼絲繩中心之間的間隙為 1560mm。為減少磨損，取卷筒的有效長度 L=2020mm。所選的卷筒符合系統(tǒng)要求， 標記為 JB/。 鋼絲繩在卷筒上的固定 1. 鋼絲繩在卷筒上的固定方式 鋼絲繩在卷筒上的固定必須安全可靠，壓板固定是最常用的方法。它的結(jié)構(gòu)簡單（如 圖 所示）、檢查拆卸方便，多層纏繞卷筒采用楔塊固定，但它的結(jié)構(gòu)復雜。另一種方法也適用于多層纏繞卷筒，它將鋼絲繩引入卷筒的內(nèi)部或端部，再用壓板固定，它的結(jié)構(gòu)也比較簡單。 2．鋼絲繩在卷筒上的固定計算 鑒于本設計產(chǎn)品的使用情況，采用壓板固定，壓板形狀如圖所示，這種壓板適用于各種圓股鋼絲繩的繩端固定，不宜用于電動葫蘆和多層纏繞的起重機的卷筒。其尺寸結(jié)構(gòu)和形狀如圖 ： 表 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 28 頁 項目 A B C D E F G K R 壓板螺栓直徑 尺寸（ mm） 65 60 20 22 3 5． 0 21． 0 1． 0 10． 0 M20 圖 壓板的材料為 Q235A，壓板表面應官話平整無毛刺、瑕疵、銳邊和表面粗糙不平等缺陷。 由于本設計選用的是公稱直徑為 18mm 的鋼絲繩，同時卷筒為標準槽卷筒，因此選用序號為 5 的標準槽壓板。標記為：壓板 5 GB/T59751999。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 29 頁 2. 鋼絲繩在卷筒上固定的計算 1）鋼絲繩固定處的拉力 : ??eSS max? 式中： S max ?鋼絲繩最大的拉力， S max = F t/ 2 = ； μ ? 鋼絲繩于光 卷筒間的摩擦系數(shù)，通常μ = ； α ? 安全圈數(shù)（通常為 ～ 2 圈）在卷筒上的包角，本設計安全圈數(shù)為 2 圈，因此α = 4π ； e ? 自然對數(shù)的底數(shù)， e = 計算得： S = ??= 2）螺栓扣緊力 螺栓的合成應力 )( 13121 ap MPZdSldZ N ??? ??? 式中 Z —— 螺栓數(shù)量 L—— 鋼絲繩拉力對螺栓根部的作用力臂 1d —— 螺紋內(nèi)徑， mm p1? —— 螺栓許用拉應力， 01 ?? ?p ， 對于 Q235， ap MP1202001 ??? ， 35號鋼ap MP1401201 ??? 由于壓板槽為半圓形所以 ）（ NSN ?2? N = 179。 = 鋼絲繩在筒倉上的連接 筒倉使用兩根 鋼絲繩懸掛，同時又要求兩根鋼絲繩懸掛的卷筒中心線近似豎直，因此為了方便在筒倉上使用索具螺旋扣和鋼絲繩用楔形接頭。索具螺旋扣可以方便的調(diào)節(jié)兩根鋼絲繩的懸掛長度，楔形接頭可以方便的固定鋼 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 30 頁 絲繩。 1—— 鎖緊螺母 2—— 焊接螺旋套 3—— U形左螺桿 4—— U形右螺桿 5—— 光直銷 6—— 開口銷 圖 由于筒倉的結(jié)構(gòu)需要根據(jù)筒倉的機構(gòu)和工作形式以及鋼絲繩直徑，選用KUUH 型焊接索具螺旋扣， 其機構(gòu)如圖 。 在本系統(tǒng)中可選工作等級為 M，起重安全工作負荷 35KN，最小破斷負荷120KN，螺桿直徑 M24，螺桿形式為 UU 型，最大鋼絲繩直徑 ，螺旋扣型號為： KUUD24－ M CB/T 38181999。 根據(jù)本系統(tǒng)可確定鋼絲繩用楔形接頭如下： 楔套材料為 ZG270500,楔塊為 HT200； 鋼絲繩的公稱直徑為 18mm，因此楔頭選用： 楔形接頭 18 GB/T59721986 楔套 18 GB/T59731986； 楔 18 GB/T59731986； 相關(guān)性 能參數(shù)：斷裂載荷 Pb ＝ 184kN，許用載荷 Pp=35kN，開口銷（ GB/T 911989），符合要求。 5. 電機和減速器的選擇 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 31 頁 電機的選擇要求 (1)、牽引提升電機是系統(tǒng)的重要組成部分之一，其安全可靠性直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的運行安全。由于工作環(huán)境較惡劣，各種操作要求準確，因此對提升電機系統(tǒng)來說，重要的是其可靠性和安全保障。 (2)、要求有很好的調(diào)速性能，能夠較精確地完成提升和下放的各個運行階段。能重載起動，有一定的