【正文】 有效防止礦井下粉塵對(duì)制動(dòng)氣制動(dòng)效果的影響。這種鼓式制動(dòng)器制動(dòng)鼓在內(nèi)，通過螺栓與滾筒法蘭相連，與滾筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，設(shè)計(jì)電機(jī)內(nèi)置式電動(dòng)滾筒的很重要的目的就是為了減小絞車體積以節(jié)省空間，而閘瓦式制動(dòng)器體積較大，占用較大空間，與設(shè)計(jì)電動(dòng)滾筒的初衷相矛盾，所以放棄此方案。因?yàn)檫@種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)廠家較多只需選型購買即可。因此，這種方案被放棄。優(yōu)點(diǎn)有：制動(dòng)器在滾筒內(nèi)部，占用空間少，可以很大限度的減小滾筒所占空間；電機(jī)軸伸出端處力矩較小，所需制動(dòng)力較小，從制動(dòng)開始到完全制動(dòng)住所需時(shí)間較短；通過滾筒內(nèi)冷卻油可以很好地冷卻制動(dòng)器，防止制動(dòng)器由于溫升而失效。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中我遇到了很多問題，最突出的問題在于制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上。當(dāng)帶張力調(diào)節(jié)到控制范圍內(nèi)時(shí)，控制系統(tǒng)使防爆換向閥與液控電磁球閥都切換到左位，制動(dòng)油缸失壓，制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，使?jié)L筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)。由于帶張力突然改變而將緩沖油缸活塞拔出時(shí)，防爆電磁球閥與液控?fù)Q向閥均換到左位，單向制動(dòng)器油缸加壓松閘，制動(dòng)器松閘后控制系統(tǒng)使防爆電磁換向閥切換到右位，系統(tǒng)處于保壓狀態(tài)，制動(dòng)器保持松閘狀態(tài)，控制系統(tǒng)控制絞車滾筒放繩。如果緩沖裝置壓力降低到9MPa以下時(shí)，控制箱會(huì)啟動(dòng)泵站補(bǔ)壓至10MPa。油缸與蓄能器之間沒有能量交換。當(dāng)壓力降到一定范圍時(shí)，控制箱會(huì)啟動(dòng)泵給液壓缸補(bǔ)壓至原來值。當(dāng)帶張力快速大于調(diào)定值而絞車來不及反應(yīng)時(shí)液壓缸活塞桿會(huì)被拉出，使帶收縮，從而降低張立峰值，避免帶被拉斷。緩沖裝置安裝在鋼繩固定端，是串接在鋼絲繩上的液壓缸。螺栓許用切應(yīng)力[] , 螺栓傳遞轉(zhuǎn)矩T 螺栓所受剪力 螺栓所受切應(yīng)力 經(jīng)校核計(jì)算，低速級(jí)齒圈與滾筒體相聯(lián)接螺釘滿足使用要求。本產(chǎn)品中所用的螺栓均為35鋼。5 螺栓校核本電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)中，左法蘭軸、連接盤電機(jī)、連接盤高速級(jí)行星減速器內(nèi)齒輪、連接盤、低速級(jí)行星減速器行星架、連接盤右法蘭軸，均為非旋轉(zhuǎn)體，在滾筒正常工作時(shí)，他們與機(jī)座聯(lián)接在一起保持相對(duì)靜止。軸直徑初步定為d=30mm②a）軸結(jié)構(gòu)圖 b）軸受力圖 c)水平面受力圖d)水平面彎矩圖 e)豎直面受力圖 f)豎直面彎矩圖 g)合成彎矩圖 小行星輪軸受力分析圓周力 徑向力 支座反力 水平面所受彎矩 豎直面所受彎矩 合成彎矩圖 軸徑 mm 30mm 經(jīng)校核，低速級(jí)行星輪軸合格。所以，低速級(jí)太陽輪軸最小軸徑 d=56mm軸轉(zhuǎn)矩T 轉(zhuǎn)矩圖 許用應(yīng)力 用插入法由文獻(xiàn)[4]： 應(yīng)力校正系數(shù) 當(dāng)量彎矩 軸徑 經(jīng)計(jì)算，低速級(jí)行星軸滿足使用要求。 低速級(jí)各軸與鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 低速級(jí)各齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核（1） 低速級(jí)太陽輪軸設(shè)計(jì)計(jì)算與校核按許用切應(yīng)力設(shè)計(jì)實(shí)心圓軸，設(shè)計(jì)公式為強(qiáng)度計(jì)算公式中系數(shù)C 根據(jù)文獻(xiàn)[4] C=102 當(dāng)軸上有鍵時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑：單鍵增大3%，雙鍵增大7%。 高速級(jí)鍵的選擇與校核（1） 鍵的選擇根據(jù)文獻(xiàn)[5]中表828以及電機(jī)軸伸出端長度，選擇鍵為10820（2） 鍵的校核 鍵寬b=10mm鍵高 h=8mm鍵長l=20mm鍵與輪轂接觸高度 根據(jù)文獻(xiàn)[3]中表4317，鍵許用強(qiáng)度 根據(jù)文獻(xiàn)[3]中表4316，鍵強(qiáng)度驗(yàn)算公式 代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到 p= 經(jīng)計(jì)算，鍵檢驗(yàn)不合格，應(yīng)該改換為承載能力較強(qiáng)的花鍵。[4]34（1＋3%）=所以，高速級(jí)太陽輪軸軸徑 d=36mm（2）高速級(jí)行星輪軸設(shè)計(jì)計(jì)算與校核①高速級(jí)行星輪軸為固定心軸，只受彎矩作用，沒有轉(zhuǎn)矩作用。當(dāng)校核強(qiáng)度不能滿足使用要求時(shí)，應(yīng)修改結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 高速級(jí)各軸與鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核軸主要由軸頭 軸頸 軸身三部分組成。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍵用強(qiáng)度極限不低于600MPa的鋼料制造。因此，可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇鍵的類型，再根據(jù)軸徑從標(biāo)準(zhǔn)中選出鍵的危險(xiǎn)截面尺寸，并參考轂長選出鍵的長度，然后再用適當(dāng)?shù)男：擞?jì)算公式作強(qiáng)度驗(yàn)算。其中，有些還能實(shí)現(xiàn)軸向固定以傳遞軸向力；有些則能構(gòu)成軸向動(dòng)聯(lián)接。因此，本電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)中，各軸材料均為40Cr。40Cr鋼材是中碳調(diào)制鋼，冷鐓模具鋼。設(shè)計(jì)時(shí)必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體的分析。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以及軸聯(lián)結(jié)的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝。包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。內(nèi)齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)約為10次行星輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)約為10次，校核行星輪和相嚙合的內(nèi)齒輪，計(jì)算步驟如下：（1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算①初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù) =接觸疲勞極限 由文獻(xiàn)[4] 初步計(jì)算的許 用接觸應(yīng)力[] 小齒輪直徑 =104mm初步齒寬b b=②校核計(jì)算圓周速度v v=精度等級(jí) 由文獻(xiàn)[4] 8級(jí)精度斷面重合度 重合度系數(shù) 彈性系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] = 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] = 模數(shù)m m=4接觸最小安全系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] = 接觸壽命系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 許用應(yīng)力[] 驗(yàn)算 = 計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度校驗(yàn)合格。[4]所以取模數(shù)（3）幾何尺寸計(jì)算①分度圓直徑=426=104mm=4118=472mm=446=184mm②齒頂高（1+）4=[1－（－）]4=（1－）4=③齒根高（1＋）4=（1＋）4=（1＋＋）4=④齒高＋=9mm＋=9mm＋=9mm⑤齒頂圓直徑104＋2=258－2=87＋2=⑥齒根圓直徑84－2=258＋2=87－2= 齒輪強(qiáng)度校核太陽輪及行星輪輪用40，調(diào)制處理，硬度241HB～286HB，平均取為260HB。齒輪為軟齒面的外嚙合，受到對(duì)稱、中等沖擊載荷，7級(jí)精度，考慮到電動(dòng)滾筒加工和使用的實(shí)際條件,使用的綜合系數(shù)=3。再根據(jù)文獻(xiàn)[4]，—，取齒寬系數(shù)=。③確定主要傳動(dòng)尺寸中心距a a=齒寬b 取=32mm =26mm（2）齒根彎曲按疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù) 齒形系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 應(yīng)力修正系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 彎曲疲勞強(qiáng)度 由文獻(xiàn)[4] 最小安全系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 彎曲壽命系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 尺寸系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 許用彎曲應(yīng)力[] 驗(yàn)算 計(jì)算結(jié)果表明，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校驗(yàn)合格 低速級(jí)行星齒輪減速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 配齒計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得26，取整，即2648326= 118采用高變位，太陽輪取正變位，行星輪和內(nèi)齒輪取負(fù)變位，即（2）按傳動(dòng)接觸強(qiáng)度計(jì)算的中心距和模數(shù)輸入轉(zhuǎn)矩 載荷不均系數(shù) 太陽輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 齒數(shù)比太陽輪和行星輪的材料用表面淬火，表面硬度。內(nèi)齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB～286HB，平均取為240HB。中心距 =模數(shù)推薦模數(shù)系列為：8等。齒輪為軟齒面的外嚙合，受到對(duì)稱、中等沖擊載荷，7級(jí)精度，使用的綜合系數(shù)=。再根據(jù)文獻(xiàn)[4]，—，取齒寬系數(shù)。采用高變位，因?yàn)?，所以太陽輪取正變位，行星輪和?nèi)齒輪取負(fù)變位，即 （2）按傳動(dòng)接觸強(qiáng)度計(jì)算的中心距和模數(shù)輸入轉(zhuǎn)矩 太陽輪傳遞的齒數(shù)比太陽輪和行星輪的材料用40Cr表面淬火，表面硬度。為高速級(jí)傳動(dòng)比，為低速機(jī)傳動(dòng)比。傳動(dòng)比分配原則為：(1)使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力大致相等，即齒面接觸強(qiáng)度大致相等；(2)使減速機(jī)構(gòu)獲得最小的外形尺寸和重量；(3)使各級(jí)傳動(dòng)的大齒輪侵油深度大致相等。設(shè)高速級(jí)與低速級(jí)外嚙合齒輪材料、度相同，則。 傳動(dòng)比分配本電動(dòng)滾筒減速機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比i=。行星輪同樣采用40Cr。正確的選用齒輪材料和進(jìn)行合理的熱處理，是滿足齒輪設(shè)計(jì)要求、延長齒輪使用壽命及節(jié)約制造成本的主要途徑。因此對(duì)齒輪材料提出如下要求：(1)具有高的接觸疲勞極限； (2)具有高的抗彎強(qiáng)度； (3)具有高的耐磨性；(4)具有足夠的沖擊韌性。3 行星輪系設(shè)計(jì) 齒輪材料的選擇齒輪是電動(dòng)滾