【正文】 原來(lái)的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)改為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。 雖然 現(xiàn)在 我國(guó)礦山機(jī)械 的發(fā)展 已經(jīng)日 趨 成熟，礦山運(yùn)輸機(jī)械也較以前有了較大的提高。 目前 ，重點(diǎn) 應(yīng)該 是 把從國(guó)外進(jìn)口的礦山設(shè)備進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化，并對(duì)其性能壽命和可靠度等方面在技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的提高。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 本文主要研究工作 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題研究的目的是基于鞍鋼礦山設(shè)計(jì)研究院對(duì)弓長(zhǎng)嶺鐵礦廠的鋼絲繩推車機(jī)設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)和性能的分析進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)一步的對(duì)其進(jìn)行 改進(jìn)，使其更加適應(yīng) 弓 長(zhǎng)嶺鐵礦廠的井下作業(yè)，從而提高工作效率。通過(guò)對(duì)各種方案的比較選擇一個(gè)最佳的傳動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 、部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。確保鋼絲繩推車機(jī)在工作 中 安全、可靠。 確保 所設(shè)計(jì)的設(shè)備對(duì)環(huán) 境產(chǎn)生較少的污染危害 ，以較少的投入得到較大的收益。傳動(dòng)部分可以采用采用皮帶傳動(dòng)或是標(biāo)準(zhǔn)減速器傳動(dòng)。因此較少被采用。但是由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)的減速器傳動(dòng)效率低，除受 地位限制外，一般較少采用。 傳動(dòng)方案： 本設(shè)計(jì)綜合各種傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)，針對(duì)其設(shè)計(jì)實(shí)際出發(fā)，決定采用二級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)方案。 其方案圖如圖 所示 圖 總體方案圖 摩擦輪 的選擇： 在選擇摩擦輪時(shí)， 采用卷筒式是比較常用的型式。因此，選用表面帶有螺旋槽的比較好。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 在對(duì)上述的各種方案進(jìn)行綜合后，得出驅(qū)動(dòng)方案結(jié)論： 張緊 裝置 、鋼絲繩及導(dǎo)向滑輪 的設(shè)計(jì)與選擇 張緊裝置的選擇： 鋼絲繩推車機(jī)的張緊裝置經(jīng)常使用重錘式張緊和絲杠式張緊兩種形式。能自動(dòng)調(diào)節(jié)張力的變化而被廣泛的使用。該裝置的操作、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且維護(hù)方便。按照鋼絲繩推車機(jī)的工作特點(diǎn)應(yīng)該選擇順捻結(jié)構(gòu)， 6 股，每股 19 絲的普通鋼絲繩。滑輪的尺寸一般是根據(jù)鋼絲繩的直徑來(lái)確定，滑輪繩槽的截面形狀和尺寸對(duì)滑輪工作的可靠性和鋼絲繩使用壽命有很大的影響。繩槽部分的具體尺寸可參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)來(lái)進(jìn)行選取。一般來(lái)說(shuō)， 礦車向罐籠運(yùn)行 時(shí) 可分為四個(gè)階段。 礦車以減速度通過(guò)最后一段路程，并因罐內(nèi)阻車器的阻擋，停在罐內(nèi)阻車器前，這一段路程所耗時(shí)間很少，且礦車與推車機(jī)間已脫離作用，故 可 略去不記。 已知數(shù)據(jù)：鋼絲繩推車機(jī)推 2 m3 的礦車進(jìn)入罐籠，礦 車的自重 0Q = t，礦車的最大載重量 Q =5 t，搖臺(tái)的最大坡度 i=。鋼絲繩 推車機(jī) 的工作推力 F= kN，礦車的運(yùn)行速度 v= m/s。 ： 礦車運(yùn)行阻力： qq gGGW ?? ????? )()( 001 （ ） 式中： 0G — 礦車自身重量， 0G = gQ0 ，單位為 N； G — 礦車最大載重量， QgG? ，單位為 N； q? — 啟動(dòng)阻力系數(shù)， ?? ?q ； 0? — 運(yùn)行阻力系數(shù)， 由文獻(xiàn) [4， 20]中表 23， 0? =。 則， 3331 ??? ???a= m/s 加速運(yùn)行時(shí)間： 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 11 avt ? 式中： v— 礦車的運(yùn)行速度，單位為 m/s。 則， ???????? ) 0 4 ()( 332W N 運(yùn)行距離為： ????? SlS m 則所需時(shí)間為： ??? vSt s 設(shè)兩車相撞時(shí)動(dòng)能的恢復(fù)系數(shù)為 k，則可用下式求得空車、重車相撞后的速度 3v 的近似值： 2)2(2)(23020 vkv ?????? （ ） 則推導(dǎo)出： kvv ??? 003 2 )( （ ） 由于設(shè)計(jì)時(shí)采用的是半剛性或剛性緩性緩沖器，故恢復(fù)系數(shù) k 一般取 ～ ，取k=。 iGGgaGGF )())(2( 00303 ????? ? )() ()( 3333 ????????????????? N 則電動(dòng)機(jī)的靜功率： ?? ???? ?vFP j kW 式中： ? 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總效率，取 ? =（注：一般規(guī)定在初選電機(jī)時(shí)取 ? =～ ，因 0???? jh? ，卷筒效率 j? =～ ， ZQ 型減速器效率 0? =，故取 ? = 比較合適）。 由文獻(xiàn) [6， 1597]中表 3229 知 ，選用電機(jī)型號(hào) YZ225M8，其額定功率 ?eP 22 kW,轉(zhuǎn)速 ?1n 712 r/min。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 電動(dòng)機(jī)的平均啟動(dòng)力矩?。? eq MM ? ???? 71222955 0955 0 1nPM ee Nm ????? 17315dDD lj 332 mm 式中： lD — 主動(dòng)卷筒的直徑 ,單位為 mm； d— 鋼絲繩的直徑，單位為 mm。m 則啟動(dòng)時(shí)間： jqq MMGDnnFvt ?????22 ? )( 23?????? ???? ??? s 則， ??gqtt 按照等效功率法求得：當(dāng) FC%=40%時(shí)，所需的等效功率： ??????? jx PKP ? kW 式中： 40K — 工作類型系數(shù)， 由文獻(xiàn) [5， 117]中表 24 知 ，當(dāng)工作為中級(jí)時(shí)， 40K = 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) ? — 系數(shù)，根據(jù)gqtt 的值 由文獻(xiàn) [5， 117]中圖 23 得 ? =。 4 鋼絲繩、滑輪、卷筒等零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 鋼絲繩及其繩夾、套環(huán)的選擇 鋼絲繩的選擇 已知：鋼絲繩推車機(jī)的工作推力 F= kN,試設(shè)計(jì)鋼絲繩的直徑。按照鋼絲繩推車機(jī)的工作特點(diǎn)，鋼絲繩應(yīng)該具有較好的撓曲性和耐磨性，鋼絲繩選用 619 型鋼絲繩，其 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 破斷拉力 換算系數(shù) φ=。 F＜ [F]故鋼絲繩選用合格。 鋼絲繩繩夾的及套環(huán)的選擇 根 據(jù)鋼絲繩的公稱直徑 d=17 mm， 由文獻(xiàn) [7， 318]中表 可知 鋼絲繩夾尺寸選用繩夾 18KT GB597686。 滑輪主要尺寸的選取設(shè)計(jì) 滑輪許用最小直徑： D≥ dh? = ??1720 340 mm 式中： h— 系數(shù)， 由文獻(xiàn) [8， 864]中表 8154 查得， h=20。由鋼絲繩的直徑 d=17 mm， 由文獻(xiàn) [8， 874]中表 8166 選滑輪槽半徑 R= mm，繩槽表面粗糙度為 1 級(jí)，Ra= μm，其繩槽斷面標(biāo)記如下： 繩槽斷面 101JB/T 再 由文獻(xiàn) [8， 877]中表 8167b，選用滑輪型式 D 型（帶 滾動(dòng)軸承，無(wú)內(nèi)軸套）初選滑輪軸承 6209，經(jīng)查得滑輪軸的直徑 D=45 mm。 卷筒的基本尺寸確定及校核 卷筒的基本尺寸選取設(shè)計(jì) 計(jì)算卷筒的名義直徑： 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 1D = ???? 17181 dh 306 mm 式中： 1h — 系數(shù)，由 文獻(xiàn) [8， 862]中表 8154 查得，取 1h =18。為了避免鋼絲繩脫槽和亂繞，應(yīng)采用深槽卷筒，槽距 P=24 mm。卷筒槽形標(biāo)記如下： 深槽形 10242 JB/ 鋼絲繩的工作長(zhǎng)度 S=7000 mm，由于鋼絲繩的工作長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，因此決定采用兩個(gè)卷筒。D 250 mm。則鋼絲繩繞在兩個(gè)卷筒一周的長(zhǎng)度： ?????????? 53022 39。 aDDL ?? mm 則繞在卷筒上面的鋼絲繩的工作圈數(shù)： ??? 39。 卷筒的長(zhǎng)度：卷筒的長(zhǎng)度是繩端固定部分所占的長(zhǎng)度和兩端的邊緣長(zhǎng)度之和。 卷筒壁厚： ? =+（ 6～ 10） =315+（ 6～ 10） =～ mm 取 ?? 15 mm。此時(shí)，外表面有壓力 DPFP 239。一般卷筒壁厚與直徑 D 的比值很小。則許用壓應(yīng)力， yP? = ?? S? 180 MPa。由于卷筒的長(zhǎng)度 L＜ 3D，其不受由彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，故不需要對(duì)卷筒進(jìn)行拉應(yīng)力的校核。 則， ?????33313)2315(155 2 5 0 05 2 5 0 0RP w? MPa 卷筒壁單位壓力： 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) ?? ???? 24315 3m a xDPFP MPa 穩(wěn)定系數(shù)： ??? pPK w ＞ ～ 卷筒的穩(wěn)定性也滿足穩(wěn)定條件，故設(shè)計(jì)的卷筒合格。根據(jù) 節(jié)的計(jì)算得知：電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為： YZ225M8，其額定功率 eP =22 kW, 轉(zhuǎn)速 1n =712 r/min，一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間﹤ 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 10h 總傳動(dòng)比的計(jì)算及傳動(dòng)比的分配 鋼絲繩推車機(jī)主動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速： ????? ll Dvn ? r/min 式中： lD — 主動(dòng)卷筒的直徑，單位為 mm。 確定帶輪基準(zhǔn)直徑： 由文獻(xiàn) [10， 145]中表 83 和表 87 取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 ?1dd315 mm，根據(jù)1221ddddnni ?? ，得從動(dòng)帶輪基準(zhǔn)直徑2d： ???? dd idd mm 由文獻(xiàn) [10， 153]中表 87，取 ?2dd400 mm。取 ?maxv 25 m/s。 確定普通 V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距： 根據(jù) )(21 dd dd ?＜ 0a ＜ )(221 dd dd ? 則， ＜ 0a ＜ 1430 初步確定中心距 ?0a 1050 mm。 4 )()(22 1221 addddaLd dddd????? ? 10504 )315400()400315( 2? ??????? ? mm 由文獻(xiàn) [10， 142]中表 82，選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld=3225 mm 由文獻(xiàn) [10， 154]中式（ 821）計(jì)算實(shí)際中心距 a ??????? 2 39。 驗(yàn)算主動(dòng)帶 輪上的包角 1? ： ????? 121 ????????? a dd dd? ＞ ?120 主動(dòng)輪上的包角合適。 計(jì)算預(yù)緊力 0F ： 由 文獻(xiàn) [10， 155]中式（ 823）知 20 )(500 qvKvzPF ca ???? 由文獻(xiàn) [10， 145]中表 84 得 ?q kg/m,故 ???????? 20 ) ( N 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 pF ： 由 文獻(xiàn) [10， 155]中式（ 824）得： ?????? 2 i i n2 00 ??zFF N 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 基本參數(shù)的確定： 由 文獻(xiàn) [10， 157]中表 810，查得槽間距 e= mm,第一槽對(duì)稱面至端面的距離 f=17 mm,基準(zhǔn)線上 槽深 ?ah mm。 則， ????? anZPh mm ???? 11 hb mm 帶輪的其余尺寸見(jiàn) 文獻(xiàn) [10， 157]中表 810。0i r/min,輸入軸直徑 ?1d 50 mm，輸出軸直徑 ?3d 80 mm，軸端長(zhǎng) ?1l 85 mm。01139。 ??????? c nn? ＜ %10][ ?? 減速器的誤差在允許的誤差范圍內(nèi)，故選用的減速器合適。 設(shè)計(jì)時(shí) ，鋼絲繩的推力作用點(diǎn)到推爪軸的距離 ?1h 202 mm， 銷軸到推爪軸的水平距離 ?t 195 mm，銷軸支持點(diǎn)到銷軸中點(diǎn)的距離 a= mm。 則 ， ????? 195 311 tFhF N 銷軸的兩端支 力為： ??? 2 86 9212 FF N 銷軸的兩端支撐受力 情況如圖 所示。 圖 銷軸的兩端支撐受力圖 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè)