8吨回柱绞车的设计 - 图文

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毕业设计(论文)

8吨回柱绞车的设计 8 tons winch design

学生姓名 班 级 学院名称 专业名称 指导教师

费志超 10机械单 机电工程学院 机械设计制造及其自动化

陆兴华

2014年 5月 22日

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论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日

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摘要

JHB—8型回柱绞车是一种有效的矿井辅助搬运器械。这种绞车用于上下坡，搬迁以及其它设备。另外，此绞车还能用于拧紧皮带机，材料运输。以及在口岸、船埠、建筑工地、工场企业等发挥用处。

JHB—8型回柱绞车在设计过程中采用的是锥形制动状态制和动盖联锁条件。只要移动电机控制按钮就能启动电机，操作制动器的手柄就能实现绞车的运作。对于绞盘的设计具有防爆电器防爆磁力起动按钮开关有不错的表现 。绞车能适应多种工作环境并且使用寿命长。

JHB—8型回柱绞车体积小，结构紧凑，结构对称，底座为雪橇状，绞车重心点低，底盘刚性好而且可以安装地锚，运行安全可靠，便于安置。

关键词：制动 ；回柱绞车 ；蜗轮蜗杆

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ABSTRACT

JHB-8typewinchis an effectivemineauxiliarytransportationequipment.Thiswinchis usedon the downhill,relocation, and otherequipment.In addition,thiswinchcan also be usedto tightenthe belt conveyor,materialtransport.As well asthe usefulness ofplayin the port,dock, construction sites,factoriesand otherenterprises.

JHB-8typewinchusedin the design processisthe state ofthe systemandmovethe conebrakecoverinterlockcondition.As long asyou canmove the motorcontrol buttonto start the motor, the operatorwill be able toachieve thewinchbrakeleveroperation.Forwinchis designed withexplosion-proof electricalmagnetic starterbutton switchhas a good performance.Winchcan adapt toa variety of workenvironmentsandlong service life.

JHB-8typewinchsmall,compact,symmetrical structure,the base for thesled-like,lowcenter of gravitywinch, chassisrigidityand cananchorinstallation, thesafe and reliable operation, easyplacement.

Keywords Braking winch Worm

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目 录

摘要 .................................................................................................................................................. I 1绪论 ...................................................................... 3 1.1引言 ....................................................................................................................................... 3 1.2概述 ....................................................................................................................................... 3 1.3 回柱绞车技术特点 .............................................................................................................. 4 2机构总体设计 .............................................................................................................................. 5 2.1 条件的设计 .......................................................................................................................... 5 2.2设计的总则 ........................................................................................................................... 5 2.3 设计传动方案 ...................................................................................................................... 5 2.4电动机的选择 ....................................................................................................................... 6 2.4.1电动机型号 .................................................................................................................... 6 2.4.2电动机功率计算 ............................................................................................................ 6 3减速器的设计 .............................................................. 7 3.1确定减速器的参数 ............................................................................................................... 7 3.2蜗杆传动 ............................................................................................................................... 7 3.2.1参数的选定 .................................................................................................................... 8 3.2.2蜗轮蜗杆参数计算及校核 ............................................................................................ 8 3.3内齿轮啮合传动设计 ......................................................................................................... 11 3.3.1传动材料的数据参数 .................................................................................................. 12 3.3.2强度的验证 .................................................................................................................. 12 3.4过桥，滚筒齿轮的啮合设计： ......................................................................................... 16 3.4.1传动材料的数据 .......................................................................................................... 16 3.4.2强度的验证 .................................................................................................................. 16 3.5传动轴减速装置的验证 ..................................................................................................... 17 3.5.1第一段轴的计算 .......................................................................................................... 17 3.5.2第二段轴的计算 .......................................................................................................... 22 3.5.3第三段轴的计算 .......................................................................................................... 23 4滚筒 ..................................................................... 24 4.1牵引钢丝绳和其滚筒直径的选定 ..................................................................................... 24 4.2滚筒设计以及计算 ............................................................................................................. 25 4.2.1滚筒D .......................................................................................................................... 25 4.2.2滚筒宽度B .................................................................................................................. 25 4.2.3滚筒外径 ...................................................................................................................... 25

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4.3验算滚筒平均速度 ............................................................................................................. 26 4.4钢丝绳安全系数的计算 ..................................................................................................... 26 5滚筒轴的设计计算 ......................................................... 27 5.1轴的强度校核 ..................................................................................................................... 27 5.1.1绘制轴的弯矩图和扭矩图 .......................................................................................... 27 6系统传动部件的检验 ................................................................................................................ 30 6.1蜗轮上键的校核 ................................................................................................................. 31 6.2联轴器上键的检验 ............................................................................................................. 31 6.3内齿轮上键的检验 ............................................................................................................. 31 6.4制动器的检验 ...................................................................................................................... 31 6.5检验轴上轴承 ...................................................................................................................... 33 6.6滚筒联结螺栓的校核 .......................................................................................................... 34 7JHB-8型回柱绞车使用说明书 ................................................ 36 7.1技术规范 ............................................................................................................................. 36 7.2结构特征 ............................................................................................................................. 36 7.3绞车密封润滑的方法 ......................................................................................................... 36 7.4电气操纵系统 ..................................................................................................................... 36 7.5绞车的装配、调整、及试运转 ......................................................................................... 36 8JHB-8型回柱绞车的维护与保养 .............................................. 38 8.1安装、固定、操作和后移 ................................................................................................. 38 8.2绞车的操作规程 ................................................................................................................. 37 8.3绞车修理维护 ..................................................................................................................... 38 参考文献: ..................................................................................................................................... 43 致 谢 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。 附录： ........................................................................................................................................... 44

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1 绪论

1.1引言

我国动力的重要组成部分就是煤炭，它是国民经济的首要物质基础，坚持快速平稳的增长。然而，中国煤炭行业的发展还不足以维持整个国民经济的发展需求。能让煤炭行业快速发展的方法就是煤炭工业机械化。所以煤炭行业应快速的发展起来。

机械开采，包括运输和辅助运输。绞车是帮助运载中的一个。 绞车能分为3个成长阶段。

1）在20世纪50年代是通用设计阶段 2）20世纪60年代是自我设计阶段

3）到1970年以后中国已经进入了标准化系列化的设计阶段。

1.2概述

绞车也称为卷扬机绞车是综放采煤工作的目的。

JHB—8型机是通用矿井辅助设备。它能用于上坡，下坡，或者搬运方面，比如溜槽，液压支架。车辆调度，牵引等工作就能用绞车来完成。

因为其高度低，重量轻，格外适用于薄煤层和急歪斜煤层采煤工作面，和各类采煤工作面或接收废石埋在地板水槽的金属支撑。随着煤炭开采的发展，综采工作面，已被广泛应用于越来越多的作为一个装置，牵引设备及零部件的机械化水平，提高采收率。

绞车还能在港口，码头，建筑工地，厂矿企业起到一定的作用。由此可见，绞车在各个行业都有重要的作用。

JHB-8型回柱绞车在回采工作面的布置方式有以下三种：

1.JHB-8型回柱绞车安设在工作面上，这种安排特别适合单采的需要。徐州矿务局情况下站认为道具装备的关键在于改善目前的煤炭生产。放现在重新设置时间是一个转变（8小时）每一天，但与犁进尺米长为两个小时才能完成，只要加速返回列的速度，就能提高煤炭生产的结果。

2.JHB-8型回柱绞车安装在回风巷，离地大约为20至30CM。这样的作法能广泛使用，特别是煤层倾角，顶板破碎以及承受巨大压力时。这样的安排会影响到回风巷运输工作。每一列都需要迁回导轮周围的导向轮，钢丝绳，多转，摩擦增大，容易损坏的绳子。在这种方式的绞盘装置必须被拉动方向沿绳式布局的长度，宽度不应该超过绞车，太宽巷将被阻止。因为工人往往通过身体从侧面牵引，传动，必须关闭，否则很容易造成安全事故。

3.JHB-8型回柱绞车安装在工作面端部，接近上回风巷间密集支柱。这样的安排是最好使用一个较小倾角的车顶煤层条件时。每一个周期都需要携带一个移动绞盘，以及需要

删除该列，这是在房顶表面压力更大的顶部，可能会导致齿轮是坏的，绞车被掩埋的危险。

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1.2.1回柱绞车结构的分析

滚筒的结构

（1）摩擦辊摩擦辊更加双曲线，通过与从动轮的工作绳筒容积并不局限于绳鼓圈的摩擦，也没有解决“咬绳现象，这种绞车仍在测试绳放电问题。

（2）卷绕鼓发条鼓一些容绳量，操作简单，使用范围广，但相对较大的体积和重量，以及现在生产卷扬机卷筒采用最。

（3）滚子链该链滚子链与伤口支撑工作。由于沉重的铁链，不宜过长，如工厂生产三吨便携式绞盘，只有6米链，因此，使用这种绞盘的是最小的。

按传导机制

（ 1 ）通俗蜗轮淮南煤矿机械厂于1952年出产的HJ- 14型这种绞车，普通蜗轮的第一阶段，继而通过两个圆柱齿轮传动辊。使用机械效率低蜗杆传动，这种绞车结构坚固非常耐用，可是重量体积庞大，比较难搬运，不适合井下空间小的环境工作所以这种类型的绞车产量不大。

（ 2 ）各种绞车蜗杆传动的弧形现在生产采用蜗轮蜗杆传动的弧面的大小和重量的机器的机械效率降低。

1.3 回柱绞车技术特点

1）速度平稳回柱高效率

绞车工作牵引的速度5.9~8.1m/min，平均速度7m/min,最大 牵引80kN，容绳 量

100m，很好的提高了工作效率。

2）可靠安全操作简单

JHB-8型回柱绞车钢丝绳动态小，影响小。只需轻轻点动机电管制按钮，便可起动电机，只要操纵制动手把，就能达成绞车的行动。

3）合理布置结构简单

两个传输jhb-8绞车传动系统，包括圆弧蜗轮蜗杆传动，齿轮传动，齿轮传动，开放使用，大大简化了机械部件的驱动系统，便于安置和摧毁，结构布局紧凑、公道。

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2机构总体设计

2.1 条件的设计

该绞车的容绳量为 ：L?100m 该绞车的最大拉力为：F?80kN 该绞车的平均牵引速率为：V?7m/min

2.2设计的总则

对于生产效率，以满足用户的最大实际需要。煤矿生产安全第一。托时要考虑的各种问题。实施国家机关，专业标准及相关规定的。

1）甲烷，煤尘，硫化氢和二氧化碳在划定的平安水准，不得高出“煤矿安全规程”。 2）相对的环境温度?10oC~?40oC；相对的环境湿度超过95%??250C?；相对海拔高度

2000m。

2.3 设计传动方案

图2.1

其传动路线是：防爆电机到联轴器和齿轮而后齿轮蜗杆，蜗杆，齿轮，齿轮以及卷筒。

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2.4电动机的选择

2.4.1电动机型号

F?V

1000??80?1000?0.117 ?

1000?0.745 P'? ?12.56kW

电动机所需的额定功率和功率有如下关系： P?KA?P'

绞车需在井下使用，而且电动机务要有防爆功能，查《机械零件设计手册》得到其型 号：YB200L-8

该绞车的实际情况下的转动速度nd?730r/min 该绞车的额定功率为P?15kW

吨数：288kg

最大转矩?2.0

额定转矩堵转转矩?1.8

额定转矩堵转电流?6.0

额定电流该绞车的外形为：长?宽?高?750?490?625?mm???

绞车的电机中心的高度H：H?280mm 绞车电动机的轴的直径?长度：55?110mm

2.4.2电动机功率计算 绞车最大的拉力为 F?80kN

其平均绳速为 V?7m/min

V?7/60?0.117m/s

F?V P'??kW?

1000??根据传动方案见2.1得知： 该绞车总的传动效率为

33 ???1??2??3??4 ?0.99?0.993?0.88?0.973 ?0.745

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在这其中：

?1代表联轴器效率的数值为0.99； ?2代表轴承的效率为0.99； ?3代表蜗轮蜗杆传动的效率为0.85； ?4代表齿轮传动的效率为0.97。

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3减速器的设计

3.1确定减速器的参数

按照减速器情形计划参数，可以看出为两级传动比其分配情况如下:

1级的蜗轮的传动：i1?39

2级的齿轮的传动：i2?iz/i1?140.38/39?3.60 输出的功率为：p电?12.56kW 总传动比为：iz?140.38 1级为：i1?39 2级为：i2?3.6

各传动轴速度为：

一轴 n1?730r/min

n730?18.72r/min 二轴 n2=Ⅰ?i139三轴 转速：n30=0r/min

n3=18.72r/min

四轴 轴的转速： n40=0r/min

其齿轮的转速： n4=

各个轴计算其功率为： 电机：p'?12.56kW

一号轴 P1?P'??12=12.56?0.99?0.99?12.31 kW 二号轴 p2?p1?2?3?4?12.31?0.99?0.97?0.85?10.04 kW 三号轴 P3?P2?4?10.04?0.97?9.74 kW 四号轴 P?2?4?0.74?0.99?0.97?9.35 kW 4?P3n318.72??5.2r/min i23.63.2蜗杆传动

蜗杆传动分类为：圆柱蜗杆减速机，蜗轮蜗杆减速机等。 各个蜗杆传动的特点及应用：

圆弧圆柱蜗杆传动：凹弧，蜗杆齿廓凸弧。它的半径较大比一般传动高，承载实力大。可以应用于冶金，矿山，化工，建筑等。

法向直廓蜗杆：端面齿廓为渐开线。在加工，车削刀片和基面与圆相切，你可以磨在专用计算机上，方便以确保准确性。蜗杆头数比较一般，效率高，精度高，高速传输。 渐开线蜗杆：为渐开线齿廓的延伸面齿形是表面的直线法摊销。可用砂轮，在长期，准确的驱动常用。

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环面蜗杆传动:同时啮合齿对数多，因为与牙齿几乎无处不在相对运动的垂直于流体动力油膜形成条件之间的齿面的方向上的接触线都很好，比周围倍普通圆柱蜗杆传动的承载能力更复杂制造和安装，精度高的要求。 由上可意选用圆弧圆柱蜗杆传动。

3.2.1参数的选定

从《机械设计手册》 得知

齿廓曲率半径：??40 中心距：a?200mm 轴向齿厚sx：sx?0.4?m 传动比：39

轴向齿形角：ax?23o 顶隙c：c?0.2m 导程角??5.1238? 圆弧中心坐标：

1a0??cosax?sx2

1b0??sinax?d12齿顶圆角半径为r：r?0.2m n1?730r/minn2?18.72r/min

3.2.2蜗轮蜗杆参数计算及校核

（1）我们用符号d1来表示蜗杆分度圆的直径：

d1?80mm

（2）我们用符号d2来表示蜗轮分度圆直径:

d2 =m?z2?39?8?312mm

ad?d （3）我们用系数来表示x2??12蜗轮变位

m2mad?d20080?312??0.5 x2??12?m2m816 （4） 我们用符号c表示顶隙：

C=0.2m?0.2?8?1.6mm

（5） 我们用符号ha1来表示 蜗杆齿顶高：

ha1?8mm

（6）我们用符号hf1来表示蜗杆齿根高：

hf1?1.2?8?9.6mm

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（7）我们用符号df1来表示蜗杆齿根圆直径:

df1?80?2.4?8?60.8mm

（8）我们用符号da1来表示蜗杆齿顶圆直径：

da1?80?2?8?96mm

（9）我们用符号ha2来表示蜗轮齿顶高：

ha2?8(1?0.5)?12mm

（10）我们用符号hf2来表示蜗轮齿根高：

hf2?(1.2?x2)m ?(1.2?0.5)?8

?5.6mm （11）我们用符号df2来表示蜗轮齿根圆直径：

df2?d2?2m(1.2?x2) ?312?2?8?0.7

?300.8m m （12）我们用符号de2来表示蜗轮顶圆直径：

de2?da2?(0.81)m

?da2?(0.81)?8

取de2?336?8?344mm

（13）我们用符号da2来表示蜗轮喉圆直径：

da2?d2?2m(1?x2) ?312?2?8?(1?0.5)

?336mm （14）我们用符号来sx表示蜗杆轴向齿厚：

sx?0.4?m ?0.4?3.14?8

=10.05mm

（15）我们用符号sn来表示蜗杆法向齿厚：

sn?sxcos?

?10.05?cos5.1238o

?10mm

（16）我们用符号b2来表示蜗轮齿宽：

b2?(0.60.67)da1 ?(0.60.67)?96

?57.664.32?mm?

取b2?60mm

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（17）我们用符号b1来表示蜗杆齿宽：

b1?（13?0.1z2）m

=（13+0.1?39）?8

?135.2mm

（18）其圆弧中心的坐标：

1 a0??cosax?sx

21?40?cos23o??10.05

2?41.845mm

1b0??sinax?d1

21?40?sin23o??80

2?55.63mm

蜗杆齿面点蚀故障具有相同的形式出现，胶水，碎齿磨损。蜗轮硬度较低的蠕虫，所以故障往往发生在蜗轮齿。

这个驱动蜗轮的齿厚，一般不会引起根折。所以齿根弯曲的强度不需要计算。 根据我们上文以求之的几个数据求出蜗轮的圆周速度，并对其效率进行修整： 我们可以得到该系统的实际传动比： i1?39

n2?18.72

根据以上两个数据带入下面公式，可以求的蜗轮的圆周速度为：

?d2n23.14?312?18.72v2???0.3m/s

6000060000我们将其滑动速度用vs表示，计算为：

?d1n1 vs?60000cos?3.14?80?730 ?

60000?cos5.1238o?3.07m /s我们有其公式（16.5-3）????12?3得到传动效率为式中

tan? ?1?

tan(???v)

tan5.1238o? tan(5.1238o?1.167o)?0.88

得出结果 我们取其?2?0.96；?3?0.98

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