畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-2JK-3.5單繩雙滾筒纏繞式提升機(jī)設(shè)計(jì)

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1、 摘要 礦井提升設(shè)備的任務(wù)是沿井筒提升煤炭、矸石、下放材料，升降人員和設(shè)備，所以礦井提升設(shè)備是聯(lián)系井下與地面的重要生產(chǎn)設(shè)備，是礦山運(yùn)輸?shù)难屎?，因此，它在整個(gè)綜合機(jī)械化生產(chǎn)中 占有重要地位。 本次設(shè)計(jì)的礦用提井設(shè)備是單繩雙滾筒纏繞式提升機(jī)，其提升機(jī)的類型為 2JK-3.5/11.5提升機(jī)。說(shuō)明書的主要內(nèi)容對(duì)提升容器，提升鋼絲繩，卷筒，減速器，聯(lián)軸器等內(nèi)容的設(shè)計(jì)。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)的機(jī)械化和集中化，隨著礦井技術(shù)改造的進(jìn)程，提升設(shè)備在高效、大型、自

2、動(dòng)化方面都有著飛速的進(jìn)步。近代化提升設(shè)備已發(fā)展成為大型機(jī)械--電氣組或機(jī)組群?；酚行лd重在國(guó)外已超過(guò)50噸，提升速度接近20米每秒；拖帶功率達(dá)10000千瓦以上；在拖動(dòng)控制方面已廣泛采用了集中控制及自動(dòng)控制設(shè)備。 關(guān)鍵詞：纏繞式礦井提升機(jī)， 減速器， 電動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器 Abstract Be rate of production and various economic technique index signs fo

3、r the sake of the exaltation labor in the last several decades, carry on a reformation to the basic sex technique of the mineral well within the scope of world, what this kind of reform's incline to is a facing more concentrated, larger type development. The design of the mine lift well equipment i

4、s single rope, double roller winding hoist and its type of hoist2 JK- 3.5/11.5 elevator. The main content of instruction to promote vessel, hoisting cable, drum, reducer, coupling, etc. Because mechanization and concentration of the science technical development and the production turn, promote a

5、n equipments along with the progress of the mineral well technique reformation at efficiently, large, automation the aspect all have to fly soon of progress.Modern age's turning to promote an equipments has already developped to become large set or the machine sets of the machine-electricity.The Ji

6、Dou effectively carries heavy abroad already more than 50 tons, promote speed to near 20 meters each;Drag along to take power to reach to 10000 kilowatts above;Have already extensively adopted concentrated control and automatic control equipments in the aspects of dragging along to move control.

7、 Keywords: Winding machine reducer electric motor coupler Ⅰ 目錄 目 錄 1 緒論 - 3 - 2 提升機(jī)的發(fā)展及主要結(jié)構(gòu) - 5 - 2.1 礦用提升機(jī)的發(fā)展 - 5 - 2.2 單繩纏繞式提升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與

8、工作原理 - 6 - 2.2.1 主軸裝置 - 6 - 2.2.2 盤形制動(dòng)器裝置 - 6 - 2.2.3 減速器 - 7 - 2.2.4 聯(lián)軸器 - 8 - 3 單繩纏繞式提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 9 - 3.1 設(shè)計(jì)依據(jù) - 9 - 3.2 設(shè)計(jì)過(guò)程 - 10 - 3.2.1 箕斗的選定 - 10 - 3.2.2 提升鋼絲繩的選擇 - 14 - 3.2.3 提升機(jī)卷筒的選擇 - 15 - 3.2.4 天輪的選擇 - 16 - 3.2.5 提升機(jī)與井筒的相對(duì)位置 - 17 - 3.2.6 預(yù)選提升電動(dòng)機(jī) - 20 - 3.2.7 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比 -

9、 21 - 3.2.8 主軸輸入功率及軸徑的確定 - 21 - 3.2.9 根據(jù)軸徑確定主軸部分的安裝軸承 - 22 - 3.2.10 減速器的設(shè)計(jì) - 22 - 3.2.11 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) - 28 - 3.2.12 提升機(jī)各部分鍵的選擇 - 30 - 3.2.13 制動(dòng)器的設(shè)計(jì) - 32 - 4 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)計(jì)算 - 33 - 4.1 提升系統(tǒng)變位質(zhì)量的計(jì)算 - 33 - - 1 -

10、 4.2 提升加速度的確定 - 34 - 4.3 提升減速度的確定 - 35 - 4.4 六階段速度圖參數(shù)的計(jì)算 - 36 - 4.5 提升設(shè)備的動(dòng)力學(xué)計(jì)算 - 38 - 4.6 提升電動(dòng)機(jī)容量的計(jì)算 - 41 - 4.7 提升設(shè)備的電耗及效率的計(jì)算 - 42 - 5 產(chǎn)品空轉(zhuǎn)運(yùn)行 - 44 - 6 結(jié)束語(yǔ) - 45 - 7 參考文獻(xiàn) - 46 - 8總結(jié)與致謝 - 47 - - 47 -

11、 緒論 1緒論 礦用提升機(jī)的的是沿礦井提升煤炭、矸石等，因此礦井提升設(shè)備連接井下與地面的必要條件，是礦井運(yùn)送的命脈，所以，礦用提升設(shè)備在一個(gè)完整的自動(dòng)化采煤生產(chǎn)中占據(jù)有核心地位。 因?yàn)榈V井運(yùn)輸和提升設(shè)備是工作在礦山巷道和井筒，所以空間是有限，,故要求他們構(gòu)造緊密,外部尺寸盡可能小，由于不同工作條件需要，礦山運(yùn)輸與提升要求有多種類型；由于礦井瓦斯、煤塵、水、水分和其他特殊工作環(huán)境,設(shè)備也需要防爆,防腐等。 由于礦井運(yùn)輸與提升設(shè)備是在井下巷道內(nèi)和井筒內(nèi)工作，

12、空間受限制，故要求他們結(jié)構(gòu)緊湊，外部尺寸盡量?。挥忠蚬ぷ鞯攸c(diǎn)經(jīng)常變化，因而要求其中的許多設(shè)備應(yīng)便于移植；由于井下瓦斯、煤塵、淋水、濕潤(rùn)等特別的作業(yè)條件，這也決定了礦井提升設(shè)備必須具有防爆、防腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。 煤炭生產(chǎn)進(jìn)程包含采礦、加載和運(yùn)輸、四大環(huán)節(jié)，,礦井運(yùn)輸是非常重要的煤炭生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)也是極其重要的的環(huán)節(jié)。運(yùn)輸系統(tǒng)是好還是壞直接關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)和人員,設(shè)備可以正常。正確配置運(yùn)輸設(shè)備和合理的組織工作,提高煤礦生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率也起著重要的作用。因此,有人把礦山運(yùn)輸?shù)男蜗蟊茸鞯V山生產(chǎn)的動(dòng)脈。 煤炭在生產(chǎn)過(guò)程包括采、裝、運(yùn)、支四大環(huán)節(jié)，礦井運(yùn)輸是煤炭生產(chǎn)過(guò)程中非常重要和

13、不可缺少的環(huán)節(jié)。在煤礦生產(chǎn)中，從地下采掘出來(lái)的煤只有運(yùn)到地面，才有應(yīng)用價(jià)值。為了將地下的煤采掘出來(lái)，還需要將各種采掘設(shè)備、支護(hù)材料，機(jī)電設(shè)備以及開采人員等安全、有效、及時(shí)地運(yùn)往井下各生產(chǎn)工作面，可以說(shuō)，煤炭的生產(chǎn)過(guò)程也就是對(duì)煤流、物流和人員運(yùn)輸?shù)挠行ЫM織過(guò)程。運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)劣直接決定到礦井生產(chǎn)是否能夠正常進(jìn)行，也關(guān)系到人員、設(shè)備的安全情況。精準(zhǔn)建設(shè)運(yùn)輸裝備和恰當(dāng)組織運(yùn)輸工作對(duì)增大礦山煤炭產(chǎn)量有至關(guān)重要的作用，同時(shí)對(duì)降低生產(chǎn)費(fèi)用以及生產(chǎn)率的提升也具有決定性的作用。于是，世人都把礦山運(yùn)載形象地比喻成礦山井生產(chǎn)過(guò)程的命脈。 在煤礦運(yùn)輸過(guò)程中，煤炭礦產(chǎn)運(yùn)輸為煤炭的主要運(yùn)輸工作 和其他運(yùn)輸服務(wù)的

14、工作輔助運(yùn)輸煤礦生產(chǎn)。輔助運(yùn)輸包括矸石、運(yùn)輸?shù)牟牧?設(shè)備和人員。隨著高密集的發(fā) 提升機(jī)的發(fā)展與主要結(jié)構(gòu) 展礦業(yè)技術(shù)在我國(guó)煤礦輔助運(yùn)輸?shù)牡匚桓匾?。大型礦山廢石卷,每年幾十萬(wàn)噸;10噸的采礦設(shè)備,工作面積分,需要轉(zhuǎn)移各采礦巷道。高效、安全、可靠的運(yùn)輸設(shè)備已成為礦井現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志。 近幾十年來(lái)，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，在世界范圍內(nèi)進(jìn)行著對(duì)礦井的根本性技術(shù)改造，這種改造的趨向是向著更集中，更大型發(fā)展。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)的機(jī)械化和集中化，隨著礦井技術(shù)改造的進(jìn)程，提升設(shè)備在高效、大型、自動(dòng)化方面

15、都有著飛速的進(jìn)步。近代化提升設(shè)備已發(fā)展成為大型機(jī)械--電氣組或機(jī)組群。箕斗有效載重在國(guó)外已超過(guò)50噸，提升速度接近20米每秒；拖帶功率達(dá)10000千瓦以上；在拖動(dòng)控制方面已廣泛采用了集中控制及自動(dòng)控制設(shè)備。 礦井提升機(jī)是礦井提升設(shè)備中的動(dòng)力部分，由電動(dòng)機(jī)、減速器、主軸裝置、制動(dòng)裝置、深度指示器、電控系統(tǒng)和操縱臺(tái)等組成。礦用提升設(shè)備是借助于鋼絲繩帶動(dòng)提升容器（罐籠、箕斗、礦車、人車等），沿豎井井筒或傾斜井巷運(yùn)行的提升機(jī)械，是礦山生產(chǎn)系統(tǒng)中必不可少的重要生產(chǎn)設(shè)備，是礦井提升或下放人員、礦石、煤炭、矸石、設(shè)備、材料等的常用機(jī)械設(shè)備。

16、 提升機(jī)的發(fā)展與主要結(jié)構(gòu) 2 提升機(jī)的發(fā)展與主要結(jié)構(gòu) 2.1礦用提升機(jī)的發(fā)展 伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)采礦業(yè)提出來(lái)更高的要求，尤其是采煤業(yè)。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)。曾幾何時(shí)，煤炭業(yè)是整個(gè)國(guó)民工業(yè)的命脈，煤炭的整體質(zhì)量和數(shù)量直接影響來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和整個(gè)工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程。而礦井提升設(shè)備是整個(gè)煤炭業(yè)的咽喉，礦井提升設(shè)備直接影響來(lái)整個(gè)煤炭業(yè)的發(fā)展。隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，礦井提升設(shè)備也在也在一步步的發(fā)展與更新。 其實(shí)早在公元前，我國(guó)的勞動(dòng)人民的提水工具就是礦井提升設(shè)備額原型，

17、據(jù)史料記載，早在1000多年前我國(guó)古代的采煤業(yè)就是采用轆轤器械來(lái)提升煤炭和人員的，后來(lái)慢慢就發(fā)展成畜力提升機(jī)。在18世紀(jì)第一次工業(yè)革命期間，蒸汽機(jī)的出現(xiàn)讓西方資本主義國(guó)家采用了蒸汽拖動(dòng)的礦井提升機(jī)(截至目前在國(guó)內(nèi)外一些礦山還能看到)，蒸汽機(jī)的出現(xiàn)讓提升機(jī)的能力大大提高。 緊接著后來(lái)又開始出現(xiàn)了用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的礦井提升機(jī)。因?yàn)殡娏ν蟿?dòng)不僅在效益上優(yōu)于蒸汽拖動(dòng)，而且在使用條件上電力拖動(dòng)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，因此采用電力拖動(dòng)的提升機(jī)迅速代替蒸汽拖動(dòng)的提升機(jī)。 伴隨著電動(dòng)機(jī)和電子技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在的電力拖動(dòng)礦井提升機(jī)與原來(lái)的電力拖動(dòng)提升機(jī)已有很大不同。尤其是近幾十年來(lái)，計(jì)算機(jī)硬件與軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，使全自動(dòng)化

18、礦井提升機(jī)的運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也可記錄礦井提升機(jī)各儀器運(yùn)行參數(shù)及各種生產(chǎn)指標(biāo)以便進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合分析與處理，保障設(shè)備安全可靠運(yùn)行。 2.2礦井提升機(jī)的結(jié)構(gòu) 礦用提升機(jī)作為一個(gè)大型的機(jī)械電氣機(jī)組，它的主要組成有：工作結(jié)構(gòu)（包括主軸裝置及 主軸承），制動(dòng)裝置（包括減速器、離合器及聯(lián)軸器），潤(rùn)滑系統(tǒng)（包括潤(rùn)滑油泵站及管路），檢測(cè)及操縱系統(tǒng)（包括操縱臺(tái)、深度指示器及傳動(dòng)專制和測(cè)速發(fā)電裝置），拖動(dòng)、控制和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)（包括主電動(dòng)機(jī)、電氣控制系統(tǒng)、自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)）以及輔助部分（包括機(jī)座、機(jī)架、護(hù)罩、導(dǎo)向輪裝置和車槽裝置）等。 提升機(jī)在煤礦提升中的類型很多，有纏繞式提升機(jī)和摩擦式提

19、升機(jī)兩大類。纏繞式提升機(jī)又分為單繩纏繞式提升機(jī)和多繩纏繞式提升機(jī)，目前各國(guó)多采用單繩纏繞式圓形滾筒提升機(jī)以及多繩摩擦式提升機(jī)。 纏繞式提升機(jī)的工作原理：纏繞式提升機(jī)是用鋼絲繩在卷筒上纏繞和放出，來(lái)實(shí)現(xiàn)礦井提升容器的下放與提升。通過(guò)鋼絲繩的一端固定在提升機(jī)的卷筒上，而同時(shí)把鋼絲繩繞過(guò)井架天輪與提升容器相連接，當(dāng)卷筒由電機(jī)拖動(dòng)在以往不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩在卷筒上纏繞或放出，以帶動(dòng)提升容器。 ① 單繩纏繞式適用于淺井及中等深度礦井，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 ② 多繩纏繞式 多繩纏繞式提升機(jī)不用尾繩，減少了主繩與容器連接處的應(yīng) 力波動(dòng)值，可以克服深井提升時(shí)尾繩帶來(lái)的問(wèn)題。而多繩纏繞式提升機(jī)的缺點(diǎn)很明 顯

20、，體積較大，功耗大，一般只用于提升高度超過(guò) 1400m 的深井及大載荷條件。 2.2 單繩纏繞式提升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與工作原理 2.2.1 主軸裝置 本產(chǎn)品采用主軸裝置為雙卷筒形式，主要由主軸、卷筒、跳繩離合器、輪轂等部件組成。其 特點(diǎn)如下： （1）左輪轂與主軸的連接采用過(guò)盈配合，從而保障了主軸的強(qiáng)度。 （2）右輪轂與主軸的連接采用鍵連接，配合方式為過(guò)度配合，以便卷筒拆卸、維修。 （3）采用焊接式卷筒，提高了卷筒的強(qiáng)度。 （4）主軸軸承采用滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)，軸承選用圓錐滾子軸承，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維 護(hù)方便，并提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，降低了電耗。 （5）鋼絲繩出繩方法：雙卷筒提升機(jī)一般在卷

21、筒上邊出繩。 2.2.2 盤形制動(dòng)器裝置 盤形制動(dòng)器是礦井提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的重要部件，作為工作制動(dòng)和安全制動(dòng)，因 此該部件不僅要求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕而且要求安全可靠，動(dòng)作靈敏。 盤式制動(dòng)器的工作原理是靠油壓松閘、靠盤形彈簧力制動(dòng)；當(dāng)油缸內(nèi)油壓降低時(shí)，盤形彈簧恢復(fù)其松閘狀態(tài)時(shí)的壓縮變形，靠彈簧力推動(dòng)滾筒體、閘瓦，帶動(dòng)活塞移動(dòng)，使閘瓦壓向制動(dòng)盤產(chǎn)生動(dòng)力，達(dá)到對(duì)提升機(jī)施加制動(dòng)的目的。 盤式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：（1）多副制動(dòng)器（最少2副，多則4、6、8副等）同時(shí)工作，即使一副失靈也只影響部分制動(dòng)力矩，故安全可靠性高。 （2）調(diào)壓閥采用電磁式比例溢流閥加比例放大器調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，使系統(tǒng)壓力調(diào)

22、節(jié)穩(wěn)定性更強(qiáng)，控制精度更高，調(diào)節(jié)更方便； （3）液壓站的設(shè)計(jì)及出廠試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)完全滿足最新 JB/T3277-2004《礦井提升機(jī) 和礦用提升絞車液壓站》標(biāo)準(zhǔn)； （4）主要技術(shù)參數(shù)：① 額定工作油壓：6.3MPa；② 油泵最大流量：9L/min ③ 油箱容積：500L；④ 正常工作油溫：15到60攝氏度；⑤ 液壓油牌號(hào)：夏季 N64 抗磨液壓油；冬季 N32 抗磨液壓油；⑥ 油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)：Y90L-4-B5；⑦ 液壓站油液清潔度：NAS1638-11 級(jí)。 其工作原理是液壓控制彈簧力制動(dòng)，當(dāng)油壓增大，作用力施加于彈簧，從而作 用于制動(dòng)盤對(duì)卷筒制動(dòng)。松開液壓閥，油壓降低，彈簧作用撤回，制

23、動(dòng)消除。 2.2.3 減速器 該產(chǎn)品為與提升機(jī)配套使用，為專用產(chǎn)品，是二級(jí)齒輪減速器，結(jié)構(gòu)有兩級(jí)齒 輪、機(jī)體、機(jī)蓋組成。齒輪潤(rùn)滑是由單獨(dú)的潤(rùn)滑油站進(jìn)行稀油強(qiáng)制潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油采 用 GB5903-1995 中規(guī)定的，L-CKC100（冬季）或 L-CKC150（夏季）工業(yè)齒輪油，供應(yīng)困難時(shí)可用 90 號(hào)機(jī)械油代替。根據(jù)各軸的直徑選用滾動(dòng)軸承與滾針軸承，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。 減速器在制造出廠前已經(jīng)跑合，安裝好的減速器必須經(jīng)過(guò)逐級(jí)加負(fù)荷試車。不 準(zhǔn)不經(jīng)過(guò)試車投入全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，負(fù)荷試車有十分重要的意義，它不僅在一定程度上 糾正制造和安裝誤差，提高接觸精度，而且也是齒

24、面金屬材料鍛煉體質(zhì)的過(guò)程，這 對(duì)于抗疲勞十分有利，試運(yùn)轉(zhuǎn)可與機(jī)器的負(fù)荷試車一起進(jìn)行。 減速器在使用過(guò)程中應(yīng)防止齒面的破壞，齒面破壞的形式主要有兩種：一種是 點(diǎn)蝕破壞，點(diǎn)蝕破壞又分為疲勞點(diǎn)蝕和早期點(diǎn)蝕。另一種是磨損破壞，齒面擦傷及 斷齒，這種現(xiàn)象較少。早期點(diǎn)蝕主要原因是由于齒面接觸不良及超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)引起的 齒面接觸應(yīng)力增大，所以在負(fù)荷試車的時(shí)候不應(yīng)該進(jìn)行超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，待齒面接觸情 況達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，再滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于后期點(diǎn)蝕（疲勞點(diǎn)蝕）主要由幾個(gè)原因造 成的，接觸精度不好；大小齒輪表面硬度差偏小，配合性能及抗疲勞性能差；潤(rùn)滑 油太稀等，因此應(yīng)針對(duì)以上情況采用對(duì)應(yīng)措施，如采用黏度較大的

25、潤(rùn)滑油為宜。 2.2.4 聯(lián)軸器 本系列產(chǎn)品采用兩種結(jié)構(gòu)相同的聯(lián)軸器，設(shè)計(jì)原則是在滿足使用要求的前提下， 以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)檢查、更換為目標(biāo)。此聯(lián)軸器采用柱銷聯(lián)軸器和整體式外套 結(jié)構(gòu)，因此可以減少機(jī)器啟動(dòng)和停車前的慣性沖擊，并且確保兩軸連接的可靠性， 主要結(jié)構(gòu)是有擋板、聯(lián)接螺釘、兩個(gè)半聯(lián)軸器和柱銷組成。兩個(gè)聯(lián)軸器中，由于主 軸部分載荷較大，容易受沖擊，故采用比電機(jī)聯(lián)軸器較少的擋板螺釘。 單繩纏繞式提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3 單繩纏繞式提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3

26、.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 礦井提升設(shè)備的設(shè)計(jì)制造是否合理，直接影響礦井的基建投資、生產(chǎn)能力和噸煤生產(chǎn)成本等多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在設(shè)計(jì)開始前，主要應(yīng)考慮以下因素。 （1）生產(chǎn)能力 對(duì)于年產(chǎn)量小于 30 萬(wàn)噸的小型礦井，首先采用一套提升設(shè)備完成提升煤以及其它輔助作業(yè)，若提升能力不足，再考慮加大提升設(shè)備的數(shù)量和其他提升方式。 （2）同時(shí)提升的水平數(shù) （3）最終開采深度 它直接關(guān)系提升設(shè)備的設(shè)計(jì)，重要是對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇有很大的影響。 （4）提升機(jī)形式 一般中小礦井多采用單繩纏繞式提升機(jī)，而大型礦井則采用多繩摩擦式提升機(jī)。 在確定了提升方式之后，除考慮以上因素外，還應(yīng)按國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，考慮技術(shù)發(fā)

27、展趨勢(shì)，按經(jīng)濟(jì)合理性及技術(shù)先進(jìn)性兩方面進(jìn)行綜合分析和比較，從而最終確定設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容。 本次設(shè)計(jì)針對(duì)礦井年礦生產(chǎn)量為 120 萬(wàn)噸，進(jìn)行提升設(shè)備的設(shè)計(jì)，以達(dá)到 正常工作為目標(biāo)，已知數(shù)據(jù)如下： （1）礦井年生產(chǎn)量 120 萬(wàn)噸； （2）提升機(jī)工作制度為年工作日 300 天，每天工作 14 小時(shí)； （3）單水平提升，井筒深度 HS=320m； （4）箕斗卸載高度為 HX=20m； （5）箕斗裝載深度為 HZ=20m； （6）松散煤的密度為 0.9t/m3； （7）采用雙筒單繩纏繞式提升； （8）兩套箕斗提升設(shè)備 3.2 設(shè)計(jì)過(guò)程 3.2.1 箕斗的選擇 箕

28、斗是單一用途的提升容器，僅用于提升煤炭或礦石。其結(jié)構(gòu)和工作示意圖如圖 3-1所示。我國(guó)煤礦廣泛采用固定斗箱底部卸載式箕斗，其優(yōu)點(diǎn)是閘門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、嚴(yán)密，閘門向上關(guān)閉沖擊小，當(dāng)煤倉(cāng)已滿，煤為卸載完畢時(shí)，箕斗產(chǎn)生斷繩的可能性很小?；烽l門開啟主要借助煤的壓力，因而卸載時(shí)傳遞到卸載曲軌上的力較小，改善了井架受力狀態(tài)該閘門的缺點(diǎn)是：如果閉鎖裝置一旦失靈，閘門可能由于震動(dòng)、沖擊而在井筒中自行開啟 ，不但會(huì)把煤卸載在井筒里，還會(huì)撞壞井筒設(shè)備，因此必須認(rèn)真檢查閉鎖。 箕斗設(shè)計(jì)和選用主要應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，有足夠的剛度，裝卸載快，閘門工可靠。

29、 單繩纏繞式提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 圖3-1 單繩纏繞式提升機(jī)箕斗提升系統(tǒng) 1-提升機(jī)；2-天輪；3-井架；4-箕斗；5-卸載曲軌；6-煤倉(cāng)；7-鋼絲繩；8-翻籠 9-煤倉(cāng)；10-給煤機(jī)；11-裝載設(shè)備 根據(jù)以上選擇原則，進(jìn)行箕斗基本參數(shù)的計(jì)算： （1）提升高度H： H=HZ+HS+HX=20+320+20=360m (3.1) （2）經(jīng)濟(jì)提升速度Vm: 單繩纏繞式提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 Vm=0.6 =0.6 =11.38m/s (3.2) 式中:

30、H——為提升高度（m）； Hs——為礦井深度； Hx——卸載高度，箕斗提升可取15-25m；罐籠提升可取為20m； Hz——裝載高度，箕斗提升可取18-25m；罐籠提升可取為20m； （3) 一次提升循環(huán)估算時(shí)間 Tx: 初估加速度 ;將式(3.1)代入式(3.3)求得 Tx： (3.3) 式中: a1——提升加、減速度(開始可假定加、減速度相等)，對(duì)罐籠可暫取為 0.7～0.75m/s2；對(duì)箕斗可暫取為 0.8m/s2； t’——容器爬行階段附加時(shí)間，對(duì)罐籠可暫取為 5s；對(duì)箕斗可暫取為 10s； θ ——容器裝卸載休止時(shí)間，可暫取為 10s

31、（4）按式(3.4)估算一次提升質(zhì)量 （3.4） 式中: An——礦井年產(chǎn)量（噸/年 ）； af——提升能力富裕系數(shù)，對(duì)第一水平要求 ≥1.2； c ——提升工作不均衡系數(shù)；提升不均勻系數(shù)，有井底煤倉(cāng)時(shí)，c=1.1～1.15，無(wú)井底煤倉(cāng)時(shí)，c=1.2，當(dāng)?shù)V井有兩套提升設(shè)備時(shí)，c=1.15，只有一套提升設(shè)備時(shí)，c=1.25； t——日工作小時(shí)數(shù)，取 14 小時(shí)； br——年工作日，取 300 天； 根據(jù)計(jì)算所得 ，從表 3-1 立井單繩箕斗規(guī)格表中選取一次提升質(zhì)量與之相近的標(biāo)準(zhǔn)箕斗；寫出所選箕斗的型號(hào)，容器質(zhì)量

32、（kg）, 有效容積(m3)及兩箕斗在井筒中的中心矩S（m）等參數(shù)。考慮到將來(lái)可能加大礦井生產(chǎn)能力，故選用箕斗名義裝載量為 8 t的箕斗，其主要技術(shù)規(guī)格如下： 自重：Qz=5.5t； 全高：9250mm； 有效容積：8.8m3; 最大終端載荷 14.5t； 實(shí)際載重量 Q： Q= ρ×v =0.9×8.8=7.92 t （3.5） 式中: V——箕斗的有效容積，m3； ρ——貨載散集密度，對(duì)于煤ρ=0.8t/m3～1.0t/m3； 表 3—1 立井單繩箕斗規(guī)格表 型號(hào) JL-3 J

33、L-4 JL-6 JL-8 名義裝載質(zhì)量（t） 3 4 6 8 有效容積（m3） 3.3 4.4 6.6 8.8 提升鋼絲繩 直徑（mm） 31 37 43 43 鋼絲繩罐道 直徑（mm） 32之50 根據(jù)安全系數(shù)決定 數(shù)量 4 剛性罐道 規(guī)格 380N/m鋼軌 數(shù)量 2 箕斗質(zhì)量（t） 3.8 4.4 5 5.5 最大終端載 荷質(zhì)量（t） 8 9.5 12 14.5 最大提升高度（m） 500 650 700 500 箕斗總高（

34、m） 7780 8650 9450 9250 箕斗中心距（m） 1830 1830 1870 2100 適用精通直徑（mm） 4.5 4.5 4.5 5 適用機(jī)型選擇 2JK-2.5 2JK-2.5 2JK-3 2JK-3.5 2JK-3 2JK-3.5 3.2.2 提升鋼絲繩的選擇 提升鋼絲繩是提升系統(tǒng)的重要組成部分。它直接關(guān)系到礦井的正常生產(chǎn)和人員的安全，還影響提升機(jī)的設(shè)計(jì)，又是提升系統(tǒng)中經(jīng)常更換的易耗品。因此無(wú)論從安全生產(chǎn)還是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行上考慮都要給予足夠的重視。 在礦井提升系統(tǒng)中，應(yīng)該根據(jù)不同的用途，選用合適的鋼絲繩，揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮他們的

35、效能，為此必須對(duì)其結(jié)構(gòu)、性能及選擇計(jì)算做詳細(xì)的了解 在選用鋼絲繩時(shí)還應(yīng)考慮以下因素：?jiǎn)卫K纏繞式提升機(jī)為防止纏繞時(shí)繩松捻，鋼絲繩的捻向應(yīng)與繩在卷筒上纏繞時(shí)的螺旋線方向一致，目前單繩纏繞多為右旋，所以多選用右同向捻繩。為加強(qiáng)工作性能，增強(qiáng)可靠性最好選用金屬繩芯鋼絲繩。 鋼絲繩在工作時(shí)候受到多種應(yīng)力作用，如靜應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、接觸應(yīng)力、擠壓應(yīng)力等。這些原因?qū)е落摻z繩疲勞破壞，而磨損與銹蝕也會(huì)降低鋼絲繩性能，縮短鋼絲繩使用壽命。綜合考慮這些影響并精確的選擇、計(jì)算鋼絲繩是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。盡管國(guó)內(nèi)外對(duì)礦井提升鋼絲繩進(jìn)行了大量的研究，但鋼絲繩強(qiáng)度計(jì)算理論尚未達(dá)到工程應(yīng)用的程度。所以對(duì)礦井鋼絲繩的選

36、擇計(jì)算仍按靜載荷進(jìn)行近似計(jì)算，同時(shí)考慮一定的安全系數(shù)。且規(guī)定單繩纏繞式提升機(jī)裝置的安全系數(shù)為專為升降人員的不得小于 9；升降人員和物料用的——升降人員時(shí)不得小于 9，提升物料時(shí)不得小于 7.5；專用升降物料的不得小于 6.5。 依據(jù)以上選擇原則，對(duì)提升機(jī)的鋼絲繩進(jìn)行計(jì)算和選用： （1）鋼絲繩最大懸垂長(zhǎng)度 Hc，按式(3.6)計(jì)算： 預(yù)估井架高度 Hj=30m： Hc=Hj+Hs+Hz=30+320+20=370m （3.6） Hc——鋼絲繩最大懸垂長(zhǎng)度，m； Hj——井架高度，m；此值在計(jì)算鋼絲繩時(shí)尚不能精確確定，可采用下列數(shù)值：罐籠提升 Hj=15～25

37、m；箕斗提升 Hj =30～35m； Hs——礦井深度，m； Hz——由井底車場(chǎng)水平到容器裝載的距離（m），罐籠提升 Hz =20m；箕斗提升 Hz =18～25m； （2）估算鋼絲繩每米重量 P，由式(3.5) 、(3.6)并按式(3.7)計(jì)算： 取鋼絲繩抗拉強(qiáng)度 σB =17000 kg／cm2，安全系數(shù) mA=6.5; (3.7) 式中: Q——一次提升貨載的重量，千克； QZ——容器的自身重量，千克； mA——安全系數(shù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，主井箕斗提升，ma 大于等于 6.5，取 mA=6.5； P——鋼絲繩每米重量，千克/米； 故選用普通圓形股 6 ×

38、19 型鋼絲繩，其技術(shù)特征為： 鋼絲繩直徑 d=40mm； 鋼絲直徑 δ =2.6mm； 鋼絲繩全部鋼絲斷裂力總和 QQ=102500 Kg； 每米重 P=5.717 Kg／m； 鋼絲鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度為 （3）鋼絲繩安全系數(shù)校核，由式(3.6) 、(3.7)并按式(3.8)計(jì)算： (3.8) 式中： Qq——所選鋼絲繩全部鋼絲破斷拉力總和，N； Q+QZ+pHc——貨載、容器、鋼絲繩重量總和； ma—— 安全系數(shù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，主井箕斗提升， ma大于等于 6.5， ma 取 6.5；由于實(shí)際安全系數(shù)大于 6.5,故所選鋼絲繩滿足安全要求

39、，合格可用。 提升鋼絲繩除合理選用外，還應(yīng)正確使用，精心維護(hù)，定期試驗(yàn)，保證鋼絲繩處于良好的工作狀態(tài)，延長(zhǎng)其使用壽命，保證提升工作的安全。 3.2.3 提升機(jī)卷筒的選擇 卷筒是礦井提升機(jī)的主要承載部件，卷筒外一般設(shè)有木襯，并在木襯上車出繩槽，目的是減少鋼絲繩與卷筒直接接觸而造成磨損，并使鋼繩排列整齊。通過(guò)試驗(yàn)證明，木襯能夠提高卷筒的承載能力。 （1）提升機(jī)卷筒直徑 D： D ≥ 80d ≥ 80×40 ≥ 3200 mm （3.9） D ≥ 1200δ

40、 ≥ 1200×2.6 ≥ 3120 mm （3.10） 選用卷筒直徑 D =3500mm。 （2）提升機(jī)卷筒寬度 B： （3.11） 式中: d——鋼絲繩直徑，mm； ε——鋼絲繩繩圈之間的間距，一般取 2～3mm； 由于所需滾筒寬度小于標(biāo)準(zhǔn)提升機(jī)的寬度 1.7 米。所以提升時(shí)，滾筒寬度滿足要求?？紤]誤差等實(shí)際情況，取 B=1655mm。故卷筒選用單繩纏繞，卷筒直

41、徑 D=3500mm,寬度 B=1655mm。 為了保證提升機(jī)有足夠的強(qiáng)度，還必須驗(yàn)算所選提升機(jī)最大靜張力 Fjmax（它關(guān)系到滾筒與主軸的強(qiáng)度）及最大靜張力差 Fc（它關(guān)系到主軸的強(qiáng)度）應(yīng)滿足下式： （3)下面進(jìn)行提升機(jī)強(qiáng)度驗(yàn)算。 Q+ Qz+pH ≤ Fjmax 8000+5500+5.717×360=15558.12 kg ≤ 17000 kg (3.12) Q + pH ≤ Fc 8000+5.717×360=10058.12 kg ≤ 11500 kg (3.

42、13) 式中: Fjmax——所選提升機(jī)最大靜張力； Fc ——所選提升機(jī)最大靜張力差； 強(qiáng)度校驗(yàn)合格。 3.2.4 天輪的選擇 根據(jù)《定型成套裝備》中規(guī)定以及所計(jì)算的鋼絲繩直徑可以選用名義直徑為 3500 毫米,繩槽直徑為 23.5 毫米的天輪。 3.2.5 提升機(jī)與井筒的相對(duì)位置 （1）井架高度 Hj H j = H X + H r + H g + 0.75 Rt =20 +9.25+4+0.75×3.5/2 =34.56 m (3.14) 式中：Hx——卸載高度，即由井口水平到卸載位

43、置容器底部的高度，m．對(duì)于罐籠提升：一般來(lái)說(shuō)均在井口水平裝、卸載，這時(shí) Hx＝0；對(duì)于箕斗提升；地面要裝設(shè)煤倉(cāng)，煤倉(cāng)的高度與煤倉(cāng)容積、生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化程度和箕斗卸載方式等因素有關(guān)，一般 Hx＝18—25m； Hr——容器全高，由容器底至連接裝置最上面一個(gè)繩卡的距離，m，此值可由容器的規(guī)格表中查得； Hg——過(guò)卷高度(容器從卸載時(shí)正常位置，自由的提升到容器連接裝置上繩卡同天輪輪緣接觸點(diǎn)的高度?！睹旱V安全規(guī)程》對(duì)立井提升過(guò)卷高度的取值規(guī)定是:對(duì)于罐籠提升,當(dāng)最大速度 Vm<3 米/秒時(shí),Hg >4 米；當(dāng)最大速度 Vm≥ 3 米/秒時(shí)，Hg>6 米；對(duì)于箕斗提升，Hg≥ 4 m； Rt——天輪

44、半徑（m）； 式（3.14）中最后一項(xiàng) 0.75Rt 是一段附加距離。這是因?yàn)檫^(guò)卷高度只計(jì)算到過(guò)卷時(shí)容器連接裝置上繩頭與天輪輪緣相接觸點(diǎn)的距離。從這一接觸點(diǎn)至天輪中心的距離大約為0.75Rt，所以在計(jì)算井架全部高度 Hj 時(shí)，要將此段距離計(jì)入。 在計(jì)算和選擇鋼絲繩時(shí),曾估取井架高度 Hj 為30m.經(jīng)過(guò)上述精確計(jì)算,說(shuō)明原估取數(shù)值可用,無(wú)需再校驗(yàn)鋼絲繩,將 Hj圓整成 35m。 （2）滾筒中心線至井筒中提升鋼絲繩間水平距離 Ls 一般來(lái)說(shuō)，在井筒與提升機(jī)房之間很難再設(shè)置其他建筑物，因此為節(jié)省占地面積，滾筒中心線至井筒中鋼絲繩間水平距離 Ls 愈小愈緊湊。但根據(jù)井架天輪受力情況又可看出，

45、為了提高井架的穩(wěn)定性，使其具有較好的受力狀態(tài)，在井筒與提升機(jī)房之間．設(shè)有井架斜撐。斜撐的基礎(chǔ)與井筒中心的水平距離約為 0.6Hj 左右，另外，還應(yīng)使機(jī)房的基礎(chǔ)與斜撐的基礎(chǔ)保證不接觸，考慮上述原因，Ls的最小值 Lsmin可按下面經(jīng)驗(yàn)公式(3.15)計(jì)算； Lsmin≥0.6Hj+3.5+D ≥ 0.6×35+3.5+3.5 ≥28 m

46、 （3.15） 式中： Hj——井架高度，m. D——提升機(jī)滾筒直徑，m。 （3）鋼絲繩弦長(zhǎng) Lx 鋼絲繩弦長(zhǎng)是鋼絲繩離開滾筒處至鋼絲繩與天輪接觸點(diǎn)的一段繩長(zhǎng)。參閱圖 3—1 可看出，上下兩條弦長(zhǎng)不完全相等。但近似地以滾筒中心至天輪中心的距離來(lái)計(jì)算弦長(zhǎng)，誤差不大，我國(guó)煤礦工程設(shè)計(jì)中都是如此處理。 當(dāng)井架高度 Hj 和滾筒中心線至井筒中鋼絲繩間水平距離 Ls 均已確定時(shí)，弦長(zhǎng) Lx 即為定值。 Lx可按下式(3.16)求出：

47、 (3.16) 式中：Rt——天輪直徑 C0 ——滾筒中心線與井口水平的高差提升機(jī)主軸中心線高出井口水平的距離，此值決定于滾筒直徑、地形和土壤等情況，一般 C0 =1～2m； 為了防止在運(yùn)行中鋼絲繩振動(dòng)而跳出天輪繩槽，鋼絲繩弦長(zhǎng)一般限制在 60m 以內(nèi)。井筒中僅布置一套提升設(shè)備時(shí)，弦長(zhǎng)多數(shù)是滿足上述要求的。只有在井筒中布置兩套提升設(shè)備，而且兩臺(tái)提升機(jī)采用同側(cè)布置方案時(shí)，后臺(tái)提升機(jī)的弦長(zhǎng)就有可能超過(guò) 60m。這時(shí)可在適當(dāng)?shù)牡胤剑釉O(shè)支撐導(dǎo)輪．以減小弦長(zhǎng)跨度。 （4）鋼絲繩的外偏角和內(nèi)偏角 鋼絲繩的偏角是指鋼絲繩弦與通過(guò)

48、天輪平面所成的角度，偏角有外偏角和內(nèi)偏角之分。在提升過(guò)程中，隨著滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩在滾筒上纏繞或放松，偏角是變化的?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：最大外偏角和最大內(nèi)偏角均不得超過(guò) 1°30′，否則繩與天輪輪緣的磨損過(guò)甚，易發(fā)生鋼絲繩跳出天輪的事故。 最大外偏角 （3.17） 式中：B——滾筒標(biāo)準(zhǔn)寬度，B=1.7 米； s——兩箕斗中心距，從表 3-1 查得 S=2.1 米 a——兩滾筒之間的間隙，不同型式的提升機(jī)不盡相同，可通過(guò)提升機(jī)規(guī)格表中的有關(guān)

49、參數(shù)計(jì)算得出；查得 2JK-3.5 型提升機(jī)兩滾筒中心距為 1.84 米，故 a=1.84-1.7=0.14m； d——鋼絲繩直徑，d=0.04 米； ε——鋼絲繩纏在滾筒上的繩圈間隙，一般取 2～3 毫米； Lx ——鋼絲繩弦長(zhǎng)，Lx =42.17 米； 最大內(nèi)偏角 式（3.18） 式中：H——提升高度，米； D——提升機(jī)滾筒直徑(M)； 分析上述結(jié)果，完全符合《煤礦安全規(guī)程》的要

50、求，是安全的。 （5）提升機(jī)滾筒的下出繩角 鋼絲繩弦與水平之間的夾角稱滾筒鋼絲繩的出繩角，出繩角大小影響提升機(jī)主軸的受力情況。大于零時(shí)鋼絲繩拉力有一向上的分力能抵消一部分主軸的重力，減少它的重力彎矩，相對(duì)提高了主軸的強(qiáng)度。另外下出繩角過(guò)小，鋼絲繩有可能與提升機(jī)基礎(chǔ)想接觸，會(huì)增大鋼絲繩的磨損。為此出繩角不應(yīng)小于提升機(jī)規(guī)格表中規(guī)定值。對(duì)于 JK 型提升機(jī)下出繩角不應(yīng)小于 15°。即下出繩角β值為 式 （3.19） （）由于實(shí)際出繩角大于允許植 15°，因此是安全的。

51、 3.2.6 預(yù)選提升電動(dòng)機(jī) 作為提升機(jī)的動(dòng)力部分，提升電動(dòng)機(jī)的選擇關(guān)系到提升效率和工作性能。因此在對(duì)提升電動(dòng)機(jī)在選擇過(guò)程中主要從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、額定功率和額定拖動(dòng)力方面考慮，對(duì)其進(jìn)行合理的計(jì)算與選擇： (3.20) （1）確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù) ne 按式(3.20)計(jì)算： 由于箕斗容積較大，故預(yù)定同步轉(zhuǎn)數(shù) nt=750r/min。 （2）預(yù)選電動(dòng)機(jī)功率 Pe，由式(3.20)并按式(3.21)，(3.22)計(jì)算： 有 nt 可估定額定轉(zhuǎn)數(shù) n

52、e=742r/min; 實(shí)際最大提升速度 V m : 則電動(dòng)機(jī)功率： 式(3.21) 式中：k——礦井阻力系數(shù)，取 k=1.15； ηj ——減速器傳動(dòng)效率，二級(jí)減速器取ηj =0.85； ρ ——?jiǎng)恿ο禂?shù)，取 ρ =1.2； 根據(jù)以上計(jì)算選擇 YR2000-8/1730 三相異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)特征如下： 額定功率 Pe=2000KW,轉(zhuǎn)數(shù) ne=742r/min,效率 ηd =0.93,飛輪轉(zhuǎn)矩(GD2

53、)d=36310N.m2 （3）電動(dòng)機(jī)的額定拖動(dòng)力 Fe ，由式(3.21)，(3.22)并按式(3.23)計(jì)算: =144189.99 N (3.23) 3.2.7 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比 （1）有前面初步預(yù)算減速器的傳動(dòng)比為 11.5； （2）分配傳動(dòng)比： 3.2.8 主軸輸入功率及軸徑的確定 主軸的輸入功率與電動(dòng)機(jī)輸出功率和運(yùn)動(dòng)傳遞過(guò)程中各相連部件的傳遞效率密切相關(guān)，按式（3.24）計(jì)算： P主軸 = Pe × η

54、總 = Pe × η12 × η24× η32 = 2000 × 0.99 × 0.98 × 0.97 =1771KW （3.24） 其中，η1、η、η3 、η4 分 別為聯(lián)軸器 、軸承 、齒輪和卷筒的傳遞效率 。 分別取η1 = 0.99,η2 = 0.98,η3 = 0.97,η4 = 0.99 。 主軸輸入轉(zhuǎn)矩 T 主軸 ，按式（3.25）計(jì)算：

55、 （3.25） 按轉(zhuǎn)矩法初步確定該軸最小直徑 d min ，由式（3.25）并按式(3.26)計(jì)算: （3.26） 表 3-2 常用材料的許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 [τ ] 值和 C 值 軸的材料 Q235、20 35 45 40Cr、35SiMn 12——20 160——200 20——30 135——118 30——40 11

56、8——107 40——52 107——98 注：當(dāng)作用在軸上的彎矩比傳遞的轉(zhuǎn)矩小或只傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，C 值取較小值；否則取較大值。 最小直徑在連軸器處，此外，主軸上有三鍵槽，應(yīng)放大 7%左右，d min =672.63×（1+7%）故d=719.71mm,圓整為 d min =720mm，材料為 40Cr 鋼。 式中：P——為主軸軸傳遞的功率； n——為主軸的轉(zhuǎn)速； c——為許用應(yīng)力確定值，選用 40Cr，取 c=105。 3.2.9 根據(jù)軸徑確定主軸部分的安裝軸承 根據(jù)主軸軸徑選用圓錐滾子軸承 3506

57、／720 型，其技術(shù)參數(shù)如下： 表3-3所選軸承技術(shù)參數(shù) 國(guó)內(nèi)舊型號(hào) 國(guó)內(nèi)新型號(hào) 內(nèi)徑 外徑 厚度 所屬類型 3506/720 977/720 720 915 190 圓錐滾子 軸承 3.2.10 減速器的設(shè)計(jì) 減速器的設(shè)計(jì)主要從傳動(dòng)比和傳動(dòng)平穩(wěn)性方面考慮，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)，在考慮綜合因素滿足使用要求的情況下，經(jīng)濟(jì)性和傳動(dòng)效率也是減速器設(shè)計(jì)過(guò)程中需要特別注意的，它關(guān)系到能量利用程度，解決好以上問(wèn)題，能在一定程度上節(jié)省資源，提高經(jīng)濟(jì)。 有預(yù)選電動(dòng)機(jī)的功率 Pe=2000KW,ne =742r/min,效率 ηd =0.93 查得手冊(cè)電動(dòng)機(jī)軸徑為

58、d=170mm。 （1）計(jì)算減速器各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) ①各軸的轉(zhuǎn)速 高速軸 n1=ne=742r/min （3.27） 中間軸 n2=n1/i1=742/2.87=185r/min （3.28） 低速軸 n3=n2/iII=185/2.87=64.5r/min （3.29） ② 各軸的輸入功率 高速軸 PΙ =Pe× η1 =2000×0.99=1980 KW

59、 （3.30） 中間軸 PΠ = PΙ ×η2 × η3 =1980×0.98×0.97=1882 KW （3.31） 低速軸 PⅢ= PΠ × η2 × η3 =1882×0.98×0.97=1789 KW （3.32） 按轉(zhuǎn)矩法對(duì)減速器各個(gè)軸直徑進(jìn)行確定： 即要求 (3.33） 其中，c 與材料有關(guān)，當(dāng)軸材料為 45 鋼時(shí)，c=115；當(dāng)軸材料為 40Cr 時(shí)

60、，c=105；為輸入功率，n 為該軸轉(zhuǎn)速。 （2）計(jì)算減速器各軸最小直徑 ① 高速軸直徑的確定： 高速軸最小直徑 其中 c 為受材料影響的參數(shù)，查得軸為 45 鋼時(shí) c=115。由于二級(jí)減速器的高速軸上有一個(gè)鍵槽，故將計(jì)算值加大 3%，即 dmin=160.05×(1+3%)=164.85mm，圓整后 d min =170mm。 ② 中間軸直徑的確定： 中間軸最小直徑 由于該軸上有兩個(gè)鍵槽，所以 d min =253.43×（1+7%）=271.17mm，圓整后取 d min =300mm。 ③

61、 低速軸直徑的確定： 低速軸最小直徑 由于該軸上設(shè)有一個(gè)鍵槽故 d min =354.04×（1+3%）=364.66mm,圓整為 dmin =390mm。 （3）各軸軸承的選擇 ①高速軸軸承的選擇： 根據(jù)軸直徑選擇深溝球軸承中 16034 型。 其技術(shù)參數(shù)如下： 圖 3-2 深溝球軸承 表3-4所選軸承技術(shù)參數(shù) 內(nèi)舊型號(hào) 國(guó)內(nèi)新型號(hào) 內(nèi)徑 外徑 厚度 所屬類型 16034 7000134 170 260 28 深溝球軸承 ②

62、 中間軸軸承的選擇： 選用深溝球軸承中 16060 型。 其技術(shù)參數(shù)如下： 表3-5所選軸承技術(shù)參數(shù) 國(guó)內(nèi)舊型號(hào) 國(guó)內(nèi)新型號(hào) 內(nèi)徑 外徑 厚度 所屬類型 16060 7000160 300 460 50 深溝球軸承 ③ 低速軸軸承的選擇： 選用深溝球軸承 RNA 4872 型。 其技術(shù)參數(shù)如下： 表3-6所選軸承技術(shù)參數(shù) 國(guó)內(nèi)舊型號(hào) 國(guó)內(nèi)新型號(hào) 內(nèi)徑 外徑 厚度 所屬類型 RNA 4872 4644872 390 440 80 滾針軸承 （4）齒輪參數(shù)的確定 根據(jù) GB/T1357-87 選

63、用標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列，取齒輪模數(shù) m=16mm。 對(duì)于第一對(duì)齒輪： 取 z1 =16，則 z2=4.01×16 ≈ 64。壓力角由 GB/T1356-88 取 α = 20 。 則分度圓直徑: d1 = mz1 = 16×16 = 256mm d2 = mz2 = 16×64 = 1024mm 齒頂高: ha1 = ha2 = ha?×m = 1×16 = 16mm 齒根高: hf1 = hf 2 = ha? +c?×m = 1.25 ×16 = 20m

64、m 其中 hax =1，cx =0.25 為我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值。Hax 稱為齒頂高系數(shù)，c? 稱為頂隙系數(shù) 。 齒全高: h1 = h2 = (2ha? + c?) × m =(2×1+0.25)×16 = 36mm 齒頂圓直徑:da1 = (z1 + 2ha?) × m = (16+2×1)×16 = 288mm da2 =(z2 +2ha?) × m = (64 +2×1)×16 = 1056mm 齒根圓直徑:df1 = (z1?2ha??2c?)× m = (16?2×1?2×0.25)×16 = 216mm

65、 df2 = (z2? hax?2c)× m = (64?2×1?2×0.25)×16 = 984mm 基圓直徑:db1 = d1 ×cosα= 256×cos 20°= 240.56mm db2 =d2×cosα=1024× cos 20°= 962.24mm 齒距: P1 = P2 = P = π×m = 3.14 × 16 = 50.24mm 基圓齒距: Pb1 = Pb2 =P×cosα = 50.24 × cos20°= 47.22mm 齒厚: S1 = S2 =

66、S = π×m = 3.14 ×16 = 25.12mm 齒槽寬: e1 = e2 = e = π×m = 3.14 × 16 = 25 .12 mm 頂隙: C1 = C2 = C = c×m = 0.25 × 16 = 4mm 標(biāo)準(zhǔn)中心距:a1 = a2 = m ×（z1+z2）/2=16×(16+64)/2=640mm 節(jié)圓直徑: d1/ =d1 =256mm d2/ =d2 =1024mm 傳動(dòng)比: i=Z1/Z2=64/16=4mm 則齒寬: B2 = φd×d = 1×256 = 256mm 一般情況下，小齒輪要比大齒輪寬 3～10mm，故 B1 = B2 + 8 = 264mm 由表 3-3 取圓柱齒輪齒寬系數(shù) φ d = 1 。 表 3-7圓柱齒輪的齒寬系數(shù) φ d = 1 裝置情況 兩支撐相對(duì)小齒輪作對(duì)稱布置 兩支撐相對(duì)小齒輪作不對(duì)稱布置