機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化畢業(yè)設(shè)計(jì)-提升絞車滾筒設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p><b>　　提升絞車滾筒設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　誠信聲明 </b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究

2、工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　提升絞車滾筒設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘要：絞車又稱為卷揚(yáng)機(jī)，是用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條以提升或牽引重物的輕小型起重設(shè)備，主要運(yùn)

3、用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物料升降或平拖。本設(shè)計(jì)從實(shí)際出發(fā)，首先對絞車滾筒的用途、工作原理進(jìn)行概述，進(jìn)而對絞車滾筒的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，然后進(jìn)行具體零部件的分析設(shè)計(jì)；主要包括了電動機(jī)的選型，鋼絲繩的選擇，滾筒筒殼、主軸等部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核等若干環(huán)節(jié)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，利用CAD進(jìn)行裝配分析和設(shè)計(jì)，最后完成絞車滾筒的整體設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：模具，二級推出，拉鉤式，機(jī)構(gòu)</p&

4、gt;<p>　　Hoist drum design</p><p>　　Abstract：Winch is known as the hois, Is to use drum winding wire rope or chain in order to enhance or traction weight small light lifting equipment, Mainly used in

5、construction, water conservancy, forestry, mining, port, etc material lift or drag. The subject from a practical point, first of all, the use of the winch drum, the work outlined in principle, and the overall design of t

6、he winch drum program analysis, and then carry out specific parts of the analysis and design; mainly includes the mo</p><p>　　Keywords: Wire Rope Support wheel spindle</p><p><b>　　目 錄&

7、lt;/b></p><p><b>　　1.前 言1</b></p><p><b>　　2.緒 論2</b></p><p>　　2.1 淺談絞車滾筒2</p><p>　　2.2總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求2</p><p>　　3.電動機(jī)的選擇4</

8、p><p>　　4.鋼絲繩設(shè)計(jì)計(jì)算及選擇5</p><p>　　4.1最大懸垂長度7</p><p>　　4.2鋼絲繩每米重8</p><p>　　4.3驗(yàn)算鋼絲繩的安全系數(shù)8</p><p>　　5. 滾筒的設(shè)計(jì)9</p><p>　　5.1滾筒的寬度尺寸計(jì)算9</p>

9、<p>　　5.2 鋼絲繩最大靜張力以及最大靜張力差9</p><p>　　5.3 滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10</p><p>　　5.4 滾筒的強(qiáng)度計(jì)算12</p><p>　　5.4.1筒殼的外載荷12</p><p>　　5.4.2 鋼絲繩拉力降低系數(shù)13</p><p>　　5.5筒殼的失效形式

10、13</p><p>　　5.6滾筒滾殼強(qiáng)度的校核15</p><p>　　5.6.1滾筒筒殼自由段壓縮應(yīng)力的校核15</p><p>　　5.6.2支輪處筒殼應(yīng)力的校核16</p><p>　　5.7筒殼的強(qiáng)度穩(wěn)定性校核18</p><p>　　5.8 滾筒右支輪部件的結(jié)構(gòu)19</p><

11、;p>　　6. 主軸的設(shè)計(jì)20</p><p>　　6.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20</p><p>　　6.2聯(lián)軸器及軸承的選擇21</p><p>　　6.2.1聯(lián)軸器的選擇21</p><p>　　6.2.2滾動軸承的選擇23</p><p>　　6.3 主軸強(qiáng)度和剛度計(jì)算及校核24</p>

12、;<p>　　6.3.1 固定靜載荷分配于主軸各輪轂作用點(diǎn)上的力25</p><p>　　6.3.2 鋼絲繩拉力分配于主軸各輪轂作用點(diǎn)上的力27</p><p>　　6.3.3 作用于軸上水平方向及垂直方向的合力28</p><p>　　6.3.4彎矩計(jì)算29</p><p>　　6.3.5 扭矩計(jì)算30</p&

13、gt;<p>　　6.3.6危險(xiǎn)斷面的安全系數(shù)計(jì)算31</p><p>　　6.3.7按彎扭組合校核強(qiáng)度33</p><p>　　6.3.8 撓度計(jì)算33</p><p>　　6.4主軸承強(qiáng)度校核36</p><p><b>　　結(jié) 論37</b></p><p><

14、;b>　　參考文獻(xiàn)38</b></p><p><b>　　致 謝39</b></p><p><b>　　1. 前 言</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分，是各教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)深化和檢驗(yàn)，其實(shí)踐性和綜合性是其他教學(xué)環(huán)節(jié)所不能替代的，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生獲得綜合訓(xùn)練

15、，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固和提高所學(xué)知識；全面提高畢業(yè)生的素質(zhì)，使之能較快地適應(yīng)工程實(shí)踐，對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力具有十分重要的作用。主要目的是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論，基本知識和基本技能，去分析和解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題，建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，如調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和收集資料并進(jìn)行分析的能力；制訂設(shè)計(jì)或試驗(yàn)方案的能力；設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖能力；總結(jié)提高撰寫論文的能力；檢驗(yàn)我們綜合素質(zhì)與實(shí)踐

16、能力的重要依據(jù)。</p><p>　　通過畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行工程知識和工程技能的綜合訓(xùn)練，使學(xué)生走上工作崗位就具有較強(qiáng)的應(yīng)用生產(chǎn)現(xiàn)場正在使用和近期可能推廣使用的技術(shù)去解決工程實(shí)際的能力。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求是：</p><p>　　（1）既要完成任務(wù)，又要培養(yǎng)學(xué)生，應(yīng)把對學(xué)生的培養(yǎng)放在第一位。在老師的指導(dǎo)下，根據(jù)所選定的設(shè)計(jì)課題通過實(shí)習(xí)，結(jié)合工程實(shí)際獨(dú)

17、立完成設(shè)計(jì)工作。受到一次機(jī)械工程師解決工程實(shí)際問題的初步訓(xùn)練，能較快適應(yīng)生產(chǎn)一線的工藝技術(shù)和設(shè)備管理工作。</p><p>　?。?）通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們受到綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，提高自己科研和工程實(shí)際中的技術(shù)水平，也提高自己的運(yùn)算能力，識圖和制圖能力，查閱手冊、使用國家級標(biāo)準(zhǔn)和信息資料的能力和文字表達(dá)能力等。</p><p>　?。?）培養(yǎng)自己獨(dú)立完成工作的能力，進(jìn)一步鞏固

18、專業(yè)知識，使自己具有較強(qiáng)的自學(xué)能力和工作適應(yīng)能力，提高自己運(yùn)用科研成果和新技術(shù)能力，以及對現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程進(jìn)行技術(shù)改造的能力。</p><p>　?。?）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)和嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生樹立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。</p><p><b>　　2.緒論</b></p><p>　　2.1

19、 淺談絞車滾筒</p><p>　　滾筒的作用主要是通過主軸把電動機(jī)傳遞給它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化成繞在它上面的鋼絲繩的線速度，以提升和下放物體。</p><p>　　根據(jù)制造工藝的不同，可把提升機(jī)的滾筒結(jié)構(gòu)分為鑄造一焊接混合型(支輪為鑄造，滾筒為焊接)和焊接型。</p><p>　　當(dāng)支輪的變形與簡殼的變形相比可以忽略時(shí)，稱它為剛性支輪，均為剛性支輪。如支輪的變形與筒殼

20、變形相比不可忽略時(shí)，稱它為彈性支輪。它的特點(diǎn)是筒殼與支輪的應(yīng)力分布較均勻。經(jīng)驗(yàn)表明，剛性支輪的結(jié)構(gòu)在制造工藝上較復(fù)雜，而且往往容易出現(xiàn)早期失效。因此，現(xiàn)代大中型提升機(jī)滾筒常采用的彈性支輪滾筒結(jié)構(gòu)。[13]</p><p>　　彈性支輪滾筒這種結(jié)構(gòu)共同的持點(diǎn)是取消了支環(huán)，用較厚的簡殼來承擔(dān)載荷，并且支輪改為輻板式 (即在支輪上開有兩個(gè)人孔)或圓環(huán)式。這樣做工藝上較簡單，同時(shí)也可以避免由于焊接工藝不當(dāng)造成加強(qiáng)筋附近的

21、局部應(yīng)力過高。經(jīng)驗(yàn)表明，這種改進(jìn)是成功的。[13]</p><p>　　彈性支輪滾筒結(jié)構(gòu)的不同之處還在于剛性支輪的輻板與軸線垂直，而彈性支輪滾筒的支輪與軸線成某一角度(約3·一6。)，初看起來，這種傾斜式輻板似乎可以減少筒殼與支輪連接點(diǎn)的剛度．從而減小其彎應(yīng)力，但由于增加了壓縮應(yīng)力，故對減小合成應(yīng)力水平并不有效，加上它的制造工藝較為復(fù)雜，故不再傾向于使用它了。</p><p>　

22、　此外，滾筒外一般設(shè)有木襯，并在其上車出繩槽，目的是減少鋼繩與簡殼直接接觸面造成的磨損，并使鋼繩排列整齊。 繩槽有螺旋形及環(huán)形兩種，在單層纏繞時(shí)采用螺旋形繩槽就足以使排繩整齊。</p><p>　　2.2總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求</p><p>　　總體設(shè)計(jì)的步驟一般由總裝草圖分拆成部件零件草圖，經(jīng)審核無誤后，再由零件工作圖、部件圖繪制總裝圖。本階段的主要任務(wù)是對確定的最佳初步總體設(shè)計(jì)進(jìn)一步

23、完善。包括選擇材料、熱處理方法、進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)和有關(guān)計(jì)算，完成機(jī)械產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)圖?？傮w設(shè)計(jì)圖是零件設(shè)計(jì)的依據(jù)。不僅要求嚴(yán)格按比例繪圖，而且還要表示出重要部件的主要結(jié)構(gòu)并標(biāo)注有關(guān)的重要尺寸。除此之外，還要完成部件和零件的設(shè)計(jì)，完成全部生產(chǎn)圖，并編制設(shè)計(jì)說明書等有關(guān)技術(shù)文件。</p><p>　　總體設(shè)計(jì)時(shí)，要求部件滿足功能要求、零件結(jié)構(gòu)形狀要便于制造加工，常用零件盡可能標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、組合化、對于總體設(shè)計(jì)還應(yīng)滿

24、足總功能、人機(jī)工程、造型美學(xué)、包裝運(yùn)輸?shù)确矫娴囊蟆４送?，還要擬訂工藝文件、擬訂制造、裝配和使用規(guī)范，編制技術(shù)文件。如實(shí)際說明書、標(biāo)準(zhǔn)件、外購件明細(xì)表、備件、專用工具明細(xì)表等。以下是本次設(shè)計(jì)的詳細(xì)步驟：</p><p>　　電動機(jī)的選型設(shè)計(jì)----鋼絲繩設(shè)計(jì)計(jì)算----滾筒部件的設(shè)計(jì)計(jì)算----主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校荷---其他零部件的選用與設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　3.電

25、動機(jī)的選擇</b></p><p>　　電動機(jī)是專業(yè)工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件。電動機(jī)分交流電動機(jī)和直流電動機(jī)兩種。由于直流電動機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，因此，無特殊要求時(shí)不宜采用?？紤]到電動機(jī)工作環(huán)境較差，防塵、防爆等性能要求較高，絞車工作在經(jīng)常啟動、制動的場合，要求電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量小，過載能力大，故生產(chǎn)中采用三相防爆交流電動機(jī)。[9]</p><p>　　主油泵電動機(jī)的

26、選擇計(jì)算</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　——絞車所需工作效率；</p><p>　　V——滾筒的轉(zhuǎn)速，取V=3m/s；</p><p>　　η——絞車的機(jī)械效率。</p><p>　?。?-2） </p><p

27、>　　根據(jù)書《煤炭工業(yè)設(shè)備手冊》（上冊） 中國統(tǒng)配煤礦總公司物資編 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 可選YB315L2-6型132KW、380V防爆電動機(jī)。其具體的參數(shù)如下所示：</p><p>　　表3-1 YB315L2-6型132KW、380V防爆電動機(jī)具體參數(shù)[3]</p><p>　　以上數(shù)據(jù)來自《煤炭工業(yè)設(shè)備手冊》（上冊） 中國統(tǒng)配煤礦總公司物資編 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 1992

28、.9</p><p>　　4.鋼絲繩設(shè)計(jì)計(jì)算及選擇</p><p>　　提升鋼絲繩的用用途是懸吊提升容器并傳遞動力。當(dāng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過鋼絲繩帶動容器沿井作上下直線運(yùn)動。所以鋼絲繩是礦山設(shè)備的一個(gè)重要組成部分。它對礦井提升的安全和經(jīng)濟(jì)直運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要作用?！?lt;/p><p>　　提升鋼絲繩是由數(shù)個(gè)相同數(shù)目鋼絲捻成的繩股繞一繩心捻制而成的一般由六個(gè)繩股組成。鋼絲直徑為1.

29、0～3.0毫米，有光面和鍍鋅兩種，鍍鋅鋼絲可以防止生銹和腐蝕。鋼絲由于韌性不同而分為特號，號及號三種，提升人員的設(shè)備應(yīng)用特號鋼絲繩。鋼絲的極限抗拉強(qiáng)度為1400～2000MPa，豎井提升一般用1550～1700MPa的鋼絲繩。公稱抗拉強(qiáng)度更高的鋼絲繩，不易彎曲且較脆</p><p>　　鋼絲繩的繩芯是用具有較大抗拉強(qiáng)度的有機(jī)纖維---麻捻制而成，稱為有機(jī)質(zhì)繩芯其作用是儲存繩油，防銹和減少內(nèi)部鋼絲的摩擦，而且可以起

30、襯墊作用，增加鋼絲繩的柔軟性，在一定程度上能吸收鋼絲繩工作時(shí)產(chǎn)生的振動和沖擊。</p><p>　　常用鋼絲繩的分類和使用范圍如下：[4]</p><p><b>　　1.按捻制方向分</b></p><p>　?。?）左捻的 繩股捻制成鋼絲繩時(shí)是自右向左捻轉(zhuǎn)；</p><p>　?。?）右捻的 繩股是自左向右捻轉(zhuǎn)。

31、</p><p>　　當(dāng)鋼絲繩纏繞在滾筒上呈左螺旋時(shí)，則選用左捻鋼絲繩，反之選用右捻剛絲繩，這主要是為了避免鋼絲繩松捻。</p><p><b>　　2.按捻制方法分</b></p><p>　?。?）交互捻 繩中股與股中絲的捻向相反，有交互右捻和交互左捻兩種。</p><p>　?。?）同向捻 繩中股與股中絲的捻向

32、相同，也有同時(shí)右捻和同時(shí)左捻兩種。</p><p>　　同向捻的鋼絲繩較柔軟、表面光滑、使用壽命長，但懸掛困難，容易松散和卷成環(huán)狀。同向捻鋼絲繩在我國豎井提升中使用較普遍，在架空索道牽引索和鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)中也都采用。交互捻的鋼絲繩多用于斜井提升。</p><p>　　3.按鋼絲繩的斷面形狀可分為：圓形股、異形股。</p><p>　　此外，還有橢圓股鋼絲繩等。

33、異形股鋼絲繩較圓形股鋼絲繩可以增加支撐面積，從而減輕鋼絲繩的磨損，增加使用壽命，當(dāng)然制造上也相應(yīng)復(fù)雜一些。三角股鋼絲繩在我國多繩摩擦提升中得到廣泛使用，也可以用于繩罐道和架空索道的承載索。圓形股鋼絲繩易超造，價(jià)格低，故在礦山提升中常用。</p><p>　　4.按鋼絲繩的直徑分 分為等直徑股和不等直徑股</p><p>　　5.其他 還有多層股鋼絲繩、密封鋼絲繩、扁鋼絲繩等。&

34、lt;/p><p>　　鋼絲繩在工作時(shí)受多種應(yīng)力的作用，如靜應(yīng)力、動應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等，這些應(yīng)力的反復(fù)作用將導(dǎo)致鋼絲繩的疲勞斷裂，這是鋼絲繩破壞的主要原因；另外鋼絲繩的磨損及銹蝕也將導(dǎo)致鋼絲繩的破壞。因此，綜合反映上述應(yīng)力的疲勞計(jì)算是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，雖然國內(nèi)外在這方面作了大量的研究工作，取得了一些成績，但是由于鋼絲繩的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響因素較多，鋼絲繩強(qiáng)度計(jì)算理論尚未完善地應(yīng)用于工程計(jì)算。因此，鋼絲

35、繩的強(qiáng)度計(jì)算仍按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定：鋼絲繩應(yīng)按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)的方法進(jìn)行計(jì)算?！　?lt;/p><p>　　鋼絲繩的安全系數(shù)，根據(jù)安全規(guī)程的規(guī)定為鋼絲破斷力之和與最大靜負(fù)荷之比。并規(guī)定提升鋼絲繩的安全系數(shù)為：</p><p>　　1）專為升降人員用的不得低于9；</p><p>　　2）升降人員和物料用的不得低于7.5；</p><

36、p>　　3）專為升降物料用的不得低于6.5； </p><p>　　4）摩擦輪提升用的不得低于8。</p><p>　　如圖4－1示，為豎井單繩提升鋼絲繩的計(jì)算示意圖，可知鋼絲繩的最大靜載荷Qmax是在A點(diǎn)，其值為：</p><p>　　4－1 豎井單繩提升鋼絲繩的計(jì)算示意圖</p><p>　　Qmax=Q+Qr+ 　　　　　　　　　

37、　　</p><p>　　Qmax—鋼絲繩最大計(jì)算靜載荷（千克）；</p><p>　　Q—容器一次提升量（千克）；</p><p>　　Qr —容器自重（千克）；</p><p>　　—鋼絲繩每米的重量（千克/米）；</p><p>　　—鋼絲繩的最大懸垂長度（米），</p><p>　　4.

38、1最大懸垂長度　</p><p><b>　　對于罐提升</b></p><p>　　式中 —井架高度，暫取20米；</p><p>　　—礦井深度，213米。</p><p>　　—井架高度，此數(shù)值在計(jì)算鋼絲繩時(shí)尚不能精確確定，罐籠提升可采用=15~25米。</p><p><

39、b>　　4.2鋼絲繩每米重</b></p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　式中 Q—是一次載重，千克；</p><p><b>　　Qr—是容器自重；</b></p><p>　　—是提升鋼絲繩的單位長度重量，千克/米；</p&

40、gt;<p>　　—是鋼絲繩的最大懸垂長度，米；</p><p><b>　　—是礦井深度，米；</b></p><p>　　—是鋼絲繩的極限抗拉強(qiáng)度一般取1700 MPa;;</p><p>　　m—是鋼絲繩的安全系數(shù)</p><p>　　由P=1.36千克/米，查表選擇纖維芯鋼絲繩，其技術(shù)規(guī)格如下：[1

41、]</p><p>　　繩徑20毫米，每100米重142.9千克即　P=1.429kg，鋼絲直徑1.3mm，鋼絲總斷面積S0=151.24mm2，即最小鋼絲繩破斷拉力總和Qd=25700kg。</p><p>　　4.3驗(yàn)算鋼絲繩的安全系數(shù)</p><p>　　根據(jù)選擇鋼絲繩的標(biāo)準(zhǔn)值驗(yàn)算安全系數(shù)：</p><p>　　式中 P—是所選擇標(biāo)

42、準(zhǔn)提升鋼絲繩的單位長度重量，千克/米；</p><p>　　Qd—是所選擇標(biāo)準(zhǔn)提升鋼絲繩所有鋼絲破斷力之和，千克。 </p><p>　　故此鋼絲繩符合使用要求</p><p><b>　　5. 滾筒的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1滾筒的寬度尺寸計(jì)算</p><p>　　卷筒寬度B根據(jù)

43、所需容納的鋼絲繩總長度來確定。</p><p><b>　　鋼絲繩總長度包括：</b></p><p><b>　　提升高度；</b></p><p>　　供試驗(yàn)用的鋼絲繩長度，規(guī)定每半年剁繩頭一次，一次剁掉5米，如果鋼絲繩的壽命以兩年計(jì)算，則試驗(yàn)長度為20米；</p><p>　　為減少繩頭在卷筒

44、上固定處的張力而設(shè)的三圈摩擦圈。</p><p><b>　?。?500mm</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　B—滾筒寬度，mm；</p><p><b>　　H—提升高度，m；</b></p><p>　　d

45、—鋼絲繩直徑，mm;</p><p>　　—鋼絲繩試驗(yàn)長度，一般取20~30米；</p><p>　　—摩擦圈，一般取3圈；</p><p>　　—鋼絲繩繩圈圈之間的間隙，一般取2~3毫米，取=2毫米；</p><p>　　故滾筒的寬度取1.5m</p><p>　　5.2 鋼絲繩最大靜張力以及最大靜張力差</p

46、><p>　　纏繞式提升機(jī)滾筒要受繩的拉力，纏繞到滾筒上的繩是在具有一定的繩張力的條件下纏繞到滾筒上的。所以提升繩對滾筒的作用力主要有兩個(gè)：一方面是沒有纏到簡上的繩對滾筒的作用力，對這個(gè)力來講滾筒像一般的空心軸一樣要受到達(dá)個(gè)力的彎曲和扭轉(zhuǎn)；另一個(gè)是纏繞到滾筒上的繩的張力對滾筒的作用，這個(gè)作用可看作是在筒殼外有一個(gè)均勻的壓力壓到筒殼上，好像一個(gè)密閉的圓筒在海底其四周受到均布水壓一樣，只是筒殼的兩端在提升機(jī)處并不受側(cè)面的

47、壓力。故鋼絲繩最大靜張力為：</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p><b>　　(5-2)</b></p><p>　　式中 —是最大靜張力差</p><p>　　—是一次載重，千克；</p><p><b>　　—是容器自重千克。

48、</b></p><p>　　5.3 滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　滾筒是用來纏繞鋼絲繩，并且承受鋼絲繩的拉力所造成的各種載荷的主要部件和傳遞動力的元件。滾筒一般由三部分組成，即筒殼、法蘭盤（支輪）和支環(huán)。筒殼是滾筒最基本和最薄弱的元件，是滾筒的主要承載部分。其厚度一般為，本次設(shè)計(jì)中取為δ=20mm，其結(jié)構(gòu)簡圖如5-1所示。支環(huán)的作用是增加滾筒的穩(wěn)定性。筒殼和支輪的材料為

49、鋼板。礦井提升機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明，木襯對筒殼能起到一定的保護(hù)作用，故設(shè)計(jì)時(shí)在筒殼外裝有木襯。但木襯對筒殼的保護(hù)只有在筒殼的形狀比較規(guī)則，沒有發(fā)生較大的變形，并且合適的木材制作木襯（現(xiàn)常用柞木、水曲柳或榆木等制作），使木襯與筒殼能各處均勻嚴(yán)密接觸的情況下才是有效的，故在安裝提升機(jī)時(shí)，要求筒殼的外形是比較規(guī)則的圓柱體，木襯用上述木材制作，并按規(guī)定車制繩溝。裝設(shè)木襯時(shí)，應(yīng)使木襯襯條在長度方向上與筒殼均勻嚴(yán)密的接觸，木襯襯條之間的縫隙應(yīng)盡量予以消

50、除。在使用過程中當(dāng)木襯已經(jīng)磨損時(shí)，應(yīng)及時(shí)予以更換。[6]</p><p>　　木襯每塊的長度與滾筒寬度相等，即為1500mm，每塊的寬度為適宜于制造起見，不超過 ，每塊的厚度應(yīng)不少于鋼絲繩直徑的兩倍，取為50mm。固定滾筒木襯的螺釘頭應(yīng)沉入木襯厚度三分之一以上，當(dāng)全部木襯固定完以后，應(yīng)用木塞沾膠水將螺釘孔塞死，并須用木楔將木襯縫填滿。</p><p><b>　　圖5―1 筒殼結(jié)

51、構(gòu)</b></p><p>　　鑄焊型滾筒的結(jié)構(gòu)如圖5－2示： </p><p>　　圖5－2 鑄焊型滾筒的結(jié)構(gòu)</p><p>　　1——支輪 2——筒殼 3——支環(huán) 4——木襯</p><p>　　使用中的木襯，當(dāng)因磨損使螺釘頭的沉入深度尚存10mm時(shí)，即應(yīng)重新更換。滾筒木襯必須刻制繩槽，溝槽深度</p>

52、;<p>　　A=0.35d0＝0.35 1.3＝0.455mm</p><p><b>　　d0――－鋼絲直徑</b></p><p><b>　　兩相鄰溝槽的中心距</b></p><p>　　t=d+(2～3)mm=20+(2～3)=22mm</p><p>　　木襯的結(jié)構(gòu)如圖所

53、示：</p><p>　　由于筒殼是一個(gè)處于負(fù)荷不斷變化和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的殼體，故筒殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證滾筒的各個(gè)部分有足夠的強(qiáng)度和剛度，并應(yīng)盡量使各部的強(qiáng)度和剛度均勻，以便使筒殼能足以適應(yīng)外力和內(nèi)力的變化，而不致產(chǎn)生變形。[8]</p><p>　　5.4 滾筒的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　作用在滾筒筒殼上的外載荷主要有下列幾種：</p><p

54、>　?。?）已經(jīng)纏繞到滾筒的鋼絲繩繩圈對筒殼所施加的徑向壓力</p><p>　?。?）尚未纏繞到滾筒上的鋼絲繩的靜拉力對筒殼所施加的彎矩和扭矩</p><p>　　分析指出，由彎矩和扭矩所引起的筒殼的彎曲應(yīng)力和扭矩應(yīng)力與壓縮應(yīng)力相比，數(shù)值很小，可以忽略不計(jì)。由已經(jīng)纏繞到滾筒上的鋼絲繩繩圈的徑向力所引起的筒殼自由段的壓縮應(yīng)力具有很高的值，δ壓縮能達(dá)到1200~1500kg/cm2，而

55、在法蘭盤（支輪）處，筒殼的彎曲應(yīng)力具有更高的值。δ彎曲能達(dá)到2500~3000kg/cm2，這樣高的應(yīng)力甚至超過了筒殼材料的屈服極限。[9]</p><p>　　所以，纏繞式提升機(jī)滾筒筒殼的強(qiáng)度計(jì)算不僅是指筒殼自由段的壓縮應(yīng)力和法蘭盤處筒殼的彎曲應(yīng)力計(jì)算，并應(yīng)使筒殼在這些地方的最大應(yīng)力不超過筒殼材料的許用應(yīng)力。</p><p>　　5.4.1筒殼的外載荷</p><p&

56、gt;　　筒殼上的單位面積壓力</p><p>　　式中， S——鋼絲繩最大靜拉力</p><p>　　S=3932.93kg</p><p>　　r——筒殼厚度平均半徑 </p><p>　　t———纏繞繩圈的節(jié)距 </p><p><b>　　t＝2.2cm</b>

57、</p><p>　　5.4.2 鋼絲繩拉力降低系數(shù)</p><p>　　由 (5-3)</p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　a ——變形修正系數(shù)，對于筒殼中部，可取 a=1，筒殼端部取小下a=0。</p><p>

58、<b>　　B——筒殼寬度</b></p><p><b>　　(5-4)</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Ek——鋼絲繩的彈性模數(shù)，Ek=（0.75~1.5）×106kg/cm2，取Ek=1.0×106kg/cm2；</p>&

59、lt;p>　　E——筒殼鋼板的彈性模數(shù)，E=2×106kg/cm2；</p><p>　　FK——鋼絲繩中所有鋼絲的橫截面積，取 FK=1.5124cm2；</p><p>　　h—— 滾殼厚度 h=2.0cm；</p><p>　　t——繩圈纏繞節(jié)矩 t=2.2cm；</p><p><b>　　則</

60、b></p><p><b>　　（筒殼中部）</b></p><p><b>　?。ㄍ矚ざ瞬浚?lt;/b></p><p>　　兩種計(jì)算結(jié)果相差不遠(yuǎn)，故以后計(jì)算取C=1。</p><p>　　5.5筒殼的失效形式</p><p>　　滾殼的失效形式主要有：</p&g

61、t;<p><b>　　(1)裂紋 </b></p><p>　　出現(xiàn)于筒殼、支輪及支環(huán)上。筒殼上的裂紋多出現(xiàn)于圓周方向和螺釘孔處。如圖5—3所示。支輪的裂紋多出現(xiàn)于螺孔周邊，呈放射狀。支環(huán)的裂紋多出現(xiàn)于焊縫處或支環(huán)斷裂。</p><p>　　圖5-3 筒殼的裂紋形式示意圖</p><p>　　(a)沿筒殼圓周方向局部開裂；

62、(b)沿焊縫和支輪處局部開裂</p><p><b>　　1—筒殼；2—支環(huán)</b></p><p>　　(2)局部變形過大多數(shù)是筒殼中部塌陷。</p><p>　　(3)連接螺拴被剪斷或彎曲變形過大，造成這些失效的原因是復(fù)雜的，一般來說可能有：</p><p>　　①理論計(jì)算有誤 例如某礦使用的2×4

63、15;1.7仿蘇型提升機(jī)，根據(jù)正確計(jì)算應(yīng)有3～4個(gè)支環(huán)，而實(shí)際只有兩個(gè)，故造成卷筒強(qiáng)度不足；</p><p>　　②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不良 造成卷筒各部分剛度相差過大。例如所加支輪和支環(huán)的結(jié)構(gòu)不合理形成局部剛性過高從而導(dǎo)致局部應(yīng)力過高，不符合彈性均勻化設(shè)計(jì)原則； </p><p>　?、奂庸ぐ惭b不當(dāng) 例如卷筒不圓，或支環(huán)與筒殼貼合不好等；</p><p>　　④使用

64、維修不當(dāng) 例如過載，以及加速度過大等；</p><p>　　⑤原材料有缺陷 例如內(nèi)部裂紋等；</p><p>　　⑥焊接工藝不當(dāng) 例如焊條或焊接參數(shù)選用不當(dāng)，焊接處清洗不凈，以及焊后不凈；熱處理或熱處理不當(dāng)造成焊接殘余應(yīng)力過高等；</p><p>　?、咴O(shè)計(jì)許用應(yīng)力選取過大 例如蘇制或仿蘇的2×4×1.7和2×4×1

65、.8提升機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)中可以采用8噸卸式箕斗，鋼繩直徑可達(dá)47.5mm，鋼繩最大靜拉力可分別達(dá)到17.5噸和18噸，而筒殼厚度僅有16mm，其應(yīng)力可達(dá)180～200MPa，因此就很容易出現(xiàn)裂紋。</p><p>　　加工、裝配和安裝質(zhì)量對筒殼能否良好的工作也有很大的影響。例如筒殼與法蘭盤的結(jié)合處沿圓周方向接觸不嚴(yán)密，局部地方間隙過大(超過0. 5毫米)；兩半卷筒的對口處間隙過大，連接不牢。法蘭盤或輪轂與主軸連接處的切向

66、松動，游動卷筒的法蘭盤或輪轂與主軸之間的間隙過大，或在輪轂與主軸過盈配合的情況過盈量過小等，造成法蘭盤或輪轂在主軸上晃動或軸向竄動，從而給簡殼帶來附加扭曲。焊接結(jié)構(gòu)的卷簡中，主要是焊縫的強(qiáng)度不夠．或焊接內(nèi)應(yīng)力過大。 筒殼外形不規(guī)則，橢圓度過大等等。</p><p>　　上述缺陷均會使卷筒筒殼失去穩(wěn)定的工作狀態(tài)，使用一段時(shí)間后，出現(xiàn)連接螺釘折斷、卷筒發(fā)響等不正?，F(xiàn)象。以致在正常負(fù)荷下筒殼變形和開裂，為此，應(yīng)提高加工

67、、裝配和安裝質(zhì)量，使用時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查各連接處的情況，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢修并處理。卷筒筒殼不要使用有缺陷的鋼板制作，而必須用檢查質(zhì)量合格的鋼板制作。目前，強(qiáng)度低的合金15Mn鋼板得到普遍的應(yīng)用，此種鋼板的強(qiáng)度較45鋼提高30％。[10]</p><p>　　5.6滾筒滾殼強(qiáng)度的校核</p><p>　　5.6.1滾筒筒殼自由段壓縮應(yīng)力的校核</p><p>　　1

68、）滾筒滾殼自由段壓縮應(yīng)力的計(jì)算</p><p>　　滾筒滾殼自由段的長度應(yīng)滿足 </p><p><b>　　＝</b></p><p>　　故取 L=45cm</p><p>　　式中， R———滾筒半徑；</p><p><b>　　h——

69、—筒殼厚度。</b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》（航空工業(yè)出版社）表11—4 鋼板的許用壓縮應(yīng)力 [σ]=1800Kg/cm2 。[2]</p><p>　　一層纏繞時(shí)，在繩圈均布載荷作用下筒殼自由段的壓縮應(yīng)力為</p><p>　　式中 </p><p>　　S——鋼絲繩的最大靜拉力（N）；&

70、lt;/p><p>　　T——滾筒筒殼的厚度（cm）， ；</p><p>　　t——鋼絲繩在滾筒上的纏繞節(jié)距（cm），t=2.2cm；</p><p>　　C———鋼絲繩拉力降低系數(shù)，C=1。</p><p>　　由于鋼絲繩應(yīng)力滿足要求，故滿足筒殼壓縮應(yīng)力需求。</p><p>　　5.6.2支輪處筒殼應(yīng)力的校核<

71、/p><p>　?。?）首先決定筒殼與支輪的結(jié)構(gòu)類型</p><p>　　如圖所示，當(dāng)認(rèn)為筒殼與支輪的連接為固接結(jié)構(gòu)，而與之相反，應(yīng)將其視為鉸接結(jié)構(gòu)。另外，如果筒殼與支輪連接處沿圓周方向分布較多時(shí)，亦可視為固接結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖5-6 筒殼支輪的連接結(jié)構(gòu) </p><p>　　因?yàn)?</p>

72、<p>　　式中， r--筒殼厚度平均半徑，r=59.0cm；</p><p>　　h--滾筒筒殼的厚度（cm），h=2.0cm；</p><p><b>　　=4.5cm</b></p><p>　　因此，筒殼與支輪的連接應(yīng)該視為鉸接結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?） 滾筒支輪輪緣直徑<

73、;/p><p>　　D1——滾筒支輪輪緣直徑；</p><p>　　d ——鋼絲繩的直徑，d=20mm</p><p>　?。?）在最大彎曲力矩處筒殼的壓縮應(yīng)力</p><p>　　式中，Cz——支輪處鋼絲繩拉力降低系數(shù)，當(dāng)支輪的剛度足夠大時(shí)，可以認(rèn)為支輪處的筒殼不變形，故Cz=1。在支輪與筒殼自由段之間的區(qū)段，近似取平均值 </p>

74、<p>　?。?-5） </p><p>　　q--筒殼上的單位面積壓力</p><p>　　r——筒殼厚度平均半徑，r=59cm；</p><p>　　h——滾筒筒殼的厚度，h=2.0 cm；</p><p>　　在最大彎曲力矩處筒殼的壓縮

75、應(yīng)力為</p><p>　　根據(jù)最大剪應(yīng)力理論，合成應(yīng)力</p><p><b>　　——波桑比，</b></p><p>　　故支輪處筒殼強(qiáng)度足夠。 </p><p>　?。?）支環(huán)處筒殼應(yīng)力的校核</p><p>　　在焊接支環(huán)處，筒殼的壓縮應(yīng)力為：</p><p>&

76、lt;b>　　(5-6)</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　KZh——支環(huán)的剛度系數(shù)，一般取，此處 取KZh=0.5；</p><p>　　CZh——鋼絲繩拉力降低系數(shù)</p><p><b>　　(5-7)</b></p>&l

77、t;p><b>　　式中</b></p><p>　　C——筒殼自由段鋼絲繩拉力降低系數(shù)</p><p>　　在焊接支環(huán)處的彎曲應(yīng)力為：</p><p>　　根據(jù)最大剪應(yīng)力理論，合成應(yīng)力為</p><p>　　故支環(huán)處的筒殼強(qiáng)度足夠。</p><p>　　5.7筒殼的強(qiáng)度穩(wěn)定性校核</

78、p><p>　　二支環(huán)間筒殼的穩(wěn)定性條件為：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中 qk———筒殼表面的臨界單位壓力（kg/cm2）；</p><p>　　no ———筒殼穩(wěn)定性安全系數(shù)，no=2~2.5，</p><p><b>　　此處取

79、no=2.2</b></p><p><b>　　其中， </b></p><p>　　式中 Lk ——筒殼的臨界長度， 則 </p><p>　　因?yàn)橥矚挾?B=150cm<Lk=266.57cm,故滿足了穩(wěn)定性條件。</p><p>　　5.8 滾筒右支輪部件的結(jié)構(gòu)&l

80、t;/p><p>　　右支輪的結(jié)構(gòu)尺寸為：（計(jì)算過程省略）如圖5-7所示</p><p>　　圖 5-7 右支輪結(jié)構(gòu)簡圖</p><p><b>　　6. 主軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主軸是絞車承載的主要部件，提升絞車的主要工作構(gòu)件如滾筒、軸承、離合器以及聯(lián)軸器等均安裝在主軸上。有些小型提升機(jī)的主軸還裝有減速的

81、末級大齒輪。電動機(jī)通過主軸驅(qū)動滾筒．主軸也是傳動的主要部件。提升絞車主軸應(yīng)能承受工作過程中的外負(fù)荷而不發(fā)生殘余變形和過量的彈性變形，同時(shí)要保證一定的使用壽命。主軸往往是提升機(jī)中重量最大的一個(gè)零件，其尺寸和傳遞的力矩也較大。</p><p>　　6.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　主軸裝置是一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)，包括軸承、端蓋、離合器、聯(lián)軸器、支輪等多個(gè)部件，而有根據(jù)主軸的應(yīng)用場合不同，具體

82、軸上需用的部件和結(jié)構(gòu)也不盡相同，例如本絞車上用到的部件有滾筒、支輪、軸承、端蓋、制動輪轂等部件，主軸的結(jié)構(gòu)簡圖如6-1圖所示：</p><p>　　圖6-1 主軸結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　結(jié)構(gòu)上除應(yīng)滿足強(qiáng)度和剛度要求外，還應(yīng)重視工藝和安裝方面的問題。主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：[6]</p><p>　　（1）要便于起吊、拆裝和加工。零件在軸上要求定位準(zhǔn)確，工

83、作中不發(fā)生移動。例如，為了便于安裝、找正，提升機(jī)主軸目前一般做成兩支點(diǎn)。為了便于加工，主軸軸向尺寸不宜過長．以免需要大型工裝及需要大型爐進(jìn)行熱處理等?，F(xiàn)代提升機(jī)上已普遍采用滾動軸承代替原來的滑動軸承，這樣可減小主軸軸向尺寸：為便于安裝，主軸結(jié)構(gòu)應(yīng)作相應(yīng)考慮。如圖6-1所示滾筒主軸，考慮到安裝上的方便，安裝調(diào)整環(huán)，以便在裝配時(shí)修正。</p><p>　　（2）滾筒在軸上的固定方法可用切向鍵也可用靜配合，2JTP-1

84、.6×0.9型礦用提升絞車的滾筒采用切向鍵固定，但不論用何種方法都應(yīng)使連接可靠，不允許在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)松動現(xiàn)象。對鍵連接應(yīng)有防墜裝置。雙滾筒提升機(jī)每個(gè)滾筒僅在一個(gè)支輪輪轂處固定就可以了。對于活滾筒，為了避免因多次調(diào)繩操作后軸上磨出構(gòu)槽，所以在其輪轂與主軸間加設(shè)襯套。</p><p>　?。?）軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量使軸受力合理，避免或減輕應(yīng)力集中，以保證軸的疲勞強(qiáng)度。軸徑變化處過渡圓角半徑不宜過小。根據(jù)需要和可能對

85、主軸進(jìn)行表面強(qiáng)化處理（如噴丸、滾壓等）以提高其疲勞強(qiáng)度。</p><p>　?。?）主軸是主要承載部件且受交變應(yīng)力，故對其工藝要求較高。主軸鍛造后必須進(jìn)行探傷試驗(yàn)及機(jī)械性能試驗(yàn)，當(dāng)有裂紋及其他缺陷存在時(shí)，此軸的壽命會受到影響。主軸鍛造、加工后要進(jìn)行熱處理，熱處理方法用正火也有調(diào)質(zhì)的。</p><p>　?。?）主軸材料一般采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼，最常用的是45鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼。這種材料價(jià)廉、對應(yīng)力集中

86、敏感性小、加工性能好，通過調(diào)質(zhì)處理，可獲得強(qiáng)度、耐磨性和沖擊韌性都比較好的綜合機(jī)械性能。一般采用合金鋼，因?yàn)樘间撆c合金鋼的彈性模量相差很小，用合金鋼雖可提高主軸強(qiáng)度，但對提高主軸強(qiáng)度意義不大。經(jīng)過鍛造、正火處理機(jī)械性能不低于下表數(shù)值：</p><p>　　表 6-1 主軸材料選擇參數(shù)</p><p>　?。?）必須進(jìn)行材料質(zhì)量探傷檢查，不得有降低機(jī)械強(qiáng)度和使用性能缺陷。</p>

87、;<p>　?。?）軸頸的表面光潔度不低于Ra6.3，非配合面和圓角光潔度不低于Ra12.5 ，且用樣板檢查其圓角。</p><p>　　6.2聯(lián)軸器及軸承的選擇</p><p>　　6.2.1聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸或軸和回轉(zhuǎn)件，并傳遞扭矩。由于兩軸的相對位置可能是同一軸線的，也可能成一定角度；即使同軸線的兩根軸，因?yàn)橹圃旌?/p>

88、安裝的不精確以及工作時(shí)的變形等，也會使兩軸之間產(chǎn)生軸向、徑向、角度或綜合性的位移。為此，通常將聯(lián)軸器設(shè)計(jì)成可移式動聯(lián)接，或在聯(lián)軸器中裝上彈性較大的元件如橡皮及彈簧等，利用聯(lián)軸器的可移動性或彈性元件的變形來補(bǔ)償兩軸間的各種偏位誤差。</p><p>　　根據(jù)是否是彈性元件，聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩大類：[6]</p><p><b>　　剛性聯(lián)軸器</b>&l

89、t;/p><p>　　這類聯(lián)軸器沒有彈性元件，按能否補(bǔ)償位移分為固定式和可移式兩種。固定式要求兩軸嚴(yán)格對中，并在工作時(shí)不允許發(fā)生任何相對位移。由于安裝困難，又不能補(bǔ)償位移及消除沖擊，故應(yīng)用較少?？梢剖皆试S兩軸有某種限度的位移如齒輪聯(lián)軸器，十字滑塊聯(lián)軸器及萬向聯(lián)軸器等，都是可移式剛性聯(lián)軸器，在煤礦機(jī)械和機(jī)床中均有應(yīng)用。</p><p><b>　　彈性聯(lián)軸器</b><

90、/p><p>　　這類聯(lián)軸器裝有彈性元件，具有緩沖減振的功能，同時(shí)可補(bǔ)償一定的偏位誤差，如彈性柱銷聯(lián)軸器，尼龍柱銷聯(lián)軸器及液力聯(lián)軸器等，在各種機(jī)械中更為常用。</p><p>　　聯(lián)軸器的類型應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件來確定。具體的選擇時(shí)可考慮以下的幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）所需傳遞的扭矩的大小和性質(zhì)以及對緩沖和減振方面的要求。</p><p&

91、gt;　?。?）聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小，對于高速傳動軸，應(yīng)選擇平衡精度高的聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器.彈簧聯(lián)軸器.齒式聯(lián)軸器等，而不適宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。</p><p>　?。?）兩軸相對位移的大小和方向，當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保證兩軸嚴(yán)格精確對中，或工作過程兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對位移時(shí)，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器，例如，當(dāng)徑向位移較大時(shí)，可選用滑塊聯(lián)軸器，角位移較大或相交兩軸的聯(lián)接可選用萬向聯(lián)軸器等

92、。</p><p>　?。?）聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境，通常由金屬元件制成不需潤滑的聯(lián)軸器比較可靠，需要潤滑的聯(lián)軸器，其性能易受到潤滑完善程度的影響，且可能污染環(huán)境。</p><p>　?。?）聯(lián)軸器的制造 安裝 維護(hù)和成本，在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便，維護(hù)簡單和成本低的聯(lián)軸器。</p><p>　　根據(jù)以上條件并結(jié)合軸的直徑，傳遞的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，就可選定

93、聯(lián)軸器的型號以及尺寸。聯(lián)軸器兩端的聯(lián)接軸直徑可不相同，所選聯(lián)軸器的孔徑應(yīng)分別與兩端軸徑相配。</p><p>　　在設(shè)計(jì)軸的開始估算軸的最小直徑dmin。</p><p>　　所選軸的材料仍為45鋼，調(diào)質(zhì)處理</p><p>　　由 （6-1）</p><p>　　A0 ——由

94、材料的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力所確定的系數(shù)，其值為A0=103~126；</p><p>　　P主——主軸的功率，其值為P主=132×η=132×0.82=108.2kw；</p><p>　　n ——主軸的轉(zhuǎn)速，其值為</p><p>　　利用上式估算軸徑時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)；[9]</p><p>　?。?）對于外伸軸，由上式求出的

95、直徑，為外伸軸段的最小直徑；對于非外伸軸，計(jì)算時(shí)應(yīng)取較大的A0值，估算的軸徑可作為安裝齒輪處的直徑。</p><p>　　（2）計(jì)算軸徑處有鍵槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑以補(bǔ)償鍵槽對軸強(qiáng)度的削弱作用。</p><p>　?。?）外伸軸段裝有聯(lián)軸器時(shí)，外伸段的軸徑應(yīng)與聯(lián)軸器轂孔直徑相適應(yīng)；外伸軸段用聯(lián)軸器與電動機(jī)軸相連時(shí)，應(yīng)注意外伸段的直徑與電動機(jī)軸的直徑不能相差太大。</p><

96、;p>　　輸出周的直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的直徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號。</p><p>　　聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》14－1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取=1.3Z，則：</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（

97、成大先）選用LZ10彈性注銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為31500,聯(lián)軸器的孔徑d1＝160mm，故主軸部分亦取160mm，半聯(lián)軸器長度L=242mm</p><p>　　6.2.2滾動軸承的選擇</p><p>　　該主軸軸承主要承受徑向載荷，結(jié)合設(shè)計(jì)的主軸最小直徑，根據(jù)手冊《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》吳宗澤主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2006.3第八章 滾動軸承，選擇軸承前首先考慮滾動軸承的失效形式。&

98、lt;/p><p>　　滾動軸承的失效形式主要有疲勞剝落，過量的永久變形和磨損—疲勞剝落是正常失效形式．它決定了軸承的疲勞壽命；過量水久變形使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生劇烈的振動和噪聲；磨損使軸承游隙、噪聲、振動增大，降低軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度；一些精密機(jī)械用的軸承，可用磨損確定軸求壽命。疲勞剝落可根據(jù)使用壽命，由基本額定動載荷限定載荷能力；過量永久變形可有基本額定靜載荷限定載荷能力；磨損尚無統(tǒng)一的計(jì)算方法。</p>&

99、lt;p>　　此外，還有膠合、企圖斷裂、滾動體壓碎、保持架磨損和斷裂、電蝕、銹蝕等失效形式。在正常使用情況下。這些失效是應(yīng)該避免的．因此稱之為非正常失效。[11]</p><p>　　綜上，選擇調(diào)心滾子軸承，其參數(shù)、簡圖（6-2）及其安裝尺寸如下表所示：</p><p>　　其余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)具體工藝分析和設(shè)計(jì)要求以及結(jié)構(gòu)形式等方面綜合考慮，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》王昆主編 高等

100、教育出版社及《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》吳宗澤主編 機(jī)械工業(yè)出版社及其它零件手冊等設(shè)計(jì)出主軸。</p><p>　　6.3 主軸強(qiáng)度和剛度計(jì)算及校核</p><p>　　作用在主軸上的正常載荷有：</p><p>　?。?）裝于主軸上各零件的自重以及軸的自重。安裝在主軸上的零件有滾筒，離合器，齒輪聯(lián)軸節(jié)等。</p><p>　?。?）纏于滾筒上鋼絲

101、繩重，通過滾筒支輪輪轂中心線作用于主軸上，它的大小在整個(gè)提升纏繞過程中是變化的。</p><p>　?。?）由鋼絲繩拉力引起的彎矩和扭矩，經(jīng)支輪輪轂傳遞給主軸。因?yàn)樵诶p繞過程中鋼絲繩的長度是不斷變化的，鋼絲繩還要沿滾筒寬度移動，因此，通過各支輪輪轂傳給主軸的載荷大小在提升過程中是變化的。[12]</p><p>　　6.3.1 固定靜載荷分配于主軸各輪轂作用點(diǎn)上的力</p>

102、<p>　　絞車作用于主軸上的固定靜載荷包括兩部分；</p><p>　　(1)主軸上各零、部件的自重及主軸本身的重量。滾筒的重量可以認(rèn)為集中加于輪轂的中心，主軸的自重加于輪轂的中心及支座上，方向始終垂直向下，大小不變。</p><p>　　(2)纏繞在滾筒上的鋼絲繩重，通過滾筒支輪輪轂中心線作用于主軸上，方向始終垂直向下，它的大小隨著纏繞在滾筒上的鋼絲繩數(shù)量的變化而變化。[13

103、]</p><p>　　各個(gè)零件在主軸上布置的位置如圖6－3所示：</p><p>　　圖6－3 零件在主軸上的布置圖</p><p>　?、僦鬏S自重分配于各輪轂處的力</p><p><b>　　主軸單位長度重量</b></p><p><b>　　（6-2）</b><

104、;/p><p><b>　　—主軸自重</b></p><p><b>　　—主軸全長</b></p><p>　　主軸自重可作為集中力分配于各輪轂作用點(diǎn)上。因?yàn)榧休d荷在計(jì)算上較為方便，與其它各集中力也便于疊加，同時(shí)也偏于安全。</p><p>　　②滾筒各零部件重量分配于各輪轂處的力</p&g

105、t;<p><b>　　---左支輪自重</b></p><p><b>　　----右支輪自重</b></p><p><b>　　----筒殼自重</b></p><p>　　③纏繞于滾筒上的鋼絲繩重量分配于各輪轂處的力</p><p>　　a、摩擦圈、試驗(yàn)用

106、鋼絲繩的重量</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　b、鋼絲繩總的重量(不包括G。)</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　nm——保留在滾筒上的摩擦圈

107、數(shù)nm=3；</p><p>　　L——試驗(yàn)用的鋼絲繩長度，L=30m； </p><p>　　——鋼絲繩的提升高度，</p><p>　　c、鋼絲繩重量分配于各輪轂處的力</p><p>　　單滾筒提升開始（鋼絲繩從右端開始纏繞）</p><p><b>　?、芎铣傻墓潭o載荷</b></

108、p><p>　　上述三項(xiàng)靜載荷其方向與作用點(diǎn)均相同，故可合成 </p><p><b>　　單滾筒提升開始</b></p><p>　　6.3.2 鋼絲繩拉力分配于主軸各輪轂作用點(diǎn)上的力</p><p>　　液壓絞車鋼絲繩拉力引起的彎矩和扭矩，經(jīng)支輪輪轂傳遞給主軸，方向沿鋼絲繩軸心線。因?yàn)樵谔嵘^程中，鋼絲繩長度不斷變化，鋼

109、絲繩位置還要沿滾筒寬度移動，所以通過支輪輪轂傳給主軸載荷的大小在提升過程中是變化的。</p><p>　　如考慮出繩角的影響，鋼絲繩拉力可分為垂直方向和水平方向的分力。其中垂直方向的分力的方向依出繩方向而定，當(dāng)出繩仰角為正值時(shí)，垂直分力向上。它抵消主軸上的部分固定載荷，減少垂直方向作用力。當(dāng)出繩仰角為負(fù)值時(shí)(這種情況很少)，垂直分力向下，增加垂直方向作用力。一般在新設(shè)計(jì)絞車時(shí)，出繩方向可按水平計(jì)算。</p&

110、gt;<p>　　（1）鋼絲繩拉力及其位置計(jì)算</p><p><b>　　單滾筒提升開始</b></p><p>　　單滾筒上提升鋼絲繩的拉力</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中 T——鋼絲繩最大靜張力，T=38542.72N；</

111、p><p>　　K——礦井阻力系數(shù)，取K=1.15；</p><p>　　Q——一次提升貨載量，Q=2600kg </p><p>　　mi——提升側(cè)所有運(yùn)動部件的變位質(zhì)量 </p><p>　　mit——天輪變位質(zhì)量，按《液壓絞車》吳輝海編著 煤炭工業(yè)出版社 取mit=270kg；</p><p>　　a1——提升

112、加速度a1=1m/s。</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　鋼絲繩拉力的作用位置在單滾筒的右側(cè)，但由于摩擦圈及試驗(yàn)繩圈的關(guān)系，故距右端擋板還有一段距離b1，如圖6-4所示 </p><p>　　圖 6-4 單滾筒開始時(shí)鋼絲繩的位置</p><p>　?。?）鋼絲繩拉力分配于各輪轂處的力

113、</p><p>　　根據(jù)鋼絲繩在滾筒上的位置及滾筒的結(jié)構(gòu)尺寸，按簡支梁求反力的關(guān)系，把鋼絲繩拉力分配于1、2點(diǎn)上。</p><p><b>　　單滾筒提升開始</b></p><p><b>　　參見圖6-5</b></p><p>　　我們在設(shè)計(jì)絞車時(shí)，出繩方向按水平計(jì)算，因而上述T、F助均為水

114、平方向。</p><p>　　圖 6-5 單滾筒提升開始時(shí)鋼絲繩拉力分配</p><p>　　6.3.3 作用于軸上水平方向及垂直方向的合力</p><p>　　將鋼絲繩拉力分配于各輪轂處的力和合成的固定靜載荷按向量相加，則得到作用于軸上的水平方向及垂直方向的合力。其中鋼絲繩拉力為水平方向，固定靜載荷為垂直方向。</p><p><b&

115、gt;　　單滾筒提升開始</b></p><p><b>　　垂直方向</b></p><p><b>　　水平方向</b></p><p><b>　　6.3.4彎矩計(jì)算</b></p><p><b>　?。?）計(jì)算支點(diǎn)反力</b><

116、/p><p><b>　　單滾筒提升開始</b></p><p>　?、俅怪焙狭χ鬏S造成的支點(diǎn)反力</p><p><b>　　參看圖 6-6</b></p><p>　　圖 6-6 垂直合力對主軸造成的支點(diǎn)反力 </p><p>　　左軸承 </

117、p><p><b>　　右軸承</b></p><p>　?、谒胶狭χ鬏S造成的支點(diǎn)反力</p><p><b>　　參看圖 6-7</b></p><p>　　圖 6-7水平合力對主軸造成的支點(diǎn)反力</p><p><b>　　左軸承 </b>&l

118、t;/p><p><b>　　右軸承</b></p><p>　?。?）計(jì)算垂直彎矩、水平彎矩和合成彎矩</p><p><b>　　單滾筒提升開始</b></p><p>　　①垂直力對主軸造成的垂直彎矩</p><p><b>　　在1、2點(diǎn)分別為：</b&g

119、t;</p><p>　?、谒搅χ鬏S造成的水平彎矩 </p><p><b>　　③合成彎矩</b></p><p>　　6.3.5 扭矩計(jì)算</p><p>　　由于絞車滾筒及纏上的鋼絲繩重量較大，故計(jì)算扭矩時(shí)應(yīng)將其慣量計(jì)入。絞車的最大扭矩發(fā)生在單滾筒提升開始時(shí)，斷面2處。其扭矩大小為：</p>

120、<p><b>　　=</b></p><p>　　式中 T1——單滾筒提升開始時(shí)鋼絲繩的拉力，T1＝44656.65N；</p><p>　　mig——滾筒的變位質(zhì)量mig=1700kg；</p><p>　　m0——滾筒上摩擦圖及試驗(yàn)鋼絲繩重，m0＝47.52kg。</p><p>　　表 6-3 計(jì)算

121、的彎扭值（單位KN·m） </p><p>　　6.3.6危險(xiǎn)斷面的安全系數(shù)計(jì)算</p><p>　　在計(jì)算出主軸各斷面的合成彎矩和扭矩后，按照機(jī)械零件中的強(qiáng)度。絞車主軸的彎曲應(yīng)力是從σmax變到-σmax，從聯(lián)軸器到單滾筒右支輪(制動輪)之間的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力也是τmax變到-τmax，按疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算主軸危險(xiǎn)斷面的安全系數(shù)。主軸的結(jié)構(gòu)尺寸如圖5-8所示。主軸材料為45號鋼，經(jīng)熱處理正火