【機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)正文】防爆電纜收放機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2011屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第1頁(yè)1緒論1.1選題背景及研究意義我國(guó)是煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，煤炭資源約占整個(gè)能源結(jié)構(gòu)的60%，占有非常重要的地位。為保障我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，到2050年煤炭占一次能源的比重將達(dá)到50%左右。因此，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，煤炭資源將仍是我國(guó)能源消費(fèi)的主體部分。2009年，我國(guó)煤炭產(chǎn)量為29.1億噸，位居世界第一，但仍然呈現(xiàn)煤炭供應(yīng)相對(duì)緊張的趨勢(shì)，制約了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。這主要是受生產(chǎn)環(huán)節(jié)制約。礦用機(jī)械是否現(xiàn)

2、代化，直接影響煤炭產(chǎn)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率以及煤礦經(jīng)濟(jì)效益。隨著煤礦引進(jìn)了各種新型機(jī)械設(shè)備。加快了生產(chǎn)速度，提高了生產(chǎn)效率。目前在礦山的一些行走機(jī)械中，其動(dòng)力設(shè)備大多采用電動(dòng)機(jī)。在主機(jī)工作時(shí)，接在電動(dòng)機(jī)上的電纜的收放要靠人工來(lái)完成，這不但影響整機(jī)的作業(yè)效率，并且電纜長(zhǎng)期在復(fù)雜的地面（如井下水倉(cāng)，掘進(jìn)工作面等）上拖曳使之磨損加快，時(shí)間稍長(zhǎng)極易發(fā)生漏電和斷電，危及設(shè)備和人身安全等事故。為實(shí)現(xiàn)電纜收放機(jī)械化、自動(dòng)化，提高設(shè)備的作業(yè)效率，保障工人的安全

3、，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，開(kāi)發(fā)理想的尾部電纜收放裝置非常必要[1]。所以，開(kāi)發(fā)礦用防爆電纜卷筒，不但能解決煤礦行走機(jī)械的拖纜問(wèn)題，減低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，還能提高煤礦的生產(chǎn)率，為煤礦和生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。1.2電纜卷筒的概述電纜卷筒是各種大中型移動(dòng)式生產(chǎn)設(shè)備的配套裝置，它主要用來(lái)收、放主機(jī)的動(dòng)力電纜和控制電纜，使電纜隨主機(jī)同步變速移動(dòng)，無(wú)論主機(jī)往返移動(dòng)或變速移動(dòng)，電纜卷筒都能保證電纜的收放張力恒定不變。這就是電纜卷筒的特殊工性能[2]。1排纜

4、機(jī)構(gòu)2.雙向螺紋軸3.力矩電機(jī)4.傳動(dòng)鏈5.電纜卷筒6.電纜7.卷筒軸圖11全電動(dòng)卷纜系統(tǒng)原理圖1.3本課題在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展及研究現(xiàn)狀1.3.11.3.1電纜卷筒的發(fā)展電纜卷筒的發(fā)展電纜卷筒按卷繞控制方式可分成4代產(chǎn)品：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2011屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第3頁(yè)圖13力矩馬達(dá)式電纜卷筒3）磁滯式電纜卷筒第3代電纜卷筒是常開(kāi)電氣有限公司開(kāi)發(fā)的磁滯式電纜卷筒，它采用了磁性連軸器和多臺(tái)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行的辦法，克服了力矩不恒定的缺點(diǎn)。通過(guò)磁性塊，使電

5、機(jī)與卷盤(pán)之間的連接轉(zhuǎn)矩近似恒定；同時(shí)通過(guò)磁性塊間隙的調(diào)整，可以使電機(jī)工作在額定功率范圍內(nèi)，避免電機(jī)由于堵轉(zhuǎn)或過(guò)載而損壞[3]。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維修方便，可根據(jù)實(shí)際工況要求調(diào)節(jié)輸出力矩且具有良好的自制動(dòng)功能，不需要安裝制動(dòng)器，電纜卷筒運(yùn)行可靠。它的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，可與設(shè)備的正反車(chē)控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，只要設(shè)備運(yùn)行，卷筒電機(jī)即工作，相序不變。電纜卷筒工作中，磁滯聯(lián)軸器能依據(jù)主機(jī)設(shè)備的運(yùn)行速度自行調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使電纜卷筒收放電纜的線速度與主機(jī)設(shè)備的

6、運(yùn)行速度保持同步狀態(tài)。它的缺點(diǎn)是在電纜容量大、主機(jī)安裝高度高的情況下，為了降低轉(zhuǎn)子溫升，提高轉(zhuǎn)子使用壽命，需要采用多頭小轉(zhuǎn)矩的設(shè)計(jì)理念，相對(duì)價(jià)格較高[4]。圖14磁滯式電纜卷筒4）變頻式電纜卷筒隨著機(jī)械設(shè)備需要行走的距離更遠(yuǎn)，以致卷盤(pán)的內(nèi)層到外層的卷繞半徑相差3倍甚至更大，它的恒定力矩輸出對(duì)電纜提出了更高的抗拉力要求。因?yàn)樵跐M足外層電纜卷取力要求的條件下，由于磁性連軸器的卷繞力矩近似恒定，因此內(nèi)層電纜要承受的張力會(huì)比外層大3倍以上，對(duì)于