JTK1.2提升绞车滚筒设计
57页 18000字数+论文说明书+11张CAD图纸【详情如下】
JTK1.2提升绞车总装图A0.dwg
JTK1.2提升绞车滚筒设计开题报告.doc
JTK1.2提升绞车滚筒设计说明书.doc
主轴A3.dwg
主轴装置A1.dwg
制动器 A1.dwg
制动支轮A2.dwg
卷筒壳A2.dwg
外文翻译--精密与超精密磨削技术.doc
实习报告.doc
支轮A2.dwg
绳卡A4.dwg
衬木A4.dwg
轴承底座 A3.dwg
轴承盖A2.dwg
摘 要
绞车滚筒是用来缠绕钢丝绳，并且承受钢丝绳的拉力所造成的各种载荷的主要部件和传递动力的元件，是绞车的重要组成部分。滚筒一般由三部分组成，即筒壳、法兰盘（支轮）和支环。筒壳是滚筒最基本和最薄弱的元件，是滚筒的主要承载部分。支环的作用是增加滚筒的稳定性。筒壳和支轮的材料为 钢板。矿井提升机的运转实践证明，木衬对筒壳能起到一定的保护作用，故设计时在筒壳外装有木衬。但木衬对筒壳的保护只有在筒壳的形状比较规则，没有发生较大的变形，并且用合适的木材制作木衬（现常用柞木、水曲柳或榆木等制作），使木衬与筒壳能各处均匀严密接触的情况下才是有效的，故在安装提升机时，要求筒壳的外形是比较规则的圆柱体，木衬用上述木材制作，并按规定车制绳沟。装设木衬时，应使木衬衬条在长度方向上与筒壳均匀严密的接触，木衬衬条之间的缝隙应尽量予以消除。在使用过程中当木衬已经磨损时，应及时予以更换。
该课题从实际出发，首先对绞车滚筒的用途、工作原理进行概述，进而对绞车滚筒的总体设计方案进行分析，然后进行具体零部件的分析设计；主要包括了电动机的选型，钢丝绳的选择，滚筒筒壳、支轮、主轴等部件的设计计算和校核以及制动系统的选择等若干环节。在结构设计完成后，利用CAD进行装配分析和设计，最后完成绞车滚筒的整体设计。
关键词：钢丝绳 支轮 主轴
Abstract
Winch wire rope winding drum is used, and to bear the tension of wire rope caused by the load of the main components and power transmission components, is an important component of the winch. Drum generally consists of three parts, namely, tube shell flange (round sticks) and the support ring. Drum drum shell is the most basic and the most vulnerable components is the drum part of the main bearing. The thickness of the role of support ring is to increase the stability of drum. Cylinder shell and support material for the steel wheel. The operation of the mine hoist Practice has proved that the wood lining on the cylinder shell can play a role in the protection, so the design of the shell in the outer tube equipped with a wood lining.However, wood lining to protect the shell of the cylinder only in the shape of the shell tube comparison rules, no larger deformation, and the production of wood of suitable timber liner (now commonly used oak, Manchurian ash or elm, such as production), so that wood lining with the cylinder shell can be uniform throughout the case of close contact to be effective, the hoist is installed, the requirements of the cylinder shell shape of the cylinder is more rules, wood contrast with the above-mentioned timber production, in accordance with the provisions of car rope groove . The installation of wood lining, the lining should be trees lining the length of the direction of the drum shell with uniform tight contact with wood liner lining the gap between articles to be eliminated should be. When using the process of lining has been worn wood should be replaced promptly.
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 the winch drum program analysis, and then carry out specific parts of the analysis and design; mainly includes the motor selection, the choice of wire rope, drum cartridge case, support wheel, spindle and other parts of the design calculations and check the braking system, as well as a number of aspects of the selection. Upon completion of the structural design, the use of CAD analysis and design for assembly, and finally to complete the overall design of the winch drum.
Key words: Wire Rope Support wheel spindle
目录
前 言 6
第一篇 浅谈绞车滚筒 7
第二篇 总体设计方案 8
2.1设计任务说明 8
2.2总体设计的内容及要求 8
第三篇 电动机的选择 9
第四篇 钢丝绳设计计算及选择 10
4.1最大悬垂长度 12
4.2钢丝绳每米重 13
4.3验算钢丝绳的安全系数 13
第五篇 滚筒的设计 14
5.1滚筒的宽度寸计算 14
5.2 钢丝绳最大静张力以及最大静张力差 14
5.3 滚筒的结构设计 15
5.4 滚筒的强度计算 17
5.4.1筒壳的外载荷 17
5.4.2 钢丝绳拉力降低系数 18
5.5筒壳的失效形式 18
5.6滚筒筒壳强度的有限元分析 20
5.6.1 空间的坐标分量 20
5.6.2 单元的应变矩阵——轴对称空间问题 25
5.6.3 单元的应力矩阵、刚度矩阵和总刚度矩阵 27
5.7滚筒滚壳强度的校核 30
5.7.1滚筒筒壳自由段压缩应力的校核 30
5.7.2支轮处筒壳应力的校核 31
5.8筒壳的强度稳定性校核 33
5.9 滚筒右支轮部件的结构 33
第六篇 主轴的设计 35
6.1主轴的结构设计 35
6.2联轴器及轴承的选择 36
6.2.1联轴器的选择 36
6.2.2滚动轴承的选择 38
6.3 主轴强度和刚度计算及校核 39
6.3.1 固定静载荷分配于主轴各轮毂作用点上的力 40
6.3.2 钢丝绳拉力分配于主轴各轮毂作用点上的力 42
6.3.3 作用于轴上水平方向及垂直方向的合力 43
6.3.4弯矩计算 44
6.3.5 扭矩计算 45
6.3.6危险断面的安全系数计算 46
6.3.7按弯扭组合校核强度 47
6.3.8 挠度计算 48
6.4主轴承强度校核 51
第七篇 制动系统 52
7.1制动系统的作用 52
7.2制动系统的要求 52
结论 55
致谢 56
参考书目 57
前 言
毕业设计是工科专业教学计划的一个重要组成部分，是各教学环节的继续深化和检验，其实践性和综合性是其他教学环节所不能替代的，通过毕业设计使学生获得综合训练，有利于培养学生独立工作能力，巩固和提高所学知识；全面提高毕业生的素质，使之能较快地适应工程实践，对培养学生的实际工作能力具有十分重要的作用。主要目的是培养我们综合运用所学的基础理论，基本知识和基本技能，去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，如调查研究、查阅文献和收集资料并进行分析的能力；制订设计或试验方案的能力；设计、计算和绘图能力；总结提高撰写论文的能力；检验我们综合素质与实践能力的重要依据。
通过毕业设计进行工程知识和工程技能的综合训练，使学生走上工作岗位就具有较强的应用生产现场正在使用和近期可能推广使用的技术去解决工程实际的能力。
毕业设计的基本要求是：
（1）既要完成任务，又要培养学生，应把对学生的培养放在第一位。在老师的指导下，根据所选定的设计课题通过实习，结合工程实际独立完成设计工作。受到一次机械工程师解决工程实际问题的初步训练，能较快适应生产一线的工艺技术和设备管理工作。
（2）通过毕业设计，使我们受到综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高自己科研和工程实际中的技术水平，也提高自己的运算能力，识图和制图能力，查阅手册、使用国家级标准和信息资料的能力和文字表达能力等。
（3）培养自己独立完成工作的能力，进一步巩固专业知识，使自己具有较强的自学能力和工作适应能力，提高自己运用科研成果和新技术能力，以及对现有机械设备和生产过程进行技术改造的能力。
（4）培养学生严谨求实、理论联系实际的工作作风和严肃认真，一丝不苟的科学态度，使学生树立正确的生产观点和技术经济观点。
本次设计的题目是JTK1.2提升绞车滚筒设计。针对以上要求,我认真的进行了JTK1.2提升绞车滚筒设计，由于本人知识有限,实际生产经验不足,所以在设计中难免出现错误与不足,敬请各位老师和同学批评指正!衷心祝愿各位老师身体健康!工作顺利!
第一篇 浅谈绞车滚筒
滚筒的作用主要是通过主轴把电动机传递给它的转速和转矩转化成绕在它上面的钢丝绳的线速度，以提升和下放物体。
根据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型(支轮为铸造，滚筒为焊接)和焊接型。
当支轮的变形与简壳的变形相比可以忽略时，称它为刚性支轮，均为刚性支轮。如支轮的变形与筒壳变形相比不可忽略时，称它为弹性支轮。它的特点是筒壳与支轮的应力分布较均匀。经验表明，刚性支轮的结构在制造工艺上较复杂，而且往往容易出现早期失效。因此，现代大中型提升机滚筒常采用的弹性支轮滚筒结构。
弹性支轮滚筒这种结构共同的持点是取消了支环，用较厚的简壳来承担载荷，并且支轮改为辐板式 (即在支轮上开有两个人孔)或圆环式。这样做工艺上较简单，同时也可以避免由于焊接工艺不当造成加强筋附近的局部应力过高。经验表明，这种改进是成功的。
弹性支轮滚筒结构的不同之处还在于刚性支轮的辐板与轴线垂直，而弹性支轮滚筒的支轮与轴线成某一角度(约3?一6。)，初看起来，这种倾斜式辐板似乎可以减少筒壳与支轮连接点的刚度．从而减小其弯应力，但由于增加了压缩应力，故对减小合成应力水平并不有效，加上它的制造工艺较为复杂，故不再倾向于使用它了
根据制动和紧急制动的方式，矿井提升机的制动装置可分为以下几类：重锤式，气动式，液压式，弹簧式，机械电器式和混合式等。
紧急制动时，制动传动装置运动零件的加速度超过其自由沉落的加速度，这种装置叫快速动作制动装置。属于这类的大多为混合式或弹簧式两类。
矿井提升机制动系统的执行机构有两大类，即块式闸和盘形闸。常见的块式闸有角移，平移式和综合式三种。
上述两大类闸均作用在与提升机卷简固接在一起的制动环或制动盘上。
为了使装置可靠，要求工作制动与紧急制动互相独立，以免失灵后互相影响。二者的制动力矩不能叠加，以避免减速度过大。但目前不少制动装置的工作制动和紧急制动在系统上都不是完全独立的，而是大部或共用的。
制动装置由工作机构（制动器）及传动机构组成。工作机构是直接作用于只动轮上的部分，按结构分为盘式和块式（闸瓦式）制动器;传动机构是使工作机构产生或消除制动力得的部分，按机械传动的动力源分为液压、气压和弹簧传动系统。国产新型系列矿井提升机采用液压盘式制动装置（包括盘式制动器和液压站）；而老产品则分别采用油压或气压块式制动装置。前者与后者比具有下列优点；
1）同时工作，即使有一副失灵，也只影响部分制动力矩，故可靠性较高；
2）惯量小，制动较灵敏；
3）通用性好；
结构紧凑，可调行好。
液压盘式制动装置的缺点是：
1）对制动盘和盘式制动器的制造要求较高；
2）对闸瓦的性能要求较高；
3）不宜用于调整运行速度。
结论
毕业设计，是大学四年的最后一段经历，是对四年学习的总结和检验，也是对本人实际能力的考察和锻炼。
在指导老师与同组同学的协作和共同努力下，经两个月的埋头苦干，终于使这次设计圆满地划了句号，回顾设计的日子，从迷茫无从下手到稍微有眉目，从进入状态到得心应手，日日夜夜地伏案疾书、计算、查阅各类手册，围着设计桌打转，其中多少的苦与乐，腰酸背痛无一表达。可是在设计中，每每有一点的进展，看到自己的小小成绩，心中便涌起几多安慰和满足。由于时间较紧，设计中的主轴部件的连接部分还是不太完美，它是否能用于实际，还有待于进一步的修改与调整。
在设计过程中，我衷心的感谢指导老师邓小玲老师，他从设计一开始就带我到校属机械厂进行参观实习，给我们介绍需要借的书籍和设计资料。在自己工作十分繁忙的情况下，还抽出时间到设计室为我们答疑，做出耐心地指导，并给我们认真细致的讲解实际生产和使用过程中存在的问题，使我们在设计工作中，避免了许多错误。在谈话中提出对我们设计工作颇为有益的经验，使我们受益匪浅。在这次设计中，难免会有许多失误与不足，恳请各位老师批评指正。通过这次设计，我觉得真正的接触到设计工作的实质。如若今后从事设计研发工作，毕业设计的经验与教训将会对今后工作能力的提高大有益处。
每一个大学毕业生带着毕业设计后对自身知识的掌握程度与能力自信的走上工作岗位。相信，今后的世界将是属于勇于创新的我们的！衷心的感谢老师的辛勤培育、关怀与帮助！
致谢
本论文的工作是在我的老师的悉心指导下完成的，邓小玲老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢半年来对我的关心和指导，特别是在本次的毕业设计中更是给很多帮助，使我顺利地完成了这次论文的写作。
在本文的写作中得到了机械学院诸位老师的指导和帮助，在此向以上各位老师表示衷心的谢意。
在本次论文的写作过程中得到许多同学的帮助，同时也向我提出了许多的宝
贵意见，在此表示衷心的感谢。
在研制工作及撰写论文期间，焦作华科公司液压系统车间的领导和河南理工大学附属机械厂的工程师、对我论文中的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。
另外也感谢学院的领导，是你们给了我这次系统设计的机会，让我在走上工作岗位之前，进行了一次大练兵，同时感谢亲人和朋友，他们的理解和支持使我在学校专心完成我的学业。
参考书目
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[13]潘英著.《矿山提升机械设计》.徐州.中国矿业大学出版社,2001
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