C型转子翻车机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 C 型转子翻车机 摘要 本次设计的转子翻车 是将平台上定位准确的火车车皮 ,通过压车装置 ,靠车装置的压紧和靠住 ,将车皮内的散料翻到底部的漏斗内 适用于运输量大的港口和冶金、 煤炭、 热电等工业部门 ， 在钢铁企业中，火车受卸一 般采用翻车机、螺旋卸车机等设备进行受卸 。本次设计的 C 型 转子翻车机 是翻车机中的一种类型，特点是端环呈“ C”型，其主要工作部分是转子，压车装置，托辊支撑装置，驱动装置等 。翻车机在受卸环节中占有重大地位，是钢铁类生产不可缺少的好伙伴。 本文主要叙述翻车机的作用，主要类型 ，了解翻车机国内外的发展状况及发展趋势 ， 翻车机设计方法 ， 以掌握独立设计单个机械设备 ， 总体方案的选择、设计计算和设备经济评价方法 ， 提高 图技术和设计能力 ，充分将理论知识应用到实际生产中去， 为今后的理论学习及应用翻车机工作积累更多的知识 ，使自己 得到全面提高。 关键字 ： 翻车机 ；“ C”型端环；火车受卸；钢铁企业 he of is on to at 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of is by to to a of In of by by is a of C of in of in a Is of at to of of of of to be of he of To my C by 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 目 录 . 3 1 绪论 . 5 车机概述及应用 . 5 车机国内外发展现状 . 5 车机国内发展趋势 . 6 车机的类型及原理 . 7 子式翻车机 . 7 卸式翻车机 . 9 卸式翻车机 . 10 . 10 车机卸车系统的作业程序 . 11 车机设计的内容 . 11 . 12 2 设计方案的选择及评定 . 12 动方案的设计 . 12 计方案的评定 . 13 计参数 . 14 3 传动装置的设计 . 14 择电动机 . 14 动功率的计算 . 14 择电机的型号 . 19 速器的选择 . 19 动装置传动比的分配 . 20 4 主要零件的设计和校核 . 23 轮的设计计算 . 23 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 . 23 齿面接触强度设计 . 23 齿根弯曲强度设计 . 26 轮几何尺寸计算 . 27 轮的结构设计 . 28 的设计 . 29 的结构 设计 . 29 的计算 . 31 承的设计 . 34 承的选择 . 34 承寿命的验算 . 34 5 联轴器的选择和校核 . 36 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴器的选择 . 36 轴器的校核 . 36 6 托辊的受力分析 . 38 7 润滑方式与密封 . 39 8 环保和经济性分析 . 40 保性分析 . 40 动方案经济性分析 . 41 构经济性分析 . 41 结束语 . 44 致谢 . 395 参考文献 . 406 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 车机概述 及应用 翻车机也叫铁路货车翻卸机 , 是 可将有轨车辆翻转或倾斜使之卸料的装卸机械 在港口中属港口专用机械 ,是散货装卸车机械的一种 ,钢厂和电厂中应用较为广泛 ，适用于运输量大的港口和冶金、 煤炭、 热电等工业部门 。其中 炼铁厂原料在厂内运输的中间转运环节，用火车和汽车等载运工具运输时，需要设置原料受卸设施。在钢铁企业中，火车受卸一般采用翻车机、螺旋卸车机等设备进行受卸，也有采用汽车自卸车辆自卸。翻车机在受卸环节中 占有举足轻重的作用，对翻车机进行设计可以使我进一步了解翻车机的构造及作用，便于排查故障改进设备， 使其更加经济效益。 车机国内外发展 现状 随着 现今社会生产力的提高，人们对装卸设备功的能和工作效率越来越高，使得 翻车机在生产 中应用的不断发展，近几年来 我国 先后同美国、英国 等 技术先进企业进行多次合作 ， 制造出了 一系列的新型翻车机。例如： 大型装卸机械 “ C” 型翻车机， 就 是大重 集团 吸收国外先进技术自主开发的国内最新产品 。我国凭借外国的先进技术，自主研发和改进了各种各样的翻车机，为国家钢铁企业的发展做出了巨大贡献。 2004 年 10 月，大连重工 起重集团与秦皇岛港务集团有限公司一次签下 8 亿元的供货合同，在 14 个月内，向秦皇岛港煤四期扩容工程、煤五期新建工程提供 6480 吨 /小时堆料机、 6000 吨 /小时取料机、 7200 吨 /小时三车翻车机等散装物料大型装卸设备22台，机器产品产量过万吨 到 2005年 ， 我国沿海及内河港计划新增万吨 级以上泊位 150个 ，其中集装箱 泊位 50 个需要新增或更新大量装船机、翻车机、堆取机和集装箱装卸设备等。 翻车机在 我国 沿海地区的发展中 起了非常重要的作用 ， 为沿海一带的城市发展提供了强而有力的帮助。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 车机国内发展趋势 伴随着国内外各工业部门的不断发展， 对受卸工具的不断需求 ， 对翻车机的设计研发已经刻不容缓。 各国竞相设计出新的设备及新的功能 的翻车机 ，美国率先推出了可供多节车厢共同作业的 联合式翻车机，大大提高了劳动生产率，并节约了大量人力物力财力， 近些年来我国在消化引进国外先进技术的基础上，先后开发 和制造了许多新型翻车机卸车设备，其技术水平已经达到国际同类产品水平。 目前我国吸取国外大量 先进经验和技术，开始独立设计 和制造自动工作，自动检修及自动报警相结合的全自动式三车翻车机（ 图 。 由于国外设计的三车翻车机在实际生产应用中逐渐显现出各种问题和弊端， 2006年由 大连重工 起重集团有限公司 实现设计、制造、安装调试总承包的 新型 三梁两端环三车翻车机卸车系统是目前国际上最大的一体式翻车机，当年创产值 车翻车机卸车系统是目前国际上最大的一体式翻车机，可一次翻卸三节且每节载重 100吨煤炭的铁路敞 车，主要用于我国最大年转运煤炭两亿吨秦皇岛煤码头 。 2007 年 9 月30日，该翻车机在秦皇岛港务集团公司重载试车成功，并投入运行。该卸车系统采用自动化作业，由于拥有良好的性能及较高的设备完好率，目前的翻卸效率为 3 27车小时，为目前国内翻车机的最高效率，日均卸车 1000 余节。翻车机自运行以来一直保持良好的设备状态，完全能够满足生产需要，为秦皇岛港的煤炭装卸生产提供了可靠保障 。这种新型三车翻车机同国外的三车翻车机相比，实现了六项创新点，如翻车机的转子钢结构采用三箱形梁与两箱形端环及两联系环相连接而形成的框架结构 形式，结构稳定；采用平台两侧伸出支架用于压车的布置，可降低钢结构应力值并方便了压车装置的维护等。 新型三梁两端环三车翻车机及其卸车系统的成功开发，标志着我国在大型翻车机设计上已达到了国际先进水平，为我国各类翻车机占领国内市场、打入国际市场起到了率先垂范作用，也为日后开发各类翻车机创建国际一流装卸机械制造基地，提供了有力的技术支持与保障。 未来的受卸工具将不断的向自动化、智能化方向发展，相信国内翻车机的发展将不断提高劳动生产率，为国家的经济发展到不可替代的作用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 三车翻车机 车机的 类型 及原理 翻车机 主要 分转 子 式、侧卸式、端卸式和复合式 4种。各种翻车机都由金属构架、驱动装置和夹车机构组成，用交流电机驱动。 子式翻车机 转子式翻车机主要由转子、平台、压车机构 、承载托辊及 传动装置等部分组成。工作原理是 将载货敞车 用拨车机或车头 推入形似转筒的金属构架 (图 通过压车机构压紧车辆 ,并和转子一同旋转 140 170,利用自重原理 将散货卸出 。如果车辆具有旋转车钩，不需将货车脱钩就能将整列货车逐节卸车，作业能力可达 8000吨 /时。 转子式翻车机的翻转轴线靠近其旋转轴线的重心 ,虽然需 要较大的压车力和较深的基础 ,但因重量较轻 ,耗电量小 ,生产率较高 ,故应用比较广泛 双翻翻车机 ,三翻翻车机 。 转子式翻车机按端环端面结构不同可分 C 型翻车机 , “ O”型转子式翻车机 :端环呈封闭的“ O”型， 早期翻车机产品 ,设备结构较复杂 ,整体刚性好 ,驱动功率较大 ,由于其自身结构问题使得 平台移动 需要 靠车 头做牵引 ，以达到重车机内定位以及推出机内空车的目的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 转子式翻车机 常用的“ O”型转子式翻车机 ： 型：销齿传动，端环在外侧。活动式平台，固定靠板。液压锁钩式压车机构，行程大，冲击力小，但结构较复杂。用大、小电机双速传动，减小了车辆靠帮和翻车机复位时的冲击且使作业时间缩短，但电机台数较多，总功率较大。靠帮上设有振动器。 ：内端环型，拨车机臂头可将重车推入机内就位同时顶出机内空车，取消了平台上的缓冲器和推车机。转子受力合理，重量轻，但托辊处易积料。平台为固定式，活动靠板。液压锁钩式压车机构。直流电机传动。该机使车辆就位准确可靠，对车辆的冲击也大大 减小。 K F J /K F J 型：齿圈传动，四连杆摇臂锁车机构，活动式平台，固定靠板，结构简单，但车辆靠帮、压车时的冲击力较大。端环在转子的最外端，承载托辊不易挡积料。其中 为交流电机单速传动。 除改为直流电机传动外，还在翻车机上增设了喷洒水装置，可在翻卸过程中及时洒水抑尘；车帮上增设了振动器，卸料更为干净，特别适用于水分较大的铁精矿等物料。 “ C”型转子式翻车机 端环呈不封闭的“ C”型 （图 ， 结构轻巧 ,平台固定 ,液压压车 ,消除了对买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 车辆和设备的冲击 ,降低了压车力 。 根据液压系统特有的控制方式 ,使卸车过程车辆弹簧能量有效释放 ， 驱动功率小 ， 端环一侧设置可供拨车机通过的通道，车 箱 进出翻车机采用拨车机自动控制，省去车头牵引，更有利于实现翻车过程的自动化。 常用的“ C”型转子式翻车机 ：串联式双车翻车机，直流电机齿圈传动。活动平台，最大载重量为 2 100t 。压车机构为重 车托住液压锁定式，冲击力小。装有附着式振动器，卸料干净。机上有喷洒水装置，抑尘效果较好。光电定位，程序控制 。 ：二支座内端环式，除转子结构为“ C”型、拨车机臂头可从机内通过外，其余性能类似 图 “ C” 型转子式翻车机 卸式翻车机 侧卸式翻车机 以摇架代替 端环 （图 车辆在摇架上被夹紧后，随同摇架绕上方的轴旋转 140 170 后卸车。由于旋转时摇架和车辆的重心升 高，驱动功率和结构重量有所增加，但不需建造地下料仓。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 侧卸式翻车机 卸式翻车机 端卸式翻车机 原理是 将车辆推上卸车平台（图 夹紧后，驱动装置使卸车平台绕与车轴平行的轴旋转 50 70 ，物料由端部车门卸出。这种翻车机结构较简单，但只适用于端部开门的车辆。 图 端 卸式翻车机 合式翻车机 适用于棚车卸料。货车推上卸车平台并夹紧后，二者同向 一侧倾斜 15 20 ，然后在车辆的纵向平面内，前后各倾 1 次，倾角约 40 （图 3 次倾斜动作即可使买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 车内物料由中门卸尽。 图 复合式翻车机 车机卸车系统的作业程序 (仅从第 2#车厢开始 ,此时第 1#空车在翻车机内 ): 1. 拨车机大臂下降 ,拨车机后退与车列联挂 (2#)。 2. 拨车机牵引重车列前进，当 3#车前车钩距翻车机前 6 m 处停止， 人工摘开 2#车与 3#车之间的车钩。 3. 拨车机继续前进与翻车机内的 1#车联挂。 #车前进 (此时仍与 1#车联挂 )，使 2#车在翻车机内定位，拨车机与2#车自动摘钩。 5. 拨车机继续推送 1#车出翻车机，通过逆止器。 翻车机进行翻转然后返回原位。 6. 拨车机与 1#车自动摘钩。 7. 拨车机后退，大臂抬起，高速返回。 8. 拨车机返回原位。 车机设计的内容 “ C”型 转子式 翻车机设计内容包括选择并评定合理的传动方案，并对传动方案所需的电动机功率和减速器传动比等进行选择；对主要零件进行设计和强度校核；撰写设买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计说明书，绘出总图和其它部分图纸、翻译与翻车机有关的外文资料等。 车机设计的要求 悉冶金机械设备设计的全过程 能在各设计环节中精确应用，理论联系实际； 怕反复修改； 到有理有据，所引用的公式一定注明公式来源，所有未在公开刊物中发表的公式，要给出推导过程； 合国家现行标准。 2 设计方案的选择及评定 动方案的设计 翻车机的工作状态是由左、右端环同时做旋转运动来实现的。 原理是采用双电机通过减速器带动两端环下的小齿轮 旋转，从而带动整个端环旋转实现翻车。工作状态：由两侧端环旋转运动实现。 传动方案：交流电动机 调速机构（加、减速器） 主动轮（小齿轮） 工作机构（大端环）。为确保机构重心在通过托辊中心线时靠自重旋转可能对机构造成的破坏，需要安装制动器，另外各轴间连接需要联轴器。主传动系统示意图见图（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 型转子式翻车机主传动示意图 计方案的评定 翻车机由两个端环构成，采用双电机驱动。翻车机的翻转时间为 1秒，翻转角度小于 180 ， 故需要小齿轮转速较小，必须使用减速机。由于翻车机翻车过程中本身质量加车厢质量较大，运转速度较慢，且做圆周运动， 环境条件较差，因此不宜选用液压系统，故本次方案的主传动选用电动机进行传动。压车机构做直线运动，且在车厢翻转时承受整个车厢的重量，不宜采用电气传动，故 本方案压车系统采用液压传动，但也存在精度要求高，技术含量高，故障识别及排除较难等缺点。机构端环采用分段铸造焊接组成，弥补了体积、重量大，结构复杂等缺点。但焊接点 带来局部应力集中，强度较差等，设计中需采用螺栓等连接，以提高机构的综合性能。托辊机构为两套并列的两对滚轮组成，左侧滚轮设置凹槽，利于保持整个机构的平衡，并减小了机构旋转时的摩擦，但机构装配时必须保证滚轮转动灵活，无卡死现象。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计参数 1. 适用车型 长 - - - - - 11938 14038 - - - - - 3140 3243 - - - - - 3293 . 最大翻转重量 - - - - - - - - - - - 100 t 3. 回转 速度 - - - - - - - - - - - - 1 r/ 传动装置的设计 择电动机 动功率的计算 翻车机在翻转的过程中，要经历两个过程，即往程和返程，这两个过程中所受的转矩不同，所以需要的驱动功率也不相同，故分两部分进行讨论。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一阶段 在此阶段车厢的最大重量为 100t， 设备重量为 126t， 偏心矩为 300对于车厢的重力由于偏心所产生的转矩，端环四周的焊接件重心偏差所引起的转矩差可以忽略不计，只需计算车厢的重力由于偏心所产生的转矩。 已知条件：1m 100t2m 126tL=300 n=1r/中： 12端环的偏心转矩： T=G L 其中 ： G 车厢 及物料的总 重力 L G=2()m m g=226 310 10N 0 N T=G L= 62 1 0 0 56 . 7 8 1 0 所以， T=9550 率： P=9550= 56 1 0 19550=W 电机功率： 由文献（ 1，表 （ 2，表 查得： 齿轮啮合效率 齿（齿轮精度为 7级） 滚动轴承效率 承联轴器效率 联由图（ 知： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 传动装置总效率 3 4 3 总 承联 齿3 4 30 . 9 9 0 . 9 9 0 . 9 8 电机功率： 7 0 . 9 9 8 0 . 9 20 . 8 7 7 3r 程时，在翻转过程中随着翻转角度的变化，端盘所受的转矩 (阻力矩 )大小也不相同。可分为两个阶段，第一个阶段是翻转角由 165 变为 90 ，第二个阶段是翻转角由 90变为 0 ，在返程时两个阶段所受的阻力矩与端环各段所受转矩 不同有关 。 已知条件： 1 5323m 2 3215m 3 4849m 4 2937m = g= 1234重量 返程第一阶段： 行程图见图（ 角 165 90 时。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 程第一阶段端环各部分位置图 由于返程时端环向顺时针方向旋转，故在返程 第一阶段 阶段 （图 示 1、 2、 3、4 为端环结构的原始位置，而 1 、 2 、 3 、 4 是端环结构返程时随 变化而变化的，在此过程中1T、4T、3则整 个端环在返程第一阶段受的阻力矩总和为： 3 2 1 4T T T T T阻 （ + ） - （ + ）3 1 2 4T T T T（ - ） + （ - ）3 1 2 4( ) s i n ( ) c o R G G R 4 8 4 9 5 3 2 3 s i n 3 2 1 5 2 9 3 7 c o ( 2 7 8 c o s 4 7 4 s i n ) 讨论： 2 7 8 c o s 4 7 4 s i n 0当 时 . 2 7 8 c o s 4 7 4 s i n 7874 6 5 a r c t a n 3 0 . 3 9 1 5 故当 时， 无论取何值， ，即动力矩 大于阻力矩，不需买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要电机带动，端环可靠自 身各部分重力矩的差值自由返程。当 时， ，即阻力矩大于动力矩，需要电机带动才能完成翻转，翻转中最大阻力矩为： ( 2 7 8 c o s 0 4 7 4 s i n 0 )T R g 阻 43 7 . 2 4 2 7 81 . 0 3 5 1 0 则返程时所需电机功率： M a n阻 阻 41 . 0 3 5 1 0 195501 1 . 0 8 1 . 2 30 . 8 7 7 3M a W 阻返程第二阶段：行程图见图（ 角 90 0 时。 图 程第二阶段端环各部分位置图 在此过程中1T、2T、4端环在返程第二阶段受的阻力矩总和为： 3 4 1 2 （ +T ） - （ T + T ）3 1 4 2T（ + （ T - T ）买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1 4 2( ) c o s ( ) s i R G G R 4 8 4 9 5 3 2 3 c o s 2 9 3 7 3 2 1 5 s i ( 2 7 8 s i n 4 7 4 c o s ) 在此时无论 取何值 ，即动力矩永远大于阻力矩，故在此阶段不需电机牵引，机构可以凭借自身个部分重力矩实现自由翻转。 综上所述，在往、返程中所需的电动机的功率 最大值 为 W。 择电机的型号 工业生产中常采用三相交流电动机，翻车机用于灰尘较大，经常起、制动和正反转的场合，所以电动机需要较小的转动惯量 ，并需要具有较大的承载能力，根据以上条件，在本设计中选用 Y 系列封闭式交流电动机，电压 380V 根据文献（ 2， 录）选用 电动机，基本性能 如下： 额定功率 - - - - - - - - - 2载转速 - - - - - - - - - 585r/率 - - - - - - - - - - - 转矩 - - - - - - - - - - - 速器的选择 已知：1 7620d m m4020a 1 1 / 以：1 3810r m m21 4 0 2 0 3 8 1 0 2 1 0r a r m m 试取 m=20 得： 1 381Z 2 21Z 由于： 1 2 22 1 13810 1 8 . 1 4 3210n Z ri n Z r 所以： 1212381 1 1 8 . 1 4 3 / m i n 买文档就送您 纸全套，