煤矿立井提升设备液压摇台设计.doc

中国矿业大学徐海学院2013届本科生毕业设计（论文）摘 要随着人类对非可再生资源的需求量急剧增加，深井开采的大型数字化煤矿立井也随之急剧增加。同时对安全、高效和自动化控制的矿井提升设备提出了更高的要求。作为煤矿立井提升设备的关键部分素有“交通咽喉”之称的现有摇台已经逐步无法满足现场使用要求。长期以来，摇台作为副立井提升系统中连接井口上下水平轨道和罐笼内轨道的专用设备，主要采用承接梁、罐笼和摇臂搭接的有轨结构形式。由于结构设计功能单一，鲜有专著和理论进行研究改进，使用技术和关注程度明显落后于相关提升设备。极易出现墩罐，矿车掉道和效率低下的安全生产事故。本文主要阐述了液压摇台结构设计、摇臂和摇尖受力分析、轴承支座结构设计以及液压缸结构设计和校核。本设计思路清晰，内容简明，从结构设计和零件设计，言简意赅，详细对摇臂和摇尖的受力进行了分析。 本设计说明书主要包括：提升机操车的发展现状、摇台的结构和工作原理、摇台结构的强度计算和校核、轴承支座设计和加工工艺、液压缸设计以及井口操车系统。关键词：煤矿立井提升设备； 液压摇台； 提升机操车； 液压缸； 轴承支座abstractas we human demand increase on non-renewable resources dramatically, the large numbers of deep coal mine shaft increases sharply. at the same time safe， efficient and automatic control mine hosting equipment for the mine is have to provid a higher requirement. as a key part of mine shaft hosting system - known as the transportation throat” of the existing swinging platform has been gradually unable to meet the requirements of field use. over the years, swinging platform has been used as a special equipment in mine vice shaft hosting system, and mainly undertakes track railway structure of the beam, cage seat and arm lapping, which connects the upper and lower level of the wellhead to inner track rail tank of cage. because of the single design features and the little theoretical research monographs, application technology and degree of concerning was obviously behind the associated hosting cquipment.lt always emerges safety production accidents，such as pier tank, truck out of the railway and inefficiency.this paper mainly describes the hydraulic shake table structure design, rocker arm and shook the tip stress analysis, bearing support structure design and the structural design of hydraulic cylinder and check. this design is clear, concise content, concise and comprehensive from the structural design and parts design, the details of the rocker arm, and shaking force analysis pointed.this design instruction booklet mainly include: elevator car operation status, shaking table structure and working principle, the roll structure strength calculation and checking, bearing design and processing technology, the hydraulic cylinder design and well hold the car system.key words: coal mine hoisting equipment; hydraulic shaking table; hoist operation; hydraulic cylinder; the bearing support目 录1 绪论11.1矿井提升机井口操车摇台概述11.2操车系统概述11.3操车系统一般组成和配置22 矿井提升机摇台的结构和工作原理43 立井提升机钢丝绳的理论计算及选择53.1提升机钢丝绳的理论计算53.2立井提升机钢丝绳的选择53.3需要补偿的高度64 矿井提升机井口进车和出车摇台设计74.1论题所给出的需要的已知内容：74.2进出车摇台的摇臂的最大倾斜角度 74.3计算进出车摇台回转轴中心线距离罐笼边缘线的距离 74.4进出侧摇台的摇臂的最大摆动角度，84.5摇台摇臂处于抬起位置时的最大倾斜角度示意图如图：95 井口进车和出车摇台的强度计算校核115.1进出车摇台的摇臂轻轨的强度计算校核115.2 进出车摇台的摇臂和摇尖铰接地方的轻轨的强度计算145.3摇台摇尖铰接销轴的强度校核计算185.4 进出侧车摇台的摇尖销轴孔的拉应力计算校核215.5 进出车侧摇台摇尖的强度计算和校核235.6 摇台摇尖的销轴孔处的拉应力的计算275.7 进出车侧摇台回转轴的计算校核285.8摇台回转轴的各段轴颈设计及各个零件的安装295.9 摇台回转轴的强度校核346 轴承支座设计加工工艺386.1轴承支座的功用分析386.2轴承支座的结构特征386.3确定毛坯的成型方法386.4确定毛坯的铸造工艺方案396.5确定毛坯的铸造工艺参数396.6制定零件的加工工艺路线396.7 制定轴承支座的机械加工工艺尺寸和加工余量407 液压系统主要零部件的选择和设计457.1 液压缸零部件的设计和计算457.2 液压缸各个典型结构的设计和优点497.3 缸筒法兰连接螺栓的选择和校核528 井口操车系统机构558.1 井口操车系统工作过程图558.2 井口操车控制的plc编程56翻译部分61英文原文61中文译文73参考文献84致 谢85841 绪论1.1矿井提升机井口操车摇台概述在使用罐笼提升的立井矿井中，我们需要使用矿车来运送材料等物体，我们需要在罐笼连接部位加装罐笼承接装置，用来将罐笼内轨道和水平面上的固定轨道进行连接，承接装置在各个煤矿上主要采用三种类型：摇台、支罐机和罐座，其中摇台使用的较为广泛。摇台较为普遍的使用是一位它不仅能够在滚筒式提升机上使用，而且它还可以用在摩擦轮式提升机上提升。单绳、多绳摩擦提升都是可以使用摇台这种承罐装置。矿井摇台的特点有很多，运动比较快，行动时间比较短，停罐休止的时间也是比较短的。矿用摇台分为液压摇台，手动电液摇台。摇台指罐笼装卸车时与井口、马头门处轨道联结用的活动平台,多用于矿山工程和石油开采施工中。摇台为一段可摆动的轨道,其一端绕固定轴摆动,另一端当罐笼停好后摇尖搭接在罐笼边缘的导轨衬上,摇台连接了罐内与车场中的轨道,便于矿车进出罐笼。当摇台抬起时，摇台上最突出部的外形与罐笼间留有足够的安全间隙。摇尖的前端,工作时与罐内导轨衬搭接,摇尖铰接在摇臂上,可以自由转动一定的角度,摇尖的尾部设有配重,使其前部经常处于抬起状态。当由于摇台放下出现事故后,罐笼通过时,摇尖头部被撞向下旋转,则罐笼安全通过.摇尖和导轨衬的结构保证了摇台与罐笼搭接时,侧向能可靠定位,从而保证罐笼内外轨道不会错位,避免发生矿车掉道事故。1.2操车系统概述操车系统分立井操车系统和斜井操车系统两种，分别应用于立井或斜井的井口或井底车场，进行操车作业。操车系统为机电液一体化的综合控制系统，由推车机、抱轨式阻车器、摇台（立井用）、安全门（立井用）、集控液压系统、电控操作台等部分组成。所有设备均为电液动力控制，采用双机双泵的双动力源集中控制液压站提供动力，并通过plc集中控制操作台实现集中控制，极大地提高了井口操车系统的自动化水平。 相对于旧式的井口操车系统，机电液一体化操车系统不仅安装基础浅、施工成本低，而且可较好的实现推爪进罐，方便的执行推车、卸车、限位、调运矿车等功能，操车工艺先进，工作效率极高。同时，操车系统所有的组成部件在电控方面实现了安全闭锁，故障率极低，运行非常可靠。基于上述产品性能优势，自本产品推入市场以来，已成为新井建设或旧井口改造的必选设备，广泛的应用于煤矿和其它非煤矿山。根据使用工况的不同，本产品可设计为防爆结构或非防爆结构1.3操车系统一般组成和配置斜井操车系统各功能部件的布置原则为：每股道设置一台推车机、两台抱轨式阻车器，一套集控液压系统、一套电控操作台。如井口需安设操车设备的轨道为双股道，则应共设置两台推车机，四台抱轨式阻车器，一套集控液压系统、一套电控操作台，即液压及电控控制系统应对两股道的操车设备实现集中控制。立井操车系统各功能部件的布置原则为：每股道设置一台推车机，两台抱轨式阻车器，一套摇台，一套单轨安全门、一套集控液压系统、一套电控操作台。如井口为双股道，采用双罐笼提升，则应共设置两台推车机，四台抱轨式阻车器，两套摇台，一套双轨安全门、一套集控液压系统、一套电控操作台，即液压及电控控制系统应对两股道的操车设备实现集中控制。推车机分销齿式推车机、链式推车机、绳式推车机三种，根据用户的实际工况来选择合适的一种，均采用大扭矩液压马达直接驱动。摇台、阻车器执行元件为油缸，采用集中控制，并实现机械闭锁。安全门动力采用液压马达，这样使安全门既符合了煤矿安全规程的“信号发出后，不能人为打开安全门”的规定，又确保了安全门运动速度可调。液压系统为完全独立的双路液压泵站，一路工作，另一路备用。主要元件采用进口件，液压系统设置压力、温度、液位、油脏保护和卸荷功能，保证系统长期稳定工作。电控系统的所有传感器无触点化，不仅提高了系统可靠性，而且具有防腐蚀、防水、防震等优点,可以在恶劣的环境中工作。电控采用高可靠性的进口plc控制，井下环境中所有电路接入隔爆箱，可靠无故障，可高效的监测操车设备各组成部件的运行状态，同时接受操作人员的控制信号，控制各操车设备安全有序运行。下表给出了在单罐笼提升和双罐笼提升两种情况下，井口和井底车场所用销齿操车设备的组成明细：如果立井为单罐笼提升，那么井口为单股操车道，则操车系统共设置一台操车机，两台抱轨式阻车器，一套摇台，一套单轨安全门、一套ykc型集中控制液压站，一台kjh118型操车电控系统。如果立井为双罐笼提升，则井口为双股操车道，操车系统共设置两台推车机，四台抱轨式阻车器，两套摇台，一套双轨安全门、一套ykc 型集中控制液压站，一台kjh118型操车电控系统，即液压和电控系统对两股道的操车设备实现集中控制。井口各个水平和井口水平相比较，只要操车作业的方式相同，那么在操车部件数量上就是相同的，只是在推车机或者摇台的规格上可能有所不同。推车机有三个种类,它的选用要根据推车行程、电机功率、推力等参数来确定的，这些参数要根据现场确定。摇台和阻车器的执行元件为油缸，安全门的执行元件为液压缸（或油缸），都是通过集中控制液压站来集中控制的。操车系统不包括轨道、槽钢基础和铺板等辅助材料。操车系统在斜井方便与立井的主要区别是没有安全门和摇台，其他配置基本是一致的。2 矿井提升机摇台的结构和工作原理摇台是由能绕转轴转动的两个摇臂和其他附属零件组成，如图2-1所示。它安装在通向罐笼进出口的位置。摇台工作原理：当罐笼停于卸载位置时，动液压缸3中的压缩油液排出，装有轨道的摇臂1靠自重绕回转轴5转动，下落并搭接到罐笼底座上，将罐笼内轨道与车场的轨道连接起来。矿车进入罐笼后，压缩油液进入液压动力缸3，推动滑车8。滑车8推动摆杆套9前的滚轮10，让回转轴5转动而使摇臂1抬起。当液压动力缸3发生故障或因其他原因不能动作时，也可以临时用手动手柄2进行人工控制操作。此时需要将销子7去掉，并使配重部分4的重力大于摇臂1部分的重力。这时摇臂1的下落靠手动手柄2转动回转轴5，抬起靠配重4实现。 图2-1 摇 台 摇臂；2手动手柄；3液压缸；4配重；5回转轴；6摆杆；7销子；8滑车；9摆杆套；10滚轮3 立井提升机钢丝绳的理论计算及选择罐笼载入人或者矿车前后会引起提升机钢丝绳的伸长与收缩，这样设计摇台的时候就必须考虑摇台的调节高度，由此，必须考虑提升机钢丝绳的选型。3.1提升机钢丝绳的理论计算3.1.1提升机钢丝绳的单位重量： kg/m式中：-允许最大下放重量，=6500 kg； -罐笼的重量，=8500 kg； -钢丝绳的抗拉强度， ； -钢丝绳静力安全系数用混合提升时的情况，因此取=7.5； -钢丝绳工作垂直长度, =544 m。最大下放重量是设计课题给出的已知数值，一次有效的提升量：6500kg；罐笼的重量也是已知的，即为单层罐体的重量：8500kg; 和均为查表得到；提升机钢丝绳的工作垂直长度,其中是井架的垂直高度：34m ; 是已知的提升高度：510m 。3.2立井提升机钢丝绳的选择根据选择提升机钢丝绳：立井多绳摩擦（不旋转）提升钢丝绳，有关参数见表格1-1表1-1钢丝绳直径 /mm钢丝断面积 /参考重量 kg/100m抗拉强度 n/破断拉力 /n441520855177013300003.3需要补偿的高度3.3.1提升机钢丝绳的弹性伸长量： 其中公式中：-钢丝绳钢丝断面积之和， ； -提升罐笼的轻、重载荷之差，n；即为最大下方的重量：6500kg -钢丝绳全部工作长度，m；-由于引起的提升钢丝绳伸长量，m； -提升机的钢丝绳的弹性模量，。将已知的数值代入到公式得： =190 mm =360 mm 其中公式中：n取2.0。3.3.2提升机罐笼的停罐位置误差50 mm由以上条件可得 井口摇台的总调节高度h h=360+50 =410 mm 4 矿井提升机井口进车和出车摇台设计4.1论题所给出的需要的已知内容： 进车和出车摇台的轨距均为600 mm 提升矸石：q=21800=3600kg (即为两辆一吨的矿车)两种摇台的摇臂抬起后摇尖与罐笼边缘的最小间隙x均为300 mm两种摇台的摇尖与罐笼搭接最小距离y均为 50 mm4.2进出车摇台的摇臂的最大倾斜角度 示意图如图4-1 图-1 进车： .9 出车： 11.5 4.3计算进出车摇台回转轴中心线距离罐笼边缘线的距离 进车侧：代入解得： 出车侧： 代入解得： 图4-2由此可知进出车侧的摇臂均可以选择1500mm4.4进出侧摇台的摇臂的最大摆动角度，进车侧 =出车侧 =234.5摇台摇臂处于抬起位置时的最大倾斜角度示意图如图： 进车侧 ： 代入数据： 由此解得： 出车侧 ： 由此解得： 图4-3因此，摇台摇臂在抬起来时的位置和下极限位置之间的夹角为： 5 井口进车和出车摇台的强度计算校核论题已知的基本数据：进出车摇台的摇臂长度均为： 1500mm两个摇台所使用的矿车的吨位均为： 1吨一吨的矿车载入矸石的重量： 1800 kg5.1进出车摇台的摇臂轻轨的强度计算校核 摇臂受力情况如图5-1 矿车行走于摇臂之上，每个车轮作用在摇臂上的力： =8930 n 由于进车侧和出车侧的摇台这里的基本数据都是一样的，因此，此时的作用力也都是相同的，q均为8930n。上述的公式里：-矿车自重，一吨矿车重 =630 kg；-矿车载重，一吨矿车载矸石重 =1800 kg；-矿车经过摇台时产生冲击振动的动力系数，=1.5。 图5-1 矿车行走于摇臂之上，摇臂上受到的力会随着矿车的运动而运动的，假设矿车所有轮子作用在摇臂上的力都是一样的，摇臂上的最大弯矩，由以下的公式得到： 摇臂衔接到罐笼轨道处时受到的支反力： a-a截面处的弯矩： 式中： -长摇臂长度， =1500 mm；-一吨箱式矿车轴距， =550 mm。取 即 得： =612.5 mm将值代入及式得支反力： =7292.8 n最大弯矩： =4466860 n cma-a截面弯曲应力：=41359.8 =41.3 式中：w-截面模数，30 kg/m 钢轨的截面模数为： 。许用应力：为了保险考虑，摇臂强度只需要按轻轨受力强度计算。轻轨为30kg/m轻轨，轻轨基本弯曲许用应力为=225 ，轻轨抗拉强度=550 。对于摇臂的应力集中、表面质量的制造问题、腐蚀疲劳强度等因素的影响，许用弯曲应力为： =175 式中：-许用基本弯曲应力，轻轨基本许用弯曲应力：=225 ； -第类载荷作用下的折减系数， =1.286； kiii-第iii类载荷作用下的折减系数， kiii =1.44。 -表面的质量系数，为=1.2； -轻轨有效的应力集中系数，为=1； -轻轨表面的腐蚀疲劳系数，为=1.2； 1.4-安全系数。由于=41.3 175 ，所以长摇臂的强度足够。以上的计算进出车的计算结果是一样的，因此两种摇臂的强大都是符合要求得到。5.2 进出车摇台的摇臂和摇尖铰接地方的轻轨的强度计算摇臂与摇尖连接处的轻轨是组合面。摇尖采用整体的锻造或铸件，锻铸件刚性好。摇尖铰接在摇臂之上，能够自由的转动一定的角度，摇尖的尾端接有配重，使得摇尖一直处于抬起的状态。摇尖衔接部分的图如下： 在矿车前轮行驶到截面时，该组合面的弯矩最大。 摇臂与摇尖连接处的受力图如图5-2，组合截面图如图5-3 支反力： =11013n图 5-2受力图示意图 图5-3组合面示意图 截面弯矩： = =3304100 n .cm 组合截面重心到轻轨边缘的高度： =6.10 cm 公式里：a-30 kg/m轻轨纵截面的面积，a=38.32 ； e-30 kg/m钢轨重心至轨道顶面的高度距离，e=5.60 cm； -轻轨截断部分面积； =4.77 h-30 kg/m轻轨的高度，h=10.8 0cm； s-30 kg/m轻轨截断部分的高度； s =10.803.0955.755 =1.30 cm -夹板截面积的近似值； =14.4x2 =28.80 -中心板重心到轻轨顶端的距离，=5.88 cm。 断面惯性力矩 =607.50 式中：-30 kg/m轻轨的惯性力矩，=606 ； b-30 kg/m轻轨的底宽，b=107.95 mm； -轻轨下方割掉后的宽度，=5.5 cm； s-30 kg/m轻轨中心板腰厚，s=1.20 cm。 当矿车的车轮行走在轻轨截面的位置时，轻轨产生弯曲变形。轻轨底面受拉应力，轻轨顶端受压应力，因此我们需要考虑各自的力的分析和计算验算。 轻轨底面的弯曲应力： =25.55 轻轨顶面的弯曲应力： =33.17 其中公式里：-断面轨道底端截面模数； 代入数据得： =129.30 -断面的轨道顶端截面模数。代入数据得： =99.6 轻轨的许用弯曲应力：-基本许用弯曲应力，轻轨的基本许用弯曲应力 =225 mpa-第类载荷作用下的折减系数，用在摇臂轻轨强度计算，取=1.286故 =225/1.286 =175 因为 25.55 175 且33.17 175 进出车侧的摇台数据是相同的所以，两种摇臂与摇尖铰接地方截面强度满足要求。5.3摇台摇尖铰接销轴的强度校核计算摇尖连接销轴的受力如图5-4,此时的车轮中心线位置距离摇尖边缘线的距离为245mm,即是销轴孔中心距离摇尖边缘线位置的距离。在矿车前车轮到达摇臂与摇尖铰接的销轴的上方处，下图c-c断面地方的弯矩最大，销轴对应的弯矩力也是最大。根据有关公式计算，摇尖搭接在罐笼连接处的支反力： =11669 n 图5-4销轴承受摇台摇尖承接在罐笼之上的支反力以及摇臂对摇尖的平衡力 n的作用力见图5-5、5-6。 图5-5图5-6摇臂对摇台摇尖的作用反力： =43981 n =45503 n销轴的作用力图以及弯矩图见图5-7 图5-7连接销轴的弯矩： =910060 n cm连接销轴的直径： =3.7 cm根据销轴标准表查得，取d=45mm式中：-销轴的弯曲许用应力； =166.4 0-查表得45号钢经过调质处理后，基本弯曲许用应力，=214 ；-第二类载荷作用之下的折减系数，代入到连接用销轴强度计算， =1.286。5.4 进出侧车摇台的摇尖销轴孔的拉应力计算校核 当摇臂和摇尖铰接用的销轴受力最大的同时，摇台摇尖的销孔轴受拉应力此时也是最大。摇台的摇臂和摇尖铰接处的销轴孔示意图见图5-8 图5-8摇尖的销轴孔的内壁受到的最大的拉应力为： =28.32 公式内的各个符号 ：其中 f-摇臂的销轴孔所受拉力的面积； =28.8 因此，代入得 =1580n/而且 -销轴孔的半径，=2 .4cm； -摇臂边缘对应外圆半径，=5.4 cm。销轴孔的许用拉伸应力： =213.8 其中公式中：-45号钢经过调质处理之后，拉伸的基本许用应力；=275 -第类载荷下的折减系数，取 =1.286。因为 ， 所以根据上面的校核结果摇臂销轴孔处受拉强度满足要求。 5.5 进出车侧摇台摇尖的强度计算和校核 5.5.1两种摇台的摇尖强度计算 在矿车的前轮作用在摇尖断面上，此时的断面的弯矩是极限值。检验此时的截面的强度，此时的车轮中心线位置距离摇尖边缘线的距离为140mm,摇尖受力情况如图5-9 、截面尺寸见图5-10 。 根据有关公式计算得摇尖上的支反力： =12918.73 n 图 5-9摇尖的断面处的弯矩： 14 =180862.27 n cm 当矿车的前轮行走在摇尖上的时候，摇尖的顶端平面受压应力，底端面受拉，分别验算其应力。 顶部弯曲应力： =116 图5-10 底部弯曲应力： =120 其中：-摇尖的断面顶端的截面模数； =15.55 -摇尖的断面顶部的宽度，=6 cm； -摇尖的断面底端宽度, =5.5 cm； -摇尖的端面底部截面模数，=4 cm； -摇尖的断面底端部的截面模数。 =15.10 最后计算摇尖的弯曲许用应力： =252 其中：-基本弯曲许用应力，摇尖采用的是45号钢，而且摇尖要经过锻造处理，取 =433 -第二类载荷作用下的折减系数，取 =1.72； kiii-第三类载荷作用下的折减系数，kiii =1.44 -钢材的表面质量系数，取=1.2； -钢材的有效应力集中系数，取=1； -钢材的腐蚀疲劳系数，取=1.2； 根据上面的计算结果可以得到 ,且 所以可以判定摇尖的强度足够。5.6 摇台摇尖的销轴孔处的拉应力的计算 受力及尺寸见图5-11 图5-11在摇台的摇臂和摇尖铰接处的销轴孔受到最大的拉应力时，摇台的摇尖销轴孔受拉应力也是最大的，它的拉应力是销轴所受合力p的一半。检验摇尖销轴孔内表面受到的最大拉应力： 上述的公式里： q-单位压应力；=1580 n/ f-摇尖销轴孔受拉面积。 f=62.4=14.4 r-摇尖的销轴孔半径， r=2.4 cm；r-摇尖的销轴孔外圆半径， r=4.5 cm。许用应力： 式中： -拉伸基本许用应力，摇尖采用的是45号钢，而且摇尖要经过锻造处理，45号钢经调质处理拉伸许用应力 =275 ； -第二类载荷作用下的折减系数， 取=1.286。由于， ，因此可以证明摇尖销轴孔的拉应力强度足够。5.7 进出车侧摇台回转轴的计算校核摇台摇臂设计长度为1500 mm,材料为30kg/m的轻轨，摇臂的重量约为两根轻轨的重量，因此摇臂的质量m为： =90kg摇台的摇臂重心距离摇台回转轴的距离a为750 mm，所以，可以计算摇臂重心至其回转轴的力矩是： = =9.8900.75 =661.5 n.m为了使得摇臂可以靠自身重量下落，所用的配重物体重心到回转轴的转矩应当小于摇臂到转轴的转矩，配重物体选择铸铁，安装配重的轴选择45号钢材,直径选择40mm,长度900 mm,整个安装示意图如图5-12图5-12 配重块的质量m设计为： kg 取为95kg； 式中：m-配重块的质量，kg； 0.64-配重块重心到摇台回转轴的垂心距离，m； 661.5-摇臂到回转轴的转矩，n m； 0.02-安装配重物体的轴的半径，m； -45号钢材的密度，kg/m； 0.9-安装配重物体的轴的长度，m； 0.443-配重块轴的重心离摇台回转轴中心的垂直距离，m。 5.8摇台回转轴的各段轴颈设计及各个零件的安装轴的各段安装如图5-13 整体安装图5-13 轴段1用于安装螺母，轴段长度l1=40mm, 轴的直径，因此螺母型号选择m42 ， gbt6171-2000，此段轴上的螺母其实只是对轴承支座的进一步固定定位，具体数据参见图5-15和表格5-1。 6个轴段的分布图5-14图5-15 表5-1 d /mm m /mm s /mm e /mm42346472.02 轴段2全长l2=198 mm，直径 mm，用于安装轴承、轴承支座和摇臂钢轨，这里使用的轴承选用深沟球轴承6210，质量为0.463 kg， gb276-1994，具体数据参见图5-16和表格5-2 ，轴承的具体校核参见后边；套筒内径50 mm；轴承支座总高度为135mm,总宽度为255mm,30 kg/m轻轨底面宽度是108 mm，具体尺寸的设计见后面详细设计，主要尺寸见图5-17；选用键的类型及尺寸：普通a型平键， ，gb1095-2003。表5-2d /mmdamax/mmd /mmdamin/mmb /mm90 83 50 57 20深沟球轴承6210图5-16轴承支座图5-17轴段3用于安装配装轴，两端的配装轴和摇臂用螺栓连接，以保证轴向定位，还有一个作用就是能够保证配装能和摇臂一起绕回转轴旋转，以此来达到配装的作用，六角头螺栓选择m18 1.5150，gb/t5782-2000,其中螺纹部分长92mm,示意图如图5-18，轴段直径d3=60 mm，总长l3=552 mm。 螺栓示意图5-18 轴段4用于安装另一根摇臂、轴承、另一个轴承支座、轴套、摆杆和摆杆套，该轴段的直径mm，总长 l4=308 mm。该轴段上的键和深沟球轴承尺寸、型号和轴段2是一样的；套筒长度为30mm,直径为50mm,用在轴承支座和摆杆之间；摆杆和摆杆套的宽度分别为40 mm， 40 mm，只有摆杆套上装有键，键的类型及尺寸：普通a型键，gb1095-2003；由滑车带动摆杆的转动，摆杆的转动带动摆杆套的转动，摆杆套转动带动轴，轴带动摇臂抬起来，这样就形成摇台工作，因此，摆杆和摆杆套的作用是非常重要的，摆杆和摆杆套是靠销轴连接起来的，销轴直径取16mm，摆杆上利用销轴装有一个滑轮，摆杆和摆杆套的示意图如图5-19。 图5-19 轴段5用于安装六角螺母，其功能是用于摆杆套的轴向定位，轴段直径为d5=42,总长l5=37，螺母的具体尺寸和型号和轴段1的相同。 轴段6为正四棱锥和螺纹组合结构，总长度=74 mm，用于安装摇台的操作手柄。 深沟球轴承和轴的周向定位是采用过渡配合保证的，因此，轴段直径尺寸公差为m6.。 确定轴的各段轴肩处的圆角及倒角尺寸，各段轴肩处的圆角半径取r2，轴肩倒角取。5.9 摇台回转轴的强度校核 在矿车后轮作用于摇台回转轴的上方时，作用在回转轴上的力最大 见图5-20图5-205.9.1作用在回转轴上的集中力： 由 得 代入各个数据得 ： 解得： n 其中 n 图5-21 回转轴对应的弯矩： =2100240 n mm 扭矩： =661500 n mm 当量弯矩： =449043n mm5.9.2校核轴的强度 轴的计算应力为： =41.4 因此摇台回转轴的强度满足要求。w-摇台的回转轴的截面模数，其中回转轴的截面图如图5-22图5-22 w= = 10848 =166.4 0-查表得45号钢经过调质处理后，基本弯曲许用应力，=214 ； -第二类载荷作用之下的折减系数，=1.286。回转轴的力矩、弯矩、扭矩图如图5-23： 图5-236 轴承支座设计加工工艺6.1轴承支座的功用分析轴承支座类似于支撑轴承的箱体，它承接了箱体的功能，比箱体更为方面，便于轴承的安装和应用，轴承座更容易调节安装，轴承座的好处还可以有更好的配合，更方便轴承的安装，制造加工的成本也比较便宜。轴承支座的内孔为mm 和深沟球轴承的外圈相配合。6.2轴承支座的结构特征 轴承座底座上面两边各有一个定位孔，形状成方圆形，而且横向几何中心和底座的几何中心重合，孔的总长和总宽为23mm,18mm,上底座与下底座各占半个圆形结构，上下端通过螺栓连接，螺栓选择m14x1.5，总长为65mm ，gb/t5782-2000 , 其中螺纹部分的长度为30mm,螺栓上加一个标准型弹性垫圈 gb/t93-1987 示意图如图6-1，具体尺寸如表格6-1， 图6-1表6-1d min/mms公称/mmb公称/mms max/mmm/mm12.22.53.56.251.