目 录
1绪论 1
1.1引言 1
1.2概述 1
1.3绞车结构的一般性分析 3
1.4国内外绞车的发展 4
1.5JSDB系列双速多用绞车 4
1.6JSDB系列双速多用绞车的特点 4
2总体设计 5
2.1设计总则 5
2.2已知条件 5
2.3牵引钢丝绳直径及滚筒直径的确定 5
2.3.1钢丝绳的选择 5
2.3.2滚筒参数的确定 5
2.4 传动系统的确定、运动学计算及电机的选择 7
2.4.1传动系统的确定 7
2.4.2计算传动效率 7
2.4.3各级传动比的分配及总传动比 8
2.4.4 计算总传动比 8
2.4.5确定钢丝绳在滚筒上的拉力及滚筒功率 9
2.4.6电动机型号的选择 9
2.4.7 验算电机闷车时，钢丝绳在里层的安全系数... ..... .........10
3齿轮传动的设计计算 10
3.1第一级弧齿锥齿轮传动设计计算 10
3.1.1基本参数 10
3.1.2强度计算 11
3.2第二级齿轮传动的强度校核 15
3.2.1基本参数 15
3.2.2 强度校核 16
3.3第三级齿轮传动的强度校核 20
3.3.1基本参数 20
3.3.2 强度校核 20
3.4第四级齿轮传动的强度校核 24
3.4.1基本参数 24
3.4.2 强度校核 25
3.5第五级齿轮传动前级的强度校核 28
3.5.1基本参数 28
3.5.2 强度校核 29
3.6第五级齿轮传动后级的强度校核 32
3.6.1基本参数 33
3.6.2 强度校核 33
4 轴的设计计算 37
4.1锥齿轮轴的设计计算及强度校核 37
4.1.1轴的初步计算 37
4.1.2轴的强度校核 38
4.1.3锥齿轮轴上键的强度校核.......... . ......................43
4.1.4锥齿轮轴上轴承的寿命验算 43
4.2二轴的设计计算及强度校核 44
4.2.1轴的初步计算 44
4.2.2轴的强度校核 44
4.2.3二轴上键的强度校核.......... . ...... ........ ...........50
4.2.4二轴上轴承的寿命验算 51
4.3滚筒轴的设计计算及强度校核 53
4.3.1滚筒的受力分析 53
4.3.2对滚筒轴进行受力分析 55
4.3.3轴的直径的初定.. ......... . ...... ........ ....... . .. ..56
4.3.4轴的疲劳强度校核 56
4.3.5滚筒轴上的轴承的寿命验算 59
4.3.6联接螺栓强度校核....... . .. .. .... ........ ....... . ....60
5 绞车的操作规程 61
5.1工作前的注意事项 62
5.2工作时应遵守下列事项 62
5.3工作后注意事项.. ......... . ...... ........ .... . ... . .... 63
5.4绞车的维护，拆卸，及修理 63
5.5《煤矿安全规程》对矿井提升机和绞车规定 64
小结 69
参考文献 70
附录 71
翻译部分
英文原文 74
中文译文 79
致 谢 83
摘 要
双速多用绞车是矿山辅助运输设备的一种，利用钢丝绳循环往复工作，实现井下工作设备的运输功能。因其安装方便、操作简单、投资少、费用低、运输距离长及运输连续性等优势，在煤矿生产中，作为主运输或辅助运输设备占有较大的比例。但是目前煤矿上使用的绞车大部分还处于五六十年代的水平，牵引力小，功能简单，功率小，效率低。尽管一些煤矿对其进行的技术改造，但仍然满足不了当前矿井发展和生产的需要。为了进一步做好绞车的改进工作，本文设计了一种新型的辅助运输设备：JSDB-140型双速多用绞车。
JSDB-140型双速多用绞车主要有电动机、联轴器、变速器、卷筒、底座等组成，整个系统配置的方便灵活，外形尺寸小，使用方便，价格较低等优点受到越来越多矿井的欢迎。创新点在于将沿用多年的纵向排布结构改为横向对称结构，这对于工作空间限制极大的矿井生产带来了方便，给工人操作和运输提供了便利。同时安装绞车底座呈雪橇状，在生产现场自移平稳方便，而且绞车重心低，底座刚性好。
文中首先对绞车运输的现状及其在国内外的发展情况和运输过程中的传动系统图进行了简要说明；其次详细地说明了该绞车的结构特点和减速器传动结构的原理，并对该绞车减速器和滚筒装置中各部件进行设计、计算和校核，经校核计算得出各部件强度均满足要求；附录部分附写了该绞车在井下的安装示意图，该绞车的相关技术参数和轴承、齿轮及配用电器的参数等。
关键词:
双速多用绞车 ；新型 ； 矿山辅助运输;滚筒
ABSTRACT
Two-speed multi purpose winch is mine auxiliary transport of equipment, the use of rope work cycle, Underground work equipment to achieve the transport functions. Its easy installation, simple operation, less investment, low cost, long-distance transport and transport advantages of continuity in coal production, as the main transport or auxiliary transport equipment account for a large proportion. However, the current use of coal winch most of the 1950s and 1960s is still in the level of traction small, simple and functional, power of small, inefficient. Although some of its coal technology, but still not enough to meet the current mine development and production needs. To further improve winch improvements, the paper design of a new type of large tonnage auxiliary transport equipment : JSDB-140 type Two-speed multi purpose winch
JSDB-140 type Two-speed multi purpose winch is made up of motor, couple, gearbox and reel. the base formed the entire system configuration to facilitate flexible configuration is small, easy to use, the advantages of lower prices, an increasing number of mine welcome. Innovations will be in use for many years is that the vertical arrangement symmetric structure to a horizontal structure, This great work space constraints of mine production brings convenience to transport workers to operate and provide convenience. Winch also installed base was sled-like, in production from the scene to facilitate a smooth transfer, and winch low center of gravity, good rigid base.
Firstly in this text telling the present condition of the winch conveyance which development circumstance in domestic and international and the system diagram carried on conveyance processes of spread and move the synopsis elucidation;Sencondly explaining the structure characteristics of the winch and the principle of the structure`s spreading of the decelerating machine in order and in detail, and designing calculating and schooling pit the decelerating machine and rollers to that winch equip medium each parts. Each parts of strength all satisfy request by schooling and calculating;The appendix part attached emerging that winch under the well of gearing sketch map and the relating technique parameter ,then the parameters of bearings, wheel gears of that winch and the electric appliances whith matched with the winch etc.
Keywords：
Two-speed multi purpose winch ；new ; the mineral mountain assistance transportment；drum
1 绪论
1.1引言
煤炭是当前我国能源的主要组成部分之一，是国民经济保持高速增长的重要物质基础。但是目前我国的煤炭工业的发展远不能满足整个国民经济的发展需要。因此必须以更快的速度发展煤炭工业。然而，高速发展煤炭工业的出路在于煤炭工业的机械化。
煤炭工业的机械化是指采掘、支护、运搬、提升的机械化。其中运搬包括运搬和辅助运搬。绞车就是辅助运搬的其中一种。我国绞车的发展大致分为三个阶段。20世纪50年代主要是仿制设计阶段；60年代，自行设计阶段；70年代以后，我国进入标准化、系列化设计阶段。
1.2概述
双速多用绞车是供煤矿井下采煤工作面回柱放顶和转移工组面之用。由于它的高度较低重量又轻，特别适用于薄煤层和急倾斜煤层采煤工作面，以及各种采煤工作面回收沉入底板或被矸石压埋的金属支柱。随着机械化采煤程度的提高，它越来越多地被广泛用于机械化采煤工作面，作为安装、回收牵引各种设备和备件
双速多用绞车是一种有效的矿山辅助运搬设备。该型绞车主要应用于回柱放顶之用，同时也可用于上山、下山、平巷等综采工作面设备的搬迁，比如液压支架、溜槽等。此外，拉紧皮带机机头、运料、调度车辆等工作都可以用这种绞车来完成。在港口、码头、建筑工地、工厂企业，这种运搬绞车也可以发挥作用。可见，运搬绞车在煤炭行业、机械行业，包括部分其他行业都有着不可忽视的地位。
绞车在回采工作面的布置方式有以下三种：
1）安装在回风巷内，距回采工作面约。这种布置方式适用条件广，尤其是煤层倾角较大，顶板破碎，压力较大的工作面。但这种布置方式会影响回风巷的运料工作。每一次回柱需移动导向轮，钢丝绳绕过导向轮，多了一个拐弯，摩擦阻力增大，钢丝绳容易损坏。按这种方式布置的回柱绞车，必须沿钢丝绳牵引方向长条式布置，绞车宽度不应超过900mm，过宽则会堵塞巷道。因为运料工人常常从机体旁经过，齿轮一定要密闭，不然就容易引起事故。
2）安设在回采工作面上端，紧靠回风巷上部和密集支柱之间。这种布置方式当顶板较好，煤层倾角较小的条件下采用。但每进行一个循环都须移动绞车，且需移开柱子，因而不够方便。在工作面上方顶板压力较大时，机座受力容易变形，可能引起齿轮啮合不良，甚至回柱绞车有被压埋的危险。
3）安设在工作面上，工作面上有数台绞车同时回柱，加快回柱速度。这种布置方式对浅截深的机采工作面尤为需要。例台徐州矿务局认为，回柱设备是当前提高煤产量的关键。现在安排回柱放顶时间是每天一个班（8h），而用刨煤机进尺1.2m只要2h就能完成，因此，只要加快回柱速度，就会收到提高煤产量的效果。
图1 绞车外形图
1—底座;2—电动机; 3—联轴器; 4—制动器; 5—变速器;6—滚筒
1.3绞车结构的一般分析
1）按驱动机构分
（1）手摇式回柱绞车
手摇式回柱绞车用于人工回柱，体积小，重量轻，移动方便，结构简单。但人工回柱效率低，安全性差，一般只用作辅助作业，或在回收金属支柱时使用。
（2）风动回柱绞车
风动回柱绞车拉力大，重量轻，适用于我国西南地区的超级瓦斯矿，但是风动回柱绞车成本较高，使用范围受到限制。
（3）电动回柱绞车
电动回柱绞车使用范围最广，目前各制造厂生产的多为电动回柱绞车。
2）按滚筒结构分
（1）缠绕式滚筒
缠绕式滚筒具有一定的容绳量，操作简单，使用范围广，但体积和重量都比较大，现在生产的回柱绞车以采用缠绕式滚筒的为最多。
（2）摩擦式滚筒
摩擦式滚筒多制成双曲线型，靠滚筒上的几圈钢丝绳与滚筒的摩擦力带动钢丝绳进行工作，滚筒量不受限制，也不存在排绳子问题，解决了“咬绳现象，这种绞车尚在试验中。
（3）链条滚筒
链条滚筒即用缠绕链条来进行回柱工作。因链条较重，不宜太长，如某厂生产的三吨轻便回柱绞车，链条仅有6m，因此，使用这种回柱绞车的极少。
3）按传动机构分
（1）普通蜗杆蜗轮传动
淮南煤矿机械厂1952年生产的HJ-14型回柱绞车，第一级为普通蜗杆蜗轮传动，再经过二级圆柱齿轮带动滚筒。采用蜗杆蜗轮传动机械效率低，虽具有结构结实耐用的优点，但体积重量都很大，搬运困难，不适于井下狭窄环境和经常移动的特点，故此类回柱绞车已不再生产。
（2）圆弧面蜗杆传动
现在生产的各种回柱绞车均采用圆弧面蜗杆传动，机械效率提高到约为，机器体积和重量都相应减少。
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