凿井绞车设计【6张CAD图纸和说明书】

目 录
摘要 Ⅰ
第一章  概述 1
1.1 设计题目简要说明 1
1.1.1 绞车的分类 2
1.1.2 绞车的特点和性能要求 2
1.1.3 国内外凿井绞车发展状况 3
1.2 设计任务 7
第二章 JZ16凿井绞车总体结构设计 9
2.1 引言 9
2.2 技术规格与参数 9
2.3 凿井绞车的整体设计方案 10
2.3.1  凿井绞车的结构简图 10
2.3.2  凿井绞车的工作原理 10
第三章 传动部件设计计算 13
3.1 钢丝绳的选择与计算 13
3.1.1 选择钢丝绳的参考因素 13
3.1.2 钢丝绳选择 14
3.2 计算卷筒尺寸 15
3.2.1卷筒结构形式的确定 15
3.2.2 卷筒尺寸的计算 16
3.3 电动机的选择 17
3.3.1 选择电动机类型结构型式 17
3.3.2 确定电动机容量 18
3.4 减速器选择 19
3.4.1 减速器类型 19
3.4.2 选择减速器型号 20
3.5 开式齿轮传动的计算 20
3.5.1 齿轮的分类与特点 21
3.5.2 齿轮型式选择与强度计算 21
3.5.3 齿轮结构参数 26
3.6 卷筒轴的设计 26
3.6.1 轴的种类和特点 26
3.6.2 轴的材料选择 27
3.6.3 轴的结构设计 28
3.6.4 轴的强度计算 30
3.6.5 轴的缺陷及其寿命问题 32
3.7 轴承的选择和校核 33
3.7.1 卷筒轴两端轴承 33
第四章 制动机构 35
4.1 制动机构的组成与工作原理 35
4.1.1 制动机构的组成 35
4.1.2 工作原理 35
4.2 制动器的选择与计算 36
4.2.1 块式制动器的选择 36
4.2.2 棘轮停止器设计 36
4.2.3 带式停止器设计 40
第五章 气动系统的设计 43
5.1 气压系统设计 43
5.1.1 气压系统原理图 43
5.1.2 汽缸的选择与计算 43
5.2 选择控制元件 45
5.2.1 换向阀选择 45
5.2.2 减压阀选择 46
第六章 结论 47
参考文献 48
致谢 49
摘       要
结合设计任务，通过对JZ16T型凿井绞车的结构和工作原理的阐述，本文主要阐述了JZ16T型凿井绞车设计结构、传动方案、以及各零部件的计算。包括电气系统对整体运行的控制，液压气动装置对制动所起的作用。本设计思路清晰，内容简明，从结构设计、零件计算到总体安装，言简意赅，准确描述了整个设计过程中所涉及到的每个环节，详细分析了JZ16T型凿井绞车设计中的关键技术。
本设计说明书的主要内容包括：JZ16T型凿井绞车的性能及其发展状况，JZ16T型凿井绞车的起升机构和电气系统的分析与计算，开式齿轮的计算，制动机构的选择与计算，传动系统的设计与布局。
关键词：
凿井绞车  制动器  卷筒  齿轮   传动系统

Ⅰ
第一章  概述
1.1  设计题目简要说明
    本设计针对JZ16T 型凿井绞车进行总体设计，对JZ16T 型凿井绞车的结构和工作原理的阐述，详细分析了JZ16T 型凿井绞车设计中的关键技术。主要设计钢丝绳、卷筒、开式齿轮及电动机与减速器的选择。根据 JZ16T 型凿井绞车的自身特点选用各种零部件。其中以开式齿轮的设计为重点，根据电动机功率及减速器传动比，得出开式齿轮传动比，再由多方面因素具体设计开式齿轮的齿数、分度圆直径及齿宽。制动机构的设计也是本设计中的重点，卷筒的一侧设计有两套安全制动器，即带式制动器和棘轮制动器。最后进行的是凿井绞车传动装置的总体设计，主要包括拟定传动方案、选择电动机、确定总传动比和确定各级分传动比以及计算传动装置的运动和动力参数。这些都需要学生亲自动手动脑，锻炼自己的能力，运用自己所学过的各方面知识，来完成本设计。通过本设计可增强学生对机械设计步骤的认识，加强了这方面的知识，也是对学生总体能力的考核，从中认识到自己的不足。对以后同学们进入工厂或生产基地具有一定的帮助。

图（1-1）JZ16T凿井绞车
绞车是工业生产过程中一种常见的机械，具有悠久的发展历史和比较成熟的设计制造技术。随着绞车制造技术的不断提高、加工材料的不断改进以及电子控制技术的不断发展，绞车在动力、节能和安全性等方面取得了很大的进步。目前，绞车正被广泛地运用于矿山、港口、工厂、建筑和海洋等诸多领域。
在矿山采掘和运输场合，绞车作为重要辅助设备被大量而广泛地运用着，例如凿井绞车、调度绞车、耙矿绞车和矿用提升绞车等。提升绞车可用于矿山竖井或斜井中物品与人员的调度，具有较大的牵引功率和很好的安全性，是矿山生产中不可缺少的设备之一。
绞车的另一个重要用途是港口机械，常见的有集装箱起重机、港口装卸门座起重机、塔式起重机以及轻小型的电葫芦等起重机械，其主要执行机构都是各种形式和结构的绞车。对于这种用途的绞车，要求具备较好的调速性能和很高的安全性能。另外，绞车还被运用于各种线缆的存储、制造和运输，例如纺织机械中的用于存放丝线的线盘和电缆制造中用于存放各种直径缆绳的缆盘。这种情况下，绞车不光要具有一定的调速能力，而且还能够使不同直径的缆绳排列整齐，使用历史和多种多样的用途。
可以说，绞车广泛地运用于各种各样的场合，发挥着不同的作用，也具有各种各样的结构组成。为了更好地研究绞车的结构和性能，需要对绞车的组成和绞车的分类展开探讨。
1.1.1 绞车的分类
绞车多种多样的用途，决定了绞车的种类和组成形式也是多种多样的。按照绞车卷筒的数量分，绞车可以分为三种：单卷筒绞车、双卷筒绞车和三卷筒绞车。
单卷筒绞车是三种类型绞车中最常见的。它只有一个卷筒用来存放缆绳或者铰链，一般用于对卷筒的容绳量要求不高的场合。
另外，按照绞车的驱动方式，通常又把绞车分为电动绞车，气动绞车和液压绞车三种。
1.1.2  绞车的特点和性能要求
通过对绞车应用场合的探讨和绞车结构的分析，可以得知，在工程应用中绞车会具有如下一些特点：
1.负载时变
绞车用于矿山调度、电梯轿厢提升、海洋拖曳等场合时，由于外界环境因素的影响，例如货物重量、海浪、海流等的不断变化，它的负载也在不断变化。这就对绞车的稳定运行造成了很大干扰。如果不采取有效的控制手段，绞车的收放速度就不可能稳定，有时甚至无法正常工作。
2.驱动力矩范围大
这也是由绞车的工作环境决定的，其驱动力范围从几公斤到上百吨不等。
3.要求调速方便，高低速运行稳定
由于收放工作的需要，现在许多绞车都需要能够方便连续地调整收放速度。在高速运行的时候，不能出现飞车的情况；在低速运行的时候，不能出现爬行现象，而且要保持一定的输出力矩。
4.对安全可靠性要求较高
由于绞车一旦出现事故，就有可能对人的生命或财产造成很大的伤害，加上绞车的工作环境大多比较恶劣，所以就要求绞车具有很高的可靠性。因此在设计绞车时设计人员应考虑到绞车的最大负载能力、绞车的防爆性、元件的可靠性等因素。
5.要求具有较好的可操作性
随着对绞车使用要求的不断提高以及自动化技术的发展，绞车的自动化程度也在不断提高。一些先进的电子控制技术、通讯技术的运用，使得现在的绞车能够具有很好的人机接口和远程通信能力，极大地提高了绞车的操作性能。