调度绞车开题报告.doc

机械工程学院毕业设计（论文）开题报告 毕业设计（论文）题目: D11.4型调度绞车的设计学 生 姓 名： 马茂平 指导教师姓名： 刘英林 专 业： 机械设计 2010年4月3日1.课题名称D11.4型调度绞车的设计2.课题研究背景：近40年我国的煤炭行业发生了巨大变化，总裁机械化水平达到国际先进水平，综采单采原煤产量早已突破了百万吨，然而煤炭工业机械化离不开运输，运输又离不了辅助运输设备，绞车就是辅助运输设备的一种。原煤的运输也已经实现了大运量娦式输送机化，但井下轨道辅助运输与之很不适应，材料的运较基本上沿用传统的小绞车群接式的运输，运输战线长，环节多，占用搬运设备、人员多，安全性差，效率低。尽管一些煤矿对其进行了技术改造, 但仍然满足不了当前矿井发展和生产的需要。可见矿井辅运输是当前现代化矿井建设的关键和重点我国绞车的诞生是从20世纪50年代开始的，初期主要仿制日本和苏联的；60年代进入了自行设计阶段；到了70年代，随着技术的慢慢成熟，绞车的设计也进入了标准化和系列化的发展阶段。但与国外水平相比，我国的绞车在品种、型式、结构、产品性能，三化水平（参数化、标准化、通用化）和技术经济方面还存在一定的差距。减速器是调度绞车的关键，国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。最近报导，日本住友重工研制的FA型高精度减速器，美国Alan-Newton公司研制的X-Y式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大目前，我国煤矿很多矿井的辅助运输系统仍然相当落后，基本上仍停留在五、六十年代水平，还在延用无极绳、小绞车等多段分散落后的传统辅助运输方式，运输环节多，系统复杂。由井底车场至采区工作面，需经多次中转编列。一条顺槽就需设置多台调度绞车，占用大量设备和劳力。据有关资料统计，我国煤矿辅助运输人员约占井下职工总数的1/3以上，有些矿甚至达到50。综采工作面搬家，国外一般仅需12周即可完成，用工200500个，而我国煤矿传统方式需要2545d，用工5000个以上。因此，很有必要对调度绞车进行进一步的研究。3.课题研究意义：研究调度绞车有很大的意义，调度绞车是矿山生产系统中最常用的机电设备。调度绞车除主要用于矿井井下及地面装载调度编组矿车、中间巷道中拖运矿车及其它助搬运工作外，在斜巷提升、井口装罐及作翻机动力等方面也得到了广泛的应用。然而绞车在工作过程中普遍存在的一个问题就是钢丝绳在绞车滚筒上缠绕不均,出现咬绳、压绳等现象。尤其是使用了一段时间后的旧钢丝绳,严重时钢丝绳只集中缠绕在滚筒的一侧进而跳出滚筒导致重大事故,对于牵引距离较长的绞车这个问题尤其突出。调度绞车的工作往往是间歇性的,当完成一次牵引任务绳段载荷去掉后,绳头呈自由状态,钢丝绳会因自身弹力作用使缠绕在滚筒上的钢丝绳松圈而出现乱绳现象,同样会影响绞车的正常工作。针对调度绞车提升运输中出现的上述问题, 很有必要对调度绞车进行进一步的研究和改进。本次所设计的绞车结构紧凑，外形尺寸小，能够整机下井；结构为近似对称布置，外形美观；绞车重心低，底座刚性好，运转平稳，安全可靠，安装方便。减少了辅助人员, 改善了工人劳动条件, 运行安全可靠。操作和维修都比较方便。总的来说, 该绞车具有布局合理, 体积小, 寿命长,效率高, 操作方便, 运行安全可靠等特点, 满足了目前煤矿的发展需要, 特别适用于中小型煤矿, 具有很广泛的应用场合和发展前景。此外，通过本次毕业设计，培养了我综合运用机械传动、机械设计、工程学等课程中所学理论知识的能力；培养和提高了我独立分析问题和解决实际问题的能力，为今后适应工作岗位和创造性地开展工作打下坚实基础。4.文献查阅概况：这次设计查阅了与制动器相关的资料，总结如下：4.1、调度绞车在煤矿生产中的应用 煤矿常用的调度绞车主要有：JD一11、4，JD25,JD一40及JD一55等类型。调度绞车具有结构紧凑、占地面积小、安装及撤除操作方便、故障率低、常见故障易处理、维护方便等优点。调度绞车除主要用于矿井井下及地面装载站调度编组矿车、中间巷道中拖运矿车及其它辅助搬运工作外，在斜巷提升、井口装罐及作翻车机动力等方面也得到了广泛的应用4.2、调度绞车卷筒焊接裂纹分析 （1） 卷筒焊接裂纹是因卷筒铸后没有达到退火工艺要求， 魏氏体组织没有完全转化， 在环境温度较低时焊接没有采取预热和保温措施， 使热影响区淬硬性和内应力增大而形成的。（2） 在低温下焊接拘束度、 淬硬性大的铸钢件，铸后要保证退火效果， 消除魏氏组织， 减轻铸造应力， 在较低的温度下焊接， 必须采取预热和保温措施。（3） 改进卷筒焊接工艺后， 对所生产的绞车卷筒全部进行了超声波检查， 没有发现裂纹。实践证明， 对卷筒焊接裂纹形成原因的分析及工艺的改进是正确4.3、齿轮调度绞车的使用注意事项(1)绞车司机必须了解所操作绞车的性能、结构、并熟悉操作方法。(2)钢丝绳的静拉力不得超过规定的数值，而且绝对不允许运送人员。(3)防爆电器设备的检查与维护应符合煤矿安全规程的要求。(4)操作前检查钢丝绳接头是否牢固，支座螺栓和地脚螺栓是否紧固完好，绞车安装是否可靠。(5)检查各部位螺栓、销子、螺母、垫圈等，如有松动、脱落，应及时拧紧和补全。(6)检查闸带有无裂纹，磨损是否超限(闸存 3mm)，拉杆螺栓、叉头、闸把、销轴等是否完好，刹车机构应灵活、准确、可靠。(7)检查信号装置及电机运行操作按钮是否完好和有无失爆现象，信号发出是否清楚和明亮，否则应修理或更换。(8)钢丝绳不准有打结现象和扭绕现象；如果在一个节距内断丝超过10时，应予更换。4.4、行星齿轮传动中齿轮件的合理选材及热处理 行星齿轮传动中的太阳轮同时与几个行星齿轮啮合， 载荷循环次数最多。 因此， 在一般情况下应选用承载能力较高的合金钢， 采用表面淬火、 渗碳淬火和渗氮等热处理方法， 以增加表面硬度。4.5、行星轮的支承结构由行星齿轮传动的原理可知，行星轮是支承在动轴上的齿轮，即通过各 类轴承将行星轮安装在行星架的动轴上。而在行星齿轮传动中，行星轮在轴承是属于承受载荷最大的支承构件。在一般用途的机械传动中大都采用滚动轴承作为行星轮的支承。对于长期运动的、大功率的重载装置中的行星齿轮传动及船舶动力装置中的行星齿轮传动，一般系采用滑动轴承作为行星轮的支承。此外，在高速的或径向尺寸受到限制的行星齿轮传动中，因采用滚动轴承作为行星轮的支承。4.6、绞车的润滑1）绞车的润滑有1号或2号钙钠基脂，也可用1号或2号复合钙基脂。2）润滑脂必须干净，不准混有污物，灰尘及水等杂质。3）润滑脂的工作温度不得超过。4）绞车的注油孔有三处：拆下电机与大端盖联接任一个螺栓，螺孔即为注油孔；拆下挡盘上任一个螺栓、螺孔也即为注油孔；拆下右端轴承盖为直接加油处，注油量应为容油空腔的1/2或1/3。5）机器的润滑不仅关系着机器的正常工作，而且直接影响着机器的寿命，及时充分的润滑对设备安全和延长使用寿命具有寿命具有重大意义。因此必须及时地更换和补充润滑油。润滑油的材质必须符合要求，且不得混入灰尘、污物、铁屑及水等杂质。6）对于新的或大修后的绞车要记住向卷筒中加入号齿轮油，在部分轴承加入1号或2号钙基润滑脂。且在首次使用天后，就必须更换一次润滑油或润滑脂，在以后的正常使用过得中，每三个月还必须更换一次润滑油或润滑脂，以清除绞车在运转过程中磨损的金属屑。润滑油脂中不准混有污物、灰尘、水等杂质。润滑油的工作温度不应超过。换油的方法是：松掉卷筒上的钢丝绳，在看到卷筒圆柱面上露出的两个注油孔后，卸掉油堵，先将卷筒内的废油放净，然后再加入号齿轮油并将油堵旋上密封即可。4.7、总结 通过查阅资料我对调度绞车有了很大的了解，这对随后的毕业设计有很大的帮助。参考文献1 刘玉荣等编. JD-40型调度绞车卷筒焊接裂纹分析. 佳木斯煤矿机械厂， 黑龙江 佳木斯 1546002 耿雷编 .JD-40型调度绞车行星齿轮架损坏原因分析.煤炭技术第二十卷第七期文章编号:1008-8725-0009-023 JD-5.5调度绞车高速级行星减速结构的改进. 煤 矿 机 械2001年第 1期4 周长青编.饶振钢编.行星齿轮传动设计.北京:化学工业出版社，20035 耿玉良,张 杰,郭银生编.调度绞车安全提升控制柜的研制.煤炭技术第21卷第6期6 劳动部，煤炭工业部.绞车操作工.北京:煤炭工业出版社，19987 肖亨旺编.JD-11.4型调度绞车带式闸的改进.工业技术. 文章编号：16730534(2007)03(b)8 肖调燕，余纪生，崔居普，等绞车操作工煤炭工业出版社，1994年9 武来建，郭秋波，耿庆生等编.调度绞车钢丝绳选用应注意的几个问题. 煤矿机械2003年第9期. 10 李君，黄绍服,袁长颂编.JD型调度绞车卷筒回用处理.煤矿机械第29卷第9期11 王君良,姜德生,马斌编.调度绞车防过卷装置的应用.煤矿科技2007年第22期12 王绍定编.矿用小绞车M.北京:煤炭工业出版社，198113 程居山编.矿山机械M.徐州:中国矿业大学出版社，199714 高明霞编.调度绞车辅助紧急制动器的设计. 铁煤集团机械制造公司专题论述15 周全玉编.调度绞车在煤矿生产中的应用.煤矿安全2001年第6期16 罗洪森，韩奇编.绞车全负荷试验装置的研制.能源技术与管理2008年第5期17 郑振凡，郭建平编.行星齿轮传动中齿轮件的合理选材及热处理. 煤矿机械2001年第 9期18 戴步贵编.内齿轮调度绞车的维护及使用注意事项探讨.山东煤炭科技2008年第3 期19 栾兆群,胡建明,孙晓兵编. 矿用新型调度绞车的设计.煤炭机械2000年第8期20 武来建，郭秋波，耿庆生编.调度绞车钢丝绳选用应注意的几个问题.煤炭机械2008年第9 期21 B.H.库德里亚夫采夫，IO.H.基尔佳舍夫编.行星齿轮传动手册.北京:冶金工业出版社，197722 Teruyuki Izumi *, Zuowei Li, Hai Zhou Department of Electronic and Control Systems Engineering, Shimane University, 1060, Nishi-kawatsu, Matsue, Shimane 690-8504, JapanMechatronics 18 (2008) 52953523 Th. Costopoulos *, V. Spitas Laboratory of Machine Elements, National Technical University of Athens, Iroon Politechniou 9, 15780 Athens, Greece：Mechanism and Machine Theory 44 (2009) 1524153424 David F. Thompson*, Shubhagm Gupta, Amit Shukla Department of Mechanical, Industrial and Nuclear Engineering, University of Cincinnati, P.O. Box 210072 Cincinnati OH 45221-0072, USA Received 19 January 1999; accepted 14 July 19995.设计（论文）的主要内容：1）本设计的目的及意义；2）总传动方案的设计（传动原理及结构）；3 ) 总传动参数计算；4）行星传动齿轮啮合参数、强度、几何参数计算；5）行星传动轴的结构设计及计算。6）行星传动轴承的选型及寿命计算。7）其他零部件的结构设计。6.设计（论文）提交形式： 1，设计说明书1本； 2，图纸：调度绞车总装配图1张；行星减速系统的全部零件图底座