JD-1型调度绞车设计
69页 32000字数+说明书+任务书+外文翻译+4张CAD图纸【详情如下】
主轴A3.dwg
减速器A0.dwg
右端盖A4.dwg
外抱带式制动闸A1.dwg
外文翻译--滚柱轴承初始故障诊断的方法 中文版.doc
外文翻译--滚柱轴承初始故障诊断的方法 英文版.pdf
底座A1.dwg
总装图A0.dwg
挡盘A2.dwg
任务书.doc
目录.doc
行星架A2.dwg
行星齿轮A3.dwg
说明书封面.doc
JD-1型调度绞车设计说明书.doc
目 录
1 概述……………………………………………………………………………………………1
1.1调度绞车的简介…………………………………………………………………………1
1.2用途及适用范围…………………………………………………………………………1
1.3 本文所做的基本工作……………………………………………………………………2
2 调度绞车的总体设计…………………………………………………………………………2
2.1设计参数…………………………………………………………………………………2
2.2结构特征与工作原理……………………………………………………………………2
2.3 选择电动机………………………………………………………………………………3
2.3.1电动机输出功率的计算………………………………………………………………3
2.3.2确定电动机的型号……………………………………………………………………4
3 滚筒及其部件的设计…………………………………………………………………………4
3.1 钢丝绳直径的确定及滚筒直径的确定…………………………………………………4
3.1.1钢丝绳的选择…………………………………………………………………………4
3.1.2滚筒参数的确定………………………………………………………………………5
3.1.3卷筒钢丝绳运动参数的计算…………………………………………………………6
4 行星齿轮传动概论……………………………………………………………………………6
4.1行星齿轮传动的定义……………………………………………………………………6
4.2行星齿轮传动符号………………………………………………………………………7
4.3行星齿轮传动的特点……………………………………………………………………7
5 减速器设计……………………………………………………………………………………9
5.1总传动比及传动比分配…………………………………………………………………9
5.1.1总传动比………………………………………………………………………………9
5.1.2传动比分配……………………………………………………………………………9
5.2高速级计算………………………………………………………………………………9
5.2.1配齿计算………………………………………………………………………………9
5.2.2 按接触强度初算a-g传动的中心距和模数…………………………………………9
5.2.3几何尺寸计算…………………………………………………………………………10
5.2.4 验算a-g传动的接触强度和弯曲强度………………………………………………11
5.2.5根据接触强度计算来确定内齿轮材料………………………………………………16
5.2.6 g-b传动的弯曲强度验算……………………………………………………………17
5.3低速级计算………………………………………………………………………………19
5.3.1配齿计算………………………………………………………………………………19
5.3.2按接触强度初算b-g传动的中心距和模数…………………………………………19
5.3.3几何尺寸计算…………………………………………………………………………20
5.3.4验算b-g传动的接触强度和弯曲强度………………………………………………21
5.3.5根据接触强度计算来确定内齿轮材料………………………………………………26
5.3.6 g-b传动的弯曲强度验算……………………………………………………………27
5.4传动装置运动参数计算…………………………………………………………………29
6传动轴的设计计算……………………………………………………………………………30
6.1计算作用在齿轮上的力…………………………………………………………………30
6.2初步估算轴的直径………………………………………………………………………30
6.3轴的结构设计……………………………………………………………………………30
6.3.1确定轴的结构方案……………………………………………………………………31
6.3.2确定各轴段直径和长度………………………………………………………………31
6.3.3确定轴承及齿轮作用力位置…………………………………………………………31
6.4绘制轴的弯矩图和扭矩图………………………………………………………………31
6.5轴的计算简图……………………………………………………………………………33
6.6按弯矩合成强度校核轴的强度…………………………………………………………34
7滚动轴承的选择与寿命计算…………………………………………………………………34
7.1基本概念及术语…………………………………………………………………………34
7.2轴承类型选择……………………………………………………………………………35
7.3按额定动载荷选择轴承…………………………………………………………………35
8键的选择与强度验算…………………………………………………………………………36
8.1电机轴与中心轮联接键的选择与验算…………………………………………………37
8.1.1键的选择………………………………………………………………………………37
8.1.2键的验算………………………………………………………………………………37
8.2 主轴（滚筒轴）与行星架联接键的选择与验算………………………………………38
8.2.1键的选择………………………………………………………………………………38
8.2.2 键的验算……………………………………………………………………………38
8.3 行星架与滚筒联接键的选择与验算…………………………………………………38
8.3.1 键的选择……………………………………………………………………………38
8.3.2 键的验算……………………………………………………………………………38
9 制动器的设计计算…………………………………………………………………………39
9.1制动器的作用与要求……………………………………………………………………39
9.1.1 制动器的作用：………………………………………………………………………39
9.1.2 制动器的要求：………………………………………………………………………39
9.2 制动器的类型比较与选择……………………………………………………………39
9.2.1制动器的类型有：……………………………………………………………………39
9.2.2 制动器的选择………………………………………………………………………39
9.3 外抱带式制动器结构…………………………………………………………………40
9.4 外抱带式制动器的几何参数计算……………………………………………………40
10 结构设计……………………………………………………………………………………49
10.1 行星齿轮传动的均载机构……………………………………………………………49
10.1.1 均载机构的类型和特点……………………………………………………………49
10.1.2 行星轮间载荷分布不均匀性分析…………………………………………………49
10.1.3 行星轮间载荷分布均匀的措施……………………………………………………51
10.2 行星轮的结构及支承结构……………………………………………………………52
10.2.1 行星轮的结构………………………………………………………………………52
10.2.2 行星轮的支承结构…………………………………………………………………54
11 主要零件的技术要求………………………………………………………………………55
11.1 对齿轮的要求…………………………………………………………………………55
11.1.1 齿轮精度……………………………………………………………………………55
11.1.2 对行星轮制造方面的几点要求……………………………………………………56
11.1.3 齿轮材料和热处理要求……………………………………………………………56
12 绞车的安装及安装调试……………………………………………………………………56
12.1 绞车的安装……………………………………………………………………………56
12.2 绞车安装调试…………………………………………………………………………56
13 使用与操作…………………………………………………………………………………57
13.1 一般要求………………………………………………………………………………57
13.2 操作前注意事项………………………………………………………………………57
13.3 操作要求和操作方法…………………………………………………………………57
14 安全保护……………………………………………………………………………………58
15 维护与保养…………………………………………………………………………………58
16 可能发生的故障及消除方法………………………………………………………………59
17 绞车的润滑…………………………………………………………………………………59
小结……………………………………………………………………………………………61
参考文献………………………………………………………………………………………62
附录……………………………………………………………………………………………63
致谢……………………………………………………………………………………………74
摘 要
调度绞车是矿山生产系统中最常用的机电设备，主要用于煤矿井下和其他矿山在倾角度小于30度的巷道中拖运矿车及其它辅助搬运工作，也可用于回采工作面和掘进工作面装载站上调度编组矿车。
在设计过程中根据绞车牵引力选择电动的型号以及钢丝绳的直径，选择后验证速度是否与设计要求速度一致，根据要求设计绞车是通过两级行星轮系及所采用的浮动机构完成绞车的减速和传动，其两级行星齿轮传动分别在滚筒的两侧，从而根据设计要求确定行星减速器的结构和各个传动部件的尺寸，根据滚筒的结构形式选择制动装置为带式制动，并对各个设计零部件进行校核等等。绞车通过操纵工作闸和制动闸来实现绞车卷筒的正转和停转，从而实现对重物的牵引和停止两种工作状态。设计中绞车内部各转动部分均采用滚动轴承，运转灵活。
JD-1型调度绞车采用行星齿轮传动，绞车具有结构紧凑、刚性好、效率高、安装移动方便、起动平稳、操作灵活、制动可靠、噪音低以及隔爆性能、设计合理、操作方便，用途广泛等特点。
关键词：调度绞车； 带式制动；行星轮系
ABSTRACT
Mine production Dispatching winch system is the most commonly used in electrical and mechanical equipment, mainly for underground coal mine and other mines in the dumping of less than 30 degrees angle of the roadway in the haulage mine car handling and other auxiliary work, can also be used for mining and tunneling Face Face loading station on the scheduling grouping tramcar.
In the design process in accordance with electric winch traction choose the type and the diameter of wire rope, after the choice of whether or not verify the speed consistent with the design requirements of speed, according to winch was designed by two rounds of the planet and used by the body floating completion of the slowdown and drive winch , The two planetary gear transmission in the drum on both sides, in accordance with design requirements so as to determine the structure and planetary reducer in various parts of the drive size, according to choose the form of the structure of drum brakes for the belt brake, and various design Parts and components for checking and so on. Winch through the manipulation of gates and brake drum gates to achieve the winch is to turn and stop, thus realizing the weight of traction and the suspension of the two working condition. Winch in the design of the internal rotation of the rolling bearings are used, flexible operation.
JD-1 to Dispatching winch used planetary gear transmission, the winch is compact, rigid and efficient, easy to install mobile, starting a smooth, flexible operation, the brake reliable, low noise and flameproof performance, design reasonable, easy to operate, such as extensive use Characteristics.
Keywords：Scheduling winch; belt braking; round of the planet.
1 概 述
1.1调度绞车的简介
调度绞车是通过两级行星轮系及所采用的浮动机构完成绞车的减速和传动。通过控制电机的正反转及操纵两个刹车闸的不同刹紧状态实现绞车卷筒的正转、反转和停转，从而实现对重物的牵引、下放和停止三种工作状态。深度指示器通过指示器的齿轮与卷筒上内齿轮的啮合带动与指示器相联的丝杠的旋转，达到显示深度的目的。绞车内部各转动部分均采用滚动轴承，运转灵活。绞车是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备（见起重机械），又称卷扬机。绞车可以单独使用，也可作为起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。
调度绞车是矿山生产系统中最常用的机电设备。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。针对小绞车提升运输中出现的上述问题,研制开发适用于平巷以及巷道起伏。
调度绞车护绳装置，属于矿山用调度绞车装置技术领域。以往绞车仅在滚筒后部设置护绳板，操作人员违章处理容易发生钢丝绳缠伤操作人员事故。该实用新型的技术方案为：支架上设置有轴套、上滑套管和下滑套管；上护绳架的垂直架在上滑套管内，其水平架上套有上滑转轮；下护绳架的垂直架在下滑套管内，其水平架上套有下滑转轮；弹簧一端固定在下护绳架上，其另一端固定在支架上；支架下端固定在铁板固定座上；上护罩两端分别连接轴套和护绳板。它的优点是：该装置有效的解决了绞车滚筒的部分封闭和缠绳质量差引起的安全问题，在一定程度上减少了绞车钢丝绳跑偏、乱绳等故障的发生。
绞车有手动和电动两类。手动绞车的手柄回转的传动机构上装有停止器(棘轮和棘爪)，可使重物保持在需要的位置。装配或提升重物用的手动绞车还应设置安全手柄和制动器。手动绞车一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。
电动绞车广泛用于工作繁重和所需牵引力较大的场所。单卷筒电动绞车的电动机经减速器带动卷筒，电动机与减速器输入轴之间装有制动器。为适应提升、牵引和回转等作业的需要，还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。
例如，安装在直升机上的救援设备，主要功用是将人或物吊起、放下，自有动力，可控制，直升机在保持高度悬停时，通过绞车手的控制可收放钢索将人或物吊起放下。绞车的电器设备具有防爆性能，可用于煤尘及瓦斯的矿井中。
绞车的运输方式可选用火车或汽车托运。可采用包装箱或敞车托运。若敞车托运应有防雨和固定设施，以防受潮湿和碰撞磕伤绞车。????绞车贮存应存放在干燥的无腐蚀性气体的库房内，露天存放应有防潮、防雨、防锈设施。以防绞车部件及面漆受损。
1.2用途及适用范围
矿用调度绞车性能特点：具有隔爆性能、设计合理、操作方便用途和特点。
JD系列调度绞车，主要用于煤矿井下和其他矿山在倾角度小于30度的巷道中拖运矿车及其它辅助搬运工作，也可用于回采工作面和掘进工作面装载站上调度编组矿车。本绞车严禁用于提升和载人。
JD型绞车均用行星齿轮传动，绞车具有结构紧凑、刚性好、效率高、安装移动方便、起动平稳、操作灵活、制动可靠、噪音低等特点。绞车的电气设备具有防爆性能，可用于有煤尘及瓦斯的矿井。
?JD型调度绞车的电气设备有两种，一种为防爆，另一种为非防爆的，前一种可用于有煤尘及瓦斯的矿井中。
绞车的电机具有防爆性能，其他配套电器设备由用户自备，但必须选用
上个月在有效期内的《矿用产品安全标志证书》的产品，以适用在有瓦斯（甲烷）及煤尘爆炸危险的矿井中使用。
使用环境和工作条件
1）环境温度为；环境相对湿度不超过；海拔高度以下。
2）周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢和二氧化碳等不得超过《煤矿安全规程》中所规定的安全含量。
1.3本文所做的基本工作
1）设计完成总体装配图设计；
2）设计完成主减速器装配图设计；
3）完成主要传动组件、零件的工作图设计；
4）编写主要零件的加工工艺；
5）编写完成整体设计计算说明书。
2 调度绞车的总体设计
2.1设计参数
最大牵引力：；容绳量：
平均速度：
2.2结构特征与工作原理
绞车由下列主要部分组成。电动机、卷筒、行星齿轮传动装置、刹车装置和机座。
绞车在结构上采用两级行星齿轮传动，分别布置在主轴的两端，主轴贯穿滚筒，左端支承在左支架上，右端支承在右支架上，电动机采用法兰盘固定在左支架上。
.3操作要求和操作方法
本绞车操作方便简单，操作者只需控制按钮和操纵两只制动手把即可，具体如下：
1）操作时应集中精力，操作者只需控制按钮和看清信号，标志。
2）操作时，首先用左刹车刹住卷筒，使卷筒静止，同时将制动轮上的右刹车松开，然后可开动电机，右端制动轮空转，这时将右端制动上的刹车逐渐刹紧，左端卷筒上的刹车逐渐松开，卷筒便开始旋转，即可进行牵引作业。
3）放重物时，应松开右端制动轮上的制动闸并放松左端卷筒的制动闸，开启电机并使电机反转，下放的速度可借对卷筒的半制动加以控制。
注意严禁关闭电动机时下放重物。
4）要使牵引重物停止在某一位置，只需刹紧左端的卷筒制动闸，同时松开右端制动轮上的制动闸即可。
5）在起动、停止、重物下放或其它情况下而需微程牵引时，只要上下来回交替操作两个刹车把，使卷筒间转间停即可。
6）操作过程中发现响声不正常，制动不灵，绞车的卷筒，刹车带及轴承等温度剧烈上升（超过）等异常情况时。必须停车检查，及时排除。
7）钢丝绳在卷筒上要排列整齐，工作时不可全放完，在卷筒上至少应保留三圈。
8）预定任务完成后，应松开右端制动轮上的刹车装置，切断电源，封闭开关。
14 安全保护
1）应经常检查绳头是否牢靠、钢丝绳是否变形或乱绳。如果因钢丝绳变形而产生乱绳时，必须立即更换新钢丝绳。
2）交接班时，须把本班发现的异常现象向下一班交代清楚，以便及时检查排除。
3）当停车时间过长时，应清除绞车及电机上的灰江，并在加工表面涂上保护油，以防锈蚀。
15 维护与保养
1）司机必须每日对绞车各部分认真保养，工作前先检查并开空车试转，注意润滑状况是否良好。工作过程中要经常注意油温是否正常，当发现绞车出现异常现象时，不得勉强继续工作，应及时停车并通知检修工对设备进行检修，做好检修记录。下班时应清除设备上的灰尘等污物。对长期搁置不用的绞车，必须在其裸露部分涂以防锈油脂，并应把绞车放在通风防潮的场合。
2）每班都应注意检查刹车闸带的磨损情况和刹车的松紧是否合适，绞车转动是否灵活，工作是否可靠。若刹车闸带被磨损必须立即更换。
3）经常检查钢丝绳的磨损情况，对断裂严重的钢丝绳应及时更换。
4）要根据绞车的实际使用情况有计划的安排小修和大修。按实际使用时间累计，一般小修的周期为半年，大修的周期为二年。
小修的内容主要是：消除刹车故障，更换油封消除漏油现象。
大修的内容是：拆开全部零件，将零件清洗后，检查其磨损程度。，更换或修复已磨损的零件，更换各处的润滑油和润滑脂，全面恢复绞车的工作能力。
绞车修理时应予更换的零件及注意事项如下：
1）石绵带：当石绵带的磨损厚度大于2毫米时，必须更换新的。
2）轴承：由于轴承的寿命是根据绞车的使用年限来选用的，所以在正常使用条件下，一般仅需在大修时根据实际情况拆换轴承。
齿轮：由于齿轮磨损后会使绞车的效率降低、噪声加大、甚至使卷筒不能转动，因而应及时更换。 在这次毕业设计中，设计的内容是JD-1型调度绞车。该绞车具有结构紧凑、刚性好、效率高、安装移动方便，起动平稳、操作灵活、制动可靠、噪音低等特点。同时具有良好的防爆性能和制动性能，用于主要用于煤矿井下和其他矿山在倾角度小于30度的巷道中拖运矿车及其它辅助搬运工作也可用于回采工作面和掘进工作面装载站上调度编组矿车。
在设计过程中，减速器的设计是重中之重。减速器的性能直接影响整个绞车的工作性能。设计中在传动系统方面，采用了两级行星齿轮传动，从而确定传动结构和各个传动部件结构尺寸。在设计中还要进行电动机、钢丝绳、制动装置和左右支架的设计选择，以及绞车中各个小的零部件如轴承、螺栓、螺钉等的选择。
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。
3）其它零件如发现有过度磨损等缺陷，也必须及时更换。
4）绞车的油漆面有油漆剥落现象时，应在修理时重新喷涂上油漆。
注意事项：
1）绞车拆卸前必须熟练掌握其各部分构造，防止错装漏装。装配时，应将所有的零件清洗干净，严防将铁屑等污物带入。装配轴承时，应先在油中预热后再进行套装，严禁硬打、硬砸式的野蛮装配。另外在装配时还应随时记住向各运转零件和轴承中涂注润滑油或脂。
2）绞车左端制动轮上窗口内，端盖上有一个注（放）油孔，在绞车卷筒圆柱面上两端有4个放油孔。
调度绞车日常检查维护的内容：
(1)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。
(2)检查信号装置及电动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。
(3)检查滚筒有无损坏或破裂，钢丝绳头固定是否牢固，轴承有无漏油，钢丝绳排列是否整齐，有问题应及时处理。
(4)检查闸带有无裂纹，磨损是否超限(应留有不少于厚度)，拉杆螺栓、叉头、闸把、销轴等
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