JD-4.5型调度绞车设计
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JD-4.5型调度绞车设计说明书.doc
主轴A3.dwg
任务书.doc
减速箱A0.dwg
制动闸A0.dwg
总装图A0.dwg
行星架A2.dwg
行星齿轮A3.dwg
摘 要
本次设计主要对JD-4.5型调度绞车的设计，主要包括调度绞车结构的设计、钢丝绳的选取、卷筒的设计、传动的设计算、制动器的设计、机架的设计、相关文献的翻译。
JD型调度绞车主要用于各种矿山的矿井内井底车场、中间巷道、采区运输巷等调度车辆以及地面拖拽、搬运货物等。适用于短距离、牵引力较小的一般牵引的动力源。
绞车在结构上采用两级内齿轮传动和行星齿轮传动，将两级内齿轮传动均置于卷筒腔内稀油润滑，结构紧凑，体积小，重量轻，出力大，适合于矿山井下作业条件。绞车具有结构紧凑、刚性好、效率高、安装移动方便，启动平稳、操作灵活、制动可靠、噪音低等特点。
传动的设计主要包括：传动比的计算、内齿轮传动的设计、行星齿轮传动的设计、轴的设计和键的设计。
制动器的设计主要包括：制动器机架的设计、制动器发热的验算和制动器弹簧的设计。
关键词： 调度绞车 ；内齿轮传动 ；行星齿轮传动
ABSTRACT
The main design of the JD-4.5-Dispatch winch the design, scheduling, including the main winch structure of the design, select the rope, roll the design, the design of transmission operator, the brake design, the rack design, literature translation.
JD-Dispatch winch mainly used for all kinds of mines in the bottom of the mine parking lots, the middle roadway, mining area, such as scheduling transportation Lane ground vehicles and drag, such as moving the cargo. Apply to short-distance, the general traction traction smaller the power source. Winch used in the structure of the two planetary gear transmission and gear drive, two were placed in the drive reel cavity light oil lubrication, compact and small size, light weight, great effort, suitable for underground mines operating conditions. Winch with a compact, rigid and efficient, easy to install mobile, a smooth start, flexible operation, the brake reliable, and low noise. Driving the design include: the transmission ratio, the gear transmission within the design, the design of planetary gear transmission, axle design and button design. Brake design include: brake rack design, the brake heat and brake spring checking the design.
Keywords： Dispatch winch ；Within gear transmission ；Planetary gear transmission
目 录
1 绪论1
2 总 体 设 计4
2.1设计总则4
2.2 已知条件4
2.3 牵引钢丝绳直径的确定及滚筒直径的确定4
2.3.1钢丝绳的选择4
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6
2.4.1传动系统的确定：6
2.4.2计算传动效率7
2.4.3计算钢丝绳速度7
2.4.4确定钢丝绳在卷筒上的拉力及卷筒上的功率7
2.4.5选择电机型号8
3 齿轮传动系统的设计8
3.1传动比的计算8
3.1.1 初步的总传动比8
3.1.2 传动比的分配9
3.2 传动装置运动参数的计算9
3.3 前两级内齿轮传动的设计10
3.3.1 齿轮1、齿轮2的计算10
3.3.2 齿轮3、齿轮4的计算17
3.4 行星齿轮传动设计24
3.4.1主要参数的确定24
3.4.2按接触强度初算a-g传动的中心距和模数25
3.4.3几何尺寸计算26
3.4.4验算a-g传动强度27
3.4.5、根据接触强度确定内齿轮材料34
3.4.6、g-b传动的弯曲强度验算34
4轴的设计与校核38
4.1内齿轮传动齿轮轴38
4.1.1轴的结构设计38
4.1.2轴的疲劳强度校核39
4.1.3轴上轴承及键的强度校核43
4.2行星齿轮传动太阳齿轮轴44
4.2.1轴的结构设计44
4.2.2轴的疲劳强度校核45
4.1.3轴上轴承及键的强度校核47
5 制动器的设计50
5.1制动闸的原理分析与与设计50
5.2制动力的校核50
5.2.1放大倍数的计算50
5.2.2制动轮上的制动力和拉力计算：51
5.2.3 摩擦表面材料的比压计算52
5.2.4 制动带强度计算53
6 主要零件的技术要求54
6.1对齿轮的要求54
6.1.1齿轮精度54
6.1.2对行星轮制造方面的几点要求54
6.1.3齿轮材料和热处理要求54
7绞车的操作和维护55
8 结论63
参考文献64
致 谢75
1.1调度绞车的简介
调度绞车是一种小型固定式绞车，通过缠绕在滚筒上的极绳运输绞车。调度绞车主要用于矿井下水平巷道，在不太长的距离内牵引矿车，以及在中间巷道内拖运矿车，亦可在其它一些地方作辅助运输工具。
目前矿用调度绞车主要有以下三类：
1. JD系列：用于井下或地面调度编组矿车，主要品种有JD-1，JD-1.6，JD-2.5,JD-4.5等；
2. JDD系列：用于铁路调度车厢，主要品种有JDD-22；
3. JDM 系列：用于矿井、洗煤厂装卸点调度列车，其中JDM-20C为单摩擦轮只用于单向调车；2JDM-20C为双摩擦轮，用于双向调车。
JD-4.5型调度绞车主要由电动机、传动系统、滚筒、制动闹和工作闸等组成。因为它的传动齿轮安装在缠绕滚筒内部，所以绞车的树形尺计根小，移动也很方便，使用时也不需要打基础，应用比较广泛。
JD-4.5型调度绞车用于小型矿井中、井底车场拖运矿车及其它辅助搬运工作。也可供矿山地面，冶金矿场等进行地面辅助物料搬运工作。????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。
电器设备为隔爆型，可在有瓦斯和煤尘的井下作业、绞车由电动机、卷筒、行星齿轮传动机构，制动及离合装置，底座等组成。绞车结构合理、紧凑；具有操作舒适、轻便、准确的特点。
JD-4.5型调度绞车的传动结构有多种，有两级内齿轮传动和一级行星齿轮组合的传动，也有两级行星齿轮组合的传动，各有优缺点，各有利弊。
调度绞车作为煤矿用的辅助运输设备，发挥着巨大的作用，煤矿辅助运输是指煤矿井下的运输除煤炭运输以外，人员、材料、设备和矸石等各种运输。煤矿井下辅助运输可分为轨道辅助运输和无轨辅助运输两种。轨道辅助运输以铺设双轨或悬吊单轨为主要特征，采用架线电力、防爆柴油机、蓄电池和钢丝绳为牵引动力；而无轨辅助运输则以胶轮或履带为行走机构，采用防爆柴油机、蓄电池等为牵引动力。
目前，我国煤矿的辅助运输系统除少数几个煤矿采用了柴油机胶套轮齿轨卡轨车和无轨胶轮车等新型高效的辅助运输设备以外，大部分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 l－2周即可完成，用工200—500个，而我国煤矿传统方式需要25－45 d，用工5000个以上。综采矿井每采百万吨煤辅助运输用I500－1200人班，是先进国家的7－10倍。不仅如此，其事故率约占工伤事故总数的30％以上，仅次于顶板事故，而且呈上升趋势，严重地影响了生产安全。其主要原因就是我国煤
矿辅助运输系统落后，效率太低，且不安全。近年来除了少数几个矿采用了一些新型高效的辅助运输设备以外，大多数煤矿的辅助运输系统仍然是小绞车、小蓄电池机车等多段分散落后的传统方式，与综采综掘等现代化系统很不相称。它严重影响矿井全员效率的提高和煤矿安全生产，与发展煤矿生产综采综掘等现代化很不适应，已经成为制约煤炭生产发展的薄弱环节。随着当前大中型矿井的建设，矿井辅助运输设计与选型是矿井建设的重要课题内容之一，选择合理的矿井辅助运输方式，提高矿井辅助运输的装备水平，将直接影响到今后矿井的生产和经济效益，对确保矿井煤炭生产产量提高，生产合理经济运行，矿井辅助运输方式起着至关重要的作用，有极其深远的意义。
辅助运输设备本身还不大完善。国产设备产品质量不稳定，故障率高，且价格偏高，也不成系列，设计不便选用。某些产品的技术性能还有待提高。引进产品价格高昂，备件短缺，维修服务困难，一般煤矿无力承受，某些进口产品技术性能也不完全适合我国矿井实际情况。另外，许多煤矿辅助运输设备的技术含量较高，如柴油机胶套轮齿轨卡车集内燃机、机械、电气和液压技术为一体，技术难度较大。煤矿运输队伍的工人文化素质较低，一时难以掌握。影响设备的使用、维修和推广。
一些生产矿井，巷道断面小，底板起伏多，转弯半径小，支护强度低，上下山坡度大等等，限制了大型现代化辅助运输设备的应用，形成了转载多，运输环节多，系统复杂，效率低的局面。有些新建或经过技术改造的矿井，虽然巷道断面加大了，支护情况也有所改善，但受地质条件如底鼓严重，断层多等的限制，以及巷道支护强度或建井投资的影响，仍然不能采用新型高效的辅助运输系统。
1.2 国内外绞车的发展
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。
国外矿用绞车发展趋势有以下几个特点：
1）标准化系列化；
2）体积小、重量轻、结构紧凑；
3）高效节能；
4）寿命长、低噪音；
5）一机多能、通用化高f、大功率；
6）外形简单、平滑、美观、大方。
针对国外的情况我们应讥采取以下措施：
1）制定完善标准，进行产品更新改造和提高产品性能；
2）完善测试手段，重点放在产品性能检测；
3）技术引进和更新换代相结合；
4）组织专业化生产，争取在较短时间内达到先进国家的水平。
1.4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。
2 总 体 设 计
2.1设计总则
1、煤矿生产，安全第一。
2、面向生产，力求实效，以满足用户最大实际需求。
3、既考虑到运搬为主要用途，又考虑到运输、调度、回柱等一般用途。
4、贯彻执行国家、部、专业的标准及有关规定。
5、技术比较先进，并要求多用途。、
2.2 已知条件
1、设计寿命： 5000h
2、最大牵引力：45KN
3、牵引速度： 0.77-1.25m/min
4、容绳量： 750m
毕业论文题目：JD-4.5型调度绞车
毕业论文专题题目：
毕业论文主要内容和要求：
调度绞车是一种小型固定式绞车，通过缠绕在滚筒上的极绳运输绞车。调度绞车主要用于矿井下水平巷道，在不太长的距离内牵引矿车，以及在中间巷道内拖运矿车，亦可在其它一些地方作辅助运输工具。
该绞车结构紧凑，结构为近似对称布置，外形美观 ；绞车重心低，底座刚性好，可安装地锚，运转平稳，安全可靠，安装方便。
在设计中，参考数据如下：最大牵引力：T＝45kN，卷筒绳容量：L≥750m，钢丝绳平均速度：0.77-1.25m/min。设计图纸量折合成A0图纸不少于3.5张，说明书正文不少于55页,用A4纸打印，要有相关的英文文章及汉语翻译，翻译成中文后不少于3000字。
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