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JTK-1.2提升绞车滚筒设计【11张图/18700字】【优秀机械毕业设计论文】

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JTK-1.2提升绞车滚筒设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

A0-总装图.dwg

A1-主轴装置.dwg

A1-制动器.dwg

A2-制动支轮.dwg

A2-卷筒壳.dwg

A2-支轮.dwg

A2-轴承盖.dwg

A3-主轴.dwg

A3-衬木.dwg

A3-轴承底座.dwg

A4-绳卡.dwg

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关键词：: jtk 提升晋升绞车滚筒设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份，57页。18700字。
实习报告一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。

图纸共11张，如下所示
A0-总装图.dwg
A1-主轴装置.dwg
A1-制动器.dwg
A2-制动支轮.dwg
A2-卷筒壳.dwg
A2-支轮.dwg
A2-轴承盖.dwg
A3-主轴.dwg
A3-衬木.dwg
A3-轴承底座.dwg
A4-绳卡.dwg

摘要
绞车滚筒是用来缠绕钢丝绳，并且承受钢丝绳的拉力所造成的各种载荷的主要部件和传递动力的元件，是绞车的重要组成部分。滚筒一般由三部分组成，即筒壳、法兰盘（支轮）和支环。筒壳是滚筒最基本和最薄弱的元件，是滚筒的主要承载部分。支环的作用是增加滚筒的稳定性。筒壳和支轮的材料为钢板。矿井提升机的运转实践证明，木衬对筒壳能起到一定的保护作用，故设计时在筒壳外装有木衬。但木衬对筒壳的保护只有在筒壳的形状比较规则，没有发生较大的变形，并且用合适的木材制作木衬（现常用柞木、水曲柳或榆木等制作），使木衬与筒壳能各处均匀严密接触的情况下才是有效的，故在安装提升机时，要求筒壳的外形是比较规则的圆柱体，木衬用上述木材制作，并按规定车制绳沟。装设木衬时，应使木衬衬条在长度方向上与筒壳均匀严密的接触，木衬衬条之间的缝隙应尽量予以消除。在使用过程中当木衬已经磨损时，应及时予以更换。
该课题从实际出发，首先对绞车滚筒的用途、工作原理进行概述，进而对绞车滚筒的总体设计方案进行分析，然后进行具体零部件的分析设计；主要包括了电动机的选型，钢丝绳的选择，滚筒筒壳、支轮、主轴等部件的设计计算和校核以及制动系统的选择等若干环节。在结构设计完成后，利用CAD进行装配分析和设计，最后完成绞车滚筒的整体设计。
关键词：钢丝绳支轮主轴

Abstract
Winch wire rope winding drum is used, and to bear the tension of wire rope caused by the load of the main components and power transmission components, is an important component of the winch. Drum generally consists of three parts, namely, tube shell flange (round sticks) and the support ring. Drum drum shell is the most basic and the most vulnerable components is the drum part of the main bearing. The thickness of the role of support ring is to increase the stability of drum. Cylinder shell and support material for the steel wheel. The operation of the mine hoist Practice has proved that the wood lining on the cylinder shell can play a role in the protection, so the design of the shell in the outer tube equipped with a wood lining.However, wood lining to protect the shell of the cylinder only in the shape of the shell tube comparison rules, no larger deformation, and the production of wood of suitable timber liner (now commonly used oak, Manchurian ash or elm, such as production), so that wood lining with the cylinder shell can be uniform throughout the case of close contact to be effective, the hoist is installed, the requirements of the cylinder shell shape of the cylinder is more rules, wood contrast with the above-mentioned timber production, in accordance with the provisions of car rope groove . The installation of wood lining, the lining should be trees lining the length of the direction of the drum shell with uniform tight contact with wood liner lining the gap between articles to be eliminated should be. When using the process of lining has been worn wood should be replaced promptly.
The subject from a practical point, first of all, the use of the winch drum, the work outlined in principle, and the overall design of the winch drum program analysis, and then carry out specific parts of the analysis and design; mainly includes the motor selection, the choice of wire rope, drum cartridge case, support wheel, spindle and other parts of the design calculations and check the braking system, as well as a number of aspects of the selection. Upon completion of the structural design, the use of CAD analysis and design for assembly, and finally to complete the overall design of the winch drum.
Key words: Wire Rope Support wheel spindle

目录
前言 6
第一篇浅谈绞车滚筒 7
第二篇总体设计方案 8
2.1设计任务说明 8
2.2总体设计的内容及要求 8
第三篇电动机的选择 9
第四篇钢丝绳设计计算及选择 10
4.1最大悬垂长度 12
4.2钢丝绳每米重 13
4.3验算钢丝绳的安全系数 13
第五篇滚筒的设计 14
5.1滚筒的宽度寸计算 14
5.2 钢丝绳最大静张力以及最大静张力差 14
5.3 滚筒的结构设计 15
5.4 滚筒的强度计算 17
5.4.1筒壳的外载荷 17
5.4.2 钢丝绳拉力降低系数 18
5.5筒壳的失效形式 18
5.6滚筒筒壳强度的有限元分析 20
5.6.1 空间的坐标分量 20
5.6.2 单元的应变矩阵——轴对称空间问题 25
5.6.3 单元的应力矩阵、刚度矩阵和总刚度矩阵 27
5.7滚筒滚壳强度的校核 30
5.7.1滚筒筒壳自由段压缩应力的校核 30
5.7.2支轮处筒壳应力的校核 31
5.8筒壳的强度稳定性校核 33
5.9 滚筒右支轮部件的结构 33
第六篇主轴的设计 35
6.1主轴的结构设计 35
6.2联轴器及轴承的选择 36
6.2.1联轴器的选择 36
6.2.2滚动轴承的选择 38
6.3 主轴强度和刚度计算及校核 39
6.3.1 固定静载荷分配于主轴各轮毂作用点上的力 40
6.3.2 钢丝绳拉力分配于主轴各轮毂作用点上的力 42
6.3.3 作用于轴上水平方向及垂直方向的合力 43
6.3.4弯矩计算 44
6.3.5 扭矩计算 45
6.3.6危险断面的安全系数计算 46
6.3.7按弯扭组合校核强度 47
6.3.8 挠度计算 48
6.4主轴承强度校核 51
第七篇制动系统 52
7.1制动系统的作用 52
7.2制动系统的要求 52
结论 55
致谢 56
参考书目 57

一、选题的目的和意义：
1.对绞车滚筒的结构和工作原理有个初步了解。
2.能够掌握设计的基本原理和方法, 深化所学的理论知识，提高设计计算的能力。
3.树立正确的设计思路，为以后在工作中遇到相关问题时提供解决依据。
通过本次毕业设计，我们把把从专业基础课程中所学得的理论知识，在实际的设计工作中综
合地加以应用，使我们在毕业设计之后能够熟练使用有关参考资料、计算图表、设计手册；熟悉有关的国家标准和部门标准，为以后成为优秀的工程技术人员打下良好的基础。
二、国内外研究现状简述：
滚筒具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转平稳、工作可靠、密封性好、占据空间小、安装维修方便等优点，并适合在各种恶劣环境条件下工作，所以目前国内外已将电动滚筒广泛应用于采矿、冶金、煤炭、交通、能源、烟草、化工、建材、邮电、航空、农林等各个生产建设领域。
以往的绞车滚筒多为领用车体的动力源为输入动力，采用减速箱或其他机械方式的多级减速系统将动力输入传动轴；在刹车、制动、离合等方面都采用机械控制。现在的新型滚筒充分利用车体本身的气动和液压控制，有效地实现了滚筒的全部动作，且动作灵活、可靠，成本低，便于维修。
1988年12月左右，我国第一台电动机外装式滚筒先后在自贡市运输机械总厂和东风机械厂研制成功。以变速传动轴承作为新型减速器的低速微型滚筒1991年在天津叉车厂总厂试制成功。
到目前为止，除我国之外世界上已有较知名气生产滚筒的厂家有数十家。其中欧洲如德国有Bsuer、Baumuele、WAT、Interroll、Demag等公司。法国有Drymer、Boyer、Redex、Nervus等公司。英国有Thorite、Richard等公司。美国有Sparks公司，日本有住友商事株式会社等公司。
三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段：
1．在图书馆借阅相关书籍。
2．在学校数据库查找相关资料。
3．在网上查找相关资料。
4．对找到的资料和数据进行分析和计算。
5．整合查到的数据和资料开始写毕业论文。
6．在编写过程中征求老师和同学的意见使论文内容更加全面。
四、主要参考文献与资料获得情况：
[1] 濮良贵, 纪名刚.机械设计.北京：高等教育出版社，2001.
[2]《机械设计师手册》编写组.机械设计师手册.北京：机械工业出版社，1989.
[3] 汪恺.机械工业基础标准应用手册.北京：机械工业出版社，2001.
[4] 孔庆华, 刘传绍.极限配合与测量技术基础.上海：同济大学出版社，2002.
[5] 徐灏.机械设计师手册.北京：机械工业出版社，2000.
[6] 邹平.机械设计实用机构与装置图册.北京：机械工业出版社，2007.
[7] 卢耀祖,郑志强.机械结构设计.上海：同济大学出版社，2004.
[8] 梁德本,叶玉驹.机械制图手册.北京：煤炭工业出版社，1983.
[9] 赵彤.现代实用气动技术.北京：机械工业出版社，2003.
[10] 顾崇衔.机械制造工艺学.陕西：陕西科学技术出版社，1999.
五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）：
1. 第6周确定毕业设计题目。
2．第7-8周从网上和图书馆数据库中查阅相关资料。
3．第9周完成开题报告，交指导老师检查。
4．第10-14周开始写毕业论文并完成初稿，交指导老师审查。
5．第15-16周审查后，改进完善论文并准备毕业答辩。

JTK-1.2提升绞车滚筒设计

内容简介：: 河南理工大学本科毕业设计（论文）中期检查表指导教师：邓小玲职称：讲师所在院（系）：机械与动力工程学院教研室（系、研究所）：机制教研室题目升绞车滚筒设计学生姓名杨立鑫专业班级机制 05 学号 0503010119 一、进度情况说明升绞车滚筒设计，可以对我们大学四年所学知识进行一次全面的练习。习和工作起到十分有效的帮助，也能达到一个综合训练的效果，又加强了实际的动手动脑能力。我们既是一个挑战也是一个很好的锻炼提高过程。求完成 3 张以上的纸， 3 万的说明书一份。且在我们所学课程的范围之内，对我们以后不管是科研还是从事实际的工作都有很大的帮助。二、阶段性成果：在老师指导和同学们的帮助之下，我顺利的开始本次毕业设计。我在自己查阅资料的过程中，慢慢地理出头绪 ,摸索出了设计思路。由于我们这次是升绞车滚筒设计，以前接触这方面的知识较少，所以在刚开始不是很顺利，甚至感到有些无从下手，但是经过指导老师的指导、与本组同学的商量、在工厂实习和去系先进制造研究所观看实物之后，我逐渐找到设计的切入点，顺利的完成了开题报告，进行了一些前期的工作，并使本次设计有了一个良好的开始。在查阅了一些资料后，已经进行了计算设计，正在整理说明书 ,并进行初步绘制草图真完成这次毕业设计。三、存在主要问题及解决方法由于对升绞车滚筒方面的了解不够深入 ,实际经验不足 ,加之这方面参考资料有限 ,所以随着设计的进行，我遇到了许多新的和更加复杂的问题，这些问题使我充分认识到了自己在以前学习中的不足和自己与一些同学在专业知识方面的差距，所以我要以本次设计为契机，加强自己在学习上薄弱环节，争取使我的毕业设计能够取得好的成绩，也能够使我所学的知识能够在以后的工作中发挥更大的作用。四、指导教师对学生在毕业设计（论文）中的纪律及毕业设计（论文）任务的完成进展等方面的评语指导教师：（签名）年月日精密与超精密磨削技术摘要 : 磨削在现代制造业中占有重要地位，技术发展迅速 ,国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究，以获得亚微米级的尺寸精度。当前磨削除向超精密、高效率和超硬磨料方向发展外，自动化也是磨削技术发展的重要方向之一。本文就精密和超精密磨削，砂带磨削 ,磨削自动化进行了研究与论述 . 关键词 : 砂带磨削 ,磨削自动化、 in is to to is of on 精密与超精密磨削技术国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究，以获得亚微米级的尺寸精度。微细磨料磨削，用于超精密镜面磨削的树脂结合剂砂轮的金刚石磨粒平均直径可小至 4 m。日本用激光在研磨过的人造单晶金刚石上切出大量等高性一致的微小切刃，对硬脆材料进行精密磨削加工，效果很好。超硬材料微粉砂轮超精密磨削主要用于磨削难加工材料，精度可达 m。日本开发了电解在线修整 (精密镜面磨削技术，使得用超细微 (或超微粉 )超硬磨料制造砂轮成为可能，可实现硬脆材料的高精度、高效率的超精密磨削。作平面研磨运动的双端面精密磨削技术，其加工精度、切除率都比研磨高得多，且可获得很高的平面度 , 在工具和模具制造中，磨削是保证产品的精度和质量的最后一道工序。技术关键除磨床本身外、磨削工艺也起决定性的作用。在磨削脆性材料时，由于材料本身的物理特性，切屑形成多为脆性断裂，磨剂后的表面比较粗糙。在某些应用场合如光学元件，这样的粗糙表面必须进行抛光，它虽能改善工件的表面粗糙度，但由于很难控制形状精度，抛光后经常会降低。为了解决这一矛盾，在 80 年代末日本和欧美的众多公司和研究机构相继推回了两种新的磨削工艺：塑性磨削（镜面磨削（ (1）塑性磨削它主要是针对脆性材料而言，其命名来源出自该种工艺的切屑形成机理，即磨削脆性材料时，切屑形成与塑性材料相似，切屑通过剪切的形式被磨粒从基体上切除下来。所以这种磨削方式有时也被称为剪切磨削（由此磨削后的表面没有微裂级形成，也没有脆必剥落时的元规则的凹凸不平，表面呈有规则的纹理。塑性磨削的机理至今不十分清楚在切屑形成由脆断向逆性剪切转变为塑断，这一切削深度被称为临界切削深度，它与工件材料特性和磨粒的几何形状有关。一般来说，临界切削深度在 100 m 以下，因而这种磨削方法也被称为纳米磨削（根据这一理论，有些人提出了一种观点，即塑性磨削要靠特殊磨床来实现。这种特殊磨床必须满足如下要求： l）极高的定位精度和运动精度。以免因磨粒的切削深度超过 100 m 时，导致转变为脆性磨削。 2）极高的刚性。因为塑性磨削的切削力远超过脆性磨削的水平，机床刚性太低，会因切削力引起的变形而破坏塑性切屑形成的条件。对形成塑性磨削的另一种观点认为切削深度不是唯一的因素，只有磨削温度才是切屑由脆性向塑性转变的关键。从理论上讲，当磨粒与工件的接触点的温度高到一定程度时，工件材料的局部物理特性会发生变化，导致了切屑形成机理的变化。作者从实践中找到了支持这种观点的许多证据：比如在一台已经服役 20 多年的精度和刚度不高的平面磨床上磨削 40金刚石砂轮。工件表面粗糙度小于 m，表面上看不到脆断的痕迹。另外德国亚琛工业大学的授作了如下试验，在普通的车床上，用激光局部加热一个瓷试件，即能顺利地进行车削。这些实验均间接地说明温度对切屑形成机理有决定性的影响。（ 2）镜面磨削顾名思义，它关心的不是切屑形成的机理而是磨削后的工件表面的特性。当磨削后的工件表面反射光的能力达到一定程度时，该磨削过程被称为镜面磨削。镜面磨削的工件材料不局限于脆性材料，它也包括金属材料如钢、铝和钼等。为了能实现镜面磨削，日本东京大学理化研究所的授发明了电解在线修整磨削法镜面磨削的基本出发点是：要达到境面，必须使用尽可能小的磨粒粒度，比如说粒度 2 m 乃至 m。在明之前，微粒度砂轮在工业上应用很少，原因是微粒度砂轮极易堵塞，砂轮必须经常进行修整，修整砂轮的辅助时间往往超过了磨削的工作时间。整与磨削在时间上的矛盾，从而为微粒度砂轮的工业应用创造条件。削是在磨削过程中，利用非线性电解修整作用和金属结合剂超硬磨料砂轮表层氧化物绝缘层对电解抑制作用的动态平衡，对砂轮进行连续修锐修整，使砂轮磨粒获得恒定的突出量，从而实现稳定、可控、最佳的磨削过程，它适用于硬脆材料进行超精密镜面磨削。削技术以其效率高、精度高、表面质量好、加工装置简单及加工适应性广等特点，在日本已较广泛用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域。削原理是金属结合剂超硬磨料砂轮与电源正极相接做阳极，工具电极做阴极，在砂轮和电极的间隙中通过电解磨削液，利用电解过程中的阳极溶解效应，对砂轮表层的金属基体进行电解去除，从而逐渐露出崭新锋利的磨粒，形成对砂轮的修整作用：同时形成一层钝化膜附着于砂轮表面，抑制砂轮过度电解，从而使砂轮始终以最佳磨削状态连续进行磨削加工。所以该技术将砂轮修整与磨削过程结合在一起，利用金属基砂轮进行磨削加工的同时利用电解方法对砂轮进行修整，从而实现对硬脆材料的连续超精密镜面磨削。面磨削过程可分为准备阶段、电解预修锐阶段、在线电解修整动态磨削阶段和光磨阶段。准备阶段主要是对砂轮进行动平衡和精密整形，减小砂轮的圆度和圆柱度误差：预修锐阶段使砂轮获得适当的出刃高度和合理的容屑空间，并形成一层钝化膜：动态磨削阶段形成加工表面：光磨阶段则进一步提高表面质量。削去除材料的机理与其他镜面加工有所不同。通常的镜面加工是通过磨削、研磨和抛光来获得的。研磨和抛光是以柔性的研磨盘把磨料压在材料表面并产生相对运动，磨料借助研磨盘的压力以滚动方式使材料破碎，以滑动和滚动方式去除破碎后的材料。而在削中，一方面由于磨粒固着在结合剂中，对于单颗粒的固着磨粒而言，其有效磨削尺寸只有磨粒尺寸的 1/3，磨粒主要以微切削的方式去除材料，所以造成的破碎区要小得多：另一方面，砂轮表面形成具有一定厚度和弹性且容纳有脱落磨料的钝化膜，成为一种具有良好柔性的研磨膜。精磨时，由于进给量很小，钝化膜的厚度远大于磨料的出刃高度，使砂轮基体表层磨料在磨削中不可能直接与工件接触，砂轮上覆盖的这层钝化膜将代替金属基砂轮参与真正的磨削过程。当电解作用完全抑制时，钝化膜对工件进行光磨。所以削实际上是一种将磨、研、抛合为一体的复合式精密镜面加工技术，其中磨粒主要是以滑动方式去除工件材料的削技术是对金属结合剂超硬磨料砂轮在线修整、修锐的复合磨削技术，它有别于电解磨削、电火花磨削，在精密加工领域独树一帜，具有自身的一些显著特点。磨削过程具有良好的稳定性和可控性，易于实现磨削过程的最优化：加工精度高，表面裂纹少，表面质量好：适应性广泛，磨削效率高：装置简单，成本低，推广性强等。削的必备装置主要有砂轮、电源、电解装置、电解液和磨床等五个要素。削对磨床的要求主要是要有较高的主轴回转精度。削用砂轮的结合剂应具有良好的导电性和电解性能，而结合剂元素的氧化物或氢氧化物不导电。目前常用的砂轮有铸铁纤维结合剂 (铸铁结合剂 (铁粉结合剂 (金刚石砂轮，削的电源可以采用直流电源、交流电源、脉冲电源等。电解装置的主要部分是工具电极。磨床结构不同，工具电极的位置和形状也不同，电极宜用不锈钢制造，与砂轮的间隙控制在 0. 5 1. 5围内，而且应与机床充分绝缘。工具电极固定在绝缘板上，再用调节栓将绝缘板固定在砂轮防护罩上。电极上开有蓄水槽，电解磨削液采用中心送液法，依靠重力和离心力充满电极间隙。削液兼做电解液，一般采用弱碱性电解质水溶液。但结合剂和磨粒粒度不同，磨削液的主要成分也不同。磨削液对电解过程中形成的钝化膜的厚度、性质乃至最终的磨削效果都有重要影响。削技术在我国尚处于研究阶段，主要集中在高校，如哈尔滨工业大学、大连理工大学、西安交通大学、天津大学、西北工业大学等。哈尔滨工业大学经过几年的努力，研制成功了削专用的脉冲电源、磨削液和砂轮，在国产机床上开发出平面、外圆和内圆削装置，并对多种硬脆材料进行了面磨削的实验研究。目前正积极推广普及该技术，实现产品化。国内已有十几家单位应用该技术，如 230 厂用于加工动压马达零件， 23 所用于相阵雷达互易移相单元陶瓷、微晶玻璃、铁氧体等航天材料零件加工， 8358厂用于光学玻璃非球曲面加工， 205 所用于光学玻璃加工，华侨大学用于加工大理石，福建南安宏伟陶瓷厂用于加工陶瓷等。尽管削技术在我国的发展落后于一些工业发达国家，但是削技术在国内的研究和应用基础已经具备。特别是该技术显著的特点，尤其适合我国国情。随着该技术的进一步普及推广，相信有越来越多的专家和学者认识到这项技术的重要性和它潜在的经济价值，越来越多的企业重视并采用该技术，从而促进我国传统产业的改造和高新技术的发展。削技术作为一种新型的镜面加工方法，具有广阔的应用前景和很大的实用价值。精密与超精密磨削技术摘要 : 磨削在现代制造业中占有重要地位，技术发展迅速 ,国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究，以获得亚微米级的尺寸精度。当前磨削除向超精密、高效率和超硬磨料方向发展外，自动化也是磨削技术发展的重要方向之一。本文就精密和超精密磨削，砂带磨削 ,磨削自动化进行了研究与论述 . 关键词 : 砂带磨削 ,磨削自动化 in is to to is of on is of at it is of is in to of of in of to of m a of on is to to to m. he of of or of a to of to to of to in it is a of of of to a of of it is of is is , a on in it of it is to be of in in 980s is of (1)it it of it it is to is by of So of as of of a to in to so as to it to do of 00 m, as to a of be by l)In in of 00 m 2)is to to of it is to it is a to to of of is to of of a of of of on 0 iC in 0. of is m, is In as on a on on ( 2) of is as it is of of of its to of as of to of to it as In to be to of is of to . of of it of as as m m. of is in is of is to be to of of of on of of It is in of to to to of of of it is of of of as in as is in of in to of of on of a of at to of it is to to So of to of to to of of of to to of in on to a of of of of in of a of of of to to of is by It is by on of of to by of of it is to by of on is in as to of it , in a to a so is On of is to of of it is to of of is of of in in at in of is of in of of by of to to of it is to it to in to of of it is to is is of is of is is is as to to to to of to or to , it of is a of is of be of of . 5- 1. mm be is on on by on to to a on to be of of electr毕业实习报告姓名：杨立鑫班级：机制 05 学号： 0503010119 指导老师：邓小玲日期： 2009 年 6 月 5 日前言本次毕业实习我们在邓小玲等老师的带领下，有针对性地来到了焦作神华重型机械制造有限公司以了解该厂一系列产品的生产过程，特别是了解了提升机械提升绞车的工作过程和绞车滚筒的构造。同时也收集毕业设计的相关资料，多向现场的工程技术人员和工人师傅学习，也了解我们将要面对的毕业后的工作和生活环境，的确是受益匪浅。通过这次毕业实习我们学到了书本上学不到的许多知识，通过自己动手操作机床将理论和实践结合起来，提高了自己的动手能力，为即将走出校门，走上工作岗位的我们起到了一个承上启下的作用。总的来说，这次实习是非常必要的，也是非常成功的。在此，感谢邓小玲指导老师对我们的指导以及工人师傅的帮助！一实习目的生产实习是我们机自专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。二公司简介焦作神华重型机械制造有限公司 (原焦作重型机械制造有责任限公司 )是集科技开发、生产经营、技术服务于一体，具有百年历史的国家二级企业，国家二级计量单位，省级文明单位，中国煤矿机械装备公司及河南省煤矿机械制造公司成员厂。公司现有职工二千多人，其中各类专业技术人员 300 余人，中、高级专业技术职称人员 50余人。拥有固定资产 5000万元，年产值 7000 万元，各种机加工设备 300台（套），其中 55型数显落地镗铣床等精良设备50 台（套）。公司技术力量雄厚，下设机械加工、铆焊、铸造、热处理、检测及安装等分厂，有先进的理化实验、计量检测、产品检测、信息中心等。该公司面向煤矿、建材、化工、冶金、电力、环保等行业，可承揽年产 120万吨煤炭设备、30 万吨水泥成套设备、 15 万千瓦电煤磨设备及 20 万吨纯碱成套设备、 30万千瓦燃煤电厂环保设备制造及安装，产品远销全国二十六个省、市、自治区，曾多次为国家重点工程配套。 2000 年 12 月获得中国方圆认证委员会质量认证中心际质量体系认证。该公司的质量方针是：满足顾客的需要是我们永恒的追求。质量目标是：质量体系按准保持稳定有效运行，产品一次交验合格率 95%。以高质量、低成本、优质服务、达到顾客满意为宗旨。本公司面向煤矿、建材、化工、冶金、电力、环保等行业。多次为国家重点工程配套带式输送机，在用户中享有较高声誉。公司依靠科技进步，坚持走质量效益型道路，形成了从新产品开发、生产制造、销售和服务全过程的质量保证体系。作为国家二级计量合格单位，公司拥有一套完整的质量检测系统，严格的管理程序，先进的测试设备，检测手段齐全，从原材料进厂到产品出厂，每一个环节都进行严格检查。企业设有质量测试中心，中心有九个实验室：化验室、硬度实验室、金相室、探伤室、力学实验室、热械性能测试室、计工仪表室、机量鉴定室、托辊实验室。各种检测仪器和设备 30余台，主要有：大型金相显微镜，布洛维硬度计，长度测试仪、超声波探伤仪、磨损试验机、高频疲劳试验机、 X 射线探伤仪，各种拖辊性能测试设备等。通过以上测试手段可以对我厂产品的成品，半成品以及材料的物理，化学和机械性能进行测试分析和质量控制。我公司技术力量雄厚，产品设计采用计算机辅助设计和工艺，先后开发出一批具国内先进水平的新产品，提高了产品的市场竞争力。三实习内容掌握绞车滚筒机械加工工艺和焊接工艺方面的知识及方法；了解绞车滚筒方面的知识，熟悉常用绞车的结构、选择、用途等；了解绞车滚筒的失效形式等；了解企业生产管理模式，学习先进的管理方式方法；熟悉、巩固大学所学的专业课程方面的知识本次实习主要是针对毕业设计而展开的，根据做设计的需要，在本次实习中，把重点放在了对绞车滚筒的了解认识上。四提升绞车滚筒绞车滚筒是用来缠绕钢丝绳，并且承受钢丝绳的拉力所造成的各种载荷的主要部件和传递动力的元件。滚筒一般由三部分组成，即筒壳、法兰盘（支轮）和支环。 4构 1 支轮 2 筒壳 3 支环 4 木衬筒壳是滚筒最基本和最薄弱的元件，是滚筒的主要承载部分。其厚度一般为010 ，本次设计中取为 =20结构简图如 4示。支环的作用是增加滚筒的稳定性。筒壳和支轮的材料为钢板。矿井提升机的运转实践证明，木衬对筒壳能起到一定的保护作用，故设计时在筒壳外装有木衬。但木衬对筒壳的保护只有在筒壳的形状比较规则，没有发生较大的变形，并且合适的木材制作木衬（现常用柞木、水曲柳或榆木等制作），使木衬与筒壳能各处均匀严密接触的情况下才是有效的，故在安装提升机时，要求筒壳的外形是比较规则的圆柱体，木衬用上述木材制作，并按规定车制绳沟。装设木衬时，应使木衬衬条在长度方向上与筒壳均匀严密的接触，木衬衬条之间的缝隙应尽量予以消除。在使用过程中当木衬已经磨损时，应及时予以更换。根据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型 (支轮为铸造，滚筒为焊接 )和焊接型。当支轮的变形与简壳的变形相比可以忽略时，称它为刚性支轮，均为刚性支轮。如支轮的变形与筒壳变形相比不可忽略时，称它为弹性支轮。它的特点是筒壳与支轮的应力分布较均匀。经验表明，刚性支轮的结构在制造工艺上较复杂，而且往往容易出现早期失效。因此，现代大中型提升机滚筒常采用的弹性支轮滚筒结构。弹性支轮滚筒这种结构共同的持点是取消了支环，用较厚的简壳来承担载荷，并且支轮改为辐板式 (即在支轮上开有两个人孔 )或圆环式。这样做工艺上较简单，同时也可以避免由于焊接工艺不当造成加强筋附近的局部应力过高。经验表明，这种改进是成功的。弹性支轮滚筒结构的不同之处还在于刚性支轮的辐板与轴线垂直，而弹性支轮滚筒的支轮与轴线成某一角度 (约 3一 6。 )，初看起来，这种倾斜式辐板似乎可以减少筒壳与支轮连接点的刚度从而减小其弯应力，但由于增加了压缩应力，故对减小合成应力水平并不有效，加上它的制造工艺较为复杂，故不再倾向于使用它了。此外，滚筒外一般设有木衬，并在其上车出绳槽，目的是减少钢绳与简壳直接接触面造成的磨损，并使钢绳排列整齐。绳槽有螺旋形及环形两种，在单层缠绕时采用螺旋形绳槽就足以使排绳整齐。壳的失效形式滚壳的失效形式主要有： (1) 裂纹出现于筒壳、支轮及支环上。筒壳上的裂纹多出现于圆周方向和螺钉孔处。如图图 4示。支轮的裂纹多出现于螺孔周边，呈放射状。支环的裂纹多出现于焊缝处。图 4筒壳的裂纹形式示意图 (a)沿筒壳圆周方向局部开裂； (b)沿焊缝和支轮处局部开裂 1 筒壳； 2 支环 (2)局部变形过大多数是筒壳中部塌陷。 (3)连接螺拴被剪断或弯曲变形过大，造成这些失效的原因是复杂的，一般来说可能有：理论计算有误例如某矿使用的 2 4 苏型提升机，根据正确计算应有 3 4个支环，而实际只有两个，故造成卷筒强度不足；结构设计不良造成卷筒各部分刚度相差过大。例如所加支轮和支环的结构不合理形成局部刚性过高从而导致局部应力过高，不符合弹性均匀化设计原则；加工安装不当例如卷筒不圆，或支环与筒壳贴合不好等；使用维修不当例如过载，以及加速度过大等；原材料有缺陷例如内部裂纹等；焊接工艺不当例如焊条或焊接参数选用不当，焊接处清洗不净，以及焊后不净；热处理或热处理不当造成焊接残余应力过高等；原设计许用应力选取过大例如苏制或仿苏的 2 4 2 4 升机，标准中可以采用 8吨卸式箕斗，钢绳直径可达绳最大静拉力可分别达到 8吨，而筒壳厚度仅有 16应力可达 180 200此就很容易出现裂纹。加工、装配和安装质量对筒壳能否良好的工作也有很大的影响。例如筒壳与法兰盘的结合处沿圆周方向接触不严密，局部地方间隙过大 (超过 0. 5毫米 )；两半卷筒的对口处间隙过大，连接不牢。法兰盘或轮毂与主轴连接处的切向松动，游动卷筒的法兰盘或轮毂与主轴之间的间隙过大，或在轮毂与主轴过盈配合的情况过盈量过小等，造成法兰盘或轮毂在主轴上晃动或轴向窜动，从而给简壳带来附加扭曲。焊接结构的卷简中，主要是焊缝的强度不够或焊接内应力过大。筒壳外形不规则，椭圆度过大等等。上述缺陷均会使卷筒筒壳失去稳定的工作状态，使用一段时间后，出现连接螺钉折断、卷筒发响等不正常现象。以致在正常负荷下筒壳变形和开裂，为此，应提高加工、装配和安装质量，使用时应经常检查各连接处的情况，发现异常现象时，应及时检修并处理。卷筒筒壳不要使用有缺陷的钢板制作，而必须用检查质量合格的钢板制作。目前，强度低的合金 15板得到普遍的应用，此种钢板的强度较 45 钢提高 30。滚筒的作用主要是通过主轴把电动机传递给它的转速和转矩转化成绕在它上面的钢丝绳的线速度，以提升和下放物体。 4. 单绳缠绕式提升机工作原理示意图单绳缠绕式提升机的工作原地如图 l 卷筒上缠上和缠下来实现提升和向下运动。提升机安装在地面提升机房里，钢丝绳一端固定在卷简上，另一端绕过天轮后悬挂提升容器。图 4示为单绳缠绕式单卷筒提升机，卷筒上固定两根钢丝绳，并应使每根钢丝绳在卷简上的缠绕方向相反。这样，当电动机经过减速器带动卷筒旋转时，两根钢丝绳便经过天轮在卷筒上缠上和缠下，从而使提升容器在井筒里上下运动。不难看出，单绳缠绕式提升机的一个根本特点和缺点是钢丝绳在卷筒上不断的缠上和缠下，这就要求卷筒必须具备一定的缠绕发面积，以便能容纳下根据井深或提升高度所确定的钢丝绳悬垂长度。单绳缠绕式提升机的规格性能、应用范围和机械结构等，都是由这一特点来确定的。单绳缠绕式双卷筒提升机具有两个卷筒，每个卷筒上固定一根钢丝绳，并应使钢丝绳在两卷筒上的缠绕方向相反，其工作原理和特点与单卷筒提升机完全相同。图 4单绳缠绕式提升机工作原理示意图 1 卷筒 2 钢丝绳 3 天轮 4 容器五小结该次实习 ,真正到达机械制造业的第一前线 ,了解了我国目前制造业的发展状况也粗步了解了机械制造也的发展趋势，在新的世纪里 ,科学技术必将以更快的速度发展，更快更紧密得融合到各个领域中 ,而这一切都将大大拓宽机械制造业的发展方向。机械的发展趋势可以归结为“四个化”：柔性化、灵捷化、智能化、信息化 . 当然机械制造业的四个发展趋势不是单独的，它们是有机的结合在一起的，是相互依赖，相互促进的。同时由于科学技术的不断进步，也将会使它出现新的发展方向。前面我们看到的是机械制造行业其自身线上的发展。然而，作为社会发展的一个部分，它也将和其它的行业更广泛的结合。 2世纪机械制造业的重要性表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。它将使人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动，智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。当然这一切还需要我们大家进一步的努力 . 通过这次实习，在老师和工厂师傅的细心指导下，我了解了很多有关珩磨机以及珩磨头的知识，并理解了珩磨头的工作原理，对毕业设计有着很大的帮助。让我了解到了工厂的规模水平、生产流程以及一些常规产品的制作，对以后踏入工作单位有着很大的帮助。河南理工大学本科毕业设计（论文）开题报告题目名称升绞车滚筒设计学生姓名杨立鑫专业班级机制 05 1 班学号 0503010119 一、选题的目的和意义：深化所学的理论知识，提高设计计算的能力。以后在工作中遇到相关问题时提供解决依据。通过本次毕业设计，我们把把从专业基础课程中所学得的理论知识，在实际的设计工作中综合地加以应用，使我们在毕业设计之后能够熟练使用有关参考资料、计算图表、设计手册；熟悉有关的国家标准和部门标准，为以后成为优秀的工程技术人员打下良好的基础。二、国内外研究现状简述：滚筒具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转平稳、工作可靠、密封性好、占据空间小、安装维修方便等优点，并适合在各种恶劣环境条件下工作，所以目前国内外已将电动滚筒广泛应用于采矿、冶金、煤炭、交通、能源、烟草、化工、建材、邮电、航空、农林等各个生产建设领域。以往的绞车滚筒多为领用车体的动力源为输入动力，采用减速箱或其他机械方式的多级减速系统将动力输入传动轴；在刹车、制动、离合等方面都采用机械控制。现在的新型滚筒充分利用车体本身的气动和液压控制，有效地实现了滚筒的全部动作，且动作灵活、可靠，成本低，便于维修。 1988 年 12 月左右，我国第一台电动机外装式滚筒先后在自贡市运输机械总厂和东风机械厂研制成功。以变速传动轴承作为新型减速器的低速微型滚筒 1991 年在天津叉车厂总厂试制成功。到目前为止，除我国之外世界上已有较知名气生产滚筒的厂家有数十家。其中欧洲如德国有公司。法国有公司。英国有公司。美国有司，日本有住友商事株式会社等公司。三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段： 1在图书馆借阅相关书籍。 2在学校数据库查找相关资料。 3在网上查找相关资料。 4对找到的资料和数据进行分析和计算。 5整合查到的数据和资料开始写毕业论文。 6在编写过程中征求老师和同学的意见使论文内容更加全面。四、主要参考文献与资料获得情况： 1 濮良贵 , 纪名刚北京：高等教育出版社， 2001. 2机械设计师手册编写组北京：机械工业出版社， 1989. 3 汪恺北京：机械工业出版社， 2001. 4 孔庆华 , 刘传绍上海：同济大学出版社， 2002. 5 徐灏北京：机械工业出版社， 2000. 6 邹平北京：机械工业出版社， 2007. 7 卢耀祖 ,郑志强上海：同济大学出版社， 2004. 8 梁德本 ,叶玉驹北京：煤炭工业出版社， 1983. 9 赵彤北京：机械工业出版社， 2003. 10 顾崇衔陕西：陕西科学技术出版社， 1999. 五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）： 1. 第 6 周确定毕业设计题目。 2第 7 从网上和图书馆数据库中查阅相关资料。 3第 9 周完成开题报告，交指导老师检查。 4第 10 开始写毕业论文并完成初稿，交指导老师审查。 5第 15 审查后，改进完善论文并准备毕业答辩。五、指导教师审批意见（对选题的可行性、研究方法、进度安排作出评价，对是否开题作出决定）：指导教师：（签名）年月日河南理工大学 2009 届毕业设计摘要绞车滚筒是用来缠绕钢丝绳，并且承受钢丝绳的拉力所造成的各种载荷的主要部件和传递动力的元件，是绞车的重要组成部分。滚筒一般由三部分组成，即筒壳、法兰盘（支轮）和支环。筒壳是滚筒最基本和最薄弱的元件，是滚筒的主要承载部分。支环的作用是增加滚筒的稳定性。筒壳和支轮的材料为板。矿井提升机的运转实践证明，木衬对筒壳能起到一定的保护作用，故设计时在筒壳外装有木衬。但木衬对筒壳的保护只有在筒壳的形状比较规则，没有发生较大的变形，并且用合适的木材制作木衬（现常用柞木、水曲柳或榆木等制作），使木衬与筒壳能各处均匀严密接触的情况下才是有效的，故在安装提升机时，要求筒壳的外形是比较规则的圆柱体，木衬用上述木材制作，并按规定车制绳沟。装设木衬时，应使木衬衬条在长度方向上与筒壳均匀严密的接触，木衬衬条之间的缝隙应尽量予以消除。在使用过程中当木衬已经磨损时，应及时予以更换。该课题从实际出发，首先对绞车滚筒的用途、工作原理进行概述，进而对绞车滚筒的总体设计方案进行分析，然后进行具体零部件的分析设计；主要包括了电动机的选型，钢丝绳的选择，滚筒筒壳、支轮、主轴等部件的设计计算和校核以及制动系统的选择等若干环节。在结构设计完成后，利用行装配分析和设计，最后完成绞车滚筒的整体设计。关键词：钢丝绳支轮主轴河南理工大学 2009 届毕业设计 is to of by of is an of of is is of of of is to of of on a in so of in a to of in of no of of or as so be of to be is of of is in of of be of of to be of be a of of in of of of of 河南理工大学 2009 届毕业设计 as as a of of of AD to of 河南理工大学 2009 届毕业设计目录前言 . 6 第一篇浅谈绞车滚筒 . 7 第二篇总体设计方案 . 8 . 8 . 8 第三篇电动机的选择 . 9 第四篇钢丝绳设计计算及选择 . 10 . 12 . 13 . 13 第五篇滚筒的设计 . 14 . 14 丝绳最大静张力以及最大静张力差 . 14 筒的结构设计 . 15 筒的强度计算 . 17 . 17 丝绳拉力降低系数 . 18 . 18 . 20 间的坐标分量 . 20 元的应变矩阵轴对称空间问题 . 25 元的应力矩阵、刚度矩阵和总刚度矩阵 . 27 . 30 . 30 . 31 . 33 筒右支轮部件的结构 . 33 第六篇主轴的设计 . 35 . 35 . 36 . 36 . 38 轴强度和刚度计算及校核 . 39 定静载荷分配于主轴各轮毂作用点上的力 . 40 丝绳拉力分配于主轴各轮毂作用点上的力 . 42 用于轴上水平方向及垂直方向的合力 . 43 . 44 矩计算 . 45 河南理工大学 2009 届毕业设计 . 46 . 47 度计算 . 48 . 51 第七篇制动系统 . 52 . 52 . 52 结论 . 55 致谢 . 56 参考书目 . 57 河南理工大学 2009 届毕业设计前言毕业设计是工科专业教学计划的一个重要组成部分，是各教学环节的继续深化和检验，其实践性和综合性是其他教学环节所不能替代的，通过毕业设计使学生获得综合训练，有利于培养学生独立工作能力，巩固和提高所学知识；全面提高毕业生的素质，使之能较快地适应工程实践，对培养学生的实际工作能力具有十分重要的作用。主要目的是培养我们综合运用所学的基础理论，基本知识和基本技能，去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，如调查研究、查阅文献和收集资料并进行分析的能力；制订设计或试验方案的能力；设计、计算和绘图能力；总结提高撰写论文的能力；检验我们综合素质与实践能力的重要依据。通过毕业设计进行工程知识和工程技能的综合训练，使学生走上工作岗位就具有较强的应用生产现场正在使用和近期可能推广使用的技术去解决工程实际的能力。毕业设计的基本要求是：（ 1）既要完成任务，又要培养学生，应把对学生的培养放在第一位。在老师的指导下，根据所选定的设计课题通过实习，结合工程实际独立完成设计工作。受到一次机械工程师解决工程实际问题的初步训练，能较快适应生产一线的工艺技术和设备管理工作。（ 2）通过毕业设计，使我们受到综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高自己科研和工程实际中的技术水平，也提高自己的运算能力，识图和制图能力，查阅手册、使用国家级标准和信息资料的能力和文字表达能力等。（ 3）培养自己独立完成工作的能力，进一步巩固专业知识，使自己具有较强的自学能力和工作适应能力，提高自己运用科研成果和新技术能力，以及对现有机械设备和生产过程进行技术改造的能力。（ 4）培养学生严谨求实、理论联系实际的工作作风和严肃认真，一丝不苟的科学态度，使学生树立正确的生产观点和技术经济观点。本次设计的题目是对以上要求 ,我认真的进行了于本人知识有限 ,实际生产经验不足 ,所以在设计中难免出现错误与不足 ,敬请各位老师和同学批评指正 !衷心祝愿各位老师身体健康 !工作顺利 ! 河南理工大学 2009 届毕业设计第一篇浅谈绞车滚筒滚筒的作用主要是通过主轴把电动机传递给它的转速和转矩转化成绕在它上面的钢丝绳的线速度，以提升和下放物体。根据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型 (支轮为铸造，滚筒为焊接 )和焊接型。当支轮的变形与简壳的变形相比可以忽略时，称它为刚性支轮，均为刚性支轮。如支轮的变形与筒壳变形相比不可忽略时，称它为弹性支轮。它的特点是筒壳与支轮的应力分布较均匀。经验表明，刚性支轮的结构在制造工艺上较复杂，而且往往容易出现早期失效。因此，现代大中型提升机滚筒常采用的弹性支轮滚筒结构。弹性支轮滚筒这种结构共同的持点是取消了支环，用较厚的简壳来承担载荷，并且支轮改为辐板式 (即在支轮上开有两个人孔 )或圆环式。这样做工艺上较简单，同时也可以避免由于焊接工艺不当造成加强筋附近的局部应力过高。经验表明，这种改进是成功的。弹性支轮滚筒结构的不同之处还在于刚性支轮的辐板与轴线垂直，而弹性支轮滚筒的支轮与轴线成某一角度 (约 3一 6。 )，初看起来，这种倾斜式辐板似乎可以减少筒壳与支轮连接点的刚度从而减小其弯应力，但由于增加了压缩应力，故对减小合成应力水平并不有效，加上它的制造工艺较为复杂，故不再倾向于使用它了。此外，滚筒外一般设有木衬，并在其上车出绳槽，目的是减少钢绳与简壳直接接触面造成的磨损，并使钢绳排列整齐。绳槽有螺旋形及环形两种，在单层缠绕时采用螺旋形绳槽就足以使排绳整齐。河南理工大学 2009 届毕业设计第二篇总体设计方案任务说明已知某矿井为竖井，井深 213 米。矿用绞车一次载重为 2600 千克，罐笼重 1000 千克，绞车滚筒直径设计为，该绞车主要承担每天的掘进出煤、矸石和全采区的材料、设备运输任务。其他条件在计算是逐一给出或在图中标出。（注：本处所给提升机的参数为设计参考参数）。总体设计的步骤一般由总装草图分拆成部件零件草图，经审核无误后，再由零件工作图、部件图绘制总装图。本阶段的主要任务是对确定的最佳初步总体设计进一步完善。包括选择材料、热处理方法、进行结构形式设计和有关计算，完成机械产品的总体设计图。总体设计图是零件设计的依据。不仅要求严格按比例绘图，而且还要表示出重要部件的主要结构并标注有关的重要尺寸。除此之外，还要完成部件和零件的设计，完成全部生产图，并编制设计说明书等有关技术文件。总体设计时，要求部件满足功能要求、零件结构形状要便于制造加工，常用零件尽可能标准化、通用化、组合化、对于总体设计还应满足总功能、人机工程、造型美学、包装运输等方面的要求。此外，还要拟订工艺文件、拟订制造、装配和使用规范，编制技术文件。如实际说明书、标准件、外购件明细表、备件、专用工具明细表等。以下是本次设计的详细步骤：电动机的选型设计河南理工大学 2009 届毕业设计第三篇电动机的选择电动机是专业工厂批量生产的标准部件。电动机分交流电动机和直流电动机两种。由于直流电动机需要电源，结构复杂，价格较高，因此，无特殊要求时不宜采用。电动机工作环境较差，防尘、防爆等性能要求较高，绞车工作在经常启动、制动的场合，要求电动机转动惯量小，过载能力大，故生产中采用三相防爆交流电动机。主油泵电动机的选择计算 w F V ( 1 0 0 0 2 6 0 0 ) 9 . 8 3 P = 1 0 5 . 81 0 0 0 1 0 0 0 wP w 绞车所需工作效率； V 滚筒的转速，取 V=3m/s；绞车的机械效率。 1 0 5 . 8 1290 . 8 2P K W 根据书煤炭工业设备手册（上册）中国统配煤矿总公司物资编中国矿业大学出版社可选 32380具体的参数如下所示：表 3定功率额定电压额定电流额定转速效率功率因数堵转转矩额定转矩 13280V 85r/m m 电机质量同步转速极对数最大转矩额定转矩频率电机外型尺寸 1310000r/m 2 m 504106601020 以上数据来自煤炭工业设备手册（上册）中国统配煤矿总公司物资编中国矿业大学出版社河南理工大学 2009 届毕业设计第四篇钢丝绳设计计算及选择提升钢丝绳的用用途是悬吊提升容器并传递动力。当提升机运转时通过钢丝绳带动容器沿井作上下直线运动。所以钢丝绳是矿山设备的一个重要组成部分。它对矿井提升的安全和经济直运转起着重要作用。提升钢丝绳是由数个相同数目钢丝捻成的绳股绕一绳心捻制而成的一般由六个绳股组成。钢丝直径为光面和镀锌两种，镀锌钢丝可以防止生锈和腐蚀。钢丝由于韧性不同而分为特号，号及号三种，提升人员的设备应用特号钢丝绳。钢丝的极限抗拉强度为 1400 2000井提升一般用 1550 1700钢丝绳。公称抗拉强度更高的钢丝绳，不易弯曲且较脆钢丝绳的绳芯是用具有较大抗拉强度的有机纤维为有机质绳芯其作用是储存绳油，防锈和减少内部钢丝的摩擦，而且可以起衬垫作用，增加钢丝绳的柔软性，在一定程度上能吸收钢丝绳工作时产生的振动和冲击。常用钢丝绳的分类和使用范围如下：（ 1）左捻的绳股捻制成钢丝绳时是自右向左捻转；（ 2）右捻的绳股是自左向右捻转。当钢丝绳缠绕在滚筒上呈左螺旋时，则选用左捻钢丝绳，反之选用右捻钢丝绳，这主要是为了避免钢丝绳松捻。（ 1）交互捻绳中股与股中丝的捻向相反，有交互右捻和交互左捻两种。（ 2）同向捻绳中股与股中丝的捻向相同，也有同时右捻和同时左捻两种。同向捻的钢丝绳较柔软、表面光滑、使用寿命长，但悬挂困难，容易松散和卷成环状。同向捻钢丝绳在我国竖井提升中使用较普遍，在架空索道牵引索和钢丝绳牵引胶带输送机中也都采用。交互捻的钢丝绳多用于斜井提升。形股、异形股。此外，还有椭圆股钢丝绳等。异形股钢丝绳较圆形股钢丝绳可以增加支撑面积，从而河南理工大学 2009 届毕业设计减轻钢丝绳的磨损，增加使用寿命，当然制造上也相应复杂一些。三角股钢丝绳在我国多绳摩擦提升中得到广泛使用，也可以用于绳罐道和架空索道的承载索。圆形股钢丝绳易超造，价格低，故在矿山提升中常用。分为等直径股和不等直径股还有多层股钢丝绳、密封钢丝绳、扁钢丝绳等。钢丝绳在工作时受多种应力的作用，如静应力、动应力、弯曲应力、扭曲应力、扭转应力等，这些应力的反复作用将导致钢丝绳的疲劳断裂，这是钢丝绳破坏的主要原因；另外钢丝绳的磨损及锈蚀也将导致钢丝绳的破坏。因此，综合反映上述应力的疲劳计算是一个比较复杂的问题，虽然国内外在这方面作了大量的研究工作，取得了一些成绩，但是由于钢丝绳的结构复杂，影响因素较多，钢丝绳强度计算理论尚未完善地应用于工程计算。因此，钢丝绳的强度计算仍按煤矿安全规程的规定：钢丝绳应按最大静载荷并考虑一定的安全系数的方法进行计算。钢丝绳的安全系数，根据安全规程的规定为钢丝破断力之和与最大静负荷之比。并规定提升钢丝绳的安全系数为： 1）专为升降人员用的不得低于 9； 2）升降人员和物料用的不得低于 3）专为升降物料用的不得低于 4）摩擦轮提升用的不得低于 8。如图 4 1示，为竖井单绳提升钢丝绳的计算示意图，可知钢丝绳的最大静载荷点，其值为：河南理工大学 2009 届毕业设计 4 1 竖井单绳提升钢丝绳的计算示意图 +钢丝绳最大计算静载荷（千克）； Q 容器一次提升量（千克）；容器自重（千克）； p 钢丝绳每米的重量（千克 /米）；钢丝绳的最大悬垂长度（米），对于罐提升 2 0 2 1 3 2 3 3 ( )jH c H H s m 式中井架高度，暂取 20 米；矿井深度， 213米。井架高度，此数值在计算钢丝绳时尚不能精确确定，罐笼提升可采用河南理工大学 2009 届毕业设计 525米。 2 6 0 0 1 0 0 0 1 . 3 6 ( / )170001 . 1 2 3 31 . 16 . 5k g 式中 Q 是一次载重，千克；是容器自重； p 是提升钢丝绳的单位长度重量，千克 /米；是钢丝绳的最大悬垂长度，米；是矿井深度，米； b 是钢丝绳的极限抗拉强度一般取 1700 m 是钢丝绳的安全系数由 P=米，查表选择纤维芯钢丝绳，其技术规格如下：绳径 20 毫米，每 100 米重克即 P=丝直径丝总断面积最小钢丝绳破断拉力总和 5700 根据选择钢丝绳的标准值验算安全系数： . 5 3 6 . 5Q + Q + p H 2 6 0 0 1 0 0 0 2 3 3 1 . 4 2 9 式中 P 是所选择标准提升钢丝绳的单位长度重量，千克 /米；是所选择标准提升钢丝绳所有钢丝破断力之和，千克。故此钢丝绳符合使用要求河南理工大学 2009 届毕业设计第五篇滚筒的设计卷筒宽度钢丝绳总长度包括： 1）提升高度 2）供试验用的钢丝绳长度，规定每半年剁绳头一次，一次剁掉 5 米，如果钢丝绳的寿命以两年计算，则试验长度为 20 米； 3）为减少绳头在卷筒上固定处的张力而设的三圈摩擦圈。 2 1 3 2 0( 3 ) ( ) ( 3 ) ( 2 0 2 ) 1 4 2 6 . 4 03 . 1 4 1 . 2d m 1500中 B 滚筒宽度，提升高度， m； d 钢丝绳直径，钢丝绳试验长度，一般取 2030 米； m 摩擦圈，一般取 3 圈；钢丝绳绳圈圈之间的间隙，一般取 23 毫米，取 =2 毫米；故滚筒的宽度取丝绳最大静张力以及最大静张力差缠绕式提升机滚筒要受绳的拉力，缠绕到滚筒上的绳是在具有一定的绳张力的条件下缠绕到滚筒上的。所以提升绳对滚筒的作用力主要有两个：一方面是没有缠到简上的绳对滚筒的作用力，对这个力来讲滚筒像一般的空心轴一样要受到达个力的弯曲和扭转；另一个是缠绕到滚筒上的绳的张力对滚筒的作用，这个作用可看作是在筒壳外有一个均匀的压力压到筒壳上，好像一个密闭的圆筒在海底其四周受到均布水压一样，只是筒壳的两端在提升机处并不受侧面的压力。故钢丝绳最大静张力为：河南理工大学 2009 届毕业设计 m a x 2 6 0 0 1 0 0 0 1 . 4 2 9 2 3 3 3 9 3 2 . 9 3j r Q p H k g 2 6 0 0 1 . 4 2 9 2 3 3 2 9 3 2 . 9 3 P H k g 式中是最大静张力差 Q 是一次载重，千克；是容器自重千克。筒的结构设计滚筒是用来缠绕钢丝绳，并且承受钢丝绳的拉力所造成的各种载荷的主要部件和传递动力的元件。滚筒一般由三部分组成，即筒壳、法兰盘（支轮）和支环。筒壳是滚筒最基本和最薄弱的元件，是滚筒的主要承载部分。其厚度一般为 010 ，本次设计中取为 =20结构简图如 5示。支环的作用是增加滚筒的稳定性。筒壳和支轮的材料为板。矿井提升机的运转实践证明，木衬对筒壳能起到一定的保护作用，故设计时在筒壳外装有木衬。但木衬对筒壳的保护只有在筒壳的形状比较规则，没有发生较大的变形，并且合适的木材制作木衬（现常用柞木、水曲柳或榆木等制作），使木衬与筒壳能各处均匀严密接触的情况下才是有效的，故在安装提升机时，要求筒壳的外形是比较规则的圆柱体，木衬用上述木材制作，并按规定车制绳沟。装设木衬时，应使木衬衬条在长度方向上与筒壳均匀严密的接触，木衬衬条之间的缝隙应尽量予以消除。在使用过程中当木衬已经磨损时，应及时予以更换。木衬每块的长度与滚筒宽度相等，即为 1500块的宽度为适宜于制造起见，不超过，每块的厚度应不少于钢丝绳直径的两倍，取为 50定滚筒木衬的螺钉头应沉入木衬厚度三分之一以上，当全部木衬固定完以后，应用木塞沾胶水将螺钉孔塞死，并须用木楔将木衬缝填满。河南理工大学 2009 届毕业设计图 5 1 筒壳结构铸焊型滚筒的结构如图 5 2示：图 5 2 铸焊型滚筒的结构 1 支轮 2 筒壳 3 支环 4 木衬使用中的木衬，当因磨损使螺钉头的沉入深度尚存 10应重新更换。滚筒木衬必须刻制绳槽，沟槽深度 A= 钢丝直径两相邻沟槽的中心距 t=d+(2 3)0+(2 3)=22衬的结构如图所示：河南理工大学 2009 届毕业设计由于筒壳是一个处于负荷不断变化和复杂应力状态下的壳体，故筒壳的结构设计应保证滚筒的各个部分有足够的强度和刚度，并应尽量使各部的强度和刚度均匀，以便使筒壳能足以适应外力和内力的变化，而不致产生变形。筒的强度计算作用在滚筒筒壳上的外载荷主要有下列几种：（ 1）已经缠绕到滚筒的钢丝绳绳圈对筒壳所施加的径向压力（ 2）尚未缠绕到滚筒上的钢丝绳的静拉力对筒壳所施加的弯矩和扭矩分析指出，由弯矩和扭矩所引起的筒壳的弯曲应力和扭矩应力与压缩应力相比，数值很小，可以忽略不计。由已经缠绕到滚筒上的钢丝绳绳圈的径向力所引起的筒壳自由段的压缩应力具有很高的值，压缩能达到 12001500kg/在法兰盘（支轮）处，筒壳的弯曲应力具有更高的值。弯曲能达到 25003000kg/样高的应力甚至超过了筒壳材料的屈服极限。所以，缠绕式提升机滚筒筒壳的强度计算不仅是指筒壳自由段的压缩应力和法兰盘处筒壳的弯曲应力计算，并应使筒壳在这些地方的最大应力不超过筒壳材料的许用应力。壳的外载荷筒壳上的单位面积压力 q 2/ / ( / )q p t S r

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