FDBZ型一吨单车不摘钩翻车机设计

摘 要 翻车机最早应用于矿山当时称矿山翻笼其依靠钢丝绳驱动完成翻卸作业。 在 此基础上经不断演变最终成为当前翻卸车辆的专用机械。 实现翻车机能连续自动工作，所以这次设计的主要方向是对焦煤集团赵固 一矿用的翻车机的改造设计，其传动系统和控制系统的改造，使其能够实现自 动化翻车。这次的改造使其比以往的老式翻车机更具有人性化的特点，使人的 工作量大大的减小，操作更加简单。 老式的翻车机大多是齿轮传动，继电器控 制。这种体系结构机械冲击大，电气事故率高，很难维护，为了解决这一难题， 我决定采用液压传动作为动力源，可编程控制器（PLC）为核心的电气控制系 统。 液压传动有以下优点： 1、与机械传动和电气传动相比，在相同功率情况下，液压传动系统的体积 小、重量较轻、故障率低，可靠耐用。 2、工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁转向。便于实现过载保护，而且 工作油液能使传动零件实现自润滑，因此使用寿命长。 3、操纵简单，便于实现自动化，特别是与电气控制联合使用时，易于实现 复杂的自动工作循环。 4、机器结构简化，布置灵活、翻车、停车非常平稳，不烧电机，不存在摔 车的现象。 5、液压元件实现了系列化、标准化和通用化，易于设计、制造和推广应用。 所以我提出了以下设计改造方案： 首先对翻车机的动力系统进行改造设计。用液压系统来替代翻车机老式的 电动机减速器传动方式。用液压泵来驱动翻车机液压马达， 。其次对翻车机的控 制系统进行改造。用 PLC 可编程控制器来代替翻车机老式的继电器控制。 关键词：翻车机 翻卸作业 可编程控制器（PLC） 液压传动 过载保护 继电器 控制 ABSTRACT The earliest application in mining was dumper said the wire rope over mine cage on driving over homework finished unloading. Based on this the everevolving eventually become the unloading the special machine over vehicles. To realize the continuous automatic work dumper, so this time the design of the main direction of coking coal Zhao Gu group is a mine of reform of the counter design, and its drive system and control system transformation, so it can realize the automation overturned. The reconstruction of the old car dumper than ever more with the human characteristics, make the persons workload greatly reduces, operation easier. The old car dumper is mostly gear transmission, relay control. The system structure of the great mechanical shock, electric rate high, and difficult to maintain, in order to solve the problem, I decided to adopt hydraulic transmission as a power source, programmable controller (PLC) is the core of the electrical control system. Hydraulic transmission has the following advantages: 1. and mechanical drive and electrical transmission compared, in the same power, hydraulic transmission system of small volume, light in weight, low failure rate, reliable and durable. 2. smooth, impulsion is small, easy to realize frequent turning. Easy to achieve overload protection, and the work the oil can make the trans mission parts realize self lubrication, so long service life. 3. and manipulation of simple, easy to realize automatic, especially when combined with the electrical control, easy to realize complex automatic work cycle. 4. machine structure is simplified, decorate flexible, overturned, parking very smoothly, doesnt burn motor, there is no car broke the phenomenon. 5. hydraulic components realized the seriating, standardizetion and universal, easy to design, manufacture and application. So I put forward the following design reform plan: First the dumper power system design modification. With the hydraulic dumper system to replace the old motor reduce drive way. Use to drive the car dumper hydraulic pump hydrauliccmotor. Secondly the dumpers control system to reform. Use PLC programmable controller to replace dumper oldfashioned relay control. Key words: dumper turns over the discharge operation programmable controller (PLC) hydraulic transmission overload protection relay control 目 目 录录 前 言.5 1 选题的目的和意义.8 2 毕业设计计算说明书.9 2.1 矿车特性的计算 .9 2.1.1 空车重心距规面的高 .9 2.2 翻车机的计算 .12 2.2.1 摩擦阻力矩的计算 .12 2.2.2 静不平衡力矩计算 .19 2.2.3 总阻力矩计算 .20 2.2.4 驱动翻笼的最大功率 .21 2.2.5 传动轮对滚筒的滑转验算 .21 2.2.6 滚轮与滚筒接触强度的验算 .22 2.2.7 缓冲弹簧的计算 .23 3 液压系统的设计.37 3.1 设备概况 .37 3.2 翻车机液压系统的设计要求 .38 3.2.1 拟制液压系统图如下 .39 3.2.2 液压系统的计算 .39 3.2.3 液压元件的选择和计算 .40 3.2.4 液压元件的选择验算 .40 3.3 液压系统发热量的计算.44 3.4 系统的散热量 .46 4 电控系统设计.48 4.1 推车机、翻车机电控设计要求 .48 4.1.1 推车机电控系统能够完成的功能.48 4.2 推车机和翻车机的工作方式.48 4.2.1 起始状态 .48 4.2.2 联动方式 .49 4.2.3 手动工况 .49 4.2.4 煤仓煤位保护 .50 4.2.5 故障显示及闭锁 .50 4.3 可编程控制器的选择.51 4.4 自动推车机翻车机程序的绘制 .51 5 翻车机传动负载计算 .55 5.1 散料对回转中心力矩计算分为三部分.55 5.2 翻车机偏载平衡方法和对回转中心的最大静载力矩 .61 5.3 翻车机加速转矩和电机选择 .63 结 论.64 致 谢.65 参考文献.66 附 录.68 前 言 翻车机作为卸车专用机械国外使用的历史可追溯到十九世纪八十年代国内 则在上世纪五十年代。 上世纪五十年代国内翻车机作为单机设备主要用于钢厂。 待翻卸的铁路敞车由机车送入翻车机翻卸过程中翻车机各个机构为非连续工作 设备效率较低为节时。 上世纪八十年计算机绘图和有限元计算开始在产品设计开发中应用为翻车 机突破传统的桁架结构形式奠定了基础。同时对翻车机的认识已由单机设备提 高到翻车机卸车系统的层次上。新型翻车机采用强度和稳定性更高的三大梁结 构配备了重车铁牛和空车铁牛取代机车采用机械压车和靠车等结构形式组成了 一套完整的、可连续工作的翻车机卸车系统。新型翻车机卸车系统可将效率提 高到节小时。但此阶段翻车机仍未摆脱传统的形构造形式。 上世纪八十年代十一世纪初期在引进国外先进技术并逐步消化吸收基础上 再创新国内厂家设计开发了形翻车机。由形翻车机为核心构成的卸车系统采 用液压压车、液压靠车结构形式采用重车调车机和空车调车机替代重车铁牛和 空车铁牛从而使铁路敝车可在翻车机内准确定位翻车机卸车系统效率因此大幅 度提高到节小时。 为提高设备效率又相继开发出一次可翻卸双车和三车翻车机卸车系统效率 又达到了新的高度最高可达到节小时。由于我国煤炭资源和生产主要集中在山 西、陕西、内蒙西部地区煤炭消费主要集中在华东、华南沿海地区资源分布、 生产力布局和能源结构的特点决定了我国将长期存在“西煤东调”、“北煤南运” 和“铁海联运”的运输格局。这种运输格局导致铁路敞车的运输量逐年递增物流 系统的能力不断扩大。为防止出现物流瓶颈国内市场对翻车机卸车系统的数量 和效率不断提出更高的要求。全国 级通用敞车的普推与此同时澳大利亚、巴 西、印度、伊朗、南非等国的大量矿石出口到中国也对翻车机的应用数量的增 长起到了推动作用。强大的市场需求不断促进我国装备制造企业提高产品设计 开发水平不断满足国内外顾客对产品的性能和质量的要求。 国内需求量的快速增长为翻车机的发展提供了广阔的市场空间。强劲的市 场需求刺激了国内制造企业加大翻车机对研发的投入力度与国外合作也在更高 的层次展开国内翻车机的技术水平因此在较短的时间内迅速达到国外先进水平 其产量和质量也实现了同步提升。单车翻车机自动、安全和高效国内单车翻车 机卸车系统已有近五十年的发展史目前的翻车机械车系统主要由形翻车机、重 车调车机及其轨道、空车调车机及其轨道、迁车台、夹轮器、止挡器、洒水装 置等单机组成实现了由手动单机操作到全线自动运行的技术跨越。由于新系统 不完善使用初期卸车效率仅节时。为此改进了卸车工艺布置采用交流变频电机 替代直流电机合理匹配各单机性能参数后卸车效率达到节时。为便于重车调车 机大臂通过实现翻车机在平台上准确定位同时实现液压压车、液压靠车满足铁 道部要求大幅度降低铁路敞车损坏率翻车机整体结构由“”形改为“形。 为提高卸车效率和使用次数实现柔性牵引重车调车机牵引能力由吨提高吨 并配置编码器运用交流变频技术实现了铁路敞车多位置定点、多速度行走。为 保证迁车台在空、重车线工况下止挡器安全止挡有效阻止空、重敝车掉入迁车 台坑内将迁车台自行式驱动行走轮改为销齿传动设涨轮器防止空敞车在迁车台 上随便移动设插销式定位装置实现机械式准确定位止挡器实现与迁车台联动。 同时将空车推车机牵引能力由吨提高到吨。 翻车机又名翻罐笼。他是矿山固定车箱式矿车主要转载设备。它具有生产 效率高、使用简单、安全可靠等特点！被广泛地矿山煤矿。电动翻车机是一种 矿用电动链式翻车机，属于矿山机械技术领域。所要解决的技术问题是现有矿 山用翻车机结构复杂，噪声大，驱动装置置于地坑内，不便安装、维修。构成 中包括主体框架、两个分别与主体框架两端固定的滚圈、电机与减速机构成的 驱动装置和主体框架与驱动装置间的传动机构，主体框架与驱动装置间的传动 为链传动机构。驱动装置可安装在位于主体框架一侧且其高度高于主体框架内 的矿车轨道上表面的支架上。安装、维修方便，且结构简单，噪声小，驱动装 置在地面之上，不会被水浸和物料堆埋，增设防尘罩能有效的改善工作环境。 此外，本实用新型每次翻两个矿车，使摘钩型翻车机的生产效率提高一倍，工 作安全。适于作矿车的翻转卸料设备。 翻车机用于配合推车机翻卸一吨矿车，是一种用电力驱动圆形滚筒旋转的 卸载设备。该翻车机机械化程度高，生产能力大，便于实现翻卸系统的自动化， 可以减轻工人的劳动强度。因此，中型以上的矿井一般都采用这种翻车机。 一吨矿车系列翻车机分三大类、六个品种，即一吨矿车单车摘勾翻车机， 一吨矿车单车不摘勾翻车机和一吨矿车不摘勾翻车机，其中每一种根据峒室的 布置要求和合理的安装翻车机的传动装置，而又分成左侧式和右侧式，即从进 刀方向上看，滚筒按逆时针方向旋转的为左侧式，从进刀方向上看，滚筒按顺 时针方向旋转的为右侧式。 一吨矿车单、双车不摘勾翻车机是用于煤炭生产系 统中的主要设备，它与列车推车机配套使用，可连续翻转用万能链连接的矿车 列车，翻卸时不需摘勾，一吨矿车单车摘勾翻车机，一般用于地面单车卸载煤 炭或矸石、适用于单环链或双环链连接的矿车列车，翻卸时需要摘勾，不摘勾 翻车机与推车机之间设有相互联锁的自动化电控系统，并设有手把按钮系统。 翻车机由滚筒、底座、定位装置、传动装置、传动滚轮、支持滚轮、进车 端阻车器、出车端阻车器（或内阻车器）及挡煤板等部件组成。所有部件的螺 栓联接部位，均对称布置有螺栓孔，适用于左侧式或右侧式。 主 要 规 格 有 ： 1、 FDZZ-1/6 型 翻 车 机 2、 FDZY-1/6 型 翻 车 机 、 3、 FDBZ-1/6 型 翻 车 机 4、 FDBY-1/6 型 翻 车 机 、 5、 FDSZ-1/6 型 翻 车 机 6、 FDBY-1/6 型 翻 车 机 、 7、FDZZ-1.5/6 型 翻 车 机 8、FDZY-1.5/6 型 翻 车 机 、 9、FDZZ-1.5/9 型 翻 车 机 10、FDZY1.5/9 型 翻 车 机 . 它是矿山和煤矿使用固定式矿车运输中转的主要卸料设备。它具有生产效 率高、使用简单、安全可靠等特点！广泛地运用在冶金矿山和煤矿上。 FDZZ(Y)-1/6 电动翻车机为新型电动翻车机，规格齐全，整体滚圆，电动回 转。可与列车推车机，阻车器配套使用，并可配制互挽联锁自动化电控系统， 连续翻转列车。也可手动按钮控制，实现单机翻转卸载。 1 选题的目的和意义 翻车机是矿山常用一种卸矿机械，原矿山由矿车编组运输至矿仓上方后， 由翻车机卸入矿仓。随着采矿技术发展和提高产量要求，原设计翻车机往往不 能满足要求，至于有些矿山原设计就是采用翻斗式矿车，采用人工翻矿，则更 是生产效率低，劳动强度大，安全性差。 目前，定型产品只要固定式圆盘翻车机，它只能固定向一个矿仓卸矿，不 仅产量固定。且无法满足向多个矿仓卸矿要求。卸矿机械是矿山机械中薄弱环 节 矿山机械在国民经济和国防建设中占有重要地位，研制出适应矿山改造，满 足用户需要卸矿机械具有很大现实意义。此课题研制的翻车机不仅适用与对矿 山多个矿仓卸矿，而且也适用与其它用矿车运输物料（如沙石，煤）卸车。因 此，此项研究对加快国民经济建设和国防建设都有很大意义。 通过研制一种新 型机器，掌握研制新设备基本方法，锻炼科研能力，提高创新思维能力。 2 毕业设计计算说明书 2.1 矿车特性的计算 我们采用固定式矿车：矿车型号 MGC1.16 图 31 2 2.1.1 .1.1 空车重心距规面的高空车重心距规面的高 A 空车箱的重心 图 3-2 1)半圆形弧板的重心到圆心的距离 式中 D矿车的外宽 d矿车的内宽 设侧板的总重心距直线边的中点的距离为 X0，则： 式中：h 车厢直线部分的高度 R弧板大直径 r弧板小直径 重心距上边的距离为： 432.7+167.5=600.2mm 半圆板的重心到圆心的距离： 设端板的总重心距两直线边中点的距离为：X1，则， 重心距上边的距离为： 263.1+167.5=427mm 边缘板及扁钢的重心：为 30mm 重量：56.76kg 加强角钢的重心：为 31.8mm 重量：34.2kg 整个空车厢的重心为：499mm 重量为：侧板重量为 352.9kg 端板重量为 95.5kg 车架重心轨道面为 71+150=221mm 车架的重量为：560.5kg 轮轴重心距轨道面的距离：175mm 轮轴的重量：225kg 空车重心距轨面的高度为：450 mm 2)矸石车的重心距离轨道面的高度： 当整个车箱装满载荷时,载荷的重心为半圆的重心到圆心的距离: YS2 =0.2122d =0.2122x1278 =271.2mm 车箱装满载荷时，载荷的重心距离轨道面的高度为: 1300（259.5+318.6）=721.9mm 当矿车装满矸石时重车的重心为: 1000 x721.9x1.6x3.3+446.4x1350=（5300+1350）y2 y 2=663.8mm 3)煤车的重心距离轨道面的高度 当矿车装满煤时，重车的重心为: 721.9 x3000+446.4 x1350=(3000+1350)y3 y3= 636.4mm 2.2 翻车机的计算 选用 600mm 轨距一吨不摘钩右侧翻车机 2.2.1 摩擦阻力矩的计算 1. 回转部分总重量为： W=W1+W2+W3 Kg 上式 W1-翻车机的制动块及前后拨杆等部件的重量（5000kg） W2-900mm 轨距 1 吨固定车箱式矿车自重（1350kg） W3-矿车内装载的物料重量（其数值随回转角度 a 而变） （当 a 等于 450、 650、 900 时物料重量、 矿车及物料重心的位置用计算 与 图解结合的方法计算） a45车内物料表面处于安息角的位置，故而物料重量以满车计算。 满车时物料重量为： W3 煤=3000 Abc 半圆面积： A1 =0.641mm 2 A1 的形心 C3.1 到圆心的距离为： Y1= 0.4244x 0.639 = 0.271m acde 长方形面积： A 2= 1.278 x0.335 =0.428m 2 A2 的形心 C3.2 到圆心的距离为： Y2=0.2631m 总面积： A=A1 +A2 =0.641+0.428 =1.069m2 设总面积的形心即物料重心 C3 到半圆面积形心 C3.1 的距离为 Y，则： AY=A 2（ Y1+ Y2 ） 1.069Y=0.428（0.271+0.2631） Y=0.214m 即总面积形心 C3 不在圆心上。 矿车重心 C2 到回转中心距离为： 2 =137.6m 矿车中心对回转中心线的夹角为： = 7.1 物料重心至回转中心距离为： 3=1.97 a =65 时，矿车卸料情况如图所示： abc 半圆的面积： A1 =0.641 2 m 2 A1 之圆心 C3.1 至圆心距离： y1 =0.4244 x0.639 = 0.271m Acdf 梯形面积为 ： A2=( 0.026+ 0.365 )x1.278 2 = 0.25m2 总面积为：A =A1 +A2 =0.641+0.25 =0.891m2 矿车内煤的重量为： W3 煤 =2414.6kg 矿车重心 C2 至回转中心的距离为： 2 =141.4mm 矿车重心对回转中心线的夹角为： = 7.1 物料重心 C3 至回转中心的距离为： 3= 561.1m 物料重心对回转中心线的夹角为： r=12 a =90 时，矿车卸料的情况如图所示： abc 的弓高为： h =0.349m abc 弓形弦长为： C =1.139m abc 弓形弧长为： l =0.01745x 0.639 x126 = 1.405m abc 弓形面积为： A=1/20.639 x1.405- 1.139 (0.639- 0.349) =1/2 0.897795- 0.33031 =0.284m 2 A1 的圆心 C3.1 至圆心距离为： Y1= 0.434m acd 三角形面积为： A2=1/2x 1.139x 0.325 = 0.185m2 总面积为： A =A1+ A2 = 0.284+0.185 =0.469 m2 矿车内煤的质量为： W 煤 =1271kg 矿车重心 C3 到回转中心距离为： 2 =214mm 矿车重心对回转中心线的夹角为： =5.1 物料重心 C3 支回转中心线的距离为： 3= 600mm 物料重心对回转中心线的夹角为： =46 设：传动滚论上所受的正压力 P1 和支持轮上所受的正压力 P2（见图）可 分别 由下式计算得出： P1=0.732Wkgf P2=0.518Wkgf 1-传动轮相对滚轮纵向中心线的安转偏角， 1 =30 2-支持轮相对滚筒纵向中心线的安转偏角， 2 =45 以滚筒中心为回转中心回转时，滚轮对滚筒的摩擦阻力距为： M1= kR/r(R+r) =0.05x(150+25) =0.35Pkgf / cm 式中： P-传动滚轮与支持滚轮所受压力之和， P=P1+P2 kgf k-滚动摩擦系数， k=0.05 R-滚筒半径， R=150mm r-滚轮半径， r=25mm 滚轮所用轴承及滚动摩擦阻力距为： 式中： -滚子轴承的摩擦系数，=0.01 d0-滚子轴承的外直径平均 2.2.2 静不平衡力矩计算 由于滚筒，矿车和物料重心均不与翻车机回转中心重合，翻卸时物料重心 随物料减少而改变同时矿车再翻卸过程中也以稍幼移动，因此产生了随回转角 而变化的不平衡力矩（变化情况见表 2） 。 a=12， 矿车开始倒向滚筒侧珩架上 a45， 矿车内物料处于安息角位置(煤的最大安息角为 45 0 ) a=65, 矿车内物料已卸出一部分 a=90， 矿车水平横卧，车内的物料句续卸出 a=135，矿车内物料已全部卸出，矿车下移 2.5 a=180，矿车车箱口垂直向下 a=225，矿车车箱口倾斜向下 a=270，矿车水平横卧 a=315，矿车已退回到轨道上 a=360，矿车恢复到原来位置 表 2 静 不 平 衡 力 矩 表 滚滚 筒筒 回回 转转 角 角 滚 筒 静 不 滚 筒 静 不 平 衡 力 矩 平 衡 力 矩 矿 车 静 不 平 衡 力 矿 车 静 不 平 衡 力 矩 矩 物 料 静 不 平 衡 力 物 料 静 不 平 衡 力 矩 矩 总 静 不 平 衡 力 矩总 静 不 平 衡 力 矩 M3=M 1+M 2+M 3 M 1=W1 1sina M 2=W2 2sin(a+) M 3=W 3sin(a+) a 1 M 1 kgfcm 2 M 2 kgfcm 3 M 3 Kgfcm M3 kgfcm M 每每 M 孔 孔 度度 cm cm 度 度 度度 kgfcm kgfcm 0 0 0 14.18 0 0 40.86 0 3000 0 0 0 12 0 0 14.18 0 4127.5 40.86 0 3000 25485.8 29613.3 4127.5 45 0 0 14.18 7.1 15664.9 40.86 3.08 3000 91209.1 10687.4 15664.9 65 0 0 14.18 7.1 18891.1 56.11 12 2500 136679.8 155570.9 1555702.9 90 0 0 14.18 7.1 19699.8 49.82 37 1316 52361 72060.8 19699.8 135 0 0 14.18 7.2 12194.8 12194.8 12194.8 180 0 0 14.18 7.2 12453.7 2453.7 2453.7 225 0 0 14.18 7.2 115664.9 15664.9 15664.9 270 0 0 14.18 7.2 19699.8 19699.8 19699.8 315 0 0 14.18 8.6 12194.8 12194.8 12194.8 360 0 0 14.18 0 0 0 0 翻车机的静不平衡力矩为滚筒、矿车和物料三者静不平衡力矩的代数和， 即： M3=M 1+M 2+M 3 Kgcm 式中： M 1滚筒静不平衡力矩，M 1=W11sina kgfcm M 2矿车静不平衡力矩，M 2=W22sin(a+)kgfcm M 3物料静不平衡力矩，M 3=W33sin(a+)kgfcm 1滚筒重心至回转中心的距离，按图纸算出，cm 2矿车中心至回转中心的距离，cm 3矿车内物料重心至回转中心的距离 cm 矿车中心对回转中心线的夹角（当滚筒回转之后） ，度。 矿车内物料重心对回转中心线的夹角（当滚筒回转后） ，度 2.2.3 总阻力矩计算 翻车机的总阻力矩等于摩擦阻力矩与静不平衡力矩的代数和， 即 M=M1+M2+M3 f 式中： M1滚轮对滚筒的摩擦力矩， f M2滚轮所用轴承的摩擦阻力矩， f M3滚轮、矿车和物料三者的静不平衡力矩之和， f 表表 3 总阻力矩汇总表总阻力矩汇总表 -250000 -200000 -150000 -100000 -50000 0 50000 0 12 45 65 90 135 180 225 270 315 360 重车 空车 2 2.2.4 .2.4 驱动翻笼的最大驱动翻笼的最大功率功率 9550 1555.7 3 0.48 9550 Mn p KW = = 式 中 M扭 矩 ， Nm n转 速 ， r/min 2.2.5 传动轮对滚筒的滑转验算 摩擦力矩： Mm=1 R=0.11501 kgf 式中： 回转角 回转角 力距力距 0 12 45 65 90 135 180 225 270 315 360 翻翻 煤煤 时时 M1 4112.5 3856.4 3356.08 2800 M2 4935 4627.7 4027.3 3360 M2 煤煤 0 29613 106874 155571 72061 12195 2453.7 15664.9 19699.8 12194.8 0 M 煤煤 9047.5 20566 97827 147087 64677 6034.8 8163.3 21824.9 25859.8 18354.8 6160 空空 车车 时时 M1 2800 M2 3360 M3 空空 0 4127.5 15665 18891 19700 12195 2453.7 15664.9 19699.8 12194.8 0 M 空空 6160 2030.5 9504.9 12731 13540 6034.8 8613.7 21824.9 25859.8 18354.8 6160 摩擦系数 R滚筒半径 1传动滚轮上所受的正压力 表表 4 回 转 总 阻 力 矩 表回 转 总 阻 力 矩 表 0 12 45 65 90 135 180 225 270 315 360 Mm 96784.5 84228 M 9047.5 -20565.8 -97826.5 -147087 -64677.4 -6034.8 8613.3 21824.9 25859.8 18354.8 6160 K 11.4 8.2 3.2 2.7 3.8 11.4 Mm M 6160 2032.5 -9504.9 -12731.1 -13539.8 -6034.8 8613.7 21824.9 25859.8 18354.8 6160 K 11.4 34.6 8.2 3.2 2.7 3.8 11.4 空车时 70272 回转角 力距 翻煤时 102312 70272 2.2.6 滚轮与滚筒接触强度的验算 两个圆柱接触： 1 6 0.418 4318.82.1 10 0.418 1.5 1521.4 2721.2/ d Cd d P E K BD kgfcm = = = 式中：kd动力系数，kd =1.5 P 1 每个传动滚轮的最大正压力： 1 1 8637.6 4318.8 22 P Pkgf = P1两个传动滚轮上所受的正压力 Ed弹性模数 B滚轮接触面宽度 Dd当量直径 ( ) ( ) 1 0 1 30050 21.4 22 30050 DD Dcm DD = + D滚圈直经， 300 cm D1传动滚轮直径， 50 cm ZG35 铸钢的许用接触应力可达到 4200kgf/cm 2 ，计算接触应力小于许用接触应 力，故接触强度够 2.2.7 缓冲弹簧的计算 缓冲弹簧的选择 弹簧钢丝直径 d=25mm 弹簧中径 D = 120 mm 弹簧内径 D1 = 95 mm 弹簧节距 t = 38 mm 自由高度 H0 = nt +1.5d = 380 mm 工作圈数 1 P P n = 总圈数 211 nn =+= 总 弹簧最小工作负荷 P1 = 500N 最大工作行程 h = 90 m 从机械设计手册中查得 弹簧最大工作负荷 P2 = 22845.6 N 弹簧允许极限负荷 P3 = 28557 N 单圈弹簧刚度 P 1 = 2204 N/mm 允许极限负荷下的单圈变形 f 3 = 12.96 3.3.2.计算弹簧的刚度、圈数和其他尺寸2.计算弹簧的刚度、圈数和其他尺寸 弹 簧 刚 度 ： 21 22845.6500 248.3/ 90 PP PN mm h = 弹 簧 工 作 圈 数 ： 1 2204 9 248.3 P n P = 弹 簧 总 圈 数 ： 211 nn =+= 总 弹 簧 间 隙 ： 382513 tdmm = = 最 小 工 作 负 荷 下 弹 簧 的 变 形 ： 1 1 500 2 248.3 P Fmm P = 3. 弹簧强度验算弹簧强度验算 圆 环 链 推 车 及 推 动 列 车 前 进 时 ， 列 车 冲 击 阻 车 器 的 动 能 的 大 小 ， 除 与 推 车 速 度 有 关 外 ， 还 与 翻 车 机 的 型 式 ，翻 车 机 前 后 ， 即 内 部 线 路 坡 度 的 大 小 等 有 关 ， 故 许 根 据 翻 车 机 的 形 式 ， 线 路 坡 度 的 大 小 等 对 列 车 冲 击 阻 车 器 的 情 况 具 体 分 析 ， 算 出 列 车 冲 击 动 能 ， 在 验 算 弹 簧 强 度 。 2.2.8 阻车器的弹簧刚度验算2.2.8 阻车器的弹簧刚度验算 600 轨 距 1 吨 单 车 不 摘 钩 翻 车 机 前 后 、 内 部 线 路 坡 度 和 推 车 机 停 止 时 的 列 车 状 态 如 图 11 所 示 。 取 2 3 段 长 为 21m， 可 停 六 辆 3 吨 矿 车 。 设 推 车 之 前 在 i =0.9 的 线 路 上 无 空 车 存 在 ； 在 i =20 坡 度 上 的 矿 车 是 可 以 拉 伸 开 的 。 翻 车 机 的 前 后 都 设 有 阻 车 器 。 不 摘 钩 列 车 的 重 车 前 方 随 有 空 车 相 连 ， 但 进 车 端 阻 车 器 的 阻 车 爪 到 出 车 端 阻 车 器 的 阻 爪 之 间 的 距 离 l1 小 于 编 号 的 矿 车 c、 d、 l 拉 伸 开 的 距 离 l (见 下 图 )， 因 此 空 车 和 重 车 d 的 冲 击 动 能 由 出 车 端 阻 车 器 承 受 ， 其 余 重 车 的 冲 击 动 能 有 进 车 端 阻 车 启 承 受 c L i=0 L1 3950mm 15000mm 图 28 A 出车侧阻车其弹簧验算出车侧阻车其弹簧验算 冲 击 出 车 端 阻 车 器 的 动 能 需 根 据 参 与 冲 击 的 空 重 车 数 来 计 算 ， 而 参 与 冲 击 的 空 重 车 数 又 需 根 据 空 重 车 在 推 车 过 程 中 拉 开 的 多 少 来 定 。 推 车 机 起 动 后 ， 在 很 短 的 时 间 内 ， 部 分 后 全 部 处 于 拉 伸 状 态 的 空 重 车 将 逐 次 被 推 接 触 。 推 车 晚 了 之 前 当 尚 未 被 推 接 触 的 下 滑 空 车 下 滑 速 度 达 到 推 车 速 度 或 下 滑 空 车 都 被 推 接 触 之 后 ， 位 于 23 段 上 的 空 车 下 滑 速 度 将 逐 渐 大 于 推 车 速 度 ， 这 样 ， 在 空 车 1 碰 上 出 车 端 阻 车 器 之 前 ， 已 接 触 的 空 重 车 就 有 被 拉 伸 开 的 可 能 性 。 如 果 只 是 矿 车 1 与 2 间 及 其 它 的 空 车 间 被 拉 开 而 重 车 d 与 空 车 1 间 未 被 拉 开 ，这 是 可 能 把 重 车 d 与 空 车 1 时 为 接 触 状 态 ， 拉 伸 开 的 空 车 视 为 拉 紧 状 态 ， 冲 击 阻 车 器 ， 冲 击 阻 车 器 的 动 能 就 按 这 些 矿 车 及 荷 载 来 计 算 ， 若 是 重 车 d 与 空 车 1 也 被 拉 开 ， 那 么 就 在 空 车 1 及 其 他 已 被 拉 开 的 空 车 压 缩 弹 簧 停 止 前 ，重 车 d 碰 上 空 车 1，需 考 虑 重 车 d 的 冲 击 ，否 则 不 必 考 虑 。 计 算 如 下 ： 设 在 推 车 机 起 动 时 间 内 矿 车 匀 变 速 前 进 ， 前 进 距 离 为 ： 0 11 2 V St m = 式 中 V 0 推 车 机 的 推 车 速 度 ， V 0 =0.53m/s t 1 推 车 机 的 起 动 时 间 ， t 1 =2.6s 推 车 机 等 速 推 车 时 间 为 ： ( ) 0 1 2 V s l m t = ? s 式 中 m 一 次 推 进 的 矿 车 数 ， m=1 l 矿 车 长 ， l=3.45m 两 矿 车 碰 头 间 距 ， =0.08 m 总 推 车 时 间 为 ： ( ) ( ) ( ) 1 1 01 00 2 13.450.08 2.6 0.532 8 m lsm l t tt VV s + =+=+ + =+ = 在 23 段 上 每 个 空 车 下 滑 力 为 ： F=W2 (i )=1350(0.020.0085)=15.525 N 式 中 W2 900 轨 距 3 吨 矿 车 自 重 ， W2 =1350 kg i23 段 线 路 坡 度 ， i = 0.02 900 轨 距 3 吨 矿 车 运 行 阻 力 系 数 ， =0.0085 在 23 段 上 每 个 空 车 下 滑 的 加 速 度 为 ： ( ) ( ) 2 2 9.8 0.020.00850.113/ K Fg ag im s W = 式 中 g重 力 加 速 度 ， g =9.8 m/s 2 在 23 段 上 每 个 空 车 下 滑 的 速 度 达 到 V 0 =0.525 时 所 用 的 时 间 为 ： 0 0.53 4.69 0.113 P K V ts a = t p=4.69s