DTIID71绞车的设计
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外文翻译--非正交可重组机床的控制.doc
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摘要
绞车作为矿山采矿运输系统中的关键机械设备，其性能技术水平的高低直接影响到生产效率。绞车由于其安全可靠，易于实现无级调速，换向平稳，低速运转性能良好等优点。DTIID71绞车由底座、电动机、制动器、减速器，绞车滚筒、轴承等构成。
随着绞车技术的发展，应用绞车在经济性、技术性、安全性和可靠性都显示出独特的优势。本文通过对绞车关键部件的分析研究，建立绞车设计计算的模型，为进一步绞车的设计制造水平奠定基础；通过对主要零部件如主轴、减速器、制动阀的设计制造的研究，为绞车的整体性能的提高提供保证。
本文主要工作如下：卷筒轴的设计研究。根据材料力学的相关理论，对绞车卷筒轴的关键部件进行分析，建立卷筒分析的力学模型并在此基础上说明卷筒强度校核的计算方法；提出卷筒轴设计的主要方法；根据传动方案，合理选择减速器，制动器等。
关键词 绞车；卷筒；行星轮减速器
Abstract
As the important mechanical equipment of the transport systems in mine mining , the performance parameter of the winch directly affect the productivity. Because of safety and reliable, Winch is prone to realize stepless timing , and it changes direction smoothly and has a good performance in low-speed operation. The winch of DTIID71 is made of foundation ,electromotor , arrester , reducer ,winch platen and bearing . With the development of the technology of the winch . Winch performs the unique advantage in economic , technic , safety and reliability
The thesis establishes the model of the winch according to the analysis of the key components of the winch which establish the foundation for further design . And the improvement of the overall performance is guaranteed according to the study of the production of the key components ,such as the principal axis ,reducer ,brake valve .
The thesis task ,as follows: the design of the reel . According to the theory in material mechanics , it analyses the key components of the winch , and build the mechanical model to explain the calculate method of the check of intensity ; it brings forward the way of the design of reel, and reducer and arresrer are choosed in reason according to the project of the transport system .
Keywords winch reel planetary gear reducer
目 录
1 绪论 1
1.1简介 1
1.1.1课题背景 1
1.1.2绞车功能与结构 1
1.1.3国内外绞车的发展概况 2
1.1.4采取措施 4
1.2 DTIID71绞车 4
1.2.1绞车设计方案 4
1.2.2 DTIID71绞车技术特性与参数 5
2 电动机 6
2.1选择电动机 6
2.1.1选择电动机类型和结构型式 6
2.1.2选择电动机的容量 6
2.1.3确定电动机转速 6
2.2确定传动装置的总传动比和分配传动比 8
2.3计算传动装置的运动和动力参数 8
3 制动器 10
3.1 制动器的概述 10
3.2电力液压块式制动器 10
3.2.1概述 10
3.2.2使用条件 10
3.2.3产品型号及意义 10
3.2.4外形尺寸图 10
3.2.5工作原理与结构特征 11
3.3制动器的计算 12
3.3.1制动器制动力矩的确定 12
4 联轴器 13
4.1联轴器概述 13
4.1.1联轴器的类型特点 13
4.1.2联轴器的功用 14
4.2选择联轴器 14
4.2.1选择联轴器的类型 14
4.2.2计算联轴器的计算转矩 15
4.2.3确定联轴器的型号 15
4.2.4校核最大转速 15
4.2.5协调轴孔直径 15
4.2.6规定部件相应的安装精度 16
5 减速器 17
5.1减速器的主要型式及其特征 17
5.2 NGW型行星减速器 17
5.2.1行星减速机介绍 17
5.2.2 结构特点 17
5.2.3用途和使用条件 17
5.3行星减速机的选择 18
5.3.1行星减速机选择步骤 18
5.3.2 行星减速机的几个重要概念 19
6 轴 20
6.1轴的概述 20
6.1.1轴的分类和应用 20
6.1.2轴设计的主要内容 20
6.1.3轴的材料 20
6.1.4轴的结构设计 21
6.2轴的强度计算 21
6.3卷筒轴的设计 23
7 键联接 26
7.1键联接的功能与分类 26
7.1.1平键联接 26
7.2键的选择 26
7.3平键的校核 27
8 钢丝绳的选择和卷筒的设计 28
8.1钢丝绳的选择 28
8.1.1钢丝绳的种类和构造 28
8.1.2钢丝绳直径的选择 28
8.2卷筒的设计 28
8.2.1卷筒的材料 29
8.2.2卷筒容绳尺寸计算 29
8.2.3卷筒筒壁的厚度计算和卷筒壁的强度计算 30
9 滚动轴承 32
9.1滚动轴承概述 32
9.1.1滚动轴承的组成及分类 32
9.1.2滚动轴承的类型和代号 32
9.2滚动轴承的选用 33
9.3轴承游隙选择 34
9.4轴承的润滑及密封方法 34
9.4.1润滑的作用 35
9.4.2润滑剂的选用原则 35
9.4.3 密封结构 36
结论 37
致谢 38
参考文献 39
1 绪论
1.1简介
1.1.1课题背景
绞车是工业生产过程中一种常见的机械，具有悠久的发展历史和比较成熟的设计制造技术。随着绞车制造技术的不断提高、加工材料的不断改进以及电子控制技术的不断发展，绞车在动力、节能和安全性等方面取得了很大的进步。目前，绞车正被广泛地运用十矿山、港口、工厂、建筑和海洋等诸多领域。
在矿山采掘和运输场合，绞车作为重要辅助设备被大量广泛地运用着，例如矿用提升绞车、调度绞车、耙矿绞车和凿井绞车等。提升绞车可用十矿山竖井或斜井中物品与人员的调度，具有较大的牵引功率和很好的安全性，是矿山生产中不可缺少的设备之一。
绞车的另一个重要用途是港口机械，常见的有集装箱起重机、港口装卸门座起重机、塔式起重机以及轻小型的电葫芦等起重机械，其主要执行机构都是各种形式和结构的绞车。对十这种用途的绞车，要求具备较好的调速性能和很高的安全性能。另外，绞车还被运用十各种线缆的存储、制造和运输，例如纺织机械中的用十存放丝线的线招‘和电缆制造中用十存放各种直径缆绳的缆盘。这种情况下，绞车不光要具有一定的调速能力，并还能够使不同直径的缆绳排列整齐，从而保证生产的顺利进行。在船用甲板机械和海洋开发领域，绞车也具有悠久的使用历史和多种多样的用途。
可以说，绞车广泛地运用十各种各样的场合，发挥着不同的作用，也具有各种各样的结构组成。为了更好地研究绞车的结构和性能，需要对绞车的组成和绞车的分类展开探讨。
1.1.2绞车功能与结构
绞车设计采用滚筒盘绞或夹钳拉拔缆绳方式来水平或垂直拖曳、提升、下放负载，绞车一般包括驱动部分、工作装置、辅助装置等几部分。
1.驱动部分：用于驱动绞车工作装置盘绞、释放缆绳，包含动力及传动装置与控制装置。绞车可以采用多种驱动方式，包括电动机、蒸汽机、柴油发动机、汽油发动机、液压马达、气动马达等等。无论采用何种驱动方式，在绞车的驱动部分设计中都应包含以下设计准则：
①无级均匀变速，调速范围宽广；
②在有负载情况下，良好的启动特性和低速特性，总效率高；
③双向旋转，并且容易改变旋转方向；
④维护保养相对容易，对周围工作环境不敏感；
⑤制动系统工作可靠；
⑥设计紧凑，结构简单，安装布置容易，重量轻；
⑦在有负载情况下，能长时间安全带载静止而不至于损坏驱动系统。
1. 脂润滑
脂润滑可用于dn值较低，又不需要冷却的场合。脂润滑的结构比较简单，不存在漏油问题。使用润滑脂进行润滑，润滑脂的充填量不宜过多，不能把轴承填满。否则将引起轴承发热并把脂熔化流出，润滑效果将适得其反。另外填充油脂时不要用手抹（因手上有汗，会腐蚀轴承），应该用针筒注入，使滚道和每个滚动体都粘上脂。
2. 油润滑
油润滑适用一切转速，既可以起润滑作用，又能起冲洗降温作用。润滑油的粘度，是随油温的升高而降低的。为了保证滚动体与滚动道接触面内有足够强度的油膜，应使润滑油在轴承工作温度下的粘度为12-23cst。转速越高，粘度应越低；负荷越重，粘度应越高。如果轴系机械结构中使用普通轴承，而且轴系运行速度不是很高，润滑一般采用油浴方式；对于精度较高的设备，要求使用精密轴承，建议使用滴油或循环方式供油润滑，因为采用这两种润滑方式，可以对润滑油进行更好的过滤，减少赃物进入轴承，同时这两种润滑方式可以使润滑油充分散热，可以更好使轴承降温。
为了获得良好的润滑效果，润滑剂必须具备：较低的摩擦系数，良好的吸附能力以及渗入能力，以便能够很好地渗入到摩擦副的微小间隙内，牢固吸附在摩擦面上，形成具有一定强度的抗压油膜。在机械结构的设计中，应该根据轴承的类型、速度和工作负荷选择润滑剂的种类和润滑方式，如果润滑剂和润滑方式选择得合适，可以降低轴承的工作温度并延长轴承的使用寿命。
9.4.3 密封结构
机械系统中的密封结构，对于油润滑的轴承结构来说，为的是防止润滑油外漏和灰尘屑末切削液等进入；对于脂润滑的轴承结构来说，由于脂不会外泄，主要是防止上述外物。脂润滑的机械结构对防止外物进入的要求高些。因此对于密封结构的设计主要是考虑防漏和外物的侵入。
润滑油的防漏主要靠疏导，同时也要设计合理的结构。由于角接触轴承有泵油作用，而轴承一般是背靠背安装，所以主轴箱和端盖之间要有回油通道，以便润滑和防漏。如图所示的甩油环密封结构，在工作时就能起到防漏和疏导作用。润滑油经轴承后，向右经螺母2外流。螺母的外园有锯齿形环槽。主轴旋转时将油泵向压盖1内的空腔，然后经回油孔流回主轴箱。锯齿的方向应逆着油流的方向。环形槽应有2-3条。回油孔直径应尽量大一些。
一种新型的密封结构
新型机械式密封
对于油润滑或脂润滑，为了有效防止外物侵入，主轴组件中甩油环密封结构，其基本原理是：主轴上螺纹Mb、螺纹Mc同方向，螺纹Ma、Md同方向，但方向与Mb相反。当主轴旋转时，Ma、Mc把油甩向轴承，与此同时由于Mb、Md旋转方向与Ma相反，把外面的赃物挡在外面，防止异物的侵入。设计这种密封结构必须注意几个问题：最好把螺纹设计成锯齿形，其外径可以做成平型结构，根据主轴旋转方向确定锯齿形螺纹的朝向；注意螺纹压盖的孔与螺纹的配合间隙的选定，一般选取主轴直径的千分之二到千分之三之间，在工艺允许的情况下尽量取小值；主轴的旋转方向固定。
结论
转眼间，毕业设计就已接近尾声，虽然短暂，但却为我以后的工作生活奠定一个的重要的里程碑，同时为我的四年大学生活画上的一个完美的句号。通过这次毕业设计不但使我巩固和重温了大学四年来我所学的专业理论知识，而且让我从中吸取了很多新的知识，尤其是增进了我对机械设计这一领域的了解和认识。毕业设计是将所学专业理论知识有机融合的一个过程，是对我们专业综合素质的一个考核。我的设计题目是DTⅡD71绞车的设计，在整个设计过程中，我不断遇到各种各样的问题和困难，通过老师的悉心指导，同学之间的相互讨论，查阅大量的相关资料，都一一迎刃而解。充分发挥了我们设计小组的团队精神。
在设计过程中，又使我对电动机的选择，轴的设计校核和轴承的选择有了更深刻的认识。在我感觉中，这次设计只要按照指导老师的进度去完成任务。此次在绞车的设计过程中，我在一些地方进行了改进，使其性能更优良、更可靠，提高了其工作效率。为了达到以上要求，我经常和指导老师进行设计方案研讨，研究绞车部件的选择，对轴承选择分析和验算，同时分析其强度是否符合工作要求，最大限度的延长其使用寿命。使设计出来绞车结构合理、操作方便、更符合现代的要求。
这次的毕业设计也很好地锻炼了我独立思考问题、分析问题、解决问题的能力。关键是掌握了独立思考问题的方法，在指导老师的指导下熟悉了独立进行项目设计的全过程以及设计过程中如何解决碰到的难题。在设计过程中经常会碰到书本上推荐的理论数据与工厂里实际应用不符合，这时候就必须理论联系实际综合考虑实际的应用性进行合理的选择，在设计过程中忽略了任何一个因素都可能对整个设计带来很大影响甚至导致失败，而为以后走上工作岗位成为一名优秀的工程技术人员奠定了坚实的基础。
致谢
整个毕业设计得到陆兴华老师的耐心指导和细心帮助，经过几个月来的努力以及与同学的合作，我完成了这次毕业设计。从刚接触这一课题时的一知半解到现在的小有成绩，确实经历一段刻苦的学习过程，但在这里我特别感谢我的指导老师——陆兴华老师，是她为我推荐材料，精心指导和策划，及时指正我设计的缺点和不足之处，并对我的设计提出了很多建设性和创新性的建议，对我的毕业设计给予了很大的帮助。陆老师严谨的治学态度，一丝不苟的工作精神，忘我的工作热情，以身作则的工作方式，以及独特的人格魅力一直深深地感染和激励着我，使我受益匪浅。在此致以诚挚的敬意和衷心的感谢！
毕业设计的完成还要感谢我的同学们，他们不仅在精神上不断支持我，而且还帮我收集资料，在此向他们表示我最诚挚的谢意！
参考文献
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