JH14绞车设计Word文件下载.docx
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在滚筒的设计中，考虑到滚筒的设计精度要求不太高，因此，以前的滚筒轴改为两端的滚筒通过过盈配合焊接分别固定轴通过，避免材料的浪费。
本次的设计主要特点就是实现变速，既能满足不同环境下绞车的使用，也实现绞车在回绳和放绳时可以利用不同的速度达到快速回柱。
关键词JH-14回柱绞车；
双联齿轮；
变速
Abstract
Atpresent,JHprop-drawingwinchwhichevolvedfromJMSlowSpeedWinchiswidelyinmine.Thismachinewithadvantageofslowspeed,compactstructureandbigtractionforce.Theprop-drawingwinchismainlyusedtopropdrawingandcavingroofincoalworkingface,butalsocanbeusedtorelocatetheequipmentinfullymechanizedcoalface,suchasuphill,downhill,andlevelgalleryworkingface.
TheJH-14prop-drawingwinchisdesignedbasedonmyPracticeongraduationpracticelastyearsandconsultinglargenumbersofinformation,Whichalsocombinesmanyofmynewideas.Thedesignprocessinthespeedreducer,mainlyusedintheworm-geartransmission,double-slipgeartransmissionandcolumngeartransmissionetctransmissionway.slidethesmalldouble-gearwiththefork-levertoachieveSpeedChange.Butalsointhefork-leverofthedesign,Iusedthehandleshakerotarytabletoachievethefork-leverhorizontalmovement.Theprop-drawingwinchdruminthedesign,takingintoaccountthedesignprecisionneednottoohigh,soIputadrumaxischangeintoconnectionofdrumandaxiswithinterferencefittingandweldinginBothendsofthedrum,reducedtheMaterialsofaxis,toavoidthewasteofmaterials.
Themainfeaturesofthedesignistoachievespeedchange,itcansatisfythedifferentworkingenvironment,butalsotomaketheprop-drawingwinchusedifferentspeedstoachievetherapidreturntopropdrawinginthebackropeanduprope.
Keywords：
JH-14prop-drawingwinchdouble-slipgearspeedchange
目录
摘要II
AbstractIII
1绪论1
1.1引言1
1.2绞车概述1
1.3JH-14绞车的特点1
2总体设计3
2.1设计条件3
2.2传动方案的设计3
2.3电动机的选择与设计3
2.3.1计算电动机输出功率3
2.3.2电动机的型号4
2.3.3牵引钢丝绳直径及滚筒直径4
2.4滚筒设计计算5
2.4.1滚筒直径
5
2.4.2滚筒的外径
6
3减速器设计8
3.1减速器总体设计8
3.1.1减速器叙述8
3.1.2减速器设计8
3.2减速器参数确定9
3.2.1蜗杆传动的主要参数9
3.2.2总传动比及传动比分配10
3.2.3传动装置运动参数的计算10
3.3圆弧蜗轮蜗杆的设计计算（参考《机械设计》）11
3.3.1蜗杆传动概述11
3.3.2蜗杆传动的失效形式12
3.3.3蜗杆传动的材料选定12
3.3.4蜗杆传动的结构12
3.3.5蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算13
3.3.6蜗杆传动的润滑14
3.4滑移齿轮的设计计算（参考《机械设计》）14
3.4.1齿轮传动类型14
3.4.2滑移齿轮概述14
3.4.3滑移齿轮传动设计计算及强度校核15
3.5大小齿轮的设计计算（参考《机械设计》）20
3.5.1齿轮传动概述20
3.5.2齿轮材料选择20
3.5.3齿轮强度校核计算21
3.6过桥齿轮的设计计算25
3.7减速器传动轴的设计与校核25
3.7.1蜗杆轴计算25
3.8键的选择及强度校核35
3.8.1蜗轮轴小滑移齿轮处35
3.8.2蜗轮轴蜗轮处36
3.8.3大滑移齿轮轴大滑移齿轮处37
3.8.4大滑移齿轮轴小齿轮处37
3.8.5第四轴轴过桥齿轮处38
3.9轴承的选择及强度校核38
3.9.1蜗杆轴轴承强度校核39
3.9.2蜗轮轴轴承强度校核41
3.9.3其它轴上轴承的选择44
3.10减速器中拨叉的设计44
3.11减速器其他部件的设计45
3.11.1油标45
3.11.2减速器箱体的设计46
4卷筒齿轮设计47
4.1总体设计47
4.2卷筒轴的设计及校核47
4.3卷筒轴轴承的选择及校核52
4.4大齿轮处键的选择53
5回柱绞车其它部件55
5.1联轴器55
5.2制动器55
5.3底座56
6回柱绞车的润滑与密封57
7回柱绞车的装配、操作与维护58
7.1回柱绞车的安装、调整及试运转58
7.2回柱绞车的操作规程59
7.3绞车的维护、拆卸与修理59
结论60
致谢61
参考文献62
附录63
附录163
附录263
1绪论
1.1引言
矿山机械主要工业原材料、运输和能源部门,主要目标是煤炭、钢铁、有色金属、化工、建材和原材料的加工,如核能工业和矿业部门,以及铁路、公路、水电等大型工程建设提供有效的、先进的技术和设备。
矿山机械是一个各种各样的机械工业,设备复杂,表面结构的广泛使用,对机械行业的需求。
矿山机械根据其用途可以大致分为破碎研磨设备、起重设备、矿山设备、狭窄的铁路运输设备、洗涤设备、烘焙设备及矿山筛分设备等7大类,30个小类,700多个品种,成千上万的规范。
矿山机械制造业是国家独立工业体系的基础,是标志着一个国家的工业实力。
根据国家重点交通、能源和其他原材料工业和支持产业政策的发展,矿山机械行业的基础的支柱应以及国家重点支持,为了得到进一步发展和完善,发展的煤炭、金属和非金属矿山提供更多高效设备与国际先进水平,满足国民经济发展对能源的需求和原材料。
［１］
1.2绞车概述
1）绞车的特点及用途：
卷扬机具有以下特点:
结构紧凑,重量轻,大、体积小、通用性好,易于使用的转移,已广泛应用于建筑、采矿、水利、林业、码头和其他材料升力或阻力,也可以作为现代电子控制自动生产线设备。
2）绞车的分类
根据绞车动力系统可分为手动、电动绞车。
手动绞车:
手动绞车安装处理扶轮致动器停止（棘轮和爪）,能够固定在位置上。
不管用何绞车提升设备都应设置处理和刹车。
一般用于小重量,成立条件较差或没有力量。
电动绞车:
它在重的工作和牵引力较大的地方应用多。
一个滚筒的绞车电机减速器带动滚筒运动，刹车来提升牵引把操作，装在电动机与减速器之间,有超过双滚筒绞车和鼓形齿轮。
1.3JH-14绞车的特点
1.变速度，高效率
绞车工作时提高工作效率，牵引力最大140KN。
2.简结构，全功效
绞车用蜗轮蜗杆齿轮传动，圆柱齿轮传动，变速齿轮传动等三级传动，驱动可以适应各种情况。
传动系统简单,结构紧凑,合理。
3.操作简单,安全可靠
JH-14型回柱绞车的速度实现通过使用滑动齿轮传动,只是需要调速,手动摇晃叉处理,可以实现滑动齿轮的运动,从而实现变速。
绞车动态负载时小开始,钢丝绳被击中。
只轻轻点移动电机控制按钮,然后起动电动机,刹把操作,然后,可以实现绞车。
［２］
2总体设计
2.1设计条件
绞车最大牵引力：
绞车平均速度：
绞车容绳量：
2.2传动方案的设计
图2.1JH-14型回柱绞车传动系统图
它的传动原理是：
防爆电机通过制动器和联轴器带动蜗轮蜗杆，蜗轮轴带动滑移齿轮，再经过小齿轮、过桥齿轮、大齿轮转动，最后齿轮带动滚筒工作。
2.3电动机的选择与设计
3.8键的选择及强度校核
键链接是一个关键的连接轴和轴的部分结构。
由于这种连接结构单一,工作可靠,安装方便,所以被广泛使用。
键分为平键、半圆键和斜键。
平键分为普通平键、导向平键和滑键。
斜键分为普通斜键、沟头斜键和切向键。
普通平键连接的静态、固定类型的A型键在键槽是好的,但轴键槽应力集中;
B型定位在圆键上的键槽差,常见的辅助紧固定螺钉紧固;
C键主要用于轴端。
导向平键用于动联接，实现轴上零件的轴向移动。
滑键用于动联接，它与导向平键的区别在于,一个关键的枢纽中心沿轴向移动的键槽。
半圆键:
键可以摇摆的几何中心键槽插槽底部适应中心。
轴上键槽更深层次的对轴的强
度和更大的影响。
普通螺旋连接结构简单,轴向固定不需要额外的部分。
切向键组装时,应使两个斜关键岗位合并斜面楔紧轴之间的枢纽。
双向扭矩必须与两队通过切向键点也没有1200°
-130°
。
平键联接的失效形式有：
①静联接时，键、轴槽和轮毂槽中较弱零件的工作面可能被压溃；
②动联接时，工作面出现过度磨损；
③键被剪断。
与普通平键联接相比，花键联接主要优点有：
①齿对称布置，齿的工作面积大，压力分布较均匀；
②花键联接的齿槽较浅，齿根应力集中小，对轴和轮毂的强度削弱较小；
③定心精度高，动联接时导向较好；
④可利用铣、滚、磨等方法制造，能提高联接的精度和质量。
但花键轴及轮毂槽加工需要专门的设备和工具，制造成本较高。
花键联接的类型及特点：
矩形花键联接:
有轻、中两个系列，分别用于轻载、中载场合。
新标准规定定心方式为内径定向。
制造时，轴和轮毂上的结合面都要经过磨削，键热处理后的表面硬度应高于40HRC。
渐开线花键联接：
高强度根部，应力集中小，影响压力自动平衡定心表面的齿面。
生产过程相同的齿轮制造、制造精度、拉削过程成本很高。
[11]
5回柱绞车其它部件
5.1联轴器
联轴器的类型很多，可以分为机械、液压和电磁式；
机械式联轴器又分为刚性和挠性联轴器；
刚性联轴器有：
套筒联轴器、凸缘联轴器、夹壳联轴器等；
联轴器类型很多，常用的联轴器有：
凸缘联轴器、套筒联轴器、齿式联轴器、十字滑块联轴器、十字轴式万向联轴器、弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器。
弹性套柱销联轴器适用于一个负载连接光滑，正反转或启动力矩小的场合频繁转移；
弹性柱销联轴器适用于轴向移动较大的积极和消极的变化更频繁的场合开始。
根据回柱绞车性能及特点，选用弹性柱销联轴器。
本次设计选用HLL4型联轴器。
需用转矩
，许用转速
，Y型轴孔长度
，J型轴孔长度
，Z型轴孔长度
弹性柱销联轴器结构示意图如下：
1、半联轴器2、柱销3、盖板
图5.1弹性柱销联轴器
5.2制动器
制动器应满足的基本要求是：
能产生足够的制动力矩，制动平稳可靠，操纵灵活，散热好，体积小，有足够强度、刚度和耐久性，结构简单，维修方便。
制动器的类型：
根据零件的外部特征情况分为块式、带式和盘式制动器等；
根据非工作时制动零件状态可分为常闭式和常开式制动器；
根据控制方法可分为自动式和操纵式制动器。
制动器的主要组成部分一般包括制动架或壳体、紧闸装置（手柄、杠杆、弹簧、液压和气压装置）、松闸装置（驱动器装置）、摩擦副、调整装置、辅助装置。
制动器用途：
（1）绞车正常停止，维持制动状态。
（2）绞车安全停车，在突发状态下要能立即停车。
图5.2轮式制动器
选择制动器时应考虑：
配套主机的性能和结构，如起重机的起升机构、矿山机械的提升机都必须选用常闭式制动器，保证安全可靠，行走及回转机构选用常闭式或常开式制动器都可以；
配套主机的使用环境、工作条件和保养条件，如果主机上设有液压站，液压的制动器旋转，如主机清洁和直流电源供给时，直流短路电磁铁制动器的使用是最合适的；
安装的位置和汽车的制动性能，在满足使用要求的前提下，成本最好低些。
[13]
本次设计选用的是轮式制动器。
5.3底座
绞车底座主要起支撑绞车各部件（联轴器，制动，卷筒器电机，减速箱，等），本次设计中，绞车底座边缘都采用槽钢焊接而成，各支撑架基本采用钢板进行焊接而成，简单、容易制造。
[15]
6回柱绞车的润滑与密封
蜗杆蜗轮传动一般采用浸油润滑和压力喷油润滑两种方式。
蜗杆上置时蜗轮浸油深度同圆柱齿轮；
蜗杆下置时，其浸油深度为蜗杆的齿高；
油面高度不宜超过蜗杆轴承最下方滚动体的中心线；
必要时还可以采用甩油环甩油润滑啮合区。
压力喷油润滑方式，喷油压力根据相对滑动速度而定，当相对滑动速度
时，喷油压力为
；
当相对滑动速度
喷嘴应对准蜗杆啮入端，或同时从两侧对准啮合区。
小齿轮，过桥齿轮、大齿轮也可以用以上油质进行润滑，每天至少加油一次，使齿面间经常保持一层油膜。
齿轮润滑采用油池浸浴润滑，利用浸在油池中的转动件齿轮将润滑油带到啮合表面，甩到箱壁上，为了避免搅油损耗过大，又要使齿轮啮合处充分润滑，传动件浸入油中的深度不宜太甚或太浅，对于二级齿轮减速器，高速级约为0.7个齿高，但不小于10mm，油池应保持一定深度，通常以齿轮齿顶圆到油池底面的距离大于30~50mm为宜，否则会激起沉积在油箱底部的污物杂质。
油池的油量应有一定的数量。
根据密封零件之间是否有相对运动，可分为静止密封和运动密封，或分为接触式密封和非接触式密封，由于密封材料的变质和磨损而造成几何形状变化，通常接触式密封寿命低于机器本身的寿命，所以必须将密封件纳入维修计划之内，任何接触式密封都因产生摩擦而伴随一部分功率损耗，功率损耗大小取决于密封力，摩擦系数和相对运动速度。
减速器最重要的密封是轴外伸端与轴承端盖的动密封，接触式密封不宜用于轴的表面粗糙及高转速的场合，本设计中轴承端盖处的密封使用毡圈进行密封，此密封结构简单，价格低廉，毡圈密封将毡圈安装在轴上的梯型槽中与轴紧密接触，或通过牙板压紧毛毡，毛毡允许的轴径圆周速度小于4~5m/s毛毡质量较好，并且轴径上经过抛光时，可以提高到7~8m/s。
[14]
7回柱绞车的装配、操作与维护
7.1回柱绞车的安装、调整及试运转
绞车在安装时要吧铁屑和灰尘清除，数清零件，并弄干净，还有必须在加热后的油中装配滚动轴承，零件不能损坏。
绞车按照先部再总的顺序。
总装按照以下顺序进行装配
1）变速箱部分
蜗杆——蜗轮轴（蜗轮，小滑移齿轮）——大滑移齿轮轴（大滑移齿轮，小齿轮）——低速轴（惰轮）。
2）卷筒装置部分
先将卷筒轴先与大齿轮通过花键联接起来，然后再装入轴承座。
3）联轴器部分
联轴器部分包括制动器，弹性柱销联轴器，将制动半轮装在高速机蜗杆轴上，再将电机半轮装在电机轴头上，为最后总装做好准备。
以上三部分装好后，即可进行总装，总装的程序如下：
先把变速箱放在底座上，再将大齿轮防护罩下体放好；
继而把轴承座下体放在底座上，再将卷筒装置装上，安装好轴承座上体，并使大齿轮与过桥齿轮（惰轮）达到啮合正确，最后装上电机，电动机轴心线与蜗杆轴心线的同轴度允差为0.32毫米，量中心线的倾斜角不得大于40分。
全部装配好后，装上刹车灯零件以及防护罩，再把各个部件用螺栓紧固。
试验需要按照规定的运作章程。
试车时应该先把需要传动的地方转动一下，这样才能让机构传动灵活，没有阻碍传动的事情发生就能实验了。
空载试验的时候，需要让绞车正反转动半个小时达到几个命令：
1）没有传动噪声，工作比较稳定；
2）每个润滑件都很好，没有损坏处；
3）气温差不多
，至多气温升
4）部件都很紧；
5）空载试车以后方才能负荷试车，负荷试运转时要注意几项内容：
6）绳缠绕后剩下的一点要放在滚筒上方而不是下面
7）试车前要把顶板、底板固定伤绞车，牢牢固定，如果在现场的话，可吧井下工作面当做负荷。
8）负荷需要一点点累加而且做多不超过80KN
9）箱中油温顶多
升温也就
10）手动闸必须要能用；
11）必须在试完车以后更换润滑油。
7.2回柱绞车的操作规程
操作绞车只需要开关电机就可以了，非常简单。
其操作规程如下：
1）注意检查钢丝绳。
绳子必须符合明文规定。
2）注意检查各部件是否夹紧，钢丝绳有没有紧固。
3）注意检查润滑油还够不够，不够的话要加。
4）注意检查电源等电器设备是否安全，有没有漏电迹象。
工作中需要按照下列要求
1）工作司机需要聚精会神，听信号，
2）立柱拉倒后可反向回绳，
3）钢丝绳必须整齐放绕，绳子至少三到五圈。
工作后需要注意的事项
1）需要整齐的把钢丝绳绕好，关闭电源；
2）清理杂物；
3）交接时把发现的问题跟他们说清楚。
7.3绞车的维护、拆卸与修理
1）运作绞车的人必须按照操作章程。
2）按照规定章节及时给绞车加润滑油。
3）若长久不用绞车的话，需要把露在外面的部分保护起来，放在干燥的地方。
4）电机维护参考有关产品说明。
5）拆卸的顺序与装配正好相反，绞车拆卸成一个个部件，再把部件拆卸，先卸下密封罩，再松开连接螺栓，拆掉这两部件，最后拆掉底座上的变速箱。
6）绞车拆装时要轻拿轻放，不能弄坏一个零件或损坏其各部位。
7）根据绞车的实际情况，把绞车分成三个修理周期，其内容都根据《煤炭工业设计规范》作出以下几项：
（1）第一周期：
一般机器所在地进行，时间周期三个月左右，主要是排除里面的故障，更换钢丝绳紧固零件及加润滑油，清理外部灰尘；
（2）第二周期：
一般在机器厂进行，时间周期9个月左右，把绞车各个部位拆掉，调换已经损坏的零部件，排除第一周期不能清除的问题，换取个机器部位的润滑油，使绞车能够正常运作，修理后必须进行运转试验；
（3）第三周期：
一般在机器厂进行，时间周期一年半左右，拆卸全部绞车零件，视察各个零件的损坏情况，若磨损严重需要重新替换，要把第二周期留下的问题清除，使绞车正常工作。
第三周期修理后也要进行运转试验，并且要重新刷油漆。
结论
JH-14回柱绞车主要用于拽煤矿支护锚杆，也用做综合采煤×
此次设计主要是在绞车原有基础上进行改造增大其容绳量及电动机功率，通过选择转动惯量较小的弹性联轴器对绞车进一步升级。
煤矿的安全系数必须要求严谨，这在以后也是严重对待的问题。
钢丝绳在卷筒上的缠绕层数及钢丝绳长决定钢丝绳的速度，但其不确定因素还很多，速度还不够详细，它影响回柱放顶作业生产率，所以这个问题也需认真对待。
随着现代社会的进一步发展，国外的绞车发展都向着一机多能通用化、寿命长低噪音、高效节能、体积小重量轻结构紧凑、标准化系列化等。
制动器在绞车中的安装问题，特别是选择什么样的制动器，根据现代绞车状况选择轮式制动器。
本文还有许多不足之处，我还会在以后的学习中进一步修改。
致谢
参考文献
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