远程控制通轴双速多用绞车的设计毕设.docx

1、远程控制通轴双速多用绞车的设计毕设中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： xxx 学 号： xxxxxxxx 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械工程及自动化 设计题目： 远程控制通轴双速多用绞车的设计 专 题： 指导教师： xxx 职 称： xxx 2015年6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 机电工程学院 专业年级 机械工程及自动化2011级 学生姓名 xxx 任务下达日期： 2015 年 3 月 9 日毕业设计日期： 2015 年 3 月 9 日至 2015 年 6 月15 日毕业设计题目：远程控制通轴双速多用绞车的设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1.课题设计

2、要求：（1）设计一款能满足一定调度能力的通轴双速矿用调度绞车，工作内容主要包括电动机选型、传动结构设计、绞车结构设计等。要求绞车调度能力满足下表：外层钢丝绳最大静张力（高速）外层绳速（高速）外层钢丝绳最大静张力（低速）外层绳速（低速）容绳量巷道倾斜角度30KN1.25m/s80KN0.2m/s400m30（2）设计矿用运输绞车的远程控制液压系统，要求能够通过手动操作阀远程控制绞车的起、停及动作控制等。主要设计内容包括液压控制系统图的设计、液压原件的选型、液压站的结构设计等。2根据中国矿业大学本科生毕业设计（论文）工作规范要求：撰写毕业（设计）论文正文不少于15000字，其机械及电路设计0号图纸

3、不少于3张半，查阅参考文献不少于20篇，其中查阅的外文文献不少于5篇。翻译中文字数不少于3000字的外文资料一篇，内容与毕业设计（论文）的内容有关，且为近3年发表的、没有翻译过的论文或专著。院长签字： 指导教师签字：摘 要对于传统的矿井绞车，司机须站在滚筒前用双手操作刹车手柄。这种操作方式的劳动强度大且断绳经常打伤司机。绞车过载时，钢丝绳可能连带绞车及其底座一同拉起，对人员、设备造成不可估量的损失。对于普通单速绞车，运行时只有一种速度，实际应用面较窄。本课题设计的远程控制通轴双速多用绞车为解决这些问题提供了方法。本文设计的绞车采用行星齿轮变速器实现绞车双速的切换。高速时，提升速度快；低速时，提

4、升力矩大。本绞车通过三组盘式制动器控制其运动状态，多种抱闸方式可实现多种运行状态。盘式制动器采用液压方式进行控制，可以方便的实现远程控制。本文给出了远程控制通轴双速多用绞车的变速传动方案和盘式制动器的结构以及液压控制系统方案。行星传动结构通过Pro/E三维软件进行运动学仿真，进一步了提高设计可靠性。绞车设计是通过改造现有绞车完成，一方面制造成本较低，另一方面，产品的可靠性也较高。关键词：绞车；远程操作；行星变速器；盘式制动器ABSTRACTTraditional mine winch, drivers are required to stand before the drum using bo

5、th hands to operate the brake handle. This mode of operation the rope breaking labor intensive and often injured drivers. When the wire rope overload, winch and the base is pulled up together, causing incalculable damage to personnel and equipment. For ordinary single-speed winches, runs only one sp

6、eed, a narrower application. This study winch designed to provide a method of solving these problems. This design winch using planetary gear transmission to achieve double-speed switch. At high speed, increase speed, low speed, increase torque. The winch control the movement through three sets of di

7、sc brakes, multiple brake can be run in multiple States. Disc brake with hydraulic control, can facilitate the realization of the remote control. This paper presents a variable speed drive and brake structure and hydraulic system solutions. Kinematics simulation of the planetary gear transmission st

8、ructure through the Pro/E software to further improve design reliability. Winch design is completed by transformation of the existing winches, on the one hand the manufacturing cost is low, on the other hand, higher reliability of the product.Keywords：winch; remote operation; planetary transmission;

9、 disc brake目 录1 绪论 11.1选题背景 11.2选题意义 11.3国内外相关技术现状 21.3.1国内绞车发展状况 21.3.2国外绞车发展状况 22 绞车基本参数计算 32.1钢丝绳选型 32.1.1钢丝绳选取 32.1.2钢丝绳直径计算 32.2绞车卷筒计算 32.2.1卷筒基本参数 32.2.2滚筒缠绳层数计算 32.2.3滚筒厚度及侧板直径 42.3快速档滚筒输出参数 42.3.1输出转速 42.3.2滚筒输出扭矩 42.3.3各层钢丝绳最大张力 42.3.4各层钢丝绳最大绳速 42.4慢速档滚筒输出参数 52.4.1输出转速 52.4.2滚筒输出扭矩 52.4.3各层

10、钢丝绳最大张力 52.4.4各层钢丝绳最大绳速 52.5电动机选型 62.5.1绞车输出功率 62.5.2双速绞车传动效率 62.5.3电动机型号 63 双速绞车传动方案 73.1传动方式比较与选择 73.1.1绞车传动类型 73.1.2改进设计方案 73.2传动比计算 83.2.1传动比条件 83.2.2传动比分配 93.3高速档运动参数 93.3.1第一级传动参数 103.3.2第二级传动参数 113.4低速档运动参数 113.4.1第一级传动参数 113.4.2第二级传动参数 133.4.3第三级传动参数 134 齿轮传动设计 154.1第一级行星齿轮传动设计 154.1.1齿轮主要参数

11、 154.1.2装配条件 154.1.3齿轮强度校核 164.2第二级行星齿轮传动设计 184.2.1齿轮变位 184.2.2齿轮主要参数 184.2.3装配条件 194.2.4齿轮强度校核 204.3第三级行星齿轮传动设计 214.3.1齿轮主要参数 214.3.2装配条件 224.3.3齿轮强度校核 235 轴设计与校核 255.1轴I设计与校核 255.1.1轴结构设计 255.1.2轴强度校核 255.2轴II设计与校核 255.2.1轴结构设计 255.2.2轴强度校核 265.3轴III设计与校核 265.3.1III1轴结构设计 265.3.2III2轴结构设计 275.3.3轴

12、强度校核 285.4销轴设计校核 285.4.1第一级行星传动销轴 285.4.2第二级行星传动销轴 295.4.3第三级行星传动销轴 296 轴承选型与校核 316.1滚筒内支撑轴承 316.1.1左边轴承 316.1.2右边轴承 316.1.3中间轴承 326.2滚筒右边支撑轴承 326.3行星轮支撑轴承 336.3.1第一级行星轮轴承 346.3.2第二级行星轮轴承 356.3.3第三级行星轮轴承 357 盘式制动器设计 377.1制动器主要参数 377.1.1制动器基本参数 377.1.2制动力计算 377.1.3主要零部件设计 387.2碟簧选型计算 387.2.1闸1碟簧设计 38

13、7.2.2闸2碟簧设计 397.2.3闸3碟簧设计 407.3预紧螺栓选型与校核 417.4滑销设计校核 418 液压系统设计 448.1制动器油缸 448.1.1液压系统压力 448.1.2液压缸工作面积 448.1.3液压缸径和活塞杆径 458.1.4液压缸工作压力 468.1.5液压缸壁厚计算 468.2液压元件的选择 468.2.1液压泵的选择 468.2.2驱动电机的选择 478.2.3联轴器的选择 478.3液压原理图 488.3.1系统工作原理 488.3.2系统优点 49参考文献 50翻译部分 51英文原文 51中文译文 58致 谢 641 绪论1.1选题背景 矿井提升机包括机

14、械设备及拖动控制系统，是联系地下和地上的重要途径，是矿山生产的咽喉设备，其性能好坏直接关系到矿山的生产效率和安全性及可靠性，它的安全、可靠运行是整个矿井正常生产的必要条件，一旦发生故障，所造成的经济损失是巨大的。“运输是矿井的动脉，提升是咽喉”形象描述了矿井提升运输系统的工作过程与重要作用1-2。本课题是关于远程控制通轴双速多用绞车的设计，矿用绞车是煤矿不可缺少的重要设备，是我国煤矿的主要矿山辅助运输设备。矿用绞车是用来进行煤矿井下的物料运输、矿车调度、回柱放顶、综采设备的安装、拆卸及搬迁、各类机电设备运输等工作，也可进行煤矿井下各种临时性的牵引工作3-6。在我国煤矿，由于各种工况条件是不同的

15、，矿用绞车的技术原理、结构特点、性能指标等均存在很大的差异。因而造成了矿用绞车的规格、品种繁多。产品的技术水平和技术性能差异很大，甚至有一些绞车产品仍然是五十年代的仿苏产品，存在着技术水平落后，工作效率低下、使用寿命短、使用不方便等问题。随着煤矿采煤机械化的发展，这些落后的设备已不能满足现场的要求，甚至影响煤矿的安全生产和正常生产7-9。本论文研究的双速绞车属于煤矿井下矿山辅助运输设备。所谓“双速”，是指该产品具有快、慢两种速度，快速用于放绳，慢速牵引力大 。快速牵引力小，在煤矿现场可根据牵引力的大小选择快速或慢速。该传动系统可实现快速和慢速很大的速度比,可容易地实现各种工况条件下所要求的双速要求。1.2选题意义 矿用绞车作为轨道运输的牵引设备，是煤矿不可缺少的矿山辅助运输类设备。在矿山采掘以及运输工况下，人员的配备、物料的搬运、矿车的调度、综采设备的搬迁以及其他重物的牵引均需要矿用绞车来实现，以其量大面广，广泛应用于各种工作