JHB-30型回柱绞车.docx
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1、专业:机械工程及自动化论文题目:JHB-30型回柱线车摘要回柱绞车是金属、化工和建筑材料等矿山最常用的运输设备。在我国地下开采的各种矿产中,约有85%的矿场使用回柱绞车搬运矿物。在中小型露天矿的开采过程中,通常用来进行剥离、集矿、掘沟和复田等作业。随着我国中小型矿山的快速发展,矿区对回柱绞车的需求量是不断增加。目前,据回柱绞车的主要生产厂不完全统计,年产量已接近2000台。实践证明,回柱绞车是一种经济实用,适应性强,安全可靠的矿场运输设备,其使用范围还在继续扩大。JH-30型回柱绞车具有良好的防暴性和制动性,而且容绳量大,使用寿命长,传动效率高,绞车本身结构紧凑,外形尺寸较小,基本能够实现整机
2、下井。结构对称布置,呈长条形,底座呈船形,在各类矿井下自移平稳方便。绞车重心低,底座刚性好,可打顶柱,又可安装地桩,运转平稳,安全可靠,操作力小。JH-30型回柱绞车主要由电动机,联轴器,手动制动闸,减速器和卷筒组成。通过左右手动闸的松开和抱紧来实现绞车的进程和回程,不需要电机的频繁起停。同时,也实现了对绞车的软启动,减轻了绞车的启动负载,可以在电机不停的情况下进行收绳和放绳。关键词:回柱绞车;软启动Abstract:Propwinchisametal,chemicalandbuildingmaterialssuchasminethemostcommonlyusedtransportequip
3、ment.UndergroundmininginvariousmineralsinChina,about85%oftheminepropusedmineralhandlingwinch.Inthesmallopenpitminingprocessisusuallyusedfordissection,setmine,diggingditchesandcomplexfieldandotheroperations.WiththerapiddevelopmentofChina,ssmallmines,minewinchonthebackpillardemandisincreasing.Currentl
4、y,accordingtopropthemainproductionplantwinchtoincompletestatistics,annualproductionofcloseto2,000.Practiceshowsthatpropwinchisaneconomicalandpractical,adaptable,safeandreliableminetransportequipment,itsusecontinuestoexpand.JH-30Hoistagoodriotandbraking,butalsolargeropecapacity,longlife,hightransmiss
5、ionefficiency,winchitself,compactstructure,smallsize,thebasicmachinetogodowncanbeachieved.Symmetricallayoutofthestructure,elongatedstrip,thebasewasboat-shaped,sincetheshiftinthetypesofminetofacilitatesmooth.Winchlowcenterofgravity,baserigidity,andcanhitthetopcolumns,butalsotopileinstallation,smootho
6、peration,safetyandreliability,theoperatingforce.JH-30Hoistmainlybythemotor,coupling,manualbrake,speedreducerandreelform.Throughthelefthandgatewinchreleaseandholdfasttoimplementtheprocessandreturn,donotneedtofrequentstartsandstopsthemotor.Alsorealizedthewinchofthesoft-start,starttoreducethewinchload,
7、themotorcanstoptheresumptionofthecaseandputroperope.Keywords:harrowwinch;softstarting.目录1绪论11.1引言11.2概述11. 3国内外绞车的发展31.4JHB-30型回柱绞车的技术特点32总体设计42.1设计总则42. 2设计条件42. 3传动方案的设计52. 4电动机的设计选择52. 4.1电动机输出功率的计算52. 4.2确定电动机的型号62. 4.3牵引钢丝绳直径的确定及滚筒直径的确定72. 5滚筒的设计计算72. 5.1滚筒直径。72. 5.2滚筒宽度B72. 5.3滚筒的外径D182. 5.4验算
8、滚筒的平均速度82. 5.5验算电机闷车时,钢丝绳在里层的安全系数93减速器的设计计算103. 1减速器参数确定104. 2圆弧蜗杆蜗轮的设计计算115. 2.1材料的选定126. 2.2初选参数127. 2.3蜗轮蜗杆参数计算及校核133.3齿轮啮合及过桥传动设计173.3.1传动材料以及数据参数173.3.2强度校核183.4过桥齿轮与滚筒齿轮啮合设计:233.4.1传动材料以及数据参数233.4.2强度校核243.5减速器传动轴的设计校核293.5.1第1轴的设计计算293. 5.2第2轴的设计计算363. 5.3第3轴的计算384滚筒轴的设计计算394. 1滚筒和齿轮上的作用力394.
9、 2确定轴的结构方案404. 3轴的强度校核414. 3.1绘制轴的弯矩图和扭矩图415系统传动部件的校核475. 1联轴器上键的校核476. 2蜗轮上键的校核477. 3内齿轮上键的校核488. 4轴轴承的校核485.5滚筒轴承的校核515.6制动器的校核515.7滚筒联结螺栓的校核526JHB-30型回柱绞车使用说明书546.1使用范围546.2主要技术规范546.3结构特征546.4绞车的润滑与密封556.5电气操纵系统556.6绞车的装配、调整、及试运转556.6.1卷筒装置566.6.2空负荷试运转566.6.3负荷试运转566.7安装、固定、操作和后移576.8绞车的操作规程596
10、.8.1工作前的注意事项606.8.2工作时应遵守下列规定606.8.3工作后应注意的事项616.9绞车的维护、拆卸与修理616.10煤矿安全规程对矿井提升机和绞车规定626. 11绞车的运输和贮存67小结68参考文献69附录70翻译部分英文原文74中文译文83致谢901绪论1.1引言煤炭是我国的基础能源和重要原料,是当前我国能源的主要组成部分之一,在国民经济中占有重要的战略地位,这就是中国的国情。过去以至未来可预见的几十年内,煤炭仍是我国的重要能源,以煤炭为主的能源结构将难以改变,煤炭工业的地位空前提高。但是目前我国的煤炭工业的发展远不能满足整个国民经济的发展需要。因此必须以更快的速度发展煤
11、炭工业。然而,高速发展煤炭工业的出路在于煤炭工业的机械化。矿山机械主要面向能源、交通和原材料基础工业部门服务,主要任务是为煤炭、钢铁、有色金属、化工、建材和核工业等部门的矿山开采和原材料的深加工,以及为铁路、公路、水电等大型工程的施工提供先进、高效的技术装备。矿山机械是机械工业中一个品种繁多、设备结构复杂、需求量大、使用面广的机械行业。矿山机械按其用途大致可分为采掘设备、提升设备、窄轨运输设备、破碎粉磨设备、矿用筛分设备、洗选设备和焙烧设备等7大类,30小类,700多个品种和数千种规格。矿山机械在经济建设、科技进步和社会发展中占有十分重要的地位和作用,属于国民经济的支柱行业。矿山机械制造业是国
12、家建立独立工业体系的基础,也是衡量一个国家工业实力的重要标志。根据国家重点支持能源、交通和原材料等基础工业发展的产业政策,矿山机械作为这些基础工业的支柱应优先得到国家的重点支持,以得到进一步发展和提高,为煤炭、金属和非金属矿山的开发提供更多的具有国际先进水平的优质、高效设备,满足国民经济发展对能源和原材料的需要。我国绞车的发展大致分为三个阶段。20世纪50年代主要是仿制设计阶段;60年代,自行设计阶段;70年代以后,我国进入标准化、系列化设计阶段。12概述1. 2.1绞车概况绞车又称为卷扬机,是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备。目前国内最大的船用液压拖缆绞车是350T的由
13、泰兴市依科攀船舶设备有限公司设计的。1)绞车的特点和用途:绞车具有以下特点:通用性高、结构紧凑、体积小、重量轻、起重大、使用转移方便,被广泛应用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖,还可作现代化电控自动作业线的配套设备。有0.5吨350吨,分为快速和慢速两种。其中高于20吨的为大吨位绞车,绞车可以单独使用,也可作为起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件,因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。绞车主要技术指标有额定负载、支持负载、绳速、容绳量等。2)绞车的分类绞车按照动力分为手动、电动、液压三类。从用途上分类可分为建筑用绞车和船用绞车。绞车按照功能可以分为:船用绞车、工程绞车
14、、矿用绞车、电缆绞车等。按照卷筒形式分为单卷筒和和双卷筒。按照卷筒分布形式有分为并列双卷筒和前后双卷筒。手动绞车:手动绞车的手柄回转的传动机构上装有停止器(棘轮和棘爪),可使重物保持在需要的位置。装配或提升重物用的手动绞车还应设置安全手柄和制动器。手动绞车一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。电动绞车:电动绞车广泛用于工作繁重和所需牵引力较大的场所。单卷筒电动绞车的电动机经减速器带动卷筒,电动机与减速器输入轴之间装有制动器。为适应提升、牵引和回转等作业的需要,还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。一般额定载荷低于IOT的绞车可以设计成电动绞车。液压绞车:液压绞车主要是额定载荷较大的绞车,一般情
15、况下IOT以上到5000T的绞车设计成液压绞车。其结构主要由液压马达(低速或高速马达)、液压常闭多片式制动器、行星齿轮箱、离合器、卷筒、支撑轴、机架、压绳器(选配)等组成。液压马达具有很高的机械效率,起动扭矩大,并可根据工况要求带不同的配流器,还可根据用户需要设计阀组直接集成于马达配油器上,如带平衡阀、过载阀、高压梭阀、调速换向阀或其他性能的阀组,制动器、行星齿轮箱等直接安装于卷筒内,卷筒、支撑轴、机架根据力学要求设计,整体结构简洁合理并具有足够的强度和刚性。因而该系列绞车在结构上具有紧凑、体积小、重量轻、外形美观等特点,在性能上则具有安全性好、效率高、起动扭矩大、低速稳定性好、噪音小、操作可
16、靠等特点。值得一提的是液压马达高的容积效率和美国SUN公司优质的平衡阀解决了一般绞车都存在的二次下滑和空钩抖动现象,使得该系列液压绞车的提升、下放和制动过程平稳,带离合器的绞车还可实现自由下放。安装于配流盘上的集成阀组则有效地简化了用户的液压系统。由于该系列绞车具备上述优点,使其广泛应用于船舶、铁路、工程机械、石油、地质勘探、冶金等行业,其优良性能得到了用户的认可。1.2.2回柱绞车概况回柱绞车又称慢速绞车,是供煤矿井下采煤工作面回柱放顶之用。由于它的高度较低重量又轻,特别适用于薄煤层和急倾斜煤层采煤工作面,以及各种采煤工作面回收沉入底板或被砰石压埋的金属支柱。随着机械化采煤程度的提高,它越来
17、越多地被广泛用于机械化采煤工作面,作为安装、回收牵引各种设备和备件。川14型回柱绞车是一种有效的矿山辅助设备。该型绞车主要应用于回柱放顶之用,同时也可用于上山、下山、平巷等综采工作面设备的搬迁,比如液压支架、溜槽等。此外,拉紧皮带机机头、运料、调度车辆等工作都可以用这种绞车来完成。在港口、码头、建筑工地、工厂企业,这种回柱绞车也可以发挥作用。可见,回柱绞车在煤炭行业、机械行业,包括部分其他行业都有着不可忽视的地位。回柱绞车在回采工作面的布置方式有以下三种:D安装在回风巷内,距回采工作面约2030m。这种布置方式适用条件广,尤其是煤层倾角较大,顶板破碎,压力较大的工作面。但这种布置方式会影响回风
18、巷的运料工作。每一次回柱需移动导向轮,钢丝绳绕过导向轮,多了一个90拐弯,摩擦阻力增大,钢丝绳容易损坏。按这种方式布置的回柱绞车,必须沿钢丝绳牵引方向长条式布置,绞车宽度不应超过900mm,过宽则会堵塞巷道。因为运料工人常常从机体旁经过,齿轮一定要密闭,不然就容易引起事故。2)安设在回采工作面上端,紧靠回风巷上部和密集支柱之间。这种布置方式当顶板较好,煤层倾角较小的条件下采用。但每进行一个循环都须移动绞车,且需移开柱子,因而不够方便。在工作面上方顶板压力较大时,机座受力容易变形,可能引起齿轮啮合不良,甚至回柱绞车有被压埋的危险。3)安设在工作面上,工作面上有数台绞车同时回柱,加快回柱速度。这种
19、布置方式对浅截深的机采工作面尤为需要。例台徐州矿务局认为,回柱设备是当前提高煤产量的关键。现在安排回柱放顶时间是每天一个班(8小时),而用刨煤机进尺1.2m只要2小时就能完成,因此,只要加快回柱速度,就会收到提高煤产量的效果。回柱绞车结构的一般分析D按驱动机构分(1)手摇式回柱绞车手摇式回柱绞车用于人工回柱,体积小,重量轻,移动方便,结构简单。但人工回柱效率低,安全性差,一般只用作辅助作业,或在回收金属支柱时使用。(2)风动回柱绞车风动回柱绞车拉力大,重量轻,适用于我国西南地区的超级瓦斯矿,但是风动回柱绞车成本较高,使用范围受到限制。(3)电动回柱绞车电动回柱绞车使用范围最广,目前各制造厂生产
20、的多为电动回柱绞车。2)按滚筒结构分(1)缠绕式滚筒缠绕式滚筒具有一定的容绳量,操作简单,使用范围广,但体积和重量都比较大,现在生产的回柱绞车以采用缠绕式滚筒的为最多。(2)摩擦式滚筒摩擦式滚筒多制成双曲线型,靠滚筒上的几圈钢丝绳与滚筒的摩擦力带动钢丝绳进行工作,滚筒量不受限制,也不存在排绳子问题,解决了“咬绳现象,这种绞车尚在试验中。(3)链条滚筒链条滚筒即用缠绕链条来进行回柱工作。因链条较重,不宜太长,如某厂生产的三吨轻便回柱绞车,链条仅有6米,因此,使用这种回柱绞车的极少。3)按传动机构分(1)普通蜗杆蜗轮传动淮南煤矿机械厂1952年生产的JHT4型回柱绞车,第一级为普通蜗杆蜗轮传动,再
21、经过二级圆柱齿轮带动滚筒。采用蜗杆蜗轮传动机械效率低,虽具有结构结实耐用的优点,但体积重量都很大,搬运困难,不适于井下狭窄环境和经常移动的特点,故此类回柱绞车已不再生产。(2)圆弧面蜗杆传动现在生产的各种回柱绞车均采用圆弧面蜗杆传动,机械效率提高到约为0.80.85机器体积和重量都相应减少。1.3国内外绞车的发展近40年我国的煤炭行业发生了巨大变化,总裁机械化水平达到国际先进水平,综采单采原煤产量早已突破了百万吨,然而煤炭工业机械化离不开运输,运输又离不了辅助运输设备,绞车就是辅助运输设备的一种。原煤的运输也已经实现了大运量嫔式输送机化,但井下轨道辅助运输与之很不适应,材料的运较基本上沿用传统
22、的小绞车群接口式的运输,运输战线长,环节多,占用搬运设备、人员多,安全性差,效率低。尽管一些煤矿对其进行了技术改造,但仍然满足不了当前矿井发展和生产的需要。可见矿井辅口运输是当前现代化矿井建设的关键和重点。我国绞车的诞生是从20世纪50年代开始的,初期主要仿制日本和苏联的;60年代进入了自行设计阶段;到了70年代,随着技术的慢慢成熟,绞车的设计也进入了标准化和系列化的发展阶段。但与国外水平相比,我国的绞车在品种、型式、结构、产品性能,三化水平(参数化、标准化、通用化)和技术经济方面还存在一定的差距。国外矿用绞车发展趋势有以下几个特点:1)标准化系列化;2)体积小、重量轻、结构紧凑;3)高效节能
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