2Jk-510.5型矿用提升机主轴装置设计说明书毕业论文.doc
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1、毕业设计(或论文)说明书页摘 要提升机是矿山的大型固定设备之一,是联系井下与地面的主要运输工具。本次设计2JK-5/10.5型矿用提升机主轴装置,主要目的是改良他的主轴结构,要求它的体积小、重量轻、适于恶劣环境、提升量大的工作场所,稳定性能好,效率高。重点进行设计提升机的主轴尺寸和卷筒结构。并且对其参数进行了理论计算;对其主要部件进行校核。最后,对所设计的提升机的使用与维护进行必要的说明。使其能满足客户的要求.关键词 提升机 主轴 卷筒 结构设计AbstractPromotion machine is one of mining large scale regular equipment ,
2、is to connect well to take off the major conveyance with ground. The design type mine of 2 JK-5 / 10.5 is installed with promotion machine main shaft, major purpose is to improve his structure of main shaft, ask its volume little , weight is bad environment and promotion light and is suitable for th
3、e working place of big quantity, stability can be good , efficiency is high. It is key to design reel structure and the size of main shaft of promotion machine. And for it, parameter has carried out theoretical calculation; For it major parts check nucleus. The final use and maintenance for the prom
4、otion machine designed carry out necessary explanation. Make it satisfy the requirement of customer.Key words Promote machine Main shaft Reel Structure is designed 目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1选题的意义11.2提升机的发展概况11.3提升机的主要用途和特点2第2章主轴的强度计算32.1原始数据32.2固定载荷分配于主轴各轮毂的作用力42.2.1.主轴自重42.2.2.卷筒、轮毂、调绳装置等自重52.2.3.缠绕于
5、卷筒上的钢丝绳重量52.2.4.合成的固定静载荷Ph62.3钢丝绳张力分配于主轴个轮毂作用点上的力72.3.1钢丝绳张力及其位置的计算72.3.2钢丝绳张力在个轮毂上的分配102.4作用于轴上水平方向及垂直方向的合力122.5计算弯矩142.5.1计算支点反力142.5.2计算垂直弯距、水平弯距及合成弯距152.5.3合成弯距162.6计算扭距172.7计算危险断面的安全系数192.7.1第工况3断面安全系数的计算192.7.2第工况4断面安全系数的计算212.8计算挠度22第3章卷筒的结构和强度计算243.1已知条件243.2计算钢丝绳张力降低系数243.3计算双层缠绕时的缠绕系数263.4
6、计算筒壳强度263.4.1自由筒壳区263.4.2在支撑处的钢丝绳降低系数263.5计算支轮的强度28第4章键销的强度计算与校核304.键销的强度计算与校核30第5章提升机使用说明书315.1矿井提升机的结构315.2 安装325.3 润滑335.4 试运转335.5 操作与绞车的安全运转345.7 检查35第6章经济分析37结论39参考文献40外文部分错误!未定义书签。专题部分41空气压缩机事故分析41致谢56IV毕业设计(或论文)说明书共58页第1章 绪论1.1 选题的意义矿井提升机是沿井筒提运矿石和废石,升降人员,下放材料,工具和设备。提升容器有罐笼和箕斗。罐笼可用来提升矿石、人员、材料
7、与设备等,但是箕斗不能用来提升人员。所以提高它的安全性是最重要的,人的生命是最珍贵的.其次要求它的体积小、重量轻、寿命长,适于恶劣环境、提升量大的工作场所,稳定性能好,效率高。1.2 提升机的发展概况矿井提升设备是沿井筒提升煤炭,矸石,升降人员和设备,下放材料的大型机械设备它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽,是矿山运输的咽喉因此,矿井提升设备在矿山生产的全过程中占有极其重要的地位随着科学技术的发展及生产的机械化和集中化,目前,世界上经济比较发达的一些国家,提升机的运行速度已达2025m/s,一次提升量达到50t,电动机容量已超过10000kW,我国的煤矿建设也是符合上述发展规律的而
8、且,目前我国矿井最大井深也在1000m以上;最大年产量百万吨甚至千万吨的矿井正在多处兴建甚至能力更大的矿井也在设计中在发达国家,电力电子技术较早就用于矿井提升机的传动,并且发展迅速,从60年代的模拟控制SCR-D直流提升机发展到目前最先进的同步机内用交流电机,没有电刷问题,提升机容量可以大幅度增加,例如南非帕拉波矿井内装式提升机电机功率达6300kW。目前,全数字电力电子器件构成的国产直流提升机已占领了国内市场,并开始出口。但是由于我国的科技和生产水平的限制,我国的矿井提升机还有很大一部分需要依赖于进口发达国家的设备。1.3 提升机的主要用途和特点矿井提升机的主要用途 提升机是矿山的大型固定设
9、备之一,是联系井下与地面的主要运输工具。矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地面才有实际应用价值。废石的提升,工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作来完成。矿井提升设备就是完成上述工作的多种机电设备组成的大型成套装备。矿井提升设备在工作中一旦发生机械或电气事故,就会造成停产,甚至造成人身伤亡。 提升机结构的主要特点.结构紧凑、启动平稳,具有工作制动器和电力液推杆制动器, 安全可靠。设有机械无级速速机构,操作方便,拉动操纵手柄,可在设定 范国内选择任一速度提升或下放物料。 节电、省力 安装、维修方便。第2章 主轴的强度计算2.1 原始数据提升机各部件尺寸如
10、图所示,采用双层缠绕无尾绳提升。卷筒直径D=5000mm卷筒宽度B=2300mm钢丝绳最大静张力=230000N钢丝绳最大静张力差=160000N主轴每米质量q=2240kg/m活滚筒左轮毂质量=3800kg活滚筒右轮毂质量=2600kg调绳装置质量=6140kg游动卷筒质量=18816kg固定卷筒质量=20377kg固定卷筒左轮毂质量=3000kg固定卷筒右轮毂质量=4200kg一个卷筒上木衬的质量=2640kg三圈摩擦圈的钢丝绳及供实验移动的钢丝绳质量=1400kg钢丝绳缠满一层时的质量=5190kg钢丝绳缠满两层时的质量(包括G1不包括G0)=10760kg活卷筒的变位质量=19304k
11、g固定卷筒的变位质量(不包括卷筒及轮毂)=18720kg天轮的变位质量=3500kg钢丝绳每米长质量P=9.45kg/m提升机加速度=1m/s2箕斗自身质量=8050kg一次提升量Q=8500kg钢丝绳直径d=50mm活固定卷筒出绳角2.2固定载荷分配于主轴各轮毂的作用力2.2.1.主轴自重主轴单位长度的质量q为q=2240kg/m主轴自重作为集中力分配于轮毂作用点上,这是因为集中载荷在计算上较为方便,与其他各集中力也便于叠加,同时也偏于安全。其计算结果见表2-1表2-1 分配于轮毂上的力载 荷 名 称符 号计 算 公 式结 果 (N)附加于1点上的力3128.6附加于2点上的力30897.4
12、4附加于3点上的力33751.2附加于4点上的力32818.242.2.2.卷筒、轮毂、调绳装置等自重卷筒、轮毂、调绳装置的自重,亦通过轮毂视为集中力作用于轴上,其计算结果见表2-2表2-2 卷筒、轮毂、调绳装置的自重分配于轴上的力载 荷 名 称符号计算公式结果(N)附加于1点上的力202546.4附加于2点上的力130614.4附加于3点上的力142183.3附加于4点上的力153943.32.2.3.缠绕于卷筒上的钢丝绳重量缠绕于卷筒上的钢丝绳亦通过轮毂各点作用于轴上,为简化起见,仅按以下几种工况进行计算:1、 死卷筒提升开始;2、 死卷筒缠满一层;3、 死卷筒提升终了;4、 活卷筒提升开
13、始;5、 活卷筒缠满一层;6、 活卷筒提升终了;计算公式及结果见表2-3表2-3 钢丝绳分配于卷筒上的力工 况力计算公式结果(N)死卷筒提升开始或活卷筒提升终了或或或或05958459584137200死卷筒缠满一层或活卷筒缠满一层或或或或32291322913229132291死卷筒提升终了或活卷筒提升开始或或或或013720059584595842.2.4.合成的固定静载荷Ph在计算过程中,为方便起见,将上述三项静载荷首先合成,计算公式为:由于钢丝绳重量按六种工况计算的,故合成的固定静载荷亦有六种工况。计算结果如表2-4表2-4合成固定静载荷分配于轴上的力 工 况Ph1Ph2Ph3Ph4死
14、卷筒提升开始或活卷筒提升终了293711.4221321.448189848.025786952.113死卷筒缠满一层或活卷筒缠满一层266390.55194000.598208437.975219276.663死卷筒提升终了或活卷筒提升开始247800.6161676.648235758.825246596.9132.3钢丝绳张力分配于主轴个轮毂作用点上的力2.3.1钢丝绳张力及其位置的计算钢丝绳张力的计算包括下列两重意义:一为计算它的大小,一为计算它在卷筒上的位置。亦需按以前所述的几种工况计算。为了简化计算,略去井口到卷筒间钢丝绳的惯性力,并近似地按三阶段梯形速度图提升时计算。死卷筒提升开
15、始钢丝绳最大静张力:=(8500+8050+10760)g=267911.1(N)死卷筒上提升钢丝绳张力: =576411.08(N) 它的位置在死卷筒的左侧,但由于摩擦圈及实验绳长,故距左端挡板有一段距离:=472(mm)活卷筒上下放钢丝绳张力:=61166.63(N)死卷筒开始提升时,认为活卷筒上的钢丝绳处于卷筒的左断,亦即钢丝绳与卷筒左断挡板的距离=0。死卷筒缠满一层死卷筒上提升钢丝绳的张力:=210743.3(N)此时钢丝绳位置处于卷筒右端,距死卷筒右档板的距离b2=0由于摩擦圈及实验绳长的影响,活卷筒上的第二层绳并未完全松下,而是还有一部分。当然钢丝绳的张力及其所在位置也可以用较准确
16、的方法来计算,但习惯上往往按下述方法来确定:即在计算钢丝绳张力时,认为活卷筒上的第二层已全部松下,而在分配钢丝绳张力在左右轮毂时,则需考虑到活卷筒上下放钢丝绳的实际位置,因为钢丝绳位置对张力的影响较小,而对左右轮毂力的分配影响则较大。据此,活卷筒上下放钢丝绳的张力:=127358.335(N)此时钢丝绳距右挡板=472(mm)死卷筒提升终了提升终了时,认为钢丝绳已达到死卷筒的左端挡板,即=0。死卷筒上钢丝绳的张力;=148559.4(N)活滚筒上钢丝绳的张力=200582.12(N)此时活卷筒上所剩余的只有摩擦圈及实验绳长,故钢丝绳距左档板mm。活卷筒提升开始根据与上面的分析,得出活卷筒上钢丝
17、绳张力,钢丝绳距左档板mm;死卷筒上钢丝绳张力,钢丝绳距左端挡板。活卷筒缠满一层活卷筒上钢丝绳张力,钢丝绳距右档板;死卷筒上钢丝绳张力,钢丝绳距左端挡板mm。活卷筒提升终活卷筒上钢丝绳张力,钢丝绳距右档板;死卷筒上钢丝绳张力,钢丝绳距左端挡板mm。2.3.2钢丝绳张力在个轮毂上的分配根据钢丝绳在卷筒上的位置及卷筒的结构尺寸,按杠杆比例关系,把钢丝绳张力分配于1、2、3、4各点。以第种工况死卷筒提升开始为例对于活卷筒,钢丝绳张力(N)钢丝绳距左档板,由于左档板在轮毂1作用点左侧mm故作用于轮毂1及2点力的分配,可按跨距mm有一集中力距右支座为的简支梁来计算。支座反力的大小即作用与轮毂上的力,方向
18、与钢丝绳张力作用于轴上之力相反。 按上法求出作用于轮毂1上的作用力(N)作用于轮毂上的力(N)。对于死卷筒,钢丝绳张(N)钢丝绳距坐端挡板mm。由于左挡板在结构上位于轮毂3的左侧mm因而可按跨距mm。作用力距左支座为mm的简支梁来计算轮毂3及4上受力得出N N。同理亦可计算出其他工况时各点力,其结果见表2-5表2-5 钢丝绳张力在各轮毂上的分配工况计 算 结 果(N)活 卷 筒死 卷 筒62716.40-1549.77556243.5120167.5749550.06122403.274683.19206060.14142299.7758282.35176515.26-27955.864339
19、3.6817772.9572676.95-11510.32-45216.09255959.4232456.8094901.53152323.44-3764.04193564.127018.01注:(1)各力符号“+”为方向向上,“-”为方向向下;由于出绳角的影响,必须将表1-5中所求出的力分为水平的和垂直的其结果见表2-6表2-6 钢丝绳张力在各轮毂上的分配(带角度)工况活 卷 筒062716.400-1549.7704955.060122403.270142299.77058282.35043393.68017772.950-45216.090255959.420152323.440-376
20、4.04工 况死 卷 筒0556243.51020167.5704683.190206060.140176515.260-27955.86072676.950-11510.32032456.80094901.530193564.1207018.01 注: (1)表中下脚带“c”的力为垂直分力,带“p”的力为水平分力;(2)垂直力中的“-”表示作用于轴上的力方向向上。2.4作用于轴上水平方向及垂直方向的合力将钢丝绳张力的垂直分力与合成固定静载荷相加,则得作用于轴上垂直方向的合力;而作用于轴上水平方向的合力就等于钢丝绳张力的水平分力。其计算结果见表2-7表2-7 作用于轴上水平方向及垂直方向的合力
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