1、1緒 論1.1課題背景 研究目的和意義總采工作面設(shè)備搬遷包括：采煤機、工作面刮板輸送機、液壓支架、轉(zhuǎn)載機以及一些其他輔助設(shè)備的搬遷。其中液壓支架的搬遷量占到總搬遷量的到，所以液壓支架的搬遷效率直接影響綜采工作面的工作效率。本設(shè)計的液壓絞車主要是為了提高液壓支架搬遷效率。與傳統(tǒng)煤礦井下電動絞車相比較液壓絞車有著自己獨特的優(yōu)點1：(1)動力源由液壓代替了電動，減少了電氣設(shè)備可能帶來的危險。(2)可以通過液壓馬達自身實現(xiàn)高低速度調(diào)速，在帶動負載時液壓馬達低速，沒有負載時液壓馬達高速，這樣可以提高鋼絲繩的利用率。(3)液壓絞車管路采用了大量快換接頭，通過高壓橡膠管聯(lián)接，乳化液泵站可以采用液壓支架的泵站

2、，加強了絞車的可移動性。而且隨著液壓技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓傳動已經(jīng)在各種各樣的機械上得到了廣泛的應(yīng)用，代替許多的機械結(jié)構(gòu)。液壓傳動具有很多優(yōu)點：(1) 易于獲得很大的力和力矩,使液壓傳動成為最省力的有效手段。(2) 可以實現(xiàn)無級調(diào)速和穩(wěn)定的低速運轉(zhuǎn)性能，而且能獲得很大的調(diào)速比，還容易獲得極低的運轉(zhuǎn)速度，使整個系統(tǒng)簡化。(3) 能容量大，用較小的重量和尺寸的液壓件就可以傳遞較大的功率使機械結(jié)構(gòu)緊湊,體積小重量輕.礦用防暴絞車由于受井下空間尺寸的限制，就要求體積小。同時液壓系統(tǒng)的慣性小，起動快，工作平穩(wěn)，易于實現(xiàn)快速而無沖擊的變速與換向。(4) 易于獲得更復(fù)雜的機械動作，以直接驅(qū)動工作裝置。(5)

3、動力傳遞方便。(6) 易于實現(xiàn)安全保護,能只動防止過載，滿足絞車安全工作的要求。(7) 液壓元件能自行潤滑，延長使用壽命。(8) 液壓元件易于實現(xiàn)標(biāo)準化，系列化，通用化。采用專用液壓絞車進行液壓支架的搬遷可以加快搬遷速度，提高液壓支架使用效率以及綜采面生產(chǎn)效率，實現(xiàn)恒力控制和離機操作，對井下工作人員在搬遷液壓支架時的安全起到非常大的保障。 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀世紀年代后期，日本、美國又開始推廣應(yīng)用液壓機械傳動絞車。其優(yōu)點是高速小扭矩液壓馬達具有制造容易、質(zhì)量穩(wěn)定、壽命長、傳動效率高、噪音低、體積小等。日本三井三池制作所引進西德蓋特拉馬齊克公司和法國西克馬菲爾公司的高速液壓馬達，研制了卷簡直徑為的型

4、液壓防爆絞車，高速液壓馬達經(jīng)行星減速器傳動卷筒，用操作手柄改變變量泵斜盤的角度來實現(xiàn)無級調(diào)速。主電機采用鼠籠式電機，比繞線式電機的結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、堅固耐用及效率較高，而且無滑環(huán)，運行時不產(chǎn)生火花，電控系統(tǒng)易實現(xiàn)防爆。鋼絲繩直徑為容繩量為，最大靜張力為時提升速度為，靜張力為時最大提升速度為，主電機功率。由于液壓機械傳動絞車的優(yōu)點很多，在國外應(yīng)用廣泛并逐步向大型化發(fā)展2。2005年國內(nèi)直徑最大的液壓防爆絞車在河南省洛陽中信重機公司試車成功，并順利發(fā)往內(nèi)蒙古大雁煤業(yè)公司。這臺液壓防爆絞車直徑達，寬度，最大靜張力為，最大容繩量，最大提升速度為，具有良好的防爆性能、穩(wěn)定的無極調(diào)速性能和低速運轉(zhuǎn)性能，

5、節(jié)能效果明顯。由于其配置科學(xué)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，可大大節(jié)約硐室基建成本；又由于其具有性能參數(shù)高、安全可靠、操作簡便易學(xué)、壽命長、綜合運行成本低等優(yōu)勢，在井下的斜坡上，這臺絞車一次可提升的煤炭，其直徑和提升力均稱得上是國內(nèi)之最礦井防爆絞車按其拖動方式可分為電動防爆和液壓防爆兩大類。國外由于電器技術(shù)水平較高，井下工程機械化程度高，一般巷道和硐室較大，設(shè)備安裝方便，較早的開始推廣應(yīng)用電動防爆絞車，主要是繞線型電機轉(zhuǎn)子外接電子調(diào)速。其缺點為發(fā)熱嚴重，占地面積大，電控系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，調(diào)整性差。隨著液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，軸向柱塞式和徑向柱塞式液壓馬達系列產(chǎn)品推出，并逐漸用于井下提升設(shè)備和研制液壓防爆絞

6、車。液壓防爆絞車具有結(jié)構(gòu)緊湊、造價便宜、起動平穩(wěn)、調(diào)速方便、過載保護等優(yōu)點，特別是采用鼠籠式電機拖動，使電控系統(tǒng)簡單，實現(xiàn)了防爆要求。在國外，液壓防爆絞車根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為兩大類：一類是采用低速大扭矩柱塞液壓馬達直接拖動絞車卷筒的全液壓傳動式；另一類是采用高速小扭矩柱塞液壓馬達經(jīng)減速器再拖動絞車卷筒的液壓機械傳動式。電動防暴絞車包括調(diào)度絞車和回柱絞車等。調(diào)度絞車是供井下回采工作面和掘進工作面裝載站，調(diào)度編組礦車及中間巷道拖運礦車，也可用于短距離運送材料，井下廣泛使用?；刂g車主要用于回采工作面中的回柱放頂，也可用來拖運重物和調(diào)度車輛34。大約在60年代中期，研制出防暴液壓絞車在煤礦井下使用.英

7、國是最早研制液壓絞車的國家之一。60年代就有液壓絞車問世.彼克諾斯公司研制了一種適用礦井用的輕便液壓絞車,結(jié)構(gòu)緊湊,井下運輸很方便。其型號為、，電機功率為或。采用傳力式液壓馬達和斜盤式雙向變量軸向柱塞泵,具有恒功率控制裝置,工作介質(zhì)可用號阻燃液。日本三井三池制作所制造出第一臺防暴液壓絞車，以后反復(fù)進行了多種設(shè)計和改，生產(chǎn)有和等幾種型號的防暴液壓絞車，具有手動和半自動兩種運轉(zhuǎn)方式。液壓控制方式與電動控制方式進行比較，液壓控制方式能任意選擇所需要的速度，操作簡單，能任意調(diào)整加減速度，易于防暴結(jié)構(gòu)，電器控制系統(tǒng)復(fù)雜，維修麻煩。蘇聯(lián)、波蘭、德國等國家研制和采用液壓安全絞車作為傾斜煤層的采煤機的防滑、同

8、步牽引設(shè)備。這些國家還礦泛采用液壓無極繩絞車牽引井下運輸用的卡軌車和單軌吊。日本三井三池制作所研制的小型液壓絞車系列，主要用于煤礦井下作輔助運輸，功率有、及三檔。其采用高速軸向柱塞式液壓馬達通過安裝在滾筒內(nèi)部的行星齒輪減速箱拖動絞車運轉(zhuǎn)，因而結(jié)構(gòu)緊湊，體積小5。我國煤礦井下防暴液壓絞車的研制和應(yīng)用比歐美、日本大約晚年，在煤與沼氣突出的礦井都要使用防暴型電器設(shè)備。由湖南省煤炭科學(xué)研究所和湖南省煤礦專業(yè)機械廠共同研制型防暴液壓絞車和型防暴液壓絞車，并隨同研制了型防暴絞車。國內(nèi)其它廠家也進行了液壓絞車的研制工作，淮南煤機廠研制了型防暴液壓絞車，它采用高速液壓馬達通過行星減速箱驅(qū)動滾筒，洛陽礦山機械研

9、究所研制采用高速馬達驅(qū)動的防暴液壓絞車。液壓絞車是利用液壓馬達直接或通過減速箱拖動滾筒的一種絞車。防暴液壓絞車是在一般液壓絞車的基礎(chǔ)上配上防暴電氣設(shè)備并在結(jié)構(gòu)上滿足煤礦井下使用，具有良好運轉(zhuǎn)特性，在低速運轉(zhuǎn)、起動和制動時比電控絞車效率高且操作簡單、體積小、重量、安全效率高。一般均由機械部分、液壓傳動部分、電氣部分組成。主要用于：船舶、港口、建筑、礦山和林業(yè)。液壓控制方式能任意選擇所需要的速度，操作簡單能任意調(diào)整加減速度、易于設(shè)計防暴結(jié)構(gòu)、保養(yǎng)維護容易。1.2 液壓絞車的工作原理和用途液壓絞車是利用防爆電動機1帶動乳化液泵2，然后乳化液泵帶動變量液壓馬達3，液壓馬達將動力通過減速器拖動滾筒轉(zhuǎn)動。

10、絞車的正反轉(zhuǎn)和高低轉(zhuǎn)速改變依靠馬達自身調(diào)節(jié)完成。原理圖1-11電動機 2主油泵 3液壓馬達4減速箱 5絞車滾筒圖1-1 絞車工作原理圖液壓絞車用途：主要用于井下綜采工作面液壓支架以及其它井下設(shè)備的安裝和拆除。1.3 液壓絞車的特點及分類 液壓絞車的特點：絞車采用液壓傳動，減少了產(chǎn)生電氣火花的元件。使用鼠籠電動機，使電器控制簡單，容易做成防暴型。所以采用液壓絞車是解決煤礦井下絞車全防暴問題的有效途徑。由于用管道傳遞壓力油，所以液壓元件和各種機械裝置都容易布局，各個元件的安裝可以隨意放在任何適當(dāng)?shù)奈恢?，因此便于液壓絞車進行遠距離操作。 液壓絞車的分類1.按傳動方式分：（1）全液壓傳動的液壓絞車（2

11、）液壓機械傳動的液壓絞車2.按操作方式分：（1）手動操縱方式的液壓絞車（2）遠距離液控操縱方式的液壓絞車（3）遠距離機械操縱方式的液壓絞車（4）自動化或半自動化操縱的液壓絞車3.按滾筒數(shù)量和結(jié)構(gòu)分：（1）單滾筒液壓絞車（2）雙滾筒液壓絞車（3）摩擦輪式液壓絞車4.按油泵的數(shù)量分：（1）單泵驅(qū)動的液壓絞車（2）雙泵驅(qū)動的液壓絞車（3）多泵驅(qū)動的液壓絞車5.按馬達的數(shù)量分：（1）單液壓馬達拖動的液壓絞車（2）雙液壓馬達拖動的液壓絞車（3）多液壓馬達拖動的液壓絞車6.按驅(qū)動液壓馬達的形式分：（1）低速大扭矩軸轉(zhuǎn)徑向柱塞式內(nèi)曲線液壓馬達驅(qū)動的液壓絞車（2）低速大扭矩殼轉(zhuǎn)徑向柱塞式內(nèi)曲線液壓馬達驅(qū)動的液

12、壓絞車（3）低速大扭矩曲軸連桿式徑向柱塞式內(nèi)曲線液壓馬達驅(qū)動的液壓絞車（4）低速大扭矩靜力平衡式徑向柱塞式內(nèi)曲線液壓馬達驅(qū)動的液壓絞車（5）高速軸向柱塞斜盤式液壓馬達驅(qū)動的液壓絞車（6）高速軸向柱塞斜軸式液壓馬達驅(qū)動的液壓絞車（7）中速中扭矩擺線式液壓馬達驅(qū)動的液壓絞車7.按液壓泵站布置方式：（1）泵與絞車主體組裝在一起的液壓絞車（2）泵站與主體分開裝設(shè)的液壓絞車（3）泵站布置在隔開的硐室內(nèi)的液壓絞車8.按礦山液壓絞車的功能分：（1）提升人員及物料用液壓絞車（2）運輸物料貨載用液壓絞車（3）牽引礦車、卡軌車和單軌吊用的摩擦輪式液壓絞車（4）傾斜煤層工作面采煤機防滑用液壓安全絞車9.按液壓絞車的

13、用途分：（1）礦山用液壓絞車（2）建筑用液壓絞車（3）船舶用液壓絞車（4）冶金、林業(yè)等用液壓絞車第2章 液壓絞車的總體設(shè)計2.1 液壓絞車總體布置設(shè)計井下巷道狹窄，因此，絞車滾筒與液壓馬達沿著巷道一側(cè)垂直煤壁布置，乳化液箱、乳化液泵和電動機則沿同一側(cè)平行煤壁布置。此布置有利于絞車在井下工作并且能節(jié)省空間。如圖2-1所示：1滾筒 2液壓馬達 3閥組 4乳化液箱5乳化液泵 6電動機圖2-1 液壓絞車布置圖2.2 液壓管路的布置設(shè)計液壓絞車的油管主要采用無縫鋼管、紫銅管和耐油橡膠軟管三種形式。本設(shè)計主要采用高壓橡膠軟管能夠吸收液壓沖擊和震動，管路布置時在滿足各個部件的聯(lián)接的前提下盡可能的減少管路的長

14、度。為了提高絞車靈活性和快速性大量的采用了快換接頭大大的提高了絞車的可移動性。管路布置如上圖2-所示。2.3 減速器總體設(shè)計減速器是原動機和工作機之間的獨立閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大扭矩，以滿足工作需要。井下空間狹窄為使絞車體積減小，結(jié)構(gòu)緊湊，其減速機構(gòu)采用了兩組內(nèi)齒輪傳動副和一組行星輪系，并將其裝入滾筒體內(nèi)。馬達軸半伸入滾筒端部。在絞車內(nèi)部各個轉(zhuǎn)動處均采用滾動軸承支承，使絞車運轉(zhuǎn)靈活6。滾筒由鑄鋼制成，其主要功用:在滾筒面上纏繞鋼絲繩以牽引負荷；在滾筒的制動盤上安裝液壓盤閘，用來操縱絞車的運行或停止。減速器結(jié)構(gòu)如圖2-2所示：圖2-2 減速器結(jié)構(gòu)2.4 液壓盤閘的總體設(shè)計液壓盤型制動閘

15、用螺栓固定在支座上，它的工作原理是用油壓松閘，彈簧力制動。當(dāng)制動時，在蝶形彈簧的作用下，迫使活塞向前移動，通過調(diào)整螺釘，活塞桿將滑套推出，使制動塊與滾筒上的制動盤接觸，產(chǎn)生制動7。當(dāng)油缸內(nèi)充入壓力油后，壓力油推動活塞向后移動，壓縮蝶形彈簧，并通過調(diào)整螺釘帶動活塞桿向后移動，此時在兩個彈簧的作用下，通過螺釘使制動塊也向后移動，離開制動盤實現(xiàn)松閘。轉(zhuǎn)動放氣螺栓，可排除油缸中存留的氣體，以保證制動閘能靈敏的工作。盤型閘有時可能有微量的內(nèi)泄，此內(nèi)泄可起到滑套與支座間的潤滑作用。但長時間可能存油過多，因此應(yīng)定期從放油螺栓處放油8。如圖2-3所示：圖2-3 液壓盤閘結(jié)構(gòu)2.5 乳化液泵站的選擇表2-1 泵

16、站主要參數(shù)乳化液泵乳化液箱電動機公稱壓力功率公稱流量容積轉(zhuǎn)速乳化液泵站由乳化液泵和乳化液箱組成，主要為綜合機械化采煤工作面液壓支架、普采工作面單體液壓支柱和其他以液壓為動力的機械提供動力源。由設(shè)計參數(shù)泵站壓力和泵站流量，選擇乳化液泵的型號：。乳化液箱的型號：，組成乳化液泵站。與之相配套的電動機為三相交流臥室防爆電動機型號： 9。乳化液泵站的主要參數(shù)：如表2-1。2.6 鋼絲繩的直徑選擇和容繩量驗算鋼絲繩直徑選擇根據(jù)與常見煤礦井下絞車滾筒直徑比較，取本設(shè)計滾筒直徑，滾筒寬度，滾筒深鋼絲繩繩速，容繩長度，液壓支架與底板的摩擦系數(shù)為，液壓支架重量為。 式中鋼絲繩牽引力, 取鋼絲繩的抗拉強度，在滿足拉

17、力并留有少量拉力余量的情況下盡量減小鋼絲繩的直徑，查鋼絲繩規(guī)格表-特-鍍鋅-右交叉捻，其技術(shù)特征為：鋼絲繩直徑,繩中最粗鋼絲直徑，鋼絲繩全部鋼絲斷裂力總和,每米重。容繩量的驗算式中滾筒一圈的容繩量， ，取整式中滾筒容繩圈數(shù) 式中鋼絲繩一次纏滿滾筒的長度， 取整式中鋼絲繩纏繞圈數(shù) 滾筒容繩量滿足要求。2.7 液壓馬達的選擇=式中滾筒負載力矩，鋼絲繩牽引力，式中絞車滾筒的轉(zhuǎn)速煤礦液壓馬達一般轉(zhuǎn)數(shù)在根據(jù)與常見煤礦井下絞車減速比比較：取式中液壓馬達輸出扭矩，=式中 液壓馬達轉(zhuǎn)數(shù)，液壓馬達理論排量=式中 系統(tǒng)工作壓力，液壓馬達的機械效率 查機械設(shè)計手冊取 液壓絞車實際牽引力：式中液壓馬達轉(zhuǎn)矩， 總減速比

18、 液壓絞車滾筒直徑，由于乳化液泵站的工作壓力為,所以選擇的液壓馬達額定壓力最小為并且由以上計算查機械設(shè)計手冊第四卷，選取液壓馬達型號為。該型馬達具有重量輕、體積小、調(diào)速范圍大、可有級變量、工作可靠、壽命長等一系列優(yōu)點。目前已應(yīng)用于礦山工程、起重運輸、冶金重型、船舶、機床、輕工注塑、地質(zhì)探勘等部門。型液壓馬達結(jié)構(gòu)上主要特點：該型馬達的滾動體用一只鋼球代替了一般內(nèi)曲線液壓馬達所用的兩只以上滾輪和橫梁，因而結(jié)構(gòu)簡單工作可靠、體積重量顯著減少。運動付慣量小，鋼球結(jié)實可靠，故該型馬達可以在較高轉(zhuǎn)速和沖擊負載下連續(xù)工作。摩擦付小，配油軸與轉(zhuǎn)子內(nèi)力平衡，活塞付具有靜壓力平衡和良好潤滑條件，并采用軟行塑料活塞

19、密封高壓油，因而具有較高的機械效率和容積效率。該型馬達具有二級和三級變量排量，因而具有較大的調(diào)速范圍。機構(gòu)簡單，拆修方便，對油清潔度無特殊要求，油的過濾精度可按配套泵的要求選定。該系列標(biāo)準型液壓馬達的出軸一般只允許承受扭矩，不能承受徑向和軸外向力、型液壓馬達的出軸可承受徑向和軸外向力。型馬達，中心具有通孔，轉(zhuǎn)動軸可以穿過液壓馬達。具體型號以及參數(shù)：排量：輸出轉(zhuǎn)矩，排量：輸出轉(zhuǎn)矩:，額定壓力，尖峰時壓力，功率。第3章 液壓絞車的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算3.1 減速器的設(shè)計計算 減速器傳動方式，本設(shè)計的減速器采用二級內(nèi)齒輪傳動和一級行星齒輪傳動。3.1.1 內(nèi)齒輪的設(shè)計計算1.基本參數(shù)的確定(1)按傳動方案，

20、選用內(nèi)齒圓柱齒輪傳動。(2)減速器為一般機械，故選用7級精度（GB10095-88）(3)材料選擇。選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS。(4)選小齒輪齒數(shù)z=17，大齒輪齒數(shù)z= 2.按齒面接觸強度設(shè)計確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值由設(shè)計計算公式進行試算，即： （3-1）式中載荷系數(shù)；接觸疲勞強度極限；材料的彈性影響系數(shù)；齒寬系數(shù)（1）試選載荷系數(shù)（2）計算小齒輪 （3-2）由式（3-2）得： =（3）選取齒寬系數(shù)=1（4）查得材料的彈性影響系數(shù)MPa1/2（5）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限MPa；

21、大齒輪的接觸強度極限MPa；（6）查得接觸疲勞壽命；（7）計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1， （3-3）由式（3-3）得：=3.計算（1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值由式（3-3）得：=（2）計算圓周速度 （3-4）由式（3-4）得：（3）計算載荷系數(shù)根據(jù)m/s,7級精度，查得動載荷系數(shù)；直齒輪，假設(shè)。查得；查得使用系數(shù)；小齒輪相對支承非對稱布置時，故載荷系數(shù)（4）按實際是載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 （3-5） 由式（3-5）得： =（5）計算模數(shù)4.按齒根彎曲強度設(shè)計 齒輪彎曲強度的設(shè)計公式為： （3-6）式中齒輪模數(shù)；載荷系數(shù)；齒寬系數(shù)；校正系數(shù)；尺形系數(shù)；

22、（1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限；彎曲疲勞壽命系數(shù)，；（2）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4, (3-7)由式(3-7)得：（3）計算載荷系數(shù)K（4）查取齒形系數(shù) 查得；。（5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 查得；。（6）計算大、小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大。（7）設(shè)計計算由式（3-6）得： =對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒面彎曲疲強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒輪的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度算得是模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準

23、值，按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)。這樣設(shè)計出的齒輪傳動，即滿足的齒面接觸疲勞強度，又滿足的齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。5.幾何尺寸計算(1)計算分度圓直徑和中心距中心距 齒寬 =取 mm mm(2)驗算 = 所以設(shè)計的齒輪合適。第2級圓柱齒輪傳動計算過程同理第一級, , 行星減速計算1.配齒計算1. 初選=4.291,查機械設(shè)計手冊表17.2-1，取Cs=2,按配齒公式計算： =采用不等角變位，可取根據(jù)機械設(shè)計手冊查得配齒計算公式。 （3-8） （3-9）手冊圖17.2-3可查得適用的預(yù)計嚙合角 2.按接觸強度初算傳動的中心距和模數(shù)（1）中心距的計算中心輪輸入轉(zhuǎn)矩

24、： （3-10） 根據(jù)中心距計算公式： （3-11）式中齒寬比，；按接觸強度使用的綜合系數(shù)，；太陽輪單個齒傳遞的扭矩，；齒寬系數(shù)，；由式（3-11）得：模數(shù) ?。?）傳動的未變位時的中心距： （3-12） 按預(yù)取嚙合角，可得傳動中心距變動系數(shù) （3-13）則中心距取實際中心距（圓整）（3）計算傳動的實際中心距變動系數(shù)和嚙合角所以 （4）計算傳動的變位系數(shù)用機械手冊圖13-1-4校核，在許用區(qū)內(nèi)，可用。用機械設(shè)計手冊圖13-1-4分配變位系數(shù)，得：3.幾何尺寸計算 (1)計算各個齒輪分度圓直徑中心輪分度圓直徑 內(nèi)齒輪分度圓直徑行星輪分度圓直徑4.太陽輪齒面接觸強度校核查機械手冊校核用參數(shù)如下：

25、，,，接觸應(yīng)力基本值 (3-14)式中節(jié)點區(qū)域系數(shù)；彈性系數(shù)；重合度系數(shù)；螺旋角系數(shù)；端面內(nèi)分度圓上的名義切向力，；由式（5-24）=齒面接觸應(yīng)力 (3-15)式中齒輪單對齒嚙合系數(shù)；使用系數(shù)；動載系數(shù)；接觸強度計算的齒向載荷分布系數(shù)；接觸強度計算的齒間載荷分配系數(shù)；由式（3-15）得：強度條件N/mm2N/mm2可知齒面接觸強度滿足要求。5.太陽輪齒根彎曲強度校核查機械手冊校核用參數(shù)如下：，N/mm2，齒根應(yīng)力基本值： （3-16）式中復(fù)合齒形系數(shù)；螺旋角系數(shù)；由式（3-16）得：=齒根應(yīng)力： （3-17）式中使用系數(shù)；動載系數(shù)；彎曲強度計算的齒向載荷分布系數(shù)；彎曲強度計算的齒間載荷分配系數(shù)

26、。由式（3-17）得： =齒輪的彎曲極限應(yīng)力 （3-18）式中試驗齒輪的齒根彎曲疲勞極限；試驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)；彎曲強度計算的壽命系數(shù)；相對齒根圓角敏感系數(shù)；相對齒根表面狀況系數(shù)；彎曲強度計算的尺寸系數(shù)； 由式（3-18）得： =許用齒根應(yīng)力 （3-19）式中彎曲強度的最小安全系數(shù)取。 由式（3-19）得：強度條件N/mm2N/mm2可知齒根彎曲強度也滿足要求。6.行星輪齒面接觸強度校核計算方法同中心輪齒面接觸強度滿足。行星輪齒根彎曲強度校核查機械手冊參數(shù)如下：，N/mm2，由式（3-16）得齒根應(yīng)力基本值N/mm2由式（3-17）得齒根應(yīng)力N/mm2由式（3-18）得齒輪的彎曲極限應(yīng)力N/

27、mm2由式（3-19）得許用齒根應(yīng)力N/mm2強度條件N/mm2N/mm2可知齒根彎曲強度也滿足要求。（9）根據(jù)接觸強度計算確定內(nèi)齒輪材料 根據(jù)，選用CrMo，進行表面淬火和氮化，表面硬度達HRC即可。 軸的設(shè)計 以內(nèi)嚙合齒輪軸為例進行軸的設(shè)計，如圖3-1。1.直徑估算軸材料用CrMo，調(diào)質(zhì)處理，2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖31所示：圖3-1 軸結(jié)構(gòu)3.軸上的受力分析本軸是傳動軸，通過平鍵鍵與齒輪相聯(lián)，不但起支撐作用，還受到彎矩和扭矩作用。為確保使用安全和簡化計算起見，設(shè)齒輪上的力傳動到軸上，對其進行受力分析計算和強度校核。軸傳遞的扭矩為：齒輪的圓周力： （3-20）由式（3-20）得：齒輪的徑向力

28、：不考慮效率損失=水平方向： 豎直方向： 4.軸的強度校核（1）彎曲強度校核計算對軸進行抗彎強度校核，彎矩為對稱循環(huán)的彎應(yīng)力，彎曲應(yīng)力幅為： （3-21）式中w抗彎斷面系數(shù)，=。由式（5-31）得： 選取安全系數(shù)為，則需要彎曲應(yīng)力為:可知計算最大彎曲應(yīng)力，即彎曲強度條件滿足。許用靜應(yīng)力MPa，那么3即靜強度條件也滿足。另外，由于此軸的結(jié)構(gòu)特點可知其剛度條件很易滿足，剛度校核可省略。5.其它軸校同樣方法對減速器的其它軸進行設(shè)計計算和校核，都滿足要求。 軸承選擇、壽命計算以及鍵的校核軸的軸承布置如上圖3-1所示。軸即承受徑向載荷，也可同時承受軸向載荷根據(jù)軸的受力情況采用角接觸球軸承。1.軸承壽命的

29、計算選用角接觸球軸承： （3-22） 由式（3-22）得：軸承壽命為： （3-23）由式（3-23）得： =2.鍵的強度校核齒輪與軸采用平鍵聯(lián)接，鍵的兩側(cè)是工作面，工作時，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。平鍵聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便、對中性較好等優(yōu)點。其主要失效形式是工作面被壓潰。因此，通常按工作面上的壓力進行條件性是強度校核計算。假定載荷在鍵的條件的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強度條件為 （3-24）式中T傳遞是轉(zhuǎn)矩；k鍵與輪轂鍵槽的接觸高度；鍵的工作長度；d軸的直徑； 鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓壓力； 由式（3-24）得： =鍵的強度足夠，滿足要求。3.其它軸校核用同樣的方

30、法對其它軸承進行選擇和計算，都滿足要求。3.2 液壓盤閘的結(jié)構(gòu)計算液壓盤閘設(shè)計時主要根據(jù)煤礦規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，按液壓絞車產(chǎn)生的最大制動力矩不小于絞車最大旋轉(zhuǎn)力矩的倍以上，及其他要求設(shè)計。1、制動盤 2、閘瓦 3、活塞 4、碟形彈簧圖3-2 盤型制動閘工作原理3.2.1 盤形制動閘正壓力計算 如圖3-2，活塞3同時受到彈簧的作用力及壓力油產(chǎn)生的力作用，故壓向制動盤的壓力為：當(dāng)改變油壓時，正壓力相應(yīng)變化，在時，正壓力達到最大值；在=時，活塞壓縮碟形彈簧，是全松閘狀態(tài)，N=0。盤型閘在制動盤上產(chǎn)生的制動力矩，取決于正壓力N的數(shù)值。式中制動力矩，盤形制動閘正壓力，閘瓦對制動盤的摩擦系數(shù)，一般，常由經(jīng)驗取

31、制動盤平均摩擦半徑，盤形制動閘副數(shù)同時，制動力矩應(yīng)滿足三倍靜力矩的要求，所以N值可以由下式確定。=所以 式中 D液壓絞車滾筒直徑，液壓絞車最大靜張力差，松閘時作用在活塞上的液壓力需要克服三部分力；（1）碟形彈簧的預(yù)壓縮力，其數(shù)值等于正壓力；（2）為保持必須的閘瓦間隙，使碟形彈簧壓縮的反力；（3）盤形制動閘個運動部分的阻力；作用在活塞上的液壓力：式中正壓力，閘瓦與制動盤之間的最大間隙， 取 組碟形彈簧的片數(shù)，盤形制動閘各個運動部分的阻力，計算時取碟形彈簧的剛度，在計算時，碟形彈簧的剛度可由碟形彈簧的尺寸求出。在彈簧變形較大時：=式中碟形彈簧的厚度，碟形彈簧的外徑，系數(shù)查機械傳動設(shè)計手冊的3.2.

32、2 盤形制動閘工作油壓計算 = 式中油缸直徑，活塞小端直徑，3.3 液壓管路設(shè)計計算管道內(nèi)徑計算： 式中通過管道內(nèi)的流量 管內(nèi)允許的流速對于吸油管, 對于回油管，取= 進油管= 回油管圓整后查機械設(shè)計手冊第四卷，選擇管子外徑為結(jié) 論采用專用液壓絞車進行液壓支架的搬遷可以加快搬遷速度，提高液壓支架使用效率以及綜采面生產(chǎn)效率，實現(xiàn)恒力控制和離機操作。動力源由液壓代替了電動，減少了電氣設(shè)備可能帶來的危險?？梢酝ㄟ^液壓馬達自身實現(xiàn)高低速度調(diào)速，在帶動負載時液壓馬達低速，沒有負載時液壓馬達高速，這樣可以提高鋼絲繩的利用率。液壓絞車由于用管道傳遞壓力油，所以液壓元件和各種機械裝置都容易布局，各個元件的安裝

33、可以隨意放在任何適當(dāng)?shù)奈恢?，因此便于液壓絞車進行遠距離操作，加強了絞車的可移動性。致 謝即將畢業(yè)了。在此，我感謝七臺河函授站給我這個學(xué)習(xí)的機會，同時更加感謝中國礦大的老師和領(lǐng)導(dǎo)，是你們使我進步，通過你們的教導(dǎo)，我才能完成畢業(yè)設(shè)計，今后，我必將把所學(xué)知識應(yīng)用到我工作的礦山去。參考文獻1 韓建華.晉民杰. 淺談液壓防爆絞車的發(fā)展J.太原科技,2006:5-82 劉巖. 礦用小型液壓調(diào)速(防爆)絞車J. 煤炭工程,2007:10-133 張?zhí)m俊.液壓技術(shù)應(yīng)用于防爆提升絞車J. 礦山機械,1999:23-254 肖高雄.液壓安全絞車調(diào)速性能影響因素的探討J.礦業(yè)安全與環(huán)保,1998:8-125 吳輝海

34、編液壓絞車，煤炭工業(yè)出版社,1989:16-196 JTB1.61.2P泵控液壓防爆絞車J.機電新產(chǎn)品導(dǎo)報,1994:11-127 張利平編著.液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計.化學(xué)工業(yè)出版社,2005:8-138賀建輝.潘迎慶等井下防爆絞車傳動方案的分析J.礦山機械,1999:8-109 鄭奎.液壓系統(tǒng)的故障分析和判斷J.黑河科技,2003:13-1410姚建剛.國產(chǎn)防爆絞車在選型設(shè)計中存在的問題J. 礦山機械,1997:811張曉俊.穆臨平.液壓防爆提升機的速度控制系統(tǒng)分析J.機械管理開發(fā),2003:34-3812李文民.喬文存.李先英.液壓防爆絞車傳動方式分析J.礦山機械, 2000:33-3513

35、李強.車載絞車滾筒的改進設(shè)計J.化學(xué)工程師,2001:3-614許曉林.趙濤.等絞車新型盤形閘液壓站系統(tǒng)J.煤礦機械,1999:1715彭佑多.張永忠.劉德順.郭迎福.陳艷屏.液壓防爆提升機發(fā)展面臨的問題J.煤礦機械,2001:23-2616 張家鑒 陳享文 伊長德編 .液壓支架. 煤炭工業(yè)出版社,1992:1817 周士昌編液壓系統(tǒng)設(shè)計.機械工業(yè)出版社,2004:20-3418 周英. 楊崇陽等綜采工作面搬遷技術(shù).煤炭工業(yè)出版社,1996:5-919 Goumas, J. 1995.“Tri-Villages of GreaterChicago Reduce I/I with CIPP.”T

36、renchlessTechnology 4(3): 20 Iseley,T.and M.Najafi,1995. TrenchlessPipeline Rehabilitation. Prepared for theNational Utility Contractors Association,Arlington, VA.21 Kramer, S. R. And J. C. Thomson, 1997.“Trenchless Technology in the Year 2000and Beyond.”In Trenchless PipelineProjects: Practical App

37、lications,ed. LynnE. Osborn, New York: ASCE22 Fairfax County Department of PublicWorks, Burke, Virginia, 1998. I.Khan, Director of Line Maintenance Division, personal communication with ParsonsEngineering Science,Inc.附錄1在海洋深水中使用鼓牽引絞車的研究如同在海洋深水應(yīng)用中定義的牽引絞車，系統(tǒng)的最重要成部分被設(shè)計成向海底的纜繩提供重要牽引。通常牽引絞車系統(tǒng)隨著倍數(shù)使用，纜繩和滑輪

38、也要成倍數(shù)的使用。雖然牽引絞車已經(jīng)是在周圍應(yīng)用很多年，更早期系統(tǒng)是為有在應(yīng)用鋼絲繩中繩索的使用而設(shè)計的，線位傾向于靠外的層變?yōu)榍耙粚?，在鼓上繩索鋼絲繩。使用一輛牽引絞車延長除了通過阻礙纜繩的使用壽命的觀念是通常未被認為事實上一些更早期牽引絞車系統(tǒng)獲得很高的聲譽。在履行更復(fù)雜工具包裹和車輛中前進，在較大深處干預(yù)任務(wù)已經(jīng)把較大需求放在把他們和表面聯(lián)系起來纜繩上。在這些應(yīng)用中纜繩張緊將經(jīng)?？箶鄰姸壤|繩的和接近50%，更大最低限度轉(zhuǎn)彎處直徑一定是在整個系統(tǒng)保持同時處理得到最好的表現(xiàn)和延長纜繩使用壽命的較大負擔(dān)。需要使纜繩的使用最優(yōu)化，新纜繩的引入設(shè)計滿足這些要求，已經(jīng)結(jié)果是一曾經(jīng)增加對處理允許最適的纜

39、繩使用和使纜繩強度增至最大的系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。1.0牽引絞車系統(tǒng)優(yōu)勢滑輪直徑被當(dāng)隨之發(fā)生負擔(dān)接近100%時，增加的纜繩的最低限度轉(zhuǎn)彎處直徑?jīng)Q心抗斷強度。大直徑牽引絞車纜繩和滑輪被允許在一單一的層中穿入孔和進一步避免被使纜繩受到不能接受轉(zhuǎn)彎處直徑。牽引絞車系統(tǒng)通過允許纜繩在要求最低限度轉(zhuǎn)彎處直徑方面用一形成溝工作吸收高線拉負擔(dān)。單一一層影響是重要的什么時候由于多重層包裝和在一輛在其中纜繩靠它自己運轉(zhuǎn)通常鼓絞車中高線拉力狀況相比。在這個情況,纜繩意愿中在超過點十字方面,被實際纜繩直徑的能勝任那個，取決于轉(zhuǎn)彎處直徑，結(jié)果可能是的對纜繩的損壞。此外在高張緊下，纜繩可以隨著絞車鼓上足夠穿透現(xiàn)存的纜繩應(yīng)力也變得

40、非常小。在單一的纜繩挖溝槽倍數(shù)的影響壓條繁殖和應(yīng)用扭轉(zhuǎn)力從給牽引提供動力，被聯(lián)合起來吸收高線張緊，作為纜繩出口低張緊船內(nèi)的牽引滑輪. 那時纜繩被在一輛在低線張緊下存儲絞車上多重層中儲藏在一個最大造成在整個纜繩范圍負擔(dān)的從10到15%等于大約范圍中. 當(dāng)始終如一,低存儲張緊也改進準確性和可重復(fù)性纜繩。兩者比較，在一輛通常鼓絞車上存儲張緊作為對改變動態(tài)的牽引負擔(dān)的反應(yīng)在纜繩層之間變動。圖1 2.0運作理論牽引絞車是一摩擦傳動裝置。保持一定足夠的接觸弧,在摩擦的適當(dāng)協(xié)同因素下，占用在纜繩或者繩索的船內(nèi)的末端上后面張緊，纜繩的受制的動作將被受給牽引滑輪提供動力影響。 我們能使用公式：計算總計T1=T2

41、e線拉力，B =包含被纜繩的弧度形成和滑輪(弧度)接觸角，摩擦的=協(xié)同因素，e = 2.718，T1=高張緊力，T2=低張緊力，指出如果T2,低張緊帶給零的,那時T1也取零。圖2 另一關(guān)于牽引絞車設(shè)計重要點是除了摩擦的協(xié)同因素，牽引取決于滑輪和直徑接觸度的弧。如果接觸度的弧是一半包圍或者360度牽引將是100英寸直徑滑輪是一對50英寸直徑滑輪也一樣它用更大滑輪長時間在接觸中繩索的長度兩次沒什么兩樣，圖1展示最普通的牽引裝置的形式是單一的鼓絞盤，因為處理使線停泊所以廣泛在輪船上使用的，而處理長線缺點是跨過鼓的臉線的軸的動作。這個造成鋼絲繩的摩擦或轉(zhuǎn)動。當(dāng)敲擊摩擦協(xié)同因素低線被遭遇和線能沿軸方向跨過鼓臉的時候，這些被最好使用。有一存儲絞車的雙鼓牽引絞車被隨著纜繩，通常使用絕大部分情況中，兩個鼓被給提供動力和有多重溝。纜繩被從鼓到打鼓穿入孔不生產(chǎn)在一個單一的鼓絞盤中內(nèi)在的軸的摩擦提供軸的動