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1、1.1概述 煤炭是我国实现工业现代化的重要能源基础，工业的快速发展离不开煤炭。但我国的煤炭工业发展还不能满足整个国民经济发展的需要。因此，必须以更快的速度发展煤炭工业，来适应整个国民经济持续、快速、高效发展的。然而，机械化是高速发展煤炭工业的必由之路。 矿用绞车是煤矿不可缺少的重要设备。在煤矿，人员及物料的提升和运输、矿车的调度、综采设备的安装、拆卸及搬迁、各种重物及设备的牵引等场合均离不开矿用绞车。矿用绞车使用量大，范围广。SQ型无极绳连续牵引车适用于煤矿井下环境。它是以钢丝绳牵引的轨道运输设备，主要用于井下大巷实现材料、设备运输，特别适用于大型综采设备的运输牵引，也可用于金属矿井下和地面轨
2、道运输，可适用于有一定坡度且起伏变化的轨道运输，配置弹簧压绳轮与转向装置后可实现弯曲巷道的直达运输。系统配置有绞车驱动装置、张紧装置、梭车、尾轮、压绳轮、弹簧压绳轮、托绳轮和转向装置等。变速操作有手动近机操作和液压远控操作两种方式，可根据运输要求配置。梭车有带防跑车装置和不带防跑车装置两种形式，张紧装置使用后部液压张紧。系统直接利用井下现有轨道系统，在有一定坡度的直巷道或弯曲巷道，可实现材料、设备以及液压支架整体运输。可实现材料、设备以及液压支架固定距离不经转载的直达运输。矿用绞车是煤矿不可缺少的重要设备。1.2绞车简介绞车是井下借助钢丝绳来带动装重容器，并沿着立井井筒或着固定的轨道等来运行的
3、提升或者搬运机械。各类绞车目前在煤矿的应用十分广泛，它是用来牵引与提升物料的常用工具。图1.1 牵引绞车工作图1.3工作条件1、SQ型无极绳连续牵引车适用于地面或煤矿井下轨道运输，可适用于有一定坡度、坡度起伏变化、带有拐弯变向的轨道直达运输，但不适用于载人运输及提升运输。2、使用场所周围空气中的瓦斯、煤尘等不应超过煤矿安全规程中规定的浓度。3、工作环境为空气温度-1040、相对湿度不大于95%（环境温度为205时） ，海拔高度不超过1000m, 并能防止液体浸入电器内部，无剧烈震动、颠簸, 无腐蚀性气体。 4、如工作环境海拔高度超过1000m时，考虑到空气冷却作用和介电强度的下降，选用的电气设
4、备应通过双方协议进行设计或使用。1.4 绞车的分类：(1) 按照滚筒的数目分，可分为单滚筒绞车和双滚筒绞车。(2) 按钢丝绳的缠绕方式分，可分为缠绕式绞车和摩擦式绞车。(3) 按传动方式分，可分为齿轮传动绞车和液压传动绞车。(4) 按防爆性能分，可分为防爆型绞车和非防爆型绞车。(5) 按滚筒直径及使用情况分，可分为2m及2m以下提升物料的绞车和2m以上的主提升绞车。(6)按牵引钢丝绳的连接方式分，可以将其分为有极绳牵引绞车和无极绳牵引绞车1.5 无极绳牵引绞车无极绳绞车是利用钢丝绳循环往复,牵引固定在钢丝绳上的车辆或其他装备前进,从而解决矿井辅助运输问题.无极绳牵引绞车主要用于铁道转载站牵引车
5、辆、煤矿井下矿山设备运搬、矿车组运输等。该类绞车的工作机构一般为单和双摩擦轮绳槽滚筒，螺旋槽摩擦轮滚筒等。因其结构简单,连续运输,维护量小的特点,特别是近年来随着无极绳绞车及其配套技术水平的提高,无极绳绞车越来越受到煤矿的青睐。1.6 发展趋势国外矿用绞车发展趋势有以下几个特点：a、标准化系列化；b、体积小、重量轻、结构紧凑；c、高效节能；d、寿命长、低噪音；e、一机多能、通用化；f、大功率；g、外形简单、平滑、美观、大方。针对国外的情况我们应该采取以下措施：a、制定完善标准，进行产品更新改造和提高产品性能；b、完善测试手段，重点放在产品性能检测；c、技术引进和更新换代相结合；d、组织专业化生
6、产，争取在较短时间内达到先进国家的水平。2设计方案2.1JWB-90J无极绳绞车的外形图JWB-90J无极绳调车绞车主要由以下五部分组成：1)底座； 2)卷筒装置；3)减速器；4)YWZ5-200/30型制动器；5)电动机。其中机械部分的设计包括底座、减速器、卷筒装置的设计。 图2.1 JWB-90J无极绳调车绞车结构图2.2绞车的工作原理由电机提供动力，通过电磁制动闸控制联轴器的制动轮制动，采用圆锥-圆柱齿轮三级传动减速器，之后用闭式齿轮带动无极绳调车绞车的螺旋滚筒旋转，借助钢丝绳与螺旋滚筒之间的摩擦力而达到传送重物的目的。2.3主要构成及结构特征该绞车主要由底座，卷筒装置，减速器，带制动轮
7、联轴器，制动器，电动机等装置组成。 1.底座。底座是由槽钢焊接而成。电动机、减速器和滚筒装置通过螺栓联接固定在底座上。电液制动闸的制动钢带抱着带制动轮联轴器,闸座焊接在底座上。工作时,电动机通过联轴器把动力传递给减速器,减速器的输出轴与卷筒装置小齿轮轴由联轴器相连。小齿轮与滚筒上的大齿圈进行啮合,带动滚筒的运转。 2.减速器。采用圆锥-圆柱三级传动，其优点有：（1） 圆锥齿轮传动是用来传递两相交轴之间的运动和动力的。.结构紧凑,输入轴与输出轴方向垂直,使电动机与减速器同一直线,避免了钢丝绳绕绳时绕过电动机。 （2）圆锥齿轮尺寸不大，承载能力大,效率高；（3）圆柱齿轮结构简单，精度容易保证。3.
8、滚筒部分。滚筒部分由硬齿面大小齿轮、小齿轮轴、卷筒轴、卷筒及轴承等组成，大齿圈通过螺栓联接固定在滚筒上,并与小齿轮啮合,从而带动滚筒正常工作。滚筒由轴承支承在滚筒轴上,滚筒轴不受到转矩作用。滚筒是个对称结构,结构为螺旋轮,两轴四滚筒的结构,可双向运转,连续运输,运输效率高。钢丝绳在滚筒一侧的筒体上分别缠绕四、五圈,经过换向装置后继续缠绕同侧的另一滚筒上，之后由导向轮使钢丝绳继续缠绕在另一侧的筒体上,滚筒通过摩擦力带动钢丝绳运转,输出牵引力。4.联轴器。联轴器用于连接电机和减速器。 5.制动装置为电力液压推杆。该无极绳绞车具有以下结构特点:(1)整机布局合理,结构新颖紧凑,体积小,占用面积少,动
9、力输入方向和滚筒轴平行。可以实现双向运转,连续运输,运输距离长,效率高。(2)绞车采用蜗轮蜗杆结构的减速器,传动比增大，结构基本对称,外形美观大方,内部零部件布置合理、结构紧密。(3)制动装置布置在联轴器的中间环节,联轴器转速相对比较高,与制动轮和滚筒为一体的制动装置相比,所需要的制动力大为减少,这个具体的减少量与最后一级齿轮啮合的传动比有关,同时制动轮直径也变小。如此便可以用较小的制动力实现制动功能,增强了运行安全性和可靠性。由于制动力变小,制动闸带受力也变小,磨损减少,寿命延长。(4)滚筒结构布置对称,由一对调心滚子轴承支承在滚筒轴上,支承效果好,支承刚度高,运行平稳。而且滚筒主轴是心轴,
10、不承受动载荷,使得对轴的强度和刚度要求大为降低,如此可以减少工艺环节,节约材料,降低成本。3 总体设计3.1设计总则1、煤矿生产，安全第一。2、面向生产，力求实效，以满足用户最大实际需求。3、既考虑到牵引为主要用途，又考虑到运输、调度、搬运等一般用途。4、贯彻执行国家、部、专业的标准及有关规定。5、技术比较先进，并要求多用途。3.2已知条件1、绞车型号：JWB-90J2、设计寿命：t=5000h3、基准绳牵引力： F=100kN4、基准绳牵引速度：v=0.75m/s5、容绳量：L=500m3.3牵引钢丝绳的选择及螺旋轮直径的确定3.3.1牵引钢丝绳的选择1.初选钢丝绳按机构的利用等级和载荷状态
11、选取机构工作级别为M4，根据钢丝绳最大工作静拉力确定钢丝绳最小直径 (3.1）c-选择系数，/，取c=0.080s-钢丝绳最大静拉力d-钢丝绳最小直径，mmd=25.298mm根据GB 8918-2006，初选钢丝绳直径为26mm根据GB1102-74选钢丝绳直径为26型号规格619(1+6+12)w+Fc(钢芯)。公称直径：26 允许偏差/%: 公称抗拉强度1870MPa时，钢丝绳最小破断拉力：480kN参考质量：244.4kg/100m安全系数：s=480/100=4.83.5根据煤矿安全规程规定，参照井下无极绳运输，故所选钢丝绳符合要求。3.3.2螺旋轮直径的确定1、卷筒直径的确定： 根
12、据煤矿安全规程有关卷筒直径的规定： 当时 当 时 =(1825)d 而所以取取整=800mm卷筒外径：D=+2d=800+4*26=904mm 圆整后取D=900mm2、卷筒槽型确定：根据JB/T9006.1 d=26时 槽底半径R=14.0mm 极限偏差标准槽形绳槽节距 3、卷筒材料： 常用材料：不低于中的ZG270-500，选：ZG500。 3.4电动机型号的选择 按照绞车电动机的功率进行计算1 电动机功率：式中 F=100KN 为减速器总传动效率： （3.3） 其中：-弹性联轴器效率，； -滚动轴承，； -直齿圆锥齿轮效率； -直齿圆柱齿轮效率； -刚性联轴器效率：； -卷筒效率，。 代
13、入式中可得 ： 输出轴转速由奇力电机提供的信息选取电机型号 YB2-315M-6额定功率为 P=90KW额定电流I=207A转速n=985r/min功率因数0.86效率93.8%额定转矩 重量M=1100kg外形尺寸 3.5总传动比及传动比分配3.5.1总传动比计算系统总传动比 （3.6）3.5.2减速器各级传动比分配 传动比分配原则：使各级传动的承载能力大致相等；使减速器获得最小外型尺寸；使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等，润滑最为简便。 第一级传动比；第二级传动比；第三级传动比 。3.5.3传动系统中各轴的主要参数 （1）各轴功率：(2) 各轴转速(3) 各轴输出转矩将上述计算结果列入表3.2：表3.2轴号输出功率P/kW转速n/rmin输出转矩T/Nm传动比轴89.55985904.63.4轴87.32289.72999.14.6轴83.4163.013173.53.6轴79.6717.545298.1-4 齿轮传动设计4.1第一级直齿圆锥齿轮传动设计4.1.1选择齿轮材料，确定需用应力查表选取 小齿轮 20CrMnTi 渗碳淬火 大齿轮 40Cr 调制后表面淬火 接触疲劳极限，查图得：取齿数 所以接触强度寿命系数Zn,应力循环次数N查表得 又 取 圆锥齿轮=（1/31/4）这里取查表得 ; K=1.65 代入得 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径
