DT755绞车的设计.docx
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DT755绞车的设计.docx
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DT755绞车的设计
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摘要
针对DT75-5绞车的具体的结构和工作时的具体要求,对其进行整体的设计。
包括对电动机的选择,减速器的选用,卷筒的设计和校核以及主轴的设计和校核,其它一些零件的选用和设计和对绞车的各部位的润滑。
在设计过程中查阅了相关的一些资料,发现现在所做的设计是一个传统的但又是非常有实际意义的设计。
文中主要阐述了绞车的发展和具体对绞车的设计和部件的选用过程。
主轴的设计主要针对其在绞车上受力,通过选择材料到初步确定尺寸,再进行受力分析,最后进行校核强度等一系列的步骤来设计出符合要求的轴。
卷筒的设计主要通过设计的要求,对卷筒的材料,卷筒的直径,卷筒的壁厚等一系列问题进行综合的设计。
并对设计的卷筒进行整体的强度校核。
由于本人时间和知识面的有限,所以设计的绞车不可能很全面。
文中错误难免,望老师给于指正。
关键词绞车;主轴;卷筒;减速器
Abstract
DT75-5winchforthespecificstructureandworkingatthespecificrequestofitsoveralldesign.Includingthemotorofchoice,thechoiceofreducer,reelinthedesignandverificationaswellasthemaindesignandverification,someotherpartsoftheselectionanddesignofthewinchandthevariouspartsoflubrication.Inthedesignprocessinspectionoftherelevantinformationandfoundthatthedesignisnowdonebyatraditionalbutaverymeaningfuldesign.Inthemaintextofawinchonthedevelopmentofthewinchandspecificpartsofthedesignandselectionprocess.
Thedesignforthemainspindleinthewinchontheforce,throughthechoiceofmaterialstodeterminetheinitialsize,toconductAnalysis,afinalcheckoftheintensityandaseriesofstepsdesignedtomeettherequirementsoftheshaft.
Reelmainlythroughthedesignofdesignrequirements,thereelofmaterial,thediameterreel,reelwallthicknessofaseriesofissuessuchasintegrateddesign.AndthedesignoftheoverallstrengthofReeltocheck.
Becauseofmylimitedtimeandknowledge,sothedesignofthewinchisnotcomprehensive.Inthewronginevitably,tohopetheteacherscancorrected.
KeywordsWinch;Spindle;Reel;Reducer
1绪论
1.1课题背景
绞车是工业生产过程中一种常见的机械,具有悠久的发展历史和比较成熟的设计制造技术。
随着绞车制造技术的不断提高、加工材料的不断改进以及电子控制技术的不断发展,绞车在动力、节能和安全性等方面取得了很大的进步。
目前,绞车正被广泛地运用于矿山、港口、工厂、建筑和海洋等诸多领域。
在矿山采掘和运输场合,绞车作为重要辅助设备被大量并广泛地运用着,例如矿用提升绞车、调度绞车、耙矿绞车和凿井绞车等。
提升绞车可用于矿山竖井或斜井中物品与人员的调度,具有较大的牵引功率和很好的安全性,是矿山生产中不可缺少的设备之一。
绞车的另一个重要用途是港口机械,常见的有集装箱起重机、港口装卸门座起重机、塔式起重机以及轻小型的电葫芦等起重机械,其主要执行机构都是各种形式和结构的绞车。
对于这种用途的绞车,要求具备较好的调速性能和很高的安全性能。
另外,绞车还被运用于各种线缆的存储、制造和运输,例如纺织机械中的用于存放丝线的线招和电缆制造中用于存放各种直径缆绳的缆盘。
这种情况下,绞车不光要具有一定的调速能力,并还能够使不同直径的缆绳排列整齐,从而保证生产的顺利进行。
在船用甲板机械和海洋开发领域,绞车也具有悠久的使用历史和多种多样的用途。
1.1.1绞车的分类
绞车多种多样的用途,决定了绞车的种类和组成形式也是多种多样的。
绞车按照动力分为手动、电动、液压三类。
按照功能可以分为船用绞车、工程绞车、矿用绞车、电缆绞车等等。
从用途上分类可分为建筑用绞车和船用绞车。
绞车还可以按照卷筒形式分为单卷筒和和双卷筒。
单卷筒绞车是二种类型绞车中最常见的。
它只有一个卷筒用来存放缆绳或者铰链,一般用于对卷筒的容绳量要求不高的场合。
1.1.2绞车的特点和性能要求
通过对绞车应用场合的探讨和绞车结构的分析,可以得知,在工程应用中绞车会具有如下一些特点:
1.驱动力矩范围大
这也是由绞车的工作环境决定的,其驱动力范围从几公斤到上百吨不等。
2.负载时变
绞车用于海洋拖曳、电梯轿厢提升、矿山调度等场合时,由于外界环境因素的影响,例如海浪、海流、货物重量等的不断变化,它的负载也在不断变化。
这就对绞车的稳定运行造成了很大干扰。
如果不采取有效的控制手段,绞车的收放速度就不可能稳定,有时甚至无法正常工作。
3.要求调速方便,运行稳定
由于收放工作的需要,现在许多绞车都需要能够方便连续地调整收放速度。
在高速运行的时候,不能出现飞车的情况;在低速运行的时候,不能出现爬行现象,要保持一定的输出力矩。
4.对安全可靠性要求较高
由于绞车一旦出现事故,就有可能对人的生命或财产造成很大的伤害,加上绞车的工作环境大多比较恶劣,所以就要求绞车具有很高的可靠性。
因此在设计绞车时设计人员应考虑到绞车的最大负载能力、绞车的防爆性、兀件的可靠性等因素。
5.要求具有较好的可操作性
随着对绞车使用要求的不断提高以及自动化技术的发展,绞车的自动化程度也在不断提高。
一些先进的电子控制技术、通讯技术的运用,使得现在的绞车能够具有很好的人机接口和远程通信能力,极大地提高了绞车的操作性能。
1.2国内外绞车发展状况
矿井提升机包括机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”形象地描述了矿井提升运输系统的工作过程与重要作用。
目前,国内外对提升设备经过多年的研究,近几于年来发展的很快,尤其是提升设备的滚筒方式、制动方式和电力拖动、自动化控制等方面有很大的改进,在提升设备的理论和实践方面都取得了丰富的经验。
1.2.1国内绞车发展现状
我国在很久以前的古代,就知道采用轳辘等来提升重物,以减轻体力劳动的强度和提高生产率。
但由于旧中国工业落后,劳动力便宜,所以在建筑业中的物料提升大都是靠工人肩挑背扛,而绞车只有在一些大型建筑企业中才被使用,应用很少,而且所使用的卷扬机也均为国外生产,国内基本上没有生产卷扬机的厂家。
解放前我国不能制造提升机。
解放以后,我国提升机制造业获得了迅速的发展,建国初期在党的领导下,新建和改建了许多矿山机械制造厂。
1953年抚顺重型机器厂制造了我国第一台缠绕式双筒提升机。
1958年洛阳矿山机器厂设计制成了我国第一台2X4多绳摩擦式提升机,并于1961年开始运转,这种提升机与缠绕式提升机比较,具有重量轻、体积小、安全可靠、适合较深矿井的特点,是现代提升机的发展方向。
并已在我国许多矿山中得到普及和应用。
如安徽的凤凰山铜矿、梅山铁矿、张家洼小官庄铁矿、西石门铁矿、丰山铜矿、铜坑锡矿等矿山是较早地应用多绳摩擦提升机的矿山。
1989年投产的通钢板石沟铁矿18#矿组的罐笼井采用的是上海冶金矿山机械厂生产的第二台JKD1.85X4多绳摩擦式提升机。
1971年该厂又新设计制造了JK型新系列单绳缠绕式提升机,新系列采用了一些新结构,与老型号比较,提升能力平均提高了25%。
而机器重量也相应的有所减少。
其它如JT系列矿用绞车,JKM及JKD系列多绳提升机在采用新结构提高产品性能方面都有较大改进和提高。
目前,我国已能成批生产各种近代化的大型提升饥。
并在原有提升机系列型谱的基础上,已制订了全国统一的单绳缠绕式和多绳摩擦式提升机的新系列,将进一步提高产品的系列化、通用化、标准化程度,这些都标志着我国提升机的设计制造已达到了一个新的水平。
1.2.2国外绞车发展现状
国外提升设备的发展历史已有一百六十多年。
德国早在1827年就设计制造了第一台蒸汽驱动的提升机,1877年设计制造了第一台摩擦式提升机,1905年制造了第一台电动提升机。
1938年瑞典设计制造了第一台多绳摩擦式提升机。
近30余年来,国外广泛采用多绳摩擦式提升机。
最多的绳数已达10根(—般用4根)。
电动机功率从几十千瓦到上万千瓦。
应用范围从深井发展到浅井,从竖井发展到斜井,提升机从塔式安装发展到落地安装。
故多绳摩擦提升机已成为竖井提升的发展方向之一。
促对于特别深的矿井,使用多绳摩擦式提升饥时,钢丝绳(首绳和尾绳)将发生难于控制的故障从而降低其使用寿命。
此外,随着信息技术的飞速发展,信息化,智能化也成为提升系统发展的趋势。
在过去的20年中,我国从德国共进口20多套大型矿用提升机,其电控配套装置均为西门子公司的产品,其中10套是为直流电动机配套的直流电控制系统,其余10多套均为交频交流电气传动电控配套装置。
第一套是1994年为山西省常林矿主井提升机配套的,其调速性能非常理想,目前节能效果相当明显,它代表了世界矿用提升机的先进水平,也为我们指明了走节能和无级调速的路子。
特别是随着计算机技术的飞速发展,机电一体化技术和产品在世界范围内得到了迅速发展和应用。
先进采煤国从采煤工作面、掘进工作面,到井下主煤流运输及辅助运输,到矿井提升及井下供电、排水等装置,均具有建立在微处理器基础上的监控和保护系统,其机电一体化的设备、性能、可靠性和功能等有大幅度提高。
如美国、澳大利业等国由于在井下采用了先进的机电一体化设备,已实现无人工作面、遥控采矿甚至无人矿井;加拿大INSO公司利用现代通讯、井下定位与导航、在线信息处理、监控系统,实现了对地下镍矿的机电一体化采矿装备乃至整个矿山开采系统的遥控操作。
2钢丝绳的选型
2.1机构工作类型选择
机构工作类型根据机构利用级别和载荷情况进行分类。
机构利用等级按总设计寿命分为十级。
总设计寿命规定为机构假定的使用年数内处于运转的总小时,它仅作为机构零件的设计基础,而不能视为保用期。
假设绞车理论平均日工作时间为8小时,使用寿命为15年,查表得机构利用等级T8,总设计寿命为50000h。
(参阅GB/T3811-1983)
载荷情况是表明机构承受的最大载荷及载荷变化程度。
共分四级。
假定绞车经常承受中等的载荷,较少承受最大的载荷。
查表得机构载荷为L2-中。
根据
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