JHMB14回柱绞车的设计Word格式.docx

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制动器

Abstract

Inthedomestic,everyyearweneedeverykindofdifferentspecificationofthewinchcountabouttenthousandthsetsonaverage,therefore,decliningthecostwillbeveryimportanttothemachinedevelopment.Inthisdesign,wemakethetoothbesidesoftheelectricmotorandthedrum.Usethedesignmakestructurecompactionanddeclinethematerialofthebase,sothatwecandeclinethecost;

wemaketheknowledgeofthegearofthewormandgearintothedesign,usethegearofthewormandgearhavelargeproportionoftransmission,becauseofit,wecanobtaintheproportionoftransmissionaboutwoundroolwehope;

intheoreyardweoftenusethemachine,so,itmusthavetheabilitytopreventexplosion,therefore,wemustchosetheexplosionpreventionelectricmotortoreplacethecagemotor;

theuseofthearrestinggeartomakethewinchstopinthetimeofwhenyouwantitorintheemergencytime..

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1绪论

1.1课题背景

在人类历史上，绞盘（windlass）是第一种用于拖曳提升重物的机器，它可使一个人搬运远重于自己许多倍的重物。

绞盘采用一种轴和轮的形式，由用垂直框架支撑的滚筒组成，人通过用手摇动曲柄，使绞盘滚筒绕水平轴转动。

中国人在公元前二千年就设计出用曲拐手柄转动的砂轮。

今天被广泛应用的绞车（或称卷扬机）是绞盘的另一种形式，它泛指具有一个或几个上面卷绕有绳索或钢丝绳的圆筒，用来提升或拖曳重载荷的动力机械。

绞车用电动机驱动，靠齿轮，蜗轮传动的速比变化，配有制动卷筒的制动机构

绞车是工业生产过程中一种常用的机械，具有悠久的发展历史和比较成熟的发展设计制造技术，随着绞车技术的不断提高，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应用于矿山，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而广泛地应用着，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和斜井中物品和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，其主要执行机构是各种形式和结构的绞车，对于这种用途的绞车，要求具有较好的调速性能和很高的安全性能。

另外，绞车还被应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盘和电缆制造中用于存放各种直径缆绳的缆盘。

这种情况下，绞车不光具有一定的调速能力，而且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，在船用机械甲板机械和海洋开发领域，绞车也具有悠久的使用历史和各种各样的用途。

可以说，绞车广泛的应用于各种各样的场合，发挥着不同的作用，也具有各种各样的机构组成。

为了更好的研究绞车的结构和性能，需要对绞车的组成和绞车的分类,性能特点，功能和结构展开探讨。

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。

按照绞车卷筒的数量分，绞车可以分为三种：

单筒绞车，双筒绞车和三卷筒绞车。

单卷筒绞车是三种类型绞车中最常见的。

它是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。

另外，按照绞车的驱动方式，通常把绞车分为电动绞车，气动绞车和液动绞车三种。

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，在工程应用中绞车绞车会有如下的一些特点：

1.负载时变

绞车用于海洋拖曳，电梯箱的提升，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，他的负载也在不断变化。

这就对绞车的稳定性造成了很大的干扰。

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。

2.驱动力矩范围大

这也是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。

3.要求调速方便，高低速运行平稳

由于收放工作的需要，现在许多绞车都需要能够方便连续的调整收放速度。

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，不能出现爬车的现象，而且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者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较高的可靠性。

因此在设计绞车时设计人员因考虑到绞车的最大负载能力，绞车的防爆性，元件的可靠性等因素。

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的提高。

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，极大的提高了绞车的操作性能。

1.1.3绞车功能与结构

绞车设计采用滚筒盘绞或夹钳拉拔缆绳方式来水平或垂直拖曳、提升、下放负载，绞车一般包括驱动部分、工作装置、辅助装置等几部分。

1.驱动部分:

用于驱动绞车工作装置盘绞、释放缆绳，包含动力及传动装置与控制装置。

绞车可以采用多种驱动方式，包括电动机、蒸汽机、柴油发动机、汽油发动机、液压马达、气动马达等等。

无论采用何种驱动方式，在绞车的驱动部分设计中都应包含以下设计准则:

①无级均匀变速，调速范围宽广;

②在有负载情况下，良好的启动特性和低速特性，总效率高;

③双向旋转，并且容易改变旋转方向（需要单向运转时可以设定自锁装置）

④维护保养相对容易，对周围工作环境不敏感;

⑤制动系统工作可靠;

⑥设计紧凑，结构简单，安装布置容易，重量轻;

⑦在有负载情况下，能长时间安全带载静止而不至于损坏驱动系统。

对于小型绞车，为了保证结构紧凑，绞车驱动部分一般与绞车工作装置联接在一起，直接驱动工作装置;

对于大型绞车或应用现场空间相对狭小的绞车，绞车驱动部分与绞车工作装置可以设计成独立放置，两者间通过液压管线、气动管线或电缆管线相联系，绞车的布置和操纵均很方便。

2.工作装置:

在驱动部分作用下，通过滚筒回转或夹钳直线拉拔等方式拖曳或释放缆绳以完成对负载的收放控制，并含有对缆绳的容绳和排缆装置。

3.辅助装置:

辅助工作装置完成拖曳作业，包含滑轮组、导向装置以及速度测量、长度距离测量、张力测量等装置部分;

绞车可以使用钢丝绳、尼龙缆绳等多种材质缆绳

1.2国内外矿用小绞车的发展概况

1.2.1概述

我国的矿用小绞车主要调度绞车和回柱绞车，它经历了仿制，自行设计两个阶段。

解放初期使用的矿用小绞车有日本的，苏联的，因此当时生产的矿用小绞车也是测绘仿制日本和苏联的产品。

1958年后这些产品相继被淘汰，并对苏联绞车进行了改进，于1964年进入自行设计阶段。

淮南煤机厂曾设计了摆线齿轮绞车和少齿差传动绞车。

徐州矿山设备制造厂也曾设计制造了摆线和行星齿轮传动的绞车，一些厂还设计试制了25KW的调度绞车，徐州，淮南，锦州矿山机械厂又相继设计试制了功率为40KW，55KW的调度绞车。

回柱绞车大体上也是经历了仿制和自行设计的两个阶段，八十年代以前一直使用的是仿制老产品，八十年代中期才开始设计新型的回柱绞车，主要针对效率极低的球面蜗轮副，慢速工作和快速回绳的等环节进行根本的改进。

矿用小绞车标准方面，1967年制定了调度绞车部标准。

1971年制定了回柱绞车部标准。

1982年对上述两个标准进行了修订，其标准为JB965-83，JB1409-83。

国外矿用小绞车使用很普遍，生产厂家也很多。

苏联，日本，美国，瑞典等国都制造矿用小绞车。

国外矿用小绞车的种类和规格的比较多。

比如调度绞车牵引力从100Kg.f到3600kg.f动力有电动的液动的和风动的。

工作机构有单筒，双筒和摩擦式。

传动形式有皮带传动，链式传动，齿轮传动，蜗轮传动，液压传动，行星齿轮传动和摆线齿轮传动等。

其中采用行星齿轮传动的比较多。

发展趋势向标准化系列方向发展，向体积小，重量轻，结构紧凑方向发展；

向高效，节能，寿命长，低噪音，一机多能通用化，大功率，外形简单，美观，大方方向发展。

1.2.2国内外水平对比

1.品种

国外矿用小绞车规格比较多，适用不同场合，我国矿用小绞车规格较少，品种多而乱，也较繁杂，没有统一标准。

2.型式

从工作机构上分，国外有单筒，双筒以及摩擦式三种，我国只有单筒一种形式。

从原动力上分国外有电动的，风动的以及液压驱动的，我国只有电动的和少量风动的。

3.结构

我国及国外的调度绞车大多数采用行星齿轮传动，其传动系统结构简单，使用维修方便。

但由于其牵引力较小，特别是上下山的工作情况下很难实现较大设备的搬运工作。

还有苏联的产品比我国同等规格的产品要小。

例如苏联规定，国家标准规定的调度绞车的轴向尺寸不大于1m，而我国现有的牵引力1000kg.f以上的产品轴向尺寸均远远大于1m以上。

回柱绞车的薄弱环节是球面蜗轮副传动，回柱绞车的主传动均采用了蜗轮副传动，这是因为蜗轮副传动比大，又具有自锁性，故其传动效率极低，一般只有0.8左右，回柱绞车的总传动效率更低。

回绳速度慢，所有的回柱绞车回绳速度和工作牵引速度相同，不论绞车用于回柱放顶，还是搬运设备，工作效率太低。

随着采煤机械化的发展，综采设备的频繁搬迁，又由于回柱绞车搬运，工作时间长占用人工多，因此这类均应设置快速回绳。

4.产品性能

主要寿命，噪音，可靠性等综合指标与苏联有差距。

苏联矿用小绞车使用寿命规定在5年以上，而我国目前不具备测试手段寿命无法考核，但从对客户的访问中得知，寿命达不到5年，噪音也稍大。

5.三化水平

虽然我国矿用小绞车参数系列水平优于国外，但在标准化和通用化方面远不如发达采煤机械制造的国家。

苏联把调度绞车运输绞车等统一为一个标准中，主机相同，只是制造和操作部分有所不同，而我国即使是同一规格产品，不同厂家生产的其结