JH14型矿用回柱绞车设计.doc

摘 要回柱绞车又称慢速绞车，是供煤矿井下采煤工作面回柱放顶之用由于它的高度较低重量又轻，特别适用于薄煤层和急倾斜煤层采煤工作面，以及各种采煤工作面回收沉入底板或被矸石压埋的金属支柱随着机械化采煤程度的提高，它越来越多地被广泛用于机械化采煤工作面，作为安装、回收牵引各种设备和备件之用目前，在回柱绞车的设计、制造以及应用上，国内与国外先进水平相比仍有较大差距国内在设计制造回柱绞车过程中存在着一定程度上的缺点，重要的问题如：轮齿的根切、蜗杆毛坯的正确设计等这篇毕业设计的论文主要阐述的是一套回柱绞车传动部分的设计方法，主要包括蜗轮蜗杆减速装置、直齿圆柱齿轮传动、轴承和传动件的润滑系统，还包括制动装置的选用、一部分常见故障的分析以及日常的使用与维护等关键词：回柱绞车 减速器 蜗轮 蜗杆目 录前 言 11.回柱绞车的概况与方案的初步拟定 51.1国内外回柱小绞车的概况 51.2回柱绞车的主要传动方式类型 81.3设计任务与方案的初步拟定 91.3.1设计条件 91.3.2原始数据见表1-1 91.3.3方案的初步拟定 91.4 JH-14型回柱绞车 101.4.1型号含义 101.4.2主要组成部分 112.机械传动系统方案设计 122.1传动方案的确定 122.2传动系统的动力计算 142.2.1电动机的确定 142.2.2分配总传动比 152.2.3计算机械传动系统的性能参数 152.3蜗轮蜗杆的设计计算 172.3.1选择蜗杆传动类型 172.3.2选择材料 172.3.3承载能力计算 172.3.4蜗轮轮齿的强度验算 182.3.5计算蜗杆的各项参数 192.4齿轮的传动设计 202.4.1齿轮模数的确定 202.4.2接触强度和弯曲强度的验算 222.4.3验算接触强度 222.4.4验算弯曲强度 242.5中间轴设计 252.5.1选材 252.5.2基本轴径估算 252.5.3轴上零件布置 262.5.4轴的结构设计 262.6 主轴的设计计算 262.6.1主轴的设计 272.6.2材料选择 272.6.3轴径的初步估算 272.6.4轴的结构设计 272.6.5主轴的强度校核 283.减速器的润滑 323.1传动件的润滑 323.2轴承的润滑 324.滚筒主轴设计应考虑的问题 335.回柱绞车制动器的设计 345.1制动器的形式和常用安全装置 345.1.1常用绞车制动闸的形式 345.1.2.绞车上应有的安全装置 355.1.3回柱绞车制动器的作用 355.2制动器的选用和设计 365.2.1制动器的确定 365.2.2带式制动器的工作原理 365.2.3带式制动闸的闸带有下列要求 375.2.4制动器的制动 386.回柱绞车的操作要求及钢丝绳断裂原因分析 396.1回柱绞车的操作要求 396.1.1一般要求 396.1.2开车前必须认真检查： 396.1.3运行中必须注意： 396.2运输回柱绞车时的注意事项 406.3钢丝绳断丝原因分析 406.3.1钢丝绳间断断丝 406.3.2钢丝绳连续断丝 407.使用与维修 427.1安装、固定和操作 427.2后移 437.3维护与检修 43结束语 45致谢 46参考文献 47前 言当前，我国煤矿工业正以日新月异的速度前进，在井下回采工作中当一个工作面的煤层开采完了以后要放顶。

由于金属成本较高，这些支柱若不收回，则必然造成极大的浪费所以需用一台回柱绞车回柱绞车是机械回柱的主要设备在木支柱工作面和一些金属支柱工作面，一般都采用回柱绞车回柱回收的支柱可重新加工利用，投入到生产中去如果人工回柱，安全性差、效率低使用回柱绞车回收既经济，又迅速，符合现代化工业生产的特点：高生产率和先进的技术经济指标下面让我们熟悉一下回柱绞车的特点以及它在井下回采面的布置方式.１、回柱绞车(含慢速绞车)的结构有如下特点：（１）传动系统都有一级减速比很大的蜗轮蜗杆传动，皆具备自锁功能，不会发生下故重物拉动滚筒旋转情况２）总传动比大(i＝150～230)，能在电动机功率较小时，获得较大的牵引力３）具有整体结构，便于移动和安装，甚至可以用回柱绞车牵引力来牵引绞车本身移动４）有的在电动机联轴器上装有手动制动闸，有的在蜗轮减速器输出轴上装有活动齿轮和锥形摩擦制动器，使回柱绞车可以按信号准确停位，并能从滚筒上自由放绳(不受蜗杆传动自锁影响)，且可控制放绳速度，防止松绳和乱绳５）电气控制装置较简单，皆具备隔爆性能，可用于有瓦斯、煤尘的环境场所６）因蜗轮蜗杆传动效率低，易造成发热和温升过高,所以必须重视润滑和维护。

２、回柱绞车在井下回采工作面的布置方式主要有以下几种：（１）回柱绞车安装在回风巷内：回柱绞车安装在回风巷内的位置、应符合作业规程定.如图1所示图1 在回风巷布置回柱绞车1回风巷2 回柱绞车3 导向轮回柱绞车安装在回风巷内布置方式的优点有：①回栓绞车不需经常搬迁；②适合于煤层倾角较大、顶板破碎、压力较大的工作面缺点有；①回栓绞车可能影响回风巷人员行走和材料运输工作；②钢丝绳牵引时要绕过一个拐直角的导向轮，钢丝绳受力大容易损坏；②要求固定拐角导向轮的柱子或锚杆等必须牢固.（２）回柱绞车安装在回采工作面上端； 回柱绞车布置在紧靠回风巷，且在工作面的上端相密集支柱之间如图2所示图2 在回采工作面上布置回柱绞车1 回风巷 2 回柱绞车 3 钢丝绳回柱绞车安装在回采工作面上端布置方式的优点有：①钢丝绳牵引不必拐弯，直线牵引，钢丝绳运行阻力小，不易损坏；②不影响回风巷内人员走动和材料运输工作缺点有：①每进行一次循环都要移动回柱绞车；⑧要求在顶板条件较好和煤层倾角较小的条件下采用当顶板压力较大时，机座受力后易变形；②顶板严重冒落，可能埋住绞车，移设和检修都很困难这种布置方式很少采用３）回柱绞车直接安装在工作面：回柱绞车直接安装在工作面的多台布置,方式如图3所示图 3 在工作面上布置数台绞车1 回风巷 2 回柱绞车 3 刮板输送回柱绞车直接安装在工作面的多台绞车布置方式的优点有：①多台同时回柱，加快回柱进度，特别适合需要回柱的普通机械化采煤工作面，如使用刨煤机的回采工作面；②不影响回风巷内的人员走动和材料运输工作；⑧钢丝绳牵引不必拐弯，直线牵引，钢丝绳运行阻力小，不易损坏。

缺点有，①每进行—次循环都要移动回柱绞车；②要求在顶板条件较好和煤层倾角较小的条件下采用；②顶板冒落，可能埋住绞车，移动和检修都很困难这种布置方式是在回柱工艺时间大大超过来煤工艺时间的情况下采用，可提高采煤工作面生产能力和经济效益，但应在确保安全的前提下谨慎推广使用1.回柱绞车的概况与方案的初步拟定1.1国内外回柱小绞车的概况我国矿用小绞车主要是指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年进入了自行设计阶段.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的老产品，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等环节进行根本的改进 国外矿用小绞车的种类、规格较多 .工作机构有单筒、双筒和摩擦式 .传动型式 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、平滑、美观、大方方向发展矿用小绞车标准化方面，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年对上述两个标准都进行了修订，其标准方为JB965-83. JB1409-83.国外矿用小绞车使用很普通，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、规格较多.工作机构有单筒、双筒和摩擦式.传动型式有皮带传动、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、平滑、美观、大方方向发展 国外矿用小绞车规格比较多，适用不同场合，我国矿用小绞车的规格少，品种型号多而乱，也较繁杂，没有统一标准从工作机构上分，国外有单筒、双筒及摩擦式三种，我国只有单筒一种型式从原动力上分，国外有电动的、风动的及液压驱动，我国只有电动的和少量风动的例如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，故其传动效率较低，一般只有0. 4～0.45，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，因此这类绞车均应设置快速回绳。

我国矿用小绞车在寿命、噪音、可靠性等综合指标与苏联有着一定的差距苏联矿用小绞车使用寿命规定在5年以上，我国目前不具备测试手段寿命无法考核，但从对用户的访问中得知，寿命达不到5年.噪音也稍大 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国比如牵引力14000kg·f这一档回柱绞车就有四种型号. JHC-14型一级减速为蜗轮副传动、二级为行星齿轮传动(少齿差传动)JHZ-14型二级减速为蜗轮副传动，一级和三级减速为圆柱齿轮传动JM-14型是在一级蜗轮副减速之后,其二级、三级减速为直齿圆柱齿轮传动JH-14型是在一级蜗轮副减速之后，其二级减速为直齿圆柱齿轮传动，也是传动系统最简单的一种 回柱绞车以电动使用最广，传动型式以球面蜗轮副居多，该机主要结构型式为电动机悬装在蜗轮副减速器的后部，蜗轮副减速器为第一级减速，第二级和第三级为圆柱齿轮传动，分别安装在机器的两侧对称机体的中心布置，该机呈长条形适应并下巷道的空间，体积小，底座呈雪橇形，安装搬运方便 纵观国外矿用小绞车的发展情况其发展趋势有以下几个特点 (1)向标准化系列化方向发展，苏联、日本、美国、德国、英国已有矿用小绞车国家标准.并且这些国家的各制造公司有自己的产品系列型谱。

在这些国家标准和系列型谱中，对绞车的性能、参数做了明确的规定，并强力推行和实施，给设计和制造、使用、维护带来极大方便 (2)向体积小、重量轻、结构紧凑方向发展由于煤矿井下狭窄的工作环境要求绞车体积小、重量轻，各国都在力求将绞车的原动机、传动装置、工作滚筒、制动操作等部分及底座等主要部件综合在一个系统中加以统筹布局，充分利用空间提高紧凑程度，做好外形封闭为此有的将传动部分置于滚筒内部，有的紧贴滚筒端部，有的将电机埋入滚筒内部，有的将底座支架减速器铸为一体 (3)向高效节能方向发展世界工业发达的国家如苏联、日本在纹车各种参数的设置上进行优化设计，选取最佳参数，最大限度提高产品功能在传动机构上尽量采用较先进的传动型式，并采用合理的制造精度，以提高生产。