1、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-題 目 JK-3/30提升機(jī)主軸裝置設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 人 學(xué) 號(hào) 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè) 礦山機(jī)械班 級(jí) 2013年12月30日 目錄1、 前言22、 設(shè)計(jì)內(nèi)容33、 提升容器和提升鋼絲繩的選擇計(jì) 算5四、提升機(jī)的驗(yàn)算和天輪的選擇8五、提升機(jī)和卷筒的相對(duì)位置10六、電動(dòng)機(jī)的選擇12 七、卷筒的寬度及強(qiáng)度校核15八、主軸的設(shè)計(jì)和校核九、參考資料 第1頁(yè) 一、前言 提升機(jī)是大型固定機(jī)械之一,主要用于各種重物的升降和輸送.小型提升機(jī)在日常生活中也起著重要的作用。提升機(jī)由電動(dòng)機(jī)和減速器以及滾筒三部分組成,各部分之間分別由聯(lián)軸器聯(lián)接。電動(dòng)機(jī)是動(dòng)力源,減速器是傳動(dòng)系統(tǒng),滾筒為執(zhí)行和控制部分

2、。 在本次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，積極搜羅各種學(xué)習(xí)資料，爭(zhēng)取使自己的設(shè)計(jì)沒(méi)有任何的紕漏和錯(cuò)誤，在老師和同學(xué)的幫助下，經(jīng)過(guò)自己的努力，圓滿(mǎn)的完成了這次課程設(shè)計(jì)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，鞏固了自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)的基本知識(shí)，初步掌握了礦井提升機(jī)（卷?yè)P(yáng)機(jī)）主軸裝置設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步提高專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)能力。 對(duì)與這次大學(xué)最后一次的課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該說(shuō)是受益匪淺的，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)做了很好的鋪墊，能力也有了一定程度的提高，書(shū)中的錯(cuò)漏之處，請(qǐng)老師指正。 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）、題目：JK-3/30提升機(jī)（卷?yè)P(yáng)機(jī)）主軸裝置設(shè)計(jì)。（2）、目的：通過(guò)設(shè)計(jì)，鞏固所學(xué)專(zhuān)業(yè)的基本知識(shí)，掌握礦井提升機(jī)（卷?yè)P(yáng)機(jī)）主軸裝置設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步提高專(zhuān)業(yè)

3、設(shè)計(jì)能力。（3） 、設(shè)計(jì)參數(shù)： 纏繞式提升機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)機(jī)器型號(hào)滾 筒鋼絲繩最大靜張力(噸)兩鋼絲繩最大靜張力差(噸)纏繞層數(shù)提升速度(不大于)(米/秒)個(gè)數(shù)直徑(米)寬度(米)兩滾筒中心距(毫米)JK-3/30132.51313110（4）、內(nèi)容與要求： 1.設(shè)計(jì)內(nèi)容： 主軸裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度及剛度校合計(jì)算；鋼絲繩的擇計(jì)算；傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)確定及主電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算； 驗(yàn)算。編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份（20頁(yè)左右）。 繪制主軸裝置圖一張（）。 繪制卷筒或主軸圖一張（）2.要求： 根據(jù)所給設(shè)計(jì)參數(shù)，合理設(shè)計(jì)提升機(jī)主軸裝置。 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，繪制圖紙。 按指導(dǎo)教師指定的設(shè)計(jì)參數(shù)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，按時(shí)交出全部設(shè)

4、計(jì)資料。三、提升容器和提升鋼絲繩的選擇計(jì)算（1） 、提升容器的選擇 對(duì)于礦井提升容器主要有箕斗提升設(shè)備和罐籠提升設(shè)備，并用來(lái)直接裝運(yùn)煤炭、礦石、人員、材料和設(shè)備的工具，對(duì)于本次設(shè)計(jì)，主要采用箕斗作為提升設(shè)備。 箕斗型號(hào) JL-6名義載重（t） 6.0箕斗自重（t） 5.0最大終端載荷（t） 12.0箕斗總高（mm） 9450提升鋼絲繩直徑（mm） 37有效容積（m） 6.6（2) 、鋼絲繩的選擇與計(jì)算1、 鋼絲繩的選擇提升鋼絲繩是礦井提升設(shè)備的一個(gè)很重要的組成部分，它這接關(guān)系到礦井的正常運(yùn)行和工作人員的生命安全，因此，應(yīng)給特別的重視。a、 確定提升高度 根據(jù)煤礦安全規(guī)程：豎井中用箕斗提升的最大

5、速度不得超過(guò)以下公式求出的值： Vm0.6H根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)： Vm=10m/s H277.77m 取 H=280m 由于提升高度不大，考慮采用6W型鋼絲繩 井下運(yùn)輸水平與裝在水平高差 Hz=18m 卸載水平與水平高差 Hx=16m HS=HHx Hz=246m根據(jù)已知條件，計(jì)算每米重量P: P=（Q+Qz）/（1.1B/maHc）式中：Qz箕斗重 Qz=5000kg Q一次提升量 Q=6000kg B鋼絲的極限抗拉強(qiáng)度 B=17000N/m ma安全系數(shù) 取 ma=6.5 Hc 利用公式 Hc=HS+Hj+Hz（公式中Hj暫取32m） =246+32+18 =296 算得： P=4.26kg/m

6、則選取 P=4.69kg/m，其對(duì)應(yīng)的繩徑為d=34mm，鋼絲的直徑為 =2.2mm， 鋼絲的破斷力總和 Qq=95200N則實(shí)際安全系數(shù)為 ma =Qq/(Q+Qz+PHc) = 95200 /(11000+ 4.69566) = 6.976.5 故 此鋼絲繩符合此次安全要求 四、提升機(jī)的驗(yàn)算和天輪的選擇 一、提升機(jī)滾筒的選擇和驗(yàn)算選擇滾筒直徑的主要原則是繞經(jīng)滾筒濕所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不要過(guò)大，以便保持鋼絲繩的一定承載能力和使用壽命，理論和實(shí)踐證明，繞經(jīng)天倫或者是滾筒的鋼絲繩彎曲應(yīng)力的大小，取決于滾筒和鋼絲繩的直徑比，基于上述原因，利用 D80d D1200公式中D=3000mm，d=34mm，

7、 =2.2mm顯然是符合條件的，故此鋼絲繩符合要求2、 標(biāo)準(zhǔn)提升機(jī)的選擇 滾筒寬度 B=【（H+30）/D+n】（d+）公式中 H為礦井深度，H=280m； 為兩繩之間的間隙，=3； d為鋼絲的直徑，d=34mm； D為 滾筒的直徑， D=3m N為雙層纏繞時(shí)的錯(cuò)繩圈數(shù)，n=0 算的B= 1217.6 2200 故此滾筒符合要求3、 提升機(jī)的強(qiáng)度校核 如下最大靜張力 Fj= Q+Qz+PH=11000+4.69280=12303.2kg 13t 最大靜張力差 Fc=Q+PH=6000+4.69280=7313.2kg 3335 ； 允許鋼絲繩的破斷拉力總和1010000N. 五、提升機(jī)和卷筒的

8、相對(duì)位置1、 井架高度Hj的確定 Hj=Hx+Hr+Hg+0.75Ht Hx為卸載距離，Hx=16m Hr為箕斗全高，Hr=9.45m Hg 為過(guò)卷距離，取Hg =6m Ht 為天輪半徑，Ht = 1.5m代入上式得井架高度Hj=32.58m 則取Hj為33m2、 提升機(jī)滾筒中心到井筒中鋼絲繩的距離Ls Ls=0.6Hj+3.5+D=26.3m 取Ls=26m3、 計(jì)算鋼絲繩弦長(zhǎng)Lx Lx=（HjC0)+（LsDt/2)公式中：Hj為井架高度，Hj=33m； C0為卷筒中心線與井口水平差，C0=3m； Dt為天輪直徑， Dt=3m 算得 Lx=38.44、 鋼絲繩的偏繩角 tan=B/2Lx

9、公式中 B為滾筒寬度，B=1.2m 算的 =0.8815 六、電動(dòng)機(jī)的選擇1、 電動(dòng)機(jī)的預(yù)選 煤礦安全規(guī)定；豎井中用箕斗提升物料最大速度應(yīng)根據(jù)V0(0.40.5）H(H=280m ) V0=0.4H=6.69m/s根據(jù)提升機(jī)的規(guī)格和最大提升速度，所選電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為： n=60Vmi/D公式中 Vm為提升機(jī)的最大速度，Vm=10m/s i為減速器的傳動(dòng)比，i=12 算得 n=764.3r/min則電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)數(shù)為ne=750r/min 則其最大經(jīng)濟(jì)提升速度為 V0= Dne/60i =5.88m/s 取V0= 6m/s6.69m/s 電動(dòng)機(jī)容量為P為： P=kQV0/102nj (kw) 公式

10、中： K礦井阻力系數(shù)，箕斗提升時(shí)k=1.15； nj 減速器效率，nj=0.85； 動(dòng)力系數(shù)，取=1.2； V0為最大經(jīng)濟(jì)提升速度，V0=6m/s， 算得 P= 573kw根據(jù)計(jì)算機(jī)的容量和轉(zhuǎn)速，預(yù)選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為JR1512-8，其主要參數(shù)如下額定功率 為570kw 額定轉(zhuǎn)速為740r/min0.飛輪轉(zhuǎn)矩 為4000 kgm 二、 系統(tǒng)的變位質(zhì)量 1、電動(dòng)機(jī)的變?yōu)橘|(zhì)量Gd Gd= （ Gd）d i/gD公式中 ： （ Gd）d為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)力矩，（ Gd）d=4000 kgm算得 Gd= 6530kg2、 提升系統(tǒng)的總變位質(zhì)量m=（1/g）【Q+2Qz+2p（Hc+Lx+3D+30 )+n

11、Gt +Gj+Gd】 公式中 Qz箕斗重 Qz=5000kg； Q一次提升量 Q=6000kg； p 每米重量P P=4.26kg/m； Hc 利用公式 Hc=HS+Hj+Hz（公式中Hj暫取32m） =246+32+18 =296； Lx鋼絲繩弦長(zhǎng)， Lx=38.4； D 滾筒的直徑， D=3m ； n導(dǎo)向輪個(gè)數(shù)，n=2； Gt導(dǎo)向輪的變?yōu)榱浚?Gt=550kg； Gj提升機(jī)的變位量， Gj=13000kg； Gd飛輪的變?yōu)橘|(zhì)量量， Gd=6530kg。 計(jì)算的 m=4079.1kg 七、卷筒的寬度及強(qiáng)度校核 八、主軸的設(shè)計(jì)和校核1、 主軸是提升機(jī)的主要部件之一，對(duì)于它的設(shè)計(jì)和使用，必須給與

12、足夠的重視。主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1、 便于起吊，安裝和加工。2、 卷軸在軸上的安裝方式，不論用鍵熱裝和固定，都必須應(yīng)力可靠，不松動(dòng)，因?yàn)樗蓜?dòng)后不僅影響傳動(dòng)，而且會(huì)在軸上磨出溝槽，以致引起斷軸事故。3、 軸的斷面變化不應(yīng)太劇烈，并要防止其他類(lèi)型的正東或者是過(guò)大的應(yīng)力集中。4、 軸的加工和熱處理必須嚴(yán)格按照規(guī)程，并于機(jī)械加工前在軸頭切樣檢驗(yàn)，此外還要進(jìn)行探傷檢驗(yàn)。5、 對(duì)于軸，不僅有強(qiáng)度要求，而且還要?jiǎng)偠纫螅覔隙葢?yīng)小于軸跨度的1/3000.6、 主軸的材質(zhì)一般為54鋼，【T】=40Mp。2、 初選軸的直徑 dmin=A0 p/ n1公式中 A0 根據(jù)軸的材料和受力確定， A0 =1

13、16； p 軸傳遞的動(dòng)力，p=5730.85=487kw； n1軸的轉(zhuǎn)速，n1=n/i=61.66算得 dmin=231.00mm因?yàn)樵谳S的最小直徑部分要安裝聯(lián)軸器，并且還需要鍵來(lái)連接，直徑需要增加3。 故選取 dmin=240mm軸上的轉(zhuǎn)矩為 T=9550（p/n）=75.43Nm聯(lián)軸器上的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 Tca=KAT=1.775.43=1.3105Nm 公式中 KA工作情況系數(shù)，取KA=1.7。三、聯(lián)軸器的選擇 有上述可知，聯(lián)軸器直徑為240mm，選取型號(hào)為GCL16 公稱(chēng)轉(zhuǎn)距Tn 224000Nm 許用轉(zhuǎn)速n 1300r/min 軸孔直徑 240mm 軸孔長(zhǎng)度 282-470 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 23.925-29.1kg. 質(zhì)量 913Kg4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示 （2）軸承的選擇 初步選用滾動(dòng)軸承，因?yàn)檩S承主要受的是徑向力，故選用調(diào)心滾子軸承，型號(hào)為23052 其參數(shù)為 d=2