煤礦下運(yùn)帶式輸送機(jī)阻尼器設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目： 下運(yùn)帶式輸送機(jī)阻尼限速器 學(xué)院： 煤炭工程學(xué)院機(jī)械系 班級： 08機(jī)械二班 姓名： 武佐文 指導(dǎo)教師： 趙潤平 職稱： 副教授 完成日期： 2012 年 5 月 25 日下運(yùn)帶式輸送機(jī)阻尼限速器的設(shè)計(jì)摘要：下運(yùn)帶式輸送機(jī)阻尼限速器是一種機(jī)械式阻尼限速器，用于解決下運(yùn)帶式輸送機(jī)運(yùn)行時在物料重力的分力作用下產(chǎn)生的自動加速問題，使其制動更容易。它由箱體、凸輪、軸、軸承、導(dǎo)桿、壓縮彈簧、導(dǎo)向套、調(diào)節(jié)螺栓、頂蓋、視孔蓋等組成。其原理是凸輪在隨軸轉(zhuǎn)動的過程中推動導(dǎo)桿壓縮彈簧產(chǎn)生阻尼力矩，并將此阻尼力矩傳遞給阻尼滾筒，使皮帶保持勻速運(yùn)動。其工作原理簡單，運(yùn)行可靠，安全性高，結(jié)構(gòu)緊

2、湊，外形尺寸小，精度要求低，加工裝配容易，安裝維修方便，具有很強(qiáng)適用性。關(guān)鍵詞：阻尼限速器；凸輪；調(diào)節(jié)螺栓；壓縮彈簧 Under The Belt Conveyor Damping Speed Limiter DesignAbstract: Under the belt conveyor damping speed limiter is a mechanical damping speed limiter for the automatic belt conveyor running in the material of the force of gravity under accelerat

3、ion, making braking more easy. By the cabinet, cam, shaft, bearings, guide rods, compression spring, guide sleeve, adjustment bolts, top cover, depending on the manhole covers and other components. The principle is that the cam guide in the process of rotating with the shaft-driven compression sprin

4、g damping torque and damping torque is passed to the damping roller belt to maintain uniform motion. Its working principle is simple, reliable, safe, compact structure, small size, low accuracy requirements, processing and assembly is easy, convenient installation and maintenance, has a strong appli

5、cability.Key words: damping speed limiter; cam; adjusting screw; and compression spring目錄1 緒論41.1問題的提出41.2 國內(nèi)外相應(yīng)技術(shù)的比較42 方案設(shè)計(jì)53 凸輪設(shè)計(jì)53.1 計(jì)算最大下滑力矩53.2 確定凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理63.3 設(shè)計(jì)凸輪的具體結(jié)構(gòu)形狀73.4 對凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析及有關(guān)計(jì)算93.5 對凸輪機(jī)構(gòu)推程中受力和力矩的計(jì)算123.6 對阻尼力矩的變化進(jìn)行分析164 軸的設(shè)計(jì)174.1 計(jì)算軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n及轉(zhuǎn)矩T174.2 初步確定軸的最小直徑174.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)184.5

6、按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度224.6 鍵的校核224.7 軸承的校核235 導(dǎo)向套、導(dǎo)桿、調(diào)節(jié)螺釘設(shè)計(jì)245.1 導(dǎo)桿設(shè)計(jì)245.2導(dǎo)向套設(shè)計(jì)255.3 調(diào)節(jié)螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)276 箱體設(shè)計(jì)與裝配277 附件選擇和附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)297.1 視孔和視孔蓋297.2 通氣器及油標(biāo)尺297.3 放油孔和油塞307.4 吊耳318 密封及潤滑319 典型零件的加工339.1 箱體加工工藝339.2 凸輪加工工藝349.3 導(dǎo)桿加工工藝3410 阻尼限速器的技術(shù)原理及特點(diǎn)3410.1 阻尼限速器的技術(shù)原理3410.2 阻尼限速器的特點(diǎn)3411 設(shè)計(jì)小結(jié)35參考文獻(xiàn)361 緒論1.1問題的提出皮帶運(yùn)輸機(jī)在煤礦方面

7、應(yīng)用十分廣泛，它易于操作，維修、保養(yǎng)都比較方便，工作可靠。但在現(xiàn)場使用中仍然存在一些問題亟待更好的解決。在現(xiàn)場實(shí)習(xí)中我們了解到下運(yùn)帶式輸送機(jī)暴露的一些問題。下運(yùn)帶式輸送機(jī)能夠完成對煤及矸石等短距離運(yùn)輸，工作效率高，操作方便，是煤礦生產(chǎn)中不可缺少的機(jī)械設(shè)備。在實(shí)際使用中下運(yùn)帶式輸送機(jī)需要注意一些問題，如動力、長度、制動等。其中最常見的是下運(yùn)帶式輸送機(jī)皮帶自動加速問題，在制動過程中會出現(xiàn)滾料、皮帶打滑、飛車等事故。為了避免事故的發(fā)生，必須克服速度不斷加快的問題，所以要加裝一種能夠?qū)⑵俣认薅ㄔ谠试S范圍內(nèi)的阻尼裝置。為此我們對皮帶自動加速問題進(jìn)行研究并設(shè)計(jì)阻尼限速器。1.2 國內(nèi)外相應(yīng)技術(shù)的比較

8、目前在國內(nèi)外的煤炭生產(chǎn)輸送的過程中，對下運(yùn)帶式輸送機(jī)常用的制動方式有液力制動裝置、液壓制動裝置、盤式制動裝置和變頻制動等四種。 裝有液力制動系統(tǒng)的下運(yùn)帶式輸送機(jī)是我國重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，主要是通過在下運(yùn)帶式輸送機(jī)的驅(qū)動裝置中安裝液力制動系統(tǒng)，分兩步實(shí)現(xiàn)制動，即先由該系統(tǒng)將帶式輸送機(jī)速度降至額定速度的三分之一。然后由機(jī)械抱閘最終制動，當(dāng)井下發(fā)生突然停電事故時，仍可實(shí)現(xiàn)二級制動。液力制動系統(tǒng)雖然在煤礦井下現(xiàn)場的下運(yùn)帶式輸送機(jī)中應(yīng)用比較廣泛，但是此種制動裝置存在著體積龐大、多種能源（電、液、氣）操作復(fù)雜、要求操作人員技術(shù)水平較高等缺陷。故不適應(yīng)中小型煤礦使用。 液壓制動裝置質(zhì)量輕，體積小，便于實(shí)現(xiàn)自動

9、化。缺點(diǎn)是液壓元件制造精度高，使用維護(hù)較困難；阻尼式下運(yùn)帶式輸送機(jī)具有較為廣闊的應(yīng)用前景，有一種是在輸送帶底面施加阻尼力來抵消載荷下運(yùn)時產(chǎn)生的下滑力的輸送機(jī)。這種輸送機(jī)在下運(yùn)傾角不大于10的下運(yùn)工況也可應(yīng)用，其防下滑的阻尼力隨時均可任意調(diào)整，十分靈活方便。但是這種帶式輸送機(jī)加劇了膠帶的磨損，需經(jīng)常更換膠帶；盤式制動裝置由液壓控制，散熱快，構(gòu)造簡單，調(diào)整方便且制動效果穩(wěn)定，對惡劣環(huán)境的適應(yīng)性也較強(qiáng)。缺點(diǎn)是制作要求高，成本貴。2 方案設(shè)計(jì) 鑒于上述情況，我們研究設(shè)計(jì)的下運(yùn)帶式輸送機(jī)阻尼限速器采用機(jī)械式裝置，其主要裝置是在下運(yùn)帶式輸送機(jī)的下部加裝一個或多個阻尼滾筒和一臺或多臺阻尼限速器，使阻尼限速器

10、產(chǎn)生的阻尼力矩作用于阻尼滾筒，起到抵消皮帶慣性力矩的效果，從而達(dá)到限速的目的，使運(yùn)輸機(jī)平穩(wěn)可靠的運(yùn)行。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1 阻尼滾筒工作原理圖3 凸輪設(shè)計(jì)3.1 計(jì)算最大下滑力矩在實(shí)習(xí)中我們收集到了現(xiàn)場常用的下運(yùn)帶式輸送機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)和使用現(xiàn)場一些數(shù)據(jù) 下傾角 運(yùn)距 運(yùn)量 帶速 帶寬 阻尼滾筒直徑通過實(shí)驗(yàn)得出，皮帶上能夠產(chǎn)生下滑力的物料重力僅占皮帶上總物料重力下滑分力的，取平均值。在滿載情況下，200m皮帶上煤的總重力為G下滑力式中f為皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)中的綜合摩擦系數(shù)。該摩擦系數(shù)考慮為皮帶與滾筒托輥的摩擦因數(shù)。在上述作用下使阻尼滾筒產(chǎn)生最大下滑力矩（驅(qū)動力矩）為：上式中D為滾筒直徑。3.2 確

11、定凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理 通過對各種機(jī)械類運(yùn)動機(jī)構(gòu)的反復(fù)比較，我們決定對下運(yùn)帶式輸送機(jī)的阻尼滾筒產(chǎn)生阻尼作用的阻尼裝置選擇凸輪機(jī)構(gòu)，其凸輪機(jī)構(gòu)的基本原理如圖2所示。圖2 凸輪機(jī)構(gòu)工作原理圖當(dāng)下運(yùn)帶式輸送機(jī)工作運(yùn)行時，凸輪與同軸的阻尼滾筒共同轉(zhuǎn)動，此時，凸輪轉(zhuǎn)動過程中始終與滾輪接觸，由于凸輪外形輪廓的變化，凸輪通過滾輪向上推動導(dǎo)桿，導(dǎo)桿上升時需要克服壓縮彈簧的彈力，同理，由于壓縮彈簧被壓縮產(chǎn)生的彈性力通過導(dǎo)桿和滾輪作用在凸輪上，對凸輪的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生阻尼力矩，最終將此阻尼力矩傳遞給阻尼滾筒，達(dá)到了控制阻尼滾筒保持勻速轉(zhuǎn)動、皮帶保持勻速運(yùn)動的目的。另外，通過調(diào)整壓縮彈簧的初始位移，可以改變凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的阻尼

12、力矩的大小。3.3 設(shè)計(jì)凸輪的具體結(jié)構(gòu)形狀對凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)而言，最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)是凸輪的結(jié)構(gòu)形狀。對凸輪的設(shè)計(jì)一開始，我們想使問題簡單化，所以就簡單將凸輪的外形設(shè)計(jì)為一個圓輪廓，而將回轉(zhuǎn)中心（O）偏離幾何中心（O1），形成一個偏心圓凸輪機(jī)構(gòu)，如圖3所示。圖3 偏心圓凸輪凸輪初步設(shè)計(jì)出來后，我們進(jìn)行了簡單的受力分析和有關(guān)計(jì)算，通過分析和計(jì)算我們得知：這種偏心輪式的凸輪雖然外形輪廓簡單，制造容易，但卻不能采用，原因是在凸輪的推程中雖然能夠產(chǎn)生阻尼力矩，但在回程中產(chǎn)生的卻是驅(qū)動力矩，所以用偏心圓作為凸輪的方案很快就被否定了。隨后我們經(jīng)過反復(fù)分析和研究，最終設(shè)計(jì)出了能夠?qū)嶋H使用的凸輪，如圖4所示，該凸輪的

13、形狀是由不同圓心不同直徑的兩個相切圓盤各取一半的方法得到的，凸輪的轉(zhuǎn)動中心與小半圓盤的圓心重合。經(jīng)過該凸輪的運(yùn)動和受力分析可知：在凸輪的推程中，利用凸輪偏心距的增大來壓縮彈簧，增加凸輪轉(zhuǎn)動時的阻尼力矩；而在凸輪的回程中，彈簧雖然通過導(dǎo)桿和滾輪對凸輪仍然有恒定的作用力（該作用力是由于彈簧的初始位移產(chǎn)生的），但由于凸輪的回程輪廓為圓，凸輪受到的作用力始終通過回轉(zhuǎn)中心，力臂為零，所以不會產(chǎn)生驅(qū)動力矩。圖4 凸輪的結(jié)構(gòu)形狀3.4 對凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析及有關(guān)計(jì)算 在凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，我們對凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的運(yùn)動分析及有關(guān)計(jì)算，如圖5所示。 圖5 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析上圖中：=100mm =120m

14、m e=20mm =136mm =116mm =16mm 為從動件(滾輪和導(dǎo)桿）起始位置，根據(jù)反轉(zhuǎn)原理，當(dāng)從動件反轉(zhuǎn)角后，其位移為S，由圖5可知： （1） 由AOC可得：根號前“-”無意義，去掉，并帶入公式（1）得： (2)由公式（2）可計(jì)算出當(dāng)從動件反轉(zhuǎn)不同角度時，其對應(yīng)的位移S的具體數(shù)值，其結(jié)果如表1。 表1 轉(zhuǎn)角對應(yīng)的位移數(shù)值轉(zhuǎn)角位移S（mm）00150.58302.31455.12608.897513.449018.5210523.8012023.8913533.4015036.9516539.22180403.5 對凸輪機(jī)構(gòu)推程中受力和力矩的計(jì)算 3.5.1 圓柱螺旋壓縮彈簧的主要參

15、數(shù)和特性曲線壓縮螺旋彈簧主要參數(shù)：簧絲直徑：d=10mm彈簧中徑：D=48mm有效圈數(shù)：n=16旋繞比：C=D/d=4.84彈簧材料：剪切彈性模量：剛度系數(shù)：許用切應(yīng)力其彈簧特性曲線如圖6圖6 彈簧特性曲線 3.5.2 計(jì)算壓力角 由圖5可得出：將不同轉(zhuǎn)角值帶入可得不同位置時的壓力角，其結(jié)果見表2.表2 轉(zhuǎn)角與壓力角的對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)角壓力角00152.22304.30456.09607.46758.33908.631058.331207.461356.091504.301652.221800 3.5.3 彈性力計(jì)算當(dāng)彈簧壓縮時，彈性力。對應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)過角時，其。對圖7進(jìn)行分析可得出 （3）當(dāng)時，阻尼力

16、矩最大，將對應(yīng)的S值、值帶入公式（3），可得出：初始壓縮量，取，則 帶入不同角對應(yīng)的S值，可得出對應(yīng)的F值，其結(jié)果見表3. 表3 轉(zhuǎn)角對應(yīng)的位移S值和彈性力FS(mm)F(N)001751.5150.581784.3302.311882.0455.122040.8608.892253.87513.442510.99018.522797.910523.803096.212028.893383.813533.403638.615036.953875.216539.223967.4180404011.5 3.5.4 對彈簧進(jìn)行校核曲度系數(shù)最大應(yīng)力所以校驗(yàn)合格 3.5.5 計(jì)算阻尼力矩圖7 凸輪機(jī)構(gòu)受

17、力分析圖圖6為凸輪機(jī)構(gòu)受力分析圖，在推程中凸輪受到的阻尼力矩為其中，所以阻尼力矩將不同位置的轉(zhuǎn)角，壓力角，彈性力F，位移S的值帶入上式，其不同位置的計(jì)算結(jié)果見表4。表4 、F、S與的對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)角壓力角位移S（mm）彈性力F（N）阻尼力矩 （）0001751.50152.220.581784.38.2304.302.311882.015.6456.095.122040.826.4607.468.892253.836.9758.3313.442510.947.6908.6318.522797.957.11058.3323.803096.263.41207.4628.893383.864.21356

18、.0933.403638.658.01504.3036.953875.244.61652.2239.223967.423.91800404011.503.6 對阻尼力矩的變化進(jìn)行分析單個凸輪機(jī)構(gòu)在一個運(yùn)動循環(huán)中，其阻尼力矩變化分布如圖8圖8 單個凸輪的阻尼力矩分布圖經(jīng)過計(jì)算分析，決定采用雙凸輪機(jī)構(gòu)，將兩個凸輪錯位180布置，保證始終有一個凸輪處在工作推程中。當(dāng)阻尼限速器的第一個凸輪開始進(jìn)入工作推程中后，在整個推程中所受到的阻尼力矩從零到最大值（）再降到零進(jìn)行變化著，此時另外一個凸輪處在回程中，阻尼力矩始終為零。而當(dāng)?shù)谝粋€凸輪進(jìn)入回程時，另一個凸輪進(jìn)入工作推程，重復(fù)第一個凸輪在整個工作推程中受到

19、的阻尼力矩變化過程。這樣阻尼滾筒每轉(zhuǎn)一周受到的阻尼力矩從零到最大值（）再降到零這樣的兩次變化，所以阻尼力矩的波動性較大，而且如果實(shí)際中平均阻尼力矩小于下滑力矩，則達(dá)不到限速要求。所以這樣的設(shè)計(jì)不合理。圖9 四凸輪機(jī)構(gòu)的阻尼力矩分布圖 由圖9可知，錯位的四個相同凸輪在推程中能夠產(chǎn)生的最大阻尼力矩出現(xiàn)在之間，其值，最小阻尼力矩出現(xiàn)在和兩個位置，其值。使阻尼力矩的波動性被控制在比較小的范圍內(nèi)，同時也明顯提高了阻尼限速器的平均阻尼力矩。4 軸的設(shè)計(jì)4.1 計(jì)算軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n及轉(zhuǎn)矩T4.2 初步確定軸的最小直徑由式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表，取，于是得軸的最小直徑為

20、安裝聯(lián)軸器處軸的直徑(圖10)。為使所選的軸直徑與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。由于轉(zhuǎn)矩變化小，故取，則由求得 按計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5943-2003，選用GYS5型凸緣聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為400，聯(lián)軸器孔徑d=40，故取=40，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。4.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.3.1 擬定軸上零件的裝配方案 經(jīng)過一系列的分析計(jì)算，選用圖10的裝配方案。 4.3.2 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 4.3.2.1 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，-段右端需制出一軸肩，故取-段的直徑，取擋圈直徑D=57。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了

21、保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故-段的長度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取。4.3.2.2 初步選擇滾動軸承。因軸承承受的軸向載荷很小，徑向載荷也較小，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)d-=47mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取深溝球軸承6010，其尺寸為，故d-=d-=50mm，右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得6010型軸承的定位軸肩高度h=3mm，因此，安裝凸輪處的軸段d-=d-=56mm；2號凸輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=4mm，d-=64mm。由于-段與-段分別安裝兩組凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪輪轂的寬度為45mm，軸環(huán)寬度，考慮箱體上部結(jié)構(gòu)的緊固，相鄰兩凸輪對稱線

22、距離取150mm，則L-=105mm。1號凸輪左端面與左軸承之間采用套筒定位，為了使套筒端面可靠的壓緊凸輪，此軸段應(yīng)略短于凸輪軸向定位長度，故取L-=L-=191mm。4.3.2.3 軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右軸端面間的距離L=30mm，故取L-=50mm。4.3.2.4 取1號凸輪距箱體內(nèi)壁16mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離S，取S=8mm，已知滾動軸承寬度T=16mm，則 L- L-L-=至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 4.3.3 軸上零件的周向定位凸輪、半聯(lián)軸器的周

23、向定位均采用平鍵連接。d-由表查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為45mm，同時為了保證凸輪與軸的配合有良好的對中性，故選擇凸輪輪轂與軸的配合為.同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的同向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6. 4.3.4確定軸上圓角與倒角尺寸參考手冊，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見軸的零件圖。圖10 軸的尺寸、結(jié)構(gòu)4.4 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖（圖11）。再根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖11）。 圖11 軸的載荷分析圖 從圖11中可看出截面D、E是軸的危險截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面D、E處的、及值列于下

24、表。表5 軸的受力、力矩情況載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T4.5 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)表5的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力截面D處：截面E處：前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查手冊得，因此,故安全。4.6 鍵的校核 4.6.1凸輪與軸連接的鍵一般8級以上精度有定心精度要求，由于凸輪不在軸端，故選用雙圓頭普通平鍵（A型）查表，許用擠壓應(yīng)力軸頸D=56mm時，公稱尺寸b=16mm，h=10mm，取鍵長L=45mm，則鍵的工作長度。鍵與聯(lián)軸器的接觸幅度。則故合格。 4.6.2與聯(lián)軸器連接的鍵一般8級以上精度有定心精度要求，由于用在軸端

25、，故選用單圓頭平鍵（C型）查表，許用擠壓應(yīng)力軸頸D=40mm時，公稱尺寸b=12mm，h=8mm，取鍵長L=82mm，則鍵的工作長度，鍵與聯(lián)軸器的接觸幅度。則故合格。4.7 軸承的校核 4.7.1軸上的軸承選用深溝球軸承6010，其參數(shù)如表6，預(yù)計(jì)工作40000h。表6 軸承參數(shù)內(nèi)徑d外徑D寬度B基本額定動載荷基本額定靜載荷50mm80mm16mm22.016.2由式 可得出其中：-壽命因數(shù); -溫度因數(shù); -速度因數(shù); -力矩載荷因數(shù); -沖擊載荷因數(shù)。查表，取。則驗(yàn)算6010軸承壽命 故符合條件。 4.7.2 滾輪軸承選取深溝球軸承6002，其參數(shù)如表7，預(yù)計(jì)工作40000h。表7 軸承參

26、數(shù)內(nèi)徑d外徑D寬度B基本額定動載荷基本額定靜載荷15mm32mm9mm5.582.85查表，取。則驗(yàn)算6002軸承壽命故符合條件。5 導(dǎo)向套、導(dǎo)桿、調(diào)節(jié)螺釘設(shè)計(jì)5.1 導(dǎo)桿設(shè)計(jì) 5.1.1對導(dǎo)桿的運(yùn)動進(jìn)行分析導(dǎo)桿與導(dǎo)向套配合，在導(dǎo)向套內(nèi)壁沿直線進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，畫出其極限運(yùn)動位置如圖12：圖12 導(dǎo)桿 5.1.2 由凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中知導(dǎo)桿末端的滾輪裝置采用的是深溝球軸承6002，其尺寸規(guī)格為。由圖12可知，導(dǎo)桿極限位置2為導(dǎo)桿伸出導(dǎo)向套部分最短時，為保證滾輪部分不影響導(dǎo)桿的運(yùn)動，安裝滾輪的銷孔應(yīng)伸出導(dǎo)向套的下端，故可取,由凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算過程可知，圖12中,故。經(jīng)查閱同類裝置類比發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)桿伸出導(dǎo)向套

27、部分的長度應(yīng)處于總長度的處，即,取，則。導(dǎo)桿凸臺部分用于與壓縮彈簧連接，為了使壓縮彈簧在運(yùn)動過程中更穩(wěn)定，凸臺高,凸臺圓柱的直徑；由前文設(shè)計(jì)中壓縮彈簧的尺寸為外徑，內(nèi)徑，故取，。由滾輪軸承尺寸規(guī)格，可取槽深，槽寬。5.2導(dǎo)向套設(shè)計(jì) 5.2.1導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)使用要求，為便于安裝、拆卸、緊固及定位，導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為管狀法蘭結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖13圖13 導(dǎo)向套 5.2.2導(dǎo)向套尺寸的確定由于導(dǎo)向套內(nèi)部需容納壓縮彈簧、導(dǎo)桿及部分調(diào)節(jié)螺釘?shù)拈L度，故由使用要求，導(dǎo)向套的長度H應(yīng)滿足上式中t為系統(tǒng)預(yù)留間隙，一般取。由前文凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)可算出彈簧的自由高度。節(jié)距 。兩端并緊，磨平，則彈簧的自由高度為取

28、故取查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，可知圖13中導(dǎo)向套的尺寸如下：由于導(dǎo)向套內(nèi)壁與導(dǎo)桿為間隙配合，且相對運(yùn)動頻繁，故選取材料為灰鑄鐵，由于面與調(diào)節(jié)端蓋使用螺栓連接，采用M12螺栓，通孔直徑，通孔數(shù)量為4。5.3 調(diào)節(jié)螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)由凸輪推程運(yùn)動的計(jì)算可得出，單個凸輪上壓縮彈簧的最大彈性力。由調(diào)節(jié)螺釘?shù)陌惭b位置與運(yùn)行情況分析可得出，調(diào)節(jié)螺釘承受的載荷主要是擠壓應(yīng)力，剪切應(yīng)力幾乎不計(jì)。由凸輪推程運(yùn)動的計(jì)算表知預(yù)緊力，故螺釘總壓力,取，則。由，且調(diào)節(jié)螺釘主要承受擠壓應(yīng)力，由公式，得查表知，將數(shù)值帶入公式，可得出查設(shè)計(jì)手冊，取螺栓GB/T 5783 6 箱體設(shè)計(jì)與裝配箱體起著支承軸系和保證凸輪運(yùn)動件正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要作用，材

29、料為鑄鐵。6.1 箱座高度凸輪限速器采用浸油潤滑，類比單級減速箱箱體的設(shè)計(jì)，箱座高度應(yīng)式中為大齒輪齒頂圓直徑，此處類取，為箱底厚。查表故有 6.2 箱體壁厚為保證箱體有足夠的剛度，類比單級減速箱箱體的設(shè)計(jì)，箱蓋壁厚，箱座壁厚。6.3 軸承座螺栓凸臺的設(shè)計(jì)為提高箱體軸承座剛度，軸承座兩側(cè)的連接螺栓應(yīng)盡量靠近，為此需在軸承座旁邊設(shè)置螺栓凸臺，其結(jié)構(gòu)如圖14所示。圖14 螺栓凸臺 軸承座旁螺栓凸臺的螺栓孔間距，為軸承蓋外徑。螺栓凸臺高度。查表確定其具體尺寸，見表8.6.4 設(shè)置加強(qiáng)肋為了提高軸承座附近的箱體剛度，在軸承座下方設(shè)置加強(qiáng)肋，其厚度，取。6.5 箱體外輪廓設(shè)計(jì)箱體的外輪廓設(shè)計(jì)見裝配圖6.6

30、 箱體凸緣尺寸為便于切削加工，軸承座外端面應(yīng)向外突出，箱體內(nèi)壁至軸承座孔外端面的距離為箱蓋和箱座凸緣連接螺栓間距見表8。7 附件選擇和附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1 視孔和視孔蓋為便于觀察凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)行情況，箱蓋上需設(shè)計(jì)出視孔，視孔蓋材料采用有機(jī)玻璃。其結(jié)構(gòu)如圖15。圖15 視孔蓋其尺寸為，。螺釘數(shù)目為4，尺寸為。7.2 通氣器及油標(biāo)尺箱體體積較小，選用M16 3型油標(biāo)尺，并兼有通氣器功用。其結(jié)構(gòu)如圖16。圖16 油標(biāo)尺7.3 放油孔和油塞油塞采用六角圓柱油塞，其結(jié)構(gòu)如圖17。圖17 油塞 螺塞為M27，。7.4 吊耳 為了便于搬運(yùn)阻尼器，在箱蓋上鑄出起吊耳環(huán)，其結(jié)構(gòu)如圖18。 圖18 吊耳 取箱蓋上的起

31、吊耳環(huán)和箱體上的起吊鉤結(jié)構(gòu)和主要尺寸如下： d=b（1.82.5）=18mm，d=(11.2)d=18mm，e=(0.81)d=16mm。8 密封及潤滑8.1 滾動軸承的密封軸-段與端蓋之間密封采用圖19中1式氈圈密封，軸承座端蓋與箱體壁之間密封采用氈圈密封，油塞與箱體壁之間的密封及油標(biāo)尺與箱體壁之間的密封都采用2式氈圈密封，擋油盤密封采用3式密封。其結(jié)構(gòu)如圖19。圖19 滾動軸承的密封8.2 潤滑 阻尼限速器內(nèi)部的傳動零件和軸承都需要良好的潤滑，這不僅可以減輕摩擦和磨損，提高效率，還可以防銹，減噪，散熱和冷卻。由于浸油零件的圓周速度小，濺油功用不大，為了減少各軸承之間的磨擦，減少磨損和發(fā)熱量

32、，考慮到壽命只五年，一般不需拆卸，故采用鈣基潤滑脂潤滑，適用于工作環(huán)境較潮濕的工況。 由于導(dǎo)桿與導(dǎo)向套之間有相對運(yùn)動，故需進(jìn)行潤滑，選用L-AN全損耗系統(tǒng)潤滑油潤滑；凸輪外緣與滾輪接觸運(yùn)動，采用飛濺潤滑，使用抗氧防銹工業(yè)齒輪用油潤滑。表8 限速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸組成部分符號尺寸組成部分符號尺寸箱蓋壁厚18箱蓋壁厚16軸承蓋螺釘直徑M10加強(qiáng)肋厚箱座m16數(shù)目4箱蓋14軸承座凸臺高度h52軸承座凸臺螺栓直徑M12半徑16距離130軸承端蓋外徑130視孔蓋螺釘直徑M8箱蓋、箱座連接螺栓直徑M8箱體外壁至軸承座端面距離40箱體凸緣厚箱座27螺栓中心至箱外壁距離M813箱蓋24119 典型零件的加工9.1

33、 箱體加工工藝根據(jù)箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用鑄造工藝，材料選用灰鑄鐵（HT150），其鑄造性能優(yōu)良，具有減震、耐磨、缺口敏感性小的優(yōu)點(diǎn)，且生產(chǎn)成本低。 9.1.1 鑄造類型及造型方法因材料使用HT150，無需考慮補(bǔ)縮，不必考慮澆注位置的要求，且鑄件要求無氣孔、縮松、渣眼等鑄造缺陷。此次鑄造為小批量單件生產(chǎn)，可用濕沙型。由零件圖1、2結(jié)構(gòu)分析，采用上下箱體，凸緣面為分型面，采用兩箱整模鑄造，造型、下芯、合型十分方便。 9.1.2 對鑄造箱體毛坯件進(jìn)行加工 9.1.2.1 對上下箱體接合面進(jìn)行粗銑、精銑加工至表面粗糙度。9.1.2.2 定位加工銷孔首先在凸緣相應(yīng)位置鉸孔，再使用鏜床對鉸孔進(jìn)行鏜孔加工

34、。9.1.2.3 加工軸承座孔上下箱體緊密扣合后，對軸承座孔進(jìn)行鉆削加工至設(shè)計(jì)尺寸，再使用鏜床進(jìn)行鏜孔加工，并精鏜至表面粗糙度。9.1.2.4 對導(dǎo)向套安裝孔的加工對導(dǎo)向套安裝孔采用鏜孔加工，加工至粗糙度。9.1.2.5 對軸承座凸臺端面加工對軸承座端面進(jìn)行車削加工，加工至粗糙度。9.1.2.6 對箱體凸緣螺栓孔及軸承座螺栓孔的加工對上下箱體整體分別鉆孔，。9.1.2.7 對箱體安裝導(dǎo)向套部分螺栓孔加工進(jìn)行攻螺紋加工至。9.2 凸輪加工工藝凸輪加工的工藝流程如下：選材-毛坯-粗車-熱處理-精加工凸輪選用45鋼，熱處理為對凸輪調(diào)質(zhì)處理。精加工要求：對軸孔、鍵槽及凸輪外緣輪廓面，精車或精銑至。9.

35、3 導(dǎo)桿加工工藝 導(dǎo)桿采用45鋼，首先加工毛坯件，對毛坯件進(jìn)行粗加工后淬火并中溫回火，以獲得良好的彈性、塑性、韌性，并對導(dǎo)桿與導(dǎo)向套配合面進(jìn)行碳氮共滲，提高表面的耐磨性、硬度、抗疲勞強(qiáng)度、抗氧化及腐蝕。對配合面進(jìn)行精車至。10 阻尼限速器的技術(shù)原理及特點(diǎn)10.1 阻尼限速器的技術(shù)原理當(dāng)下運(yùn)帶式輸送機(jī)工作運(yùn)行時，阻尼限速器的相互錯位90的四個凸輪與同軸的阻尼滾筒共同轉(zhuǎn)動，此時，每個凸輪轉(zhuǎn)動過程中始終與滾輪接觸，由于凸輪外形輪廓的變化，凸輪通過滾輪向上推動導(dǎo)桿，導(dǎo)桿上升時需要克服壓縮彈簧的彈力，同時，由于壓縮彈簧被壓縮產(chǎn)生的彈性力通過導(dǎo)桿和滾輪作用在凸輪上，對凸輪的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生阻尼力矩，最終將此阻尼力

36、矩傳遞給阻尼滾筒，達(dá)到了控制阻尼滾筒保持勻速轉(zhuǎn)動、皮帶保持勻速運(yùn)動的目的。雖然凸輪在轉(zhuǎn)動過程中所產(chǎn)生的阻尼力矩大小隨時在變化，但由于采用了四個凸輪錯位90的結(jié)構(gòu)，所以在下運(yùn)帶式輸送機(jī)運(yùn)行過程中，總有兩個凸輪處在工作推程中，阻尼限速器的整體阻尼力矩的大小在較小的范圍內(nèi)波動，而且阻尼限速器的最小阻尼力矩接近或超過下運(yùn)帶式輸送機(jī)上物料重力所產(chǎn)生的最大下滑力矩，所以完全可以保證控制阻尼滾筒保持勻速轉(zhuǎn)動、皮帶保持勻速運(yùn)動。另外，通過調(diào)整壓縮彈簧的初始位移，可以改變凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的阻尼力矩的大小。10.2 阻尼限速器的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：10.2.1 新型下運(yùn)帶式輸送機(jī)阻尼限速器基本解決了下運(yùn)帶式輸送機(jī)運(yùn)行過程中的

37、皮帶自動加速問題，使下運(yùn)帶式輸送機(jī)的制動問題更容易解決，明顯提高了下運(yùn)帶式輸送機(jī)工作的安全性。10.2.2 新型下運(yùn)帶式輸送機(jī)阻尼限速器采用了四個凸輪錯位安裝的方式，對阻尼滾筒產(chǎn)生的阻尼力矩的波動性較小，并且可以根據(jù)現(xiàn)場下運(yùn)帶式輸送機(jī)的實(shí)際工作情況，對阻尼限速器產(chǎn)生的最大阻尼力矩進(jìn)行一定范圍的調(diào)節(jié)。 10.2.3 新型下運(yùn)帶式輸送機(jī)阻尼限速器采用的是機(jī)械式阻尼方式，阻尼限速器的工作原理簡單、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、精度要求低、加工裝配容易、安裝維修方便，具有很強(qiáng)的適用性。不足之處及改進(jìn)：新型下運(yùn)帶式輸送機(jī)阻尼限速器雖然具備許多優(yōu)點(diǎn)，但其適用范圍還受到一些限制，基本適用于中小運(yùn)量、中低帶

38、速和較小下傾角的場合，就目前情況來講，基本還能滿足煤炭生產(chǎn)井下現(xiàn)場下運(yùn)帶式輸送機(jī)需要，但是隨著我國煤炭生產(chǎn)的日益發(fā)展，高產(chǎn)高效礦井不斷出現(xiàn)，現(xiàn)在新型下運(yùn)帶式輸送機(jī)阻尼限速器需要在阻尼力矩的提高方面進(jìn)行新的研究和改進(jìn)，以滿足大運(yùn)量、高帶速、長運(yùn)距和較大傾角的下運(yùn)帶式輸送機(jī)的需要。11 設(shè)計(jì)小結(jié)歷時將近半年的時間，畢業(yè)設(shè)計(jì)基本完成。想想這段難忘的歲月，從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達(dá)。遇到困難，我會覺得無從下手，不知從何寫起；當(dāng)困難解決了，我會覺得豁然開朗，思路打開了；當(dāng)畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過一次次的修改后，基本成形的時候，我覺得很有成就感。畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫作是

39、一個長期的過程，需要不斷的進(jìn)行精心的修改，不斷地去整理各方面的資料，不斷的想出新的創(chuàng)意，認(rèn)真總結(jié)。歷經(jīng)了這么久的努力，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終要落下帷幕。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫作的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的感動和收獲。 在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。在設(shè)計(jì)箱體時，我并沒有考慮鑄造方法，設(shè)計(jì)完成后，才發(fā)現(xiàn)無法鑄造，只得重新計(jì)算。這就是我們平時只注重理論，不考慮實(shí)際的結(jié)果。這樣做出來的只能是空中樓閣，無法實(shí)際應(yīng)用。還有的問題比如，設(shè)計(jì)完小零件后裝配時尺寸有偏差，合不到一塊，這是考慮不夠完善，不注重整體的結(jié)果。通過這次畢