優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)：鞍鋼礦山鋼絲繩推車機(jī)設(shè)計(jì)研究

1、1 緒 論礦山軌道運(yùn)輸中，除機(jī)車、礦車等主要設(shè)備外，在卸載站、裝車站、罐籠井井口等處的運(yùn)輸作業(yè)中，還使用了許多輔助設(shè)備，如推車機(jī)、爬車機(jī)、阻車器、限速器、翻車機(jī)（器）等等。這些輔助設(shè)備主要用來完成礦車的短距離運(yùn)行、行車控制及卸載任務(wù)。輔助機(jī)械的使用，大大提高了運(yùn)輸效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。推車機(jī)則以其特有的特點(diǎn)而被礦山企業(yè)廣泛的應(yīng)用。1.1推車機(jī)的概述 推車機(jī)的用途在使用礦車的運(yùn)輸作業(yè)中，為了完成礦車的裝載、提升和卸載等工序，常常需要在較短距離內(nèi)使用推車機(jī)來移動(dòng)礦車的位置。根據(jù)不同的工作條件，推車機(jī)可以分為多種類型。 推車機(jī)的類型按其作業(yè)地點(diǎn)推車機(jī)可以分為三類：安設(shè)在裝載站的推車機(jī)；安設(shè)在翻

2、車機(jī)前的推車機(jī)；安設(shè)在罐籠前重車進(jìn)罐側(cè)的推車機(jī)。按其結(jié)構(gòu)推車機(jī)可分為有牽引機(jī)構(gòu)和無牽引機(jī)構(gòu)兩大類。有牽引機(jī)構(gòu)的推車機(jī)由驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)鋼絲繩或鏈條牽引推爪小車推動(dòng)礦車；無牽引結(jié)構(gòu)的推車機(jī)則借氣缸、活塞桿推爪推動(dòng)礦車。按所用能源的不同，又分為電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等三種推車機(jī)。此外，根據(jù)推車機(jī)和礦車的相對(duì)位置不同，又可分為上行式和下行式，目前多數(shù)礦山采用下行式。 推車機(jī)的結(jié)構(gòu)下面以鋼絲繩推車機(jī)為例，對(duì)推車機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。鋼絲繩推車機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，主要由拉緊裝置1、推爪小車2、導(dǎo)軌3、繩輪4、驅(qū)動(dòng)裝置5及牽引鋼絲繩6等幾部分組成。拉緊裝置：拉緊裝置的作用在于使?fàn)恳摻z繩具有一定的初張力，以防

3、止鋼絲繩松弛。但初張力不能太大，否則將增加傳動(dòng)系統(tǒng)的總阻力。推爪小車：它是推車機(jī)的工作部件，它可以沿導(dǎo)軌做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其上裝有推爪，用以推動(dòng)礦車。繩輪：繩輪也稱滑輪或?qū)蚧?，用于牽引鋼絲繩的轉(zhuǎn)向。滑輪通常安裝在固定的心軸上，滑輪與心軸之間裝有滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。1.拉緊裝置 2.推爪小車 3.導(dǎo)軌 4.頭部繩輪 5.驅(qū)動(dòng)裝置 6.牽引鋼絲繩圖1.1 鋼絲繩推車機(jī)結(jié)構(gòu)圖驅(qū)動(dòng)裝置：鋼絲繩推車機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部分、驅(qū)動(dòng)輪等幾部分組成。傳動(dòng)部分有皮帶傳動(dòng)、普通圓柱齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)等多種形式。牽引鋼絲繩：牽引鋼絲繩用于牽引推爪小車做往返運(yùn)動(dòng)。所用的牽引鋼絲繩應(yīng)具有較好的撓曲

4、性和耐磨性，一般選擇同向捻（順捻）的普通鋼絲繩。同向捻鋼絲繩較柔軟、表面光滑、使用壽命長(zhǎng)。鋼絲繩推車機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和維護(hù)比較方便。正確的選擇導(dǎo)向輪及卷筒直徑，能適當(dāng)延長(zhǎng)鋼絲繩壽命。因此，鋼絲繩推車機(jī)得到了比較廣泛的應(yīng)用。1.2國(guó)內(nèi)外對(duì)推車機(jī)的研究目前，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及考慮到對(duì)能源的節(jié)省利用、對(duì)生產(chǎn)成本的降低等因素的影響，國(guó)內(nèi)外大部分的礦山公司也正不斷的對(duì)推車機(jī)的技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。使其結(jié)構(gòu)更加合理，安裝更加方便，費(fèi)用更加低廉。近幾年來，各國(guó)政府對(duì)礦山和煤炭的開采給予了高度的重視和基金的資助。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)推車機(jī)所進(jìn)行的研究?jī)H限于對(duì)傳統(tǒng)的行進(jìn)機(jī)構(gòu)的改造，而只有少數(shù)的企業(yè)對(duì)推車

5、機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行根本的改造。廣西東南金礦在對(duì)國(guó)內(nèi)外推車機(jī)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，將原有推車機(jī)改制成一種簡(jiǎn)單的推車機(jī)，即把聯(lián)軸器、主軸、軸承和固定于基礎(chǔ)的軸承座上等部件革掉，而把卷筒直接固定在減速器出端軸上。經(jīng)過計(jì)算比較，改裝后的推車機(jī)的減速器出端軸頭所受的懸臂力矩僅是改制前空壓機(jī)曲軸的18.95%，使這個(gè)推車機(jī)的卷筒直接固定在減速器出端軸上。減速器出端軸上固定方法如圖1.2所示。自改制開始使用這種推車機(jī)，至今已經(jīng)完成了十萬多次的推車任務(wù)。實(shí)踐證明，這種推車機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、部件少、安裝容易、便于維修、費(fèi)用可大大降低。這次的改進(jìn)是對(duì)推車機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的一次較完善的改進(jìn)。1.推車機(jī)卷筒 2.螺絲 3.法蘭 4

6、.軸套 5.鍵 6.減速器出端軸頭 7.電焊圖1.2 減速器出端軸上固定方法然而，國(guó)外對(duì)推車機(jī)的改造重點(diǎn)是減少人力，提高效率。將原有的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)改制成液壓驅(qū)動(dòng)，并且不斷的對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。瑞典馬爾姆貝爾蓋特鐵礦公司基于氣動(dòng)或電動(dòng)圓環(huán)鏈?zhǔn)酵栖嚈C(jī)不能滿足各種工況的需求，機(jī)械化、自動(dòng)化程度低，因此，公司設(shè)計(jì)了一種新型的用鏈輪直接驅(qū)動(dòng)的液控推車機(jī)。改進(jìn)后的液壓系統(tǒng)如圖1.3所示。此1.粗濾器 2、15、20.溢流閥 3.油泵 4.壓力繼電器 5.精濾器 6、9、10.旁通閥 7、13、16、17.單向閥 8.先導(dǎo)式溢流閥 11、12換向閥 14.可調(diào)節(jié)流閥 18.馬達(dá) 19.鏈輪圖1.3 改進(jìn)后的液壓

7、系統(tǒng)圖系統(tǒng)由主回路、換向及調(diào)速回路、卸荷及保護(hù)回路等組成。主回路具有良好的散熱效果且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。換向及調(diào)速回路可實(shí)現(xiàn)推爪的前進(jìn)、后退和停止，避免了推爪與礦車之間產(chǎn)生較大的碰撞沖擊。卸荷及保護(hù)回路則可以保證電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作及系統(tǒng)超壓時(shí)起到高壓保護(hù)作用。1.3課題的背景及意義在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中礦山企業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。它的發(fā)展直接關(guān)系到冶金企業(yè)的發(fā)展。因此，近幾年來，礦山企業(yè)的發(fā)展一直是我國(guó)較關(guān)注的事情之一。自19世紀(jì)50年代起，特別是20世紀(jì)50年代之后，礦冶工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)今，礦冶行業(yè)日益加劇的全球化競(jìng)爭(zhēng)和兼并，促使了市場(chǎng)對(duì)礦山機(jī)械的性

8、能要求越來越高。因此，從礦山的開采生產(chǎn)流程的總體高度上考慮如何提高生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)時(shí)間、提高礦的產(chǎn)量和質(zhì)量成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。推車機(jī)是用來將礦井中的礦車推進(jìn)或推出罐籠的一種礦山機(jī)械輔助設(shè)備，它的突出優(yōu)點(diǎn)是：可大幅度的降低勞動(dòng)強(qiáng)度；提高人為作業(yè)的工作環(huán)境；可簡(jiǎn)化從開采到運(yùn)輸?shù)囊幌盗泄ば?；?jié)省能源消耗；節(jié)約人力；降低勞動(dòng)成本等。礦用推車機(jī)將給礦山業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。基于推車機(jī)的上述優(yōu)點(diǎn)，目前各大礦山企業(yè)及科研單位院校對(duì)推車機(jī)這一輔助設(shè)備也進(jìn)行了深入的研究和開發(fā)。近年來，鞍鋼礦山設(shè)計(jì)研究院機(jī)械室的工程設(shè)計(jì)人員及高級(jí)工程師開始與實(shí)踐相結(jié)合，通過理論分析、計(jì)算和研究，不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使所設(shè)

9、計(jì)的推車機(jī)結(jié)構(gòu)更加合理、工作更加高效。同時(shí)，他們也在推車機(jī)的改進(jìn)方面取得了一定的成就。自從1992年對(duì)弓長(zhǎng)嶺鐵礦廠推車機(jī)的設(shè)計(jì)到2005年對(duì)其進(jìn)行的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，鞍鋼礦山設(shè)計(jì)研究院已經(jīng)積累了大量的理論、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。其改進(jìn)主要是針對(duì)近幾年來隨著鐵礦石的不斷開采而導(dǎo)致井深下降的問題而進(jìn)行的。為了使推車機(jī)能更好的適應(yīng)深井作業(yè)，對(duì)其動(dòng)力裝置進(jìn)行了改進(jìn)。由原來的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)改為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。改造后的推車機(jī)適應(yīng)性更強(qiáng)，安全性更高，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。雖然現(xiàn)在我國(guó)礦山機(jī)械的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟，礦山運(yùn)輸機(jī)械也較以前有了較大的提高。但是與先進(jìn)水平相比，我國(guó)的技術(shù)改造能力和創(chuàng)新能力都存在著較大的差距。目前

10、，重點(diǎn)應(yīng)該是把從國(guó)外進(jìn)口的礦山設(shè)備進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化，并對(duì)其性能壽命和可靠度等方面在技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的提高。并在新的形勢(shì)下為提高我國(guó)礦山機(jī)械的發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。1.4本文主要研究工作本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題研究的目的是基于鞍鋼礦山設(shè)計(jì)研究院對(duì)弓長(zhǎng)嶺鐵礦廠的鋼絲繩推車機(jī)設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)上，通過對(duì)結(jié)構(gòu)和性能的分析進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)一步的對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使其更加適應(yīng)弓長(zhǎng)嶺鐵礦廠的井下作業(yè)，從而提高工作效率。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容包括如下，其設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖如圖1.4所示；1.對(duì)鋼絲繩推車機(jī)傳動(dòng)方案的擬訂并進(jìn)行優(yōu)化選擇。通過對(duì)各種方案的比較選擇一個(gè)最佳的傳動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.對(duì)所設(shè)計(jì)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)選擇，并對(duì)其進(jìn)行校

11、核，確定所選擇的電動(dòng)機(jī)能滿足特定的工況。3.對(duì)鋼絲繩推車機(jī)的零、部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。并對(duì)其中的重要零、部件進(jìn)行校核計(jì)算。確保鋼絲繩推車機(jī)在工作中安全、可靠。4.對(duì)所設(shè)計(jì)的鋼絲繩推車機(jī)進(jìn)行環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的分析。確保所設(shè)計(jì)的設(shè)備對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較少的污染危害，以較少的投入得到較大的收益。圖1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖2 總體方案設(shè)計(jì)與選擇2.1鋼絲繩推車機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)與選擇鋼絲繩推車機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置一般由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部分及摩擦輪等幾部分組成。傳動(dòng)部分可以采用采用皮帶傳動(dòng)或是標(biāo)準(zhǔn)減速器傳動(dòng)。采用皮帶傳動(dòng)裝置便于制造，并且成本十分的低廉，但是如果機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比過大時(shí)，則容易造成其外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，占地面積較大

12、。因此較少被采用。使用標(biāo)準(zhǔn)的減速器可以采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)或是齒輪傳動(dòng)的減速器。但是由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)的減速器傳動(dòng)效率低，除受地位限制外，一般較少采用。而齒輪傳動(dòng)的減速器則具有體積小，占地面積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，速比大，傳動(dòng)效率高及布置緊湊等特點(diǎn)而被廣泛的采用。傳動(dòng)方案：本設(shè)計(jì)綜合各種傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)，針對(duì)其設(shè)計(jì)實(shí)際出發(fā)，決定采用二級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)方案。第一級(jí)傳動(dòng)采用皮帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)采用齒輪減速器傳動(dòng)，這樣即降低了傳動(dòng)裝置的制造、生產(chǎn)成本，又使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)布置緊湊且能有效地提高傳動(dòng)效率。其方案圖如圖2.1所示1.電動(dòng)機(jī) 2.皮帶輪 3.標(biāo)準(zhǔn)減速器 4.聯(lián)軸器 5.卷筒圖2.1 總體方案圖摩擦輪的選擇

13、：在選擇摩擦輪時(shí)，采用卷筒式是比較常用的型式。在推車機(jī)中，一般采用圓柱形卷筒，卷筒的表面有光面的和螺旋槽兩種，光面卷筒的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，鋼絲繩按螺旋形緊密排列在卷筒表面上，由于鋼絲繩和卷筒之間的比壓力較大，且相鄰繩圈在工作時(shí)有摩擦，使鋼絲繩表面的鋼絲磨損加快，以致降低了鋼絲繩的使用壽命。因此，選用表面帶有螺旋槽的比較好。在有螺旋槽的卷筒上，由于繩槽的螺距大于鋼絲繩直徑，保證繩圈之間具有一定的間隙，工作時(shí)不致彼此摩擦，從而提高了鋼絲繩的使用壽命。在對(duì)上述的各種方案進(jìn)行綜合后，得出驅(qū)動(dòng)方案結(jié)論：2.2 張緊裝置、鋼絲繩及導(dǎo)向滑輪的設(shè)計(jì)與選擇張緊裝置的選擇：鋼絲繩推車機(jī)的張緊裝置經(jīng)常使用重錘式張緊和絲

14、杠式張緊兩種形式。由于重錘式張緊裝置可以保證鋼絲繩中張力的穩(wěn)定。能自動(dòng)調(diào)節(jié)張力的變化而被廣泛的使用。但是考慮到本次設(shè)計(jì)的設(shè)備要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便的要求，因而考慮一種使用更為簡(jiǎn)單的在鋼絲繩端部連接絲杠，直接旋動(dòng)螺母來達(dá)到張緊目的的張緊裝置。該裝置的操作、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且維護(hù)方便。鋼絲繩的選擇：在鋼絲繩推車機(jī)中使用的鋼絲繩，應(yīng)該具有較好的撓曲性和耐磨性。按照鋼絲繩推車機(jī)的工作特點(diǎn)應(yīng)該選擇順捻結(jié)構(gòu)，6股，每股19絲的普通鋼絲繩。滑輪的選擇:滑輪一般可采用鑄鐵或鑄鋼制成?；喌某叽缫话闶歉鶕?jù)鋼絲繩的直徑來確定，滑輪繩槽的截面形狀和尺寸對(duì)滑輪工作的可靠性和鋼絲繩使用壽命有很大的影響。因此，繩槽半徑應(yīng)稍大

15、于鋼絲繩的半徑，以免鋼絲繩在繩槽中卡住。繩槽部分的具體尺寸可參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)來進(jìn)行選取。3鋼絲繩推車機(jī)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的選擇3.1罐籠前鋼絲繩推車機(jī)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析計(jì)算在設(shè)計(jì)和計(jì)算罐籠用鋼絲繩推車機(jī)時(shí)，每一工作循環(huán)的時(shí)間通常為1015秒，礦車的平均運(yùn)行速度約為1米/秒左右。一般來說，礦車向罐籠運(yùn)行時(shí)可分為四個(gè)階段。第一階段：重車加速運(yùn)行階段；第二階段：撞到空車前，重車的等速運(yùn)行階段；第三階段：重車和空車混合加速運(yùn)行階段；第四階段：重車和空車等速運(yùn)行階段。礦車以減速度通過最后一段路程，并因罐內(nèi)阻車器的阻擋，停在罐內(nèi)阻車器前，這一段路程所耗時(shí)間很少，且礦車與推車機(jī)間已脫離作用，故可略去不記

16、。礦車運(yùn)行至搖臺(tái)傾斜臺(tái)面時(shí)的阻力，作用在第二階段第一部分，第三階段全部及第四階段開始運(yùn)行過程中。 已知數(shù)據(jù)：鋼絲繩推車機(jī)推2 m的礦車進(jìn)入罐籠，礦車的自重=1.35 t，礦車的最大載重量=5 t，搖臺(tái)的最大坡度i=0.1。罐籠內(nèi)和井口阻車器前的兩礦車之間的距離8 m，礦車長(zhǎng)度L=3 m。鋼絲繩推車機(jī)的工作推力F=29.8 kN，礦車的運(yùn)行速度v=0.59 m/s。依次對(duì)鋼絲繩推車機(jī)四個(gè)階段的運(yùn)行阻力、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行距離進(jìn)行計(jì)算。1.第一階段：礦車運(yùn)行阻力： （3.1）式中：礦車自身重量，=，單位為N；礦車最大載重量，單位為N；啟動(dòng)阻力系數(shù)，；運(yùn)行阻力系數(shù)，由文獻(xiàn)4，20中表2-3，=0.004

17、5。則， =420.1 N加速度： （3.2）式中：F鋼絲繩推車機(jī)的工作推力，單位為N。則， =4.63 m/s加速運(yùn)行時(shí)間：式中：v礦車的運(yùn)行速度，單位為m/s。0.13 s加速運(yùn)行距離：0.038 m第二階段：運(yùn)行阻力： （3.3）式中：i搖臺(tái)的最大坡度。則，6503.04 N運(yùn)行距離為：7.962m則所需時(shí)間為：13.04 s設(shè)兩車相撞時(shí)動(dòng)能的恢復(fù)系數(shù)為k，則可用下式求得空車、重車相撞后的速度的近似值： （3.4）則推導(dǎo)出： （3.4a）由于設(shè)計(jì)時(shí)采用的是半剛性或剛性緩性緩沖器，故恢復(fù)系數(shù)k一般取0.20.4，取k=0.3。則，0.293 m/s第三階段：礦車運(yùn)行阻力： = =339.5

18、7+6223 =6562.57 N礦車加速度：3.018 m/s加速運(yùn)行時(shí)間：0.098 s加速運(yùn)行距離為：0.043 m第四階段：礦車運(yùn)行阻力： = =339.57+6223 =6562.57 N礦車運(yùn)行距離：2.957 m則運(yùn)行時(shí)間：5.01 s鋼絲繩推車機(jī)一個(gè)循環(huán)總時(shí)間為： =0.13+13.04+0.098+5.01=18.47 s3.2電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算電動(dòng)機(jī)的選擇鋼絲繩推車機(jī)通常具有較小的推車力，電動(dòng)機(jī)的功率比較小，因此可按照工作循環(huán)中的最大推力來選擇電動(dòng)機(jī)，即采用第三階段的工作阻力進(jìn)行計(jì)算。29801.17 N則電動(dòng)機(jī)的靜功率：20.69 kW式中：-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總效率，取=0.85

19、（注：一般規(guī)定在初選電機(jī)時(shí)取=0.800.85，因，卷筒效率=0.960.98，ZQ型減速器效率=0.94，故取=0.85比較合適）。電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率：21.72 kW式中：系數(shù)，由文獻(xiàn)5，89中表2-2查得，對(duì)于中級(jí)工作的鋼絲繩推車機(jī)，取=1.05。由文獻(xiàn)6，1597中表32-29知，選用電機(jī)型號(hào)YZ225M-8，其額定功率22 kW,轉(zhuǎn)速712 r/min。電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件校核電動(dòng)機(jī)的平均工作時(shí)間：18.74 s電動(dòng)機(jī)的平均啟動(dòng)時(shí)間：根據(jù)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)查得：=4=40.8209.8=32.14 N/m初選聯(lián)軸器型號(hào)HL6，則聯(lián)軸器的152.88 N/m。電動(dòng)機(jī)的平均啟動(dòng)力矩?。?95.08 Nm

20、則， 472.13 Nm332 mm式中：主動(dòng)卷筒的直徑,單位為mm；d鋼絲繩的直徑，單位為mm?？偟膫鲃?dòng)比：主動(dòng)軸上的靜力矩：292.45 Nm則啟動(dòng)時(shí)間：3.26 s則， 按照等效功率法求得：當(dāng)FC%=40%時(shí)，所需的等效功率：15.52 kW式中：工作類型系數(shù)，由文獻(xiàn)5，117中表2-4知，當(dāng)工作為中級(jí)時(shí)，=0.75系數(shù)，根據(jù)的值由文獻(xiàn)5，117中圖2-3得=1.0。由以上的計(jì)算數(shù)據(jù)可知，初選的電動(dòng)機(jī)能滿足發(fā)熱條件，即電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱計(jì)算通過，故選擇的電動(dòng)機(jī)合格。4鋼絲繩、滑輪、卷筒等零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1鋼絲繩及其繩夾、套環(huán)的選擇鋼絲繩的選擇已知：鋼絲繩推車機(jī)的工作推力F=29.8 kN,

21、試設(shè)計(jì)鋼絲繩的直徑。鋼絲繩所受的最大拉力,即推車機(jī)的工作推力F:則 =F=29.8 kN由文獻(xiàn)7，31-5中表31.1-3得工作級(jí)別為M5類型,安全系數(shù)n=5。按照鋼絲繩推車機(jī)的工作特點(diǎn)，鋼絲繩應(yīng)該具有較好的撓曲性和耐磨性，鋼絲繩選用619型鋼絲繩，其破斷拉力換算系數(shù)=0.85。鋼絲繩的計(jì)算鋼絲繩破斷拉力總和F：F=175294.12 N由文獻(xiàn)7，31-8中表31.1-6，選擇鋼絲繩619工程抗拉強(qiáng)度為1700 MPa，鋼絲繩直徑d=17mm,其鋼絲破斷拉力總和為F=184000 N。FF故鋼絲繩選用合格。標(biāo)記如下：鋼絲繩 619-17-1700-I-甲鍍-右同 GB1102-74結(jié)構(gòu)型式為6

22、19工程抗拉強(qiáng)度為1700 MPa，I號(hào)甲組鍍鋅鋼絲繩制成直徑17 mm，右同向捻接觸鋼絲繩。鋼絲繩繩夾的及套環(huán)的選擇根據(jù)鋼絲繩的公稱直徑d=17mm，由文獻(xiàn)7，31-8中表31.1-15可知鋼絲繩夾尺寸選用繩夾 18KT GB5976-86。由文獻(xiàn)7，31-20中表31.1-17可知鋼絲繩用普通套環(huán)選用套環(huán) 18 GB5974.1-86。4.2滑輪主要尺寸的選取設(shè)計(jì)滑輪許用最小直徑： D=340 mm式中：h系數(shù)，由文獻(xiàn)8，8-64中表8-1-54查得，h=20。由文獻(xiàn)8，8-73中表8-1-65選用標(biāo)準(zhǔn)滑輪直徑D=355 mm。由鋼絲繩的直徑d= mm，由文獻(xiàn)8，8-74中表8-1-66選

23、滑輪槽半徑R=10.0 mm，繩槽表面粗糙度為1級(jí)，Ra=6.3 m，其繩槽斷面標(biāo)記如下：繩槽斷面 10-1JB/T 9005.1-99再由文獻(xiàn)8，8-77中表8-1-67b，選用滑輪型式D型（帶滾動(dòng)軸承，無內(nèi)軸套）初選滑輪軸承6209，經(jīng)查得滑輪軸的直徑D=45 mm。故選用的滑輪標(biāo)記如下：滑輪 D 17355-45 JB/T9005.3其詳細(xì)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見圖紙BS-JINXIN-6-1。4.3卷筒的基本尺寸確定及校核卷筒的基本尺寸選取設(shè)計(jì)計(jì)算卷筒的名義直徑：=306 mm式中：系數(shù)，由文獻(xiàn)8，8-62中表8-1-54查得，取=18。由文獻(xiàn)8，8-65中表8-1-58選用卷筒直徑D=315 m

24、m，再由文獻(xiàn)8，8-65中表8-1-59選用繩槽半徑R=10.0 mm。為了避免鋼絲繩脫槽和亂繞，應(yīng)采用深槽卷筒，槽距P=24 mm。繩槽表面粗糙度為2級(jí)Ra =12.5 m。卷筒槽形標(biāo)記如下：深槽形 1024-2 JB/T9006.1-1999鋼絲繩的工作長(zhǎng)度S=7000 mm，由于鋼絲繩的工作長(zhǎng)度過長(zhǎng)，因此決定采用兩個(gè)卷筒。同理，根據(jù)卷筒的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)另一個(gè)卷筒的直徑為250mm。設(shè)計(jì)時(shí)，兩個(gè)卷筒的中心距a=530 mm。則鋼絲繩繞在兩個(gè)卷筒一周的長(zhǎng)度：1947.05 mm則繞在卷筒上面的鋼絲繩的工作圈數(shù)：3.60（圈）取Z=4 圈。卷筒的長(zhǎng)度：卷筒的長(zhǎng)度是繩端固定部分所占的長(zhǎng)度和兩端的邊

25、緣長(zhǎng)度之和。L=360 mm式中：附加安全圈數(shù)，取附加安全圈數(shù)在23.5之間，取=2。卷筒壁厚：=0.02D+（610）=0.02315+（610）=12.316.3 mm取15 mm。卷筒壁的壓應(yīng)力及穩(wěn)定性校核1.卷筒壁的壓應(yīng)力校核：在卷筒壁中，由均布在卷筒表面的鋼絲繩壓力所產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力如圖4.1：圖4.1 鋼絲繩壓力對(duì)卷筒表面產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力圖類似厚壁筒情況，故可以按照計(jì)算厚壁筒應(yīng)力的拉密公式進(jìn)行計(jì)算。此時(shí)，外表面有壓力，內(nèi)表面沒有壓力，其最大壓縮壓力將發(fā)生在內(nèi)壁，即。一般卷筒壁厚與直徑D的比值很小。所以近似認(rèn)為，即將上式改寫成：=82.78 MPa對(duì)于ZG270-500鑄鋼材料，其屈服強(qiáng)

26、度由文獻(xiàn)9，3-21中表3.1-23得270 Mpa。則許用壓應(yīng)力，=180 MPa。，故卷筒的強(qiáng)度足夠。由于卷筒的長(zhǎng)度L3D，其不受由彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，故不需要對(duì)卷筒進(jìn)行拉應(yīng)力的校核。2.卷筒的穩(wěn)定性校核：失去穩(wěn)定時(shí)的臨界壓力： （4.1）式中：卷筒繩槽底半徑，單位為mm。則，45.35 MPa卷筒壁單位壓力：7.88 MPa穩(wěn)定系數(shù)：1.31.5 卷筒的穩(wěn)定性也滿足穩(wěn)定條件，故設(shè)計(jì)的卷筒合格。5傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知：鋼絲繩推車機(jī)驅(qū)動(dòng)部分主動(dòng)卷筒的直徑=0.315m，試設(shè)計(jì)鋼絲繩推車機(jī)的傳動(dòng)部分，第一級(jí)采用V帶傳動(dòng)，第二級(jí)采用減速器傳動(dòng)。根據(jù)3.2節(jié)的計(jì)算得知：電動(dòng)

27、機(jī)的型號(hào)為：YZ225M-8，其額定功率=22 kW, 轉(zhuǎn)速=712r/min，一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間10h總傳動(dòng)比的計(jì)算及傳動(dòng)比的分配鋼絲繩推車機(jī)主動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速：35.77 r/min式中：主動(dòng)卷筒的直徑，單位為mm。總傳動(dòng)比：總傳動(dòng)比的分配：根據(jù)V帶傳動(dòng)和減速器傳動(dòng)的傳動(dòng)比的分配原則，即保證傳動(dòng)穩(wěn)定，有保證傳動(dòng)的安全性，初取皮帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比=1.26，則減速器的傳動(dòng)比：皮帶及皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算確定計(jì)算功率：31.68 kW選取V帶帶型：根據(jù)31.68 kW ，712 r/min，由文獻(xiàn)9，154中圖8-8確定選擇帶型為C型。確定帶輪基準(zhǔn)直徑：由文獻(xiàn)10，145中表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑315

28、mm，根據(jù)，得從動(dòng)帶輪基準(zhǔn)直徑：396.9 mm由文獻(xiàn)10，153中表8-7，取400 mm。由文獻(xiàn)9，147中式（8-15）驗(yàn)算帶的速度11.74 m/s對(duì)于普通V帶=30 m/s;取25 m/s。帶的速度合適。確定普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距：根據(jù) 則， 500.51430初步確定中心距1050 mm。由文獻(xiàn)10，154中式（8-21）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：3224.27 mm由文獻(xiàn)10，142中表8-2，選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=3225 mm由文獻(xiàn)10，154中式（8-21）計(jì)算實(shí)際中心距1050.08mm取 =1050 mm。驗(yàn)算主動(dòng)帶輪上的包角：主動(dòng)輪上的包角合適。計(jì)算普通V帶的根數(shù)：

29、由文獻(xiàn)10，154中式（8-22）知由712 r/min，315 mm，由文獻(xiàn)10，150中表8-5c和表8-5d得：8.32 kW 0.40 kW由文獻(xiàn)10，154中表8-8得查表8-2得，則（根）取z=3根10根，可以保證帶傳動(dòng)的平穩(wěn)性。計(jì)算預(yù)緊力：由文獻(xiàn)10，155中式（8-23）知由文獻(xiàn)10，145中表8-4得0.3 kg/m,故555.72 N計(jì)算作用在軸上的壓軸力：由文獻(xiàn)10，155中式（8-24）得：4442.10 N帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：基本參數(shù)的確定：由文獻(xiàn)10，157中表8-10，查得槽間距e=25.5 mm,第一槽對(duì)稱面至端面的距離f=17 mm,基準(zhǔn)線上槽深4.8 mm。則帶

30、輪寬：110.5 mm帶輪外徑：409.6 mm初選帶輪上的軸孔直徑d=50 mm則，100 mm已知帶輪轉(zhuǎn)速： 565.08 r/min輪輻數(shù)： 傳遞的功率：20.69 kW式中：電動(dòng)機(jī)的靜功率，單位為kW。則，27.93 mm11.17 mm帶輪的其余尺寸見文獻(xiàn)10，157中表8-10。5.2選擇標(biāo)準(zhǔn)減速器減速器的輸入軸轉(zhuǎn)速：減速器的輸入軸轉(zhuǎn)速與大皮帶輪的轉(zhuǎn)速相同，即：565.08 r/min減速器的輸出軸轉(zhuǎn)速：35.78 r/min減速器的傳動(dòng)比：由文獻(xiàn)11，235中附表13選擇ZQ-500-VI-2Z型減速器，當(dāng)在中級(jí)工作類型時(shí)，許用功率P=24.5 kW,15.75 r/min,輸入

31、軸直徑50 mm，輸出軸直徑80 mm，軸端長(zhǎng)85 mm。減速器的理論輸出轉(zhuǎn)速：35.88 r/min誤差：減速器的誤差在允許的誤差范圍內(nèi)，故選用的減速器合適。6推爪小車部分的零件設(shè)計(jì)計(jì)算6.1銷軸的設(shè)計(jì)計(jì)算銷軸的受力情況如圖6.1所示。設(shè)計(jì)時(shí)，鋼絲繩的推力作用點(diǎn)到推爪軸的距離202mm，銷軸到推爪軸的水平距離195 mm，銷軸支持點(diǎn)到銷軸中點(diǎn)的距離a=50.5mm。圖6.1 銷軸受力圖銷軸所的受力： （6.1）式中：F鋼絲繩推車機(jī)的推力，單位為N；鋼絲繩的推力作用點(diǎn)到推爪軸的距離，單位為mm；t銷軸到推爪軸的水平距離；單位為mm。則，30869.74 N銷軸的兩端支力為：15434.87 N

32、銷軸的兩端支撐受力情況如圖6.2所示。銷軸的彎曲力矩為：式中：a銷軸支持點(diǎn)到銷軸中點(diǎn)的距離，單位為mm。圖 6.2 銷軸的兩端支撐受力圖則，779460.94 Nmm銷軸的直徑為： （6.2）式中：因沖擊引起的動(dòng)力系數(shù)，查5，154中表2-1，取=1.2；材料的許用彎曲應(yīng)力，單位為MPa，106.25MPa 其中，由文獻(xiàn)12，352中附錄2選用材料為Q235-A鋼，得170MPa,值由文獻(xiàn)5，198中的表2-3取安全系數(shù)；則，44.49mm取銷軸的直徑d=45mm。6.2推爪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 推爪對(duì)銷軸的壓力與銷軸對(duì)推爪的支持力大小相等，則， 鋼絲繩推車機(jī)的推力與的合力R：42906.65 N推爪

33、軸的受力情況如圖6.3所示。設(shè)計(jì)時(shí)，推爪軸的兩支點(diǎn)距離101 mm，推爪的寬度70 mm。圖6.3 推爪軸的受力圖推爪軸所受的彎曲力矩： （6.3）式中：l推爪軸的兩支點(diǎn)距離，單位為mm；b推爪的寬度，單位為mm。則，707959.73Nmm推爪軸直徑：43.08mm取推爪軸的直徑d=45 mm。6.3鏈條軸的設(shè)計(jì)計(jì)算鏈條軸受力情況如圖6.4所示。設(shè)計(jì)時(shí)，兩個(gè)外鏈板內(nèi)側(cè)之間的距離80 mm，外鏈板的厚度12 mm。載荷對(duì)于圓軸的最危險(xiǎn)情況發(fā)生在通過外鏈板傳遞牽引力的瞬間，軸上的彎距： （6.4）式中：兩個(gè)外鏈板內(nèi)側(cè)之間的距離,單位為mm；外鏈板的厚度, 單位為mm。圖 6.4 鏈條軸的受力圖則

34、,387400Nmm鏈條軸的直徑：35.24 mm取鏈條軸的直徑d=40mm。對(duì)于圓軸的直徑作剪切校核： （6.5）式中:材料的剪切許用應(yīng)力，單位為MPa，65.63 MPa，其中由文獻(xiàn)12，352中附錄2選用材料為Q235-A鋼，得105MPa。則，14.23 Mpa故設(shè)計(jì)的鏈條軸合適。6.4鏈條襯套的設(shè)計(jì)計(jì)算襯套載荷的最危險(xiǎn)情形，是當(dāng)牽引力經(jīng)過內(nèi)鏈片傳遞的瞬間。假設(shè)由齒輪產(chǎn)生的壓力為均布載荷，而傳給襯套，襯套的承載寬度60 mm，內(nèi)鏈板寬度12 mm，兩個(gè)內(nèi)鏈板內(nèi)側(cè)之間的距離76 mm。彎距為： （6.6）式中：襯套的承載寬度,單位為mm；內(nèi)鏈板厚度,單位為mm；兩個(gè)內(nèi)鏈板內(nèi)側(cè)之間的距離,

35、單位為mm。則,=432100 Nmm鏈條襯套外徑： （6.7）式中：比系數(shù)，襯套內(nèi)徑與外徑的比值，設(shè)計(jì)時(shí)，取=0.81。則，44.09mm則取鏈條襯套外徑d=45mm。6.5鏈板的強(qiáng)度校核在對(duì)鏈板設(shè)計(jì)時(shí)，鏈板的寬度90 mm，鏈板的厚度12 mm，鏈板孔直徑 mm。試對(duì)鏈板進(jìn)行強(qiáng)度的校核。解 對(duì)鏈板孔兩側(cè)最薄處的強(qiáng)度校核： （6.8）式中：L鏈板的寬度，單位為mm；b鏈板的厚度,單位為mm；鏈板孔直徑,單位為mm；材料的拉伸許用應(yīng)力，單位為MPa，250 MPa，其中由文獻(xiàn)12，352中附錄2選用材料為Q235-A鋼，得400MPa。33.86 Mpa故鏈板的強(qiáng)度滿足要求。7主動(dòng)卷筒軸與滾動(dòng)

36、軸承的強(qiáng)度校核計(jì)算已知：鋼絲繩推車機(jī)輸送礦車勻速平穩(wěn)運(yùn)行，以YZ225M-8型電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，第一級(jí)采用皮帶傳動(dòng)，第二級(jí)采用減速器傳動(dòng)。減速器的輸出軸與主動(dòng)卷筒軸之間依靠聯(lián)軸器相聯(lián)接，卷筒的轉(zhuǎn)速35.78 r/min，試對(duì)主動(dòng)卷筒軸進(jìn)行校核。7.1按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度在對(duì)軸進(jìn)行校核時(shí)，主要分析主動(dòng)卷筒上所受的力。由于推車機(jī)大部分時(shí)間處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此，軸的載荷分析如圖7.1所示。設(shè)計(jì)時(shí)，=239.5 mm，=104.5 mm，=120 mm，=105 mm。 圖示中的大小為鋼絲繩推車機(jī)的推力，即=29800 N。由于推車機(jī)做勻速運(yùn)動(dòng)，則的大小等于推車機(jī)的推力減去礦車在勻速狀態(tài)下的

37、阻力=23296.96 N，與水平面的交角，與水平面的交角。鋼絲繩與卷筒之間的摩擦力忽略不計(jì)。1.求軸上的功率P和轉(zhuǎn)矩T： kW轉(zhuǎn)速： 35.78 r/min則轉(zhuǎn)矩T為：5194046.95 Nm2.求作用在主動(dòng)卷筒上的力：力在水平方向上的力：22156.73 N力在垂直方向上的力：7199.16 N力在水平方向上的力：圖 7.1 軸的載荷分析圖29744.10力在垂直方向上的力：1824.44 N3.求滾動(dòng)軸承在水平面上的支反力及彎矩：則，解得： 5651.39 N而N解得： 13238.76 N則，590570.26 Nm1390069.80 Nm4. 求滾動(dòng)軸承在垂直面上的支反力及彎矩：

38、解得： 5497.35 N而=9023.60 N解得： N則， Nm Nm5.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度：總彎矩：823888.68 Nm1438535.28 Nm軸在卷筒的左端面所承受的是彎矩與扭矩T的合成力矩，由文獻(xiàn)10,365中式（15-5）及表中的數(shù)值，當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取，軸的計(jì)算應(yīng)力：52.49 MPa軸在卷筒的右端面只受彎矩的作用，因此軸的計(jì)算應(yīng)力為：23.42 MPa前已選定軸的材料為40CrNi，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)10,355中表15-1查得 MPa，因此，故安全。7.2精確校核軸的疲勞強(qiáng)度軸的結(jié)構(gòu)圖如圖7.2所示。圖 7.2 軸的結(jié)構(gòu)圖1.判斷危險(xiǎn)斷面：截面A，

39、II，III，IV，B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸間及過度配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面A，II，III，IV，B均無須校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面V和VI處過盈配合引起的應(yīng)力集中最為嚴(yán)重；從受載的情況看，截面C上的應(yīng)力最大。截面VI的應(yīng)力集中的影響和截面V的相近，但截面VI不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必作強(qiáng)度校核。截面C上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面C也不必校核。截面VII和VIII顯然更不必校核。因此該軸只需校核截面V左右兩側(cè)即可。

40、2.截面V左側(cè)：抗彎截面系數(shù) mm抗扭截面系數(shù) 102400 mm截面V左側(cè)的彎矩M大小可近似的認(rèn)為是；M=823888.68 Nmm截面V上的扭矩T為：T=5194046.95 Nmm截面上的彎曲應(yīng)力：16.09 MPa截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：50.72 MPa軸的材料為40CrNi，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)10,355中表15-1，查得900 MPa， MPa，260 MPa。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及由文獻(xiàn)10,37中附表3-2查取。因，經(jīng)插值后可查得， 又由文獻(xiàn)10,37中附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)10,37中式（附3-4）為由文獻(xiàn)10，37中附圖3

41、-2得尺寸系數(shù)；由文獻(xiàn)10，39中附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。軸按磨削加工，由文獻(xiàn)10,40中附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為：軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按文獻(xiàn)10，2526中式（3-12）及（3-12a）得綜合系數(shù)值為:在文獻(xiàn)10，24和文獻(xiàn)10，26中查得合金鋼的特性系數(shù)=0.20.3， 取=0.2=0.10.15， 取=0.1于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按文獻(xiàn)10，中式（15-6）（15-8）則得S=1.5故可知其安全。3.截面V右側(cè)：抗彎截面系數(shù)： mm抗扭截面系數(shù)： mm截面V左側(cè)的彎矩M大小可近似的認(rèn)為是，則M=823888.68 Nmm則，13.42 MPa截面上的扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：42.2

42、9 MPa過盈處的值，由文獻(xiàn)10，40中附表3-8用插值法求出，并取，于是得軸按磨削加工，由文獻(xiàn)10，40中附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為故得綜合系數(shù)為所以軸在截面V右側(cè)的安全系數(shù)為S=1.5故該軸在截面V右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。本設(shè)計(jì)因無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核，至此軸的強(qiáng)度校核結(jié)束。4.繪制軸的工作圖，見圖紙BS-JINXIN-5-7。7.3 滾動(dòng)軸承的校核由于主動(dòng)卷筒上主要承受徑向載荷，同時(shí)承受很小的軸向載荷。根據(jù)工作條件決定選用深溝球軸承。裝軸承處的直徑為75 mm，因此初步選定深溝球軸承6315。已知數(shù)據(jù)由7.1節(jié)的計(jì)算可知，軸承1的徑向載荷5497.35

43、N，軸承2的徑向載荷3526.25 N軸承1和2所受的軸向載荷0 N，軸承的轉(zhuǎn)速 r/min，運(yùn)行時(shí)有輕微的沖擊，預(yù)期計(jì)算壽命 h，試驗(yàn)算軸承是否能達(dá)到預(yù)期計(jì)算壽命的要求。1.求比值：由文獻(xiàn)10，314中表，深溝球軸承的最小e值為0.19故此時(shí)e。2.初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P，由文獻(xiàn)10，313中式（13-8a）由文獻(xiàn)10，315中表13-6，=1.21.8，取=1.8由文獻(xiàn)10，314中表13-5，X=1，Y=0，則， N N3.驗(yàn)算軸承的基本額定動(dòng)載荷值：因?yàn)?，所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算： N由文獻(xiàn)13，142中表4.6-1得深溝球軸承6315的基本額定動(dòng)載荷 N，基本額定靜載荷 N，因此軸承

44、的動(dòng)載荷滿足強(qiáng)度條件。4.驗(yàn)算6315軸承的壽命： h h故所選用的軸承可滿足壽命要求。8鋼絲繩推車機(jī)的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性分析8.1鋼絲繩推車機(jī)的環(huán)保性的分析近年來，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，廣大民眾對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，目前各國(guó)對(duì)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)制定的要求也隨之增高，同時(shí)，為了更好的提高環(huán)境質(zhì)量各國(guó)也制定了相應(yīng)的一些法律法規(guī)。當(dāng)前，對(duì)于冶金礦山企業(yè)來說，創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型是其發(fā)展的主流。因此，在對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)當(dāng)中考慮如何降低機(jī)械設(shè)備對(duì)環(huán)境的污染是至關(guān)重要的。那么，如何對(duì)鋼絲繩推車機(jī)的環(huán)保性進(jìn)行改善呢？機(jī)械設(shè)備的環(huán)保性是指在設(shè)備在進(jìn)行作業(yè)時(shí)保護(hù)環(huán)境的性能，這里的環(huán)境是指作業(yè)人員的工作環(huán)境

45、和作業(yè)區(qū)周圍的環(huán)境。機(jī)械設(shè)備作業(yè)時(shí)污染環(huán)境的因素有噪聲、振動(dòng)及廢氣排放時(shí)的有害氣體、微粒粉塵等，故改善機(jī)械設(shè)備的環(huán)保性是一項(xiàng)跨行業(yè)、跨部門的系統(tǒng)工程，但主要可以從選用環(huán)保性好的發(fā)動(dòng)機(jī)和零部件，改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，增加后處理裝置，加強(qiáng)狀態(tài)檢測(cè)和及時(shí)維修，合理使用等各方面綜合考慮采取措施。下面簡(jiǎn)單地對(duì)所設(shè)計(jì)的鋼絲繩推車機(jī)的環(huán)保性進(jìn)行分析：1.選用環(huán)保性好的發(fā)動(dòng)機(jī)和零部件。（1）電動(dòng)機(jī)是機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)的主要污染源，因此選擇環(huán)保性好的電動(dòng)機(jī)是改善機(jī)械環(huán)保性的主要措施。此外，在電動(dòng)機(jī)上加蓋防護(hù)罩對(duì)電動(dòng)機(jī)的噪聲和振動(dòng)會(huì)有所消除。（2）選用環(huán)保性好的機(jī)械零部件。主要是指在運(yùn)行時(shí)噪聲小、振動(dòng)小的零部件。安裝

46、時(shí)確保零部件間連接緊密，避免零件的松動(dòng)，這樣可以減小機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲和振動(dòng)。零件的材料最好也要采用無污染、可回收利用的材料。2.對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)、加強(qiáng)零部件的潤(rùn)滑。合理的對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行，使其各部分更好的進(jìn)行配合，這樣對(duì)減小噪聲、振動(dòng)也具有一定的作用。潤(rùn)滑不但能控制零部件的磨損，提高機(jī)器效率，減小熱能損失，降低材料的消耗，保證機(jī)器工作的可靠性，而且在對(duì)降低噪聲的污染也能起到關(guān)鍵性的作用。3. 加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)和維修。有了環(huán)保性較好的機(jī)械設(shè)備還必須加強(qiáng)狀態(tài)檢測(cè)和維修，才能使機(jī)械設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，保證其在作業(yè)時(shí)有良好的環(huán)保性。1999年9月召開的全國(guó)第九次機(jī)械維修學(xué)術(shù)會(huì)議上有不少專家

47、學(xué)者指出，21世紀(jì)的機(jī)械維修模式應(yīng)該是綠色再制造工程，它具有節(jié)能、節(jié)材、節(jié)約資源、有利于環(huán)保等主要特點(diǎn)，可見，定期對(duì)鋼絲繩推車機(jī)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)維修是控制機(jī)械產(chǎn)生污染物的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。4.合理的對(duì)推車機(jī)進(jìn)行使用，避免其在超負(fù)荷的條件下工作。如果在超負(fù)荷的條件下工作，會(huì)引起設(shè)備的振動(dòng)和噪聲，這樣對(duì)設(shè)備的環(huán)保也有一定的消極作用。通過上述的環(huán)保性分析可以降低鋼絲繩推車機(jī)對(duì)環(huán)境的污染，大大改善工人的工作環(huán)境，對(duì)促進(jìn)環(huán)境保護(hù)起到了一定的積極作用。8.2設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性分析設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性分析主要是研究設(shè)備的投資和收益的問題。作為固定資金的主要部分的設(shè)備投資，要考慮它的投資額、投資效益、回收期、投資來源等問

48、題。企業(yè)進(jìn)行設(shè)備投資的目的，在于獲取比銀行利率更大的收益，而這是要冒企業(yè)經(jīng)營(yíng)成敗的風(fēng)險(xiǎn)。因而在對(duì)設(shè)備投資方案的評(píng)價(jià)中，還要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)性的分析，否則還不能算是一項(xiàng)完善的經(jīng)濟(jì)分析性研究，不能給決策者提供可以信服的參考意見。設(shè)備在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析的時(shí)候，首先應(yīng)該考慮的是投資前的各項(xiàng)費(fèi)用的總額，其內(nèi)容包括有：1.固定資產(chǎn)的支出項(xiàng)目：1）征地稅；2）勘測(cè)費(fèi)；3）場(chǎng)地清理費(fèi)；4）配套建筑物設(shè)備費(fèi)；5）動(dòng)力設(shè)備費(fèi)；6）設(shè)備基礎(chǔ)費(fèi)；7)機(jī)械設(shè)備購(gòu)置費(fèi)；8）安裝費(fèi)：9）設(shè)備運(yùn)輸費(fèi)；10）項(xiàng)目管理費(fèi)等。2.有關(guān)流動(dòng)資金支出項(xiàng)目：1）備品配件庫存量及其費(fèi)用；2）在制品價(jià)值；3）協(xié)作、委托應(yīng)收支的費(fèi)用。3.舊設(shè)備的殘值及

49、清理費(fèi)用。在對(duì)以上的各項(xiàng)費(fèi)用進(jìn)行預(yù)算后得出投資總額。對(duì)于所設(shè)計(jì)的鋼絲繩推車機(jī)來說，估算其投資總額為6萬元。在對(duì)投資總額進(jìn)行預(yù)算后，應(yīng)對(duì)設(shè)備的合理使用期進(jìn)行估算，在對(duì)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性分析時(shí)，不可避免地提出一個(gè)問題：一臺(tái)設(shè)備使用多長(zhǎng)年為最理想？這是經(jīng)濟(jì)性分析的一個(gè)十分關(guān)鍵的問題，它影響到設(shè)備的折舊率、改造更新、使用維護(hù)費(fèi)、費(fèi)用效益、造價(jià)、壽命周期費(fèi)用等一系列經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，也影響到設(shè)備的精度、性能、生產(chǎn)率、可靠性、修理方式及修理層次等一系列技術(shù)指標(biāo)。所以，設(shè)備壽命周期如何選擇是設(shè)備經(jīng)濟(jì)性分析的關(guān)鍵。設(shè)備合理使用期的估算在所設(shè)計(jì)的鋼絲繩推車機(jī)的總投資金額萬元，年利率為，前五年的設(shè)備維修和年度經(jīng)營(yíng)費(fèi)用為8000

50、元，以后由于設(shè)備的磨損每年遞增2000元。試根據(jù)長(zhǎng)期使用它的總費(fèi)用值確定最佳使用年限。根據(jù)年利率，計(jì)算凈現(xiàn)值系數(shù)X為：設(shè)備的總費(fèi)用：式中：n年內(nèi)的設(shè)備費(fèi)用總和，單位為：元。n設(shè)備的使用年限，單位為：年。設(shè)備的總費(fèi)用值計(jì)算列于下表8.1表8.1 鋼絲繩推車機(jī)的總費(fèi)用值nK180001.00008000680000.0909748075280000.90917273752730.1736433600380000.82646611818840.2487329248480000.75136010878940.3170277268580000.68305464933580.37912462626100000.62096209995670.43552286277120000.564567741063410.48682184498140000.5132718