25吨凿井绞车设计计算书.docx
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1、前言JZ系列绞车主要根据凿井绞车标准设计的。在设计计算中,我们参考国内最新资料主要是化学工业出版社第四版机械设计手册。本计算书是按部件序号编写,自成一书,可供制造、使用和改造凿井绞车时参考。由于水平有限并且为了使凿井绞车系列产品的质量不断提高,望指出缺点与不妥之处。目录一、绞车设计方案及基本参数1二、运动参数计算5(一)、电动机的选择计算5(二)、传动比的分配7三、卷筒装置设计计算10(一)、卷筒设计计算10(二)、开式齿轮设计计算12(三).主轴设计与校核计算:13四、减速器设计计算20(一)、变速齿轮设计及校核计算20(二)球面蜗杆付设计选用26五、中间轴设计计算及校核28六、安全制动器计
2、算32七、十字滑块联轴器的选择计算34八、轴承选择计算35一、绞车设计方案及基本参数(一)、凿井绞车外形图图一(二)、凿井绞车传动系统图图二(三)、绞车的基本参数41.电动机 2.联轴器 3.工作制动器 4.减速机 5.浮动联轴器6.中间轴装置 7.主轴装置 8.安全制动器 9.底座 10.防逆转装置图一 JZ-25/1300B型凿井绞车外形图1.电动机 2.工作制动器 3.弹性联轴器 4.减速机5.浮动联轴器 6.中间轴装置 7.主轴装置 8.安全制动器图二 JZ-25/1300B型凿井绞车传动系统图JZ-25/1300B凿井绞车的基本参数参 数数值单位钢丝绳最大静张力250KN卷筒容绳量1
3、300m第一层钢丝绳速度快速0.075m/s慢速0.038m/s卷筒规格直径1000mm宽度1500mm钢丝绳直径40mm钢丝绳缠绕层数9电动机型号YR280M-8功率55KW转数725r/min电压380V绞车质量15726Kg外型尺寸391236232500mm二、运动参数计算(一)、电动机的选择计算1、电动机类型的选择选择电动机类型必须适应机械负载特征、运行状态、工作环境的要求,凿井绞车工作平稳、无冲击、启动不频繁、对电机机无调速要求、但其工作环境恶劣、粉尘多、灰水飞溅,因此选用具有高效、节能、启动力矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠的需带负荷启动,故可选Y系列绕线式电动机。绞车一般是半
4、露天工作环境,防护等级选IP23。2、功率及转速确定电机功率由下确定: 式中 F主钢丝绳最大静拉力N V卷筒上第一层钢丝绳速度m/s 传动效率 D、d分别为卷筒直径、钢丝绳直径 mm f为钢丝绳缠绕层数查自GB/T15112-2007凿井绞车滚珠轴承效率:滚柱轴承效率:弹性联轴器效率:十字滑块联轴器效率:变速齿轮效率:开式齿轮效率:蜗杆副效率:将各式代入上式因此,考虑到绞车工作的安全要求及电机的型号规格,我们选YZR280M-8电机,功率55KW转速725r/min。电机的裕度: 裕度足够。(二)、传动比的分配合理地分配传动比是绞车设计中的一个主要问题,它将直接影响到传动系统和减速器的外廓尺寸
5、、重量、润滑等很多方面。下面具体说明分配原则及具体计算:(1)开式齿轮传动比:由于卷筒和缠绕钢丝绳尺寸已定,大齿轮及制动轮尺寸基本确定,提高开式齿轮传动比,只有尽量减小小齿轮尺寸。(2)减速器传动比:总传动比计算得出,当确定后也就确定了。而减速器传动比又由变速齿轮传动比和蜗杆付传动比组成,即其中由涡轮承载能力确定,随之确定具体计算如下:电机转速:卷筒转速: (快速)理论总传动比理论值(1) (2)开式齿轮传动比i1 开式齿轮参数 (3)减速机传动比i2实际选取:(1)蜗杆付传动比 (2)变速齿轮传动比快速 慢速 故 (3)实际传动比传动误差:(计算法)快速: 慢速: 说明:根据以往实际使用和检
6、测情况,当全负荷运行时,由于钢丝绳拉紧而使缠绕半径要小于计算值。电压波动低于额定电压时,绳速的测试速度均低于计算值,故将设计速度略加提高。慢速为辅助速度,由于速度过慢,略加提高但实测值不会超出标准规定的。三、卷筒装置设计计算(一)、卷筒设计计算1、卷筒容绳量检验根据GB/T15112-94凿井绞车标准要求25吨绞车卷筒直径为1050mm,钢丝绳直径52mm验证所示卷筒能否容下1300m钢丝绳。计算式如下选取缠绳系数=1.05缠绕层数10这时容量 其中:B为卷筒宽度1500mmD卷筒直径 1050mmd钢丝绳直径 d=52mm将以上数据代入上式缠绕8层时的最大外径最外层距最大外圆距离结论:卷筒可
7、缠下1300m钢丝绳并且卷筒外沿单边有130mm距离。2、卷筒强度计算当时,按下式计算A卷筒层数有关的参数Smax钢丝绳最大拉力 Np钢丝绳节距 mm卷筒壁厚 mmyp许用压力 Mpa钢 屈服张度选取 代入公式故卷筒强度合格(二)、开式齿轮设计计算此级齿轮按弯曲强度确定齿轮模数按下式计算系数 直齿轮取K载荷系数 载荷平稳取小齿轮的扭矩 大齿轮的扭矩为137750Nm小齿轮的扭矩为复合齿形系数 齿形系数 应力修正系数 齿宽系数 取小齿轮齿数 许用齿根应力 齿轮材料的弯曲疲劳强度的基本值45#钢调质取将以上数值代入上式根据使用安全重要性应准许将上值增大20% ,圆整后选取选取开式齿轮模数20(三)
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