【摘要】：調(diào)度絞車主要用于煤礦井下的開拓掘進(jìn)、上下山運(yùn)輸以及井地車場(chǎng)中間巷道調(diào)度編組礦車,可供礦山地面、冶金礦場(chǎng)或者建筑工地進(jìn)行地面調(diào)度或其他輔助運(yùn)輸搬運(yùn)工作。調(diào)度絞車性能的好壞直接關(guān)系到煤礦井下生產(chǎn)的安全性和可靠性,特別是在井下空間不足、環(huán)境惡劣等工況中,設(shè)計(jì)出輕便、可靠、安全的調(diào)度絞車具有十分重要的意義。本文針對(duì)當(dāng)前調(diào)度絞車存在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝不便以及制動(dòng)裝置可靠性低、制動(dòng)不靈敏等問(wèn)題,研究了一種由一級(jí)定軸輪系加一級(jí)行星輪系組成的復(fù)合輪系作為傳動(dòng)系統(tǒng)和由人力盤式制動(dòng)裝置作為制動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)度絞車。首先,以JD-1型調(diào)度絞車為對(duì)象,從執(zhí)行系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等三部分,對(duì)其主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和校核;并對(duì)調(diào)度絞車結(jié)構(gòu)中的輔助構(gòu)件進(jìn)行了選型和設(shè)計(jì)。其次,利用SolidWorks軟件建立了調(diào)度絞車的三維裝配模型,并運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析,得到了傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入、輸出角速度曲線和齒輪嚙合力時(shí)域圖,將仿真值與理論值進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明誤差較小;同時(shí)對(duì)行星輪系進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。再次,針對(duì)卷筒受載較大的情況,采用有限元方法對(duì)其進(jìn)行了靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)靜力學(xué)分析得到了卷筒的應(yīng)力和總變形云圖,對(duì)比理論值可知,卷筒強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求;對(duì)卷筒進(jìn)行模態(tài)分析,得到了其固有頻率和振型,并通過(guò)改進(jìn)卷筒結(jié)構(gòu),消除了卷筒與外部激勵(lì)的共振現(xiàn)象;采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)了卷筒的輕量化。最后,利用AMESim軟件對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析,得到了制動(dòng)力和需液量隨時(shí)間變化的曲線以及制動(dòng)力和操作桿力關(guān)系曲線,通過(guò)與理論值對(duì)比表明,制動(dòng)系統(tǒng)是可行的;利用ABAQUS軟件對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行了熱分析,得到了制動(dòng)器的溫度云圖和節(jié)點(diǎn)溫度變化曲線,所得結(jié)果均符合實(shí)際工作情況。本文通過(guò)對(duì)調(diào)度絞車的設(shè)計(jì)、校核以及仿真分析,形成了一套較為完整的設(shè)計(jì)方法,依據(jù)此方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)調(diào)度絞車的優(yōu)化設(shè)計(jì),從而提高設(shè)備的使用性能,對(duì)于調(diào)度絞車今后的研究和發(fā)展具有一定的參考價(jià)值。
【圖文】：

１－底座；２－右支架；３－調(diào)整螺栓；４－制動(dòng)臂；５－制動(dòng)塊；６－拉桿；逡逑７－操作把；８－連桿；９－制動(dòng)爪；１０－斜齒板；１卜拐臂；１２－左支架逡逑圖１－３塊式制動(dòng)裝置逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｂｌｏｃｋ邋ｂｒａｋｉｎｇ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑１．２國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀逡逑由于生產(chǎn)習(xí)慣、使用條件以及其他因素的不同，不同國(guó)家的調(diào)度絞車都具逡逑有各自的特點(diǎn)。英國(guó)調(diào)度絞車的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、操作裝逡逑置等都布置在卷筒內(nèi)部，整體結(jié)構(gòu)較為緊湊。美國(guó)絞車的電動(dòng)機(jī)常采用埋裝式，逡逑這樣能減少軸向尺寸，從而降低成本。德國(guó)絞車底座多用型鋼焊接，電動(dòng)機(jī)軸逡逑線與卷筒軸線采用對(duì)正放置，，多使用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源。逡逑目前文獻(xiàn)中，對(duì)礦用調(diào)度絞車的研究主要集中在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)、齒逡逑輪動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的仿真與分析、制動(dòng)裝置以及自動(dòng)排繩裝置的設(shè)計(jì)改進(jìn)等方逡逑２逡逑

（ａ）兩級(jí)行星輪系邐（ｂ）兩級(jí)內(nèi)嚙合加一級(jí)行星輪系逡逑圖１－２典型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｔｙｐｉｃａｌ邋ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑ｊ逡逑＾邐ｍｌ邋Ａ－逡逑yUｉ逡逑１－底座；２－右支架；３－調(diào)整螺栓；４－制動(dòng)臂；５－制動(dòng)塊；６－拉桿；逡逑７－操作把；８－連桿；９－制動(dòng)爪；１０－斜齒板；１卜拐臂；１２－左支架逡逑圖１－３塊式制動(dòng)裝置逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｂｌｏｃｋ邋ｂｒａｋｉｎｇ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑１．２國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀逡逑由于生產(chǎn)習(xí)慣、使用條件以及其他因素的不同，不同國(guó)家的調(diào)度絞車都具逡逑有各自的特點(diǎn)。英國(guó)調(diào)度絞車的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、操作裝逡逑置等都布置在卷筒內(nèi)部，整體結(jié)構(gòu)較為緊湊。美國(guó)絞車的電動(dòng)機(jī)常采用埋裝式，逡逑這樣能減少軸向尺寸，從而降低成本。德國(guó)絞車底座多用型鋼焊接，電動(dòng)機(jī)軸逡逑線與卷筒軸線采用對(duì)正放置，多使用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源。逡逑目前文獻(xiàn)中，對(duì)礦用調(diào)度絞車的研究主要集中在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)、齒逡逑輪動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的仿真與分析、制動(dòng)裝置以及自動(dòng)排繩裝置的設(shè)計(jì)改進(jìn)等方逡逑２逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD52

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本文編號(hào)：2597916