机械毕业设计88400KN液压绞车设计说明书

本科毕业设计任务书题目：绞车液压系统结构设计与仿真学生姓名届学院机械工程学院专业机械电子工程指导教师职称下达任务日期2013年10月30日天津理工大学教务处制一、毕业设计内容及要求要求：系统有较好的速度稳定性，绞车滚筒采用变量马达。

空载下降速度40m/s，滚筒采用液压制动，制动器松闸时的压力约为2MPa。

满载上升速度20 m/s。

提升架自重12KN，提升重30KN。

滚筒直径建议在0.4~0.5m之间，钢丝绳直径建议在18~22mm之间。

设计内容：1 拟定液压系统原理图。

2 液压站装配图（0号图一张，含cad）。

3 油箱零件图（0号图一张，含cad）。

4基于FluidSim的液压系统回路仿真图及电气控制原理图。

5毕业实习报告。

6参考文献不少于15篇。

7撰写毕业设计说明书，要求叙述清楚，符合论文撰写规范，不少于2万字。

8提交光盘一张，包括毕业设计所涉及的所有内容及图纸。

参考文献[1] 张利平. 液压站设计与使用.海洋出版社，2004[2] 雷天觉. 新编液压工作手册[M]. 北京：北京理工大学出版社2002[3] 张利平. 液压传动系统及设计. 化学工业出版社，2005[4] 成大先. 机械设计手册.单行本. 液压传动. 化学工业出版社，2004[5] 吴宗泽. 机械设计师手册. 机械工业出版社，2006[6] 杨培元. 简明液压系统设计手册. 机械工业出版社，2012[7] 张利平.现代液压技术应用220例. 化学工业出版社，2009[8] 杨征瑞，花克勤，徐轶. 电液比例与伺服控制.冶金工业出版社，2009[9] 张利平. 液压传动设计指南. 化学工业出版社，2009[10] 左健民. 液压与气压传动（第4版）.机械工业出版社，2008[11] 张利平. 液压与气动技术.化学工业出版社，2007[12] 黄志坚等，液压设备故障诊断与检测实用技术. 机械工业出版社，2008[13] 刘军营等，液压传动系统设计与应用实例解析. 机械工业出版社，2011[14] 周士昌，液压系统设计图集，机械工业出版社，2005[15] 期刊文献[16] Fluidsim仿真资料二、毕业设计进度计划及检查情况记录表序号起止日期计划完成内容实际完成内容检查日期检查人签名1 2013.10.30~2014.3.3熟悉内容、查资料、准备开题2 2014.3.4~2014.3.22毕业实习、完成实习报告3 2014.3.25~2014.4.10搜集资料、调研确定设计方案拟定系统原理图4 2014.4.11~2014.5.25完成液压站装配图、油箱零件图、系统仿真5 2014.5.26~2014.6.9撰写毕业设计说明书6 2014.6.10~2014.6.14准备答辩注：（1）表中“实际完成内容”、“检查人签名”栏目要求用笔填写，其余各项均要求打印。

液压绞车（带监控系统、各类保护及专用启动柜）技术规范书一、技术参数及要求1、滚筒数量：1个2、滚筒直径×滚筒宽度：2000 mm×1500 mm3、滚筒容绳量（φ26mm、间隙2 mm）：第一层336m，第二层680m，第三层1031m。

5、提升高度：250米6、最大提升速度：3.0m/s7、最大静张力：60KN8、钢丝绳直径：26mm9、现场电压：1140V二、供货范围：1、主轴装置1套（包括NJM-12.5型液压马达2台）；2、液压站1套（主电机1台，功率为220KW，ZBS-H915F主油泵1台）；3、牌坊式深度指示器1套；4、盘形制动器2套；5、液压系统油管及附件1套；6、PLC电控系统1套；7、QJZ-315真空磁力启动器1台；8、QJZ-80启动器1台；9、塑衬1套；10、TD1400/740游动天轮1套；11、随机配件、专用工具各1套；三、液压绞车的结构和功能液压绞车设计应能随启动、运行、减速和制动时出现的工作应力，及起动和减速时出现的动应力。

1、滚筒结构滚筒采用剖分式焊接结构，应经消除内应力处理，塑衬绳槽为右旋。

制动闸盘的制动面与制动器的闸瓦的设计和加工必须保证在设计最大负载范围内超过15%下放运行，短时间内最少连续两次安全制动而不导致闸瓦的损坏或对下一次制动效果产生不良影响。

制动闸盘为剖分结构，在生产厂家精加工处理完毕。

2、制动装置及制动系统采用盘形制动器，制动装置为6对液压盘式制动器，根据需要可分别实现工作制动和安全制动，制动时的制动力矩均不得小于实际最大静力矩的三倍，制动器各部件的机械强度应有足够的安全系数，在各种情况下均能安全可靠地工作。

为了安全可靠运行，制动系统应设计和制造成反应迅速、高度灵敏、最小磨损、制动力分布均匀，可调性大，以及如下要求：-----制动闸盘的表面粗糙度≤3.2Km，-----闸盘偏摆度<0.5mm，-----闸瓦的摩擦系数应满足JB/T3721-1999相关条款的规定，-----制动空行程不得超过0.3s，-----闸瓦与制动盘接触时，不产生弹性偏摆。

液压绞车毕业设计液压绞车毕业设计近年来，随着工业技术的不断发展，液压绞车作为一种重要的起重设备，被广泛应用于各个行业。

液压绞车具有结构简单、操作方便、起重能力大等特点，因此在工地、码头、仓库等场所得到了广泛使用。

本文将探讨液压绞车的设计原理、应用领域以及未来发展趋势。

首先，我们来了解液压绞车的设计原理。

液压绞车采用液压油作为动力源，通过液压泵将液压油压力转换为机械能，驱动绞车起重。

液压绞车的主要部件包括液压泵、液压缸、液压阀等。

液压泵通过吸入和排出液压油来实现液压系统的工作。

液压缸则将液压能转换为机械能，推动绞车起重。

液压阀则用于控制液压系统的流量和压力，实现绞车的升降和停止。

通过这些部件的协同工作，液压绞车能够实现高效、稳定的起重作业。

液压绞车的应用领域非常广泛。

首先，液压绞车在建筑工地中起到了重要的作用。

它可以用于吊装建筑材料，如钢筋、混凝土等。

其高起重能力和稳定性使得它成为建筑工地上不可或缺的设备。

其次，液压绞车也被广泛应用于码头和仓库。

在码头上，液压绞车可以用于装卸货物，提高工作效率。

在仓库中，液压绞车可以用于堆垛货物，节省空间。

此外，液压绞车还可以用于汽车维修、舞台搭建等领域，发挥着重要的作用。

随着科技的不断进步，液压绞车的发展也呈现出一些新的趋势。

首先，液压绞车的自动化程度将进一步提高。

目前，液压绞车主要依靠人工操作，但是随着自动化技术的发展，液压绞车将能够实现更多的自动化功能，如自动定位、自动升降等。

其次，液压绞车的智能化水平也将不断提高。

通过搭载传感器和控制系统，液压绞车可以实现远程监控和智能控制，提高工作效率和安全性。

此外，液压绞车的节能环保特性也将得到更多的关注。

未来，液压绞车将会更加注重能源的利用效率，减少能源的消耗，降低对环境的影响。

综上所述，液压绞车作为一种重要的起重设备，具有广泛的应用前景。

通过了解液压绞车的设计原理和应用领域，我们可以看到其在建筑工地、码头、仓库等场所的重要作用。

摘要慢速绞车通常指的是回柱绞车，回柱绞车是一种典型的矿山辅助搬运设备。

该型绞车主要应用于回柱放顶之用，同时也可用于上山、下山、平巷等综采工作面设备的搬迁，比如液压支架、溜槽等。

此外，拉紧皮带机机头、运料、调度车辆等工作都可以用这种绞车来完成。

在港口、码头、建筑工地、工厂企业，这种绞车也可以发挥作用。

本次设计的绞车主要采用齿轮-蜗杆传动系统传动，包括圆柱斜齿轮传动和蜗轮蜗杆传动。

在设计过程中采用两个减速箱，即圆柱斜齿轮传动减速箱和蜗轮蜗杆传动减速箱，特别是蜗轮蜗杆传动箱采用了圆弧蜗轮蜗杆，它承载能力大，传动效率高，被广泛用于冶金、矿山、化工、建筑、起重等机械等机械设备中。

该绞车结构紧凑，外形尺寸小；结构为近似布置，外形美观，成长条形，底座呈雪橇状，实现了可移动性，运转平稳，安全可靠，操作方便。

关键词：慢速绞车;回柱绞车;圆弧蜗轮蜗杆;可移动ABSTRACTThe low-speed winch usually refers to prop drawing winch.Prop drawing winch is a typical auxiliary machinery of handling device for Mining.This kind of winch mainly being applied in the Prop drawing and roof caving .At the same time it can be used for the transport to the downhill mining area section mining，Uphill pillar recovery，driftway and fully -mechanized mining face .Such as the hydraulic power support and chute.In addition,it also using for take up，transport material and dispatch vehicle. This kind of winch also play the a important role in port，in terminal，in building site and in factory corporation .This winch design is mainly taking the cylinder worm gearing and gearing,including the slant gear transmission and the cylinder worm gearing transmission.In the design process it use two reduction gearbox,that is he cylinder worm gearing reduction gearbox and the slant gear reduction gearbox.Especially it take the arc cylinder worm gearing transmission.The arc cylinder worm gearing have some features ,such as high load-capacity and high transmission efficiency .And it be widely applied for the device In port,in terminal,in building site and in factory corporation .It has compact structure and smalloutline dimensions to this king of winch .It has a binary approximate structure and a beautiful and dignified appearance.The product appearance is ski and has movbility. It has the characteristics of ,light weight, high efficiency, low energy, run steadily and low noise.Keywords：Low-speed winch; Prop drawing winch; Cylinder worm gearing; Movable目录1 绪论 (6)1.1 引言 (6)1.2 概述 (6)1.2.1 绞车布置方式 (6)1.2.2回柱绞车结构的分析 (6)1.3 国内外绞车的发展 (7)1.4 圆弧蜗杆齿轮传动绞车的技术特点......... 错误！未定义书签。

摘要绞车是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备（见起重机械），又称卷扬机。

绞车能够单独利用，也可作为起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而普遍应用。

绞车又名卷扬机。

矿用提升绞车通用性高、结构紧凑、体积小、重量轻、起重大、利用转移方便，矿用提升绞车被普遍应用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料起落或平拖，还可作现代化电控自动作业线的配套设备。

矿用提升绞车有手动和电动两类。

手动绞车的手柄回转的传动机构上装有停止器(棘轮和棘爪)，可使重物维持在需要的位置。

装配或提升重物用的手动绞车还应设置平安手柄和制动器。

手动绞车一样用在起重量小、设施条件较差或无电源的地址。

电动绞车普遍用于工作繁重和所需牵引力较大的场所。

单卷筒电动绞车（图）的电动机经减速器带动卷筒，电动机与减速器输入轴之间装有制动器。

为适应提升、牵引和回转等作业的需要，还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。

例：安装在直升机上的救援设备，要紧功用是将人或物吊起、放下，自有动力，可操纵，直升机在维持高度悬停时，通过绞车手的操纵可收放钢索将人或物吊起放下。

JT系列提升绞车可供煤矿、金属矿、非金属矿在倾斜巷道作起落物料和人员之用，也可作为小型竖井的提升设备。

据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型(支轮为铸造，滚筒为焊接)和焊接型。

机械传动系统包括减速器和联轴器,矿井提升机主轴的转数由于受提升速度的限制，一样在l0一60转／|分之间，而用作拖动的电动机的转数，一样在480一960转／分之间。

如此，除采纳低速直流电动机拖动外，一样情形下不能将主轴与电动机直接联接，中间必需通过减速器。

因此减速器的作用是减速印传递动力。

联轴器由半联轴器、柱销等零件组成。

由于柱销具有缓冲和减震作用，因此具有传动平稳、噪音小、平安靠得住、易于保护等优势。

主轴与减速器输出轴的连接采纳齿式联轴器。

润滑系统是一切机械系统中很重要的一个环节。

一、整体方案设计1.1产品的名称、用途及主要设计参数本次设计的产品名称是3吨调度绞车，调度绞车是一种小型绞车，通过緾绕在滚筒上的钢丝绳牵引车辆在轨道上运行，属于有极绳运输绞车。

调度绞车适用于煤矿井下或地面装载站调度编组矿车，在中间巷道中拖运矿车，亦可在其它地方作辅助运输工具。

主要设计参数为： 牵引力 T ≈30 kN 绳速 v ≈1.2 m/s 容绳 H ≈500 m1.2整体设计方案的确定该型绞车采用两级内啮合传动和一级行星轮传动。

Z1/Z2和Z3/Z4为两级内啮合传动，Z5、Z6、Z7组成行星传动机构。

在电动机轴头上安装着加长套的齿轮Z1，通过内齿轮Z2、齿轮Z3和内齿轮Z4，把运动传到齿轮Z5上，齿轮Z5是行星轮系的中央轮（或称太阳轮），再带动两个行星齿轮Z6和大内齿轮Z7。

行星齿轮自由地装在2根与带动固定连接的轴上，大内齿轮Z7齿圈外部装有工作闸，用于控制绞车滚筒运转。

若将大内齿轮Z7上的工作闸闸住，而将滚筒上的制动闸松开，此时电动机转动由两级内啮轮传动到齿轮Z5、Z6和Z7。

但由于Z7已被闸住，不能转动，所以齿轮Z6只能一方面绕自己的轴线自转，同时还要绕齿轮Z5的轴线（滚筒中心线）公转。

从而带动与其相连的带动转动，此时Z6的运行方式很类似太阳系中的行星（如地球）的运动方式，齿轮Z6又称行星齿轮，其传动方式称为行星传动。

A12 34 5 67B反之，若将大内齿轮Z7上的工作闸松开，而将滚筒上的制动闸闸住，因Z6与滚筒直接相连，只作自转，没有公转，从Z1到Z7的传动系统变为定轴轮系，齿轮Z7做空转。

倒替松开（或闸住）工作闸或制动闸，即可使调度绞车在不停电动机的情况下实现运行和停车。

当需要作反向提升时，必须重新按动启动按钮，使电机反向运转。

为了调节起升和下放速度或停止，两刹车装置可交替刹紧和松开。

1.3 设计方案的改进为了达到良好的均载效果，在设计的均载机构中采取无多余约束的浮动，既在行星轮中安装一个球面调心轴承。

液压绞车设计摘要起重设备中最重要的设备为绞车，而其机械运动是其机构运转的必要条件，绞车的驱动方式有许多种，而此次设计为液压驱动绞车，其机械运动是原动机提供动力带动液压泵，后在执行构件中注入工作液，将机构运作，在执行机构中注入工作液，控制其注入流量的大小来控制机构运转速度。

至今液压绞车在生活中广泛应用。

此次设计详细的分析液压绞车的工作原理，结合实际情况分析绞车的工作环境与特点，进行详细的对比分析后，设计了完整的液压绞车机构，设计并选择了构成机构的各个零部件。

此次液压绞车的设计，其主要机构为液压马达，在轴上布置平衡阀、离合器、制动器、卷筒等零部件，在外侧布置机架等。

其机械构造具有许多优点，其内部构造紧凑，外部体积小，其机器重量轻，在工作过程中安全性能好，稳定性高，工作过程中产生噪音小，启动时获取的扭矩大，工作安全可靠，其机构在升降过程中运转平稳，当绞车在离合器的作用下，可以实现可控的加速减速下降，此应用在生活中较为普遍。

本文设计了一个结构简单、使用方便、适合于多种起重情况的液压绞车，提升时扭矩大、可提升物体重量重、方便易操作等，具有一定实际应用价值。

关键词起重设备；液压驱动；液压马达；无极调速Hydraulic winch designAbstractThe most important heavy equipment for the winch, and the mechanical movement is a necessary condition of its institutions, there are many kinds of drive winch, and the design for the hydraulic winch, the mechanical movement is the original motive power to drive the hydraulic pump, after injection into the component in the implementation of the work, the mechanism of operation up into the working fluid in the actuator, control the injection rate to control the size of the operation speed. Hydraulic winches have been widely used in our lives so far.The working principle of the design and analysis of hydraulic winch in detail, combined with the actual situation of the work environment and the characteristics of the winch, analyzed in detail, the design of the hydraulic winch mechanism complete, design and selection of various parts of a mechanism. The hydraulic winch design, the main body for the hydraulic motor, in the axis of balancing valve, clutch, brake, drum and other parts, in the outer layout of the rack, etc.. The mechanical structure has many advantages, its internal structure is compact, the external volume is small, the weight is light, in the working process of good safety performance, high stability, low noise generated in the work process, the startup torque, safe and reliable work, the machine runs smoothly in the lifting process, when the winch in the clutch under the effect of acceleration can be controlled down, this is commonly used in life.In this paper, a hydraulic winch with simple structure, easy to use and suitable for various lifting conditions is designed. It has high torque, heavy weight, convenient operation and so on. It has some practical application value.Keywords Lifting equipment,Hydraulic drive,Hydraulic motor,Stepless speed regulation目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I第1章绪论 (1)1.1 课题研究背景及研究的优点 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究课题的优点 (1)1.2 液压绞车国内外研究近况分析 (2)1.2.1 国外研究现状 (2)1.2.2 国内研究现状 (2)1.3 研究的主要内容和方法 (3)1.4 液压传动系统概念 (3)1.4.1 传动类型及液压传动的定义 (3)1.4.2 液压系统的组成部分 (4)1.4.3 液压系统的类型 (4)1.4.4 液压技术的特点 (4)1.5 绞车的简介 (5)1.6 拟定绞车液压系统图 (6)第2章卷扬机构的方案设计 (7)2.1 常见卷扬机构结构方案及分析 (7)2.1.1 非液压式卷扬机构方案的对比 (7)2.1.2 设计减速器输出轴与卷筒轴连接方法 (9)2.1.3 液压卷扬机构的分类 (9)2.2 本设计所采用的方案 (12)2.3 卷扬机构方案设计时注意的事项 (12)2.4 本章小结 (13)第3章设计卷扬机卷筒和选取钢丝绳 (14)3.1 卷扬机卷筒的设计 (14)3.1.1 卷扬机卷筒组的分类、特点 (14)3.1.2 卷筒设计计算 (14)3.2 钢丝绳的选择 (17)3.3 本章小结 (18)第4章液压马达和平衡阀的选择 (19)4.1 液压马达的选用与验算 (19)4.1.1 液压马达的分类及特点 (19)4.1.2 液压马达的选用 (19)4.1.3 马达的验算 (19)4.2 平衡阀的计算与选用 (21)4.2.1 平衡阀的功能简介 (21)4.3 平衡阀的选用 (22)4.4 本章小结 (23)第5章绞车关键零部件设计 (24)5.1 制动器的设计与选用 (24)5.1.1 制动器的设计计算 (24)5.1.2 制动盘的设计选用 (24)5.1.3 制动盘有效摩擦直径计算 (25)5.1.4 全盘式制动器设计计算 (25)5.2 离合器的设计与选用 (26)5.2.1 圆盘离合器的详细参数计算 (27)5.2.2 圆盘摩擦片的主要尺寸关系 (27)5.2.3 摩擦式离合器的摩擦转矩 (29)5.2.4 圆盘摩擦式离合器压力的计算 (30)5.3 轴的设计 (30)5.3.1 轴的工作能力计算 (30)5.3.2 轴的结构设计 (33)5.3.3 计算轴的各段直径和长度 (34)5.4 本章小结 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录A (38)附录B (44)第1章绪论1.1课题研究背景及研究的优点1.1.1研究背景绞车是起重设备中的重要构成设备，起重设备则是机器传输中必备的，驱动绞车的方法有三种，即液压、内燃机、电动机驱动。

绞车设计说明书2018年一、编制依据1、《煤矿安全规程》（2016版）；2、《煤矿安全生产标准化基本要求及评分办法(试行)》（2017版）；3、《煤矿矿井机电设备完好标准》；4、《煤矿用运输绞车检验规范》（AQ1030-2007）。

二、绞车最大提升能力计算（一）、绞车提升轨道斜巷技术数据最大坡度：α= 坡长：L= m（二）、拟选绞车技术数据绞车型号：绞车最大牵引力：F1= kN配用钢丝绳直径d= mm每m钢丝绳的重量P= ㎏/m钢丝绳破断拉力总和：F破= kN提升方式：提物（三）、绞车最大许用提升力计算由钢丝绳安全系数计算根据《煤矿安全规程》要求，只用于提升物料的钢丝绳安全系数必须大于6.5，由此可得钢丝绳的许用拉力F2满足F2= F破/6.5= kN故由上述两部分计算可得使用绞车最大许用提升力F满足F≤F1，F≤F2取F= kN（四）、计算绳端最大载荷和最大拉车数1)绞车提升时最大运行阻力发生在重车开始上提时，罐车受力分析图如下F=Wg (sinα±f1cosα) + P Lg（sinα±f2cosα）得W=[F/g- P L（sinα±f2cosα）]/ (sinα±f1cosα)= t（上提）/ (下回)其中上提取﹢，下回取-W---绳端最大载荷，即提升最大吨位，包括矿车、叉子车、或盘车的自重和货重F---绞车许用最大提升力。

α---为斜巷最大坡度α=g---重力加速度，取10m/s2 。

f1—为车轮与轨道之间的摩擦系数，u1=0.015；f2——为钢丝绳与地辊之间的摩擦系数，一般u2=0.2；P =每米钢丝绳的重量，P= ㎏/m。

L—为钢丝绳提升长度，取L= m。

2)绞车最大拉车数计算由上述计算得出W和下表计算填写表格最大拉车数三、绞车安装验收标准1、绞车使用单位要检查绞车的完好情况和设备编号、生产许可证、产品合格证、防爆合格证、矿用产品安全标志证，任一项不合格均不得使用。

大功率绞车液压泵站及系统设计2013年6月目录1概述2技术设计3技术特性4工作原理5结构特征6使用和操作7故障分析与排除8 维护与保养1概述液压动力装置用于驱动绞车实现正转和反转，从而达到收放钢缆进行试验的目的。

绞车液压动力装置主要由主泵组、冲洗泵组、阀组、油箱组件、液压马达组等构成。

2技术设计2.1绞车负载扭矩要求2.1.1主绞车：2.1.2副绞车：2.2绞车转速要求2.2.1主绞车：钢缆最高速度为3m/s。

钢缆的卷绕直径为：0.8m则主绞车卷筒最高转速为：71.7(r p m)2.2.2副绞车：钢缆最高速度为7m/s。

钢缆的卷绕直径为：1.25m则主绞车卷筒最高转速为：107.0(r p m)2.3液压动力装置设计计算2.3.1液压动力装置构成根据绞车技术要求，设计基于开式回路的液压传动及控制系统。

由于是大功率传动，需充分考虑节能，调速方式采用容积调速与节流调速相结合；并按钢丝绳收回和放出两个阶段，泵源压力进行高低压切换。

两台绞车均采用大扭矩马达直接带动卷筒的方式。

阀组由控制阀组、单向溢流阀组、2个换向阀组及压力阀组构成。

控制阀组由3个电磁换向阀6和溢流阀4（用作安全阀）组成，用于控制2个液压马达壳体冲洗的选择及2个液压马达制动器。

单向溢流阀组由2个单向阀10和2个溢流阀12组成，以防止液压马达的吸空及过载。

2个换向阀组C F 1由插装式电液换向阀11、插装式液控单向阀9、插装式比例节流阀9组成，用于主绞车和副绞车的换向控制及放缆时的回油节流控制。

油箱组件由油箱、吸油过滤器1、吸油过滤器21、吸油过滤器23、冷却器5、冷却器20、空气滤清器31等组成，用于储油和冷却等。

液压马达组由2个液压马达、2个制动器和2个编码器等组成，用于驱动卷筒、制动及测速等。

2.3.2 液压马达扭矩计算系统采用定量液压马达, C A 140排量为8800c m 3/r , C A 100排量为6200c m 3/r ,最高允许工作压力可达35M P a 。