英文原文中文譯文刮板輸送機減速器潤滑油傳感器檢測裝置的應(yīng)用摘要：新開發(fā)的運行傳感器是用于檢測刮板輸送機減速器中的 N320 齒輪潤滑油的污染程度。該傳感器可檢測潤滑油 NAS 的污染程度，并能及時的更換潤滑油，檢測油污染水平超過了縱橫交換標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的 L–CKC 工業(yè)封閉齒輪油。本文介紹了傳感器的設(shè)計要求，工作原理，波長，機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和測試校準(zhǔn)的選擇。在傳感器和存在的不足并提出相應(yīng)的解決方法。關(guān)鍵詞：傳感器，機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，油污染，傳感器標(biāo)定，光纖，刮板輸送機。一 引言磨損與潤滑不良是直接導(dǎo)致機械設(shè)備故障或重大損害的主要原因。殼牌公司的最新研究數(shù)據(jù)顯示，大約 35％運行故障和 38.5％的柴油機齒輪故障是由于不正確的潤滑[1，2]的結(jié)果產(chǎn)生。磨損顆粒是潤滑油污染的主要來源。目前，應(yīng)用檢測用于工業(yè)是基于早期的光譜分析方法和鐵譜分析技術(shù)對潤滑油進行的分析，并使用離線的方法，不能滿足現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的要求。因此，有必要開發(fā)一個在線油污染檢測器，可以提醒操作者采用過濾裝置，根據(jù)油污染的程度，并及時的跟換潤滑油，比規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)更高。在許多類型的油污染檢測技術(shù)，利用光學(xué)測量方法具有非接觸的優(yōu)點，實時性和在線測量接觸。二 工作原理該傳感器的原理是基于光學(xué)吸收的方法。它使用的傳動系統(tǒng)中的光學(xué)纖維，具有許多優(yōu)點，如被抗干擾，無溫度和電磁等。只有小顆粒存在的油設(shè)備是正常磨損狀態(tài)。磨損粒子大量的出現(xiàn)可能會在一很短的時間內(nèi)損害設(shè)備。因此，在線監(jiān)測可以觀測潤滑油磨損的濃度和顆粒大小并能有效地防止發(fā)生故障.自然引起的磨損顆粒在潤滑油分為三類[3,4]：粘磨損顆粒，是產(chǎn)品設(shè)備的摩擦嚴重磨損和破壞的重要標(biāo)志;非金屬磨損顆粒的結(jié)果是從燃燒失敗的密封和過濾裝置故障;環(huán)境污染物微粒，包括空氣中的各種粒子，尤其是在開放系統(tǒng)，那里的污染程度較高，通?？吹酱嬖诘奈廴疚镅趸?。這些粒子的大小介于 1 - 40μm 之間，以及 20 - 30μ m 之間對于設(shè)備有最大的影響，而低于 1μm 者沒有任何效果影響在設(shè)備 [5]中。因此傳感器應(yīng)是最敏感的的粒子介于 140μm 之間。滑油中的懸浮顆粒對潤滑油的光學(xué)性能產(chǎn)生重大影響。濁度可以用來描述透光性質(zhì)的粒子對油的影響。這一水平之間的濁度和污染程度是通過半定量測量濁度確定。圖 1 顯示了光纖傳感器的原理圖。由半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光穿過光纖和光纖準(zhǔn)直器，然后進入油池中。該探測器收集和反映光子傳輸并轉(zhuǎn)換成電壓，把固體顆粒污染的油的信息傳遞出來。圖一光纖傳感技術(shù)的原理圖三 系統(tǒng)的實現(xiàn)方案原理當(dāng)光纖通過含有污染物的油，通過光纖的一部分得到分散，其他吸收。當(dāng)一束平行單色光的強度 I0通過油時，其強度會降低到它的穿透深度，作為一個深度 L 函數(shù)，繼蘭伯特[6，7]的公式如下：（1）t0eI??這是蘭伯特法，在均勻介質(zhì)的數(shù)學(xué)表達式，τ 是吸收系數(shù)。當(dāng)媒介溶解在油中，它的吸聲系數(shù)是成正比的濃度 c：（2）ac?在一個連續(xù)溶解的濃度中，分子特征是取決于分子不斷的吸收材料分子決定的。從（1） ， （2） ，中我們可以得到以下公式：（3）acL0eI??這個公式是比爾定律數(shù)學(xué)表達式。假設(shè)這個顆粒懸浮分散在油的散射模型和均衡的粒子那就可以被看作是一個二維的不透明磁盤。所有的入射光被吸收，衰減系數(shù) τ 可寫為：（4）NKD2????消光系數(shù) K 表明,各個微粒分散的相對媒介體積是由一個函數(shù)的粒徑、不同波長和折射率的粒子乘積；N 是粒子的濃度；D 是粒子直徑；σ 是粒子所面臨截面的光。公式(3)是對顆粒大小不同的多粒子系統(tǒng)中得到：（5）????????mi iiLN120 ),(4ILn??其中 m 是粒子相對折射率對周圍介質(zhì); 是粒子的直徑 。ρ 表示粒子的iNiD比例關(guān)系，建立了重量之間的頻率 W 和粒度分布的關(guān)系表示如下：（6）i3iiND6W???由（6）到（5）可以得到在一個單一波長計算公式：（7）????????mi iK1i0 ),(CILn?從（3） ， （4） ，我們可以得到單分散粒子系統(tǒng)，當(dāng)穿透深度是固定的，其值是正比粒子數(shù)濃度，從而也得到粒子的質(zhì)量濃度，即粒子的重量是間接??????Iln0通過測量獲得的。通過這種方式，來確定油被污染的程度。四 波長選擇燈光是由某些光子能量依賴的波長。這些分子和原子構(gòu)成的物質(zhì)是在不同的運動方式分別對應(yīng)不同的能量水平。當(dāng)光在油運輸時，油分子所吸收的能量被量子化，這樣可以吸收光子激發(fā)分子的旋轉(zhuǎn)或振動方式，或電子的能量水平。光的波長傳感器應(yīng)符合下列條件：（1）敏感的固體粒子在油中。 （2）在油中光吸收率基本保持在選定的波長附近不變。 （3 ）光線穿過油時，這個能量衰變率應(yīng)該是低谷。1-20 號工業(yè)油，2-真空泵油，3-MD 1130,4-HL110,5-32 號液壓油圖 2. 油的透射特性曲線一般來說，固體顆粒的尺寸介于 5-30μm 之間的是最危險的污染物。 根據(jù)光吸收和散射理論，我們可以看到，吸收和散射光的油時，最強的粒子尺寸與光的波長約為 10。為了使選波長的光線敏感，這些污染物的波長選擇會在 0.5-5μm 波長中被選。隨著這樣波長的光，透光率曲線，得到了搭配不同類型的油樣品和使用高齒 340 記錄分光光度計，如圖 2 所示。左邊的圖板是五個波長在0.4-1μ m 之間的油樣品透過率曲線，而正確的對應(yīng)應(yīng)在 1.0-2.2μm 波長。我們從圖中可以看到，此五種油樣品的透過率曲線相同的跡象表明，這是由油的共性決定。從波長的透過率表明吸收系數(shù)是一種波長依賴的功能。因為顏色和油添加劑的類別不同，決定該曲線的出發(fā)點是從對方身上開始的。我們也可以從圖 2 中看到五個油樣品的透射率變化，波長在 0.4-0.7μm 時變化大，而波長在 0.7-0.9μm，透光率相對穩(wěn)定。 波長在 0.9 -1.0μm 之間的范圍內(nèi)透光率有明顯的波動。有兩個透光率在 1.2μm 和 1.4μm 的吸收峰，這是因為油的結(jié)構(gòu)由兩種元素組成，即碳和氫。上述分析表明，當(dāng)波長在 0.7-0.9μm 之間，透光率相對穩(wěn)定和大的，結(jié)合典型的光纖傳輸窗口，最終的測試光的波長為 850nm。五 傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計該傳感器主要用于在線監(jiān)測煤礦刮板輸送機減速器的油污染。為此，傳感器嵌入在減速的內(nèi)壁。為了防止油中的粒子顆粒長時間積累玻璃擋板，可能會導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確，因此，內(nèi)部的玻璃隔板必須定期清理。該傳感器的機械結(jié)構(gòu)如下：圖 3 傳感器的機械結(jié)構(gòu)1-纖維 2-光電探測器，3-拉澤 4-法蘭 5-芯鞘 7-密封套 8-緊固螺母 9-密封環(huán) 10-緊固螺栓 11-石英玻璃擋板 1 12-密封的圓圈在石英玻璃 13-引線腔 14 - 石英玻璃擋板 2 15 -探測器 16-下層外鞘室 17-向鞘 18-內(nèi)芯 4 19-內(nèi)芯 2 20-內(nèi)芯 3傳感器的結(jié)構(gòu)解釋：1、該傳感器是主要結(jié)構(gòu)的核心，是由內(nèi)鞘外鞘和密封組成；2、內(nèi)部的核心是由四個緊固螺栓連接部分。石英玻璃擋板組成左，右邊并把擋板安裝在油池內(nèi)部;3、外部護套是由上下兩件，外部的油可以通過在外部護套的孔流入油側(cè)量池中。通過降低外鞘和內(nèi)鞘室的密封間距就可以脫離外部的油，使內(nèi)核可以取出和石英玻璃隔板分開清洗;六 試驗標(biāo)定使用顆粒計數(shù)器校準(zhǔn)不同污染的配置，依照定律規(guī)定使用重力的方法。對應(yīng)不同程度的油和油點信號的改變是油放入油和測量傳感器的輸出信號決定。由于 N320 潤滑油是廣泛應(yīng)用于煤礦的重型減速機中，它可以用來作為搭配不同程度潤滑劑油。目前 NAS1638 潤滑油被廣泛使用。首先，可以看出從表 1 表明，油固體顆粒污染的上限是 0.5 個百分點。根據(jù)表 2，我們也可以看到，0.5 個百分點的重量百分比對應(yīng) NAS18 污染程度。共 13 種，油污染的程度與 NAS8 、NAS20 相搭配。NAS1638 污染標(biāo)準(zhǔn)完全有 14 度從 NAS00 到 NAS12 污染，相鄰的兩層次粒子濃度比為 2。所以當(dāng)污染程度高于 12，用外推法可決定它。礦山機械和設(shè)備所用的油污染的程度，遠遠超過 NAS12 甚至更大，所以我們可以只使用該方法來解決這一問題[8]。表 1. L 型縱橫交換標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)齒輪油封閉（SH/T0586）項目 互換油標(biāo)準(zhǔn)外表 不規(guī)則出現(xiàn)異常運動粘度（40°）的變化率/％+15 或 20-水分/％ 0.5機械雜質(zhì)/％≥ 0.5銅腐蝕（100°C，3h）/度≥ 3b鐵姆肯行值/否≦ 133.4表 2.重污染標(biāo)準(zhǔn)污染程度(NAS1638)12 13 14 15 16mg/1000ml 50 100 200 400 800污染程度(NAS1638)17 18 19 20mg/1000ml 1600 3200 6400 12800 12800七 油校核校準(zhǔn)油樣品及標(biāo)定法與粒子計數(shù)器搭配并得到了他們準(zhǔn)確的污染程度。但校準(zhǔn)將有以下問題：1 該原油粘度用于粒子計數(shù)器應(yīng)介于 10 和 15，而 N320 不符合本規(guī)定的粘度2、上限的油污染程度由粒子計數(shù)器是 NAS12 測試。這個是可以解決稀釋油問題的，但是這可能會導(dǎo)致嚴重的污染程度。對于問題 1，根據(jù)不同比例配置的油和油醚按，測量粘度與粘度計混合物得出結(jié)論，當(dāng)油和油醚滿足 3:1 的比例式，混合粘度符合粒子計數(shù)器的要求。對于問題 2，選擇四種 13 個原油樣品，污染程度NAS12，NAS14，NAS16，NAS18 使用粒子計數(shù)器測量油樣本，如果污染程度粒子計數(shù)器測量是用同一水平，同樣，它表明，使用粒子計數(shù)器測定油搭配的污染與模型法一致?；蛘撸瑥臏y量結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)某些規(guī)則，其他油樣的實際污染程度可以推測使用這個法則。從測量結(jié)果的 4 油樣品中，我們可以看到，污染程度由粒子計數(shù)器測量的程度與樣品法搭配的油樣比高 2。按照定律規(guī)定實際水平污染的 13 種油，因此是從 NAS10 到 NAS22。這個相應(yīng)的換油點的污染程度是 NAS20。測量油污染的搭配分別采用傳感器。在測量過程中，半導(dǎo)體激光器的光通過光纖傳輸，經(jīng)過光纖準(zhǔn)直器、油，最后到達該探測器表面。通過測量光探測器輸出的電壓，我們可以得到從 NAS10 到 NAS22 的污染程度信息，如表 3 所示：表 3 光的侵徹試驗數(shù)據(jù)NAS 污染水平 10 11 12 13 14 15 16輸出電壓（mv）402 401 401 401 401 401 400NAS 污染水平 17 18 19 20 21 22輸出電壓（mv）398 392 390 368 357 338 338從圖 4 可以看出分析的數(shù)據(jù)1、對于同一種比較干凈的油該探測器的輸出電壓值基本不變。這表明，阻斷光線的油粒子時，油污染程度低于 NAS16 可以忽略不計。2、測量上述 NAS17 油污染程度時該探測器的輸出電壓明顯下降。這表明，光線變得明顯，污染程度明顯輕阻塞。NAS20 點是不斷變化的污染油水平，所以這點是可衡量的。圖 4 不同的輸出電壓相對應(yīng)的 NAS 污染水平。一 概述1.1 轉(zhuǎn)載機的發(fā)展概況在長壁后退式采煤時，隨著工作面的推進，要求順槽內(nèi)的輸送機也能跟著移動，以免繼續(xù)維護順槽。在綜采機械化采煤工作面上，工作推進速度較快，為了不經(jīng)常移動順槽可伸縮膠帶輸送機，而采用順槽轉(zhuǎn)載機。轉(zhuǎn)載機可跟緊工作面輸送機的推移速度而移動，并把工作面輸送機運出的原煤轉(zhuǎn)運到順槽可伸縮膠帶輸送機上。橋式轉(zhuǎn)載機是一種特殊的刮板輸送機，是綜合機械化采煤工作必不可少的設(shè)備之一。機構(gòu)和刮板輸送機基本相同，只是在機頭部多了臺支撐小車、爬坡段和懸拱梁。橋式轉(zhuǎn)載機安裝在采煤工作面的下順槽中。它的作用是把工作面刮板輸送機上的煤轉(zhuǎn)運到工作面下巷的可伸縮帶式輸送機上，并將煤抬高運向膠帶輸送機，使裝煤更方便。橋式轉(zhuǎn)載機能隨工作面的推進而整體縱向移動,減少了可伸縮帶式輸送機移動次數(shù)，從而加快了綜采工作面的采煤作業(yè)速度。保證工作面采煤機連續(xù)采煤,實現(xiàn)綜采工作面的高產(chǎn)高效作業(yè)。1.2 轉(zhuǎn)載機的技術(shù)特點及趨勢過去認為，和綜合機械化采煤工作面設(shè)備配套的橋式轉(zhuǎn)載機,應(yīng)是與工作面刮板輸送機選用同樣元部件組成的短的刮板輸送機.隨著綜合機械化采煤工藝的發(fā)展及綜采設(shè)備使用經(jīng)驗的積累和豐富,目前已明確認識到,橋式轉(zhuǎn)載機的功能與工作面刮板輸送機有許多不同, 其結(jié)構(gòu)形式、運行參數(shù)及元部件選用均應(yīng)有所區(qū)別。近年來與長壁式綜采工作面設(shè)備配套的橋式轉(zhuǎn)載機有一些新的設(shè)計觀念和技術(shù)發(fā)展：⑴ 輸送能力高于工作面刮板輸送機。橋式轉(zhuǎn)載機的鏈速比較快，溜槽應(yīng)較寬，可運貨載斷面應(yīng)較大。其溜槽兩側(cè)均可安裝擋板或一側(cè)按加高擋板，其輸送能力應(yīng)高于工作面刮板輸送機，以便將工作面刮板輸送機卸下的短時高峰煤流負載及時轉(zhuǎn)運出去。一方面可避免工作面刮板輸送機底鏈帶回煤，另一方面可使工作面運出的峰谷不均的煤流逐步均勻化，以便在通過破碎機或卸入帶式輸送機時比較均衡平穩(wěn)，不致造成堆積外溢。⑵ 中雙鏈結(jié)構(gòu)，刮板加密布置。橋式轉(zhuǎn)載機較工作面刮板輸送機的長度和運距短許多，一般為 25～50cm；其機身無橫向彎曲段，故其刮板鏈條受力顯著小于工作面刮板輸送機，常選用規(guī)格與工作面刮板輸送機相同或稍小的圓環(huán)鏈及較小結(jié)構(gòu)尺寸的刮板，從而節(jié)省了鋼材、動力、也降低了機頭、機尾的高度。為提高轉(zhuǎn)運塊煤的中雙鏈或準(zhǔn)邊雙鏈布置形式。美國長避式綜采工作面運輸巷橋式轉(zhuǎn)載機鏈速大多較工作面刮板輸送機鏈速高 20%～30% ，一般為1.5～1.8m/s,最高到 1m/s。⑶ 溜槽寬度較大，機身聯(lián)接強固，橋式轉(zhuǎn)載機溜槽一般較工作面刮板輸送機溜槽寬度大。目前國內(nèi)外高產(chǎn)高效工作面運輸巷橋式轉(zhuǎn)載機溜槽寬度多在 1m左右，兩側(cè)配裝加厚側(cè)擋板，接口與溜槽接口錯開，使機身聯(lián)接強固，可承受較長坡道段和拱橋段彎矩以為破碎機的附加載荷⑷強有力的整體推移設(shè)備，高產(chǎn)高效綜采工作面卸式刮板輸送機機頭部與橋式轉(zhuǎn)載機機尾上下交聯(lián)為一體，整體推移，需要一套強有力的推移設(shè)備。一般是用工作面端頭支架的強力液壓千斤頂扒工作面刮板輸送機機頭部和橋式轉(zhuǎn)載機機發(fā)展部，同時用運輸巷中的液壓錨固支柱的千斤頂拉轉(zhuǎn)載機機身。這些動作既可以由工作面端頭支架的控制閥組集中操作，也可以分設(shè)閥組同步操作。⑸履帶自行機構(gòu)。 為了更方便靈活地推移轉(zhuǎn)載機、破碎機、和可伸縮帶式轉(zhuǎn)送機機尾，近年來美國、澳大利亞長壁綜采工作面運輸巷中已開始使用履帶自行式轉(zhuǎn)載機，將破碎機也裝在轉(zhuǎn)載機履帶上，統(tǒng)稱為破碎給煤機；可利縮帶式輸送機機尾也裝上自行履帶。利用采煤工作面液壓支架的乳化液泵站供液或單帶電動機、液壓泵供液來驅(qū)動履帶行走。國內(nèi)幾家公司的轉(zhuǎn)載機移動是直接和帶式輸送機機尾連接，直接通過兩側(cè)千斤頂伸縮移動。轉(zhuǎn)載機主要用于綜采機械化采煤工作面順槽輸送煤炭，也可以用于掘進工作面當(dāng)作掘進運輸機，還可與破碎機、端頭液壓支架相配套。在綜采機械化采煤運輸系統(tǒng)中，由于采用了橋式轉(zhuǎn)載機，不僅輸送量大，而且還會使運輸系統(tǒng)簡化，移動方便。 是 與 綜 采 工 作 面 設(shè) 備 S GZ800/800 型 前 部 輸 送 機 、 PCM160 型 錘 式 破 碎 機 ,LY-2 *385 型 拉 移 裝 備 配 套 使用 ， 完 成 把 工 作 面 輸 送 機 送 來 的 煤 輸 送 、 破 碎 、 轉(zhuǎn) 運 到 后 續(xù) 皮 帶 輸送 設(shè) 備 上 的 任 務(wù) ， 并 提 供 相 應(yīng) 的 聯(lián) 接 手 段 。1.3 轉(zhuǎn)載機的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)載機由機頭部、機身部、機尾部、刮板鏈、擋煤板組成。機頭部包括傳動裝置、機頭架、鏈輪組件、支撐小車；機身部包括標(biāo)準(zhǔn)槽、凹形溜槽、圖形溜槽；機尾部包括機尾架、機尾軸、壓鏈板。實際上，橋式轉(zhuǎn)載機是一臺可以縱向整體行走的短距離重型刮板輸送機，其機尾安裝放在工作面刮板輸送機機頭下順槽的底板上，以方便接受從工作面內(nèi)運出煤。在機尾部的后面平鋪一段后，用一個凹形溜槽逐漸將機身抬高，并用滑撬的移動架支撐。當(dāng)抬高一定的高度后，再用一個凸溜槽使機身伸平出去，直到機頭伸出并形成一個橋式結(jié)構(gòu)。機頭安放在小車架上，小車騎在帶式輸送機機尾的滑軌上，以便于和工作面推進同步進行。當(dāng)橋式轉(zhuǎn)載機和帶式輸送機搭接達到最大極限時，須將帶式輸送機進行伸、縮，使橋式轉(zhuǎn)載機與帶式輸送機搭接達到另一極限后，橋式轉(zhuǎn)載機才能繼續(xù)移動和帶式輸送機配合工作。當(dāng)采煤工作面的進度等于橋式轉(zhuǎn)載機水平轉(zhuǎn)載段可轉(zhuǎn)載長度時，橋式轉(zhuǎn)載機需要整體移動一次，而橋式轉(zhuǎn)載移動到極限位置時，可伸縮帶式輸送機需要伸縮一次。可伸縮帶式輸送機的不可伸縮部分為 50 米左右，因此當(dāng)工作面運輸距離小于 60 米時，不能繼續(xù)使用可伸縮帶式輸送機。這時，可將橋式轉(zhuǎn)載機水平轉(zhuǎn)載段接長，以單獨完成工作面巷道的煤炭運輸任務(wù)。㈠ 機頭部機 頭 主 要 由 傳 動 裝 置 、 機 頭 架 、 后 槽 體 、 伸 縮 油 缸 、 機 頭 鏈輪 軸 組 件 、 舌 板 、 撥 鏈 器 、 液 壓 系 統(tǒng) 、 卡 箍 及 擋 板 等 組 成 。 傳動 裝 置 可 根 據(jù) 順 槽 的 實 際 情 況 安 裝 在 機 頭 架 的 兩 側(cè) 。 伸 縮 油 缸和 推 移 梁 把 前 、 后 機 頭 架 聯(lián) 為 一 體 ， 并 起 微 調(diào) 鏈 條 張 緊 力 的 作用 。 卡 箍 把 機 頭 部 固 定 到 自 移 裝 置 上 支 撐 著 轉(zhuǎn) 載 機 ， 當(dāng) 轉(zhuǎn) 載 機前 移 時 ， 沿 軌 道 滾 動 。⑴導(dǎo)料槽導(dǎo)料槽安裝在橋式轉(zhuǎn)載機的前面而且騎在帶式輸送機機尾部機架兩側(cè)的工字鋼軌道上，并通過左右兩塊連接耳板與橋式轉(zhuǎn)載機機頭小車車架前端的連接座相連接。其作用是減輕物料對膠帶的沖擊，并防止膠帶偏載而跑偏，從而保護膠帶，以有利于帶式輸送機的正常運行。⑵機頭行走部機頭行走部是橋式轉(zhuǎn)載機縱向行走的執(zhí)行機構(gòu)，它騎在帶式輸送機的尾部軌道上，并依靠推移機構(gòu)的動力而整體縱向前、后移動。不同型號的轉(zhuǎn)載機行走部有所不同，但基本組成相同的，即由機架、橫梁、底板、固定環(huán)、行走輪組成。⑶機頭傳動部機頭傳動部主要由機頭部分和動力部組成。機頭部分由鏈輪軸組、機頭架、護板、撥鏈器、防護罩等組成。動力部由減速器、限矩液力偶合器、聯(lián)接罩、電機、液壓緊鏈器等零部件組成。帶有法蘭盤的聯(lián)接罩將減速器、限矩液力偶合器、電機等聯(lián)成一體，通過聯(lián)接板組裝在機頭架一側(cè)，通過減速器輸出軸的外花鍵與鏈輪軸組的內(nèi)花鍵相嚙合，從而驅(qū)動鏈輪軸組。在電機軸上裝有液壓緊鏈器完成緊鏈功能。㈡ 減速器該轉(zhuǎn)載機減速器為圓錐-圓柱齒輪三級減速器，由各軸組件和箱體等組成。所有齒輪和軸承是用 L-CKC680 中負荷工業(yè)齒輪油潤滑。箱體內(nèi)有油槽，通過浸油、飛濺形式潤滑軸承和齒輪。在減整器內(nèi)還設(shè)有水冷裝置，以防止減速器工作時過熱。鏈輪是轉(zhuǎn)載機的重要傳動部件，刮板鏈和刮板輸送機是由鏈輪驅(qū)動的。鏈輪主要由鏈輪和滾筒兩部分組成。鏈輪滾筒要承受整個機器的最大力矩。鏈輪軸組裝在機頭傳動部的機頭架上, 鏈輪軸組主要由軸承蓋、軸承座、鏈輪、軸、油封、套、螺塞、滾動軸承等組成。鏈輪為合金鋼整體鍛造。齒形為數(shù)控加工成形。齒面淬火處理。內(nèi)孔為漸開線花鍵, 與軸裝配在一起, 動力由減速器輸出經(jīng)鏈輪軸傳遞到鏈輪花鍵, 從而使鏈輪帶動刮板鏈運行。鏈輪軸組件可以整體拆卸便于檢修。輪軸組為集中式附油箱儲油稀油潤滑，潤滑油為 N320 極壓齒輪油。潤滑油經(jīng)油箱的軟管進入鏈輪軸組，使其加油更方便，并延長軸組的使用壽命。㈢ 機身⑴溜槽轉(zhuǎn) 載 機 采 用 整 體 箱 型 焊 接 全 封 閉 溜 槽 ， 在 爬 坡 段 電 纜 槽 掛 在 槽體 側(cè) 面 ， 根 據(jù) 工 作 面 的 不 同 ， 選 擇 左 、 右 懸 掛 方 向 ； 在 落 地 段 ， 電纜 槽 在 槽 體 上 方 ， 每 節(jié) 溜 槽 由 槽 體 、 電 纜 槽 、 蓋 板 組 成 。 槽 間 除 機尾 部 幾 節(jié) 調(diào) 節(jié) 槽 是 啞 鈴 聯(lián) 接 外 ， 其 余 都 是 由 兩 個 Φ 50 定 位 銷 和 12 條 M30 的 螺 栓 剛 性 聯(lián) 接 ， 加 大 了 聯(lián) 接 強 度 ， 提 高 了 可 靠 性 。 底 、 中板 采 用 高 強 度 耐 磨 板 ， 以 滿 足 過 煤 量 的 要 求 。調(diào)節(jié)槽。安裝時，工作面的長度已經(jīng)確定，即橋式轉(zhuǎn)載機的機頭、機尾位置已經(jīng)確定。在安裝的過程中，中部槽的長短視實際情況通過調(diào)節(jié)槽進行調(diào)節(jié)，其結(jié)構(gòu)和中部槽基本相同，長度有1m、0.75m、0.5m三種。調(diào) 節(jié) 槽 ： 共 1 節(jié) ， 長 度 9 85mm。伸縮槽。伸縮槽安裝在機頭和中部槽之間，伸縮槽有一可滑移的伸縮搭接端，利用兩側(cè)的液壓缸的調(diào)節(jié)實現(xiàn)伸縮動作，它的作用是調(diào)節(jié)鏈條的松緊。伸縮槽同時還具有過渡槽、連接槽和調(diào)節(jié)槽的功能。過度槽。過度槽也叫連接槽，有機尾連接槽和機頭連接連接兩種。在安裝時，由于地面狀況的影響，機頭、機尾和中間槽不能吻合連接，因此需要經(jīng)過渡槽的過渡連接。 3000 mm 長 ， 每節(jié) 槽 上 都 有 活 中 板 通 過 螺 栓 在 槽 的 兩 側(cè) 固 定 ，凹、凸槽。為了使轉(zhuǎn)載機機頭與伸縮帶式輸送機搭接，從而保證足夠的搭接長度和空間，由凹槽把地面水平段的中部槽引向爬坡，然后通過凸槽把爬坡10°的中部槽引向水平架橋段，從而使中部槽與安裝在行走部上的過渡架相連，以形成橋式轉(zhuǎn)載機機頭與帶式輸送機機尾搭接的空間。凸、凹槽的結(jié)構(gòu)與中部槽的結(jié)構(gòu)基本相同，只是彎曲10°，并在槽幫鋼中板彎曲段堆焊耐磨材料以增加耐磨性。 使 爬 坡 段 煤 流 通 暢 。 凸 槽 和 凹 槽 的 中 板 和 底板 均 增 加 了 厚 度 ， 并 采 用 大 圓 弧 過 渡 ， 減 少 了 磨 損 ， 提 高 了 過 煤量 。 在 爬 坡 段 與 凹 槽 聯(lián) 接 的 是 鉸 接 槽 ， 以 適 應(yīng) 巷 道 底 板 的 起 伏 不平 和 皮 帶 機 尾 移 動 時 引 起 的 高 度 變 化 便 于 維 護 。 這是橋式轉(zhuǎn)載機和刮板輸送機不同的地方之一。2.3.3 刮板鏈刮 板 鏈 是 轉(zhuǎn) 載 機 的 重 要 部 件 ， 在 工 作 過 程 中 承 受 較 大 的 靜負 荷 和 動 負 荷 ，并 與 溜 槽 相 磨 擦 。 因 此 ， 要 求 刮 板 鏈 不 僅 強 度高 ， 耐 磨 ， 而 且 要 具 有 一 定 韌 性 和 抗 腐 蝕 性 。刮 板 鏈本 轉(zhuǎn) 載 機 的 刮 板 鏈 為 中 雙 鏈 型 式 ， 由 圓 環(huán) 鏈 、 刮 板 、 橫 梁 、螺 栓 、 接 鏈 環(huán) 、 螺 母 組 成 ， 如 圖 。 圓 環(huán) 鏈 規(guī) 格 為 Φ 34 ×126 礦 用高 強 度 圓 環(huán) 鏈 ， 鏈 間 距 為 2 00mm， 每 段 為 1 97 個 環(huán) ， 長 2 4.822m，在 每 7 個 鏈 環(huán) 處 安 裝 一 個 刮 板 ， 刮 板 間 距 為 7 56mm。 刮 板 采 用合 金 鋼 鍛 造 刮 板 ， 刮 板 與 鏈 條 由 橫 梁 和 螺 栓 用 防 松 螺 母 聯(lián) 接 在一 起 ， 組 裝 刮 板 時 注 意 刮 板 上 標(biāo) 記 的 運 行 方 向 。 使 用 中 應(yīng) 經(jīng) 常檢 查 螺 栓 是 否 松 動 ， 若 有 松 動 應(yīng) 立 即 擰 緊 。調(diào) 節(jié) 鏈調(diào) 節(jié) 鏈 是 用 來 調(diào) 節(jié) 刮 板 鏈 的 長 度 ， 以 適 應(yīng) 轉(zhuǎn) 載 機 長 度 變 化 。調(diào) 節(jié) 鏈 的 結(jié) 構(gòu) 型 式 完 全 與 刮 板 鏈 相 同 。㈣ 機尾部和刮板輸送機相比，橋式轉(zhuǎn)載機短的多，其工作負荷也小得多，所以在機尾部一般不安裝動力傳動裝置。機尾部是由機尾架、機尾滾筒組成的，機尾架用來安裝滾筒回轉(zhuǎn)刮板鏈?zhǔn)綐蚴睫D(zhuǎn)載機的導(dǎo)向部分。㈤ 推移裝置推移裝置是根據(jù)橋式轉(zhuǎn)載機的需要選擇的。橋式轉(zhuǎn)載機與刮板輸送機的同步推進工作面端頭支架推移油缸來完成，也可以用兩個千斤頂代替，千斤頂?shù)囊欢撕蜆蚴睫D(zhuǎn)載機連接，另一端套在錨固柱上，并利用液壓泵站供液來實現(xiàn)橋式轉(zhuǎn)載機的推移?，F(xiàn)在，有的橋式轉(zhuǎn)載機設(shè)有配合推移裝置的輔助裝置。如圖1.1圖 １．1 轉(zhuǎn)載機示意圖1.4 限矩型液力聯(lián)軸器的選擇圖 １．2 液力耦合器1.注油塞、 2.泵輪、 3.后半連軸節(jié)、4.O 型圈、5.墊圈、6.緊固螺栓 7.前半連軸節(jié)、8.彈性塊、9.外殼、10.渦輪、11.軸、12.螺栓、13.油封 14. 油封、15.密封圈蓋、16.軸承、17.軸承、18.熱保護塞液力耦合器是一種動力式液力傳動元件、由于它效率高，結(jié)構(gòu)簡單，能夠帶動負載平穩(wěn)起動，改善起動性能，提高起動能力；具有過載保護作用；能隔離扭振和沖擊；在多臺電機傳動鏈中均衡各電機的負荷；并減小電網(wǎng)的沖擊電流；在很多行業(yè)得到看廣泛的使用。本機所選液力偶合器屬限距型液力傳動裝置，安裝在減速器和電動機之間，只要作用是使電動機的動力傳遞減速器，使電機起動平穩(wěn)，具有過載保護能力，能減緩傳遞系統(tǒng)中的沖擊振動；在多電機傳動系統(tǒng)中能保證各電機的同步運轉(zhuǎn)。液力偶合器是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它將電動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液力能，通過泵輪和透平輪的相互作用，將液力能轉(zhuǎn)換為機械能輸出，在液力偶合器的傳遞功率范圍內(nèi)，根據(jù)不同的傳遞功率，注入相應(yīng)的液體后，在電機帶動泵輪旋轉(zhuǎn)時，液體被泵輪葉片驅(qū)動，液體在離心力的作用下形成環(huán)流，并嚴泵輪工作腔曲面流向透平輪，同時沖擊透平輪葉片，使之帶動從動軸旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用力下，又從透平輪的近軸處流回泵輪，能量的傳遞完全由液體形成閉合環(huán)流來完成。表１液力耦合器的主要技術(shù)參數(shù)外形尺寸 最大輸入孔徑 及長度（ mm ） 最大輸出孔徑 及長度（ mm ） d1max d2max 國家標(biāo)準(zhǔn) 型 號 輸入轉(zhuǎn)速 r/min 傳遞功率范圍 N （ KW ） 過載系數(shù) 效率 η D L L1max L2max 充油量（ L ） 重量 （ kg ） TVA750 1500 480-760 1-2.3 0.977 842 603 140/245 150/240 44.2 88.4 406液力聯(lián)軸器的工作液體在煤礦井下使用的液力偶合器?，F(xiàn)在規(guī)定一律采用燃液或水為工作介質(zhì)。以清水為介質(zhì)的液力偶合器，在結(jié)構(gòu)上與以油為介質(zhì)的液力偶合器的主要不同點有其二：其一是工作室與軸承之間要有可靠的密封，防止軸承銹蝕；其二是在液力偶合器外殼上除了必須有防止過熱的易容塞外，還必需裝有防止過壓的易爆塞保護裝置。由于水的重度比油大，所以，與相同規(guī)格尺寸的以油為介質(zhì)的偶合器相比，以水為介質(zhì)的液力偶合器可多傳遞 10~15％的力矩。二 總體方案的確定本轉(zhuǎn)載機是在長壁式工作面輸送機和順槽可伸縮皮帶機之間起轉(zhuǎn)載輸送煤炭作用；使用轉(zhuǎn)載機可以避免順槽皮帶機機尾的頻繁移動，從而保證工作循環(huán)的正常進行。SZZ800/250 型橋式順槽轉(zhuǎn)載機，主要用于高產(chǎn)、高效綜采機械化工作面順槽轉(zhuǎn)載輸送煤炭，可與工作面刮板輸送機、破碎機及皮帶機配套使用，使用時將轉(zhuǎn)載機的小車搭接在皮帶機結(jié)尾的導(dǎo)軌上，并能沿其作整體運動，從而使轉(zhuǎn)載機隨工作面輸送機的推移步距作整體調(diào)整，煤炭有工作面輸送機經(jīng)橋式轉(zhuǎn)載機轉(zhuǎn)載到可伸縮皮帶機上運走。2.1 結(jié)構(gòu)與傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)方案如圖所示:圖２．１傳動系統(tǒng)1--鏈輪軸組 2--減速器 3—液力偶合器 4--電動機 5--機尾鏈輪軸組2.2 適用條件和特點1．本機傳動功率大，結(jié)構(gòu)緊湊，整機體積不大，高度相對低，整體可靠性更高，最大寬度 3050mm，機頭距地最大高度 2650mm。2．本機設(shè)計有鉸接槽能垂直彎曲±3°，機尾 0.75m 槽能水平彎曲±6°，垂直彎曲±4°，機頭傳動部相對于皮帶機機尾可左右擺動，上下移動，從而能在一定程度上適應(yīng)順槽底板起伏。由于 S GZ800/800 型 前 部 輸 送 機 機尾配合，適應(yīng)性有更大的提高。3．本機設(shè)計要求與破碎機配合適用，由破碎機限制煤的塊度，消除了大塊煤對皮帶的不利影響。4．本機在液壓馬達阻鏈器緊鏈外，還可通過伸縮機頭在 320mm 范圍內(nèi)實現(xiàn)每檔 10mm 的微調(diào)。5．本機設(shè)計與輸送機是交叉?zhèn)刃叮D(zhuǎn)載機的移動由工作面端頭支架提供堆移力來實現(xiàn)。另外，在破碎機上還設(shè)計一備用拉移點，在特殊性情況下可用來拉移或錨固。2.3 轉(zhuǎn)載機組成及用途本轉(zhuǎn)載機是與破碎機、皮帶自移機尾的皮帶機配套使用的，分為主體部和機尾部。本轉(zhuǎn)載機的主體部和機尾部主要由機頭傳動部、架橋槽、凸槽、聯(lián)接槽、鉸接槽、0.75m 調(diào)節(jié)槽、機尾過渡槽、阻鏈器和其它零部件等組成。 2.3.1 機頭傳動部本部是由電機、減速器、機頭架、后槽體、鏈輪組件、設(shè)備組件和聯(lián)接罩、液壓緊鏈系統(tǒng)等組成。可根據(jù)順槽實際需要安裝以適應(yīng)左右工作面。其中減速器需要按要求注入潤滑油，接水冷卻；鏈輪要接遠程注油裝置，加注 N320 或N460 潤滑油；伸縮機架和液控系統(tǒng)配合可伸縮，在小范圍內(nèi)微調(diào)刮板鏈張力，緊鏈后用銷軸限位。在后槽體上，有 4-Φ75 孔，用來擦阻鏈器，與液壓馬達緊鏈裝置配合可實現(xiàn)緊鏈。① 機架機架分為前機架和后槽體（后機架）兩大部分。機頭架安裝著傳動鏈輪組件、拔鏈器、刮板鏈、傳動裝置（減速器到電機） ，與后槽體插接，由伸縮油缸與固定銷固定，微調(diào)緊鏈?zhǔn)峭ㄟ^伸縮油缸的伸縮來實現(xiàn)的。② 伸縮油缸伸縮油缸是一個單伸縮雙左右缸，通過伸縮油缸把前后機架連接在一體，起到微調(diào)鏈條張力上的作用。當(dāng)刮板鏈較松時，把操縱閥手柄打到伸長位置，使油缸活塞伸出到合適位置，并用定位銷固定：當(dāng)刮板鏈較緊時，把操縱閥手柄打到縮回位置，使油缸活塞縮回到合適位置，并用定位銷固定。當(dāng)伸縮油缸伸長到極限位置后，需將油缸活塞桿縮回，重新緊鏈。③ 鏈輪組件鏈輪組件裝在機頭傳動部的機頭部上，其中鏈輪為合金鋼整體鍛造七齒鏈輪，齒形加工成型，表面淬火處理。鏈輪軸承座在機頭架上由壓塊、螺栓壓緊。鏈輪組件可以在不拆傳動裝置的情況下整體拆裝。④ 拔鏈器、舍板拔鏈器為焊接結(jié)構(gòu)。安裝拔鏈器時拔茶插入鏈輪齒的溝槽內(nèi)，可以保證刮板鏈的鏈條與鏈輪能順利的嚙合和分離。拔鏈器的作用是：當(dāng)輸送機卸載后，防止鏈環(huán)卡在鏈輪溝槽內(nèi)而不能在正常分離點脫開。拔鏈器時由舍板、螺栓固定在機頭架山。舍板和拔鏈器時易磨損，磨損后及時跟換。2.3.2 輸送槽有多種樣式，但槽形基本相同。都是整體箱型焊接全封閉溜槽，由槽體、擋板、電纜槽、蓋板等組成。在爬坡段，電纜槽掛在槽體側(cè)面，根據(jù)工作面的不同，選擇左、右懸掛方向；在落地段，電纜槽在槽體側(cè)面。輸送槽間除機尾部調(diào)節(jié)槽間是啞鈴聯(lián)接外，其余都是有兩個定位銷和 18 或 22 條高強度螺栓剛性聯(lián)接，加大了聯(lián)接強度，提高了可靠性。底、中板采用高強度耐磨板，以滿足過煤量的要求。架橋槽，3m 長，是為了延伸架橋段的長度，架橋槽可提供形成與皮帶機搭接的足夠合適空間；凸槽是為了產(chǎn)生下彎角度，中板和地板均增加了厚度，并采用大圓弧過渡，減少了磨損，提高了過煤量。中間的聯(lián)接槽、鉸接槽是為了讓轉(zhuǎn)載機伸起一定的高度，轉(zhuǎn)載機爬坡角為 10°，使爬坡段煤流暢通；鉸接槽能垂直彎曲±3°，以適應(yīng)巷道底板的起伏不平和皮帶機尾移動時引起的高度變化；中部槽還有開窗，打開天窗維護時，可觀察刮板鏈底鏈運行情況和排除刮板鏈底鏈故障；機尾部 0.75m 調(diào)節(jié)槽槽間能水平±0.6°和垂直彎曲±4°，機尾過渡槽提供了與輸送機交叉?zhèn)刃稒C頭的連接手段。2.3.3 刮板鏈刮板鏈轉(zhuǎn)載機的重要部件，在工作過程中承受較大的靜負荷和動負荷，并與溜槽相摩擦。因此，要求刮板鏈不僅強度高，耐磨 ，而且要具有一定韌性和抗腐蝕性。本轉(zhuǎn)載機的刮板鏈為中雙鏈型式，由圓環(huán)鏈、刮板、U 形螺栓、接鏈環(huán)、螺母組成。圓環(huán)鏈規(guī)格為 2-Φ 34 ×1 26-C 礦用高強度圓環(huán)鏈，鏈間距離為 7 56mm。刮板采用合金鋼鍛造刮板，刮板與鏈條由 U 形螺栓和螺母緊固并焊接在一起，組裝刮板時注意刮板上標(biāo)記的運行方向。使用中應(yīng)經(jīng)常檢查螺栓的聯(lián)接情況，若有松動應(yīng)立即調(diào)換。調(diào)節(jié)鏈：是用來調(diào)節(jié)刮板鏈的長度，以適應(yīng)轉(zhuǎn)載機長度變化。調(diào)節(jié)鏈的結(jié)構(gòu)型式與刮板鏈完全相同。2.4 傳動系統(tǒng)機頭傳動部的電動機經(jīng)液力偶合器、減速器帶動機頭的鏈輪、鏈輪帶動繞過機頭鏈輪、機尾滾筒的刮板鏈，刮板鏈沿著運煤方向把中部槽內(nèi)的煤運到卸載端。2.4.1 主要技術(shù)參數(shù)該機的主要技術(shù)參數(shù)如下：1、 設(shè) 計 長 度 ------------------------------------------ 50m2、 輸 送 量 ------------------------------------------ 1 800t/ h3、 刮 板 鏈 速 -------------------------------------------1 .545 m/s4、 爬 坡 角 度 -------------------------------------------10°5、 減 速 器 型式 ----------------------------------圓 錐 -行 星 傳 動 減 速器速 比 --------------------------------------24.2： 16、 刮 板 鏈型 式 ---------------------------------------中 雙 鏈圓 環(huán) 鏈 規(guī) 格 -------------------------------------2-Φ 34 ×1 26-C刮 板 間 距 --------------------------------------7 56mm7、 緊 鏈 方 式 -------------------------------------- 閘 盤 緊 鏈 和 伸 縮機 頭 輔 助 緊 鏈2.4.2 電動機的選擇設(shè)計要求功率為250KW，根據(jù)礦井電機的具體工作環(huán)境情況，電機必須具有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對安全，而且電機工作要可靠，啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強，效率高。所以選擇礦用防爆電動機，型號為 -YBS DS -2 50/1 25-4 /8；具體參數(shù)如下型 號 --------------------------------------------YBS DS -2 50/1 25-4 /8功 率 --------------------------------------------250 kW額 定 電 壓 ---------------------------------------------1140 V轉(zhuǎn) 速 --------------------------------------------147 5/73 5r/min2.4.3 總傳動比及傳動比的分配要求要求：（1）查閱有關(guān)資料，完成橋式轉(zhuǎn)載機總體方案的設(shè)計。（2）完成總體傳動及結(jié)構(gòu)設(shè)計。（3）大功率減速器整體設(shè)計。（4）傳動主要部件、組件、零件圖設(shè)計。（5）編寫完成設(shè)計計算說明書。①總傳動比的確定總傳動比 : 總i1475=2.60.9總②傳動比的分配在進行多級傳動系統(tǒng)總體設(shè)計時，傳動比分配是一個重要環(huán)節(jié)，能否合理分配傳動比，將直接影響到傳動系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、潤滑條件、成本及工作能力。多級傳動系統(tǒng)傳動比的確定有如下原則：1.各級傳動的傳動比一般應(yīng)在常用值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過所允許的最大值，以符合其傳動形式的工作特點，使減速器獲得最小外形。2.各級傳動間應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱；各傳動件彼此間不應(yīng)發(fā)生干涉碰撞；所有傳動零件應(yīng)便于安裝。3.使各級傳動的承載能力接近相等，即要達到等強度。4.使各級傳動中的大齒輪進入油中的深度大致相等，從而使?jié)櫥容^方便。初定各級傳動比為:12.3746i?03.9i三 傳動系統(tǒng)的設(shè)計3.1 各級傳動轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩的的確定①各軸轉(zhuǎn)速計算：從電動機出來，各軸依次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸。Ⅰ軸 1475/minnr?Ⅱ軸 2/.3618inr?Ⅲ軸 23in6./7014minrⅣ軸 3in?67./2905inr②各軸功率計算：Ⅰ軸 3211???p50.9680.7kWⅡ軸 4212×=p8.09.8??kⅢ軸 523?p19.08.7kW?Ⅳ軸 6234×=p08.9.80?1k式中: ——液力偶合器效率 =0.961??——滾動軸承效率 =0.982 2——錐齒效率 =0.973 3——斜齒效率 =0.984?4?——圓柱齒輪效率 =0.975 5——滾筒效率 =0.966 6③各軸扭矩計算:Ⅰ軸 11950/528.1/4756.8()TPnNm????Ⅱ軸 22934Ⅲ軸 33/0./.1.7()?Ⅳ軸 449551265086TPnNm???④將上述計算結(jié)果列入下表（表３.１）：表３.１軸號 輸出功率 P（kW） 轉(zhuǎn)速n( )min/r輸出轉(zhuǎn)矩T/(N·m)傳動比Ⅰ軸 228.1 1475 1476.85 2.3746Ⅱ軸 219.1 621.16 3368.44 3.7101Ⅲ軸 208.3 167.43 11881.17 2.7469Ⅳ軸 192.0 6095 30083.68 13.2 第一級錐齒輪傳動設(shè)計計算3.2.1 選擇齒輪材料材料是齒輪承載能力的基礎(chǔ)，合理選擇齒輪材料，可以使其有足夠長的使用壽命，滿足性能要求，保證傳動系統(tǒng)的可靠性。查齒輪手冊，小齒輪：20Cr 2Mn2Mo大齒輪：18Cr 2Ni4W熱處理方法：表面滲碳、淬火，芯部低溫回火由圖 16.2-17 h 得 =1650 =1650N/mm1limH?2/N2limH?=550 =550N/mmliF liF3.2.2 初步設(shè)計1．設(shè)計公式: 3HP2116≥'??KTde載荷系數(shù)： .75=齒數(shù)比： 12n475ui2.36.8??估算時齒輪許用接觸應(yīng)力： 2HlimP mN 150=.6S'='?估算時的安全系數(shù)： 1.'H估算結(jié)果： 31 275468'61.432.0ed???取 e30m?2．幾何計算齒數(shù)： 取 15=z21uz.37465???實際齒數(shù)比： =分錐角： ?62.3tanrtar211czc??8.7=5trtr=12大端模數(shù)： 取 表 16.4-31'309edmmz?9em?大端分度圓直徑： 513ee?26924dz??齒形角： ?0=na外錐距： ?si2eR1310.nsi2.6edm??初定齒寬系數(shù)： 初取R?8=R齒寬： 取0.13eb??29b中點法線模數(shù)： (~4)2nmb??初定中點螺旋角： ?35=m?實際齒寬系數(shù)： Rb290.291e???大輪大端分度圓直徑： 2dum中心錐距： 其中0.5cos0.29.518.mekbm??????0=k?內(nèi)錐距： iR-71?假想平面齒輪齒數(shù)： 3=62.sini=?zc實際中點螺旋角： 9aroarco40.7'85.1mmzR?????中點分度圓直徑： 1(-0.5)1(02).32ed m???236.74mR???當(dāng)量齒輪分度圓直徑： 221 .41d10.59vmu???221.40.5976.vv m??當(dāng)量齒輪頂圓直徑：11d*.213.27.vaavanmhd?????2269408?當(dāng)量齒輪基圓直徑：1dcos10.57cos28.15.92vbvtam??2 60t ?當(dāng)量齒輪端面壓力角：tantan20arcrc9.41osos.7vt m?????當(dāng)量齒輪傳動中心距：12a()(0.56.)0.62vvd m???當(dāng)量齒輪基圓螺旋角arcsin(os)arcin(s40.79cos2)37.8vbmn??????????當(dāng)量圓柱齒輪齒數(shù)： 5.16=2.=11??zv0.938.7cos22?zv當(dāng)量法面圓柱齒輪齒數(shù)：112 211542.01coscos4.37cos0.9s.6vnvbmzz????????12 2 .87.3vnvb ???當(dāng)量齒輪基圓端面齒距： pcos3.cos8.59.16vbmvta?????嚙合線長度：vtva asin)dd(21gvb2a2vb12a ???27.305.8971.865.0)47.6sin29.41? ???(54)2.8m端面重合度： vabg2.851.49p7??縱向重合度： mvnsisi3.5.2?????總重合度： 2 2vrav1491??????齒中部接觸線長度：由 .5?224.70cos.1cos3.8vabmrbl m?????齒中部接觸線的投影長度： ' 24.70.19.5bmvbl??3.2.3 齒面接觸疲勞強度校核校核公式： HPKLSEHBMbmH ZZul ???? ????1dFK21tHaVA中點分度圓切向力： t10T476.8523.417N???使用系數(shù)： 查《機械設(shè)計手冊 3》表 16.2-301.KA?動載荷系數(shù)：由 7 級精度和中點節(jié)線速度1md.32475V8.606060nms???在《機械設(shè)計手冊 3》查圖 16.4-28 1Kv齒向載荷分布系數(shù)在《機械設(shè)計手冊 3》中表 16.4-28：取 有效工1.KeH??作齒寬 ，按式（16.4-28），be85.0?1.65.K1HeH?????端面載荷系數(shù)： ，由表tteF2347N91.510mb??16.4-29， 1.0Ha?節(jié)點區(qū)域系數(shù)： 由式，6.4-4, vbHCOScos37.8Z221.92sin()in(2.4)vta?????中點區(qū)域系數(shù)：由式 16.4-5,計算??????????????? 22121 1)()(tvvbavvbatvBM ZFdZFd??2 2tn9.47.3.70.81.49()()05896516360???????????????1.參數(shù) 和 按表 16.4-30，計算 1F2 12.49vaF??彈性系數(shù)： 表 16.2-4328.9mNZE?螺旋角系數(shù) coss350.8192mZ???錐齒輪系數(shù)：由式 16.4-7， .KZ載荷分配系數(shù)：由式 16.4-9，計算5.025.14)2(1??????????????????vrvrLSZ??0.51.52().?0.9347?計算接觸應(yīng)力： 2H1651241.587.9218??????08.730.892N3m?許用接觸應(yīng)力： WXLVRNTHminlPZS??試驗齒輪的接觸疲勞極限:， ，圖 16.2-172Hlim1650?2li21650壽命系數(shù): ,長期工作，取無限壽命設(shè)計。ZNT?潤滑油影響系數(shù): , ，圖 16.2-20.9LVR1.9LVR2?工作硬化系數(shù): , ，圖 16.2-21W2尺寸系數(shù): ， ，圖 16.2-2250.Zx1?x最小安全系數(shù): SHmin許用接觸應(yīng)力值: 21 76.1359.05.6mNP????2 4250H?????2lim1li ,76.3in,nHP?齒面接觸強度校核結(jié)果: 。通過2HN10150HPNm????3.2.4 齒根彎曲疲勞強度校核計算公式 ,式 16.4-11FPLSKFsnmFYb??????1taFVAK, , , ，1.AK.V65.?HP? 0.1?Ha2653.471t N復(fù)合齒形系數(shù) 按 ， ，142.0vnZ2.8vnZ查圖 16.4-25， ,FSY3FS重合度系數(shù) 按式 16.4-15 計算22'119.50()()1.094'4.bmKlY?????載荷分配系數(shù) 由式 16.4-16,計算 0.725.8ZY22LS?齒根彎曲應(yīng)力計算值 21 mN8.76425.073.125.6042.75639.801. ????F?2FS122 mN.4.Y?齒根許用彎曲應(yīng)力 ，式 16.4-17xRrelTYlTFinEPS??齒根彎曲疲勞強度基本值 ， ，圖 16.2-26h210mNFE??2210mNFE?壽命系數(shù) 長期工作。取為無限壽命設(shè)計YT相對齒根圓角敏感系數(shù) ，表 16.2-48relT??相對齒根表面狀況系數(shù) 1rl?尺寸系數(shù) ， ，圖 16.2-285.90Y1x?2x最小安全系數(shù) 4SminF許用彎曲應(yīng)力值 2P1 .74695.01. mN???F2840?齒根彎曲強度校核結(jié)果 22F1 .7468.64mN???。通過2 1573mN3.3 第二級斜齒輪傳動設(shè)計計算3.3.1 選擇齒輪材料材料是齒輪承載能力的基礎(chǔ)，合理選擇齒輪材料，可以使其有足夠長的使用壽命，滿足性能要求，保證傳動系統(tǒng)的可靠性。查齒輪手冊，小齒輪：20CrMnTi大齒輪：18Cr 2Ni4W熱處理方法：表面滲碳、淬火，芯部低溫回火由圖 16.2-17 h 和圖 16.2-26 ，21limN650?H?22limN1650?H?, FEFE3.3.2 斜齒輪的初步設(shè)計按表 16.2-33, 321)(476uKTuaHPa????式中 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 12108.95493.662PNTmn???載荷系數(shù) K：考慮對稱軸承布置速度較低，沖擊負荷較大，取 1.6K?齒寬系數(shù)： .a?齒數(shù)比：暫取 u=i=3.7102許用接觸應(yīng)力 :按表 16.2-33HP?minlPS?按表 16.2-33,取最小安全系數(shù) ，按大齒輪計算.1SHmin?2HP2N150.6??將以上數(shù)據(jù)代入中心距的公式得：32.60.476(.) 19.421537a m????圓整為標(biāo)準(zhǔn)中心距： 。ma30?按經(jīng)驗公式： 。mn 6~1.230).~07.()2.~7.( ??取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)： 。4初取 ， 。?9??98.cos??123031.()4(.7)nazmu???取 ，31?21z5??精求螺旋角 β973.032)1(4)(cos21????an?所以： '063??mmnt 1097.43.cos?zdt .21???圓整 取ba 8974.6.0? mb802?3.3.3 校核齒面接觸疲勞強度按表 16.2-34HaVAtEHKubdZ????1F??式中 分度圓上的圓周力 t1t2T30.624759.08NdF???使用系數(shù) 查《機械設(shè)計手冊 3》表 16.2-36.KA載荷系數(shù) 按公式 16.2-12V2121v0uvzKbFtA???????????圓周速度 v， 17.4061.84.160dn ms?????根據(jù)齒輪的圓周速度，參考表 16.2-73 選擇齒輪的精度等級為：7-7-8 GB100955-1988按表 16.2-39， ，23.9K1?0.872 2v.314710.398475380?????? ????????齒向載荷分布系數(shù) ，按表 16.2-40?HKbdb321H 0.)(.61.2???????????（? 8012.).478(08.0. 32 ??（（26.1?齒向載荷分配系數(shù) ：按HaKe 2AF59.1. 4.980Nbm???查表 16.2-42， 1.節(jié)點區(qū)域系數(shù) ，按 ，x=0 查圖 16.2-15，HZ'63?? .ZH查表 16.2-43, 2E8.9mN?接觸強度計算的重合度及螺旋角系數(shù) ??Z首先計算當(dāng)量齒數(shù)621.3)97.0(cosZ31v ???z.4).(5332v量齒輪的端面重合度 ； ，按 ， ，va??a???? '163???621.3Zv1?，從圖 16.2-10 分別查得 ，726.14Zv2? 2.80? 8.0a??所以 .7180?a?按 ， 查入 16.2-11，縱向重合度4bm?'63??? 4.1???按 ， ， 查圖 16.2-16,.71?va?.??'? 65.0??Z所以： 4759.083.712.4189.6.03981.26.2H???????2.3Nm計算安全系數(shù) HS，式中，壽命系數(shù)WXLVRliHZ??S NTZ應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 91160621.83501.Nknt????827.4.從圖 16.2-18 查得 ,9ZNT1.NT2?潤滑油影響系數(shù) ,按照 選用 L-CKC680 號中極壓型工業(yè)齒輪LVR.mvs油，其運動粘度 ，查圖 16.2-19, ，240?03.1ZLVR?工作硬化系數(shù) ,WZ1.接觸強度計算的尺寸系數(shù) ，查圖 16.2-22， 。x .24x將以上值代入安全系數(shù)的計算公式得 39.124.013.0962.15H ???S 582?按表 16.2-46,最小安全系數(shù) .SHmin,故安全。HminS?3.3.4 校核齒根彎曲疲勞強度按表 16.2-34 ???KFFSVAn1tb?式中 彎曲疲勞強度計算的載荷分布系數(shù) ：?FK26.1??HFK彎曲強度計算的載荷分配系數(shù) ：FaK1.?HaFK復(fù)合齒形系數(shù) ：按 ， ，查圖 16.4-25，F(xiàn)SY624.31?vnZ726.142?vnZ, 03.41FSY9.2彎曲強度計算的螺旋角系數(shù) ：按 ， ，查圖 16.2-25??Y.va'13??6.???將以上各數(shù)值代入齒根彎曲應(yīng)力計算得 214759.081.39.261.403.61.8F Nm????2 22140FSYNm??計算安全系數(shù) : 表 16.2-34FFFE??XRrelTrlNTS????式中 壽命系數(shù) ,由圖 16.2-27 查得 ，TY0.1YNT?.NT1相對齒根圓角敏感系數(shù) ：由圖 16.2-23,知 ， 查表relT? 5.q?s.2s16.2-23, 。121?relTrel??相對齒根表面狀況系數(shù) 查表 16.2-71，齒輪粗糙度 ，relT?YmRa?6.121?按式 16.2-21， 。0.rel?尺寸系數(shù) :查圖 16.2-28, 。XY1?X將以上數(shù)值代入安全系數(shù) 的公式得FS07.25.109F??S3812?由表 16.2-46，取 .SFmin及 均大于 ，故安全F1S2i3.3.5 主要幾何尺寸， ， ， ， 。m4n?m1097.4t 31z?52'163???zdt .231?t 65.52 mhaa 407.134071 ????d82.2?ff .5.1?mhff 6154216.472 ???da 30).70.()(1?取 ，mb85b823.4 第三級直齒輪傳動設(shè)計計算3.4.1 選擇齒輪材料及初步計算材料是齒輪承載能力的基礎(chǔ)，合理選擇齒輪材料，可以使其有足夠長的使用壽命，滿足性能要求，保證傳動系統(tǒng)的可靠性。查齒輪手冊，小齒輪：20CrMnTi大齒輪：18Cr 2Ni4W熱處理方法：表面滲碳、淬火，芯部低溫回火由圖 16.2-17h 和圖 16.2-26，21limN650?H?22limN1650?H?, FEFE接觸強度壽命系數(shù) ,應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由式 6-7NZ8160167.43203.51hNnjL????89/5./i 2查圖 6-5 得 ，1NZ2.01?N1.092?NZ接觸強度最小安全系數(shù) minHSminHS則 NSZ][minHl??21 m173.5.065?298][?H?故取 ??2N.573?許用彎曲應(yīng)力[ ] 由式 6-12, F??FFEXNFlimYYS???XRrelTrelNT???彎曲強度度壽命系數(shù) 查圖 16.2-27YN1=YN2=1.01彎曲強度尺寸系數(shù) 查圖 6-9XYYX=1彎曲強度最小安全系數(shù) minFS=1.4minFS則 21 /57.934.1/0.][ N????2F3.4.2 按齒根的彎曲疲勞強度設(shè)計計算確定齒輪傳動精度等級，采用直齒圓柱齒輪傳動按 （0.013~0.22）?t?估取圓周速度 4 參考表 6.7，表 6.8 選取 公差組 8 級。311/np?tv?sm/ ?小輪分度圓直徑 由式 6-5 得1d????321 uKTZddHE???????????齒寬系數(shù) 查表 6.9，按齒輪相對軸承為非對稱布置， 0.8 d? ?d?小輪齒數(shù) 在推薦值 20~40 中選， 251Z?1Z大輪齒數(shù) 圓整 21zi2.76958.67??692齒數(shù)比 u.56912?z傳動比誤差 在允許誤差范圍內(nèi)。05.3.692.7/ ?????（（故，合適小輪轉(zhuǎn)距 1T192.0P9541950.26n6743Nm????載荷系數(shù) K?a?VA使用系數(shù) ：查表 6.3， .1?A動載荷系數(shù) ：由參考文獻《機械設(shè)計》推薦值 1.05~1.4，VK .1?VK齒向載荷分布系數(shù) ： 由推薦值 1.0~1.2，? 1.??齒間載荷分布系數(shù) ： 由推薦值 1.0~1.2，a a則載荷系數(shù) 的初值 K61.4.1.a ??????VA材料彈性系數(shù) ：查表 6.4，EZ2/8.9mNZE節(jié)點影響系數(shù) ：查表 6-3， ，H )0x0(21（? 5.?HZ重合度系數(shù) ： 由推薦值 0.85~0.92， =0.87? ?故， ??231 .76189.5.7.4695.45.8082d m?????? ??????齒輪模數(shù) ： = 按表 6.6，圓整m1/Zd?./.3m?=6小輪分度圓直徑 ：11250?圓周速度 ： =?60/1nd??1567.43/01.5???sm/標(biāo)準(zhǔn)中心距 ：a2()/(9)28mZ???齒寬 ：b1.75.d?大輪齒寬 ： ，2b?21小輪齒寬 ： ，1)0~(?7.5bm?3.4.3 齒根彎曲疲勞強度校核計算由式 6-10 ??FSaFFYmbdKT?????12齒形系數(shù) ：查表 6.5，小輪 ， aY1a62.1?a大輪 ， 2FY4F應(yīng)力修正系數(shù) ：查表 6.5，小輪 ，Sa1Sa59.大輪 ，278?重合度 a?????? ????tanttant21221????ZZ65cos05trt3.4969tantan2?? ?? ?????? ?? ????????? ?1.?重合度系數(shù) 0.750.257/2.64319aY?????故 ??1 2.4619.6.8/.5087.3F Nm??????2502417069126][1F?][2F??所以，齒根彎曲強度滿足。3.4.4 齒輪幾何尺寸的計算大輪分度圓直徑： 26941mdZ???根圓直徑 ：f1150.ffdh??135fd2426ff?29f?頂圓直徑 a1150dh??16adm2426aa?24?3.5 傳動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核軸是組成機器的主要零件之一。軸類作為支撐作回轉(zhuǎn)運動零部件的重要零件，常常是機械產(chǎn)品中運動部件設(shè)計的核心。軸的材料主要是碳鋼和合金鋼，鋼軸的毛坯多數(shù)用圓鋼或鍛件，各種熱處理和表面強化處理可以顯著提高軸的抗疲勞強度。碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性比較低，適用于一般要求的軸。合金鋼比碳鋼有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能，在傳遞大功率并要求減小尺寸和質(zhì)量、要求高的耐磨性，以及處于高溫、低溫和腐蝕條件下的軸常采用合金鋼。在一般工作溫度下（低于 200℃） ，各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，因此相同尺寸的碳鋼和合金鋼軸的剛度相差不多。高強度鑄鐵和球墨鑄鐵可用于制造外形復(fù)雜的軸，且具有價廉、良好的吸振性和耐磨性，以及對應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點，但是質(zhì)較脆。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于：軸在機器中的安裝位置及形式；軸屬零件的類型、尺寸、數(shù)量及和軸的聯(lián)接方法；載荷的性質(zhì)、大小及分布情況；軸的加工工藝等。軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足：軸和軸上零件有準(zhǔn)確的工作位置；軸上零件便于裝拆和調(diào)整；軸有良好的制造工藝等。提高軸的強度的常用措施:1.合理布置軸上零件以減小軸的載荷2.改進軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷3 改進軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響4.改進軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強度3.5.1 減速器高速軸 I 的設(shè)計及校核考慮 I 軸與電機伸軸用液力耦合器聯(lián)接，因為電機的軸伸直徑為 dD=110㎜，查表選取液力偶合器規(guī)格根據(jù)軸上零件布置，裝拆和定位需要該軸各段尺寸如圖所示圖 3.5.1 Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)圖1)選擇軸的材料選用 38SiMnMo,調(diào)質(zhì)，熱處理后軸的強度 229-286HBS,由手冊得， ， ，2bmN750??2smN60??21-N360??21-mN750??，??13???1?初步計算軸徑：由式 8-2 計算軸的最小直徑并加大 3%以考慮鍵槽的影響。3npAd?查表 8.6 取 A=10033219054.m7pdn???取 d=54mm2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計左軸承從左端裝入，通過軸套定位，右軸承從右端裝入，通過右端錐齒輪定位，兩軸承之間由軸套定位。兩軸承上端通過套杯定位，可以調(diào)整整個軸的徑向移動，齒輪左端面靠軸肩定位，左端軸承通過軸承端蓋定位。液力偶合器右端和軸承左端通過 C 型鍵連接，通過左端軸肩定位。采用單列圓錐滾子軸承。軸段（Ⅰ）左端聯(lián)接限矩型液力聯(lián)軸器，如圖 3.5.2 所示