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济宁卓力工矿机械设备有限公司
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技术资料

活动抱索器液压转动设计计算说明

活​动​抱​索​器​液​压​传​动​设​计​计​算​说​明 内容包含14项: 巷道参数 主要参数的确定 牵引钢丝绳张力的计算 驱动防滑安全系数校验 牵引钢丝绳校核 驱动轮直径D1和尾轮直径D2与钢丝绳型号确定  拉紧行程(S) 尾轮拉紧力 负载扭矩 液压驱动总成选型 液压油泵选型 速度验算 驱动电机选型 制动器选型

一、巷道参数: 总 长:L=990m 最大坡度18 °, 平均坡度:α=3°
二、主要参数的确定:
1、预选驱动轮直径D1= 1400 mm
2、钢丝绳运行速度:υ=0-1.4m/s
3、电动机转速N=1480转/分(rpm)
4、设定乘坐间距为λ1= 15m 则运输效率:Qr=360人次/h
5、预选钢丝绳直径φ= 22mm,每米质量q0=1.80kg/m,抗拉强度为1670MPa,钢丝绳钢丝破断拉力总和为 267KN 6、驱动轮绳槽与牵引钢丝绳的摩擦系数μ=0.25,钢丝绳与托轮间阻力系数ω,动力运行时取ω=0.02, 制动运行时取ω=0.015 7、牵引绳在驱动轮上的围包角α= 180 0
三、牵引钢丝绳张力的计算
1、最小点张力为 Fmin=c*q0*g=17640N c—钢丝绳的抗挠度系数,取值范围650~1000 g—重力加速度,g=9.8m/s2
2、各特征点张力的计算 ①当下放侧无人乘座而上升侧满员时(动力运行状态),线路运行阻力: f上=[q0 +(Q1+Q2)/λ1] ×(ωcosα+sinα)Lg =[1.80+110/15] ×(0.02cos3°+sin3°)×990×9.8=6407(N) f下=q0×(ωcosα-sinα)Lg =1.80×(0.02cos3°-sin3°)×990×9.8=-565(N)各特征点张力: F3=Fmin=17640N F4=1.01F3=17816(N) F1=F4+ f上=24224(N) F2=F3- f下= 18205(N) F1—驱动轮进绳侧钢丝绳张力 F2—驱动轮出绳侧钢丝绳张力 F3—迂回轮进绳侧钢丝绳张力 F4—迂回轮出绳侧钢丝绳张力 Q1—人和物总重量,取Q1=95Kg Q2—吊椅重量,取Q2=15Kg L --巷道总长
四、驱动防滑安全系数校验:     动力运行状态,且F1-F2>0  F1/F2=1.33<eμα   (2.19)     符合要求    
五、牵引钢丝绳校核  Fk=m×Fmax  Fk—钢丝绳钢丝破断拉力总和 m—钢丝绳安全系数, Fmax—最大张力点张力(F1)  m=FK /Fmax=267000/24224= 11>6  因此选择直径φ=22mm抗拉强度为1670MPa的钢丝绳,其钢丝破断拉力总和为267KN,符合要求。    
六、驱动轮直径D1和尾轮直径D2与钢丝绳型号确定  D1=≥60φ=60×22=1320mm  D1=φ/3.08 / 5×900 = 1285mm,6×22+FC-φ31WS-1670钢丝绳中最粗钢丝直径为1.43mm  D2=≥60φ=60×22 = 1320mm  最终选取驱动轮直径为D1=1400mm,尾轮直径为D2=1400mm 驱动轮直径D1和尾轮直径D2分别为钢丝绳直径的  63.6倍; 驱动轮直径D1为钢丝绳中最粗钢丝直径的 980倍。    
七、拉紧行程(S)   S=0.01L总=9.9m    取S=11m。  
八、尾轮拉紧力  F拉=F3+F4=447Kg  采用四滑轮八绳牵引尾轮,拉紧重锤重量为450Kg
九、负载扭矩  根据驱动轮直径D1为1400 mm计算,最大负载扭矩为: Tf=(F1-F2)×D1/2=6019×0.7N.m=4213N.m
十、液压驱动总成选型  本方案采用高速方案,即高速马达配减速机方案。 1、减速机选型  ⑴ 要求减速机的输出扭矩为2Tf=8426N.m,选用进口减速机,型号为709C3B-77  
,速比i= 77 ,额定输出扭矩为 30000N.m,减速机额定动态径向力270KN>(2*(F1+F2′)=85KN) ⑵ 要求减速机的最大转速nmax   nmax=60υ/kπD         =60×1.4/(0.98×3.14× 1.4)= 19.5r/min  nmax -减速机的最大输出转速(r/min)    υ–钢丝绳最大运行速度(m/s)       D1–驱动轮直径(m)     Kμ–钢丝绳蠕动系数,取0.98 2、液压马达选型  ⑴液压驱动总成的当量排量  Vd=2πTf/(△Pη1)   =2×3.14×4213/(20×0.95)=1393mL/r Vd- 液压驱动总成的当量排量(mL/r) Tf- 最大负载扭矩(Nm)  △P-液压马达的进出口压力差(MPa),在本项目中取20MPa. η1- 液压驱动总成的机械效率,齿轮及柱塞马达取0.9~0.95。 ⑵马达的总成排量Vg1 Vg=Vg1×i= 6160mL/r > Vd  选用德国   公司的马达,其型号为A2FM80,其排量Vg1 为 80 mL/r,马达的最高压力可以达到42MPa,公称压力为40MPa,允许长期连续工作的压力为25 MPa。    ⑶马达的最大转速ngmax191  ngmax=nmaxi= 1500.6mL/r  3、 液压驱动总成的输出扭矩Tmax  Tmax= 159×P额×Vg1 ×i×η1/1000       =159×25×80×77×0.9/1000=22037Nm,可满足驱动的要求。 4、液压马达的最大工作流量qmax ⑵ 液压马达的最大工作流量qmax
十一、液压油泵选型 1、液压油泵的最大工作流量 Qmax=KL qmax Qmax -液压油泵的最大工作流量(L/min) KL-考虑系统泄漏和容积效率下降的系数,一般为1.1~1.2,取KL =1.15,则 Qmax =1.15×120.0 =138.06 L/min 2、液压油泵的最大排量 Vg2=Qmax/υ=98.61mL/r 3、液压油泵最大工作压力 Pmax=K(P+△P′) Pmax-液压油泵最大工作压力(MPa) P -液压马达最大工作压力(MPa) K –系统压力备用系数,取1.2 △P′-油泵的回油压力损失,对闭式回路取△P′=2.4MPa Pmax=K(P+△P′)=1.2×(20+2.4)=28.13MPa 选用1台德国 公司进口液压油泵,型号为HPV105-02R 时,其排量为 105 mL/r , 流量可达155.4 L/min, 最大工作压力可达42MPa,满足使用要求。
十二、速度验算 驱动轮的最大转速为nmax=电动机转速N×油泵排量Vg2η1/(马达排量Vg1×减速机速比i) = 1480×105×0.9/(80×77)= 22.70(r/min) 钢丝绳的最大速度υ=3.14×nmax×D/60=3.14×19.5×1.4/60=1.4m/s
十三、驱动电机选型 驱动电机功率N= PN qp/60η2 = 20×138.06/(60×0.85)=54.14KW N - 驱动电机功率(Kw) PN–液压泵额定工作压力(20MPa)(注:当选择的驱动总成排量较大时,按实际计算压力) qp - 液压泵额定流量(L/min) η2 - 液压泵总效率,柱塞泵取0.85 选取 1 台电动机,功率均为75KW,型号: YB2-280S-4额定功率: 75 KW。
十四 制动器选型
1、高速端制动 负载最大扭矩Tf=(F1-F2)×D1/2=6019×0.75N.m=4213N.m 则要求减速机高速端的制动力矩为:2Tf÷i=109.43N.m 型号为 709C3B(速比 77)的减速机附带的高速端制动器制动力矩为 440 Nm 完全满足制动要求。
2、低速端轮边制动器 负载牵引力F=F1-F2= 6019N,选用制动器型号为 YQP50-C25 ,其制动力可达50000N,为负载牵引力的 8.3倍。(用户在安装调试时,可根据现场实际需要的力,调整碟簧松紧)