1、 学校代码：_学 号：0410301063BACHELOR DISSERTATION论文题目：箕斗尾绳悬挂装置设计 学科专业： 作者姓名： 导师姓名： 完成时间：2008 年 6 月 1 日 煤矿专用提升容器设计箕斗尾绳悬挂装置设计中文摘要立井多绳箕斗是在煤矿立井中用来配合摩擦轮提升机提升矿物的一种提升容器。目前我国煤矿使用的是 JD 系列的立井多绳提升煤矿箕斗。该系列箕斗已列入煤炭部部颁标准。在多绳提升系统中，为了减少提升侧与下放侧的张力差，采用平衡尾绳是十分必要的。平衡尾绳一种为扁钢丝绳，另一种为圆钢丝绳，二者都满足使用要求。但扁钢丝绳目前仍是由人工编织的，成本高，产量少，价格贵且质量不能
2、保证。圆钢丝绳则恰好相反，因此在 JD 系列多绳箕斗标准设计中选圆尾绳。本次通过对箕斗尾绳装置的设计，了解他们的设计方法即箕斗尾绳悬挂装置的零件的安装、设计计算、零件的工艺分析、箕斗尾绳悬挂装置的工作原理，根据所设计的箕斗尾绳悬挂装置的工作需要，合理选择各个零件，连接件的材料及对所选的材料进行相应的热处理。关键词：立井多绳；提升机；尾绳悬挂装置；提升系统Vessel design for the up grading coal mine skip tail rope suspension designAbstractShaft more than skip rope is used in th
3、e coal mine shaft in the elevator with friction wheel of a mineral upgrade upgrade containers. At present, Chinas coal mines are using the JD series of coal mine shaft more than Shengti or skip. The series has been included in the Coal Ministry skip Buban standards. Shengti or more in the system, in
4、 order to reduce lateral raise tension with the decentralization side of the poor, by the end of rope balance is essential. The end of a rope for balance Chen Shui-bian rope, a wire rope for a round, both meet the use requirement. However, Chen Shui-bian is still a rope woven from the artificial, hi
5、gh cost and low production levels, prices and quality you can not guarantee that. Round wire rope is just the opposite, in the JD series of multi-standard design selected skip rope round tail rope. The skip through the end of the rope device design, to understand their design methods that skip the e
6、nd of the rope suspension parts installation, design, parts of the process, skip the end of the rope suspension principle, the basis of the design Skip tail rope suspension of the work necessary, a reasonable choice of material connecting the various parts of the selected material and woke up the re
7、sponse to heat treatment.Key words: shaft more rope； elevator；the tail rope suspension；upgrade system第 一 章 箕 斗 概 述 51.1 提 升 容 器 的 概 况 .51.2 提 升 容 器 的 轻 型 化 发 展 51.2.1 容 质 材 料 的 选 择 51.2.2 轻 质 材 料 的 选 择 51.2.3 高 强 钢 的 应 用 .61.3 提 升 容 器 的 改 造 .61.4JD 系 列 箕 斗 的 自 我 完 善 和 改 造 .71.4.1JD 系 列 立 井 多 绳 提 煤 箕
8、 斗 的 概 述 .71.4.2JD 系 列 立 井 多 绳 提 煤 箕 斗 的 品 种 及 基 本 参 数 .81.4.3JD 系 列 立 井 多 绳 提 煤 箕 斗 主 要 部 件 结 构 简 述 .10第 二 章 多 绳 箕 斗 设 计 计 算 122.1 已 知 数 据 122.2 箕 斗 圆 尾 绳 悬 挂 装 置 设 计 计 算 .122.2.1 连 杆 及 连 接 销 轴 强 度 验 算 （ 图 2-2） 132.2.2 吊 杆 强 度 验 算 （ 图 2-3） 152.2.3 连 接 螺 栓 强 度 验 算 17第 三 章 .主 要 零 部 件 的 工 艺 分 析 183.1
9、连 杆 的 工 艺 分 析 .183.2 吊 杆 的 工 艺 分 析 .193.3 锥 形 支 架 的 工 艺 分 析 203.4 锥 形 套 的 工 艺 分 析 203.5 轴 承 套 的 加 工 工 艺 分 析 22第 四 章 .箕 斗 尾 绳 悬 挂 装 置 的 装 配 工 艺 分 析 234.1 螺 纹 连 接 要 求 ： .234.2.1 滚 动 轴 承 的 安 装 ： 234.2.2 滚 动 轴 承 的 预 紧 234.2.3 滚 动 轴 承 的 润 滑 244.3 锥 形 套 的 浇 注 工 艺 244.3.1 浇 注 前 的 准 备 工 作 244.3.2 钢 丝 绳 头 的
10、处 理 244.3.3 浇 注 25第 五 章 .箕 斗 尾 绳 的 快 速 更 换 方 法 .265.1 准 备 工 作 265.2 换 绳 步 骤 26第 六 章 .多 绳 摩 擦 提 升 系 统 尾 绳 断 裂 原 因 及 其 防 护 .286.1 断 绳 原 因 分 析 .286.2 防 护 措 施 29第 七 章 总 结 .30参 考 文 献 30致 谢 31第一章 箕斗概述1.1 提升容器的概况在我国煤矿生产中，提升容器是矿井中的主要设备，包括箕斗和罐笼两类容器。箕斗根据使用矿井类型分为斜井提煤箕斗和立井提煤箕斗。因斜井提煤箕斗结构简单、应用范围小。立井提煤箕斗按提升钢绳的数量分为
11、立井单绳提煤箕斗和立井多绳提煤箕斗。立井单绳提煤箕斗是在煤矿立井中配合单绳缠绕式提升机提升煤炭的一种容器。在我国曾普遍使用 JLG 系列单绳箕斗。近年因深井与大型矿井的出现，立井多绳箕斗配合摩擦轮提升机提升矿物得到广泛应用，并且箕斗有向大型化发展的趋势。目前我国煤矿大多使用 JD 系列多绳提煤箕斗，部分矿井使用适合本矿井生产条件的非标准多绳提煤箕斗。1993 年部颁了 JG 系列和 JL 系列大型多绳提煤箕斗标准，大型箕斗已开始在国内矿井中应用。罐笼一般用于矿井的副井提升。罐笼的类型按提升钢绳的数量分为单绳罐笼和多绳罐笼。单绳罐笼的型式多是单层单车和双层单车的 1t、1.5 t 和 3t 系列
12、罐笼，其结构必须备有防坠器，主要用于中、小型矿井提升。多绳罐笼的形式有每层装 1 辆或 2 辆矿车的单层、双层、 3 层和 4 层罐笼，在我国内双层罐笼应用较多，4 层罐笼极少应用。1.2 提升容器的轻型化发展 提升容器的轻型化方向主要是指容器材质的选用和容器结构优化设计的发展。1.2.1 容质材料的选择根据提升容器的结构特点、使用工况和现行容器的材质构成，对容器材质的选用重新进行讨论。选用的材质，主要是轻质材料和高强钢，这两类材料的应用，在国内轻型容器的方面都有一定的发展。1.2.2 轻质材料的选择轻质材料，主要是指铝质轻合金和复合材料，从国内使用轻质材料情况统计看，多使用铝合金的型材和板材
13、。因材料综合性能受限制，特别是冲击韧性差，焊后热影响区变脆。以铝合金为主材的容器在我国发展使用，尚未达到成熟阶段。同钢制容器相比，轻合金容器造价昂贵，目前在国内仅在小型提升容器上使用。 轻合金容器还存在摩擦火花安全性的问题。目前国内采用调整合金组成元素含量和防护涂层两种方案进行技术处理，但是前者在连续摩擦的工况条件下，仍很难解决摩擦火花，而防护涂层受到摩擦冲击也很容易破坏。如何解决轻合金摩擦火花问题，国内外还处在研究阶段。轻合金防腐性能较差，在矿井淋水严重、通风不畅的情况下，化学腐蚀较为严重、通风不畅的情况下，化学腐蚀较为严重。目前国内对轻合金板材用阳极氧化表面处理，形成一层保护性氧化膜，但对
14、提升容器的使用工况条件来说，还不能完全达到防护要求。铝合金的弹性模量约是钢铁的 1/3，同钢制容器相比，在受力相同的条件下，铝制容器相比，在受力相同的条件下，铝制容器的变化量大，动载荷及动力系数减小；铝合金的冲击韧性差，只相当于 45 钢的 1/2.因此，即便要使用铝合金容器，设计时应注意以下两点：（1 ）当受力杆件截面相同时，铝合金的临界应力比钢小，其允许应力折算系数也小，设计计算时应进行精确的专门计算和验算。 （2）设计时应适当加大受力件的安全系数，使屈服极限有较大的裕度。1.2.3 高强钢的应用目前容器本体制作主材是 Q235-A 型钢和 Q235-A、16M n板材。若在容器本体的主要
15、受力杆件、盘体和箕斗的斗箱采用高强钢型材和耐磨钢板，可在相同受力情况减小板材的断面尺寸、相同磨损情况减小板材的断面尺寸，从而降低容器的整体重量。高强钢在国内已开始使用，因其综合机械性能和价格因素，会在容器的轻型化发展中有一席之地。当前，主要问题是国内极少有多规格的高强钢型材供应。自制焊接高强型钢，成本高，质量不稳定，难以适应大批量生产使用的需求。对提升容器的结构进行优化设计，首先建立合理的数字模型，在保证必需的强度和刚度的同时，适当确定各构件的最优结构形状和位置尺寸。如对箕斗设计来讲，合理地选择闸门的结构和安装位置尺寸，可从总体结构降低箕斗的不平衡度，适当减少配重；物料松散力学在箕斗设计计算的
16、应用，可正确地分析计算箕斗结构受力状况，精确计算闸门的受力及开闭力等。1.3 提升容器的改造由于我国矿井的井型多，新旧程度不同、使用条件各异、地质条件复杂，为满足矿井的提升需要，许多矿井对原设计使用容器进行局部结构改造。有的新建矿井直接使用技术先进、结构合理的非标准提升容器，也取得了很大成效。JD 系列箕斗为固定曲轨底卸式箕斗，其闸门是采用曲轨连杆下开折页式平板闸门，闸门开闭是借助安装在井口卸载位置的国定卸载装置来完成。闸门的开闭过程在理论上完全可行，但在实际工况条件下还存在下列问题：（1）重箕斗进入卸载曲轨，在很短曲线段行程内完成卸载，产生冲击载荷很大，不但对井造成强烈冲击，而且在冲击载荷作
17、用下，螺栓孔和轴套严重磨损，导致闸门运动轨道发生变化或闭锁不到位，闸门会自动打开。 （2）在运行过程中，因卸载滚轮与卸载曲轨之间存在设计间隙，箕斗曲轨板与卸载曲轨之间存在设计间隙，箕斗曲板轨、卸载曲轨的制造、安装误差、卸载曲轨衬板磨损过量等原因，使连杆自锁机构动作不到位，而闸门自重和斗箱内的压力方向与闸门开启方向相同，当闸门受到振动和煤流冲击时，均有被迫开启的危险。 （3）闸门开启的时伸出箕斗断面范围，国内也曾发生过箕斗闸门与溜煤板或其它井筒装备相撞而造成恶性事故，影响矿井的安全生产。1.4JD 系列箕斗的自我完善和改造通过近年来实践经验总结，从以下几个发面进行了完善设计，来保证 JD 系列箕
18、斗自动卸载的可靠性和安全性。 （1）完善闭锁机构：在曲轨板导向槽上增加反斜角堆焊材料；弹簧夹改成斜坡；增加部分构件强度，防止变形影响闭锁结构工作。 （2）改进闸门固定支座结构，设计上止口。 （3）增大卸载段的圆弧半径，改善卸载轨迹，减少连杆轨迹点变化范围，使轨迹平滑，闸门开启时所受载荷均匀。1.4.1JD 系列立井多绳提煤箕斗的概述立式立井一般都采用箕斗提煤，箕斗有立井单绳提煤箕斗和立井多绳提煤箕斗。立井单绳提煤箕斗是煤矿立井中配合单绳缠绕式提升机提升煤炭的一种容器。我国煤矿曾普遍使用这种形式的箕斗，因为它投资少，便于维护的设备。但是，近几年由于深井与大型矿井的出现，多绳提升设备得到了优先选用
19、。20 世纪 70 年代我国设计的大型矿井，为满足立井 200 万 以上提升能力的要求，一般需要在一个井筒里布置两对 12 吨或ta17 吨箕斗。这样不仅加大了井筒的断面，而且基建投资也高，这次我设计了 17 吨箕斗、箕斗尾绳悬挂装置及其各个零部件。箕斗尾绳悬挂装置在多绳提升系统中为了减小提升侧与下放侧钢丝绳的张力差，箕斗尾绳悬挂装置由连杆、吊杆、锥形支架、锥形套等件组成.1.4.2JD 系列立井多绳提煤箕斗的品种及基本参数JD 系列多绳提煤箕斗按罐道分，有钢丝绳罐道和刚性罐道两种。钢丝绳罐道箕斗其罐道布置在箕斗两侧面的四角，导向用半分滑套。刚性罐道箕斗、采用矩形断面箕斗、胶轮滚动罐耳，罐道布
20、置在箕斗两端。JD 系列多绳提煤箕斗按装载方向又可分为同侧装卸式和异侧装卸式两种。结合罐道和装卸载方向的不同。JD 系列多绳提煤箕斗共有四种型式，即：钢丝绳罐道、同侧装卸式多绳提煤箕斗，型号 JDS，钢丝绳罐道、异侧装卸式多绳提煤箕斗，型号 JDSY，刚性罐道、同侧装卸式多绳提煤箕斗，型号 JDG，刚性罐道、异侧装卸式多绳提煤箕斗，型号 JDGY。JD 系列多绳提煤箕斗按名义载重量分有 4、6、9、12、17 五种吨位：按斗箱断面分，有 2200X1100 毫米、 2300X1300 毫米和 2400X1550 毫米三种尺寸；按提升钢丝绳数分，有 4 绳和 6 绳两种。结合以上不同种类共组成二
21、十八个品种。立井多绳提煤箕斗的基本参数见表 1-1.表 1-1 JD 系列多绳提煤箕斗多 绳 提 煤 箕 斗 型 号钢 丝 绳 罐 道 刚 性 罐 道同侧装卸式异侧装卸式 同侧装卸式异侧装卸式名义载煤量t有效容积 3m斗箱断面 AB2最大终端载荷tfJDS-4/55X4JDSY-4/55X4JDG-4/55X4JDGY-4/55X44 4.4 2200x110022JDS-6/55X4JDSY-6/55X4JDG-6/55X4JDGY-6/55X46 6.6 2200x110022JDS-6/75X4JDSY-6/75X4JDG-6/75X4JDGY-6/75X46 6.6 2200x1100
22、30JDS-9/110X4JDSY-9/110X4JDG-9/110X4JDGY-9/110X49 10 2300x130044JDS- JDSY- JDG- JDGY- 12 13. 2300x 412/110X4 12/110X4 12/90X4 12/90X4 2 1300 4JDS-12/90X6JDSY-12/90X6JDG-12/90X6JDGY-12/90X412 13.22300x130054JDS-16/150X4JDSY-16/150X4JDG-16/150X4JDGY-16/150X416 17.62400x155060JDS-17/160X4JDSY-17/160X4J
23、DG-17/160X4JDGY-17/60X417 18.22400x155064多 绳 提 煤 箕 斗 型 号 主钢丝绳罐道 刚性同侧装卸式 异侧装卸式 同侧装卸式 异侧装卸式C D E FJDS-4/55X4 JDS-4/55X4 JDS-4/55X4 JDS-4/55X4JDS-6/55X4 JDS-6/55X4 JDS-6/55X4 JDS-6/55X4JDS-6/75X4 JDS-6/75X4 JDS-6/75X4 JDS-6/75X41400 800 2000 1250JDS-9/110X4 JDS-9/110X4 JDS-9/110X4 JDS-9/110X4JDS-12/110
24、X4 JDS-12/110X4 JDS-12/110X4 JDS-12/110X4JDS-12/90X6 JDS-12/90X6 JDS-12/90X6 JDS-12/90X61600 830 2100 1450JDS-16/150X4 JDS-16/150X4 JDS-16/150X4 JDS-16/150X4 1850 850 2200 1700JDS-17/160X4 JDS-17/160X4 JDS-17/160X4 JDS-17/160X4 1950 880 2300 1750表中型号标记示例说明如下：J D S Y-12/110X4提升钢丝绳数为 4 绳每根提升钢丝绳悬挂装置的破坏
25、载荷为 110 吨力箕斗名义载重为 12 吨异侧装卸式（同侧装卸不标注）钢丝绳罐道（刚性罐道标记 G）立井多绳提煤箕斗1.4.3JD 系列立井多绳提煤箕斗主要部件结构简述JD 系列多绳提煤箕斗有提升钢丝绳悬挂装置、框架、斗箱、闸门装置、尾绳悬挂装置、导向装置、活动盖板和安全蓬盖等部件组成。井底煤仓的煤炭通过装载设备计量斗装入箕斗斗箱。箕斗提升到地面后，借助安装在卸载位置的固定曲轨打开斗箱底部闸门，将煤卸入井口煤仓。卸载后，当箕斗逐渐下放离开卸载位置时，卸载曲轨又将闸门自动关闭，于是空箕斗即可下放至井底重新进行装载工作。箕斗圆尾绳悬挂装置如图（2-1）在 JD 系列立井多绳提煤箕斗标准设计中选用
26、圆尾绳。圆尾绳悬挂装置为转环式结构见图（2-1） ，它由一个单列推力球轴承、两个单列向心球轴承，以及连杆、吊杆、锥形支架、锥形套等件组成，它的上部连杆用销轴与框架的尾绳梁连接，下部通过锥形套筒采用合金浇注方法将尾绳绳头连接起来，尾绳的重量通过连接螺栓直接作用在推力球轴承上，因此圆尾绳在提升过程中由于长度和重量变化引起的扭转力，通过向心推力球轴承的旋转自动消除。多绳提升容器的尾绳数量不得少于二根。因此四绳箕斗一般采用两根尾绳，六绳箕斗一般采用三根尾绳。全部尾绳钢丝绳每米重量要尽可能接近相同。尾绳悬挂装置的最大工作载荷应根据提升钢丝绳悬挂装置最大工作载荷与提升容器 自重和载重之差除以尾绳数来制定。
27、考虑到箕斗和罐笼能互相通用，WY 型圆尾绳悬挂装置共设计了四种规格，其基本参数及主要尺寸如表 1-2 所示。表 1-2 WY 型圆尾绳悬挂装置基本参数及尺寸WY-60 WY-80 WY-110 WY-150 WY-160设计破坏载荷 kgf允许工作载荷 kgf用于重物提升（箕斗）时用于人员及重物提升（罐笼）时适用平衡钢丝绳直径 dW mm适用提升钢丝绳直径 mm主吊杆螺纹直径 d单向推力球轴承型号 重量 kg600006000460028352123M42X38049658000080006200324322.528M48X3841093110000110008500405127.532.5M
28、56X48412128150000150001150045623140M64X48413179160000160001250065755260M80X48420195第二章 多绳箕斗设计计算以刚性罐道、同侧装卸式、四绳十七吨提煤箕斗为例进行设计计算。型号参 数 及 尺寸2.1 已知数据箕斗型号： ；17/604JDGX名义载重： ；MQkgf有效容积：18.2 mm3；斗箱断面：2400x1550mm 2；箕斗自重：27007kg；最大终端载荷：64tf；2.2 箕斗圆尾绳悬挂装置设计计算系列多绳箕斗采用转坏式尾绳悬挂装置，其结构如图 2-1 所示。尾绳悬挂装置的最大工作载荷应根据容器配用的提
29、升钢丝绳悬挂装置的工作载荷、容器的自重和载重等因素来决定。考虑到箕斗和罐笼均能采用的要求，共设计了五种规格的圆尾绳悬挂装置，其主要技术特征及各种箕斗的配合情况如表 2-1。表 2-1 圆 尾 绳 悬 挂 装 置尾绳悬挂装置代号设计破坏载荷tf最大工作载荷tf用于箕斗最大工作载荷tf用于罐笼圆尾绳直径mm吊杆螺纹直径mm单向推力球轴承型号重量kg配用箕斗型号WY-60 60 6 4.6 2838 M42X3 8409 65 JDS4/55X4JDG6/55X4WY-80 80 8 6.2 3243 M48X3 8410 96 JDS-6/75X4JDGWY-110110 11 8.5 4051
30、M56X4 8412 128 JDS9/110X4JDG12/110X412/90X6WY-150150 15 11.5 4562 M64X4 8413 179 JDS16/150X4JDGWY-160160 16 15 6575 M80X4 8420 195 JDS17/160X4JDG现以 为例进行计算160WT2.2.1 连杆及连接销轴强度验算（图 2-2）对于 圆尾绳悬挂装置，其工作载荷 ，连杆及销轴有关尺寸为：160WT160WPkgf， ， ， ,8am3b2150bm28c， ， ， 。29drRLLm图 2-2连杆上部 断面的拉应力I216051.().8(39)WIPkgfc
31、mabd孔壁平均压力 2126.4.wqkfcX按拉密公式计算孔内壁拉应力 2222 20.7.30.751.36.4391.54LI IrRqkgfcmA连杆下部 II-II 断面的拉应力22160476.19().8(5)WIpkgfcmcbd孔壁平均压力 2319IPqkfcc按拉密公式计算孔壁拉应力 22220.7.0.745.316.4380LI IrRq kgfcmA A上部连接销轴弯曲强度按中间均部载荷的简支梁计算 2116.8()(13)04242WPaMkgfc3805.79kgfcmd下部连接销轴弯曲程度21.2.6130bWf23347.89kgcd连杆及连接销轴材料均为
32、 45 号钢， ，许用拉应力取260bkgfcm，许用弯曲应力去2610bkfcm。由以上计算结果可知 、 、 及 均小于2.2.73Wgf ILIILI， 及 均小于 ，故强度足够。12W五种圆尾绳悬挂装置的连杆及连接销轴强度计算结果列于表 2-2。表 2-2 连 杆 及 连 接 销 轴 强 度代号 单位 WY-60 WY-80 WY-110 WY-150 WY-160Wpkgf6000 8000 11000 15000 16000a mm 40 45 50 60 681bmm 90 100 110 130 1362mm 100 110 120 140 150c mm 20 23 25 26
33、 28d mm 55 60 65 80 901Lmm 78.6 80.2 94 111.8 1302Lmm 70 77 85 100 120R mm 65 70 80 100 150I2kgfcm429 444 489 500 511.5Iq273 296 338 313 261.4LI 2kfc474 518 573 526 391.5Igm333 348 400 417 476.19Iq2kfc273 290 338 313 317.46LI474 508 573 526 475.491MkgfcmA8790 11540 18975 30675 38400W2528 534 691 599
34、 526.752kfc7500 10900 16500 26250 34400W2gm451 505 601 513 471.882.2.2 吊杆强度验算（图 2-3）尾绳悬挂装置吊杆有关尺寸为：160T， ， ， ， ，8am3b90dm80R084dMm170d断面的拉应力I 211658.().(39)WPkgfcabd孔壁平均压力 20261.4.8qkfcm按拉密公式计算孔壁拉应力 2222 2.7.3.751.36.4391.54LrRqkgfcmAA吊杆最小直径在螺纹退刀槽处，此处的拉断应力为吊杆材料 45 号钢，许用拉应力 。计算结果表明 、 及201bkfc1L均小于 ，故强
35、度足够。2图 2-3五种圆尾绳悬挂装置的吊杆强度计算结果列于表 2-3表 2-3 吊 杆 强 度 验 算代号 单位 WY-60 WY-80 WY-110 WY-150 WY-160Wpkgf 6000 8000 11000 15000 16000a mm 40 45 50 60 68b mm 100 110 120 140 130d mm 55 60 65 80 90R mm 65 70 80 100 1500mm 423M8564M804M1dmm 37.5 43.5 50 58 702kgfcm333 356 400 417 588.2q 2kgfcm273 296 338 313 261
36、.4L474 518 573 526 391.522kfc544 539 561 568 415.962.2.3 连接螺栓强度验算每个圆尾绳悬挂装置均用 8 个螺栓将绳头锥形套筒与旋转外壳连接如图 2-1 所示。螺栓直径为 d，在工作中承受拉力载荷 ，拉断应力为WP22216037.685.14WPkgfcmFc式中 螺纹内径， ；d螺栓的有效面积 ，对于 悬挂装置 ，2c160WY30dM；2.65314Fm连接螺栓数量， =8。ZZ螺栓材料 45 号钢（WY-60、WY-80 螺栓材料为 35 号钢，WY-150 螺栓材料为 45 号钢） ，许用应力 ，故强度够。2610bkgfc五种悬挂
37、装置的连接螺栓强度验算结果列于表 2-4表 2-4 连 接 螺 栓 强 度 验 算代号 单位 WY-60 WY-80 WY-110 WY-150 WY-160Wpkgf 6000 8000 11000 15000 16000d mm M16 M20 M24 M24 M30F 2cm1.441 2.252 3.243 3.243 5.31kgf520 444 424 578 376.62c520 520 520 610 610第三章.主要零部件的工艺分析3.1 连杆的工艺分析1） 连杆是箕斗内一个重要的零件如图（3-1 ） ，连杆的材料为 45 号钢。模锻件成型后安排了正火热处理。通过正火热处理
38、可适当地提高材料的强度和硬度，减小内应力，避免切削时产生“粘刀子”现象。以下其他模锻件也如此。图 3-12） 连杆属小批量生产，可在通用机床上加工。3） 正火处理后铣长 136mm 宽 150mm 的端面，再以此端面为定位基准，在一次装夹下铣两个长方体，先铣长 136mm 宽 150mm 高 150 的长方体外端面，再铣长 136mm 宽 68mm高 385mm 的长方体各端面，保证了长方体各个面与端面的垂直度。4） 以断面中心轴线为定位基准夹具装夹不变，半精钻 的孔，保证了孔轴线与290m端面的平行度以及端面中心轴线的垂直度。5） 连杆在基准面上开的长方体槽。因为模锻精度很高而且与吊杆配合时
39、余量很大，可以不用再加工。3.2 吊杆的工艺分析1) 吊杆是箕斗内一个重要的零件如图（3-2） ，吊杆的材料为 45 号钢。模锻件成型后安排了正火热处理。通过正火热处理可适当地提高材料的强度和硬度，减小内应力，避免切削时产生“粘刀子”现象。根据吊杆的技术要求，有关表面的基准线均为 外圆的轴线。40m图 3-22) 吊杆属小批量生产，可在通用机床上加工。3) 粗磨 外圆后在铣长 68mm 宽 130mm 高 370mm 的长方体，能保证长方体有一40m个精度较高的定位基准。以 轴线为定位基准铣长方体的各个面。40m4) 换车床加工，夹具不变，以 轴线为定位基准，车 的圆弧，再车5Rm的外圆，再以
40、 为始圆 为终圆车锥角为 的外圆锥。在车1612102、 、 、 的外圆，换刀车 的螺纹，在换刀车08780M的倒角。以上的加工可在数控机床上加工。4Cm5) 以长 68mm 宽 130mm 的长方形端面和 外圆轴线半精钻 的孔，保证了4m9孔轴线与端面的平行度以及与 外圆轴线的垂直度。06) 以 外圆的上端面和外圆轴线为定位基准精钻均布的 深 40 的孔，042m再在四个均布的孔上攻 深 32 的螺纹。26Mm3.3 锥形支架的工艺分析1） 锥形支架在箕斗内起支承作用，是重要的零部件如图（3-3） ，锥形支架的材料是 45号钢，模锻件成型后安排了正火热处理。根据锥形支架的技术要求，有关表面的
41、基准线均为 的外圆的轴线。26m图 3-32）锥形支架属小批量生产，可在通用机床上加工。3） 粗磨 外圆以 外圆轴线为基准一次装夹车锥度为 的外圆锥，再车6m26m2的外圆，换刀车 的倒角。4904C4）以 轴线为基准车 的倒角。155）以 轴线为基准精镗 深 43 的孔。2986）以 轴线为基准在 的外圆端面上精镗 的孔。26168m7）以 轴线为基准半精钻均布的 的孔。m303.4 锥形套的工艺分析套类零件主要是作为旋转或固定轴类零件的支承，承受轴的径向力。例如，车床光杠、丝杠的两端支架的衬套等。而套类零件的内表面比外表面的加工困难得多，这是因为：孔加工是在零件内部进行的，切削情况不易直接
42、用眼睛来观察；刀杆的截面大小受孔径的限制，特别是加工孔径小，长度长的孔时，刀杆细而长，就导致刀杆刚性差；切屑不易排出，冷却液较难注入切削区域；当工件壁厚较薄时，加工中零件容易产生变形；内孔的测量要比外圆困难，尤其是对小直径孔的测量。套类零件是以尺寸精度和表面粗糙度为主，而形状和位置精度，是根据工件用途来却定的。图 3-41）锥形套是箕斗内一个重要的零件如图（3-4） ，锥形套材料为 45 号钢，模锻件成型后安排了正火热处理。通过正火热处理可适当地提高材料的强度和硬度，减小内应力。根据锥形套的技术要求，有关表面的基准线均为 外圆轴线。264m2）锥形套属小批量生产，可在通用机床上加工。3）若锥形
43、套的毛坯加工余量大，而外圆加工余量小时，则第一道工序应以外圆定位加工锥孔；反之，有头道工序以锥孔加工外圆，即粗基准选在加工余量最小的表面。4）在锥形套筒内的锥孔上开了四个锥形槽，它们在锻造时成型加工出来，没有技术要求，只是在装配的时候开的四个工艺锥槽。5）粗磨 外圆以 外圆轴线为基准车 R10 的倒圆角车 的外圆，装264m264m490m夹不变车 的倒角。C6）以 外圆轴线为基准,车 的倒角。15C7）以 外圆轴线为基准, 半精钻均布的 的孔。830m3.5 轴承套的加工工艺分析图 3-51）该轴承套是箕斗尾绳里的轴承套，对轴承起保护作用。并且对整个装置起定位和支承作用，该轴承套属薄壁套筒内
44、工件，形状简单而技术要求较高如图（3-5）2）为保证轴承套的尺寸精度、形状和位置公差、技术要求的实现，在精加工前可进行除应力的热处理。3）轴承套的孔径与壁厚的比值已经达到 66 倍，壁厚仅为 4mm，导致半径方向的刚性差，如用三爪卡盘夹住工件外圆，卡爪夹紧处的外圆就会产生明显的弹性变形。若半精车，磨削加工后内孔的弹性变形部分被车削，磨削掉，内孔在机床上测量是圆的，一但放松卡爪，取下工件，内孔的弹性变形部分则恢复，其内孔的几何形状成为三角形或多角形。4）对于其工件特点可以采用软卡爪装夹，以增大卡爪和工件的接触面积。用软卡爪装夹工件，软卡爪是未经淬硬的卡爪，形状与原来的硬卡爪相同，使用时，把硬卡爪
45、前半部分 拆下，换上软爪，用螺钉连接，如果卡爪是整体式的，可以用旧的硬卡爪在夹持面A上焊一块钢料、焊上软卡之后，必须用镗孔车刀把软卡的夹持面进行车削，车削卡爪的直径跟被夹的零件应基本相同，并车出一个阶台，可使工件端面正确定位。在车软爪之前，为了消除间隙，必须在卡爪内端夹持一段稍小于工件直径的定位圆柱，待车好后拆除。用软卡爪装夹工件能够保证位置精度，同时也可以减少找正时间，及防止夹伤零件。第四章.箕斗尾绳悬挂装置的装配工艺分析装配工艺是决定机器质量的重要环节。机器设计的技术要求，需要通过良好的装配工艺才能达到。4.1 螺纹连接要求：1） 装配螺栓时应该要保证适当的预紧力；2） 螺栓杆部在装配时不
46、应产生弯曲变形；3） 螺栓的头部、螺母端面应与被连接件接触良好；4） 装配时应按一定顺序拧紧螺母。4.2 滚动轴承装配4.2.1 滚动轴承的安装：清洗轴承，加热清洗轴承的防锈油脂。经过清洗的轴承应该保持清洁。)I滚动轴承装配时的压力应直接加在待配合的套圈端面，不允许通过滚动体传递压力。除压入法外，对过盈量较大的配合也可以采用加热法和冷缩法。轴承内圈与轴径配合较紧，因此先将轴承装在轴径上，然后连同轴一起装入座孔内。)I压入轴承时，应该采用套筒，以使压力均匀的作用于轴承端面。不应使用冲子和铜)IV棒之类的工具。特别是铜棒，它不单使轴承受力不均，而且会使铜屑落入轴承内。推力球轴承装配时，应区分紧圈和
47、松圈，松圈的内孔比紧圈内孔大，紧圈所靠的端面)与内孔所配合的是同一个零件，或者是具有相同的转速，否则会产生咬死的现象。滚动轴承上标有代号的端面应装在可见部位。)VI在装配滚动轴承过程中，应严格防止杂物进入轴承内。装配后，轴承转动应灵活，无异常声音，工作时轴承温度不超过 。)I 704.2.2 滚动轴承的预紧滚动轴承的预紧或称预加载荷，就是在安装轴承的时候，在轴承的轴向或径向给一定的力，消除轴承的间隙，甚至产生一定的负间隙。从而可以提高轴承的寿命、旋转精度和刚度，减少轴承在工作时的变形与负荷之间的关系是非线性的缘故。但是轴承的预加载荷不能太大，因为轴承的实际载荷是等于工作载荷再加上预加载荷。因此
48、过大的预加载荷会造成轴承的发热、磨损、寿命下降。向心推力球轴承预加载荷，是由轴承内、外圈相对轴向位移实现。4.2.3 滚动轴承的润滑润滑的目的是减小摩擦和降低温升。润滑剂和润滑方式取决于轴承的类型、速度和工作负荷。合适的润滑，可以降低轴承的温度和延长使用期限。滚动轴承在速度较低时，用如润滑脂比用润滑油温升低。在速度较高时，则用润滑油较好。速度的高低用速度系数判断。对于向心轴承，速度系数为 ；对于推力轴承，速度mnd系数为 。式中 轴承的转速 ； 轴承孔径与外径的平均值 ；nDHnminrdm推力轴承外径 ； 推力轴承的高度 。当速度系数等于或小于表 4-1m所列的值时，宜用润滑脂润滑；否则宜用
49、油润滑。表 4-1 滚 动 轴 承 润 滑 剂 的 选 择轴承型式轴承型式0000 36000 46000 2000 7000 3182100 2268100 8000速度系数 mnd500000 750000 400000 400000 200000 500000速度系数 DH250000 80004.3 锥形套的浇注工艺4.3.1 浇注前的准备工作1）在距绳端 1m 左右用铁丝把钢丝绳困扎紧，并用切割机在距困扎处一定位置切断钢丝绳。2）把要浇注的铅或锌的金属块在炉子中融化待用。4.3.2 钢丝绳头的处理1）把钢丝绳头套装在如附图所示的装置中，抖开钢丝绳头至每一根钢丝，最好把每一根钢丝头折成一小钩。2）将抖开的钢丝绳浸泡于汽油中，用钢丝刷清洗干净，待
