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遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 42 頁
1 緒論
1.1 翻車機(jī)概述及應(yīng)用
翻車機(jī)也叫鐵路貨車翻卸機(jī), 是可將有軌車輛翻轉(zhuǎn)或傾斜使之卸料的裝卸機(jī)械在港口中屬港口專用機(jī)械,是散貨裝卸車機(jī)械的一種.在港口,鋼廠和電廠中應(yīng)用較為廣泛，適用于運(yùn)輸量大的港口和冶金、 煤炭、 熱電等工業(yè)部門。其中煉鐵廠原料在廠內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹虚g轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，用火車和汽車等載運(yùn)工具運(yùn)輸時(shí)，需要設(shè)置原料受卸設(shè)施。在鋼鐵企業(yè)中，火車受卸一般采用翻車機(jī)、螺旋卸車機(jī)等設(shè)備進(jìn)行受卸，也有采用汽車自卸車輛自卸。翻車機(jī)在受卸環(huán)節(jié)中占有舉足輕重的作用，對(duì)翻車機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)可以使我進(jìn)一步了解翻車機(jī)的構(gòu)造及作用，便于排查故障改進(jìn)設(shè)備，使其更加經(jīng)濟(jì)效益。
1.2 翻車機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
隨著現(xiàn)今社會(huì)生產(chǎn)力的提高，人們對(duì)裝卸設(shè)備功的能和工作效率越來越高，使得翻車機(jī)在生產(chǎn)中應(yīng)用的不斷發(fā)展，近幾年來我國先后同美國、英國等技術(shù)先進(jìn)企業(yè)進(jìn)行多次合作，制造出了一系列的新型翻車機(jī)。例如：大型裝卸機(jī)械“C”型翻車機(jī)，就是大重集團(tuán)吸收國外先進(jìn)技術(shù)自主開發(fā)的國內(nèi)最新產(chǎn)品。我國憑借外國的先進(jìn)技術(shù)，自主研發(fā)和改進(jìn)了各種各樣的翻車機(jī)，為國家鋼鐵企業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
2004年10月，大連重工·起重集團(tuán)與秦皇島港務(wù)集團(tuán)有限公司一次簽下8億元的供貨合同，在14個(gè)月內(nèi)，向秦皇島港煤四期擴(kuò)容工程、煤五期新建工程提供6480噸/小時(shí)堆料機(jī)、6000噸/小時(shí)取料機(jī)、7200噸/小時(shí)三車翻車機(jī)等散裝物料大型裝卸設(shè)備22臺(tái)，機(jī)器產(chǎn)品產(chǎn)量過萬噸到2005年，我國沿海及內(nèi)河港計(jì)劃新增萬噸級(jí)以上泊位150個(gè)，其中集裝箱泊位50個(gè)需要新增或更新大量裝船機(jī)、翻車機(jī)、堆取機(jī)和集裝箱裝卸設(shè)備等。翻車機(jī)在我國沿海地區(qū)的發(fā)展中起了非常重要的作用，為沿海一帶的城市發(fā)展提供了強(qiáng)而有力的幫助。
1.3翻車機(jī)國內(nèi)發(fā)展趨勢
伴隨著國內(nèi)外各工業(yè)部門的不斷發(fā)展，對(duì)受卸工具的不斷需求，對(duì)翻車機(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)已經(jīng)刻不容緩。各國競相設(shè)計(jì)出新的設(shè)備及新的功能的翻車機(jī)，美國率先推出了可供多節(jié)車廂共同作業(yè)的聯(lián)合式翻車機(jī)，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，并節(jié)約了大量人力物力財(cái)力，近些年來我國在消化引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，先后開發(fā)和制造了許多新型翻車機(jī)卸車設(shè)備，其技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平。目前我國吸取國外大量先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，開始獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造自動(dòng)工作，自動(dòng)檢修及自動(dòng)報(bào)警相結(jié)合的全自動(dòng)式三車翻車機(jī)（圖1.1）。
由于國外設(shè)計(jì)的三車翻車機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中逐漸顯現(xiàn)出各種問題和弊端，2006年由大連重工起重集團(tuán)有限公司實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試總承包的新型三梁兩端環(huán)三車翻車機(jī)卸車系統(tǒng)是目前國際上最大的一體式翻車機(jī)，當(dāng)年創(chuàng)產(chǎn)值1.8億元人民幣。三車翻車機(jī)卸車系統(tǒng)是目前國際上最大的一體式翻車機(jī)，可一次翻卸三節(jié)且每節(jié)載重100噸煤炭的鐵路敞車，主要用于我國最大年轉(zhuǎn)運(yùn)煤炭兩億噸秦皇島煤碼頭。2007年9月30日，該翻車機(jī)在秦皇島港務(wù)集團(tuán)公司重載試車成功，并投入運(yùn)行。該卸車系統(tǒng)采用自動(dòng)化作業(yè)，由于擁有良好的性能及較高的設(shè)備完好率，目前的翻卸效率為3×27車／小時(shí)，為目前國內(nèi)翻車機(jī)的最高效率，日均卸車1000余節(jié)。翻車機(jī)自運(yùn)行以來一直保持良好的設(shè)備狀態(tài)，完全能夠滿足生產(chǎn)需要，為秦皇島港的煤炭裝卸生產(chǎn)提供了可靠保障。這種新型三車翻車機(jī)同國外的三車翻車機(jī)相比，實(shí)現(xiàn)了六項(xiàng)創(chuàng)新點(diǎn)，如翻車機(jī)的轉(zhuǎn)子鋼結(jié)構(gòu)采用三箱形梁與兩箱形端環(huán)及兩聯(lián)系環(huán)相連接而形成的框架結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；采用平臺(tái)兩側(cè)伸出支架用于壓車的布置，可降低鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力值并方便了壓車裝置的維護(hù)等。
新型三梁兩端環(huán)三車翻車機(jī)及其卸車系統(tǒng)的成功開發(fā)，標(biāo)志著我國在大型翻車機(jī)設(shè)計(jì)上已達(dá)到了國際先進(jìn)水平，為我國各類翻車機(jī)占領(lǐng)國內(nèi)市場、打入國際市場起到了率先垂范作用，也為日后開發(fā)各類翻車機(jī)創(chuàng)建國際一流裝卸機(jī)械制造基地，提供了有力的技術(shù)支持與保障。
未來的受卸工具將不斷的向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，相信國內(nèi)翻車機(jī)的發(fā)展將不斷提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，為國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展到不可替代的作用。
圖1.1 三車翻車機(jī)
1.4 翻車機(jī)的類型及原理
翻車機(jī)主要分轉(zhuǎn)子式、側(cè)卸式、端卸式和復(fù)合式 4種。各種翻車機(jī)都由金屬構(gòu)架、驅(qū)動(dòng)裝置和夾車機(jī)構(gòu)組成，用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
1.4.1 轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)
轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、平臺(tái)、壓車機(jī)構(gòu)、承載托輥及傳動(dòng)裝置等部分組成。工作原理是將載貨敞車用撥車機(jī)或車頭推入形似轉(zhuǎn)筒的金屬構(gòu)架(圖1.2)，通過壓車機(jī)構(gòu)壓緊車輛,并和轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)140°～170,利用自重原理將散貨卸出。如果車輛具有旋轉(zhuǎn)車鉤，不需將貨車脫鉤就能將整列貨車逐節(jié)卸車，作業(yè)能力可達(dá)8000噸/時(shí)。轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)的翻轉(zhuǎn)軸線靠近其旋轉(zhuǎn)軸線的重心,雖然需要較大的壓車力和較深的基礎(chǔ),但因重量較輕,耗電量小,生產(chǎn)率較高,故應(yīng)用比較廣泛.翻車機(jī)按每次翻車節(jié)數(shù)不同可分為單翻翻車機(jī),雙翻翻車機(jī),三翻翻車機(jī)。轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)按端環(huán)端面結(jié)構(gòu)不同可分C型翻車機(jī),O型翻車機(jī)。
“O”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī):端環(huán)呈封閉的“O”型，早期翻車機(jī)產(chǎn)品,設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,整體剛性好,驅(qū)動(dòng)功率較大,由于其自身結(jié)構(gòu)問題使得平臺(tái)移動(dòng)需要靠車頭做牽引，以達(dá)到重車機(jī)內(nèi)定位以及推出機(jī)內(nèi)空車的目的。
圖1.2 轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)
常用的“O”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)：
型：銷齒傳動(dòng)，端環(huán)在外側(cè)?；顒?dòng)式平臺(tái)，固定靠板。液壓鎖鉤式壓車機(jī)構(gòu)，行程大，沖擊力小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。用大、小電機(jī)雙速傳動(dòng)，減小了車輛靠幫和翻車機(jī)復(fù)位時(shí)的沖擊且使作業(yè)時(shí)間縮短，但電機(jī)臺(tái)數(shù)較多，總功率較大。靠幫上設(shè)有振動(dòng)器。
型：內(nèi)端環(huán)型，撥車機(jī)臂頭可將重車推入機(jī)內(nèi)就位同時(shí)頂出機(jī)內(nèi)空車，取消了平臺(tái)上的緩沖器和推車機(jī)。轉(zhuǎn)子受力合理，重量輕，但托輥處易積料。平臺(tái)為固定式，活動(dòng)靠板。液壓鎖鉤式壓車機(jī)構(gòu)。直流電機(jī)傳動(dòng)。該機(jī)使車輛就位準(zhǔn)確可靠，對(duì)車輛的沖擊也大大減小。
型：齒圈傳動(dòng)，四連桿搖臂鎖車機(jī)構(gòu)，活動(dòng)式平臺(tái)，固定靠板，結(jié)構(gòu)簡單，但車輛靠幫、壓車時(shí)的沖擊力較大。端環(huán)在轉(zhuǎn)子的最外端，承載托輥不易擋積料。其中型為交流電機(jī)單速傳動(dòng)。型除改為直流電機(jī)傳動(dòng)外，還在翻車機(jī)上增設(shè)了噴灑水裝置，可在翻卸過程中及時(shí)灑水抑塵；車幫上增設(shè)了振動(dòng)器，卸料更為干凈，特別適用于水分較大的鐵精礦等物料。
“C”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)
端環(huán)呈不封閉的“C”型（圖1.3），結(jié)構(gòu)輕巧,平臺(tái)固定,液壓壓車,消除了對(duì)車輛和設(shè)備的沖擊,降低了壓車力。根據(jù)液壓系統(tǒng)特有的控制方式,使卸車過程車輛彈簧能量有效釋放，驅(qū)動(dòng)功率小，端環(huán)一側(cè)設(shè)置可供撥車機(jī)通過的通道，車箱進(jìn)出翻車機(jī)采用撥車機(jī)自動(dòng)控制，省去車頭牽引，更有利于實(shí)現(xiàn)翻車過程的自動(dòng)化。
常用的“C”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)
型：串聯(lián)式雙車翻車機(jī)，直流電機(jī)齒圈傳動(dòng)?；顒?dòng)平臺(tái)，最大載重量為。壓車機(jī)構(gòu)為重車托住液壓鎖定式，沖擊力小。裝有附著式振動(dòng)器，卸料干凈。機(jī)上有噴灑水裝置，抑塵效果較好。光電定位，程序控制 。
型：二支座內(nèi)端環(huán)式，除轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為“C”型、撥車機(jī)臂頭可從機(jī)內(nèi)通過外，其余性能類似型
圖1.3 “C”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)
1.4.2 側(cè)卸式翻車機(jī)
側(cè)卸式翻車機(jī)以搖架代替端環(huán)（圖1.4）， 車輛在搖架上被夾緊后，隨同搖架繞上方的軸旋轉(zhuǎn)140°～170°后卸車。由于旋轉(zhuǎn)時(shí)搖架和車輛的重心升高，驅(qū)動(dòng)功率和結(jié)構(gòu)重量有所增加，但不需建造地下料倉。
圖1.4 側(cè)卸式翻車機(jī)
1.4.3 端卸式翻車機(jī)
端卸式翻車機(jī)原理是將車輛推上卸車平臺(tái)（圖1.5）并夾緊后，驅(qū)動(dòng)裝置使卸車平臺(tái)繞與車軸平行的軸旋轉(zhuǎn)50°～70°，物料由端部車門卸出。這種翻車機(jī)結(jié)構(gòu)較簡單，但只適用于端部開門的車輛。
圖1.5 端卸式翻車機(jī)
1.4.4復(fù)合式翻車機(jī)
適用于棚車卸料。貨車推上卸車平臺(tái)并夾緊后，二者同向一側(cè)傾斜15°～20°，然后在車輛的縱向平面內(nèi)，前后各傾1次，傾角約40°（圖1.6）， 3次傾斜動(dòng)作即可使車內(nèi)物料由中門卸盡。
圖1.6 復(fù)合式翻車機(jī)
1.5 翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的作業(yè)程序
(僅從第2#車廂開始,此時(shí)第1#空車在翻車機(jī)內(nèi)):
1. 撥車機(jī)大臂下降,撥車機(jī)后退與車列聯(lián)掛(2#)。
2. 撥車機(jī)牽引重車列前進(jìn)，當(dāng)3#車前車鉤距翻車機(jī)前6 m處停止， 人工摘開2#車與3#車之間的車鉤。
3. 撥車機(jī)繼續(xù)前進(jìn)與翻車機(jī)內(nèi)的1#車聯(lián)掛。
4.撥車機(jī)牽引2#車前進(jìn)(此時(shí)仍與1#車聯(lián)掛)，使2#車在翻車機(jī)內(nèi)定位，撥車機(jī)與2#車自動(dòng)摘鉤。
5. 撥車機(jī)繼續(xù)推送1#車出翻車機(jī)，通過逆止器。 翻車機(jī)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)然后返回原位。
6. 撥車機(jī)與1#車自動(dòng)摘鉤。
7. 撥車機(jī)后退，大臂抬起，高速返回。
8. 撥車機(jī)返回原位。
1.6 翻車機(jī)設(shè)計(jì)的內(nèi)容
“C”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括選擇并評(píng)定合理的傳動(dòng)方案，并對(duì)傳動(dòng)方案所需的電動(dòng)機(jī)功率和減速器傳動(dòng)比等進(jìn)行選擇；對(duì)主要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核；撰寫設(shè)計(jì)說明書，繪出總圖和其它部分圖紙、翻譯與翻車機(jī)有關(guān)的外文資料等。
1.7 翻車機(jī)設(shè)計(jì)的要求
1.通過翻車機(jī)的設(shè)計(jì)，熟悉冶金機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的全過程
2.深入理解力能參數(shù)計(jì)算基本理論，并能在各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中精確應(yīng)用，理論聯(lián)系實(shí)際；
3.培養(yǎng)實(shí)事求是的作風(fēng)，不怕反復(fù)修改；
4.要求認(rèn)真對(duì)待每一步計(jì)算，做到有理有據(jù)，所引用的公式一定注明公式來源，所有未在公開刊物中發(fā)表的公式，要給出推導(dǎo)過程；
5.說明書和圖紙規(guī)范準(zhǔn)確，符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。
2 設(shè)計(jì)方案的選擇及評(píng)定
2.1 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)
翻車機(jī)的工作狀態(tài)是由左、右端環(huán)同時(shí)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。原理是采用雙電機(jī)通過減速器帶動(dòng)兩端環(huán)下的小齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)整個(gè)端環(huán)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)翻車。工作狀態(tài)：由兩側(cè)端環(huán)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。傳動(dòng)方案：交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速機(jī)構(gòu)（加、減速器）主動(dòng)輪（小齒輪）工作機(jī)構(gòu)（大端環(huán)）。為確保機(jī)構(gòu)重心在通過托輥中心線時(shí)靠自重旋轉(zhuǎn)可能對(duì)機(jī)構(gòu)造成的破壞，需要安裝制動(dòng)器，另外各軸間連接需要聯(lián)軸器。主傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖見圖（2.1）
1.電機(jī) 2.聯(lián)軸器 3.制動(dòng)器 4.減速器 5.聯(lián)軸器 6.聯(lián)軸器 7.小齒輪 8.端環(huán)
圖2.1 C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)主傳動(dòng)示意圖
2.2 設(shè)計(jì)方案的評(píng)定
翻車機(jī)由兩個(gè)端環(huán)構(gòu)成，采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)。翻車機(jī)的翻轉(zhuǎn)時(shí)間為1秒，翻轉(zhuǎn)角度小于，故需要小齒輪轉(zhuǎn)速較小，必須使用減速機(jī)。由于翻車機(jī)翻車過程中本身質(zhì)量加車廂質(zhì)量較大，運(yùn)轉(zhuǎn)速度較慢，且做圓周運(yùn)動(dòng)，環(huán)境條件較差，因此不宜選用液壓系統(tǒng)，故本次方案的主傳動(dòng)選用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)。壓車機(jī)構(gòu)做直線運(yùn)動(dòng)，且在車廂翻轉(zhuǎn)時(shí)承受整個(gè)車廂的重量，不宜采用電氣傳動(dòng)，故本方案壓車系統(tǒng)采用液壓傳動(dòng)，但也存在精度要求高，技術(shù)含量高，故障識(shí)別及排除較難等缺點(diǎn)。機(jī)構(gòu)端環(huán)采用分段鑄造焊接組成，彌補(bǔ)了體積、重量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)。但焊接點(diǎn)帶來局部應(yīng)力集中，強(qiáng)度較差等，設(shè)計(jì)中需采用螺栓等連接，以提高機(jī)構(gòu)的綜合性能。托輥機(jī)構(gòu)為兩套并列的兩對(duì)滾輪組成，左側(cè)滾輪設(shè)置凹槽，利于保持整個(gè)機(jī)構(gòu)的平衡，并減小了機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦，但機(jī)構(gòu)裝配時(shí)必須保證滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無卡死現(xiàn)象。
2.3 設(shè)計(jì)參數(shù)
1. 適用車型 長 - - - - - —mm
寬 - - - - - —mm
高 - - - - - -—mm
2. 最大翻轉(zhuǎn)重量 - - - - - - - - - - - t
3. 回轉(zhuǎn)速度- - - - - - - - - - - - 1 r/min
3 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
3.1 選擇電動(dòng)機(jī)
3.1.1驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算
翻車機(jī)在翻轉(zhuǎn)的過程中，要經(jīng)歷兩個(gè)過程，即往程和返程，這兩個(gè)過程中所受的轉(zhuǎn)矩不同，所以需要的驅(qū)動(dòng)功率也不相同，故分兩部分進(jìn)行討論。
第一階段--往程階段,在此階段車廂的最大重量為100t，設(shè)備重量為126t，偏心矩為300mm，相對(duì)于車廂的重力由于偏心所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，端環(huán)四周的焊接件重心偏差所引起的轉(zhuǎn)矩差可以忽略不計(jì)，只需計(jì)算車廂的重力由于偏心所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
已知條件： L=300mm=0.3m n=1r/min
其中： -最大翻轉(zhuǎn)重量
-翻車機(jī)設(shè)備總重
端環(huán)的偏心轉(zhuǎn)矩：
T=GL
其中： -翻車機(jī)、車廂及物料的總重力
-車輛中心線和端環(huán)中心線的偏心距
G=mg==22610N
N
T=GL=
所以，
T=9550
功率： P===70.99 KW
電機(jī)功率： =
由文獻(xiàn)（1，表4.2-9）及（2，表23.2-45）可查得：
齒輪嚙合效率 （齒輪精度為7級(jí)）
滾動(dòng)軸承效率
聯(lián)軸器效率
由圖（2.1）可知：
傳動(dòng)裝置總效率
電機(jī)功率： KW
返程時(shí)，在翻轉(zhuǎn)過程中隨著翻轉(zhuǎn)角度的變化，端盤所受的轉(zhuǎn)矩(阻力矩)大小也不相同。可分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是翻轉(zhuǎn)角由變?yōu)椋诙€(gè)階段是翻轉(zhuǎn)角由變?yōu)?，在返程時(shí)兩個(gè)階段所受的阻力矩與端環(huán)各段所受轉(zhuǎn)矩不同有關(guān)。
已知條件：
kg kg kg kg
R=3.8m g=
其中： -端環(huán)下體重量
-端環(huán)右體重量
-端環(huán)上體重量
-端環(huán)左體重量
R-端環(huán)體半徑
返程第一階段：行程圖見圖（3.1）即角<<時(shí)。
圖3.1 返程第一階段端環(huán)各部分位置圖
由于返程時(shí)端環(huán)向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故在返程第一階段階段（圖3.1）所示1、2、3、4為端環(huán)結(jié)構(gòu)的原始位置，而、、、是端環(huán)結(jié)構(gòu)返程時(shí)隨變化而變化的，在此過程中、充當(dāng)動(dòng)力矩，、充當(dāng)阻力矩。則整個(gè)端環(huán)在返程第一階段受的阻力矩總和為：
討論：
故當(dāng)時(shí)，無論取何值，永遠(yuǎn)小于0，即動(dòng)力矩大于阻力矩，不需要電機(jī)帶動(dòng)，端環(huán)可靠自身各部分重力矩的差值自由返程。當(dāng)時(shí)，永遠(yuǎn)大于0，即阻力矩大于動(dòng)力矩，需要電機(jī)帶動(dòng)才能完成翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)中最大阻力矩為：
則返程時(shí)所需電機(jī)功率：
返程第二階段：行程圖見圖（3.2）即角<<時(shí)。
圖3.2 返程第二階段端環(huán)各部分位置圖
在此過程中、充當(dāng)動(dòng)力矩，、充當(dāng)阻力矩。則端環(huán)在返程第二階段受的阻力矩總和為：
在此時(shí)無論取何值永遠(yuǎn)小于0，即動(dòng)力矩永遠(yuǎn)大于阻力矩，故在此階段不需電機(jī)牽引，機(jī)構(gòu)可以憑借自身個(gè)部分重力矩實(shí)現(xiàn)自由翻轉(zhuǎn)。
綜上所述，在往、返程中所需的電動(dòng)機(jī)的功率最大值為80.92 KW。
3.1.2選擇電機(jī)的型號(hào)
工業(yè)生產(chǎn)中常采用三相交流電動(dòng)機(jī)，翻車機(jī)用于灰塵較大，經(jīng)常起、制動(dòng)和正反轉(zhuǎn)的場合，所以電動(dòng)機(jī)需要較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并需要具有較大的承載能力，根據(jù)以上條件，在本設(shè)計(jì)中選用Y系列封閉式交流電動(dòng)機(jī)，電壓380V
根據(jù)文獻(xiàn)（2，P40-117附錄）選用Y315S-10型電動(dòng)機(jī)，基本性能如下：
額定功率- - - - - - - - - 2x45KW
滿載轉(zhuǎn)速- - - - - - - - - 585r/min
效率- - - - - - - - - - - 91.5%
轉(zhuǎn)矩- - - - - - - - - - - 1.4
3.2 減速器的選擇
已知：
所以：
試取m=20得：
由于：
所以：
電機(jī)的輸出功率為：45KW，根據(jù)（2，2-3，25-76）選用NGW-L92型減速器，公稱傳動(dòng)比為35.5。
3.3傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比的分配
圖3.3 C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)傳動(dòng)裝置簡圖
傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算：
Ⅰ軸：即電動(dòng)機(jī)軸：
KW
r/min
N·m
Ⅱ軸：即減速器高速軸：
KW
r/min
N·m
Ⅲ軸：即減速器低速軸：
r/min
N·m
Ⅳ軸：即傳動(dòng)長軸：
KW
r/min
N·m
Ⅴ軸：即傳動(dòng)短軸：
KW
r/min
N·m
表 3.1 各軸運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)
軸序號(hào)
功率P
(kW)
轉(zhuǎn)速n
(r/min)
轉(zhuǎn)矩T
(Nm)
傳動(dòng)型式
傳動(dòng)比
效率
Ⅰ
45
585
734.62
聯(lián)軸器
1.0
0.99
Ⅱ
44.55
585
728.75
減速器
32.5
0.9412
Ⅲ
41.51
18
22023.36
聯(lián)軸器
1.0
0.99
Ⅳ
41.09
18
21800.53
Ⅴ
40.68
18
21583
聯(lián)軸器
1.0
0.99
4 主要零件的設(shè)計(jì)和校核
4.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)
1.端環(huán)與傳動(dòng)小齒輪間的傳動(dòng)方案見圖3.1，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng).
2.翻車機(jī)工作速度不高，載荷較大，故選用7級(jí)精度
3.材料的選擇：由文獻(xiàn)[3]表10-1選擇小齒輪材料為40Cr，硬度為280HBS；端環(huán)（大齒輪）采用分段鑄造焊接形式，材料選用ZG340-640（正火），硬度為220HBS，兩材料間硬度差為60HBS。
4.試選小齒輪齒數(shù)
4.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由文獻(xiàn)［3］公式10-9a進(jìn)行試算，即：
(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
1)試選載荷系數(shù)
2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩.
其中 -車廂重力
-車輛中心線和端環(huán)中心線的偏心距
N
mm
所以 N·mm
3)由文獻(xiàn)［3］表10-7可知，選取齒寬系數(shù)
4)由文獻(xiàn)［3］表10-6可知，材料的彈性影響系數(shù)
5)由文獻(xiàn)［3］圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa。
6)由文獻(xiàn)［3］公式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
7)由文獻(xiàn)［3］圖10-19可知，接觸疲勞壽命系數(shù)；
8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù),由文獻(xiàn)［3,公式10-12］,得
MPa
MPa
(2) 計(jì)算
1)試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值
mm
2)計(jì)算圓周速度
m/s
3)計(jì)算齒寬
mm
4)計(jì)算齒寬與齒高之比
模數(shù) mm
齒高 mm
5)計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù)m/s,級(jí)精度，由文獻(xiàn)［3］圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)的直齒輪，假設(shè)N/mm，由文獻(xiàn)［3］表10-3查得
由文獻(xiàn)［3］表10-2可知,使用系數(shù)為
由文獻(xiàn)［3］表10-4查得級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，
由,,文獻(xiàn)［3］圖10-13可知,
故載荷系數(shù)
6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由文獻(xiàn)［3］公式10-10a，得
mm
7)計(jì)算模數(shù)
mm
4.1.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由文獻(xiàn)［3,公式10-5］可知,彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:
(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
1)由文獻(xiàn)［3,圖10-20c］查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限MPa；
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限MPa
2)由文獻(xiàn)［3,圖10-18］查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，
3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù),由文獻(xiàn)［3,公式10-12］，得
MPa
MPa
4)計(jì)算載荷系數(shù)
5)查取齒形系數(shù)
由文獻(xiàn)［3］表10-5查得 ，
6)查取應(yīng)力校正系數(shù)
由文獻(xiàn)［3］表10-5查得 ，
7)計(jì)算大、小齒輪的并加以比較
大齒輪的數(shù)值大
(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算
mm
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑mm，算出小齒輪齒數(shù)。
取
大齒輪齒數(shù)
這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。
4.1.4 齒輪幾何尺寸計(jì)算
(1) 計(jì)算分度圓直徑
mm
mm
(2) 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中心矩
mm
(3) 計(jì)算齒輪寬度
mm
取 mm， mm
(4) 計(jì)算齒頂圓直徑
mm
mm
(5) 計(jì)算齒根圓直徑
mm
mm
4.1.5 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
因C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)的端環(huán)（大齒輪）不是封閉的齒輪形，且直徑較大，不方便分析，在此對(duì)小齒輪的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)：由于小齒輪齒頂圓大于mm，而又小于mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其他有關(guān)尺寸由文獻(xiàn)［3］圖10-39薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，并繪制小齒輪零件圖如圖4.1所示。
圖4.1 傳動(dòng)裝置小齒輪設(shè)計(jì)簡圖
4.2 軸的設(shè)計(jì)
軸是組成機(jī)器的主要零件之一。在本設(shè)計(jì)中，小齒輪處的軸選取的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)處理）。下面將對(duì)此軸進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。
4.2.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（一）擬定軸上零件的裝配方案
左側(cè)軸承端蓋、擋圈、隔筒、滾動(dòng)軸承、墊圈、半聯(lián)軸器依次從左往右安裝，右側(cè)小齒輪、擋圈、軸承端蓋、隔套、滾動(dòng)軸承、圓螺母、隔筒、軸承端蓋依次從右往左安裝。具體結(jié)構(gòu)參見圖4.2。由于該齒輪傳動(dòng)為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，故滾動(dòng)軸承選用深溝球軸承。
（二）軸上零件的定位
為防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。
1.軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸端擋圈、軸承端蓋、和圓螺母等來保證的。
2.零件的周向定位目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。本次設(shè)計(jì)的軸上有兩個(gè)普通平鍵，可對(duì)零件的周向進(jìn)行定位
圖4.2 軸上零件裝配與軸的結(jié)構(gòu)示意圖
（三） 各軸段直徑和長度的確定
零件在軸上的定位和裝拆方案確立后，軸的形狀便大體確定。各軸所需的直徑與軸上的載荷大小有關(guān)。在設(shè)計(jì)各段軸直徑時(shí)，有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑。另外，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還要保證零件所需的裝配或調(diào)整空間。
1. 確定各軸段直徑
由文獻(xiàn)[3]表15-3查得 (因轉(zhuǎn)數(shù)低故取小值)
由文獻(xiàn)［5,362］可知軸的直徑，
因?yàn)樾↓X輪處在Ⅴ軸上，所以：
P為入軸功率： P=32.367 KW
n為入軸轉(zhuǎn)速： n=18 r/min
所以：
mm
考慮有鍵槽，軸徑需增大4~5%，因此初取 mm。
如圖4-2所示，軸段要外接軸承，查［11］可知軸承標(biāo)準(zhǔn)件的最接近內(nèi)徑的為 mm，故軸段的直徑定為 mm。軸段是一個(gè)定位軸肩，定位軸肩的高度一般取，故h=15 mm,則軸段的直徑為mm。初步設(shè)定該處軸段的直徑為mm。軸段與軸段對(duì)稱分布，故軸段的直徑也為mm。
確定各軸段長度
設(shè)定該軸的總長為mm。由于Ⅰ軸段外接聯(lián)軸器，查［13］可知聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)件的寬度為mm，聯(lián)軸器需向外延伸少段距離，故試選Ⅰ軸段的長度為mm。由于軸段外接軸承，試選軸段的長度為mm。軸段是一個(gè)定位軸肩，定位軸肩的高度一般取，故h=15 mm,則軸段的直徑為mm。軸段外接小齒輪，由于齒寬是mm，并且左端有擋圈定位，需要縮進(jìn)mm，故軸段的長度為mm。初定軸段直徑為100mm，軸段外接軸承，查［11］可知軸承標(biāo)準(zhǔn)件的寬度為mm，由于右端有擋圈定位，需要縮進(jìn)mm，故試選軸段的長度為mm。Ⅶ軸段需連接圓螺母，故初定Ⅶ軸段直徑為40mm
（四） 提高軸的強(qiáng)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(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷。
3.改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響。
4. 改進(jìn)軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強(qiáng)度。
4.2.2 軸的計(jì)算
軸的計(jì)算通常都是在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后進(jìn)行校核計(jì)算，計(jì)算準(zhǔn)則是滿足軸的強(qiáng)度和剛度的的要求，必要是還應(yīng)該校核軸的振動(dòng)穩(wěn)定性.本次設(shè)計(jì)對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算。
（一） 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算
由文獻(xiàn)［3,370］可知軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為
式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa;
T——軸所受的扭矩，;
——軸的抗扭截面系數(shù)，;
——軸的轉(zhuǎn)速，r/min;
P——軸傳遞的功率，KW;
d——計(jì)算截面處軸的直徑，mm;
將數(shù)據(jù)代入上式得：
=22.86MPa
由文獻(xiàn)[3]表15-3查得MPa
所以：
扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核符合要求。
（二） 按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，軸上零件的位置，以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。
1. 做出軸的計(jì)算簡圖（即力學(xué)模型）
軸所受的載荷是從軸上零件傳來的，計(jì)算時(shí)常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其
作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)。繪制力學(xué)模型見圖4.3。
其中： mm mm mm
圖4.3 軸的載荷分析圖
2. 做出彎矩圖
根據(jù)上述簡圖，分別按水平面和垂直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并按計(jì)算結(jié)果分別做出水平面上的彎矩圖和垂直面上的彎矩圖圖；然后按照下式計(jì)算總彎矩并作出M圖，詳見（圖4.3）。
3. 做出扭矩圖
扭矩圖見（圖4.3）。
4. 校核軸的強(qiáng)度
1）.求輸出軸上的功率P，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T
具體數(shù)值可查閱（表3.1）P=40.68 KW
n=18 r/min
T=21583
2）.求作用在齒輪上的力
因?yàn)榇簖X輪的分度圓直徑為：
mm
而 N
N
N
各力的方向見（圖4.3）
從圖4.3可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面C處的、及M的值列于下表：
表4.1 軸的C截面受力數(shù)據(jù)表
載 荷
水平面H
垂直面V
支反力F
N ， N
N， N
彎矩M
總彎矩
扭矩T
3） .按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。
由文獻(xiàn)[3，373] 公式15—5及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，則取。軸的計(jì)算應(yīng)力，
MPa
=21.16MPa
已選定材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15—1查得[]=60MPa。因此，故該軸設(shè)計(jì)合格。
4.3 軸承的設(shè)計(jì)
4.3.1 軸承的選擇
由于齒輪是直齒圓柱齒輪，故只受徑向力和圓周力，不受軸向力。故本次設(shè)計(jì)選用深溝球軸承。深溝球軸承主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受小的軸向載荷。具有價(jià)錢低廉、剛度大等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)受力情況，軸承配置可選擇雙支點(diǎn)各單向固定。
4.3.2 軸承壽命的驗(yàn)算
1.計(jì)算兩軸承受的徑向載荷和
具體數(shù)據(jù)可參見（表4.1）
2.計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷
由文獻(xiàn)［3,313］可知，對(duì)于只受徑向載荷的軸承時(shí)，當(dāng)量動(dòng)載荷。
由文獻(xiàn)［3,313］可知，實(shí)際計(jì)算時(shí)，軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷：
由文獻(xiàn)［3］表13-6可知，
把數(shù)據(jù)代入上式，可得：
N
N
3.計(jì)算軸承的壽命
因?yàn)?所以 N
(5.8)
式中： —為指數(shù)。由于是深溝球軸承，=3；
—基本額定動(dòng)載荷=55.0KN
—軸承轉(zhuǎn)數(shù)
—當(dāng)量動(dòng)載荷
由文獻(xiàn)［3,313］查取
由文獻(xiàn)［11,223］查取KN
把數(shù)據(jù)代入上式，可得：
h
年
軸承壽命大于翻車機(jī)的壽命，故軸承校核合格。
5 聯(lián)軸器的選擇和校核
5.1 聯(lián)軸器的選擇
1. 選擇聯(lián)軸器的類型：
翻車機(jī)的傳動(dòng)為大功率的重載傳動(dòng)，故選用齒輪聯(lián)軸器
2. 載荷的計(jì)算：
公稱轉(zhuǎn)矩
由文獻(xiàn)［3］表14-1查得：，故由式14-1得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：
3. 型號(hào)選擇：
從JB/ZQ4218—86中查得CL10型齒輪聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為50000 ，許用最大轉(zhuǎn)速為850r/min,軸徑在110-180之間，故合用。
5.2 聯(lián)軸器的校核
齒輪聯(lián)軸器，由文獻(xiàn)［2,362］可知，
式中：—聯(lián)軸允許最大扭矩
—長期作用到聯(lián)接軸上的最大扭矩，N·m
—傳動(dòng)重要程度系數(shù)
—聯(lián)軸器工作條件系數(shù)
由文獻(xiàn)［2,表2-4-10］可知，
由文獻(xiàn)［2,表2-4-11］可知，
由于聯(lián)軸器作用在Ⅳ軸和Ⅴ軸上，所以齒式聯(lián)軸器。
由文獻(xiàn)［2,表2-4-09］可知，
齒輪聯(lián)軸器允許最大扭矩N·m
故選用齒輪聯(lián)軸器可滿足該軸的強(qiáng)度要求。
6托輥的受力分析
托輥的受力分析如圖6.1所示。端環(huán)及車廂都由托輥所支撐，故有兩支輥力和端環(huán)重力的三力合成為0。由2.3可知：最大翻轉(zhuǎn)重量為100t，設(shè)備總重為126t
所以：
N
圖6.1 托輥的受力分析
對(duì)圖6.1中力的三角形進(jìn)行受力分析得：
所以：
N
選滾圈的材料為ZG340-640（正火），輥?zhàn)拥牟牧蠟?，選取輥?zhàn)拥陌霃?，滾圈的半徑寬度為。
7 潤滑方式與密封
機(jī)械零部件由于長期工作，部件之間存在長期性的摩擦，易導(dǎo)致?lián)p耗，在摩擦表面間加入潤滑劑不僅可以降低摩擦，還可以減輕磨損，保護(hù)零件不遭銹蝕，而且在采用循環(huán)潤滑時(shí)還能起到散熱降溫的作用。
潤滑劑可以分為氣體、、液體、半固體、和固體4種基本類型。在液體潤滑劑中，應(yīng)用最廣的是潤滑油，包括礦物油、動(dòng)植物油、合成油、各種乳劑。半固體潤滑劑主要指各種潤滑脂。它是潤滑油和稠化劑的穩(wěn)定混合物。固體潤滑劑是任何可以形成固體膜以減少摩擦阻力的物質(zhì)，如石墨、二硫化鉬等。任何氣體都可作為氣體潤滑劑，其中用的最多的是空氣，它主要用在氣體軸承中。
選擇潤滑脂品種的一般原則：
1） 當(dāng)壓力高和滑動(dòng)速度低時(shí)，選擇針入度小一些的品種，反之選擇針入度大些
品種。
2） 所有潤滑脂的滴點(diǎn)，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高約20～30℃，以免工作時(shí)潤
滑脂過多地流失。
3） 在有水淋或潮濕的環(huán)境下，應(yīng)選擇防水性強(qiáng)的鈣基或鋁基潤滑。在溫度較高
處應(yīng)該用鈉基或復(fù)合鈣基潤滑油。
潤滑油的選擇原則：
1） 當(dāng)轉(zhuǎn)速高、壓力小時(shí)，應(yīng)選粘度較低的油；反之，當(dāng)轉(zhuǎn)速較低，壓力較大時(shí)，
應(yīng)選粘度較大的油。
2） 潤滑油粘度隨溫度的升高而降低。故在高溫下工作的軸承，所用的油粘度應(yīng)比
通常的高一些。
固體潤滑劑可以在摩擦表面上形成固體膜以減小摩擦阻力，通常只用一些有特殊要
求的場合。
由于翻車機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度慢、承受載荷較大，齒輪采用開式傳動(dòng)，環(huán)境污染較嚴(yán)重，故潤滑方式基本采用脂潤滑。潤滑油選礦物油，因?yàn)榈V物油來源充足，成本廉價(jià)，使用范圍廣，而且穩(wěn)定性好，應(yīng)用最多。
滾動(dòng)軸承的潤滑為脂潤滑。對(duì)于小齒輪旁的軸承密封方式為毛氈圈密封。在軸承蓋上開缺口放置毛氈圈，然后用另外軸承端蓋壓在毛氈圈上，以調(diào)整毛氈與軸的密合程度，從而提高密封效果。這種密封主要用于脂潤滑的場合，它的結(jié)構(gòu)簡單，但摩擦較大，常用于低速情況下。
8 環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性分析
經(jīng)濟(jì)效益是一個(gè)企業(yè)存在的主要目的。作為設(shè)計(jì)者必須要在安全、適用、可靠的基礎(chǔ)上考慮經(jīng)濟(jì)效益。市場需求中的經(jīng)濟(jì)性不單是產(chǎn)品的售價(jià)，有時(shí)更要優(yōu)先考慮諸如功能，質(zhì)量，維護(hù)費(fèi)用等。很多設(shè)備價(jià)格便宜但其質(zhì)量較差，易造成后期維護(hù)所帶來的維修費(fèi)用及生產(chǎn)效率低多花費(fèi)勞動(dòng)時(shí)間等問題，在總投資上并未節(jié)省費(fèi)用，相反可能花費(fèi)更多的費(fèi)用。質(zhì)量好的產(chǎn)品相應(yīng)的價(jià)格較昂貴，在生產(chǎn)經(jīng)營投資中占有比重過大，也不實(shí)用。只有性價(jià)比高的產(chǎn)品才真正實(shí)用，既可以滿足消費(fèi)者對(duì)設(shè)備質(zhì)量的需求，又可使消費(fèi)者最大程度的節(jié)省開支。因此，設(shè)計(jì)人員要考慮各方面因素設(shè)計(jì)出性價(jià)比高的產(chǎn)品，才可以使企業(yè)在市場中立于不敗之地。
近年來，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，廣大民眾對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，目前各
國對(duì)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)制定的要求也隨之增高，同時(shí)，為了更好的提高環(huán)境質(zhì)量各國也制定了相應(yīng)的一些法律法規(guī)。當(dāng)前，對(duì)于冶金礦山企業(yè)來說，創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型是其發(fā)展的主流。因此，在翻車機(jī)的設(shè)計(jì)當(dāng)中考慮如何降低機(jī)械設(shè)備對(duì)環(huán)境的污染以及工作人員身體的危害是至關(guān)重要的。
8.1環(huán)保性分析
機(jī)械設(shè)備的環(huán)保性是指在設(shè)備在進(jìn)行作業(yè)時(shí)保護(hù)環(huán)境的性能，這里的環(huán)境是指作業(yè)人員的工作環(huán)境和作業(yè)區(qū)周圍的環(huán)境。機(jī)械設(shè)備作業(yè)時(shí)污染環(huán)境的因素有噪聲、振動(dòng)及廢氣排放時(shí)的有害氣體、微粒粉塵等，故改善機(jī)械設(shè)備的環(huán)保性是一項(xiàng)跨行業(yè)、跨部門的系統(tǒng)工程，但主要可以從選用環(huán)保性好的發(fā)動(dòng)機(jī)和零部件，改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，增加后處理裝置，加強(qiáng)狀態(tài)檢測和及時(shí)維修，合理使用等各方面綜合考慮采取措施。
工廠中翻車機(jī)的生產(chǎn)環(huán)境較差，工作時(shí)間長，環(huán)境污染嚴(yán)重。翻車機(jī)卸料時(shí)傾卸車廂內(nèi)的松散物料會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，由于原料是自由落體，速度較大，勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，形成反彈上升的塵暴，揚(yáng)塵動(dòng)力較大，因此很難控制。粉塵濃度可達(dá)上千毫克每立方米，，嚴(yán)重危害著現(xiàn)場工作人員的身體健康。
由于翻車機(jī)在作業(yè)時(shí)不能完全封閉，因此在粉塵治理方面，無論是粉塵的收集與隔離，還是氣流的組織與控制，都比較困難。對(duì)翻車機(jī)翻卸粉狀物料時(shí)產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行治理，一直都是國內(nèi)外的難題。因此對(duì)于翻車機(jī)的粉塵污染，必須采用綜合治理的方法。粉塵治理方案主要有以下幾個(gè)方面。
1）設(shè)置隔柵板 在料倉接收口設(shè)置隔柵板，他是由縱向和橫向的鋼板通過絞合和焊接合組成，其作用有3個(gè)：一是防止大塊度的物料掉入礦倉內(nèi)，保證粉塵物料的純潔和正常分配；二是對(duì)下落的粉塵流及其氣流進(jìn)行導(dǎo)向，限制粉塵的飛濺和擴(kuò)散；三是對(duì)粉塵的下落起緩沖作用，減少下落粉塵對(duì)礦倉內(nèi)粉塵的沖擊。
2） 在翻車機(jī)周圍設(shè)置專業(yè)的吸塵設(shè)備，通過吸塵設(shè)備將粉塵集中回收并進(jìn)行處理。
3）將料倉設(shè)置在地下，這樣既有利于控制對(duì)環(huán)境的污染也有利于翻車機(jī)的連續(xù)作業(yè)，而料倉中可采用皮帶運(yùn)輸?shù)确绞綄⑽锪线\(yùn)輸至車間進(jìn)行加工。也可以采用噴水除塵法，且噴水除塵法更為經(jīng)濟(jì)，但噴水除塵法不徹底，深層物料引起的粉塵無法控制，將以上各方案結(jié)合使用，可大大減少對(duì)環(huán)境的污染，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。
8.2傳動(dòng)方案經(jīng)濟(jì)性分析
翻車機(jī)主傳動(dòng)采用電機(jī)傳動(dòng)，主要的傳動(dòng)形式為齒輪傳動(dòng)，具體的傳動(dòng)方案為電機(jī)通過減速器帶動(dòng)端環(huán)下端小齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)端環(huán)（大齒輪）旋轉(zhuǎn)完成翻車過程。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工作可靠、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大等許多優(yōu)點(diǎn)。端環(huán)（大齒輪）與小齒輪傳動(dòng)方式為開式齒輪傳動(dòng)，齒輪暴露在外，不能保證良好的潤滑，且工作環(huán)境污染嚴(yán)重，對(duì)傳動(dòng)產(chǎn)生很大影響，所以將傳動(dòng)部分設(shè)于地下，有效的解決以上麻煩。由于大齒輪的直徑較大，且形狀不規(guī)則，加工難度較大，所以把大齒輪分成若干份進(jìn)行加工并焊接，這樣不僅可以降低加工難度，并有利于拆卸維修?？梢怨?jié)約材料，減少維護(hù)費(fèi)用。大大降低加工成本。
8.3結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性分析
C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)的端環(huán)采用未封閉的“C”型，由于其端換不封閉，可以由撥車機(jī)對(duì)火車車廂進(jìn)行拉動(dòng)，而且更方便在翻車機(jī)內(nèi)對(duì)車廂進(jìn)行定位。兩端環(huán)設(shè)計(jì)成空心，這樣既可以減少整個(gè)設(shè)備的重量，同時(shí)又可以節(jié)省大量材料，方便加工運(yùn)輸。翻車機(jī)的主要部分諸如前梁、后梁、左端環(huán)、右端環(huán)、平臺(tái)及托輥等，各部分間大多采用螺栓連接，其特點(diǎn)是可以承受較大的力，可以降低加工難度，節(jié)省材料，從而降低加工成本。翻車機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)后梁支撐整個(gè)翻車機(jī)及車廂內(nèi)物料的重量，不可以產(chǎn)生任何偏差，所以在后梁上設(shè)計(jì)液壓壓車梁及平臺(tái)機(jī)構(gòu)，使車廂在翻車機(jī)內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生任何方向的移動(dòng)，從而達(dá)到翻車平穩(wěn)的目的，而后梁設(shè)計(jì)時(shí)考慮強(qiáng)度和剛度的需要體積應(yīng)設(shè)計(jì)較大，使翻轉(zhuǎn)過程更加安全，相應(yīng)的前梁的體積可以設(shè)計(jì)的較小，可以減少材料的浪費(fèi)。降低加工成本。
結(jié)束語
在參閱大量的參考文獻(xiàn)下，經(jīng)過一系列的合理分析、計(jì)算和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)下，完成了本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容
本次設(shè)計(jì)的C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)是借鑒了國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)并研制開發(fā)的。
本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)部分：翻車機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，通過對(duì)驅(qū)動(dòng)部分的功率計(jì)算而選擇機(jī)構(gòu)所使用的Y315S-10型電動(dòng)機(jī)，額定功率 2x45KW，滿載轉(zhuǎn)速585r/min。并對(duì)所選用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了校核，校核結(jié)果滿足條件；對(duì)翻車機(jī)的傳動(dòng)方案，左、右端環(huán)結(jié)構(gòu)、前、后梁結(jié)構(gòu)、平臺(tái)、托輥等結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)；對(duì)翻車機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算；對(duì)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性及環(huán)保等各方面也進(jìn)行了分析。提出并解決了翻車機(jī)粉塵污染的方法。通過對(duì)環(huán)保性的分析，對(duì)減少設(shè)備對(duì)環(huán)境造成的污染和改善工人的工作環(huán)境有著積極的作用。為創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)奠定一定的基礎(chǔ)。
通過本次設(shè)計(jì)，使我深入了解了翻車機(jī)在鋼鐵，港口，電廠等地方舉足輕重的地位。對(duì)翻車機(jī)在我國現(xiàn)代化生產(chǎn)中所起到的推動(dòng)作用有了更加直觀的印象。通過搜集資料也了解了目前國內(nèi)外翻車機(jī)的發(fā)展情況及發(fā)展趨勢，掌握了各類型翻車機(jī)的設(shè)計(jì)制造方法。也下定決心投身機(jī)械行業(yè)，研制更先進(jìn)，提高更多的生產(chǎn)率，更加環(huán)保節(jié)能的各類機(jī)械設(shè)備，利用大學(xué)所學(xué)到的知識(shí)努力為社會(huì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)財(cái)富。這次的設(shè)計(jì)也鞏固了我大學(xué)期間學(xué)到專業(yè)理論知識(shí)，并將之運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中，這對(duì)今后我在工作中穩(wěn)步前進(jìn)提供夯實(shí)的基礎(chǔ)。
由于本人的能力問題以及時(shí)間限制，在翻車機(jī)設(shè)計(jì)當(dāng)中難免出現(xiàn)不盡人意的地方，在這里我真誠的希望各位老師和專家給與批評(píng)和指正。
致謝
在宋華老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，本次設(shè)計(jì)才得以順利完成，在整個(gè)設(shè)計(jì)期間，從選題、設(shè)計(jì)到最后的圖紙和說明書的完成都傾注了指導(dǎo)教師的大量心血，老師以他淵博的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)指導(dǎo)我如何更好地做好設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)過程中得到了老師大量的幫助，在此深表感謝。老師一絲不茍的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，為今后的工作起到了指導(dǎo)作用。
設(shè)計(jì)過程中參觀了鞍鋼煉鐵廠，在實(shí)習(xí)中收獲了很多。感謝鞍鋼領(lǐng)導(dǎo)的熱情招待，感謝工人師傅的耐心細(xì)致的講解，使設(shè)計(jì)能夠順利完成。
本次設(shè)計(jì)得到同學(xué)的大力幫助。首先感謝同組人的幫忙，還要感謝圖書館的老師們的熱心幫助，從而使設(shè)計(jì)能夠順利完成，在此深表謝意。同時(shí)感謝其他老師們的細(xì)心教導(dǎo)。
最后衷心的感謝宋老師以及評(píng)閱設(shè)計(jì)和參加答辯的各位專家、教授。
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