活動(dòng)抱索器液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算說明 內(nèi)容包含14項(xiàng)： 巷道參數(shù) 主要參數(shù)的確定 牽引鋼絲繩張力的計(jì)算 驅(qū)動(dòng)防滑安全系數(shù)校驗(yàn) 牽引鋼絲繩校核 驅(qū)動(dòng)輪直徑D1和尾輪直徑D2與鋼絲繩型號(hào)確定 拉緊行程(S) 尾輪拉緊力 負(fù)載扭矩 液壓驅(qū)動(dòng)總成選型 液壓油泵選型 速度驗(yàn)算 驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型 制動(dòng)器選型
一、巷道參數(shù)： 總 長：L=990m 最大坡度18 °， 平均坡度：α=3°
二、主要參數(shù)的確定：
1、預(yù)選驅(qū)動(dòng)輪直徑D1= 1400 mm
2、鋼絲繩運(yùn)行速度：υ=0-1.4m/s
3、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N=1480轉(zhuǎn)/分（rpm）
4、設(shè)定乘坐間距為λ1= 15m 則運(yùn)輸效率:Qr=360人次/h
5、預(yù)選鋼絲繩直徑φ= 22mm，每米質(zhì)量q0=1.80kg/m,抗拉強(qiáng)度為1670MPa，鋼絲繩鋼絲破斷拉力總和為 267KN 6、驅(qū)動(dòng)輪繩槽與牽引鋼絲繩的摩擦系數(shù)μ=0.25,鋼絲繩與托輪間阻力系數(shù)ω,動(dòng)力運(yùn)行時(shí)取ω=0.02, 制動(dòng)運(yùn)行時(shí)取ω=0.015 7、牽引繩在驅(qū)動(dòng)輪上的圍包角α= 180 0
三、牽引鋼絲繩張力的計(jì)算
1、最小點(diǎn)張力為 Fmin=c*q0*g=17640N c—鋼絲繩的抗撓度系數(shù)，取值范圍650～1000 g—重力加速度，g=9.8m/s2
2、各特征點(diǎn)張力的計(jì)算 ①當(dāng)下放側(cè)無人乘座而上升側(cè)滿員時(shí)（動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)）,線路運(yùn)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)各特征點(diǎn)張力： F3=Fmin=17640N F4=1.01F3=17816(N) F1=F4+ f上=24224(N) F2=F3- f下= 18205(N) F1—驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)繩側(cè)鋼絲繩張力 F2—驅(qū)動(dòng)輪出繩側(cè)鋼絲繩張力 F3—迂回輪進(jìn)繩側(cè)鋼絲繩張力 F4—迂回輪出繩側(cè)鋼絲繩張力 Q1—人和物總重量,取Q1=95Kg Q2—吊椅重量,取Q2=15Kg L --巷道總長
四、驅(qū)動(dòng)防滑安全系數(shù)校驗(yàn)： 動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)，且F1-F2＞0 F1/F2=1.33
五、牽引鋼絲繩校核 Fk=m×Fmax Fk—鋼絲繩鋼絲破斷拉力總和 m—鋼絲繩安全系數(shù), Fmax—最大張力點(diǎn)張力(F1) m=FK /Fmax=267000/24224= 11＞6 因此選擇直徑φ=22mm抗拉強(qiáng)度為1670MPa的鋼絲繩,其鋼絲破斷拉力總和為267KN,符合要求。
六、驅(qū)動(dòng)輪直徑D1和尾輪直徑D2與鋼絲繩型號(hào)確定 D1＝≥60φ＝60×22=1320mm D1＝φ/3.08 / 5×900 = 1285mm，6×22+FC-φ31WS-1670鋼絲繩中最粗鋼絲直徑為1.43mm D2＝≥60φ＝60×22 = 1320mm 最終選取驅(qū)動(dòng)輪直徑為D1＝1400mm，尾輪直徑為D2＝1400mm 驅(qū)動(dòng)輪直徑D1和尾輪直徑D2分別為鋼絲繩直徑的 63.6倍； 驅(qū)動(dòng)輪直徑D1為鋼絲繩中最粗鋼絲直徑的 980倍。
七、拉緊行程(S) S=0.01L總=9.9m 取S=11m。
八、尾輪拉緊力 F拉=F3＋F4=447Kg 采用四滑輪八繩牽引尾輪,拉緊重錘重量為450Kg
九、負(fù)載扭矩 根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪直徑D1為1400 mm計(jì)算，最大負(fù)載扭矩為： Tf=（F1－F2）×D1/2=6019×0.7N.m=4213N.m
十、液壓驅(qū)動(dòng)總成選型 本方案采用高速方案，即高速馬達(dá)配減速機(jī)方案。 1、減速機(jī)選型 ⑴ 要求減速機(jī)的輸出扭矩為2Tf=8426N.m，選用進(jìn)口減速機(jī)，型號(hào)為709C3B-77
，速比i= 77 ，額定輸出扭矩為 30000N.m，減速機(jī)額定動(dòng)態(tài)徑向力270KN>(2*（F1+F2′）=85KN) ⑵ 要求減速機(jī)的最大轉(zhuǎn)速nmax nmax=60υ/kπD =60×1.4/（0.98×3.14× 1.4）= 19.5r/min nmax -減速機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)速(r/min) υ–鋼絲繩最大運(yùn)行速度（m/s） D1–驅(qū)動(dòng)輪直徑（m） Kμ–鋼絲繩蠕動(dòng)系數(shù)，取0.98 2、液壓馬達(dá)選型 ⑴液壓驅(qū)動(dòng)總成的當(dāng)量排量 Vd=2πTf/（△Pη1） =2×3.14×4213/(20×0.95)=1393mL/r Vd- 液壓驅(qū)動(dòng)總成的當(dāng)量排量（mL/r） Tf- 最大負(fù)載扭矩(Nm) △P-液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓力差（MPa），在本項(xiàng)目中取20MPa. η1- 液壓驅(qū)動(dòng)總成的機(jī)械效率，齒輪及柱塞馬達(dá)取0.9～0.95。 ⑵馬達(dá)的總成排量Vg1 Vg=Vg1×i= 6160mL/r > Vd 選用德國 公司的馬達(dá)，其型號(hào)為A2FM80，其排量Vg1 為 80 mL/r，馬達(dá)的最高壓力可以達(dá)到42MPa，公稱壓力為40MPa，允許長期連續(xù)工作的壓力為25 MPa。 ⑶馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速ngmax191 ngmax=nmaxi= 1500.6mL/r 3、 液壓驅(qū)動(dòng)總成的輸出扭矩Tmax Tmax= 159×P額×Vg1 ×i×η1/1000 =159×25×80×77×0.9/1000=22037Nm，可滿足驅(qū)動(dòng)的要求。 4、液壓馬達(dá)的最大工作流量qmax ⑵ 液壓馬達(dá)的最大工作流量qmax
十一、液壓油泵選型 1、液壓油泵的最大工作流量 Qmax=KL qmax Qmax -液壓油泵的最大工作流量(L/min) KL-考慮系統(tǒng)泄漏和容積效率下降的系數(shù)，一般為1.1～1.2，取KL =1.15，則 Qmax =1.15×120.0 =138.06 L/min 2、液壓油泵的最大排量 Vg2=Qmax/υ=98.61mL/r 3、液壓油泵最大工作壓力 Pmax=K（P+△P′） Pmax-液壓油泵最大工作壓力(MPa) P -液壓馬達(dá)最大工作壓力（MPa） K –系統(tǒng)壓力備用系數(shù)，取1.2 △P′-油泵的回油壓力損失，對(duì)閉式回路取△P′=2.4MPa Pmax=K（P+△P′）=1.2×（20+2.4）=28.13MPa 選用1臺(tái)德國 公司進(jìn)口液壓油泵，型號(hào)為HPV105-02R 時(shí)，其排量為 105 mL/r ， 流量可達(dá)155.4 L/min， 最大工作壓力可達(dá)42MPa，滿足使用要求。
十二、速度驗(yàn)算 驅(qū)動(dòng)輪的最大轉(zhuǎn)速為nmax=電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N×油泵排量Vg2η1/（馬達(dá)排量Vg1×減速機(jī)速比i） = 1480×105×0.9/（80×77）= 22.70(r/min) 鋼絲繩的最大速度υ=3.14×nmax×D/60=3.14×19.5×1.4/60=1.4m/s
十三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率N= PN qp/60η2 = 20×138.06/(60×0.85)=54.14KW N - 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率(Kw) PN–液壓泵額定工作壓力(20MPa)（注：當(dāng)選擇的驅(qū)動(dòng)總成排量較大時(shí)，按實(shí)際計(jì)算壓力） qp - 液壓泵額定流量(L/min) η2 - 液壓泵總效率，柱塞泵取0.85 選取 1 臺(tái)電動(dòng)機(jī)，功率均為75KW,型號(hào): YB2-280S-4額定功率: 75 KW。
十四 制動(dòng)器選型
1、高速端制動(dòng) 負(fù)載最大扭矩Tf=（F1－F2）×D1/2=6019×0.75N.m=4213N.m 則要求減速機(jī)高速端的制動(dòng)力矩為：2Tf÷i=109.43N.m 型號(hào)為 709C3B（速比 77）的減速機(jī)附帶的高速端制動(dòng)器制動(dòng)力矩為 440 Nm 完全滿足制動(dòng)要求。
2、低速端輪邊制動(dòng)器 負(fù)載牽引力F=F1－F2= 6019N，選用制動(dòng)器型號(hào)為 YQP50-C25 ，其制動(dòng)力可達(dá)50000N，為負(fù)載牽引力的 8.3倍。（用戶在安裝調(diào)試時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要的力，調(diào)整碟簧松緊）
