矿用隔爆电机车设计(编辑修改稿)

矿用隔爆电机车设计(编辑修改稿)内容摘要：

对位移 联轴器分类如下： 机械式： 刚性（无补偿轴间相对位移能力）： 如套筒、凸缘、夹壳联轴器等。 挠性：无弹性元件 如十字滑块、齿式、滚子链、万向联轴器等 金属弹性元件 如蛇形弹簧、簧片、膜片、波形管联轴器等 非金属弹性元件 如弹性套注销、轮胎式、弹性柱销联轴器 、梅花形弹性联轴器 等 液力式： 液力联轴器 电磁式： 电磁联轴器 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 16 页 弹性联轴器利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴相对位移，因而可动元件之间的间隙小，特别适宜于需要经常起动或逆转的传动。 对弹性联轴器的要求有： （ 1） 弹度高，承载能力大，在有可能发一扭振或存在瞬时尖峰载荷的场合，要求联轴器的许用瞬时最大转矩为许用长期转矩的 3 倍以上。 （ 2） 弹性高，阻尼大，具有足够的减振能力，把冲击和 振动产生的振幅降低到允许的范围以内。 （ 3） 具有足够的补偿能力，满足安装和工作时两轴发生相对位移的需要。 （ 4） 工作可靠，性能稳定，对橡胶弹性元件联轴器，还应具有耐热性，不易老化等特性。 （ 5） 结构简单，体积小，重量经，装拆方便，维护容易，价格低廉。 常用的联轴器及其 优缺 点 、适用场合 如下： 凸缘联轴器 优缺 点：构造简单、成本低、可传递 较大的转矩，缺乏补偿相对位移能力。 装拆时须将轴作轴向移动。 适用场合：适用转速低、无冲击、刚性大的轴。 套筒联轴器 优缺点：结构简单，制造方便， 径向尺寸较小，成本较低，装拆时须将轴作轴向移动。 缺乏补偿相对位移能力。 适用场合：适用两轴同心度高、工作平稳处、无冲击载茶的条件下工作。 齿式联轴器 优缺点：承载能力高，并允许有较大的偏移量，安装精度要求不高，但结构较复杂，质量较大，成本较高。 不宜用于立轴联接。 适用场合：适用于高速、正反转多变、频繁起动场合，在 重型机器和起重设备中应用较广。 用于高速传动，需进行动平衡处理，需良好的润滑和密封。 十字滑块联轴器 优缺点：结构简单，径向尺寸较小，工作面易磨损。 适用场合：用于两轴间相对径向位移较大、轴的刚度较大、无剧烈冲击、 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 17 页 传递转矩 大而转速不高的两轴联接，工作时应注意润滑。 十字轴式万向联轴器 优缺点：传递转矩范围较大，结构紧凑，维护方便 适用场合：允许两轴间有较大角位移或工作中有较大角位移的场合、广泛应用于汽车、多头钻床等机器的传动系统中。 弹性套柱销联轴器 优缺点：结构比较简单，制造容易，更换方便，不用润滑。 具有一定的补偿两轴线相对偏移和减振、缓冲性能。 但弹性套易磨损，寿命 较 短。 适用场合：适用于联接载 荷平稳、需正反转或起动频繁的传递中小转矩的场合。 弹性柱销联轴器 优缺点：传递很大转矩，结构简单，安装、制造方 便，耐久性好，有一定的缓冲和减振能力，允许被联接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移。 适用场合：适用于轴向窜动较大、正反转变化较多或起动频繁的场合。 梅花形弹性联轴器 特点：具有补偿两轴相对偏移、减振、缓冲、径向尺寸小，结构简单，不用润滑，承载能力较高，维护方便等特点。 适用于联接两同轴线，起动频繁，正反转变化，中速，中小功率传动轴承和要求工作可靠性高的工作部位，不适用于重载及轴向尺寸受到限制，更换弹性元件后两轴线对中困难的部位。 选择联轴器类型时，应考虑以下因素：原动机的机 械特性和负载性质，对缓冲、减振性能的要求以及是否可能发生共振等；能否补偿由制造和装配误差、轴受载和热膨胀变形以及部件之间的相对运动等引起联轴器 所联两轴轴线的相对位移；外形尺寸和安装方法应便于装配、调整和维护，应考虑必需的操作空间；高速场合工作的联轴器应考虑联轴器外缘的离心应力和习性元件的变形等因素，并应进行平衡试验等。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 18 页 综合以上各联轴器的特点及适用场合，本电机车选用梅花形弹性联轴器。 轴承箱 如图 2－ 4所示。 图 2－ 4 电机车轴箱示意图 1－轴箱 体 2－毡垫 3－止推环 4－滚柱轴承 5－止推盖 6－轴箱端盖 7－轴端盖 8－座孔 9－滑槽 1)组成 (1) 轴承 箱由轴箱体、毡垫、 止 推环、滚杠轴承、止推盖、轴箱端盖和轴端盖组成。 (2)轴箱的两端各有一滑槽和车架上的导向板相契合，承受电机车的牵引力和制动力，这一滑槽叫导向槽。 车架由板弹簧支撑在轴箱上，并能沿着轴箱两侧的导向槽在弹簧托 架变形极限内上下移动。 (3)轴箱上部有一座孔，它与板弹簧锁箍下端的带球状的表面支柱相契合，以固定弹簧托架与袖箱结合 的位置，承受电机车的垂直载菏和各种 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 19 页 附加垂直载荷。 2)作 用 (1)电机车每个车轴两端的 轴颈装在轴箱中，它是车架与轮对的连接点； (2)将车体的总重量经板弹簧 、 轴箱传递到车轴上，进而再传递到轮对和轨道上； (3)将来自轮刘的牵引力和制动力传递绐车体； (4)将 电机车在远行中通过轨道接头、道岔、 不平整轨面和弯道时受到的垂直和水平方面的冲击和振动传递给板弹簧缓 以至 吸收。 3)技术要求 (1)用铸钢制作； (2)每台电机车上安装 4个，其导向槽与导向板之间的间隙：沿行车方向不大于 3mm，沿车轴方向不大干 7mm。 电机车的车体主要 由 车架、集电器架、弹簧的悬挂装置、 司机室 、缓冲装置、连接装置 等 部分组成。 车架结构： 在老式矿山电机车的车架是用轧制钢或铸钢制造。 侧板和端板做成分开的构件，用螺栓和平头铆钉将两者紧固成一刚性的矩形车架。 见图 2－ 5。 此种紧固方式的缺点在于固定螺栓或铆钉经常受到各种载荷的冲击及腐蚀磨损作用导致隐患的出现或造成松动甚至断裂。 在一些现代的结构中，车架是焊接的，其主要结构与紧固式并无多大差异。 但其稳定性和强度较高。 考虑其安全性可靠性，本机车采用焊接式车架。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 20 页 图 2－ 5主车架端板和侧板的连接 1)组成 车架有板式、梁式和整体式三种。 板式由铸铁和压延钢制造，由若干块侧向和横面钢板组成，各钢板间焊矿或螺栓连接。 为了获得电机车所需的粘重．车架上还要增加压车铁，以使电机车获得额定粘重。 2)车架的作用 (1)车架是电机 车 的主要承重部分。 电机车的机械设备、电动机及其控制设备都是安装在车架上，车架经吊挂弹簧在轮铀之间分已载荷。 (2)车架除承受垂直静载荷外，还要承受其他的附加力，如因震动所引起的附加载荷；因牵引力和制动力引起的纵向水平力；通过弯道 寸的离心力；由轨道与轮缘间的涝间引起的车轮滑动力；还有机车运行中的空气阻力等动力载荷。 (3)承受意外的恶性事故引起的震动和冲击破坏性动力载荷。 3)车架的技术要求 (1)车架的强度，通常应能承受 2— 倍的电机车重量的纵向水平力； (2)构造上重心越低越好，以增加其运行的稳定性； (3)— 般用 25mm50mm 厚的钢板制作。 4)车 架 与其他部件的配置 (1)车架与轮对的配置采用外车架式，其优点是： ①车架外无转动和突出的构件，提高电机车运行的安全性； ②利用轮心内侧平面间的全部间隔，将牵引电动 机配置在车轴上： ③保护内部设备免受不相干的构件和脏物污损。 (2)车架内部设置中间隔板，一方面提高车架整体的结构性，另一方面将车架分隔为司机室，机械室和电阻室。 (3)车架在轮对前下部装有刮泥板，司机室相电阻室有铸铁构成的底板。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 21 页 (4)车架的侧板开有两个轴箱侧孔和一个调整闸瓦用的侧孔，有的还开有两个起重用的圆型侧孔。 在每个轴箱侧孔上安装两块导向板，与轴箱导向槽相楔合。 牵引底卸式矿车的电机车两侧板上，都装有翼板，当电机车通过底卸仓时．能在托轮上滑行通过。 集电器架 1)组成 集电器架由钢 板架，管式框架和拉力弹簧，调节弹簧组成，安装在电机车机械室的中部。 2)作用 (1)支承集电器，靠弹簧作用使集电器在不同高度的架线下保持良好的接触。 (2)安设后照明灯．警铃或喇叭。 弹簧悬挂装置 弹簧悬挂装置如图 26 所示 图 2－ 6 弹簧托架示意图 1－均衡梁固定件 2－均衡梁 3－轮对 4－轴箱 5－板弹簧 6－车轴 悬挂 装置设计可以把轮对置于车架内侧或外侧，当轮对装于车架内侧时，可利用轨道的全部宽度来放宽车架，这样即使在窄轨上也有空间容纳较大功率的电动机。 另一方面，轮对装于车架外侧的机车，经验证明稳定性较好。 为考虑到司机室及撒砂装置的布置，本机车将轮对置于车架内侧以加宽车架。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 22 页 1)组成 弹簧悬挂装置由缓冲元件 (即板弹簧 ),均衡梁和连接零件组成。 (1)缓冲元件 由 7块或 8块板型弹簧和连接件组成板弹簧用锁箍锁在一起。 为使缓冲元件有较大的柔性和应力．板弹簧应有一定的正向挠度。 (2)均衡梁。 在实际运 转中，由于轨道不平或局部凹陷．就可能使三个车轮支撑在钢轨上而另一个轮悬空，电机车一侧的载荷小于另一侧，使整个机车处于极不稳定的状态，不仅电机车重量在各个车轮上分配不均匀，而且会发生很大的冲击，这对弹簧托架的寿命影响很大。 所以必须将均衡梁两侧的弹簧托架连接在 起。 受力不等时，均衡粱将以铰接点而转动，直到车轮的载荷分配均匀为止，以平衡戴荷，保证电机车运行的平稳性。 2)作用 (1)缓和与吸收电机车通过钢轨接头，道岔和不平整的轨道时产生的冲击和震动。 (2)把电机车的质量通过轮对均匀地 分配、 传递在钢轨上。 (3)保证电 机 车运行平稳，延长电机车和轨道的使用寿命。 将电机车同一轮 对 的两端车轮联成一个支点的均衡梁称为横均衡梁。 将电机车同一侧的前后两个车轮联成一个支点的均衡梁称为纵均衡梁。 现在使用的 10t 架线电机车的第一轮对前端设横均衡梁，后轮对不设纵均衡梁。 同均衡梁连接的板弹簧，一端用其本身的链环同电机车车架铰接，只一端做出特殊的槽座。 横均衡梁两端带球状表面的支柱支撑在板弹簧的槽座上，横均衡梁用固定件固定铰接在车架上。 3)技术要求 (1)板弹簧有一定的正向挠度； (2)板弹簧用 55以上的硅铁合会钢制作； (3)板弹簧共四组，前后两组不能互换使用，锁箍下端都有一带球状表面的支柱。 司机室 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 23 页 司机室有各种各样的设计， 有单司机室和双司机室。 结合我矿的井下情况且 为了运行的安全性，本电机车设计成 有 两个司机室 的形式。 司机室 设计成可拆卸式，下部通过螺栓与车体连接。 它 是司机操作电机车的工作室， 材料 为 铸铁或铸钢做成，以增加电机车的柘重和粘重合理分配。 司机室内设有 司机座、 控制器 、 制动手轮 、 自动开关 、 通讯装置 、 操作把 (按钮 )，照明开关， 撒 砂手把 (踏板 )和 砂箱操纵装置等。 司机室的 一 侧开一门，供司机进 出。 司机室 的前 后 方 设 有 观 望 窗 ， 以便司机 瞭 望。 司机座位偏向电机车右侧．便 于 司机操作了望。 司机右 手操作制动手轮，左手操作控制器便可使电机车起动，调速运行或制动。 缓冲装置 为避免机车和所牵引矿车之间的刚性冲击，需对机车加装碰头，又称缓冲器，装于前后车架端板上，实践证明弹簧缓冲器最为方便，矿山机车用的车钩最为简单，它是由一个普通钢环和挂钩组成，挂钩只装备在矿车上，如今已有了较现代化的自动车钩，但是这类车钩的设计相当复杂，它只是用于重型车较为合理。 1)组成 (1)电机车的两端各装一个缓冲器。 电机车的缓冲器按其结构形式 分为刚性 、 半刚性和弹性三种。 ①刚性缓冲器是一个铸铁或铸钢件，它既是电机车的缓冲器，又是电机车的端板。 由于本身质量很大，能吸收，减弱。