活動抱索器液壓傳動設計計算說明 內容包含14項： 巷道參數 主要參數的確定 牽引鋼絲繩張力的計算 驅動防滑安全系數校驗 牽引鋼絲繩校核 驅動輪直徑D1和尾輪直徑D2與鋼絲繩型號確定 拉緊行程(S) 尾輪拉緊力 負載扭矩 液壓驅動總成選型 液壓油泵選型 速度驗算 驅動電機選型 制動器選型
一、巷道參數： 總 長：L=990m 最大坡度18 °， 平均坡度：α=3°
二、主要參數的確定：
1、預選驅動輪直徑D1= 1400 mm
2、鋼絲繩運行速度：υ=0-1.4m/s
3、電動機轉速N=1480轉/分（rpm）
4、設定乘坐間距為λ1= 15m 則運輸效率:Qr=360人次/h
5、預選鋼絲繩直徑φ= 22mm，每米質量q0=1.80kg/m,抗拉強度為1670MPa，鋼絲繩鋼絲破斷拉力總和為 267KN 6、驅動輪繩槽與牽引鋼絲繩的摩擦系數μ=0.25,鋼絲繩與托輪間阻力系數ω,動力運行時取ω=0.02, 制動運行時取ω=0.015 7、牽引繩在驅動輪上的圍包角α= 180 0
三、牽引鋼絲繩張力的計算
1、最小點張力為 Fmin=c*q0*g=17640N c—鋼絲繩的抗撓度系數，取值范圍650～1000 g—重力加速度，g=9.8m/s2
2、各特征點張力的計算 ①當下放側無人乘座而上升側滿員時（動力運行狀態(tài)）,線路運行阻力： 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)各特征點張力： F3=Fmin=17640N F4=1.01F3=17816(N) F1=F4+ f上=24224(N) F2=F3- f下= 18205(N) F1—驅動輪進繩側鋼絲繩張力 F2—驅動輪出繩側鋼絲繩張力 F3—迂回輪進繩側鋼絲繩張力 F4—迂回輪出繩側鋼絲繩張力 Q1—人和物總重量,取Q1=95Kg Q2—吊椅重量,取Q2=15Kg L --巷道總長
四、驅動防滑安全系數校驗： 動力運行狀態(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, Fmax—最大張力點張力(F1) m=FK /Fmax=267000/24224= 11＞6 因此選擇直徑φ=22mm抗拉強度為1670MPa的鋼絲繩,其鋼絲破斷拉力總和為267KN,符合要求。
六、驅動輪直徑D1和尾輪直徑D2與鋼絲繩型號確定 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 最終選取驅動輪直徑為D1＝1400mm，尾輪直徑為D2＝1400mm 驅動輪直徑D1和尾輪直徑D2分別為鋼絲繩直徑的 63.6倍； 驅動輪直徑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、負載扭矩 根據驅動輪直徑D1為1400 mm計算，最大負載扭矩為： Tf=（F1－F2）×D1/2=6019×0.7N.m=4213N.m
十、液壓驅動總成選型 本方案采用高速方案，即高速馬達配減速機方案。 1、減速機選型 ⑴ 要求減速機的輸出扭矩為2Tf=8426N.m，選用進口減速機，型號為709C3B-77
，速比i= 77 ，額定輸出扭矩為 30000N.m，減速機額定動態(tài)徑向力270KN>(2*（F1+F2′）=85KN) ⑵ 要求減速機的最大轉速nmax nmax=60υ/kπD =60×1.4/（0.98×3.14× 1.4）= 19.5r/min nmax -減速機的最大輸出轉速(r/min) υ–鋼絲繩最大運行速度（m/s） D1–驅動輪直徑（m） Kμ–鋼絲繩蠕動系數，取0.98 2、液壓馬達選型 ⑴液壓驅動總成的當量排量 Vd=2πTf/（△Pη1） =2×3.14×4213/(20×0.95)=1393mL/r Vd- 液壓驅動總成的當量排量（mL/r） Tf- 最大負載扭矩(Nm) △P-液壓馬達的進出口壓力差（MPa），在本項目中取20MPa. η1- 液壓驅動總成的機械效率，齒輪及柱塞馬達取0.9～0.95。 ⑵馬達的總成排量Vg1 Vg=Vg1×i= 6160mL/r > Vd 選用德國 公司的馬達，其型號為A2FM80，其排量Vg1 為 80 mL/r，馬達的最高壓力可以達到42MPa，公稱壓力為40MPa，允許長期連續(xù)工作的壓力為25 MPa。 ⑶馬達的最大轉速ngmax191 ngmax=nmaxi= 1500.6mL/r 3、 液壓驅動總成的輸出扭矩Tmax Tmax= 159×P額×Vg1 ×i×η1/1000 =159×25×80×77×0.9/1000=22037Nm，可滿足驅動的要求。 4、液壓馬達的最大工作流量qmax ⑵ 液壓馬達的最大工作流量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，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 -液壓馬達最大工作壓力（MPa） K –系統(tǒng)壓力備用系數，取1.2 △P′-油泵的回油壓力損失，對閉式回路取△P′=2.4MPa Pmax=K（P+△P′）=1.2×（20+2.4）=28.13MPa 選用1臺德國 公司進口液壓油泵，型號為HPV105-02R 時，其排量為 105 mL/r ， 流量可達155.4 L/min， 最大工作壓力可達42MPa，滿足使用要求。
十二、速度驗算 驅動輪的最大轉速為nmax=電動機轉速N×油泵排量Vg2η1/（馬達排量Vg1×減速機速比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、驅動電機選型 驅動電機功率N= PN qp/60η2 = 20×138.06/(60×0.85)=54.14KW N - 驅動電機功率(Kw) PN–液壓泵額定工作壓力(20MPa)（注：當選擇的驅動總成排量較大時，按實際計算壓力） 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 臺電動機，功率均為75KW,型號: YB2-280S-4額定功率: 75 KW。
十四 制動器選型
1、高速端制動 負載最大扭矩Tf=（F1－F2）×D1/2=6019×0.75N.m=4213N.m 則要求減速機高速端的制動力矩為：2Tf÷i=109.43N.m 型號為 709C3B（速比 77）的減速機附帶的高速端制動器制動力矩為 440 Nm 完全滿足制動要求。
2、低速端輪邊制動器 負載牽引力F=F1－F2= 6019N，選用制動器型號為 YQP50-C25 ，其制動力可達50000N，為負載牽引力的 8.3倍。（用戶在安裝調試時，可根據現場實際需要的力，調整碟簧松緊）
