抱索器机械传动设计计算说明--制动力演算

活动抱索器架空乘人装置设计计算说明书
（机械驱动）
一、巷道参数：
总长：L=240m
最大坡度23°，平均坡度23°
二、主要参数的确定：
1、预选驱动轮：直径D= 1.2 m
2、选减速机速比： i= 63
钢丝绳运行速度：υ=K×（πd/60）×N/i
=0.98×（3.14× 1.2/60）×980 /63=0.96m/s K—钢丝绳运行时蠕动系数，取K=0.98
N—电动机转速，980转/分（rpm）
3、设定乘坐间距为λ
1=10m 则运输效率:Q
r
=3600×υ/λ
1
= 345人次/h
4、预选钢丝绳为6×37S+FC-20型镀锌线接触钢丝绳，每米质量q
=1.52kg/m,抗拉强度为1670MPa，钢丝绳钢丝破断拉力总和为220KN
5、驱动轮绳槽与牵引钢丝绳的摩擦系数μ=0.25,钢丝绳与托轮间阻力系数ω,动力运行时取ω=0.02, 制动运行时取ω=0.015
6、牵引绳在驱动轮上的围包角α=1850
三、牵引钢丝绳张力的计算
1、最小点张力为
F min =c*q
*g
=1000×1.52×9.8=14896 N
c—钢丝绳的抗挠度系数，取值范围650～1000
g—重力加速度，g=9.8m/s2
2、各特征点张力的计算
当下放侧无人乘坐而上升侧满员时：（动力运行状态）线路运行阻力：
f
上=[q
+(Q
1
+Q
2
)/λ
1
] ×(ωcosα+sinα)Lg
=（1.52+（95+15）/10）×（0.02×0.92+0.39）×240×9.8 =12026 (N)
f
下=q
×(ωcosα-sinα)Lg
=1.52×（0.02×0.92-0.39）×240×9.8 = -1328(N)
各特征点张力：
W
F 3=F min =14896（N ） F 4=1.01F 3=15044(N)
F 1=F 4+ f 上=27070(N) F 2=F 3- f 下=16244(N)
F 1—驱动轮进绳侧钢丝绳张力
F 2—驱动轮出绳侧钢丝绳张力
F 3—迂回轮进绳侧钢丝绳张力
F 4—迂回轮出绳侧钢丝绳张力
Q 1—人和物总重量,取Q 1=95Kg （注：AQ 规定人重75 Kg ；物重20 Kg ）
Q 2—吊椅重量,取Q 2=15Kg
L --巷道总长
四、驱动防滑安全系数校验：
动力运行状态，且F 1-F 2＞0
F 1/F 2=1.67<e μα（1.87） 符合要求
五、电动机功率（N e ）：
最大负载功率：N f = （F 1-F 2）υ/1000=（27070-16244）×0.9/1000=9.74（Kw)
动力运行时：N e = K μN f /η= 1.25×9.74/0.85= 14.32（Kw)
υ-钢丝绳运行速度，m/s
η-机械传动效率，取0.8～0.85
K μ-功率备用系数，取1.15～1.25
考虑乘人间距的不固定性，及一定的富余，选取电动机功率为37 Kw
型号:YB2-250M-6 额定功率: 37kw 额定电压 660/380V
六、牵引钢丝绳校核
F k =m ×F max
F k —钢丝绳钢丝破断拉力总和
m —钢丝绳安全系数,
F max —最大张力点张力(F 1)
m=F K /F max =220/27.07= 8.1＞6
因此选择6×37S+FC-20型，直径φ= 20mm 抗拉强度为1670MPa 的钢丝绳,其钢丝破断拉力总和为 220 KN,符合要求。

七、驱动轮直径D 1和尾轮直径D 2与钢丝绳型号确定
1、驱动轮（尾轮）与钢丝绳直径比值不应小于60倍。

D 1≥60φ＝60×20= 1200mm
D 2≥60φ＝60×20= 1200mm
最终选取驱动轮直径为D 1＝1200 mm ，尾轮直径为D 2＝1200 mm
驱动轮直径D 1为钢丝绳直径的 60倍；
尾轮直径D 2为钢丝绳直径的 60 倍；
2、驱动轮直径与钢丝绳中最粗钢丝直径之比应不小于900。

D 1/ D s ＝1200/1.11= 1081≥900
驱动轮直径与钢丝绳中最粗钢丝直径之比符合要求。

八、拉紧行程(S)
取S= 7m 。

九、尾轮拉紧力
F 拉=F 3＋F 4=14896+15044=29940/9.8=3055Kg
采用四滑轮八绳牵引尾轮,由于机尾装在下斜巷，拉紧重锤重量为：F 拉/8≈400Kg 。

每块重锤重50Kg , 共8块。

十、减速机选型
动力运行时：N e =K μN f /η= 14.7（Kw)
根据驱动轮直径D 1为1200 mm ，最大负载扭矩为：
M f =（F 1－F 2）×D 1/2=（27070-16244）×1200/2=6496 N.m
要求减速机的额定输出扭矩不小于最大负载扭矩的1.2倍，即为:7795 N.m 。

选用减速机型号TPS315-63-3F ， 传动比均为63，额定输出扭矩为 16615N.m,符合使用要求。

十一、制动器选型验算：
现有电动机型号:YB2-250M-6 额定功率: 37kw 额定电压 660/380V
电动机最大负荷运转时最大运转扭矩计算：
电动机最大运行功率：
N f = N e η=37×0.85=31.45（Kw)
最大牵引力：
F max = N f .1000/υ=31.45*1000/0.9=34944(N)
最大扭矩为：
M f1=F max ×D 1/2=34944×1.2/2=20966 N.m
υ-钢丝绳运行速度，m/s
η-机械传动效率，取0.8～0.85
D 1-驱动轮直径，1200 mm
1、高速端制动器选型演算
现有制动器为BYWZ 4B -400/50型电液力制动器一台 ,制动力矩为F z1=1000 N.m 。

根据电机功率计算高速端输出轴扭矩为：
T C =T=9550 ×（Pw/N ）= 361 N.m
F z1=1000N.m ﹥T C = 361 N.m
式中: T —理论扭矩,N.m T C —计算扭矩,N.m
Pw —驱动功率,37kw N — 工作转速，r/min
所以选定制动器为BYWZ 4B -400/50型电液力制动器满足高速轴制动力要求。

2、低速端制动器选型演算
现有制动器为YLBZ40-120-BK 轮边制动器一台 , 液压油缸额定工作压力8MPa,额定制动力63KN ，额定夹紧力73KN 。

安全制动备用系数：
K= 0.5D.F/ M f1
=0.5×1.2×63000/20966
=1.8
2.0﹥K=1.8﹥1.5
式中：D ――驱动轮直径 D=1200mm
K 安全制动――制动备用系数. K 安全制动:１.５～2.0倍
所以选用YLBZ40-120-BK 轮边制动器，完全可以满足上述轮边制动要求。