【機械設計專業(yè)畢業(yè)設計正文】防爆電纜收放機設計設計說明書

1、中國礦業(yè)大學2011屆本科生畢業(yè)設計第1頁1緒論1.1選題背景及研究意義我國是煤炭生產(chǎn)和消費大國，煤炭資源約占整個能源結構的60%，占有非常重要的地位。為保障我國國民經(jīng)濟發(fā)展的需求，到2050年煤炭占一次能源的比重將達到50%左右。因此，在相當長時間內，煤炭資源將仍是我國能源消費的主體部分。2009年，我國煤炭產(chǎn)量為29.1億噸，位居世界第一，但仍然呈現(xiàn)煤炭供應相對緊張的趨勢，制約了國民經(jīng)濟的發(fā)展。這主要是受生產(chǎn)環(huán)節(jié)制約。礦用機械是否現(xiàn)

2、代化，直接影響煤炭產(chǎn)量、勞動生產(chǎn)率以及煤礦經(jīng)濟效益。隨著煤礦引進了各種新型機械設備。加快了生產(chǎn)速度，提高了生產(chǎn)效率。目前在礦山的一些行走機械中，其動力設備大多采用電動機。在主機工作時，接在電動機上的電纜的收放要靠人工來完成，這不但影響整機的作業(yè)效率，并且電纜長期在復雜的地面（如井下水倉，掘進工作面等）上拖曳使之磨損加快，時間稍長極易發(fā)生漏電和斷電，危及設備和人身安全等事故。為實現(xiàn)電纜收放機械化、自動化，提高設備的作業(yè)效率，保障工人的安全

3、，減輕工人的勞動強度，開發(fā)理想的尾部電纜收放裝置非常必要[1]。所以，開發(fā)礦用防爆電纜卷筒，不但能解決煤礦行走機械的拖纜問題，減低工人的勞動強度，還能提高煤礦的生產(chǎn)率，為煤礦和生產(chǎn)企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。1.2電纜卷筒的概述電纜卷筒是各種大中型移動式生產(chǎn)設備的配套裝置，它主要用來收、放主機的動力電纜和控制電纜，使電纜隨主機同步變速移動，無論主機往返移動或變速移動，電纜卷筒都能保證電纜的收放張力恒定不變。這就是電纜卷筒的特殊工性能[2]。1排纜

4、機構2.雙向螺紋軸3.力矩電機4.傳動鏈5.電纜卷筒6.電纜7.卷筒軸圖11全電動卷纜系統(tǒng)原理圖1.3本課題在國內外的發(fā)展及研究現(xiàn)狀1.3.11.3.1電纜卷筒的發(fā)展電纜卷筒的發(fā)展電纜卷筒按卷繞控制方式可分成4代產(chǎn)品：中國礦業(yè)大學2011屆本科生畢業(yè)設計第3頁圖13力矩馬達式電纜卷筒3）磁滯式電纜卷筒第3代電纜卷筒是常開電氣有限公司開發(fā)的磁滯式電纜卷筒，它采用了磁性連軸器和多臺電機同時運行的辦法，克服了力矩不恒定的缺點。通過磁性塊，使電

5、機與卷盤之間的連接轉矩近似恒定；同時通過磁性塊間隙的調整，可以使電機工作在額定功率范圍內，避免電機由于堵轉或過載而損壞[3]。它的優(yōu)點是結構緊湊、安裝維修方便，可根據(jù)實際工況要求調節(jié)輸出力矩且具有良好的自制動功能，不需要安裝制動器，電纜卷筒運行可靠。它的控制系統(tǒng)簡單，可與設備的正反車控制系統(tǒng)聯(lián)動，只要設備運行，卷筒電機即工作，相序不變。電纜卷筒工作中，磁滯聯(lián)軸器能依據(jù)主機設備的運行速度自行調節(jié)轉速，使電纜卷筒收放電纜的線速度與主機設備的

6、運行速度保持同步狀態(tài)。它的缺點是在電纜容量大、主機安裝高度高的情況下，為了降低轉子溫升，提高轉子使用壽命，需要采用多頭小轉矩的設計理念，相對價格較高[4]。圖14磁滯式電纜卷筒4）變頻式電纜卷筒隨著機械設備需要行走的距離更遠，以致卷盤的內層到外層的卷繞半徑相差3倍甚至更大，它的恒定力矩輸出對電纜提出了更高的抗拉力要求。因為在滿足外層電纜卷取力要求的條件下，由于磁性連軸器的卷繞力矩近似恒定，因此內層電纜要承受的張力會比外層大3倍以上，對于