活动抱索器液压传动设计计算说明 内容包含14项： 巷道参数 主要参数的确定 牵引钢丝绳张力的计算 驱动防滑安全系数校验 牵引钢丝绳校核 驱动轮直径D1和尾轮直径D2与钢丝绳型号确定 拉紧行程(S) 尾轮拉紧力 负载扭矩 液压驱动总成选型 液压油泵选型 速度验算 驱动电机选型 制动器选型
一、巷道参数： 总 长：L=990m 最大坡度18 °， 平均坡度：α=3°
二、主要参数的确定：
1、预选驱动轮直径D1= 1400 mm
2、钢丝绳运行速度：υ=0-1.4m/s
3、电动机转速N=1480转/分（rpm）
4、设定乘坐间距为λ1= 15m 则运输效率:Qr=360人次/h
5、预选钢丝绳直径φ= 22mm，每米质量q0=1.80kg/m,抗拉强度为1670MPa，钢丝绳钢丝破断拉力总和为 267KN 6、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 7、牵引绳在驱动轮上的围包角α= 180 0
三、牵引钢丝绳张力的计算
1、最小点张力为 Fmin=c*q0*g=17640N 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 ①当下放侧无人乘座而上升侧满员时（动力运行状态）,线路运行阻力： 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)各特征点张力： F3=Fmin=17640N F4=1.01F3=17816(N) F1=F4+ f上=24224(N) F2=F3- f下= 18205(N) F1—驱动轮进绳侧钢丝绳张力 F2—驱动轮出绳侧钢丝绳张力 F3—迂回轮进绳侧钢丝绳张力 F4—迂回轮出绳侧钢丝绳张力 Q1—人和物总重量,取Q1=95Kg Q2—吊椅重量,取Q2=15Kg L --巷道总长
四、驱动防滑安全系数校验： 动力运行状态，且F1-F2＞0 F1/F2=1.33
五、牵引钢丝绳校核 Fk=m×Fmax Fk—钢丝绳钢丝破断拉力总和 m—钢丝绳安全系数, Fmax—最大张力点张力(F1) m=FK /Fmax=267000/24224= 11＞6 因此选择直径φ=22mm抗拉强度为1670MPa的钢丝绳,其钢丝破断拉力总和为267KN,符合要求。
六、驱动轮直径D1和尾轮直径D2与钢丝绳型号确定 D1＝≥60φ＝60×22=1320mm D1＝φ/3.08 / 5×900 = 1285mm，6×22+FC-φ31WS-1670钢丝绳中最粗钢丝直径为1.43mm D2＝≥60φ＝60×22 = 1320mm 最终选取驱动轮直径为D1＝1400mm，尾轮直径为D2＝1400mm 驱动轮直径D1和尾轮直径D2分别为钢丝绳直径的 63.6倍； 驱动轮直径D1为钢丝绳中最粗钢丝直径的 980倍。
七、拉紧行程(S) S=0.01L总=9.9m 取S=11m。
八、尾轮拉紧力 F拉=F3＋F4=447Kg 采用四滑轮八绳牵引尾轮,拉紧重锤重量为450Kg
九、负载扭矩 根据驱动轮直径D1为1400 mm计算，最大负载扭矩为： Tf=（F1－F2）×D1/2=6019×0.7N.m=4213N.m
十、液压驱动总成选型 本方案采用高速方案，即高速马达配减速机方案。 1、减速机选型 ⑴ 要求减速机的输出扭矩为2Tf=8426N.m，选用进口减速机，型号为709C3B-77
，速比i= 77 ，额定输出扭矩为 30000N.m，减速机额定动态径向力270KN>(2*（F1+F2′）=85KN) ⑵ 要求减速机的最大转速nmax nmax=60υ/kπD =60×1.4/（0.98×3.14× 1.4）= 19.5r/min nmax -减速机的最大输出转速(r/min) υ–钢丝绳最大运行速度（m/s） D1–驱动轮直径（m） Kμ–钢丝绳蠕动系数，取0.98 2、液压马达选型 ⑴液压驱动总成的当量排量 Vd=2πTf/（△Pη1） =2×3.14×4213/(20×0.95)=1393mL/r Vd- 液压驱动总成的当量排量（mL/r） Tf- 最大负载扭矩(Nm) △P-液压马达的进出口压力差（MPa），在本项目中取20MPa. η1- 液压驱动总成的机械效率，齿轮及柱塞马达取0.9～0.95。 ⑵马达的总成排量Vg1 Vg=Vg1×i= 6160mL/r > Vd 选用德国 公司的马达，其型号为A2FM80，其排量Vg1 为 80 mL/r，马达的最高压力可以达到42MPa，公称压力为40MPa，允许长期连续工作的压力为25 MPa。 ⑶马达的最大转速ngmax191 ngmax=nmaxi= 1500.6mL/r 3、 液压驱动总成的输出扭矩Tmax Tmax= 159×P额×Vg1 ×i×η1/1000 =159×25×80×77×0.9/1000=22037Nm，可满足驱动的要求。 4、液压马达的最大工作流量qmax ⑵ 液压马达的最大工作流量qmax
十一、液压油泵选型 1、液压油泵的最大工作流量 Qmax=KL qmax Qmax -液压油泵的最大工作流量(L/min) KL-考虑系统泄漏和容积效率下降的系数，一般为1.1～1.2，取KL =1.15，则 Qmax =1.15×120.0 =138.06 L/min 2、液压油泵的最大排量 Vg2=Qmax/υ=98.61mL/r 3、液压油泵最大工作压力 Pmax=K（P+△P′） Pmax-液压油泵最大工作压力(MPa) P -液压马达最大工作压力（MPa） K –系统压力备用系数，取1.2 △P′-油泵的回油压力损失，对闭式回路取△P′=2.4MPa Pmax=K（P+△P′）=1.2×（20+2.4）=28.13MPa 选用1台德国 公司进口液压油泵，型号为HPV105-02R 时，其排量为 105 mL/r ， 流量可达155.4 L/min， 最大工作压力可达42MPa，满足使用要求。
十二、速度验算 驱动轮的最大转速为nmax=电动机转速N×油泵排量Vg2η1/（马达排量Vg1×减速机速比i） = 1480×105×0.9/（80×77）= 22.70(r/min) 钢丝绳的最大速度υ=3.14×nmax×D/60=3.14×19.5×1.4/60=1.4m/s
十三、驱动电机选型 驱动电机功率N= PN qp/60η2 = 20×138.06/(60×0.85)=54.14KW N - 驱动电机功率(Kw) PN–液压泵额定工作压力(20MPa)（注：当选择的驱动总成排量较大时，按实际计算压力） qp - 液压泵额定流量(L/min) η2 - 液压泵总效率，柱塞泵取0.85 选取 1 台电动机，功率均为75KW,型号: YB2-280S-4额定功率: 75 KW。
十四 制动器选型
1、高速端制动 负载最大扭矩Tf=（F1－F2）×D1/2=6019×0.75N.m=4213N.m 则要求减速机高速端的制动力矩为：2Tf÷i=109.43N.m 型号为 709C3B（速比 77）的减速机附带的高速端制动器制动力矩为 440 Nm 完全满足制动要求。
2、低速端轮边制动器 负载牵引力F=F1－F2= 6019N，选用制动器型号为 YQP50-C25 ，其制动力可达50000N，为负载牵引力的 8.3倍。（用户在安装调试时，可根据现场实际需要的力，调整碟簧松紧）
