提升機(jī)盤閘液壓制動(dòng)器設(shè)計(jì)含11張CAD圖

提升機(jī)盤閘液壓制動(dòng)器設(shè)計(jì)含11張CAD圖,提升,晉升,機(jī)盤閘,液壓,制動(dòng)器,設(shè)計(jì),11,十一,cad 提升機(jī)盤閘液壓制動(dòng)器設(shè)計(jì) 摘要 提升機(jī)在煤礦中是很關(guān)鍵的運(yùn)輸設(shè)備，在礦井的生產(chǎn)中占有很重要的地位，本次設(shè)計(jì)對(duì)于JK型、2JK-3/11.5提升機(jī)，將其制動(dòng)系統(tǒng)中的盤閘制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算及分析。首先對(duì)制動(dòng)器的方案進(jìn)行分析，選定最優(yōu)方案，其次對(duì)于制動(dòng)器的材料，摩擦片材料進(jìn)行選擇，再次，對(duì)制動(dòng)器各部分零件圖進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核。至今為止礦井提升機(jī)用的制動(dòng)器大部分是液壓盤閘制動(dòng)器，對(duì)其工作可靠性的分析及監(jiān)測(cè)，具有很重要的意義。液壓盤閘制動(dòng)器作為一種很傳統(tǒng)的制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，它具有制動(dòng)力矩易調(diào)整、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，通用性好、安全可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提升機(jī)、礦用提升設(shè)備安全有重要意義。 關(guān)鍵詞：制動(dòng)系統(tǒng)；盤閘制動(dòng)器；可靠性  Machine For Disc Brake Hydraulic Brake Design Abstract Coal mineupgrading equipment as the key equipment holds an important position in mechanized production of the time. The disc brake of the braking system for JK type (2JK-3/11.5) hoist have been designed. First analyze the brake options, select the optimal scheme, the second for brake material, lining material selection, once again, the brake part drawing for each part design, calculation and checking. So far the mine hoist brake machine used mostly hydraulic disk brake, analysis and monitoring of the disc brake working reliability, is objective and realistic significance. As the latest development of a brake, hydraulic disc brakes have many advantages such as with easy to adjust the braking torque, compact structure, common good safe and high reliability, is important in enhancing security. Keywords: Braking System; Disc Brake; Probability of reliability  目錄 1、緒論 1 1.1、概述 1 1.1.1、提升機(jī)盤閘制動(dòng)器的研究現(xiàn)狀 2 1.1.2、提升機(jī)盤式制動(dòng)器的功能及可靠性要求 2 2、盤閘制動(dòng)器結(jié)構(gòu)及其工作原理 3 2.1、盤閘制動(dòng)器的概述 3 2.1.1、盤式閘制動(dòng)系統(tǒng) 3 2.1.2、提升機(jī)盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及其原理 4 2.1.3、影響盤閘制動(dòng)器制動(dòng)力矩的因素 6 2.1.4盤式制動(dòng)器的故障類型及預(yù)防措施 7 3、制動(dòng)器受力分析、標(biāo)準(zhǔn)件的選取計(jì)算 8 3.1制動(dòng)器性能參數(shù) 8 3.2、摩擦片材料的選取： 9 3.3、制動(dòng)器液壓缸的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)計(jì)算： 10 3.3.1、缸筒主要幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算： 10 3.3.2、液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算： 11 3.3.3、液壓缸的密封選?。?12 3.3.4、活塞與活塞桿連接襯板的螺栓選取與校核計(jì)算： 13 3.4、碟簧的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算： 16 3.4.1、蝶形彈簧的特點(diǎn)及應(yīng)用： 16 3.4.2蝶形彈簧的計(jì)算： 16 4、制動(dòng)器整體外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 19 4.1、摩擦片的結(jié)構(gòu)尺寸 19 4.1.1、摩擦片尺寸的確定 19 4.1.2摩擦片的聯(lián)接方式：鉚接的強(qiáng)度校核 20 4.2、摩擦片襯板的結(jié)構(gòu)尺寸 21 4.2.1、摩擦片襯板的外形尺寸確定 21 4.2.2、摩擦片襯板連接螺栓設(shè)計(jì)計(jì)算： 21 4.3、襯板的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)： 22 4.4、液壓缸油缸結(jié)構(gòu)尺寸的確定： 23 4.5、間隙調(diào)整螺母校核與計(jì)算： 24 4.6、制動(dòng)器外殼的結(jié)構(gòu)計(jì)算： 25 4.7、端蓋尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算： 25 4.7.1、端蓋的材料及結(jié)構(gòu)尺寸的確定 25 4.7.2、端蓋螺栓布置及選取計(jì)算： 26 4.8制動(dòng)器安裝板 27 4.8.1、制動(dòng)器安裝板材料的選取 27 4.8.2、安裝板與外殼的焊接強(qiáng)度校核： 28 4.8.3、影響焊縫強(qiáng)度的因素和提高焊縫強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施： 29 4.8.4、制動(dòng)器安裝時(shí)所需螺栓設(shè)計(jì)： 30 5、設(shè)計(jì)中配合公差選取計(jì)算： 32 5.1、公差等級(jí)的選用基本要求： 32 5.2、配合選擇的基本要求： 32 5.3各種件之間的配合公差計(jì)算 33 5.3.1、活塞與油缸之間的配合，尺寸公差的計(jì)算： 33 5.3.2、活塞桿與油缸之間的配合： 33 5.3.3、油缸與制動(dòng)器外殼之間的配合 34 5.3.4、襯板與制動(dòng)器外殼之間的配合： 34 3、結(jié)論 36 致謝 37 參考文獻(xiàn) 38 VII 1、緒論 1.1、概述 礦用提升設(shè)備是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人員和設(shè)備，運(yùn)輸材料的大型設(shè)備，它是井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工作設(shè)備相連接的樞紐，是礦井運(yùn)輸?shù)难屎聿糠?。因此礦用提升設(shè)備在礦井生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中占有非常重要的地位。在提升過(guò)程中，礦井提升機(jī)能否安全高效的運(yùn)行以及在緊急情況下及時(shí)制動(dòng)，直接影響煤礦生產(chǎn)的安全運(yùn)行和礦工的生命。因此，礦山安全已成為礦山生產(chǎn)亟待解決的問(wèn)題，礦井提升機(jī)的可靠性運(yùn)行是安全生產(chǎn)的關(guān)鍵，而提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)則是保證提升機(jī)安全運(yùn)行以及實(shí)現(xiàn)提升機(jī)正常減速停車或者在各種故障情況下執(zhí)行緊急制動(dòng)安全停車的最終手段，以避免緊急情況下出現(xiàn)重大事故。提升機(jī)的制動(dòng)器包括工作裝置（即制動(dòng)閘）和傳動(dòng)裝置，工作裝置直接作用于制動(dòng)輪，產(chǎn)生摩擦力矩；傳動(dòng)裝置是使工作裝置產(chǎn)生或解除制動(dòng)摩擦力的機(jī)構(gòu)。因此按工作裝置結(jié)構(gòu)區(qū)分，制動(dòng)器可分為盤式制動(dòng)器和塊式制動(dòng)器；按傳動(dòng)裝置的動(dòng)力源區(qū)分，制動(dòng)器可分為液壓式、氣壓式和彈簧式。目前，進(jìn)口提升機(jī)和國(guó)產(chǎn)新型提升機(jī)大都采用液壓盤閘制動(dòng)器。 液壓盤閘制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)主要是：①結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整方便，制動(dòng)力可任意組合；②制動(dòng)閘的通用性好，具有較高的互換性；③動(dòng)作迅速，反映靈敏；④多副盤閘同時(shí)工作，滿足復(fù)式布置要求，可靠性較高。 盤閘制動(dòng)器是機(jī)電液集為一體的設(shè)備，有制動(dòng)裝置、液壓系統(tǒng)以及配套的電控系統(tǒng)。它主要有碟簧、液壓缸和制動(dòng)閘組成。盤閘制動(dòng)器的制動(dòng)力矩是由閘瓦與制動(dòng)盤摩擦而產(chǎn)生的，因此調(diào)節(jié)閘瓦對(duì)制動(dòng)盤的正壓力即可改變制動(dòng)力，而制動(dòng)器的正壓力大小與液壓系統(tǒng)的殘壓、碟簧的彈力有關(guān)。提升機(jī)正常工作時(shí)，油壓達(dá)到最大值，此時(shí)正壓力為零，并且閘瓦與制動(dòng)盤間留有1～2mm的間隙，即制動(dòng)閘處于松閘狀態(tài)；當(dāng)提升機(jī)提升終了、調(diào)速或出現(xiàn)緊急情況需要制動(dòng)時(shí)，電液控制系統(tǒng)將根據(jù)工況要求發(fā)出控制指令，使制動(dòng)裝置按照規(guī)定的程序自動(dòng)降低油壓以達(dá)到制動(dòng)的要求，控制油壓下降，閘瓦與制動(dòng)盤貼合，產(chǎn)生制動(dòng)力矩，制動(dòng)閘處于抱閘狀態(tài)。由于盤式制動(dòng)器采用安全型結(jié)構(gòu)，即高油壓松閘，低油壓抱閘，當(dāng)系統(tǒng)突然斷電時(shí)，仍能保證提升機(jī)平穩(wěn)的減速停車。其液壓控制系統(tǒng)采用雙回路結(jié)構(gòu)，兩回路完全對(duì)稱，可以互為備用。 1.1.1、提升機(jī)盤閘制動(dòng)器的研究現(xiàn)狀 隨著提升機(jī)發(fā)展而改變的提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)，提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)至今為止有三大類形式： 第一類是塊閘制動(dòng)器，屬?gòu)较蛑苿?dòng)器，分為角移式、平移式、綜合式三種。 第二類是液壓徑向推力平移式制動(dòng)器，利用盤型制動(dòng)器的先進(jìn)技術(shù)，采用碟形彈簧制動(dòng)，而適應(yīng)于老提升機(jī)帶閘輪的結(jié)構(gòu)。 第三類是盤型制動(dòng)器，屬軸向制動(dòng)器，分為固定式盤型閘和浮動(dòng)式盤型閘。 1.1.2、提升機(jī)盤式制動(dòng)器的功能及可靠性要求 制動(dòng)器是提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，制動(dòng)力矩不足是其主要的故障形式。由于制動(dòng)力矩是盤閘制動(dòng)器中碟形彈簧的正壓力和制動(dòng)盤與閘瓦之間的摩擦系數(shù)決定的，制動(dòng)力矩的不足一方面是因?yàn)槟Σ疗Σ料禂?shù)的降低，摩擦片的材質(zhì)問(wèn)題和摩擦片受污染引起的，另一方面是因?yàn)橹苿?dòng)正壓力失效，即彈簧失效。因?yàn)槟Σ疗p嚴(yán)重造成閘瓦間隙過(guò)大，碟形彈簧疲勞失效或斷裂、系統(tǒng)殘壓過(guò)大。所以為了提高制動(dòng)器的安全可靠性，應(yīng)該增強(qiáng)制動(dòng)器的日常檢修和維護(hù)。并且在線監(jiān)測(cè)盤閘制動(dòng)器的正壓力可以間接測(cè)量制動(dòng)力矩的大小，確定閘瓦間隙在線監(jiān)測(cè)也在不同程度上提高了制動(dòng)器的可靠度。 從安全可靠性的意義上來(lái)說(shuō)，提升機(jī)制動(dòng)裝置的功能就是剎住提升機(jī)卷筒，使提升機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，根據(jù)提升機(jī)的具體作業(yè)情況，制動(dòng)裝置的功能有四個(gè)： （1）在提升機(jī)正常操作中，參與提升機(jī)的速度控制，在提升終了時(shí)可靠地剎住提升機(jī)，即通常所說(shuō)的工作制動(dòng)。 （2）當(dāng)發(fā)生緊急事故時(shí)，能迅速的按要求減速，制動(dòng)提升機(jī)，以防止事故的擴(kuò)大，即安全制動(dòng)。 （3）當(dāng)提升機(jī)停車時(shí)，可靠地閘住提升機(jī)，保證任何情況下均不能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。 （4）對(duì)于雙卷筒提升機(jī)，在調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)、更換水平及換鋼絲繩時(shí)，應(yīng)能分別閘住提升機(jī)的活卷筒及死卷筒，以便主軸帶動(dòng)死卷筒一起旋轉(zhuǎn)時(shí)活卷筒閘住不動(dòng)（或鎖住不動(dòng)）。 從制動(dòng)器可靠性功能的分類看，制動(dòng)器的可靠性要求應(yīng)是能在規(guī)定的制動(dòng)距離內(nèi)，保證提升機(jī)或提升容器停止運(yùn)動(dòng)，或在規(guī)定的制動(dòng)儲(chǔ)備能力及規(guī)定的減速度條件下，使重載容器保持懸掛狀態(tài)不動(dòng)或減速運(yùn)行。 2、盤閘制動(dòng)器結(jié)構(gòu)及其工作原理 2.1、盤閘制動(dòng)器的概述 2.1.1、盤式閘制動(dòng)系統(tǒng) 盤式制動(dòng)系統(tǒng)是應(yīng)用于礦井提升機(jī)上的新型制動(dòng)系統(tǒng)，用于XKT系列和JK 系列礦井提升機(jī)及JKD 型多繩摩擦輪提升機(jī)上。 盤式閘制動(dòng)系統(tǒng)與塊閘制動(dòng)系統(tǒng)比較，它具有以下一些優(yōu)點(diǎn)： （1）多副制動(dòng)器同時(shí)工作時(shí)，即使有一副或者更多副失靈，也只會(huì) 影 響到部分制動(dòng)力矩，因此安全可靠性比較高； （2）制動(dòng)力矩的調(diào)節(jié)是利用液壓站的電液調(diào)壓裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。操縱方便，制動(dòng)力矩的可調(diào)性好； （3）慣性小、動(dòng)作快、靈敏度高； （4）重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小； （5）安裝和維護(hù)使用較為方便； （6）通用性能好，且便于實(shí)現(xiàn)礦井提升的自動(dòng)化。 盤式制動(dòng)裝置的缺點(diǎn)為： （1）對(duì)制動(dòng)盤和盤式閘的制造精度要求高； （2）對(duì)閘瓦的性能要求較高。 （3）用作工作制動(dòng)時(shí)制動(dòng)襯墊單位時(shí)間內(nèi)磨損量大目前沒(méi)有配備制動(dòng)襯墊磨損自動(dòng)補(bǔ)償裝置，需要人工調(diào)整襯墊磨損補(bǔ)償。盤式閘制動(dòng)系統(tǒng)包括兩部分，即盤式閘制動(dòng)器和液壓站。前者是制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)成，后者是系統(tǒng)的控制裝置。盤式閘可分為兩類,固定式盤閘制動(dòng)器和浮動(dòng)式盤閘制動(dòng)器。該設(shè)計(jì)中采用固定式。 2.1.2、提升機(jī)盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及其原理 提升機(jī)的制動(dòng)器包括工作裝置（即制動(dòng)閘）和傳動(dòng)裝置，工作裝置直接作用于制動(dòng)輪，產(chǎn)生摩擦力矩；傳動(dòng)裝置是使工作裝置產(chǎn)生或解除制動(dòng)摩擦力矩的機(jī)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的提升機(jī)或提升絞車都使用了盤閘制動(dòng)器。盤閘制動(dòng)器都是依靠碟形彈簧的預(yù)壓縮恢復(fù)張力使閘瓦壓向制動(dòng)盤，從而產(chǎn)生制動(dòng)力矩；當(dāng)松閘時(shí)，向活塞腔內(nèi)注入壓力油，壓力油推動(dòng)活塞后移并壓縮碟形彈簧，帶動(dòng)閘瓦離開(kāi)制動(dòng)盤，從而實(shí)現(xiàn)松閘。目前國(guó)內(nèi)外提升機(jī)使用的盤閘制動(dòng)器形式多樣，主要有前腔式盤形閘和后腔式盤形閘。 圖2-1 表征提升機(jī)制動(dòng)裝置的主要特征量是制動(dòng)力矩。由于在一個(gè)制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)力矩的數(shù)值并非是一成不變的恒量，因此人們使用了諸如平均制動(dòng)力矩、最大制動(dòng)力矩以及靜制動(dòng)力矩等特征量來(lái)描述制動(dòng)過(guò)程。從提升機(jī)可靠停車的要求看，制動(dòng)器只要具備提升機(jī)載荷力矩的一倍數(shù)值，就能夠產(chǎn)生阻力矩使提升機(jī)停車。然而，由于各種隨機(jī)因素的影響，需要制動(dòng)力矩有一定儲(chǔ)備方能使可靠性得以保證。 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，制動(dòng)器最大工作靜態(tài)制動(dòng)力矩應(yīng)大于提升機(jī)最大載荷力矩的三倍，即； 提升機(jī)制動(dòng)裝置的重要功能之一便是發(fā)生突發(fā)性事故時(shí)產(chǎn)生緊急制動(dòng)，以防止事故的損害后果擴(kuò)大。從這種可靠性要求出發(fā)，就要求制動(dòng)閘的動(dòng)作非常迅速，即制動(dòng)閘動(dòng)作的無(wú)效時(shí)間應(yīng)非常短。將控制系統(tǒng)緊急停車斷電到制動(dòng)閘開(kāi)始貼于閘盤之瞬間成為制動(dòng)器的空動(dòng)時(shí)間，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定盤式制動(dòng)的空動(dòng)時(shí)間不得大于0.3s（本文取空動(dòng)時(shí)間為0.2s）。 2.1.3、影響盤閘制動(dòng)器制動(dòng)力矩的因素 影響制動(dòng)器制動(dòng)力矩的主要因素有碟型彈簧的剛度、彈簧預(yù)壓量、閘瓦間隙、活塞運(yùn)動(dòng)阻力、液壓系統(tǒng)殘壓、摩擦片與制動(dòng)盤之間的摩擦系數(shù)等等，準(zhǔn)確分述如下： 1）彈簧預(yù)壓量和閘瓦間隙 彈簧預(yù)壓量直接決定著閘瓦作用于制動(dòng)盤上正壓力的大小，制動(dòng)器在運(yùn)行一段時(shí)間后，閘瓦由于磨損，將使得閘瓦間隙變大，碟形彈簧預(yù)壓量將隨著閘瓦間隙的增大而減小，制動(dòng)力也隨之減小。因此，閘瓦磨損的本質(zhì)是彈簧預(yù)壓量的減小，并通過(guò)閘瓦間隙反映出來(lái)，閘瓦間隙的增加值即等于彈簧預(yù)壓量的減少，閘瓦間隙將決定制動(dòng)力矩的大小。 2）碟型彈簧剛度 施加于制動(dòng)盤上的正壓力是依靠碟型彈簧儲(chǔ)積的壓力能產(chǎn)生的。碟型彈簧在頻繁使用中由于金屬的疲勞現(xiàn)象引起使用應(yīng)力即剛度急劇下降，致使制動(dòng)力有較大的變化。由于盤形閘中碟型彈簧數(shù)量較多，一旦有一片碟型彈簧損壞，將使整個(gè)制動(dòng)器失去制動(dòng)力，因此，碟型彈簧是影響盤形閘能否正常工作的重要因素。 3）液壓系統(tǒng)殘壓 如果因?yàn)橛唾|(zhì)差或被污染等因素使油路不暢通或堵塞，將出現(xiàn)制動(dòng)器中油液不能完全回到油箱，從而使制動(dòng)器工作腔內(nèi)的殘壓較大。由于盤形閘是靠油液壓力松閘和碟型彈簧力制動(dòng)的，殘壓的增大將使制動(dòng)力矩降低。若出現(xiàn)油路堵塞，制動(dòng)器中油液不能回油，使碟形彈簧儲(chǔ)存的能量無(wú)法釋放，從而導(dǎo)致盤形閘制動(dòng)失效。 4）運(yùn)動(dòng)阻力 因?yàn)楸P形閘在制動(dòng)過(guò)程中，活塞與液壓缸之間、筒體與制動(dòng)器之間的摩擦以及液壓缸卡缸等原因使得運(yùn)動(dòng)阻力比理論值要大，在其它的影響因素不變的情祝下，運(yùn)動(dòng)阻力的增大將導(dǎo)致制動(dòng)器制動(dòng)力矩的降低，如果出現(xiàn)液壓缸卡缸將會(huì)使盤形閘的制動(dòng)完全失效。 5）閘瓦摩擦系數(shù) 閘瓦摩擦系數(shù)通常認(rèn)為是一個(gè)常數(shù)，實(shí)際上不同的提升速度、溫升、正壓力對(duì)摩擦系數(shù)有不同的影響，另外閘瓦和制動(dòng)盤若被油液污染或閘瓦材質(zhì)差及閘瓦過(guò)熱，則摩擦系數(shù)將大大降低，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)使制動(dòng)失效。 6）制動(dòng)盤偏擺度 由于制動(dòng)盤本身表面誤差、安裝的誤差、主軸軸向躥動(dòng)間隙及支撐系統(tǒng)的誤差，制動(dòng)盤存在偏擺，使四副閘不能同時(shí)作用或者在一副閘中單面先按觸。制動(dòng)盤偏擺度過(guò)大時(shí)，使閘瓦與制動(dòng)盤不能很好地貼合和按觸面積減小，并使閘瓦間隙不太均勻，造成制動(dòng)力不穩(wěn)定并且加劇了提升機(jī)卷筒軸向受力，從而造成提升機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定和疲勞損壞，同時(shí)也加劇了制動(dòng)器內(nèi)碟形彈簧的疲勞。并且，制動(dòng)力的不穩(wěn)定和軸向力又加劇制動(dòng)盤的變形，使其偏擺度加大，可見(jiàn)制動(dòng)盤偏擺度將影響到制動(dòng)力矩。 2.1.4盤式制動(dòng)器的故障類型及預(yù)防措施 有上述影響盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的因素可知，盤式制動(dòng)器常見(jiàn)的故障類型為：（1）摩擦系數(shù)降低；（2）制動(dòng)閘的間隙過(guò)大或不均勻；（3）碟形彈簧正壓力不足；（4）液壓站殘壓過(guò)大；（5）液壓系統(tǒng)故障。具體表現(xiàn)在提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)上的下列現(xiàn)象：（1）不松閘；（2）松閘緩慢時(shí)間長(zhǎng)；（3）制動(dòng)器不能制動(dòng)；（4）制動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)；（5）制動(dòng)力小。 雖然提升機(jī)制動(dòng)器的故障多種多樣，但是只要采取合理預(yù)防措施，就能避免盤式制動(dòng)器的上述故障，使其可靠工作。主要預(yù)防措施如下：1）提高維護(hù)工人的業(yè)務(wù)水平，維護(hù)工人應(yīng)熟悉制動(dòng)器系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)和工作原理，熟練掌握檢修技能，熟知制動(dòng)器系統(tǒng)的檢修完好標(biāo)準(zhǔn)。2）加強(qiáng)對(duì)提升機(jī)的管理，杜絕和防止操作失誤，如開(kāi)反車、注意力不集中、施閘不合規(guī)范等。3）加強(qiáng)日常維護(hù)和停產(chǎn)檢修，日常維護(hù)中要檢查到位，發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)及時(shí)處理，避免故障擴(kuò)大化。合理安排和利用日檢時(shí)間。停產(chǎn)檢修時(shí)，要對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)全面檢查、檢修，對(duì)存在隱患的部件必須更換，檢修按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定去要求。如定期測(cè)量閘瓦間隙并按要求調(diào)整；定期測(cè)量制動(dòng)盤偏擺度，若超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)采取相應(yīng)措施；若出現(xiàn)閘座松動(dòng)，則應(yīng)加固若制動(dòng)盤上存在油污，則應(yīng)及時(shí)清理并安裝擋油板，防止鋼絲繩上的油水濺到制動(dòng)盤上。4）提高盤形閘液壓系統(tǒng)工作制動(dòng)、安全制動(dòng)及其工作元件的可靠性。5）確保盤式制動(dòng)器和制動(dòng)盤的安裝質(zhì)量。6）對(duì)盤形閘各種保護(hù)裝置一方面加強(qiáng)檢查，另一方面要定期測(cè)試。7）對(duì)易造成盤形制動(dòng)失效的零部件進(jìn)行智能控制和監(jiān)護(hù)，加強(qiáng)制動(dòng)器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。采用先進(jìn)手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)盤閘與制動(dòng)盤的間隙，工作腔的殘壓及碟形彈簧的疲勞程度，對(duì)制動(dòng)失效進(jìn)行預(yù)報(bào)警。 3、制動(dòng)器受力分析、標(biāo)準(zhǔn)件的選取計(jì)算 根據(jù)煤礦安全規(guī)程，盤閘制動(dòng)器的閘瓦與制動(dòng)盤之間的間隙不大于2mm。 3.1制動(dòng)器性能參數(shù) 最大動(dòng)制動(dòng)力矩： 制動(dòng)盤摩擦半徑R=1.8m， 制動(dòng)器副數(shù)：n=4， 釋放油壓：6MPa。 單個(gè)制動(dòng)盤所受的制動(dòng)力矩： 摩擦盤所受的摩擦力： 3.2、摩擦片材料的選取： 制動(dòng)摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能好，不能在溫度升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降；材料的耐磨性好，吸水率低，有較高的耐擠壓和耐沖擊性能；制動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生噪聲和不良?xì)馕?，?yīng)盡量采用少污染和對(duì)人體無(wú)害的摩擦材料。以往制動(dòng)器采用廣泛應(yīng)用的模壓材料，它是以石棉纖維為主并與樹(shù)脂粘結(jié)劑、調(diào)整摩擦性能的填充劑(由無(wú)機(jī)粉粒及橡膠、聚合樹(shù)脂等配成)與噪聲消除劑(主要成分為石墨)等混合后，在高溫下模壓成型的。 工業(yè)機(jī)械用石棉摩擦片（見(jiàn)機(jī)械手冊(cè)第一卷表2.3-97、表2.3-98）(摘自GB/T11834-2000) 摩擦片尺寸根據(jù)結(jié)構(gòu)確定，選擇：ZP3-1—200×25 GB/T11834-2000 性能匯總表: 分類、代號(hào)及用途 3類1號(hào) 經(jīng)熱壓硫化 制動(dòng)片 ZP3-1 制動(dòng)片尺寸及極限偏差 寬度 厚度 ＞100～200 ＞10.0 偏差 ±2.0 ±0.6 摩擦因數(shù) 0.30～0.60 磨損率V/ ≤0.50 工程中實(shí)際測(cè)出摩擦因數(shù) 計(jì)算正壓力N: 3.3、制動(dòng)器液壓缸的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)計(jì)算： 液壓力，彈簧力,液壓缸阻力，殘余壓力 施閘時(shí)：由于彈簧直接作用在摩擦片上，正壓力== 松閘時(shí)：摩擦片脫離輪轂，液壓力=+ 由于液壓缸阻力對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)受力可以忽略，所以== 3.3.1、缸筒主要幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算： 液壓缸活塞的常用材料耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300/HT350）。 液壓缸缸體常用材料為20、35、45、無(wú)縫鋼管。因20鋼的力學(xué)性能略低，且不能調(diào)質(zhì)應(yīng)用較少。一般情況下，均采用45鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241—285HBW。缸體毛胚也可采用鑄鋼、鍛鋼、鑄鐵件。鑄鐵可采用HT200～HT350間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵，特殊情況下，可采用鋁合金材料。（查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第四卷 275頁(yè)） （1）液壓缸的工作壓力 液壓力= （2）液壓缸內(nèi)徑計(jì)算： 根據(jù)載荷力的大小和選定的系統(tǒng)壓力來(lái)計(jì)算液壓缸的內(nèi)經(jīng)D： 查（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表22.1-9）給出的缸筒內(nèi)經(jīng)尺寸系列圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，得： （3）根據(jù)速度比的要求來(lái)計(jì)算活塞桿的直徑d： 設(shè)計(jì)中，根據(jù)工作壓力的大小，選用速度比時(shí)可以參考下表選?。? 工作壓力 ≤10 1.25～20 ＞20 1.33 1.46;2 2 活塞桿的直徑： 根據(jù)（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表22.1-9）給出的活塞桿尺寸系列圓整成標(biāo)準(zhǔn)值： 3.3.2、液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算： （1）缸筒壁厚： 對(duì)于低壓系統(tǒng)或時(shí)；液壓缸缸筒厚度一般按薄壁筒計(jì)算，所以： —液壓缸壁厚； —試驗(yàn)壓力（Mpa），工作壓力≤16Mpa時(shí)，=1.5 對(duì)于鑄鐵=60Mpa；鑄鋼=100～110Mpa； D是液壓缸內(nèi)徑（m）； —缸體材料的許用應(yīng)力Mpa，=；—缸體材料的抗拉強(qiáng)度（Mpa）， ---安全系數(shù)，n=3.5～5，一般取5； 根據(jù)結(jié)構(gòu)類型，液壓缸的壁厚取大于12mm的尺寸都符合要求。 （2）液壓缸進(jìn)油口直徑： 根據(jù)壁厚實(shí)際情況選取，液壓油口螺紋連接系列（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表22.1-6） 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T2879—1993) 液壓缸進(jìn)出油口的型式見(jiàn)（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表22.6—57） 液壓缸進(jìn)出油口的尺寸見(jiàn)（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表22.6—58） 根據(jù)液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞的最高運(yùn)動(dòng)速度和油口最高液流速度而定： --液壓缸油口直徑（mm）； D—液壓缸內(nèi)徑（mm）； --液壓缸最大輸出速度（）；；t—制動(dòng)器反應(yīng)時(shí)間； s—是盤閘與輪轂之間的間隙； --油口液流速度（）；查手冊(cè)=1.5； 3.3.3、液壓缸的密封選?。? 最常用的O型密封圈密封，密封性能好，選擇O型密封圈；(摘自GB/T3452.1---2005) （1） 活塞與油缸之間的密封：（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表10—4—5） 標(biāo)記：O型圈 152.5×5.3—G—N—GB/T3452.1—2005 一般應(yīng)用的O型圈內(nèi)徑、截面直徑尺寸和公差 （mm） （mm） 尺寸 公差 5.3±0.13 152.5 ±1.18 （2） 活塞桿與油缸之間的密封：（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表10—4—5） 標(biāo)記：O型圈 80×3.5—G—N—GB/T3452.1—2005 一般應(yīng)用的O型圈內(nèi)徑、截面直徑尺寸和公差 （mm） （mm） 尺寸 公差 3.5±0.10 80 ±0.69 （3）液壓缸動(dòng)密封溝槽尺寸摘自(GB/T3452.3—2005) l 徑向密封溝槽尺寸：(mm) O型圈截面直徑（mm） 3.55 5.3 溝槽寬度 4.8 7.1 6.2 9.0 7.6 10.9 T溝槽深度液壓動(dòng)密封 活塞 2.85 4.35 活塞桿 2.85 4.35 最小倒角長(zhǎng)度 1.8 2.7 溝槽底圓角半徑 0.4～0.8 取0.6 溝槽棱圓角半徑 0.1～0.3 取0.2 活塞密封溝槽底直徑 --液壓缸直徑 活塞桿密封溝槽底直徑 --活塞桿直徑 l 溝槽和配件表面的表面粗糙度： 表面 應(yīng)用情況 壓力狀況 表面粗糙度 溝槽的底面和側(cè)面 動(dòng)密封 1.6（0.8） 配合表面 0.4 倒角表面 3.2 12.5 3.3.4、活塞與活塞桿連接襯板的螺栓選取與校核計(jì)算： 缸體端部與缸蓋的聯(lián)接形式與工作壓力，缸體材料以及工作條件有關(guān)。但由于采用后腔式盤形閘，缸體端部受力不大，而受力較大部位是活塞與襯板的連接，本文采用螺栓聯(lián)接。優(yōu)點(diǎn)是：①外形尺寸?。虎谥亓枯^輕；③容易加工、便于裝拆；④強(qiáng)度較大、能承受高壓。 外螺紋的收尾、肩距和退刀槽：(摘自GB/T3—1997) 螺距p 收尾 肩距 退刀槽 一般 短的 一般 長(zhǎng)的 短的 1.5 3.8 1.9 4.5 6 3 2.5 4.5 d-2.3 0.8 3.5 9 4.5 10.5 14 7 6.2 10.5 d-5 1.6 6 15 7.5 18 24 12 11 18 d-8.3 3.2 內(nèi)螺紋的收尾、肩距和退刀槽： 螺距p 收尾 肩距 退刀槽 一般 一般 一般 1.5 6 7 6 D+0.3 0.8 3.5 14 16 24 D+0.5 1.8 6 24 28 24 D+0.5 3 優(yōu)先選用“一般”。 螺栓材料選?。? 推薦材料：3.6級(jí)—低碳鋼；4.6—6.8級(jí)—低碳鋼或中碳鋼； 選用螺栓機(jī)械性能等級(jí)4.8級(jí)。 材料選擇45鋼?？估瓘?qiáng)度，屈服極限，抗壓疲勞極限； 螺栓選用C級(jí)六角頭螺栓（GB/T5780—2000） 螺栓受力情況：屬于受軸向載荷緊螺栓連接; 在螺栓強(qiáng)度計(jì)算中，螺栓螺紋部分危險(xiǎn)截面的面積要用計(jì)算直徑計(jì)算，此直徑可根據(jù)螺栓拉斷截面狀況歸納出的經(jīng)驗(yàn)公式確定： 式中：--螺紋小徑；H—螺紋牙的三角形高度，對(duì)于普通螺栓，；查表P=3.5mm 靜載荷按螺栓最大拉伸力計(jì)算 螺栓螺紋部分的強(qiáng)度條件為： 式中，---螺栓的許用拉應(yīng)力，,控制預(yù)緊力時(shí)=1.2~1.5，取=1.3， ； 所以： 取大于21.18mm的尺寸就滿足要求； 根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸，螺栓直徑的系列值取； 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取螺栓的尺寸參數(shù)：（mm） 螺紋規(guī)格d b K公稱 S 長(zhǎng)度范圍 Max Min M30 66 72 85 10.5 50.85 18.7 46 45 120~300 螺栓墊片選?。海℅B/T97.1） 標(biāo)準(zhǔn)系列、公稱規(guī)格30mm由剛制造的硬度等級(jí)為200HVA級(jí)，不經(jīng)表面處理，產(chǎn)品等級(jí)為A級(jí)的標(biāo)記：平墊片 GB/T97.1 8 公稱規(guī)格（螺紋大徑d） 內(nèi)徑 外徑 厚度h 30 31 56 4 3.4、碟簧的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算： 3.4.1、蝶形彈簧的特點(diǎn)及應(yīng)用： 碟形彈簧簡(jiǎn)稱碟簧，它常用金屬鋼帶、鋼板或鍛造坯料加工而成，是一種剛度大、具有變剛度特性的截錐形彈簧。 碟形彈簧的特點(diǎn)是：1）在載荷作用方向上尺寸較小，且能在很小變形時(shí)承受很大載荷，軸向空間緊湊。與其他類型的彈簧比較，其單位體積材料的變形能較大，具有較好的緩沖吸振能力，特別是在采用疊合彈簧組時(shí)，由于表面摩擦阻尼作用，吸收沖擊和消散能量的作用更顯著。2）具有變剛度特性。改變碟片內(nèi)截錐高度h與碟簧厚度t的比值，可以得到不同的彈簧特性曲線，可為直線型，漸增型，漸減型或者是它們的組合形式。此外還可以通過(guò)由不同厚度碟片組合或由不同片數(shù)疊合碟片的組合得到變剛度特性。3）由于改變碟片數(shù)量或碟片的組合形式，可以得到不同的承載能力和特性曲線，因此每種尺寸的碟片，可以使用很廣泛的使用范圍，這就使備件的準(zhǔn)備和管理都比較容易。4）在承受很大載荷的組合彈簧中，每個(gè)碟片的尺寸不大，有利于制造和熱處理。當(dāng)一些碟片損壞時(shí)，只需要個(gè)別更換，因而有利于維護(hù)和修理。5）正確設(shè)計(jì)、制造的碟形彈簧，具有很長(zhǎng)的使用壽命。6）由于內(nèi)截錐高度h和碟片厚度t對(duì)彈簧特性的影響很大，因此碟形彈簧的制造質(zhì)量要求較高，限制了它的更廣泛應(yīng)用。 3.4.2蝶形彈簧的計(jì)算： （1）、碟簧材料的選?。? 查手冊(cè)常用的材料有和，屈服極限 碟簧的分類及系別：結(jié)構(gòu)形式選擇無(wú)支撐面的碟簧；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)：GB/T1972—2005 （2）、導(dǎo)向件的選取及技術(shù)要求： 碟簧的導(dǎo)向采用導(dǎo)桿或?qū)?，碟簧的?dǎo)向優(yōu)先采用內(nèi)導(dǎo)向。導(dǎo)向件與碟簧之間的間隙通過(guò)（機(jī)械手冊(cè)表11—6—8）。D或d大于80~140mm的，間隙選擇1mm。D或d大于50~80mm的間隙選擇0.8mm；導(dǎo)向件的表面硬度不小于50HRC，導(dǎo)向件表面粗糙度。 導(dǎo)向件的尺寸按結(jié)構(gòu)尺寸要求選，所以間隙選擇0.8mm。 （3）、彈簧表面的粗糙度：一般，根據(jù)（機(jī)械手冊(cè)表11—6—10） （4）碟簧的計(jì)算： l 選擇碟簧的系列及組合型式： 根據(jù)載荷的大小，導(dǎo)向桿尺寸從（表11—6—2）~（表11—6—4）中選取的碟簧B系列的碟簧，尺寸見(jiàn)下表： 尺寸 D d t P f f=0.75h B系列 125 64 8 7.6 10.6 /N /mm /Mpa 85900 1.95 1330 由上表彈簧的分布組合形式初選對(duì)合組合型式，就能滿足載荷要求。 l 碟簧壓平時(shí)載荷： B系列 D=125mm 對(duì)合組合 式中 無(wú)支撐面 則 ， 得： l 計(jì)算： 因組合型式是對(duì)合組合，所以單個(gè)彈簧載荷 l 計(jì)算： 由機(jī)械手冊(cè)表11—6—2查得B系列: 所以： l 計(jì)算f： l 對(duì)合組合的片數(shù)及復(fù)合的組數(shù)： 根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸?。? l 未受載荷時(shí)彈簧的自由高度： l 受載荷作用時(shí)彈簧的高度： l 碟簧壓平時(shí)，OM點(diǎn)的應(yīng)力: 接近的屈服點(diǎn)。 靜載荷下作用的碟簧應(yīng)超過(guò)校驗(yàn)的OM點(diǎn)的應(yīng)力來(lái)保證自由高度的穩(wěn)定。壓平碟簧時(shí)，應(yīng)接近（小于）碟簧材料的屈服極限，對(duì)于常用的碟簧材料 屈服極限。 l 碟簧的剛度： 最終從上面的計(jì)算表明，B系列對(duì)合組合能滿足要求，方案合理。 4、制動(dòng)器整體外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1、摩擦片的結(jié)構(gòu)尺寸 4.1.1、摩擦片尺寸的確定 （1）、摩擦盤直徑D：摩擦盤直徑D應(yīng)盡可能取大一些，這是摩擦盤的有效半徑得到增大，可以減小摩擦盤的夾緊力，降低襯板的單位壓力和工作溫度，在本設(shè)計(jì)中：根據(jù)制動(dòng)器整體外形尺寸，取制動(dòng)盤直徑D=200mm； （2）摩擦盤受力分析： 摩擦力f向摩擦盤邊緣簡(jiǎn)化，得： 摩擦力矩： （3） 摩擦盤厚度： 摩擦盤厚度h直接影響著摩擦盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。為使質(zhì)量不致太大，摩擦盤厚度又不宜過(guò)小。摩擦盤可以制成實(shí)心的，而為了通風(fēng)散熱，又可在摩擦盤的兩工作面之間鑄出通風(fēng)孔道。一般情況，實(shí)心摩擦盤厚度可取10mm-20mm；具有通風(fēng)孔道的摩擦盤的兩工作面之間的尺寸，即制動(dòng)盤的厚度取為20mm-50mm,但大多數(shù)采用20mm-30mm。設(shè)計(jì)中：為了不影響摩擦盤的強(qiáng)度，取厚度為25mm； 4.1.2摩擦片的聯(lián)接方式：鉚接的強(qiáng)度校核 鉚接孔的位置根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸定為，摩擦片的受力分析如上所述： 摩擦半徑：， 鉚釘所受剪切力：， 單個(gè)鉚釘所受力：， 初取鉚釘布置為10個(gè) 根據(jù)鉚釘所受的最大力，分別校核鉚釘?shù)目辜魪?qiáng)度和被鉚件的抗壓強(qiáng)度： 所以 被鉚件強(qiáng)度： 所以 取摩擦片襯板厚度10mm，摩擦片厚度25mm； 鉚釘選取 扁圓頭鉚釘 因?yàn)槟Σ疗欠墙饘俨牧希瑧?yīng)該選取金屬墊片： 內(nèi)徑 外徑 厚度； 4.2、摩擦片襯板的結(jié)構(gòu)尺寸 4.2.1、摩擦片襯板的外形尺寸確定 摩擦盤容易磨損，需要經(jīng)常更換，為了拆卸方便，摩擦盤多做一個(gè)襯板，整體外形見(jiàn)圖紙。采用六個(gè)螺栓固定摩擦盤，將摩擦盤與襯板鉚接在一起，用螺栓固定在襯板上。材料45鋼，襯板厚度h=10mm。襯板大小與摩擦盤結(jié)構(gòu)相似，強(qiáng)度能夠達(dá)到要求，只需要校核好連接螺栓的強(qiáng)度。 4.2.2、摩擦片襯板連接螺栓設(shè)計(jì)計(jì)算： 工作時(shí)，螺栓在聯(lián)接接合處受剪，并于被聯(lián)接件孔壁互相擠壓。螺栓桿還收玩去，但在各接合面貼緊情況下可不考慮。聯(lián)接的預(yù)緊力和摩擦力在一般情況下忽略不計(jì)。 螺栓強(qiáng)度條件 式中，剪力為；m—螺栓抗剪面數(shù)量；--螺栓的需用切應(yīng)力， 變載荷：螺栓的許用應(yīng)力，，取4；45鋼； 聯(lián)接的強(qiáng)度條件為： 式中，=;h—受壓高度10mm；螺栓許用擠壓應(yīng)力：鋼 ，; 綜合考慮螺栓應(yīng)該選取d=10mm 螺栓規(guī)格選?。? 選取C級(jí)六角頭螺栓（GB/T5781）（mm） d K GB/T5780 10 4.5 17.59 6.4 16 15.57 45~100 4.3、襯板的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)： 襯板是鑄造而成，鑄件材料選取灰鑄鐵HT100，最終為消除內(nèi)應(yīng)力，要進(jìn)行熱處理，。第一熱處理程序，主要用于消除內(nèi)應(yīng)力，而此內(nèi)應(yīng)力系在鑄造過(guò)程中由于冷卻狀況及條件不同而引起。組織、強(qiáng)度及其它機(jī)械性質(zhì)等，不因熱處理而發(fā)生明顯變化。對(duì)于第二類熱處理而言，基地組織發(fā)生了明顯的改變，可大致分為五類：(1)軟化退火：其目的主要在于分解碳化物，將其硬度降低，而提高加工性能，對(duì)于球狀石磨鑄鐵而言，其目的在于獲得具有甚高的肥力鐵組織。(2)正常化處理：主要用改進(jìn)或是使完全是波來(lái)鐵組織的鑄品獲得均勻分布的機(jī)械性質(zhì)。(3)淬火：主要為了獲得更高的硬度或磨耗強(qiáng)度，同時(shí)的到甚高的表面耐磨特性。(4)表面硬化處理：主要為獲得表面硬化層，同時(shí)得到甚高的表面耐磨特性。(5)析出硬化處理：主要是為獲得高強(qiáng)度而伸長(zhǎng)率并不因而發(fā)生激烈的改變。 由于螺栓頭的最小尺寸=17.59mm，所以襯板最小厚度應(yīng)該大于17.59mm，按襯板強(qiáng)度考慮，襯板厚度應(yīng)該選取25mm，厚度過(guò)大，就會(huì)造成材料浪費(fèi)。襯板上的圓筒不受任何載荷，只起到一個(gè)防塵作用，保護(hù)彈簧。圓筒的鑄造應(yīng)該留有拔模斜度2度。根據(jù)結(jié)構(gòu)選擇圓筒壁厚10mm。圓筒的高度和最大直徑應(yīng)根據(jù)彈簧的外徑和不受載荷時(shí)的最大高度確定，最終確定最大直徑152.35mm，高度75mm。 襯板的內(nèi)圓柱根據(jù)彈簧的內(nèi)徑64mm，和螺栓的外徑30mm確定。彈簧與襯板圓柱之間應(yīng)該留有間隙0.8mm，內(nèi)圓柱對(duì)彈簧起到導(dǎo)向作用，最終確定尺寸62.4mm。 圓柱上內(nèi)螺紋和襯板圓盤上內(nèi)螺紋的尺寸確定，鉆孔深度，擰入深度，表面粗糙度，摘自機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表（5.2—4～5.2—5）（mm） 公稱直徑d 鑄鐵 不通孔 擰入深度H 攻絲螺紋深度 鉆孔深度 30 45 52 68 10 15 18 25 4.4、液壓缸油缸結(jié)構(gòu)尺寸的確定： 液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20～30倍。 安裝油缸用途要求，活塞厚度一般是活塞直徑的0.6-1，厚能增加活塞和活塞桿的穩(wěn)定性。主要根據(jù)缸的密封件的型式、數(shù)量和安裝導(dǎo)向環(huán)的尺寸來(lái)確定。制動(dòng)器活塞的行程2mm，對(duì)于穩(wěn)定性的要求不高，根據(jù)活塞密封溝槽的尺寸確定活塞的厚度為29.1mm，活塞與油缸內(nèi)壁的間隙是1mm，活塞與活塞桿之間的間隙是6mm，計(jì)算得油缸內(nèi)部長(zhǎng)度是（29.1+1+6）mm=36.1mm。 油缸的壁厚根據(jù)端蓋螺栓尺寸10mm，還有進(jìn)油口直徑12mm，和調(diào)整間隙螺母在油缸外壁配合的尺寸，最終確定油缸壁厚為42mm。與活塞桿之間的密封采用2個(gè)O型圈密封，取油缸內(nèi)壁尺寸為30mm。 對(duì)于進(jìn)油口在油缸壁中的路徑，需要鉆孔12mm斜孔。液壓油經(jīng)過(guò)管路進(jìn)入油腔內(nèi)部，應(yīng)該直接作用在活塞上。油腔內(nèi)出油口應(yīng)該和內(nèi)壁在同一平面上才能使油作用在活塞上，根據(jù)油口直徑12mm，作圖得鉆孔斜度應(yīng)該為。 4.5、間隙調(diào)整螺母校核與計(jì)算： 制動(dòng)器在工作過(guò)程中會(huì)由于摩擦襯塊的磨損而使間隙加大，因此制動(dòng)器必須設(shè)有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。調(diào)整螺母的材料選用45鋼。采用外螺紋調(diào)整間隙，調(diào)整螺母的最大直徑d>210mm，查手冊(cè)，螺距p應(yīng)該選擇6mm，對(duì)于單頭螺紋螺距應(yīng)該等于導(dǎo)程等于6mm，間隙調(diào)整在10mm以內(nèi)，螺紋檸一圈，螺栓近一個(gè)導(dǎo)程6mm，所以調(diào)整螺母上的螺紋圈數(shù)選擇三圈就能滿足間隙調(diào)整要求，調(diào)整螺母的長(zhǎng)度3X6mm=18mm，螺母兩端倒角、間隙，調(diào)整螺母最終長(zhǎng)度初定20mm。調(diào)整螺母的壁厚初取242mm。 間隙調(diào)整螺母的校核：選擇第三系列，細(xì)牙螺紋，公稱直徑242mm，螺距選擇6mm，外螺紋的螺紋牙高度 ，中徑：， 抗剪強(qiáng)度校核：螺紋牙只受軸向載荷，螺紋牙受剪切力 螺紋牙的剪切和彎曲破壞多發(fā)生在螺母，牙的剪切和彎曲強(qiáng)度條件分別為： Mpa 式中，；Z----結(jié)合圈數(shù)，無(wú)量綱，一般不大于10；，45號(hào)鋼屈服極限； 該尺寸可以達(dá)到要求，安全。 螺母的抗彎曲強(qiáng)度條件： 式中；=45~55Mpa; 該尺寸可以達(dá)到要求，安全。 4.6、制動(dòng)器外殼的結(jié)構(gòu)計(jì)算： 外殼設(shè)計(jì)根據(jù)油缸外形尺寸外徑254mm，外殼壁厚初選30mm，與襯板配合的壁厚根據(jù)襯板圓筒的高度減去兩端需要調(diào)整的間隙余量，初定與襯板配合的壁厚50mm。外殼上內(nèi)螺紋，應(yīng)該與間隙調(diào)整螺紋能夠旋合，所以應(yīng)該選擇螺距P=6mm，車長(zhǎng)20mm的內(nèi)螺紋就可以使間隙調(diào)整螺母旋合。外殼內(nèi)壁上的孔應(yīng)該與襯板圓筒間隙配合，孔的直徑根據(jù)圓筒直徑選取152.35mm。間隙配合公差在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)后面有詳細(xì)計(jì)算。 4.7、端蓋尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算： 4.7.1、端蓋的材料及結(jié)構(gòu)尺寸的確定 （1）、端蓋的加工，材料45鋼。 端蓋上有進(jìn)油口螺紋孔，見(jiàn)（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表22.1-6）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T2879—1993)，取M12X1.5。 端蓋的外徑根據(jù)油缸外徑確定，選擇244mm，根據(jù)活塞與活塞桿連接螺栓螺栓頭的外形尺寸，選定內(nèi)壁孔的尺寸52.79mm。為了減輕活塞對(duì)端蓋的沖擊，應(yīng)該將孔做成錐形。 端蓋厚度30mm，孔的錐度。 （2）液壓缸緩沖裝置 液壓缸的活塞及活塞桿，在液壓力的驅(qū)動(dòng)下具有很大的動(dòng)量。它在行程終端，當(dāng)桿頭進(jìn)入液壓缸的端蓋和缸底部分時(shí)，會(huì)引起機(jī)械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊。 為了防止帶來(lái)的沖擊對(duì)油缸的影響，設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮到油缸收到底時(shí)活塞與缸筒底的碰撞問(wèn)題，所以會(huì)考慮油缸行程，大都會(huì)讓行程有富裕，快到行程終端時(shí)外部都有機(jī)械限位，防止油缸內(nèi)部碰撞，任何時(shí)候都不會(huì)用到油缸的全行程。若在行程方面無(wú)法得到解決的話，就必須在油缸的設(shè)計(jì)時(shí)采用緩沖裝置，來(lái)避免油缸較強(qiáng)的機(jī)械碰撞。在緩沖裝置的作用下，在行程終端時(shí)能實(shí)現(xiàn)速度遞減，直至為零。避免機(jī)械碰撞，從而達(dá)到對(duì)油缸的保護(hù)作用。 4.7.2、端蓋螺栓布置及選取計(jì)算： 端蓋受軸向彈簧力，所以選擇螺栓應(yīng)該進(jìn)行校核。 螺栓選用全螺紋六角頭螺栓（GB/T5781），螺栓材料45鋼，屈服極限：。 螺紋規(guī)格選?。? d K GB/T5780 GB/T5781 M10 4.5 17.59 6.4 16 15.57 45~100 20~100 機(jī)械性能等級(jí)：鋼 4.6級(jí) 表面處理：鋼，1）不經(jīng)處理，2）電鍍3）非電解鋅粉覆蓋層 螺栓強(qiáng)度校核：初選6個(gè)螺栓連接端蓋，各螺栓受力相等： 式中，端蓋受液壓力和彈簧力，液壓力要克服彈簧力，所以選取液壓力進(jìn)行校核： 單個(gè)螺栓聯(lián)接的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算： 計(jì)算直徑計(jì)算，此直徑可根據(jù)螺栓拉斷截面狀況歸納出的經(jīng)驗(yàn)公式確定： 式中，H—螺紋牙形的三角形高度，對(duì)于普通螺紋，H=0.866P； 螺栓在工作時(shí)受拉力F，棋螺栓部分的強(qiáng)度條件為 式中，--松聯(lián)接螺栓的許用拉應(yīng)力， 松聯(lián)接螺栓：8.8級(jí)以下未經(jīng)淬火的鋼 8.8級(jí)以上經(jīng)淬火的鋼 所以取1.2 代入式中得：。 按螺栓系列值選取M10。 端蓋螺栓聯(lián)接選取細(xì)牙全螺紋六角頭螺栓，細(xì)牙螺紋產(chǎn)品的最小拉力載荷，性能等級(jí) 鋼選4.6級(jí)，最小拉力16500N，螺距1.5mm。 4.8制動(dòng)器安裝板 4.8.1、制動(dòng)器安裝板材料的選取 安裝板材料：采用灰鑄鐵，HT100； 灰鑄鐵的組織及性能： [組織]：可看成是碳鋼的基體加片狀石墨。按基體組織的不同灰鑄鐵分為三類：鐵素體基體灰鑄鐵；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵；珠光體基體灰鑄鐵。 [力學(xué)性能]：灰鑄鐵的力學(xué)性能與基體的組織和石墨的形態(tài)有關(guān)?；诣T鐵中的片狀石墨對(duì)基體的割裂嚴(yán)重，在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中，使灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性遠(yuǎn)低于鋼，但抗壓強(qiáng)度與鋼相當(dāng)，也是常用鑄鐵件中力學(xué)性能最差的鑄鐵。同時(shí)，基體組織對(duì)灰鑄鐵的力學(xué)性能也有一定的影響，鐵素體基體灰鑄鐵的石墨片粗大，強(qiáng)度和硬度最低，故應(yīng)用較少；珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細(xì)小，有較高的強(qiáng)度和硬度，主要用來(lái)制造較重要鑄；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大，性能不如珠光體灰鑄鐵。故工業(yè)上較多使用的是珠光體基體的灰鑄鐵。 [其他性能]：良好的鑄造性能、良好的減振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性 灰鑄鐵的熱處理：1.消除內(nèi)應(yīng)力退火；2.改善切削加工性退火；3.表面淬火 安裝板所有尺寸厚度初取30mm，長(zhǎng)度152.18mm，寬度200mm，安裝板上的圓弧根據(jù)制動(dòng)器外殼的外形，設(shè)計(jì)圓弧，最終選取圓弧半徑將所有尺寸進(jìn)行校核： 4.8.2、安裝板與外殼的焊接強(qiáng)度校核： 焊接方法的選?。? 采用焊條電弧焊：常用碳鋼焊條型號(hào) 焊條型號(hào) 焊條牌號(hào) 藥皮類型 焊接位置 電流類型 抗拉強(qiáng)度（Mpa） 屈服點(diǎn) （Mpa） E4303 J422 鈦鈣型 平立 橫仰 直流 交流 420 330 采用對(duì)接焊縫接頭：開(kāi)破口熔透T型接頭。 受剪情況忽略不計(jì)，因?yàn)橹苿?dòng)器的重量跟所受載荷相比要小的多； 受軸向推力產(chǎn)生的彎矩對(duì)腹板產(chǎn)生彎矩： 平面外彎矩 式中，--板的高度：； --班的厚度初取30mm； --焊縫的許用拉應(yīng)力； 所以板的厚度初取30mm，合理，強(qiáng)度能夠滿足要求。 4.8.3、影響焊縫強(qiáng)度的因素和提高焊縫強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施： （1）、影響焊縫強(qiáng)度的主要因素是：1）焊接材料；2）焊接工藝；3）焊縫結(jié)構(gòu)； 在搭接接頭的側(cè)焊縫，受力是不均勻的，焊縫愈長(zhǎng)，不均勻現(xiàn)象愈明顯。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)限制焊縫長(zhǎng)度不超過(guò)50。 在搭接接頭中，因?yàn)閮啥说淖饔昧Σ辉谕黄矫鎯?nèi)，所以接頭收到彎曲作用。搭接長(zhǎng)度愈小，焊縫中平衡力矩的里即愈大，所以通常規(guī)定。如果是單面焊接，焊縫中的彎曲應(yīng)力必將很大，這時(shí)應(yīng)把接頭做成上下互錯(cuò)的結(jié)構(gòu)。 焊接零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量減少產(chǎn)生焊接應(yīng)力的可能性，。為了減少在焊縫交叉處的焊接應(yīng)力，切去了加強(qiáng)肋交叉處的一角。 （2）、焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： 焊接結(jié)構(gòu)與鉚接、鑄造、鍛造結(jié)構(gòu)相比，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造合理，易簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減輕自重，板厚限制小，制造周期短，成本低，還可焊接不同金屬材料等。作為焊接結(jié)構(gòu)本身還具有以下特點(diǎn)：①整體性強(qiáng)。一方面焊接結(jié)構(gòu)具有很好的氣和水的密封性.另一方面剛度大，對(duì)應(yīng)力集中因素和缺陷較為敏感，選材時(shí)應(yīng)注意。②設(shè)計(jì)靈活性大.幾何形狀幾乎不受限制，璧厚不受影響，也可法行異種金屬焊接.實(shí)現(xiàn)物盡其用.③適用于制作大型或重型機(jī)器、設(shè)備。單件、小批量、越大的產(chǎn)品采用焊接結(jié)構(gòu)越優(yōu)越。④成品率高。一且出現(xiàn)焊接缺陷，修復(fù)容易，很少產(chǎn)生廢品。⑤焊接過(guò)程會(huì)局部改變材料的性能，使結(jié)構(gòu)中的性能不均勻.甚至部分材料性能會(huì)有所下降，對(duì)整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和斷裂行為產(chǎn)生一定影響。⑥焊接結(jié)構(gòu)中必然存在焊接殘余應(yīng)力和交形，易產(chǎn)生裂紋.不僅影響結(jié)構(gòu)的外形和尺寸還會(huì)影響結(jié)構(gòu)的承載能力，對(duì)焊后加工也影響其尺寸的穩(wěn)定性和加工精度.⑦不同的制造工藝，如冷加工、切削、焊后熱處理等都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生不同影響.⑧必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的無(wú)損檢測(cè)技術(shù).以保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高安全使用的可靠性。 4.8.4、制動(dòng)器安裝時(shí)所需螺栓設(shè)計(jì)： 該螺栓是受預(yù)緊力和工作載荷的緊螺栓聯(lián)接： 安裝板受推力，均勻分布到四個(gè)螺栓上； 根據(jù)螺栓的靜力平衡條件得：； 根據(jù)螺栓與被聯(lián)接件變形協(xié)調(diào)條件有，以和代入得：； 值與螺栓的相對(duì)剛度系數(shù)有關(guān)。當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。 被聯(lián)接件為鋼鐵零件時(shí)，一般可根據(jù)墊片材料不同采用下列數(shù)據(jù)：金屬（包括不用墊片）0.2~0.3；皮革0.7；銅皮石棉0.8；橡膠0.9；所以，?。? 螺栓工作載荷過(guò)大時(shí)，聯(lián)接出現(xiàn)縫隙的情況，這事不容許的。顯然，應(yīng)大于零，以保證聯(lián)接的剛性或緊密性。下列數(shù)據(jù)可供選擇時(shí)參考：無(wú)變化時(shí)，；有變化時(shí)，；壓力容器的緊密聯(lián)接，，且應(yīng)保證密封面的剩余預(yù)緊壓力大于壓力容器的工作壓力。F有變化，?。? 將所有參數(shù)帶入被聯(lián)接件變形協(xié)調(diào)條件，得：；； 最終得到總拉力； 螺栓材料選擇45鋼 計(jì)算直徑計(jì)算，此直徑可根據(jù)螺栓拉斷截面狀況歸納出的經(jīng)驗(yàn)公式確定： 式中，H—螺紋牙形的三角形高度，對(duì)于普通螺紋，H=0.866P； 螺栓在工作時(shí)受拉力F，棋螺栓部分的強(qiáng)度條件為 式中，--松聯(lián)接螺栓的許用拉應(yīng)力， 松聯(lián)接螺栓：8.8級(jí)以下未經(jīng)淬火的鋼 8.8級(jí)以上經(jīng)淬火的鋼 所以取1.2 代入式中得： 。 所以： ； 按螺栓系列值選取M12X1.5。 5、設(shè)計(jì)中配合公差選取計(jì)算： 5.1、公差等級(jí)的選用基本要求： 在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能選擇較低的等級(jí)，以降低加工成本。對(duì)于基本尺寸500mm的配合，當(dāng)公差等級(jí)高于或等于IT8時(shí)，推薦選擇孔的公差等級(jí)比軸低一級(jí)，對(duì)公差等級(jí)低于IT8或基本尺寸500mm的配合，推薦選用同級(jí)孔、軸配合。 5.2、配合選擇的基本要求： 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的配合件，應(yīng)選擇間隙配合，速度大則間隙大，速度小則間隙小。沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則綜合慮其他因素。 一般情況下，如單位壓力大則間隙小，在靜連接中傳力大以及有沖擊振動(dòng)時(shí)，過(guò)盈要大。要求定心精度高時(shí)，選用過(guò)渡配合。定心精度不高時(shí)，可選用基本偏差g或h所組成的公差等級(jí)高的小間隙配合代替過(guò)渡配合。間隙配合和過(guò)盈配合不能保證定心精度。 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而經(jīng)常拆卸時(shí)，采用g或h組合的配合；無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)裝拆頻繁時(shí)，一般用g或h，或j 或js組成的配合；不經(jīng)常裝拆時(shí)，可用k組成的配合；基本不拆的，用m或n組成的配合。另外，當(dāng)機(jī)器內(nèi)部空間 較小時(shí)，為了裝配零件方便，雖然零件裝上后不需再拆，只要工作情況允許，也要選過(guò)盈不大或有間隙的配合。 當(dāng)配合件的工作溫度和裝配溫度相差較大時(shí)，必須考慮裝配間隙在工作時(shí)發(fā)生的變化。在高溫或低溫條件下工作時(shí)，如果配合件材料的線膨脹系數(shù)不同，配合間隙（或過(guò)盈）須進(jìn)行修正計(jì)算。單件小批量生產(chǎn)時(shí)，孔往往接近最小極限尺寸，軸往往接近最大極限尺寸，造成孔軸配合偏緊，因此間隙應(yīng)適當(dāng)放大些。應(yīng)盡量?jī)?yōu)先采用優(yōu)先公差帶和優(yōu)先配合，其次采用常用公 差帶及常用配合，再次采用一般用途公差帶。 為了滿足配合的特殊需要，允許采用任一孔、軸公差帶組合的配合。 對(duì)于尺寸較大（大于500mm），公差等級(jí)較高的單件或小批量生產(chǎn)的配合件，應(yīng)盡量采用互換性生產(chǎn)，當(dāng)用普通方法難以達(dá)到精度要求時(shí)，可采用配制配合。 形狀公差、位置公差和表面粗糙度對(duì)配合性質(zhì)的影響。選擇過(guò)盈配合時(shí)，由于過(guò)盈量的大小對(duì)配合性質(zhì)的影響比間隙更為敏感，因此，要綜合考慮更多因素，如配合件的直徑、長(zhǎng)度、工件材料的力學(xué)特性、表面粗糙度、形位公差、配合后產(chǎn)生的應(yīng)力和夾緊力，以及所需的裝配力和裝配方法等。 5.3各種件之間的配合公差計(jì)算 設(shè)計(jì)中配合方式全部都是間隙配合，優(yōu)先選用基孔制配合， 5.3.1、活塞與油缸之間的配合，尺寸公差的計(jì)算： 活塞相當(dāng)于軸，油缸相當(dāng)于孔，選用公差等級(jí)，查公差等級(jí)表1—8標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值（GB/T1800.3---1998），； 孔H7的基本偏差，查互換性與測(cè)量技術(shù)書(shū)籍，表1—11得： 孔的上偏差：； 軸的基本偏差查表1—11得：； 軸h6的上偏差：； 故得油缸，活塞。 5.3.2、活塞桿與油缸之間的配合： 間隙配合選?。? 活塞桿相當(dāng)于軸，油缸相當(dāng)于孔；孔 孔H的基本偏差為下偏差，查表1—10得：=0； H7的上偏差：； 軸g的上偏差，查得1—10得：； 公差等級(jí)選擇：； 軸g的下偏差：； 故活塞桿，油缸； 5.3.3、油缸與制動(dòng)器外殼之間的配合 選用間隙配合 孔：，查表1—11，公差等級(jí)； 孔的基本偏差為下偏差：查表1—10得：； 孔的基本偏差為上偏差：； 軸的基本偏差為上偏差：查表1—10得：； 公差等級(jí):； 軸的基本偏差為下偏差：； 故油缸,制動(dòng)器外殼； 5.3.4、襯板與制動(dòng)器外殼之間的配合： 間隙配合選用，一般適用于緩慢松弛的動(dòng)配合用于工作條件較差，受力變形或?yàn)榱吮阌谘b配，而必須保證有較大的間隙時(shí)，推薦配合為； 孔的下偏差：； 公差等級(jí)選用,查表1—11得：； 孔的上偏差為：； 軸的上偏差：； 軸的下偏差：； 故襯板，制動(dòng)器外殼； 3、結(jié)論 制動(dòng)系統(tǒng)是提升機(jī)不可缺少的重要組成部分，是提升機(jī)最關(guān)鍵也是最后一 道安全保障裝置，制動(dòng)器制動(dòng)力矩的不足是導(dǎo)致提升設(shè)備過(guò)卷、放大滑等事故的直接因素。制動(dòng)器的可靠性直接關(guān)系到提升機(jī)的安全運(yùn)行。我國(guó)許多煤礦礦井已經(jīng)轉(zhuǎn)向中、深部開(kāi)采，多繩摩擦提升機(jī)適用于較深的礦井提升，它具有體積小、質(zhì)量輕、安全可靠、提升能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)JK-2/11.5提升機(jī)的制動(dòng)裝置，通過(guò)了解制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)其零部件如：液壓缸、摩擦片、制動(dòng)器外殼、碟型