2474 單繩纏繞式雙卷筒礦井提升機

2474 單繩纏繞式雙卷筒礦井提升機,纏繞,卷筒,礦井,提升,晉升 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文摘　要單繩纏繞式礦井提升機的工作原理：鋼絲繩的一端用鋼絲繩夾持固定在卷筒幅板上，另一端經(jīng)卷筒的纏繞后，通過井架天輪懸掛提升容器。這樣，利用主軸旋轉(zhuǎn)方式的不同，將鋼絲繩纏繞上或放松，以完成提升或下降容器的工作。主軸裝置是單繩纏繞式礦井提升機的主要工作機構(gòu)，它的作用是： ①纏繞提升機鋼絲繩；②承受各種正常載荷(包括固定載荷和工作載荷)；③承受各種積極情況所造成的非常載荷。在非常載荷作用下，主軸裝置部分不應(yīng)有殘余變形。單繩纏繞式礦井提升機的主軸裝置是其核心部件，要求我們應(yīng)認真設(shè)計，精心制造，這對于確保礦井提升機安全可靠運行，預(yù)防和杜絕故障及事故的發(fā)生，也具有十分重要的意義。本設(shè)計根據(jù)生產(chǎn)實際和預(yù)選的數(shù)據(jù)，以提升機的配套設(shè)備為核心，經(jīng)過科學(xué)的計算和分析，設(shè)計、選擇了一套礦井提升機的傳動系統(tǒng)設(shè)備，并采用了光電測速傳感器作為深度指示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置，實現(xiàn)了從機械控制到數(shù)電控制的轉(zhuǎn)變，同時為提升機控制系統(tǒng)的技術(shù)改造奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：提升機，主軸，制動器，光電測速傳感器河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文ABSTRACTWhat the principle of the single rope twines mine pit elevator is that: One end of the steel wire rope is fixed to Winding by the steel wire rope nip, another end after twined hangs and promotes the vessel by derrick wheel. In this way, we make use of the differences of the revolve way to twine or relax the steel wire rope so that to complete the vessel to step up or drop down.Main axle is the core part of the mine elevator. Its functions are: ① the steel wire rope of twines the type mine pit elevator ; ② endure a kind of normal load( including fixed load and work load ); ③ endure the kinds of unusual load which is result from positive situation. Under the unusual load function, the part of the main axle equipment should not remain remaining distortion. It required us to be careful designing and manufacture when designing and manufacturing. Only in this way, we can prevent the occurrence of failures or accidents .Obviously, the possesses is very significance.This design is on the basis of the data which are chosen by advance and actually, take the elevator supplementary equipment as the core, after the analysis and computation in science, has designed and chosen a set of the transmission system of the mine pits elevators, and used the electrical-light sensor as the equipment of the indicating system which to measure the amount of the depth of the tank. It enforced the change from the mechanically control to the numerical control, at the same time, has laid the foundation for improve the control system of the elevator.KEY WORDS: elevator, main axle, brake, electrical-light measurement velocity sensor河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文目 錄1 前 言 -----------------------------------------------------11.1 提升機的用途和發(fā)展概況 --------------------------------11.2 提升機的結(jié)構(gòu)和用途 ------------------------------------22 課題設(shè)計簡介 ----------------------------------------------52.1 設(shè)計課題 ----------------------------------------------52.2 設(shè)計步驟 ----------------------------------------------52.3 設(shè)計思路 ----------------------------------------------53 JK—3 提升機 (E 系列)主軸裝置的原始資料 --------------------63.1 本產(chǎn)品的型號、名稱 ------------------------------------63.2 本產(chǎn)品的性能指標和設(shè)計參數(shù) ----------------------------64 JK—3 提升機（E 系列）的選擇和設(shè)計 -------------------------74.1 JK—3 礦井提升機的工作原理和主要結(jié)構(gòu) ------------------74.1.1 主軸 ----------------------------------------------74.1.2 卷筒 ----------------------------------------------74.1.3 主軸承 --------------------------------------------84.1.4 盤形制動器裝置 ------------------------------------94.1.5 深度指示系統(tǒng) --------------------------------------94.1.6 減速器 -------------------------------------------104.1.7 聯(lián)軸器 -------------------------------------------104.2 主軸裝置的設(shè)計依據(jù) -----------------------------------114.2.1 鋼絲繩 -------------------------------------------114.2.2 卷筒寬度 ---------------------------------------11B4.2.3 鋼絲繩最大靜張力 -----------------------------11maxjF4.2.4 鋼絲繩最大靜張力差△F ----------------------------124.2.5 最大提升速度 Vmax---------------------------------124.2.6 電動機功率 PN -------------------------------------124.3 主軸的選擇 -------------------------------------------134.4 主軸的設(shè)計 -------------------------------------------13河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文5 主要通用部件的選型計算 -----------------------------------155.1 盤形制動器 -------------------------------------------155.2 減速器 -----------------------------------------------155.3 齒輪聯(lián)軸器 -------------------------------------------165.4 彈性棒銷聯(lián)軸器 ---------------------------------------166 主軸的校核 -----------------------------------------------176.1 主軸強度校核 -----------------------------------------176.1.1 工況一:提升開始, 。 --------------18mhsa450,/1?6.1.2 工況二:提升終了, ， 。 -------------------216.2 主軸撓度校核 -----------------------------------------266.2.1 工況一:提升開始 ----------------------------------276.2.2 工況二:提升終了 ----------------------------------277 軸承壽命計算 ---------------------------------------------297.1 左軸承 -----------------------------------------------297.2 右軸承 -----------------------------------------------308 螺栓聯(lián)接的計算和校核 -------------------------------------318.1 螺栓選用型號 -----------------------------------------318.2 高強度螺栓平面摩擦聯(lián)接校核 ---------------------------318.3 受扭轉(zhuǎn)力矩鉸制孔螺栓強度計算 -------------------------319 機器的安裝調(diào)試和維護 -------------------------------------339.1 機器的安裝要求 ---------------------------------------339.1.1 主軸裝置 -----------------------------------------339.1.2 卷筒 ---------------------------------------------349.1.3 盤形制動器 ---------------------------------------349.1.4 電動機 -------------------------------------------349.1.5 減速器 -------------------------------------------359.2 機器的調(diào)整 -------------------------------------------359.2.1 產(chǎn)品空運轉(zhuǎn)試驗要求 -------------------------------359.2.2 機器的負荷試車 -----------------------------------36河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文9.2.3 機器的加載試車 -----------------------------------369.3 機器的維護和保養(yǎng) -------------------------------------379.3.1 機器的維護和安全使用 -----------------------------379.3.4 制動器的保養(yǎng) -------------------------------------379.4 機器故障的排除 ---------------------------------------38結(jié) 論 -------------------------------------------------------40致 謝 -------------------------------------------------------41參考文獻 ----------------------------------------------------42附錄① 單繩纏繞式提升機設(shè)計規(guī)范(摘錄) -----------------------44附錄② 光電測速傳感器 ---------------------------------------52外文資料與中文翻譯------------------------------------------55河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文11 前 言1.1 提 升 機 的 用 途 和 發(fā) 展 概 況提升機是礦山大型固定設(shè)備之一，是聯(lián)系井下與地面的主要運輸工具，在礦山生產(chǎn)建設(shè)中起著重要的作用。礦井提升機主要用于煤礦、金屬礦和非金屬礦中提升煤炭、礦石和矸石、升降人員、下放材料、工具和設(shè)備。礦井提升機與壓氣、通風(fēng)和排水設(shè)備組成礦井四大固定設(shè)備，是一套復(fù)雜的機械——電氣排組。所以合理的選用礦井提升機具有很大的意義。礦井提升機的工作特點是在一定的距離內(nèi)，以較高的速度往復(fù)運行。為保證提升工作高效率和安全可靠，礦井提升機應(yīng)具有良好的控制設(shè)備和完善的保護裝置。礦井提升機在工作中一旦發(fā)生機械和電器故障，就會嚴重地影響到礦井的生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。熟悉礦井提升機的性能、結(jié)構(gòu)和動作原理，提高安裝質(zhì)量，合理使用設(shè)備，加強設(shè)備維護，對于確保提升工作高效率和安全可靠，防止和杜絕故障及事故的發(fā)生，具有重大意義。礦井提升機已有很長的發(fā)展歷史。早在八百多年以前，我國古代勞動人民就發(fā)明了轱轆，用手搖骨碌從地下提升煤炭和礦石，以后發(fā)展成畜力絞車。十九世紀，由于電力的發(fā)展，電力拖動的提升機逐漸代替蒸汽提升機。近幾十年來，礦井提升機有了更大的發(fā)展，出現(xiàn)了多繩摩擦式提升機以及先進的拖動和控制系統(tǒng)。目前，國外的礦井提升機正向體積小、重量輕和自動化的方向發(fā)展，以適應(yīng)深井和大量的需要。解放以前，我國根本不能制造大型礦井提升機。解放以后，我國建立了礦井提升機的制造工廠，并已由仿制和改進國外產(chǎn)品發(fā)展到能自行河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文2設(shè)計和制造。目前，我國已能成批生產(chǎn)近代化的大型礦井提升機。1958 年，我國設(shè)計并試制成功一臺 DJ2*4 多繩摩擦式提升機，為我國礦井提升機的制造和使用開辟了一個新的領(lǐng)域。目前，我國已能成批生產(chǎn) JKM 型多繩摩擦式提升機，并正在逐漸形成多繩摩擦式提升機的新系列。1.2 提 升 機 的 結(jié) 構(gòu) 和 用 途每臺提升機都由若干部分組成：主軸、纏繞機構(gòu)、軸承和主制動器。這些便是基本部分。纏繞機構(gòu)有好幾種，最常用的結(jié)構(gòu)是單圓柱形滾筒及雙圓柱形滾筒。對于單圓柱形滾筒，兩根鋼絲繩功用一個滾筒纏繞面；一根鋼絲繩自滾筒松開而相應(yīng)地漏出的滾筒面由另一根鋼絲繩纏上。對于雙圓柱形滾筒，沒根鋼絲繩都纏繞在特有的滾筒上，即在任何時刻鋼絲繩都只是纏在兩支滾筒總纏繞面的一半上。在這種情形下，一個滾筒結(jié)實地固定在主軸上，另一個則活套在主軸上，借助于離合器與主軸相連，以便在必須時可使二滾筒作相對轉(zhuǎn)動。滾筒相對轉(zhuǎn)動的可能行使得提升設(shè)備的操作變得容易，因為可以容易地調(diào)節(jié)由于鋼絲繩彈性變形而逐漸伸長的長度。此外，還可以補償由于對鋼絲繩做周期性的試驗而截下的長度。依次，在每個滾筒的表面除了等于提升高度的鋼絲繩長度外尚需附加 30 米長的鋼絲繩，這樣才有可能當滾筒作相對轉(zhuǎn)動以使一根鋼絲繩的鉛垂長度增加時并不使另一根鋼絲繩縮短。當有雙滾筒提升機時還可能更換操作水平。當上容器停在井口車場時而下容器移至新的位置。這在一個提升水平但有個承受臺時也是需要的，例如翻轉(zhuǎn)式罐籠當提升重物及提人時容器的終端位置是不同的。當用單滾筒或滾筒的離合器不作用時，除原定水平外，如要服務(wù)于另一水平或承受臺則僅能用一個提升容器；二個容器不過起著平衡錘的作用，此時，提升生產(chǎn)率驟然河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文3減少一半。提升機的二個重要部分為把電動機的轉(zhuǎn)動傳到安置有纏繞機構(gòu)的主軸上的減速器。減速器結(jié)構(gòu)因其類型、用途不同而異。但無論何種類型的減速器，其基本結(jié)構(gòu)都是由軸系部件、箱體及附件三大部分組成。軸系部件包括傳動件、軸和軸承組合，軸承組合包括軸承、軸承蓋、密封裝置以及調(diào)整墊片等。減速器箱體上用以支持和固定軸系零件，保證傳動件的嚙合精度、良好潤滑及密封的重要零件。箱體質(zhì)量約占減速器總質(zhì)量的 50/%。因此，在箱體結(jié)構(gòu)對減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗、質(zhì)量及成本等有很大影響，設(shè)計時必須全面考慮。為了使減速器具備較完善的性能，如注油、排油、通氣、吊運、檢查油面高度、檢查傳動件嚙合情況、保證加工精度和裝拆方便等，在減速器箱體上常需設(shè)置某些裝置或零件，將這些裝置和零件及箱體上相應(yīng)的局部結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為減速器附屬裝置或簡稱為附件。它們包括：視孔與視孔蓋、通氣器、游標、放游螺塞、定位銷、啟蓋螺釘、吊運裝置、油杯等。制動器為提升機設(shè)備三個重要部分。制動器直接作用于制動輪或制動盤上產(chǎn)生制動力矩的部分按結(jié)構(gòu)分為盤式和塊式閘等；四部分是傳動機構(gòu)，是控制并調(diào)節(jié)制動力矩的部分。按傳動能源分為油壓、壓氣或彈簧等；五部分為深度指示器及與其相連的控制保護裝置，其用途為給司機指出提升容器在井筒中的位置；六部分為操作臺，電動機及制動器的操縱手把均勻集中在這里，有時也有離合器操縱手把；提升機最后一部分為油壓及壓氣設(shè)備前者為每一機器所必備的；并且在油壓制動傳動時，它需作為機器潤滑，同時也作為制動裝置。當用壓氣制動時，油壓設(shè)備所起的作用僅限于機器的潤滑，而此時需要附加壓氣設(shè)備，而在油壓制動時卻不需要附加壓氣設(shè)備。煤炭、電力工業(yè)是國家的支柱產(chǎn)業(yè)，國民經(jīng)濟發(fā)展的重點。隨著我河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文4國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，電能利用量大大增加，煤炭、電力市場頻頻告急，致使江南、四川許多地區(qū)的企業(yè)大面積拉閘限電、減少勞動日、躲避用電高峰。而礦井提升機是煤炭產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。為此，提高大型提升機的生產(chǎn)能力，滿足國內(nèi)能源、電力市場的需求勢在必行，也是緩解當前煤炭、電力緊缺的關(guān)鍵所在。據(jù)有關(guān)市場調(diào)查， 年前國內(nèi)火201力發(fā)電總裝機容量為 億千瓦，每年消耗的煤炭總量為 億多噸，10~9 3按年產(chǎn)量 萬噸煤炭生產(chǎn)能力的大型提升機來計算，國內(nèi)煤炭市場每20年需遞增大型提升機 臺。因此，研制開發(fā)大型礦井提升機不75僅可以滿足目前國內(nèi)能源、材料、電力市場的需求，也將使礦井提升設(shè)備的技術(shù)水平、安全環(huán)保、生產(chǎn)能力、資源利用、減少項目初期投資等方面有較大的改善和提高，進而實現(xiàn)大型集中化、開發(fā)有序化、控制微機化、綠色環(huán)?；陌踩?、高效、經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的要求。礦井提升機的主軸裝置是其主要的工作機構(gòu)，它不僅要承受各種正常載荷（包括固定載荷和工作載荷） ，還要承受各種緊急事故情況下所造成的非正常載荷。本課題研究內(nèi)容為 礦井提升機主軸裝置設(shè)計，3?JK為了使提升機高效、安全、可靠地為國內(nèi)外礦山機械用戶服務(wù)，實現(xiàn)廣大用戶和企業(yè)的經(jīng)濟雙贏，實現(xiàn)礦山機械用戶的高效、安全、低耗的良性經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢。設(shè)計者要綜合運用機械設(shè)計等知識，通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)標準、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)資料，完成預(yù)期設(shè)計任務(wù)，并使機械設(shè)計的基本技能得到訓(xùn)練。本設(shè)計在已有設(shè)計基礎(chǔ)上針對新的市場、資源等要求，進行深入分析研究，對原有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行一定的改善，設(shè)計新一代的改進型產(chǎn)品以適應(yīng)市場需要，即在基本型產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，開發(fā)出能耗低、重量輕、經(jīng)濟實用的改進型產(chǎn)品。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文52 課題設(shè)計簡介2.1 設(shè) 計 課 題我所設(shè)計的課題題目是：纏繞式雙卷筒提升機，以 提升機(3?JK系列)為例，主要是主軸裝置的設(shè)計。E提升機（ 系列）主軸裝置設(shè)計的主要技術(shù)指標：3?JKE1.卷筒直徑 ；m2.最大提升速度不大于 ；s/63.礦井深度設(shè)定為 。4502.2 設(shè) 計 步 驟一步：根據(jù)類似主軸結(jié)構(gòu)選定主軸并進行優(yōu)化設(shè)計；二步：依據(jù)所設(shè)計的主軸選用通用部件；三步：對主軸及通用部件進行校核計算；四步：確定主軸裝置的安裝、使用和維護的方法。2.3 設(shè) 計 思 路在總的設(shè)計過程當中，盡量選用通用部件，盡量采用成熟的結(jié)構(gòu)和標準部件以及提升機通用部件，提高標準化、系列化、通用化的程度；積極、慎重地采用和推廣新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，做到技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)、工藝經(jīng)濟合理；在結(jié)構(gòu)上盡可能考慮最大限度地縮短安裝調(diào)試時間，做到以最少的代價帶來最大的經(jīng)濟效益；在設(shè)計過程中，我以可靠性、安全性、經(jīng)濟性、方便性為原則，認真、求實、虛心求教、改革創(chuàng)新為信念，完成每一項任務(wù)。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文63 JK—3 提升機 (Ｅ系列)主軸裝置的原始資料3.1 本 產(chǎn) 品 的 型 號 、 名 稱本產(chǎn)品執(zhí)行中華人民共和國機械工業(yè)部標準及 《單繩79264?JB纏繞式礦井提升機型式基本參數(shù)與尺寸》 ，其型號表示方法符合中華人民共和國機械工業(yè)部 《礦山機械產(chǎn)品型號編制方法》的規(guī)751604?JB定。型號示例： － 礦 井 提 升 機2K.2/5.1E雙筒*_ ___| | | | | |__ 系列卷揚機類_ _______| | | |_______減速器速比 5.1礦井提升機組_ _________| |___________卷筒直徑 米2??注：*單筒無此代號3.2 本 產(chǎn) 品 的 性 能 指 標 和 設(shè) 計 參 數(shù)卷筒直徑 mD3?最大提升速度 sV/6ax?礦井深度 H450容器自重 kgQr?載重量 6河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文74 JK—3 提升機（E 系列）的選擇和設(shè)計4.1 JK—3 礦 井 提 升 機 的 工 作 原 理 和 主 要 結(jié) 構(gòu)礦井提升機由動力系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)、工作系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、控制指示系統(tǒng)等及其它附屬部分組成。它以電動機為動力源，通過減速器，傳遞給主軸裝置，使纏繞在卷筒上的鋼絲繩收放，實現(xiàn)提升容器在井筒中升降的目的，通過制動器，操縱臺等一系列電氣、液壓和機械的控制、保護、指示系統(tǒng)，確保設(shè)備安全運行。本產(chǎn)品主要用于礦山地面豎井和斜井、作升降物料、人員及設(shè)備之用，也可用于井下運輸和鑿井吊桶提升，由于本產(chǎn)品電氣設(shè)備為非防爆型，故不適用于有瓦斯、煤塵等易燃、易爆等介質(zhì)的場合。 4.1.1 主 軸主軸承受各種正常載荷（包括固定載荷和工作載荷）及各種緊急事故情況下所造成的非常載荷。它同時承受扭矩和彎矩，因此應(yīng)具有足夠的強度和剛度。主軸有兩種不同的結(jié)構(gòu)：一種是光軸，另一種是帶有兩個法蘭的軸。本設(shè)計采用光軸結(jié)構(gòu)。4.1.2 卷 筒卷筒用來纏繞提升鋼絲繩，應(yīng)滿足所需容繩量的要求，它承受尚未纏到卷筒上的鋼絲繩拉力使卷筒產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)和彎曲及已纏到卷筒上的鋼絲繩對筒殼產(chǎn)生的徑向壓縮，因此應(yīng)具有足夠的強度。卷筒有以下幾種不同的結(jié)構(gòu)形式：河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文8單筒提升機：對開裝配式木襯卷筒，對開裝配式繩槽卷筒，整體式木襯卷筒三種。對開裝配式木襯卷筒：為便于運輸和安裝，每個卷筒采用了剖分裝配式結(jié)構(gòu)，為使鋼絲繩排列整齊，減少鋼絲繩的磨損，用戶使用時應(yīng)在卷筒外側(cè)裝設(shè)木襯，并在木襯上加工出繩槽。繩槽尺寸是由用戶根據(jù)所有鋼絲繩直徑的大小而設(shè)定的。該木襯要采用英制木材，由用戶自備。在使用過程中，應(yīng)根據(jù)實際磨損情況，定期予以更換。對開裝配式繩槽卷筒：與對開裝配式木襯卷筒不同之處，是由制造廠在筒殼上直接加工出螺旋繩槽，為消除提升過程中的夾繩和減輕咬繩程度，在鋼絲繩由一層向二層和由二層向三層過渡的過渡區(qū)增設(shè)了層間過渡塊。整體式木襯卷筒：這種卷筒為整體結(jié)構(gòu)，用戶使用時應(yīng)在卷筒外側(cè)裝設(shè)木襯，用戶根據(jù)所用鋼絲繩直徑的大小自行在木襯上加工出繩槽，制動盤由制造廠焊接在卷筒上，并經(jīng)過精加工。一般情況下用戶不需要再加工，若制動盤偏擺量超過規(guī)定值，用戶只需在安裝后作少量加工，使之達到要求。由于對開裝配式木襯卷筒結(jié)構(gòu)具有易加工，運輸方便，用戶維護任務(wù)輕，可減少鋼絲繩磨損，適應(yīng)于不同繩徑等優(yōu)點，目前是主流的結(jié)構(gòu)形式，所以本設(shè)計采用裝配式木襯卷筒結(jié)構(gòu)。卷筒上鋼絲繩的出繩方向和出繩口位置的確定：對于單筒提升機，建議用戶將鋼絲繩的出繩方向選擇在卷筒的上側(cè)，即“上出繩” 。4.1.3 主 軸 承河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文9主軸承受的載荷通過軸承傳遞給基礎(chǔ)，主軸承采用雙列向心球面滾子軸承。它主要用于承受徑向載荷，也能承受少量的雙向軸向載荷。具有調(diào)心性能，適用于多支點軸、彎曲剛度小的軸以及難于精確對中的支承。該軸承結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高，承載力大，使用中只需定期加注潤滑脂即可，減少了用戶的維修工作量。4.1.4 盤 形 制 動 器 裝 置在早期的提升機系列產(chǎn)品中，制動裝置一般采用的都是角移式制動器、平移式制動器和綜合式制動器。但是角移式制動器具有圍抱角較大，所產(chǎn)生的制動力矩也較小的缺點，而且由于閘瓦表面的壓力分布不夠均勻，閘瓦上下磨損也不均勻；平移式制動器則因為結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對于用戶的維護和檢修都十分不便；綜合式制動器所能產(chǎn)生的制動力矩也比較小，不能適用于大功率、高速運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的緊急制動，容易給用戶帶來潛在的安全隱患。結(jié)合實際生產(chǎn)和工作的經(jīng)驗，本設(shè)計采用盤形制動器裝置。盤形制動器裝置是以實現(xiàn)提升機的工作制動和安全制動，其工作原理是液壓松閘，彈簧力制動。它的制動力矩是靠閘瓦沿軸向從兩側(cè)壓向制動盤產(chǎn)生的，為了使制動盤不產(chǎn)生附加變形，主軸不承受附加軸向力，盤閘都是成對使用。根據(jù)所要求制動力矩的大小，每臺提升機可布置多副制動器。4.1.5 深 度 指 示 系 統(tǒng)深度指示系統(tǒng)是提升機的重要組成部分，其功能有如下幾點：1. 指示提升容器在井筒中的實際位置。2. 發(fā)送減速、過卷等訊號。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文103. 進行限速保護。深度指示器系統(tǒng)一般有三種類型，多水平深度指示系統(tǒng)(監(jiān)控器)，牌坊式深度指示器系統(tǒng)，圓盤式深度指示器系統(tǒng)。為滿足提升機在各種工況下的使用要求，本設(shè)計配備有監(jiān)控器和牌坊式深度指示器以及光電測速傳感器系統(tǒng)。一般對于多水平提升的礦井，應(yīng)優(yōu)先采用監(jiān)控器系統(tǒng)，對于單水平提升的礦井，用戶可任選一種或多種組合使用，本設(shè)計推薦使用光電測速傳感器系統(tǒng)。4.1.6 減 速 器齒輪減速器是礦井提升機機械系統(tǒng)中一個很重要的組成部分，它的作用主要是用來傳遞回轉(zhuǎn)運動和動力。包括用電動機輸出的轉(zhuǎn)速經(jīng)減速器降至提升卷筒所需的工作轉(zhuǎn)速；把電動機輸出的力和扭矩經(jīng)減速器增至提升卷筒所需的力和工作扭矩。在礦井提升機上，減速器的常見結(jié)構(gòu)形式有：漸開線行星齒輪減速器、平行軸圓弧齒輪減速器、平行軸漸開線圓柱齒輪減速器、雙輸入軸漸開線（圓?。X輪減速器、同軸式彈簧基礎(chǔ)減速器。由于行星齒輪減速器具有體積小、重量輕、承載能力大、傳動效率高和工作平穩(wěn)等一系列優(yōu)點，因此本設(shè)計采用行星齒輪減速器。4.1.7 聯(lián) 軸 器提升機采用的聯(lián)軸器有兩種結(jié)構(gòu)：減速器低速軸與主軸裝置的聯(lián)接采用齒輪聯(lián)軸器。此種聯(lián)軸器傳遞扭矩大，并能補償安裝時兩軸的微量偏斜和不同心。減速器高速軸與主電機的聯(lián)接采用彈性棒銷聯(lián)軸器，此種聯(lián)軸器由于采用彈性元件和整體外套結(jié)構(gòu)，因此不僅能減少機器啟動和停車前的河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文11慣性沖擊，并能確保兩軸聯(lián)接的安全可靠。4.2 主 軸 裝 置 的 設(shè) 計 依 據(jù)4.2.1 鋼 絲 繩mDd5.3780?? )14(?s .212 2由以上參數(shù)決定選用三角股鋼芯鋼絲繩，結(jié)構(gòu)型號為：6V×37S+IWR。技術(shù)性能見表 4—1：表 4—1 鋼絲繩性能參數(shù)鋼絲繩公稱抗拉強度， Mpa1670鋼絲繩公稱直徑 鋼絲繩近似重量鋼絲繩最小破斷拉力d允許偏差合成纖維芯鋼絲繩 鋼芯鋼絲繩 纖維芯鋼絲繩 鋼芯鋼絲繩m% mkg10/ KN367?0/.54.5840.810.86注：最小鋼絲破拉力總和=鋼絲繩最小破斷拉力× （纖維芯）或 （鋼芯）723最小鋼絲破拉力總和= × =86KN23.4.2.2 卷 筒 寬 度 B??m208536.123614.3250???????????? )34(?根據(jù)卷筒直徑和計算所得的卷筒寬度選擇標準提升機，此處選 。B2.?4.2.3 鋼 絲 繩 最 大 靜 張 力 maxjF河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文12－容器自重， ；本設(shè)計選用為 。rQkgkg40－載重量， ；本設(shè)計選用為 。6－鋼絲繩每米重量， 。本設(shè)計選用為 。Pm/ 8.5m/??kNFj .123.958.6043max ?????)4(?鋼絲繩安全系數(shù) 的驗算：n.812/? )5(本設(shè)計滿足升降物料的要求。4.2.4 鋼 絲 繩 最 大 靜 張 力 差 △ Fknj8.123max?? )64(?4.2.5 最 大 提 升 速 度 Vmax??sj /485.014.5.??? )74(?ms6./.832max 84.2.6 電 動 機 功 率 PNkW5.1483.92.065813. ??? )94(?選用的電動機型號為： 直流電動機。性能參數(shù)如下：7?Z額定電壓 轉(zhuǎn)速 ??V6min/7r最大轉(zhuǎn)速 120功率 kw5效率 7.93河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文134.3 主 軸 的 選 擇主軸材料一般采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼，最常用的是 ＃碳素結(jié)構(gòu)鋼，這45種材料價格便宜，對應(yīng)力集中的敏感性小，加工性能好，一般不采用合金鋼。本系列產(chǎn)品的主軸有兩種不同的結(jié)構(gòu)，單、雙筒 米提升機采用3光軸，固定卷筒的左右支輪熱裝在主軸上，而 米雙筒提升機的主軸5.上有兩個鍛造出的法蘭盤，固定卷筒的兩個幅板用高強度螺栓分別與兩法蘭連接。主軸一般選優(yōu)質(zhì)中碳鋼 ＃，其主要機械性能如表 ：4524?表 ＃鋼的主要性能參數(shù)2?熱處理 正火 回火毛坯直徑 m> ～103> ～05> ～075硬度 HB～627～1627～162抗拉強度 b?Mpa584屈服強度 s 90800彎曲疲勞極限 1?2325215扭轉(zhuǎn)疲勞極限 ?pa1513許用靜應(yīng)力 ????M846許用疲勞應(yīng)力 1?～60～ 7～1354.4 主 軸 的 設(shè) 計根據(jù)結(jié)構(gòu)及工藝要求，繪制出結(jié)構(gòu)草圖，并初定主軸的尺寸，主軸河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文14直徑可根據(jù)傳遞扭矩進行初算，也可根據(jù)結(jié)構(gòu)估計，通常取，式中 為卷筒直徑，然后進行驗算。Dd)10/8(??圖 4—1 主軸設(shè)計草圖圖 4—1 為本設(shè)計最終選取的方案草圖。該主軸采用兩點支撐，電動機在軸的右端通過連軸器和減速器與軸連接。軸上設(shè)計一個鍵槽，為以后安裝機械式深度指示器裝置預(yù)留接口。支輪與軸的連接采用熱裝方式；減速器與軸的連接則采用兩個切向鍵來連接。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文115 主要通用部件的選型計算5.1 盤 形 制 動 器估算摩擦半徑mRm65.13.0???)15(?所需制動力矩KNMT ??.028.5. )2(所需總摩擦力.365.1?mTR)35(?單個制動器的正壓力2.574.02836???N)45(?選用制動器型號為： 。性能參數(shù)為：一個制動器所產(chǎn)生的最大壓31TS力為 。制動器裝置數(shù)量為 個，制動器對數(shù)為 對。KN63245.2 減 速 器求所需額定扭矩及最大輸出扭矩mkNM????3.428.13.max )5(?額定扭矩河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文11mkNFM????7.18523)65(?選用的減速器型號為： 。0?AZL高速級轉(zhuǎn)速為： ；低速級轉(zhuǎn)速為： 。min/750r in/38r5.3 齒 輪 聯(lián) 軸 器長期作用于聯(lián)軸器上的最大扭矩mkNMg ????5.278.138.2 )75(?聯(lián)軸器所需的最小允許扭矩?.40..min )8(選用的齒輪聯(lián)軸器型號為： 。公稱轉(zhuǎn)矩 。許用轉(zhuǎn)17CL?56速 。i/380r5.4 彈 性 棒 銷 聯(lián) 軸 器所需額定力矩mNM?????3106.792.051238. )95(?選用的彈性棒銷聯(lián)軸器型號為: 。HL河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文176 主軸的校核6.1 主 軸 強 度 校 核安裝在主軸上的零部件的重量：可認為集中加于各輪轂中心。主軸自重可認為是均布載荷，也可認為集中加在各輪轂處，作用于各輪轂的中心，此項載荷在提升過程中大小不變。纏繞在卷筒上的鋼絲繩的重量：此項載荷在提升過程中是變化的。鋼絲繩拉力，在提升過程中大小是變化的。計算說明：1. 提升機出繩按水平方向計算。2. 由于提升過程中外載荷是變化的，設(shè)計時都是對具體提升機選定幾種典型的工況，對這幾種工況的外載荷進行計算，然后找出各危險斷面的最大外載荷進行強度計算。本設(shè)計選取了提升機提升開始和結(jié)束時的兩種典型工況。在這兩種工況下，提升機主軸裝置的受力達到極限狀態(tài)，并且計算時對其主軸裝置的受力分析也采用了典型分析，這樣所計算出的數(shù)據(jù)更有意義，也更有說服力。3. 本計算根據(jù)三強度理論即最大切應(yīng)力理論。這一理論認為引起材料屈服破壞的因素是最大切應(yīng)力。最大切應(yīng)力理論能很好地說明低碳鋼試件拉伸出現(xiàn)的滑移線，并與有關(guān)塑性材料的多種試驗結(jié)果相接近。它的計算也較簡便，所以應(yīng)用相當廣泛。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文186.1.1 工 況 一 :提 升 開 始 , 。mhsa450,/1?(1)主軸上作用力大小轉(zhuǎn)矩 KNT?3.圓周力 kFj216?徑向力 G.9(2)軸承支反力水平面上的支反力kNFjA5.1062741???)16(?jB.1 2圖 6-1 工況一垂直面上的支反力kNGFA 2.19627042 ???? )36(?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文19kNGFB 2.19627042 ???? )46(?(3)求彎矩C 處 水平面 mkMAC??11 )56(垂直面 kNGFB ????4.23870422 ?D 處 水平面 D?.11 )76(垂直面 mkNFMB???6.2702 8?(4)合成彎矩C 處 C ????8.34.122221 )96(D 處 kND ???0.956.74.2 10?(5)計算彎矩軸為雙向回轉(zhuǎn),視轉(zhuǎn)矩為對稱循環(huán), ,則截面 C、D 兩處的當量1??彎矩分別為：mkNTMCv ??????.463.8.324)(22? )16(?D ?8.5.0.95 2(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度截面 C 當量彎矩最大,故截面 C 為可能危險截面。MPaPaMdv 15][36.29501.367.03 ???????? )136(?截面 E 處雖僅受轉(zhuǎn)矩,但其直徑最小,則該截面亦為可能危險截面。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文20MPaPaMdTE 15][12.453501.4.063 ???????? )146(?所以主軸強度足夠。圖 6-2 危險截面由圖 6-1 及圖 6-2 可知，計算彎矩在 C 截面處最大；Ⅰ截面處計算彎矩較大，且有圓角和配合邊緣的應(yīng)力集中；Ⅱ截面處計算彎矩也較大且有鍵槽的應(yīng)力集中；Ⅲ截面處計算彎矩雖然不大，但其直徑最小且有圓角、鍵槽和配合邊緣多種應(yīng)力集中。所以以上 4 個都是可能的危險截面?？扇≡S用安全系數(shù) ，其校核計算如下：??8.15.??S(7)C 截面處疲勞強度安全系數(shù)計算抗彎截面系數(shù) 330.2.0cmWU?)156(?抗扭截面系數(shù) 15K?合成彎矩 kNMC?8.4)7(扭矩 T3186?因為應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力:彎曲應(yīng)力幅 MPaWUCa0.265.184??? )9(彎曲平均應(yīng)力 Pm0206?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文21扭剪應(yīng)力幅 MPaWTKca4.1325.??? )216(?扭剪平均應(yīng)力 Pm0彎曲、剪切疲勞極限 a1??a125???彎曲、扭轉(zhuǎn)的等效系數(shù) 34.??.0?絕對尺寸系數(shù) 50????表面質(zhì)量系數(shù) 9.?彎曲時配合邊緣處有效應(yīng)力集中系數(shù)為： 52.??K扭轉(zhuǎn)時配合邊緣處有效應(yīng)力集中系數(shù)為： 8.1?受彎矩作用時的安全系數(shù)56.2034.59.0261 ???????maKS????? )23(?受扭矩作用時的安全系數(shù)7.201.5.90438211 ???????maS?????? )246(?安全系數(shù)??SSSC ??????94.17.256.2?? )256(?Ⅰ截面處疲勞強度安全系數(shù)校核(經(jīng)計算可證明安全，略)。Ⅱ截面處疲勞強度安全系數(shù)校核(經(jīng)計算可證明安全，略)。Ⅲ截面處疲勞強度安全系數(shù)校核(經(jīng)計算可證明安全，略)。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文226.1.2 工 況 二 :提 升 終 了 , ， 。0?ah(1)主軸上作用力大小轉(zhuǎn)矩 mKNT?3.4圓周力 kFj812?徑向力 G.圖 6-3 工況二(2)軸承上的支反力3.8462701??jAF)26(?kNjB.1 7垂直面上的支反力 kGFA 1.32627042 ???? )286(?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文23kNGFB 1.32627042 ???? )296(?(3)求彎矩C 處 水平面 mkMAC??.181 )30(垂直面 kNGFB ????2.6470242 16?D 處 水平面 kD?.801 )32(垂直面 mB?2(4)合成彎矩C 處 kNMC ?????? 2.31.64.1822221 )346(?D 處 D ?...2 5(5)計算彎矩軸為雙向回轉(zhuǎn),視轉(zhuǎn)矩為對稱循環(huán), ,則截面 D 處的當量彎矩為1??mkNaTMDv ?????.4583.2.31)(222 )36(?(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度截面 D 當量彎矩最大,故截面 D 為可能危險截面。MPaPadv 15][6.3501.48.0363 ???????? )376(?截面 E 處雖僅受轉(zhuǎn)矩,但其直徑最小,則該截面亦為可能危險截面。MT][9.73.. 163 ?)8(所以主軸強度足夠。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文24圖 6-4 危險截面由圖 6-3 及圖 6-4 可知，計算彎矩在 D 截面處最大；Ⅰ截面處計算彎矩較大，且有圓角和配合邊緣的應(yīng)力集中；Ⅱ截面處計算彎矩也較大且有鍵槽的應(yīng)力集中；Ⅲ截面處計算彎矩雖然不大，但其直徑最小且有圓角、鍵槽和配合邊緣多種應(yīng)力集中。所以以上 4 個都是可能的危險截面。取許用安全系數(shù) ，其校核計算如下：??8.15.??S(7)Ⅱ截面處疲勞強度安全系數(shù)計算抗彎截面系數(shù) ????32323 105.946.1.2461. cmdtbWU ?????????? )96(?抗扭截面系數(shù)????32323 10.946.1.2164.16 cdtbK ?? )46(?合成彎矩mkNMⅡ???1.72.3204 )1(扭矩T?. )426(?因為應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力:河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文25彎曲應(yīng)力幅 MPaWUⅡa6.75912?? )436(?彎曲平均應(yīng)力 m0扭剪應(yīng)力幅 aTKⅡa.17.934??? )456(?扭剪平均應(yīng)力 MPm0彎曲、剪切疲勞極限 a251??MPa130???彎曲、扭轉(zhuǎn)的等效系數(shù) 34.??2.?絕對尺寸系數(shù) 60??6??表面質(zhì)量系數(shù) 95.?彎曲時配合邊緣處與鍵連接處的有效應(yīng)力集中系數(shù)分別為： 64.1??K76.1??K扭轉(zhuǎn)時配合邊緣處與鍵連接處的有效應(yīng)力集中系數(shù)分別為：3.? 54.?計算取較大值，即 761??1?受彎矩作用時的安全系數(shù)6.9034.695.07121 ?????maKS????? )476(?受扭矩作用時的安全系數(shù)75.201.695.07411 ???????maS?????? )486(?安全系數(shù)河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文26??SSSⅡ ???????64.275.6.922?? )496(?D 截面處疲勞強度安全系數(shù)校核(經(jīng)計算可證明安全，略)。Ⅰ截面處疲勞強度安全系數(shù)校核(經(jīng)計算可證明安全，略)。Ⅲ截面處疲勞強度安全系數(shù)校核(經(jīng)計算可證明安全，略)。6.2 主 軸 撓 度 校 核由于作用于主軸上的載荷不對稱，主軸的最大撓度并不發(fā)生在主軸的中點，但分析指出，用主軸中點的撓度代替最大撓度誤差很小，故以下計算只計算主軸中點的撓度。另外，主軸是階梯軸，近似的按當量直徑法計算。 Pfa bL圖 6-5 撓度計算示意圖當 ＜ 時 ab)43(82aLEJPf??×當 ＞ 時 2bf式中： －主軸在垂直或水平面內(nèi)各節(jié)點上的作用力， ；P N－主軸材料的彈性模數(shù)， ；EMpaE105.??－主軸的慣性矩， ；J4cm河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文27Error! Reference source not found. 64mdJ??)506(???niimdlL144 1式中： －主軸兩支點間長度, ；L－ 段階梯軸的長度, ；il－ 段階梯軸的直徑 , 。idcmcm6 444444108.03.276 3516.0268.053.16.255. 7?? ???? )2(?466.8.3cJ??)(6.2.1 工 況 一 :提 升 開 始??mfC 622653 1047.3.70.124.0.48 ???????? )54(5....1.9?mfD0? )6(??622653 107..470.24..48 ?? ??????? 57撓度合成:mf61.?? )8(fDC6032.5????596?mff 6221 15.47.3?? ???? )0(6.2.2 工 況 二 :提 升 終 了河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文28mfC0?? )61(???mfC 622653 103..47.124.0.481 ?? ????? 2D ..0...? )3(??f 622653 10.7.4.124.0.481 ?? ?????? 64撓度合成:mf60.?? )5(DC1732????6?mff 66222 045...1?? ???? )7(主軸允許撓度：??Lf 61093.0??)8(由以上計算可得：因此主軸剛度合格。][1f?][2f?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文297 軸承壽命計算軸承壽命計算公式：)(1060153tPCnLh????????? )17(?式中： －已選定的軸承的額定動負荷， ；CN－軸承的工作轉(zhuǎn)速 ，nmi/r－修正后的當量動負荷，P;0fP??-軸承所受的動負荷， ；0－負荷系數(shù)，見 軸承樣本表 ，一般可取pfLYC4?；4.1?pf7.1 左 軸 承軸承代號： 2308性能參數(shù)：額定負荷 )(KN極限轉(zhuǎn)速 ：min)/(r40?d靜負荷 0C457脂 5406D動負荷 21油 67148B重量 kg15hLh 563106 10.5.74.12380 ???????????? )27(?左軸承合格。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文307.2 右 軸 承軸承代號： 2308性能參數(shù)：額定負荷 )(KN極限轉(zhuǎn)速 ：min)/(r40?d靜負荷 0C457脂 5406D動負荷 21油 6718B重量 kg1hLh 563106 10.5.74.12380 ???????????? )27(?右軸承合格。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文318 螺栓聯(lián)接的計算和校核8.1 螺 栓 選 用 型 號連接孔選用螺栓型號為： 86572?GB1204?M鉸制孔選用螺栓型號為：8.2 高 強 度 螺 栓 平 面 摩 擦 聯(lián) 接 校 核螺栓所能傳遞的力矩mkNMe ?????3.25908.162.0195. )18(?所需要傳遞的動力矩?4..動 )2(螺栓的預(yù)拉力 kNPmean 1.93506.???)38(?一個螺栓的擰緊力矩：mgT??7241.95.0 )4(即 動Me3?所以選用的螺栓合格。8.3 受 扭 轉(zhuǎn) 力 矩 鉸 制 孔 螺 栓 強 度 計 算單個螺栓剪切應(yīng)力 τ河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文32MPa8.725108675.2.936???? )58(?螺栓材料的許用剪應(yīng)力??nS4?)6(所以 ????即選用的螺栓合格。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文339 機器的安裝調(diào)試和維護9.1 機 器 的 安 裝 要 求若采用光電傳感器測速系統(tǒng)和數(shù)字直流電控設(shè)備，則安裝場地應(yīng)符合以下條件：1.海拔高度不高于 ，超過 需要特殊設(shè)計。m10102.環(huán)境溫度不超過 ，并且 24h 內(nèi)的平均溫度不超過 ，C?4? C?35?最低環(huán)境溫度不得低于 。5?3.空氣清潔，相對濕度在最高溫度 時不超過 ，在較低?40?%0溫度時，允許有較高的相對濕度（如在 時為 ） ，應(yīng)考慮由于29溫度變化而可能偶然發(fā)生的凝露。4.空氣的污染程度不超過國家環(huán)境衛(wèi)生的有關(guān)規(guī)定，不含有過量的塵埃、酸、堿、腐蝕性及爆炸性微粒和氣體。5.電控設(shè)備安裝傾斜度不得超過 。%56.安裝地基處能夠允許的振動條件：振動頻率范圍為 時，Hz150?最大振動加速度不應(yīng)超過 。2/sm7.設(shè)備防護等級： 0IP8.交流進線電網(wǎng)質(zhì)量應(yīng)符合 條的規(guī)定。379GB1.69.1.1 主 軸 裝 置主軸裝置就位時與安裝基準線的位置偏差應(yīng)符合下列要求：1.主軸軸心線水平位移度為 。20/L2.主軸軸心線標高為 。m5?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文343.提升機提升中心線的位