礦井提升機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計【全套CAD圖紙+畢業(yè)論文答辯資料】

河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 1 目 錄 前 言 .、緒論 .井提升機的任務(wù)及其地位 .井提升機的發(fā)展歷程 . 纏繞式提升機的發(fā)展?fàn)顩r . 各個系列提升機的主要特點 .井提升機的類型和工作原理 . 10 井提升機的類型及其組成部分的特點 . 10 井提升機的工作原理 . 10 2 提升機的選型和計算 . 20 籠選擇 . 20 絲繩設(shè)計及選擇 . 20 升機的選用 . 21 升機的運動學(xué)計算 . 22 擇加減速度 . 22 度各參數(shù)的計算 . 22 升動力學(xué)計算 . 23 選電動機 . 23 升系統(tǒng)的變位質(zhì)量 . 23 圖的計算 . 24 3 提升機減速器的設(shè)計 . 27 速器的作用 . 27 速器的國內(nèi)外現(xiàn)狀 . 27 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 2 速器的總體設(shè)計 . 28 定傳動方案 . 28 電機選型 . 29 動裝置 的總傳動比及其分配 . 29 算傳動裝置的運動和動力參數(shù) . 30 輪設(shè)計 . 31 速級齒輪設(shè)計 . 31 速級齒輪設(shè)計 . 38 的設(shè)計 . 44 速器高速軸 1 的設(shè)計 . 44 間軸 2 的設(shè)計 . 49 速級軸 3 的設(shè)計 . 50 4 提升機制動裝 置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 53 井提升機制動裝置的功用及類型 . 53 動裝置的功用 . 53 動裝置的類型 . 54 動系統(tǒng)的要求 . 54 動裝置的有關(guān)規(guī)定和要求 . 55 動器的主要類型 . 55 閘制動器 . 55 合式制動器 . 58 式制動器 . 59 壓盤式制動器 的結(jié)構(gòu)和工作原理 . 60 壓盤式制動器的結(jié)構(gòu) . 60 壓盤式制動器的工作原理 . 62 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 3 式制動器的設(shè)計計算 . 63 式制動器工作時所需制動力 . 63 副閘應(yīng)有的制動力矩 . 66 式制動器的調(diào)整和維護 . 66 瓦間隙的調(diào)整 . 66 形彈簧的檢查 . 67 升機液壓工作站的設(shè)計 . 67 壓站的功用 . 67 交流拖動提升機液壓站的工作要求 . 68 壓站的組成部分 . 68 壓站類型及其結(jié)構(gòu)原理 . 69 動力的調(diào)節(jié) . 72 壓站的維護及注意事項 . 76 總 結(jié) . 78 致 謝 . 79 參考文獻 . 80 附錄 . 81 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 4 摘 要 目前我國許多煤礦礦井已經(jīng)轉(zhuǎn)向中、深部開采，礦井提升設(shè)備作為煤礦的關(guān)鍵設(shè)備，在礦井機械化生產(chǎn)中占有重要地位。制動器是提升機 (提升絞車 )的重要組成部分之一，直接關(guān)系著提升機設(shè)備的安全運行。多繩摩擦提升機具有體積小、質(zhì)量輕、安全可靠、提升能力強等優(yōu)點，適用于較深的礦井提升。本文針對 其制動系統(tǒng)進行設(shè)計。在對提升機的制動器選型過程中，因盤式制動器是近年來應(yīng)用較多的一種新型制動器，它以其獨特的優(yōu)點及良好的安全性能被廣大用戶認可，特別是在結(jié)合了液壓系統(tǒng)和 制之后，液壓系統(tǒng)和 強的控 制性能為盤式制動器的應(yīng)用提供了巨大的工作平臺。制動盤的制動力，靠油缸內(nèi)充入油液而推動活塞來壓縮盤式彈簧來實現(xiàn)。 液壓盤式制動器作為最新一種制動器，具有許多優(yōu)點，所以它在現(xiàn)代多種類型提升機中獲得廣泛的應(yīng)用。它具有制動力大、工作靈活性穩(wěn)定、敏感度高等特點，對生產(chǎn)安全具有重要意義。 關(guān)鍵詞：提升機；單繩摩擦；制動器；設(shè)計；液壓傳動。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 5 of to as an in of of of a on of to to In K In in is in ts by of in of LC of on to to as of a it in a to It is on is of 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 6 前 言 我國是個能源大國，也是礦山機電設(shè)備制造和使用大國。從 20世紀 50年代仿造第一臺礦井提升機以來，至今已設(shè)計制造、使用了近600多臺。隨著社會需求和現(xiàn)代技術(shù)的高速發(fā)展，礦山工業(yè)企業(yè)亟待生產(chǎn)設(shè)備及設(shè)施的機械化、電氣化、現(xiàn)代化。而礦山工業(yè)的提升機是咽喉設(shè)備，產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，老產(chǎn)品運行年深日久，原本落后的結(jié)構(gòu)問題暴露突出，故障增多，嚴重影響礦山的安全運轉(zhuǎn)，抑制了礦山工業(yè)的高速發(fā)展，給國民經(jīng)濟帶來了不良 的影響。 隨著國內(nèi)礦井生產(chǎn)量的日新月異的提高，對提高提升機的安全性、可靠性、生產(chǎn)效率以及整機自動化運行水平， 降低操作者及維護人員的勞動強度、處理設(shè)備事故的速度與對策等，成了迫切要求。 本次設(shè)計是關(guān)于 0 單繩纏繞式礦井提升機的設(shè)計，在本次設(shè)計中將大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的材料力學(xué)，理論力學(xué)，機械制造，機械設(shè)計，機械制圖等知識進行了一次綜合的運用。本次設(shè)計不僅是對大學(xué)所學(xué)知識的總結(jié)和鞏固而且為以后進入社會參見工作積累了一定的經(jīng)驗，本次設(shè)計是個難得的學(xué)習(xí)機會。 在畢業(yè)設(shè)計過程中，通過上網(wǎng)查資料，圖書館借 書，我逐步認識了礦井提升機的工作原理和基本構(gòu)造，為我能夠圓滿完成設(shè)計任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。另外我要特別感謝這次畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師，劉建慧老師不僅給我提供了礦井提升機的相關(guān)資料而且給了我不少有用的建議，給我?guī)砟蟮膸椭?。由于本人理論水平有限，實踐經(jīng)驗較少，本次設(shè)計就難免有錯誤和考慮不足之處，敬請各位老師以及閱讀者提出寶貴的意見和建議。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 7 1、緒論 井提升機的任務(wù)及其地位 煤炭是我國的主要能源，又是重要的化工原料。煤炭被譽為黑色金子，工業(yè)的食糧，它是十八世紀以來人類世界使用的的主要能源之一。雖然它的重要位置已被石油所代替，但在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，由于石油的日漸枯竭，必然走向衰敗，而煤炭因為儲量巨大，加之科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，煤炭氣化等新技術(shù)日趨成熟，并得到廣泛應(yīng)用，煤炭必將成為人類生活中的無法代替的能源之一。我國既是煤炭生產(chǎn)大國又是消費大國，而根據(jù)我國的國情，在我國一次性能源結(jié)構(gòu)中，煤炭所占的比重一直是 70以上，在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)，煤炭仍然是我國的主要能源，故煤炭對我國 的重要性不言而喻。隨著我國經(jīng)濟的不斷改革開放，煤炭工業(yè)必將高速持續(xù)地向前發(fā)展。 礦井提升是煤炭生產(chǎn)過程中必不可少的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。從井下采煤工作面采出的煤炭，只有通過礦井提升設(shè)備運到地面，才能加以利用。可以說，礦井提升是礦井生產(chǎn)的“咽喉”，其設(shè)備在工作中一旦發(fā)生故障，將直接影響生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。此外，礦井提升系統(tǒng)的耗電量很大，一般占礦井生產(chǎn)總耗電量的 50 因此，合理選擇維護使用這些設(shè)備，使之安全可靠、經(jīng)濟高效地運轉(zhuǎn)，對保證礦井安全高效的生產(chǎn)，對提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益都具有重要的現(xiàn)實意義。由于 礦井提升設(shè)備是在并下巷道內(nèi)和井簡內(nèi)工作，空間受到限制，故要求它們結(jié)構(gòu)緊湊，外部尺寸盡量小；又因工作地經(jīng)常變化，因而要求其中的許多設(shè)備應(yīng)便于移置；因為井下有瓦斯、煤塵、淋水、潮濕等特殊工作條件，還要求設(shè)備應(yīng)防爆、耐腐蝕等。此外，礦井提河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 8 升設(shè)備是一大型的綜合機械 電氣設(shè)備，其成本和耗電量比較高，所以，在新礦井的設(shè)計和老礦井的改建設(shè)計中，確定合理的提升系統(tǒng)時，必須經(jīng)過多方面的技術(shù)經(jīng)濟比較，結(jié)合礦井的具體條件，在保證提升設(shè)備在選型和運轉(zhuǎn)兩個方面都合理的前提下，要求提升設(shè)備具有良好的經(jīng)濟性。 井提升機的發(fā)展歷 程 繞式提升機的發(fā)展?fàn)顩r 纏繞式提升機的發(fā)展是為適應(yīng)我國礦山建設(shè)的需要，國產(chǎn)提升機大致可分為仿蘇、改進及自行設(shè)計等三個階段。 19531958 年期間生產(chǎn)仿蘇產(chǎn)品 9581966 年期間生產(chǎn)的仿蘇改進產(chǎn)品； 971年 7月開始生產(chǎn)的自行設(shè)計產(chǎn)品，后又改為 已成批生產(chǎn)的新型礦井提升機。時至今日，中信公司生產(chǎn)的產(chǎn)品最齊全， ， 2等。 個系列提升機 的主要特點 A. 1.)主軸裝置采用鑄鐵法蘭盤； 2.)調(diào)繩裝置為手動蝸輪蝸桿式； 3.)制動器為角移式； 4.)液壓傳動裝置為手動杠桿控制的三通閥和電磁鐵控制的四通閥； 5.)深度指示器為機械牌坊式； 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 9 6.)減速器為漸開線人字齒輪減速器 。 A）型礦井提升機 1.)調(diào)繩裝置為電動蝸輪蝸桿式； 2.)制動器為綜合式，改善了閘瓦的磨損情況； 3.)液壓傳動裝置為手動控制的低壓電液調(diào)節(jié)閥和電磁鐵控制的安全三通閥，操縱省力，易于實現(xiàn)自動化和半自動化控制； 4.)減速器采用圓弧人字形齒輪減速器；提高了承載能力并減輕了重量。 C. 1)滾筒為焊接結(jié)構(gòu)，重量輕； 2.)采用液壓齒輪式快速調(diào)繩裝置，調(diào)繩省力省時； 3.)采用圓盤制動系統(tǒng)（包括圓盤式制動器和液壓站兩部分），此種系列具有以下的優(yōu)點： （ 1）安全性較高； （ 2）制動力矩可調(diào)性好； （ 3）慣性小、動作快、靈敏性強； （ 4）結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、重量輕； （ 5）通用性好； （ 6）安裝、使用及維護比較簡單； 4.)采用圓弧齒輪減速器，提高了承載能力，減輕了重量； 5.)采用了圓盤深度指示器。 K（ A）系列比較，有以下的優(yōu)點： 1）提升能力平均提高 25%，重量平均減輕 25%， 2）采用了一些新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)，如：盤式制動器、液壓站、快速調(diào)繩裝置、微拖動裝置等 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 10 3）通用化程度高。 D. 采用 500型雙力線中心驅(qū)動減速器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，噪音小。并采用雙列向心滾動軸承，傳動效率高，在實際工作中廠家建議傳動效率 取 滾筒為整體焊接結(jié)構(gòu)（ 2應(yīng)分割的焊接滾筒和制動盤），采用滾動軸承支座。雙滾筒提升機的主軸裝置，具有液壓操縱的、在結(jié)構(gòu)上作了改進的齒輪離合器，調(diào)繩操作時間僅司機一人即可完成，節(jié)省了時間和人力； 配有自整角機傳動的圓盤深度指示器（ 2以改供給牌坊式深度指示器）； 制動器為綜合式的液壓開啟的盤式制動器； 采用集中控制的操縱臺。 井提升機的類型和工作原理 井提升機的類型及其組成部分的特點 提升機是礦井提升設(shè)備的主要組成部分，目前我國生產(chǎn)及 使用的礦井提升機，按其滾筒的構(gòu)造特點可分為三大類，即單繩纏繞式、多繩摩擦式及內(nèi)裝式提升機。 單繩纏繞式提升機在我國礦井提升中占有很大的比重，目前在豎井、斜井、淺井、中小型礦井大量使用。其工作原理是把鋼絲繩的一線固定纏繞在提升機的滾筒上，另一端繞過井架上的天輪懸掛提升容器，利用滾筒轉(zhuǎn)動方向的不同，將鋼絲繩纏上或放松，完成提升或下放重河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 11 物的任務(wù)。多繩摩擦式提升機其特點是靠鋼絲繩與摩擦輪之間的摩擦力傳動，這種提升機由于具有安全可靠、體積小、質(zhì)量小，適用于深井提升等優(yōu)點，在我國礦井提升中也已得到較廣泛的應(yīng)用。 內(nèi)裝式提升機是世界上近年來研制成功的一種全新的新型提升機，從提升機的工作原理來看，它亦屬于摩擦提升范疇，但它實現(xiàn)了“內(nèi)裝”。所謂內(nèi)裝，就是格拖動電機直接裝在摩擦輪內(nèi)部，使電機轉(zhuǎn)子與摩擦輪成為一體。內(nèi)裝式提升機摩擦輪的外觀與一般的摩擦式提升機毫無區(qū)別，但它卻把由電動機、減速器和摩擦輪組成的常規(guī)式，發(fā)展成為省去減速器，而使摩擦輪相當(dāng)于電動機的轉(zhuǎn)子，主軸相當(dāng)于電動機定子的高度，結(jié)構(gòu)新穎的提升機。同時為了使內(nèi)部電動機冷卻，主軸可以做成空心軸作為冷卻風(fēng)道，這樣減少了設(shè)備結(jié)構(gòu)重量又減少了提升系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量。世界上第 1 臺內(nèi)裝式提升機于 1988 年在德國豪斯阿登礦投入運行，我國的開灤礦業(yè)集團東歡坨煤礦也于 1992 年從德國引進了 1 臺內(nèi)裝式提升機，迄今設(shè)備運行良好。 內(nèi)裝式提升機是提升機的機械與電氣高度一體的完美結(jié)合，由于它體積小重量輕、基礎(chǔ)設(shè)施簡單、設(shè)備造價低、運行費用低，與傳統(tǒng)的提升機相比，其各項技術(shù)、經(jīng)濟指標(biāo)都顯示出了很高的優(yōu)越性，引起了國際提升界極大的關(guān)注。內(nèi)裝式提升機的問世，是提升機領(lǐng)域里的一個新的里程碑，它不但對提升機制造業(yè)產(chǎn)生巨大影響，還對礦井提升機的使用、維修也將引起變革，迫使人們用全新的概念去評價提升機性能的優(yōu)劣。內(nèi)裝式提升機的研制，在我國尚屬空白，應(yīng)給予足夠重視，以促進國內(nèi)提升機的發(fā)展，趕超世界先進水平。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 12 井提升機的工作原理 按工作原 理的不同，礦井提升機可分為兩類，如圖 1 圖 1井提升機按工作原理的分類 單繩纏繞式提升機的工作原地如圖 1單地說，就是用一根較粗的鋼絲線在卷筒上纏上和纏下來實現(xiàn)容器的提升和下放運動。提升機安裝在地面提升機房里，鋼絲繩一端固定在卷筒上，另一端繞過天輪后懸掛提升容器。圖 1承為單繩纏繞式單卷筒提升機，卷筒上固定兩根鋼絲繩，并應(yīng)使每根鋼絲繩在卷簡上的纏繞方向相反。這樣，當(dāng)電動機經(jīng)過減速器帶動卷簡旋轉(zhuǎn)時，兩根鋼絲繩便經(jīng)過天輪在卷筒上纏上和纏下，從而使提升容器在井筒里上下運動。不難看 出，單繩纏繞式提升機的一個根本特點和缺點是鋼絲繩在卷筒上不斷的纏上和纏下，這就要求卷簡必須具備一定的纏繞表面積，以便能容納下根據(jù)井深或提升高度所確定的鋼絲繩懸垂長度。單純纏繞式提升機的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍及機械結(jié)構(gòu)等，都是由這一特點來確定的。 單繩纏繞式雙卷筒提升機具有兩個卷簡，每個卷筒上固定一根鋼絲繩，并應(yīng)使鋼絲繩在兩卷筒上的纏繞方向相反，其工作原理和特點與單卷筒提升機完全相同。多繩摩擦式提升機的工作原理與單純纏繞式提升機不同，鋼絲繩不是固定和纏繞在主導(dǎo)輪上，而是搭放在主導(dǎo)輪的摩擦襯墊上，如圖 1 升容器懸掛在鋼絲繩的兩端，在河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 13 容器的底部還懸掛有平衡尾繩。提升機工作時，拉緊的鋼絲繩必須以一定的正壓力緊壓在摩擦襯墊上。當(dāng)主導(dǎo)輪由電動機通過減速器帶動向某一個方向轉(zhuǎn)動時，在鋼絲繩和摩擦襯墊之間使發(fā)生根大的摩擦力，使鋼絲繩在這種摩擦力的作用下，跟隨主導(dǎo)輪一起運動，從而實現(xiàn)容器的提升和下放。不難看出，多繩摩擦式提升機的一個根本特點和優(yōu)點是鋼絲繩不在主導(dǎo)輪上纏繞，而是搭放在主導(dǎo)輪的摩擦襯墊上，靠摩擦力進行工作。同樣，多繩摩擦式提升機的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍和機械結(jié)構(gòu)等，都是由這 特點來確定的。多繩摩擦式提升機特別適應(yīng)于 深井和大產(chǎn)量的提升工作。多繩摩擦式提升機與單繩纏繞式提升機比較，在規(guī)格性能、應(yīng)用范圍、機械結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟效果等方面都優(yōu)越得多，就深井和大產(chǎn)量來說，是豎井提升的發(fā)展方向。但是，根據(jù)我國目前淺井多、斜并多的特點，單繩纏繞式提升機仍然是目前制造和使用的重點。對于部分深井和大產(chǎn)量的礦井，則應(yīng)該合理的選用多繩摩擦式提升機，而不宜選用大型的單繩纏繞式提升機。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 14 圖 1繩纏繞式提升機工作 圖 1原理示意圖 工作原理圖 1 卷筒； 2 鋼絲繩； 3 天輪； 1 主導(dǎo)輪； 2 導(dǎo)向輪； 3 鋼絲繩； 4 容器； 5 平衡尾繩 4 容器； 5 平衡尾繩 此外，還有一種新的提升機類型：布雷爾式提升機。 1957 年南非工程師 明了多繩纏繞式提升機（我國稱為布雷爾式提升機）。他是基于深井提升的實踐，總結(jié)了單繩纏繞式和多繩摩擦式提升機存在的問題而產(chǎn)生的。眾所周知，單繩纏繞式提升機在井深超過 1500m 時，其主、尾繩和摩擦襯墊的壽命都幾乎下降，而且還會出現(xiàn)主繩震動和尾繩難以管理等問題。為了保證鋼絲繩的使用壽命，規(guī)定鋼絲繩的任意斷面處的應(yīng)力不應(yīng)過大（一般不應(yīng)大于 2165N ,而摩擦提升機采用尾繩，在容器與鋼絲連接處的河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 15 鋼絲繩斷面上，靜力隨容器位置的不同而改變的幅度很大，約為210n 。如果以應(yīng)力波動值不大于 2165N 算，則提升高度的極限約為 1700m。布雷爾提升機不用尾繩，克服了這些弱點。又無防滑問題。出現(xiàn)的問題是體積大功耗大。 布雷爾提升機實際上是在較寬的卷筒上安裝一個中間擋板，把一個卷筒分隔成兩段，每段纏繞一根鋼絲繩，每個卷筒上的兩根鋼絲繩，繞過天輪以后共同連接到一個提升容器上，可見提升原理與單繩纏繞式無異，只是用兩根鋼絲繩代替一根鋼絲繩，因此繩徑和卷筒直徑相對減小了。 布雷爾提升機有三種不同的布置 方式。如圖 1 所示，其中（ a）為前后排列齒輪傳動方式；（ b）為直線布置式；（ c）為電機直聯(lián)分別拖動式。布雷爾提升機在結(jié)構(gòu)上有如下特點： 1）卷筒上的兩個纏繞間隔，必須設(shè)計成纏繞相同圈數(shù)和相同層數(shù)的鋼絲繩，以保證兩根繩中拉力平衡。 2）應(yīng)進肯呢個纏繞多層以減少卷筒的寬度，實際證明，纏四層甚至是五層是無困難的，為了減少多層纏繞帶來的繩弦震動和鋼絲繩排列不齊的擠壓喝磨損，一般多采用平行繩槽（ 槽），并很好地設(shè)計間層過渡楔。 3）以為兩根鋼絲繩連在一個提升容器上，就存在如多繩摩擦提升的鋼絲繩拉力平衡問題，布雷爾提升機使用兩種平衡方法。一種是平衡輪法，如圖 2 所示，兩根鋼絲繩以相反方向在平衡輪上纏繞數(shù)圈并固定在平衡輪上，拉力不平衡時，平衡輪可以轉(zhuǎn)動。另一種方法是利用天倫來平衡鋼絲繩拉力，天輪裝在聯(lián)通的液壓缸上，借天倫的升降來平衡鋼絲繩拉力。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 16 4）保證整齊的多層纏繞對布雷爾提升機是十分重要的，為了見識纏繩情況，設(shè)有纏繩檢測裝置，如圖 3 所示。在卷筒的每個纏繩間隔的整個寬度上，設(shè)有弧形板 A，它距所纏繞的一層鋼絲繩有 12繩徑的間隙，弧形板由線圈 2 來控制。可隨層數(shù)的不同而移動（圖上為纏繞四層），另有閉鎖線圈 3，纏繩過程中，它使插銷總是定位于軸上的凹槽中（凹槽與纏繞層數(shù)相對應(yīng)）。一層纏滿時，線圈 3 通電拔起閉鎖插銷，同時線圈 B 通電使軸 4 移動，帶動弧形板 1 后移或者前移，弧形板移到新的位置后，線圈 2 的 3 斷電閉鎖。如果在莫一層沒有一根繩提前纏到下層上，稀釋由于軸 4 被閉鎖，弧形板不能移動，便在繩的壓力下繞軸 6 轉(zhuǎn)動，使串與安全回路中的接點 5 打開，提升機以正常減速度停車。此外也可以用液壓控制檢測纏繩。 5）對制動 器的設(shè)計必須特別重視，特備是直聯(lián)電機分別拖動時，由于不平衡靜力矩大，每個卷筒要設(shè)兩個制動輪（盤）。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 17 （ a）前后排列齒輪傳動布置 （ b）直線式布置 （ c）電器聯(lián)系直聯(lián)電機拖動式布置 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 18 鋼絲繩拉力平衡輪 根據(jù)對單繩纏繞式、多繩摩擦式的布雷爾式提升機進行一次提升量的井深，以及對功率和初期投資的比較結(jié)果，可以得出結(jié)論，每種提升機都一個臨界提升高度?？紤]繩中應(yīng)力波動值不過大，多繩摩擦式提升機這個臨界高度約為 1400m，布雷爾提升機約為 2000m。小于臨界高 度，布雷爾提升的一次提升量不變，而多繩摩擦提升則可大大增加。如果一次提升量相同，多繩摩擦提升機的均方根功率高，明顯優(yōu)于布雷爾提升機，這是由于布雷爾提升機的不平衡力矩大的緣故。影響初期投資的因素很多，但無疑多繩摩擦提升機要便宜的多，但是在那些不得不使用布雷爾提升機的礦井，這個問題就要退居次要了，以為如果由于提升機的緣故，不得不改變礦井設(shè)計，或者采用分段提升，那河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 19 么費用就會超過布雷爾提升機的初期投資。由上述理由可見， 1400用多繩摩擦提升機合理；超過 1400m 的井深，兩者都可以使用，但布雷爾提升機 較合理些；深井超過 1700m 以上時，采用布雷爾提升機最為合理 . 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 20 2 提升機的選型和計算 煤礦主井主要為了煤炭的運輸提升，而副井只作為下放材料，設(shè)備，以及排矸（立井還作為人員上下的通道），副井一般采用罐籠提升。本次設(shè)計的就是副井所使用的提升機。 籠選擇 根據(jù)礦車類型按表選擇 #2 單層罐籠（ 技術(shù)規(guī)格為： 裝載 37.0 m 礦車一輛，最大載重 、自重 2噸、乘人數(shù) 10人、斷面尺寸 1800石一次提升重量： 4001 廢石一次提升重量： 300 一次提升礦車總重： 00 絲繩設(shè)計及選擇 選擇鋼絲繩時，應(yīng)根據(jù)使用條件和鋼絲繩的特點來考慮。我國單繩纏繞式提升機多為右螺旋纏繞，故應(yīng)選右捻繩，目的是防止鋼絲繩松捻。 1） 最大懸垂長度： 6 53 5 0150 井架高度礦井最大深度 mH j 35033515 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 21 2）鋼絲繩的選擇 考慮井不太深，根據(jù)貨源情況，選用 6 0 0 0 籠類取 表選擇 6絲繩，其技術(shù)規(guī)格如下： 繩徑 d=米繩重 p=m 鋼絲破斷力總和 38900絲繩公稱抗拉強度 2/170 升機的選用 1卷筒直徑 D=1000卷筒寬度 B=1000鋼絲繩的最大靜張力 001 4 00 0m a x4鋼絲繩的最大靜張力差 335 0 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 22 5合理的提升速度 / 井運輸提升附表 12 選擇 20型提升機，其技術(shù)規(guī)格如下：卷筒直徑 D=1000度 = B=1000絲繩最大靜張力 000 最大靜張力差： 000 i=器旋轉(zhuǎn)部分變位重量 080 （不包括天輪和電動機） 升機的運動學(xué)計算 擇加減速度 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，升降人員時加、減速度應(yīng)不大于 秒 選取加速度 2/ 減速度 2/ 度各參數(shù)的計算 提升中段 由 245 由 由 提升高度 H 60m 260m 320m 加速時間 1t 7s 7s 7s 加速距離 1h 速時間3s 7s 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 23 速距離 2h 25m 225m 285m 等速時間 2t 5s 45s 57s 一次提升時間 1T 19s 59s 71s 升動力學(xué)計算 選電動機 電動機的近似容量 2 0 7 T jV 選擇 其技術(shù)規(guī)格 N=200千瓦 額定轉(zhuǎn)速 735轉(zhuǎn) /分 額定電壓 =6000 伏 轉(zhuǎn)子飛輪力矩 1252m 升系統(tǒng)的變位質(zhì)量 (1)礦石重量： Q=14002)罐籠重量：0003)礦車重量： q=5004)鋼絲繩重量： 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 24 8 9)21(22 0（ 5)機器旋轉(zhuǎn)部位變位質(zhì)量 080 (6)天輪的變位質(zhì)量： （ 7） 電動機轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量： 222 （ 8） 總變位質(zhì)量： i dG i cG i zG i r 60060807201739288050045001400(2(11圖的計算 2121 動力方程式 1211 )( )提升開始時， t=0,拖動力為 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 25 11 2)加速階段階段終了時， 211 拖動力 ( 11 力方程為 )22(12 m(1)在等速開始時， t=0 拖動力方程為 3 3 8) 0 ( 12 （ 2） 等速終了時， 11 m 拖動力為 2( 21 3321 m 拖動力方程式為： 323213 )222( m（ 1） 減速階段開始時， t=0, 拖動力為： 22( 323213 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 26 （ 2） 減速終了時 t=3,拖動力為： 8 0 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 27 3 提升機減速器的設(shè)計 速器的作用 1）降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。 2） 降速同時降低了負載的慣量 ，慣量的減少為減速比的平方 。 速器的國內(nèi)外現(xiàn)狀 1） 國外減速器現(xiàn)狀 ： 齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機械傳動裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機械效率過低的問題。國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。最近報導(dǎo)，日本住友重工研制的 高精度減速器，美國 司研制的 減速器，在傳動原理和結(jié)構(gòu)上與本項目類似或相近，都為目前先進的齒輪減速器。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動比 、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動齒輪傳動原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動機的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。 2）國內(nèi)減速器現(xiàn)狀：國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 28 另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國內(nèi)使用的大型減速器（ 500上），多從國外（如丹 麥、德國等）進口，花去不少的外匯。 60 年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動、擺線針輪傳動、諧波傳動等減速器具有傳動比大，體積小、機械效率高等優(yōu)點 ?。但受其傳動的理論的限制，不能傳遞過大的功率，功率一般都要小于 40于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。 90 年代初期，國內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動齒輪傳動的減速器，它可實現(xiàn)較大的傳動比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)簡單，效率亦 高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率 /體積（或重量）比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。我國超大型減速器（如水泥生產(chǎn)行業(yè)，冶金，礦山行業(yè)都需要超大型減速器）大多依靠進口，而本減速器的一個巨大優(yōu)勢就是可以做超大型的減速器，完全可以填補國內(nèi)市場的空白，并將具有較大的經(jīng)濟效益和社會效益。 速器的總體設(shè)計 定傳動方案 礦井提升機機是低速重載機械，工作條件較差，載荷有一定的沖擊，且有粉塵等。與其它傳動方式相比，齒輪傳動有效率高，尺寸小，適應(yīng)性強等優(yōu)點，所以 設(shè)計礦井提升機機采用齒輪傳動。設(shè)計球磨機工作二河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 29 十年，每年工作 340 天，每天連續(xù)工作 13h。根據(jù)齒輪傳動的特點，擬定采用兩級傳動，均采用閉式斜齒輪