礦用提升機(jī)的整體設(shè)計含開題及6張CAD圖

礦用提升機(jī)的整體設(shè)計含開題及6張CAD圖,提升,晉升,整體,總體,設(shè)計,開題,cad I 摘 要 礦山提升機(jī)是礦山大型固定機(jī)械之一，礦山提升機(jī)從最初的蒸汽機(jī) 拖動的單繩纏繞式提升機(jī)發(fā)展到今天的交變頻直接拖動的多繩摩擦式提 升機(jī)和雙繩纏繞式提升機(jī)已經(jīng)歷了 170 多年的發(fā)展歷史，它是礦山井下 生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐，被喻為礦山運(yùn)輸?shù)难屎?。因?礦山提升設(shè)備在礦山生產(chǎn)的全過程占有重要的地位。根據(jù)礦井提升機(jī)工 作原理和結(jié)構(gòu)的不同，可分為纏繞式提升機(jī)和摩擦式提升機(jī)。 在國內(nèi)外，多繩摩擦式絞車飛躍發(fā)展，其發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單繩纏 繞式提升機(jī)，這是因?yàn)樗兄S多單繩纏繞式提升機(jī)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)， 如提升鋼絲繩直徑較小，主導(dǎo)輪直徑及整個機(jī)器的尺寸都相應(yīng)縮小了， 設(shè)備重量也減輕了，不需要設(shè)置防墜器等。 一個現(xiàn)代化的礦井在提升設(shè)備的選型上尤為重要。因?yàn)樘嵘O(shè)備選 型的合理與否，直接關(guān)系到礦井的安全和經(jīng)濟(jì)性，因此確定合理的提升 系統(tǒng)時，必須經(jīng)過多方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合礦井的具體條件選擇合 適的設(shè)備。 關(guān)鍵詞：提升機(jī)；多繩摩擦；制動器；選型設(shè)計 II Abstract The mine elevator is one of mine large-scale fixed machineries, the mine elevator the winding type elevator developed from initial steam engine draggings Shan Sheng to todays junction - - hands over the frequency conversion direct dragging the multi-rope friction type elevator and the double rope winding type elevator has experienced more than 170 year historical developments, it was the key position which the mine shaft production system and the ground industry square connected, is explained for mine haulages pharynx and larynx. Therefore the mine hoisting equipment holds the important status in the mine productions entire process. According to the mine pit elevator principle of work and the structure difference, may divide into the winding type elevator and the friction type elevator. In domestic and foreign, the multi-rope friction type winch leap development, its development speed goes far beyond the single rope winding type elevator, this is because it has the merit which many single rope winding type elevator is unable to compare, like the hoisting cable diameter was small, leads the wheel diameter and the entire machines size correspondingly reduced, the installation weight also reduced, did not need to establish against falls and so on. A modernized mine pit on lift techniques shaping especially important. Because of lift technique shaping reasonable or not, direct relation mine pit security and efficiency, therefore determined when reasonable lift system, must undergo various technical economy comparison, the union mine pit concrete term choice appropriate equipment. Keywords：Elevator The multi-ropes rub Brake Shaping design i 目 錄 1 緒論 .1 2 礦井提升設(shè)備概述 .3 2.1 提升機(jī)的定義 .3 2.2 提升機(jī)的分類.3 3 多繩摩擦式提升機(jī)的整體設(shè)計計算 .9 3.1 設(shè)計依據(jù).9 3.2 設(shè)計過程： .10 3.2.1 箕斗的選定 .10 3.2.2 提升剛絲繩的選型 .12 3.2.3 提升機(jī)卷筒的選擇 .15 3.2.4 提升機(jī)的選擇 .16 3.2.5 天輪的選擇 .18 3.2.6 計算提升機(jī)與井筒的相對位置 .19 3.2.7 預(yù)選提升電動機(jī) .22 3.2.8 計算傳動裝置的總傳動比 配傳動比 .23i 3.2.9 主軸輸入功率及軸徑的確定 .23 3.2.10 根據(jù)軸徑確定主軸部分的安裝軸承 .25 3.2.11 減速器的設(shè) 計 .25 3.2.12 聯(lián)軸器的設(shè)計 .33 3.2.13 提升機(jī)各部 分鍵的選擇 .34 3.3 制動器的設(shè)計.36 3.3.1 提升機(jī)制動器主要類型.38 ii 3.3.2 盤式制動器的結(jié)構(gòu)及工作原理 .40 4 提升設(shè)備的運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)計算 .43 4.1 提升系統(tǒng)變位質(zhì)量的計算.43 4.2 提升加速度的確定.45 4.3 提升減速提升減速度的確定.46 4.4 防滑計算.47 4.4.1 靜防滑 .47 4.4.2 動防滑 .48 4.4.3 等速和減速階段 .49 4.4.4 提升重載發(fā)生緊急制動時 .49 4.5 六階段速度圖參數(shù)的計算.50 4.6 提升設(shè)備的動力學(xué)計算.53 4.7 提升電動機(jī)容量的計算.56 4.8 提升設(shè)備的電耗及效率的計算.59 致謝 .61 參考文 獻(xiàn) .62 1 1 緒論 礦山提升機(jī)是礦山大型固定機(jī)械之一，它是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地 面工業(yè)廣場相連接的樞紐，被喻為礦山運(yùn)輸?shù)难屎?。因此礦山提升設(shè)備 在礦山生產(chǎn)的全過程占有重要的地位。 根據(jù)礦井提升機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)的不同，可分為纏繞式提升機(jī)和摩 擦式提升機(jī)。單繩纏繞式提升機(jī)是較早出現(xiàn)的一種，它工作可靠，結(jié)構(gòu) 簡單，但是僅適用于淺井及中等深度的礦井，而對于井深超過 300 米的 礦井，宜選用多繩摩擦式絞車。在國內(nèi)外，多繩摩擦式絞車飛躍發(fā)展， 其發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單繩纏繞式提升機(jī)，這是因?yàn)樗兄S多單繩纏繞 式提升機(jī)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如提升鋼絲繩直徑較小，主導(dǎo)輪直徑及整個 機(jī)器的尺寸都相應(yīng)縮小了，設(shè)備重量也減輕了，不需要設(shè)置防墜器等。 下面是我針對不同的礦井的地質(zhì)、煤層等情況，進(jìn)行綜合計算分析后， 本著安全、經(jīng)濟(jì)等原則對這兩種提升設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行的選型設(shè)計。 目前我國煤炭 95%是以井下方式開采，需要通過提升設(shè)備提升到地 面以實(shí)現(xiàn)其使用價值和經(jīng)濟(jì)、社會效益。提升作為重要的一個環(huán)節(jié)，在 一定程度上制約著煤炭生產(chǎn)能力。提升設(shè)備的合理結(jié)構(gòu)及設(shè)計，安全經(jīng) 濟(jì)運(yùn)行和科學(xué)管理維護(hù)，直接關(guān)系到礦井生產(chǎn)能力及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?，F(xiàn) 代采礦業(yè)的發(fā)展對提升設(shè)備在機(jī)械結(jié)構(gòu)、工藝、設(shè)計理論和方法及安全 檢測等方面都有明確的要求。目前我國中小型煤礦作為我國煤炭生產(chǎn)的 重要部分其提升設(shè)備同大型煤礦及世界先進(jìn)水平相比，仍有很大差距， 主要表現(xiàn)在： （1）提升設(shè)備的自動化水平較低，提升設(shè)備自動控制化控制較國 內(nèi)與國外大型和先進(jìn)煤礦提升系統(tǒng)落后； 2 （2）提升設(shè)備的配套產(chǎn)品（鋼絲繩、大型電機(jī)、減速器等）的質(zhì) 量安全性能尚不能滿足要求，在一定程度上制約了提升設(shè)備的總體水平； （3）礦井提升的監(jiān)、檢手段落后、制動系統(tǒng)的可靠性明顯不足， 有待進(jìn)一步提高。 近幾年煤炭開采與提升技術(shù)的發(fā)展速度很快，對提升機(jī)的要求必然 隨著先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展,其發(fā)展趨勢是: （1）向適用型發(fā)展。 （2）向高耐久性,高可靠性方向發(fā)展。 （3）向智能化自動化方向發(fā)展。提升系統(tǒng)采用 PLC 控制監(jiān)測系統(tǒng) 等，并可根據(jù)要求調(diào)節(jié)，信號用聲、光、影像來傳送。 （4）向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方向發(fā)展。提升機(jī)零部件普遍標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)范 化,保證設(shè)計、加工質(zhì)量和水平。 （5）向高適應(yīng)性發(fā)展。適應(yīng)不同工作環(huán)境。 因此，研究制造自己的高效提升機(jī)是為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的長遠(yuǎn) 考慮。此次設(shè)計的提升機(jī)主軸裝置、減速器與制動系統(tǒng)是配套專用產(chǎn)品， 電動機(jī)的選擇可以靈活運(yùn)用。這樣可以使提升機(jī)的應(yīng)用、維護(hù)、保養(yǎng)、 檢測等方面系統(tǒng)進(jìn)行，有效提高提升機(jī)的工作效率。多繩摩擦提升機(jī)具 有體積小、質(zhì)量輕、安全可靠、提升能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于較深的礦井 提升。 由于水平有限，難免出現(xiàn)錯誤，請指導(dǎo)老師和專家給予批評和指 正。 3 2 礦井提升設(shè)備概述 2.1 提升機(jī)的定義 礦井提升機(jī)是礦井大型固定設(shè)備之一，它的主要任務(wù)就是沿井筒提 升煤炭、礦石和矸石；升降人員和設(shè)備；下放材料和工具等。礦井提升 設(shè)備是聯(lián)系井下與地面的紐帶，是主要的提升運(yùn)輸工具，因此它整個礦 井生產(chǎn)中占有重要的地位。 2.2 提升機(jī)的分類 1 按用途分 a. 主井提升設(shè)備 主井提升設(shè)備的任務(wù)是專門提升井下生產(chǎn)的煤炭。年產(chǎn) 30 萬噸以 上的礦井，主井提升容器多采用箕斗；年產(chǎn) 30 萬噸以下的礦井，一般 采用罐籠(立井)或串車(斜井)。 b.副井提升設(shè)備 副井提升設(shè)備的任務(wù)是提升矸石、廢料，下放材料，升降人員和設(shè) 備等。副井提升容器采用普通罐籠(立井)和串車(斜井)。 2 按拖動方式分 按提升機(jī)電力拖動方式分為交流拖動提升設(shè)備和直流拖動提升設(shè)備。 3 按提升容器類型分 分為箕斗、罐籠、串車等提升設(shè)備。 4 按井筒的傾角分 提升設(shè)備按井筒傾角可分為立井提升設(shè)備和斜井提升設(shè)備。立井提 升時，提升容器采用箕斗或罐籠等.斜井提升時，提升容器一般采用礦 車(串車)或斜井箕斗。串車提升適用于井筒傾角不大于；斜井箕斗提升 4 適用于井筒傾角在 范圍內(nèi)。近年來大型斜井提升多采用膠帶輸0253 送機(jī)。 5 按提升機(jī)類型分 A.單繩纏繞式提升設(shè)備 單繩纏繞式提升設(shè)備目前大部分為直徑圓柱型滾筒，在個別的老礦 井，還有使用變直徑滾筒(如雙圓柱圓錐型滾筒)提升設(shè)備。 KJ( 23m)型單繩纏繞式提升機(jī)是我國在 19581966 年生產(chǎn)的仿蘇 BM-2A 型提升機(jī)，按滾筒個數(shù)來分，有單滾筒和雙滾筒的提升機(jī)；按布 置方式來分，有帶地下室和不帶地下室的提升機(jī)，可根據(jù)設(shè)計而選用， 但二者技術(shù)性能完全相同。 KJ 型( 23m)提升機(jī)代號意義以 KJ2 2.5 1.2D-20 型為例說明如 下： K-礦井； J-卷揚(yáng)機(jī)(提升機(jī))； 2-雙滾筒(單滾筒時為 1)； 2.5-滾筒名義直徑，m； 1.2-每個滾筒的兩側(cè)擋繩板的距離，m； D-帶地下室(無 D 字表示不帶地下室)； 20-減速器名義傳動比。 我國現(xiàn)有煤礦礦井多數(shù)是按照五十年代的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，為了快出煤、 多出煤，當(dāng)時主要是建設(shè)中、小型礦井，并且首先開采淺部煤層。五十 年代，我國的礦井提升設(shè)備主要是從蘇聯(lián)進(jìn)口的 BM 型產(chǎn)品和國產(chǎn)仿蘇 KJ 型產(chǎn)品，設(shè)備的可選性小，主要是滿足開采淺部煤層的需要。進(jìn)入 80 年代以后，我國許多煤礦礦井已逐漸轉(zhuǎn)向中深部開采，國家統(tǒng)煤礦 礦井的平均深度已由 200 米延伸到 400 米，現(xiàn)在已達(dá) 600 米、1000 米。 5 根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，落地式摩擦提升設(shè)備，是在礦井延伸后使現(xiàn)有 提升設(shè)備滿足加大提升高度要求的行之有效的辦法。 1 主提升鋼絲繩的選擇 (a) 鋼絲繩的結(jié)構(gòu)形式 應(yīng)優(yōu)先選用三角股鋼絲繩及線接觸圓股鋼絲繩，當(dāng)由于供應(yīng)原因， 亦可以選用普通圓股點(diǎn)接觸平行捻鋼絲繩。鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度宜選用 1550 帕。610 (b) 鋼絲繩的安全系數(shù) 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，鋼絲繩的安全系數(shù) 應(yīng)符合下式：m 升降人員和物料 9.205mHc 升降物料 7 式中 提升鋼絲繩的懸垂長度， MHc (c) 鋼絲繩數(shù)目選擇 落地摩擦式提升機(jī)的鋼絲繩數(shù)目以 2 到 4 根為宜。 2 尾繩的選擇 目前，絕大多數(shù)使用多繩摩擦式提升機(jī)的礦井，都由原來選用扁鋼 絲繩作平衡尾繩而改為使用圓股鋼絲繩作平衡尾繩。新建的礦井，設(shè)計 中也已全部選用圓股鋼絲繩作平衡尾繩。這主要是因?yàn)楸怃摻z繩生產(chǎn)效 率低、供應(yīng)困難。 (a) 主導(dǎo)輪直徑 D 的確定 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，主導(dǎo)輪直徑 D 應(yīng)符合式： 無導(dǎo)向輪 有導(dǎo)向輪 80d10d d:鋼絲繩直徑 6 3 鋼絲繩間距 nA205m 4 天輪直徑 w1d 5 鋼絲繩在摩擦襯墊上的圍包角 當(dāng)井深大于 300 米時，?。?0218 當(dāng)井深小于 300 米時，?。?07236a B. 多繩摩擦式提升設(shè)備 多繩摩擦式提升設(shè)備可分為塔式和落地式 多繩摩擦提升機(jī)的井架一般多采用鋼結(jié)構(gòu)四斜腿井架。放繩掛罐后 在主繩張力水平分力作用下，使井架產(chǎn)生彈性變形、井架有傾斜現(xiàn)象。 多繩提升機(jī)由于使用了數(shù)根鋼絲繩代替一根鋼絲繩。鋼絲繩的直徑變小 了，摩擦輪的直徑因而變小，但由于有多根鋼絲繩，所以摩擦輪變?yōu)槟?擦筒，寬度稍有加寬。設(shè)采用 n 根鋼絲繩，則多繩與單繩提升機(jī)鋼絲繩 直徑間有如下關(guān)系： 1ndm 同理，摩擦筒（主導(dǎo)輪）直徑： 1nD 多繩摩擦提升機(jī)如圖 2-1 所示： 7 1-主 導(dǎo) 輪2天 輪3提 升 機(jī) 鋼 絲 繩4-提 升 容 器5尾 繩 1主導(dǎo)輪 2天輪 3提升機(jī)鋼絲繩 4提升容器 5尾繩 圖 2-1 多繩摩擦提升機(jī) 主軸裝置的特點(diǎn)：它與纏繞式提升來代替木襯，由于摩擦提升是靠 摩擦力來傳遞動力的，所以襯墊擠壓固定在筒殼上。摩擦襯墊形成襯圈， 其上再車出繩槽，初車時槽深為 1/3 繩徑，槽距（即繩心距）約為繩徑 的 10 倍，利用熟知的柔索歐拉公式可知，摩擦輪兩側(cè)鋼絲繩拉力的極 限比值為 1122uauaFee或 式中 自然對數(shù)的底，等于 2.71828；e 鋼絲繩對于摩擦輪的圍包角；a 鋼絲繩與襯墊間的摩擦系數(shù)，通常取 =0.2u u 當(dāng)鋼絲繩拉力比 大于上式右端所給出的數(shù)值時，鋼絲繩對摩擦12F 8 輪產(chǎn)生相對滑動。為了避免這種滑動，兩側(cè)拉力不能達(dá)到其極限比值， 而應(yīng)有安全系數(shù)，式改寫為 212()uaFe 若考慮防滑而加入防滑安全系數(shù) ，則有12()()ua 式中 防滑安全系數(shù)，如果式中 和 僅計及靜力，則得防滑1F2 安全系數(shù)；如果計算 和 時考慮了慣性力的影響，則得動防滑安全1F2 系數(shù) 。我國煤礦設(shè)計規(guī)范規(guī)定d .57di 有些國家不按拉力差來考慮防滑，而是把兩側(cè)的拉力比的極限值控 制在 1.5 以內(nèi)，即： 12.5F 在某些特殊情況，例如進(jìn)行緊急制動時，可能產(chǎn)生超前滑動，即鋼 絲繩的運(yùn)動速度大于摩擦輪槽處的線速度，此時的防滑安全系數(shù)為： 12()uadFe 煤礦安全規(guī)程規(guī)定，緊急制動時不能產(chǎn)生滑動，即 1。d 9 3 多繩摩擦式提升機(jī)的整體設(shè)計計算 3.1 設(shè)計依據(jù) 假設(shè)一礦層開采上限為-40m 水平，開采下限為-550 水平。井下采 煤方法主要為單一長壁采煤，以傾斜煤層為主，開拓方式為立井石門開 拓，是對角式通風(fēng)。全礦區(qū)共劃分為二個水平，-190 水平，-510 水平。 ，其具體的數(shù)據(jù)為: 1)原煤的密度: =0.9 噸/米煤3 2)矸石的密度: 矸 =1.35 噸/米 3)含矸率: 10% 4)井深:450 米 5)最大班下井人數(shù): 260 人 6)坑木消耗: 9 米 /千噸煤3 根據(jù)以上情況,假如先進(jìn)行第一水平的開采年產(chǎn)量定為 150 萬 t,現(xiàn) 對其主進(jìn)行井提升設(shè)備的選型設(shè)計。 已知數(shù)據(jù)如下： （1） 礦井年生產(chǎn)量 150 萬噸； （2） 提升機(jī)工作制度為年工作日 300 天，每天工作 14 小時； （3）單水平提升，井筒深度 Hs=450m； （4）箕斗卸載高度為 Hx=20m； （5）箕斗裝載深度為 Hz=20m; （6）松散煤的密度為 0.9t/m3; （7）采用多繩摩擦式提升； （8）一套箕斗提升設(shè)備。 3.2 設(shè)計過程： 10 3.2.1 箕斗的選定 箕斗是單一用途的提升容器，僅用于提升煤炭或礦石。我國煤礦廣 泛采用固定斗箱底部卸載式箕斗，其優(yōu)點(diǎn)是閘門結(jié)構(gòu)簡單、嚴(yán)密，閘門 向上關(guān)閉沖擊小，當(dāng)煤倉已滿，煤為卸載完畢時，箕斗產(chǎn)生斷繩的可能 性很小?；烽l門開啟主要借助煤的壓力，因而卸載時傳遞到卸載曲軌 上的力較小，改善了井架受力狀態(tài)。該閘門的缺點(diǎn)是：如果閉鎖裝置一 旦失靈，閘門可能由于震動、沖擊而在井筒中自行開啟，不但會把煤卸 載在井筒里，還會撞壞井筒設(shè)備，因此必須認(rèn)真檢查閉鎖裝置。 箕斗設(shè)計和選用主要應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)堅固，有足夠的剛度，裝卸載快， 閘門工作可靠。 根據(jù)以上選擇原則，進(jìn)行箕斗基本參數(shù)的計算： （1）提升高度 H： H=Hz+Hs+Hx=20+450+20=490m 式(3.1) （2）經(jīng)濟(jì)提升速度 Vm: Vm=0.6 =0.6 =13.28m/s 式(3.2)490 式中 H為提升高度（m） ； Hs為礦井深度； Hx卸載高度，箕斗提升可取 15-25m；罐籠提升 可取為 0； HZ裝載高度，箕斗提升可取 18-25m；罐籠提升 可取為 0； （3) 一次提升循環(huán)估算時間 Tx: 初估加速度 a=0.8m/s;將式(3-1 )代入式(3-3)求得 Tx： 式(3.3)tvHam1xT 11 =73.5 s1028.349.01 式中: a1提升加、減速度 (開始可假定加、減速度相等)，對罐籠可暫 取為 0.70.75m/s 2；對箕斗可暫取為 0.8m/s2； 容器爬行階段附加時間，對罐籠可暫取為 5s；對箕斗可暫取t 為 10s； 容器裝卸載休止時間，可暫取為 10s； （4）按式(3-4)估算一次提升質(zhì)量 式(3.4)XrnfTtbAcam360/ 14305.752.1 =11.16 噸 式中: 礦井年產(chǎn)量（噸/年） ；nA 提升能力富裕系數(shù)，對第一水平要求 1.2；fa 提升工作不均衡系數(shù)；提升不均勻系數(shù)，有井底煤倉時，c c=1.11.15，無井底煤倉時，c=1.2 ，當(dāng)?shù)V井有兩套提升設(shè)備時， c=1.15，只有一套提升設(shè)備時，c=1.25； t日工作小時數(shù)，取 14 小時； br年工作日，取 300 天； 根據(jù)計算所得 ，從多繩箕斗規(guī)格表中選取一次提升質(zhì)量與之相 近的標(biāo)準(zhǔn)箕斗；寫出所選箕斗的型號，容器質(zhì)量（kg）, 有效容積 12 (m3)等參數(shù)?？紤]到將來可能加大礦井生產(chǎn)能力，故選用箕斗名義 裝載量為 8 噸的箕斗，其主要技術(shù)規(guī)格如下： 自重：Q z=11.5 噸； 全高：14450mm； 有效容積：13.2m 3; 最大終端載荷 440kn； 實(shí)際載重量 Q： Q= v 式 （3.5） Q=0.9 13.2=11.88 噸 式中: V箕斗的有效容積，m 3； 貨載散集密度，對于煤 =0.8t/m 31.0t/m 3； 3.2.2 提升剛絲繩的選型 選擇原則： 鋼絲繩在運(yùn)轉(zhuǎn)中受到許多應(yīng)力的作用和各種因素的影響，如靜應(yīng)力、 動應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和擠壓應(yīng)力等。磨損和銹蝕也將損害鋼絲 繩的性能，綜合考慮以上應(yīng)力因素的計算是困難的，目前國內(nèi)外都是按 靜載荷近似計算的。我國是按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定來設(shè)計的，其原 則是：鋼絲繩應(yīng)按最大靜載荷考慮一定的安全系數(shù)來進(jìn)行計算的。在經(jīng) 常性作業(yè)中，以提升作業(yè)載荷最重，故以此條件選擇鋼絲繩。 提升鋼絲繩是提升系統(tǒng)的重要組成部分。它直接關(guān)系到礦井的正常 生產(chǎn)和人員的安全，還影響提升機(jī)的設(shè)計，又是提升系統(tǒng)中經(jīng)常更換的 13 易耗品。因此無論從安全生產(chǎn)還是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行上考慮都要給予足夠的重視。 鋼絲繩在工作時候受到多種應(yīng)力作用，如靜應(yīng)力、動應(yīng)力、彎曲應(yīng) 力、接觸應(yīng)力、擠壓應(yīng)力等。這些原因?qū)е落摻z繩疲勞破壞，而磨損與 銹蝕也會降低鋼絲繩性能，縮短鋼絲繩使用壽命。綜合考慮這些影響并 精確的選擇、計算鋼絲繩是個復(fù)雜的問題。盡管國內(nèi)外對礦井提升鋼絲 繩進(jìn)行了大量的研究，但鋼絲繩強(qiáng)度計算理論尚未達(dá)到工程應(yīng)用的程度。 所以對礦井鋼絲繩的選擇計算仍按靜載荷進(jìn)行近似計算，同時考慮一定 的安全系數(shù)。且規(guī)定單繩纏繞式提升機(jī)裝置的安全系數(shù)為專為升降人員 的不得小于 9；升降人員和物料用的升降人員時不得小于 9，提升 物料時不得小于 7.5；專用升降物料的不得小于 6.5。 依據(jù)以上選擇原則，對提升機(jī)的鋼絲繩進(jìn)行計算和選用： （1）鋼絲繩最大懸垂長度 Hc，按式(2.6)計算： 預(yù)估井架高度 H j=30m： Hc=Hj+Hs+Hz=30+450+20=500m 式(3.6) Hc鋼絲繩最大懸垂長度，m； Hj井架高度，m；此值在計算鋼絲繩時尚不能精確確定，可采 用下列數(shù)值：罐籠提升 Hj=1525m；箕斗提升 Hj =3035m； Hs礦井深度，m； Hz由井底車場水平到容器裝載的距離（m） ，罐籠提升 Hz =0m； 箕斗提升 Hz =1825m； （2）估算鋼絲繩每米重量 P，由式(3.5) 、(3.6)并按式(3.7)計 算： 取鋼絲繩抗拉強(qiáng)度 =17000 kgcm 2，安全系數(shù) ma=7;B 14 式(3.7)CaB ZHmQn1.P 5071. )2(4 2.375 千克/米 式中: Q一次提升貨載的重量，千克； Qz容器的自身重量，千克； Ma安全系數(shù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，主井箕斗提升，m a大于等 于 7，取 ma=7； P鋼絲繩每米重量，千克/米； 故選用普通圓形股 6 19 型鋼絲繩，其技術(shù)特征為： 鋼絲繩直徑 d=26mm； 鋼絲直徑 =1.7mm； 鋼絲繩全部鋼絲斷裂力總和 Qq=492500 千克； 每米重 P=2.444 千克米； （3）鋼絲繩安全系數(shù)校核，由式(3.6) 、(3.7)并按式(3.8)計 算： 式(3.8)CzqapHQm41 504.2)1502(9 15 7.23 7 式中 Qq 所選鋼絲繩全部鋼絲破斷拉力總和，N； Q+QZ+pHc貨載、容器、鋼絲繩重量總和； 安全系數(shù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，主井箕斗提升， 大于am am 等于 7， 取 =7；由于實(shí)際安全系數(shù)大于 7,故所選鋼絲繩滿足安全要 求，合格可用。 提升鋼絲繩除合理選用外，還應(yīng)正確使用，精心維護(hù)，定期試驗(yàn)， 保證鋼絲繩處于良好的工作狀態(tài)，延長其使用壽命，保證提升工作的安 全。 3.2.3 提升機(jī)卷筒的選擇 卷筒是礦井提升機(jī)的主要承載部件，卷筒外一般設(shè)有木襯，并在木 襯上車出繩槽，目的是減少鋼絲繩與卷筒直接接觸而造成磨損，并使鋼 繩排列整齊。通過試驗(yàn)證明，木襯能夠提高卷筒的承載能力。 （1）提升機(jī)卷筒直徑 D： 式(3.9)d90 9026 2340 毫米 式(3.10)120D 12001.7 2040 毫米 選用卷筒直徑 D =2800mm。 16 （2）提升機(jī)卷筒寬度 B： 卷筒容繩寬度 式(3.11)3dD0H 268.1439 =1802.2 mm 式中: d鋼絲繩直徑，mm； 鋼絲繩繩圈之間的間距，一般取 23mm； 由于所需滾筒寬度小于標(biāo)準(zhǔn)提升機(jī)的寬度 1.7 米。所以提升時，滾 筒寬度滿足要求。 考慮誤差等實(shí)際情況，取 B=2000mm。 3.2.4 提升機(jī)的選擇 提升機(jī)是礦井提升設(shè)備的主要組成部分，供纏繞和傳動鋼絲繩之用， 以完成礦井提升或下放重物的任務(wù)?，F(xiàn)在我國生產(chǎn)和使用的礦井提升即 分兩大類：單繩纏繞式和多繩摩擦式。單繩纏繞式礦井提升機(jī)在我過礦 井提升中占有很大的比重，使用比較普遍，目前斜井、淺井、中小型礦 井以及鑿井中均大量使用。多繩摩擦式提升機(jī)由于具有安全可靠、體積 小、重量輕、使用于深井提升等優(yōu)點(diǎn)，在我國礦山得到了廣泛的應(yīng)用。 多繩摩擦提升機(jī)按布置可分為塔式和落地式兩大類。目前，我國主 要采用塔式，其優(yōu)點(diǎn)是：1）緊湊省地；2）省去天輪；3）全部載荷垂 直向下，井架穩(wěn)定性好；4）可獲得較大包角；5）鋼絲繩不致因無保護(hù) 地裸露在雨雪之中，而影響摩擦系數(shù)及使用壽命。但塔式較落地式的設(shè) 備費(fèi)用要昂貴得多，因提升塔較普通井架更為龐大且復(fù)雜，需要更多的 17 鋼材。此外，因?yàn)槁涞厥娇梢酝瑫r安裝提升塔和提升機(jī)；井架高度低符 合戰(zhàn)備觀點(diǎn)并有利于地震區(qū)建設(shè)。 多繩摩擦提升的優(yōu)點(diǎn)是： 1） 由于鋼絲繩不是纏繞在卷筒上，所以提升高度不受卷筒容繩量 的限制，故適用于深井提升； 2） 由于載荷是由數(shù)根鋼絲繩承擔(dān)，故提升鋼絲繩直徑就比相同載 荷下單繩提升的小，并導(dǎo)致主導(dǎo)輪直徑小。因而在同樣提升載荷下，多 繩提升機(jī)具有體積小、重量輕，節(jié)省材料、制造同意、安裝和運(yùn)輸方便 等特點(diǎn)； 3） 由于多繩提升機(jī)的運(yùn)動質(zhì)量小，故拖動電動機(jī)的容量與耗電量 均相應(yīng)減小； 4） 在卡罐和過卷的情況下，有打滑的可能性，可避免斷繩事故的 發(fā)生； 5） 繩數(shù)多，幾根鋼絲繩同時被拉斷的可能性極小，因此提高了提 升設(shè)備的安全性，可以不設(shè)斷繩保險器（防墜器） ； 6） 當(dāng)采用相同數(shù)量的左捻和右捻鋼絲繩時，可消除由于鋼絲繩松 捻而形成的同期罐耳作用于罐道上的壓力。 多繩摩擦提升的缺點(diǎn)是： 1）數(shù)根鋼絲繩的懸掛、更換、調(diào)整、維護(hù)檢修工作復(fù)雜； 2）當(dāng)有一根鋼絲繩損壞而需要更換時，為了保持各鋼絲繩具有相 同的工作條件，則需要更換所有的鋼絲繩； 3）因不能調(diào)節(jié)繩長，故雙鉤提升不能同時用于幾個中段提升，也 不適用于鑿井提升； 4）當(dāng)?shù)V井很深（例如超過 12001500 米）時，鋼絲繩故障較多， 故不適用于特別深的礦井提升。 18 由上述可知，多繩摩擦式提升機(jī)的優(yōu)越性是顯著的。雖然他最初是 因深井的需要而誕生的，但目前許多國家在淺井提升中也優(yōu)先采用。多 繩摩擦提升已成為現(xiàn)代提升的發(fā)展方向之一。 多繩摩擦提升機(jī)由主軸裝置、制動裝置、減速器、深度指示器車槽 裝置以及導(dǎo)向輪等部件組成。 所選提升機(jī)型號：JKD4 4 最大提升速度：12m/s 最大靜張力：32900 最大靜張力差：17000KN 鋼絲繩間距：300mm 質(zhì)量：72000 公斤 為了保證提升機(jī)有足夠的強(qiáng)度，還必須驗(yàn)算所選提升機(jī)最大靜張力 Fjmax（它關(guān)系到滾筒與主軸的強(qiáng)度）及最大靜張力差所選提升機(jī)最大靜 張力 Fc（它關(guān)系到主軸的強(qiáng)度）應(yīng)滿足下式： 式(3.12)maxjzFpHQ 12000+11500+2.444490=24695.6 KN 32900 KN 式(3.13)cp 12000+2.444490=13197.56 kN 17700KN 式中: Fjmax所選提升機(jī)最大靜張力； Fc 所選提升機(jī)最大靜張力差； 強(qiáng)度校驗(yàn)合格。 19 3.2.5 天輪的選擇 天輪安裝在井架上，做支撐，引導(dǎo)鋼絲繩轉(zhuǎn)向。天輪分為井上固定 天輪；鑿井及井下固定天輪；游動天輪三種。直徑 3.5m 以上時采用型 鋼裝配式天輪，直徑 3m 以下的采用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)。根據(jù)定型成套裝 備中規(guī)定以及所計算的鋼絲繩直徑可以選用名義直徑為 2500 毫米天 輪。 3.2.6 計算提升機(jī)與井筒的相對位置 （1)井架高度 Hj 煤礦安全規(guī)程規(guī)定，摩擦輪和導(dǎo)向輪的最小直徑同鋼絲繩的直徑 比，必須符合下列要求：無導(dǎo)向輪的塔式摩擦提升設(shè)備，井上 D80d， 井下 D70d；落地式及塔式摩擦提升設(shè)備，井上 D90d，井下 D80d 式(3.14)tmdgrxj RHH75.0 =20+14+10+5+0.75 2. =44.9 米 式中： Hx卸載高度，即由井口水平到卸載位置容器底部的高度， m對于罐籠提升：一般來說均在井口水平裝、卸載，這時 Hx0；對 于箕斗提升；地面要裝設(shè)煤倉，煤倉的高度與煤倉容積、生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動 化程度和箕斗卸載方式等因素有關(guān)，一般 Hx18 25m； Hr容器全高，由容器底至連接裝置最上面一個繩卡的距離， m，此值可由容器的規(guī)格表中查得； 20 Hg過卷高度(容器從卸載時正常位置，自由的提升到容器連接 裝置上繩卡同天輪輪緣接觸點(diǎn)的高度。 煤礦安全規(guī)程對立井提升過 卷高度的取值規(guī)定是:對于罐籠提升,當(dāng)最大速度 Vm4 米；當(dāng)最大速度 Vm 3 米 /秒時，Hg 10 米；對于箕斗提升，Hg 10 米； H 摩擦輪與導(dǎo)向輪見的高差，無導(dǎo)輪系統(tǒng) H =0；有導(dǎo)向輪md md 時，一般當(dāng) D2.25m 時取 4.5m；D=2.8m 時取 5m，D=3.25m 時取 6m，D=3.5m 是取 6.5m。 R摩擦輪半徑，m。 式（3.14）中最后一項 0.75R 是一段附加距離。這是因?yàn)檫^卷高度 只計算到過卷時容器連接裝置上繩頭與天輪輪緣相接觸點(diǎn)的距離。從這 一接觸點(diǎn)至天輪中心的距離大約為 0.75Rt。所以在計算井架全部高度 Hj時，要將此段距離計入。 在計算和選擇鋼絲繩時,曾估取井架高度 Hj為 30 米.經(jīng)過上述精確 計算,說明原估取數(shù)值可用,無需再校驗(yàn)鋼絲繩,將 Hj 圓整成 45 米. （2）滾筒中心線至井筒中提升鋼絲繩間水平距離 Ls 一般來說，在井筒與提升機(jī)房之間很難再設(shè)置其他建筑物，因此為 節(jié)省占地面積，滾筒中心線至井筒中鋼絲繩間水平距離 Ls愈小愈緊湊。 但根據(jù)井架天輪受力情況又可看出，為了提高井架的穩(wěn)定性，使其具有 較好的受力狀態(tài)，在井筒與提升機(jī)房之間設(shè)有井架斜撐。斜撐的基礎(chǔ) 與井筒中心的水平距離約為 0.6Hj左右，另外，還應(yīng)使機(jī)房的基礎(chǔ)與斜 撐的基礎(chǔ)保證不接觸，考慮上述原因，L 的最小值 L 可按下面經(jīng)驗(yàn)smins 公式(3.15)計算； 式(3.15)DHLjs5.36.0 21 0.644.9+3.5+2.5 32.9 米 式中： Hj井架高度，m. D提升機(jī)滾筒直徑，m。 （3）有導(dǎo)向輪時鋼絲繩對摩擦輪的圍包角，rad )tan(180)(180mddHrbR 式(3.16) =3.14+ ( -)1804.357.arctn5.2 =3.107 （4）落地摩擦提升機(jī)的井架高度 根據(jù)礦山的具體條件或防震要求，將摩擦提升機(jī)安裝在地面上， 在井筒上設(shè)置井架，安裝兩天輪組。井架高度參照有導(dǎo)向輪時井塔高度 計算確定。井架天輪組上下布置，分別置于不同高標(biāo)上，兩組天輪的中 心距離為 1.5)m。5.0(tjtDH （5）尾繩環(huán)高度 從最低裝車（裝載）水平容器底至尾繩環(huán)端部的高度 （56）WHq 式中 過卷（過放）高度 q 通常為 1520m，井底水平到尾繩環(huán)端部的高度不小于 5m。 22 3.2.7 預(yù)選提升電動機(jī) 作為提升機(jī)的動力部分，提升電動機(jī)的選擇關(guān)系到提升效率和工作 性能。因此在對提升電動機(jī)在選擇過程中主要從電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、額定功率 和額定拖動力方面考慮，對其進(jìn)行合理的計算與選擇： （1）預(yù)選 YR2000-8/1730 三相異步電動機(jī)，其技術(shù)特征如下： 額定功率 =2500KW,轉(zhuǎn)數(shù) =990r/min,效率 =0.94,飛輪轉(zhuǎn)矩ePend (GD2)d=12480N.m2 按式(3.17)計算： 式(3.17)得minr908.14326060ne iDVim 傳動比 i11.5 由于箕斗容積較大，故預(yù)定同步轉(zhuǎn)數(shù) nt=1000r/min。 （2）實(shí)際最大提升速度 :mV 式(3.18) s26.15.60 98214.3minDVe 則電動機(jī)功率： KW gQkj 2.47.185.012692.10= Pme 式(3.19) 小于額定功率 2500KW,所以符合。 式中： k礦井阻力系數(shù)，取 k=1.15； 減速器傳動效率，二級減速器取 =0.85；jj 動力系數(shù)，取 =1.2 23 （3）電動機(jī)的額定拖動力 ，由式(3.18)，(3.19)并按式(3.20)eF 計算: 式(3.20) 26.1850 =188721.3 N 3.2.8 計算傳動裝置的總傳動比 配傳動比i （1）有前面初步預(yù)算減速器的傳動比為 11.5； （2）分配傳動比： 01.45.1i4.i 87.2.i 3.2.9 主軸輸入功率及軸徑的確定 主軸的輸入功率與電動機(jī)輸出功率和運(yùn)動傳遞過程中各相連部件的 傳遞效率密切相關(guān)，按式（3.21）計算： 式總主 軸 eP （3.21） 23421e 2497.08.9.05 =2214KW 其中， 分別為聯(lián)軸器，軸承，齒輪和卷筒的傳遞效率。431, 分別取 。9.0,7.,98.0. 432 mjeevP10 24 主軸輸入轉(zhuǎn)矩 T ，按式（3.22）計算：主 軸 T =9.55106 =9.55 106 =296910N mm 主 軸 nP）（ 28.150 式（3.22） 按轉(zhuǎn)矩法初步確定該軸最小直徑 ，由式（3.23）并按式計算:mind 式(3.23)毫 米）（ 04.6832.10533min pcd 最小直徑在連軸器處，此外，主軸上有兩鍵槽，應(yīng)放大 7%左右， 故 =683.04（1+7%）=730.85mmmind 圓整為 =720mm，材料為 40Cr 鋼。i 式中： P為主軸軸傳遞的功率； n為主軸的轉(zhuǎn)速； c為許用應(yīng)力確定值，選用 40Cr，取 c=105。 表 3-1 常用材料的許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 值和 C 值 軸的材料 Q235，20 35 45 40Cr,35 SiMnaMP 1220 160135 2030 135118 3040 118107 4052 10798 25 注：當(dāng)作用在軸上的彎矩比傳遞的轉(zhuǎn)矩小或只傳遞轉(zhuǎn)矩時，C 值取較小值；否則取較大值。 3.2.10 根據(jù)軸徑確定主軸部分的安裝軸承 根據(jù)主軸軸徑選用圓錐滾子軸承 3506720 型，其技術(shù)參數(shù)如表 3-2： 表 3-2 軸承技術(shù)參數(shù) 3.2.11 減速器的設(shè)計 減速器的設(shè)計主要從傳動比和傳動平穩(wěn)性方面考慮，對其進(jìn)行計算 與設(shè)計，在考慮綜合因素滿足使用要求的情況下，經(jīng)濟(jì)性和傳動效率也 是減速器設(shè)計過程中需要特別注意的，它關(guān)系到能量利用程度，解決好 以上問題，能在一定程度上節(jié)省資源，提高經(jīng)濟(jì)。 有預(yù)選電動機(jī)的功率 Pe=2500KW,ne =742r/min,效率 =0.93 查得d 手冊電動機(jī)軸徑為 d=170mm。 （1）計算減速器各軸運(yùn)動和動力參數(shù) 各軸的轉(zhuǎn)速 高速軸 min901rne國內(nèi)新型號 國內(nèi)舊型號 內(nèi)徑 外徑 厚度 所屬分類3506/720 977/720 720 915 190 圓錐滾子軸承 26 中間軸 min24601. 92rin 低速軸 i7.85.3i 各軸的輸入功率 高速軸 = e =25000.99=2475 千瓦1P1 中間軸 = =24750.980.97=2352 千瓦232 低速軸 =23520.980.97=2236 千瓦3 按轉(zhuǎn)矩法對減速器各個軸直徑進(jìn)行確定： 即要求 3mincdP 其中，c 與材料有關(guān)，當(dāng)軸材料為 45 鋼時，c=115；當(dāng)軸材料為 40Cr 時，c=105；P 為輸入功率，n 為該軸轉(zhuǎn)速。 （2）計算減速器各軸最小直徑 高速軸直徑的確定： 高速軸最小直徑 毫 米6.1590215necd33min P 其中 c 為受材料影響的參數(shù)，查得軸為 40Cr 時 c=105。由于二級減 速器的高速軸上有一個鍵槽，故將計算值加大 3%，即 =156.6(1+3%)=161.3mm，圓整后 =170mm。xdma mind 中間軸直徑的確定：中間軸最小直徑 毫 米2.486751nP c33min 27 由于該軸上有兩個鍵槽，所以 =248.22（1+7%）=265.6mm，mind 圓整后取 =300mm。mind 低速軸直徑的確定： 低速軸最小直徑 毫 米29.3578.215nP cd33min 由于該軸上設(shè)有一個鍵槽故 =346.88（1+3%）=357.29mm,圓i 整為 =390mm。mind （3）各軸軸承的選擇 根據(jù)軸直徑選擇深溝球軸承中 16034 型。其技術(shù)參數(shù)如下表 3-3： 表 3-3 軸承技術(shù)參數(shù) 國內(nèi)新型 號 國內(nèi)舊型號 內(nèi)徑 外徑 厚度 所屬分類 16034 7000134 170 260 28 深溝球 軸承 28 圖 3-1 深溝球軸承 （4）齒輪參數(shù)的確定 根據(jù) GB/T1357-87 選用標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列，取齒輪模數(shù) m=16mm。 對于第一對齒輪： 取 =16，則 =4.0116 64。壓力角由 GB/T1356-88 取 。1z220 則 分度圓直徑 毫 米2561mzd1毫 米042 齒頂高 毫 米1haa1 齒根高 毫 米2065.c21ff 其中 =1， =0.25 為我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值。 稱為齒頂高系數(shù)，hc ha 稱為頂隙系數(shù)。c 29 齒全高 毫 米36125.0mcha21 齒頂圓直徑 毫 米816zda 毫 米42 齒根圓直徑 毫 米2165.0216mcha2zd1f 毫 米9844f2 基圓直徑 毫 米.cososd1b 毫 米2.602c2 齒距 毫 米4.51.3m1P 基圓齒距 毫 米2.70cos2.cos21b 齒厚 毫 米.5s 齒槽寬 毫 米12.e21 頂隙 毫 米465.0mc21 C 標(biāo)準(zhǔn)中心距 毫 米021Za2121 節(jié)圓直徑 毫 米56d1 毫 米0242 傳動比 16iZ 由表 3-4 取圓柱齒輪齒寬系數(shù) ，d 30 表 3-4 圓柱齒輪的齒寬系數(shù) 則齒寬 毫 米5621d2B 一般情況下，小齒輪要比大齒輪寬 3 到 10mm，故 毫 米64821 齒輪具體結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計： 由于高速大齒輪 ，所以做成腹板式結(jié)構(gòu)。如圖毫 米32015da 3-2 所示： 圖 3-2 高速大齒輪結(jié)構(gòu)圖 具體結(jié)構(gòu)數(shù)值為： 由前知道 =1056mm2ad毫 米8641056120 mDa 裝置狀況 兩支承相對小齒 輪作對稱布置 兩支承相對小齒輪 作不對稱布置 小齒輪作懸臂布置d 0.9- 1.4（1.2-1.9） 0.7-1.15（1.1- 1.65） 0.4-0.6 31 毫 米6425.0.BC毫 米136143D毫 米820毫 米106.30 對于第二對齒輪： 由于低速級齒輪傳動比 ，取模數(shù) m=16mm， 。87.2i 243Z 。 0.24i34Z 分度圓直徑 毫 米3416md3Z毫 米2074 齒頂高 毫 米16haa3 齒根高 毫 米5.cf4 其中 =1， =0.25 為我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值。 稱為齒頂高系數(shù)，hc ha 稱為頂隙系數(shù)。c 齒全高 毫 米36125.0mcha243 齒頂圓直徑 毫 米44zda 毫 米74 齒根圓直徑 毫 米341625.012mcha2zd3f 毫 米80704f 基圓直徑 毫 米.cos384osd3b 毫 米4615212c4 齒距 毫 米.0.m3P 基圓齒距 毫 米7cos5os4b 32 齒厚 毫 米12.5m43S 齒槽寬 毫 米e 標(biāo)準(zhǔn)中心距 毫 米75202416Za4343 頂隙 毫 米16.mcC 節(jié)圓直徑 毫 米8d3 毫 米1204 傳動比 9.7i3Z 由表 3-1 取圓柱齒輪齒寬系數(shù) =1，則齒寬d 毫 米0481d4B 毫 米3 具體結(jié)構(gòu)（低速大齒輪）數(shù)值為： 由前知道 =1152mm，則4ad毫 米9601240mDa毫 米15.BC毫 米67240.6.143毫 米82301D 33 （5）減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計算表 機(jī)座、蓋壁厚 =12mm 機(jī)座、蓋凸緣厚度 b= b1=18mm 機(jī)座底凸緣厚度 p=30mm 地腳螺釘直徑 d f=26mm 地腳螺釘數(shù)目 n=12 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑 d 1=20mm 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)結(jié)螺栓直徑 d 2=20mm 軸承端蓋螺釘直徑 d 3=12mm 窺視孔蓋螺釘直徑 d 4=10mm 定位銷直徑 d=20mm 外機(jī)壁至軸承座端面距離 L 1=72mm 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 1=36mm 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 2=32mm 機(jī)蓋，機(jī)座肋厚 m 1=m=10mm 3.2.12 聯(lián)軸器的設(shè)計 根據(jù)軸徑與連接類型及應(yīng)用范圍對聯(lián)軸器進(jìn)行設(shè)計： 34 （1） 主軸與減速器低速軸間半聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器類型為彈性柱銷聯(lián)軸器，材料為 ZG35，其結(jié)構(gòu)參數(shù)與工藝 要求如圖 3-3 圖 3-3 主軸半聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)工藝圖 （2） 電機(jī)與減速器高速軸間聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器類型為彈性柱銷聯(lián)軸器，未注圓角為 R=4mm，材料為 ZG35。 結(jié)構(gòu)如圖 3-4 圖 3-4 電機(jī)半聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)工藝圖 35 3.2.13 提升機(jī)各部分鍵的選擇 鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用來實(shí)現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩。在本設(shè)計中主要用鍵傳 遞轉(zhuǎn)矩，其與工作部分的配合為過度配合。根據(jù)軸徑與鍵聯(lián)接特點(diǎn)和配 合部分長度進(jìn)行鍵的選擇，原則是滿足工作條件的要求下盡量從產(chǎn)品設(shè) 計的經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，最大限度的降低成本，以節(jié)省投入。 （1）輪轂與主軸間鍵： 根據(jù) GB/T 1096-2003 選用鍵型號為普通平鍵。標(biāo)準(zhǔn)為：鍵 140 500 GB1096-79，表示鍵寬度為 140mm，長度為 500mm。 （2）減速器中間軸與高速大齒輪間鍵： 由于減速器中間軸與高速大齒輪配合處軸徑為 320mm,齒輪寬度為 256mm,故根據(jù) GB/T 1096-2003 選用鍵型號為平頭普通平鍵。標(biāo)準(zhǔn)為： 鍵 B80 220 GB/T 1096-2003，表示鍵寬度為 80mm，長度為 220mm。 （3）減速器中間軸與低速小齒輪間鍵： 由于減速器中間軸與低速小齒輪配合處軸徑為 340mm，齒輪寬度為 408mm，故根據(jù) GB/T 1096-2003 選用鍵型號為平頭普通平鍵。標(biāo)準(zhǔn)為： 鍵 B80 360 GB/T 1096-2003，表示鍵寬度為 80mm，長度為 360mm。 （4）減速器低速軸與低速大齒輪間鍵： 由于減速器低速軸與低速大齒輪配合處軸徑為 420mm，齒輪寬度為 400mm，故根據(jù) GB/T 1096-2003 選用鍵型號為平頭普通平鍵。標(biāo)準(zhǔn)為： 鍵 B100 320 GB/T 1096-2003，表示鍵寬度為 100mm，長度為 320mm。 （5）主軸與聯(lián)軸器間鍵： 由于主軸與聯(lián)軸器配合處軸徑為 720mm，左半聯(lián)軸器配合部分寬度 為 500mm，故根據(jù) GB/T 1096-2003 選用鍵型號為普通平鍵。標(biāo)準(zhǔn)為： 鍵 100 500 GB/T 1096-2003，表示鍵寬度為 160mm，長度為 500mm。 36 （6）減速器低速軸與聯(lián)軸器間鍵： 由于減速器低速軸與聯(lián)軸器配合處軸徑為 500mm，右半聯(lián)軸器配合 部分寬度為 500mm，故根據(jù) GB/T 1096-2003 選用鍵型號為普通平鍵。 標(biāo)準(zhǔn)為：鍵 100 500 GB/T 1096-2003，表示鍵寬度為 100mm，長度為 500mm。 （7）減速器高速軸與聯(lián)軸器間鍵： 由于減速器高速軸與聯(lián)軸器配合處軸徑為 170mm，左半聯(lián)軸器配合 部分寬度為 200mm，故根據(jù) GB/T 1096-2003 選用鍵型號為平頭普通平 鍵。標(biāo)準(zhǔn)為：鍵 B45200 GB/T 1096-2003，表示鍵寬度為 45mm，長度 為 200mm。 （8）電機(jī)與聯(lián)軸器間鍵： 由于電機(jī)與聯(lián)軸器配合處軸徑為 170mm，右半聯(lián)軸器配合部分寬度 為 200mm，故根據(jù) GB/T 1096-2003 選用鍵型號為平頭普通平鍵。標(biāo)準(zhǔn) 為：鍵 B45200 GB/T 1096-2003，表示鍵寬度為 45mm，長度為 200mm。 3.3 制動器的設(shè)計 按照煤炭安全規(guī)程及有關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，提升機(jī)(絞車)的制 動裝置必須達(dá)到下列要求。 （1）提升機(jī)(絞車) 必須裝設(shè)司機(jī)不離開位置即能操縱的常用閘(即 工作閘) 保險閘 (即安全閘) 。保險閘必須能在緊急時自動發(fā)生作用。 常用閘和保險閘共同使用一套閘瓦制動時，操縱部分必須分開。 雙滾筒提升機(jī)（絞車）的兩套閘瓦的傳動裝置必須分開。 （2）常用閘和保險閘必須經(jīng)常處于良好的狀態(tài)，保證靈活可靠。 37 在工作中，司機(jī)不準(zhǔn)離開工作崗位，也不準(zhǔn)擅自調(diào)節(jié)制動閘。 對具有兩套閘瓦只有一套傳動裝置的舊雙滾筒提升機(jī)（絞車） ，應(yīng) 加強(qiáng)閘瓦間隙和傳動系統(tǒng)的檢查和維護(hù)。 （3）保險閘必須采用配重式或彈簧式的制動裝置，除由司機(jī)操縱 外，還必須具有能自動抱閘的作用，并且在抱閘同時使提升裝置自動斷。 常用閘必須采用可調(diào)節(jié)的機(jī)械制動裝置。 （4）提升機(jī)（絞車）除有（常用閘和保險閘）外，應(yīng)加設(shè)定車裝 置，以便調(diào)整滾筒的位置（鋼絲繩的長度）或修理制動裝置時使用。 （5）保險閘（或保險閘第一級）的空動時間（由保護(hù)回路斷電時 起至閘瓦剛剛接觸到閘輪上的一段時間）：壓縮空氣驅(qū)動閘瓦式制動器 不得超過 0.5 秒，儲能壓縮驅(qū)動閘瓦式制動器不得超過 0.6 秒，盤式制 動器不得超過 0.3 秒。保險閘施閘時，在杠桿和閘瓦上不得發(fā)生顯著的 彈性擺動。 （6）提升機(jī)（絞車）的常用閘和保險閘制動時，所產(chǎn)生的力矩和 實(shí)際提升最大靜載荷重旋轉(zhuǎn)力之比（K） ，都不得小于 3。 （7）雙滾筒提升機(jī)（絞車）在調(diào)整滾筒旋轉(zhuǎn)的相對位置時（此時 游動滾筒與主軸脫離連接） ，制動裝置在各滾筒閘輪上所發(fā)生的力矩， 不得小于該滾筒所懸重量（鋼絲繩重量與提升容器重量之比）形成的旋 轉(zhuǎn)力矩的 1.2 倍。計算制動力矩時，閘輪和閘瓦摩擦系數(shù)根據(jù)實(shí)測確定， 一般采用 0.3 到 0.35；常用閘和保險閘的力矩應(yīng)分別計算。 （8）在立井和傾角 以上的傾斜井巷，提升裝置的保險閘發(fā)生作03 用時，全部機(jī)械的減速度：下放重載（設(shè)計額定的全部重量）時，不得 小于 1.5 米每二次方秒；提升重載時，不得超過 5 米每二次方秒。傾角 在 以下是傾斜井巷，下放重載時的制動減速度不得小于 0.75 米每二03 38 次方秒，提升重載時的制動減速度不得大于自然減速度 。cA , mcossinfgAc2 式中 -重力加速度， m ；g2 -井巷傾角， （ ） ；0 -繩端載荷的運(yùn)動阻力系數(shù)，一般采用 0.10 到f 0.105。 摩擦輪式提升裝置，常用閘或保險閘發(fā)生作用時，全部機(jī)械的減速 度，不得超過鋼絲繩的滑動極限（上提重物加速度階段及下放重物減速 度階段的動防滑安全系數(shù)不得小于 1.25，靜防滑安全系數(shù)不得小于 1.75） 。下放重載時，必須檢查減速度的最底極限。在提升重載時，必 須檢查減速度的最高極限。 （9）制動器的工作行程不得超過全程的四分之三，必須留有四分 之一作為調(diào)整時備用。司機(jī)操縱臺制動手把的移動應(yīng)當(dāng)靈活，在抱閘位 置時，應(yīng)有定位器來固定手把，防止手把從抱閘位置自動向前移動。 (10) 制動輪的橢圓度在使用前（新安裝或大修后）不得超過 0.5 至 1mm；使用中如超過 1.5mm 時，應(yīng)重新車削或換新的。 3.3.1 提升機(jī)制動器主要類型 提升機(jī)的制動器包括工作裝置(即制動閘)和傳動裝置,工作裝置直接 作用于制動輪，產(chǎn)生摩擦力矩；傳動裝置是工作裝置產(chǎn)生或解除制動摩 擦力的機(jī)構(gòu)。因此，按工作裝置裝置結(jié)構(gòu)區(qū)分，制動器可分為盤式制動 器和塊式制動器；按傳動裝置的動力源區(qū)分，制動器可分為液壓式、氣 壓式和彈簧式。塊式制動器一般都是閘塊壓在提升機(jī)滾筒的制動輪上而 產(chǎn)生制動力矩，出于閘塊與制動輪的作用方式差別，塊式制動器有角移 式、平移式和綜合式之分。 39 圖(a)是角移式塊閘的原理圖,兩個閘瓦塊始終繞基座上的固定鉸接 點(diǎn)轉(zhuǎn)動，故名為角移式。當(dāng)制動動力向上拉三角塊杠桿時，杠桿的聯(lián)動 會產(chǎn)生連桿拉力，從而迫使塊閘壓向制動輪，產(chǎn)生制動力；當(dāng)外動力使 三角塊向下壓時，連桿的壓力則使塊閘分離開制動輪，即達(dá)到松閘。 圖(b)是常見平移式塊閘的原理圖，兩個閘瓦始終由一連桿在其中心 鉸接，連桿的另一端則與基座鉸接。兩個閘瓦塊的端頭用杠桿系統(tǒng)約束 起來，在三角塊杠桿上提作用下，各連桿內(nèi)部的拉力使兩閘塊壓向制動 輪，從而產(chǎn)生制動力；當(dāng)三角塊杠桿下放時，各連桿內(nèi)部的壓力迫使閘 塊與制動輪分離。由于閘塊是在連桿轉(zhuǎn)動時壓向制動輪的，故閘塊是整 體平移運(yùn)動，故稱之為平移式。 圖(c)是綜合式閘塊的一種形式，由于閘塊與角移桿鉸接