機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-煤礦專用提升容器設(shè)計(jì)--箕斗鋼絲繩懸掛裝置設(shè)計(jì)【全套圖紙】.doc

學(xué)校代碼： 11059 學(xué) 號(hào)：0410301092Hefei University本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）BACHELOR DISSERTATION論文題目：煤礦專用提升容器設(shè)計(jì) 煤礦箕斗鋼絲繩懸掛裝置設(shè)計(jì) 學(xué)科專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 作者姓名： 導(dǎo)師姓名： 完成時(shí)間： 煤礦箕斗鋼絲繩懸掛裝置設(shè)計(jì)中 文 摘 要提升鋼絲繩懸掛裝置是提升容器與鋼絲繩的連接機(jī)構(gòu)。對(duì)于多繩提升來說，除了必須保證連接可靠外，還要求便于每根鋼絲繩的調(diào)整長(zhǎng)度和平衡張力。JD系列多繩提煤箕斗采用XJ型懸掛裝置。這種懸掛裝置由XS型楔形繩環(huán)、LYT型螺旋液壓調(diào)繩器和連板組件等組成，它的上部通過楔形繩環(huán)與提升鋼絲繩連接，下部主連桿用銷軸與箕斗框架連接。鋼絲繩長(zhǎng)度和張力的調(diào)整用螺旋液壓調(diào)繩器來完成。調(diào)繩時(shí)用手壓泵將油壓入各油缸中。由于油缸是互相連通的，而且缸徑又相同，當(dāng)載荷全部由油壓支承時(shí)，每根鋼絲繩的張力基本上是平衡的。XJ型懸掛裝置的優(yōu)點(diǎn)是安全可靠、調(diào)繩方便，可迅速實(shí)現(xiàn)鋼絲繩張力平衡。這種懸掛裝置在國內(nèi)煤炭、冶金各礦井中得到廣泛采用。 Mine skip rope suspension designABSTRACT Hoisting cable suspension is to raise the vessel with rope connecting institutions. For more Shengti up, apart from the need to ensure a reliable connection, and to facilitate the adjustment of each rope length and balance of tension. JD Series Shengti skip using coal XJ-suspension. This suspension by the XS-wedge rope ring, LYT-spiral Hydraulic rope and even the board components such as composition, its upper wedge through the ring ropes and hoisting cable connection, the lower part of the main link with Pin and skip Framework connection. Rope length and tension with the adjustment screw Hydraulic-rope to complete. When the hand-rope pressure to the hydraulic pump in the fuel tank. As the fuel tanks are mutually connected, but also bore the same, when the load all by the hydraulic support, each of the tension wire rope is basically balanced. XJ-type suspension of the advantages of secure, reliable, easy-rope, wire rope tension can quickly achieve balance. This suspension in the domestic coal, metallurgical coal mine in the widespread adoption.第一章 前言11.1影響鋼絲繩張力不平衡的因素.11.1.1繩槽直徑的偏差11.1.2各鋼絲繩的長(zhǎng)度偏差11.1.3各鋼絲繩的剛度偏差11.2改善各鋼絲繩張力不平衡的措施.11.2.1調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)11.2.2調(diào)節(jié)繩槽直徑21.2.3采用張力平衡機(jī)構(gòu)31.2.4采用彈性摩擦襯墊31.3液壓連通器式張力平衡裝置31.3.1普通連通器式張力平衡裝置31.3.2機(jī)械式張力平衡裝置41.3.3杠桿組式張力平衡裝置51.3.4滑輪組式張力平衡裝置51.4 JD系列多繩提煤箕斗.61.4.1 JD系列多繩提煤箕斗的組成及分類61.4.2JD系列多繩提煤箕斗XJ型懸掛裝置.8第二章 計(jì)算92.1 多繩箕斗設(shè)計(jì)計(jì)算.92.1.1提升鋼絲繩懸掛裝置設(shè)計(jì)計(jì)算.92.1.1.1 XS型楔形繩環(huán)92.1.1.1.1夾鐵強(qiáng)度驗(yàn)算.112.1.1.1.2夾板銷軸孔強(qiáng)度驗(yàn)算 122.1.1.1.3連接銷軸強(qiáng)度驗(yàn)算.122.1.1.2 螺旋液壓調(diào)繩器.132.1.1.2.1缸壁強(qiáng)度.132.1.1.2.2缸體法蘭連接螺栓強(qiáng)度.132.1.1.2.3缸體螺紋連接處強(qiáng)度.142.1.1.3吊桿及圓螺母強(qiáng)度計(jì)算152.1.1.3.1吊桿.152.1.1.3.2圓螺母.152.1.1.4缸座強(qiáng)度計(jì)算162.1.1.5連板組件162.1.1.6 三角連板強(qiáng)度驗(yàn)算.172.1.1.7 主連桿及連接銷軸強(qiáng)度計(jì)算.192.1.1.7.1主連桿192.1.1.7.2上部連接銷軸202.1.1.7.3下部連接銷軸20第三章 主要零部件的工藝分析.21 3.1連接板的工藝分析213.2雙向連接板的工藝分析.213.3 三角連板的工藝分析.213.4 拉桿的工藝分析.21第四章 結(jié)束語.22參考文獻(xiàn)23致謝24第一章 前言概述：立井多繩箕斗是在煤礦立井中用來配合摩擦輪提升機(jī)提升礦物的一種提升容器。目前我國煤礦使用的是JD系列立井多繩提煤箕斗。該系列箕斗已列入煤炭部部頒標(biāo)準(zhǔn)。提升鋼絲繩懸掛裝置是提升容器與鋼絲繩的連接機(jī)構(gòu)。對(duì)于多繩提升來說，除了必須保證連接可靠外，還要求便于每根鋼絲繩的調(diào)整長(zhǎng)度和平衡張力。多繩提升系統(tǒng)各鋼絲繩的張力相差較大時(shí),就會(huì)發(fā)生鋼絲繩竄動(dòng),造成繩槽劇烈磨損。生產(chǎn)實(shí)踐證明,如何使多繩摩擦提升的鋼絲繩達(dá)到受力均勻,是增加鋼絲繩和襯墊使用壽命、提高生產(chǎn)率及防止斷繩、保證安全提升的一個(gè)重要問題。1.1 影響鋼絲繩張力不平衡的因素1.1.1 繩槽直徑的偏差由于加工各繩槽時(shí),直徑存在加工誤差,且繩槽在運(yùn)轉(zhuǎn)中磨損程度也不相同,所以繩槽直徑大小必然有差別。直徑愈大的繩槽,其上升側(cè)的張力愈大,下放側(cè)的張力愈小,這就出現(xiàn)了張力不平衡現(xiàn)象。1.1.2各鋼絲繩的長(zhǎng)度偏差多繩提升的各鋼絲繩兩端都分別連接在兩個(gè)提升容器上,鋼絲繩長(zhǎng)度都應(yīng)相等。但在懸掛各鋼絲繩時(shí),它們的長(zhǎng)度不可能絕對(duì)相等,因此它們之間的彈性伸長(zhǎng)就各不相同,使鋼絲繩的張力也就各不相同。1.1.3各鋼絲繩的剛度偏差由于鋼絲繩的材質(zhì)和加工精度不可能絕對(duì)相同,所以各鋼絲繩的彈性模量和斷面積也不可能完全一致,因而各鋼絲繩在同一載荷作用下,它們的彈性伸長(zhǎng)不同,張力也就不同。在實(shí)際中,多繩摩擦提升都要求采用同一批生產(chǎn)的鋼絲繩,且更換一根鋼絲繩時(shí),其它幾根鋼絲繩也必須同時(shí)更換,以使鋼絲繩剛度偏差的影響減至最小。在實(shí)際生產(chǎn)中,對(duì)上述三個(gè)因素必須引起足夠重視。特別是繩槽直徑的偏差和鋼絲繩長(zhǎng)度的偏差,因其難以避免,更應(yīng)加以特別重視。這樣才不致因?yàn)殇摻z繩的張力不平衡而引的嚴(yán)重滑動(dòng)、繩槽的急劇磨損以至斷繩。1.2改善各鋼絲繩張力不平衡的措施國內(nèi)外的煤炭安全規(guī)程都對(duì)多繩提升系統(tǒng)鋼絲繩張力不均勻程度的限制作了明確的規(guī)定。超過規(guī)定應(yīng)對(duì)鋼絲繩張力進(jìn)行調(diào)整即調(diào)繩。調(diào)繩包括兩項(xiàng)內(nèi)容:其一是調(diào)節(jié)繩長(zhǎng);其二是車削繩槽。1.2.1調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)的方法主要是采用調(diào)繩器定期調(diào)整繩長(zhǎng),具體方法是提升容器在井底處,利用液壓調(diào)繩器打壓,調(diào)節(jié)各鋼絲繩的懸掛長(zhǎng)度使之相等,即張力相同。有些礦井也使用墊塊式調(diào)繩器或螺旋式調(diào)繩器調(diào)繩,但效果都不如液壓式調(diào)繩器調(diào)繩精確、方便。當(dāng)采用定期調(diào)整鋼絲繩長(zhǎng)度以調(diào)整其張力差時(shí),必須知道各鋼絲繩的張力大小,以便張力差達(dá)到一定值時(shí)進(jìn)行調(diào)整。為了測(cè)知張力,可在各繩的連接裝置上安設(shè)測(cè)力計(jì),定期進(jìn)行測(cè)定。也可利用鋼絲繩被測(cè)的“回波”時(shí)間來測(cè)量鋼絲繩的張力差,這個(gè)方法簡(jiǎn)單可行。先將有載重的容器下放到最低水平,但不落在任何承接裝置上,測(cè)量人員站在井塔上突然推動(dòng)鋼絲繩,同時(shí)按下秒表,這時(shí)彈性波即沿鋼絲繩向下傳播,到達(dá)提升容器后反射回來,當(dāng)傳回到原來推動(dòng)鋼絲繩的位置時(shí),即可明顯地看到鋼絲繩突然抖動(dòng),此時(shí)按停秒表,得回波傳遞的時(shí)間,鋼絲繩中張力愈大,則時(shí)間愈短(即波速大),依次對(duì)各繩進(jìn)行測(cè)量,若各繩的時(shí)間相差超過10%時(shí),應(yīng)進(jìn)行調(diào)繩,此法可簡(jiǎn)稱為“振波法”1。1.2.2調(diào)節(jié)繩槽直徑繩槽直徑是指鋼絲繩在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由摩擦輪直徑和鋼絲繩的直徑及襯墊受壓后彈性變形等多種因素綜合的實(shí)際纏繞直徑。摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)一定的圈數(shù)之后,鋼絲繩不打滑且各繩的位移量相同,則證明繩槽直徑相等。各繩槽直徑完全相等是很難的,但是必須盡量減少繩槽直徑差。測(cè)量繩槽直徑差可選取繩槽的周長(zhǎng)為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),各繩槽有等周長(zhǎng)為必要工作條件?，F(xiàn)場(chǎng)一般采用標(biāo)記法測(cè)量繩槽的周長(zhǎng)誤差,如圖1所示。: 工作在無導(dǎo)向輪側(cè)進(jìn)行,將兩提升容器置于井筒的中部附近,調(diào)整容器上的鋼絲繩平衡裝置,使所有平衡桿都處于近似水平位置。在鋼絲繩的同一水平面記上四個(gè)符號(hào)(圖1所示),開動(dòng)提升機(jī),將記有符號(hào)的一側(cè)鋼絲繩下放,轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)圈后(圈數(shù)是任意的,以停車時(shí)人們便于觀察記上的符號(hào)為宜)停車,測(cè)出各記號(hào)的高低差值i,如圖2所示。符號(hào)最高的那根鋼絲繩的繩槽直徑最小,不宜再車削。相應(yīng)地調(diào)整其它繩槽車刀的進(jìn)給量i,利用多繩提升設(shè)備中專用的車槽裝置車削繩槽。i可按下式計(jì)算:i=i2n式中:n主導(dǎo)輪在測(cè)量時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。因受鋼絲繩和襯墊的彈性變形以及另一側(cè)容器接近上升點(diǎn)時(shí)張力重新分配的影響,標(biāo)記法只能反映出繩槽周長(zhǎng)的大致差異。現(xiàn)有一種新型專用測(cè)量裝置,將其裝上車刀后,裝置上的摩擦滾輪與繩槽接觸,通過接收滾輪的轉(zhuǎn)角脈動(dòng)信號(hào)來測(cè)量繩槽的周長(zhǎng)2。這種方法排除了標(biāo)記法的影響,測(cè)量精度很高。1.2.3采用張力平衡機(jī)構(gòu)除了上述兩種改善多繩提升鋼絲繩張力平衡的措施外,加平衡裝置也可使提升鋼絲繩的張力接近平衡?，F(xiàn)有的平衡機(jī)構(gòu)形式多樣,但在使用效果上都不盡如人意,且使用方法也不及調(diào)整繩長(zhǎng)和輪徑簡(jiǎn)單可靠,故不再贅述。1.2.4采用彈性摩擦襯墊如果采用較大彈性的摩擦襯墊,在很大程度上可以改善鋼絲繩張力的不平衡。這是因?yàn)楫?dāng)某根鋼絲繩張力增大后,該鋼絲繩壓向襯墊的壓力也增大,因而壓縮彈性襯墊使其繩槽直徑減小,鋼絲繩張力也隨之減小。目前,我國各礦井多采用聚氨基甲酸脂橡膠摩擦襯墊,效果很好。近幾年來，人們對(duì)鋼絲繩張力平衡問題做了深入的研究和持續(xù)改進(jìn)，研究出了利用油壓缸平衡張力的辦法，即多繩摩擦提升機(jī)。 多繩摩擦提升機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代立井提升中得到廣泛使用。但是,其主導(dǎo)輪摩擦襯墊的磨損一直是人們所關(guān)注的問題。人們?cè)谀湍ゲ牧系难芯糠矫孀隽舜罅抗ぷ?并取得了可喜的成果;另外人們對(duì)造成襯墊過度磨損的成因方面也做了一些研究,認(rèn)識(shí)到:由于提升機(jī)的制造誤差、安裝誤差、調(diào)繩誤差以及在運(yùn)行過程中各根鋼絲繩的強(qiáng)力變化,主導(dǎo)輪同側(cè)鋼絲繩之間常常出現(xiàn)張力不等,即張力不平衡的情況,它一方面加速了襯墊的磨損,另一方面還加劇了在運(yùn)行過程中鋼絲繩的橫向振動(dòng),增加了不安全因素。于是,各生產(chǎn)礦井都需要研制一種工作可靠的鋼絲繩張力自動(dòng)平衡裝置。1.3液壓連通器式張力平衡裝置液壓連通器式張力平衡裝置按其工作油缸的安裝方式可分為普通連通器式張力平衡裝置和倒置連通器式張力平衡裝置。1.3.1普通連通器式張力平衡裝置這種鋼絲繩張力平衡裝置在一些礦井提升中已有所應(yīng)用,各提升鋼絲繩分別連于活塞桿上,罐籠(或箕斗)懸掛在油缸底端。油缸上下腔充滿液壓油,并分別用導(dǎo)油管將各油缸的上腔與上腔、下腔與下腔連通起來。當(dāng)各提升鋼絲繩張力相同時(shí),活塞桿不會(huì)伸縮,液壓油也不會(huì)在各油缸之間相互流通。假如1號(hào)鋼絲繩張力大于其它鋼絲繩張力時(shí),那么1號(hào)油缸上腔油壓必大于其它油缸,于是液壓油便會(huì)通過上導(dǎo)油管進(jìn)入其它油缸上腔,從而導(dǎo)致1號(hào)油缸活塞桿外伸,鋼絲繩張力下降,其它油缸活塞桿回縮,鋼絲繩張力升高。與此同時(shí),其它油缸下腔的液壓油通過下部導(dǎo)油管流入1號(hào)油缸下腔,直到各提升鋼絲繩張力相等為止。圖1普通連通器式張力平衡裝置工作原理示意該鋼絲繩張力平衡裝置原理簡(jiǎn)單,容易便于安裝,在液壓件正常工作時(shí),可實(shí)現(xiàn)鋼絲繩張力自動(dòng)平衡,且效果明顯。其缺點(diǎn)是油缸口部密封效果差,工作一段時(shí)間,便會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重泄漏現(xiàn)象。另外,由于活塞桿向上布置,在環(huán)境較差的井筒中工作,活塞桿工作表面很容易被腐蝕,污物也容易侵入缸體內(nèi)部,加劇密封的磨損,嚴(yán)重影響使用壽命。1.3.2倒置連通器式張力平衡裝置針對(duì)普通連通器式張力平衡裝置存在的缺陷,分析了其密封過早失效的原因,并通過反復(fù)研究,提出了倒置連通器式張力平衡裝置的設(shè)計(jì)方案,其原理見圖2。裝置與上一種裝置的主要不同點(diǎn)在于油缸采用倒置工作方式,提升鋼絲繩通過活塞桿傳力框架與活塞桿相連,罐籠(或箕斗)通過油缸傳力框架懸掛于油缸缸體上,油缸底腔為工作油腔。在相同的載荷和油缸尺寸下,工作油腔的壓力相對(duì)較低,而且,由于工作腔密封處未與空氣直接接觸,增強(qiáng)了密封效果。由于油缸倒置,污物不易進(jìn)入缸體內(nèi)部,活塞桿工作表面也不易被腐蝕。工作實(shí)踐證明,柱面密封比孔面密封耐久性更好?？梢灶A(yù)見,倒置連通器式張力平衡裝置工作將更加可靠,壽命會(huì)更長(zhǎng);其缺點(diǎn)是構(gòu)件數(shù)量多,制造成本略有增加。1.3.3機(jī)械式張力平衡裝置機(jī)械式張力平衡裝置是通過機(jī)械裝置來完成張力平衡的。機(jī)械式張力平衡按其機(jī)械型式可分為滑輪組式張力平衡裝置和杠桿組式張力平衡裝置。1.3.4杠桿組式張力平衡裝置杠桿組式張力平衡裝置機(jī)構(gòu)見圖3。它是利用杠桿組來實(shí)現(xiàn)張力自動(dòng)平衡的,是一種應(yīng)用較多的張力平衡裝置。其優(yōu)點(diǎn)是重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、反應(yīng)靈敏;其缺點(diǎn)是受各鋼絲繩之間的距離限制,平衡桿長(zhǎng)度不能隨意加長(zhǎng),鋼絲繩調(diào)整距離偏小,僅適用于井深不太大的礦井。1.3.5滑輪組式張力平衡裝置圖4為滑輪組式張力平衡裝置原理圖。提升鋼絲繩連于動(dòng)滑輪,定滑輪連于罐籠(或箕斗),調(diào)整鋼絲繩兩端固定在罐籠(或箕斗)上,并將定滑輪與動(dòng)滑輪聯(lián)系起來,形成滑輪組系統(tǒng)。當(dāng)各提升鋼絲繩張力相同時(shí),滑輪組并不工作,但假如1號(hào)提升鋼絲繩張力大于其它鋼絲繩張力時(shí),那么,與1號(hào)動(dòng)滑輪對(duì)應(yīng)的調(diào)整繩段將會(huì)增長(zhǎng),1號(hào)提升鋼絲繩張力下降,而其它動(dòng)滑輪對(duì)應(yīng)的調(diào)整繩段將會(huì)有所縮短,相應(yīng)的提升鋼絲繩將會(huì)拉緊,張力提高,直至各鋼絲繩張力相同。這種裝置原理簡(jiǎn)單,工作可靠,調(diào)整距離可視需要,通過改變調(diào)整鋼絲繩工作長(zhǎng)度來任意調(diào)整,可適于不同井深的礦井。但是,一旦調(diào)整鋼絲繩發(fā)生斷裂,即會(huì)發(fā)生墜罐事故,不能象連通器式張力平衡裝置那樣當(dāng)張力自調(diào)介質(zhì)壓力油發(fā)生泄漏后,提升機(jī)仍能繼續(xù)工作,不會(huì)馬上出現(xiàn)安全問題。對(duì)這種平衡裝置可采取的安全措施是使用滑輪排和多條調(diào)整鋼絲繩,以提高其安全度。倒置連通器式張力平衡裝置和滑輪組式張力平衡裝置是最近研究設(shè)計(jì)的提升鋼絲繩張力自動(dòng)平衡裝置。縱觀國內(nèi)外機(jī)械應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì),由于液壓元件的可靠性和耐久性還未完全過關(guān),出現(xiàn)了由液壓式向機(jī)械式“反流”的現(xiàn)象。因此,機(jī)械式張力平衡裝置仍具有繼續(xù)研究和應(yīng)用價(jià)值,特別是適用范圍較廣的滑輪組式張力平衡裝置需要在安全性和靈敏度等問題上作進(jìn)一步研究。連通器式張力平衡裝置的關(guān)鍵問題是密封可靠性問題,在機(jī)械式張力平衡裝置尚未完善之前,這種裝置仍具有其應(yīng)用價(jià)值。而在兩種連通器式張力平衡裝置之中,倒置連通器式張力平衡裝置更具有實(shí)用價(jià)值。1.4JD系列多繩提煤箕斗1.4.1 JD系列多繩提煤箕斗的組成及分類JD系列多繩提煤箕斗按罐道分，有鋼絲繩罐道和剛性罐道兩種。鋼絲繩罐道箕斗起罐道布置在箕斗兩側(cè)面的四角，導(dǎo)向用半分滑套。剛性罐道箕斗，采用矩型斷面罐道，膠輪滾動(dòng)罐耳，罐道布置在箕斗兩端。JD系列多繩提煤箕斗按裝載方向又可分為同側(cè)裝卸式和異側(cè)裝卸式兩種。JD系列多繩提煤箕斗按名義載重量分有4、6、9、12、17五種噸位：按斗箱斷面分，有2200X1100毫米、2300X1300毫米和2400X1550毫米三種尺寸；按提升鋼絲繩數(shù)分，有4繩和6繩兩種。結(jié)合以上不同種類共組成二十八個(gè)品種。立井多繩提煤箕斗的基本參數(shù)見表1-1.表1-1 JD系列多繩提煤箕斗多 繩 提 煤 箕 斗 型 號(hào)名義載煤量有效容積斗箱斷面最大終端載荷 鋼 絲 繩 罐 道剛 性 罐 道同側(cè)裝卸式異側(cè)裝卸式同側(cè)裝卸式異側(cè)裝卸式JDS-4/55X4JDSY-4/55X4JDG-4/55X4JDGY-4/55X444.42200x110022JDS-6/55X4JDSY-6/55X4JDG-6/55X4JDGY-6/55X466.62200x110022JDS-6/75X4JDSY-6/75X4JDG-6/75X4JDGY-6/75X466.62200x110030JDS-9/110X4JDSY-9/110X4JDG-9/110X4JDGY-9/110X49102300x130044JDS-12/110X4JDSY-12/110X4JDG-12/90X4JDGY-12/90X41213.22300x130044JDS-12/90X6JDSY-12/90X6JDG-12/90X6JDGY-12/90X41213.22300x130054JDS-16/150X4JDSY-16/150X4JDG-16/150X4JDGY-16/150X41617.62400x155060JDS-17/160X4JDSY-17/160X4JDG-17/160X4JDGY-17/60X41718.22400x155064多 繩 提 煤 箕 斗 型 號(hào)主鋼絲繩罐道剛性CDEF同側(cè)裝卸式異側(cè)裝卸式同側(cè)裝卸式異側(cè)裝卸式JDS-4/55X4JDS-4/55X4JDS-4/55X4JDS-4/55X4140080020001250JDS-6/55X4JDS-6/55X4JDS-6/55X4JDS-6/55X4JDS-6/75X4JDS-6/75X4JDS-6/75X4JDS-6/75X4JDS-9/110X4JDS-9/110X4JDS-9/110X4JDS-9/110X4160083021001450JDS-12/110X4JDS-12/110X4JDS-12/110X4JDS-12/110X4JDS-12/90X6JDS-12/90X6JDS-12/90X6JDS-12/90X6JDS-16/150X4JDS-16/150X4JDS-16/150X4JDS-16/150X4185085022001700JDS-17/160X4JDS-17/160X4JDS-17/160X4JDS-17/160X4195088023001750表中型號(hào)標(biāo)記示例說明如下：J D S Y-12/110X4提升鋼絲繩數(shù)為4繩每根提升鋼絲繩懸掛裝置的破壞載荷為110噸力箕斗名義載重為12噸異側(cè)裝卸式（同側(cè)裝卸不標(biāo)注）鋼絲繩罐道（剛性罐道標(biāo)記G）立井多繩提煤箕斗JD系列多繩提煤箕斗有提升鋼絲繩懸掛裝置、框架、斗箱、閘門裝置、尾繩懸掛裝置、導(dǎo)向裝置、活動(dòng)蓋板和安全蓬蓋等部件組成。井底煤倉的煤炭通過裝載設(shè)備計(jì)量斗裝入箕斗斗箱。箕斗提升到地面后，借助安裝在卸載位置的固定曲軌打開斗箱底部閘門，將煤卸入井口煤倉。卸載后，當(dāng)箕斗逐漸下放離開卸載位置時(shí)，卸載曲軌又將閘門自動(dòng)關(guān)閉，于是空箕斗即可下放至井底重新進(jìn)行裝載工作。1.4.2 JD系列多繩提煤箕斗懸掛 JD系列多繩提煤箕斗采用XJ型懸掛裝置，如下圖這種懸掛裝置由XS型楔形繩環(huán)、LYT型螺旋液壓調(diào)繩器和連板組件等組成，它的上部通過楔形繩環(huán)與提升鋼絲繩連接，下部主連桿用銷軸與箕斗框架連接。鋼絲繩長(zhǎng)度和張力的調(diào)整用螺旋液壓調(diào)繩器來完成。調(diào)繩時(shí)用手壓泵將油壓入各油缸中。由于油缸是互相連通的，而且缸徑又相同，當(dāng)載荷全部由油壓支承時(shí)，每根鋼絲繩的張力基本上是平衡的。此時(shí)即可將圓螺母擰緊，拆除手壓泵，調(diào)繩工作即告完成。XJ型懸掛裝置的優(yōu)點(diǎn)是安全可靠、調(diào)繩方便，可迅速實(shí)現(xiàn)鋼絲繩張力平衡。這種懸掛裝置在國內(nèi)煤炭、冶金各礦井中得到廣泛采用。第二章 多繩箕斗懸掛設(shè)計(jì)計(jì)算2.1 多繩箕斗設(shè)計(jì)計(jì)算以剛性罐道、同側(cè)裝卸式、四繩十七噸提煤箕斗為例進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。（一）以知數(shù)據(jù)（二）箕斗型號(hào)：JDG12/110x4；名義載重：Qm = 17000kgf ;有效容積：V = 1300mm ;斗箱斷面：2300 x 1300mm ;箕斗自重：Qj = 12365kgf ;最大終端載荷：P0 = 64000kgf;配用提升機(jī)型號(hào)：JKM3.25 x 4.2.1.1 提升鋼絲繩懸掛裝置設(shè)計(jì)計(jì)算懸掛裝置的最大工作載荷P0取值與所配用提升機(jī)的最大靜張力相同，以充分發(fā)揮提升機(jī)和箕斗的使用范圍。每根鋼絲繩上允許工作載荷P則按平均值選取。為了使箕斗和罐籠能共同使用其中的通用部件，共設(shè)計(jì)了五種箕斗用的懸掛裝置， 對(duì)于JDG-12/110 x 4型箕斗 ，懸掛裝置采用XJ-110 x 4型。2.1.1.1 XS型楔形繩環(huán)箕斗XJ系列懸掛裝置有五種規(guī)格XS型楔形繩環(huán)?；咀饔昧τ?jì)算對(duì)于雙面楔緊式楔形繩環(huán)，其技術(shù)簡(jiǎn)圖如圖11-15。作用在鋼絲繩上的拉力P在AB段由摩擦力2Fn1平衡一部分，因而在截面A 處作用在鋼絲繩上的拉力為：在截面C處，這個(gè)拉力的另一部分又被楔子圓弧段所產(chǎn)生的摩擦力T所平衡 式中 f鋼絲繩與繩環(huán)零件之間的摩擦系數(shù)；楔子兩邊的夾角rad在截面C處的拉力為 鋼絲繩在CD段上的作用力由摩擦力與剩余部分的拉力平衡?，F(xiàn)在研究作用在楔子上力的平衡。將鋼絲繩作用在楔子圓弧段的正壓力和摩擦力用等效的力系、和兩個(gè)力矩來代替，和 kgf.mm式中 提升鋼絲繩直徑，mm著兩個(gè)力矩是和力由鋼繩中心線移到楔子的表面上產(chǎn)生的。作用在楔子上的力系如圖11-15b所示。根據(jù)楔子受力平衡可列出下列方程式根據(jù)以上各方程式解出作用于楔子和夾鐵之間的正壓力和 kgf kgf為了保證牢固地夾住鋼絲繩，使它不致從繩環(huán)中脫出，雙面楔緊的楔形繩環(huán)CD段上所產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)大于鋼絲繩在CD段中的拉力，這兩個(gè)力的比值n稱為安全系數(shù)或可靠性系數(shù)，即對(duì)于XS型楔型繩環(huán)，楔角 rad。摩擦系數(shù)可取為f = 0.15.得式中 P楔形繩環(huán)的工作載荷或提升鋼絲繩的拉力，kgf。2.1.1.1.1夾鐵強(qiáng)度驗(yàn)算從以上計(jì)算結(jié)果可知，大于，且該處夾鐵長(zhǎng)度較短，故僅驗(yàn)算處夾鐵的強(qiáng)度即可。對(duì)于XJ110x4懸掛裝置，采用XS110型楔形繩環(huán)，有關(guān)數(shù)據(jù)為：a=24mm, b=13mm, l=290mm, p=16000kgf.夾鐵臺(tái)肩承壓面的平均壓應(yīng)力 kgf/ II斷面的剪應(yīng)力 II斷面的彎曲應(yīng)力 夾鐵材料為35號(hào)鋼，抗拉強(qiáng)度極限=5200kgf/,根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，取安全系數(shù)n=10,有關(guān)的許用應(yīng)力值取為：式中 0.75材料抗剪切許用應(yīng)力降低系數(shù)；1.2材料抗彎曲許用應(yīng)力提高系數(shù)。以上應(yīng)力計(jì)算結(jié)果均小于相應(yīng)的許用應(yīng)力值，故強(qiáng)度是足夠的。2.1.1.1.2夾板銷軸孔強(qiáng)度驗(yàn)算每個(gè)夾板承受工作載荷為，對(duì)于XS110型楔形繩環(huán)，P=16000kgf, b=60mm, =28mm,R=85mm。II斷面的拉應(yīng)力銷軸孔內(nèi)壁平均壓力 按拉密公式計(jì)算孔內(nèi)壁拉應(yīng)力 夾板材料35號(hào)鋼，=5200kgf/,許用應(yīng)力，根據(jù)計(jì)算可知強(qiáng)度足夠。2.1.1.1.3連接銷軸強(qiáng)度驗(yàn)算連接銷軸在工作中可視為受均布載荷的簡(jiǎn)支梁，工作載荷為P。對(duì)于XS110楔形繩環(huán)，圖中有關(guān)數(shù)據(jù)為： A=48mm, =50mm, =28mm, =60mm, d=60mm, P=16000kgf銷軸中點(diǎn)彎矩 M=銷軸中點(diǎn)的彎曲應(yīng)力 銷軸材料為45號(hào)鋼，=6000kgf/，許用彎曲應(yīng)力可取為 銷軸計(jì)算應(yīng)力，故強(qiáng)度足夠。2.1.1.2 螺旋液壓調(diào)繩器JD系列多繩箕斗懸掛裝置采用的LYT型螺旋液壓調(diào)繩器。油缸強(qiáng)度計(jì)算2.1.1.2.1缸壁強(qiáng)度LYT110調(diào)繩器油缸尺寸及載荷等有關(guān)數(shù)據(jù)如下：內(nèi)徑 =140mm,外徑=168mm,壁厚=14mm,吊桿直徑d=70mm,工作載荷P=11000kgf。在工作載荷P作用下油缸內(nèi)壓力為 缸壁應(yīng)力按下式計(jì)算 當(dāng) 當(dāng)對(duì)于LYT110調(diào)繩器油缸所以 缸體材料35號(hào)鋼，因?yàn)檎{(diào)繩器的安全系數(shù)n，所以可知符合要求2.1.1.2.2缸體法蘭連接螺栓強(qiáng)度連接螺栓螺紋處的拉應(yīng)力 螺紋處的剪應(yīng)力 合成應(yīng)力 式中 P工作載荷，； d螺栓螺紋直徑，mm; 螺紋內(nèi)徑，； K擰緊螺紋系數(shù)，取K=1.25； 螺紋連接的摩擦系數(shù)，一般取K=0.12; F螺栓的有效面積，； Z螺栓數(shù)量，所有調(diào)繩器Z=8。對(duì)于LYT110調(diào)繩器，連接螺栓為M24，其有效面積F=3.243，材料為45號(hào)鋼，。拉應(yīng)力合成應(yīng)力安全系數(shù)由于螺栓破壞并不會(huì)導(dǎo)致箕斗的嚴(yán)重事故，安全系數(shù)已足夠。2.1.1.2.3缸體螺紋連接處強(qiáng)度LYT110調(diào)繩器，D=M1454。缸體螺紋處的拉應(yīng)力 缸體螺紋處的剪應(yīng)力 式中 K擰緊螺紋的系數(shù)，??； 螺紋連接的摩擦系數(shù)，取。合成應(yīng)力 缸體材料35號(hào)鋼，安全系數(shù) 2.1.1.3吊桿及圓螺母強(qiáng)度計(jì)算2.1.1.3.1吊桿LYT110調(diào)繩器工作載荷P=16000kgf,吊桿螺紋尺寸 II斷面的拉應(yīng)力 孔內(nèi)壁的平均壓力 按拉密公式計(jì)算孔內(nèi)壁拉應(yīng)力 吊桿螺紋處斷面拉斷應(yīng)力 式中 螺紋退刀槽直徑，取=，對(duì)于T60螺紋，=51-1=50。吊桿材料為45號(hào)鋼，=6000kgf/，許用拉應(yīng)力。、及均小于或接近于，故強(qiáng)度足夠。2.1.1.3.2圓螺母螺母螺紋的平均壓應(yīng)力 式中 Z螺紋圈數(shù)，Z=； H圓螺母高度，對(duì)于LYT110，H=70； S螺距，對(duì)于LYT110，S=8。螺母材料45號(hào)鋼。由于螺母螺紋在工作中應(yīng)力分布是不均勻的，絕大部分集中在第一圈上，設(shè)計(jì)中按平均計(jì)算螺紋的壓應(yīng)力時(shí)，許用應(yīng)力應(yīng)大大降低，一般取。2.1.1.4缸座強(qiáng)度計(jì)算缸座在工作中可視為中心受一集中載荷的簡(jiǎn)支梁，對(duì)于LYT110調(diào)繩器 ，最大彎矩在缸座中點(diǎn)，其值為： 中點(diǎn)斷面的截面模數(shù) 最大彎曲應(yīng)力 軸段II斷面的彎曲應(yīng)力 II斷面的剪切應(yīng)力 缸座材料45號(hào)鋼，許用應(yīng)力分別為 式中系數(shù)1。2和0。75分別為材料抗彎和抗剪許用應(yīng)力提高和降低的系數(shù)。 2.1.1.5連板組件連板組件包括兩個(gè)連板和一個(gè)連接叉。由于連接叉結(jié)構(gòu)尺寸與調(diào)繩器缸座基本相同，強(qiáng)度是足夠的，故只驗(yàn)算連板的強(qiáng)度。每個(gè)連板只承受載荷。與LYT110調(diào)繩器配用的連板尺寸為：II斷面的拉應(yīng)力孔壁平均壓力按拉密公式計(jì)算孔內(nèi)壁拉應(yīng)力 連板材料45號(hào)鋼，安全系數(shù) 2.1.1.6 三角連板強(qiáng)度驗(yàn)算XJ1104型懸掛裝置的三角連板有關(guān)數(shù)據(jù)如下： P=16000， 按拉密公式計(jì)算孔壁拉應(yīng)力孔： D孔： A A斷面彎曲應(yīng)力計(jì)算斷面中性軸XX至三角連板上緣的距離： 斷面的慣性矩： = 中性軸下部受拉伸的截面模數(shù) 中性軸上部受壓縮的截面模數(shù) A A斷面的彎矩 拉伸彎曲應(yīng)力 壓縮彎曲應(yīng)力 D孔內(nèi)壁處由彎矩引起的拉應(yīng)力 =D孔內(nèi)壁處的總拉應(yīng)力 三角連板材料為45號(hào)鋼，=6000kgf/，許用彎曲應(yīng)力可取為。以上計(jì)算結(jié)果，故強(qiáng)度足夠（此處為局部拉應(yīng)力而不是全斷面均勻拉伸，故按許用彎曲應(yīng)力考慮）。2.1.1.7 主連桿及連接銷軸強(qiáng)度計(jì)算XJ110懸掛裝置有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 2.1.1.7.1主連桿A A斷面的拉應(yīng)力 孔壁平均壓力 按拉密公式計(jì)算孔內(nèi)壁的拉應(yīng)力 連桿腰部拉斷應(yīng)力 B B斷面的拉應(yīng)力 D孔壁平均壓力 按拉密公式計(jì)算孔內(nèi)壁的拉應(yīng)力 主連桿材料45號(hào)鋼，=6000kgf/，許用應(yīng)力2.1.1.7.2上部連接銷軸（）銷軸按受均勻布載荷的簡(jiǎn)支梁計(jì)算，最大彎矩在中點(diǎn) 彎曲應(yīng)力 2.1.1.7.3下部連接銷軸（）銷軸中點(diǎn)彎矩 彎曲應(yīng)力 上下部連接銷材料為45號(hào)鋼，=6000kgf/，許用彎曲應(yīng)力以上計(jì)算的應(yīng)力值均小于，故強(qiáng)度足夠。第三章 主要零部件的工藝分析3.1 連接板（上圖）的工藝分析1）連接板是一個(gè)重要的零件，材料為45號(hào)鋼，毛坯為鍛件。 該板由平面、圓弧及孔組成。2）模鍛件成型后安排了正火熱處理。通過正火熱處理可適當(dāng)?shù)靥岣卟牧系膹?qiáng)度和硬度，減小內(nèi)應(yīng)力。3）需要加工的內(nèi)容：粗銑各表面，鉆160的定位銷孔，孔深300，表面粗糙度為Ra12.5。鉆100的定位銷孔，孔深160，表面粗糙度為Ra12.54）由于連接板結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，模鍛后已成形，并且精度要求不高，所以不需要再深加工。3.2 雙向連接板（上圖）的工藝分析1）雙向連接板是箕斗內(nèi)一個(gè)重要的零件，拉桿的材料為45號(hào)鋼。模鍛件成型后安排了正火熱處理。通過正火熱處理可適當(dāng)?shù)靥岣卟牧系膹?qiáng)度和硬度，減小內(nèi)應(yīng)力，避免切削時(shí)產(chǎn)生“粘刀子”現(xiàn)象。2）吊桿屬小批量生產(chǎn)，可在通用機(jī)床上加工。3）連接板由平面，圓孔及螺紋孔組成。4）需要加工的內(nèi)容：粗銑各表面，鉆2100的孔。5）鉆60的孔，在孔上攻65深30的螺紋。6）由于連接板結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，模鍛后已成形，并且精度要求不高，所以不需要再深加工。3.3 三角連板（上圖）的工藝分析1） 三角連板是箕斗內(nèi)一個(gè)重要的零件，材料為45號(hào)鋼，模鍛件成型后安排了正火熱處理。通過正火熱處理可適當(dāng)?shù)靥岣卟牧系膹?qiáng)度和硬度，減小內(nèi)應(yīng)力。2） 連板屬小批量生產(chǎn)，可在通用機(jī)床上加工。3） 該連接板由平面，圓角，孔及螺紋孔組成。4） 需要加工的內(nèi)容：粗銑各表面，鉆280的孔。車圓角5） 鉆460孔，在各孔攻深60的螺紋。6） 由于連接板結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，模鍛后已成形，并且精度要求不高，所以不需要再深加工。3.4 拉桿（上圖）的工藝分析1) 拉桿是箕斗內(nèi)一個(gè)重要的零件,材料為45