多繩摩擦式提升機機械

摘要礦井提升機是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相聯(lián)接的樞紐，是礦山運輸?shù)难屎?。因此，礦井提升機在煤炭運輸行業(yè)占有極其重要的地位。其中多繩摩擦式提升機式現(xiàn)在使用最多的提升設(shè)備。多繩摩擦式提升機是由安裝于提升機摩擦輪(主導輪)筒殼上的摩擦襯墊來驅(qū)動鋼絲繩，它是提升載荷的一個非常重要的零件，其摩擦性能的好壞，直接影響著提升機的工作能力、工作效率和安全性等。因此摩擦襯墊的選擇主要應該有以下特點：一是摩擦性能要好，即與鋼絲繩對偶的摩擦系數(shù)要高而穩(wěn)定；二是不能損傷鋼絲繩，即襯墊的硬度應低于鋼絲繩。圍繞這兩個特點，選用聚氯乙烯為摩擦襯墊。摩擦提升機是靠摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來傳遞動力,由此可能出現(xiàn)滑動事故。因此必須進行防滑驗算。制動系統(tǒng)是提升機不可缺少的重要組成部分,是提升機最后一道也是最關(guān)鍵的安全保障裝置,制動裝置的可靠性直接關(guān)系到提升機的安全運行。本文對制動器進行設(shè)計。摩擦輪是多繩摩擦式提升機的主要承載部件，在這次設(shè)計中采用經(jīng)驗公式對摩擦輪殼進行驗算與校核。制動器是這次設(shè)計中的一個重要工作。關(guān)鍵詞：摩擦輪；制動器；防滑；摩擦襯

ABSTRACTMinehoistismineproductionsystemandthegroundindustrialsquareconnectedhub,isthethroatoftheminingtransport.Therefore,minehoistincoaltransportationindustryoccupiesanextremelyimportantrole.Theropefrictiontypehoisttypenowusemostliftingdevices.Moreropefrictiontypehoistisinstalledintheascensionmachinebyfrictionwheel(leadingwheel)andfrictioncylinderlinertodrivethewirerope,itistopromotetheloadofaveryimportantparts,thefrictiontheperformance,thedirectimpactonthemachineworkability,improveworkefficiencyandsafety,etc.Sothechoiceoffrictionpadmainshouldhavethefollowingcharacteristics:africtionperformanceisbetter,thatis,thefrictioncoefficientandwireropedualtohighandstable;2itisnotdamagewirerope,namelythepadshouldbebelowthehardnesssteelrope.Aroundthetwocharacteristics,useofpolyvinylchlorideforfrictionliner.Frictionhoistisbyfrictionfrictionbetweenthepadandwireropetodeliverthepower,mayappearslidingaccident.Sotopreventslipperychecked.Hoistbrakesystemisanimportantandindispensablepart,istopromotethemachineafinalalsothemostessentialsecuritydevice,brakingequipmentreliabilitydirectlyrelatedtoimprovethesafetyoperationofthemachine.Inthispaper,thedesignofthebrakes.Frictionwheelismorefrictiontypehoistropeofthemainbearingparts,inthedesignwithexperienceformulainthefrictionwheelshelllinkandchecking.Thebrakeisthedesignofanimportantjob.Keywords：Frictionwheel;Brakes;Preventslippery;Frictionlining

目錄1概述 11.1提升機簡介 11.2提升機的類型 11.2.1纏繞式提升機 11.2.2摩擦式提升機 11.3摩擦式提升機的發(fā)展概況 21.4多繩提升機的優(yōu)點 31.5摩擦式提升機的主要結(jié)構(gòu)及其作用 41.5.1主軸裝置 41.5.2減速器 41.5.3深度指示器 41.5.4車槽裝置 51.5.5制動裝置 51.5.6導向輪裝置 61.5.7防過卷裝置 61.6提高防滑安全系數(shù)的措施 72總體設(shè)計 72.1設(shè)計總則 72.2主要設(shè)計參數(shù) 72.3主軸的設(shè)計 82.4對軸進行受力分析 92.5軸的疲勞強度安全系數(shù)校核 102.6軸靜強度的安全系數(shù)校核 112.7光軸的一階臨界轉(zhuǎn)速校核計算 132.8按彎扭合成強度校核軸的強度 153圓柱面過盈連接設(shè)計計算 163.1圓柱面過盈連接 163.2主軸與摩擦輪之間螺栓的設(shè)計 214螺栓受力分析 235提升機的制動裝置的功用、類型 265.1制動器的選擇與設(shè)計 275.1.1制動器的選擇與設(shè)計步驟 275.1.2摩擦材料 285.1.3提升機制動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 295.1.4確定制動器數(shù)量 335.2碟形彈簧的計算 336液壓缸主要技術(shù)性能參數(shù)的計算 376.1常用液壓缸 386.1.1活塞式液壓缸 386.1.2柱塞式液壓缸 386.2其它形式液壓缸 396.2.1伸縮液壓缸 396.2.2齒條活塞液壓缸 396.2.3增壓缸(增壓器) 396.2.4增速缸 396.3.1液壓缸的特征尺寸 406.3.2液壓缸工作壓力的確定 416.3.3活塞桿 416.3.4缸筒 426.4液壓缸的校驗 466.4.1缸筒壁厚驗算 466.4.2活塞桿強度驗算 486.4.3液壓缸的穩(wěn)定性驗算 486.5缸體組件及連接形式 496.5.1缸體組件 496.5.2缸體組件的連接形式 496.6活塞組件及連接形式 506.6.1活塞組件 506.6.2活塞組件的連接形式 506.6.3密封裝置 516.6.4形密封圈 516.6.5Y形密封圈 526.6.6確定回路方式 537液壓系統(tǒng)各元件概述 557.1液壓執(zhí)行元件的選擇 557.2液壓控制元件的選定 557.3泵的選型 557.4系統(tǒng)中管路的選定 577.5電機的選用 578液壓泵的設(shè)計選型 578.1液壓泵的分類 578.2液壓泵選擇 588.3齒輪泵分類與工作原理： 598.4外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)組成 599泵站電機的選型 609.1泵的驅(qū)動功率 609.2泵站電機的安裝 609.2.1泵站電機的選型 609.2.2電動機的安裝形式 619.2.3聯(lián)軸器 619.2.4泵組底座 619.2.5管路附件 61參考文獻 62翻譯部分 63英文原文 63中文翻譯 73致謝 811概述1.1提升機簡介礦山提升機是礦山大型固定機械。礦山提升機從最初的蒸汽機拖動的單繩纏繞式提升機發(fā)展到今天的交—交變頻直接拖動的多繩摩擦式提升機和雙繩纏繞式提升機，經(jīng)歷了170多年的發(fā)展。礦井提升的任務(wù)是沿井筒提升煤炭、矸石和礦石，下放材料，升降人員和設(shè)備。礦井提升設(shè)備是聯(lián)系井下與地面的主要運輸工具，其性能和提升能力是決定礦井生產(chǎn)能力的重要因素。隨著科學技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)機械化和集中化，目前，提升機的運行速度已達20-25m/s,一次提升量達到50t，電動機容量已超過10000kW,因此，礦井提升設(shè)備在礦山生產(chǎn)全過程中占有極其重要的地位。礦井提升設(shè)備是一個動力消耗很大的設(shè)備，其運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟技術(shù)合理性對節(jié)約能源、降低成本具有很大意義。礦井提升設(shè)備是一大型的綜合機械—電氣設(shè)備，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，保證提升設(shè)備在選型和運轉(zhuǎn)倆個方面都是合理，即要求礦井提升設(shè)備具有經(jīng)濟性。1.2提升機的類型1.2.1纏繞式提升機纏繞式提升機是將兩根提升鋼絲繩的一端以相反的方向分別纏繞并固定在提升機的兩個卷筒上；另一端繞過井架上的天輪分別與兩個提升容器連接。這樣，通過電動機改變卷筒的轉(zhuǎn)動方向，可將提升鋼絲繩分別在兩個卷筒上纏繞和松放，以達到提升或下放容器，從而完成提升任務(wù)的目的。它是較早出現(xiàn)的一種，它工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，但僅適用于淺井及中等深度的礦井，且終端載荷不能太大。對于深井且終端載荷較大時，提升鋼絲繩和提升機卷筒的直徑很大，從而造成體積龐大，重力猛增，使得提升鋼絲繩和提升機在制造、運輸和使用上都有諸多不便。因此在一定程度上限制了單繩纏繞式提升機在深井條件下的使用。以前，單繩纏繞式提升機在我國礦山中使用較為普遍。1.2.2摩擦式提升機摩擦提升就其工作原理來看,與纏繞提升是有顯著區(qū)別的,鋼絲繩不是纏繞在卷筒上,而是套在主導輪(摩擦輪)上,兩端各懸掛一個提升容器,借助于安裝在主導輪上的襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來傳動鋼繩,使提升容器移動,進而完成提升或下放重物的任務(wù)。多繩摩擦式提升機不論塔式與落地式,均可采用低速或高速電動機拖動。選擇低速電動機時,可采用直聯(lián)方式;而選用高速電動機時,則需經(jīng)過減速器后傳動。它在一定程度上解決了單繩纏繞式提升機在深井條件下所出現(xiàn)的問題。但是，摩擦提升一般均采用尾繩平衡，以減小兩端張力差，提高運行的可靠性。因此,在容器與提升鋼絲繩連接處的鋼絲繩斷面上，靜應力將隨容器的位置變化而變化。礦井越深，靜應力的波動值越大，因此，摩擦提升在深井的使用亦受到一定的限制，一般限制H<1400m。1.3摩擦式提升機的發(fā)展概況 由于礦井深度和產(chǎn)量的不斷增加，纏繞式提升機的卷筒直徑和寬度也隨之加大，使得提升機卷筒體積龐大而笨重，給制造、運輸、安裝等帶來很大的不便。為了解決這個問題，1877年法國人戈培提出將鋼絲繩搭在摩擦輪上，利用摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來帶動鋼絲繩，來實現(xiàn)提升容器的升降，這種提升方式稱之為摩擦提升。多繩摩擦提升運動學與動力學計算基本上與單纏繞式提升相同，不同點是摩擦提升動力的傳遞是依靠摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來實現(xiàn)的，其工作的可靠性取決于提升鋼絲繩與摩擦襯墊之間是否有足夠的摩擦力。但是，單繩摩擦式提升機只解決了提升機卷筒寬度過大的問題，而沒有解決卷簡直徑過大的問題。因為全部終端載荷由一根鋼絲繩承擔，故鋼絲繩直徑很大。從而摩擦輪直徑也很大(D＝80d)，因此就出現(xiàn)了用多根鋼絲繩代替一根鋼絲繩的多繩摩擦提升機。這樣，由于終端載荷由n根鋼絲繩共同承擔，使得每根鋼絲繩直徑變小，從而摩擦輪直徑也隨之變小。多繩提升機又稱“多繩摩擦輪提升機”，是在單繩摩擦輪提升機基礎(chǔ)上，為了適應礦井向深部發(fā)展，以及年產(chǎn)量日益增大的需要逐漸發(fā)展起來的。摩擦提升機的鋼絲繩不是纏繞在卷筒上，而是套在主導輪（摩擦輪）上，兩端各懸掛一個提升容器，借助于安裝在主導輪上的襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來傳動鋼絲繩，使容器移動，從而完成提升或下放重物的任務(wù)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，提升機的控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)也日趨完善，使得多繩提升機能夠取代纏繞式單繩提升機。從1938年開始使用第一臺多繩提升機，到1948年以前，全世界總共有六臺多繩提升機在運轉(zhuǎn)，到1959年末，已經(jīng)有240臺。而近幾十年來，使用多繩提升機的國家，已經(jīng)發(fā)展到20多個。在西德：GHH公司和DEMAG公司所制造的750多臺提升機中，有一半以上是摩擦輪式提升機。瑞典ASEA公司從1938年開始，共制作出上千臺摩擦輪式提升機，供應23各國家使用，其中：四繩的占57%；1969年開始供應六繩的，占10%;1972年以后供應八繩及十繩的占5%。截止1974年為止，估計全世界大約有6000多臺多繩提升機在運轉(zhuǎn)。根據(jù)一些統(tǒng)計資料表明，國外使用的多繩提升機，能夠反映出現(xiàn)有技術(shù)水平的有以下的技術(shù)特征：摩擦輪直徑:0.95-9米，以西德最大；鋼絲繩直徑：12.7-65毫米，以瑞典最多；鋼絲繩數(shù)目：2-10根，以瑞典為多；提升速度：0.71-25.0米，以西德為高；功率：11-14573千瓦，以南非為大；有效負荷：136-50000牛，以瑞典最大；多繩提升機現(xiàn)在不僅用在豎井，在國外也用在斜井。例如：奧地利的Wodzyki煤礦的斜井，就采用了雙繩摩擦輪式提升機。此外，如：西德、法國等，都有在斜井使用多繩提升機的是例。西德EPR公司生產(chǎn)一臺四繩落地式摩擦輪式提升機，直徑9米。習慣上，多繩提升機一般都安裝在井塔上，目前的實際情況也是如此。但是，也有一些礦井，將多繩提升機安裝在地面上。例如：贊比亞的一臺直徑為3.36米、四繩的多繩提升機（西德GHH公司制造），就是安裝在地面上的。西德DEMAG公司從1901年開始，生產(chǎn)了很多落地式提升機。西德EPR公司生產(chǎn)一臺落地式摩擦輪式提升機，直徑9米，這是世界上最大的摩擦輪式提升機。1.4多繩提升機的優(yōu)點提升容器時由數(shù)根提升鋼絲繩共同懸掛的，鋼絲繩同時拉斷的概率很小，因此，安全可靠性較高，不需要再在提升容器上裝設(shè)斷繩防墜器。多繩提升機是由數(shù)根提升鋼絲繩共同擔負荷重，因而，每根鋼絲繩只擔負繩端荷重的1/n（n—提升鋼絲繩的根數(shù)），這樣就可以使用直徑較細的鋼絲繩，使主導輪的直徑相應減小。隨著主導輪直徑的減小，在同樣的提升速度時，多繩提升機可以采用高轉(zhuǎn)速的電動機。因此，多繩提升機具有：外形尺寸小、傳遞力矩小、電動機功率小、設(shè)備重量輕、價格便宜、建設(shè)投資省、運行中的電耗較小、成本低等。多繩提升機安裝在井塔上，簡化了提升系統(tǒng)及井口地面的布置，減少了占地面積，也改善了井塔建筑的受力情況，井塔無斜向的拉力，因此，無需設(shè)置為抵消斜向拉力的支撐腿，從而節(jié)約鋼材，使用鋼筋混凝土作井塔的建筑材料創(chuàng)造了有利條件。提升鋼絲繩繩數(shù)為偶數(shù)，因而可以用相同數(shù)量的左捻和右捻鋼絲繩，這樣，提升鋼絲繩在運行中產(chǎn)生的扭力可以相互抵消，從而減輕了提升容器因鋼絲繩扭力而產(chǎn)生的對罐道的側(cè)向拉力，降低了運行中的摩擦阻力，又可減輕罐耳與罐道間的單向磨損，延長了罐道和罐耳的使用壽命。多繩提升機安裝在井塔上，提升鋼絲繩承受的彎曲次數(shù)減少，對于無導向輪的多繩提升機尤其顯著，因此，可以延長提升鋼絲繩的使用壽命。同時，由于提升鋼絲繩只在井筒中運行，不與室外接觸，因而幾乎不受氣候變化的影響。多繩提升機的提升鋼絲繩未在主導輪上纏繞，對主導輪的寬度無纏繞要求，因而主導輪的寬度較單繩提升機較小，并且纏繞位置是固定的，可以說是與井深無關(guān)。使得多繩提升機能適應深井和載荷較大的礦井實際需要，這是多繩提升的最大優(yōu)點。主導輪寬度較小，軸的跨度也小，改善了主軸的負載性能。1.5摩擦式提升機的主要結(jié)構(gòu)及其作用 多繩提升機由主軸裝置、制動裝置、減速器、深度指示器、車槽裝置以及導向輪等部件組成。1.5.1主軸裝置多繩摩擦提升機主軸裝置由主導輪、主軸和兩個軸承及鎖緊器組成。主導輪和制動盤選用16Mn鋼板焊接而成。對于JKMD-2.8/4以上的提升機，主導輪還帶有支環(huán)，以增加主導輪的剛度。由于各種提升機能力（最大靜張力差）的大小不同，提升機選用盤形閘的副數(shù)不同，因此一個主導輪上有焊接一個制動盤的，也有焊接兩個制動盤的。主軸選用45號鋼鍛造后加工而成，其極限強度＝4.2～5.6Mpa,它與減速器采用剛性聯(lián)軸器連接。主軸與鑄鋼輪轂采用熱壓配合連接。主軸承采用滾動軸承，與滑動軸承相比有效率高、寬度小、維護簡單、使用壽命長等優(yōu)點。摩擦襯墊是多繩摩擦提升機的重要零件，它承擔者提升機鋼絲繩上的全部載荷，并且還必須具有足夠的摩擦系數(shù)，以防止提升過程中的滑動。因此，摩擦襯墊材質(zhì)的優(yōu)劣對摩擦提升的工作性能、使用范圍、工作安全等有著直接的影響。目前，國內(nèi)多采用熱塑性塑料和聚氯乙稀襯墊，利用梯形槽固定法、即靠圓周方向的推力將襯塊推入，故增加了主導輪的強度，延長了使用壽命。為了更換提升鋼絲繩摩擦襯墊、檢修盤制動器的方便和安全，在一側(cè)的軸承梁上（或地平上）還裝有一個鎖緊主導輪用的鎖緊器。1.5.2減速器多繩摩擦提升機采用共軸減速器。這種減速器的入軸和出軸在同一中心線上，功率為兩路傳遞，在中間齒輪的輪緣和輪轂間設(shè)有彈簧，用以消除由于齒輪加工誤差引起的負荷分配不均，并減少減速器在起動和停止時的沖擊負荷。為了使減速器質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸較小，在起重運輸機械及礦井提升機中，已開始采用行星齒輪減速器，這種減速器體積小，重量輕，傳動效率高。剛性基礎(chǔ)減速器為單級雙入軸圓柱圓弧齒輪減速器，主要由兩側(cè)的高速軸、齒輪和中間的低速軸、齒輪以及減速器箱體等組成。該減速器傳動齒輪采用圓弧齒輪，但各種減速器的軸承有所不同。1.5.3深度指示器為了防止因鋼絲繩滑動伸長及蠕動等原因所產(chǎn)生的偏差，一般都有調(diào)零機構(gòu)，以消除提升容器在每次運行后，由于上述原因所引起的容器實際停車位置與深度指示器指針預定零位之間的誤差,使用多繩摩擦式深度指示器。當提升鋼絲繩未發(fā)生滑動伸長及蠕動時，則調(diào)零電動機不運轉(zhuǎn)，所以與它連接的螺桿，渦輪也不轉(zhuǎn)。此時提升機主軸和齒輪使差動輪系的圓錐齒輪轉(zhuǎn)動，再通過軸和齒輪帶動圓錐齒輪轉(zhuǎn)動。當絲桿轉(zhuǎn)動時，深度指示器的指針便向上或向下移動，指示提升容器在井筒中的位置。指針稱為粗針。為了更精細準確地反映容器在停車前的位置，則經(jīng)過幾級齒輪傳動帶動一根精針，并在井筒中距離提升容器卸載位置前10m處安裝一個控制電磁離合器地磁感斷電器。當容器在井筒中經(jīng)過磁感斷電器時，則電磁離合器合上使齒輪和軸連接上。于是當容器提升到距離卸載位置10m處時，則精針開始轉(zhuǎn)動。精針刻度盤上有刻度，每柱表示1m的提升高度，這樣就能精確地反映容器在停車前的位置。1.5.4車槽裝置多繩摩擦式提升機在開始運轉(zhuǎn)前，為了增加鋼絲繩與摩擦襯墊的接觸面積，必須在襯墊上車出繩槽；同時提升機在運轉(zhuǎn)中由于各襯墊磨損不均勻，使各繩槽直徑產(chǎn)生誤差，為保證幾根提升鋼絲繩上的負荷分配均勻，當繩槽直徑誤差達到一定值時，還必須對襯墊進行調(diào)整車削，為此設(shè)置了車槽裝置。車槽裝置是摩擦式提升機必備的裝置，對新安裝的提升機要開設(shè)繩槽。運行中襯墊有了磨損，各繩槽間磨損程度不均，而使摩擦半徑有差異，致使每根提升繩張力不均勻。當繩槽直徑誤差大于1.5～2mm時，即應對襯墊上的鋼絲繩槽進行車削調(diào)整，以保證各條提升鋼絲繩的張力平衡。 車槽裝置安裝在主導輪下，每根鋼絲繩繩槽都有一個單獨進刀的車刀裝置，它通過支承架固定在車槽架上。車刀用合金工具鋼制成碗狀。車削時要調(diào)整好車刀，使車刀到頭的刀面與主軸中心線平行，轉(zhuǎn)動手輪即可進刀與退刀，進刀量大大小可以從刻度盤上看出。1.5.5制動裝置制動系統(tǒng)是提升機不可缺少的重要組成部分,是提升機最后一道也是最關(guān)鍵的安全保障裝置,制動裝置的可靠性直接關(guān)系到提升機的安全運行。制動力矩不足是導致提升設(shè)備過卷、放大滑等事故的直接因素。對于摩擦式提升，安全制動時的減速度不應使鋼絲繩滑動。制動裝置由工作機構(gòu)及傳動機構(gòu)組成。工作機構(gòu)是直接作用于制動輪上的部分，按結(jié)構(gòu)分為盤式和塊式制動器；傳動機構(gòu)則是使工作機構(gòu)產(chǎn)生和消除制動力的部分。制動裝置的要求：1是制動器必須給出一個恰當?shù)闹苿恿兀?是安全制動必須能自動、迅速和可靠地實現(xiàn)。盤閘制動器的制動力矩是閘瓦沿軸向壓制動盤時產(chǎn)生的摩擦力矩。為了使制動盤不產(chǎn)生附加變形，主軸不承受附加軸向力，盤閘都成對使用，每一對叫做一副制動器。制動力靠碟形彈簧產(chǎn)生，松閘靠油壓。當壓力油充人油缸，推動活塞壓縮碟形彈簧，并帶動調(diào)整螺栓、螺釘及柱塞右移時，筒體和閘瓦在回復彈簧和缸緊螺栓的作用下一起右移，閘瓦離開制動盤，呈松閘狀態(tài)。當油缸內(nèi)油壓降低，碟形彈簧回復其壓縮變形，推動活塞5向左移動，同時帶動調(diào)整螺栓，螺釘，柱塞推動筒體左移，使閘瓦壓向制動盤，達到制動的目的。1.5.6導向輪裝置當主導輪的直徑大于兩個提升容器或提升容器與平衡重錘之間的距離時，則需要采用導向輪系統(tǒng)來改變兩根鋼絲繩之間的中心距離。有時也可以利用導向輪來增加鋼絲繩對主導輪的圍包角，提高摩擦輪提升機的防滑安全系數(shù)。 導向輪時由數(shù)根輻條組成的輪子，輪子的個數(shù)與鋼絲繩的根數(shù)相同。其中一個是固定導向輪，輪子用鍵與輪軸連接在一起，其余均為游動輪。輪轂內(nèi)壓有耐磨的鑄鐵套，該套采用動配合套在輪軸上，可以相對輪軸自由轉(zhuǎn)動，其目的是消除提升鋼絲繩的相對誤差。另外各導向輪之間留有軸向間隙，以保證各個輪子相對運動時互不干擾影響。導向輪輪軸的支承采用滾動軸承，軸承座采用整體形式，使其重量輕結(jié)構(gòu)簡單。1.5.7防過卷裝置多繩摩擦提升機的防過卷裝置共分為三個部分：一是安裝在深度指示器上的終點開關(guān)；二是安裝在井塔上的過卷開關(guān)；三是設(shè)置在井塔和井底的兩套楔形罐道裝置。 提升容器過卷時，首先是深度指示器上的終點開關(guān)動作，使提升機立即進行安全制動，防止發(fā)生過卷事故。要想保證容器過卷高度不超過0.5m即進行安全制動，就必須依靠安裝在井塔上的過卷開關(guān)。 井塔上的一對罐道小頭向下，而井底的一對則小頭向上。容器上、下頭的罐耳制成喇叭口形。當提升容器過卷沖入罐道時，罐耳對罐道只產(chǎn)生擠壓和摩擦兩種作用，從而吸收主導論上升和下降側(cè)容得全部能量，而實現(xiàn)過卷安全停車。圖1-1 塔式摩擦式提升機1.6提高防滑安全系數(shù)的措施1.研制摩擦系數(shù)高于0.2的襯墊材料。這是最理想的解決辦法，但實行起來遇到不少困難，迄今為止仍未獲得滿意的結(jié)果。2.增加圍包角α0實際上圍包角α是不能隨意增加的，因為一般導向輪的設(shè)置是為了使兩提升容器保持一定的中心距，它只是附帶地起到增加圍包角的作用。通常α可增至190°～220°，有的報導主張不要超過195°，否則將會縮短鋼絲繩的壽命。3.采用平衡錘單容器提升。平衡錘單容器提升在一次提升量相同的情況下，其兩繩般的拉力差僅為雙容器提升時的一半，因此具有較好的防滑性能，但效率不如雙容器提升高，一般多用于多水平提升。4.加重容器。在箕斗的框架上加設(shè)配重來增加容器自重，這是最常用的辦法．顯然也是迫不得已的辦法。2總體設(shè)計2.1設(shè)計總則1、煤礦生產(chǎn)，安全第一；2、面向生產(chǎn)，力求實效，以滿足用戶最大實際需求；3、既考慮到運輸為主要用途，又考慮到提升、調(diào)度、安全等一般用途；4、貫徹執(zhí)行國家、部、專業(yè)的標準及有關(guān)規(guī)定；5、技術(shù)比較先進并要求多用途。6、環(huán)保、高效。2.2主要設(shè)計參數(shù)JKM—3.25/4(I)多繩摩擦輪提升機其技術(shù)規(guī)格如下；主導輪直徑：3.25m導向輪直徑：3m主鋼絲繩根數(shù)：4根鋼絲繩最大靜張力：450kN鋼絲繩最大靜張力差：140kN鋼絲繩最大直徑：32.5mm最大提升速度：12m/s提升鋼絲繩間距：300mm2.3主軸的設(shè)計QUOTE（2-1）QUOTE（2-2）QUOTEQUOTE式中QUOTEQUOTE由上述公式（2-1）和公式（2-2）得QUOTE選用40Cr作為軸的材料，調(diào)制處理。由式QUOTE計算軸的最小直徑查表取A=110QUOTEQUOTE圓整取QUOTE確定各軸段的直徑和長度第一段，設(shè)定軸的長度，取QUOTEL1=70mmL1=70mm,QUOTEd1=821mm第二段，設(shè)定軸的長度，取QUOTEL2=1032mmL2=1032mm，QUOTEd2=700mmd2=700第三段，選調(diào)心滾子軸承（GB/T288-1994）QUOTEL3=618mmL3=618mm，QUOTEd3=850mm第四段，查找機械設(shè)計手冊，根據(jù)軸承的軸向定位QUOTEL4=149mmL4=149mm，QUOTEd4=962mm第五段QUOTEL5=700mmL5=700mm，QUOTEd5=524m第六段QUOTEL6=46mmL6=46mm，QUOTEd6=第七段QUOTEL7=360mmL7=360mm，QUOTEd7=978mm第八段，查找機械設(shè)計手冊，根據(jù)軸承的軸向定位QUOTEL8=478mmL8=478mm，QUOTEd8=700mm第九段QUOTEL9=360mmL9=360mm，QUOTEd9=978mm第十段QUOTEL10=642mmL10=642mm，QUOTEd10=700mm第十一段QUOTEL11=390mmL11=390mm，QUOTEd11=500mmd主軸如圖2-1所示圖2-12.4對軸進行受力分析軸上只有徑向力，沒有軸向力，軸上的載荷為鋼絲繩的重力、箕斗的重力、箕斗一次提升的載荷和軸承對它的作用力（忽略摩擦輪的重力）。這些力通過支環(huán)作用在軸上，其作用點位B、C兩點，軸上還受到軸承對它的反作用力，起作用點位A、D兩點。其受力圖如圖2-2所示。圖2-2軸受力圖QUOTEQUOTE由力的平衡原則得QUOTE，并根據(jù)軸的對稱原則；QUOTE即QUOTEN2.5軸的疲勞強度安全系數(shù)校核軸的疲勞強度是根據(jù)長期作用在軸上的最大變載荷進行校核計算。危險截面安全系數(shù)S的校核計算公式為QUOTE式中QUOTE—只考慮彎矩作用時的安全系數(shù)；QUOTE—只考慮扭矩作用時的安全系數(shù)；QUOTE—按疲勞強度計算的許用安全系數(shù)，見表19.3-4表19.3-4許用安全系數(shù)QUOTE值選取條件1.3-1.5載荷確定精確，材料性質(zhì)較均勻1.5-1.8載荷確定不夠精確，材料性質(zhì)不夠均勻1.8-2.5載荷確定不精確，材料性質(zhì)均勻度差QUOTEQUOTE式中QUOTE—對稱循環(huán)應力下的材料彎曲疲勞極限（MPa）選用QUOTE=255mpaQUOTE—對稱循環(huán)應力下的材料扭矩疲勞極限（MPa）選用QUOTE=145mpaQUOTE、QUOTE—彎曲和扭轉(zhuǎn)時的有效應力集中系數(shù)，選用QUOTE=1.72，QUOTE=1.48QUOTE—表面質(zhì)量系數(shù)選用QUOTE=1.6QUOTE、QUOTE—彎曲和扭轉(zhuǎn)時的尺寸影響系數(shù)選用QUOTE=0.6，QUOTE=0.6（軸段磨光）QUOTE，QUOTE—材料拉伸和扭轉(zhuǎn)的平均應力折算系數(shù)選用QUOTE=0.43，QUOTE（軸段磨光）QUOTE，QUOTE—彎曲應力的應力幅和平均應力（MPa）選用QUOTE=QUOTE，QUOTEM—軸危險截面上的彎矩和轉(zhuǎn)矩M=721.25kN/mW—軸危險截面的彎矩和抗轉(zhuǎn)的截面系數(shù)（QUOTE）QUOTE=15.7QUOTE（QUOTE）把上述數(shù)值帶入公式得QUOTEQUOTE2.6軸靜強度的安全系數(shù)校核軸的靜強度是根據(jù)軸的短時最大載荷（包括動載荷和沖擊載荷）來計算的。校核的目的是保證軸對塑性變形的抵抗能力。危險截面安全系數(shù)的校核計算公式為；式中QUOTE只考慮彎曲時的安全系數(shù)；QUOTE只考慮扭轉(zhuǎn)時的安全系數(shù)；QUOTEQUOTEQUOTE、QUOTE—材料的拉伸和扭轉(zhuǎn)屈服點（mpa）QUOTE，QUOTE軸危險截面上的最大彎矩和最大轉(zhuǎn)矩QUOTEQUOTEQUOTEQUOTE靜屈服強度的許用安全系數(shù)，其值見表19.3-14；表19.3-14靜強度許用安全系數(shù)0.45-0.550.55-0.70.7-0.9鑄件1.2-1.51.4-1.81.7-2.21.6-2.5注；當最大載荷只能近似求的時，表中的[Ss]值應增大20%-50%。W、QUOTE—軸危險截面的抗彎和抗轉(zhuǎn)的截面系數(shù)(QUOTE)QUOTE=93.5QUOTE（QUOTE）QUOTE=187.1QUOTE（QUOTE）把上述數(shù)值帶入公式得QUOTE2.7光軸的一階臨界轉(zhuǎn)速校核計算簡圖式中QUOTE支撐間第i個圓盤重力（N）QUOTE軸的重力N。對實心剛軸d—軸的直徑（mm）L—軸的全長（mm）QUOTE、QUOTE—支撐間第i個圓盤至左右支撐的距離（mm）計算結(jié)果計算內(nèi)容軸段號及結(jié)果1234567891011QUOTE/mmQUOTE/mmQUOTE/QUOTEQUOTE/N100070700004313.5700103272240031161.2850618525300275196214914333857070052436680015822.1110346507383448.697836035208021218.770047833460014433.297836035208021218.770064244940019385.270039027300011776L=4669QUOTE=146097.2QUOTE/NQUOTE/mmQUOTE/mm/N·QUOTE22500096712273167558117225000182736710115602174179118334QUOTE/mm最粗軸段長Lc=360+360=720QUOTE取QUOTE由公式得QUOTE由表QUOTE由公式QUOTE=QUOTEQUOTE軸的受力狀況，如圖4-3所示：圖4-3軸彎矩圖2.8按彎扭合成強度校核軸的強度當量彎矩,取折合系數(shù)=0.6，則齒寬中點處當量彎矩當量彎矩圖如下軸的材料為40Cr，調(diào)制處理。查表得QUOTE，查表得材料的許用應力由式得軸的計算應力為 所以，該軸滿足強度要求。主軸的軸設(shè)計所用的公式和表參考《機械設(shè)計》和《機械設(shè)計手冊》3圓柱面過盈連接設(shè)計計算3.1圓柱面過盈連接傳遞載荷所需的最小壓強QUOTE傳遞轉(zhuǎn)矩；

=14.8MPa傳遞軸向力；

=0同時傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力；

=1575460N

=15.13MPaQUOTE傳遞載荷所需的最小壓強，MPaT—傳遞的轉(zhuǎn)矩，QUOTEkN·mmQUOTE結(jié)合直徑，取978mmQUOTE結(jié)合長度，取339mmQUOTE結(jié)合面的摩擦因數(shù)，取0.1QUOTE傳遞的軸向力.0QUOTE傳遞的復合力，零件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大壓強QUOTE包容件是脆性材料；=26.664MPa=0.111111被包容件塑性材料；=50.96MPaQUOTE，QUOTE包容件、被包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大壓強，MPaQUOTE—包容件和被包容件材料的抗拉強度極限，MPaQUOTE包容件外徑，1090mmQUOTE結(jié)合直徑，取978mmQUOTE—系數(shù)傳遞載荷所需的最小過盈量QUOTE最小計算過盈=1.219=8.93=9.32QUOTE最小計算過盈，QUOTEQUOTE包容件、被包容件材料的彈性模量，200000-235000MPaQUOTE包容件、被包容件材料的泊松比，0.3-0.31QUOTE系數(shù)考慮壓平后的最小過盈溫差法裝配QUOTEQUOTE考慮壓平后的最小過盈，QUOTE零件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大過盈量QUOTE包容件：QUOTE2.1被包容件：QUOTEQUOTE包容件和被包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大過盈量，QUOTE配合選擇初選幾倍過盈量QUOTE一般取QUOTE=3.06QUOTE基本過盈量，是選擇過盈配合的基準值?；字茣r，其值等于軸的基本偏差的絕對值；基軸制時，其值等于孔的基本偏差的絕對值，QUOTE。這里選用基軸制。確定基本偏差代號按QUOTE和QUOTE由圖3-1查的圖3-1配合選擇選定配合U7/h6校核計算過盈連接的最小傳遞力=5064469NQUOTE=15.13MPaQUOTE過盈量為QUOTE時結(jié)合面的壓強，MPaQUOTE過盈連接的最小傳遞力，N連接件的最大應力包容件脆性材料被包容件QUOTE過盈量為QUOTE時結(jié)合面的壓強，MPaQUOTE包容件和被包容件的最大應力，MPa脹縮裝配時溫度計算加熱包容件當QUOTE時，可取QUOTE配的的最大間隙冷卻被包容件QUOTE包容件和被包容件材料的線脹系數(shù)，取11t—裝配環(huán)境溫度，24oCQUOTE被包容件外徑的冷縮量，mmQUOTE裝配間隙，mm直徑變化量包容件外徑增大量被包容件內(nèi)徑減小量QUOTE包容件外徑增大量，mmQUOTE被包容件內(nèi)徑減小量，mm3.2主軸與摩擦輪之間螺栓的設(shè)計 主軸與摩擦輪之間靠螺栓聯(lián)接。1.螺栓材料40Cr合金鋼性能等級查表2-6選取，，精度等級9級。2.螺栓受拉應力分析及計算軸上所受的扭矩由螺栓承受，一共48個螺栓分1圈均布在圓盤上，則每個螺栓所受的扭矩 Z—螺栓數(shù)目；z=48 螺栓的扭矩是由靠螺栓壓緊輪輻與法蘭盤的摩擦力來傳遞的。 其摩擦力由 式中R—螺栓孔到軸中心的距離，R1=910mmR2=1018mm 即 螺栓所受的工作拉力 式中—摩擦因素，=0.33.初定螺栓直徑 選安全系數(shù)許用拉應力 所需螺栓直徑， 查有關(guān)機械設(shè)計手冊選d=30mm其中4.螺栓疲勞強度校核螺栓尺寸系數(shù)螺栓材料的疲勞極限應力幅安全系數(shù)應力集中系數(shù)螺紋制造系數(shù)受力分配系數(shù)螺栓許用應力幅 螺栓應力幅 所以滿足疲勞強度要求4螺栓受力分析螺栓所收的剪切力是由提升物重所提供的，即 (4-1)則 螺栓所受的剪切力總共有48個螺栓承受，則每個螺栓所受的剪切力 6.螺栓疲勞強度校核選安全系數(shù)查表2-8許用剪切應力由式2-28 螺栓的校核公式為： (4-2)則 滿足疲勞強度要求主軸的螺栓設(shè)計所用的公式和表參考《機械設(shè)計》和《機械設(shè)計手冊》滾動軸承計算初選軸承調(diào)心滾子軸承（GT/T288-1994）230/500型當量動載荷按下式計算P=450kN式中QUOTE當量動載荷（N）；QUOTE軸承所受徑向載荷（N）；QUOTEQUOTE軸承所受軸向載荷（N）；QUOTE=0kNQUOTE徑向動載荷系數(shù)；QUOTEQUOTE軸向動載荷系數(shù)；QUOTE額定壽命計算=109027hQUOTE年式中QUOTE基本額定壽命（h）；QUOTE基本額定動載荷（N）；QUOTEQUOTE當量動載荷（N）；QUOTEQUOTE轉(zhuǎn)速（r/min）；QUOTEr/minQUOTE壽命指數(shù)（滾子軸承QUOTE）；額定靜載荷校核計算當量靜載荷QUOTE當a=0o時，徑向當量靜載荷為式中QUOTE徑向載荷（N）；QUOTE式中QUOTE額定靜載荷；QUOTEQUOTE當量靜載荷；QUOTEQUOTE安全系數(shù)；QUOTE筒殼厚度計算式中F—鋼絲繩最大靜拉力，F(xiàn)=450kN；QUOTE筒殼厚度，cm；t—繩圈節(jié)距，t=300cm；C—鋼絲繩拉力降低系數(shù)；C=1.2QUOTE筒殼的需用應力，16Mn鋼可取QUOTE5提升機的制動裝置的功用、類型提升機的安全運行,很大程度上取決于制動器的工作可靠性。從狹義可靠性理解,盤式制動器包含不可維修因素，如制動彈簧失效之后,影響制動力矩，需要更換新彈簧才能使制動器可靠性達到原有水平；閘瓦與閘盤之間摩擦系衰減，也只能靠更換新閘瓦方能維持原有可靠性水平。從廣義可靠性理解,盤式制動器含有可維修因素，如閘瓦磨損后產(chǎn)生的間隙增大，經(jīng)調(diào)整便可達到原有可靠性液壓站零件發(fā)生故障，修理后也能使制動器可靠性達到設(shè)計水平。由此可知，制動器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的綜合反映。固有可靠性是由制動器設(shè)計制造及材料等因素決定的，在制動器產(chǎn)品出廠時便已明確，使用可靠性則是裝、維護及操作等因素決定的，它反映了制動器固有可靠性在實際運行中的發(fā)揮程度。因此，固有可靠性的體現(xiàn),受使用可靠性的限制，固有可靠性再高，使用可靠性卻較低，制動器的實際工作可靠性依然不會高。制動裝置提升機(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。它由兩部分組成：制動器(通常稱做閘)和傳動裝置。制動器是直接作用于制動輪或制動盤上產(chǎn)生制動力矩的機構(gòu)，傳動裝置是控制并調(diào)節(jié)制動力矩的機構(gòu)。制動裝置的功用制動系統(tǒng)是提升機不可缺少的重要組成部分。是提升機最關(guān)鍵也是最后一道安全保障裝置，制動裝置的可靠性直接關(guān)系到提升機的安全運行。制動力矩不足是導致提升設(shè)備過卷、放大滑等事故的直接因素。(1)在提升機停止工作時能可靠地閘住提升機，即正常停車；(2)在減速階段及下放重物時,參與提升機的控制，即工作制動；(3)當發(fā)生緊急事故或其他意外情況時，能迅速而合乎要求地閘住提升機，即安全制動；(4)雙滾筒提升機在更換水平、調(diào)節(jié)鋼絲繩長度時，能夠閘住提升機的游動滾筒而松開固定滾筒。制動裝置的類型制動裝置中的制動器按結(jié)構(gòu)分為塊閘(角移式或評移式)和盤閘；傳動裝置按傳動能源分為油壓(液壓)、壓氣(氣動)及彈簧等。KJ型(?2~3m)和BM型提升機使用油壓角移式制動裝置。KJ型(?4~6m)和HKM3型提升機使用壓氣平移式制動裝置。JKA型提升機使用液壓綜合式制動裝置。XKT型、JK型、GKT型(?2m)、JKD型、JKM型、JKMD型提升機使用液壓盤式制動裝置。礦用提升絞車使用手動角移式制動器作為工作制動.重錘—電磁鐵絲杠螺母操縱的角移式制動器或重錘—電力液壓推桿操縱的平移式制動器作為安全制動，但新系列JT型(?1.2~1.6m)JKM（JKMD制動器的設(shè)計類型盤式制動器是近年來應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。我們見過的帶碟剎的摩托車，就是盤式制動器最簡單的應用。它的制動原理與鼓閘式、抱閘式制動器的原理相同，仍為摩擦式制動，但它卻有別于老式的鼓閘式和抱閘式制動器，特別是在結(jié)合了液壓系統(tǒng)和PLC控制之后，液壓系統(tǒng)和PLC超強的控制性能為盤式制動器的應用提供了巨大的工作平臺。(1)盤式制動器與其它類型制動器相比較，其優(yōu)點是：因多副制動器同時使用，即使一副制動器失靈，也不是影響一部分制動力矩，故可靠性高，操作方便，制動力矩可調(diào)性好，慣性小，動作快，靈敏度高；重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，安裝維護方便；通用性大等。由于制動器具有許多優(yōu)點，所以它在現(xiàn)代多種類型提升機中獲得廣泛的應用。(2)盤式制動器的缺點：對于制動盤和制動器的制造精度要求較高；對閘瓦的性能要求較高等。(3)液壓盤式制動器作為最新開發(fā)出來的一種制動器，其發(fā)展前景遠大，尤其是將液壓—電氣控制結(jié)合在盤式制動器上，相信隨著液壓和電氣技術(shù)的進一步發(fā)展，會更有利于盤式制動器的發(fā)展。5.1制動器的選擇與設(shè)計5.1.1制動器的選擇與設(shè)計步驟制動器的選擇，應根據(jù)使用要求與工作條件確定。選擇時一般應考慮以下幾點一要考慮工作機械的工作性質(zhì)和條件。對于其中機械的提升機構(gòu)，必須采用常閉式制動器，對于水平行走的車輛等設(shè)備，為了便于控制制動力矩的大小和準確停車，多采用常開式制動器，對于安全性有高度要求的機械，需設(shè)置雙重制動器。二要考慮合理的制動轉(zhuǎn)矩。用于起重機起升機構(gòu)支持的制動器?；虻V井提升機的安全制動器，制動轉(zhuǎn)矩必須有足夠的儲備，即應有一定的安全系數(shù)三要考慮安裝地點的空間大小。當安裝地點有足夠的空間，可選用外抱式制動器，空間受限制處，可采用內(nèi)蹲式或者帶式，盤式制動器。選用標準制動器，應以計算制動轉(zhuǎn)矩T為依據(jù)，參照標準制動器的制動轉(zhuǎn)矩To，使T<To，選出標準型號后，必要時進行驗算。制動力矩的確定QUOTE=420KNQUOTE靜張力差制動器的發(fā)熱驗算對于停止式制動器和其他發(fā)熱不打的制動器，可按表6-4-5的推薦值校核其壓強p和pv值就可以。5.1.2摩擦材料用于制動器的摩擦材料，通常在很高的剪力和溫度條件下工作。要求這類材料能吸收動能，并將動能轉(zhuǎn)化為熱散發(fā)在空氣中。其工作溫度和溫升速度是影響性能的主要因素，制動器工作時，吸收的能量越大，完成制動時間越短，則溫升越高。摩擦材料的工作溫度如超過其許用工作溫度，性能會顯著惡化。對摩擦材料的基本要求如下；1摩擦因數(shù)高而穩(wěn)定，具有良好的恢復性能；2耐磨性好，允許壓強大，又不損傷對偶材料；3有一定的耐油，耐蝕，耐濕及抗膠合性能；4有一定的機械強度和良好的制造工藝性在摩擦面上開槽可以儲集侵入的灰塵等贓物而減輕磨損摩擦材料的種類5.1.3提升機制動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計制動裝置的有關(guān)規(guī)定和要求按照《煤炭安全規(guī)程》及有關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，提升機(絞車)的制動裝置必須達到下列要求。（1）提升機(絞車)必須裝設(shè)司機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（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。在工作中，司機不準離開工作崗位，也不準擅自調(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（絞車），應加強閘瓦間隙和傳動系統(tǒng)的檢查和維護。（3）保險閘必須采用配重式或彈簧式的制動裝置，除由司機操縱外，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電。常用閘必須采用可調(diào)節(jié)的機械制動裝置。（4）提升機（絞車）除有（常用閘和保險閘）外，應加設(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（絞車）的常用閘和保險閘制動時，所產(chǎn)生的力矩和實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（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)實測確定，一般采用0.3到0.35；常用閘和保險閘的力矩應分別計算。（8）在立井和傾角以上的傾斜井巷，提升裝置的保險閘發(fā)生作用時，全部機械的減速度：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米每二次方秒，提升重載時的制動減速度不得大于自然減速度。=式中重力加速度，m/s2；井巷傾角，（）；繩端載荷的運動阻力系數(shù)，一般采用0.10到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。司機操縱臺制動手把的移動應當靈活，在抱閘位置時，應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，應重新車削或換新的。提升機制動器主要類型提升機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。目前，進口提升機和國產(chǎn)新型提升機大都采用液壓盤式制動器，而舊提升機(70年代以前產(chǎn)品)多采用液壓或氣壓塊式制動裝置，但近年也對這些制動器進行了較大規(guī)模的改造。盤式制動器盤式制動器是為了克服塊式制動器的可靠性不高的缺點而發(fā)展的新型制動裝置，目前國內(nèi)外生產(chǎn)的提升機或提升絞車都使用了盤式制動器.盤式制動器具有以下：①制動力矩可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而且容易調(diào)整；②制動系統(tǒng)空行程小、動作快、響應速度快、靈敏度高；③重量輕，外形尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊；④通用性好，可通過改變盤形閘的數(shù)量來滿足不同絞車的制動要求；⑤安全可靠性高，多副盤形閘同時工作，其中少數(shù)部分盤形閘失靈或故障，其余完好盤閘一般仍可剎住絞車；而且傳動環(huán)節(jié)(如管路破裂失、壓斷電等)均可自動施閘。盤式制動器都是依靠碟形的預壓縮恢復張力使閘塊壓向制動盤，從而產(chǎn)生制動力矩；當松閘時，向活塞腔內(nèi)注入壓力油，壓力油推動活塞后移并壓縮碟形彈簧，帶動閘瓦離開制動盤，從而實現(xiàn)松閘。目前國內(nèi)外提升機使用的盤式制動器形式多樣，主要有前腔式盤形閘，后腔式盤形閘單缸雙作用盤形閘，以及鉗式盤形閘。盤式制動器原理如圖3-2所示：圖3-2盤式制動器原理圖目前，國內(nèi)進口的安全盤式制動器主要來自德國、法國。各國生產(chǎn)的盤式制動器原理上基本相同，都是碟簧上閘、液壓松閘，高壓油通過液壓泵站產(chǎn)生，但是結(jié)構(gòu)上有些差異，從而性能也略有不同。盤式制動器的結(jié)構(gòu)及工作原理盤式制動器的布置方式盤式制動器又稱盤型閘，其制動力矩是靠盤瓦沿軸向兩側(cè)壓向滾筒上的制動盤而產(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，因而盤式制動器都成對地裝設(shè)使用，每一對盤式制動器叫做一副，如圖所示。根據(jù)所需制動力矩的大小，一臺提升機可以同時布置兩副四副或更多副盤式制動器。盤式制動器的布置方式如圖3-3所示：圖3-3盤式制動器的布置圖盤式制動器的結(jié)構(gòu)盤式制動器的結(jié)構(gòu)如圖所示。兩個制動油缸3位于滾筒制動盤的兩側(cè)，均裝在支座2上。支座2為整體鑄鋼件，一副盤式制動器通過支座及墊板1用地腳螺栓固定在基座上。制動油缸3內(nèi)裝有活塞5柱塞13調(diào)整螺栓6螺釘7盤式彈簧4及彈簧套筒8等。筒體9襯板11和渣瓦15一齊可沿支座的內(nèi)孔往復移動。閘瓦與襯板的連接，可用銅螺釘連接或用黏結(jié)劑粘貼，但大多數(shù)是以燕尾槽的形式將閘瓦固定在襯板上。在使用中當閘瓦磨損或閘瓦與制動盤的間隙過大時，可用調(diào)整螺栓6調(diào)節(jié)筒體9的位置，使閘瓦間隙保持在1~1.5mm。柱塞13與銷子14的連接采用榫槽結(jié)構(gòu)，在擰動螺釘7時不致使柱塞13轉(zhuǎn)動，以便調(diào)整閘瓦間隙。壓向制動盤的制動力，由盤式彈簧產(chǎn)生。解除制動力，靠線油缸內(nèi)充入油液而向右推動活塞5，壓縮盤式彈簧來實現(xiàn)。螺釘12是放空氣用的。在第一次向制動油缸3充油，或在使用中發(fā)現(xiàn)送閘的時間教長時，可將放氣螺釘12旋松，把制動油缸中的空氣排出，以免影響制動油缸的正常工作。塞頭20是排油用的。在使用中制動油缸可能有微量的滲油，因而要定期將塞頭20旋開排油。在排油時，應避免滲出的油玷污閘瓦及制動盤。盤式制動器的結(jié)構(gòu)如圖3-4所示：圖3-4盤式制動器的結(jié)構(gòu)圖5.1.4確定制動器數(shù)量表3-4制動盤直徑參數(shù)制動器直徑尺寸350400410450460500560630700注：括號內(nèi)為非優(yōu)先選用尺寸(2)確定制動閘的數(shù)量Z工作制動閘所需要的制動力初步設(shè)定制動閥數(shù)量12個5.2碟形彈簧的計算 本設(shè)計所要求的碟形彈簧是一組合彈簧，其承受載荷為43.75kN時變形量應為10mm。（1）選擇碟形彈簧系列及組合型式根據(jù)載荷初選碟形彈簧規(guī)格：碟形彈簧系列：DS=B碟形彈簧類別：DTPE=2碟形彈簧外徑：D=180mm碟形彈簧內(nèi)徑：d=92mm碟形彈簧壓力：P=37.50kN碟形彈簧厚度：t=6mm壓平時厚度：h0=5.1mm自由高度：H0=11.1mm碟形彈簧表面上OM點的計算壓應力：σOM=-895MPa在Ⅱ點的計算拉應力：σⅡ=1040MPa重量：Q=885.4g（2）碟形彈簧設(shè)計計算單片預加載荷：F1=43.75kN單片工作載荷：F2=45.19kN①計算壓平時蝶形彈簧計算載荷值：式中：pc——壓平時的蝶形彈簧載荷計算值 t——碟形彈簧厚度 D——碟形彈簧外徑 h0——壓平時的蝶形彈簧變形量計算值 E——材料彈性模量；取E=206000Mpa μ——泊松比；取μ=0.3 k1k4——計算系數(shù)其中：式中：c——蝶形彈簧外徑與內(nèi)徑的比值對于無支承面碟形彈簧：k4=1則:=1.956=0.71=44361N ②計算及 由于設(shè)計采用復合組合，則單個彈簧載荷：P=43750N則： ③計算 當及時， ； ④計算f QUOTE⑤計算組合的片數(shù)取8片圖3-5彈簧結(jié)構(gòu)示意圖碟型彈簧的三種組合方式如圖3-6所示：圖3-6碟型彈簧的三種組合方彈簧破壞位置的判別：C=D/d圖3-7A型彈簧破壞位置的判別碟型彈簧下的應力極限如圖3-8所示：圖3-8碟型彈簧下的應力極限圖6液壓缸主要技術(shù)性能參數(shù)的計算液壓缸與液壓馬達一樣，也是將液壓能轉(zhuǎn)變成機械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置，同為執(zhí)行元件。與液壓馬達不同，液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)變成直線運動或擺動的機械能。液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，應用廣泛，種類繁多。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點分為活塞式、柱塞式、回轉(zhuǎn)式三大類；根據(jù)作用方式分為單作用式和雙作用式，前者只有一個方向由液壓驅(qū)動，反向運動則由彈簧力或重力完成，后者兩個方向的運動均由液壓實現(xiàn)。6.1常用液壓缸6.1.1活塞式液壓缸雙活塞桿液壓缸雙活塞桿缸的活塞兩端都有活塞桿伸出。它主要由缸筒、活塞、活塞桿、左右缸蓋、左右壓蓋等零件組成。缸筒與缸蓋用法蘭連接，活塞與活塞桿用柱塞銷連接，活塞與缸筒內(nèi)壁之間采用間隙密封（低壓），活塞桿與缸蓋之間采用了V型密封圈。因雙活塞桿缸兩端活塞桿直徑相等，所以左右兩腔有效面積相等。當分別向左、右腔輸入相同的壓力和流量時，液壓缸左、右兩個方向上輸出的推力和速度相等。單活塞桿液壓缸單活塞桿缸只有一端有活塞桿。它主要由缸底、缸筒、缸頭、活塞、活塞桿、導向套、緩沖套、節(jié)流閥、帶放氣孔的單向閥及密封裝置等組成。缸筒與法蘭焊接成一體，通過螺釘與缸底、缸頭連接?；钊c缸筒、活塞桿與缸蓋之間在半剖視圖上部為橡塑組合密封，下部為唇形密封。單活塞桿缸也有缸筒固定和活塞桿固定兩種安裝形式。兩種安裝方式的工作臺移動范圍均為活塞有效行程的兩倍。單活塞桿缸因左、右兩腔有效面積和不等，因此當進油腔和回油腔壓力分別為和，輸入左、右兩腔的流量均為時，液壓缸左、右兩個方向的推力和速度不相同。6.1.2柱塞式液壓缸活塞式液壓缸的活塞與缸筒內(nèi)孔有配合要求，要有較高的精度，特別是缸筒較長時，加工就很困難，但柱塞液壓缸就可以解決此困難。因柱塞液壓缸的缸筒與柱塞沒有配合要求，缸筒內(nèi)孔不需要精加工，只是柱塞與缸蓋上的導向套有配合要求，所以特別適合行程較長的的場合，例如導軌磨床，龍門刨床等。為了減輕柱塞重量、減少柱塞的彎曲變形，柱塞常做成空心的，還可以在缸筒內(nèi)設(shè)置輔助支承，以增強剛性。6.2其它形式液壓缸6.2.1伸縮液壓缸伸縮液壓缸又稱多套缸，它是由兩個或多個活塞式液壓缸套裝而成的，前一級活塞缸的活塞是后一級活塞的缸筒。各級活塞依次伸出時可獲得很長的行程，而當依次縮回時又能使液壓缸保持很小的軸向尺寸。當液壓缸當通入壓力油時，活塞有效面積最大的缸筒以最低油壓力開始伸出，當行至終點時，活塞有效面積次之的缸筒開始伸出。外伸缸筒有效面積越小，工作油液壓力越高，伸出速度加快。各級壓力和速度可按活塞式液壓缸有關(guān)公式來計算。除雙作用伸縮液壓缸外，還有一種單作用伸縮液壓缸。它與雙作用不同點主要是，單作用回程靠外力，而雙作用回程靠液壓油作用。伸縮液壓缸，特別適用于工程機械及自動線步進式輸送裝置。6.2.2齒條活塞液壓缸齒條活塞液壓缸也稱無桿液壓缸，其工作原理是：壓力油進入液壓缸后，推動具有齒條的活塞直線運動，齒條帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動進刀機構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)位、液壓機械手、裝載機的鏟斗的回轉(zhuǎn)等。6.2.3增壓缸(增壓器)增壓缸與活塞式液壓缸相類似，但不是將液壓能轉(zhuǎn)換成機械能，而是液壓能的傳遞，使之增壓。增壓缸為活塞缸與柱塞缸組成的復合缸。當?shù)蛪河屯苿又睆綖榈拇蠡钊蛴乙苿訒r，也推動與其連成一體的直徑為的小柱塞，由于大活塞與小柱塞面積不筒，因此小柱塞缸輸出的壓力要比高。6.2.4增速缸增速缸由活塞缸和柱塞缸復合而成。當壓力油只經(jīng)過柱塞孔進入增速缸小腔時，推動活塞快速向右移動，此時大腔需要充液，活塞輸出推力較小。當壓力油同時進入增速缸小腔和大腔時，活塞轉(zhuǎn)為慢進，輸出推力增大。采用增速缸使得執(zhí)行機構(gòu)獲得盡可能大的運動速度，且功率利用合理。在本系統(tǒng)中，由于液壓缸只是實現(xiàn)對閘門的打開與關(guān)閉，所以其中所用的三個液壓缸（一個卸載液壓缸，兩個分配小車液壓缸）選擇用活塞式液壓缸即可滿足要求。液壓缸主要參數(shù)的設(shè)計計算6.3.1液壓缸的特征尺寸缸筒內(nèi)徑根據(jù)液壓缸推力和選定工作壓力，或者運動速度和輸入流量，按相關(guān)公式確定缸筒內(nèi)徑后，然后再從GB/T3248-1993標準中選取相近的尺寸加以圓整?；钊麠U直徑通常先滿足液壓缸速度或往返速比來確定活塞桿的直徑，按GB/T3248-1993標準進行圓整，然后再按其結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性進行校核。液壓缸缸筒長度液壓缸的缸筒長度由最大工作行程長度決定，缸筒的長度一般不超過其內(nèi)徑的20倍。液壓缸最小導向長度當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到導向套滑動面中點的距離稱為最小導向長度。已知活塞直徑桿缸得左、右兩腔同時通壓力油，稱為差動連接，差動連接的單活塞桿缸稱之為差動液壓缸。差動液壓缸雖然左、右兩腔壓力相等，但因為左腔（無桿腔）的有效面積大于右腔（有桿腔）的有效面積。vvdDFfcFp1p2圖：單活塞桿液壓缸計算示意圖因此使活塞向右的作用力大于向左的作用力，活塞向右運動，液壓缸有桿腔排出的流量與泵的流量匯合進入液壓缸的左腔，使活塞運動速度加快。6.3.2液壓缸工作壓力的確定根據(jù)1的參數(shù)及相關(guān)資料，由于采用兩個制動器，則：液壓缸負載作用力：F=43.75KN 單缸正壓力:液壓缸活塞行程：s=10mm選用碟型彈簧時取最大單缸正壓力為則單缸最大正壓力為45.0kN所以，可知道液壓缸工作壓力屬中高壓設(shè)備因此液壓缸的工作壓力范圍為：8~16Mpa初取液壓缸的工作壓力為8Mpa6.3.3活塞桿單活塞桿缸只有一端有活塞桿。它主要由缸底、缸筒、缸頭、活塞、活塞桿、導向套、緩沖套、節(jié)流閥、帶放氣孔的單向閥及密封裝置等組成。缸筒與法蘭焊接成一體，通過螺釘與缸底、缸頭連接?；钊c缸筒、活塞桿與缸蓋之間在半剖視圖上部為橡塑組合密封，下部為唇形密封。單活塞桿缸也有缸筒固定和活塞桿固定兩種安裝形式。兩種安裝方式的工作臺移動范圍均為活塞有效行程的兩倍。單活塞桿缸因左、右兩腔有效面積和不等，因此當進油腔和回油腔壓力分別為和，輸入左、右兩腔的流量均為時，液壓缸左、右兩個方向的推力和速度不相同。（1）活塞桿的結(jié)構(gòu)桿體采用實心桿式桿內(nèi)端活塞與活塞桿的連接采用軸套型連接桿外端桿頭與摩擦機構(gòu)的連接采用大螺栓頭的鏈接型式；由于需要用鎖緊螺母故采用長型的螺紋長度。（2）活塞桿的材料和技術(shù)要求材料選擇：采用45號中碳鋼。由于活塞桿主要承受推力的作用，則不必進行調(diào)質(zhì)處理?；钊麠U要求淬火，淬火深度為0.5mm。表面鍍鉻25μm。活塞桿要在導向套中滑動，一般采用H8/f7配合。太緊了，摩擦力大，太松了，容易引起卡滯現(xiàn)象和單邊磨損，其圓度和圓柱度公差不大于直徑公差之半。安裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差不大于0.01mm，是為了保證活塞桿外圓與活塞外圓的同軸度，以避免活塞與缸筒、活塞桿與導向套的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸肩端面與活塞桿軸線的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，以保證活塞安裝不產(chǎn)生歪斜?；钊麠U的外圓粗糙度Ｒa值一般為0.1~0.3m.太滑了，表面形成不了油膜，反而不利于潤滑。為了提高耐磨性和防銹性，活塞桿表面需進行鍍鉻處理，鍍層厚0.03~0.05mm，并進行拋光或磨削加工。對于工作條件惡劣、碰撞機會較多的情況，工作面耐先經(jīng)高頻淬火后再鍍鉻。用于低載荷和良好環(huán)境條件時，可不做表面處理?；钊麠U內(nèi)端的卡環(huán)槽、螺紋和緩沖柱塞也要保證與軸線的同心，特別是緩沖柱塞，最好與活塞桿做成一體。卡環(huán)槽取動配合公差，螺紋則取較緊的配合。 （3）活塞桿的計算活塞桿是液壓缸傳遞力的重要零件，它承受拉力、壓力、彎曲力和震動沖擊力等多種作用力，必須有足夠的強度和剛度。對與無速比要求，活塞桿長度小于10倍缸徑D時，實心桿可按下式計算： 式中：d——活塞桿直徑 Fd——液壓缸推力 σp——活塞桿的許用應力，對于中碳鋼，σp=40Mp則： QUOTEGB/T2348—1993將活塞桿直徑圓整到相近的標準直徑，以便采用標準的密封裝置。圓整后得 d=65mm6.3.4缸筒（1）缸筒結(jié)構(gòu)通常根據(jù)缸筒與端蓋的連接型式選用，而連接型式又取決于額定工作壓力、用途和使用環(huán)境。由于法蘭連接的結(jié)構(gòu)簡單、易于加工、易裝卸等優(yōu)點。故選擇法蘭連接。 （2）缸筒材料材料的選擇：由于缸筒需要足夠的強度和沖擊韌性，對焊接后的缸筒要求有良好的焊接性能。故選用35號鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （3）對缸筒的要求 ①有足夠的強度，能長期承受最高工作壓力及短期動態(tài)試驗壓力而不致產(chǎn)生永久變形。②有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲。③內(nèi)表面與活塞密封件及導向環(huán)的磨擦作用下，能長期工作而磨損少，尺寸公有效期等級和形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性。④需要焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便在焊上法蘭或管頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過大的變形?？傊?，缸筒是液壓缸的主要零件，它與缸蓋、缸底、油口等零件構(gòu)成密封的容腔，用以容納壓力油液、同時它還是活塞的運動“軌道”。設(shè)計液壓缸缸筒時，應該正確確定和部分的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力、運動速度和有效行程，同時還必須具有一定的強度，能足以承受液壓力、負載力和意外的沖擊力；缸筒的內(nèi)表面應具有合適的配合公差等級、表面粗糙度和形位公差等級，以保證液壓缸的密封性、運動平穩(wěn)性和耐用性。（4）缸筒計算①缸筒直徑：當液壓缸的理論作用力Fl及供油壓力p為已知時，則有活塞桿腔的缸筒內(nèi)徑D為： 式中：D——缸筒內(nèi)徑 Fl——液壓缸的理論作用力 p——供油壓力液壓缸的理論作用力Fl，按下式確定： 式中：Fl——液壓缸的理論作用力 F——液壓缸在工作階段的總機械負載 Ψ——負載率，一般取Ψ=0.5~0.7則：=136.16kN=130mmGB/T2348—1993將缸筒內(nèi)徑