架空式乘人裝置設(shè)計(jì)

架空式乘人裝置設(shè)計(jì)〔說(shuō)明書(shū)〕目錄摘要1第一章緒論41.1煤礦架空乘人裝置定義41.2煤礦架空乘人裝置的構(gòu)成41.3煤礦架空乘人裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其布置4第二章工作原理7第三章根本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.1驅(qū)動(dòng)局部83.1.1電動(dòng)器83.1.2減速器83.1.3制動(dòng)器確實(shí)定13乘人局部13托繩局部143.4尾輪及張緊裝置153.4.1尾輪153.4.2張緊絞車局部153.4.3配重錘局部163.5電控系統(tǒng)16電氣控制及信號(hào)系統(tǒng)16保護(hù)功能17第四章架空乘人裝置設(shè)計(jì)計(jì)算19原始數(shù)據(jù)〔以下數(shù)據(jù)為例計(jì)算〕19主要預(yù)選參數(shù)確實(shí)定19主要參數(shù)的計(jì)算及器型的選擇20第五章設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及結(jié)構(gòu)的改良27架空乘人車裝置設(shè)計(jì)存在問(wèn)題27架空乘人車設(shè)計(jì)的臨界值和防滑驗(yàn)算27吊座間距27架空乘人車裝置結(jié)構(gòu)的改良27剎車裝置的研制及應(yīng)用27吊座與鋼絲繩連接裝置的改良28致謝29參考文獻(xiàn)30第一章緒論1.1煤礦架空乘人裝置定義礦用索道〔架空乘人裝置〕主要用于礦井斜巷，平巷運(yùn)送人員，其工作原理類似于地面旅游索道。它通過(guò)電動(dòng)器帶動(dòng)減速器上的摩擦輪作為驅(qū)動(dòng)裝置，采用架空的無(wú)極循環(huán)的鋼絲繩作為牽引承載。鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進(jìn)行張緊，沿途依托繩輪支撐，以維持鋼絲繩在托輪間的饒度和張力。抱索器將乘人吊椅與鋼絲繩連接并隨之作循環(huán)運(yùn)行從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)送人員的目的。礦用索道主要由驅(qū)動(dòng)裝置，尾輪及張緊裝置、乘人局部、鋼絲繩、托〔壓〕輪局部、電控局部及綜合保護(hù)裝置組成。煤礦架空乘人裝置的構(gòu)成主要由驅(qū)動(dòng)局部、乘人局部、托繩局部、尾輪局部、張緊局部及電控系統(tǒng)組成；如圖1-1所示。圖1-1煤礦架空乘人裝置圖1.3煤礦架空乘人裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其布置礦井在建設(shè)高產(chǎn)高效過(guò)程中，在不斷引進(jìn)采煤、掘進(jìn)新技術(shù)、新工藝、新裝備的同時(shí)，輔助運(yùn)輸應(yīng)不斷改良創(chuàng)新，以滿足現(xiàn)代化礦井開(kāi)展的需要?，F(xiàn)代化的高產(chǎn)高效礦井，采掘器械化程度越來(lái)越高。新技術(shù)、新裝備的應(yīng)用，使工人的勞動(dòng)強(qiáng)度越來(lái)越小，生產(chǎn)效率越來(lái)越高，而井下輔助運(yùn)輸卻滯后于礦井的開(kāi)展。其主要表現(xiàn)在：受礦井開(kāi)拓方式的制約，技術(shù)更新慢，還是沿襲舊的運(yùn)輸模式，以小絞車、小電瓶車運(yùn)輸為主，但隨著礦井開(kāi)采不斷延伸，運(yùn)輸路線不斷增長(zhǎng)、環(huán)節(jié)增多、效率卻越來(lái)越低；運(yùn)載人員裝備沒(méi)有大的改良，大多是徒步從井口至作業(yè)地點(diǎn)，工人在途中一方面消耗體力另一方面延長(zhǎng)了勞動(dòng)時(shí)間嚴(yán)重制約礦井開(kāi)展，目前隨著科技水平的不斷提高，許多礦井都選用安裝有PLC自動(dòng)控制的架空式乘人裝置。架空乘人車主要由器頭部、牽引部、器尾部組成。器頭部部件主要為電動(dòng)器、固定在器架上的液壓式制動(dòng)裝置、聯(lián)軸器、減速器、器頭導(dǎo)繩輪;牽引部主要有牽引鋼絲繩、索道支架、架繩輪及乘人吊座組成、器尾部主要有器尾導(dǎo)繩輪、器尾支架及器尾拉緊裝置等組成。該設(shè)備有以下特點(diǎn)：〔1〕架空乘人裝置設(shè)備投資小，且占地面積又少，運(yùn)行本錢低，維護(hù)工作量??；

〔2〕架空乘人裝置人員輸送量大，效率高，索道無(wú)極循環(huán)運(yùn)行，人員不需要等候，隨到隨行；〔3〕架空乘人裝置平安性能好，牽引鋼絲繩運(yùn)行速度低〔0.8~/s〕，乘人吊椅離地不高〔〕，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，人員上、下吊椅方便自如，設(shè)備本身配有完善的平安保護(hù)裝置；〔4〕架空乘人裝置適用范圍廣，長(zhǎng)度范圍在100米-4000米，最大傾角40〔5〕架空乘人裝置布置方式靈活、獨(dú)特。除布置在專用巷道外，還可以與皮帶輸送器共用巷道，也可以與單鉤提升絞車共用巷道。也可布置在小斷面巷道還可以通過(guò)單向往復(fù)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)小運(yùn)量的人員輸送。由于井下架空乘人車運(yùn)輸巷道長(zhǎng)短不一斷面大小不一，而且還有中間上下人車場(chǎng)等差異，情況比擬復(fù)雜。設(shè)備布置各不相同，但一般為以下布置方式：1．架空乘人車運(yùn)輸巷道分為盡頭式和通過(guò)式。2．絞車一般布置在斜巷的上部，尾輪及拉緊裝置一般布置在斜巷的下部。3．盡頭式絞車炯室設(shè)在巷道的延伸處，通過(guò)式絞車就安設(shè)在巷道的中間。4．絞車上有水平安裝和傾斜安裝(即繩輪與巷道傾角一致))2種。設(shè)備布置的優(yōu)缺點(diǎn)：1．絞車布置在斜巷的上部，有利于絞車的制動(dòng);尾輪和拉緊裝置布置在斜巷的下部可以使拉緊裝置設(shè)置在張力最小的地方。2．盡頭式絞車炯室設(shè)在巷道的延伸處，可以建造器房，做到窗明幾凈，有利于司器和維修人員對(duì)架空乘人車的管理和維修，通過(guò)式絞車就安設(shè)在巷道的中間，節(jié)省建造費(fèi)用，投資少，見(jiàn)效快。3．絞車水平安裝。缺點(diǎn)為變坡處架繩輪受力較大，架繩輪與鋼絲繩易磨損，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)簡(jiǎn)單，給今后工作帶來(lái)很大的方便。絞車傾斜安裝，保持鋼絲繩傾角始終一致，沿線架繩輪無(wú)集中載荷，一般巷道布置也簡(jiǎn)易。4．兩個(gè)吊座間距一般大于兩個(gè)架繩輪的間距，這樣可以防止鋼絲繩垂度過(guò)大。公司兩個(gè)架繩輪之間距為4.7m，設(shè)計(jì)兩個(gè)吊座之間距為5m，由于器頭導(dǎo)繩輪磨擦襯墊磨擦系數(shù)缺乏，鋼絲繩屢次打滑，為防止事故的發(fā)生，減少了吊座數(shù)量，兩個(gè)吊座間距改為7m。架空乘人裝置是近幾年在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的根底上，綜合利用我國(guó)地面索道的科研成果及成熟經(jīng)驗(yàn)的根底上研制開(kāi)發(fā)的礦山專用運(yùn)人設(shè)備的技術(shù)。第二章工作原理煤礦架空乘人裝置〔俗稱猴車〕是一種新型的礦井斜巷或平巷人員運(yùn)輸設(shè)備，其工作原理類似于地面旅游索道。它通過(guò)電動(dòng)器帶動(dòng)減速器上的摩擦輪作為驅(qū)動(dòng)裝置，采用架空的無(wú)極循環(huán)的鋼絲繩作為牽引承載。鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進(jìn)行張緊，沿途依托繩輪支撐，以維持鋼絲繩在托輪間的饒度和張力。抱索器將乘人吊椅與鋼絲繩連接并隨之作循環(huán)運(yùn)行從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)送人員的目的。從而實(shí)現(xiàn)輸送礦工的原理。圖2—1輸送礦工的原理圖第三章根本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1驅(qū)動(dòng)局部礦井乘人裝置的驅(qū)動(dòng)裝置通常采用懸吊式安裝，有電動(dòng)器、減速器、制動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)輪、器架及電器控制局部所組成，設(shè)計(jì)圖如以下圖3-1所示。圖3-1礦井乘人裝置的驅(qū)動(dòng)裝置圖3.1.1功率由實(shí)際運(yùn)送量計(jì)算確定，由于運(yùn)送速度限制常選用6級(jí)防爆型電器，并應(yīng)符合GB3836-2000《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備》。3.1.1.減速器的工作原理圖3-2減速器圖減速器一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備，把電動(dòng)機(jī)內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過(guò)減速器的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)到達(dá)減速的目的，普通的減速器也會(huì)有幾對(duì)相同原理齒輪到達(dá)理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動(dòng)比。2．減速器的種類減速器是一種相對(duì)精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。它的種類繁多，型號(hào)各異，不同種類有不同的用途。減速器的種類繁多，按照傳動(dòng)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器；按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多級(jí)減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓柱齒輪減速器；按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開(kāi)式、分流式和同軸式減速器。以下是常用的減速器分類：〔1〕擺線針輪減速器〔2〕硬齒面圓柱齒輪減速器〔3〕行星齒輪減速器〔4〕軟齒面減速器〔5〕三環(huán)減速器〔6〕起重器減速器〔7〕蝸桿減速器〔8〕軸裝式硬齒面減速器〔9〕無(wú)級(jí)變速器蝸輪蝸桿減速器的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。

諧波減速器的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比擬差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。

行星減速器其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比擬緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(zhǎng)，額定輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。3.減速器的設(shè)計(jì)程序〔1〕設(shè)計(jì)的原始資料和數(shù)據(jù)①原動(dòng)機(jī)的類型、規(guī)格、轉(zhuǎn)速、功率〔或轉(zhuǎn)矩〕、啟動(dòng)特性、短時(shí)過(guò)載能力、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等。②工作機(jī)械的類型、規(guī)格、用途、轉(zhuǎn)速、功率〔或轉(zhuǎn)矩〕。工作制度：恒定載荷或變載荷，變載荷的載荷圖；啟、制動(dòng)與短時(shí)過(guò)載轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)頻率；沖擊和振動(dòng)程度；旋轉(zhuǎn)方向等。③原動(dòng)機(jī)作機(jī)與減速器的聯(lián)接方式，軸伸是否有徑向力及軸向力。④安裝型式〔減速器與原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)的相對(duì)位置、立式、臥式〕。⑤傳動(dòng)比及其允許誤差。⑥對(duì)尺寸及重量的要求。=7\*GB3⑦對(duì)使用壽命、平安程度和可靠性的要求。=8\*GB3⑧環(huán)境溫度、灰塵濃度、氣流速度和酸堿度等環(huán)境條件；潤(rùn)滑與冷卻條件〔是否有循環(huán)水、潤(rùn)滑站〕以及對(duì)振動(dòng)、噪聲的限制。=9\*GB3⑨對(duì)操作、控制的要求。=10\*GB3⑩材料、毛坯、標(biāo)準(zhǔn)件來(lái)源和庫(kù)存情況。上述前四條是必備條件，其他方面可按常規(guī)設(shè)計(jì)，例如設(shè)計(jì)壽命一般為!"年。用于重要場(chǎng)合時(shí)，可靠性應(yīng)較高等?！?〕選定減速器的類型和安裝型式〔3〕初定各項(xiàng)工藝方法及參數(shù)選定性能水平，初定齒輪及主要機(jī)件的材料、熱處理工藝、精加工方法、潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑油品?！?〕確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)按總傳動(dòng)比，確定傳動(dòng)的級(jí)數(shù)和各級(jí)的傳動(dòng)比?！?〕初定幾何參數(shù)初算齒輪傳動(dòng)中心距〔或節(jié)圓直徑〕、模數(shù)及其他幾何參數(shù)?！?〕整體方案設(shè)計(jì)確定減速器的結(jié)構(gòu)、軸的尺寸、跨距及軸承型號(hào)等?！?〕校核校核齒輪、軸、鍵等負(fù)載件的強(qiáng)度，計(jì)算軸承壽命?！?〕潤(rùn)滑冷卻計(jì)算〔9〕確定減速器的附件〔10〕確定齒輪滲碳深度必要時(shí)還要進(jìn)行齒形及齒向修形量等工藝數(shù)據(jù)的計(jì)算?！?1〕繪制施工圖在設(shè)計(jì)中應(yīng)貫徹國(guó)家和行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。4.減速器的檢查和維護(hù)不同的潤(rùn)滑油禁止相互混合使用。油位螺塞、放油螺塞和通氣器的位置由安裝位置來(lái)決定。它們的相關(guān)位置可參考減速器的安裝位置圖〔如以下圖3-3所示〕來(lái)確定。圖3-3減速器安裝位置圖〔1〕油位的檢查①切斷電源，防止觸電！等待減速器冷卻；②移去油位螺塞檢查油是否充滿；③安裝油位螺塞?！?〕油的檢查①切斷電源，防止觸電！等待減速器冷卻；②翻開(kāi)放油螺塞，取油樣；③檢查油的粘度指數(shù)?！绻兔黠@渾濁，建議盡快更換。④對(duì)于帶油位螺塞的減速器——檢查油位，是否合格——安裝油位螺塞〔3〕油的更換①冷卻后油的粘度增大放油困難，減速器應(yīng)在運(yùn)行溫度下?lián)Q油。②切斷電源，防止觸電！等待減速器冷卻下來(lái)無(wú)燃燒危險(xiǎn)為止！注意：換油時(shí)減速器仍應(yīng)保持溫?zé)帷＂墼诜庞吐萑旅娣乓粋€(gè)接油盤。④翻開(kāi)油位螺塞、通氣器和放油螺塞。⑤將油全部排除。⑥裝上放油螺塞。⑦注入同牌號(hào)的新油。⑧油量應(yīng)與安裝位置一致。⑨在油位螺塞處檢查油位。⑩擰緊油位螺塞及通氣器?！?〕減速器檢查和考前須知①減速器應(yīng)牢固地安裝在穩(wěn)定水平的根底或底座上，排油槽的油應(yīng)能排除，且冷卻空氣循環(huán)流暢。根底不可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)引起振動(dòng)及噪聲，并促使軸承及齒輪受損。當(dāng)傳動(dòng)聯(lián)接件有突出物或采用齒輪、鏈輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)考慮加裝防護(hù)裝置，輸出軸上承受較大的徑向載荷時(shí)，應(yīng)選用加強(qiáng)型。②按規(guī)定的安裝裝置保證工作人員能方便地靠近油標(biāo)，通氣塞、排油塞。安裝就位后，應(yīng)按次序全面檢查安裝位置的準(zhǔn)確性，各緊固件壓緊的可靠性，安裝后應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。減速器采用油池飛濺潤(rùn)滑，在運(yùn)行前用戶需將通氣孔的螺塞取下，換上通氣塞。按不同的安裝位置，并翻開(kāi)油位塞螺釘檢查油位線的高度，從油位塞處加油至潤(rùn)滑油從油位塞螺孔溢出為止，擰上油位塞確定無(wú)誤后，方可進(jìn)行空載試運(yùn)轉(zhuǎn)，時(shí)間不得少于2小時(shí)。運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)沖擊、振動(dòng)、雜音及滲漏油現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)排除。經(jīng)過(guò)一定時(shí)期應(yīng)再檢查油位，以防止機(jī)殼可能造成的泄漏，如環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)，可改變潤(rùn)滑油的牌號(hào)。③安裝減速器時(shí)，應(yīng)重視傳動(dòng)中心軸線對(duì)中，其誤差不得大于所用聯(lián)軸器的使用補(bǔ)償量。對(duì)中良好能延長(zhǎng)使用壽命，并獲得理想的傳動(dòng)效率。=4\*GB3④在輸出軸上安裝傳動(dòng)件時(shí)，不允許用錘子敲擊，通常利用裝配夾具和軸端的內(nèi)螺紋，用螺栓將傳動(dòng)件壓入，否那么有可能造成減速器內(nèi)部零件的損壞。最好不采用鋼性固定式聯(lián)軸器，因該類聯(lián)軸器安裝不當(dāng)，會(huì)引起不必要的外加載荷，以致造成軸承的早期損壞，嚴(yán)重時(shí)甚至造成輸出軸的斷裂?！?〕減速器的潤(rùn)滑及保養(yǎng)在投入運(yùn)轉(zhuǎn)之前，在減速器中裝入建議的型號(hào)和數(shù)值的潤(rùn)滑脂。減速器采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。對(duì)于豎直安裝的減速器〔如以下圖3-4所示〕。圖3-4豎直安裝的減速器圖鑒于潤(rùn)滑油可能不能保證最上面的軸承的可靠潤(rùn)滑，因此采用另外的潤(rùn)滑措施。在運(yùn)行以前，在減速器中注入適量的潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油的粘性根據(jù)以以下表選擇。減速器通常裝備有注油孔和放油塞。因而在訂購(gòu)減速器的時(shí)候必須指定安裝位置。下表列出了一般應(yīng)用中建議采用的潤(rùn)滑油的牌子和型號(hào)。注意：對(duì)于非常規(guī)工作條件的應(yīng)用，請(qǐng)征詢制造廠的意見(jiàn)。工作油溫不能超過(guò)80℃終生潤(rùn)滑的組合減速器在制造廠注滿合成油，除此之外，減速器供貨時(shí)通常是不帶潤(rùn)滑油的，并帶有注油塞和放油塞。本樣本中列出的減速器潤(rùn)滑油數(shù)量只是估計(jì)值。根據(jù)訂貨時(shí)指定的安裝位置設(shè)置油位塞的位置以保證正確注油，減速器注油量應(yīng)該根據(jù)不同安裝方式來(lái)確定。如果傳輸功率超過(guò)減速器的熱容量，必須提供外置冷卻裝置。然而，乘人架空式裝置上所用的減速器是根據(jù)礦用架空索道的現(xiàn)場(chǎng)所需而選用的，常采用平面二次包絡(luò)蝸輪蝸桿減速器或硬齒面齒輪減速器；傳動(dòng)比大，一級(jí)減速可以滿足乘人裝置運(yùn)行要求，減少了傳動(dòng)環(huán)節(jié)，使驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊。制動(dòng)器確實(shí)定在電動(dòng)器與減速器間安裝制動(dòng)器，制動(dòng)器是實(shí)現(xiàn)正常停車、自動(dòng)停車和緊急停車的前提，制動(dòng)器選擇是否合理是關(guān)系到猴車能否平安運(yùn)行的主要因素。目前常用制動(dòng)器有手動(dòng)制動(dòng)器、電氣制動(dòng)器、電磁鐵制動(dòng)器等。1．手動(dòng)制動(dòng)器，發(fā)生事故時(shí)不能及時(shí)停車，造成擠傷乘人的事故不止一次發(fā)生，因此，乘人裝置不常采用手動(dòng)制動(dòng)器。

2．電氣制動(dòng)器。當(dāng)猴車斷電停車時(shí)，取自礦用防爆照明變壓器的127V交流電，經(jīng)半波整流輸送到電動(dòng)器兩相繞組中，實(shí)現(xiàn)電氣制動(dòng)。這種做法在正常情況下可采用，但全礦井下突然停電情況下，電氣制動(dòng)就不會(huì)起到制動(dòng)作用，這時(shí)猴車吊座就會(huì)在重力作用下向下加速運(yùn)行，越來(lái)越快，從而造成乘坐人員的混亂。在混亂中乘坐人員就會(huì)慌不擇路，匆忙下車，因而就難免受到傷害。這正是電氣制動(dòng)的致命缺陷。

3.電磁鐵制動(dòng)器。電磁鐵制動(dòng)器具有很高的可靠性。當(dāng)電磁鐵有電時(shí)，制動(dòng)閘松開(kāi)制動(dòng)輪，從而使電動(dòng)器運(yùn)行;當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，制動(dòng)閘抱緊制動(dòng)輪，從而進(jìn)行制動(dòng)。由于猴車運(yùn)行速度很低(《煤礦平安規(guī)程》規(guī)定：架空乘人裝置的速度不得超過(guò)/s)，即使猴車突然停車，也不會(huì)造成事故，因此沒(méi)有必要控制制動(dòng)速度與制動(dòng)距離。

電磁鐵取自猴車的電源，當(dāng)猴車開(kāi)車時(shí)，電磁鐵迅速翻開(kāi)，電動(dòng)器運(yùn)行;當(dāng)猴車停車時(shí)，電動(dòng)器停止運(yùn)行，同時(shí)電磁鐵斷電，進(jìn)行制動(dòng)。如遇礦井下突然停電，電磁鐵由于斷電同樣可以平安制動(dòng)。某礦井下采用電磁鐵制動(dòng)器多年，至今運(yùn)行狀態(tài)良好。乘人局部是運(yùn)送人員的工具，由抱索器和吊椅組成，如圖3-5所示。圖3-5抱索器3.3托繩局部托繩局部由托〔壓〕繩輪組成，設(shè)計(jì)圖如以下圖所示。圖3-6托〔壓〕繩輪圖圖3-7托〔壓〕繩輪剖視圖托〔壓〕繩輪通過(guò)橫梁和托輪架架空安裝于線路上，用以托起和壓住運(yùn)載繩，以適應(yīng)運(yùn)載繩在線路上角度的變化和吊椅凈空尺寸。由于托〔壓〕繩輪受力大小和角度不同，有單、雙托〔壓〕繩輪。托〔壓〕繩輪在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要靈活，無(wú)卡阻現(xiàn)象，繩槽形狀要適應(yīng)抱索器在橫向和縱向最大允許擺動(dòng)情況下，能順利通過(guò)。3.4尾輪及張緊裝置乘人裝置張緊裝置通常采用懸吊式安裝，它主要由尾輪、張緊絞車、和配重錘等局部組成。3.4.該局部由尾輪〔張緊輪〕、尾輪架、滾輪、尾輪軸承箱等組成。如以下圖3-8所示。圖3-8尾輪〔張緊輪〕、尾輪架、滾輪、尾輪軸承箱圖尾輪是對(duì)無(wú)極運(yùn)載鋼絲繩在張緊局部起導(dǎo)向作用和運(yùn)載鋼絲繩在運(yùn)行過(guò)程中張力變化時(shí)，同滾輪一起在軌道上前后移動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)載鋼絲繩在運(yùn)行過(guò)程中的張力，以滿足設(shè)計(jì)給定值，保證運(yùn)行的平穩(wěn)性，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命和滿足驅(qū)動(dòng)輪和乘人裝置鋼絲繩的防滑要求。3.4.該局部由手輪、減速箱、滾筒和滑輪組成。如以下圖所示。圖3-9手輪、減速箱、滾筒和滑輪圖張緊鋼絲繩的一端纏繞固定在滾筒上，另一端通過(guò)雙滑輪和尾輪局部雙滑輪導(dǎo)繞后同重錘局部的吊架相連、當(dāng)運(yùn)載鋼絲繩張力變化時(shí)，由于配重行程所限，扭動(dòng)張緊絞車手輪，使張緊鋼絲繩收繩或放繩，來(lái)調(diào)節(jié)配重錘位置，以防超行程運(yùn)行，防止重錘落地或沖頂，使運(yùn)載鋼絲繩自然保持設(shè)計(jì)的給定值。3.4.該局部由重錘吊架和配重塊組成。配重塊一般設(shè)置在線路張力較小的最低點(diǎn)，自然調(diào)節(jié)運(yùn)載鋼絲繩運(yùn)行時(shí)的張力變化。3.5電控系統(tǒng)電氣控制及信號(hào)系統(tǒng)乘人裝置的電控系統(tǒng)，由隔爆兼本安型電源箱、礦用PLC提升信號(hào)〔操作臺(tái)采用LED顯示〕、信號(hào)檢測(cè)元件、控制元件以及相應(yīng)的控制線路組成。電控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能概述無(wú)人值守控制，啟動(dòng)前預(yù)警信號(hào)、開(kāi)車、停車按設(shè)定程序自動(dòng)控制；無(wú)人員乘座后延時(shí)停車；可實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備電氣互鎖；可實(shí)現(xiàn)架空乘人裝置沿線拉停車；可實(shí)現(xiàn)架空乘人裝置欠速、過(guò)速保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)電器失壓、短路、斷相、過(guò)載保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)掉繩脫槽保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)鋼絲繩張緊上限保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)重錘落地保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)越站保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)下車點(diǎn)平安語(yǔ)言提示；可實(shí)現(xiàn)巷道MP3背景音樂(lè)播放。

1．顯示窗功能信號(hào)箱顯示“器頭越位”、“器尾越位”、“過(guò)速保護(hù)”、“欠速保護(hù)”、“斷繩保護(hù)”、“掉繩保護(hù)”、“重錘下限”、“全程急?！卑藗€(gè)故障顯示，顯示相應(yīng)的故障?！斑B續(xù)方式”、“連續(xù)運(yùn)行”、“間斷方式”、“間斷運(yùn)行”、“檢修方式”、“急停/禁啟”、“強(qiáng)制解鎖”、“運(yùn)行速度”、“運(yùn)行剩余時(shí)間”九個(gè)功能顯示，顯示相狀態(tài)。

2．“程控”分為三種運(yùn)行方式，即“連續(xù)”、“斷續(xù)”、“檢修”，并在顯示窗上顯示所選。

連續(xù)運(yùn)行方式系統(tǒng)在啟動(dòng)后，將24小時(shí)不停地運(yùn)行，此狀態(tài)適用于人員流動(dòng)較大的礦井，窗口顯示“連續(xù)運(yùn)行”，系統(tǒng)運(yùn)行指示燈閃爍。如果配置了無(wú)人值守功能，當(dāng)有人坐上吊椅時(shí)，通過(guò)上車站檢測(cè)傳感器發(fā)出猴車啟動(dòng)信號(hào)，系統(tǒng)將按正常啟動(dòng)程序自動(dòng)啟動(dòng)猴車，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的啟動(dòng)模式。

斷續(xù)運(yùn)行方式此運(yùn)行方式是一種節(jié)能的運(yùn)行方式，將以程序內(nèi)部設(shè)定的時(shí)間〔如10分鐘〕限時(shí)運(yùn)行，啟動(dòng)后計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)有上人檢測(cè)信號(hào)時(shí)，時(shí)間將返回到原來(lái)的數(shù)值并重新計(jì)時(shí)，即時(shí)間記憶刷新，當(dāng)剩余時(shí)間為0時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)停器。

檢修方式當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到檢修檔時(shí)，顯示窗口顯示“檢修方式”，此時(shí)“啟動(dòng)”變?yōu)辄c(diǎn)動(dòng)啟動(dòng)，即按下“啟動(dòng)”不松開(kāi)，乘人裝置電器自動(dòng)啟動(dòng)且窗口系統(tǒng)運(yùn)行指示燈閃爍，松開(kāi)“啟動(dòng)”后系統(tǒng)將馬上停止運(yùn)行。

3．停止在系統(tǒng)運(yùn)行的任何狀態(tài)下，按下“停止”按鈕，乘人裝置電器自動(dòng)停止，制動(dòng)抱閘。

4．急停、禁啟此按鈕具有電控閉鎖功能，在系統(tǒng)進(jìn)入待器狀態(tài)時(shí)，按下此按鈕后，按鈕自鎖，此時(shí)不管是器頭還是器尾的啟動(dòng)按鈕都將不能啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，即系統(tǒng)處于“禁啟”狀態(tài)，同時(shí)窗口顯示“急停、禁啟”，將此按鈕往順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，按鈕將自動(dòng)回位，回位并按下一次“故障復(fù)位”按鈕后，“禁啟”消除。

5．故障復(fù)位當(dāng)故障處理后，按下此按鈕，將程控器內(nèi)的故障閉鎖去除，系統(tǒng)回到待器狀態(tài)。

6．強(qiáng)制解鎖當(dāng)速度檢測(cè)局部出現(xiàn)故障而暫時(shí)無(wú)法修復(fù)時(shí)，可按下此按鈕強(qiáng)制解鎖，作為拋開(kāi)因速度保護(hù)的故障而停器的系統(tǒng)運(yùn)行。此方式只能在制動(dòng)器完好時(shí)短時(shí)運(yùn)行，絕不允許長(zhǎng)期運(yùn)行，必須盡快更換速度傳感器，以免發(fā)生意外。3.5.1．器頭、器尾越位保護(hù)：當(dāng)?shù)V工乘坐吊椅上井或下井進(jìn)入器頭或器尾的禁止部位點(diǎn)時(shí)，由越位保護(hù)裝置給控制系統(tǒng)一個(gè)越位的信號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)停器并發(fā)出故障報(bào)警聲，同時(shí)顯示窗口顯示相應(yīng)的故障。2．全程緊急停車保護(hù)：在架空乘人裝置的中心線裝有緊急停車?yán)€開(kāi)關(guān)間隔50米1個(gè)，并由鋼絲繩連接起來(lái)。當(dāng)巷道內(nèi)有緊急情況時(shí)，在沿線的任意一個(gè)地方只在拉動(dòng)該鋼絲繩，相應(yīng)的急停拉線開(kāi)關(guān)將給控制系統(tǒng)一個(gè)急停信號(hào)，架空乘人裝置將自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警，同時(shí)顯示窗將顯示“急停故障”。3．過(guò)速飛車保護(hù)：當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中速度傳感器檢測(cè)到的運(yùn)行速度超過(guò)設(shè)定速度的20%時(shí)，控制系統(tǒng)接受信號(hào)，架空乘人裝置自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警聲，同時(shí)顯示窗口顯示相應(yīng)的“過(guò)速保護(hù)”。4．欠速打滑保護(hù)：當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中速度傳感器檢測(cè)到的運(yùn)行速度超過(guò)設(shè)定速度的30%時(shí)，控制系統(tǒng)接受信號(hào)，架空乘人裝置自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警聲，同時(shí)顯示窗口顯示相應(yīng)的“欠速保護(hù)”。5．脫繩保護(hù)：脫繩保護(hù)開(kāi)關(guān)是用于防止猴車鋼絲繩脫離托輪而設(shè)置的保護(hù)裝置。當(dāng)鋼絲繩脫落時(shí)，觸碰此開(kāi)關(guān)，架空乘人裝置自動(dòng)停車。6．配重限位保護(hù)：該保護(hù)開(kāi)關(guān)是用于防止配重落地而使系統(tǒng)失去張緊力的保護(hù)裝置。7．鋼絲繩壽命保護(hù)：鋼絲繩在長(zhǎng)期運(yùn)行中出現(xiàn)斷繩現(xiàn)象后，這時(shí)尾輪會(huì)迅速向后滑動(dòng)，并觸動(dòng)斷繩保護(hù)裝置，控制系統(tǒng)接到信號(hào)后，架空乘人裝置將自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警，同時(shí)窗口顯示斷繩保護(hù)。8．吊椅防過(guò)擺保護(hù)裝置：當(dāng)乘坐人員在乘坐途中未遵守平安守那么，易導(dǎo)致座椅橫向擺動(dòng)過(guò)大，吊椅防過(guò)擺保護(hù)裝置能減小吊椅擺動(dòng)防止吊椅過(guò)托輪時(shí)被托輪掛住。以上任一平安保護(hù)工程發(fā)生時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)信號(hào)，架空乘人裝置立即停車，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，顯示屏上顯示平安保護(hù)工程。只有消除故障后，系統(tǒng)才會(huì)解除閉鎖和重新啟動(dòng)運(yùn)行。第四章架空乘人裝置設(shè)計(jì)計(jì)算4.1原始數(shù)據(jù)〔以下數(shù)據(jù)為例計(jì)算〕井筒凈高：凈寬：大于運(yùn)送長(zhǎng)度：L＝700m最大坡度：β＝28°預(yù)選參數(shù)確實(shí)定1．電動(dòng)器功率為：45KW轉(zhuǎn)速為n＝960轉(zhuǎn)/分2．預(yù)選驅(qū)動(dòng)輪與尾輪：直徑為3．預(yù)選減速器傳動(dòng)比：4．鋼絲繩運(yùn)行速度確定：〔4-1〕5．預(yù)選鋼絲繩：6×19－φ6．設(shè)定乘座間距：7．那么運(yùn)輸效率〔人/h〕：〔4-2〕8．托輪間距:〔4-3〕根據(jù)計(jì)算取5m9．驅(qū)動(dòng)輪繩槽與牽引鋼絲繩間的摩擦系數(shù)依據(jù)《礦井提升運(yùn)輸設(shè)備》10．牽引繩在驅(qū)動(dòng)輪上的圍包角器型的選擇1．牽引鋼絲繩張緊力的計(jì)算〔各點(diǎn)如以下圖4-1所示〕圖4-1牽引鋼絲繩張緊力圖當(dāng)下放側(cè)無(wú)人乘坐而上升側(cè)滿員時(shí)線路運(yùn)行阻力：(4-4)〔4-5〕各點(diǎn)張緊力：〔依據(jù)《礦井提升運(yùn)輸設(shè)備》〕〔從動(dòng)輪曲線阻力系數(shù)取0.03〕〔取μ＝0.35α＝180°eμα＝3〕那么計(jì)算得：下放側(cè)滿員上升側(cè)無(wú)人乘坐時(shí)線路運(yùn)行阻力：各點(diǎn)張力：〔同上〕計(jì)算得：上升和下放均為滿員時(shí)情況：各點(diǎn)張力：計(jì)算得：式中：0--鋼絲繩質(zhì)量〔kg/m〕Q3—每人可攜帶物品重量，取ω--絲繩運(yùn)行阻力系數(shù)，取L--井筒斜長(zhǎng)2．電動(dòng)器功率的計(jì)算及電器選擇當(dāng)下放側(cè)無(wú)人上升側(cè)滿員〔4-6〕當(dāng)下放側(cè)滿員上升側(cè)無(wú)人當(dāng)下放側(cè)上升側(cè)均滿員式中：K-電動(dòng)器功率備用系數(shù)一般取η-傳動(dòng)效率V-鋼絲繩運(yùn)行速度由以上三種情況計(jì)算結(jié)果預(yù)選電動(dòng)器功率為45KW符合要求選電器型號(hào)為：YB2-280S－63．牽引鋼絲繩選擇及計(jì)算按照規(guī)定：架空乘人裝置鋼絲繩選用線接觸，右同向捻帶纖維芯的股式結(jié)構(gòu)鋼絲繩，在有腐蝕環(huán)境中推薦選用鍍鋅鋼絲繩。編接接頭的長(zhǎng)度，不得小于運(yùn)載索直徑的1000倍。在索道中常選用6×37和6×61鋼絲繩其鋼絲繩破斷拉力總和：29800kg即292040N。鋼絲繩計(jì)算小于292040N〔符合要求〕式中：Smax-最大張力點(diǎn)張力為第一種情況S1S-鋼絲繩破斷拉力總和m-鋼絲繩的最低平安系數(shù)取〔依據(jù)《煤礦平安系數(shù)規(guī)程》第400條規(guī)定〕鋼絲繩的初張力Sc取1000～1500kg〔依據(jù)《礦井提升運(yùn)輸設(shè)備》〕4．驅(qū)動(dòng)繩輪直徑D1及尾輪直徑D2確實(shí)定故預(yù)選取直徑為的驅(qū)動(dòng)輪和尾輪符合要求5．拉緊行程確定考慮富裕系數(shù)及設(shè)備本錢，最終確定6．驅(qū)動(dòng)輪軸強(qiáng)度計(jì)算(依據(jù)材料力學(xué)、理論力學(xué))如以下圖4-2所示：圖4-2驅(qū)動(dòng)輪軸強(qiáng)度圖由力學(xué)分析驅(qū)動(dòng)輪受力如上圖所示：由牛頓定理知：驅(qū)動(dòng)輪最大扭矩因?yàn)?4-7)所以得式中：Mnmax—輪軸最大扭矩［τ］--剪切許用應(yīng)力，鋼軸Wp—抗扭截面矢量d—驅(qū)動(dòng)輪軸直徑(㎜)7．減速器的選擇.因驅(qū)動(dòng)裝置的。根據(jù)計(jì)算確定減速器輸出軸〔驅(qū)動(dòng)軸〕最小直徑為130mm，型號(hào)為：TPS315-63-ⅢF8．回轉(zhuǎn)輪軸強(qiáng)度計(jì)算由受力選第二種情況驅(qū)動(dòng)輪最大扭矩故器尾軸d＝120mm第五章設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及結(jié)構(gòu)的改良裝置設(shè)計(jì)存在問(wèn)題5.1.1設(shè)備安裝投人運(yùn)行后，打滑事故接連不斷，并容易發(fā)生傷人事故，不能保證其平安正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在大傾角井巷中，斜巷傾角接近設(shè)計(jì)臨界值25°。1．上人側(cè)和下人側(cè)滿負(fù)荷時(shí)，下人側(cè)阻力為負(fù)值。2．上人側(cè)無(wú)人而下人側(cè)滿負(fù)荷時(shí)，下人側(cè)阻力為負(fù)值。3．上人側(cè)滿負(fù)荷而下人側(cè)無(wú)人時(shí)，下人側(cè)阻力仍為負(fù)值。以上3種情況，下人側(cè)阻力全為負(fù)值，鋼絲繩張力不可能為負(fù)值，只有通過(guò)尾部拉緊裝置來(lái)增加鋼絲繩的最小張力。當(dāng)摩擦襯墊摩擦系數(shù)小于設(shè)計(jì)值時(shí)，只能增加尾部拉緊裝置重錘重量，否那么就達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致主導(dǎo)輪打滑。因此，對(duì)于大傾角井巷中，設(shè)計(jì)應(yīng)用架空乘人車，選用摩擦襯墊摩擦系數(shù)較大的鋁基合金，必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，其次考慮尾部拉緊裝置重錘配置數(shù)量是否符合實(shí)際，再次要驗(yàn)算摩擦襯墊的抗壓強(qiáng)度。5.1.2吊座間距根據(jù)運(yùn)距長(zhǎng)短和上下人數(shù)的不同，乘人吊座的間距可取為5m，6m，8m，10m4種，為了不使鋼絲繩垂度過(guò)大，兩個(gè)架繩輪之間只能懸掛一個(gè)吊座，故一般采用架繩輪與吊座相同的間距。這種設(shè)計(jì)不夠合理，如果它們的間距相同，吊座過(guò)架繩輪時(shí)，同時(shí)振動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生共振。因此，設(shè)計(jì)時(shí)吊座的間距應(yīng)略大于或小于架繩輪的間距。架空乘人車裝置結(jié)構(gòu)的改良5.2.1剎車裝置的研制及應(yīng)用由于架空乘人車的制動(dòng)裝置安裝在電動(dòng)器和聯(lián)軸器之間，能起到一定的的制動(dòng)作用，但當(dāng)行星減速器及齒輪出現(xiàn)故障時(shí)，不能防止飛車事故的發(fā)生。我公司NGWJ62-2型行星齒輪減速器行星架固定螺栓(M12)曾斷裂過(guò)兩次，造成兩起飛車事故。為此，我們和太原重型器械廠共同研制開(kāi)發(fā)了架空乘人車剎車裝置，將其安裝在架空乘人車器頭部。該剎車裝置主要結(jié)構(gòu)為:原動(dòng)件為吸力線圈，工作器構(gòu)為兩個(gè)制動(dòng)鋼絲繩爪子和一個(gè)制動(dòng)主導(dǎo)輪的閘板，中間為連桿傳動(dòng)器構(gòu)。該剎車裝置有以下制動(dòng)l作用。a.經(jīng)山西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所鑒定，單面爪制動(dòng)力為76kg，雙面爪為76kgX2=152kg，當(dāng)鋼絲繩的傾斜度為220，每人平均60kg，作用在鋼絲繩的下滑力為60sin220=22.5kg，152kg=22.5kg=6.8(人)，故在臨界瞬間制動(dòng)時(shí)，可減去6.8人的載荷，防止下