礦用提升機(jī)的整體設(shè)計(jì)含開題及6張CAD圖

礦用提升機(jī)的整體設(shè)計(jì)含開題及6張CAD圖,提升,晉升,整體,總體,設(shè)計(jì),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(dòng)的單繩纏繞式提升機(jī)發(fā)展到今天的交變頻直接拖動(dòng)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(chǎng)相連接的樞紐，被喻為礦山運(yùn)輸?shù)难屎怼Ｒ虼?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(guó)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(gè)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(gè)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(shí)，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(dòng)器；選型設(shè)計(jì) 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(jì)計(jì)算 .9 3.1 設(shè)計(jì)依據(jù).9 3.2 設(shè)計(jì)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(jì)算提升機(jī)與井筒的相對(duì)位置 .19 3.2.7 預(yù)選提升電動(dòng)機(jī) .22 3.2.8 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 配傳動(dòng)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(jì) .25 3.2.12 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) .33 3.2.13 提升機(jī)各部 分鍵的選擇 .34 3.3 制動(dòng)器的設(shè)計(jì).36 3.3.1 提升機(jī)制動(dòng)器主要類型.38 ii 3.3.2 盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及工作原理 .40 4 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)計(jì)算 .43 4.1 提升系統(tǒng)變位質(zhì)量的計(jì)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(jì)算.47 4.4.1 靜防滑 .47 4.4.2 動(dòng)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(dòng)時(shí) .49 4.5 六階段速度圖參數(shù)的計(jì)算.50 4.6 提升設(shè)備的動(dòng)力學(xué)計(jì)算.53 4.7 提升電動(dòng)機(jī)容量的計(jì)算.56 4.8 提升設(shè)備的電耗及效率的計(jì)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(chǎng)相連接的樞紐，被喻為礦山運(yùn)輸?shù)难屎怼Ｒ虼说V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(jiǎn)單，但是僅適用于淺井及中等深度的礦井，而對(duì)于井深超過 300 米的 礦井，宜選用多繩摩擦式絞車。在國(guó)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(gè) 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(duì)不同的礦井的地質(zhì)、煤層等情況，進(jìn)行綜合計(jì)算分析后， 本著安全、經(jīng)濟(jì)等原則對(duì)這兩種提升設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行的選型設(shè)計(jì)。 目前我國(guó)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(jià)值和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。提升作為重要的一個(gè)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(jì)，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(duì)提升設(shè)備在機(jī)械結(jié)構(gòu)、工藝、設(shè)計(jì)理論和方法及安全 檢測(cè)等方面都有明確的要求。目前我國(guó)中小型煤礦作為我國(guó)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(dòng)化水平較低，提升設(shè)備自動(dòng)控制化控制較國(guó) 內(nèi)與國(guó)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(dòng)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(duì)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(shì)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(dòng)化方向發(fā)展。提升系統(tǒng)采用 PLC 控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 等，并可根據(jù)要求調(diào)節(jié)，信號(hào)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(jì)、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(huì)進(jìn)步的長(zhǎng)遠(yuǎn) 考慮。此次設(shè)計(jì)的提升機(jī)主軸裝置、減速器與制動(dòng)系統(tǒng)是配套專用產(chǎn)品， 電動(dòng)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(cè)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(cuò)誤，請(qǐng)指導(dǎo)老師和專家給予批評(píng)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(gè)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(dòng)方式分 按提升機(jī)電力拖動(dòng)方式分為交流拖動(dòng)提升設(shè)備和直流拖動(dòng)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(shí)，提升容器采用箕斗或罐籠等.斜井提升時(shí)，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(gè)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(guó)在 19581966 年生產(chǎn)的仿蘇 BM-2A 型提升機(jī)，按滾筒個(gè)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(jì)而選用， 但二者技術(shù)性能完全相同。 KJ 型( 23m)提升機(jī)代號(hào)意義以 KJ2 2.5 1.2D-20 型為例說明如 下： K-礦井； J-卷?yè)P(yáng)機(jī)(提升機(jī))； 2-雙滾筒(單滾筒時(shí)為 1)； 2.5-滾筒名義直徑，m； 1.2-每個(gè)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(dòng)比。 我國(guó)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(jì)的，為了快出煤、 多出煤，當(dāng)時(shí)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(guó)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(guó)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(guó)許多煤礦礦井已逐漸轉(zhuǎn)向中深部開采，國(guó)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(guó)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(zhǎng)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(jì) 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(shí)，?。?0218 當(dāng)井深小于 300 米時(shí)，?。?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(dòng)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(shí)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(duì)數(shù)的底，等于 2.71828；e 鋼絲繩對(duì)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(shí)，鋼絲繩對(duì)摩擦12F 8 輪產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。為了避免這種滑動(dòng)，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(jì)及靜力，則得防滑1F2 安全系數(shù)；如果計(jì)算 和 時(shí)考慮了慣性力的影響，則得動(dòng)防滑安全1F2 系數(shù) 。我國(guó)煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定d .57di 有些國(guó)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(dòng)時(shí)，可能產(chǎn)生超前滑動(dòng)，即鋼 絲繩的運(yùn)動(dòng)速度大于摩擦輪槽處的線速度，此時(shí)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(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生滑動(dòng)，即 1。d 9 3 多繩摩擦式提升機(jī)的整體設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 設(shè)計(jì)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(zhǎng)壁采煤，以傾斜煤層為主，開拓方式為立井石門開 拓，是對(duì)角式通風(fēng)。全礦區(qū)共劃分為二個(gè)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(duì)其主進(jìn)行井提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì)。 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(shí)； （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(jì)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(guó)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(jiǎn)單、嚴(yán)密，閘門 向上關(guān)閉沖擊小，當(dāng)煤倉(cāng)已滿，煤為卸載完畢時(shí)，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(shí)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(dòng)、沖擊而在井筒中自行開啟，不但會(huì)把煤卸 載在井筒里，還會(huì)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(jì)和選用主要應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)堅(jiān)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(jì)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(shí)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(duì)罐籠可暫 取為 0.70.75m/s 2；對(duì)箕斗可暫取為 0.8m/s2； 容器爬行階段附加時(shí)間，對(duì)罐籠可暫取為 5s；對(duì)箕斗可暫取t 為 10s； 容器裝卸載休止時(shí)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(duì)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(cāng)時(shí)，c c=1.11.15，無井底煤倉(cāng)時(shí)，c=1.2 ，當(dāng)?shù)V井有兩套提升設(shè)備時(shí)， c=1.15，只有一套提升設(shè)備時(shí)，c=1.25； t日工作小時(shí)數(shù)，取 14 小時(shí)； br年工作日，取 300 天； 根據(jù)計(jì)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(hào)，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(duì)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(dòng)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(jì)算是困難的，目前國(guó)內(nèi)外都是按 靜載荷近似計(jì)算的。我國(guó)是按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定來設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)，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(shí)候受到多種應(yīng)力作用，如靜應(yīng)力、動(dòng)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(huì)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(jì)算鋼絲繩是個(gè)復(fù)雜的問題。盡管國(guó)內(nèi)外對(duì)礦井提升鋼絲 繩進(jìn)行了大量的研究，但鋼絲繩強(qiáng)度計(jì)算理論尚未達(dá)到工程應(yīng)用的程度。 所以對(duì)礦井鋼絲繩的選擇計(jì)算仍按靜載荷進(jìn)行近似計(jì)算，同時(shí)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(shí)不得小于 9，提升 物料時(shí)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(duì)提升機(jī)的鋼絲繩進(jìn)行計(jì)算和選用： （1）鋼絲繩最大懸垂長(zhǎng)度 Hc，按式(2.6)計(jì)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(zhǎng)度，m； Hj井架高度，m；此值在計(jì)算鋼絲繩時(shí)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(chǎng)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(jì) 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(jì) 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(zhǎng)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(shí)，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(dòng)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(guó)生產(chǎn)和使用的礦井提升即 分兩大類：?jiǎn)卫K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(guó)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(guó)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(shí)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(dòng)質(zhì)量小，故拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量與耗電量 均相應(yīng)減??； 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(shí)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(xiǎn)器（防墜器） ； 6） 當(dāng)采用相同數(shù)量的左捻和右捻鋼絲繩時(shí)，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(shí)，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(zhǎng)，故雙鉤提升不能同時(shí)用于幾個(gè)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(shí)，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(guó)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(dòng)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(hào)：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(dòng)天輪三種。直徑 3.5m 以上時(shí)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(jì)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(jì)算提升機(jī)與井筒的相對(duì)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(duì)于罐籠提升：一般來說均在井口水平裝、卸載，這時(shí) Hx0；對(duì) 于箕斗提升；地面要裝設(shè)煤倉(cāng)，煤倉(cāng)的高度與煤倉(cāng)容積、生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng) 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(gè)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(shí)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(duì)立井提升過 卷高度的取值規(guī)定是:對(duì)于罐籠提升,當(dāng)最大速度 Vm4 米；當(dāng)最大速度 Vm 3 米 /秒時(shí)，Hg 10 米；對(duì)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(shí)，一般當(dāng) D2.25m 時(shí)取 4.5m；D=2.8m 時(shí)取 5m，D=3.25m 時(shí)取 6m，D=3.5m 是取 6.5m。 R摩擦輪半徑，m。 式（3.14）中最后一項(xiàng) 0.75R 是一段附加距離。這是因?yàn)檫^卷高度 只計(jì)算到過卷時(shí)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(jì)算井架全部高度 Hj時(shí)，要將此段距離計(jì)入。 在計(jì)算和選擇鋼絲繩時(shí),曾估取井架高度 Hj為 30 米.經(jīng)過上述精確 計(jì)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(jì)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(shí)鋼絲繩對(duì)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(shí)井塔高度 計(jì)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(dòng)機(jī) 作為提升機(jī)的動(dòng)力部分，提升電動(dòng)機(jī)的選擇關(guān)系到提升效率和工作 性能。因此在對(duì)提升電動(dòng)機(jī)在選擇過程中主要從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、額定功率 和額定拖動(dòng)力方面考慮，對(duì)其進(jìn)行合理的計(jì)算與選擇： （1）預(yù)選 YR2000-8/1730 三相異步電動(dòng)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(jì)算： 式(3.17)得minr908.14326060ne iDVim 傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)效率，二級(jí)減速器取 =0.85；jj 動(dòng)力系數(shù)，取 =1.2 23 （3）電動(dòng)機(jī)的額定拖動(dòng)力 ，由式(3.18)，(3.19)并按式(3.20)eF 計(jì)算: 式(3.20) 26.1850 =188721.3 N 3.2.8 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 配傳動(dòng)比i （1）有前面初步預(yù)算減速器的傳動(dòng)比為 11.5； （2）分配傳動(dòng)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(dòng)機(jī)輸出功率和運(yùn)動(dòng)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(jì)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(jì)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(jì)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(shí)，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(jì) 減速器的設(shè)計(jì)主要從傳動(dòng)比和傳動(dòng)平穩(wěn)性方面考慮，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算 與設(shè)計(jì)，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(dòng)效率也 是減速器設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)的功率 Pe=2500KW,ne =742r/min,效率 =0.93 查得d 手冊(cè)電動(dòng)機(jī)軸徑為 d=170mm。 （1）計(jì)算減速器各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 各軸的轉(zhuǎn)速 高速軸 min901rne國(guó)內(nèi)新型號(hào) 國(guó)內(nèi)舊型號(hào) 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(duì)減速器各個(gè)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(shí)，c=115；當(dāng)軸材料為 40Cr 時(shí)，c=105；P 為輸入功率，n 為該軸轉(zhuǎn)速。 （2）計(jì)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(shí) c=105。由于二級(jí)減 速器的高速軸上有一個(gè)鍵槽，故將計(jì)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(gè)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(gè)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(guó)內(nèi)新型 號(hào) 國(guó)內(nèi)舊型號(hào) 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(duì)于第一對(duì)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(guó)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(dòng)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(jì)： 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(duì)小齒 輪作對(duì)稱布置 兩支承相對(duì)小齒輪 作不對(duì)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(duì)于第二對(duì)齒輪： 由于低速級(jí)齒輪傳動(dòng)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(guó)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(dòng)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(jì)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(jì) 根據(jù)軸徑與連接類型及應(yīng)用范圍對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行設(shè)計(jì)： 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(jì)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(zhǎng)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(jì)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(hào)為普通平鍵。標(biāo)準(zhǔn)為：鍵 140 500 GB1096-79，表示鍵寬度為 140mm，長(zhǎng)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(hào)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(zhǎng)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(hào)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(zhǎng)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(hào)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(zhǎng)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(hào)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(zhǎng)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(hào)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(zhǎng)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(hào)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(zhǎng)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(hào)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(zhǎng)度為 200mm。 3.3 制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 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(dòng)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(xiǎn)閘 (即安全閘) 。保險(xiǎn)閘必須能在緊急時(shí)自動(dòng)發(fā)生作用。 常用閘和保險(xiǎn)閘共同使用一套閘瓦制動(dòng)時(shí)，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(dòng)裝置必須分開。 （2）常用閘和保險(xiǎn)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(dòng)閘。 對(duì)具有兩套閘瓦只有一套傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的檢查和維護(hù)。 （3）保險(xiǎn)閘必須采用配重式或彈簧式的制動(dòng)裝置，除由司機(jī)操縱 外，還必須具有能自動(dòng)抱閘的作用，并且在抱閘同時(shí)使提升裝置自動(dòng)斷。 常用閘必須采用可調(diào)節(jié)的機(jī)械制動(dòng)裝置。 （4）提升機(jī)（絞車）除有（常用閘和保險(xiǎn)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(zhǎng)度）或修理制動(dòng)裝置時(shí)使用。 （5）保險(xiǎn)閘（或保險(xiǎn)閘第一級(jí)）的空動(dòng)時(shí)間（由保護(hù)回路斷電時(shí) 起至閘瓦剛剛接觸到閘輪上的一段時(shí)間）：壓縮空氣驅(qū)動(dòng)閘瓦式制動(dòng)器 不得超過 0.5 秒，儲(chǔ)能壓縮驅(qū)動(dòng)閘瓦式制動(dòng)器不得超過 0.6 秒，盤式制 動(dòng)器不得超過 0.3 秒。保險(xiǎn)閘施閘時(shí)，在杠桿和閘瓦上不得發(fā)生顯著的 彈性擺動(dòng)。 （6）提升機(jī)（絞車）的常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng)時(shí)，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(duì)位置時(shí)（此時(shí) 游動(dòng)滾筒與主軸脫離連接） ，制動(dòng)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(jì)算制動(dòng)力矩時(shí)，閘輪和閘瓦摩擦系數(shù)根據(jù)實(shí)測(cè)確定， 一般采用 0.3 到 0.35；常用閘和保險(xiǎn)閘的力矩應(yīng)分別計(jì)算。 （8）在立井和傾角 以上的傾斜井巷，提升裝置的保險(xiǎn)閘發(fā)生作03 用時(shí)，全部機(jī)械的減速度：下放重載（設(shè)計(jì)額定的全部重量）時(shí)，不得 小于 1.5 米每二次方秒；提升重載時(shí)，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(shí)的制動(dòng)減速度不得小于 0.75 米每二03 38 次方秒，提升重載時(shí)的制動(dòng)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(dòng)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(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，全部機(jī)械的減速 度，不得超過鋼絲繩的滑動(dòng)極限（上提重物加速度階段及下放重物減速 度階段的動(dòng)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(shí)，必須檢查減速度的最底極限。在提升重載時(shí)，必 須檢查減速度的最高極限。 （9）制動(dòng)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(shí)備用。司機(jī)操縱臺(tái)制動(dòng)手把的移動(dòng)應(yīng)當(dāng)靈活，在抱閘位 置時(shí)，應(yīng)有定位器來固定手把，防止手把從抱閘位置自動(dòng)向前移動(dòng)。 (10) 制動(dòng)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(shí)，應(yīng)重新車削或換新的。 3.3.1 提升機(jī)制動(dòng)器主要類型 提升機(jī)的制動(dòng)器包括工作裝置(即制動(dòng)閘)和傳動(dòng)裝置,工作裝置直接 作用于制動(dòng)輪，產(chǎn)生摩擦力矩；傳動(dòng)裝置是工作裝置產(chǎn)生或解除制動(dòng)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(dòng)器可分為盤式制動(dòng) 器和塊式制動(dòng)器；按傳動(dòng)裝置的動(dòng)力源區(qū)分，制動(dòng)器可分為液壓式、氣 壓式和彈簧式。塊式制動(dòng)器一般都是閘塊壓在提升機(jī)滾筒的制動(dòng)輪上而 產(chǎn)生制動(dòng)力矩，出于閘塊與制動(dòng)輪的作用方式差別，塊式制動(dòng)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(gè)閘瓦塊始終繞基座上的固定鉸接 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，故名為角移式。當(dāng)制動(dòng)動(dòng)力向上拉三角塊杠桿時(shí)，杠桿的聯(lián)動(dòng) 會(huì)產(chǎn)生連桿拉力，從而迫使塊閘壓向制動(dòng)輪，產(chǎn)生制動(dòng)力；當(dāng)外動(dòng)力使 三角塊向下壓時(shí)，連桿的壓力則使塊閘分離開制動(dòng)輪，即達(dá)到松閘。 圖(b)是常見平移式塊閘的原理圖，兩個(gè)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(gè)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(dòng) 輪，從而產(chǎn)生制動(dòng)力；當(dāng)三角塊杠桿下放時(shí)，各連桿內(nèi)部的壓力迫使閘 塊與制動(dòng)輪分離。由于閘塊是在連桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)壓向制動(dòng)輪的，故閘塊是整 體平移運(yùn)動(dòng)，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