現(xiàn)場車削提升機(jī)制動(dòng)盤裝置以及工藝設(shè)計(jì)

現(xiàn)場車削提升機(jī)制動(dòng)盤裝置以及工藝設(shè)計(jì),現(xiàn)場車削提升機(jī)制動(dòng)盤裝置以及工藝設(shè)計(jì),現(xiàn)場,車削,提升,晉升,機(jī)制,裝置,以及,工藝,設(shè)計(jì) 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 摘 要 礦井提升機(jī)是煤礦、有色金屬礦生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備。提升機(jī)的安全、可靠、有效高速運(yùn)行，直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟(jì)效益。礦井提升系統(tǒng)具有環(huán)節(jié)多、控制復(fù)雜、運(yùn)行速度快、慣性質(zhì)量大、運(yùn)行特性復(fù)雜的特點(diǎn)，且工作狀況經(jīng)常交替轉(zhuǎn)換。一旦提升機(jī)的行程失去控制，沒有按照進(jìn)給速度曲線運(yùn)行，就會(huì)發(fā)生提升機(jī)超速、過卷事故，造成楔形罐道、箕斗的損壞，影響礦井正常生產(chǎn)，甚至造成重大人員傷亡，給礦井生產(chǎn)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。 所以提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的研究一直是社會(huì)各界人士共同關(guān)注的一個(gè)重大課題。提升機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)在很大程度上決定了提升機(jī)能否實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、安全、可靠地運(yùn)行。 本文著重設(shè)計(jì)解決提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)盤在投入生產(chǎn)以后表面粗糙度發(fā)生變化、制動(dòng)盤發(fā)生變形等因素而引起的礦井生產(chǎn)安全問題，在現(xiàn)場對(duì)礦井提升機(jī)制動(dòng)盤進(jìn)行切削，從而對(duì)制動(dòng)盤進(jìn)行校正，保證了制動(dòng)盤的表面質(zhì)量，使得提升機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)能夠在礦井的正常生產(chǎn)過程中能夠安全可靠地運(yùn)行。 關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī) 制動(dòng)系統(tǒng) 制動(dòng)盤 現(xiàn)場車削 Abstract Mine hoist is important equipment of coal mine, nonferrous metal in the production process. The safe, reliable and effective high-speed operation of the hoist, directly relate to the production status of the enterprise and economic benefits. The mine has lots of characteristics ,for example ,links, improving the system control complex, fast, inertia quality and running complex characteristics, and the working conditions often alternate conversion. Once the hoist travel is out of control, not according to feed speed curve operation, there will be hoist overspeeding and overwind accident , leading to wedge-shaped cans and the damage of the skip, affecting the normal production of mine, and even causing serious injuries, finally it results in significant economic loss for mine production. So hoist speed regulation control system has always been a major issue of common attention for the social people. Hoist brake system determine the hoist can achieve smooth, safe and reliable operation to a great extent. This paper is designed to solve the mine production safety issues caused by factors such as the roughness of brake disk surface change and brake disk distortion after mechanism of promoting the dynamic system put into production. The brake disk calibration after the mechanism of promoting mine move plate cutting on the site, ensure quality of the brake disk surface, making hoist brake system production operate safely and reliably during the normal production process of the mines Keywords: Mine hoist brakestaff; brake Site turning 49 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 目錄 前言 1 1 緒論 3 1.1提升機(jī)的用途和發(fā)展概況 3 1.2 提升機(jī)的主要組成和用途 4 1.2.1 提升機(jī)的主要組成 4 1.2.2 提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和用途 4 1.3 提升機(jī)的分類 6 1.3.1 纏繞式提升機(jī) 6 1.3.2 摩擦式提升機(jī) 7 1.4 礦井主提升系統(tǒng)主要組成 8 1.5 礦井提升系統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng) 9 1.5.1 制動(dòng)系統(tǒng)的作用 9 1.5.2 液壓站的主要功用 9 1.5.3 盤形制動(dòng)器 10 1.5.4 礦井提升機(jī)制動(dòng)盤 17 2 車削刀架的設(shè)計(jì) 19 2.1 車削刀架的底座設(shè)計(jì) 19 2.1.1 車削底座的作用 19 2.1.2 車削底座的設(shè)計(jì) 19 2.2 進(jìn)給機(jī)構(gòu) 22 2.2.1 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義 22 2.2.2 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的基本要求 22 2.2.3 絲杠及螺母的設(shè)計(jì) 22 2.2.4 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 31 2.3 刀座的設(shè)計(jì) 35 2.3.1 刀座的作用 35 2.3.2 裝夾刀具部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 35 2.3.3 刀座的座身的設(shè)計(jì) 36 2.3.4 刀座的使用須知 37 2.4 車刀設(shè)計(jì) 38 2.4.1 車刀 38 2.4.2 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) 38 2.4.3 選擇刀片結(jié)構(gòu)材料 38 2.4.4 選擇車刀合理角度 38 2.4.5 選擇切屑用量 39 2.4.6 刀片型號(hào)和尺寸 39 2.4.7 選擇硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)和尺寸 41 2.4.8 計(jì)算刀槽角度 41 2.4.9 計(jì)算銑制刀槽時(shí)所需的角度 44 2.4.10 選擇刀桿材料和尺寸 44 3 車削工藝 46 3.1 車削裝置的現(xiàn)場安裝 46 3.2 現(xiàn)場加工說明 47 3.2.1 徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 47 3.2.2 軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 47 3.2.3 砂輪的磨削運(yùn)動(dòng) 48 致謝 49 參考文獻(xiàn) 50 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 前言 礦井提升設(shè)備是聯(lián)系礦井下與地面的“咽喉”設(shè)備，在礦井生活中占用特別重要的地位。它的主要用途是沿井筒提升有益（煤炭礦、礦石）、升降人員、設(shè)備、下放材料。 礦井提升設(shè)備是礦山較復(fù)雜且龐大的機(jī)械-電氣機(jī)組，在工作中一旦發(fā)生故障，就會(huì)嚴(yán)重影響礦井的正常生產(chǎn)，甚至造成人身事故。因此，礦井提升設(shè)備的正常工作運(yùn)行就是礦類企業(yè)能夠安全地進(jìn)行生產(chǎn)的重要保障。 提升機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)是礦井提升機(jī)的重要組成部分，制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性直接影響礦井提升設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。它由制動(dòng)器和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，是依靠直接作用于制動(dòng)輪或制動(dòng)盤上的制動(dòng)力矩來進(jìn)行控制并調(diào)節(jié)制動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。它的主要作用就是：在提升終了或停機(jī)時(shí)，閘住提升機(jī)的卷筒或摩擦輪，即正常停車；在減速階段及下放重物時(shí)參與對(duì)提升機(jī)的控制，即工作制動(dòng)；作為安全機(jī)構(gòu)在必要時(shí)進(jìn)行緊急制動(dòng)，對(duì)提升系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)；對(duì)于雙卷筒提升機(jī)在更換提升水平、更換鋼絲繩和調(diào)繩時(shí)，閘住游動(dòng)卷筒。 但是，在實(shí)際的生產(chǎn)使用過程中，由于盤式制動(dòng)器的閘瓦上有油跡，以及制動(dòng)盤與閘瓦之間不夠清潔、粘有油污、小顆粒，同時(shí)沒有及時(shí)正確的清理，從而由于制動(dòng)盤和閘瓦工作表面沾油，使摩擦系數(shù)急劇降低，影響制動(dòng)力矩(閘不住機(jī)器)，造成嚴(yán)重的設(shè)備和人身事故。 因此，提升機(jī)制動(dòng)盤的表面質(zhì)量的好壞是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，絕不可忽視掉。在使用過程中，當(dāng)制動(dòng)盤工作表面出現(xiàn)拉傷時(shí)，一定要想辦法來恢復(fù)制動(dòng)盤的表面質(zhì)量，從而確保礦區(qū)安全生產(chǎn)，否則由于惡性循環(huán)，制動(dòng)盤工作表面和閘瓦將嚴(yán)重?fù)p傷。 本文就是來解決如何快速便捷地恢復(fù)制動(dòng)盤的表面質(zhì)量，使制動(dòng)盤能夠高效地投入到生產(chǎn)中。 解決的方法思路就是：設(shè)計(jì)一個(gè)切削裝置，在現(xiàn)場安裝在提升機(jī)制動(dòng)盤旁邊，然后慢慢地對(duì)制動(dòng)盤進(jìn)行切削，切削之后再對(duì)制動(dòng)盤進(jìn)行磨削，從而保證了提升機(jī)制動(dòng)盤的表面質(zhì)量，使得制動(dòng)盤在安全生產(chǎn)中起到一定的作用。 1 緒論 1.1提升機(jī)的用途和發(fā)展概況 提升機(jī)是礦山大型固定設(shè)備之一，是聯(lián)系井下與地面的主要運(yùn)輸工具，在礦山生產(chǎn)建設(shè)中起著重要的作用。礦井提升機(jī)主要用于煤礦、金屬礦和非金屬礦中提升煤炭、礦石和矸石、升降人員、下放材料、工具和設(shè)備。 礦井提升機(jī)與壓氣、通風(fēng)和排水設(shè)備組成礦井四大固定設(shè)備，是一套復(fù)雜的機(jī)械——電氣排組。所以合理的選用礦井提升機(jī)具有很大的意義。 礦井提升機(jī)的工作特點(diǎn)是在一定的距離內(nèi)，以較高的速度往復(fù)運(yùn)行。為保證提升工作高效率和安全可靠，礦井提升機(jī)應(yīng)具有良好的控制設(shè)備和完善的保護(hù)裝置。礦井提升機(jī)在工作中一旦發(fā)生機(jī)械和電器故障，就會(huì)嚴(yán)重地影響到礦井的生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。 熟悉礦井提升機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理，提高安裝質(zhì)量，合理使用設(shè)備，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，對(duì)于確保提升工作高效率和安全可靠，防止和杜絕故障及事故的發(fā)生，具有重大意義。 礦井提升機(jī)已有很長的發(fā)展歷史。早在八百多年以前，我國古代勞動(dòng)人民就發(fā)明了轱轆，用手搖骨碌從地下提升煤炭和礦石，以后發(fā)展成畜力絞車。十九世紀(jì)，由于電力的發(fā)展，電力拖動(dòng)的提升機(jī)逐漸代替蒸汽提升機(jī)。近幾十年來，礦井提升機(jī)有了更大的發(fā)展，出現(xiàn)了多繩摩擦式提升機(jī)以及先進(jìn)的拖動(dòng)和控制系統(tǒng)。目前，國外的礦井提升機(jī)正向體積小、重量輕和自動(dòng)化的方向發(fā)展，以適應(yīng)深井和大量的需要。 解放以前，我國根本不能制造大型礦井提升機(jī)。解放以后，我國建立了礦井提升機(jī)的制造工廠，并已由仿制和改進(jìn)國外產(chǎn)品發(fā)展到能自行設(shè)計(jì)和制造。目前，我國已能成批生產(chǎn)近代化的大型礦井提升機(jī)。 1958年，我國設(shè)計(jì)并試制成功第一臺(tái)DJ2*4多繩摩擦式提升機(jī)，為我國礦井提升機(jī)的制造和使用開辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。目前，我國已能成批生產(chǎn)JKM型多繩摩擦式提升機(jī)，并正在逐漸形成多繩摩擦式提升機(jī)的新系列。 1.2 提升機(jī)的主要組成和用途 1.2.1 提升機(jī)的主要組成 礦井提升設(shè)備的主要組成部分有：提升鋼絲繩、平衡鋼絲繩、提升容器、井架、天輪、井筒設(shè)備（包括罐道、罐梁）等組成。 一般的礦井提升機(jī)都有兩個(gè)提升容器，并且兩個(gè)提升容器在礦井中做方向相反的直線運(yùn)動(dòng)，即一個(gè)提升容器以一定的速度上升時(shí)另一個(gè)提升容器以相同的速度下降。 1.2.2 提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和用途 每臺(tái)提升機(jī)都由若干部分組成：主軸、纏繞機(jī)構(gòu)、軸承和主制動(dòng)器。這些便是基本部分。纏繞機(jī)構(gòu)有好幾種，最常用的結(jié)構(gòu)是單圓柱形滾筒及雙圓柱形滾筒。對(duì)于單圓柱形滾筒，兩根鋼絲繩功用一個(gè)滾筒纏繞面；第一根鋼絲繩自滾筒松開而相應(yīng)地漏出的滾筒面由另一根鋼絲繩纏上。對(duì)于雙圓柱形滾筒，沒根鋼絲繩都纏繞在特有的滾筒上，即在任何時(shí)刻鋼絲繩都只是纏在兩支滾筒總纏繞面的一半上。在這種情形下，一個(gè)滾筒結(jié)實(shí)地固定在主軸上，另一個(gè)則活套在主軸上，借助于離合器與主軸相連，以便在必須時(shí)可使二滾筒作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。滾筒相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的可能行使得提升設(shè)備的操作變得容易，因?yàn)榭梢匀菀椎卣{(diào)節(jié)由于鋼絲繩彈性變形而逐漸伸長的長度。此外，還可以補(bǔ)償由于對(duì)鋼絲繩做周期性的試驗(yàn)而截下的長度。依次，在每個(gè)滾筒的表面除了等于提升高度的鋼絲繩長度外尚需附加30米長的鋼絲繩，這樣才有可能當(dāng)滾筒作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)以使一根鋼絲繩的鉛垂長度增加時(shí)并不使另一根鋼絲繩縮短。當(dāng)有雙滾筒提升機(jī)時(shí)還可能更換操作水平。當(dāng)上容器停在井口車場時(shí)而下容器移至新的位置。這在一個(gè)提升水平但有個(gè)承受臺(tái)時(shí)也是需要的，例如翻轉(zhuǎn)式罐籠當(dāng)提升重物及提人時(shí)容器的終端位置是不同的。當(dāng)用單滾筒或滾筒的離合器不作用時(shí)，除原定水平外，如要服務(wù)于另一水平或承受臺(tái)則僅能用一個(gè)提升容器；第二個(gè)容器不過起著平衡錘的作用，此時(shí)，提升生產(chǎn)率驟然減少一半。 提升機(jī)的第二個(gè)重要部分為把電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳到安置有纏繞機(jī)構(gòu)的主軸上的減速器。減速器結(jié)構(gòu)因其類型、用途不同而異。但無論何種類型的減速器，其基本結(jié)構(gòu)都是由軸系部件、箱體及附件三大部分組成。軸系部件包括傳動(dòng)件、軸和軸承組合，軸承組合包括軸承、軸承蓋、密封裝置以及調(diào)整墊片等。減速器箱體上用以支持和固定軸系零件，保證傳動(dòng)件的嚙合精度、良好潤滑及密封的重要零件。箱體質(zhì)量約占減速器總質(zhì)量的50/%。因此，在箱體結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗、質(zhì)量及成本等有很大影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須全面考慮。為了使減速器具備較完善的性能，如注油、排油、通氣、吊運(yùn)、檢查油面高度、檢查傳動(dòng)件嚙合情況、保證加工精度和裝拆方便等，在減速器箱體上常需設(shè)置某些裝置或零件，將這些裝置和零件及箱體上相應(yīng)的局部結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為減速器附屬裝置或簡稱為附件。它們包括：視孔與視孔蓋、通氣器、游標(biāo)、放游螺塞、定位銷、啟蓋螺釘、吊運(yùn)裝置、油杯等。 制動(dòng)器為提升機(jī)設(shè)備第三個(gè)重要部分。制動(dòng)器直接作用于制動(dòng)輪或制動(dòng)盤上產(chǎn)生制動(dòng)力矩的部分按結(jié)構(gòu)分為盤式和塊式閘等；第四部分是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，是控制并調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的部分。按傳動(dòng)能源分為油壓、壓氣或彈簧等；第五部分為深度指示器及與其相連的控制保護(hù)裝置，其用途為給司機(jī)指出提升容器在井筒中的位置；第六部分為操作臺(tái)，電動(dòng)機(jī)及制動(dòng)器的操縱手把均勻集中在這里，有時(shí)也有離合器操縱手把；提升機(jī)最后一部分為油壓及壓氣設(shè)備前者為每一機(jī)器所必備的；并且在油壓制動(dòng)傳動(dòng)時(shí)，它需作為機(jī)器潤滑，同時(shí)也作為制動(dòng)裝置。當(dāng)用壓氣制動(dòng)時(shí)，油壓設(shè)備所起的作用僅限于機(jī)器的潤滑，而此時(shí)需要附加壓氣設(shè)備，而在油壓制動(dòng)時(shí)卻不需要附加壓氣設(shè)備。 1.3 提升機(jī)的分類 提升機(jī)是聯(lián)系礦井井下和地面的工作機(jī)械，用鋼絲繩帶動(dòng)容器在井筒中升降，完成運(yùn)輸任務(wù)。按工作方式分類如下： 1.3.1 纏繞式提升機(jī) 單繩纏繞式提升機(jī) 根據(jù)卷筒數(shù)目可分為單卷筒和雙卷筒兩種：①單卷筒提升機(jī)，一般作單鉤提升。鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端繞過天輪與提升容器相連；卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩向卷筒上纏繞或放出，帶動(dòng)提升容器升降。②雙卷筒提升機(jī)，作雙鉤提升。兩根鋼絲繩各固定在一個(gè)卷筒上,分別從卷筒上、下方引出,卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)提升容器上升，另一個(gè)容器下降。纏繞式提升機(jī)按卷筒的外形又分為等直徑提升機(jī)和變直徑提升機(jī)兩種。等直徑卷筒的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，價(jià)格低，得到普遍應(yīng)用。深井提升時(shí)，由于兩側(cè)鋼絲繩長度變化大，力矩很不平衡。早期采用變直徑提升機(jī)（圓柱圓錐形卷筒），現(xiàn)多采用尾繩平衡。 　　 纏繞式提升機(jī)的主要部件有主軸、卷筒、主軸承、調(diào)繩離合器、減速器、深度指示器和制動(dòng)器等。雙卷筒提升機(jī)的卷筒與主軸固接者稱固定卷筒，經(jīng)調(diào)繩離合器與主軸相連者稱活動(dòng)卷筒。中國制造的卷筒直徑為 2～5m。隨著礦井深度和產(chǎn)量的加大，鋼絲繩的長度和直徑相應(yīng)增加。因而卷筒的直徑和寬度也要增大，故不適用于深井提升。 多繩纏繞式提升機(jī) 提升機(jī)在超深井運(yùn)行中，尾繩懸垂長度變化大，提升鋼絲繩承受很大交變應(yīng)力，影響鋼絲繩壽命；尾繩在井筒中還易扭轉(zhuǎn)，妨礙工作。20世紀(jì) 50年代末，英國人布雷爾（Blair）設(shè)計(jì)了一臺(tái)直徑3.2m雙繩多層纏繞式提升機(jī)(又稱布雷爾式提升機(jī))，提升高度1580～2349m，一次提升量10～20t。 1.3.2 摩擦式提升機(jī) 多繩摩擦式提升機(jī)具有安全性高、鋼絲繩直徑細(xì)、主導(dǎo)輪直徑小、設(shè)備重量輕、耗電少、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展很快。除用于深立井提升外，還可用于淺立井和斜井提升。鋼絲繩搭放在提升機(jī)的主導(dǎo)輪（摩擦輪）上，兩端懸掛提升容器或一端掛平衡重(錘)。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，借主導(dǎo)輪的摩擦襯墊與鋼絲繩間的摩擦力,帶動(dòng)鋼絲繩完成容器的升降。鋼絲繩一般為2～10根。 井塔式提升機(jī)（圖1-1） 機(jī)房設(shè)在井塔頂層，與井塔合成一體，節(jié)省場地；鋼絲繩不暴露在露天，不受雨雪的侵蝕，但井塔的重量大，基建時(shí)間長，造價(jià)高，并不宜用于地震區(qū)。 落地式提升機(jī)（圖1-2） 機(jī)房直接設(shè)在地面上，井架低，投資小，抗震性能好；缺點(diǎn)是鋼絲繩暴露在露天，彎曲次數(shù)多,影響鋼絲繩的工作條件及使用壽命。多繩摩擦式提升機(jī)的主要部件有主軸、主導(dǎo)輪、主軸承、車槽裝置、減速器、深度指示器、制動(dòng)裝置及導(dǎo)向輪等。主導(dǎo)輪表面裝有帶繩槽的摩擦襯墊。襯墊應(yīng)具有較高的摩擦系數(shù)和耐磨、耐壓性能,其材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響提升機(jī)的生產(chǎn)能力、工作安全性及應(yīng)用范圍。目前使用較多的襯墊材料有聚氯乙烯或聚氨基甲酸乙酯橡膠等。由于鋼絲繩與主導(dǎo)輪襯墊間不可避免的蠕動(dòng)和滑動(dòng)，停車時(shí)深度指示器偏離零位，故應(yīng)設(shè)自動(dòng)調(diào)零裝置，在每次停車期間使指針自動(dòng)指向零位。車槽裝置用于車削繩槽，保持直徑一致，有利于每根鋼絲繩張力均勻。為了減少震動(dòng)，可采用彈簧機(jī)座減速器。 圖1-1 井塔式多繩摩擦 圖1-2 落地式獨(dú)生摩擦 提升系統(tǒng)示意圖 提升系統(tǒng)示意圖 1.4 礦井主提升系統(tǒng)主要組成 礦井提升機(jī)的系統(tǒng)并非只是上面所示的提升機(jī)部分，它還包括潤滑系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、觀測與操縱系統(tǒng)、拖動(dòng)控制和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)等。 1.5 礦井提升系統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng) 礦井提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)由制動(dòng)器和液壓站組成。 1.5.1 制動(dòng)系統(tǒng)的作用 （1）正常工作制動(dòng)：即在減速階段參與提升機(jī)的速度控制； （2）正常非工作制動(dòng)：即在提升終了或停車時(shí)閘住提升機(jī)； （3）安全制動(dòng)：即當(dāng)提升機(jī)工作不正?；虬l(fā)生緊急事故時(shí)，迅速而及時(shí)的閘住提升機(jī)； （4）雙滾筒提升機(jī)在更換水平、調(diào)節(jié)繩長或更換鋼絲繩時(shí)，能閘住游動(dòng)滾筒，松開死卷筒。 1.5.2 液壓站的主要功用 （1）為盤形制動(dòng)器提供可以無級(jí)調(diào)節(jié)的壓力油，以獲得不同的制動(dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)工作制動(dòng)； （2）可根據(jù)需要迅速將系統(tǒng)油壓降至預(yù)先設(shè)定的某一值，保持一定時(shí)間后再迅速降到零，實(shí)現(xiàn)有二級(jí)制動(dòng)的安全制動(dòng)； （3）可據(jù)需要解除二級(jí)制動(dòng)，實(shí)施只有一級(jí)制動(dòng)的安全制動(dòng)； （4）液壓站可為調(diào)繩離合器提供所需要的壓力油。 井口一級(jí)安全制動(dòng)：當(dāng)發(fā)生故障的地點(diǎn)距離停車點(diǎn)非常近即井口時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)立即投入一級(jí)緊急制動(dòng)，盤形制動(dòng)器的全部油壓值迅速回到零，使提升系統(tǒng)處于全制動(dòng)狀態(tài)，確保提升機(jī)能可靠地制動(dòng)，避免發(fā)生過卷或者過放事故。 井中二級(jí)安全制動(dòng)：當(dāng)電液比例溢流閥出現(xiàn)故障，不能正常工作，或出現(xiàn)其他不可控事故導(dǎo)致恒減速制動(dòng)失效時(shí)，需要立即投入二級(jí)制動(dòng)。盤形制動(dòng)器的油壓迅速降到預(yù)先調(diào)定的某一值，經(jīng)延時(shí)后，盤形制動(dòng)器的全部油壓值迅速回到零，使提升系統(tǒng)處于全制動(dòng)狀態(tài)。 1.5.3 盤形制動(dòng)器 制動(dòng)器是直接作用于制動(dòng)輪或制動(dòng)盤上產(chǎn)生制動(dòng)力矩的部分，分為盤式和塊式。 Ⅰ 盤形制動(dòng)器的用途和適用范圍 盤形制動(dòng)器是一種新型高性能制動(dòng)器，是當(dāng)今機(jī)械式制動(dòng)器的發(fā)展方向,它具有下列優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、慣量小、動(dòng)作快、可調(diào)性能好、可靠性高、通用性高、結(jié)構(gòu)簡單、維修調(diào)整方便。 盤形制動(dòng)器可用于礦井提升機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、架空索道、升船機(jī)等各種機(jī)械。 盤形制動(dòng)器在礦井提升機(jī)上作工作制動(dòng)和緊急制動(dòng)用，其驅(qū)動(dòng)和控制由單獨(dú)的液壓站完成。 Ⅱ 盤形制動(dòng)器的結(jié)構(gòu) 盤形制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)主要由以下部分構(gòu)成：盤形制動(dòng)器、閘瓦磨損和彈簧疲勞開關(guān)、高壓油管、制動(dòng)器支架、滲漏油管、油管開關(guān)、集油瓶、高強(qiáng)度螺柱及螺母 （圖1-3）。 Ⅲ 盤形制動(dòng)器的工作原理 盤形制動(dòng)器由閘瓦、碟型彈簧、液壓組件、帶筒體的襯板和制動(dòng)器體等組成，由碟型彈簧提供制動(dòng)力，用液壓站提供的高壓油實(shí)現(xiàn)松閘。 盤式制動(dòng)器是靠碟形彈簧預(yù)壓力制動(dòng)，油壓解除制動(dòng)，制動(dòng)力沿軸向作用的制動(dòng)器。提升機(jī)制動(dòng)時(shí)，碟形彈簧的預(yù)壓力迫使活塞向制動(dòng)盤 圖1-3 盤形制動(dòng)器的結(jié)構(gòu) 1-盤形制動(dòng)器 2-閘瓦磨損和彈簧疲勞開關(guān) 3-高壓油管 4-制動(dòng)器支架 5-滲漏油管 6-油管開關(guān) 7-集油瓶 8-高強(qiáng)度螺柱及螺母 移動(dòng)，通過聯(lián)接螺釘，將滑套連同其上的制動(dòng)塊(又名閘瓦)推出，使制動(dòng)塊與卷筒的制動(dòng)盤接觸，并產(chǎn)生正壓力，形成摩擦力而產(chǎn)生制動(dòng)。提升機(jī)松閘運(yùn)行時(shí)，油缸A腔中充入壓力油，活塞再次壓縮碟形彈簧，并通過聯(lián)接螺釘帶動(dòng)滑套向后移動(dòng)(離開制動(dòng)盤)，從而使制動(dòng)塊離開制動(dòng)盤，解除制動(dòng)力(即松閘)。 滑套是由鋼套和拉桿組成的裝配件,其拉桿承受制動(dòng)時(shí)的切向力。制動(dòng)塊嵌合在滑套的燕尾槽中,并用壓板、螺釘將其固定。鍵防止滑套轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)放氣螺釘，可排出油缸中的存留氣體，以保證盤形閘能靈活地工作。盤形閘在密封件允許泄漏范圍內(nèi)，可能有微量的內(nèi)泄，雖內(nèi)泄油可起潤滑滑套與支架的作用，但時(shí)間較長時(shí)，內(nèi)泄油可能存留過多，因此應(yīng)定期從螺塞處排放內(nèi)泄油液。 如上所述，盤式制動(dòng)器的工作原理是油壓松閘，彈簧力制動(dòng)。如（圖1-4）所示：當(dāng)油腔Y通入壓力油時(shí)，碟形彈簧組被壓縮，隨著油壓P的升高，碟形彈簧組被壓縮并貯存彈簧力F，且彈簧力F越來越大，制動(dòng)塊離開閘盤的間隙隨之增大，此時(shí)盤形制動(dòng)器處于松閘狀態(tài)，調(diào)整閘瓦間隙△為1mm (注：調(diào)整方法見后)；當(dāng)油壓P降低時(shí)，彈簧力釋放，推動(dòng)活塞、滑套連同其上的制動(dòng)塊(又名閘瓦)，使制動(dòng)塊向制動(dòng)盤方向移動(dòng)，當(dāng)閘瓦間隙△為零后，彈簧力F作用在閘盤上并產(chǎn)生正壓力，隨著油壓P的降低正壓力加大，當(dāng)油壓P=0時(shí)，正壓力N=Nmax，在N力的作用下閘瓦與閘盤間產(chǎn)生摩擦力即制動(dòng)力最大（全制動(dòng)狀態(tài)）；當(dāng)P=Pmax時(shí)，N=0，△=△max，即全松閘。 由上可以看出盤形制動(dòng)器的摩擦力決定于彈簧力F和油壓力F1，當(dāng)閘瓦間隙為零后： N=F-F1=F-△PA=f（p） 其中： N——正壓力 F——彈簧力 F1——△PA-油壓力 A——活塞有效面積 P——油壓下降值（P貼-P1） 上述說明，改變油壓P可以獲得各種不同的正壓力N，即可得到不同的制動(dòng)力，以達(dá)到了調(diào)速的目的。油壓P1值的改變是借助于液壓站的電液調(diào)壓裝置來實(shí)現(xiàn)的。 圖1-4 盤式制動(dòng)器的工作原理圖 1-制動(dòng)盤 2-制動(dòng)塊 3-碟形彈簧片 4-油缸 5-活塞 圖中：N-正壓力 F-彈簧力 P2-油壓力 A-活塞有效面積 P1-油壓 -制動(dòng)塊與制動(dòng)盤間隙 Ⅳ 盤式制動(dòng)器的使用與維護(hù) 當(dāng)盤式制動(dòng)器裝置在提升機(jī)上調(diào)試完畢后，方可正常使用。經(jīng)過使用一段時(shí)間以后，該盤式制動(dòng)器裝置很可能在某一個(gè)環(huán)節(jié)上出現(xiàn)故障，這時(shí)需要及時(shí)維修，否則將會(huì)影響整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的正常工作。使用與維護(hù)中，除對(duì)如后部碟形彈簧預(yù)壓螺栓定期檢查、確保擰緊，作檢查記錄外，還應(yīng)做到以下各項(xiàng)： 盤式制動(dòng)器如果超過0.5毫升每秒滲漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換活塞處的密封圈(在回油盒處接油測量即可)。 更換油管、管接頭、活塞、油缸等零件時(shí)，必須按第三節(jié)條款的要求進(jìn)行處理后才能安裝使用。 新安裝盤形閘或更換油管和檢修后，都必須排出液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的空氣，其方法如下：起動(dòng)液壓站，使液壓站的液壓在0.5-0.8Mpa壓力下，旋松放氣螺釘，使壓力油逐漸將液壓站、管道和盤式制動(dòng)器中的空氣從放氣螺釘處排出，當(dāng)放氣螺釘處排出的無氣泡，完全是液壓油時(shí)，表明空氣已排完，然后將放氣螺釘擰緊。 在使用過程中，采用盤式制動(dòng)器裝置限位開關(guān)的調(diào)整中敘述的方法定期檢查制動(dòng)器信號(hào)裝置閘瓦磨損、彈簧疲勞信號(hào)，可靠地發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以免影響運(yùn)行安全。 更換閘瓦時(shí)不允許全部一下更換完，否則會(huì)造成由于接觸面積小而影響制動(dòng)力矩，損傷制動(dòng)盤和閘瓦。應(yīng)逐步交替更換，每次最多更換兩塊閘瓦，待其工作一段時(shí)間使接觸面積達(dá)到要求后，再更換另外的閘瓦。這樣既保證了運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性，又不影響生產(chǎn)，否則必須按貼磨閘瓦的要求貼磨閘瓦。更換閘瓦時(shí)應(yīng)按閘瓦與制動(dòng)盤間隙的調(diào)整方法和要求調(diào)整閘瓦與制動(dòng)盤的間隙。 盤式制動(dòng)器關(guān)鍵零件之一是閘瓦，在正常使用過程中，閘盤上絕對(duì)不能存在任何油跡，要經(jīng)常檢查制動(dòng)盤和閘瓦工作表面是否清潔、是否粘有油污，若有油污必須及時(shí)用堿水清洗干凈。同時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查油污來源并進(jìn)行處理和排除，否則由于制動(dòng)盤和閘瓦工作表面沾油，使摩擦系數(shù)急劇降低，影響制動(dòng)力矩(閘不住機(jī)器)，造成嚴(yán)重的設(shè)備和人身事故。 在使用過程中，當(dāng)制動(dòng)盤工作表面出現(xiàn)拉傷時(shí)，必須立即按第三節(jié)所述的方法進(jìn)行清除，否則由于惡性循環(huán)，制動(dòng)盤工作表面和閘瓦將嚴(yán)重?fù)p傷。 每年或經(jīng)過5×105次制動(dòng)作用后，必須對(duì)碟形彈簧組進(jìn)行檢查，以驗(yàn)證其剛度是否減弱或損壞，以便及時(shí)更換。盤式制動(dòng)器必須在處于自由狀態(tài)下，方可取出彈簧。當(dāng)盤式制動(dòng)器中有個(gè)別彈簧損壞時(shí)，現(xiàn)象可能為：（彈簧疲勞開關(guān)動(dòng)作）則閘瓦間隙上下不相等，或閘瓦間隙Δs大于3mm以上?；蛘邽楸P形閘貼皮油壓值過小，準(zhǔn)確判斷對(duì)碟形彈簧組是否應(yīng)更換，其方法如下： 精確調(diào)整每個(gè)閘瓦與制動(dòng)盤的間隙，使其相同。降低油壓使制動(dòng)器施閘，在施閘前，放厚度不大于0.05mm金屬薄片于閘瓦與制動(dòng)盤之間，緩慢增加油壓，當(dāng)薄片可以輕輕抽動(dòng)時(shí)(檢查時(shí)對(duì)每個(gè)閘應(yīng)感覺一樣)，記下油壓值，并依次檢查所有盤形閘，其中最高油壓和最低油壓之差不應(yīng)超過最大工作油壓Pmax的10%，否則應(yīng)更換其中最低油壓就松閘的盤形閘碟形彈簧組。 注意：進(jìn)行這項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，在空載下進(jìn)行，除作試驗(yàn)的一組制動(dòng)器外，其余均處于制動(dòng)狀態(tài)(利用操縱臺(tái)上調(diào)繩或管路上的閘閥等進(jìn)行控制)以防跑車。 更換下來的碟形彈簧組并非每片彈簧都失效，可單片檢查，去掉其中不合格者后另行組合，達(dá)到本節(jié)第8條的要求后仍可使用。 制動(dòng)塊使用時(shí)厚度磨損到（27mm厚的產(chǎn)品）15～18mm，（20mm厚的產(chǎn)品）10～12mm，則應(yīng)該更換，否則閘瓦強(qiáng)度受到影響。 檢修時(shí)，嚴(yán)禁碰傷油缸、活塞的密封面和與0形密封圈相接觸或相對(duì)滑動(dòng)的配合表面，否則將損傷密封圈而導(dǎo)致漏油。 重新裝配盤形閘時(shí)應(yīng)將密封圈、油缸、活塞、滑套、碟形彈簧等零件清洗干凈，涂上清潔的相應(yīng)的液壓油后才能裝配。 0形密封圈裝入密封槽中不允許扭曲和損傷。 從密封槽中卸出密封圈時(shí)，不允許用螺絲起子或?qū)?huì)損壞與密封圈接觸，應(yīng)用相對(duì)光滑表面的其它工具。 活塞裝入油缸時(shí)，當(dāng)位置對(duì)中后，用手壓入或用木錘、銅棒輕輕拍擊到位。錘擊和不正確的裝配將會(huì)造成密封圈切邊或損壞而導(dǎo)致漏油。 在檢修制動(dòng)器時(shí)，每個(gè)盤形閘不能錯(cuò)位安裝，即按原安裝位置裝配。檢修盤形閘時(shí)，制動(dòng)塊也不能錯(cuò)位裝配，仍按原配置的盤形閘裝配。否則，將重新貼磨閘瓦。 在使用過程中，由于碟形彈簧受力變形的作用，其內(nèi)孔表面在滑套拉桿上滑動(dòng)，若出現(xiàn)碟形彈簧內(nèi)孔棱邊啃拉桿時(shí)，用廢砂輪塊將內(nèi)孔棱邊倒鈍，至沒有刃鋒感為準(zhǔn)，同時(shí)消除滑套拉桿上的壓痕和損傷部位，并清洗干凈,待裝。 以上的拆卸、清洗等工作，都應(yīng)在清潔的房間里,墊上耐油橡膠板后進(jìn)行，拆下的零件嚴(yán)禁成堆、亂堆、亂放，以防相互碰撞，而引起零件的擦傷。 Ⅴ 盤式制動(dòng)器的意義 目前，因盤式制動(dòng)器已經(jīng)克服了塊式制動(dòng)器可靠性不高的缺點(diǎn)，已被廣泛的使用。制動(dòng)裝置是提升機(jī)不可缺少的重要組成部分，提升機(jī)的各種保護(hù)措施，都要終結(jié)于制動(dòng)裝置，其可靠性直接關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)，因此，對(duì)提升機(jī)盤式制動(dòng)裝置可靠性的研究，了解其工作可靠性評(píng)定、維護(hù)可靠性評(píng)定、將對(duì)提升安全系統(tǒng)具有特別重要的意義，有利于了解設(shè)備運(yùn)行的規(guī)律，制定科學(xué)的維護(hù)制度，另外，減少和預(yù)防油污染對(duì)提升機(jī)系統(tǒng)的可靠性具有重大意義，從而保證煤礦安全可靠地進(jìn)行生產(chǎn)。 1.5.4 礦井提升機(jī)制動(dòng)盤 Ⅰ 對(duì)制動(dòng)盤整形的必要性 盤形制動(dòng)器制動(dòng)的礦井提升機(jī)由于安裝偏差、長期使用、運(yùn)行時(shí)用力不均等因素，往往會(huì)造成制動(dòng)盤偏擺、變形，從而導(dǎo)致提升機(jī)主軸軸向竄動(dòng)、盤形制動(dòng)器閘瓦快速磨損、制動(dòng)器制動(dòng)失靈，很有可能造成重大設(shè)備與人身事故。因此，對(duì)由于提升機(jī)制動(dòng)盤變形引起的主軸竄動(dòng)進(jìn)行整形是非常必要的。 Ⅱ 制動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)與要求 小型提升機(jī)制動(dòng)盤多焊接在筒殼上，稱之為固定閘盤或死閘盤；大型提升機(jī)多采用制動(dòng)盤與摩擦輪可拆組組合聯(lián)結(jié)，即制動(dòng)盤做成兩半用高強(qiáng)度螺栓與摩擦輪聯(lián)結(jié)。主軸裝置安裝好后要檢查制動(dòng)盤兩側(cè)面全跳動(dòng)公差值：摩擦輪直徑＜4m時(shí)，應(yīng)要≦0.5mm；摩擦輪直徑≥4m時(shí)，應(yīng)要≦0.7mm；若大于規(guī)定值應(yīng)進(jìn)行調(diào)整或車削制動(dòng)盤。制動(dòng)盤兩側(cè)面的表面粗糙度≦3.2μm，否則要重新進(jìn)行車削制動(dòng)盤。 Ⅲ 制動(dòng)盤整形工藝實(shí)施辦法 從上述介紹可知，要使礦井提升機(jī)系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，制動(dòng)盤的兩側(cè)面全跳動(dòng)公差以及表面質(zhì)量要求很高，一旦超出規(guī)定值就可能造成主軸軸向竄動(dòng)，給設(shè)備帶來很大的安全隱患，所以必須進(jìn)行調(diào)整或車削制動(dòng)盤。然而，以往在礦上要車削制動(dòng)盤需要經(jīng)過停車、檢修工拆卸、運(yùn)輸（井下到地表）、外委加工（大型機(jī)加工廠）、運(yùn)輸（地表到井下）、安裝、試車等一系列工序?？梢娦鑴?dòng)用大量的人力、物力，需停產(chǎn)5-6天的時(shí)間。由此可見，這種傳統(tǒng)的制動(dòng)盤整形工藝是很不理想的。因此，設(shè)計(jì)一種現(xiàn)場就能車削制動(dòng)盤的裝置就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于傳統(tǒng)的外委車削調(diào)整法。 2 車削刀架的設(shè)計(jì) 2.1 車削刀架的底座設(shè)計(jì) 2.1.1 車削底座的作用 底座是用來支撐車削刀架并穩(wěn)定刀架的部件，除了要滿足一定的剛度強(qiáng)度以外，還要求對(duì)底板起伏不平的適應(yīng)性要強(qiáng)，對(duì)地板接觸比壓要小，其主要作用主要包括： （1) 為立柱、控制系統(tǒng)、推移裝置及其他輔助裝置形成一個(gè)安裝空間； （2) 為工作人員創(chuàng)建良好的工作環(huán)境； （3) 具有一定的支撐刀架的作用； （4) 保證整體的穩(wěn)定性。 2.1.2 車削底座的設(shè)計(jì) Ⅰ 車削底座的選材 車削底座的材料選用Q235鋼，考慮到底座的穩(wěn)定性能的重要性，故選用厚度較大的鋼板（厚度為20mm的鋼板）。 Ⅱ 車削底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 車削底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，他決定了在車削過程中刀架以及車刀行進(jìn)過程中的穩(wěn)定性，直接影響著車削對(duì)象（制動(dòng)盤）的表面質(zhì)量的精度。 底座的形狀設(shè)計(jì)為帶有四條支柱形如凳子的形狀，即：通過焊接的方法將四條支柱焊接在底座面板底部。（如下圖2-1）： 圖2-1 車削底座的結(jié)構(gòu) 如圖2-1中的形狀結(jié)構(gòu)一樣，其中，底座面板的上表面在加工過程中要有比較高的加工精度，因?yàn)榇吮砻嬖诂F(xiàn)場車削的過程中是要與導(dǎo)軌進(jìn)行配合的，所以要將其表面粗糙度設(shè)置為6.3，可以通過銑床進(jìn)行加工。 我們知道底座的作用就是要用來支撐刀架的，因此在底座面板上要鉆螺孔來固定車削裝置中的導(dǎo)軌，所以在設(shè)計(jì)底座的時(shí)候，要考慮到導(dǎo)軌的穩(wěn)固作用，這就需要在擴(kuò)孔的加工過程中一定要嚴(yán)格按照各個(gè)孔的位置精度進(jìn)行加工；同時(shí)，底座是車削裝置的底部，還要考慮到整個(gè)車削裝置的穩(wěn)定性，因此，還要做好對(duì)底板自身穩(wěn)定性能的設(shè)計(jì)。只要考慮到上述問題，在現(xiàn)場對(duì)車削底座的機(jī)械加工過程運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決掉需要考慮的底座的固定以及穩(wěn)固作用，從而，能夠使車削底座在現(xiàn)場車削制動(dòng)盤的過程中發(fā)揮更有利的作用。 如上所述，要使底座能起到穩(wěn)固的作用，就要考慮底座下部支撐部位的設(shè)計(jì)。在此處設(shè)計(jì)為：在底座面板底部焊接上四根相同的支柱，材料選用Q235鋼，在焊接的過程中，一定要保證四根支柱在焊接完成以后，它們的底部都在同一水平面上，這樣才能確保底座面板的水平；四根支柱的設(shè)計(jì)要考慮到穩(wěn)固底座的作用，那么要在支柱的底部擴(kuò)孔，在此設(shè)計(jì)為擴(kuò)大小為M10的孔，這樣在現(xiàn)場安裝時(shí)，通過這四個(gè)M10的孔用地腳螺栓將底座固定在地面上。 圖2-2 B板上螺孔的分布圖 2.2 進(jìn)給機(jī)構(gòu) 2.2.1 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠幫助車削設(shè)備自動(dòng)化又能提高加工準(zhǔn)確度。在實(shí)際的車削加工過程中，刀具通過進(jìn)給機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)而進(jìn)行進(jìn)給切削，從而能夠準(zhǔn)確的確定切削參數(shù)，保證了切削質(zhì)量。 2.2.2 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的基本要求 （1） 足夠的靜剛度和動(dòng)剛度； （2）良好的快速響應(yīng)性：低速進(jìn)給或微量進(jìn)給不爬行，運(yùn) 動(dòng)平穩(wěn)，靈敏度高； （3）抗振性好； （4）足夠的調(diào)速范圍，保證實(shí)現(xiàn)所要求的進(jìn)給量，能傳遞 較大的轉(zhuǎn)矩； （5）傳動(dòng)精度和定位精度要高； （6）結(jié)構(gòu)簡單，加工和裝配工藝性好；調(diào)整維修方便，操 縱輕便靈活。 2.2.3 絲杠及螺母的設(shè)計(jì) Ⅰ 絲杠的簡介 絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)即螺旋傳動(dòng)，它的結(jié)構(gòu)主要是指絲杠、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動(dòng)的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。此處設(shè)計(jì)的絲杠細(xì)長且水平布置，因此，應(yīng)在絲杠兩端或中間附加支承，以提高絲杠的工作剛度。 滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼珠、預(yù)壓片、反向器、防塵器組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這是艾克姆螺桿（如圖2-3）的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滑動(dòng)動(dòng)作變成滾動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。 滾珠絲杠是工具機(jī)和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。 圖2-3 艾克姆螺桿 Ⅱ 絲杠的車削 普通絲杠是指精度等級(jí)在8級(jí)--10級(jí)精度（新標(biāo)準(zhǔn)）以下的絲杠。有關(guān)精度的新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照見表2-1 表2-1 精度等級(jí)新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表 新標(biāo)準(zhǔn)等級(jí) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 舊標(biāo)準(zhǔn)等級(jí) 0 1 2 3 4 普通絲杠實(shí)質(zhì)上就是梯形螺紋，他與三角螺紋相比，螺紋牙形深度達(dá)，牙形角小，并且與螺母之間需要有一定的配合精度，因此，車削難度較大。 如圖2-4是兩個(gè)對(duì)配的螺紋零件——絲杠和螺母，二者配合精度為8級(jí)，絲杠材料為45鋼，螺母材料為黃銅。 圖2-4 絲杠和螺母的車削 （a） 普通絲杠 （b）螺母 車削絲杠與螺母的關(guān)鍵在于如何保證兩者的配合精度。影響絲杠與螺母的配合精度的因素有：兩者牙形角是否一致；兩者配合間隙的大小。這兩點(diǎn)可以用不同的辦法來達(dá)到： （1） 保證絲杠與螺母的牙形角一致。要保證絲杠與螺母的牙形角一致，其方法是在刃磨內(nèi)外螺紋車刀時(shí)，采用專用樣板或?qū)Φ稑影逍?duì)車刀的角度，使其符合樣板，內(nèi)螺紋車刀一般磨有前角，通過計(jì)算來修整刀尖角。裝夾車刀時(shí)，要以樣板的基準(zhǔn)面靠緊零件的外圓表面來校對(duì)車刀的正確位置，樣板如圖2-5所示。 圖2-5 梯形螺紋樣板 采用這種方法，其目的在于加工與測量的基準(zhǔn)重合，可以減小誤差，并提高加工精度。 （2） 保證絲杠與螺母的配合間隙。保證絲杠與螺母的配合間隙，其方法是在保證螺母內(nèi)徑后，車削一臺(tái)階孔，其深度為1mm—2mm，見圖2-4（b），內(nèi)徑按絲杠外圓的實(shí)際尺寸加大0.03mm，作為對(duì)刀基準(zhǔn)。 粗車后，保證車刀刀尖和對(duì)刀基準(zhǔn)有0.1mm—0.15mm的間隙，然后精車，精車時(shí)逐漸使車刀刀尖與對(duì)刀基準(zhǔn)表面接觸為準(zhǔn)，接觸后，使中拖板刻度值為0位，再以刻度值0位為基準(zhǔn)，不進(jìn)刀車削2次—3次，消除刀桿的彈性變形，保證螺母的精度要求。 （3） 配合間隙的測量。配合間隙的測量方法如圖2-6所示，經(jīng)螺母擰在絲杠上，并用兩頂針夾緊絲杠，然后用百分表表頭與螺母外表面接觸，并上下擺動(dòng)螺母，根據(jù)百分表表針的讀數(shù)得出配合間隙的實(shí)際值。 圖2-6 配合間隙的測量方法 Ⅲ 絲杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 下圖2-7為本次設(shè)計(jì)用的絲杠，精度等級(jí)為7級(jí)，材料為45鋼。 圖2-7 絲杠的結(jié)構(gòu)圖 Ⅳ 絲杠的車削工藝 絲杠的切削工藝： （1） 備料。全長上彎曲度不大于3mm。 （2） 正火。放在立式爐中進(jìn)行163HB—167HB，正火處理后，彎曲度在全長上不大于2mm。 （3） 粗車外圓。以四爪卡盤及中心架裝夾并校正。然后車削端面，鉆削頂針孔，用活頂尖頂緊，粗車外圓，留加工余量1.5mm—2mm，彎曲度不大于1mm。 （4） 調(diào)質(zhì)處理。220HB—250HB，全長彎曲度不大于1mm。 （5） 半精車外圓。以兩端頂針孔定位，裝夾于彈簧卡箍（見圖2-8）和撥盤中，半精車外圓，留加工余量0.6mm—0.8mm，全長彎曲度不大于0.1mm。 圖2-8 裝夾絲杠的彈簧卡箍 （6） 粗磨外徑。留精磨余量0.4mm—0.5mm，全長彎曲度不大于0.1mm。 （7） 粗車梯形螺紋。機(jī)床轉(zhuǎn)數(shù)46r/min，切削深度t=（0.1--0.3）mm，單面留加工余量0.25mm—0.3mm。 （8） 人工時(shí)效。溫度180C—200C，保溫18h—24h。時(shí)效時(shí)用支架懸空吊起，消除內(nèi)應(yīng)力并防止彎曲。 （9） 修復(fù)兩端頂針孔。在車床上修復(fù)兩端頂針孔，使之符合絲杠的頂針孔技術(shù)要求。 （10） 精磨外徑。使它符合圖紙尺寸。 （11） 精車梯形螺紋。主軸轉(zhuǎn)數(shù)12r/min,切削深度t=（0.02--0.05）mm，采用直進(jìn)法進(jìn)刀。 采用前角的螺紋車刀，保證精車后牙形角準(zhǔn)確。精車時(shí)，采用雙支承跟刀架支承絲杠，可以增加其剛性，減少誤差，提高螺紋的加工精度。 （12） 梯形螺紋絲杠的測量。用樣板及樣板支架測量時(shí)，將樣板放在支架上，以外徑為基準(zhǔn)，通過絲杠中心，根據(jù)透光度測出軸向牙形角及齒厚。 （13） 絲杠的存放與保管。絲杠用汽油或煤油清洗干凈并油封，防止絲杠的生銹。存放時(shí)，絲杠吊掛不得傾斜和放在臺(tái)架上，防止絲杠的變形和彎曲。 2.2.4 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) Ⅰ 導(dǎo)軌概述 導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載。在車削裝置上兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的配合面組成一對(duì)導(dǎo)軌副，其中，不動(dòng)的配合面稱為固定導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)的配合面稱為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。設(shè)導(dǎo)軌副沿x軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則需借助兩條相互平行的導(dǎo)軌副，才能可靠的限制運(yùn)動(dòng)部件繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，對(duì)于一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)部件的導(dǎo)向，需組合應(yīng)用兩條導(dǎo)軌副，多數(shù)情況下應(yīng)清楚5個(gè)自由度，以保證導(dǎo)軌單一方向的導(dǎo)向性。當(dāng)收到繞x軸方向的顛覆力矩較小時(shí)，應(yīng)消除4個(gè)自由度。 Ⅱ 導(dǎo)軌的分類 一、按運(yùn)動(dòng)軌跡分 （1） 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 導(dǎo)軌副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線，如臥式車床的床鞍和床身之間的導(dǎo)軌。 （2） 圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 導(dǎo)軌副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為一圓，如立式車床的工作臺(tái)和底座之間的導(dǎo)軌。 二、按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分 （1） 主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌是做主運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)速度高，如插床、牛頭刨床上的滑枕導(dǎo)軌及立式車床的工作臺(tái)導(dǎo)軌。 （2） 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌是做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)速度低，如臥式車床的床鞍導(dǎo)軌及銑床工作臺(tái)的導(dǎo)軌。 （3） 調(diào)整導(dǎo)軌 它只用于調(diào)整部件之間的相對(duì)位置，如車床尾架與床身相配合的導(dǎo)軌。當(dāng)機(jī)床切削工作時(shí)，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌緊固在固定導(dǎo)軌上不動(dòng)，所以對(duì)這種導(dǎo)軌的耐磨性和速度要求較低。 三、按摩擦性質(zhì)分 （1） 滑動(dòng)導(dǎo)軌 兩導(dǎo)軌工作面之間的摩擦性質(zhì)是滑動(dòng)摩擦。按其摩擦狀態(tài)又分為液體靜壓導(dǎo)軌、液體動(dòng)壓導(dǎo)軌和混合摩擦導(dǎo)軌。 液體靜壓導(dǎo)軌 兩導(dǎo)軌面間有一層靜壓油膜，屬于純液體摩擦，多用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。 液體動(dòng)壓導(dǎo)軌 當(dāng)導(dǎo)軌面之間相對(duì)滑動(dòng)速度達(dá)到一定值后，液體的動(dòng)壓效應(yīng)使導(dǎo)軌面間出現(xiàn)了壓力油楔，把導(dǎo)軌面隔開。動(dòng)壓導(dǎo)軌也屬于純液體摩擦，多用于主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。 混合摩擦導(dǎo)軌 在導(dǎo)軌面間有一定動(dòng)壓效應(yīng)，但相對(duì)滑動(dòng)速度還不足以形成完全的壓力油楔，導(dǎo)軌面仍處于直接接觸狀態(tài)，介于液體摩擦和干摩擦之間。大部分進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌屬于此類型。 （2）滾動(dòng)導(dǎo)軌 兩導(dǎo)軌工作面之間有滾珠、滾柱或滾針等滾動(dòng)體，導(dǎo)軌面之間為滾動(dòng)摩擦，在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中用的較廣泛。 四、按受力情況分 （1） 開式導(dǎo)軌 在外載荷和部件自重作用下，使兩導(dǎo)軌面在全長上保持貼合的叫做開式導(dǎo)軌。 （2） 閉式導(dǎo)軌 如果作用力F不夠大，又有一個(gè)較大的顛覆力矩M作用在運(yùn)動(dòng)部件上，此時(shí)必須增加壓板以形成輔助導(dǎo)軌面e,才能保證主導(dǎo)軌面良好接觸，這種導(dǎo)軌稱為閉式導(dǎo)軌。 Ⅲ 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 滑動(dòng)導(dǎo)軌是其他類型導(dǎo)軌發(fā)展的基礎(chǔ)。普通滑動(dòng)導(dǎo)軌的滑動(dòng)面之間呈混合摩擦，它與液體摩擦導(dǎo)軌、滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌相比，雖然摩擦系數(shù)大、使用壽命段、低速易產(chǎn)生爬行，但由于結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，精度、剛度較易保證，故廣泛應(yīng)用于對(duì)低速均勻性及定位精度要求不高的車削裝置中。 直線滑動(dòng)導(dǎo)軌的截面的基本形狀主要有四種：矩形、三角形、燕尾形和圓形，每種之中還有凸凹之分（圖2-9） 圖2-9 直線滑動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀 a-矩形導(dǎo)軌 b-三角形導(dǎo)軌 c-燕尾形導(dǎo)軌 d-圓形導(dǎo)軌 它們多數(shù)由3至4個(gè)平面組成，各個(gè)平面所起的作用也有所不同。圖矩形導(dǎo)軌的M、J面起導(dǎo)向作用，即保證在垂直面內(nèi)的直線移動(dòng)精度；M面又是承受載荷的主要支承面；J面試防止運(yùn)動(dòng)部件抬起的壓板面；N面試保證水平面內(nèi)直線移動(dòng)精度的導(dǎo)向面。在三角形導(dǎo)軌中M、N面兼起支撐和導(dǎo)向作用。在燕尾槽形導(dǎo)軌中，M面起導(dǎo)向和壓板面作用，J面為支撐面。 根據(jù)床身等固定件上導(dǎo)軌的凸凹狀態(tài)，又可分為凸形導(dǎo)軌（圖2-9上排）和凹形導(dǎo)軌（圖2-9下排）。其中凸三角形又稱為山形，凹三角形又稱為V形。當(dāng)導(dǎo)軌水平布置是，凸形導(dǎo)軌不易積存切屑和贓物，但也不易存油，多用在移動(dòng)速度小的部件上，相反，凹形導(dǎo)軌具有好的潤滑條件，但必須有防屑、保護(hù)裝置，它們用在移動(dòng)速度較大的部件上。 由于本設(shè)計(jì)的刀具的移動(dòng)速度并不大，因此在此次的導(dǎo)軌設(shè)計(jì)中，適合選用凸形導(dǎo)軌。同時(shí)，設(shè)計(jì)選用燕尾形導(dǎo)軌作為此次設(shè)計(jì)導(dǎo)軌截面的基本形狀（如圖2-10）。 圖2-10 燕尾形導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)圖 燕尾形導(dǎo)軌的高度較?。ㄈ鐖D2-9 c ），磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙，需用鑲條調(diào)整。兩燕尾面起壓板面作用，用一根鑲條就可調(diào)整水平、垂直方向的間隙。導(dǎo)軌制造、檢驗(yàn)和修理都不大方便。當(dāng)承受垂直作用力時(shí)，它以支承平面為主要工作面，它的剛度與矩形導(dǎo)軌相近，當(dāng)承受顛覆力矩時(shí)，斜面為主要工作面，則剛度較低。一般用于要求高度小的多層移動(dòng)部件，廣泛用于儀表機(jī)床。其中，M、J兩個(gè)導(dǎo)軌面之間的夾角定位55。 由于在現(xiàn)場的車削加工過程中，會(huì)承受一定的車削阻力，同時(shí)在導(dǎo)軌上端還要支承移動(dòng)絲杠、刀座以及刀具等部件。因此，在設(shè)計(jì)中要考慮到能夠使導(dǎo)軌承受住這些刀架零部件，我們要選取導(dǎo)軌的材料為灰鑄鐵（HT200），導(dǎo)軌的形狀選用一個(gè)凸形的導(dǎo)軌，而且形狀是燕尾槽形的導(dǎo)軌。 選取如上導(dǎo)軌，在車削裝置安裝的過程中，確保這兩條導(dǎo)軌與車削底座配合精確，從而起到承載和導(dǎo)向的作用。 2.3 刀座的設(shè)計(jì) 2.3.1 刀座的作用 題目所設(shè)計(jì)的刀座正如車床刀架座的作用：通過用螺釘?shù)木o固作用在車削裝置上快速的實(shí)現(xiàn)車刀固定、夾緊、轉(zhuǎn)換，為車工提供方便同時(shí)也節(jié)省了大量的輔助時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率。 2.3.2 裝夾刀具部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在刀座上，某些加工面和孔的尺寸精度，位置精度，表面粗糙度要求比較高。具體的選材方面，仍然選用45號(hào)鋼，通過銑削、磨削、鉆孔等工藝將刀座加工成型。 刀座是固定在小滑板上的，在本次設(shè)計(jì)中，將此刀座設(shè)計(jì)成只裝一把刀的形狀，其中刀座裝夾刀具部位的結(jié)構(gòu)如圖2-11所示。 其中，刀具在刀座中是通過固定螺釘將其固定在刀座槽內(nèi)，這樣做的好處在于：由于本次設(shè)計(jì)的是現(xiàn)場車削制動(dòng)盤裝置，在車削過程中，需要的軸向進(jìn)給不大，這樣就可以通過裝卸車刀來控制車削裝置的軸向進(jìn)給，從而使車削的總裝配更加的簡便。 圖 2-11 刀座裝夾刀具結(jié)構(gòu)圖 2.3.3 刀座的座身的設(shè)計(jì) 刀座的座身需要固定在與絲杠連接的套筒上，通過絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)套筒的直線運(yùn)動(dòng)，再通過套筒的直線運(yùn)動(dòng)而帶動(dòng)刀座的直線運(yùn)動(dòng)，從而使得刀具具有徑向的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 因此，刀座座身上要設(shè)計(jì)鉆孔，通過這些孔用螺釘將刀座與套筒連接在一起，從而代動(dòng)刀座的運(yùn)動(dòng)，座身的具體的結(jié)構(gòu)如圖2-12所示： 圖2-12 刀座座身的結(jié)構(gòu)圖 2.3.4 刀座的使用須知 （1）避免在沒有開啟冷卻液的情況下使用，否則可導(dǎo)致內(nèi)部油封快速磨損； 　　 （2）不可超過刀座額定最大轉(zhuǎn)速； 　　　　 （3）運(yùn)轉(zhuǎn)前需先供水避免過熱； 　　 （4）只需中心出水時(shí)可將外部噴水關(guān)閉； 　　 （5）禁用鐵錘等工件物敲其外部； 　　 （6）首次使用可以最大轉(zhuǎn)速的70%，無負(fù)載旋轉(zhuǎn)1小時(shí)，以達(dá)到磨合效果。 2.4 車刀設(shè)計(jì) 2.4.1 車刀 車刀是切削加工中應(yīng)用最廣的刀具之一。車刀的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲(chǔ)切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。 2.4.2 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) 工件的直徑D為 236mm。由于在普通機(jī)床CA6140上加工， 表面粗糙度要求3.2μm，為精加工，但由于可轉(zhuǎn)為車刀刃傾角通常取負(fù)值，切屑流向已加工表面從而劃傷工件，因此只能達(dá)到半精加工。 參照《金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表2.1典型刀片結(jié)構(gòu)簡圖和特點(diǎn)，采用偏心式刀片加固結(jié)構(gòu)較為合適。 2.4.3 選擇刀片結(jié)構(gòu)材料 加工工件材料為50Cr，連續(xù)切削，完成粗車半精車倆道工學(xué)，按照硬質(zhì)合金的選用原則，選取刀片材料為YT14。 2.4.4 選擇車刀合理角度 根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》刀具合理幾何參數(shù)的選擇,并考慮可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度的形成特點(diǎn),四個(gè)角度做如下選擇: 前角：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》表3.16，工件材料為中碳鋼（正火），半精車，因此前角可選； 后角：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》表3.17，工件材料為中碳鋼（正火），半精車，因此后角可選； 主偏角：根據(jù)題目要求，主偏角； 刃傾角：為獲得大于0的后角及大于0的副刃后角，刃傾角； 后角的實(shí)際值及副刃后角和副偏角在計(jì)算刀槽角度時(shí)經(jīng)校驗(yàn)確定。 2.4.5 選擇切屑用量 根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》表3.22： 粗車時(shí),背吃刀量，進(jìn)給量，切削速度； 半精車時(shí)，背吃刀量，進(jìn)給量，切削速度。 2.4.6 刀片型號(hào)和尺寸 ① 選擇刀片有無中心孔.由于刀片加固結(jié)構(gòu)已選定為偏心式，因此應(yīng)選用有中心固定孔的刀片。 ② 選擇刀片形狀.按選定主偏角，參照參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料》2.4.4.2刀片形狀的選擇原則，選用正方形刀片。 ③ 選擇刀片的精度等級(jí)。參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料》2.4.4.3節(jié)刀片精度等級(jí)的選擇原則，一般情況下選用U級(jí)。 ④ 選擇刀片內(nèi)切圓直徑d(或刀片邊長L).根據(jù)已確定的背吃刀量，主偏角，刃傾角，將，，代入下式可得刀刃的實(shí)際參加工作長為： 令刀片的刃口長度(即便長)L>1.5=6.235,保證切削工作順利進(jìn)行。 ⑤ 選擇刀片厚度.根據(jù)已選擇的背吃刀量，進(jìn)給量及《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料》選擇刀片厚度的諾莫圖圖2.3，求得刀片厚度。 ⑥ 選擇刀尖圓弧半徑，根據(jù)根據(jù)已選擇的背吃刀量，進(jìn)給量及《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料》選擇刀尖圓角半徑的諾莫圖2.4,求得連續(xù)切削時(shí)。 ⑦ 選擇刀片斷屑槽型式和尺寸。參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料》2.4.4.4節(jié)中刀片斷屑槽類型和尺寸的選擇原則，根據(jù)已知的已知條件，選擇A型斷屑槽。 綜上7方面的選擇結(jié)果,根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料》表2.10確定選