JT-0.8矿井提升绞车设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘要 列提升绞车可供煤矿、金属矿、非金属矿在倾斜巷道作升降物料和人员之用，也可作为小型竖井的提升设备。据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型 (支轮为铸造，滚筒为焊接 )和焊接型。 机械传动系统包括减速器和联轴器 ,矿井提升机主轴的转数由于受提升速度的限制，一般在 60 转 |分之间，而用作拖动的电动机的转数，一般在 480 一 960 转分之间。这样，除采用低速直流电动机拖动外，一般情况下不能将主轴与电动机直接联接，中间必须经过减速器。因而减速器的作用是减速印传递动力。联轴器 由半联轴器、柱 销等零件组成。由于柱销具有缓冲和减震作用，因而具有传动平稳、噪音小、安全可靠、易于维护等优点。主轴与减速器输出轴的连接采用齿式联轴器。 润滑系统是一切机械系统中很重要的一个环节。润滑系统的作用是：在提升机工作时，不间断地向主轴承、减边器轴承和啮合齿面压送润滑油，以保证轴承和齿轮能良好的工作润滑系统必须与自动保护系统和主电动机联锁 电动机通过主轴驱动滚筒主轴也是传动的主要部件。提升绞车主轴应能承受工作过程中的外负荷而不发生残余变形和过量的弹性变形，同时要保证一定的使用寿命。主轴往往是提升机中重量最大的一个零 件，其尺寸和传递的力矩也较大。 关键词 ：提升 绞车 减速器 联轴器 主轴 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I T in of in be as of to a of to of a of 0 | to a 80 a 960 r / In in to of C be to s is to by as a of so a of to so to of is a in to by in to be a is be to of of at to a is of in of of as 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 绪 论 . - 1 - 第 1 章 矿井提升的意义及其发展简史 . - 2 - 第 2 章 井提升绞车的工作原理 . - 7 - 矿井提升机 （ 1）单绳缠绕式 A 单卷筒提升机 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 升绞车提升设备的分类 . - 8 - 第 4 章 升绞车主要组成部分和各部分的用途 . - 8 - 升机械性能参数 . - 8 - 动系统 . - 8 - 械传动系统 . - 10 - 滑系统 . - 10 - 测和操纵系统 . - 11 - 动、控制和自动保护系统 . - 12 - 第 5 章 升绞车卷筒的结构及其计算 . - 19 - 筒结构 . - 19 - 轮 . - 19 - 衬 . - 20 - 槽 . - 22 - 筒的失效形式及原因 . - 25 - 壳许用应力的确应 . - 26 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 筒强度的验算 . - 28 - 第 6 章 升绞车的主轴设计 . - 32 - 轴的结构设计 . - 32 - 轴尺寸的确定及轴承的选择 . - 33 - 轴装置零部件变位质量计算 . - 36 - 定滚壳变位质量 . - 37 - 定支轮变位质量 . - 38 - 定轮毂的变位质量 . - 39 - 轴强 度和刚度计算及校核 . - 40 - 定静载荷分配于主轴各轮毂作用点上的力 . - 41 - 丝绳拉力分配于主轴各轮毂作用点上的力 . - 44 - 用于轴上水平方向及垂直方向的合力 . - 46 - 矩计算 . - 48 - 险断面的安全系数计算 . - 49 - 弯扭组合校核强度 . - 51 - 度计算 . - 52 - 轴承强度校核 . - 56 - 筒制动轮与主轴的过盈配合联接计算 . - 56 - 算最小过盈量 . - 57 - 计算最大过盈量 . - 58 - 择过盈配合的种类 . - 59 - 结 束 语 . - 32 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 考文献 . - 55 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 绪 论 矿山提升机是矿山大型固定机械之一。矿山提升机从最初的蒸气机拖动的单绳缠绕式提升机发展 到今天的交 历了170 多年的发展历史。目前，国内外经常使用的提升机有单绳缠绕式和多圣摩擦式两种 根据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型 (支轮为铸造，滚筒为焊接 )和焊接型。 列提升绞车可供煤矿、金属矿、非金属矿在倾斜巷道作升降物料和人员之用，也可作为小型竖井的提升设备。此外，还可以地下或地面作其它运输及辅助工作。 矿用提升绞车主要用于矿井运输、调车及斜坡提升物料之用 当支轮的变形与简壳的变形相比可以忽略时，称它为刚性支 轮，均为刚性支轮。如支轮的变形与筒壳变形相比不可忽略时，称它为弹性支轮。它的特点是筒壳与支轮的应力分布较均匀。经验表明，刚性支轮的结构在制造工艺上较复杂，而且往往容易出现早期失效。因此，现代大中型提升机滚筒常采用的弹性支轮滚筒结构。 弹性支轮滚筒这种结构共同的持点是取消了支环，用较厚的简壳来承担载荷，并且支轮改为辐板式 (即在支轮上开有两个人孔 )或圆环式。这样做工艺上较简单，同时也可以避免由于焊接工艺不当造成加强筋附近的局部应力过高。经验表明，这种改进是成功的。 弹性支轮滚筒结构的不同之处还在于刚性支轮的辐 板与轴线垂直，而弹性支轮滚筒的支轮与轴线成某一角度 (约 3一 6。 )，初看起来，这种倾斜式辐板似乎可以减少筒壳与支轮连接点的刚度从而减小其弯应力，但由于增加了压缩应力，故对减小合成应力水平并不有效，加上它的制造工艺较为复杂，故不再倾向于使用它了。 滚筒外一般设有木衬，并在其上车出绳槽，目的是减少钢绳与简壳直接接触面造成的磨损，并使钢绳排列整齐。 绳槽有螺旋形及环形两种，在单层缠绕时采用螺旋形绳槽就足以使排绳整齐。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 第 1 章 矿井提升的意义及其发展简史 矿山运输在有益矿物探掘的技术过程中起着及其重要的作用， 而矿井提升是矿山运输的主要环节之一。矿井提升设备一方面把有益矿物送至地面，另 方面也用作运送人员、辅助材料和其他设备等。 矿并提升的安全及无事故的运转在完成有益破物的探掘计划和保障人民的健康上具有头等重要的意义。 提升的运转应当不仅是安全，同时还要经济。经济这一点现在应十分重视，因为在个别场合下提升机的用电量达矿井总用电量的 40%。 矿井提升投备这一课程是说明各种提升方式的理豌论、有关设计提升机的问题、如何在一定的矿井条件下选择最合适的设备以及各种装置运转的安全性等问题。 现代矿井提升改备的特点是在运转 上特殊和在装备上复杂。所以要制造这种设备就须要在理论和实践上深入的钻研。而俄国和苏联的学者已经进行了这种研究工作，并且根据他们研究的结果已在苏联创立矿井提升这一学科。 起重机械远在古代就用建筑时提升重物，提升灌溉田地用水，后来也以最简单的方法用于提升探出的有益矿物。 在十五世纪俄罗斯矿山上最初出现的起重设备是用于奥拉馒涅茨的盐矿。迟至十八世纪在阿尔泰银矿中矿山机械工程师佛朗洛罗夫装配了 整套以水力带动的提升改备。 解放前，我国采矿工业十分落后，机械制造工业的基础也很薄弱，几个大型矿山都操纵在帝国主义和官僚资 产阶手中，矿工不仅生活相当贫困，同时因为没有安全设备，生命也没有任何保障。解放后，在党的英明领导下，随着煤矿工业的恢复发展，在矿井提升方面，制定了安全操作规程。对旧有的提升段备进行了改造，增添了保安段备，不仅提高了提升段各的利用率，而且保证了安全生产。与此同时，提升机械的制造也获得了很大的发展。目前我国不仅能够制造中小型的提升机械，而且成批生产了大型提升机械 日前国内各矿采用的矿井提升段备，主要是非连续性的提升机械。这种设备的特点是需要经常的起动和停止，并且要以较高的速度，安全准确地在不太长的距高中往返运行 ，这就必须要有复杂的操枞控制设备以及自动保护装置。因此矿井提升设备是矿井中较为复买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 杂的大型固定段各之 。 采用连续提升，可以大为简化操纵控制系统和进 步提高提升能力。目前许多国家正在进行这方面的研究试制工作。并且已经取得初步成果。 矿井提升段备是由提升容器、提升钢丝绳、提升机 (又名绞车 )、井架、天轮以及装卸载附属设备组成。提升系统有竖井和斜井提升，井下开采的煤炭和矸石通过位于井底车场室 I 中的翻车器卸入井下煤仓 (矿仓 )2 内，通过装载设备的闸门 3 可将矿物装入停于井底的箕斗 4 中，此时另一箕斗 7 位于地面井架 6 的卸载曲 轨 8 中。所卸出之煤炭矸石可通过地面矿仓 9 运走，两条提升的钢丝绳 14，一端与箕斗相连，另 端则绕过井架上的天轮而引入至提升机房 13，且以相反方向缠绕在提升机 12 上，启动提升机，可将位于井底且已经装载完毕的重载箕斗 4 经井筒提至地面。同时将位于地面卸载曲轨中且已卸载完毕的空载箕斗经井筒下放至井底，如此箕斗往复进行提升工作。 图为竖井普通罐笼提升设备的示意图。一个普通罐笼 2 位于井底车场进行装载，另一普通罐笼则正处于地面卸载水平。提升钢丝绳 5 一端接罐笼；另 端饶过位于井架 6 上的天轮 4 被固定在提升机 3 上，起动提升机后， 位于井底且已装载完毕的重载罐笼经井筒 1被提升至地面，同时位于地面卸载水平且巳卸载完毕的空罐笼被下放，如此往复完成提升工作，团中 7 为并架的支撑。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 图 普通罐笼提升设备示意图买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 第 2章 井提升绞车的工作原理 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 第 3 章 升绞车提升设备的分类 第 4 章 升绞车主要组成部分和各部分的用途 升机械性能参数 设计提升机械系列参数的出发点是用较少规格的提升机去满足最广泛的使用需要，当然，也可以不设参数系列，而完全根据用户的需要。 反映提升机械性能的参数很多，如卷 筒直径、宽度、最大提升速度、容绳量和电动机功率等等。根据这些参数间的相互关系，可把它们分为： 1)条件参数 它是作为限制条件而预先给出的参数，是提升机参数所应满足的先决条件。包括其他标准已作了规定的数据，如优先数系，电动机的同步转数和额定转数等； 2)主参数 在提升机的性能参数中，有一个 (或最多两个 )参数是主要的。它代表了提升机械的主要性能特征，称为主参数。它是提升机械设计的主要依据，其他参数均从属于主参数； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 3)次要参数 它是由主参数决定的，与主参数有某种依赖关系。有的可表示为某种确定的因数关系， 如卷简直径与最大静张力之间的关系。有的则有一定的相关关系。 当然，主参数并不能完全代替其他参数，但只要选择得当，就可以最大限度地代表该提升机械的性能。 主参数的基本特征是： 1)能反映产品的基本特性， 2)最稳定的参数。 此外，主参数要便于使用。 确定主参数的步骤是： 1)选择主参； 2)确定主参数的上下限； 3)确定主参数系列。 提升机械的主参数选择方法，可采用主成分分析法，即分析所有性能参数间的关系，只要它们不相互独立，总有可能从中找出一个或两个作为主要性能的特征参数。 现以缠绕式提升机械为例，说明主参 数与次要参数的关系。提升机械的容绳量与卷筒直径、宽度及缠绕层数有关。根据安全规程，缠绕层数因不同的提升条件而有具体规定。因而，容绳量这一参数就有着固定的、可以计算的关系。 卷筒直径与钢绳最大静张力之间也有着大致固定的关系。因为根据安全规程规定，卷简直径与钢绳直径之比为 60 80，只要钢丝绳的型式、规格和使用条件一旦确定，卷简直径和钢丝绳最大静张力这两个参数间的关系就可以确定。 提升最大速度这一参数与提升工作的经济性及安全性有关。当卷筒直径确定后，最大提升速度就确定了卷筒的转数，或者说，当卷简转数在某一范围时 ，最大提升速度为卷简直径的函数。 至于卷筒的宽度，看来似乎与卷筒直径没有什么关系。但是，考虑到实际情况，例如卷筒过宽时容易造成钢丝绳偏角超限，也容易造成主轴挠度超限等问题，而这些问题又都与卷简直径及钢丝绳直径有关，因而卷简宽度与卷简直径两参数间也就有了一定的关系，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 而并不相互独立。 从以上分析可以看出，卷筒 (主导轮 )直径或钢丝绳最大静张力是提升机械的主要参数，其他参数都可以根据这参数去制定。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 升绞车技术参数表 ： 安全规程规定，主轴装置的卷筒或主导轮直径与钢丝绳和钢丝直径的比值应符合下列要求： 对于地面提升设备 80， 1200 （ 2 1） 对于井下提升设备 60， 900 （ 2 2） （对于围包角 180 的多绳摩擦式提升机， 100） 参数 型号 滚筒 载荷 提升高度 钢丝绳 电机 速比 重量 个数 直径度 大静张力大静张力差绳量 （米） 层数 绳速 ms 绳径 率 型号 单位 800 600 15 15 375 4 2 0 2100 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 式中 D提升机卷筒或主导轮名义直径（毫 米）； 钢丝绳直径（毫米）； 钢丝直径 （毫米）。 单绳缠绕式提升机主轴装置的卷筒外面没有木衬。木衬的作用是作为钢丝绳的软垫，在其上钢丝绳不会发生过度变形。木衬应用柞木、水曲柳或榆木等制作。松木不适于作木衬，因为它在横过纤维的压力作用下，经常开裂，使用寿命仅为几个星期。木衬每块的长度与避沟宽度相等，每块的厚度应不少于钢丝绳直径的两倍， 一般为 100 毫米左右 (对于直径大于 50 毫米的钢丝绳，（以 采用 150 毫米为宜 )，每块的宽度在 150 一 200 毫米之间， 断面成扇形。 固定卷筒木衬的螺钉头，应沉入木衬厚度三分之一以上；当全部木衬固定完以后，应用木塞沾胶水将螺钉孔定死，并钡用木楔将木衬夹缝填满。使用中的木衬，当因磨损使螺钉头的沉入深度尚存 10 毫米时，即应重新更换。 卷筒木衬必须刻制绳槽，其尺寸关系如下式所示 A=毫米 ) 取 A=523) 式中 A沟槽的深度 (毫米 )。 两相 邻沟槽的中心距 t 可参照下式计算： t= 23)=米 ) 取 t=24) 动系统 现代矿井提升机的制动系统是所有提升设备中最重要、最复杂的装置。它由制动器和传动机构组成。制动器是直接作用于制动轮或者制动盘上产生制动力矩的部分，按其结构可分为盘式制动器和块式制动器等。传动机构是控制并调节制动力矩的部分，新型号提升机采用油压盘式闸制动系统，旧型号提升机采用油压或气压块闸式制动传动系统。 1)、 制动系统的作用 (1)保证提升容器按给定状态运动，并在需要的位置制动 工作制动。 (2)在可能造成事故的不正常工作状态下，紧急制动以保障人员和设备的安全 紧急买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 制动。 (3)更换水平调节绳长时，制动活卷筒。工作制动、紧急制动都可用手动或自动。手动操作时，由司机进行；急制动由提升设备的保护装置进行，工作制动由行程调节器进行。 2)、 制动系统的要求 (1)提升机除有制动装置外，还装有定车装置，以使在调整卷筒位置时使用。 (2)全部制动力矩 得小于提升机最大设计静载荷所需要纽矩的 3 倍。即：m 3）一副制动器的制动力矩 应大于调绳力矩 的 ，即： 4)紧急制动时，对于提升重物，减速度必须小于 5m 对于下放重物 ,减速度应大于 1.5 m (5)对于摩擦轮式提升，紧急制动时的减速度不应使钢丝绳在摩擦轮上产生滑动。 (6)紧急制动闸必须采用配重式或弹簧式的制动装置。 (7)当 井筒倾角在 300 以下时，制动力矩的倍致必须符合下表的要求。 制动力矩与井筒倾角 井筒倾角 b 时 )43(48 22 式中 E主轴的弹性模数 E=06N/ J主轴的惯性矩 J=4。 （ 1）固定静载荷和钢丝绳重量造成主轴的垂直挠度 单滚筒提升开始 点 1 处垂直作用力造成的挠度 (参见图 6买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 53 - 图 6 1 处垂直作用力造成的挠度 (1)1(1 ， 042,787,255,110 。 4441 0 0 1 043( 3 5 8)43(48 22622111 c 点 2 处垂直作用力造成的挠度 (参见图 6图 6 2 处垂直作用造成的挠度 0 4 2,255,787,140, 5 8)1( 2)1( 2 。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 54 - 4442 )43(48 22222 )658 226 垂直挠度 0 4 2 1 （ 2）钢丝绳拉力造成的主轴水平挠度 单滚筒提升开始 点 1 处水平作用力造成的挠度 (参见图 6图 6 1 处水平作用力造成的挠度 p (1)1(1 41 ) 0 2 4)43(48 226221 p 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 55 - 点 2 处水乎作用力造成的挠度 (参见图 6 图 6 2 处水平作用力造成的挠度 p 9 4 3)1(2)1( 2 42 )0943)43(48 226222 p 水平挠度 2 0 8 （ 3）主抽的合成总挠度 单滚筒提升开始 21.222 （ 4）主轴的许用挠度 34 7.0 0 43 00 0m a x 式中 l主轴的跨度 l=1042 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 56 - 故刚度符合要求。 轴承强度校核 根据该液压绞车的工作条件，确定选用双列向心滚子轴承。据上述主轴强度计算资料，该轴承承受的径向负荷为： 4 9 2 2 4 0 222)1()1( 2 主轴转速是 求寿命 50000 小时，按额定静载荷校验轴承的强度： 000 式中 当量静载荷 r= 静载荷安全系数，取 额定静载荷 65000N。 所以 000 7 3 4 9 符合要求。 筒制动轮与主轴的过盈配合联接计算 其特点是结构简单，无键槽不削弱主轴强度，轴毂定心好，联接可靠，承受重载、冲击和振动的性能较好。但配合尺寸的制造精度要求高，装配工 艺复杂。 过盈配合联接必须满足两个条件： （ 1)传递载荷条件：过盈配合联接的最小过盈量必须保证轴和轮毂间可靠地传递扭矩和轴向力。 （ 2)强度条件：过盈配合联接的最大过盈量必须保证轴、毂装配应力不超过材料的弹性极限。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 57 - 为了满足上述两个条件，过盈配合联接的实际过盈量应符合以下要求： 计算最小过盈量 )(22211m n 对于钢制的实心轴和轮毂 理论最小过盈量 )(2222m in 实际最小过盈量 )(1m H （ 1） 计算 见图 1 6制动轮毂与主轴的过盈配合联接 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 58 - 0 01 8 0 1 8 0(1 5 21 0 5 6 9 2 2 5 0 22 2m i n 式中 滚筒轴上的最大工作扭矩，发生在单滚筒提升开始时 0485()( 01 单滚筒提升开始时钢丝绳的拉 力 滚筒的变位质量 85 滚筒上摩擦图及试验钢丝绳重， 40 a绞车起动加速度 a= D滚筒直径， D=800 d主轴直径， d=100 制动毂外径， 800 f摩擦系数，取 f= l制动轮毂长度， l=152。 （ 2） 确定 据制动轮毂与主轴的配合表面粗糙度为 得： 2= 3） 计算 6 1m i n 计算最大过盈量 )(2211m a xm a x 对于钢制的实心轴和轮毂 0 0 a x 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 59 - (1m a xm a x （ 1） 计算 a x 式中 T钢材的拉伸弹性极限，它接近和稍低于屈服极限 s，对于 铸钢，取 T=s=2N/ （ 2） 计算 a x 择过盈配合的种类 基准制的选择： （ 1）一般情况下，优先采用基轴制，这样可以减少价格较高的定值刀具、量具的品种规格和数量，获得加工制造的良好经济 性。基轴制通常仅用于具有明显经济利益的场合，例如，直接用冷拉钢材做轴，不再加工，或同一基本尺寸的各个部分需要装上不同配合的零件等。 （ 2）与标准件配合时，例如与滚动轴承配合的轴应按基孔制，与滚动轴承外圈配合的孔应按基轴制。 （ 3）为了满足配合的特殊需要，允许采用任一孔轴公差组成配合。 公差等级的选择 当基本尺寸不大于 500，公差等级在 上，推荐孔的精度比轴低一级；当尺寸精度较低或基本尺寸大于 500，推荐采用同级孔、轴配合。 基于上述原则，又由于本次的配合采用的过盈配合，尺寸在小于 500范围内，采用轴的精度高于孔的精度一级，根据 机械零件设计手册 吴宗泽 主编 机械工业出版社（表 237 表 239）及上述计算 择制动轮毂与主轴的过盈配合为 H8/配合尺寸公差为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 4013398