毕业论文终稿-提升机制动系统(液压盘式制动器)设计（送全套CAD图纸 资料打包）

下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763论文题目提升机制动系统设计专题液压盘式制动器设计买文档送全套图纸扣扣414951605提升机制动系统液压盘式制动器设计摘要目前我国许多煤矿矿井已经转向中、深部开采，矿井提升设备作为煤矿的关键设备，在矿井机械化生产中占有重要地位。制动器是提升机提升绞车的重要组成部分之一，直接关系着提升机设备的安全运行。多绳摩擦提升机具有体积小、质量轻、安全可靠、提升能力强等优点，适用于较深的矿井提升。本文针对JKMD型45米4多绳摩擦轮提升机，对其制动系统进行设计。在对提升机的制动器选型过程中，因盘式制动器是近年来应用较多的一种新型制动器，它以其独特的优点及良好的安全性能被广大用户认可，特别是在结合了液压系统和PLC控制之后，液压系统和PLC超强的控制性能为盘式制动器的应用提供了巨大的工作平台。制动盘的制动力，靠油缸内充入油液而推动活塞来压缩盘式弹簧来实现。液压盘式制动器作为最新一种制动器，具有许多优点，所以它在现代多种类型提升机中获得广泛的应用。它具有制动力大、工作灵活性稳定、敏感度高等特点，对生产安全具有重要意义。下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763关键词提升机；多绳摩擦；制动器；设计；液压传动。下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763ABSTRACTCURRENTLYMANYOFOURCOALMINEHASTURNEDTODEEPMININGMINECOALUPGRADINGEQUIPMENTASTHEKEYEQUIPMENTHOLDSANIMPORTANTPOSITIONINMECHANIZEDPRODUCTIONOFTHEMINETHEBRAKESAREONEOFTHEIMPORTANTCOMPONENTSOFADIRECTBEARINGONHOISTTHESAFEOPERATIONOFEQUIPMENTMULTIROPEFRICTIONHOISTWITHSMALLSIZE,LIGHTWEIGHT,SAFE,RELIABLE,ANDSTRONGABILITYTOUPGRADEAPPLYTOTHEDEEPERMINEHOISTINTHISPAPER,THEBRAKINGSYSTEMFORJKMDTYPE45METERSOVERFOURROPEFRICTIONROUNDHOISTHAVEBEENDESIGNEDINTHEHOISTBRAKESELECTIONPROCESS,BECAUSEINRECENTYEARSDISCBRAKEISUSEDINTHENEWBRAKESITSUNIQUESTRENGTHSANDGOODSAFETYPERFORMANCERECOGNIZEDBYTHEMAJORITYOFUSERSESPECIALLYINTHELIGHTOFTHEHYDRAULICCONTROLSYSTEMANDTHEPLC,HYDRAULICSYSTEMANDPLCSUPERPERFORMANCEOFTHEDISCBRAKEPROVIDESATREMENDOUSPLATFORMFORTHEWORKBRAKEDISCBRAKINGFORCEANDRELYONTHEFUELTANKFILLEDWITHOILTHATDRIVESTHEPISTONTOCOMPRESSSPRINGTOACHIEVEDISCHYDRAULICDISCBRAKESASTHELATESTDEVELOPMENTOFABRAKE,WHICHHASMANYADVANTAGESTHEREFOREITINAMODERNAIRCRAFTTYPESTOUPGRADEGAINWIDERAPPLICATIONITISTHEBRAKINGFORCE,FLEXIBILITYSTABILITY,HIGHSENSITIVITYONPRODUCTIONSAFETYISOFGREATSIGNIFICANCEKEYWORDSHOISTMULTIROPEFRICTIONBRAKEDESIGNHYDRAULICDRIVE下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763目录第1章矿井提升设备概述111提升机的定义112提升机的分类1121按用途分1122按拖动方式分1123按提升容器类型分1124按井筒的倾角分1125按提升机类型分113提升机的制动装置的功用、类型7131制动装置的功用8132制动装置的类型814提升机型号的选用及制动器的设计类型8141提升机的选用8142制动器的设计类型9第2章提升机的选型计算45米4多绳摩擦轮1021工作参数1122速度图1123变位重量1324力图1325等效力1526启动力矩与等效力的比例1627有效功率1628电机最大轴功率及选型1629液压站工作原理17291提升机液压站系统17292液压站系统原理图17293控制电路图18第3章提升机制动装置的结构设计2031制动装置的有关规定和要求2032提升机制动器主要类型21321块式制动器21下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763322盘式制动器2233盘式制动器的结构及工作原理23331盘式制动器的布置方式23332盘式制动器的结构2434制动器的设计计算25341确定在工作状态下所需要的制动力25342确定制动器数量31343碟型弹簧的选型计算35344制动器液压缸的结构与设计计算4135制动器的强度校核49351制动力整定计算49352液压站油压整定计算51第4章制动器的工作可靠性评定5341盘式制动器的安装要求及调整53411盘式制动器的要求（包括零部件）53412盘式制动器闸瓦间隙的调整5342制动器的故障模式及可靠性图框5543制动器的优化设计及工作可靠性评定56431设计变量56432优化策略5744制动器的维护可靠性评定58第5章结论60总结61英文原文62中文翻译71参考文献77致谢78矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第1页共78页第1章矿井提升设备概述11提升机的定义矿井提升机是矿井大型固定设备之一，它的主要任务就是沿井筒提升煤炭、矿石和矸石；升降人员和设备；下放材料和工具等。矿井提升设备是联系井下与地面的纽带，是主要的提升运输工具，因此它整个矿井生产中占有重要的地位。12提升机的分类121按用途分1主井提升设备主井提升设备的任务是专门提升井下生产的煤炭。年产30万吨以上的矿井，主井提升容器多采用箕斗；年产30万吨以下的矿井，一般采用罐笼立井或串车斜井。2副井提升设备副井提升设备的任务是提升矸石、废料，下放材料，升降人员和设备等。副井提升容器采用普通罐笼立井和串车斜井。122按拖动方式分按提升机电力拖动方式分为交流拖动提升设备和直流拖动提升设备。123按提升容器类型分分为箕斗、罐笼、串车等提升设备。124按井筒的倾角分提升设备按井筒倾角可分为立井提升设备和斜井提升设备。立井提升时，提升容器采用箕斗或罐笼等斜井提升时，提升容器一般采用矿车串车或斜井箕斗。串车提升适用于井筒倾角不大于；斜井箕斗提升适用于井筒倾角在范围0253内。近年来大型斜井提升多采用胶带输送机。125按提升机类型分1单绳缠绕式提升设备矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第2页共78页单绳缠绕式提升设备目前大部分为直径圆柱型滚筒，在个别的老矿井，还有使用变直径滚筒如双圆柱圆锥型滚筒提升设备。1KJ型23M和BM及JKA型单绳缠绕式提升机KJ23M型单绳缠绕式提升机是我国在19581966年生产的仿苏BM2A型提升机，按滚筒个数来分，有单滚筒和双滚筒的提升机；按布置方式来分，有带地下室和不带地下室的提升机，可根据设计而选用，但二者技术性能完全相同。AKJ型23M提升机代号意义以KJ22512D20型为例说明如下K矿井；J卷扬机提升机；2双滚筒单滚筒时为1；25滚筒名义直径，M；12每个滚筒的两侧党绳板的距离，M；D带地下室无D字表示不带地下室；20减速器名义传动比。BKJ型23M和BM型提升机的机构特点主要有A制动装置采用角移式块型制动器,重锤制动传动，油压操纵装置；B双滚筒提升机采用手动涡轮涡杆式调绳离合器；C减速器采用渐开线人字形齿轮传动；D使用机械牌坊式深度指示器；E设有机械限速器。CJKA型单绳缠绕式提升机是在KJ型提升机的基础上改进后制造的。JKA型双滚筒提升机在结构上具有下列特点A调绳装置即离合器为电动涡轮涡杆式离合器，因而调绳工作简便省力；B采用综合式制动器,改善了闸瓦的磨损情况；C液压站采用手动控制的低压电液调节阀和电磁铁控制的安全三通阀，分别对工作制动和安全制动进行控制；D减速器采用圆弧形人字齿轮传动，提高了减速器的承载能力，并减轻了重量。2KJ型46M和HKM3型单绳缠绕式提升机苏联新克拉马托尔机械制造厂生产的HKM3型提升机的结构特点A滚筒采用焊接结构；B采用气动齿轮式调绳离合器；C制动器为新平移式块闸；D采用压气制动传动装置；矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第3页共78页E使用机械牌坊式深度指示器；F减速器采用渐开线人字齿轮，有一级传动和二级传动两种；G有电气限速器,还有机械限速器。我国现有煤矿矿井多数是按照五十年代的标准设计的，为了快出煤、多出煤，当时主要是建设中、小型矿井，并且首先开采浅部煤层。五十年代，我国的矿井提升设备主要是从苏联进口的BM型产品和国产仿苏KJ型产品，设备的可选性小，主要是满足开采浅部煤层的需要。进入80年代以后，我国许多煤矿矿井已逐渐转向中深部开采，国家统煤矿矿井的平均深度已由200米延伸到400米，现在已达600米、1000米。根据国内外的实践经验，落地式摩擦提升设备，是在矿井延伸后使现有提升设备满足加大提升高度要求的行之有效的办法。A主提升钢丝绳的选择A钢丝绳的结构形式应优先选用三角股钢丝绳及线接触圆股钢丝绳，当由于供应原因，亦可以选用普通圆股点接触平行捻钢丝绳。钢丝绳公称抗拉强度宜选用1550帕。610B钢丝绳的安全系数根据煤矿安全规程规定，钢丝绳的安全系数应符合下式M升降人员和物料9205MHC升降物料7式中提升钢丝绳的悬垂长度，M。HCC钢丝绳数目选择落地摩擦式提升机的钢丝绳树木以24绳为宜。B尾绳的选择目前，绝大多数使用多绳摩擦式提升机的矿井，都由原来选用扁钢丝绳作平衡尾绳而改为使用圆股钢丝绳作平衡尾绳。新建的矿井，设计中也已全部选用圆股钢丝绳作平衡尾绳。这主要是因为扁钢丝绳生产效率低、供应困难。选用圆股钢丝绳作平衡尾绳时，以多层股（不旋转）圆股钢丝绳中的187和347两种结构较为合适。但目前这两种产品尚不能满足需要，因而当供应困难时，也可选用普通圆股钢丝绳，如选用619和637等。应注意的是，选用钢丝绳股中的钢丝不可过细，并应尽可能选用镀锌钢丝绳，以提高使用寿命。当采用两条平衡尾绳时，可以选用左向交互捻和右向交互捻的钢丝绳各一条。A主导轮直径D的确定根据煤矿安全规程规定，主导轮直径D应符合式无导向轮80D矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第4页共78页有导向轮10DD式中主提升钢丝绳直径，MM；主导轮直径D除应符合上述规定外，还应按摩擦衬垫的许用比压Q来校核，即SXPQND式中主导轮上升（重载）侧钢丝绳静张力，N；S主导轮下降（重载）侧钢丝绳静张力，N；XQ摩擦衬垫的许用比压，取Q；4201帕主绳数目。PN根据经验，现有3米以下提升机改造后的主导轮直径D可取为滚筒直径（M）主导轮直径（M）20202252525283030325C钢丝绳间距NA205NAMD天轮直径W1WDE钢丝绳在摩擦衬垫上的围包角当井深大于300米时，取028如图11（A）、（B）。当井深小于300米时，取07236A如图11（C）、（D）。矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第5页共78页正常包围角A（井深大于30M）特殊加大包围角A（井深小于30M）图11缠绕式提升机摩擦衬片上的包围角选择2多绳摩擦式提升设备多绳摩擦式提升设备可分为塔式和落地式（KJM和JKMD型多绳摩擦轮提升机）。多绳摩擦提升机的井架一般多采用钢结构四斜腿井架。放绳挂罐后在主绳张力水平分力作用下，使井架产生弹性变形、井架有倾斜现象。一般井筒采用冻结施工，井架基础随着井筒冻结层解冻变化。基础会产生少量下降。井架在受主绳张力作用下基础下沉不均衡也会使井架倾斜。由于井架倾斜、天轮轴心线相对位移，这种位移一般在投入使用初期产生，并渐渐逐于稳定。另外，天轮绳槽摩擦衬垫一般采用国内产品尼龙1010、进口K25，由于衬垫是磨损材料，从初期使用到更换之前，即剩余厚度为钢丝绳直径一半之前，提升绳落绳点向绞车房方向渐变位移，一般位置变化范围030MM。多绳提升机由于使用了数根钢丝绳代替一根钢丝绳。钢丝绳的直径变小了，摩擦轮的直径因而变小，但由于有多根钢丝绳，所以摩擦轮变为摩擦筒，宽度稍有加宽。设采用N根钢丝绳，则多绳与单绳提升机钢丝绳直径间有如下关系1NDM同理，摩擦筒（主导轮）直径1ND矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第6页共78页多绳摩擦提升机如图12所示1主导轮2天轮3提升机钢丝绳4提升容器5尾绳1主导轮2天轮3提升机钢丝绳4提升容器5尾绳图12多绳摩擦提升机主轴装置的特点它与缠绕式提升来代替木衬，由于摩擦提升是靠摩擦力来传递动力的，所以衬垫挤压固定在筒壳上。摩擦衬垫形成衬圈，其上再车出绳槽，初车时槽深为1/3绳径，槽距（即绳心距）约为绳径的10倍利用熟知的柔索欧拉公式可知，摩擦轮两侧钢丝绳拉力的极限比值为1122UAUAFEE或式中自然对数的底，等于271828；E钢丝绳对于摩擦轮的围包角；A钢丝绳与衬垫间的摩擦系数，通常取02UU当钢丝绳拉力比大于上式右端所给出的数值时，钢丝绳对摩擦轮产生相对滑动。12F为了避免这种滑动，两侧拉力不能达到其极限比值，而应有一安全系数，式改写矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第7页共78页为212UAFE若考虑防滑而加入防滑安全系数，则有121UA或者12UAEF式中防滑安全系数，如果式中和仅计及静力，则得防滑安全系数；如果计算和时考虑了惯性力的影响，则得动防滑安全系数。我国煤矿设计规1F2D范规定1257DI有些国家不按拉力差来考虑防滑，而是把两侧的拉力比的极限值控制在15以内，即125F在某些特殊情况，例如进行紧急制动时，可能产生超前滑动，即钢丝绳的运动速度大于摩擦轮槽处的线速度，此时的防滑安全系数为12UADEF煤矿安全规程规定，紧急制动时不能产生滑动，即1。D当下放重物进行紧急制动时，更容易继发性滑动。13提升机的制动装置的功用、类型提升机的安全运行,很大程度上取决于制动器的工作可靠性。从狭义可靠性理解,盘式制动器包含不可维修因素，如制动弹簧失效之后,影响制动力矩，需要更换新弹簧才能使制动器可靠性达到原有水平；闸瓦与闸盘之间摩擦系衰减，也只能靠更换新闸瓦方能维持原有可靠性水平。从广义可靠性理解,盘式制动器含有可维修因素，如闸瓦磨损后产生的间隙增大，经调整便可达到原有可靠性液压站零件发生故障，修理后也能使制动器可靠性达到设计水平。由此可知，制动器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的综合反映。固有可靠性是由制动器设计制矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第8页共78页造及材料等因素决定的，在制动器产品出厂时便已明确，使用可靠性则是装、维护及操作等因素决定的，它反映了制动器固有可靠性在实际运行中的发挥程度。因此，固有可靠性的体现,受使用可靠性的限制，固有可靠性再高，使用可靠性却较低，制动器的实际工作可靠性依然不会高。制动装置提升机提升绞车的重要组成部分之一，直接关系着提升机设备的安全运行。它由两部分组成制动器通常称做闸和传动装置。制动器是直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的机构，传动装置是控制并调节制动力矩的机构。131制动装置的功用制动系统是提升机不可缺少的重要组成部分。是提升机最关键也是最后一道安全保障装置，制动装置的可靠性直接关系到提升机的安全运行。制动力矩不足是导致提升设备过卷、放大滑等事故的直接因素。1在提升机停止工作时能可靠地闸住提升机，即正常停车；2在减速阶段及下放重物时,参与提升机的控制，即工作制动；3当发生紧急事故或其他意外情况时，能迅速而合乎要求地闸住提升机，即安全制动；4双滚筒提升机在更换水平、调节钢丝绳长度时，能够闸住提升机的游动滚筒而松开固定滚筒。132制动装置的类型制动装置中的制动器按结构分为块闸角移式或评移式和盘闸；传动装置按传动能源分为油压液压、压气气动及弹簧等。KJ型23M和BM型提升机使用油压角移式制动装置。KJ型46M和HKM3型提升机使用压气平移式制动装置。JKA型提升机使用液压综合式制动装置。XKT型、JK型、GKT型2M、JKD型、JKM型、JKMD型提升机使用液压盘式制动装置。矿用提升绞车使用手动角移式制动器作为工作制动重锤电磁铁丝杠螺母操纵的角移式制动器或重锤电力液压推杆操纵的平移式制动器作为安全制动，但新系列JT型1216MJKM（JKMD）型提升绞车则使用液压盘式制动装置。矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第9页共78页14提升机型号的选用及制动器的设计类型141提升机的选用JKMD型（45米4多绳摩擦轮）提升机是基于挠性体摩擦传动原理实现的。它利用提升钢丝绳与驱动共同滚筒之间的摩擦力拖动提升容器在井筒中往复运行，加之采用多根钢丝绳共同承担载荷的方式，因而多绳摩擦提升机具有以下优点1提升机体积小；2钢丝绳断绳的危害性减小；3提升高度大。142制动器的设计类型盘式制动器是近年来应用较多的一种新型制动器，它以其独特的优点及良好的安全性能被广大用户认可。我们见过的带碟刹的摩托车，就是盘式制动器最简单的应用。它的制动原理与鼓闸式、抱闸式制动器的原理相同，仍为摩擦式制动，但它却有别于老式的鼓闸式和抱闸式制动器，特别是在结合了液压系统和PLC控制之后，液压系统和PLC超强的控制性能为盘式制动器的应用提供了巨大的工作平台。1盘式制动器与其它类型制动器相比较，其优点是因多副制动器同时使用，即使一副制动器失灵，也不是影响一部分制动力矩，故可靠性高，操作方便，制动力矩可调性好，惯性小，动作快，灵敏度高；重量轻，结构紧凑，外形尺寸小，安装维护方便；通用性大等。由于制动器具有许多优点，所以它在现代多种类型提升机中获得广泛的应用。2盘式制动器的缺点对于制动盘和制动器的制造精度要求较高；对闸瓦的性能要求较高等。3液压盘式制动器作为最新开发出来的一种制动器，其发展前景远大，尤其是将液压电气控制结合在盘式制动器上，相信随着液压和电气技术的进一步发展，会更有利于盘式制动器的发展。矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第10页共78页第2章提升机的选型计算45米4多绳摩擦轮多绳摩擦提升机具有体积小、质量轻、安全可靠、提升能力强等优点，适用于较深的矿井提升。本文针对JKMD型45米4多绳摩擦轮提升机，对其制动系统进行设计。下表21为JKMD型提升机图21的型号及相关数据表21提升机的相关参数型号名称单位JKMD454摩擦轮直径钢丝绳根数钢丝绳最大静张力差钢丝绳最大静张力钢丝绳最大直径钢丝绳间距最大提升速度天轮直径质量不包括电气部分M根KNKNMMMMM/SMT454270930453501445图21JKM（JKMD）型多绳摩擦轮提升机矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第11页共78页21工作参数有效载荷32500KGNM井筒深度6024M提升距离600MFS提升速度15M/SV加速度B21/MS减速度V主导轮直径45MTD主导轮转速6015637/4FTVNDRIN爬行距离0S爬行速度0XV停止时间28SPT提升绳长度820M尾绳长度640M提升绳重量4908KG/M尾绳重量4908KG/M带悬挂装置箕斗重量4000KG抛物线段变加速度系数/EPFV如无抛物线段122速度图加速时间1215EPFBBVTGAS矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第12页共78页抛物线段加速时间120FBPBVTA减速时间125VFTTAS爬行时间0STV加速度行程151252FBGBTM具体加速度如图22所示图22提升机加速度变加速度行程1203FBPBPSVT减速度行程519375VVTM等速度行程EAFDBPSS6023975矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第13页共78页等速段时间3975261DFSTVS总的运行时间02510537FSEABGPVTTTTAS0SESA其中23变位重量有效载重32500KGMN两个带悬挂装置箕斗总重量80000KG240提升绳重量29782KG尾绳重量23245KG滚筒变位重量22222KG22154ESJTRDA天轮12827KG70SESM不包括电机和减速器的变位重量20175KGSJ电机5792KG2241465MESIRDTA不带减速器直接传动时I减速器2GESIJMR电机转矩（包括电机联轴节）GJ总变位重量207368千克24力图提升机载物时载重力如图23所示矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第14页共78页图23提升机载物力图负荷力332509817509LNFG千牛顿NSSM主尾绳重量差05摩擦力108537962NRLLFG千牛顿启动力37924AB千牛顿加速力1BAM千牛顿减速力08RVF千牛顿制动力375924165BL千牛顿提升机实际速度如图24所示矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第15页共78页米米米图24提升机实际力图提升机实际力图如图25所示图25提升机实际速度图25等效力注（1）矿井效率取085，一般在8096之间（2）传动效率直接传动取1，间接传动取9698之间。矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第16页共78页26启动力矩与等效力的比例58246173AEFF27有效功率145972FEFFV千瓦28电机最大轴功率及选型时，1MAX58263FAP千瓦时，02M/S时，取07，所以MAXMIN21907，得87KN。推285AMF推由于05M/S，查表液压与气压传动得03，取03，得，所以261KN即移动负载为M261KG。F推推在一般工况下0203，取D02D，得D17CM，壁厚与内径之比往往为，DD/D1/0所以取8CM8盘式制动器所需的最大工作油压的确定；盘式闸制动系统液压站的工作油压为52MPA，一级制动油压为17MPA，残压为03MPA，10副制动器；盘式制动器实际需要的最大工作油压，应当根据矿井实际最大静张力差按下式计算和调整；0XFPCC式中实际需要的最大工作油压；X矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第49页共78页提升机设计最大静张力差时的油压值（查表得提升机司机）；0P提升机实际最大静张力差，N；FX提升机设计最大静张力差，N；C克服盘式制动器各阻力之和所需要油压，C值为；123CP提升机全松闸时，为了保证闸瓦的必要的间隙而压缩盘式弹簧之力，1P折算成油压值；2190/CM油缸、密封圈、拉紧弹簧等阻力，折算成油压值；22270/CM液压站在提升机制动状态时的残压，按最大残值计算，3；250/PC查表得；41F930NC89X求得28275041/XNCM35制动器的强度校核351制动力整定计算图（A）是制动器力学原理示意图，活塞承受三个轴向力，一是碟型弹簧推力，二是压力油作用产生的推力，三是活塞运动阻力。当制动闸向制动盘施2F1F3F压时，阻力与油压推力同方向；而闸瓦离开闸盘时，阻力与弹簧力同32F向。施闸时，制动器的正压力可表达为1213N松闸时，真压力可表达为2213F由此可见，同样正压力的情况下（），松闸油压比施闸油压要高，其原因是两种情况的运动阻力作用方向不同；制动器的正压力与油压的关系如图B所示，从图中可以看出制动器的正压力与油压变化成反比；松闸过程与制动过程的曲线不重合；两条曲线重合性好，说明盘式制动器的控制灵敏性高。盘式制动器力学原理如下图A；盘式制动器正压力与油压关系如下图B所示矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第50页共78页图A盘式制动器力学原理1制动盘；2闸瓦；3活塞；4碟型弹簧图B盘式制动器正压力与油压的关系松闸过程制动过程A、1制动盘；2闸瓦；3活塞；4碟型弹簧B、盘式正压力与油压关系图313液压盘式制动器压力所有盘闸在提升机卷筒上产生的制动力矩为3ZZMNRN2870425174NMA示中N闸瓦的正压力；闸瓦与闸盘的摩擦系数；制动器的摩擦半径；ZR制动闸副数。N另一方面，制动力矩应满足大于三倍最大静力矩的要求。提升机的最大静力矩是最大静张力差与钢丝绳缠绕半径之积，即412CMQNPQHR325049803542或7NMA7A示中Q有效提升载荷；提升钢丝绳数量；1N尾绳数量；2提升钢丝绳单位长度重量；P尾绳单位长度重量；Q钢丝绳悬挂长度；H矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第51页共78页卷筒半径。R因为要求，故制动闸的最大正压力应达到3ZCM5123ZRQNPQHN943752N或123352液压站油压整定计算盘式制动器松闸时，油缸上的推力必须克服三部分反作用力，即碟型弹簧的预定力压缩力，其值等于正压力；为保持闸瓦间隙，而使碟型弹簧再压缩的反力；油缸活塞松闸时的运动阻力。当闸瓦与闸盘分离之后，式中的，而其中弹簧力则是621FNKN示中K碟型弹簧的刚度；闸瓦与闸盘之间的间隙；盘闸内碟型弹簧的片数。1N于是，盘闸活塞上的液压推力为7131FNKN在实际计算中，可近似取为01N；同时，采用适当方法也可以实测出阻力。33将示4代入上式，便有812131ZRQNPQHFKFNN943059N矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第52页共78页或19201549312NN液压站的最大油压为912MGSFPDD424935100857N或1式中制动器油缸直径；GD活塞柱销直径。SD由以上公式计算得出所设计的制动器满足强度要求，可以安全工作。矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第53页共78页第4章制动器的工作可靠性评定41盘式制动器的安装要求及调整411盘式制动器的要求（包括零部件）（1）盘式制动器应符合标准的要求，并按照经规定程序批准的图样及技术文件制造；（2）盘式制动器应符合煤矿安全规程的规定；（3）配套件应符合现行标准或技术文件的规定；（4）凡本标准未予规定的铸、锻、焊、加工和装配等通用技术要求，均应符合现行国家标准或行业标；（5）闸瓦的技术性能应符合JB372184中第2章的规定；（6）碟形弹簧的工作极限负荷、工作极限负荷下的变形量、在I点的计算应力及强压处理负荷等主要技术参数应符合JB381284中13的规定，技术要求应符合B381284中第2章的规定；（7）产品应装设放气装置；（8）产品装配后，活塞和闸瓦在设计油压下应同时动作，不应有爬行、卡住现象；（9）在无负荷条件下，盘形制动器活塞最低动作压力不得超；03AMP（10）在设计油压下，盘形制动器闸瓦的行程与设计行程的差值不得大于设计行程的10；（11）产品装配后在125倍设计油压下保持10MIN，各密封处不显油迹；（12）盘式形制动器油缸密封件寿命不低于3个月或提升4X10次；（13）产品现场安装、调整和试验时，应符合TJ231六的有关规定。412盘式制动器闸瓦间隙的调整装配盘式制动器闸瓦时的有关要求和调整方法如下（1）闸瓦与制动盘的间隙新的为1MM；使用中的不大与2MM。安全规定闸盘偏摆最大15MM规程要求05MM。由于偏摆大造成闸开关误动作，无法正常生产。经多次调试效果不理想，有的不得不降低动作范围。（2）安装闸瓦时，应首先检查和实验闸瓦衬板中部的孔和筒体上的销子直径，它们的配合必须是滑动配合。如装配时太紧，必须将衬板孔修刮，否则以后去下来是很困难的。同时，将它们清洗后其滑动面要涂上防锈漆，以免锈死不易取出。（3）为了使闸瓦获得良好的摩擦接触面，应将试装后的闸瓦取下，以衬板矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第54页共78页为基准刨削闸瓦，直到刨平为止。（4）调整闸瓦间隙时，应根据实际情况首先将两个提升容器提至适当的位置（通常是将固定滚筒所带的重载容器放置于井底罐座上，或者将两个空载的容器提升至井筒中相遇的位置），用定车装置将滚筒锁住，然后向制动油缸充入压力油，使盘型制动器处于全松闸状态，用塞规测量闸瓦与制动盘之间的间隙。测量闸瓦间隙，一般将闸瓦间隙调整在115MM范围内。调整闸瓦间隙时，一副制动器的两个闸瓦应同时进行。调整好后，应进行闸的试运行，并重新测量闸瓦间隙，如有变化时应进一步调整。（5）为了避免损坏活塞上的密封圈而产生的漏油现象，盘式制动器在安装或大修后第一次调整闸瓦间隙时，必须首先将调整螺栓向前拧入，使闸瓦与制动盘贴合，然后分三级进行调整第一次充入等于最大工作油压值的1/3的油压，制动器盘式弹簧受油压作用被压缩一个距离，随之将调整螺栓向前拧入一些，推动闸瓦向前移，直到与制动盘相贴合；第二充入最大工作油压值的2/3的油压，调整方法与第一次相同；最后充入最大工作油压值油液，调整到使闸瓦与制动盘保持1MM间隙为止。（6）更换闸瓦时要注意不要全部换掉，那样会造成由于新闸瓦接触面积小而影响制动力距，应逐步地交替更换，即先更换一副制动器的两个闸瓦，让它们工作一段时间，使其接触面积达到要求之后，再更换另一副制动器的闸瓦。这样既保证提升机运行的安全，又不影响矿井生产。提升机的安全运行，很大程度上取决于制动器的工作可靠性。从狭义可靠性理解，盘式制动器包含不可维修因素,如制动弹簧失效之后，影响制动力矩，需要更新弹簧才能使制动器可靠性达到原有的水平。从广义可靠性理解，盘式制动器又含有可维修因素，如闸瓦磨损后产生的间隙增大，经调整便可达到原有可靠性；液压站零件发生故障，修理后也能使制动器可靠性达到设计水平。由此可知，制动器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的综合反映。固有可靠性是有制动器设计制造及材料等因素所决定的，在制动器产品出厂时便已明确；使用可靠性则是安装、维护及操作等因素决定的，它反映了制动器固有可靠性在实际运行中的发挥程度；因此，固有可靠性的体现，受使用可靠性的限制；固有可靠性再高，使用可靠性却较低，制动器的实际可靠性依然不会高。制动器的固有可靠性和使用可靠性的串联乘积，体现了制动器的工作可靠性，即WIAR式中制动器的工作可靠性；WR矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第55页共78页制动器的固有可靠性；IR制动器的使用可靠性。A42制动器的故障模式及可靠性图框提升机制动器的故障，是指制动器未能达到设计规定的要求如制动力矩不足或制动减速超限，因而完不成规定的制动任务或完成的不好。盘式制动器有许多故障，但并不是所有故障都会造成严重后果，仅是其中一些故障会影响制动器功能或造成事故损失。因此，在分析制动器故障的同时，还需要对故障的影响或后果进行评价，这称为故障模式和影响分析FMEW。制动系统中包括功能件、组件和零件。所谓功能件是指由几个到几百个零件组成的，具有独立功能的子系统，例如液压站、盘闸、控制台；组件是由两个以上的零部件构成的并在子系统中保持特定功能的部件，如电磁阀、电液调压装置；零件是指无法继续分解的具有设计规定的单个部件。一般情况下，零件故障都可能导致制动器的故障。制动系统的故障模式通常可从四个方面考虑；运行过程中的故障，规定时间内无法启动，预定时间内无法停车，制动能力降级或受阻。制动系统的各类故障大致表现为如下1闸瓦间隙超限；2制动器漏油；3活塞卡死；4弹簧疲劳或断裂；5闸瓦贴闸比良；6闸瓦不松闸；7残压过高；8最大油压过低；9油压不稳；10闸盘污染；11控制闸不灵；12电器故障；13制动力矩不足；14闸瓦不合闸；15闸瓦摩擦系数过低；16油温超限。显然上述故障中的“闸瓦不合闸”和“制动力矩不足”等故障将直接引发制动器致命性故障，应倍加注意。近年在实际使用中，已多次发生盘式制动器刹不住车引发的“放大滑”事故，造成很大的经济损失。为保障盘式制动器的工作可靠性，现在已经研制出盘式制动器自适应控制补偿增压装置，能够在制动器制动力矩意外降低而刹不住车时，补偿制动力矩，增大制动力，确保提升机安全停车，这种补偿装置已在一些提升机上使用。对于像制动装置这样复杂系统，为了说明子系统间的功能传输情况，可用可靠性图框表示系统状况。从图框中可以清楚地看出系统、子系统与元件之间的层矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第56页共78页次关系，系统及子系统之间的功能输入、输出、串联和并联关系。盘式制动装置的可靠性图框如图41所示RIFWRDBRHOWEVER,ASTME46696MENTIONSTHATTHEBENDINGSTRESSINTRODUCEDOWINGTOMISALIGNMENTMUSTNOTEXCEED5OFTHEGREATEROFTHERANGE,MAXIMUMORMINIMUMSTRESSESTHEREAREALSOREQUIREMENTSFORTHEACCURACYOFTHEDIMENSIONALMEASUREMENTOFTHETESTSPECIMENALLPARTICIPANTSUSEDHYDRAULICTESTINGMACHINESTHETESTSPECIMENSWEREMADEOFSTEELYIELDSTRESS375390MAP,ANDTENSILESTRENGTH670690MAP,TABULATEDVALUESTHETESTSPECIMENSWEREDISTRIBUTEDTOTHEPARTICIPANTSBYTHEORGANIZERRESULTSTHEPRIMARYLABORATORYRESULTSTHATSHOULDBECOMPAREDARETHEESTIMATEDWHALERCURVESINORDERTOPRESENTALLRESULTSINTHESAMEWAY,THEORGANIZERTRANSFORMEDSOMEOFTHERESULTSTHEWHALERCURVESREPORTEDBYTHEPARTICIPANTSARESHOWNINFIG1ITCANBESEENTHATTHEREARECONSIDERABLEDIFFERENCESBETWEENLABORATORIESANAPPROXIMATESTATISTICALTESTSHOWSASIGNIFICANTLABORATORYEFFECTMATERIALSCATTERALONECANNOTEXPLAINTHEDIFFERENCESINTHEWHALERCURVESINORDERTOINVESTIGATEIFTHELABORATORYEFFECTWASSOLELYCAUSEDBYTHEMODELINGUNCERTAINTY,WEESTIMATEDNEWPARAMETERSFROMTHERAWDATAWITHACOMMONALGORITHMWETHENCHOSETOUSEONLYTHEFAILEDSPECIMENSANDTOMAKETHEMINIMIZATIONINTHELOGARITHMICLIFEDIRECTIONTHERESULTSARESHOWNINFIG2AFORMALSTATISTICALSIGNIFICANCETESTWASTHENMADE,ANDTHERESULTOFSUCHATESTSHOWSTHATTHEDIFFERENCESBETWEENTHELABORATORIESSHOWNINFIG1COULDBEATTRIBUTEDONLYTOMODELINGUNCERTAINTYOFMEASUREMENTCALCULATIONSONEOFTHEMOSTIMPORTANTOBJECTIVESWITHTHISINVESTIGATIONWASTOCOMPARETHEOBSERVEDDIFFERENCESBETWEENLABORATORYTESTRESULTSWITHTHEIRESTIMATEDUNCERTAINTIESOFMEASUREMENTTHEINTENTIONWASTOANALYZETHEUNCERTAINTYANALYSESASSUCH,ANDTOCOMPARETHEMTOTHESTANDARDPROCEDURERECOMMENDEDINTHEISOGUIDEGUIDETOTHEEXPRESSIONOFUNCERTAINTYINMEASUREMENTGUM1THELABORATORIESIDENTIFIEDDIFFERENTSOURCESOFUNCERTAINTYANDTREATEDTHEMINDIFFERENTWAYSTHESESOURCESARETHELOADMEASUREMENT,THELOADCONTROL,THESUPERIMPOSEDBENDINGSTRESSESBECAUSEOFMISALIGNMENTANDTHEDIMENSIONALMEASUREMENTSIMPLICITLY,LABORATORYTEMPERATUREANDHUMIDITY,SPECIMENTEMPERATURE矿井提升机制动系统液压盘式制动器设计第65页共78页ANDCORROSIONEFFECTSAREALSOCONSIDEREDINADDITION,THERESULTSSHOWAMODELINGEFFECTTHEDIFFERENTLABORATORYTREATMENTSOFTHESESOURCESARESUMMARIZEDINTABLE1SPECIFICCOMMENTSONTHEDIFFERENTLABORATORIESALLLABORATORIESGAVETHEIRLABORATORYTEMPERATUREANDHUMIDITY,BUTDIDNOTCONSIDERTHESEVALUESASSOURCESOFUNCERTAINTY,IETHEINFLUENCEOFTEMPERATUREANDHUMIDITYWASNEGLECTEDTHISCONCLUSIONISREASONABLEFORSTEELINTHETEMPERATURERANGEANDHUMIDITYRANGEINQUESTION7LABORATORY1THEUNCERTAINTYDUETOTHEAPPLIEDSTRESSWASDETERMINEDTAKINGLOADCELLANDDIMENSIONALUNCERTAINTIESINTOACCOUNTTHEMATHEMATICALEVALUATIONWASMADEINACCORDANCEWITHTHEGUMSPECIMENTEMPERATUREWASMEASURED,BUTWASIMPLICITLYNEGLECTEDTHEMODELINGPROBLEMWASMENTIONED,BUTNOTCONSIDEREDASANUNCERTAINTYSOURCELABORATORY2THEREPORTCONTAINSNOUNCERTAINTYEVALUATIONTHEUNCERTAINTIESINTHELOADCELLANDTHEMICROMETERARECONSIDERED,BUTNEGLECTEDWITHREFERENCETOTHELARGEMATERIALSCATTERSPECIMENTEMPERATUREWASMEASUREDMODELINGPROBLEMSAREMENTIONEDBYACOMMENTREGARDINGTHECHOICEOFLOADLEVELSLABORATORY3THEREPORTCONTAINSNOUNCERTAINTYEVALUATIONHOWEVER,THEACCURACYOFTHEMACHINEISGIVENANDTHELOADWASCONTROLLEDDURINGTHETESTSTOBEWITHINSPECIFIEDLIMITSTHEBENDINGSTRESSESWEREMEASUREDONONESPECIMEN,BUTTHEIRINFLUENCEONTHEFATIGUERESULTWASNOTTAKENINTOCONSIDERATIONLABORATORY4THEUNCERTAINTIESINTHELOADCELLANDTHEDIMENSIONALMEASUREMENTSARECONSIDEREDINANEVALUATIONOFSTRESSUNCERTAINTYTHEMETHODFORTHEEVALUATIONISNOTINACCORDANCEWITHTHEGUMMETHOD,BUTWASPERFORMEDBYADDINGABSOLUTEERRORSTHEBENDINGSTRESSINFLUENCEANDTHECONTROLSYSTEMDEVIATIONSARECONSIDERED,BUTNOTINCLUDEDINTHEUNCERTAINTYEVALUATIONTHEFAILURECRITERIONISMENTIONEDANDREGARDEDASNEGLIGIBLE,ANDCORROSIONISMENTIONEDASAPOSSIBLESOURCEOFUNCERTAINTYLABORATORY5UNCERTAINTIESINTHELOADCELLANDTHELOADCONTROLWERECONSIDERED,ANDTHELABORATORYSTATEDINTHEREPORTTHATTHEEVALUATIONOFTHELOADUNCERTAINTYWASPERFORMEDACCORDINGTOTHECIPMMETHODLABORATORY6NOREPORTWASPROVIDED,BUTONLYEXPERIMENTALRESULTSANDAWHALERCURVEESTIMATENOLABORATORYREPORTEDTHEUNCERTAINTYINTHEESTIMATEDMATERIALPROPERTIES,THEWHALERPARAMETERS,BUTATMOSTTHEUNCERTAINTYINTHEAPPLIEDSTRESSTHEOVERALLPICTUREOFTHEUNCERTAINTYCONSIDERATIONSISTHATONLYUNCERTAINTYSOURCESTHATAREPOSSIBLETOESTIMATEFROMCALIBRATIONREPORTSWERETAKENINTOACCOUNTINTHEFINALEVALUATIONFIG1ALLEXPERIMENTALRESULTSANDESTIMATEDWHOLECU