摩擦式矿井提升机选型及其制动部分设计

1、中 南 大 学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY本科毕业论文(设计论文题目： 摩擦式矿井提升机选型及其制动部分设计学生姓名： 曹庆其 指导老师： 黄长礼、吴卫萍、吴珲 学 院： 中南大学继续教育学院 专业班级： 2010级机械设计制造及其自动化1班完成时间： 2014年12月20日中 南 大 学 毕 业 设 计（论文）任 务 书专业： 机械设计制造及自动化 级：10级 姓名：曹庆其 中 南 大 学 毕 业 设 计（论文）成 绩 单函授站(点: 韶关市技师学院 专业: 机械设计制造及自动化 年级：10级学生姓名：曹庆其 摘 要由于现在能源在不断的消耗，人们的需求也越来越大，从而矿井

2、的开采深度和产量也在不断增加，以前常用的缠绕式矿井提升机随着矿井深度的增加卷筒直径和宽度也随之增大，使得矿井提升机体积增大，从而更加笨重，不但安全安全方面的要求越来越高，还让其制造、运输和安装极不方便。为了有效的解决这个难题，人们就想到了用钢丝绳搭放在摩擦轮上，通过摩擦衬垫与钢丝绳之间的相互摩擦来带动容器提升，虽然很好的解决了问题，但是这种提升方式对摩擦衬垫和钢丝绳之间的摩擦力要求很高，从而找到合适的摩擦材料又成为一个新的难题。尽管如此，但它还是让历史跨进了更新的一步。摩擦提升运动学与动力学计算基本上与单缠绕式提升差不多，不同点是摩擦提升动力的传递是依靠摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来完成的，其

3、工作的安全可靠性取决于提升钢丝绳与摩擦衬垫之间是否有足够的摩擦力。为了提高设备的工作能力和安全可靠性，从而对起重技术有了一个跨越式的提高，做出了很大的贡献。现有的提升设备中最为重要的部分便是制动装置和提升装置，所以我本次设计主要针对这两个方面进行，从而也让我对这方面有更深的了解，学到更多的知识。关键词：摩擦；制动；安全；提升；目 录前言 . 11矿井提升机的组成及设计方案的选择 . . 21.1矿井基本资料及设计要求 . 21.2设计方案的确定和选择 . . 21.3摩擦式提升机的主要结构及其作用 . 21.4提高防滑安全系数的措施和摩擦衬垫材料选择 . 32提升容器的选择 . 52.1确定提

4、升高度 . . 52.2确合理的经济提升速度 . . 52.3估计一次合理经济提升循环时间 . 52.4小时提升次数 . . 52.5小时提升量 . . 52.6一次合理提升量 . . 63提升钢丝绳的选择 . 73.1钢丝绳最大悬垂长度为c H . 73.2根据p 选择标准钢丝绳 . 74主轴的设计及轴承的选择 . 84.1主轴各轴段的尺寸确 . . 84.2 轴的疲劳强度安全系数校核 . 94.3轴静强度的安全系数校核 . 94.4按弯扭合成强度条件计算 . 104.5轴承的选择 . . 105制动器的选择与设计 . 145.1制动器的选择与设计步骤 . 145.2闸瓦摩擦材料的选择 .

5、. 145.3 闸瓦的磨损特性计算 . 155.4盘式制动器的特点 . . 155.5盘式制动器的布置方式 . . 165.6盘式制动器的结构 . . 165.7确定制动器数量 . . 165.8制动力N 的确定 . . 176 制动液压缸主要技术性能参数的计算 . 196.1常用液压缸 . . 196.1.1活塞式液压缸 . . 196.1.2柱塞式液压缸 . . 196.2其它形式液压缸 . . 196.2.1伸缩液压缸 . . 196.2.2齿条活塞液压缸 . . 196.2.3增压缸(增压器 . . 206.2.4增速缸 . . 206.3液压缸主要参数的设计计算 . 206.3.1液

6、压缸主要尺寸确定 . . 206.3.2 液压缸工作压力的确定 . 216.3.3 缸筒 . 226.4 液压缸的校验 . 236.4.1缸筒壁厚验算 . . 236.4.2 活塞杆强度验算 . 246.4.3液压缸的稳定性验算 . . 246.5缸体组件及连接形式 . . 256.5.1缸体组件 . . 256.5.2缸体组件的连接形式 . . 256.6活塞组件及连接形式 . . 266.6.1活塞组件 . . 266.6.2活塞组件的连接形式 . . 266.6.3密封装置 . . 266.6.4 O形密封圈 . . 276.6.5 Y形密封圈 . . 276.6.6 确定回路方式 .

7、277液压系统各元件的选用 . 297.1液压泵的分类 . . 297.2液压泵的选择 . . 307.2.1液压泵的类型及特点 . . 307.2.2确定液压泵的最大工作压力P P . 307.2.3确定液压泵的流量p q . 317.3管道尺寸的确定 . . 317.4液压控制元件的选定 . . 317.5泵的选型 . . 328液压泵的设计选型 . 348.1液压泵的分类 . . 348.2液压泵选择 . . 358.3 齿轮泵分类与工作原理 . 358.4 外啮合齿轮泵结构组成 . 368.5泵站电机的选型 . . 368.5.1计算液压泵的驱动功率 . 368.5.2电动机的安装形式

8、 . . 378.5.3联轴器 . . 378.5.4泵组底座 . . 378.5.5管路附件 . . 379结束语 . 38参考文献 . . 391前言矿井提升机是矿山大型固定机械，如果仅局限于立井中使用，那么随着开采力度的加大，深度也不断增大和矿井未知因素也越来越多，所以得不断追求新方向。随着科学技术的不断创新，矿井提升设备的发展空间也越来越大，从而使用的范围也不断增多，国外早就有斜井或露天斜坡也都在使用，从而国内使用多绳摩擦式矿井提升机也不断增多。目前发展中国家和发达国家一致的发展方向是：研究落地多绳摩擦式和斜井多绳摩擦式矿井提升机，开拓其用于深井、盲井的可能性，并且能在与此同时满足自身

9、安全问题，以扩大其使用范围；只有采用新的结构，新的设计来缩小机器的外形尺寸和整体重量；随着矿井的开采深度和产量也在不断增加，人们能想的方法也愈来愈多，其中多绳摩擦式矿井提升机的突出性是很明显的，但是它能否安全顺利的工作关键取决于它的摩擦提升部分的摩擦材料，因此为了保证工作的顺利进行，必须为此探索其具有耐磨性好、摩擦系数高的摩擦衬垫材料，这也是非常有意义的。当前，许多国家为了争取广大用户市场，从而在这方面不断的投入金钱和技术，力争开发出各种形式和各种规格的提升机，以满足世界各国的不同要求，最终帮他们达到高效率、低能耗和低成本的目的。摩擦式矿井提升机总的发展趋势为：使用过程中经济、实用、高效和可靠

10、的完成工作，这是使用者和制造者一致的追求目标。我想通过此次毕业设计，增深对多绳摩擦式矿井提升机各部分工作原理的了解，完成提升机总体结构中一部分部件的设计和校核计算，让它能在合适的条件下工作，更好的提高工作可靠性和生产效率，保证井下工作能安全顺利的进行2矿井提升机的组成及设计方案的选择2.1矿井基本资料及设计要求设计任务：矿井提升机主要用于矿产行业，我此次设计主要针对深井的地下作业，由于单次提升质量比较大，大多是数吨每次，从而设备的体型很大，所以在保证安全的前提下，我想以下面矿井数据为例对设备进行设计和改造。设计参数：1）矿井年产量120万吨/年；2）工作制度：年工作日300天，日工作小时数14

11、小时；3）水平井深460米；4）卸载水平与井口的高差25米；5）装载水平与井下运输水平的高差15米；6）煤的散集密度，1t /立方米2.2设计方案的确定和选择按矿井提升机的工作原理可分为缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机两大类。（1）缠绕式矿井提升机的工作原理是把钢丝绳一端固定在提升机滚筒上，另一端最终与提升容器连接，然后通过改变滚筒的旋转方向来控制钢丝绳的收放，从而最终完成容器上下的工作。虽然立井或斜井均可以使用，但滚筒容绳量直接决定提升高度。如果滚筒容绳较多，那么其最大载荷就会跟着下降，生产效率也降低，且绳间摩擦较大，增加损耗，安全性能低。另一方面，当钢丝绳直径大于60mm 时，制造难度加

12、大，也会直接增加提升机及提升设备的体积。所以，一般单次提升载荷重量不得超过20吨，缠绕式矿井提升机大部分用于年产量在120万吨以下、井深小于400米的矿井中。（2）摩擦式矿井提升机的工作原理是把钢丝绳搭放在滚筒上，转动滚筒的同时，通过滚筒与钢丝绳的摩擦力来带动容器上下。尾绳两端分别与两个容器（或容器和平衡重）的底部连接，容器处于井筒中的任何位置时，摩擦轮两侧的提升绳和尾绳的重量之和总是相等的。本次设计的矿井深500米，矿产量在120万吨以上，并且这些问题是可以克服的。综合以上所有因素，摩擦式矿井提升机的优越性是非常明显的，尤其是对提升量较大、深度较深的的深井，缠绕式矿井提升机是远远不及的，故选

13、用摩擦式矿井提升机。2.3摩擦式提升机的主要结构及其作用摩擦式矿井提升机主要组成部分及其功能如下：1. 工作机构工作机构主要由主轴装置和主轴承一起组成，作用是作为提升所用的钢丝绳的搭放，以承受各种正常负载以及非常载荷。摩擦矿井提升机主轴装置又由主导轮、主轴和两个轴承以及锁紧器组成。主导轮和制动盘采用16Mn 钢板焊接而成。对于JKM 3.25/4(I以上的提升机，还使用附带有支环的主导轮，从而在刚度方面主导轮有了很大的提高。由于各种提升机提升能力（最大静张力差）的大小多有不同，提升机在选用盘形闸的副数也会不一样，因此一个主导轮上有只焊接一个制动盘的，也有焊接了两个制动盘的。主轴选用453 号钢

14、锻造后加工而成，它与减速器是采用刚性联轴器连接。主轴承采用双列调心球轴承，其与滑动轴承相比较有以下优点：效率高、宽度小、维护简单和使用寿命长等。摩擦衬垫是摩擦式矿井提升机的一个非常重要的零件，它承担着全部载荷，并且还必须具有足够的摩擦系数，从而防止提升过程中的滑动，影响着矿井提升的安全性。目前，国内衬垫摩擦大多采用聚氯乙稀和热塑性塑材料，运用梯形槽固定法固定、即靠圆周方向的推力将衬块推入，不仅增加了主导轮的强度，还延长了其使用寿命。2. 制动系统制动系统主要由制动器和液压传动系统组成，在提升机中用于机器停止时，能可靠地、对机器进行停车。3. 机械传动系统机械传动系统由减速器和联轴器组成，主要用

15、以减速和传递动力。4. 观测和操纵系统观测和操纵系统主要包括操纵台、深度指示器以及测速发电机。操纵台主要对提升速度和制动部分进行控制；深度指示器的作用是显示提升容器在运行过程中的位置；测速发电机用于测定机器的实际运行速度，从而得到一定的反馈。5. 辅助部分辅助部分由司机座椅、机座、挡板、机架、护栅、等等组成。对于多绳摩擦式提升还包括导向轮装置及摩擦衬垫的车槽装置。2.4提高防滑安全系数的措施和摩擦衬垫材料选择一提高防滑安全系数的措施有：1. 研制摩擦系数高于0.2的衬垫材料。2. 增加围包角。3. 加重容器。二摩擦衬垫材料的选择GDM326进口材料，它是一种高性能的摩擦衬垫。其主要用于矿井提升

16、机的摩擦轮上面，在摩擦式矿井提升机容器提升过程中，通过和钢丝绳的摩擦来带动提升机提升的一个重要组成部分。它承载着全部钢丝绳重量、容器重量、载物重量和平衡绳的重量，以及运行时各种载荷与冲击载荷。如果摩擦材料与钢丝绳之间摩擦系数不够高，那么可能会发生打滑，从而造成高速过卷，最终导致容器坠落，甚至利用强大的下降惯性拉断钢丝绳，造成严重的后果等等。鉴于摩擦衬垫材料的重要作用，所以它必须有足够的摩擦系数和抗压强度，以防止这种打滑发生事故发生造成恶性后果。为了达到安全提升的要求，我本次采用德国GDM326进口材料高性能摩擦衬垫。GDM326进口材料高性能摩擦衬垫与其它衬垫相比，其主要在摩擦系数、耐磨性、稳

17、定性和抗压性等方面有显著提高。其技术特点：41. 经过测试，其在大部分情况下的摩擦系数都能达到0.28以上，完全满足多绳摩擦式提升机的使用要求。2. 机械强度高，不含损伤钢丝绳的物质，易于现场加工绳槽。表2-1进口材料高性能摩擦衬垫的机械性能 3. 具有良好的阻燃性能.4. 低的摩耗和高的机械性能；综合以上条件，我选用德国GDM326进口材料作为摩擦衬垫。53提升容器的选择3.1确定提升高度由矿井提升设备4式1-23进行试算，即：x z s H H H H += （3-1）式中：S H 矿井水平深度Z H 提升装载高度x H 提升卸载高度代入式中(3-1得：m H H H H x z s 50

18、02515460=+=+=3.2确合理的经济提升速度合理的设计好单次提升量可以节省一定的费用，我们应该在满足生产要求的同时应让支出最少，这就反映为要有合理的经济速度是很必要的，由矿井提升设备4式1-22进行试算，即：H v m . 0= (3-2式中：H 提升高度, m H 500=。代入（3-2）得：s m v m /18. 115. 0=3.3估计一次合理经济提升循环时间由矿井提升设备4式（1-23）进行试算，即+=u v H a v T m m X (3-3式中：a 提升加速度，估取2/7. 0s m a =u 箕斗在卸载曲轨内爬行时间，取=u 10s箕斗装卸载时间（休止时间），取=10

19、s H 提升高度，m 。代入（2-3）得：s T X 61101018. 115007. 018. 11=+= 3.4小时提升次数由矿井提升设备4给定算式进行试算并代入数据得：次596136003600=Tx n s 3.5小时提升量由矿井提升设备4给定算式进行试算, 即： rn f t b AnCC s =A （3-4） 式中：C 提升不均衡系数，对箕斗提升C=1.1 f C 提升能力富裕系数。煤炭安全规程规定：主井提升设备一般对于第一水平留有20%的富裕系数，故为1.2。n A 矿井年产量6 n b 年工作日，n b =300天r t 日工作小时数，r t =14h代入（3-4）得： /(

20、377143002. 11. 110120A 4h t t b AnCC s r n f = 3.6一次合理提升量由矿井提升设备4给定算式并代入数据得：t n A s s 4. 659377Q =1. 根据条件选择提升容器型号选择提升容器应该首先从经济的角度出发，计算出一个经济合理的提升速度，节省电耗，但是要满足不过于加大提升机和井筒直径，较好的经济性应选用较大容积的提升容器。由于箕斗自重较小，占井筒面积断面也小，井筒断面不增加的情况下也能在井下使用大容量矿车，装卸载自动化，装卸载快，因此可以提高提升能力的特点，所以选用箕斗提升。由于该矿使用主井提升，采用钢丝绳罐道，无梯子间，所选箕斗应选用7

21、到8t 箕斗, 因多绳提煤箕斗没有8t 系列, 故选用：JDS-9/110×4标准底卸式四绳箕斗。其中：J 提煤箕斗D 立井多绳S 钢丝绳罐道9名义装载量Q 为9t110每根提升钢丝绳悬挂装置的破坏载荷为1100kN4提升钢丝绳数n 为4根具体参数为：有效容积：10立方米绳间距： 300mm自身质量c Q ：10.8t最大终端载荷：440kN箕斗全高r H ：13350mm尾绳数n ：2此数据满足条件。7 4提升钢丝绳的选择4.1钢丝绳最大悬垂长度为c H由矿井提升设备4公式进行试算即：Z S j c H H H H += （4-1）式中：j H 井架高度，取j H =25m；s H

22、 矿井深度，m ；z H 装载高度，m ；代入（4-1）得：m H c 5001546025=+=3.2根据p 选择标准钢丝绳提升钢丝绳在矿井提升工作中起着非常重要的作用，同时也担当着非常重的责任，因为它是一个比较薄弱的环节，它不仅直接关系到矿井的正常生产和人员的生命安全，而且其规格尺寸还将决定提升机的规格。在矿井提升设备中，为了保证安全生产，所以需要定期的对提升钢丝绳进行更换，因此选用钢丝绳的更换周期是直接关系到整个提升设备的经济效益的。因此对于提升机钢丝绳我们必须予以足够的重视。由于井筒长期湿润和淋水大，腐蚀比较严重，所以选用镀锌钢丝绳。1. 绳端荷重：）（kg Q Q Q c d 198

23、00108009000=+=+=2. 首绳单位长度重量：110(c B d k H mn Q P -= （4-2） 式中：B 钢丝绳的公称抗拉强度，kg/mm2；一般以选用B =155至157 kg/mm2为宜；对于仅提升物料的主井或只提升物料的辅助提升，可以选用B =140 kg/mm2。m 钢丝绳安全系数，一般升降人员和物料用：m 8.20.0005Hc ；专为升降物料用：m7.20.0005Hc 。代入（4-2）得： 110(c B d k H mn Q P -= /(642. 2m kg = 根据结果查表选用79 -(YB829，三角股钢丝绳，左右捻各二根。查钢丝绳规格表，其规格为：3

24、.214=k P m kg /，mm d 28=，kg Q s 51300=，155=B 2/m kg ，其参数为：钢丝绳最大静张力：KN 450；钢丝绳最大静张力差：120kN ；钢丝绳最大直径：32.5mm ；滚筒选用直径为3250mm 。3. 尾绳单位长度重量计算：214. 324' ' =k s P nn q /(428. 6m kg = 根据结果选用（GB1102-74）6（31）1-42-140-1型普通圆股钢丝绳两根。查钢丝绳规格表s q 6.455m kg /；d 42mm ；s Q 97650kg ；B 1402/m kg84主轴的设计及轴承的选择4.1主轴各

25、轴段的尺寸确定错误！未找到引用源。2D F 109.55T z 6=n P（4-1）式中：Z F 钢丝绳最大静张力; Z F =450KN错误！未找到引用源。 D 钢丝绳最大直径为32.5mm: 由上述公式（4-1）得: m KN n P /25. 73125. 164502DF 109.55T z 6= 化简得：57. 76P=n错误！未找到引用源。 计算轴的最小直径公式： A d （4-2）查表取A=110，代入（4-2）得：mm d 1. 467min 圆整取mm d 480min =，确定各轴段的直径和长度，设定轴段的长度： 第一段，取L1=70mm, d1=821mm 第二段，取L2

26、=724mm, d1=500mm 第三段，取L3=720mm，d3=850mm第四段，查找机械设计手册，根据轴承的轴向定位取L4=149mm, d4=962mm 第五段, 取L5=524mm, d5=700mm 第六段, 取L6=46mm, d6=1103mm 第七段, 取L7=360mm, d7=978mm 第八段，取L8=478mm, d8=700mm 第九段, 取L9=360mm, d9=978mm 第十段, 取L10=570mm, d10=700mm 第十一段, L11=49mm, d11=926mm第十二段，L12=720mm,d12=850mm主轴如图4-1所示 9图 4-1 主轴

27、4.2 轴的疲劳强度安全系数校核轴的疲劳强度是根据长期作用在轴上的最大变载荷进行校核计算。 危险截面安全系数S 的校核计算公式为： S S S S S S ca +=22 （4-3）式中：S 只考虑弯矩作用时的安全系数；S 只考虑扭矩作用时的安全系数； S 按疲劳强度计算的许用安全系数，见表4-1表4-1 许用安全系数S 值 ma +=K S 1- （4-4）ma +=K S 1- （4-5）错误！未找到引用源。式中：1-对称循环应力下的材料弯曲疲劳极限（a P M ），选用1-=255mpa 1-对称循环应力下的材料扭矩疲劳极限（a P M ）选用1-=145mpaK 、K 弯曲和扭转时的有

28、效应力集中系数，选用K 错误！未找到引用源。=1.72，K 错误！未找到引用源。=1.48、材料拉伸和扭转的平均应力折算系数选用错误！未找到引用源。=0.43，错误！未找到引用源。=0.29（轴段磨光）10a 、m 错误！未找到引用源。弯曲应力的应力幅和平均应力（a P M ）选用MWa 2=m 错误！未找到引用源。=0 M 轴危险截面上的弯矩和转矩，M=721.25kN/mW 轴危险截面的弯矩和抗转的截面系数）（3mm ，31. 0d W =15.7610）（3mm 错误！未找到引用源。把上述数值带入公式（4-3）得:错误！未找到引用源。S S ca =85. 1 所以符合条件4.3轴静强度

29、的安全系数校核轴的静强度是根据轴的短时最大载荷（包括动载荷和冲击载荷）来计算的。校核的目的是保证轴对塑性变形的抵抗能力。危险截面安全系数的校核计算公式中：s s s s s s S SSS S S +=22 （4-6）式中：s S 错误！未找到引用源。只考虑弯曲时的安全系数； s S 错误！未找到引用源。只考虑扭转时的安全系数； WM S ss m a x =（4-7）pss W S m a x T =（4-8） 错误！未找到引用源。s s 、材料的拉伸和扭转屈服点（a P M ） m a xm a x M T ，轴危险截面上的最大弯矩和最大转矩(mm N m a x M =342112（KN

30、 mm ） m a xT =770401（KN mm ） s S 静屈服强度的许用安全系数，其值见表4-2；表4-2 静强度许用安全系数 注；当最大载荷只能近似求的时，表中的Ss值应增大20%-50%。W 、Wp 轴危险截面的抗弯和抗转的截面系数）（3mm 31. 0d W =93610）（3mm32. 0d W =187610）（3mm把上述数值整理好代入公式（4-6）得s s S 1. 2S =，所以符合条件。114.4按弯扭合成强度条件计算当量弯矩22ca (T M M +=, 取折合系数=0.6，则齿宽中点处当量弯矩代入数据得：mm N ca =81075. 5M轴的材料为40Cr ，

31、调制处理。查表得b =980MPa，查表得材料的许用应力N/mm60b 1=- 轴的计算应力公式： WM caca = （4-9） 代入数据到（4-9）得：mm mm N WM ca ca /N 60/6. 432= 所以，该轴满足强度要求。主轴选用45号钢作为材料，并进行调制处理。 主轴的轴设计所用的公式和表参考机械设计和机械设计手册。 4.5轴承的选择1. 轴承类型选择按轴承的工作条件和性能可大致分为以下几类： 1. 轴承所占机械的空间和位置在机械设计过程中，一般首先确定好轴的尺寸，然后，再根据轴的尺寸选择轴承。一般情况是小轴选用球轴承，大轴选用滚子轴承。然而，当轴承在设备或机械直径方向受

32、限制时，选滚针轴承、特轻和超轻系列的球或滚子轴承；当使用的轴承在设备或机械轴承的轴向位置受限制时，一般选用窄的或特窄系列的球或滚子轴承。2. 轴承所受载荷的大小、方向和性质载荷是选用轴承的最主要的因素。承受较重的载荷一般用滚子轴承，承受较轻的或中等载荷一般用球轴承，承受冲击与振动载荷较大时一般用渗碳钢制造或贝氏体淬火的轴承。从载荷的作用方向方面，承受纯径向载荷时，选用圆柱滚子轴承、深沟球轴承或滚针轴承。承受较小的纯轴向载荷时，选用推力球轴承；承受较大的纯轴向载荷时，选用推力滚子轴承。当轴承同时承受径向和轴向载荷时，一般选用圆锥滚子轴承或角接触球轴承。3. 轴承的调心性能当轴由于长期重载，从而使

33、轴产生变形，轴的中心线进而与轴承座中心线不在同一水平上，也可能因轴的两支承间距较大而轴的刚性以较小，从而更容易受力弯曲或倾斜，这时一般选用有着良好调心性能的调心球或调心滚子轴承。此类轴承在轴稍微倾斜或弯曲情况下，能保持正常工作。4. 轴承的刚性 轴承的刚性是指轴承产生单位变形所需力的大小。因为这两类轴承在承受载荷时，其滚动体与滚道属于点接触，刚性较差。5. 轴承的转速每一个轴承型号都有其自身的极限转速，它是由诸如尺寸、类型及结构等物理特性所决定的，极限转速是指轴承的最高工作转速（通常用rmin），超过这一极限会导致轴承12温度升高，润滑剂干枯，甚至使轴承卡死。一般来在转速较高的工作场合下，最好

34、选用深沟球轴承、角接触轴承、圆柱滚子轴承；在较低转速工作场合下，可选用滚子轴承。6. 轴承的安装和拆卸选用轴承类型时，对轴承安装拆卸是否方便，必须考虑周全，特别是对大型和特大型轴承的安装和拆卸极为重要。一般的外圈可分离的圆锥滚子轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承，安装拆卸比较方便，它们的内圈和外圈可分别装于轴上或壳体孔内。此外，内径带圆锥孔的，带紧定套的调心滚子轴承、双列圆柱滚子轴承和调心球轴承，也比较容易安装拆卸。综合上面的条件可得，矿井提升机应该采用调心滚子轴承，因为调心滚子轴承承载力比较大、要求转速比较低、承受径向载荷等等，并可避免由于主轴承受载荷产生一定变形后，使轴产生“卡劲”

35、的现象，调心滚子轴承也可以自动调心，从而能更好的保持正常工作，也更好的避免产生。 2计算当量动载荷P 值计算公式为： (00a r p F Y F X f P += （4-10） 因为轴承的类型选择调心滚子轴承，所以取其滚子与水平成角度=15 其中：a F 为轴承径向载荷；r F 为轴向载荷；00Y X 、为动载荷系数，根据表4-3得00Y X 、分别为1、0.44cot15。表4-3 p f 为冲击负荷系数，根据表4-4取值1.8表4-413 计算得:N d a 53087259. 019800015sin Q F =N Q F d r 191268966. 019800075sin =将所

36、有结果代入公式（4-10）得：N P 500990 5308715cot 44. 01912681(8. 1=+= 3计算额定动载荷C 值计算公式为： 61060h nL PC = （4-11）其中： n主轴转速，一般取10-20r/min寿命指数，滚子轴承=10/3；h L 为预期使用寿命，根据表4-5取中间值50000表4-5 将已知数据代入公式（4-11）得：N C 175346510500001560106= 根据结果查机械设计手册选用C=1790KN的23148CCK/W33号双列调心滚子轴承。145制动器的选择与设计5.1制动器的选择与设计步骤制动器是用于机构或机器的减速或使其停止

37、装置，制动器的选择方向应根据使用要求和工作条件来确定。选择时一般应考虑以下几点一、要考虑工作机械的工作性质和条件。二、要考虑合理的制动转矩。用于起重机起升机构支持的制动器。或矿井提升机的安全制动器，制动转矩必须有足够的储备，即应有一定的安全系数三、要考虑安装地点的空间大小。 5.2闸瓦摩擦材料的选择一、用于制动器的摩擦材料有金属摩擦材料和非金属摩擦材料两种，金属摩擦材料强度高，不易破裂，对水的侵入不敏感；温度升高时摩擦系数下降快，胶合趋势大，因而制动不平稳。非金属材料熔点高，摩擦系数大，力学强度好，并且与粘接剂有很强的吸附力，制动比较稳定。通常在很高的剪力和温度条件下工作。要求这类材料能吸收动

38、能，并将动能转化为热散发在空气中。其工作温度和温升速度是影响性能的主要因素，制动器工作时，吸收的能量越大，完成制动时间越短，则温升越高。摩擦材料的工作温度如超过其许用工作温度，性能会显著恶化。对摩擦材料的基本要求如下； 1、摩擦因数高而稳定，具有良好的恢复性能；2、耐磨性好，允许压强大，又不损伤对偶材料；3、有一定的耐油，耐蚀，耐湿及抗胶合性能；154、有一定的机械强度和良好的制造工艺性5、在摩擦面上开槽可以储集侵入的灰尘等赃物而减轻磨损。 6、具有良好的机械强度合物理性能。 石棉闸瓦也有难以克服的缺点：1、由于石棉导热性差，摩擦热难以迅速消失，导致热衰退层变厚磨损加剧，并且污染环境，特别是石

39、棉纤维粉尘会使人体产生癌变；2、为提高摩擦系数和散热性能而大多采用高硬度摩擦剂及钢棉 3、石棉在650700完全脱水分解后，其强度降低； 4、石棉易出现摩擦性能“热衰退”。三、环保型无石棉闸瓦，是一种采用树脂基并用其它增强纤维代替石棉的摩阻材料，其特点是：1、摩擦系数高，摩擦系数在0.4-0.6之间，力学强度好，热衰退小； 2、不含钢棉及高硬度摩擦剂，硬度低，不易损伤闸盘； 3、不含石棉，绿色环保；4、磨耗低，使用周期长。综合以上所有因素，本次矿井提升机制动闸瓦采用环保型无石棉闸瓦作为材料。 5.3 闸瓦的磨损特性计算摩擦衬片的磨损，与摩擦副的材质、表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多

40、种因素有关，因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。提升机的制动过程是将其机械能(动能、势能 的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散机器全部动力的任务。此时制动器的温度急剧升高，这便是所谓制动器的能量载荷。能量载荷越大，则衬片的磨损越严重。制动器的能量载荷常以其比能量耗散率作为评价指标。比能量耗散率又称为单位功载荷或能量载荷，它表示单位摩擦面积在单位时间内耗散的能量，其单位为2W/m。1222112 (21tA v v m e a -= (5-1jv v t 21-=(5-

41、2 式中:提升机回转质量换算系数； a m 提升机总质量；1v 、2v 制动初速度与终速度，m s ；计算时取111=v (m/s； j制动减速度，m s 2，计算时取j=20 ms 2； t制动时间，s ；Al 制动器衬片(衬块 的摩擦面积；取制动初速度1v =11m/s，代入数据（5-1）和（5-2）得KW e 2501=mm 2磨损和热的性能指标也可用滑磨功fL 来衡量：162max2f aa f L A v m L =（5-3）式中 ：a m 提升机总质量，kg ；max a v 提升机最大速度，m/s；A制动器各制动衬片(衬块 的总摩擦面积，2cm ；f L 许用滑磨功，5000J cm 2； 取1v =11m/s，代入数据算得比滑磨功f L =5000<f L =6000 Jcm 2 。因此该提升机的磨损和热的性能指标均达标准。 5.4盘式制动器的特点盘式制动器具有以下特点：制动力矩可在较大范围内调节，而且容易调整；制动系统空行程小、动作快、响应速度快、灵敏度高；重量轻，外形尺寸小，结构紧凑；通用性好，可通过改变盘形闸的数量来满足不同绞车的制动要求；安全可靠性高，多副盘形闸同时工作，就算工作过程中有部分盘形闸失灵或故障，剩下的盘