提升机制动系统设计毕业设计论文说明书

1、第1章矿井提升设备概述11.1提升机的定义11.2提升机的分类1按用途分1按拖动方式分1按提升容器类型分1按井筒的倾角分1按提升机类型分11.3提升机的制动装置的功用、类型7制动装置的功用8制动装置的类型81.4提升机型号的选用及制动器的设计类型8提升机的选用8制动器的设计类型9第2章提升机的选型计算（4.5米4多绳摩擦轮）102.1工作参数112.2速度图112.3变位重量132.4力图132.5等效力：152.6启动力矩与等效力的比例：162.7有效功率：162.8电机最大轴功率及选型：162.9液压站工作原理17 提升机液压站系统17 液压站系统原理图17控制电路图18第3章提升机制动装

2、置的构造设计203.1制动装置的有关规定和要求203.2提升机制动器主要类型21块式制动器21322盘式制动器223.3盘式制动器的构造及工作原理23盘式制动器的布置方式23盘式制动器的构造243.4制动器的设计计算25确定在工作状态下所需要的制动力确定制动器数量31碟型弹簧的选型计算35制动器液压缸的构造与设计计算3.5制动器的强度校核49制动力整定计算49液压站油压整定计算51第4章制动器的工作可靠性评定534.1盘式制动器的安装要求及调整53盘式制动器的要求包括零部件盘式制动器闸瓦间隙的调整53 4.2制动器的故障模式及可靠性图框 55 4.3制动器的优化设计及工作可靠性评定设计变量56

3、优化策略574.4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7825415356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）的重要组成局部之一，直接关系着提升机设备的平安运行。多绳摩擦提升机具有体积小、质量轻、平安可靠、提升能力强等优点，适用于 较深的矿井提升。本文针对JKMD型（4.5米4多绳摩擦轮）提升机，对其制动系 统进展设计。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平安性能被广阔用户认可，特

4、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， 对生产平安具有重要意义。关键词：提升机；多绳摩擦；制动器；设计；液压传动AbstractCurre ntly many of our coal mine has turned to deep mining. Mine coal upgrad ing equipme nt as t

5、he key equipme nt holds an importa nt positi on in mecha ni zed product ion of the mine. The brakes are one of the importa nt ponents of a direct beari ng onH oist the safe operatio n of equipme nt.Multi-rope friction hoist with small size, light weight, safe, reliable, and strong ability to upgrade

6、 apply to the deeper mine hoist. In this paper, the braking system for JKMDtype ( 4.5 meters over four-rope frictionround) hoist have bee n desig ned.In the hoist brake selectionprocess, because in recent years disc brakeis used in the new brakes It's unique strengths and good safety performanee

7、 recognized by the majority of users. Especially in the light of the hydraulic control system and the PLC, Hydraulic System and PLC super performanee of the disc brake provides a tremendous platform for the work. Brake disc braking force and rely on the fuel tank filled with oil that drives the pist

8、 on to press spri ng to achieve Disc.Hydraulic disc brakes as the latest developme nt of a brake, which has many adva ntages. Therefore it in a moder n aircraft types to upgrade gain wider application. It is the braking force, flexibility stability, high sen sitivity; on product ion safety is of gre

9、at sig nifica nee.全套图纸及更多设计请联系QQ 360702501Keywords: Hoist; Multi-rope friction; Brake; Design; Hydraulic drive.第1章矿井提升设备概述1.1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。1.2提升机的分类按用途分（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

10、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）0（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）0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。按提升容器类型分分为箕斗、罐笼、串车等提升设备。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因回围。近年来大型斜井提升多采用胶带输送机。按提升机类型分（

11、1）单绳缠绕式提升设备单绳缠绕式提升设备目前大局部为直径圆柱型滚筒，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。1）KJ型（23m和 BM及 JKA型单绳缠绕式提升机KJ（| F23m型单绳缠绕式提升机是我国在19581966年生产的仿BM-2A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一样。（A）KJ型（23m）提升机代号意义以KJ2 2.5両1.2D-20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);2.5滚筒名义直径，m1.2每个滚筒的两

12、侧党绳板的距离，mD 带地下室(无D字表示不带地下室)；20 减速器名义传动比。(B) KJ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。(C) JKA型单绳缠绕式提升机是在 KJ型提升机的根底上改良后制造的。JKA 型双滚筒提升机在构造上具有以下特点：(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

13、用手动控制的低压电液调节阀和电磁铁控制的平安三通阀，分 别对工作制动和平安制动进展控制；(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。2) KJ型(也46m和HKM型单绳缠绕式提升机联新克拉马托尔机械制造厂生产的 HKM鏗提升机的构造特点：(a) 滚筒采用焊接构造；(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；(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

14、要是建立中、小型矿井，并且首先开采浅部煤层。五十年代，我国的矿井 提升设备主要是从联进口的 BM型产品和国产仿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。根据国外的实践经历，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方法。(A) 主提升钢丝绳的选择(a) 钢丝绳的构造形式应优先选用三角股钢丝绳及线接触圆股钢丝绳，当由于供给原因，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155

15、0X I帕。(b) 钢丝绳的平安系数根据？煤矿平安规程？规定，钢丝绳的平安系数回应符合下式：升降人员和物料 升降物料式中国一提升钢丝绳的悬垂长度， m(c) 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、供给困难。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18X7和C:)特殊加大包围角a (井深小于300mma- =70b-co=360*5$j正常包围角a (井

16、深大于300mm34X7两种构造较为适宜。但目前这两种产品尚不能满足需要，因而当供给困难时， 也可选用普通圆股钢丝绳，如选用 6X 19和6X 37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-a = ：80'jb-0L=： 3二一己己(F图1-1缠绕式提升机摩擦衬片上的包围角选择全套图纸及更多设计请联系QQ 360702501(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JKM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构造四斜腿井架。放绳

17、挂罐后在主绳力 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，井架根底随着井筒冻结层解冻变化。根底会产生少量下降。井架在受主绳力 作用下根底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， 一般位置变化围0 30mm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

18、擦轮变为摩擦筒，宽度稍 有加宽。设采用n根钢丝绳，那么多绳与单绳提升机钢丝绳直径间有如下关系：同理，摩擦筒主导轮直径:多绳摩擦提升机如图1-2所示:1 主导轮2 天轮3 提升机钢丝绳 4 提升容器5 尾绳图1-2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式中自然对数的底，等于2.71828 ；网一钢丝绳对于摩擦轮的围包角；耳一钢丝绳与衬垫间的摩擦系数，通常取 旦=0.

19、2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为了防止这种滑动，两侧拉力不能到达其极限比值，而应有一平安系数，式改写假设考虑防滑而参加防滑平安系数，那么有1 "I全套图纸及更多设计请联系QQ 360702501或者|下降时的减速度2)用作固定闸的平安制动闸制动力I静态平安系数I3) 在平安制动的情况下制动控制器能对制动器的故障进展补偿。根据第三节计算，下降运行时，平安制动所需要的最大制动力为634千牛顿，由于她比总的有效制动力872千牛顿要小，它可以由制动控制器进展调节。(5)如果减速度达不到DEJ ，就要预先调节平安制动力，使它到达第3节中对下降运行计算得到

20、的保险制动力|，这样它才能正常控制。利用恒定制动力可以得到如下的减速度值如表3-6所示：表3-6在恒定制动力下提升的减速度工作状态下降负载提升负载空载超载U32.7 吨32.7 吨0. 2吨质量m208. 89 吨208. 89 吨176. 39 吨平安制动闸的制动力习634千牛顿634千牛顿634千牛顿减速度E因在液压装置中，产生所需要的恒定剩余压力计算如下:钢丝绳有效直径的平安制动力根据以下图的压力/制动力曲线可以发现对制动力卩，其剩余压压力/制动力曲线如表3-7所示:S630X 二800.274108701928028930Z700X -800.3092175032620活塞工作需要的最

21、小压力效率三 平安制动闸的最小调整释放压力液压缸：工作油压一P=21.9；活塞直径一D=8.5cm活塞面积一A=56.7制动器液压缸如图3-12所示:图3-12盘式制动器液压缸示意图计算以下数值:总阻力损失率，=0.70.8 当活塞 <0.2 m/s 时,=0.8 ; 当活塞回 >0.2m/s时，取丘 =0.7 ，所以| 10.7，得回=87KN由于创回0.5m/s，查表液压与气压传动得丨 0.3，取 =0.3，得pf=勺，所以哥=因1=2.61KN即移动负载为 m=261Kg在一般工况下0.20.3，取d=0.2D，得d=1.7cm，壁厚与径之比往往为所以取叵=8cm(8)盘式制

22、动器所需的最大工作油压确实定；盘式闸制动系统液压站的工作油压为 5. 2MPa 一级制动油压为1. 7MPa残 压为0. 3MPa 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力差按下式 计算和调整 式中 凶一实际需要的最大工作油压；匕一提升机设计最大静力差时的油压值查表得 ？提升机司机？； d 提升机实际最大静力差，N； 提升机设计最大静力差，N;色一克制盘式制动器各阻力之和所需要油压，C值为： |_7油缸、密封圈、拉紧弹簧等阻力，折算成油压值卜提升机全松闸时，为了保证闸瓦的必要的间隙而压缩盘式弹簧之力，折算成 油压值勺一液压站在提升机制动状态时的残压，按最大残值计

23、算, 查表得:求得3.5制动器的强度校核制动力整定计算图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叵，三是活塞运动阻力。当制动闸向制动盘施压时，阻力目与油压推力日同方向；而闸瓦离开闸盘时，阻力 列与弹簧力耳同向。施闸时，制动器的正压力可表达为松闸时，真压力可表达为由此可见，同样正压力的情况下巴二凶丨，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

24、原理如以下图（a）;盘式制动器正压力与油压关系如以下图（b） 所示：N（K 卜）松闸过程 :. t 制动过程（a）、1 制动盘a）盘闸瓦制动活力学原碟型弹簧（b）、盘式正压力与油压关系1-制动盘蟲闸冠液压盘式制动器压力盘式制动器正压力与油压的关系 所有盘闸在扌提升活塞筒上产生的弹簧力矩为示中N 闸瓦的正压力； 归一闸瓦与闸盘的摩擦系数;凶一制动器的摩擦半径；j 制动闸副数。提升机的最大静力矩另一方面，制动力矩应满足大于三倍最大静力矩的要求。 是最大静力差与钢丝绳缠绕半径之积，即吕一提升钢丝绳数量；2 尾绳数量；|弓一提升钢丝绳单位长度重量；一尾绳单位长度重量；旦一钢丝绳悬挂长度；-卷筒半径。因

25、为要求，故制动闸的最大正压力应到达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制三局部反作用力，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。当闸瓦与闸盘别离之后，式中的，而其中弹簧力那么是示中K碟型弹簧的刚度； 岂一闸瓦与闸盘之间的间隙； 1盘闸碟型弹簧的片数。于是，盘闸活塞上的液压推力为ri 在实际计算中， 可近似取为 =0.1N;同时，采用适当方法也可以实测出阻力 将示(4)代入上式，便有液压站的最大油压为(9)j11式中 凶一制动器油缸直径； 討一活塞柱销直径。由以上公式计算得出所设计的制动器满足强度要求，可

26、以平安工作第4章 制动器的工作可靠性评定4.1盘式制动器的安装要求及调整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？煤矿平安规程？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3721-84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 3812-84中1.3的规定，技术要求应符 合B3812-84中第2章的规定；7产品应装设放气装置；8

27、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凹 ；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1.25倍设计油压下保持10mi n,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 TJ 231（六）的有关规定。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平安规定闸 盘偏摆最大1. 5mm规程要求0. 5 mm）。由于

28、偏摆大造成闸开关误动作，无常生 产。经屡次调试效果不理想，有的不得不降低动作围。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，否那么以后去 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，

29、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 11.5mm围。调整闸瓦间隙时，一副制动器的两个 闸瓦应同时进展。调整好后，应进展闸的试运行，并重新测量闸瓦间隙，如有变 化时应进一步调整。5为了防止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，然后分三级进展调整：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

30、与第一次一样；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1mnf可隙为止。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，使其接触面积到达要求之后，再更换另一副制动器的闸瓦。这样既 保证提升机运行的平安，又不影响矿井生产。提升机的平安运行，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到达原有的水平。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

31、整便可到达原有可靠性； 液压站零件发生故障，修理后也能使制动器可靠性到达设计水平。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；使用可靠性那么是安装、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，固有可靠性的表达，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，表达了制动器的工作可靠性， 即：式中 凹一制动器的工作可靠性;-制动器的固有可靠性;3 制动器的使用可靠性。4.2制动器的故

32、障模式及可靠性图框提升机制动器的故障，是指制动器未能到达设计规定的要求(如制动力矩缺乏或制动减速超限)，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 果进展评价，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

33、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，规定时间无法启动，预定时间无法停车，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)制动力矩缺乏；(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“制动力矩缺乏等故障将直接引发制 动器致命性故障，应倍加

34、注意。近年在实际使用中，已屡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，确保提升机平安停车, 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 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4-1所示图4-1制动器的可靠性图框因一弹簧可靠性；目一摩擦可靠性； 卫维

35、护可靠性； E 电磁阀可靠性;占闸盘抗污染可靠性；凶液压站整定可靠性；目一闸同步可靠性4.3制动器的优化设计及工作可靠性评定从图4-1可见，制动装置各单元之间常常表现为串联关系，只有液压站的动 力局部是冷储藏关系，而多副盘闸的制动力矩那么是表决状态关系（或简化为并联关系），这些复杂的功能关系使制动装置的可靠性评定比拟复杂。在实际工作中， 制动装置可靠性评定分为现场可靠性评定和理论可靠性评定。现场可靠性评定是 通过收集现场运行提升机的寿命数据，对制动器的MTBF卜和寿命分布做分析计算。显然，现场可靠性评定是具有全面性，方法简单；而理论可靠评定那么过于 抽象，但却有指导意义。设计变量图4-2与制动

36、钳、制动盘和摩擦片相关的设计变量液压盘式制动器的优化设计变量主要选择影响上述优化目标的主要零部件的 主要尺寸参数，涉及手柄、制动泵、制动钳、摩擦片和制动盘等，制动钳构造参数弓、m，见图4-2 :制动盘构造参数凶、凶，见图4;摩擦片构造参数a、到、。优化策略方案优化在制动器开发中所处的位置及进展方案优化的主要流程见图4-3(图中虚框为方案优化阶段)，优化计算平台采用大学机械设计研究所开发的广义优化 系统平台，采用改良的差分进化 (differential evolution ， DE)算法进展优化。 DE算法是一种类似于遗传算法的进化算法，但它不需要对变量进展二进制编码， 只有穿插和遗传算子，没

37、有变异算子，具有算法简单、收敛性好和全局搜索能力 强等优点。DE算法4的根本过程如下：(1) 初始种群种群规模N,最优个体记为B。优化计算流程及在产品设计中的位置如图 4-3所示：创功虽设片专鬣摹址-DEtt化算据 图4-3优化计算流程图决«*评愉方法(2) 种群进化对每个个体：随机从种群中选4个个体a、b、c、d,计算它们之间的差异量.|;根据穿插率CR决定进展穿插或遗传，其叉算子为新个体 刮，匚二J，这里F为变异倍数，主要用来控制进化速度；种群更新，计算新个体T的适合度，如果优于凶，那么用虺替 换H，否那么保存-I 0(3) 收敛条件 经过N次进化后完毕，取最优个体B为最优方案。

38、影响DE优化效果的控制参数主要是种群规模N穿插率CR和变异倍数F，此外计 算差异量的个体数、种群更新策略和收敛条件对优化效果也有较大的影响。4.4制动器的维护可靠性评定我们从实践中可以体会到，维护良好的制动器一般情况下都能够发挥应有的 功能作用，而维护不善的制动器那么往往潜伏事故隐患。从制动器的故障模式分 析不难看出，保证制动器的固有可靠性的主要维护工作包括：(1) 制动闸瓦与闸盘间隙的调整；(2) 闸盘污染控制；(3) 液压站油压整定及残压限制。在以上三项维护工作中，假设有一项维护工作未做好，都会影响制动器的可 靠性发挥，因此，维护可靠性是这三项单元的串联组合，即：式中V闸瓦同步贴闸可靠性;

39、凶一闸盘污染可靠性；m 液压站残压可靠性。贴闸可靠性是指制动器所有制动闸同步贴闸的能力；假设贴闸同步能力差， 那么制动力矩达不到设计值，固有可靠性保障能力差。闸盘污染可靠性指的是污染闸盘与闸瓦摩擦制动力矩不减值的能力；残压可靠性那么是指液压站残压不超过规定值的能力。由于当前维护工作和构造设计中对盘 闸污染都给予高度重视，所以发生非人为污染的概率非常小。残压可靠性与液压 系统故障和电液阀调整、阀弹簧的抗疲劳能力有关。因此，维护可靠性的重点在 于闸瓦间隙调整而影响的贴闸可靠性。一般情况下，制动闸不同步的原因在于闸瓦间隙差异和油缸阻力差异。贴闸油压的离散程度能够反映制动闸的贴闸可靠性，贴闸油压越集中

40、，同步贴闸数目越大， 贴闸可靠性也越高；反之，贴闸油压愈分散，贴闸同步性愈差，贴闸可靠性也愈 低。假设在合闸过程中，瞬时贴闸的闸瓦数为，那么贴闸可靠性为衡量贴闸可靠性上下的指标可用每个瞬间贴闸可靠度的平均值来表达，即:示中贴闸序列样数。表4-1和表4-2是某矿主井和副井制动器贴闸可靠性统计，从中考核得主井 制动器的二I ，副井制动器的 ，这说明主井制动器的闸瓦贴闸同 步性比副井要高。主井制动器贴闸可靠性统计如表 4-1所示全套图纸及更多设计请联系 QQ 360702501表4-1主井制动器贴闸可靠性统计序列号12345678贴闸油压，MPa4.44.34.24.14.03.83.63.4贴闸数

41、568911121416R)0.3130.3750.5000.5630.6880.8750.1001.00副井制动器贴闸可靠性统计如表3-11所示表4-2副井制动器贴闸可靠性统计序列号12345678贴闸油压，MPa4.84.74.64.54.44.34.24.1贴闸数123456780.0630.1250.1880.3130.3750.5630.9381.00第5章结论制动系统是提升机不可缺少的重要组成局部，是提升机最关键也是最后一道 平安保障装置，制动力矩的缺乏是导致提升设备过卷、放大滑等事故的直接因素。 制动装置的可靠性直接关系到提升机的平安运行。我国许多煤矿矿井已经转向中、深部开采，多

42、绳摩擦提升机适用于较深的矿井 提升，它具有体积小、质量轻、平安可靠、提升能力强等优点。本文针对JKMD型巨4.5米I； 4多绳摩擦轮提升机的制动装置，通过了解制动器的构造和工作原理，对其零部件如：液压缸、液压站、盘式弹簧等进展了设计和强度校核。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 的平安性能被广阔用户认可。盘式制动器与其它类型制动器相比拟，其优点是： 因多副制动器同时使用，即使一副制动器失灵，也不是影响一局部制动力矩，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、 构造紧凑、外形尺寸小、安装维护方便、通用性大等；但其缺点也比拟明显：对

43、 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。盘式制动器所具有的优点在相当大的程度上可以满足生产和平安的需要，所以它 在现代多种类型提升机中获得广泛的应用，随着盘式制动器开展的成熟，它的优 越性会越来越明显，市场前景广阔。英文原文Reflectionsregardinguncertainty of measurement,on the results of a Nordic fatigue testin terlaboratory paris onMagnus Holmgre n, Thomas Svensson, Erla nd Joh nson, Klas Joha nss

44、onAbstract 全套图纸及更多设计请联系QQ 360702501This paper presents theexperie nces of calculati on and report ing un certa inty of measureme nt in fatigue testing. Six Nordic laboratoriesperformed fatigue tests on steelspecimens. The laboratories also reported their results concerning un certa inty of measureme

45、 nt and how they calculated it. The results show largediffere ncesin the way the un certa in tiesof measureme nt werecalculated and reported. No laboratory included the most significantun certa inty source, bending stress (due to misalig nment of theOne testing area where it is difficult to do uncer

46、tainty of measurement calculations is fatigue testing. However, there is guidance on how to perform such calculations,e.g. in Refs. 3, 4. To investigate howun certa inty of measureme nt calculati ons are performed for fatigue tests in real life, UTMIS (the Swedish fatigue network) started an in terl

47、aboratoryparis on where one of the most esse ntial parts was tocalculate and report the un certa inty of measureme nt of a typical fatigue test that could have been ordered by a customer of the participating laboratories. For cost reas ons, customers ofte n ask for a limited nu mberof test specimens

48、 but, at the same time, they request alot of informationabout a large porti on of the possible stress-life area from few cycles (highpany. Two of the laboratories are accredited for fatigue test ing, and a third laboratory is accredited for other tests. Each participa nt was randomly assigned a numb

49、er between 1 and 6, and this notification will be used in the rest of this paper.Experime ntal procedureThe participantsreceivedinformationabout the testspecimens(without material data), together with in structi ons on the way to perform the test and how to report the results.The in struct ions were

50、 that tests should be performed as con sta nt load amplitude tests, with R=0.1 at three differentstress levels, 460, 430 and400 Map, with four specime ns at each stress level, at a test freque ncy between 10 and 30 Hz, with a run-out limit at 国 cycles and in a normal laboratory climate (and L*u rela

51、tive humidity). This wascon sidered as a typical customer ordered test.The test results were to be used to calculate estimates of the two fatigue stre ngth parameters, A and B, accord ing to lin ear regressi on of the logs and long variables, i.e. The reported resultshould in clude both the estimate

52、d parameters A and B and the un certa in ties in them due to measurement errors. The report should also include the considerationsand calculationsbehind the results, especially thoseconcerning un certa inty of measureme nt.SThe primary laboratory results that should be pared are the estimated Whaler

53、 curves. In order to present all results in the sameway, the organizer transformed some of the results. The Whaler curves reported by the participa nts are show n in Fig. 1.It can be seen that there are considerabledifferencesbetweenlaboratories. An approximate statistical test shows a significant l

54、aboratory effect. Material scatter alone cannot explai n the differe nces in the Whaler curves.In order to in vestigate if the laboratory effect was solely caused by the modeli ng un certa in ty, we estimated new parameters from the raw datawith a mon algorithm. We the n chose to use only the failed specime ns and to make the minimization in the logarithmic life direction. The results are shown in Fig. 2. A formal statisticalsignificaneetest was then made,and the result of such a test shows that the differe nces betwee n the laborat