【正文】 . . . .. .1緒論礦井提升設(shè)備是礦井生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，在礦井生產(chǎn)中占有重要的地位，是溝通井下生產(chǎn)與地表生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)募~帶。礦井提升設(shè)備是一套復(fù)雜的機(jī)械電氣機(jī)組。所以，礦井提升設(shè)備是礦山生產(chǎn)中具有舉足輕重作用的重要大型設(shè)備之一。礦井提升機(jī)的工作特點(diǎn)是在一定的距離內(nèi)，以一定的速度往復(fù)運(yùn)行。為保證提升工作高效率和安全可靠，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。提升機(jī)在工作中一旦發(fā)生機(jī)械或電氣故障，就會嚴(yán)重地影響到正常的生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。所以熟悉提升機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)和動作原理，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。提升設(shè)備耗電量巨大，在金屬礦中，耗電量有時可以達(dá)到40%。因此，對其高效運(yùn)轉(zhuǎn)、提高效率以及節(jié)約能源必須予以高度重視。加之，大多數(shù)的礦井提升機(jī)一般沒有備用設(shè)備，所以，礦井提升設(shè)備在礦井中占有十分顯赫的地位，屬于礦山的要害設(shè)備，由此可見，提升設(shè)備除了要對其精心設(shè)計(jì)、制造之外，提高安裝質(zhì)量，合理地的使用和維護(hù)設(shè)備，確保其安全可靠地運(yùn)行，預(yù)防和杜絕事故的發(fā)生，具有十分重要的意義。本設(shè)計(jì)課題《輪軌式提升機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)和上頂、支腳部件設(shè)計(jì)》是一門實(shí)踐性與綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì),需綜合運(yùn)用到各門學(xué)科知識,本次設(shè)計(jì)將是我們在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到較好的訓(xùn)練的重要機(jī)會。能提高了我們獨(dú)立思考、解決問題、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。同時也為提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用提出自己的改進(jìn)設(shè)計(jì)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對礦山資源需求的高速增長，對礦山生產(chǎn)技術(shù)提出了越來越高的要求。礦井提升機(jī)作為礦山進(jìn)行生產(chǎn)活動的關(guān)鍵設(shè)備之一，其生產(chǎn)效率的提高和作業(yè)的平穩(wěn)安全，無疑具有極其重大的影響。歷經(jīng)幾十年發(fā)展，我國的礦井提升機(jī)技術(shù)取得了不少的進(jìn)步，但與美國、德國等世界發(fā)達(dá)國家相比，依然存在著很大的差距。我國把纏繞直徑在2m以上的提升設(shè)備稱之為提升機(jī)械；纏繞直徑在2m以下（不包括2m）的稱為絞車（盡管這兩者的結(jié)構(gòu)基本相同）。有的國家（例如德國），把最大提升速度大于4m/s的提升設(shè)備稱之為提升機(jī)械；小于4m/s的稱為絞車；這些說法，都從一個側(cè)面或一定程度上說明了提升機(jī)械的功能和特征。提升機(jī)按工作原理的不同,可分為兩大類,如下圖所示。本課題所設(shè)計(jì)的移動式提升機(jī)的工作原理同于一般的單繩纏繞式提升機(jī)。1—提升機(jī) 2—提升機(jī)鋼絲繩 3—天輪 4—提升容器 5—井筒 單繩纏繞式移動提升機(jī)原理圖簡單地說就是用一根較粗的鋼絲繩在卷筒上纏上和纏下來實(shí)現(xiàn)容器的提升和下放運(yùn)動。，卷簡上固定兩根鋼絲繩，并應(yīng)使每根鋼絲繩在卷簡上的纏繞方向相反。這樣，當(dāng)電動機(jī)經(jīng)過減速器帶動卷筒旋轉(zhuǎn)時，兩根鋼絲繩便經(jīng)過天輪在卷筒上纏上和纏下，從而使提升容器在井筒里上下運(yùn)動。不難看出，單繩纏繞式提升機(jī)的一個根本特點(diǎn)和缺點(diǎn)是鋼絲繩在卷筒上不斷的纏上和纏下，這就要求卷筒必須具備一定的纏繞表面積，以便能容納下根據(jù)井深或提升高度所確定的鋼絲繩懸垂長度。單繩纏繞式提升機(jī)的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍及機(jī)械結(jié)構(gòu)等，都是由這一特點(diǎn)來確定的。它的最大提升高度和最大載荷等，受現(xiàn)有鋼絲繩的承載能力和卷筒的容繩量的限制。一般而言，當(dāng)鋼絲繩直徑大于60mm，鋼絲強(qiáng)度超過1700MPa時，制造較困難。同時，也會使提升機(jī)械龐大。因此，一般載重量不超過20t，一層纏繞時的提升高度不超過600m。移動式提升機(jī)是在單繩纏繞式提升機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它是將提升設(shè)備安裝在一移動平臺――車架上而改裝成?？捎善渌\(yùn)輸設(shè)備拖動，在礦井軌道上移動。移動式提升機(jī)又類似于汽車起重機(jī)，在工作時可放下支腳，駐鋤，及上頂（用于支承礦井頂部）等輔助支承部件，在非工作狀態(tài)下，可收起支腳，上頂，在其他設(shè)備幫助下移動到別處。這樣做極大節(jié)省了礦井內(nèi)，尤其是礦井口的有限空間，同時也可用一臺提升機(jī)工作于多個礦井口。移動式提升機(jī)的主要單元可分為：電動機(jī)、減速器、制動器、卷筒、鋼絲繩、車架等等。1．按用途分類（1）主井提升設(shè)備：專門用于提升礦石。（2）副井提升設(shè)備：專門用于提升矸石、升降人員、運(yùn)送材料和設(shè)備等。2．按提長機(jī)類型分類（1）纏繞式提升設(shè)備：單繩式和多繩式。（2）摩擦式提升設(shè)備：單繩式和多繩式。3．按井筒斜角分類（1）豎井提升設(shè)備。（2）斜井提升設(shè)備。4．按提升容器分類（1）罐籠提升設(shè)備。（2）箕斗提升設(shè)備。（3）礦車組提升設(shè)備（只用于斜井提升）。（4）吊桶提升設(shè)備（只用于豎井提升）。5．按拖動裝置分類（1）交流感應(yīng)電動機(jī)拖動提升設(shè)備。（2）直流電動機(jī)拖動提升設(shè)備。6．按提升系統(tǒng)的平衡分類（1）不平衡提升設(shè)備。（2）提升平衡設(shè)備。本課題所設(shè)計(jì)的移動式提升機(jī)的工作原理同于一般的單繩纏繞式提升機(jī)。礦井提升設(shè)備主要由提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)、井架和天輪以及裝卸載附屬裝置組成。 提升機(jī)發(fā)展概況從提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和品種方面的發(fā)展來看，首先出現(xiàn)的是單繩纏繞式圓柱形單筒提升機(jī)。1876年德國人戈培利用摩擦原理，制造出單繩摩擦式提升機(jī)。這種提升機(jī)利用一根提升鋼絲繩，繩的兩端分別各聯(lián)一個提升容器，而提升鋼絲繩則掛在摩擦輪上，摩擦輪傳動時，輪上的提升鋼絲繩因摩擦力而隨輪一起轉(zhuǎn)動，使繩上的兩個提升容器一個上升，一個下降。由于摩擦輪提升鋼絲繩不纏繞在輪上，提升高度與摩擦輪尺寸無直接關(guān)系。所以摩擦提升機(jī)特別適合用于較深的礦井中。以后，隨著礦井生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，纏繞式卷筒提升機(jī)和摩擦輪式提升機(jī)又各有其不同的發(fā)展。纏繞式提升機(jī)由單筒發(fā)展到雙筒，為適應(yīng)提升距離增加和節(jié)省電能的需要，又發(fā)展了圓錐形、圓柱形圓錐型、雙圓柱圓柱錐形及單筒可分離式卷筒提升機(jī)等不同結(jié)構(gòu)形式。1938年又出現(xiàn)了多繩摩擦式礦井提升機(jī)，這不僅擴(kuò)大了摩擦提升機(jī)的應(yīng)用范圍，而且使提升機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸和提升能力大幅度提高，從而為采用大提升量容器創(chuàng)造了條件，并提高了安全可靠性。但這種提升機(jī)真正在世界各國推廣使用還是在60年代后。目前多繩摩擦輪式提升機(jī)的繩數(shù)已達(dá)到14根，最大一次提升量達(dá)到65噸，最大直徑一般達(dá)到9米，繩速達(dá)35m/s。隨著世界采礦業(yè)的發(fā)展，開采深度不斷提高。在南非的金礦開采中，一次提升高度已達(dá)2600m，這對于一般單繩纏繞式提升機(jī)來說是不能勝任的。即使采用多繩摩擦式提升 機(jī)，也出現(xiàn)過不少尾繩事故。后來又出現(xiàn)了適合超深井的雙繩纏繞的布雷爾式提升機(jī)。20世紀(jì)70年代后，礦井提升機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式等都在日新月異地向前發(fā)展，目前，國外的提升機(jī)正向體積小、重量輕和自動化的方向發(fā)展，以適應(yīng)深井和大產(chǎn)量的需要。2傳動方案本課題的原始設(shè)計(jì)要求如下：提升重量： G=2500KG提升高度： H=210m提升速度： VQ=15m/min工作類型： 重級軌 距： L=600mm其中提升機(jī)主體部分，即減速器部分設(shè)計(jì)方案如下圖所示： 減速器設(shè)計(jì)傳動示意圖減速器部分采取如此設(shè)計(jì)的優(yōu)勢就是減速部分位于卷筒內(nèi)部，可以使整體布局較緊湊，且采用行星減速定軸傳動減速形式，用較少的零部件就可以實(shí)現(xiàn)大的減速比。缺點(diǎn)是對于減速器的制造和安裝精度要求較高，無形中增加了生產(chǎn)成本?；喗M設(shè)計(jì)方案如下圖所示： 滑輪組布局圖因本課題中提升重量為2500KG，較小，采用此方案即能滿足給定條件要求，更能降低鋼絲繩對于卷筒直徑的要求。3鋼絲繩設(shè)計(jì)計(jì)算鋼絲繩是廣泛應(yīng)用于起重機(jī)中的性構(gòu)件。它具有承載能力大、卷繞性好，運(yùn)動平穩(wěn)無噪音、極少突然斷裂、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。提升機(jī)使用圓形截面的綱絲繩，繩股截面也多是圓形。按鋼絲繩股內(nèi)相鄰層鋼絲的接觸狀態(tài)，分為點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸（）： ( a )點(diǎn)接觸 ( b )線接觸 ( c )面接觸（1）、點(diǎn)接觸（D型）鋼絲繩（(a)），股內(nèi)各層鋼絲互相交叉，呈點(diǎn)接觸。單股鋼絲繩在起重機(jī)中極少使用。多股鋼絲繩過去應(yīng)用較多，由于鋼絲間接觸應(yīng)力大磨損快，現(xiàn)已逐漸被線接觸鋼絲繩取代。（2）、線接觸（X型）鋼絲繩（（b））：股內(nèi)各層鋼絲在全長上平行捻制，呈線接觸；在起重機(jī)中應(yīng)用最廣。線接觸鋼絲繩承載能力大，耐磨性好，使用壽命長，在相同使用條件下，比點(diǎn)接觸（D型）鋼絲繩壽命高50%~100%。在起重機(jī)中，凡是繞過滑輪或繞入卷簡的鋼絲繩，都應(yīng)選用線接觸鋼絲繩。（3）、面接觸鋼絲繩（（c））：股內(nèi)鋼絲形狀特殊，呈面接觸。按鋼絲繩捻繞次數(shù)，有單繞和雙繞之分：由若干根圓形鋼絲按螺旋狀捻繞而成的單繞鋼絲繩，剛性大，表面不光滑，在提升機(jī)上僅用作固定張緊繩((a))。用異形截面鋼絲可以捻制成封閉繩((b))，繩的表面光滑，能承受橫向裁荷，常用作纜式提升機(jī)和架空索道的承載繩。(a)張緊繩 (b)承載繩(a)點(diǎn)接觸（D型） (b)線接觸（Xt，外粗型）(c)線接觸（Xy，粗細(xì)型） (d)線接觸（Xc,密集型）