【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)運輸?shù)募~帶。礦井提升設(shè)備是一套復雜的機械電氣機組。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。礦井提升機的工作特點是在一定的距離內(nèi)，以一定的速度往復運行。為保證提升工作高效率和安全可靠，提升機應(yīng)具有良好的控制設(shè)備和完善的保護裝置。提升機在工作中一旦發(fā)生機械或電氣故障，就會嚴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)備加強設(shè)備維護，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，耗電量有時可以達到40%。因此，對其高效運轉(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、制造之外，提高安裝質(zhì)量，合理地的使用和維護設(shè)備，確保其安全可靠地運行，預(yù)防和杜絕事故的發(fā)生，具有十分重要的意義。本設(shè)計課題《輪軌式提升機傳動系統(tǒng)設(shè)計和上頂、支腳部件設(shè)計》是一門實踐性與綜合性較強的設(shè)計,需綜合運用到各門學科知識,本次設(shè)計將是我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到較好的訓練的重要機會。能提高了我們獨立思考、解決問題、創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。同時也為提升機的結(jié)構(gòu)和使用提出自己的改進設(shè)計。隨著我國經(jīng)濟的快速發(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。礦井提升機作為礦山進行生產(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，我國的礦井提升機技術(shù)取得了不少的進步，但與美國、德國等世界發(fā)達國家相比，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械的功能和特征。提升機按工作原理的不同,可分為兩大類,如下圖所示。本課題所設(shè)計的移動式提升機的工作原理同于一般的單繩纏繞式提升機。1—提升機 2—提升機鋼絲繩 3—天輪 4—提升容器 5—井筒 單繩纏繞式移動提升機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現(xiàn)容器的提升和下放運動。，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，當電動機經(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動。不難看出，單繩纏繞式提升機的一個根本特點和缺點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。單繩纏繞式提升機的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍及機械結(jié)構(gòu)等，都是由這一特點來確定的。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，當鋼絲繩直徑大于60mm，鋼絲強度超過1700MPa時，制造較困難。同時，也會使提升機械龐大。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。移動式提升機是在單繩纏繞式提升機的基礎(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\輸設(shè)備拖動，在礦井軌道上移動。移動式提升機又類似于汽車起重機，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工作于多個礦井口。移動式提升機的主要單元可分為：電動機、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、運送材料和設(shè)備等。2．按提長機類型分類（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)電動機拖動提升設(shè)備。（2）直流電動機拖動提升設(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)計的移動式提升機的工作原理同于一般的單繩纏繞式提升機。礦井提升設(shè)備主要由提升容器、提升鋼絲繩、提升機、井架和天輪以及裝卸載附屬裝置組成。 提升機發(fā)展概況從提升機的結(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。1876年德國人戈培利用摩擦原理，制造出單繩摩擦式提升機。這種提升機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)的進步，纏繞式卷筒提升機和摩擦輪式提升機又各有其不同的發(fā)展。纏繞式提升機由單筒發(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，這不僅擴大了摩擦提升機的應(yīng)用范圍，而且使提升機的結(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的繩數(shù)已達到14根，最大一次提升量達到65噸，最大直徑一般達到9米，繩速達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2600m，這對于一般單繩纏繞式提升機來說是不能勝任的。即使采用多繩摩擦式提升 機，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。20世紀70年代后，礦井提升機的類型和結(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其中提升機主體部分，即減速器部分設(shè)計方案如下圖所示： 減速器設(shè)計傳動示意圖減速器部分采取如此設(shè)計的優(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現(xiàn)大的減速比。缺點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。滑輪組設(shè)計方案如下圖所示： 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)計計算鋼絲繩是廣泛應(yīng)用于起重機中的性構(gòu)件。它具有承載能力大、卷繞性好，運動平穩(wěn)無噪音、極少突然斷裂、工作可靠等優(yōu)點。提升機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)，分為點接觸、線接觸和面接觸（）： ( a )點接觸 ( b )線接觸 ( c )面接觸（1）、點接觸（D型）鋼絲繩（(a)），股內(nèi)各層鋼絲互相交叉，呈點接觸。單股鋼絲繩在起重機中極少使用。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，比點接觸（D型）鋼絲繩壽命高50%~100%。在起重機中，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，常用作纜式提升機和架空索道的承載繩。(a)張緊繩 (b)承載繩(a)點接觸（D型） (b)線接觸（Xt，外粗型）(c)線接觸（Xy，粗細型） (d)線接觸（Xc,密集型）