【正文】 反之，當(dāng)工作油壓為系統(tǒng)最大油壓時(shí)，機(jī)器全松閘。 螺釘 8 是放空氣的。制動油缸內(nèi)裝有活塞 柱塞 1。 盤式制動器 盤閘制動系統(tǒng)是應(yīng)用于礦井提升機(jī)上的新型制動系統(tǒng)，它與塊閘制動系統(tǒng)比較主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，動作靈敏，安全性好便于礦井提升自動化。其缺點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，安裝時(shí)調(diào)整比較困難。制動梁 10用鉸接軸同立校 7 相連后，55 其下端安設(shè)一個三角杠桿 6 度柱 7 又用鉸接軸支承在混凝土地基上。工作機(jī)構(gòu)是直接作用于制動輪上的部分，按結(jié)構(gòu)分為盤式和塊式制動器；傳動機(jī)構(gòu)則是使工作機(jī)構(gòu)產(chǎn)生或消除制動力的部分，按機(jī)械傳動的力源分為液壓、氣壓和彈簧傳動系統(tǒng)國產(chǎn)新系列礦井提升機(jī)多采用液壓盤式制動裝置；而老產(chǎn)品則分別采用油壓或氣壓塊式制動裝置。并要求制動力源十分可靠。 JKA 型提升機(jī)使用液壓綜合式制動裝置。齒輪的左端采用軸肩定位， 軸肩高度，故取 h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 1ca AT K T? ,查表取 ? ,則： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選用 LH12 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。軸環(huán)寬度 ? ，取。 7）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45?? ，各軸肩處的圓角半徑見圖紙所示。 45段比 34 段高出一個軸肩的高 度，軸肩高度，故取 h=7mm,則。 齒輪的力分析計(jì)算 ： 圓周力 : 徑向力： 、 軸向力： 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速軸 1 的形狀如下圖，為了方便清楚的進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，圖上44 軸的各段標(biāo)注了相應(yīng)的數(shù)字。 齒數(shù)選擇：小齒輪齒數(shù)，取 82 初選螺旋角 15? ?? 2.、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ? ?131 2 1 ()t HEt dHKT ZZd ? ?? ? ? ??? （ 1） 確定公式內(nèi)各計(jì)算量 1）選擇 tK =。 高速級傳動位于減速器內(nèi)，屬閉式傳動，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 減速器的總體設(shè)計(jì) 擬定傳動方案 礦井提升機(jī)機(jī)是低速重載機(jī)械，工 作條件較差，載荷有一定的沖擊，且有粉塵等。 60 年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動、擺線針輪傳動、諧波傳動等減速器具有傳動比大，體積小、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn) ?。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。我國單繩纏繞式提升機(jī)多為右螺旋纏繞，故應(yīng)選右捻繩，目的是防止鋼絲繩松捻。 15 （ a）前后排列齒輪傳動布置 （ b）直線式布置 （ c）電器聯(lián)系直聯(lián)電機(jī)拖動式布置 16 鋼絲繩拉力平衡輪 根據(jù)對單繩纏繞式、多繩摩擦式的布雷爾式提升機(jī)進(jìn)行一次提升量的井深，以及對功率和初期投資的比較結(jié)果，可以得出結(jié)論，每種提升機(jī)都一個臨界提升高度。另一種方法是利用天倫來平衡鋼絲繩拉力，天輪裝在聯(lián)通的液壓缸上，借天倫的升降來平衡鋼絲繩拉力。出現(xiàn)的問題是體積大功耗大。 12 圖 12 單繩纏繞式提升機(jī)工作 圖 13多繩摩擦式提升機(jī) 原理示意圖 工作原理圖 1— 卷筒； 2— 鋼絲繩； 3— 天輪； 1— 主導(dǎo)輪； 2— 導(dǎo)向輪； 3— 鋼絲繩； 4— 容器； 5— 平衡尾繩 4— 容器； 5— 平衡尾繩 此外，還有一種新的提升機(jī)類型：布雷爾式提升機(jī)。提升機(jī)工作時(shí)，拉緊的鋼絲繩必須以一定的正壓力緊壓在摩擦襯墊上。 圖 11 礦井提升機(jī)按工作原理的分類 單繩纏繞式提升機(jī)的工作原地如圖 12所示，簡單地說，就是用一根較粗的鋼絲線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。所謂內(nèi)裝，就是格拖動電機(jī)直接裝在摩擦輪內(nèi)部，使電機(jī)轉(zhuǎn)子與摩擦輪成為一體。 D. GKT 系列礦井提升機(jī) 采用 JSZ2 500 型雙力線中心驅(qū)動減速器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，噪音小。此外，礦井提升設(shè)備是一大型的綜合機(jī)械 — 電氣設(shè)備，其成本和耗電量比較高，所以，在新礦井的設(shè)計(jì)和老礦井的改建設(shè)計(jì)中，確定合理的提升系統(tǒng)時(shí)，必須經(jīng)過多方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合礦井的具體條件，在保證提升設(shè)備在選型和運(yùn)轉(zhuǎn)兩個方面都合理的前提下，要求提升設(shè)備具有良好的經(jīng)濟(jì)性。我國既是煤炭生產(chǎn)大國又是消費(fèi)大國，而根據(jù)我國的國情，在我國一次性能源結(jié)構(gòu)中，煤炭所占的比重一直是 70％以上，在今后相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，煤炭仍然是我國的主要能源，故煤炭對我國 的重要性不言而喻。 本次設(shè)計(jì)是關(guān)于 ，在本次設(shè)計(jì)中將大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的材料力學(xué)，理論力學(xué)，機(jī)械制造，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制圖等知識進(jìn)行了一次綜合的運(yùn)用。隨著社會需求和現(xiàn)代技術(shù)的 高速發(fā)展，礦山工業(yè)企業(yè)亟待生產(chǎn)設(shè)備及設(shè)施的機(jī)械化、電氣化、現(xiàn)代化。 緒論 礦井提升機(jī)的任務(wù)及其地位 煤炭是我國的主要能源，又是重要的化工原料。此外，礦井提升系統(tǒng)的耗電量很大，一般占礦井生產(chǎn)總耗電量的 50％ 70％。 （ A）型礦井提升機(jī) 1.)調(diào)繩裝置為電動蝸輪蝸桿式； 2.)制動器為綜合式，改善了閘瓦的磨損情況； 3.)液壓傳動裝置為手動控制的低壓電液調(diào)節(jié)閥和電磁鐵控制的安全三通閥，操縱省力，易于實(shí)現(xiàn)自動化和半自動化控制； 4.)減速器采用圓弧人字形齒輪減速器；提高了承載能力并減輕了重量。其工作原理是把鋼絲繩的一線固定纏繞在提升機(jī)的滾筒上，另一端繞過井架上的天輪懸掛提升容器，利用滾筒轉(zhuǎn)動方向的不同，將鋼絲繩纏上或放松，完成提升或下放重物的任務(wù)。內(nèi)裝式提升機(jī)的問世，是提升機(jī)領(lǐng)域里的一個新的里程碑，它不但對提升機(jī)制造業(yè)產(chǎn)生巨大影響，還對礦井提升機(jī)的使用、維修也 將引起變革，迫使人們用全新的概念去評價(jià)提升機(jī)性能的優(yōu)劣。單純纏繞式提升機(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。多繩摩擦式提升機(jī)與單繩纏繞式提升機(jī)比較，在規(guī)格性能、應(yīng)用范圍、機(jī)械結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)效果等方面都優(yōu)越得多，就深井和大產(chǎn)量來說，是豎井提升的發(fā)展方向。如果以應(yīng)力波動值不大于 2165N mm 計(jì)算，則提升高度的極限約為 1700m。 2）應(yīng)進(jìn)肯呢個纏繞多層以減少卷筒的寬度，實(shí)際證明，纏四層甚至是五層是無困難的，為了減少多層纏繞帶來的繩弦震動和鋼絲繩排列不齊的擠壓喝磨損，一般多采用平行繩槽（ Le Bus 繩槽），并很好地設(shè)計(jì)間層過渡楔。如果在莫一層沒有一根繩提前纏到下層上，稀釋由于軸 4 被閉鎖，弧形板不能移動，便在繩的壓力下繞軸 6 轉(zhuǎn)動，使串與安全回路中的接點(diǎn) 5 打開，提升機(jī)以正常減速度停車。由上述理由可見， 1400m以內(nèi)的深井，使用多繩摩擦提升機(jī)合理；超過 1400m 的井深，兩者都可以使用，但布雷爾提升機(jī)較合理些；深井超過 1700m 以上時(shí)，采用布雷爾提升機(jī)最為合理 . 18 2 提升機(jī)的選型和計(jì)算 煤礦主井主要為了煤炭的運(yùn)輸提升，而副井只作為下放材料，設(shè)備，以及排矸（立井還作為人員上下的通道），副井一般采用罐籠提升。 減速器的國內(nèi)外現(xiàn)狀 1）國外減速器現(xiàn)狀：齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動裝置。 2）國內(nèi)減速器現(xiàn)狀：國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機(jī)械效率過低的問題。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率 /體積（或重量）比值仍小。 傳動裝置的總傳動比 及其分配 由上章所知，選擇的是 2JK2/20 型礦井提升機(jī)，其相配套的減速器的傳動比為 ,20,30 三種，本次設(shè)計(jì)采用傳動比為 的二級斜齒圓柱減速器。 3）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 4）齒寬系數(shù)，選 1d?? 5）彈性影響系數(shù)， MPa? 6）按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim1 520MPa? ? ，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 480 MPa? ? 7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8）查疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 1 ? ； 2 ? 9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 10）端面重合度，查得 1 ?? ? ， 2 ?? ? ，于是 12 1. 54? ? ?? ? ?? ? ? 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1 得 31 ? ? 1 lim 11 0 .8 8 5 2 0 4 5 7 .61HNK M P a M P aS?? ?? ? ? ? ? 2 lim 22 0 .9 2 4 8 0 4 4 1 .61HNK M P a M P aS?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?12 4 5 7 .6 4 4 1 .6 4 4 9 .622HHH M P a??? ? ?? ? ? （ 2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑 1td ，代入 ? ?H? 的值 . 2)計(jì)算圓周速度 V 3)計(jì)算齒寬及模數(shù) 齒寬 模數(shù) 齒高 4）計(jì)算縱向重合度 10 .3 1 8 t a n 0 .3 1 8 1 2 2 t a n 1 5 1 .8 7 5d z??? ?? ? ? ? ? ? ? 5）計(jì)算載荷系數(shù) K 經(jīng)查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 102 得使用系數(shù)根據(jù) v=,7 級精度 ,32 查圖 108 得動載系數(shù) ? ，由表 103 查得 ????；由表104用插值法查得 7 級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時(shí)，齒向載荷分布系數(shù) ? ? 由 ,2 查圖 1013 得 ,故載荷系數(shù)為： 6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑如下： 7)計(jì)算模數(shù)： 3 按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，使用以下公式： (1) 確定計(jì)算參數(shù) 1)計(jì)算載荷系數(shù)： 2) 根據(jù)縱向重合度 ?? = 查圖 1028 得螺旋角影響系數(shù) ?? 3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) . 33 11 3322 24 .41c os c os 15v zz ? ?? ? ? 22 3375 os c os 15v zz ? ?? ? ? 4）查取齒形系數(shù) 查 105 表應(yīng)用插值法得 1 ? 2 ? 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 查 105表應(yīng)用插值法得 1 ? 2 ? （ 2）其余參數(shù)選擇 查圖 1020c 表得小齒輪的彎曲疲勞極限 1 480FE? ? 。為了使所選的 ,軸頸與聯(lián)軸器的孔頸相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號。左端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。 6)軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位 .采用平鍵連接。軸的兩端采用深溝球軸承，顯然此軸的最小直徑在兩端的安裝軸承處，根據(jù)尺寸，由軸承產(chǎn)品目錄初步選 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 33016，其尺寸為，故，且（ 67 段左端有一個擋圈），取 (12 段右端有一個套筒 ) 2）取安裝齒輪處的軸段 23 的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用軸套定位。 低速級軸 3 的設(shè)計(jì) 選擇材料 軸 3 的材料與軸 2 的材料相同 初步估算軸徑 49 由于軸的材料為 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)處理。取，則，軸的 67段左端由套筒定位，套筒長 12mm，取。 52 制動裝置的類型 制動裝置中的制動器按結(jié)構(gòu)分為塊閘和盤閘；傳動裝置按傳動能源分為油壓、氣壓及彈簧等。? 3）安全制動時(shí)，對于提升重物，減速度必須小于 5 米 /秒 2 ；對于下方重物，減速度應(yīng)大于 米 /秒 2 ； 4）對于摩擦式提升，安全制動時(shí)的減速度不應(yīng)使鋼絲繩滑動。但二者的制動力矩則不應(yīng)疊加，以免造成過大的減速度。推動前制動梁 2 并經(jīng)拉桿 4 帶動后制動梁 7 繞各自軸轉(zhuǎn)動，使兩個閘瓦壓向制動輪產(chǎn)生制動。但是，后制動梁由于僅由立柱 7 支承，它的平移性并不是在所有情況下部能保證。立桿 9上下運(yùn)功時(shí)，帶動三角杠桿轉(zhuǎn)動，通過拉桿 5 又帶動制動梁使閘瓦靠近或離開制動輪。 液壓盤式制動器作為最新開發(fā)出來的一種制動器，其發(fā)展前景遠(yuǎn)大，尤其是將液壓 — 電氣控制結(jié)合在盤式制動器上，相信隨著液壓和電氣技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，會更有利于盤式制動器的發(fā)展 . 液壓盤式制動器的結(jié)構(gòu)和工作原理 液壓盤式制動器的結(jié)構(gòu) 盤式制動器的結(jié)構(gòu)如圖 3— 4 所示。壓向制動盤的制動力，由盤式彈簧產(chǎn)生。 34 盤式制動器 60 液壓盤式制動器的工作原理 （ 1） 松閘 當(dāng)壓力油充入制動油缸，推動活塞 10而壓縮蝶形彈簧 11，并帶動調(diào)整螺栓 螺釘 8 及柱塞 1右移時(shí)，筒體 5和閘瓦 4 在回復(fù)彈簧 15 及拉緊螺栓17 的作用下也一同右移，則閘瓦離開制動盤，呈松閘狀態(tài)。當(dāng)改變油壓力61 時(shí)，正壓力 N 相應(yīng)變化，油壓值 P=0 時(shí)，即 1F =0，正壓力達(dá)最大值 maxN＝ 12 FF? ，此時(shí)為全制動狀態(tài)。在使用中 制動油缸可能有微量的滲油，因而要定期將塞頭 19 旋開排油。閘瓦與襯板連接，可用銅螺釘連接或