【正文】 ..........59 英文原文 .................................................................................... 59 中文譯文 .................................................................................... 71 參考文獻(xiàn) ........................................................................................82 致 謝 ............................................................................................83 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 礦井提升機(jī)井口操車搖臺概述 在使用罐籠提升的立井礦井中，我們需要使用礦車來運(yùn)送材料等物體，我們需要在罐籠連接部位加裝罐籠承接裝置，用來將罐籠內(nèi)軌道和水平面上的固定軌道進(jìn)行連接，承接裝置在各個煤礦上主要采用三種類型：搖臺、支罐機(jī)和罐座，其中搖臺使用的較為廣泛 。極易出現(xiàn)墩罐，礦車掉道和效率低下的安全生產(chǎn)事故。作為煤礦立井提升設(shè)備的關(guān)鍵部分 —— 素有“交通咽喉”之稱的現(xiàn)有搖臺已經(jīng)逐步無法滿足現(xiàn)場使用要求。 Hydraulic shaking table。搖臺指罐籠裝卸車時與井口、馬頭門處軌道聯(lián)結(jié)用的活動平臺 ,多用于礦山工程和石油開采施工中。 相對于舊式的井口操車系統(tǒng)，機(jī)電液一體化操車系統(tǒng)不僅安裝基礎(chǔ)淺、施工成本低，而且可較好的實(shí)現(xiàn)推爪進(jìn)罐，方便的執(zhí)行推車、卸車、限位、調(diào)運(yùn)礦車等功能，操車工藝先進(jìn)，工作效率極高。 搖臺、阻車器執(zhí)行元件為油缸，采用集中控制，并實(shí)現(xiàn)機(jī)械閉鎖。 井口各個水平和井口水平相比較，只要操車作業(yè)的方式相同，那么在操車部件數(shù)量上就是相同的，只是在推車機(jī)或者搖臺的規(guī)格上可能有所不同。礦車進(jìn)入罐籠后，壓縮 油液 進(jìn) 入液壓 動力缸 3，推動滑車 8。 B? 和 am 均為查表得到；提升機(jī)鋼絲繩的工作垂直長度 12 3 4 5 1 0 5 4 4cH H H? ? ? ? ?,其中 1H 是井架的垂直高度： 34m 。 許用應(yīng)力：為 了保險(xiǎn) 考慮 ，搖臂強(qiáng)度只 需要 按 輕 軌 受力 強(qiáng)度計(jì)算。 搖尖鉸接在搖臂之上，能夠自由的轉(zhuǎn)動一定的角度，搖尖的尾端接有配重， 使得 搖尖一直處于 抬起的狀態(tài)。 搖臺 搖尖 鉸接 銷軸的強(qiáng)度 校核 計(jì)算 搖尖 連接 銷軸 的 受力如圖 54,此時的車輪中心線位置距離搖尖邊緣線的距離為 245mm,即是銷軸孔中心距離搖尖邊緣線位置的距離。 進(jìn)出車側(cè) 搖臺 搖尖的強(qiáng)度計(jì)算 和校核 兩種 搖臺的 搖尖 強(qiáng)度 計(jì)算 在 礦車 的 前輪 作用在 搖尖 11DD? 斷 面 上 ， 此時的斷 面的彎矩 是極限值 。 許用應(yīng)力： ?K][][ ?? ?? ? aMP214? 式中： ][? 拉伸基本許用應(yīng)力， 搖尖采用的是 45號鋼，而且搖尖要經(jīng)過鍛造處理， 45號鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理拉伸許用應(yīng)力 ][? =275 aMP ； K 第 二 類載荷 作用 下的折減系數(shù)， 取 K =。 擺桿擺桿套滑輪連接銷正視圖俯視圖 圖 519 軸段 5 用于安裝六角 螺母， 其功能是 用于擺桿套的軸向定位， 軸段 直徑為 d5=42,總長 L5=37，螺母的具體尺寸和 型號 和 軸段 1 的相同 。 軸承支座的結(jié)構(gòu)特征 軸承座底座上面兩邊各有一個定位孔，形狀成方圓形 ，而且橫 向幾何中心和底座的幾何中心重合，孔的總長和總寬為 23mm,18mm,上底座與下底座各占半個圓形結(jié)構(gòu)，上下端通過螺栓連接，螺栓選擇，總長為 65mm ， GB/T57822021 , 其中螺紋部分的長度為30mm,螺栓上加一個標(biāo)準(zhǔn)型彈性墊圈 GB/T931987 示意圖如圖 61，具體尺寸如表格 61， smdb 圖 61 表 61 D min/mm S 公稱 /mm b 公稱 /mm S max/mm m/mm 確定毛坯的成型方法 軸承支座是比較常見的傳動支撐件，材料我這里根據(jù)大部分都采用 的材料 HT200， 因?yàn)樵摿慵枰幸欢ǖ膹?qiáng)度。 確定毛坯的鑄造工藝參數(shù) 各個加工余量值的選用 由于鑄造類型選擇的是機(jī)械鑄造，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表 ，我在這里選擇我的鑄件 尺寸的公稱等級是 8～ 10， H作為我所鑄造零件的加工余量等級， ， 加工余量值，其他的加工余量可視情況而定。 工序 4 精銑底面和兩端面。刀具我在這里依舊選擇硬質(zhì)合金端銑刀。 工序 2 時效處理。 鑄件造型種類的選用 由于所制造批量屬于大批量生產(chǎn) （參考《機(jī)械加工工藝手冊》電子版） ,因 此所選用的砂型為一般 機(jī)械 造型（即鎮(zhèn)壓式）。 回轉(zhuǎn)軸的力矩 、彎矩、扭矩圖如 圖 523： 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 449 043N mm210 0240 N mm661 500 N mm 圖 523 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 6 軸承支座設(shè)計(jì) 加工工藝 軸承支座的功用分析 軸承支座類似于支撐軸承的箱體，它承接了箱體的功能，比 箱體更為方面，便于軸承的安裝和應(yīng)用，軸承座更容易調(diào)節(jié)安裝，軸承座的好處還可以 有 更好的配合 ，更方便軸承的安裝，制造加工的成本也比較便宜。 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 15092螺栓 M18配裝軸剖面搖臂剖面 螺栓示意圖 518 軸段 4 用于安裝另一根 搖臂、軸承、另一個軸承支座、軸套、擺桿 和 擺桿套 ， 該 軸段的 直徑 4 50d ? mm， 總長 L4=308 mm。 檢驗(yàn) 搖尖銷軸孔內(nèi) 表面受到的 最大拉應(yīng)力： 2222 rRRrqt ??????? 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 220 .7 2 .4 1 .3 4 .52115 4 .5 2 .4? ? ??? ? ? aMP 上述的公式里 ： q單位壓應(yīng)力； FPq 2? 455032 ? ? =1580 N/ 2cm F搖尖銷軸孔受拉面積。 銷軸孔的 許用 拉伸 應(yīng)力： ? ?K?? ????? ? = aMP 其 中 公式中 ： ??? 45 號鋼 經(jīng)過 調(diào)質(zhì)處理 之 后，拉伸的基本許用 應(yīng)力； ??? 5502? =275 aMP 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 K 第 類載荷下的折減系數(shù)，取 ?K =。 輕 軌底 面 的彎曲應(yīng)力： 111 WMBw ?? ? = aMP 輕 軌頂 面 的彎曲應(yīng)力： 22 WMBw ?? ? = aMP 其中公式里 ： 1W 11 BB? 斷 面軌 道 底 端 截面模數(shù)； 代入數(shù)據(jù)得： 1WyhJx?? ? ? = 3cm 2W 11 BB? 斷 面 的 軌 道 頂 端 截面模數(shù)。 進(jìn)出車 搖臺的 搖臂 和 搖尖 鉸接地方 的 輕 軌 的 強(qiáng)度計(jì)算 搖臂與搖尖連接處的 輕 軌是組合面。 圖 51 礦車行 走于搖臂之 上， 搖臂上受到的力會隨著礦車的運(yùn)動而運(yùn)動的，假設(shè) 礦車 所有輪子作用在搖臂 上 的力都是一樣的 ，搖臂上的最大彎矩，由 以下的公式得到 ： 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 搖臂 銜接到罐籠軌道 處時 受到 的支反力： ? ? ? ?1111 L LXLQXLQR p??????? )22(11 pLXLLQ ???? AA 截面處的彎矩 ： XRMA 1? ])2(2[ 21 XLLXLQ p????? 式中： 1L 長搖 臂長度， 1L =1500 mm； pL 一噸箱式礦車軸距， pL =550 mm。 提升機(jī) 鋼絲繩的 理論 計(jì)算 提升機(jī) 鋼絲繩的單位 重量 ： 12611 10G B caPHm? ???? ? ? 7 66 5 0 0 8 5 0 01 7 0 1 01 1 0 1 0 5 4 47 .5 ??? ?? ? ? ? kg/m 式中： 1Q 允許 最大下放重量， 1Q =6500 kg； 2Q 罐籠 的重量， 2Q =8500 kg； B? 鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度， B? 7170 10?? 2/Nm； am 鋼絲繩靜力安全系數(shù) 用混合提升時的情況 ， 因此 取 am =； cH 鋼絲繩工作垂直 長度 , cH =544 m。它安裝在通向罐籠進(jìn)出口的位置。 下表給出了在單罐籠提升和雙罐籠提升兩種情況下，井口和井底車場所中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 用銷齒操車設(shè)備 的組成明細(xì)： 如果立井為單罐籠提升 ，那么井口為單股操車道，則操車系統(tǒng)共設(shè)置一臺操車機(jī)，兩臺抱軌式阻車器，一套搖臺，一套單軌安全門、一套 YKC 型集中控制液壓站，一臺 KJH118 型操車電控系統(tǒng)。如井口為雙股道，采用雙罐籠提升，則應(yīng)共設(shè)置兩臺推車機(jī)，四臺抱軌式阻車器，兩套搖臺，一套雙軌安全門、一套集控液壓系統(tǒng)、一套電控操作臺，即液壓及電控控制系統(tǒng)應(yīng)對兩股道的操車設(shè)備實(shí)現(xiàn)集中控制。操車系統(tǒng)為機(jī)電液一體化的綜合控制系統(tǒng)，由推車機(jī)、抱軌式阻車器、搖臺（立井用）、安全門（立井用）、集控液壓系統(tǒng)、電控操作臺等部 分組成。礦井搖臺的特點(diǎn)有很多，運(yùn)動比較快，行動時間比較短，停罐休止的時間也是比較短的。 本設(shè)計(jì)說明書主要包括：提升機(jī)操車的發(fā)展現(xiàn)狀 、 搖臺的結(jié)構(gòu)和工作原理 、 搖臺結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算和校核 、 軸承支座設(shè)計(jì)和加工工藝、液壓缸設(shè)計(jì)以及井口操車系統(tǒng)。中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 隨著人類對非可再生資源的需求量急劇增加，深井開采的大型數(shù)字化煤礦立井也隨之急劇增加。本設(shè)計(jì)思路清晰，內(nèi)容簡明，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)，言簡意賅，詳細(xì)對搖臂和搖尖的受力進(jìn)行了分析。單繩、多繩摩擦提升都是可以使用搖臺這種承罐裝置 。 操車系統(tǒng) 概述 操車系統(tǒng)分立井操車系統(tǒng)和斜井操車系統(tǒng)兩種，分別應(yīng)用于立井或斜井的井口或井底車場，進(jìn)行操車作業(yè)。 立井操車系統(tǒng)各功能部件的布置原則為：每股道設(shè)置一臺推車機(jī)，兩臺抱軌式阻車器，一套搖臺，一套單軌安全門、一套集控液壓系統(tǒng)、一套電 控操作臺。 電控采用高可靠性的進(jìn)口 PLC 控制，井下環(huán)境中所有電路接入隔爆箱，可靠無故障，可高效的監(jiān)測操車設(shè)備各組成部件的運(yùn)行狀態(tài)，同時接受操作人員的控制信號，控制各操車設(shè)備安全有序運(yùn)行。 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 2 礦井提升機(jī)搖臺的結(jié)構(gòu)和工作原理 搖臺 是由能繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的兩個 搖 臂 和其他附屬零件 組成，如圖 21 所示。