【正文】 （ ） 其中， η1 、 η 、 η3 、 η4 分 別為聯(lián)軸器 、 軸承 、 齒輪和卷筒 的 傳遞效率 。 。30′ ，否則繩與天輪輪緣的磨損過甚，易發(fā)生鋼絲繩跳出天輪的事故。 當(dāng)井架高度 Hj 和滾筒中心線至井筒中鋼絲繩間水平距離 Ls 均已確定時(shí)，弦長(zhǎng) Lx 即為定值。從這一接觸點(diǎn)至天輪中心的距離大約為 ，所以在計(jì)算井架全部高度 Hj 時(shí)，要將此段距離計(jì)入?？紤]誤差等實(shí)際情況，取 B=1655mm。 依據(jù)以上選擇原則，對(duì)提升機(jī)的鋼絲繩進(jìn)行計(jì)算和選用： （ 1）鋼絲繩最大懸垂長(zhǎng)度 Hc，按式 ()計(jì)算： 預(yù)估井架高度 Hj=30m： Hc=Hj+Hs+Hz=30+320+20=370m （ ） Hc—— 鋼絲繩最大懸垂長(zhǎng)度， m； Hj—— 井架高度， m；此值在計(jì)算鋼絲繩時(shí)尚不能精確確定，可采用下列數(shù)值：罐籠提升 Hj=15～ 25m；箕斗提升 Hj =30～ 35m； Hs—— 礦井深度， m； Hz—— 由井底車場(chǎng)水平到容器裝載的距離（ m），罐籠提升 Hz =0m；箕斗提升 Hz =18～ 25m； （ 2）估算鋼絲繩每米重量 P，由式 () 、 ()并按式 ()計(jì)算： 取鋼絲繩抗拉強(qiáng)度 ? B =17000 kg ／ cm2，安全系數(shù) ma=。 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 在礦井提升系統(tǒng)中，應(yīng)該根據(jù)不同的用途，選用 合適的鋼絲繩，揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮他們的效能，為此必須對(duì)其結(jié)構(gòu)、性能及選擇計(jì)算做詳細(xì)的了解 在選用鋼絲繩時(shí)還應(yīng)考慮以下因素：?jiǎn)卫K纏繞式提升機(jī)為防止纏繞時(shí)繩松捻，鋼絲繩的捻向應(yīng)與繩在卷筒上纏繞時(shí)的螺旋線方向一致，目前單繩纏繞多為右旋，所以多選用右同向捻繩。 圖 31 單繩纏繞式提升機(jī)箕斗提升系統(tǒng) 1提升機(jī)； 2天輪； 3井架； 4箕斗； 5卸載曲軌； 6煤倉； 7鋼絲繩； 8翻籠 9煤倉； 10給煤機(jī)； 11裝載設(shè)備 根據(jù)以上選擇原則，進(jìn)行箕斗基本參數(shù)的計(jì)算： （ 1）提升高度 H： H=Hz+Hs+Hx=20+320+20=360m () 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 stVHaVTmmX101036039。 （ 2）同時(shí)提升的水平數(shù) （ 3）最終開采深度 它直接關(guān)系提升設(shè)備的設(shè)計(jì)，重要是對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇有很大的影響。早期點(diǎn)蝕主要原因是由于齒面接觸不良及超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)引起的 齒面接觸應(yīng)力增大，所以在負(fù)荷試車的時(shí)候不應(yīng)該進(jìn)行超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，待齒面接觸情 況達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，再滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。松開液壓閥，油壓降低，彈簧作用撤回，制動(dòng)消除。 （ 2）主軸與左右輪轂的連接采用鍵連接過渡配合，便于卷筒拆卸、維修。主軸容易出現(xiàn)的故障包括卷筒開裂、主軸疲勞損害、連接螺栓孔 出現(xiàn)裂紋。同時(shí)摩擦式提升機(jī)的摩擦安全性能并不完全可靠。 纏繞式提升機(jī)與摩擦式提升機(jī)特點(diǎn)分別是： （ 1）纏繞式 纏繞式提升機(jī)利用鋼絲繩 在卷筒上纏繞和放出，實(shí)現(xiàn)提升容器的 提升和下放。然后，對(duì)單繩纏繞式提升機(jī)進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并對(duì)其可靠性和可行性進(jìn)行了分析。 （ 3）向智能化自動(dòng)化方向發(fā)展。提升作為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在一定程度上制約著煤炭生產(chǎn)能力。該裝置主要是由主軸裝置、聯(lián)軸器、減速器、制動(dòng)器等主要部件組成，此次設(shè)計(jì)的提升機(jī)主軸裝置、減速器與制動(dòng)系統(tǒng)是配套專用產(chǎn)品，電動(dòng)機(jī)的選擇可以靈活運(yùn)用。這樣可以提升機(jī)的應(yīng)用、維護(hù)、保養(yǎng)、檢測(cè)等方面系統(tǒng)進(jìn)行，有效提高提升機(jī)的工作效率。提升設(shè)備的合理結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)，安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和科學(xué)管理維護(hù)，直接關(guān)系到礦井生產(chǎn)能力及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。提升系統(tǒng)采用 PLC 控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，并可根據(jù)要求調(diào)節(jié)，信號(hào)用聲、光、影像來傳送。對(duì)提升機(jī)的主軸裝置、聯(lián)軸器、減速器、制動(dòng)器等主要部件進(jìn)行了技術(shù)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了單繩纏繞式提升機(jī)的整體設(shè)計(jì)。鋼絲繩一端固定在提升機(jī)的卷筒上，另一端繞過井架天輪與提升容器 相連接，當(dāng)卷筒由電機(jī)拖動(dòng)以不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩在卷筒上纏繞或放出，以帶 動(dòng)提升容器。單繩摩擦式提升機(jī)解 決了卷筒寬度過大的問題，但不能解決卷筒直徑和鋼絲繩直徑過大的問題。制動(dòng)系統(tǒng)容易出現(xiàn)的問題是制動(dòng)不迅速，沒有適當(dāng)緩沖。 （ 3）采用焊接式卷筒，提高了卷筒的強(qiáng)度。 減速器 該產(chǎn)品為與提升機(jī)配套使用，為專用產(chǎn)品，是二級(jí)齒輪減速器， 結(jié)構(gòu)有兩級(jí)齒 輪、機(jī)體、機(jī)蓋組成。對(duì)于后期點(diǎn)蝕（疲勞點(diǎn)蝕）主要由幾個(gè)原因造 成的，接觸精度不好；大小齒輪表面硬度差偏小，配合性能及抗疲勞性能差；潤(rùn)滑 油太稀等，因此應(yīng)針對(duì)以上情況采用對(duì)應(yīng)措施，如采用黏度較大的潤(rùn)滑油為宜。 （ 4）提升機(jī)形式 一般中小礦井多采用單繩纏繞式提升機(jī)，而 大型礦井則采用多繩摩擦式提升機(jī)。1????????? ?（ 2）經(jīng)濟(jì)提升速度 Vm: Vm= H = 360 =() 式中 : H—— 為提升高度（ m）； Hs—— 為礦井深度； Hx—— 卸載高度，箕斗提升可取 1525m；罐籠提升可取為 20m； HZ—— 裝載高度，箕斗提升可取 1825m；罐籠提升可取為 20m； （ 3) 一次提升循環(huán)估算時(shí)間 Tx: 初估加速度 2/ sa? 。為加強(qiáng)工作性能，增強(qiáng)可靠性最好選用金屬繩芯鋼絲繩。 () 式中 : Q—— 一次提升貨載的重量，千克； Qz—— 容器的自身重量，千克； ma—— 安全系數(shù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，主井箕斗提升， ma 大于等于 ，取 ma=； P—— 鋼絲繩每米重量，千克 /米； mKgHm PCabZ / 55008000/ ????????? 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 故選用普通圓形股 6 19 型鋼絲繩，其技術(shù)特征為： 鋼絲繩直徑 d=40mm； 鋼絲直徑 δ = ； 鋼絲繩全部鋼絲斷裂力總和 Qq=102500 Kg； 每米重 P= Kg／ m； 鋼絲鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度為 2/17000 cmkgb ?? （ 3）鋼絲繩安全系數(shù)校核，由式 () 、 ()并按式 ()計(jì)算： () 式中 ： Qq —— 所選鋼絲繩全部鋼絲破斷拉力總和， N； Q+QZ+pHc—— 貨載、容器、鋼絲繩重量總和； ma—— 安全系數(shù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，主井箕斗提升， ma 大于等于 ， ma 取 ；由于實(shí)際安全系數(shù)大于 ,故所選鋼絲繩滿足安全要求，合格可用。故 卷筒選用單繩纏繞，卷筒直徑 D=3500mm,寬度 B=1655mm。 在計(jì) 算和選擇鋼絲繩時(shí) ,曾估取井架高度 Hj 為 30 ,說明原估取數(shù)值可用 ,無需再校驗(yàn)鋼絲繩 ,將 Hj 圓整成 35 m。 Lx 可按下式 ()求出： 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 17 () 式中： Rt—— 天輪直徑 C0 —— 滾筒中心線與井口水平的高差提升機(jī)主軸中心線高出井口水平的距離，此值決定于滾筒直徑、地形和土壤等情況，一般 C 0 =1～ 2m； 為了防止在運(yùn)行中鋼絲繩振動(dòng)而跳出天輪繩槽，鋼絲繩弦長(zhǎng)一般限制在 60m 以內(nèi)。 最大外偏角 （ ） 式中： B—— 滾筒標(biāo)準(zhǔn)寬度， B= 米； s—— 兩箕斗中心距，從表 31 查得 S= 米 a—— 兩滾筒之間的間隙，不同型式的提升機(jī)不盡相同，可通過提升機(jī)規(guī)格表中的有關(guān)參數(shù)計(jì)算得出；查得 型提升機(jī)兩滾筒中心距為 米，故 a==； d—— 鋼絲繩直徑， d= 米； ? ? ? ?? ? ? ?mDLCHLx tsj2/2/22220?????????? ?? ?39。即下出繩角 β 值為 式 （ ） （）由于實(shí)際出繩角大于允許植 15176。 分別取 η 1 = ,η 2 = ,η 3 = ,η 4 = 。由于二級(jí)減速器的高速軸上有一個(gè)鍵槽，故將計(jì)算值加大 3%，即 3min / nPcd ??mmnPcd e 33m in ????? 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 22 dmin=(1+3%)= ，圓 整后 d min =170mm。壓力角由 GB/T135688 取 α = 20 。如圖 33 所示： 圖 33 高速大齒輪結(jié)構(gòu)圖 具體結(jié)構(gòu)數(shù)值為： 由前知道 da2 =1056mm D0 = da2 ? 12 m = 1056 ? 12 16 = 864 mm 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 25 C = = 256 = 64 mm D3 = = 320 = 512 mm D1 =(D0 + D3 )/2=（ 864 + 512） /2=864mm D2 = (D 0 ? D3 ) = (864 ? 512) = 106mm 對(duì)于第二對(duì)齒輪： 由 于 低 速 級(jí) 齒 輪 傳 動(dòng) 比 i = ，取 模 數(shù) m=16 ， Z 3 = 24 。 = 齒厚 : S3 = S4 = S = π m = 16 = mm 齒槽寬 : e3 = e4 = e = π m = 3 .14 16 = 25 .12 mm 頂隙 : C3 = C4 = C = c ? m = 16 = 4 mm 標(biāo)準(zhǔn)中心距 : a3=a4 = m (Z+ Z4 )/2 = 16 (24+70) /2 = 752 mm 節(jié)圓直徑 ： d3′= d 3 = 384 mm d4′= d 4 = 1120 mm 傳動(dòng)比 ： i=Z4/Z3=70/24= 由表 37 取圓柱齒輪齒寬系數(shù) φ d =1，則齒寬 B4 = φ d d = 1 384 ≈ 400 mm B3 = B4 + 8 = 400 + 8 = 408mm 具體結(jié) 構(gòu)（低速大齒輪）數(shù)值為： 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 26 由前知道 d a 4 =1152mm，則 D0 = da4 ? 12 m = 1152 ? 12 16 = 960 mm C = = 400 = 100 mm D3 = = 420 = 672 mm D1 =D0 + D3 =60 + 672 =816mm D2 = (D 0 ? D3 ) = (960 ? 672) = 結(jié)構(gòu)如圖 34： 圖 34 低速大齒輪結(jié)構(gòu)圖 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 【 2】【 6】【 7】【 10】 根據(jù)軸徑與連接類型及應(yīng)用范圍對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行設(shè)計(jì)： （ 1） 主軸與減速器低速軸間半聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器類型為彈性柱銷聯(lián)軸器，材料為 ZG35，其結(jié)構(gòu)參數(shù)與工藝要求如圖 35： 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 27