【文章內(nèi)容簡介】 襯墊的壽命都幾乎下降，而且還會(huì)出現(xiàn)主繩震動(dòng)和尾繩難以管理等問題。為了保證鋼絲繩的使用壽命，規(guī)定鋼絲繩的任意斷面處的應(yīng)力不應(yīng)過大（一般不應(yīng)大于2165N mm ) ,而摩擦提升機(jī)采用尾繩，在容器與鋼絲連接處的鋼絲繩斷面上，靜力隨容器位置的不同而改變的幅度很大，約為 210nqHnA?? 。如果以應(yīng)力波動(dòng)值不大于2165N mm 計(jì)算，則提升高度的極限約為 1700m。布雷爾提升機(jī)不用尾繩，克服 了這些弱點(diǎn)。又無防滑問題。出現(xiàn)的問題是體積大功耗大。 11 布雷爾提升機(jī)實(shí)際上是在較寬的卷筒上安裝一個(gè)中間擋板，把一個(gè)卷筒分隔成兩段，每段纏繞一根鋼絲繩，每個(gè)卷筒上的兩根鋼絲繩，繞過天輪以后共同連接到一個(gè)提升容器上，可見提升原理與單繩纏繞式無異，只是用兩根鋼絲繩代替一根鋼絲繩，因此繩徑和卷筒直徑相對(duì)減小了。 布雷爾提升機(jī)有三種不同的布置方式。如圖 14 所示，其中（ a）為前后排列齒輪傳動(dòng)方式；（ b）為直線布置式；（ c）為電機(jī)直聯(lián)分別拖動(dòng)式。布雷爾提升機(jī)在結(jié)構(gòu)上有如下特點(diǎn)： ，必須設(shè)計(jì)成纏繞相 同圈數(shù)和相同層數(shù)的鋼絲繩，以保證兩根繩中拉力平衡。 ，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(dòng)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。 ，就存在如多繩摩擦提升的鋼絲繩拉力平衡問題，布雷爾提升機(jī)使用兩種平衡方法。一種是平衡輪法，如圖 2所示，兩根鋼絲繩以相反方向在平衡輪上纏繞數(shù)圈并固定在平衡輪上，拉力不平衡時(shí)，平衡輪可以轉(zhuǎn)動(dòng)。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。 ，為了見識(shí)纏繩情況，設(shè)有纏繩檢測裝置，如圖 3所示。在卷筒的每個(gè)纏繩間隔的整個(gè)寬度上，設(shè)有弧形板 A，它距所纏繞的一層鋼絲繩有 12繩徑的間隙，弧形板由線圈 2 來控制。可隨層數(shù)的不同而移動(dòng)（圖上為纏繞四層），另有閉鎖線圈 3，纏繩過程中，它使插銷總是定位于軸上的凹槽中（凹槽與纏繞層數(shù)相對(duì)應(yīng)）。一層纏滿時(shí)，線圈 3通電拔起閉鎖插銷，同時(shí)線圈 B通電使軸 4移動(dòng)，帶動(dòng)弧形 板 1 后移或者前移，弧形板移到新的位置后，線圈 2的 3斷電閉鎖。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(dòng)，便在繩的壓力下繞軸 6轉(zhuǎn)動(dòng)，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。此外也可以用液壓控制檢測纏繩。 ，特備是直聯(lián)電機(jī)分別拖動(dòng)時(shí)，由于不平衡靜力矩大，每個(gè)卷筒要設(shè)兩個(gè)制動(dòng)輪（盤）。 12 （ a）前后排列齒輪傳動(dòng)布置 （ b）直線式布置 13 （ c）電器聯(lián)系直聯(lián)電機(jī)拖動(dòng)式布置 圖 14鋼絲繩拉力 平衡輪 根據(jù)對(duì)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(duì)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(gè)臨界提升高度?？紤]繩中應(yīng)力波動(dòng)值不過大，多繩摩擦式提升機(jī)這個(gè)臨界高度約為 1400m，布雷爾提升機(jī)約為 2020m。小于臨界高度，布雷爾提升的一次提升量不變，而多繩摩擦提升則可大大增加。如果一次提升量相同，多繩摩擦提升機(jī)的均方根功率高，明顯優(yōu)于布雷爾 14 提升機(jī)，這是由于布雷爾提升機(jī)的不平衡力矩大的緣故。影響初期投資的因素很多，但無疑多繩摩擦提升機(jī)要便宜的多，但是在那些不得不使 用布雷爾提升機(jī)的礦井，這個(gè)問題就要退居次要了，以為如果由于提升機(jī)的緣故，不得不改變礦井設(shè)計(jì)，或者采用分段提升，那么費(fèi)用就會(huì)超過布雷爾提升機(jī)的初期投資。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 . 而本次設(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(shí)進(jìn)行了一次綜合的運(yùn)用。本次設(shè)計(jì)不僅是 對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和鞏固而且為以后進(jìn)入社會(huì)參見工作積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)是個(gè)難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。 15 第二章 提升機(jī)的選型和計(jì)算 提升機(jī)的部件選擇 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。本次設(shè)計(jì)的就是副井所使用的提升機(jī)。 罐籠選擇 根據(jù)礦車類型按表選擇 2 單層罐籠（ )其技術(shù)規(guī)格為： 裝載 礦車一輛，最大載重 噸、自重 2噸、乘人數(shù) 10人、斷面尺寸 1800X1150 礦石一次提升重量： kgQ 14001 ? 廢石一次提升重量： kgQ 1300?? 一次提升礦車總重： kgq 500? 鋼絲繩設(shè)計(jì)及選擇 選擇鋼絲繩時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用條件和鋼絲繩的特點(diǎn)來考慮。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。 （ 1） 最大懸垂長度： mHhH jja 3 6 53 5 0150 ????? 井架高度????jah 礦井最大深度????jH mH j 3 5 03 3 515 ??? （ 2）鋼絲繩的選擇 考慮井不太深，根據(jù)貨源情況，選用 6x19 右捻鍍鋅鋼絲繩。 mkgHmNqpm/5 6 6 51 7 0 0 0 5 0 02 0 0 01 4 0 001 ???????????? ? m安全系數(shù)，罐籠類取 按表選擇 6x19 鋼絲繩，其技術(shù)規(guī)格如下： 16 繩徑 d= 每米繩重 p=鋼絲破斷力總和 38900?dQ N 鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度 2/170 mmkgm ?? 提升機(jī)的選用 D=1000mm B=1000mm kgphqQr gQTj4593m a x?????????? kgP HoQTj1 9 3 33 5 3 0 0??????? /米??? HV 按照《礦井運(yùn)輸提升》附表 12 選擇 2JK2/20 型提升機(jī)，其技術(shù)規(guī)格如下：卷筒直徑 D=1000mm 寬度 = B=1000mm 鋼絲繩最大靜張力 kgTj 60 00m ax ? 最大靜張力差：kgTj 4000?? .配套的二級(jí)減速器比 i= 機(jī)器旋轉(zhuǎn)部分變位重量 kgGjcGjj 6080??（不包括天輪和電動(dòng)機(jī)） 17 提升機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算 選擇加減速度 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，升降人員時(shí)加、減速度應(yīng)不大于 米 /秒 選取加速度2/ sma ? 減速度 2/ sma ? 速度各參數(shù)的計(jì)算 提升中段 由 305 到 245 由 245 到地面 由 305到地面 提升高度 H 60m 260m 320m 加速時(shí)間 1t 7s 7s 7s 加速距離 1h 減速時(shí)間 3t 7s 7s 7s 減速 距離 3h 等速距離 2h 25m 225m 285m 等速時(shí)間 2t 5s 45s 57s 一次提升時(shí)間 1T 19s 59s 71s 18 提升動(dòng)力學(xué)計(jì)算 預(yù)選電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)的近似容量 千瓦18 5 2 520 2??? ?????? ??T jV mKN 選擇 JRQ1478型電動(dòng)機(jī) 其技術(shù)規(guī)格 N=200 千瓦 額定轉(zhuǎn)速 735 轉(zhuǎn) /分 額定電壓 =6000 伏 轉(zhuǎn)子飛輪力矩 125kg. 2m 提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量 (1)礦石重量： Q=1400kg (2)罐籠重量： rgQ =2020kg (3)礦車重量： q=500kg (4)鋼絲繩 重量： kgDlldHppl stp1 6 8 9)()321(22 0???????????????????? （ 5)機(jī)器旋轉(zhuǎn)部位變位質(zhì)量 kgGjcGjj 6080?? (6)天輪的變位質(zhì)量： kgGit 720 49022 ? ??? （ 7） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量： kgiD dGDG idi900204180)( 222???? 19 （ 8） 總變位質(zhì)量： kgG i dG i cG i zG i tplQcqQ r gQgMq pni2 1 8 6)3 6 0 06 0 8 07 2 01 7 3 92 8 8 05 0 04 5 0 01 4 0 0(1)22(11????????????????????? 力圖的計(jì)算 1aa? 2121 tax? 動(dòng)力方程式 ????? 1211 )( mataHpKQF (1)提升開始時(shí)， t=0,拖動(dòng)力為 ???? 139。1 MaPHKQF =++ = （ 2)加速階段階段終了時(shí)， .21, 211 htaxtt ??? 拖動(dòng)力 kgMahHPKQF 7 7 4 1 8 6) 5 0( 4 0 )2( 11?????????????? ? ，動(dòng)力方程為 )22( 12 tVhHPKQF m???? (1)在等速開始時(shí)， t=0 拖動(dòng)力方程為 kghHPKQF 2 3 3 8) 5 4 0 )2( 12 ??????????? （ 2） 等速終了時(shí)， .2tt? 211 hhtVhx m ???? 拖動(dòng)力為 kghhHPKQF)()22( 21??????????????? 3aa? 2321 tatVhhx m ???? 拖動(dòng)力方程式為： ???????? 323213 )222( MatatVhhHpKQF m 20 （ 1） 減速階段開始時(shí)， t=0, 拖動(dòng)力為： kgMatatVhhHPKQF m283 1 8 6)( 4 0 )222( 323213??????????????????? ? （ 2） 減速終了時(shí) t=3t Hx? ,拖動(dòng)力為： kgMaPHKQF 8 3 1 8 63 5 4 0 33????????????? ? 21 第三章 提升機(jī)減速器的設(shè)計(jì) 減速器的作用 （ 1）降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。 （ 2） 降速同時(shí)降低了 負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方 。 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(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問題，也未解決好。最近報(bào)導(dǎo)，日本住友重工研制的 FA 型高精度減速器，美國 AlanNewton 公司研制的 XY式減速器，在傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與本項(xiàng)目類似或相近，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。 （ 2）國內(nèi)減速器現(xiàn)狀：國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問 題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國內(nèi)使用的大型減速器（ 500kw 以上），多從國外（如丹麥、德國等）進(jìn)口，花去不少的外匯。 60 年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)等減速器具有傳動(dòng)比大，體積小、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn) ?。但受其傳動(dòng)的理論的限制，不能傳遞過大的功率，功率一般都要小于