【文章內容簡介】 運輸方便，用戶維護任務輕，可減少鋼絲繩磨損，適應 于不同繩徑等優(yōu)點，目前是主流的結構形式，所以本設計采用裝配式木襯卷筒結構。 卷筒上鋼絲繩的出繩方向和出繩口位置的確定： 對于單筒提升機，建議用戶將鋼絲繩的出繩方向選擇在卷筒的上側，即“上出繩”。 167。 主軸承 主軸承受的載荷通過軸承傳遞給基礎，主軸承采用雙列向心球面滾子軸承。它主要用于承受徑向載荷，也能承受少量的雙向軸向載荷。具有調心性能，適用于多支點軸、彎曲剛度小的軸以及難于精確對中的支承。該軸承結構簡單，傳動效率高，承載力大，使用中只需定期加注潤滑脂即可，減少了用戶的維修工作量。 167。 盤形制動器裝置 在早期的提升 機系列產品中，制動裝置一般采用的都是角移式制動器、平移式制動器和綜合式制動器。但是角移式制動器具有圍抱角較大，所產生的制動力矩也較小的缺點，而且由于閘瓦表面的壓力分布不夠均勻，閘瓦上下磨損也不均勻；平移式制動器則因為結構比較復雜，對于用戶的維護和檢修都十分不便；綜合式制動器所能產生的制動力矩也比較小，不能適用于大功率、高速運轉系統的緊急制動，容易給用戶帶來潛在的安全隱患。 結合實際生產和工作的經驗，本設計采用盤形制動器裝置。盤形制動器裝置是以實現提升機的工作制動和安全制動， 其工作原理是液壓松河南科技大學畢業(yè)設計 說明書 6 閘，彈簧力制動 。它的制動力矩是靠閘瓦沿軸向從兩側壓向制動盤產生的，為了使制動盤不產生附加變形，主軸不承受附加軸向力，盤閘都是成對使用。根據所要求制動力矩的大小，每臺提升機可布置多副制動器。 167。 深度指示系統 深度指示系統是提升機的重要組成部分，其功能有如下幾點： 1. 指示提升容器在井筒中的實際位置。 2. 發(fā)送減速、過卷等訊號。 3. 進行限速保護。 深度指示器系統一般有三種類型，多水平深度指示系統 (監(jiān)控器 )， 牌坊式深度指示器系統，圓盤式深度指示器系統。 為滿足提升機在各種工況下的使用要求，本設計配備有監(jiān)控器和牌坊式深度 指示器以及光電測速傳感器系統。一般對于多水平提升的礦井，應優(yōu)先采用監(jiān)控器系統，對于單水平提升的礦井，用戶可任選一種或多種組合使用，本設計推薦使用光電測速傳感器系統。 167。 減速器 齒輪減速器是礦井提升機機械系統中一個很重要的組成部分，它的作用主要是用來傳遞回轉運動和動力。包括用電動機輸出的轉速經減速器降至提升卷筒所需的工作轉速；把電動機輸出的力和扭矩經減速器增至提升卷筒所需的力和工作扭矩。 在礦井提升機上，減速器的常見結構形式有：漸開線行星齒輪減速器、平行軸圓弧齒輪減速器、平行軸漸開線圓柱齒輪減速器、雙輸入軸漸 開線（圓弧）齒輪減速器、同軸式彈簧基礎減速器。由于行星齒輪減速器具有體積小、重量輕、承載能力大、傳動效率高和工作平穩(wěn)等一系列優(yōu)點，因此本設計采用行星齒輪減速器。 167。 聯軸器 提升機采用的聯軸器有兩種結構：減速器低速軸與主軸裝置的聯接采用齒輪聯軸器。此種聯軸器傳遞扭矩大，并能補償安裝時兩軸的微量偏斜和不同心。 減速器高速軸與主電機的聯接采用彈性棒銷聯軸器，此種聯軸器由于采用彈性元件和整體外套結構，因此不僅能減少機器啟動和停車前的河南科技大學畢業(yè)設計 說明書 7 慣性沖擊，并能確保兩軸聯接的安全可靠。 167。 主軸裝置的設計依據 167。 鋼絲繩 mmmDd ??? mmmDd s ??? 由以上參數決定選用三角股鋼芯鋼絲繩，結構型號為： 6V37S+IWR。技術性能見表 3— 1： 表 3— 1 鋼絲繩性能參數 鋼絲繩公稱直徑 鋼絲繩近似重量 鋼絲繩公稱抗拉強度， MPa 1670 鋼絲繩最小破斷拉力 d 允許偏差 合成纖維芯 鋼絲繩 鋼芯鋼絲繩 纖維芯鋼絲繩 鋼芯鋼絲繩 mm % kg/100m kN 36 +7/0 注：最小鋼絲破拉力總 和 =鋼絲繩最小破斷拉力 （纖維芯）或 （鋼芯） 最小鋼絲破拉力總和 =868kN=1052kN 167。 卷筒寬度 B ? ? mmB 20 25450 ??????????? ?? ?? 根據卷筒直徑和計算所得的卷筒寬度選擇標準提升機，此處選B=。 167。 鋼絲繩最大靜張力 Fjmax Qr－容器自重， Kg；本設計選用為 4000kg。 Q －載重量， Kg；本設計選用為 6000kg。 P －鋼絲繩每米重量， Kg/m。本設計選用為 。 ? ? kNkNF j 0 0 04 0 0 0 3m a x ??????? ? 鋼絲繩安全系數 n 的驗算 ： n=1052/= 本設計滿足升降物料的要求。 167。 鋼絲繩最大靜張力差 △ F △ F=Fjmax= 河南科技大學畢業(yè)設計 說明書 8 167。 最大提升速度 Vmax ? ? smV j /4 8 5 ???? smsmV /??? 167。 電動機功率 PN kWP N ????? 選用的電動機型號為： Z710— 320 直流電動機。性能參數如下： 額定電壓（ 660V）轉速 745r/min 最大轉速 1200r/min 功率 1250kW 效 率 167。 主軸的選擇 主軸材料一般采用優(yōu)質中碳鋼，最常用的是 45碳素結構鋼，這種材料價格便宜，對應力集中的敏感性小，加工性能好，一般不采用合金鋼。本系列產品的主軸有兩種不同的結構，單、雙筒 3 米提升機采用光軸，固定卷筒的左右支輪熱裝在主軸上，而 米雙筒提升機的主軸上有兩個鍛造出的法蘭盤，固定卷筒的兩個幅板用高強度螺栓分別與兩法蘭連接。 主軸一般選優(yōu)質中碳鋼 45，其主要機械性能如表 3— 2： 表 3— 2 45 鋼 的主要 性能參數 熱處理 正火 回火 毛坯直徑 mm ＞ 100～ 300 ＞ 300～ 500 ＞ 500～ 750 硬度 HB 162～ 217 162～ 217 156～ 217 抗拉強度 σb MPa 580 560 540 屈服強度 σs MPa 290 280 270 彎曲疲勞極限 σ1 MPa 235 225 215 扭轉疲勞極限 τ1 MPa 135 130 125 許用靜應力 [σ+] MPa 238 224 216 許用疲勞應力 [σ1] MPa 156～ 180 150～ 173 143～ 165 167。 主軸的設計 河南科技大學畢業(yè)設計 說明書 9 根據結構及工藝 要求，繪制出結構草圖，并初定主軸的尺寸，主軸直徑可根據傳遞扭矩進行初算，也可根據結構估計，通常取 d＝ (1/8～1/10)D，式中 D 為卷筒直徑，然后進行驗算。 圖 3— 1 主軸設計草圖 圖 3— 1 為本設計最終選取的方案草圖。該主軸采用兩點支撐，電動機在軸的右端通過連軸器和減速器和軸連接。軸上設計一個鍵槽，為以后安裝機械式深度指示器裝置預留接口。支輪和軸的連接采用熱裝方式；減速器和軸的連接則采用兩個切向鍵來連接。 河南科技大學畢業(yè)設計 說明書 10 第 4章 主要通用部件的選型計算 167。 盤形制動器 估算摩擦半徑 mR m ??? 所需制動力矩 mKNM T ????? 所需總摩擦力 KNRMT mT ??? 單個制動器的正壓力 KNN ??? 選用制動器型號為： TS231。性能參數為：一個制動器所產生的最大壓力為 63kN。制動器裝置數量為 2 個。制動器對數為 4 對。 167。 減速器 求所需額定扭矩及最大輸出扭矩 mkNM ????? a x 額定扭矩 mkNFM ????? 選用的減速器型號為： ZZL1000A— 20. 高速級轉速為： 750r/min ；低速級轉速為： 38 r/min。 167。 齒輪聯軸器 長期作用 于聯軸器上的最大扭矩 mkNM g ????? 聯軸器所需的最小允許扭矩 河南科技大學畢業(yè)設計 說明書 11 mkNM ????? in 選用的齒輪聯軸器型號為： CL17。公稱轉矩 560000Nm。許用轉速380r/min。 167。 彈性棒銷聯軸器 所需額定力矩 mNM ??????? 選用的彈性棒銷聯軸器型號為 :HL9。 河南科技大學畢業(yè)設計 說明書 12 第 5章 主軸的校核 167。 主軸強度校核 安裝在主軸上的零部件的重量：可認為集中加于各輪轂中心。主軸自重可認為是均布載荷，也可認為集中加在各輪轂處，作用于各輪轂的中心，此項 載荷在提升過程中大小不變。 纏繞在卷筒上的鋼絲繩的重量：此項載荷在提升過程中是變化的。鋼絲繩拉力，在提升過程中大小是變化的。 計算說明： 1. 提升機出繩按水平方向計算。 2. 由于提升過程中外載荷是變化的，設計時都是對具體提升機選定幾種典型的工況，對這幾種工況的外載荷進行計算，然后找出各危險斷面的最大外載荷進行強度計算。本設計選取了提升機提升開始和結束時的兩種典型工況。在這兩種工況下，提升機主軸裝置的受力達到極限狀態(tài)，并且計算時對其主軸裝置的受力分析也采用了典型分析，這樣所計算出的數據更有意義，也更有說服 力。 3. 本計 算根據第三強度理論即最大切應力理論。這一理論認為引起材料屈服破壞的因素是最大切應力。最大切應力理論能很好地說明低碳鋼試件拉伸出現的滑移線，并與有關塑性材料的多種試驗結果相接近。它的計算也較簡便，所以應用相當廣泛。 167。 工況一 :提升開始 ,a=1m/s2,h=450m. (1)主軸上作用力大小 轉矩 T= m 圓周力 kNFj ? 徑向力 kNG ? (2)軸承上的支反力 水平面上的支反力 kNFF jA ??? 河南科技大學畢業(yè)設計 說明書 13 kNFF jB ??? 圖 5— 1 工況一 垂直面上的支反力 kNGGF A 9572288522 ????? kNGGF B 8682279622 ????? (3)求彎矩 C 處 水平面 mkNFM AC ???? 11 垂直面 mkNGFMBC ?????? D 處 水平面 mkNFM BD ???? 11 垂直面 mkNFMBD ???? (4)合成彎矩 河南科技大學畢業(yè)設計 說明書 14 C 處 mkNMMM CCC ?????? 222221 D 處 mkNMMMDDD ?????? 222221 (5)計算彎矩 軸為雙向回轉 ,視轉矩為對稱循環(huán) ,α ≈ 1,則截面 C、 D 兩處的當量彎矩分別為： mkNaTMM CvC ?????? )( 2222 mkNaTMM DvD ?????? )( 2222 (6)按彎扭合成應力校核軸的強度 截面 C 當量彎矩最大 ,故截面 C 為可能危險截面。 MP aMP aMP adM vCC 155][ 1363 ???? ??? ??? 截面 E 處雖僅受轉矩 ,但其直徑最小 ,則該截面亦為可能危險截面。 MP aMP aMP adTE 155][ 1363 ???? ??? ??? 所以主軸強度足夠。 圖 5— 2 危險截面 由圖 5— 1 及圖 5— 2 可知，計算彎矩在 C 截面處最大； Ⅰ 截面處計算彎矩較大，且有圓角和配合邊緣的應力集中； Ⅱ 截面處計算彎矩也較大河南科技大學畢業(yè)設計 說明書 15 且有鍵槽的應力集中； Ⅲ 截面處計算彎矩雖然不大，但其直徑最小且有圓角、鍵槽和配合邊緣多種應力集中。所以以上 4 個都是可能的危險截面。取許用安全系數 [S]=—— ，其校核計算如下： (7)C 截面處疲勞強度安全系數計算 抗彎截面系數 333 cmW U ???? 抗扭截面系數 333 cmW K ???? 合成彎矩 mkNM C ?? 扭矩 mkNTC ?? 因為應力為對稱循環(huán)應力 : 彎曲應力幅 MP aWM UCa ???? 彎曲平均應力 MPam 0?? 扭剪應力幅 MP aWT Kca ???? 扭剪平均應力 MPam 0?? 彎曲、剪切疲勞極限 MPa2151 ??? MPa1251 ??? 彎曲、扭轉的等效系數 ??? ??? 絕對尺寸系數 ??? ??? 表面質量系數 ?? 彎曲時配合邊緣處有效應力集中系數為： ??K 扭 轉時配合邊緣處有效應力集中系數為： ??K 受彎矩作用時的安全系數 2151 ???????? ?maKS ?????????? 受扭矩作用時的安全系數 1251 ???????? ?maKS ?????????? 河南