【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 鑄鐵，特殊需要時(shí)可采用ZG230450、ZG270500鑄鋼或Q235A焊接制造。本設(shè)計(jì)的卷筒五特殊需要，額定起重重量不是很大，所以選擇HT200的鑄鐵制造。一般卷筒壁厚相對(duì)于卷筒直徑較小，所以卷筒壁厚可以忽略不計(jì)，在鋼絲繩的最大拉力作用下，使卷筒產(chǎn)生壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和扭曲應(yīng)力。其中壓應(yīng)力最大。當(dāng)3時(shí)彎曲應(yīng)力和扭曲應(yīng)力的合成力不超過(guò)壓應(yīng)力10%,所以當(dāng)3時(shí)只計(jì)算壓應(yīng)力即可。本設(shè)計(jì)中L=1500mm D=3500 mm，符合3的要求，所以只計(jì)算壓應(yīng)力即可。當(dāng)鋼絲繩單層卷繞時(shí)，卷筒所受壓應(yīng)力按下式來(lái)計(jì)算：=A （3—10）其中 為鋼絲繩單層卷繞時(shí)卷筒所受壓應(yīng)力（） 為鋼絲繩最大拉力（N） 為卷筒壁厚 A 為應(yīng)力減小系數(shù)，一般取A= 為許用壓力，對(duì)于鑄鐵= 為鑄鐵抗壓強(qiáng)度極限所以=A查教材機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知195。所以 經(jīng)檢驗(yàn)計(jì)算，卷筒抗壓強(qiáng)度符合要求。5 卷筒主軸的設(shè)計(jì) 卷筒軸的受力分析與工作應(yīng)力分析 常用的卷筒軸分軸固定式和軸轉(zhuǎn)動(dòng)式（圖5—1）兩種情況。卷?yè)P(yáng)機(jī)卷筒工作時(shí)，鋼絲繩在卷簡(jiǎn)上的位置是變化的。鋼絲繩拉力經(jīng)卷筒及支承作用到軸上產(chǎn)生的力矩，其大小隨鋼絲繩在卷簡(jiǎn)上位置的變化而不同。強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)按鋼絲繩在卷筒上兩個(gè)極限位置分別計(jì)算。由卷?yè)P(yáng)機(jī)工作情況和軸的受力分析可知，a、b因卷筒軸主要承受彎矩，可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的心軸。a圖為固定心軸，b圖為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸。對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)心軸，其彎曲應(yīng)力一般為對(duì)稱循環(huán)變化；對(duì)固定心軸，其應(yīng)力循環(huán)特征為，視具體的載荷性質(zhì)而定。對(duì)固定心軸的疲勞失效而言，最危險(xiǎn)的應(yīng)力情況是脈動(dòng)循環(huán)變化，為安全起見(jiàn)，卷筒的固定心軸應(yīng)力以按脈動(dòng)循環(huán)處理為宜。c圖卷筒軸既受彎又受扭，為轉(zhuǎn)軸。其彎曲應(yīng)力的應(yīng)力性質(zhì)為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，而扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力性質(zhì)可視為脈動(dòng)循環(huán)變化。由此可知，卷筒軸在正常使用條件下，最終將發(fā)生疲勞破壞。但也不排除在超載或意外情況下發(fā)生靜強(qiáng)度破壞。 圖 5—1 卷筒軸的類型 a: 軸固定式 b、c: 軸轉(zhuǎn)動(dòng)式 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：鋼絲繩直徑 d=38mm摩擦輪直徑 Dm=繩槽半徑 R=20mm繩槽深度標(biāo)準(zhǔn)槽 C=12mm鋼絲繩間距 L=300mm卷筒厚度 卷筒寬度 B=1500mm從減速器出來(lái)的軸的輸出功率P3=1152KW，聯(lián)軸器效率：則作用在主軸上的功率軸上轉(zhuǎn)速n=軸上轉(zhuǎn)矩 選取45號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)至處理。由 計(jì)算軸的最小值徑，考慮鍵槽對(duì)軸的影響，查表取A=110，則結(jié)合聯(lián)軸器的內(nèi)徑取d=360mm。 由T3和N3選擇聯(lián)軸器的型號(hào)為L(zhǎng)H10型彈性柱銷聯(lián)軸器① 各軸段直徑的確定 ：最小直徑，d1=360mm。 d2d3：密封處軸段，根據(jù)大帶輪的定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封）， d4：錐套處軸段，根據(jù)錐套和軸承的定位要求， d5：滾動(dòng)軸承處軸段。選擇調(diào)雙列圓錐滾子軸承 ② 各軸段長(zhǎng)度的確定開(kāi)始段長(zhǎng)度比輪轂略短，所以L1=350mm,L2=60mm, 軸的校核因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)圖，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)。(5)校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核偏心軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面(即動(dòng)顎軸承處C、D)的強(qiáng)度。根據(jù)選定的軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由所表查得因，故強(qiáng)度足夠。6 提升機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng) 制動(dòng)系統(tǒng)是提升機(jī)的重要組成部分，它直接關(guān)系到提升設(shè)備的安全運(yùn)行。制動(dòng)系統(tǒng)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)(制動(dòng)器，通常稱閘)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。制動(dòng)器是直接作用于制動(dòng)輪殺不過(guò)產(chǎn)生制動(dòng)力矩的機(jī)構(gòu)。制動(dòng)器按其結(jié)構(gòu)可分為盤閘和塊閘，塊閘又分為角移式和平移式，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是控制并調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的部分，按動(dòng)力源分為液壓、氣壓和彈簧等。KJ2~3m、KJ4~6m提升機(jī)分別采用油壓和氣壓塊閘制動(dòng)系統(tǒng)，JK系列提升機(jī)及多繩摩擦式提升機(jī)采用液壓盤閘制動(dòng)系統(tǒng) 盤式制動(dòng)器 盤式制動(dòng)器是為了克服塊式制動(dòng)器的可靠性不高的缺點(diǎn)而發(fā)展的新型制動(dòng)裝置，：①制動(dòng)力矩可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而且容易調(diào)整；②制動(dòng)系統(tǒng)空行程小、動(dòng)作快、響應(yīng)速度快、靈敏度高；③重量輕，外形尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊；④通用性好，可通過(guò)改變盤形閘的數(shù)量來(lái)滿足不同絞車的制動(dòng)要求；⑤安全可靠性高，多副盤形閘同時(shí)工作，其中少數(shù)部分盤形閘失靈或故障，其余完好盤閘一般仍可剎住絞車；而且傳動(dòng)環(huán)節(jié)(如管路破裂失、壓斷電等)均可自動(dòng)施閘。盤式制動(dòng)器都是依靠碟形的預(yù)壓縮恢復(fù)張力使閘塊壓向制動(dòng)盤，從而產(chǎn)生制動(dòng)力矩；當(dāng)松閘時(shí)，向活塞腔內(nèi)注入壓力油，壓力油推動(dòng)活塞后移并壓縮碟形彈簧，帶動(dòng)閘瓦離開(kāi)制動(dòng)盤，從而實(shí)現(xiàn)松閘。目前國(guó)內(nèi)外提升機(jī)使用的盤式制動(dòng)器形式多樣，主要有前腔式盤形閘，后腔式盤形閘單缸雙作用盤形閘，以及鉗式盤形閘。盤式制動(dòng)器原理如圖61所示：圖61 盤式制動(dòng)器的布置方式盤式制動(dòng)器又稱盤型閘，它與閘塊不同，其制動(dòng)力矩是靠盤瓦沿軸向兩側(cè)壓向滾筒上的制動(dòng)盤而產(chǎn)生的。為了使制動(dòng)盤不產(chǎn)生附加變形，主軸不承受附加軸向力，因而盤式制動(dòng)器都成對(duì)地裝設(shè)使用，每一對(duì)盤式制動(dòng)器叫做一副，如圖所示。根據(jù)所需制動(dòng)力矩的大小，一臺(tái)提升機(jī)可以同時(shí)布置兩副四副或更多副盤式制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器的布置方式如圖62所示： 圖62 盤式制動(dòng)器的布置圖 盤式制動(dòng)器的工作原理盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖所示。兩個(gè)制動(dòng)油缸3位于滾筒制動(dòng)盤的兩側(cè)，均裝在支座2上。支座2為整體鑄鋼件，一副盤式制動(dòng)器通過(guò)支座及墊板1用地腳螺栓固定在基座上。制動(dòng)油缸3內(nèi)裝有活塞5柱塞13調(diào)整螺栓6螺釘7盤式彈簧4及彈簧套筒8等。筒體9襯板11和渣瓦15一齊可沿支座的內(nèi)孔往復(fù)移動(dòng)。閘瓦與襯板的連接，可用銅螺釘連接或用黏結(jié)劑粘貼，但大多數(shù)是以燕尾槽的形式將閘瓦固定在襯板上。在使用中當(dāng)閘瓦磨損或閘瓦與制動(dòng)盤的間隙過(guò)大時(shí)，可用調(diào)整螺栓6調(diào)節(jié)筒體9的位置，使閘瓦間隙保持在1~ 。柱塞13與銷子14的連接采用榫槽結(jié)構(gòu)，在擰動(dòng)螺釘7時(shí)不致使柱塞13轉(zhuǎn)動(dòng)，以便調(diào)整閘瓦間隙。壓向制動(dòng)盤的制動(dòng)力，由盤式彈簧產(chǎn)生。解除制動(dòng)力，靠線油缸內(nèi)充入油液而向右推動(dòng)活塞5，壓縮盤式彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)。螺釘12是放空氣用的。在第一次向制動(dòng)油缸3充油，或在使用中發(fā)現(xiàn)送閘的時(shí)間教長(zhǎng)時(shí)，可將放氣螺釘12旋松，把制動(dòng)油缸中的空氣排出，以免影響制動(dòng)油缸的正常工作。塞頭20是排油用的。在使用中制動(dòng)油缸可能有微量的滲油，因而要定期將塞頭20旋開(kāi)排油。在排油時(shí)，應(yīng)避免滲出的油玷污閘瓦及制動(dòng)盤。盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖63所示：圖63盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖 盤式制動(dòng)器工作時(shí)所需制動(dòng)力 如圖所示，活塞同時(shí)受彈簧的作用力，壓力油產(chǎn)生的力，綜合阻力包括空行程壓縮彈簧的力)作用，制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的作用力方向與相反。故壓向制動(dòng)盤的正壓力為：。當(dāng)改變油壓力時(shí)，正壓力N相應(yīng)變化，油壓值P=0時(shí)，即=0，正壓力達(dá)最大值＝，此時(shí)為全制動(dòng)狀態(tài)。在松閘過(guò)程中，作用方向與相反，此時(shí)力平衡方程為：.在P＝時(shí)，活塞壓縮蝶形彈簧，是全松閘狀態(tài)，N=0，即圖64 盤型工作原理示意圖1)正壓力隨油壓 P的增加而減少，其變化過(guò)程可以近似地看成線性關(guān)系。 2)松閘過(guò)程和制動(dòng)過(guò)程所得曲線不重合，這是因?yàn)樵谒砷l和制動(dòng)過(guò)程活塞所需克服的摩擦力方向不同所致．松閘時(shí)，液壓缸壁及密封圈對(duì)活塞的阻力與蝶形彈簧力的方向一致。所以在相同油壓情況下(與制動(dòng)過(guò)程相比)制動(dòng)盤正壓力較大，反之，在制動(dòng)過(guò)程中．活塞所受摩擦阻力與蝶形彈簧的作用力方向不一致，所以制動(dòng)盤的正壓力較低： 3)松閘和制動(dòng)的不可控區(qū)，(兩條曲線不重合度)較小，說(shuō)明有較高的控制靈敏性。 正壓力N與P的關(guān)系如圖65制動(dòng)器在制動(dòng)盤上產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，取決于正壓力N的數(shù)值 式中： n提升機(jī)制動(dòng)器付數(shù)同時(shí)制動(dòng)力矩應(yīng)滿足三倍靜力矩 式中：D滾筒名義直徑（m) 每副閘應(yīng)有的制動(dòng)力矩 （1）根據(jù)總制動(dòng)力矩應(yīng)大于3倍最大靜力矩即： 每副閘應(yīng)有的制動(dòng)力矩為： 盤式制動(dòng)器的閘瓦在制動(dòng)盤上產(chǎn)生的制動(dòng)力等于：F=N 式中 —閘瓦壓向制動(dòng)盤上的正壓力，N； —閘瓦對(duì)制動(dòng)盤的摩擦系數(shù)，=~。由圖可知，閘瓦壓向制動(dòng)盤的正壓力等于： （1）式中 —壓力油產(chǎn)生的推力；—盤式彈簧推力，N；—活塞移動(dòng)阻力；N。液壓盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖如圖66所示：1— 制動(dòng)盤；2—閘瓦；3—活塞；4—彈簧圖66式中 —作用在活塞上的油壓，；—油缸直徑，；—柱塞直徑。將式帶入，則得：活塞移動(dòng)阻力大會(huì)降低制動(dòng)器對(duì)閘盤的正壓力，使制動(dòng)力矩降低，活塞移動(dòng)阻力的太小可以通過(guò)測(cè)試信號(hào)分析，當(dāng)閘瓦間隙剛好為零時(shí)，橙閘過(guò)程的閘瓦剛剛開(kāi)閘盤時(shí)的油壓 稱為橙閘油壓；合閘過(guò)程的閘瓦與閘盤剛剛貼上的油壓稱為貼閘油壓。根據(jù)油缸內(nèi)活塞運(yùn)動(dòng)方向的不同，和的表達(dá)式： （2） （3）式中 —油缸有效作用面積；，—松閘和貼閘阻力。由式(2)、式(3)得合阻力： （4）顯然，按式，當(dāng)P=0時(shí)：，則為最大值（按=），提升機(jī)制動(dòng)盤在盤式彈簧的正壓力的作用下，獲得最大制動(dòng)力；當(dāng)，且時(shí)：，；或，則閘瓦向右移動(dòng)，提升機(jī)解除制動(dòng)；當(dāng)時(shí)：，則在零至最大值之間變化。由上述可以得出：調(diào)節(jié)制動(dòng)油缸內(nèi)的油液壓力，則可調(diào)節(jié)制動(dòng)力。在制動(dòng)或松閘過(guò)程中，制動(dòng)力的可調(diào)級(jí)數(shù)在30級(jí)以上，這樣可以保證提升機(jī)制動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)和調(diào)速性能要求。通常制動(dòng)油缸內(nèi)的油壓的最小值不等于零，而為全制動(dòng)時(shí)油缸內(nèi)的殘壓，其殘壓值最大達(dá)。解除制動(dòng)時(shí)需要的最大油壓，應(yīng)根據(jù)提升機(jī)實(shí)際靜張力差來(lái)計(jì)算?；钊ぷ餍枰淖钚毫Γㄐ剩? 安全制動(dòng)閘的最小調(diào)整釋放壓力 已知液壓缸：工作油壓—P=； 活塞直徑—D= 活塞面積—A=制動(dòng)器液壓缸如圖67所示：圖67計(jì)算下列數(shù)值：= P， ——總阻力損失率，=~ 當(dāng)活塞 m/s時(shí)，取=；當(dāng)活塞 m/s時(shí)，取=，所以=，得=87KN。 ，查表〈〈液壓與氣壓傳動(dòng)〉〉 ，取=，得=，所以===261Kg。在一般工況下=~，取d=，得d= ，壁厚與內(nèi)徑之比往往為，所以取=(8) 盤式制動(dòng)器所需的最大工作油壓的確定；盤式閘制動(dòng)系統(tǒng)液壓站的工作油壓為5．2MPa，一級(jí)制動(dòng)油壓為1．7MPa，殘壓為0．3MPa，10副制動(dòng)器；盤式制動(dòng)器實(shí)際需要的最大工作油壓，應(yīng)當(dāng)根據(jù)礦井實(shí)際最大靜張力差按下式計(jì)算和調(diào)整；式中 —實(shí)際需要的最大工作油壓； —提升機(jī)設(shè)計(jì)最大靜張力差時(shí)的油壓值（查表得《提升機(jī)司機(jī)》）； —提升機(jī)實(shí)際最大靜張力差，N； —提升機(jī)設(shè)計(jì)最大靜張力差，N； —克服盤式制動(dòng)器各阻力之和所需要油壓，C值為：； —提升機(jī)全松閘時(shí)，為了保證閘瓦的必要的間隙而壓縮盤式彈簧之力，折算成油壓值； —油缸、密封圈、拉緊彈簧等阻力，折算成油壓值； —液壓站在提升機(jī)制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的殘壓，按最大殘值計(jì)算，；查表得： ；； 求得 盤式制動(dòng)器的調(diào)整和維護(hù) 閘瓦間隙的調(diào)整盤式制動(dòng)器閘瓦間隙不得大于2毫米，當(dāng)閘瓦間隙超過(guò)規(guī)定值時(shí)，需要進(jìn)行閘瓦間隙的調(diào)整。調(diào)整間隙前，應(yīng)先將容器放在井筒中交鋒位置并將滾筒用地鎖鎖住，向制動(dòng)缸充入壓力油，使閘松開(kāi)，測(cè)量閘瓦間隙。然后擰掉螺釘，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺栓，推動(dòng)柱塞使向前移動(dòng)，同時(shí)測(cè)量閘瓦間隙。調(diào)整時(shí)，一副閘瓦的兩個(gè)閘應(yīng)同時(shí)調(diào)整。調(diào)整好后，應(yīng)進(jìn)行閘的試運(yùn)轉(zhuǎn)，并重新測(cè)量其間隙，如有變化應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整。 蝶形彈簧的檢查盤閘制動(dòng)力是由蝶形彈簧產(chǎn)生的，因此，蝶形彈簧的實(shí)效或疲勞毀壞都會(huì)對(duì)制動(dòng)工作產(chǎn)生影響，因此必須加強(qiáng)對(duì)碟形彈簧檢查的檢查和維護(hù)。蝶形彈簧可按下述方法檢查：首先使閘瓦合上，機(jī)器處于全制動(dòng)狀態(tài)。再逐步向油缸沖入壓力油使制動(dòng)油缸內(nèi)壓力慢慢升高，各閘瓦就在不同壓力下逐個(gè)分開(kāi)。記錄下不同閘瓦的放開(kāi)壓力，如果閘瓦的放開(kāi)壓力有明顯差別時(shí)，應(yīng)檢查在低壓下放開(kāi)閘，并檢查其蝶形彈簧。據(jù)一些資料介紹，同一副閘瓦，放開(kāi)壓力差超過(guò)5%時(shí)，應(yīng)拆開(kāi)在低壓放開(kāi)的那半個(gè)閘進(jìn)行檢查；各副閘之間，最高放開(kāi)壓力與最低放開(kāi)壓力差不應(yīng)超過(guò)10%。7 提升機(jī)的液壓站 液壓站的功用 盤式制動(dòng)器液壓站的控制系統(tǒng)同提升機(jī)的類型、自動(dòng)化程度相適應(yīng)的。在直流拖動(dòng)系統(tǒng)的提升系統(tǒng)中，由于提升機(jī)的調(diào)速性能較好，液壓站控制的制動(dòng)器一般只用于提升終了時(shí)停車和安全制動(dòng)。而在交流拖動(dòng)的提升系統(tǒng)中，液壓系統(tǒng)除上述功用外，因制動(dòng)器還要參與提升機(jī)速度的控制，所以液壓站還有調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的作用。 提升機(jī)液壓站的工作要求（1） 按礦井提升實(shí)際需要，產(chǎn)生不同的工作油壓，控制制動(dòng)器的工作制動(dòng)力矩，從而實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的工作制動(dòng)。（2） 在安全制動(dòng)時(shí)能迅速回油，并實(shí)現(xiàn)提升機(jī)二級(jí)制動(dòng)。（3） 根據(jù)礦井多水平生產(chǎn)、或因提升鋼絲繩伸長(zhǎng)而需要調(diào)繩時(shí)，能控制雙滾筒提升機(jī)的游動(dòng)滾筒的調(diào)繩裝置。（4） 根據(jù)多水平生產(chǎn)、或鋼絲繩伸長(zhǎng)時(shí)間時(shí)調(diào)繩的需要，控制雙筒提升機(jī)滾筒的調(diào)繩裝。 液壓站的組成部分 2JK型雙滾筒提升機(jī)的液壓站液壓系統(tǒng)，液壓站配置有兩套液壓裝置，每套裝置由電動(dòng)機(jī)，葉片油泵（高壓油泵）溢流閥、電液調(diào)節(jié)閥、壓力繼電器、網(wǎng)式濾油器等組成。二套裝置雖然裝在一臺(tái)油箱上，但油箱內(nèi)中間用隔板分為兩半，分別裝入各自油泵的吸油部分。兩半油箱之間用旋塞