【正文】 高速軸 1 的形狀如下圖，為了方便清楚的進行尺寸設(shè)計計算，圖上軸的各段標注了相應(yīng)的數(shù)字。 1) 初步選擇滾動軸承。軸的兩端采用深溝球軸承，顯然此軸的最小直徑在兩端的安裝軸承處，根據(jù)尺寸，由軸承產(chǎn)品目錄初步選 0 基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承 33016，其尺寸為，故，且（ 67 段左端有一個擋圈），取 (12 段右端有一個套筒 ) 2）取安裝齒輪處的軸段 23的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用軸套定位。已知齒輪輪轂的寬度為 205mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取 h=5mm，則。軸環(huán)寬度 ? ，取。 3）由低速級小齒輪的齒寬為 273mm 得。取軸段 56 比 67 段高出一個軸肩，取。 4）齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按，由表查得平鍵，取長度為 180mm。 5）軸的強度校核和軸 1相同，經(jīng)校驗強度足夠，安全。 低速級軸 3 的設(shè)計 選擇材料 42 軸 3的材料與軸 2的材料相同 初步估算軸徑 由于軸的材料為 40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。，查參考文獻 [機械設(shè)計 ] 選取 ，則得： 此軸上有一個鍵槽，則軸徑增大 7% 輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的軸頸。為了使所選的 ,軸頸與聯(lián)軸器的孔頸相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 1ca AT K T? ,查表取 ? ,則： 按照計算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機械設(shè)計手冊，選用 LH12 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑為 170mm,故取，故取輸入軸的最小直徑為 170mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 242mm 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 12 軸段左端需制出一軸肩，故取 23 段的直徑；右端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為，為了保證軸端擋圈只壓43 在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 12段的長度應(yīng)比 1L 略短一些，現(xiàn)取。 2）初步選擇軸承。因軸承同時受徑向力和軸向力選作用，故采用單列角接觸球軸承，因軸徑較大，采用專門制造的大軸承。取，則，軸的 67段左端由套筒定位，套筒長 12mm，取。 3)取安裝齒輪處的軸段；齒輪的右端與右軸承之間采用軸套定位。已知齒輪輪轂的寬度為 278mm,為了使套筒端面可靠地 壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取 h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度 ? ，取。 4），取 5）齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，由選，取長度為 250mm。 6）軸的強度校核同軸 1的方法相同，經(jīng)校核強度足夠，安全。 附 減速器的其他設(shè)計尺寸： 軸承端蓋凸緣厚度 11mm，減速器殼體壁厚 12mm，軸承距箱體內(nèi)壁 8mm，齒輪距箱體內(nèi)壁 16mm. 44 4 提升機制動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 礦井提升機制動裝置的功用及類型 制動裝置的功用 1)在提升機正常工作的減速階段或下放重物時，參與調(diào)整提升機的運行速度，并在提升終了時使之正常停車，即工作制動； 2）當提升機工作異常時使之迅速停車，以免事故擴大，即安全制動； 3）當提升機檢修時，使之保持不動； 4）雙筒提升機在進行調(diào)繩操作時，是卷筒保持不動。 制動裝置的類型 制動裝置中的制動器按結(jié)構(gòu)分為塊閘和盤閘；傳動裝置按傳動能源分為油壓、氣壓及彈簧等。 JK型 ? ?m3~2? 和 BM型提升機使用油壓角移式制動裝置。 JK型 ? ?m6~4? 和 HKM3型提升機使用壓氣平移制動裝置。 JKA型提升機使用液壓綜合式制動裝置。 XKT型、 JK型、 GKT型 ? ?m2? 、 JKD 型、 JKM型、 JKMD型提升機使用液壓盤式制動裝置。礦用提升絞車使用手動角移式制動器作為工作制動，重錘 電磁鐵絲杠螺母操縱的角移式制動器或重錘 電力液壓推桿操縱的平移式制動器作為安全制動，擔新系列 JT型 ? ?~?提升絞車則使用液壓盤式 制動裝置。 制動系統(tǒng)的要求 1）全部制動力矩 Mz 不得小于小于提升機所允許最大靜力矩的三倍，則 45 max3MjMz ? 2）一副制動器的制動力矩 39。Mz 應(yīng)大于調(diào)繩力矩的 Mjt 的 ，即 MjtMz 39。? 3）安全制動時，對于提升重物，減速度必須小于 5米 /秒 2 ；對于下方重物，減速度應(yīng)大于 /秒 2 ； 4）對于摩擦式提升，安全制動時的減速度不應(yīng)使鋼絲繩滑動。 制動裝置的有關(guān)規(guī)定和要求 制動速度快，但不要有過大的沖擊。因此，希望制動器的空行時間（自斷電開始到制動力開始產(chǎn)生的時間）不大于 秒，最好是不大于 秒。并要求制動力源十分可靠。安全規(guī)程規(guī)定，安全制動裝置的力源必須是重錘，但在目前提升機安全制動的力源是彈簧而不是重錘，經(jīng)過長時間使用證明，也很可靠。對工作制動的要求則有些不同，因為他參與運行的手段，故要求制動力矩的大小可以任意（由司機控制，或根 據(jù)提升運行參數(shù)自動調(diào)節(jié)）調(diào)整。對于小型提升機，制動力源可用人力；對于較大的提升機，則用重錘、彈簧、氣壓等。為了使制動裝置工作安全可靠，要求工作制動與安全制動在系統(tǒng)上互相獨立，以免失靈后相互影響。但二者的制動力矩則不應(yīng)疊加，以免造成過大的減速度。不過目前不少制動裝置的工作制動和安全制動在系統(tǒng)上都不是完全獨立的，而是大部分是共用的。制動裝置由工作機構(gòu)（制動器）及傳動機構(gòu)組成。工作機構(gòu)是直接作用于制動輪上的部分，按結(jié)構(gòu)分為盤式和塊式制動器；傳動機構(gòu)則是使工作機構(gòu)產(chǎn)生或消除制動力的部分，按機械傳動的力源分為液壓、氣 壓和彈簧傳動系統(tǒng)國產(chǎn)新系列礦井提升機多采用液壓盤式制動裝置；而老產(chǎn)品則分別采用油壓或氣壓塊式制動裝置。 制動器的主要類型 塊閘制動器 塊閘制動器有角移式和平移式兩種。 46 1）角移式制動器 角移式如圖 9— 29 所示，前制動梁 2和后制動梁 7是鋼焊接結(jié)構(gòu)件，它們經(jīng)三角杠桿 5，拉桿 4彼此相連接．以木質(zhì)或石棉塑料壓制的閘瓦 6固定于前、后制動梁上．利用拉桿 4左端的螺母 8 來調(diào)節(jié)閘瓦與制動輪間的間隙。頂絲用來支撐調(diào)整前制動梁，以保證制動輪兩側(cè)的松間間隙相同。制動時，三角杠桿 5按逆時針方向轉(zhuǎn)動。推動前制動梁 2并經(jīng)拉桿 4帶動后制動梁 7繞各自軸轉(zhuǎn)動，使兩個閘瓦壓向制動輪產(chǎn)生制動。當三角杠桿按順時針方向轉(zhuǎn)動時松閘。 2）平移式制動器 平移式制動器如圖 9— 30 所示。制動梁 10 用鉸接軸同立校 7 相連后，其下端安設(shè)一 個三角杠桿 6 度柱 7 又用鉸接軸支承在混凝土地基上。前、后制動梁用橫拉桿 11 彼此上、下連接起來，通過制動立桿 制動杠桿 8，受工作制動氣缸 3 或安全制動氣缸2 的控制，工作制動氣缸充氣時抱閘，誹氣時松閘；安全制動氣缸與工作制動氣缸相反．即充氣時訟間，排氣時抱閘。當工作制動氣缸充氣或安全制動氣缸排氣時，都可使制動立扦 4向上運動，通過三組三角杠桿 6，上、下拉桿 11和可調(diào)節(jié)拉桿 12等，驅(qū)動47 前后制動梁 10 而帶動閘瓦 13 壓向制動輪 14產(chǎn)生制動作用；反之，若工作制動氣缸排氣或安全制動氣缸充氣，都會使立桿 4向下運動，從而實現(xiàn)提升 機的松閘。這種制動器前后制動梁的動作是近似平移的．前制動梁 10 受立柱 7 和輔助立柱 5 的支承．形成四連桿機構(gòu)。當輔助立住 5和立柱 7接近垂直位置時 (別動梁的位移僅達到 2mm左右 )，基本上可以保證前制動梁的平移性。但是，后制動梁由于僅由立柱 7支承，它的平移性并不是在所有情況下部能保證。頂絲 9的作用是保證間瓦兩側(cè)間隙相同。 平移式制動器和角移式制動器相比、其優(yōu)點是：閘瓦壓力及磨損比較均勻。其缺點是：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，安裝時調(diào)整比較困難。 48 綜合式制動器 綜合式制動器如圖 3— 3 所爾．它由 — 對制動梁 3，活瓦塊 1，拉桿 5，二角杠桿等組成，制動梁安裝在軸承座 10上，在制動梁上裝有活瓦塊 l， 4— 3 綜合式制動器活瓦塊上裝有閘瓦 4，活瓦塊在制動梁上可繞銷軸 2轉(zhuǎn)動，從而使閘瓦與制動輪接觸均勻，使閘瓦瓦磨損均勻。調(diào)節(jié)螺釘 6可保證在松閘時間閘瓦與制動輪間隙上下均勻。拉桿 5 的兩端為左右螺紋以調(diào)整松閘時閘瓦間隙在 1— 2mm 之間。擋釘 11 的作用是保證松閘時兩側(cè)閘瓦間隙相等。立桿 9 上下運功時，帶動三角杠桿轉(zhuǎn)動，通過拉桿 5 又帶動制動梁使閘瓦靠近或離開制動輪。 優(yōu)缺點： 1)結(jié)構(gòu)較簡單。 2)圍包角較小，因而制動力矩較小 3)閘瓦表面的幾力分布均勾，因而閘瓦磨損均勻。 盤式制動器 盤閘制動系統(tǒng)是應(yīng)用于礦井提升機上的新型制動系統(tǒng)，它與塊閘制動系統(tǒng)比較主49 要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，動作靈敏，安全性好便于礦井提升自動化。盤閘制動系統(tǒng)包括兩部分，即盤閘制動器和液壓站。盤式制動裝置又稱盤型閘，他與塊閘不同，其制動力矩是靠閘瓦沿軸向從兩側(cè)壓向滾筒上的制動盤而產(chǎn)生的。為了使制動盤產(chǎn)生附加變形，主軸不承受附加力， 因而盤式制動器都成對地裝設(shè)使用，每一對盤式制動器叫做一副，根據(jù)所需制動力矩的大小，一臺提升機可以布置兩副、四副、或多副盤式制動器 . 盤式制動器與其它類型制動器相比較，其優(yōu)點是：因多副制動器同時使用，即使一副制動器失靈，也不是影響一部分制動力矩，故可靠性高，操作方便，制動力矩可調(diào)性好，慣性小，動作快，靈敏度高；重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，安裝維護方便；通用性大等。由于制動器具有許多優(yōu)點，所以它在現(xiàn)代多種類型提升機中獲得廣泛的應(yīng)用 盤式制動器的缺點：對于制動盤和制動器的制造精度要求較高；對閘瓦的性能要求較高等 。 液壓盤式制動器作為最新開發(fā)出來的一種制動器，其發(fā)展前景遠大，尤其是將液壓 — 電氣控制結(jié)合在盤式制動器上，相信隨著液壓和電氣技術(shù)的進一步發(fā)展，會更有利于盤式制動器的發(fā)展 . 液壓盤式制動器的結(jié)構(gòu)和工作原理 液壓盤式制動器的結(jié)構(gòu) 盤式制動器的結(jié)構(gòu)如圖 3— 4所示。兩個制動油缸位于滾筒制動盤兩側(cè)，均裝在支座 14上。支座 14為整體鑄鋼件，一副盤式制動器通過支座及墊板 21用地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上。制動油缸內(nèi)裝有活塞 柱塞 1。調(diào)整螺栓 螺釘 蝶形彈簧 11 及彈簧套筒等。筒體 襯板 3和閘瓦 4一齊可沿支座的內(nèi)孔往復(fù)移動。閘瓦與襯板連接，可用銅螺釘連接或用粘結(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。在使用中當閘瓦磨損或閘瓦與制動盤的間隙過大時，可用調(diào)整螺栓調(diào)節(jié)筒體的位置，使閘瓦間隙保持在 1 與銷子 2 的鏈接采用椎 槽結(jié)構(gòu)，在擰動螺釘 8 時不至使柱塞 1 轉(zhuǎn)動，以便調(diào)節(jié)閘瓦間隙。壓向制動盤的制動力，由盤式彈簧產(chǎn)生。接除50 制動力，靠向油缸內(nèi)沖入壓力油而向右推動活塞 10。壓縮盤式彈簧來實現(xiàn)。 螺釘 8 是放空氣的。在第一次向制動油缸充油，或在使用中發(fā)現(xiàn)松閘的時間較長時，可將放氣螺釘 8旋松，把制動油缸中的空氣排出，以免影響制動油缸的正常工作。 塞頭 19是排油用的。在使用中制動油缸可能有微量的滲油，因而要定期將塞頭 19旋 開 排 油 。 在 排 油 時 ， 應(yīng) 避 免 滲 出 的 油 沾 污 閘 瓦 及 制 動 盤 。 34盤式制動器 液 壓盤式制動器的工作原理 （ 1） 松閘 當壓力油充入制動油缸，推動活塞 10 而壓縮蝶形彈簧 11，并帶動調(diào)整螺栓 螺釘 8及柱塞 1右移時，筒體 5和閘瓦 4在回復(fù)彈簧 15及拉緊螺栓 17的作用下也一同右移，則閘瓦離開制動盤，呈松閘狀態(tài)。 （ 2） 制動 當制動油缸內(nèi)的油液壓力降低，盤式彈簧就回復(fù)其在松閘狀態(tài)時的壓縮變51 形，因而在盤式彈簧的張力作用下，推動活塞 5向左移動，同時帶動調(diào)整螺栓 螺釘柱塞 1 推動筒體 襯板 3 和閘瓦 4 左移，使閘瓦壓向制動盤，實現(xiàn)制動目的。制動狀態(tài)時，閘瓦壓向制動盤的正壓力大小，決定于油缸內(nèi)工作油的壓力，當缸內(nèi)壓力為最小值時（一般不等于零，有殘壓），彈簧力幾乎全部作用在活塞上，此時制動盤上正壓力最大，呈全制動狀態(tài)。反之，當工作油壓為系統(tǒng)最大油壓時，機器全松閘。 盤式制動器的設(shè)計計算 盤式制動器工作時所需制動力 如圖所示，活 塞同時受彈簧的作用力 2F ，壓力油產(chǎn)生的力 1F ，綜合阻力3F包括空行程壓縮彈簧的力 )作用，制動狀態(tài)時3F的作用力方向與 2F 相反。故壓向制動盤的正壓力為： 312 FFFN ??? 。當改變油壓力時，正壓力 N相應(yīng)變化，油壓值 P=0時，即1F =0，正壓力達最大值 maxN ＝ 12 FF? ，此時為全制動狀態(tài)。在松閘過程中， 3F 作用方向與 1F 相反，此時力平衡方程為： 132 FFFN ??? .在 P＝ maxP 時， 12 FF? ，活塞壓縮蝶形彈簧，是全松閘狀態(tài)， N=0，即 321 FFF ?? 52 35盤型工作原理示意圖 1)正壓力隨油壓 P的增加而減少，