JT-0.8礦井提升絞車(chē)設(shè)計(jì)【含6張CAD圖紙+文檔全套】

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According to the different manufacturing process which could take the drum hoist structure casting a hybrid welding (support wheel for the casting, roller for welding) and the welding-type. Reducer and the mechanical transmission system including the coupling, the main axis of mine hoist to raise the speed of a few because of the restrictions, generally 60 to 1 l0 / | between points, and the motor used to drag a few, generally 480 a 960 r / min between. In this way, in addition to the use of low-speed DC motor drag outside, under normal circumstances can not be directly connected to the motor spindle with the middle through reducer. Reducer thus slow down India's role is to transfer power. Coupling by the semi-coupling and column component parts inventory. Sales as a result of column buffer and shock-absorbing role, so they have a smooth drive, the noise of small, safe, reliable, easy to maintain and so on. Spindle and the reducer output shaft gear coupling used to connect. Lubrication of all mechanical systems is a very important aspect. Lubrication system is: in the elevator work, uninterrupted to the main bearings, bearings and browser side by tooth meshing Pressure lubricants, bearings and gears in order to ensure the work can be a good lubrication system with automatic protection systems and the main electrical interlock Drum through the spindle drive motor. Spindle drive is also the main components. Spindle hoist should be able to work outside the course of the load without the occurrence of excessive residual deformation and elastic deformation, at the same time to ensure that a certain life. Spindle is often the weight of hoisting machine in one of the biggest parts of their size and the torque delivery as well. Key words: spindle hoist reducer coupling 目 錄 緒 論 - 1 - 第1章 礦井提升的意義及其發(fā)展簡(jiǎn)史 - 2 - 第2章 JT-0.8礦井提升絞車(chē)的工作原理 - 4 - 礦井提升機(jī)—（1）單繩纏繞式— A單卷筒提升機(jī) - 4 - 第3章 JT-0.8提升絞車(chē)提升設(shè)備的分類(lèi) - 6 - 第4章 JT-0.8提升絞車(chē)主要組成部分和各部分的用途 - 7 - 4.1 提升機(jī)械性能參數(shù) - 7 - 4.2 制動(dòng)系統(tǒng) - 8 - 4.3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) - 10 - 4.4 潤(rùn)滑系統(tǒng) - 10 - 4.5 觀測(cè)和操縱系統(tǒng) - 11 - 4.6 拖動(dòng)、控制和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng) - 12 - 第5章 JT-0.8提升絞車(chē)卷筒的結(jié)構(gòu)及其計(jì)算 - 19 - 5.1卷筒結(jié)構(gòu) - 19 - 5.2支輪 - 21 - 5.3木襯 - 23 - 5.4繩槽 - 24 - 5.5卷筒的失效形式及原因 - 27 - 5.6 筒殼許用應(yīng)力的確應(yīng) - 28 - 5.7 滾筒強(qiáng)度的驗(yàn)算 - 30 - 第6章 JT-0.8提升絞車(chē)的主軸設(shè)計(jì) - 32 - 6.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 32 - 6.2 主軸尺寸的確定及軸承的選擇 - 33 - 6.3 主軸裝置零部件變位質(zhì)量計(jì)算 - 36 - 6.3-1確定滾殼變位質(zhì)量 - 37 - 6.3-2確定支輪變位質(zhì)量 - 38 - 6.3-3 確定輪轂的變位質(zhì)量 - 39 - 6.4主軸強(qiáng)度和剛度計(jì)算及校核 - 40 - 6.4-1 固定靜載荷分配于主軸各輪轂作用點(diǎn)上的力 - 41 - 6.4-2 鋼絲繩拉力分配于主軸各輪轂作用點(diǎn)上的力 - 44 - 6.4-3 作用于軸上水平方向及垂直方向的合力 - 46 - 6.4-5扭矩計(jì)算 - 48 - 6.4-6危險(xiǎn)斷面的安全系數(shù)計(jì)算 - 49 - 6.4-7按彎扭組合校核強(qiáng)度 - 51 - 6.4-8撓度計(jì)算 - 52 - 6.5主軸承強(qiáng)度校核 - 56 - 6.6滾筒制動(dòng)輪與主軸的過(guò)盈配合聯(lián)接計(jì)算 - 56 - 6.6-1 計(jì)算最小過(guò)盈量 - 57 - 6.6-2 計(jì)算最大過(guò)盈量 - 58 - 6.6-3 選擇過(guò)盈配合的種類(lèi) - 59 - 結(jié) 束 語(yǔ) - 32 - 參考文獻(xiàn) - 55 - 緒 論 礦山提升機(jī)是礦山大型固定機(jī)械之一。礦山提升機(jī)從最初的蒸氣機(jī)拖動(dòng)的單繩纏繞式提升機(jī)發(fā)展到今天的交-交變頻直接拖動(dòng)的多繩摩擦式提升機(jī)和雙繩纏繞式提升機(jī)，經(jīng)歷了170多年的發(fā)展歷史。目前，國(guó)內(nèi)外經(jīng)常使用的提升機(jī)有單繩纏繞式和多圣摩擦式兩種 根據(jù)制造工藝的不同，可把提升機(jī)的滾筒結(jié)構(gòu)分為鑄造一焊接混合型(支輪為鑄造，滾筒為焊接)和焊接型。JT系列提升絞車(chē)可供煤礦、金屬礦、非金屬礦在傾斜巷道作升降物料和人員之用，也可作為小型豎井的提升設(shè)備。此外，還可以地下或地面作其它運(yùn)輸及輔助工作。JT-0.8型礦用提升絞車(chē)主要用于礦井運(yùn)輸、調(diào)車(chē)及斜坡提升物料之用 當(dāng)支輪的變形與簡(jiǎn)殼的變形相比可以忽略時(shí)，稱(chēng)它為剛性支輪，均為剛性支輪。如支輪的變形與筒殼變形相比不可忽略時(shí)，稱(chēng)它為彈性支輪。它的特點(diǎn)是筒殼與支輪的應(yīng)力分布較均勻。經(jīng)驗(yàn)表明，剛性支輪的結(jié)構(gòu)在制造工藝上較復(fù)雜，而且往往容易出現(xiàn)早期失效。因此，現(xiàn)代大中型提升機(jī)滾筒常采用的彈性支輪滾筒結(jié)構(gòu)。 彈性支輪滾筒這種結(jié)構(gòu)共同的持點(diǎn)是取消了支環(huán)，用較厚的簡(jiǎn)殼來(lái)承擔(dān)載荷，并且支輪改為輻板式 (即在支輪上開(kāi)有兩個(gè)人孔)或圓環(huán)式。這樣做工藝上較簡(jiǎn)單，同時(shí)也可以避免由于焊接工藝不當(dāng)造成加強(qiáng)筋附近的局部應(yīng)力過(guò)高。經(jīng)驗(yàn)表明，這種改進(jìn)是成功的。 彈性支輪滾筒結(jié)構(gòu)的不同之處還在于剛性支輪的輻板與軸線垂直，而彈性支輪滾筒的支輪與軸線成某一角度(約3·一6。)，初看起來(lái)，這種傾斜式輻板似乎可以減少筒殼與支輪連接點(diǎn)的剛度．從而減小其彎應(yīng)力，但由于增加了壓縮應(yīng)力，故對(duì)減小合成應(yīng)力水平并不有效，加上它的制造工藝較為復(fù)雜，故不再傾向于使用它了。 滾筒外一般設(shè)有木襯，并在其上車(chē)出繩槽，目的是減少鋼繩與簡(jiǎn)殼直接接觸面造成的磨損，并使鋼繩排列整齊。 繩槽有螺旋形及環(huán)形兩種，在單層纏繞時(shí)采用螺旋形繩槽就足以使排繩整齊。 第1章 礦井提升的意義及其發(fā)展簡(jiǎn)史 礦山運(yùn)輸在有益礦物探掘的技術(shù)過(guò)程中起著及其重要的作用，而礦井提升是礦山運(yùn)輸?shù)闹饕h(huán)節(jié)之一。礦井提升設(shè)備一方面把有益礦物送至地面，另—方面也用作運(yùn)送人員、輔助材料和其他設(shè)備等。 礦并提升的安全及無(wú)事故的運(yùn)轉(zhuǎn)在完成有益破物的探掘計(jì)劃和保障人民的健康上具有頭等重要的意義。 提升的運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)當(dāng)不僅是安全，同時(shí)還要經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)這一點(diǎn)現(xiàn)在應(yīng)十分重視，因?yàn)樵趥€(gè)別場(chǎng)合下提升機(jī)的用電量達(dá)礦井總用電量的40%。 《礦井提升投備》這一課程是說(shuō)明各種提升方式的理豌論、有關(guān)設(shè)計(jì)提升機(jī)的問(wèn)題、如何在一定的礦井條件下選擇最合適的設(shè)備以及各種裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性等問(wèn)題。 現(xiàn)代礦井提升改備的特點(diǎn)是在運(yùn)轉(zhuǎn)上特殊和在裝備上復(fù)雜。所以要制造這種設(shè)備就須要在理論和實(shí)踐上深入的鉆研。而俄國(guó)和蘇聯(lián)的學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了這種研究工作，并且根據(jù)他們研究的結(jié)果已在蘇聯(lián)創(chuàng)立礦井提升這一學(xué)科。 起重機(jī)械遠(yuǎn)在古代就用建筑時(shí)提升重物，提升灌溉田地用水，后來(lái)也以最簡(jiǎn)單的方法用于提升探出的有益礦物。 在十五世紀(jì)俄羅斯礦山上最初出現(xiàn)的起重設(shè)備是用于奧拉饅涅茨的鹽礦。遲至十八世紀(jì)在阿爾泰銀礦中礦山機(jī)械工程師佛朗洛羅夫裝配了—整套以水力帶動(dòng)的提升改備。 解放前，我國(guó)采礦工業(yè)十分落后，機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)也很薄弱，幾個(gè)大型礦山都操縱在帝國(guó)主義和官僚資產(chǎn)階手中，礦工不僅生活相當(dāng)貧困，同時(shí)因?yàn)闆](méi)有安全設(shè)備，生命也沒(méi)有任何保障。解放后，在黨的英明領(lǐng)導(dǎo)下，隨著煤礦工業(yè)的恢復(fù)發(fā)展，在礦井提升方面，制定了安全操作規(guī)程。對(duì)舊有的提升段備進(jìn)行了改造，增添了保安段備，不僅提高了提升段各的利用率，而且保證了安全生產(chǎn)。與此同時(shí)，提升機(jī)械的制造也獲得了很大的發(fā)展。目前我國(guó)不僅能夠制造中小型的提升機(jī)械，而且成批生產(chǎn)了大型提升機(jī)械 日前國(guó)內(nèi)各礦采用的礦井提升段備，主要是非連續(xù)性的提升機(jī)械。這種設(shè)備的特點(diǎn)是需要經(jīng)常的起動(dòng)和停止，并且要以較高的速度，安全準(zhǔn)確地在不太長(zhǎng)的距高中往返運(yùn)行，這就必須要有復(fù)雜的操樅控制設(shè)備以及自動(dòng)保護(hù)裝置。因此礦井提升設(shè)備是礦井中較為復(fù)雜的大型固定段各之—。 采用連續(xù)提升，可以大為簡(jiǎn)化操縱控制系統(tǒng)和進(jìn)—步提高提升能力。目前許多國(guó)家正在進(jìn)行這方面的研究試制工作。并且已經(jīng)取得初步成果。 礦井提升段備是由提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)(又名絞車(chē))、井架、天輪以及裝卸載附屬設(shè)備組成。提升系統(tǒng)有豎井和斜井提升，井下開(kāi)采的煤炭和矸石通過(guò)位于井底車(chē)場(chǎng)室I中的翻車(chē)器卸入井下煤倉(cāng)(礦倉(cāng))2內(nèi)，通過(guò)裝載設(shè)備的閘門(mén)3可將礦物裝入停于井底的箕斗4中，此時(shí)另一箕斗7位于地面井架6的卸載曲軌8中。所卸出之煤炭矸石可通過(guò)地面礦倉(cāng)9運(yùn)走，兩條提升的鋼絲繩14，一端與箕斗相連，另—端則繞過(guò)井架上的天輪而引入至提升機(jī)房13，且以相反方向纏繞在提升機(jī)12上，啟動(dòng)提升機(jī)，可將位于井底且已經(jīng)裝載完畢的重載箕斗4經(jīng)井筒提至地面。同時(shí)將位于地面卸載曲軌中且已卸載完畢的空載箕斗經(jīng)井筒下放至井底，如此箕斗往復(fù)進(jìn)行提升工作。 圖為豎井普通罐籠提升設(shè)備的示意圖。一個(gè)普通罐籠2位于井底車(chē)場(chǎng)進(jìn)行裝載，另一普通罐籠則正處于地面卸載水平。提升鋼絲繩5一端接罐籠；另—端饒過(guò)位于井架6上的天輪4被固定在提升機(jī)3上，起動(dòng)提升機(jī)后，位于井底且已裝載完畢的重載罐籠經(jīng)井筒1被提升至地面，同時(shí)位于地面卸載水平且巳卸載完畢的空罐籠被下放，如此往復(fù)完成提升工作，團(tuán)中7為并架的支撐。 圖 普通罐籠提升設(shè)備示意圖 - 4 - 第2章 JT-0.8礦井提升絞車(chē)的工作原理 按工作原理的不同，礦井提升機(jī)可分為兩類(lèi)： 礦井提升機(jī)—（1）單繩纏繞式— a單卷筒提升機(jī) b雙卷筒提升機(jī) （2）多繩摩擦式提升機(jī) 礦井提升機(jī)按工作原理的分： 單繩纏繞式提升機(jī)的工作原地如圖l—卷筒上纏上和纏下來(lái)實(shí)現(xiàn)容器的提升和下運(yùn)動(dòng)。提升機(jī)安裝在地面提升機(jī)房里，鋼絲繩一端固定在卷簡(jiǎn)上，另一端繞過(guò)天輪后懸掛提升容器。圖2—1所示為單繩纏繞式單卷筒提升機(jī)，卷筒上固定兩根鋼絲繩，并應(yīng)使每根鋼絲繩在卷簡(jiǎn)上的纏繞方向相反。這樣，當(dāng)電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速器帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩根鋼絲繩便經(jīng)過(guò)天輪在卷筒上纏上和纏下，從而使提升容器在井筒里上下運(yùn)動(dòng)。不難看出，單繩纏繞式提升機(jī)的一個(gè)根本特點(diǎn)和缺點(diǎn)是鋼絲繩在卷筒上不斷的纏上和纏下，這就要求卷筒必須具備一定的 纏繞發(fā)面積，以便能容納下根據(jù)井深或提升高度所確定的鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度。單繩纏繞式提升機(jī)的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍和機(jī)械結(jié)構(gòu)等，都是由這一特點(diǎn)來(lái)確定的。 單繩纏繞式雙卷筒提升機(jī)具有兩個(gè)卷筒，每個(gè)卷筒上固定一根鋼絲繩，并應(yīng)使鋼絲繩在兩卷筒上的纏繞方向相反，其工作原理和特點(diǎn)與單卷筒提升機(jī)完全相同。 圖2—1 單繩纏繞式提升機(jī)工作原理示意圖 1—卷筒 2—鋼絲繩 3—天輪 4—容器 5—平衡尾繩 JT-0.8絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng) 1.電動(dòng)機(jī) 2.YWZ液壓推桿制動(dòng)器 3.正齒輪 4.正齒輪 5.軸承 6.齒輪軸 7.軸承 8.斜齒輪. 9.軸承 10.大齒輪 11.滾筒 12.工作制動(dòng)器 - 6 - 第3章 JT-0.8提升絞車(chē)提升設(shè)備的分類(lèi) 礦井提升設(shè)備按照不同情況可分成如下類(lèi)別： (一)按用途分： 主井提升設(shè)備一專(zhuān)門(mén)提升煤炭或矸石的設(shè)備； 副井提升設(shè)備—完成提升矸石，升降人員，運(yùn)送材料，設(shè)備等輔助工作的設(shè)備。 (二)按井筒傾角分： 豎井提升設(shè)備； 斜井提升設(shè)備。 （三)按提升機(jī)絞筒的構(gòu)造分 等直徑絞筒提升設(shè)備； 變直徑絞筒提升設(shè)備； 摩擦輪提升設(shè)備。 (四)按拖動(dòng)裝置分： 電動(dòng)機(jī)提升設(shè)備—交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的提升設(shè)備，支流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的提升設(shè)備；蒸氣提升設(shè)備。 (五)按容器分： 罐籠提升段備； 箕斗提升設(shè)備。 (六)按提升系統(tǒng)的平衡分： 不平衡提升設(shè)備； 平衡提升設(shè)備—靜力平衡提升段備，動(dòng)力平衡提升設(shè)備。 - 6 - 第4章 JT-0.8提升絞車(chē)主要組成部分和各部分的用途 4.1 提升機(jī)械性能參數(shù) 設(shè)計(jì)提升機(jī)械系列參數(shù)的出發(fā)點(diǎn)是用較少規(guī)格的提升機(jī)去滿(mǎn)足最廣泛的使用需要，當(dāng)然，也可以不設(shè)參數(shù)系列，而完全根據(jù)用戶(hù)的需要。 反映提升機(jī)械性能的參數(shù)很多，如卷筒直徑、寬度、最大提升速度、容繩量和電動(dòng)機(jī)功率等等。根據(jù)這些參數(shù)間的相互關(guān)系，可把它們分為： 1)條件參數(shù) 它是作為限制條件而預(yù)先給出的參數(shù)，是提升機(jī)參數(shù)所應(yīng)滿(mǎn)足的先決條件。包括其他標(biāo)準(zhǔn)已作了規(guī)定的數(shù)據(jù)，如優(yōu)先數(shù)系，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)數(shù)和額定轉(zhuǎn)數(shù)等； 2)主參數(shù) 在提升機(jī)的性能參數(shù)中，有一個(gè)(或最多兩個(gè))參數(shù)是主要的。它代表了提升機(jī)械的主要性能特征，稱(chēng)為主參數(shù)。它是提升機(jī)械設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，其他參數(shù)均從屬于主參數(shù)； 3)次要參數(shù) 它是由主參數(shù)決定的，與主參數(shù)有某種依賴(lài)關(guān)系。有的可表示為某種確定的因數(shù)關(guān)系，如卷簡(jiǎn)直徑與最大靜張力之間的關(guān)系。有的則有一定的相關(guān)關(guān)系。 當(dāng)然，主參數(shù)并不能完全代替其他參數(shù)，但只要選擇得當(dāng)，就可以最大限度地代表該提升機(jī)械的性能。 主參數(shù)的基本特征是： 1)能反映產(chǎn)品的基本特性， 2)最穩(wěn)定的參數(shù)。 此外，主參數(shù)要便于使用。 確定主參數(shù)的步驟是： 1)選擇主參； 2)確定主參數(shù)的上下限； 3)確定主參數(shù)系列。 提升機(jī)械的主參數(shù)選擇方法，可采用主成分分析法，即分析所有性能參數(shù)間的關(guān)系，只要它們不相互獨(dú)立，總有可能從中找出一個(gè)或兩個(gè)作為主要性能的特征參數(shù)。 現(xiàn)以纏繞式提升機(jī)械為例，說(shuō)明主參數(shù)與次要參數(shù)的關(guān)系。提升機(jī)械的容繩量與卷筒直徑、寬度及纏繞層數(shù)有關(guān)。根據(jù)安全規(guī)程，纏繞層數(shù)因不同的提升條件而有具體規(guī)定。因而，容繩量這一參數(shù)就有著固定的、可以計(jì)算的關(guān)系。 卷筒直徑與鋼繩最大靜張力之間也有著大致固定的關(guān)系。因?yàn)楦鶕?jù)安全規(guī)程規(guī)定，卷簡(jiǎn)直徑與鋼繩直徑之比為60～80，只要鋼絲繩的型式、規(guī)格和使用條件一旦確定，卷簡(jiǎn)直徑和鋼絲繩最大靜張力這兩個(gè)參數(shù)間的關(guān)系就可以確定。 提升最大速度這一參數(shù)與提升工作的經(jīng)濟(jì)性及安全性有關(guān)。當(dāng)卷筒直徑確定后，最大提升速度就確定了卷筒的轉(zhuǎn)數(shù)，或者說(shuō)，當(dāng)卷簡(jiǎn)轉(zhuǎn)數(shù)在某一范圍時(shí)，最大提升速度為卷簡(jiǎn)直徑的函數(shù)。 至于卷筒的寬度，看來(lái)似乎與卷筒直徑?jīng)]有什么關(guān)系。但是，考慮到實(shí)際情況，例如卷筒過(guò)寬時(shí)容易造成鋼絲繩偏角超限，也容易造成主軸撓度超限等問(wèn)題，而這些問(wèn)題又都與卷簡(jiǎn)直徑及鋼絲繩直徑有關(guān)，因而卷簡(jiǎn)寬度與卷簡(jiǎn)直徑兩參數(shù)間也就有了一定的關(guān)系，而并不相互獨(dú)立。 從以上分析可以看出，卷筒(主導(dǎo)輪)直徑或鋼絲繩最大靜張力是提升機(jī)械的主要參數(shù)，其他參數(shù)都可以根據(jù)這參數(shù)去制定。 - 13 - JT－0.8×0.6提升絞車(chē)技術(shù)參數(shù)表： 參數(shù) 型號(hào) 滾筒 載荷 提升高度 鋼絲繩 電機(jī) 速比 重量 個(gè)數(shù) 直徑mm 寬度 mm 最大靜張力KN 最大靜張力差KN 容繩量 （米） 層數(shù) 繩速 m∕s 繩徑 mm 功率 型號(hào) 單位 kg JT-0.8×0.6 1 800 600 15 15 375 4 1.35 15.5 22 YR180-6 30 2100 安全規(guī)程規(guī)定，主軸裝置的卷筒或主導(dǎo)輪直徑與鋼絲繩和鋼絲直徑的比值應(yīng)符合下列要求： 對(duì)于地面提升設(shè)備 80， 1200 （2—1） 對(duì)于井下提升設(shè)備 60， 900 （2—2） （對(duì)于圍包角﹥的多繩摩擦式提升機(jī)，100） 式中 D——提升機(jī)卷筒或主導(dǎo)輪名義直徑（毫米）； ——鋼絲繩直徑（毫米）； ——鋼絲直徑 （毫米）。 單繩纏繞式提升機(jī)主軸裝置的卷筒外面沒(méi)有木襯。木襯的作用是作為鋼絲繩的軟墊，在其上鋼絲繩不會(huì)發(fā)生過(guò)度變形。木襯應(yīng)用柞木、水曲柳或榆木等制作。松木不適于作木襯，因?yàn)樗跈M過(guò)纖維的壓力作用下，經(jīng)常開(kāi)裂，使用壽命僅為幾個(gè)星期。木襯每塊的長(zhǎng)度與避溝寬度相等，每塊的厚度應(yīng)不少于鋼絲繩直徑的兩倍， 一般為100毫米左右(對(duì)于直徑大于50毫米的鋼絲繩，（以采用150毫米為宜)，每塊的寬度在150一200毫米之間， 斷面成扇形。 固定卷筒木襯的螺釘頭，應(yīng)沉入木襯厚度三分之一以上；當(dāng)全部木襯固定完以后，應(yīng)用木塞沾膠水將螺釘孔定死，并鋇用木楔將木襯夾縫填滿(mǎn)。使用中的木襯，當(dāng)因磨損使螺釘頭的沉入深度尚存10毫米時(shí)，即應(yīng)重新更換。 卷筒木襯必須刻制繩槽，其尺寸關(guān)系如下式所示 A=0.35 =0.35×15.5=5.425 (毫米) 取A=5mm (2—3) 式中 A——溝槽的深度(毫米)。 兩相鄰溝槽的中心距t可參照下式計(jì)算： t= +(2—3)=15.5+2=17.5(毫米) 取 t=17.5mm (2—4) 4.2 制動(dòng)系統(tǒng) 現(xiàn)代礦井提升機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)是所有提升設(shè)備中最重要、最復(fù)雜的裝置。它由制動(dòng)器和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。制動(dòng)器是直接作用于制動(dòng)輪或者制動(dòng)盤(pán)上產(chǎn)生制動(dòng)力矩的部分，按其結(jié)構(gòu)可分為盤(pán)式制動(dòng)器和塊式制動(dòng)器等。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是控制并調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的部分，新型號(hào)提升機(jī)采用油壓盤(pán)式閘制動(dòng)系統(tǒng)，舊型號(hào)提升機(jī)采用油壓或氣壓塊閘式制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)。 1)、制動(dòng)系統(tǒng)的作用 (1)保證提升容器按給定狀態(tài)運(yùn)動(dòng)，并在需要的位置制動(dòng)——工作制動(dòng)。 (2)在可能造成事故的不正常工作狀態(tài)下，緊急制動(dòng)以保障人員和設(shè)備的安全——緊急制動(dòng)。 (3)更換水平調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)時(shí)，制動(dòng)活卷筒。工作制動(dòng)、緊急制動(dòng)都可用手動(dòng)或自動(dòng)。手動(dòng)操作時(shí)，由司機(jī)進(jìn)行；急制動(dòng)由提升設(shè)備的保護(hù)裝置進(jìn)行，工作制動(dòng)由行程調(diào)節(jié)器進(jìn)行。 2)、制動(dòng)系統(tǒng)的要求 (1)提升機(jī)除有制動(dòng)裝置外，還裝有定車(chē)裝置，以使在調(diào)整卷筒位置時(shí)使用。 (2)全部制動(dòng)力矩Mz不得小于提升機(jī)最大設(shè)計(jì)靜載荷所需要紐矩的3倍。即： （3）一副制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 應(yīng)大于調(diào)繩力矩 的1.2倍，即：(4)緊急制動(dòng)時(shí)，對(duì)于提升重物，減速度必須小于5m／s;對(duì)于下放重物,減速度應(yīng)大于1.5 m／s。 (5)對(duì)于摩擦輪式提升，緊急制動(dòng)時(shí)的減速度不應(yīng)使鋼絲繩在摩擦輪上產(chǎn)生滑動(dòng)。 (6)緊急制動(dòng)閘必須采用配重式或彈簧式的制動(dòng)裝置。 (7)當(dāng)井筒傾角在30以下時(shí)，制動(dòng)力矩的倍致必須符合下表的要求。 制動(dòng)力矩與井筒傾角 井筒傾角 <20 20 25 30 》1.8 2.0 2.6 3.0 注：1 為制動(dòng)力矩； 2 為靜力矩； 3 表內(nèi)未列出的角度，按比例標(biāo)準(zhǔn)； 4 坡度變化的井筒，按井筒最大坡度確定。 4.3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)包括減速器和聯(lián)軸器： 1)．減速器的作用： 礦井提升機(jī)主軸的轉(zhuǎn)數(shù)由于受提升速度的限制，一般在l0一60轉(zhuǎn)／|分之間，而用作拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，一般在480一960轉(zhuǎn)／分之間。這樣，除采用低速直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)外，一般情況下不能將主軸與電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)接，中間必須經(jīng)過(guò)減速器。因而減速器的作用是減速印傳遞動(dòng)力。 本絞車(chē)采用的是一級(jí)斜齒輪減速器，主要由齒輪軸、輸出軸、傳動(dòng)齒輪、輸入軸、軸承、箱體等組成。其公稱(chēng)傳動(dòng)比為1：4.5。在減速器的箱體上有視孔窗，用以檢查齒輪嚙合情況和加注潤(rùn)滑油。下部設(shè)有油尺用以檢查減速箱中的油位，油堵用以放油。 2)．聯(lián)軸器是用來(lái)聯(lián)接提升機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，并傳遞動(dòng)力． JTP-0.8×0.6型礦用提升絞車(chē)電動(dòng)機(jī)與減速器的聯(lián)接采用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。它由半聯(lián)軸器、柱銷(xiāo)等零件組成。由于柱銷(xiāo)具有緩沖和減震作用，因而具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音小、安全可靠、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。主軸與減速器輸出軸的連接采用齒式聯(lián)軸器。它主要由半聯(lián)軸器、內(nèi)齒圈、外齒套、擋板等組成。具有承載能力大、易維護(hù)、對(duì)誤差不敏感等優(yōu)點(diǎn)。 4.4 潤(rùn)滑系統(tǒng) 潤(rùn)滑系統(tǒng)是一切機(jī)械系統(tǒng)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用是：在提升機(jī)工作時(shí)，不間斷地向主軸承、減邊器軸承和嚙合齒面壓送潤(rùn)滑油，以保證軸承和齒輪能良好的工作潤(rùn)滑系統(tǒng)必須與自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)和主電動(dòng)機(jī)聯(lián)鎖：即潤(rùn)滑系統(tǒng)失靈時(shí)(如潤(rùn)滑油壓力過(guò)高或過(guò)低、軸承溫升過(guò)高等)，主電動(dòng)機(jī)斷電，提升機(jī)進(jìn)行安全制動(dòng)。啟動(dòng)主電動(dòng)機(jī)之前，必須先開(kāi)動(dòng)潤(rùn)滑油泵，以確保機(jī)器在充分潤(rùn)滑的條件下工作。 提升機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)部位之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生摩擦，若潤(rùn)滑不好或潤(rùn)滑方式不妥，都會(huì)使其性能惡化，加速零部件的磨損。因而，潤(rùn)滑是與磨擦、磨損密切相關(guān)的，正確地選擇潤(rùn)滑材料，采用合理的潤(rùn)滑方式，可以減少零部件的磨損，延長(zhǎng)使用壽命，防止事故的發(fā)生，有很重要的作用。 1、手工加潤(rùn)滑劑 即人工用油壺、油槍、脂槍、脂杯或用手抹的方法，將潤(rùn)滑劑(油或脂)送到潤(rùn)滑部位。 2．油環(huán)潤(rùn)滑 利用套在軸頸上的油環(huán)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)油帶起供給潤(rùn)滑部位，稱(chēng)之為油環(huán)潤(rùn)滑。一般用于滑動(dòng)軸承加油。 3．飛濺潤(rùn)滑 依靠旋轉(zhuǎn)的齒輪將油池中的潤(rùn)滑油甩起，使油濺落到齒輪的嚙合面上，稱(chēng)之為飛濺潤(rùn)滑，也叫作油池潤(rùn)滑式油浴潤(rùn)滑。這種潤(rùn)滑方式在齒輪及蝸輪傳動(dòng)中應(yīng)用較多。 4．壓力循環(huán)潤(rùn)滑 油泵工作產(chǎn)生壓力將潤(rùn)滑油送到各潤(rùn)滑點(diǎn)后流回油箱，經(jīng)冷卻、過(guò)濾后又循環(huán)使用的方法叫壓力循環(huán)潤(rùn)滑，它多用于高速、重載、精密的機(jī)械潤(rùn)滑中。如JK型提升機(jī)的主軸承、減速器的軸承和齒輪，以及JKM型多繩摩擦式提升機(jī)的減速器齒輪等均采用壓力循環(huán)潤(rùn)滑方法進(jìn)行潤(rùn)滑。 由于零件的潤(rùn)油方式不同，造成零件設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到是否開(kāi)有加油孔等結(jié)構(gòu)。 4.5 觀測(cè)和操縱系統(tǒng) 觀測(cè)和操縱系統(tǒng)包括斜面操縱臺(tái)、深度指示器和測(cè)速發(fā)電機(jī)裝置。這里只介紹一下深度指示器。 本絞車(chē)采用的是龍門(mén)式深度指示器，單繩牌坊式深度指示器由兩部分組成，一部分是與提升機(jī)主軸軸端成直角連接的傳遞運(yùn)動(dòng)的裝置，即牌坊式深度指示器傳動(dòng)裝置。另一部分是深度指示器，兩者通過(guò)聯(lián)軸器相連。 深度指示器的工作原理：提升機(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由傳動(dòng)裝置傳給深度指示器，經(jīng)過(guò)齒輪對(duì)傳給絲杠，使兩根垂直絲杠以互為相反的方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶有指針的兩個(gè)梯形螺母也以互為相反的方向移動(dòng)，即一個(gè)向上，另一個(gè)向下。絲扛的轉(zhuǎn)數(shù)與主軸的轉(zhuǎn)數(shù)成正比，因而也與容器在井筒中位置相對(duì)應(yīng)，因此螺母上指針在絲杠上的位置也與之相對(duì)應(yīng)，通過(guò)指針便能準(zhǔn)確地指出容器在井筒中的位置。 深度指示器主要由箱體、螺旋齒輪、絲杠、螺母、鏈輪、機(jī)架、限位開(kāi)關(guān)等組成。它能提示提升容器在井筒中的位置，其上的行程開(kāi)關(guān)參與絞車(chē)過(guò)卷或過(guò)放保護(hù)等功能。當(dāng)絲杠上的螺母桿碰壓相應(yīng)的形成開(kāi)關(guān)時(shí)，控制線路將產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，從而保證礦井的安全生產(chǎn)。深度指示器配有76齒，50齒，25齒三種鏈輪與主軸上的鏈輪分別構(gòu)成1：1、1：1.5、1：3的傳動(dòng)比，分別用于井深600—400米、400—200米、200米以下三種情況。根據(jù)提升機(jī)使用場(chǎng)合的不同可選用不同的齒數(shù)鏈輪。 深度指示器的作用是： (1) 指示提升容器的運(yùn)行位置， (2) 容器接近井口卸載位置和井底停車(chē)場(chǎng)時(shí)，發(fā)出減速信號(hào) (3) 當(dāng)提升機(jī)超速和過(guò)卷時(shí)進(jìn)行限速和過(guò)卷保護(hù)， (4) 對(duì)于多繩摩擦式提升機(jī)，深度指示器還應(yīng)能自動(dòng)調(diào)零，以消除由于鋼絲繩在主導(dǎo)輪摩擦襯墊上的滑動(dòng)、蛹動(dòng)和自然伸長(zhǎng)等所造成的指示誤差。 4.6 拖動(dòng)、控制和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng) 拖動(dòng)、控制和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)包括主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)和微拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電氣控制系統(tǒng)和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。 礦井提升機(jī)根據(jù)交直流拖動(dòng)系統(tǒng)的不同可分為： （1） 交流（三相繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）： ① 低壓-JR型 ② 高壓-JR、JRQ、JRZ或YR型 （2） 直流（直流電動(dòng)機(jī)）-ZD或ZJD型 礦井提升機(jī)的電氣控制系統(tǒng)，分交流和直流兩大類(lèi)： （1）交流拖動(dòng)系統(tǒng)： ① KKX型金屬電阻控制系統(tǒng)（配KJ型和JKA型礦井提升機(jī)） ② SJK-A型金屬水冷電阻控制系統(tǒng)（配JKA型和XKT型礦井提升機(jī)） ③ TKD型金屬電阻控制系統(tǒng)（配無(wú)水、缺水地區(qū)的XKT型礦井提升機(jī)） ④ JKMK/J型金屬電阻控制系統(tǒng)（配JKM型礦井提升機(jī)） （2）直流拖動(dòng)和系統(tǒng)：電機(jī)放大機(jī)勵(lì)磁的發(fā)動(dòng)機(jī)-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)等 SJK—A型金屬水冷電阻控制系統(tǒng)和TKD型金屬電阻控制系統(tǒng)，目前尚未定型。 礦井提升機(jī)自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的作用是：在司機(jī)不參與的情況下，發(fā)生故障時(shí)能自動(dòng)將主電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)并同時(shí)進(jìn)行安全制動(dòng)而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)。 自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具有如下性能： (1) 提升機(jī)超速時(shí)(包括等速印減速階段的超速)自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)； (2) 提升容器過(guò)卷時(shí)自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)； (3) 創(chuàng)動(dòng)油欠壓或超壓時(shí)自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)； (4) 潤(rùn)滑油欠壓或超壓時(shí)對(duì)動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)； (5) 軸承溫升過(guò)高和制動(dòng)油溫升過(guò)高時(shí)自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)； (6) 閘瓦磨損超過(guò)規(guī)定值對(duì)自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)； (7) 電動(dòng)機(jī)過(guò)電流或失壓(斷電)時(shí)自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。 根據(jù)上述各項(xiàng)自動(dòng)保護(hù)作用的要求，自動(dòng)保護(hù)可分為提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的自動(dòng)保護(hù)和一次提升結(jié)束時(shí)的自動(dòng)保護(hù)。 第5章 JT-0.8提升絞車(chē)卷筒的結(jié)構(gòu)及其計(jì)算 JT-0.8提升絞車(chē)的滾筒是纏繞鋼絲繩的。并承受鋼絲繩拉力所造成的各種載荷，滾筒一般由三部分組成，即筒殼、法蘭盤(pán)(支輪)及支環(huán)。筒殼是滾筒的主要承載部件，支輪是支撐筒殼和傳遞力的部件，支環(huán)是增加筒殼穩(wěn)定性的。 過(guò)去生產(chǎn)和使用的kJ系列提升機(jī)筒殼開(kāi)裂的現(xiàn)象較為普遍。分據(jù)其原因，主要是因?yàn)橥矚ぬ幱谧冚d荷作用下，應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，其理論計(jì)算還不夠完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不盡合理，加工裝配和使用維護(hù)上存在一定缺陷。 但是，歸根結(jié)底，解決簡(jiǎn)殼開(kāi)裂現(xiàn)象的主要對(duì)策是正確分析筒殼的應(yīng)力狀態(tài)，計(jì)算其強(qiáng)度。因?yàn)?，只有正確分析了解筒殼的應(yīng)力狀態(tài)，才能提出適應(yīng)于這種應(yīng)力狀態(tài)的合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在加工工藝上使用維護(hù)上保證這種設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，從提高煤炭產(chǎn)量，挖掘設(shè)備潛力的角度看，筒的承載狀態(tài)和強(qiáng)度計(jì)算，也是十分必要的。 5.1卷筒結(jié)構(gòu) JT-0.8×0.8礦井提升機(jī)卷筒結(jié)構(gòu)部分如圖5—1所示： 圖5-1 卷筒結(jié)構(gòu) 1-主軸 2-軸承 3-軸承支座 4-大齒輪 5-木襯 6-制動(dòng)支輪 根據(jù)制造工藝的不同，可把提升機(jī)的卷筒結(jié)構(gòu)分為鑄造、焊接混合型的(支輪為鑄造，卷筒為焊接)和焊接型的。焊接型卷筒的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5—2及圖5—3。 圖5-2 焊接型卷筒 1- 支輪（焊接型） 2-筒殼 3--支環(huán) 4木襯 圖5-3 搭板連接 1-筒殼 2- 支環(huán) 3、4-搭板 圖5—1所示的支輪為鑄鋼(小型提升機(jī)也有用鑄鐵的)。它用螺釘與簡(jiǎn)殼相連。簡(jiǎn)殼可以是整體的；也可以是分辨的，互相間以螺釘連接，如圖5—3和圖5—4所示。 圖5—4角鋼連接 1—筒殼；2—支環(huán)；3—搭板；4—角鋼；5—墊片 5.2支輪 在圖5-3之中，其卷筒與支輪全部為焊接結(jié)構(gòu)，在筒殼內(nèi)還有圓環(huán)形的加強(qiáng)筋(稱(chēng)為支環(huán))，在支輪與筒殼連接處和輪輻上都加有剛性較大的加強(qiáng)筋板。從側(cè)面來(lái)看，這些卷筒的支輪大多呈輻條形或在整板上開(kāi)有較大的孔。當(dāng)支輪的變形與筒殼的變形相比可以忽略時(shí)，稱(chēng)它為剛性支輪，圖5—1和圖5—2所示均為剛性支輪。如支輪的變形與筒殼變形相比不可忽略時(shí)，稱(chēng)它為彈性支輪。它的特點(diǎn)是筒殼與支輪的應(yīng)力分布較均勻。 圖5—5圓環(huán)結(jié)構(gòu)彈性支輪 1—輪轂；2—圓板支輪（a0）；3—筒殼；4—木襯 圖5—6 圓板結(jié)構(gòu)彈性支輪 1—輪轂；2—圓板支輪；3—筒殼；4—木襯 經(jīng)驗(yàn)表明，圖5—1所示的結(jié)構(gòu)在制造工藝上較復(fù)雜，而目往往容易出現(xiàn)早期失效。因此現(xiàn)代大小型提升機(jī)卷筒常采用圖5—5和圖5—6所示的卷筒結(jié)構(gòu)，它們的支輪是彈性的。 這兩種結(jié)構(gòu)共同的特點(diǎn)是取消了支環(huán)，用較厚的筒殼來(lái)承擔(dān)裁荷，并且支輪改為輻板式(即在支輪上開(kāi)有兩個(gè)人孔)或圓環(huán)式。這做工藝上較簡(jiǎn)單，同時(shí)也可以避免由于焊接工藝不當(dāng)造成加強(qiáng)筋附近的局部應(yīng)力過(guò)高。經(jīng)驗(yàn)表明，這種改進(jìn)是成功的。 圖5—4與圖5—5所示，卷筒結(jié)構(gòu)的不同之處還在于前者的輻板與軸線垂直，而后者的支輪與軸線成某一角度(約3—6。)，初看起來(lái)，這種傾斜式輻板似乎可以減少筒殼與支輪連接點(diǎn)的剛度，從而減小其彎應(yīng)力。但由于增加了壓縮應(yīng)力，故對(duì)減小合或應(yīng)力水平并不有效加上它的制造工藝較為復(fù)雜，所以不再傾向于使用它了。 5.3木襯 卷筒外一般設(shè)有木襯，并在其上車(chē)有繩槽，目的是減少鋼繩與筒殼直接接觸而造成的磨損，并使鋼繩排列整齊。但木襯使用壽命不長(zhǎng)，更換費(fèi)時(shí)、費(fèi)科，故有人不設(shè)木襯而直接在卷筒完上車(chē)出繩槽，但這樣則要求增加筒殼厚度(一般約需增加l／3)，從而也增加了機(jī)重。圖5—7為其結(jié)構(gòu)之一，值得注意的是，該結(jié)構(gòu)中閘盤(pán)和支輪是用螺栓連接的。 圖5—7 無(wú)木襯卷筒 1—輪輻2—筒殼；3—擋繩板；4—閘盤(pán) 根據(jù)JT-0.8.0×0.6型礦用提升絞車(chē)的結(jié)構(gòu)及參數(shù)要求，筒殼上的木襯結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)結(jié)果如圖5—8所示： 圖5-8 木襯結(jié)構(gòu) 材料為硬雜木。其技術(shù)要求：（1）表面粗糙度不超過(guò)；（2）木襯水分不得超過(guò)20﹪。（3）允許有木節(jié)，但面積不得超過(guò)20﹪；（4）木材不允許有裂紋和夾層。 5.4繩槽 繩槽有螺旋形及環(huán)形兩種，在單層纏繞時(shí)采用螺旋形繩掐就足以使排繩整齊。當(dāng)上層鋼繩纏繞在下層上面時(shí)，滾筒每轉(zhuǎn)過(guò)一周，上層鋼繩就會(huì)有兩次“橫跨”下層繩圈的現(xiàn)象，如圖5—9，并在擋繩板處形成楔形區(qū)而造成咬繩現(xiàn)象。圖5—9中I—I及分別為上層繩圈第一次和第二次橫跨下層繩圈處。為解決這一問(wèn)題，可采用圖5—10中所示的四種平行式的繩槽。 圖5—9 雙層纏繞時(shí)鋼絲繩的兩次過(guò)渡 圖5—10四種平行繩槽展開(kāi)圖 (a)平面單過(guò)渡平行繩槽；(b)斜繩槽過(guò)渡平行繩槽； (c)斜繩槽雙過(guò)渡平行繩槽；(d)斜繩槽雙過(guò)渡不等平行繩槽 這幾種形式的繩槽均可不同程度地改善上層繩槽圈橫跨下層繩圈時(shí)的刮繩與咬繩現(xiàn)象，使排繩整齊，可以提高鋼絲繩的使用壽命。目前圖5-10a形式的使用效果為好，可以延長(zhǎng)鋼絲繩壽命50%左右，圖5-10d可以減少鋼絲繩的動(dòng)應(yīng)力。 鋼絲繩使用情況還表明，剛繩磨損最嚴(yán)重的部分是相鄰兩層的過(guò)渡處。因?yàn)檫@時(shí)鋼繩與擋板間形成一楔行段，其寬度隨著纏繞過(guò)程由寬到窄。后一層鋼繩在較寬的楔行段中（寬度大于或等于鋼繩直徑）可以順利地纏入此楔行段之中，如圖5-10b所示。 第一層最后一圈 （a） （b） （c） 圖5-11 鋼絲繩的層間過(guò)渡 當(dāng)楔行段的寬度小于鋼繩直徑且其差值在某一段范圍內(nèi)時(shí)，鋼繩在力作用下擠入楔行段便形成咬繩現(xiàn)象（它們的長(zhǎng)度大約為半圈）。當(dāng)楔行段寬度不能擠入鋼繩時(shí)，由于相鄰兩層鋼繩的纏繞方向相反，故鋼繩開(kāi)始向上爬，并騎在下層鋼繩之上形成一過(guò)渡繩圈，它的位置由A到B，如圖5-11c所示。當(dāng)下放時(shí)，原來(lái)被擠入和拉出是造成鋼繩在此處早期過(guò)渡磨損的原因之一，這一過(guò)程也會(huì)增加鋼繩的動(dòng)載荷。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，多層纏繞時(shí)鋼繩的使用壽命僅為單層纏繞時(shí)的一半左右。 圖5—12過(guò)渡塊（雙層纏繞） 改進(jìn)方法是在鋼繩纏繞的層間過(guò)渡處設(shè)置一過(guò)渡塊。它的作用是當(dāng)楔行段的寬度小于鋼繩直徑是，不讓鋼繩擠入而引導(dǎo)它爬過(guò)相鄰的繩圈，進(jìn)行順利的層間過(guò)渡。如圖5-12所示。 當(dāng)然，過(guò)渡塊的尺寸大小是決定其能否順利引導(dǎo)繩過(guò)渡的關(guān)鍵。不過(guò)有的滾筒不加過(guò)渡塊，而把層間過(guò)渡處的繩槽形狀加以改造，使之符合過(guò)渡的要求，這在本質(zhì)上與加過(guò)渡塊相同。 筒殼、閘盤(pán)、擋繩板的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)在圖紙中詳細(xì)列出，在此不再做具體分析。 5.5卷筒的失效形式及原因 卷筒的失效形式主要有： (1)裂紋 出現(xiàn)于筒殼、支輪及支環(huán)上。筒殼上的裂紋多出現(xiàn)于圓周方向和螺釘孔處。如圖5—13所示。支輪的裂紋多出現(xiàn)于人孔周邊，呈放射狀。支環(huán)的裂紋多出現(xiàn)于焊縫處，或支環(huán)斷裂。 圖5—13 筒殼的裂紋形式示意圖 (a)沿筒殼圓周方向局部開(kāi)裂；(b)沿焊縫和支輪處局部開(kāi)裂 1—筒殼；2—支環(huán) (2)局部變形過(guò)大 多數(shù)是筒殼中部塌陷。 (3)連接螺拴被剪斷或彎曲變形過(guò)大，造成這些失效的原因是復(fù)雜的，具體分析，一般來(lái)說(shuō)可能有： 1)理論計(jì)算有誤 例如某礦使用的2×4×1.7仿蘇型提升機(jī)，根據(jù)正確計(jì)算應(yīng)有3～4個(gè)支環(huán)，而實(shí)際只有兩個(gè)，故造成卷筒強(qiáng)度不足； 2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不良 造成卷筒各部分剛度相差過(guò)大。例如所加支輪和支環(huán)的結(jié)構(gòu)不合理形成局部剛性過(guò)高從而導(dǎo)致局部應(yīng)力過(guò)高，不符合彈性均勾化設(shè)計(jì)原則； 3)加工安裝不當(dāng) 例如卷筒不圓，或支環(huán)與筒殼貼合不好等； 4)使用維修不當(dāng) 僅如過(guò)載，以及加速度過(guò)大等； 5)原材料有缺陷 例如內(nèi)部裂紋等； 6)焊接工藝不當(dāng) 例如焊條或焊接參數(shù)選用不當(dāng)，焊接處清洗不凈，以及焊后不進(jìn)；行熱處理或熱處理不當(dāng)造成焊接殘余應(yīng)力過(guò)高等； 7)原設(shè)計(jì)許用應(yīng)力選取過(guò)大 例如蘇制或仿蘇的2×4×1.7和2×4×1.8提升機(jī)， 標(biāo)準(zhǔn)中可以采用8t底卸式箕斗，鋼繩直徑可達(dá)47．5mm，鋼繩最大靜拉力可分別達(dá)到17.5t和18t，而筒殼厚度僅有16mm，其應(yīng)力可達(dá)180～200MPa，因此就很容易出現(xiàn)裂紋。 5.6 筒殼許用應(yīng)力的確應(yīng) 筒殼和支環(huán)的材料通常是A3（A3是以前的名稱(chēng),Q235-A是現(xiàn)在的名稱(chēng),Q235-A是保證物理性能,Q235-B是保證化學(xué)性能）和16Mn，鑄造支輪多用ZG350。A3的厚度在20～40mm時(shí)。＞230MPa，＝400MPa。16Mn的厚度在20～40mm時(shí)，＞290～330 MPa ＝500MPa。 盡管從理論上分析得知筒殼和支輪所受的應(yīng)力是變化的，實(shí)踐也證明多數(shù)卷筒的失效都在沒(méi)有顯著變形的情況下形成裂紋。但在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，都是按照靜強(qiáng)度的方法來(lái)計(jì)算，或按照與疲勞強(qiáng)度等效的靜強(qiáng)度計(jì)算。 安全系數(shù)的確定是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。它主要取決于下列幾種因素： 1)原材料的穩(wěn)定情況，包括材料性質(zhì)，原材料尺寸變化，制造工藝的穩(wěn)定性等； 2)計(jì)算的精確度，包括外載荷，以及應(yīng)力等計(jì)算的精確程度； 3)零件的重要程度。 根據(jù)卷筒的具體情況，它的原材料和制造工藝都比較穩(wěn)定，計(jì)算精度為中等，又是屬于比較重要的零件，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可把其安全系數(shù)定為1.5～1.8。目前我國(guó)各廠家常取A3的許用應(yīng)力（）=140MPa，l6Mn的許用應(yīng)力（)＝180MPa。它們也都在1．5～1．8之間?；蜻@樣計(jì)算，即取材料的脈動(dòng)疲勞極限為(0．52～0．56)，安全系數(shù)為1．5。達(dá)樣計(jì)算出的許用應(yīng)力亦與上述相近。但考慮到卷筒在成形或安裝時(shí)，會(huì)有局部凹陷的現(xiàn)象，故有人建議在按上述許用應(yīng)力計(jì)算出卷筒厚度之后再加上2～3mm。 卷筒的焊接和連接螺栓的許用應(yīng)力至今尚無(wú)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，設(shè)計(jì)中可以參照卷筒的母材的許用應(yīng)力或參照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范選取，見(jiàn)表5—1。 在滾筒上的螺孔及焊縫截面的變化處均有應(yīng)力集中，焊接處如不經(jīng)退火也會(huì)有殘余應(yīng)力存在。未經(jīng)處理的焊縫中心的殘余應(yīng)力是拉應(yīng)力，其值可達(dá)到屈服極限，當(dāng)它與工作應(yīng)力疊加時(shí)，造成平均應(yīng)力增加。這樣就大大降低許用疲勞強(qiáng)度，使壽命降低。消除的方法可以用退火、振動(dòng)與錘擊，以及火焰烘烤等，另外也可以用熱法。 表5—1 焊縫和連接螺栓的許用應(yīng)力 單位 5.7 滾筒強(qiáng)度的驗(yàn)算 具體計(jì)算及校核JT-0.8×0.6型的筒殼強(qiáng)度 (1).已知條件（JT-0.8×0.6型絞車(chē)） 鋼繩最大靜張力F=15KN，鋼繩直徑d=15.5mm 鋼繩彈性模量Map 鋼繩金屬斷面積（6×（19）） 卷筒殼半徑r=34.7cm 纏繞層數(shù)n=4；輪轂半徑 纏繞節(jié)距t=15.5+2=17.5mm 卷筒殼厚度mm；圓盤(pán)厚=22mm 鋼的彈性模量Map 筒殼及圓盤(pán)材料16Mn, =182MPa (2).計(jì)算： 取i=5 ∕cm 的計(jì)算如下： 查表6-1《礦山提升運(yùn)輸機(jī)械》（冶金工業(yè)出版社） 距第一圈的距離x(mm) 1.75 3.5 5.25 7.00 8.75 10.5 12.25 14.0 0.4268 0.8536 1.2804 1.7072 2.1340 2.5608 2.9876 3.4144 0.8625 0.6032 0.3462 0.1576 0.0439 0.0000 0.0000 0.0000 2.0134 自由筒殼區(qū)鋼繩張力降低系數(shù)： (3).計(jì)算四層纏繞時(shí)的纏繞系數(shù)： (4).計(jì)算筒殼強(qiáng)度 1）自由筒殼區(qū) 筒殼均布載荷 2）在支撐處：如認(rèn)為此處鋼繩張力降低系數(shù) 滾筒支輪輪緣直徑 根據(jù)《煤炭安全規(guī)程》第385條規(guī)定：絞車(chē)滾筒上纏繞兩層或兩層以上鋼絲繩時(shí)，滾筒邊緣應(yīng)高出最外一層鋼絲繩的高度至少為鋼絲繩直徑的2.5倍。 D1——滾筒支輪輪緣直徑； d ——鋼絲繩的直徑，d=15.5mm。 彎曲應(yīng)力 壓縮應(yīng)力 各應(yīng)力值均在極限應(yīng)力值內(nèi)，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 - 34 - 6章 JT-0.8提升絞車(chē)的主軸設(shè)計(jì) 主軸是JT-0.8提升絞車(chē)承載的主要部件，提升絞車(chē)的主要工作構(gòu)件如滾筒、軸承、離合器以及聯(lián)軸器等均安裝在主軸上。有些小型提升機(jī)的主軸還裝有減速的末級(jí)大齒輪。電動(dòng)機(jī)通過(guò)主軸驅(qū)動(dòng)滾筒．主軸也是傳動(dòng)的主要部件。提升絞車(chē)主軸應(yīng)能承受工作過(guò)程中的外負(fù)荷而不發(fā)生殘余變形和過(guò)量的彈性變形，同時(shí)要保證一定的使用壽命。主軸往往是提升機(jī)中重量最大的一個(gè)零件，其尺寸和傳遞的力矩也較大。 6.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主軸裝置是一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)，包括軸承、端蓋、離合器、聯(lián)軸器、支輪等多個(gè)部件，而有根據(jù)主軸的應(yīng)用場(chǎng)合不同，具體軸上需用的部件和結(jié)構(gòu)也不盡相同，例如本絞車(chē)上用到的部件有滾筒、支輪、軸承、液壓馬達(dá)、端蓋、制動(dòng)輪轂等部件，本例中主軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如6-1圖所示： 圖 6-1 主軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 結(jié)構(gòu)上除應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度要求外，還應(yīng)重視工藝和安裝方面的問(wèn)題。主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)： （1）要便于起吊、拆裝和加工。零件在軸上要求定位準(zhǔn)確，工作中不發(fā)生移動(dòng)。例如，為了便于安裝、找正，提升機(jī)主軸目前一般做成兩支點(diǎn)。為了便于加工，主軸軸向尺寸不宜過(guò)長(zhǎng)．以免需要大型工裝及需要大型爐進(jìn)行熱處理等?，F(xiàn)代提升機(jī)上已普遍采用滾動(dòng)軸承代替原來(lái)的滑動(dòng)軸承，這樣可減小主軸軸向尺寸：為便于安裝，主軸結(jié)構(gòu)應(yīng)作相應(yīng)考慮。如圖6-1所示滾筒主軸，考慮到安裝上的方便，安裝調(diào)整環(huán)，以便在裝配時(shí)修正。 （2）滾筒在軸上的固定方法可用切向鍵也可用靜配合，JT-0.8×0.6型礦用提升絞車(chē)的滾筒采用靜配合固定，但不論用何種方法都應(yīng)使連接可靠，不允許在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)鍵連接應(yīng)有防墜裝置。 （3）軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量使軸受力合理，避免或減輕應(yīng)力集中，以保證軸的疲勞強(qiáng)度。軸徑變化處過(guò)渡圓角半徑不宜過(guò)小。根據(jù)需要和可能對(duì)主軸進(jìn)行表面強(qiáng)化處理（如噴丸、滾壓等）以提高其疲勞強(qiáng)度。 （4）主軸是主要承載部件且受交變應(yīng)力，故對(duì)其工藝要求較高。主軸鍛造后必須進(jìn)行探傷試驗(yàn)及機(jī)械性能試驗(yàn)，當(dāng)有裂紋及其他缺陷存在時(shí)，此軸的壽命會(huì)受到影響。主軸鍛造、加工后要進(jìn)行熱處理，熱處理方法用正火也有調(diào)質(zhì)的。 （5）主軸材料一般采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼，最常用的是45鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼。這種材料價(jià)廉、對(duì)應(yīng)力集中敏感性小、加工性能好，通過(guò)調(diào)質(zhì)處理，可獲得強(qiáng)度、耐磨性和沖擊韌性都比較好的綜合機(jī)械性能。一般采用合金鋼，因?yàn)樘间撆c合金鋼的彈性模量相差很小，用合金鋼雖可提高主軸強(qiáng)度，但對(duì)提高主軸強(qiáng)度意義不大。經(jīng)過(guò)鍛造、正火處理機(jī)械性能不低于下表數(shù)值： 表 6-1 機(jī)械性能 （公斤力∕） （公斤力∕） （℅） （公斤力.米∕） HB 要求 58 29 15 2.5 180～217 （6）必須進(jìn)行材料質(zhì)量探傷檢查，不得有降低機(jī)械強(qiáng)度和使用性能缺陷。 （7）軸頸的表面光潔度不低于Ra6.3，非配合面和圓角光潔度不低于Ra12.5 ，且用樣板檢查其圓角。 6.2 主軸尺寸的確定及軸承的選擇 絞車(chē)滾筒部件具有嚴(yán)格的對(duì)稱(chēng)性，因此，在其主軸結(jié)構(gòu)上也具有對(duì)稱(chēng)性。在設(shè)計(jì)軸的開(kāi)始估算軸的最小直徑dmin。 所選軸的材料仍為45鋼，調(diào)質(zhì)處理 由 A0 ——由材料的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力所確定的系數(shù)，其值為； P主——主軸的功率，其值為P主=22×η=22×0.76=16.72kw； n ——主軸的轉(zhuǎn)速，其值為 利用上式估算軸徑時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）對(duì)于外伸軸，由上式求出的直徑，為外伸軸段的最小直徑；對(duì)于非外伸軸，計(jì)算時(shí)應(yīng)取較大的A值，估算的軸徑可作為安裝齒輪處的直徑。 （2）計(jì)算軸徑處有鍵槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑以補(bǔ)償鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削弱作用。 （3）外伸軸段裝有聯(lián)軸器時(shí)，外伸段的軸徑應(yīng)與聯(lián)軸器轂孔直徑相適應(yīng)；外伸軸段用聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸相連時(shí)，應(yīng)注意外伸段的直徑與電動(dòng)機(jī)軸的直徑不能相差太大。 對(duì)于該絞車(chē)的滾筒制動(dòng)輪轂與主軸的聯(lián)接方式采用過(guò)盈配合聯(lián)接。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)鍵槽不削弱主軸強(qiáng)度，輪轂定心好，聯(lián)接可靠，承受重載、沖擊和震動(dòng)的性能較好。但配合尺寸的制造精度要求較高，裝配工藝復(fù)雜。 由于液壓絞車(chē)的工作條件的限制，該主軸軸承主要承受徑向載荷，結(jié)合設(shè)計(jì)的主軸最小直徑，根據(jù)手冊(cè)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》吳宗澤主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2006.3第八章 滾動(dòng)軸承，選擇軸承前首先考慮滾動(dòng)軸承的失效形式。 滾動(dòng)軸承的失效形式主要有疲勞剝落，過(guò)量的永久變形和磨損—疲勞剝落是正常失效形式．它決定了軸承的疲勞壽命；過(guò)量水久變形使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲；磨損使軸承游隙、噪聲、振動(dòng)增大，降低軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度；一些精密機(jī)械用的軸承，可用磨損確定軸求壽命。疲勞剝落可根據(jù)使用壽命，由基本額定動(dòng)載荷限定載荷能力；過(guò)量永久變形可有基本額定靜載荷限定載荷能力；磨損尚無(wú)統(tǒng)一的計(jì)算方法。 此外，還有膠合、企圖斷裂、滾動(dòng)體壓碎、保持架磨損和斷裂、電蝕、銹蝕等失效形式。在正常使用情況下。這些失效是應(yīng)該避免的．因此稱(chēng)之為非正常失效。 綜上，選擇雙列調(diào)心滾子軸承，其參數(shù)、簡(jiǎn)圖（6-2）及其安裝尺寸如下表所示： 表6-2 基本尺寸 安裝尺寸 計(jì)算系數(shù) 基本額定 載荷 極限轉(zhuǎn)速 軸承代號(hào) d D B da Da ra e Y1 Y2 Y0 Cr Co 脂潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 圓柱孔 mm mm KN r/min 85 180 60 99 171 3 0.83 0.8 1.2 0.8 408 365 1400 2000 291317E 圖 6-2 軸承尺寸及安裝圖 其余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)具體工藝分析和設(shè)計(jì)要求以及結(jié)構(gòu)形式等方面綜合考慮，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》王昆主編 高等教育出版社及《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》吳宗澤主編 機(jī)械工業(yè)出版社及其它零件手冊(cè)等設(shè)計(jì)出主軸。 6.3 主軸裝置零部件變位質(zhì)量計(jì)算 由理論力學(xué)可知，旋轉(zhuǎn)剛體對(duì)于回轉(zhuǎn)軸的切向扭矩M按下式計(jì)算 式中 J——?jiǎng)傮w的慣性矩；