落地式JKMD4×4多繩摩擦式提升機的設計含開題及3張CAD圖,落地式,jkmd4,摩擦,磨擦,提升,晉升,設計,開題,cad 附件6 中期報告 （學生用表） 系（部）： 專業(yè)： 班級： 學生姓名 學號 指導教師 課題名稱 JKMD4×4多繩摩擦式提升機 簡述開題以來所做的具體工作和取得的進展或成果： 1. 對提升機的工作裝置以及對各部分的功能進行了簡單的了解，以便之后的設計； 2. 根據(jù)提升機的型號對工作裝置各部分進行設計，并對各部分進行強度分析； 3. 通過上述分析，對工作裝置進行了二維圖紙繪制。 存在的具體問題與解決方法： 1. 主要是提升機工作裝置的設計計算，有時候計算不準確或數(shù)據(jù)不對，需要進行多次的計算和校核。 2. 在對二維圖進行繪制時，遇到了困難，通過查閱資料，以及同學的幫助，對二維圖紙的繪制進行更好的完善。 下一步工作的主要研究任務、具體設想與安排： 1. 完善工作裝置設計，出二維圖； 2. 撰寫工作裝置設計說明書； 3. 對之前的設計數(shù)據(jù)、圖紙進行檢查，對不合理的地方加以改進。 指導教師對前期工作的評價： 指導教師簽名： 年 月 日 注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁；2、指導教師評價及簽名手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。 附件3 任務書 （指導教師用表） 系（部）： 專業(yè)： 班級： 學生姓名 指導教師姓名 論文（設計）題目 JKMD4×4多繩摩擦式提升機 下達任務日期 任務起止日期 主要研究內(nèi)容及方法 主要研究內(nèi)容：設計落地式多繩摩擦式提升機、設計主軸滾筒等配件 研究方法：1. 通過網(wǎng)上查詢資料。 2. 向輔導老師請教。 3. 翻看相關書籍，了解設計的規(guī)范和標準。 4. 發(fā)揮自己的主觀能動性，讓設計更加完善。 主要任務及目標 1. 主軸裝置的結構設計和強度及剛度校核計算；鋼絲繩的選擇計算；傳動系統(tǒng)參數(shù)確定及主電動機的選擇計算；提升機運動學及動力學計算；制動器的選擇計算； 2. 編制設計說明書一份（40頁左右）。 3. 繪制提升機總體布置圖一張（A0）、繪制主軸裝置圖一張（A0）、繪制卷筒及主軸圖一張（A1）。 主要參考文獻 [1]徐文尚，陳霞，武超.電氣控制技術與PLC.北京：機械工業(yè)出版社，2011.8? [2]阮毅，陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社，2010.9 [3]王樹，變頻調(diào)速系統(tǒng)設計與應用.北京：機械工業(yè)出版社，2004.4? [4]陳伯時，吳子岳.交流調(diào)速系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社，2007.3? [5]周祖德，鄧堅.機電傳動控制.上海：華東理工大學出版社，2001.1? [6]王清靈，現(xiàn)代礦井提升機電控系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社,1996.3???? [7]顧永輝，范廷瓚.煤礦電工手冊(第三分冊).煤炭工業(yè)出版社，1999.3 [8]成大先，機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2008.5 進度安排 各階段工作任務 起止日期 查閱相關資料 1~2周 進行工作機構計算 3~4周 進行機械制圖的繪制 5~8周 完成畢業(yè)設計說明書 9~10周 整理資料，進行答辯 11~12周 任務下達人簽名 任務接收人 簽名 教研室指導小組組長簽名 系部領導小組組長簽名 注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁； 2、本表一式兩份，學生、系部存檔各一份；3、簽名需手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。 附件7 工作中期檢查記錄 系（部）： 專業(yè)： 班級： 姓名 學號 指導教師 檢 查 主 要 內(nèi) 容 畢業(yè)論文（設計）的進度： 1.對提升機的工作裝置以及對各部分的功能進行了簡單的了解，以便之后的設計 2.根據(jù)提升機的型號對工作裝置各部分進行設計，并對各部分進行強度分析 3.通過上述分析，對工作裝置進行了二維圖紙繪制。 指導教師的指導情況： 1.每個星期指導老師都會檢查本組學生的畢業(yè)設計進度和完成情況，并且都會指出不足之處，從而進行詳細的講解。 2.通過詳細的記錄每次的檢查問題，并列出下次任務，保證畢設的進度。 存在的具體問題與解決方法： 1.主要是提升機工作裝置的設計計算，有時候計算不準確或數(shù)據(jù)不對，需要進行多次的計算和校核。 2.在對二維圖進行繪制時，遇到了困難，通過查閱資料，以及同學的幫助，對二維圖紙的繪制進行更好的完善。 畢業(yè)論文（設計）工作領導小組意見 組長簽名： 年 月 日 注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁；2、領導小組意見手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。 附件5 開題報告 （學生用表） 系（部）： 專業(yè)： 班級： 課題名稱 JKMD4×4多繩摩擦式提升機 指導教師 學生 學號 一、論文資料的準備 1. 礦井提升機發(fā)展史 近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和對礦山資源需求的高速增長，對礦山生產(chǎn)技術提出了越來越高的要求。礦井提升機作為礦山進行生產(chǎn)活動的關鍵設備之一，其電控調(diào)速技術的發(fā)展對促進礦井生產(chǎn)效率的提高和安全作業(yè)，無疑具有極其重大的影響。歷經(jīng)幾十年發(fā)展，我國的礦井提升機電控技術取得了不少的進步，但與美國、德國等世界發(fā)達國家相比，依然存在著很大的差距。目前，發(fā)達國家的礦井提升機電控技術已全面實現(xiàn)了全數(shù)字控制，而國內(nèi)絕大多數(shù)中小煤礦的礦井提升機電控系統(tǒng)還是交流串電阻調(diào)速的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)，效率低下，安全隱患多，嚴重制約著我國礦山產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，急需大規(guī)模的技術改造和更新。礦井提升機直流拖動相對于交流拖動，提升能力強，并且調(diào)速容易。例如，一臺交流提升機功率最大為1000kw，當要求提升功率為2000kw一下時可以采用雙交流電機拖動方式，若要求提升功率大于2000kw時則需要采用直流提升機拖動。礦井直流提升機電控系統(tǒng)可以完成對直流提升機的起動、加速運行、勻速運行、減速運行和回饋制動的控制，并且可以實現(xiàn)平滑運行，調(diào)速精度高和提升機的四象限運行。礦井直流提升機電控系統(tǒng)的優(yōu)點在于:體積小，重量輕，占地面積小，安裝方便，建筑費用低；無減速器，總效率高，電能消耗少；維護工作量小，備件少，處理事故快；單機容量大，適用范圍廣；調(diào)速平滑，精度高；易于實現(xiàn)最佳控制和自動化，安全可靠。礦井直流提升機電控系統(tǒng)還可為以后的計算機控制的系統(tǒng)的設計和建設打下了基礎，和實現(xiàn)礦井提升機的全數(shù)字控制。本設計采用磁場換向的晶閘管--直流電動機(SCR-D)系統(tǒng)作為礦井直流提升機的控制系統(tǒng)，可有效的改善礦井提升機的起動、調(diào)速和制動的性能,實現(xiàn)礦井提升機的最佳控制。 2．礦井提升機發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向 (1) 國內(nèi)提升機發(fā)展現(xiàn)狀 ① 交流拖動方式? 目前我國提升機約70%采用串電阻調(diào)速的交流拖動方式。有單繩和多繩兩種系列，大都采用改變轉(zhuǎn)差率S的調(diào)速方法，在調(diào)速中產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率，使大量電能消耗在轉(zhuǎn)子附加電阻上，導致調(diào)速的經(jīng)濟性變差。極少數(shù)提升機采用串級調(diào)速方法，其調(diào)速范圍窄，且投資大。? ② 直流拖動方式? 我國提升機采用直流拖動有兩種系統(tǒng)：直流發(fā)電機--電動機機組(F-D)和晶閘管--直流電動機(SCR-D)系統(tǒng)。其生產(chǎn)和使用情況如下：國內(nèi)研制大型直流提升機主要有三大廠家：上海電機廠主要生產(chǎn)配套電機，己生產(chǎn)低速直流電機800多臺，最大容量5775kw，額定轉(zhuǎn)速50r/min，其中長廣煤礦及五村煤礦的提升為1000kW、48r/min，淮南潘三礦采用一臺2600kW低速直聯(lián)電機；上海冶金礦山機械廠主要生產(chǎn)主機及信號系統(tǒng)，已生產(chǎn)80多臺提升機，1979年生產(chǎn)過一臺低速直聯(lián)落地式提升機；北京整流器廠主要生產(chǎn)配套電控系統(tǒng)，己從瑞士BBC公司和瑞典ASEA公司引進了晶閘管電控整機系統(tǒng)及元件生產(chǎn)線，直流電控容量可達到7000kW；還引進了交流變頻調(diào)速(交-直-交)電控生產(chǎn)線，可生產(chǎn)單機420kw變頻調(diào)速電控設備；1986年向甘肅金川礦提供了一套帶微機控制的800kW直流電控設備。從國外引進的晶閘管供電的直流提升機20多套，其中AEG公司21O0kW低速直聯(lián)6套、西門子公司低速直聯(lián)4套、瑞典ASEA公司9套。另外，還正在引進計算機控制的低速直聯(lián)電控系統(tǒng)。 (2) 國外提升機發(fā)展現(xiàn)狀 ① 晶閘管-電動機(SCR-D)直流低速直聯(lián)拖動系統(tǒng)? 部分發(fā)達國家原有的交流提升機已基本上被晶閘管-電動機(以下簡稱SCR-D)系統(tǒng)所取代。如德國、瑞典等國家已有90%以上采用直流提升機，傳動系統(tǒng)大都采用低速直聯(lián)式(省去減速機)，使系統(tǒng)大為簡化。如AEG公司采用低速直聯(lián)的SCR-D系統(tǒng)，電機功率3000kw，額定轉(zhuǎn)速55.8r/min，滾筒直徑6.5m，提人速度17m/s，提物速度20m/s，提升高度1200米，具有完善的保護系統(tǒng)；采用磁場反并聯(lián)，有平波電抗器及臥式深度發(fā)送裝置；采用積分給定與行程給定相結合的雙重給定信號;主回路采用兩組三相橋組成12脈動順抗整流，大大提高了功率因數(shù)。SIEMENS(西門子)公司、ABB公司、CEGELEC公司以及ASEA公司等都有相同類型的產(chǎn)品，其性能大同小異。此類系統(tǒng)的優(yōu)點在于：體積小，重量輕，占地面積小，安裝方便，建筑費用低；無減速器，總效率高，電能消耗少；維護工作量小，備件少，處理事故快；單機容量大，適用范圍廣；調(diào)速平滑，精度高；易于實現(xiàn)最佳控制和自動化，安全可靠。其缺點在于：功率因數(shù)低，如三相橋平均功率因數(shù)只有0.45左右；無功沖擊大，高次諧波對電網(wǎng)影響大。這些缺點可采用順序控制和多脈沖整流的方法以及在電網(wǎng)上加諧波濾波器等措施使其抑制在一定的允許范圍內(nèi)。? ② 交流變頻調(diào)速同步機驅(qū)動提升系統(tǒng)? SCR-D直流拖動系統(tǒng)趨于成熟，且采用了順控技術等措施來提高功率因數(shù)，但其功率因數(shù)仍然較低，從而從電網(wǎng)吸收大量的無功功率，且對電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)產(chǎn)生嚴重的影響，提升容量越大，問題越突出。再則，直流電機制造成本高，電樞回路的整流子限制了提升容量的進一步增加，且整流子，碳刷易磨損，加大了維護工作量，故障率高。因此換相整流子是個薄弱環(huán)節(jié)。由于存在上述兩個問題，迫使人們又重新考慮交流拖動方式。自80年代初以來，交流變頻供電的同步機拖動異軍突起，在大型提升機中發(fā)展成為技術、經(jīng)濟均優(yōu)的拖動方式。如SIEMENS公司1979年投運的2X4200kW、1x2650kw，額定轉(zhuǎn)速55.5r/min；CEGELEC公司1983年投運的1X5480kw，額定轉(zhuǎn)速69.5r/min；AEG公司1985年投運的1x3000kW，額定轉(zhuǎn)速55.8r/min，ABB公司投運的lx4200kw額定轉(zhuǎn)速45.86r/min；SEIMAG公司投運的2x460OkW等變頻調(diào)速同步機拖動的提升機，經(jīng)過多年的運行，均獲得成功。這種拖動系統(tǒng)主要有如下優(yōu)點：提升容量幾乎不受限制，最大可達10000kW，提升速度可達20m/s以上，提升高度1200米以上，滾筒直徑達6.5m，這是直流系統(tǒng)難以達到的；沒有整流子和碳刷這一薄弱環(huán)節(jié)，保證了電機的可靠運行和降低了運行消耗；功率因數(shù)高，可達0.9-1，極大地節(jié)省了電能；動態(tài)品質(zhì)好(和直流系統(tǒng)相同)，系統(tǒng)可在四象限平滑過渡和無級調(diào)速；由于機械特性好，故起動轉(zhuǎn)矩大。同步機的價格和有色金屬的消耗低于直流機；調(diào)速范圍寬。因此，多數(shù)專家認為，變頻同步機拖動調(diào)速系統(tǒng)是大型提升機拖動的必然發(fā)展方向。這種拖動系統(tǒng)的缺點是：必須有專用的變頻電源；在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時，低速段電機的過載倍數(shù)有所降低；高次諧波對電網(wǎng)有影響，需在電網(wǎng)上加濾波器等補償措施加以緩解。 二、本課題的目的 本課題擬解決的關鍵問題是控制策略研究，提升機是礦山生產(chǎn)中的關鍵設備，它屬于大轉(zhuǎn)動慣量機-電-液系統(tǒng)，提升機要按所要求的速度圖運行，否則在系統(tǒng)中容易產(chǎn)生大的慣性力，降低機器的壽命，甚至產(chǎn)生脫軌等惡性事故?？刂撇呗匝芯烤褪且ㄟ^電液控實時地、準確地使提升機按給定的速度圖運行，使控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性滿足提升機運行的要求。因此關鍵是解決提升機控制系統(tǒng)。 三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路 本課題主要完成礦井提升機電控系統(tǒng)的初步設計，包括主電路結構選擇計算、控制方案的確定、動靜態(tài)計算等。 1. 具體的課題內(nèi)容有：? (1) 總體設計方案的制定：系統(tǒng)整體方案的確定、各模塊實現(xiàn)方法的選擇、各模塊及整個系統(tǒng)的實現(xiàn)框圖；? (2) 相關硬件電路的設計：礦井提升機主電路的選擇與設計，礦井提升機控制電路和保護電路的設計等；? (3) 系統(tǒng)中相關參數(shù)的計算：根據(jù)礦井提升機電控系統(tǒng)的要求進行動靜態(tài)相關計算以及相關器件的選擇。? (4) 靜態(tài)特性分析，畫出靜態(tài)結構方框圖推導靜態(tài)參數(shù)計算公式并畫出靜特性曲線? (5) 動態(tài)特性分析，系統(tǒng)的動態(tài)結構圖，起動過渡過程分析 2. 研究方法與思路 根據(jù)設計題目的要求，本設計主要分三部分： (1) 總體設計方案的制定； (2) 相關硬件電路的設計； (3) 系統(tǒng)中相關參數(shù)的計算。 對現(xiàn)有的提升機電控系統(tǒng)進行改造設計，提高精度，在更安全的范圍內(nèi)保證礦山生產(chǎn)的順利進行。設計中充分考慮到保護系統(tǒng)惡劣的使用環(huán)境，采用控制功能強大的PLC來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大型交流接觸器，簡化了控制線路。在軟件中采用提升機電控系統(tǒng)中斷模塊及故障處理模塊，使超速報警更加科學合理。為了更直觀的顯示提升機的工作狀態(tài)及故障來源，增加了提升機監(jiān)視控制系統(tǒng)，通過顯示器對整個提升系統(tǒng)進行監(jiān)控。 四、總體安排和進度 進度安排：1至2周查閱相關資料，3至4周完成任務說明書，5至8周進行機械制圖的繪制，9至10周進行糾正與改正，11至12周進行答辯。 五、研究方案的可行性分析和已具備的實驗條件 1.研究方案的可行性分析 通過上網(wǎng)查閱和參考相關書籍，通過實習參照已設計出的同類型產(chǎn)品參數(shù)尺寸和所學的課本原理，結合我們要求設計機型的具體要求，采用計算法和類比法綜合應用的方法，盡量綜合各不同生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)點進行設計。 2. 已具備的實驗條件 (1) 個人計算機一臺 (2) 個人計算機中預裝WindowsXP、8、10操作系統(tǒng)，AutoCAD工具和office套裝 (3) 通過局域網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng) 六、主要參考文獻 [1]徐文尚，陳霞，武超.電氣控制技術與PLC.北京：機械工業(yè)出版社，2011.8? [2]阮毅，陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社，2010.9 [3]王樹，變頻調(diào)速系統(tǒng)設計與應用.北京：機械工業(yè)出版社，2004.4? [4]陳伯時，吳子岳.交流調(diào)速系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社，2007.3? [5]周祖德，鄧堅.機電傳動控制.上海：華東理工大學出版社，2001.1? [6]王清靈，現(xiàn)代礦井提升機電控系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社,1996.3???? [7]顧永輝，范廷瓚.煤礦電工手冊(第三分冊).煤炭工業(yè)出版社，1999.3 [8]成大先，機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2008.5 指導教師意見： （簽字） 年 月 日 注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁；2、指導教師意見及簽名手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。 附件4 指導記錄 （指導教師用表） 系（部）： 專業(yè)： 班級： 姓名 學號 指導教師 職稱/學位 畢業(yè)論文 （設計）題目 JKMD4×4多繩摩擦式提升機 日 期 指導內(nèi)容 存在問題 指導 學時數(shù) 2018.03.05 下達設計任務書，給學生介紹提升機的結構原理及本次設計的要求及內(nèi)容。 學生對設計的機構缺乏基本了解，相關知識不足。 3學時 2018.03.12 交流提升機主軸裝置的結構特點，設計注意事項。 需對主軸裝置的各種結構形式了解。 4學時 2018.03.19 給學生指導主軸裝置設計的步驟。 該部分內(nèi)容的設計難點需深入閱讀相關資料。 4學時 2018.03.26 檢查主軸裝置設計是否合理，指導學生進行修改。 個別學生設計不夠合理，需改進。 4學時 2018.04.02 指導學生選擇合理的卷筒結構類型和卷筒材料。 需了解各種卷筒結構類型的適應條件和合理選擇卷筒結構的類型。 2學時 2018.04.09 對卷筒的設計進行介紹輔導。 合理設計卷筒結構。 4學時 2018.04.16 主軸設計的指導，讓學生了解提升機主軸的設計要求。 學生不太了提升機主軸設計的特殊性 3學時 2018.04.23 對學生卷筒強度的校核、計算的指導。 缺乏提升機卷筒強度校核方法的了解。 4學時 2018.05.02 指導學生主軸裝置圖的繪制。 了解裝配圖繪制中的相關知識 3學時 2018.05.07 對主軸強度校核的指導，主軸的選擇原則。 缺乏提升機主軸強度校核的特殊性。 3學時 2018.05.14 指導設計說明書的編制，報告緒論部分的內(nèi)容。 相關資料掌握較少，內(nèi)容不充實。 4學時 2018.05.18 對所完成的圖紙進行檢查、指導。 標注合理性、規(guī)范性存在較多問題。 3學時 2018.05.22 檢查并指導學生裝配圖的標注是否符合相關標注規(guī)范。 裝配圖上各類標注存在的問題較多。 8學時 2018.05.25 對學生的零件圖進行檢查指導。 零件圖標注存在的問題較多。 8學時 2018.05.28 對學生的設計資料進行全面的檢查和指導。 進一步改進完善。 8學時 注：本表可續(xù)頁，由指導教師根據(jù)畢業(yè)論文（設計）指導工作方案和實際指導情況填寫（可電子版填寫）。 JKMD4×4多繩摩擦式提升機的設計 摘 要 目前我國許多煤礦礦井已經(jīng)轉(zhuǎn)向中、深部開采，礦井提升設備作為 煤礦的關鍵設備，在礦井機械化生產(chǎn)中占有重要地位。制動器是提升的 重要組成部分之一，直接關系著提升機設備的安全運行。 多繩摩擦提升機具有體積小、質(zhì)量輕、安全可靠、提升能力強等優(yōu) 點，適用于較深的礦井提升。本文利用大學期間所學課程針對多繩摩擦 輪提升機，對其滾筒和制動系統(tǒng)進行設計。 在對提升機的制動器選型過程中，因盤式制動器是近年來應用較多 的一種新型制動器，它以其獨特的優(yōu)點及良好的安全性能被廣大用戶認 可，特別是在結合了液壓系統(tǒng)和PLC控制之后，液壓系統(tǒng)和PLC超強的 控制性能為盤式制動器的應用提供了巨大的工作平臺。制動盤的制動力， 靠油缸內(nèi)充入油液而推動活塞來壓縮盤式彈簧來實現(xiàn)。 液壓盤式制動器作為最新一種制動器，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用。它具有制動力大、工作靈活性穩(wěn) 定、敏感度高等特點，對生產(chǎn)安全具有重要意義。 多繩摩擦提升機是利用鋼絲繩與主導輪上的摩擦襯墊之間的摩擦力帶動鋼絲繩隨著主導輪一起轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)容器的提升和下放。本次設計為JKMD4×4多繩摩擦提升機的設計，設計內(nèi)容主要有：主軸裝置的結構設計和強度及剛度較核計算；鋼絲繩的選擇計算；傳動系統(tǒng)參數(shù)確定及主電動機的選擇計算；提升高度的計算及校核；防滑條件等驗算。 關鍵詞：提升機；多繩摩擦；制動器；防滑條件；液壓傳動 Abstract Currently many of our coal mine has turned to deep mining. Mine coal upgrading equipment as the key equipment holds an important position in mechanized production of the mine. The brakes are one of the important components of a direct bearing on Hoist the safe operation of equipment. Multi-rope friction hoist with small size, light weight, safe, reliable, and strong ability to upgrade apply to the deeper mine hoist. In this paper, the braking system for four-rope friction round hoist have been designed. In the hoist brake selection process, because in recent years disc brake is used in the new brakes It's unique strengths and good safety performance recognized by the majority of users. Especially in the light of the hydraulic control system and the PLC, Hydraulic System and PLC super performance of the disc brake provides a tremendous platform for the work. Brake disc braking force and rely on the fuel tank filled with oil that drives the piston to compress spring to achieve Disc. Hydraulic disc brakes as the latest development of a brake, which has many advantages. Therefore it in a modern aircraft types to upgrade gain wider application. It is the braking force,flexibility stability,high sensitivity; on production safety is of great significance.Multi-rope friction hoist take use of friction to bring wirerope along with leading-wheel turning, which is caused by the effect of wirerope and the friction liner in the leading-wheel, so as to achieve containers to upgrade and descending. The design is the JKMD4 ×4 friction hoist, and the features are: spindle device structure design ,strength and rigidity verification& calculation; calculation of wire Rope choice; decision of transmission parameters and the main motor choice& calculation; raising height calculation and verification; checking of anti-skid conditions. Key Words：Hoist; Multi-rope friction; Brake; Anti-skid conditions; Hydraulic drive 目 錄 第1章 緒 論 1 1.1 提升機概況 1 1.2 多繩摩擦提升機的分類和特點 2 第2章 設計任務及主要參數(shù) 5 2.1 設計題目 5 2.2 設計目的 5 2.3 設計參數(shù) 5 2.4 內(nèi)容與要求 5 2.4.1 設計內(nèi)容 5 2.4.2 要求 6 2.5 進度安排 6 第3章 設計步驟及計算 7 3.1 提升容器的選擇計算 7 3.2 提升鋼絲繩的選擇計算 8 3.3 驗算提升機強度 9 3.3.1 鋼絲繩最大靜張力和鋼絲繩最大靜張力差的計算 9 3.3.2 驗算主導輪襯墊比壓 9 3.4 天輪的選擇 10 3.5 提升機與鋼絲繩相對位置 10 3.5.1確定提升機與鋼絲繩相對位置的原則 10 3.5.2提升機與鋼絲繩相對位置各參數(shù)的計算 11 3.6 運動學與動力學計算 13 3.6.1 計算最大經(jīng)濟速度 13 3.6.2 電動機預選 14 3.6.3 計算提升系統(tǒng)變位質(zhì)量 15 3.6.4 確定提升時的加減速度 15 3.6.5 提升系統(tǒng)運動學計算 17 3.6.6 提升動力學計算 19 3.6.7 提升系統(tǒng)工作圖 20 3.7 多繩摩擦提升機防滑驗算 21 3.7.1 靜防滑安全系數(shù)的驗算 21 3.7.2 動防滑安全系數(shù)的驗算 22 3.8 摩擦輪計算 24 3.8.1 確定滾筒寬度的確定 24 3.8.2 主導輪輪殼強度校核 24 3.9 主軸的結構設計 25 3.9.1 主軸結構設計注意事項 25 3.9.2 主軸結構設計 25 3.10 主軸的校核 29 3.10.1 提升機主軸的計算步驟及項目 29 3.10.2 軸的強度校核 30 3.10.3 軸的剛度校核 35 3.10.4軸承的較核 36 3.11 其他部件的選擇與應用 38 3.11.1 潤滑 38 3.11.2 密封 38 結 語 39 參考文獻 41 致 謝 43 第1章 緒 論 1.1 提升機概況 提升機是進行提升工作的主要工作機械，它的任務是傳遞動力完成提升或下放容器的運動。 目前我國生產(chǎn)和使用的提升機可分為兩大類：單繩纏繞式和多繩摩擦式。單繩纏繞式提升機是較早出現(xiàn)的一種提升機，它的工作原理比較簡單，就是把鋼絲繩的一端固定并纏繞在提升機的滾筒上，另一端繞過井架天輪懸掛提升容器，這樣利用滾筒轉(zhuǎn)動方向的不同，將鋼絲繩纏上或松放，以完成提升或下放容器的工作。這類提升機在我國礦山中占有很大比重，使用比較廣泛。但這種提升機在深井條件受到一定的限制。隨著礦井深度的增加和一次提升量的增大，如仍采用單繩纏繞式提升機，就必須制造和采用更大的提升機和直徑更大的鋼絲繩。這樣一來，不但會過多的增加基建費用，并帶來制造和使用維護上的一系列缺點。正是在這樣的條件下，提出并研究了摩擦提升原理。 一八七七年法國人戈培提出將鋼絲繩搭在摩擦輪上，利用摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來帶動鋼絲繩，以實現(xiàn)提升容器的升降，這種提升方式稱之為摩擦提升。與單繩纏繞式提升機相比，摩擦輪的寬度明顯減小，而且不會因井深的增加而增大。同時，由于主軸跨度的減小而似的主軸的直徑和長度均有所降低，整機的質(zhì)量大為下降，而且由于提升機回轉(zhuǎn)力矩的減小，使得提升機電動機容量降低，能耗減少。 摩擦提升機就其工作原理來看，與纏繞式提升機有顯著區(qū)別：鋼絲繩不是纏繞在卷筒上，而是套在主導輪上，兩端各懸掛一個提升容器，借助于安裝在主導輪的襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力之間的摩擦力來傳動鋼絲繩，使容器移動，從而完成提升 或下放重物的任務。 摩擦提升與纏繞提升一樣，剛開始使用的是單繩摩擦式提升機，后來隨著礦井深度和產(chǎn)量的增加，提升鋼絲繩的直徑越來越大，不但制造困難，懸掛不方便，而且使提升機的有關尺寸亦隨之增大。為了解決這個矛盾，在單繩摩擦提升機的基礎上創(chuàng)造出了以幾根鋼絲繩代替一根鋼絲繩的新型多繩摩擦式提升機。我國在1958年試制成功了第一態(tài)多繩摩擦提升機。洛陽礦山機器廠和上海冶金礦山機器廠于1971年分別制訂了JKM型和JKD型多繩摩擦式提升機的系列型譜，經(jīng)過修改補充于1973年起作為該兩廠的定型產(chǎn)品成批生產(chǎn)。 1.2 多繩摩擦提升機的分類和特點 多繩摩擦提升按布置方式分為塔式與落地式兩大類。塔式的優(yōu)點是：(1) 緊湊省地；(2) 省去天輪；(3) 全部載荷垂直向下，井架穩(wěn)定性好；(4) 可獲得較大的包角； (5) 鋼絲繩不致因無保護地裸露在雨雪之中，而影響摩擦系數(shù)及使用壽命。但塔式較落地式的設備費用要昂貴的多因提升塔較普通井架更為龐大而且復雜，需要更多的鋼材。此外，落地式可以同時安裝提升塔和提升機，井架高度低符合戰(zhàn)略觀點并有利于地震區(qū)建設。 有比較才能有鑒別。多繩摩擦提升機已獲得越來越廣泛的使用，因為它與單繩纏繞提升相比，有以下優(yōu)點： (1) 由于鋼絲繩不是纏繞在卷筒上，所以提升高度不受卷筒容繩量的限制，故適用于深井提升； (2) 由于載荷是由數(shù)根鋼絲繩承擔，故提升鋼絲繩直徑就比相同載荷下單繩提升的小，并導致主導輪直徑小。因而在相同提升載荷下，多繩提升機具有體積小、重量輕、節(jié)省材料、制造容易、安裝和運輸方便等特點； (3) 由于多繩提升機的運動質(zhì)量小，故拖動電機的容量與耗電量均相應減少； (4) 在卡罐和過卷的情況下，有打滑的可能性，可避免斷繩事故的發(fā)生； (5) 繩數(shù)多，幾根鋼絲繩同時被拉斷的可能性極小，因此提高了提升設備的安全性，可以不設斷繩保險器； (6) 當采用相同數(shù)量的左捻和右捻鋼絲繩時，可消除由于鋼絲繩松捻而形成的容器罐耳作用與罐道上的壓力。 多繩摩擦提升的缺點是： (1) 數(shù)根鋼絲繩的懸掛、更換、調(diào)整、維護檢修工作復雜； (2) 當有一根鋼絲繩損壞而需要更換時，為了保護各鋼絲繩具有相同的工作條件，則需要更換所有的鋼絲繩； (3) 因不能調(diào)節(jié)繩長故雙鉤提升不能同時用于幾個中段提升，也不適用于鑿井提升； (4) 當?shù)V井很深時（1200-1500米），鋼絲繩故障較多，故不適用于特別深的礦井提升。 由上述可知，多繩摩擦提升的優(yōu)越性是顯著的。雖然最初是因井深的需要誕生的，但目前許多國家在淺井提升中也優(yōu)先采用。多繩摩擦提升已成為現(xiàn)代提升的發(fā)展方向。 第2章 設計任務及主要參數(shù) 2.1 設計題目 JKMD4×4多繩摩擦式提升機 2.2 設計目的 通過設計，鞏固所學專業(yè)的基本知識，掌握礦井提升機的設計內(nèi)容和設計方法，進一步提高專業(yè)設計能力。 2.3 設計參數(shù) 此次設計即采用落地式多繩摩擦提升機，設計參數(shù)如下： 表2-1 JKMD4×4設計參數(shù) 機器型號 JKMD4×4 鋼絲繩根數(shù) 4 主導輪直徑 4m 鋼絲繩最大靜拉力 71t 鋼絲繩最大靜拉力差 22t 鋼絲繩間距 300mm 最大提升速度 14m/s 2.4 內(nèi)容與要求 2.4.1 設計內(nèi)容 (1) 主軸裝置的結構設計和強度及剛度校核計算；鋼絲繩的選擇計算；傳動系統(tǒng)參數(shù)確定及主電動機的選擇計算；提升機運動學及動力學計算；制動器的選擇計算；提升高度的計算及校核；防滑條件等驗算。 (2) 編制設計計算說明書一份（40頁左右） (3) 繪制主軸裝置圖一張（A0）。 (4) 繪制卷筒及主軸圖各一張（A1）。 2.4.2 要求 (1) 根據(jù)所給設計參數(shù)，合理設計提升機結構并進性相關設計計算。 (2) 根據(jù)設計規(guī)范繪制圖紙。 (3) 圖紙全部采用CAD繪制，設計計算說明書電子排版并打印。 (4) 按指導教師指定的設計參數(shù)獨立完成設計工作，按時交出全部設計資料。 2.5 進度安排 (1) 第一～二周：準備資料。 (2) 第三～六周：進行相關計算。 (3) 第七～十一周：繪制施工圖紙。 (4) 第十二～十三周：編制設計計算說明書，準備答辯。 (5) 第十四周：答辯。 - 43 - 第3章 設計步驟及計算 3.1 提升容器的選擇計算 參照《定型成套設備》，主井提升選用雙鉤18t四繩箕斗。《定型成套設備》中規(guī)定：160萬噸井型第一水平為500m,主井第一水平采用18t箕斗。本礦第一水平為500m，考慮到井上下裝卸載距離，提升高度大于500m，這時是否能用18t箕斗，須經(jīng)過驗算。 (1) 采用18t箕斗時，為保證產(chǎn)量的一次提升循環(huán)時間Tx應為： (3-1) =3600×300×14×18÷1.15÷1600000 =147.91s 式中：br為年工作日，br=300d； t為每日提升工作小時數(shù)，t=14h； Q為一次提升量，Q=18t； C為提升不均衡系數(shù),C=1.15； An為年產(chǎn)量，An=1600000t。 (2) 暫取Vm=9.55m/s,故第一水平提升高度為： 暫取H=570m (3) 第一水平提升時的最大經(jīng)濟速度Vm為： 參照參數(shù)，選用最大速度Vm為14m/s是合理的，此值小于允許值。 (4) 估算每次提升時間循環(huán)時間Tx: (3-2) 式中：a為加速度，暫取a=0.6m/s； 為箕斗在卸載曲軌內(nèi)減速與爬行的估算附加時間，暫取=10s； 為箕斗裝卸載時間，取=10s。 通過上述計算，估算的實際循環(huán)時間小于完成產(chǎn)量的循環(huán)時間，故18t箕斗是能夠完成任務的。所以本提升系統(tǒng)采用雙鉤18t四繩箕斗，型號為JDS-18/160×4，自重=17.06t，名義裝載量為18t，繩間距為300㎜，導向裝置為鋼絲繩罐道。 3.2 提升鋼絲繩的選擇計算 根據(jù)設計參數(shù)用四根鋼絲繩，計算鋼絲繩每米重量p如下： (3-3) 式中: —箕斗自重，=17060kg; —鋼絲繩中鋼絲的極限抗拉強度，=17000㎏/c； —安全系數(shù)，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，摩擦提升主井鋼絲繩的安全系數(shù),取=7； —提升高度，=540m; —井架高度, =35m; —井底裝載水平至尾繩輪中心距離,=25m. 選用直徑d=35mm的三角股鋼絲繩作為主繩，共四根。每米繩重p= 5.09㎏/m. 全部鋼絲繩斷裂總和 =88850㎏。 至于尾繩，因扁鋼絲繩造價高應優(yōu)先選不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。若不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩一時不能訂貨，可暫選普通圓形鋼絲繩充當尾繩。通過尾繩懸掛裝置將尾繩連接到罐籠底部。暫選三根直徑d=43mm的18×7 型普通圓形股鋼絲繩作尾繩。 查得每米中q=7.25㎏/m。主繩每米差重： ㎏/m 此系統(tǒng)為重尾繩系統(tǒng),以箕斗位于井口位置時鋼絲繩受力最大,這時實際安全系數(shù)為： (3-4) 實際的安全系數(shù)大于7，所以鋼絲繩可用。 3.3 驗算提升機強度 3.3.1 鋼絲繩最大靜張力和鋼絲繩最大靜張力差的計算 (1) 鋼絲繩最大靜張力 =++3(+) (3-5) =18000+17060+3×7.25×(540+25) =47348.75Kg (2) 鋼絲繩最大靜力差 =+ (3-6) =18000+1.39×540 =18750.6Kg 上述最大靜張力及靜張力差均小于該提升機的允許值(允許的最大靜張力為71000Kg,允許的最大靜張力差為22000Kg最大0 2080+0.100+2