礦用多繩摩擦式提升機的整體設計【說明書+CAD】

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河南理工大學萬方科技學院 畢業(yè)實習報告 系別：機械與動力工程系 班級：08機制2班 姓名： 郭春霖 學號：0828070032 目 錄 一、工廠的介紹 二、礦機提升機的學習 （1）提升機的分類及工作原理 （2）提升機的使用場合 （3）提升機的規(guī)格型號 （4）提升機的基本參數(shù) （5）主要部件及功能 三、學習有關畢業(yè)設計的相關知識 內(nèi)裝式提升機的國內(nèi)外發(fā)展狀況及其優(yōu)點 一、工廠的介紹 中航光電科技股份有限公司（158廠）隸屬中國航空工業(yè)集團公司，是國內(nèi)規(guī)模最大的專業(yè)從事高可靠光、電連接器研發(fā)與生產(chǎn)，同時提供全面光、電連接技術解決方案的高科技企業(yè)。公司于2007年11月1日在深圳證券所上市，是中國首家整體上市的軍工企業(yè)。 公司致力于光、電連接技術研究和產(chǎn)品開發(fā)，2010年被授予“國家認定企業(yè)技術中心”。擁有光、電連接工程技術研究中心。自主研發(fā)了各類連接器300多個系列、23萬多個品種，產(chǎn)品主要包括圓形、矩形、光纖、濾波、防雷、抗核電磁脈沖、射頻同軸、液冷連接器，同時提供光模塊、光端機、光纖網(wǎng)絡、高速傳輸、線纜組件、系統(tǒng)集成等光、電連接技術解決方案。產(chǎn)品以其專業(yè)化、高可靠的性能，先后獲得國家創(chuàng)造發(fā)明獎、全國科學大會獎、國家重點新品獎、航空科技進步獎等獎勵。在航空、航天、兵器、船舶、通訊、鐵路、電力、電子、軌道交通、新能源、煤炭安全等軍用、民用領域得到廣泛應用，并與國內(nèi)外知名高科技企業(yè)建立了良好的戰(zhàn)略合作伙伴關系和共贏模式。產(chǎn)品出口美國、歐洲、澳大利亞、韓國等30多個國家和地區(qū)，在中國市場被譽為“電子元件領軍廠商”和進入全球供應鏈的軍工企業(yè)。 ????? 公司為行業(yè)標準制定者，在國軍標、航標和總裝領域已有200余項標準獲得批準并發(fā)布。公司先后建立了具有國際先進標準水平的5條國軍標生產(chǎn)線。公司通過武器裝備質量體系認證、ISO9001(2000)質量體系認證、AS9100國際航空航天質量管理體系認證；代表性產(chǎn)品通過UL、CUL、CE、TUV、CB等安規(guī)認證； ????? 擁有美國UL目擊實驗室和殲十飛機電子元器件篩選檢驗站，同時建立了國內(nèi)企業(yè)首家電連接器DPA（破壞性物理分析）試驗室以及RoHS檢測試驗室。試驗檢測中心被評定為國家和國防實驗室。公司建立了質量管理信息平臺，引入和使用SPC、精益六西格瑪?shù)认冗M的管理工具，使公司的質量管理工作更加科學。同時，ERP、OA、PDM三項技術深入推進，構建公司整體信息網(wǎng)絡系統(tǒng)。 ????? 公司踐行“航空報國、強軍富民”宗旨；秉承“誠信、廉潔、創(chuàng)新”為核心的中航光電特色文化，傾力打造獨具個性、充滿活力、富有價值、深受客戶歡迎的持續(xù)健康發(fā)展的全球化卓越企業(yè)。 二、礦機提升機的學習 （1）提升機的分類及工作原理 纏繞式提升機 單繩纏繞式提升機 根據(jù)卷筒數(shù)目可分為單卷筒和雙卷筒兩種：①單卷筒提升機，一般作單鉤提升。鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端繞過天輪與提升容器相連；卷筒轉動時，鋼絲繩向卷筒上纏繞或放出，帶動提升容器升降。②雙卷筒提升機，作雙鉤提升（圖1）。兩根鋼絲繩各固定在一個卷筒上,分別從卷筒上、下方引出,卷筒轉動時，一個提升容器上升，另一個容器下降。纏繞式提升機按卷筒的外形又分為等直徑提升機和變直徑提升機兩種。等直徑卷筒的結構簡單，制造容易，價格低，得到普遍應用。深井提升時，由于兩側鋼絲繩長度變化大，力矩很不平衡。早期采用變直徑提升機（圓柱圓錐形卷筒），現(xiàn)多采用尾繩平衡。 纏繞式提升機工作原理 纏繞式提升機是利用鋼絲繩在滾筒上的纏繞和放出，實現(xiàn)容器的提升和下放。鋼絲繩的一端固定在滾筒上，另一端繞過天輪與提升容器連接，當滾筒由電動機拖動以不同的方向轉動時，鋼絲繩或在滾筒上纏繞或放出，以帶動提升容器。 纏繞式雙卷筒提升機具有兩個卷筒，每個卷筒上固定一根鋼絲繩，鋼絲繩在兩卷筒上的纏繞方向相反。 摩擦式提升機 1938年，瑞典的ASEA公司在拉維爾（Laver）礦安裝了一臺直徑1.96m雙繩摩擦式提升機。1947年德國G.H.H.公司在漢諾威 礦安裝了一臺四繩摩擦式提升機。多繩摩擦式提升機具有安全性高、鋼絲繩直徑細、主導輪直徑小、設備重量輕、耗電少、價格便宜等優(yōu)點，發(fā)展很快。除用于深立井提升外，還可用于淺立井和斜井提升。鋼絲繩搭放在提升機的主導輪（摩擦輪）上，兩端懸掛提升容器或一端掛平衡重(錘)。運轉時，借主導輪的摩擦襯墊與鋼絲繩間的摩擦力,帶動鋼絲繩完成容器的升降。鋼絲繩一般為2～10根。 礦井提升機 井塔式提升機 機房設在井塔頂層，與井塔合成一體，節(jié)省場地；鋼絲繩不暴露在露天，不受雨雪的侵蝕，但井塔的重量大，基建時間長，造價高，并不宜用于地震區(qū)。 摩擦式提升機的工作原理 摩擦式提升機的工作原理是利用摩擦傳遞動力。鋼絲繩搭放在摩擦輪的摩擦襯墊上，提升容器懸掛在鋼絲繩的兩端，在容器底部還懸掛平衡鋼絲繩。提升機工作時拉緊的鋼絲繩以一定的正壓力緊壓在摩擦襯墊之間便產(chǎn)生摩擦力。在這種摩擦力的作用下，鋼絲繩便跟隨摩擦輪一起運動，從而實現(xiàn)容器的提升或下放。 （2）提升機的適用場合 礦用提升機是一種大型提升機械設備。由電機帶動機械設備，以帶動鋼絲繩從而帶動容器在井筒中升降，完成輸送任務。礦井提升機是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機提升量大，速度高，安全性高，已發(fā)展成為電子計算機控制的全自動重型礦山機械。 （3）提升機的規(guī)格型號 斗式提升機的型號有HL（TH）型、PL（NE）型、D（GTD）型等，其規(guī)格以料斗寬度表示，HL型有300、500等規(guī)格，PL型有250、350、450等規(guī)格。斗式提升機是水泥廠最常用的垂直輸送機，通常用以提升塊、粒狀物料以及粉狀物料，由于鏈條，膠帶拉力限制，提升高度一般不超過30米。近年來生產(chǎn)的新型斗式提升機TH型、NE型、GTD型輸送能力都超過了100噸/小時；提升高度超過70米；尤其是鋼絲繩芯膠帶斗式提升機（GTD型）輸送能力達到1600噸/小時以上，提升高度超過90米。 （4）提升機的參數(shù) 1、卷筒寬度和直徑 卷筒直徑：提升機卷筒上第一層鋼絲繩中心到卷筒中心距離的2倍。 絞車卷筒的直徑為：卷筒纏繩表面到卷筒中心距離的2倍。 二者概念有差別，相差1根鋼絲繩的直徑。 卷筒寬度：卷筒兩個擋繩板內(nèi)側直間的距離。 卷筒直徑和寬度決定了卷筒使用鋼絲繩的最大直徑和容繩量。 2、兩卷筒中心距離 雙卷筒提升機：活動卷筒與固定卷筒中心之間的距離。 該參數(shù)在計算繩偏角時要用到。 3、最大靜張力和最大靜張力差 鋼絲繩的張力，也就是鋼絲繩的拉力。在單鉤提升時，滾筒上只有一根鋼絲繩，其拉力主要由提升容器、鋼絲繩、提升載荷的重力構成。拉力最大值在天輪的切點處，載荷越大、井筒越深、容器重量越大鋼絲繩的拉力就越大。最大靜張力是針對提升機而言的，是強度允許的，滾筒上最大的拉力值。 4、鋼絲繩的速度與直徑 繩速：單位時間內(nèi)鋼絲繩在卷筒上纏繞的長度或通過摩擦輪的長度。 有最外層繩速、最內(nèi)層繩速、平均繩速等概念。一般是指平均繩速。 鋼絲繩直徑：允許纏繞的最大鋼絲繩直徑與卷筒直徑有關。 5、提升高度、容繩量 提升高度和斜長：提升容器在兩終端起停位置處，允許運行的最大距離。 容繩量：按照規(guī)定，卷筒上允許纏繞的鋼絲繩的最大長度。 （5）主要部件及功能 1、主軸裝置 主軸裝置的作用及工作原理 主軸裝置是單繩纏繞式礦井提升機的主要工作部件，它的主要作用：纏繞提升鋼絲繩；承受各種載荷（包括固定載荷和工作載荷）；承受各種緊急情況下所造成的非正常載荷，在非正常載荷的作用下，主軸裝置各部分不應有的殘余應力；雙筒提升機，調節(jié)鋼絲繩的長度。 主軸裝置的工作原理：鋼絲繩的一端用壓繩板固定在卷筒的輻板上，另一端經(jīng)卷筒的纏繞后，繞過井架天輪懸掛提升容器。這樣，利用主軸的旋轉方式的不同，將鋼絲繩纏繞或松開，以完成提升容器的上升或下降。 出繩方式：單筒提升機單鉤提升時為上出繩，做雙鉤使用時右側為上出繩，左側為下出繩（反裝設備除外），雙筒提升機，固定滾筒為上出繩，游動滾筒為下出繩，雙筒提升機的排繩應按同時同向纏繞為宜，不允許同時向兩個卷筒的中部或兩側移動，即當提升鋼絲繩的纏繞層數(shù)在1.25～2.25 層時，為避免提升過程中兩卷筒的鋼絲繩過分集中在主軸中部，使主軸受力狀態(tài)惡化，則使用靠游動卷筒一側的出繩孔，其余情況則使用靠外側（主軸驅動端）的出繩孔，游動卷筒一般使用靠外側（主軸非驅動端）的出繩孔。 主軸裝置的結構 單筒提升機的結構 單筒提升機的主軸裝置（如圖5）主要是由主軸、軸承座、滾筒、固定右支輪、固定左支輪、軸承、傳動箱、軸承座底架等組成。其中固定右支輪與主軸為無鍵過盈連接，與滾筒采用鉸制孔螺栓連接。固定左支輪通過軸瓦滑裝在主軸上，與滾筒采用鉸制孔螺栓連接。 主軸是主軸裝置的主要零件之一，它承受了整個主軸裝置的自重、外載荷和傳遞全部扭矩，用中碳鋼鍛造而成。 滾筒采用Q345 板的焊接式結構，并經(jīng)高溫退火處理。主要由卷筒皮、制動盤、擋繩板、輪輻、加強環(huán)等組成，根據(jù)客戶的現(xiàn)場實際需求，我公司卷筒可以加工成整體焊接式、兩剖分式和四剖分式，上述的結構形式又可以分為制動盤焊接式和制動盤可拆卸式兩種。 主軸承座是承受整個主軸裝置自重和鋼絲繩上全部載荷的支撐部件，軸承采用雙列調心滾子軸承，這種軸承調心性能好，承載能力大，抗沖擊能力強，同時也能承受少量的軸向載荷，使用壽命長、效率高、維護方便、對安裝誤差和主軸的繞度要求較低 雙筒提升機的結構 雙筒提升機的主軸裝置（如圖6）主要是由主軸、軸承座、固定滾筒、游動滾筒、固定右支輪、游動支輪、固定左支輪、軸承、調繩離合器、傳動箱、軸承座底架等組成。其中固定右支輪與主軸為無鍵過盈連接，與固定滾筒采用鉸制孔螺栓連接。固定左支輪通過軸瓦滑裝在主軸上，與固定滾筒采用鉸制孔螺栓連接。游動支輪通過合金軸瓦與主軸滑動連接，與游動滾筒采用鉸制孔螺栓連接。 主軸是主軸裝置的主要零件之一，它承受了整個主軸裝置的自重、外載荷和傳遞全部扭矩，用中碳鋼鍛造而成。 滾筒采用Q345 板的焊接式結構，并經(jīng)高溫退火處理。主要由卷筒皮、制動盤、擋繩板、輪輻、加強環(huán)及定位環(huán)等組成，根據(jù)客戶的現(xiàn)場實際需求，我公司卷筒可以加工成整體焊接式、兩剖分式和四剖分式，上述的結構形式又可以分為制動盤焊接式和制動盤可拆卸式兩種。 主軸承座是承受整個主軸裝置自重和鋼絲繩上全部載荷的支撐部件，軸承采用雙列調心滾子軸承，這種軸承調心性能好，承載能力大，抗沖擊能力強，同時也能承受少量的軸向載荷，使用壽命長、效率高、維護方便、對安裝誤差和主軸的繞度要求較低。 2、調繩離合器 調繩離合器主要用于解決多水平提升問題，即當鋼絲繩伸長時，調節(jié)鋼絲繩相對長度達到雙容器的相對準確停車位置，我公司的調繩離合器為徑向齒塊式調繩離合器，主要有兩種：液壓式徑向齒塊調繩離合器和手動式徑向齒塊調 繩離合器 手動式徑向齒塊調繩離合器 手動齒塊式調繩離合器（如圖7）主要由調繩內(nèi)齒、輪轂、移動轂、離開板、螺旋套、齒塊體、手把、連板、蓋板、銷軸等組成。機器正常工作時，齒塊與調繩內(nèi)齒處于嚙合狀態(tài)傳遞轉矩。需調繩時，首先將頂緊螺旋套的緊固螺栓卸下，并用停止裝置將游動滾筒鎖住，然后旋轉手把，帶動螺旋套連接移動轂做軸向位移，使其連板推動齒塊體做垂直運動，脫離固定在游動卷筒上的調繩內(nèi)齒，達到離開目的。當齒塊體與調繩內(nèi)齒脫開時，轉動固定卷筒，即可調繩。 調繩結束后，應用手把反向旋轉螺旋套，推動移動轂，使兩齒塊與調繩內(nèi)齒緊密嚙合，然后用緊固螺栓頂緊螺旋套并用螺母鎖緊，卸下停止裝置。設備方可正常運轉。此種調繩離合器結構簡單，調繩方便，安全可靠。 液壓式徑向齒塊調繩離合器 液壓式徑向齒塊調繩離合器（如圖8）由輪轂、移動轂、撥動環(huán)、齒塊、內(nèi)齒圈、調繩油缸、聯(lián)鎖閥和行程開關等部分組成。該結構可滿足調繩過程中安全、精確、快速、可靠。 液壓式徑向齒塊調繩離合器的工作原理： （a）機械正常工作階段 此時齒塊和調繩內(nèi)齒處于嚙合狀態(tài)，液壓缸的合上腔和離開腔通過液壓站上的電磁閥處于回油狀態(tài)，聯(lián)鎖閥的柱銷鎖入調繩油缸活塞的凹槽內(nèi)，機械正常運行。 （b）調繩準備階段 將游動滾筒用停止裝置鎖住，撥動操縱臺上調繩轉換開關到調繩位置，安全電磁閥斷電，使機械處于安全制動狀態(tài)。啟動液壓站（此時機器處于安全制動狀態(tài)），高壓油即可通過調繩電磁閥進入聯(lián)鎖閥，將聯(lián)鎖閥的柱銷從調繩油缸活塞的凹槽中移出，并且液壓油進入調繩液壓缸的離開腔，推動液壓缸活塞外移，使齒塊與調繩內(nèi)齒脫離嚙合，游動卷筒與主軸連接脫開。 （c）調繩操作階段 調繩油缸打開到位之后，碰到行程開關，此時固定卷筒解除安全制動，游動卷筒仍為安全制動。起動設備主電機使固定卷筒慢速運轉，調節(jié)鋼絲繩長度或更換提升水平，實現(xiàn)調繩的目的。 （d）恢復工作階段 調繩完畢后，恢復固定卷筒的安全制動，然后將調繩電磁閥斷電，液壓缸的高壓油即回油箱。然后使調繩電磁閥的另一端得電，高壓油即可進入液壓缸的合上腔，驅動液壓缸活塞向里移動，使齒塊與調繩內(nèi)齒重新嚙合。同時活塞桿碰壓行程開關，操縱臺上的指示燈顯示出“合上”的信號后，方可將調繩電磁閥斷電，并復位調繩轉換開關。電磁閥處于回油位置，然后將停止裝置卸下。至此，調繩操作全部結束，機器恢復正常的工作制動狀態(tài)。 （e）調繩安全聯(lián)鎖環(huán)節(jié) 在調繩操作過程中，如果離合器萬一偶然地從原來的離開位置向合上位置移動時，行程開關即動作，固定卷筒立即安全制動，避免打齒事故發(fā)生。確保調繩全過程的安全。 3、襯塊 襯塊的作用：使鋼絲繩不發(fā)生過多變形;使鋼絲繩有規(guī)則的排列，減少鋼絲繩的磨損。我公司的襯塊主要有兩種：塑襯和木襯。 木襯的厚度不得小于兩倍的鋼絲繩直徑，通常寬度在100mm 左右，選用柞木、水曲柳、或榆木制作，裝配時應保證使其與滾筒接觸良好，否則，就會影響到卷筒的應力分布，木襯在磨損后應及時更換。 塑襯相對于木襯具有以下優(yōu)點：耐磨性好，使用壽命是木襯的3 倍以上；許用壓應力大，抗壓強度比木襯高7 倍以上；抗干燥、不吸水、耐潮濕性好，不會出現(xiàn)干裂和腐爛現(xiàn)象；繩槽排列整齊，可以降低鋼絲繩在纏繞運行中的咬繩程度。從而提高鋼絲繩的使用壽命。 4、盤型制動器 概述 盤型制動器是通過碟形彈簧的彈力使閘瓦沿軸向從兩側壓向制動盤產(chǎn)生制動力，靠油壓壓縮彈簧帶動閘瓦反向移動解除制動力，由于盤型制動器是軸向產(chǎn)生制動力，為防止制動盤的變形和主軸產(chǎn)生軸向力，盤型制動器都是成對使用的，每一對為一副盤型制動器。 提升機的制動系統(tǒng)是由盤型制動器、液壓站、管路系統(tǒng)配套組成。作提升機的工作制動和安全制動之用。其制動力大小、使用維護、制動力調整對整個提升系統(tǒng)安全運行都具有重大的影響，因此安裝、使用單位必須予以重視，確保運行安全。 盤型制動器具有以下特點： （1）制動力矩具有良好的可調性； （2）慣性小，動作快，靈敏度高； （3）可靠性高； （4）通用性好，不同的礦井提升機可配不同數(shù)量相同型號的盤型制動器； （5）結構簡單、維修調整方便。 結構特征及工作原理 1、型號規(guī)格 根據(jù)盤型制動器中盤型閘的正壓力不同，可將盤型閘分為32KN、40KN、63KN、80KN、100KN、120KN等不同規(guī)格。對于不同規(guī)格的盤型閘其工作原理是相同的。設計時可根據(jù)提升機所需的制動力矩的大小進行選用和配置 2、結構特征 盤型制動器（如圖9）主要是由盤型閘、支架、螺栓、油管和油管接頭等組成。盤型閘由雙頭螺栓成對的安裝在支架上。每個支架上可以安裝一對或多對盤型閘，盤型閘的數(shù)量和型號可根據(jù)提升機所需制動力的大小確定。盤型閘（如圖10）是盤型制動器的主要工作部件，以中低壓（≤6.3MPa）為例，盤型閘主要是由支座、閘瓦體、閘瓦、擋鐵、活塞、油缸、調整螺母、配油盤、緊固螺栓、導向鍵及密封圈等零部件組成。 3、工作原理 盤型制動器是制動系統(tǒng)的執(zhí)行機構，它在蝶形彈簧的作用下對制動盤直接產(chǎn)生正壓力，并通過制動盤和閘瓦的摩擦力形成所需的制動力矩，完成礦井提升機的工作制動和安全制動。 5、深度指示器 結構及工作原理 深度指示器主要是由箱體、齒輪、傘齒輪、絲杠、光杠、框架、支架、絲母、行程開關、指針及指示板等零件組成（如附圖13）。 提升機主軸的旋轉運動由傳動裝置傳遞給深度指示器，經(jīng)過齒輪組傳動給絲杠，使兩根垂直絲杠以互為相反的方向旋轉。當絲杠旋轉時，帶有指針的兩個梯形螺母也以互為相反的方向移動，即一個向上，一個向下。而絲杠的轉數(shù)與主軸轉數(shù)成正比，則螺母上指針在指示板上的位置也就與提升容器在井筒中的位置相對應，因此通過指針便能準確地指出容器在井筒中的位置。深度指示器的光杠上下兩端各裝有減速和過卷行程開關。當提升容器到達減速和過卷位置時，絲母上的碰塊使行程開關動作，發(fā)出信號。各行程開關的位置可根據(jù)實際需要進行調整。 6、天輪裝置 天輪裝置主要用于單繩纏繞式提升機，安裝在井架上，用來改變鋼絲繩的方向和根據(jù)提升系統(tǒng)要求滿足提升容器中心距，是提升機的主要承力件之一；其的公稱直徑與卷筒的公稱直徑一致，繩槽的大小與鋼絲繩的直徑有關，天輪的數(shù)量可根據(jù)滾筒的數(shù)量來確定。 三、學習有關畢業(yè)設計的相關知識 內(nèi)裝式提升機國內(nèi)外發(fā)展狀況及其優(yōu)點 由于礦用提升機在運輸人員和煤礦上具有很重要的作用，人們開始追究提升機不占空間，內(nèi)裝式提升機就應運而生。在國內(nèi)，內(nèi)裝式提升機和國外的相比還有很大的差距，國內(nèi)的裝式提升機還處于初期，只是把電動機和一些外在的裝置放在了滾筒內(nèi)部，而國外的研究則比較深入，他們直接把滾筒做成轉子，作為電動機的一部分，省去了聯(lián)軸器、減速器這些設備。在某種意義上內(nèi)裝式提升機在節(jié)約空間，減少能耗等方面有著突出的優(yōu)點。 16