必胜师机械毕业设计-jkmd型多绳摩擦提升机 cad图纸【最新】.doc
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1、本科生毕业论 文 姓 名: 学 号: 专 业: 机 械 工 程 及 自 动 化 论文题目: 提升机制动系统设计 专 题: 液压盘式制动器设计 指导教师: 职 称: 年 月 毕业论文任务书 专业年级 学号 学生姓名 任任务务下下达达日日期期: 年年 月月 日日 毕业论文日期:毕业论文日期: 年年 月月 日至日至 年年 月月 日日 毕业论文题目:毕业论文题目: 提升机制动系统提升机制动系统( (液压盘式制动器液压盘式制动器) )设计设计 毕业论文主要内容和要求:毕业论文主要内容和要求: (1)通过资料检索,熟悉提升机及其制动装置的国内外发展现状。 (2)针对 JKMD 型多绳摩擦提升机进行选型计算
2、。 (3)针对选型计算型号的 JKMD 型多绳摩擦提升机设计一套自动液压制动 系统,对制动器中的各部件进行结构设计并进行强度校核。 (4)对所设计制动器的工作可靠性进行简单评定。 (5)按毕业设计大纲要求撰写设计说明书,并绘制完成相关设计图纸。 院长签字: 指导教师签字: 毕业论文指导教师评阅书 指导教师评语(基础理论及基本技能的掌握;独立解决实际问题的能力; 研究内容的理论依据和技术方法;取得的主要成果及创新点;工作态度 及工作量;总体评价及建议成绩;存在问题;是否同意答辩等): 成 绩: 指导教师签字: 年 月 日 毕业论文评阅教师评阅书 评阅教师评语(选题的意义;基础理论及基本技能的掌握
3、;综合运用 所学知识解决实际问题的能力;工作量的大小;取得的主要成果及创新点; 写作的规范程度;总体评价及建议成绩;存在问题;是否同意答辩等) : 成 绩: 评阅教师签字: 年 月 日 毕业论文答辩及综合成绩 答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 问 题 正 确 基本 正确 有一 般性 错误 有原 则性 错误 没有 回答 答辩评语及成绩: 答辩小组组长签字: 年 月 日 综合评定成绩(评语及成绩): 毕业论文负责人签字: 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩: 学院领导小组负责人: 年 月 日 摘摘 要要 目前我国许多煤矿矿井已经转向中、深部开采,矿井提升设备作为煤矿的关键设 备,在矿井机械
4、化生产中占有重要地位。制动器是提升机(提升绞车)的重要组成 部分之一,直接关系着提升机设备的安全运行。 多绳摩擦提升机具有体积小、质量轻、安全可靠、提升能力强等优点,适用于较 深的矿井提升。本文针对 JKMD 型(4.5 米 4 多绳摩擦轮)提升机,对其制动系 统进行设计。 在对提升机的制动器选型过程中,因盘式制动器是近年来应用较多的一种新 型制动器,它以其独特的优点及良好的安全性能被广大用户认可,特别是在结合 了液压系统和 PLC 控制之后,液压系统和 PLC 超强的控制性能为盘式制动器的 应用提供了巨大的工作平台。制动盘的制动力,靠油缸内充入油液而推动活塞来 压缩盘式弹簧来实现。 液压盘式
5、制动器作为最新一种制动器,具有许多优点,所以它在现代多种类型提 升机中获得广泛的应用。它具有制动力大、工作灵活性稳定、敏感度高等特点, 对生产安全具有重要意义。 关键词:关键词:提升机;多绳摩擦;制动器;设计;液压传动。 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
6、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 JKMD type (4.5 meters
7、over 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 Its unique strengths and good safety performance recognized by the majority of users. Especially in the light of the hydraulic control system an
8、d 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 brak
9、e, 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. Keywords: Hoist; Multi-rope friction; Brake; Design; Hydraulic drive. 目目 录录 第第 1 章
10、章 矿井提升设备概述矿井提升设备概述.1 1.1 提升机的定义.1 1.2 提升机的分类.1 1.2.1 按用途分1 1.2.2 按拖动方式分1 1.2.3 按提升容器类型分1 1.2.4 按井筒的倾角分1 1.2.5 按提升机类型分1 1.3 提升机的制动装置的功用、类型.7 1.3.1 制动装置的功用8 1.3.2 制动装置的类型8 1.4 提升机型号的选用及制动器的设计类型8 1.4.1 提升机的选用.8 1.4.2 制动器的设计类型.9 第第 2 章章 提升机的选型计算提升机的选型计算( 4.5 米米4 多绳摩擦轮多绳摩擦轮).10 2.1 工作参数.11 2.2 速度图.11 2.3
11、 变位重量.13 2.4 力图.13 2.5 等效力:.15 2.6 启动力矩与等效力的比例:.16 2.7 有效功率:.16 2.8 电机最大轴功率及选型:16 2.9 液压站工作原理17 2.9.1 提升机液压站系统17 2.9.2 液压站系统原理图17 2.9.3 控制电路图18 第第 3 章章 提升机制动装置的结构设计提升机制动装置的结构设计.20 3.1 制动装置的有关规定和要求.20 3.2 提升机制动器主要类型.21 3.2.1 块式制动器21 3.2.2 盘式制动器.22 3.3 盘式制动器的结构及工作原理.23 3.3.1 盘式制动器的布置方式.23 3.3.2 盘式制动器的
12、结构.24 3.4 制动器的设计计算.25 3.4.1 确定在工作状态下所需要的制动力25 3.4.2 确定制动器数量31 3.4.3 碟型弹簧的选型计算35 3.4.4 制动器液压缸的结构与设计计算41 3.5 制动器的强度校核.49 3.5.1 制动力整定计算.49 3.5.2 液压站油压整定计算51 第第 4 章章 制动器的工作可靠性评定制动器的工作可靠性评定.53 4.1 盘式制动器的安装要求及调整.53 4.1.1 盘式制动器的要求(包括零部件)53 4.1.2 盘式制动器闸瓦间隙的调整53 4.2 制动器的故障模式及可靠性图框55 4.3 制动器的优化设计及工作可靠性评定56 4.
13、3.1 设计变量56 4.3.2 优化策略57 4.4 制动器的维护可靠性评定58 第第 5 章章 结论结论.60 总总 结结.61 英文原文英文原文62 中文翻译中文翻译71 参考文献参考文献77 致致 谢谢.78 矿井提升机制动系统(液压盘式制动器)设计 第 1 页共 78 页 第第 1 章章 矿井提升设备概述矿井提升设备概述 1.1 提升机的定义提升机的定义 矿井提升机是矿井大型固定设备之一,它的主要任务就是沿井筒提升煤炭、 矿石和矸石;升降人员和设备;下放材料和工具等。矿井提升设备是联系井下与 地面的纽带,是主要的提升运输工具,因此它整个矿井生产中占有重要的地位。 1.2 提升机的分类
14、提升机的分类 1.2.1 按用途分按用途分 (1) 主井提升设备 主井提升设备的任务是专门提升井下生产的煤炭。年产 30 万吨以上的矿井, 主井提升容器多采用箕斗;年产 30 万吨以下的矿井,一般采用罐笼(立井)或串车 (斜井)。 (2) 副井提升设备 副井提升设备的任务是提升矸石、废料,下放材料,升降人员和设备等。副 井提升容器采用普通罐笼(立井)和串车(斜井)。 1.2.2 按拖动方式分按拖动方式分 按提升机电力拖动方式分为交流拖动提升设备和直流拖动提升设备。 1.2.3 按提升容器类型分按提升容器类型分 分为箕斗、罐笼、串车等提升设备。 1.2.4 按井筒的倾角分按井筒的倾角分 提升设备
15、按井筒倾角可分为立井提升设备和斜井提升设备。立井提升时,提升 容器采用箕斗或罐笼等.斜井提升时,提升容器一般采用矿车(串车)或斜井箕斗。 串车提升适用于井筒倾角不大于;斜井箕斗提升适用于井筒倾角在范围 0 25 0 35 内。近年来大型斜井提升多采用胶带输送机。 1.2.5 按提升机类型分按提升机类型分 (1) 单绳缠绕式提升设备 矿井提升机制动系统(液压盘式制动器)设计 第 2 页共 78 页 单绳缠绕式提升设备目前大部分为直径圆柱型滚筒,在个别的老矿井,还有 使用变直径滚筒(如双圆柱圆锥型滚筒)提升设备。 1) KJ 型(23m)和 BM 及 JKA 型单绳缠绕式提升机 KJ(23m)型单
16、绳缠绕式提升机是我国在 19581966 年生产的仿苏 BM-2A 型提升机,按滚筒个数来分,有单滚筒和双滚筒的提升机;按布置方式来分,有 带地下室和不带地下室的提升机,可根据设计而选用,但二者技术性能完全相同。 (A) KJ 型(23m)提升机代号意义以 KJ22.51.2D-20 型为例说明如下: K-矿井; J-卷扬机(提升机); 2-双滚筒(单滚筒时为 1); 2.5-滚筒名义直径,m; 1.2-每个滚筒的两侧党绳板的距离,m; D-带地下室(无 D 字表示不带地下室); 20-减速器名义传动比。 (B) KJ 型(23m)和 BM 型提升机的机构特点主要有: (a) 制动装置采用角移
17、式块型制动器,重锤制动传动,油压操纵装置; (b) 双滚筒提升机采用手动涡轮涡杆式调绳离合器; (c) 减速器采用渐开线人字形齿轮传动; (d) 使用机械牌坊式深度指示器; (e) 设有机械限速器。 (C) JKA 型单绳缠绕式提升机是在 KJ 型提升机的基础上改进后制造的。JKA 型双滚筒提升机在结构上具有下列特点: (a) 调绳装置即离合器为电动涡轮涡杆式离合器,因而调绳工作简便省力; (b) 采用综合式制动器,改善了闸瓦的磨损情况; (c) 液压站采用手动控制的低压电液调节阀和电磁铁控制的安全三通阀,分 别对工作制动和安全制动进行控制; (d) 减速器采用圆弧形人字齿轮传动,提高了减速器
18、的承载能力,并减轻了 重量。 2) KJ 型(46m)和 HKM3 型单绳缠绕式提升机 苏联新克拉马托尔机械制造厂生产的 HKM3 型提升机的结构特点: (a) 滚筒采用焊接结构; (b) 采用气动齿轮式调绳离合器; (c) 制动器为新平移式块闸; (d) 采用压气制动传动装置; 矿井提升机制动系统(液压盘式制动器)设计 第 3 页共 78 页 (e) 使用机械牌坊式深度指示器; (f) 减速器采用渐开线人字齿轮,有一级传动和二级传动两种; (g) 有电气限速器,还有机械限速器。 我国现有煤矿矿井多数是按照五十年代的标准设计的,为了快出煤、多出煤,当 时主要是建设中、小型矿井,并且首先开采浅部
19、煤层。五十年代,我国的矿井提 升设备主要是从苏联进口的 BM 型产品和国产仿苏 KJ 型产品,设备的可选性小, 主要是满足开采浅部煤层的需要。进入 80 年代以后,我国许多煤矿矿井已逐渐 转向中深部开采,国家统煤矿矿井的平均深度已由 200 米延伸到 400 米,现在已 达 600 米、1000 米。根据国内外的实践经验,落地式摩擦提升设备,是在矿井延 伸后使现有提升设备满足加大提升高度要求的行之有效的办法。 (A) 主提升钢丝绳的选择 (a) 钢丝绳的结构形式 应优先选用三角股钢丝绳及线接触圆股钢丝绳,当由于供应原因,亦可以选 用普通圆股点接触平行捻钢丝绳。钢丝绳公称抗拉强度宜选用 1550
20、帕。 6 10 (b) 钢丝绳的安全系数 根据煤矿安全规程规定,钢丝绳的安全系数应符合下式:m 升降人员和物料 9.20.0005mHc 升降物料 7.20.0005mHc 式中 提升钢丝绳的悬垂长度,m。Hc (c) 钢丝绳数目选择 落地摩擦式提升机的钢丝绳树木以 24 绳为宜。 (B) 尾绳的选择 目前,绝大多数使用多绳摩擦式提升机的矿井,都由原来选用扁钢丝绳作平 衡尾绳而改为使用圆股钢丝绳作平衡尾绳。新建的矿井,设计中也已全部选用圆 股钢丝绳作平衡尾绳。这主要是因为扁钢丝绳生产效率低、供应困难。 选用圆股钢丝绳作平衡尾绳时,以多层股(不旋转)圆股钢丝绳中的 187 和 347 两种结构较
21、为合适。但目前这两种产品尚不能满足需要,因而当供应困难时, 也可选用普通圆股钢丝绳,如选用 619 和 637 等。应注意的是,选用钢丝绳股 中的钢丝不可过细,并应尽可能选用镀锌钢丝绳,以提高使用寿命。当采用两条 平衡尾绳时,可以选用左向交互捻和右向交互捻的钢丝绳各一条。 (a) 主导轮直径 D 的确定 根据煤矿安全规程规定,主导轮直径 D 应符合式: 无导向轮 80 D d 矿井提升机制动系统(液压盘式制动器)设计 第 4 页共 78 页 有导向轮 100 D d 式中 主提升钢丝绳直径, mm;d 主导轮直径 D 除应符合上述规定外,还应按摩擦衬垫的许用比压q来校核, 即: sx p ss
22、 qq n dD 式中 主导轮上升(重载)侧钢丝绳静张力,N; s s 主导轮下降(重载)侧钢丝绳静张力,N; x s q摩擦衬垫的许用比压,取q=; 4 200 10帕 主绳数目。 p n 根据经验,现有 3 米以下提升机改造后的主导轮直径 D 可取为: 滚筒直径(m) 主导轮直径(m) 2.0 2.02.25 2.5 2.52.8 3.0 3.03.25 (C) 钢丝绳间距 n A 200 250 n Amm (D) 天轮直径 w 100 w dmm (E) 钢丝绳在摩擦衬垫上的围包角 当井深大于 300 米时,取: 00 220180 如图 1-1 (a) 、 (b) 。 当井深小于 3
23、00 米时,取: 0 0 270 2360 a a 如图 1-1 (c) 、 (d) 。 矿井提升机制动系统(液压盘式制动器)设计 第 5 页共 78 页 正常包围角a(井深大于300mm)特殊加大包围角a(井深小于300mm) 图图 1-1 缠绕式提升机摩擦衬片上的包围角选择缠绕式提升机摩擦衬片上的包围角选择 (2) 多绳摩擦式提升设备 多绳摩擦式提升设备可分为塔式和落地式(KJM 和 JKMD 型多绳摩擦轮提 升机)。 多绳摩擦提升机的井架一般多采用钢结构四斜腿井架。放绳挂罐后在主绳张 力水平分力作用下,使井架产生弹性变形、井架有倾斜现象。一般井筒采用冻结 施工,井架基础随着井筒冻结层解冻
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