机械毕业设计1033矿井液压提升机多绳摩擦提升机
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机械毕业设计1033矿井液压提升机多绳摩擦提升机,机械毕业设计论文
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第 1 页 共 36 页 目录 第 1章 矿井提升设备概述 . 3 1.1 提升机的定义 . 3 1.2 提升机的分类 . 3 1.2.1 按用途分 . 3 1.2.2 按拖动方式分 . 3 1.2.3 按提升容器类型分 . 3 1.2.4 按井筒的倾角分 . 3 1.2.5 按提升机类型分 . 3 1.3 提升机的制动装置的功用、类型 . 9 1.3.1 制动装置的功用 . 9 1.3.2 制动装置的类型 . 9 1.4提升机型号的选用及制动器的设计类型 . 10 1.4.1提升机的选用 . 10 1.4.2制动器的设计类型 . 10 2.1 制动装置的有关规定和要求 . 11 2.2 提升机制动器主要 类型 . 12 2.2.1 块式制动器 . 12 2.2.2盘式制动器 . 13 2.3 盘式制动器的结构及工作原理 . 14 2.3.1盘式制动器的布置方式 . 14 23.2盘式制动器的结构 . 15 2.4 制动器的设计计算 . 16 2.4.1 确定在工作状态下所需要的制动力 . 16 2.4.2 确定制动器数量 . 22 第 3章 制动器的工作可靠性评定 . 26 3.1 盘式制动器的安装要求及调整 . 26 3.1.1 盘式制动器的要求（包括零部件） . 26 3.1.2 盘式制动器闸瓦间隙的调整 . 26 3.2制动器的故障模式及可靠性图框 . 27 nts 第 2 页 共 36 页 3.3制动器的优化设计及工作可靠性评定 . 29 3.3.1 设计变量 . 29 3.3.2 优化策略 . 29 3.4制动器的维护可靠性评定 . 30 第 4章 结论 . 33 致 谢 . 34 参考文献 . 36 nts 第 3 页 共 36 页 第 1章 矿井提升设备概述 1.1 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 1.2.1 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 分为箕斗、罐笼、串车等提升设备。 1.2.4 按井筒的倾角分 提升设备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 025 035 范围内。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 (1) 单绳缠绕式提升设备 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。 nts 第 4 页 共 36 页 1) KJ 型 ( 23m)和 BM 及 JKA 型单绳缠绕式提升机 KJ( 23m)型单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 KJ2 2.5 1.2D-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； (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。 nts 第 5 页 共 36 页 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 1550610 帕。 (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 m 应符合下式： 升降人员和物料 9 . 2 0 . 0 0 0 5m H c 升降物料 7 . 2 0 . 0 0 0 5m H c 式中 Hc 提升钢丝绳的悬垂长度， m。 (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 80Dd 有导向轮 100Dd 式中 d 主提升钢丝绳直径， mm； 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： sxpssqqn d D nts 第 6 页 共 36 页 式中 s 主导轮上升（重载）侧钢丝绳静张力， N； xs 主导轮下降（重载）侧钢丝绳静张力， N； q摩擦衬垫的许用比压，取 q= 4200 10 帕 pn 主绳数目。 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 nA 2 0 0 2 5 0nA m m (D) 天轮直径 w 100w dmm (E) 钢丝绳在摩擦衬垫上的围包角 当井深大于 300 米时，取： 0 0 2 2 0180 如图 1-1 （ a）、（ b）。 当井深小于 300 米时，取： 002702 360aa如图 1-1 （ c）、（ d）。 正常包围角 a （井深大于 3 0 0 m m ） 特殊加大包围角 a （井深小于 3 0 0 m m ）图 1-1 nts 第 7 页 共 36 页 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变化。基础会产生少量下降。井架在受主绳张力作用下基础下沉不均衡也会使井架倾斜。由于井架倾斜、天轮轴心线相对位移，这种位移一般在投入使用初期产生，并渐渐逐于稳定。另外，天轮绳槽摩擦衬垫一般采用国内产品尼龙 1010、进口K25，由于衬垫是磨损材料，从初期使用到更换之前，即剩余厚度为钢丝绳直径一半之前，提升绳落绳点向 绞车房方向渐变位移，一般位置变化范围 030mm。 多绳提升机由于使用了数根钢丝绳代替一根钢丝绳。钢丝绳的直径变小了，摩擦轮的直径因而变小，但由于有多根钢丝绳，所以摩擦轮变为摩擦筒，宽度稍有加宽。设采用 n根钢丝绳，则多绳与单绳提升机钢丝绳直径间有如下关系： 1n dd mmn同理，摩擦筒（主导轮）直径： 1n DD m mn多绳摩擦提升机如图 1-2 所示： 1 - - 主导轮2 - - 天轮3 - - 提升机钢丝绳4 - - 提升容器5 - - 尾绳nts 第 8 页 共 36 页 1主导轮 2天轮 3提升机钢丝绳 4提升容器 5尾绳 图 1-2 多绳摩擦提升机 主轴装置的特点：它与缠绕式提升来代替木衬，由于摩擦提升是靠摩擦力来传递动力的，所以衬垫挤压固定在筒壳上。摩擦衬垫形成衬圈，其 上再车出绳槽，初车时槽深为 1/3 绳径，槽距（即绳心距）约为绳径的 10 倍利用熟知的柔索欧拉公式可知，摩擦轮两侧钢丝绳拉力的极限比值为 1122 u a u aF e F F eF 或 式中 e自然对数的底，等于 2.71828； a 钢丝绳对于摩擦轮的围包角； u 钢丝绳与衬垫间的摩擦系数，通常取 u =0.2 当钢丝绳拉力比12FF 大于上式右端所给出的数值时，钢丝绳对摩擦轮产生 相对滑动。为了避免这种滑动，两侧拉力不能达到其极限比值，而应有一安全系数，式改写为 2 1 2( 1 )uaF F F e 若考虑防滑而加入防滑安全系数 ，则有 1 2 2( ) ( 1 )uaF F F e 或者 212( 1)uaFeFF 式中 防滑安全系数，如果 式中1F和2F仅计及静力，则得防滑安全系数；如果计算1F和2F时考虑了惯性力的影响，则得动防滑安全系数d。我国煤矿设计规范规定 1.251.75di有些国家不按拉力差来考虑防滑，而是把 两侧的拉力比的极限值控制在 1.5 以内，即： 121.5FF 在某些特殊情况，例如进行紧急制动时，可能产生超前滑动，即钢丝绳的运动速度大于摩擦轮槽处的线速度，此时的防滑安全系数为 121( 1 )uadFeFF 煤矿安全规程规定，紧急制动时不能产生滑动，即 d 1。 nts 第 9 页 共 36 页 当下放重物进行紧急制动时，更容易继发性滑动。 1.3 提升机的制 动装置的功用、类型 提升机的安全运行 ,很大程度上取决于制动器的工作可靠性。从狭义可靠性理解 ,盘式制动器包含不可维修因素，如制动弹簧失效之后 ,影响制动力矩，需要更换新弹簧才能使制动器可靠性达到原有水平；闸瓦与闸盘之间摩擦系衰减，也只能靠更换新闸瓦方能维持原有可靠性水平。从广义可靠性理解 ,盘式制动器含有可维修因素，如闸瓦磨损后产生的间隙增大，经调整便可达到原有可靠性液压站零件发生故障，修理后也能使制动器可靠性达到设计水平。由此可知，制动器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的综合反映。固有可靠性是由制动器设计制 造及材料等因素决定的，在制动器产品出厂时便已明确，使用可靠性则是装、维护及操作等因素决定的，它反映了制动器固有可靠性在实际运行中的发挥程度。 因此，固有可靠性的体现 ,受使用可靠性的限制，固有可靠性再高，使用可靠性却较低，制动器的实际工作可靠性依然不会高。 制动装置提升机 (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。它由两部分组成：制动器 (通常称做闸 )和传动装置。制动器是直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的机构，传动装置是控制并调节制动力矩的机构。 1.3.1 制动装置的功用 制 动系统是提升机不可缺少的重要组成部分。是提升机最关键也是最后一道安全保障装置，制动装置的可靠性直接关系到提升机的安全运行。制动力矩不足是导致提升设备过卷、放大滑等事故的直接因素。 (1) 在提升机停止工作时能可靠地闸住提升机，即正常停车； (2) 在减速阶段及下放重物时 ,参与提升机的控制，即工作制动； (3) 当发生紧急事故或其他意外情况时，能迅速而合乎要求地闸住提升机，即安全制动； (4)双滚筒提升机在更换水平、调节钢丝绳长度时，能够闸住提升机的游动滚筒而松开固定滚筒。 1.3.2 制动装置的类型 制动装 置中的制动器按结构分为块闸 (角移式或评移式 )和盘闸；传动装置按传动能源分为油压 (液压 )、压气 (气动 )及弹簧等。 KJ 型 ( 23m) 和 BM 型提升机使用油压角移式制动装置。 KJ 型 ( 46m) 和 HKM3型提升机使用压气平移式制动装置。 JKA 型提升机使用液压综合式制动装置。 XKT 型、 JK型、 GKT 型 ( 2m)、 JKD 型、 JKM 型、 JKMD 型提升机使用液压 盘式制动装置。矿用提升nts 第 10 页 共 36 页 绞车使用手动角移式制动器作为工作制动 .重锤 电磁铁丝杠螺母操纵的角移式制动器或重锤 电力液压推杆操纵的平移式制动器作为安全制动，但新系列 JT 型 ( 1.21.6m) JKM（ JKMD）型提升绞车则使用液压盘式制动装置。 1.4提升机型号的选用及制动器的设计类型 1.4.1提升机的选用 JKMD 型 （ 4.5 米 4 多绳摩擦轮）提升机是基 于挠性体摩擦传动原理实现的。 它利用提升钢丝绳与驱动共同滚筒之间的摩擦力拖动提升容器在井筒中往复运行，加之采用多根钢丝绳共同承担载荷的方式，因而多绳摩擦提升机具有以下优点： (1) 提升机体积小； (2) 钢丝绳断绳的危害性减小； (3) 提升高度大。 1.4.2制动器的设计类型 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 。 我们见过的带碟刹的摩托车 ， 就是盘式制动器最简单的应用 。 它的制动原理与鼓闸式 、 抱闸式制动器的原理相同 ， 仍为摩擦式制动 ， 但它却有别于老式的鼓闸式和抱闸式制动器 ， 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 。 (1) 盘式制动器与其它类型制动器相比较，其优点是：因多副制动器同时使用，即使一副制动器失灵，也不是影响一部分制动力矩，故可靠性高，操作方便，制动力矩可调性好，惯性小，动作快，灵敏度高；重量轻，结构紧凑，外形尺寸小，安装维护方便；通用性大等。由于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。 (2) 盘式制动器的缺点：对于制动盘和制动器的制造精度要求较高；对 闸瓦的性能要求较高等。 (3)液压盘式制动器作为最新开发出来的一种制动器 ， 其发展前景远大 ， 尤其是将液压电气控制结合在盘式制动器上 ， 相信随着液压和电气技术的进一步发展 ， 会更有利于盘式制动器的发展 。 nts 第 11 页 共 36 页 第 2章 提升机制动装置的结构设计 2.1 制动装置的有关规定和要求 按照煤炭安全规程及有关技术规范的规定，提升机 (绞车 )的制动装置必须达到下列要求。 （ 1）提升机 (绞车 )必须装设司机不离开位置即能操纵的常用闸 (即工作闸 )保险闸 (即安全闸 )。保险闸必须能在紧急时自动发生作用。 常用闸和保险闸共同使用一套闸 瓦制动时，操纵部分必须分开。双滚筒提升机（绞车）的两套闸瓦的传动装置必须分开。 （ 2）常用闸和保险闸必须经常处于良好的状态，保证灵活可靠。在工作中，司机不准离开工作岗位，也不准擅自调节制动闸。 对具有两套闸瓦只有一套传动装置的旧双滚筒提升机（绞车），应加强闸瓦间隙和传动系统的检查和维护。 （ 3）保险闸必须采用配重式或弹簧式的制动装置，除由司机操纵外，还必须具有能自动抱闸的作用，并且在抱闸同时使提升装置自动断电。 常用闸必须采用可调节的机械制动装置。 （ 4）提升机（绞车）除有（常用闸和保险闸）外，应加设定车装 置，以便调整滚筒的位置（钢丝绳的长度）或修理制动装置时使用。 （ 5）保险闸（或保险闸第一级）的空动时间（由保护回路断电时起至闸瓦刚刚接触到闸轮上的一段时间）：压缩空气驱动闸瓦式制动器不得超过 0.5 秒，储能压缩驱动闸瓦式制动器不得超过 0.6 秒，盘式制动器不得超过 0.3 秒。 保险闸施闸时，在杠杆和闸瓦上不得发生显著的弹性摆动。 （ 6）提升机（绞车）的常用闸和保险闸制动时，所产生的力矩和实际提升最大静载荷重旋转力之比（ K），都不得小于 3。 （ 7）双滚筒提升机（绞车）在调整滚筒旋转的相对位置时（此时游动滚筒与主轴脱 离连接），制动装置在各滚筒闸轮上所发生的力矩，不得小于该滚筒所悬重量（钢丝绳重量与提升容器重量之比）形成的旋转力矩的 1.2 倍。 计算制动力矩时，闸轮和闸瓦摩擦系数根据实测确定，一般采用 0.3 到 0.35；常用闸和保险闸的力矩应分别计算。 （ 8）在立井和倾角 030 以上的倾斜井巷，提升装置的保险闸发生作用时，全部机械的减速度：下放重载（设计额定的全部重量）时，不得小于 1.5 米每二次方秒；提升重载时，不得超过 5 米每二次方秒。 倾角在 030 以下是倾斜井巷，下放重载时的制动减速度不得小于 0.75 米每二次方秒，提升重载时的制动减速度不得大于自然减速度 c 。 nts 第 12 页 共 36 页 c = ( s i n c o s ) ,gf m 2s 式中 g -重力加速度， m 2s ； -井巷倾角， （ 0 ）； f -绳端载荷的运动阻力系数，一般采用 0.10 到 0.105。 摩擦轮式提升装置，常用闸或保险闸发生作用时，全部机械的减速度，不得超过钢丝绳的滑动极限（上提重物加速度阶段及下放重物减速度阶段的动防滑安全系数不得小于1.25，静防滑安全系数不得小于 1.75）。 下放 重载时，必须检查减速度的最底极限。在提升重载时，必须检查减速度的最高极限。 （ 9）制动器的工作行程不得超过全程的四分之三，必须留有四分之一作为调整时备用。司机操纵台制动手把的移动应当灵活，在抱闸位置时，应有定位器来固定手把，防止手把从抱闸位置自动向前移动。 (10) 制动轮的椭圆度在使用前（新安装或大修后）不得超过 0.5 至 1mm；使用中如超过 1.5mm 时，应重新车削或换新的。 2.2 提升机制动器主要类型 提升机的制动器包括工作装置 (即制动闸 )和传动装置 ,工作装置直接作用于制动轮，产生摩擦力矩；传动装置是工 作装置产生或解除制动摩擦力的机构。因此，按工作装置装置结构区分，制动器可分为盘式制动器和块式制动器；按传动装置的动力源区分，制动器可分为液压式、气压式和弹簧式。目前，进口提升机和国产新型提升机大都采用液压盘式制动器，而旧提升机 (70 年代以前产品 )多采用液压或气压块式制动装置，但近年也对这些制动器进行了较大规模的改造。 2.2.1 块式制动器 块式制动器一般都是闸块压在提升机滚筒的制动轮上而产生制动力矩，出于闸块与制动轮的作用方式差别，块式制动器有角移式、平移式和综合式之分。 图 (a)是角移式块闸的原理图 ,两个闸瓦块始终绕基座上的固定铰接点转动，故名为角移式。当制动动力向上拉三角块杠杆时，杠杆的联动会产生连杆拉力，从而迫使块闸压向制动轮，产生制动力；当外动力使三角块向下压时，连杆的压力则使块闸分离开制动轮，即达到松闸的目的。 图 (b)是常见平移式块闸的原理图，两个闸瓦始终由一连杆在其中心铰接，连杆的另一端则与基座铰接。两个闸瓦块的端头用杠杆系统约束起来，在三角块杠杆是上提作用下，各连杆内部的拉力使两闸块压向制动轮，从而产生制动力；当 三角块杠杆下放时，各连杆内部的压力迫使闸块与制动轮分离。由于闸块是在连杆转nts 第 13 页 共 36 页 动 时压向制动轮的，故闸块是整体平移运动，故称之为平移式。 图 (c)是综合式闸块的一种形式，由于闸块与角移杆铰接，又与基座连杆铰接，故有些相似于四连杆平行移动机构，但闸块压向制动轮的运动都是靠角移杠杆带动的，所以综合式块闸是介于角移式和平移式之间的一种闸块。 块式制动器原理如图 3-1 所示： 制动力源制动力源工作制动弹簧工作制动缸安全制动缸块式制动器力学原理图（ a ）角移式；（ b ）平移式；（ c ）综合式(a)角移式； (b)平移式； (c)综合式 图 2-1 块式制动器原理 2.2.2盘式制动器 盘式制动器是为了克服块式制动器的可靠性不高的缺点而发展的新型制 动装置，目前国内外生产的提升机或提升绞车都使用了盘式制动器 .盘式制动器具有以下： 制动力矩可在较大范围内调节，而且容易调整； 制动系统空行程小、动作快、响应速度快、灵敏度高； 重量轻，外形尺寸小，结构紧凑； 通用性好，可通过改变盘形闸的数量来满足不同绞车的制动要求； 安全可靠性高，多副盘形闸同时工作，其中少数部分盘形闸失灵或故障，其余完好盘闸一般仍可刹住绞车；而且传动环节 (如管路破裂失、压断电等 )均可自动施闸。 盘式制动器都是依靠碟形的预压缩恢复张力使闸块压向制动盘，从而产生制动力矩；当松闸时，向活塞腔内注 入压力油，压力油推动活塞后移并压缩碟形弹簧，带动闸瓦离开制动盘，从而实现松闸。 nts 第 14 页 共 36 页 目前国内外提升机使用的盘式制动器形式多样，主要有前腔式盘形闸，后腔式盘形闸单缸双作用盘形闸，以及钳式盘形闸。 盘式制动器原理如图 3-2 所示： 图 2-2 盘式制动器原理图 目前，国内进口的安全盘式制动器主要来自德国、法国。各国生产的盘式制动器原理上基本相同，都是碟簧上闸、液压松闸，高压油通过液压泵站产生，但是结构上有些差异，从而性能也略有不同。 2.3 盘式制动器的结构及工作原理 2.3.1盘式制动器的布置方式 盘式制动器又 称盘型闸，它与闸块不同，其制动力矩是靠盘瓦沿轴向两侧压向滚筒上的制动盘而产生的。为了使制动盘不产生附加变形，主轴不承受附加轴向力，因而盘式制动器都成对地装设使用，每一对盘式制动器叫做一副，如图所示。根据所需制动力矩的大小，一台提升机可以同时布置两副四副或更多副盘式制动器。 盘式制动器的布置方式如图 2-3 所示： nts 第 15 页 共 36 页 A 管 B 管A 管 B 管A 管 B 管（ a ）( b )( c )图 2-3 盘式制动器的布置图 2.3.2盘式制动器的结构 盘式制动器的结构如图所示。两个制动油缸 3 位于滚筒制动盘的两侧，均装在支座 2上。 支座 2 为整体铸钢件，一副盘式制动器通过支座及垫板 1 用地脚螺栓固定在基座上。制动油缸 3 内装有活塞 5 柱塞 13 调整螺栓 6 螺钉 7 盘式弹簧 4 及弹簧套筒 8 等。筒体 9衬板 11 和渣瓦 15 一齐可沿支座的内孔往复移动。闸瓦与衬板的连接，可用铜螺钉连接或用黏结剂粘贴，但大多数是以燕尾槽的形式将闸瓦固定在衬板上。在使用中当闸瓦磨损或闸瓦与制动盘的间隙过大时，可用调整螺栓 6 调节筒体 9 的位置，使闸瓦间隙保持在11.5mm 。柱塞 13 与销子 14 的连接采用榫槽结构，在拧动螺钉 7 时不致使柱塞 13 转动，以便调整闸瓦间隙。压向制动盘的制动力， 由盘式弹簧产生。解除制动力，靠线油缸内充入油液而向右推动活塞 5，压缩盘式弹簧来实现。 螺钉 12 是放空气用的。在第一次向制动油缸 3 充油，或在使用中发现送闸的时间教长时，可将放气螺钉 12 旋松，把制动油缸中的空气排出，以免影响制动油缸的正常工作。 塞头 20 是排油用的。在使用中制动油缸可能有微量的渗油，因而要定期将塞头 20 旋开排油。在排油时，应避免渗出的油玷污闸瓦及制动盘。 盘式制动器的结构如图 2-4 所示： nts 第 16 页 共 36 页 图 2-4 盘式制动器的结构图 2.4 制动器 的设计计算 滚筒直径： 4.55 米 2.4.1 确定在工作状态下所需要的制动力 盘式制动器的基本参数如表 2-1 所示 ： 表 2-1 盘式制动器的基本参数 确定工作所需要的制动力 三角块杠杆下放时，各连杆内部的压力迫使闸块与制动轮分离。由于闸块是在连杆转动时压向制动轮的，故闸块是整体平移运动，故称之为平移式。 图 (c)是综合式闸块的一种形式，由于闸块与角移杆铰接，又与基座连杆铰接，故有些相似于四连杆平行移动机构，但闸块压向制动轮的运动都是靠角移杠杆带动的，所以综合nts 第 17 页 共 36 页 式块闸是介于角移式和平移式之间的一种闸块。 围包 角 0183.74 (1) 工作参数 提升高度 599.4米 提升速度（提物） 15 /米 秒 有效载物（提物） 32.5吨 (2) 超载计算 1) 质量的确定 提升钢丝绳悬垂长度： 提升时：在井下 1 621.4L 米在井上 3 16L 米尾绳悬垂长度： 提升时：在井下 2 13.7L 米在井上 4 613.1L 米主绳提升单位重量 4 9 . 0 8 千 克 /米 钢丝绳根数 1 4Z尾绳单位重量 4 9 . 0 8 千 克 /米 绳数 2 4Z 钢丝绳重量 S 1212311322133134221 0 2 2 . 5 71 0 0 . 52 3 . 11 0 0 . 5 81 0 2 2 . 2 72 2 . 9ssssL g ZL g ZSL g ZL g ZSg g gg g gg g gg g g吨吨吨吨吨吨(从主导轮到 导向轮钢丝绳重量 ) 3 1 1 6 4 9 . 0 8 4 . 2 1S 吨 钢丝绳重量 12 0 . 2S S S U 吨 nts 第 18 页 共 36 页 有效载重 32.5N 吨 空箕斗 40.25吨 2) 运行载荷 有载重 1 3 2 .7aU 吨 无载重 1 0.5bU 吨3) 天轮主导轮电机转子和联轴节的变位重量计算 A、天轮 数量 Z=8 天轮直径 4.64sd 米 惯性矩 29 . 7 5sJ 吨 米 相对钢丝绳中心的变位重量 224 1 . 8 1/2sssssJJG dd 吨（ ） Z 个天轮 的变位重量 1 4 .4 9sG gZ 吨 B、主导轮 按钢丝绳中心计算的主导轮直径 4.55dT 米 惯性矩 2133TJ 吨 米 变位重量 224 2 5 . 6 9 7/2TTT TTJJG dd 吨（ ） 电机转子惯性矩 21 4 . 2 2J 吨 米 变位重量 224 2 . 7 4 7/2MMM MMJJG dd 吨（ ） 4) 运动部分的重量如表 2-2 所示： 表 2-2 矿井提升机的部分工件重量 项目 有效载重（吨） 无效载重（吨） 钢丝绳 1S23.1 23.1 钢丝绳 2S22.9 22.9 nts 第 19 页 共 36 页 有效载荷 N 32.5 32.5 提升容器 G FW 40.25 40.25 天轮 sZGg14.49 14.49 主导轮 GT 25.697 25.697 电机转子 GM 5.494 5.494 滚筒与天轮之间绳 Ss 4.21 总重量 1M208.89 2M176.39 钢丝绳滑动极限的计算： A、下降时加速度 221 22( F W ) ( 1 )( F W ) ( 1 )sG S e UagG S G e U g gg 2( 4 0 . 2 5 2 2 . 9 ) ( 2 . 2 2 9 1 ) 3 2 . 79 . 8 1( 4 0 . 2 5 2 2 . 9 7 . 2 4 ) ( 2 . 2 2 9 1 ) 3 2 . 71 . 6 9 gg米 / 秒B、提升时加速 111122222( F W ) ( 1 )( F W ) ( 1 )sG S e U eagG S G e U e gg ggg2( 4 0 . 2 5 2 2 . 9 ) ( 2 . 2 2 9 1 ) ( 3 2 . 7 2 . 2 2 9 )9 . 8 1( 4 0 . 2 5 2 2 . 9 7 . 2 4 ) ( 2 . 2 2 9 1 ) ( 3 2 . 7 2 . 2 2 9 )4 . 9 2 gg米 / 秒C、空运行时加速度 1122322( F ) ( 1 )( F ) ( 1 )sG S eagG S G e g gg2( 4 0 . 2 5 2 2 . 9 )
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