提升机制动系统（液压盘式制动器）设计【3张CAD图纸和说明书】

摘  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：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 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 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 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.

Keywords: Hoist; Multi-rope friction; Brake; Design; Hydraulic drive.

目  录
第1章  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2章  提升机的选型计算(4.5米4多绳摩擦轮) 10
2.1 工作参数 11
2.2 速度图 11
2.3 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3章  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4章  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
4.3.1 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5章  结论 60
总  结 61
英文原文 62
中文翻译 71
参考文献 77
致  谢 78

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~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。
1) KJ型(2~3m)和BM及JKA型单绳缠绕式提升机
KJ(2~3m)型单绳缠绕式提升机是我国在1958~1966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(2~3m)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(2~3m)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(4~6m)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。
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。