2Jk-510.5型矿用提升机主轴装置设计【4张图纸】【优秀】
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2Jk-510.5型
矿用提升机
主轴装置
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2Jk-510.5型矿用提升机主轴装置设计
60页 20000字数+说明书+任务书+外文翻译+4张CAD图纸【详情如下】
主轴装置.dwg
主轴装配图.dwg
主轴零件图.dwg
任务书.doc
卷筒焊接图.dwg
外文翻译--平面波.doc
目录.doc
2Jk-510.5型矿用提升机主轴装置设计说明书.doc
摘要I
AbstractII
第1章绪论1
1.1选题的意义1
1.2提升机的发展概况1
1.3提升机的主要用途和特点2
第2章主轴的强度计算4
2.1原始数据4
2.2固定载荷分配于主轴各轮毂的作用力5
2.2.1.主轴自重5
2.2.2.卷筒、轮毂、调绳装置等自重6
2.2.3.缠绕于卷筒上的钢丝绳重量6
2.2.4.合成的固定静载荷Ph7
2.3钢丝绳张力分配于主轴个轮毂作用点上的力8
2.3.1钢丝绳张力及其位置的计算8
2.3.2钢丝绳张力在个轮毂上的分配11
2.4作用于轴上水平方向及垂直方向的合力13
2.5计算弯矩15
2.5.1计算支点反力15
2.5.2计算垂直弯距、水平弯距及合成弯距16
2.5.3合成弯距17
2.6计算扭距18
2.7计算危险断面的安全系数20
2.7.1第Ⅳ工况3断面安全系数的计算20
2.7.2第Ⅳ工况4断面安全系数的计算22
2.8计算挠度23
第3章卷筒的结构和强度计算25
3.1已知条件25
3.2计算钢丝绳张力降低系数25
3.3计算双层缠绕时的缠绕系数27
3.4计算筒壳强度27
3.4.1自由筒壳区27
3.4.2在支撑处的钢丝绳降低系数27
3.5计算支轮的强度29
第4章键销的强度计算与校核31
4.键销的强度计算与校核31
第5章提升机使用说明书32
5.1矿井提升机的结构32
5.2 安装33
5.3 润滑34
5.4 试运转34
5.5 操作与绞车的安全运转35
5.7 检查36
第6章经济分析38
结论40
参考文献41
外文部分42
专题部分59
空气压缩机事故分析59
致谢74
摘 要
提升机是矿山的大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具。本次设计2JK-5/10.5型矿用提升机主轴装置，主要目的是改良他的主轴结构,要求它的体积小、重量轻、适于恶劣环境、提升量大的工作场所，稳定性能好，效率高。重点进行设计提升机的主轴尺寸和卷筒结构。并且对其参数进行了理论计算；对其主要部件进行校核。最后，对所设计的提升机的使用与维护进行必要的说明。使其能满足客户的要求.
关键词 提升机 主轴 卷筒 结构设计
Abstract
Promotion machine is one of mining large scale regular equipment , is to connect well to take off the major conveyance with ground. The design type mine of 2 JK-5 / 10.5 is installed with promotion machine main shaft, major purpose is to improve his structure of main shaft, ask it's volume little , weight is bad environment and promotion light and is suitable for the working place of big quantity, stability can be good , efficiency is high. It is key to design reel structure and the size of main shaft of promotion machine. And for it, parameter has carried out theoretical calculation; For it major parts check nucleus. The final use and maintenance for the promotion machine designed carry out necessary explanation. Make it satisfy the requirement of customer.
Key words Promote machine Main shaft Reel Structure is designed
- 内容简介：
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毕业设计(或论文)说明书页摘 要提升机是矿山的大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具。本次设计2JK-5/10.5型矿用提升机主轴装置，主要目的是改良他的主轴结构,要求它的体积小、重量轻、适于恶劣环境、提升量大的工作场所，稳定性能好，效率高。重点进行设计提升机的主轴尺寸和卷筒结构。并且对其参数进行了理论计算；对其主要部件进行校核。最后，对所设计的提升机的使用与维护进行必要的说明。使其能满足客户的要求.关键词 提升机 主轴 卷筒 结构设计AbstractPromotion machine is one of mining large scale regular equipment , is to connect well to take off the major conveyance with ground. The design type mine of 2 JK-5 / 10.5 is installed with promotion machine main shaft, major purpose is to improve his structure of main shaft, ask its volume little , weight is bad environment and promotion light and is suitable for the working place of big quantity, stability can be good , efficiency is high. It is key to design reel structure and the size of main shaft of promotion machine. And for it, parameter has carried out theoretical calculation; For it major parts check nucleus. The final use and maintenance for the promotion machine designed carry out necessary explanation. Make it satisfy the requirement of customer.Key words Promote machine Main shaft Reel Structure is designed 目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1选题的意义11.2提升机的发展概况11.3提升机的主要用途和特点2第2章主轴的强度计算42.1原始数据42.2固定载荷分配于主轴各轮毂的作用力52.2.1.主轴自重52.2.2.卷筒、轮毂、调绳装置等自重62.2.3.缠绕于卷筒上的钢丝绳重量62.2.4.合成的固定静载荷Ph72.3钢丝绳张力分配于主轴个轮毂作用点上的力82.3.1钢丝绳张力及其位置的计算82.3.2钢丝绳张力在个轮毂上的分配112.4作用于轴上水平方向及垂直方向的合力132.5计算弯矩152.5.1计算支点反力152.5.2计算垂直弯距、水平弯距及合成弯距162.5.3合成弯距172.6计算扭距182.7计算危险断面的安全系数202.7.1第工况3断面安全系数的计算202.7.2第工况4断面安全系数的计算222.8计算挠度23第3章卷筒的结构和强度计算253.1已知条件253.2计算钢丝绳张力降低系数253.3计算双层缠绕时的缠绕系数273.4计算筒壳强度273.4.1自由筒壳区273.4.2在支撑处的钢丝绳降低系数273.5计算支轮的强度29第4章键销的强度计算与校核314.键销的强度计算与校核31第5章提升机使用说明书325.1矿井提升机的结构325.2 安装335.3 润滑345.4 试运转345.5 操作与绞车的安全运转355.7 检查36第6章经济分析38结论40参考文献41外文部分42专题部分59空气压缩机事故分析59致谢74IV毕业设计(或论文)说明书共59页第1章 绪论1.1 选题的意义矿井提升机是沿井筒提运矿石和废石，升降人员，下放材料，工具和设备。提升容器有罐笼和箕斗。罐笼可用来提升矿石、人员、材料与设备等，但是箕斗不能用来提升人员。所以提高它的安全性是最重要的,人的生命是最珍贵的.其次要求它的体积小、重量轻、寿命长，适于恶劣环境、提升量大的工作场所，稳定性能好，效率高。1.2 提升机的发展概况矿井提升设备是沿井筒提升煤炭，矸石，升降人员和设备，下放材料的大型机械设备它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，是矿山运输的咽喉因此，矿井提升设备在矿山生产的全过程中占有极其重要的地位随着科学技术的发展及生产的机械化和集中化，目前，世界上经济比较发达的一些国家，提升机的运行速度已达2025m/s，一次提升量达到50t，电动机容量已超过10000kW,我国的煤矿建设也是符合上述发展规律的而且，目前我国矿井最大井深也在1000m以上；最大年产量百万吨甚至千万吨的矿井正在多处兴建甚至能力更大的矿井也在设计中在发达国家，电力电子技术较早就用于矿井提升机的传动，并且发展迅速，从60年代的模拟控制SCR-D直流提升机发展到目前最先进的同步机内用交流电机，没有电刷问题，提升机容量可以大幅度增加，例如南非帕拉波矿井内装式提升机电机功率达6300kW。目前，全数字电力电子器件构成的国产直流提升机已占领了国内市场，并开始出口。但是由于我国的科技和生产水平的限制，我国的矿井提升机还有很大一部分需要依赖于进口发达国家的设备。1.3 提升机的主要用途和特点矿井提升机的主要用途 提升机是矿山的大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具。矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地面才有实际应用价值。废石的提升，工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作来完成。矿井提升设备就是完成上述工作的多种机电设备组成的大型成套装备。矿井提升设备在工作中一旦发生机械或电气事故，就会造成停产，甚至造成人身伤亡。 提升机结构的主要特点.结构紧凑、启动平稳，具有工作制动器和电力液推杆制动器， 安全可靠。设有机械无级速速机构，操作方便，拉动操纵手柄，可在设定 范国内选择任一速度提升或下放物料。 节电、省力 安装、维修方便。第2章 主轴的强度计算2.1 原始数据提升机各部件尺寸如图所示，采用双层缠绕无尾绳提升。卷筒直径D=5000mm卷筒宽度B=2300mm钢丝绳最大静张力=230000N钢丝绳最大静张力差=160000N主轴每米质量q=2240kg/m活滚筒左轮毂质量=3800kg活滚筒右轮毂质量=2600kg调绳装置质量=6140kg游动卷筒质量=18816kg固定卷筒质量=20377kg固定卷筒左轮毂质量=3000kg固定卷筒右轮毂质量=4200kg一个卷筒上木衬的质量=2640kg三圈摩擦圈的钢丝绳及供实验移动的钢丝绳质量=1400kg钢丝绳缠满一层时的质量=5190kg钢丝绳缠满两层时的质量(包括G1不包括G0)=10760kg活卷筒的变位质量=19304kg固定卷筒的变位质量(不包括卷筒及轮毂)=18720kg天轮的变位质量=3500kg钢丝绳每米长质量P=9.45kg/m提升机加速度=1m/s2箕斗自身质量=8050kg一次提升量Q=8500kg钢丝绳直径d=50mm活固定卷筒出绳角2.2固定载荷分配于主轴各轮毂的作用力2.2.1.主轴自重主轴单位长度的质量q为q=2240kg/m主轴自重作为集中力分配于轮毂作用点上，这是因为集中载荷在计算上较为方便，与其他各集中力也便于叠加，同时也偏于安全。其计算结果见表2-1表2-1 分配于轮毂上的力载 荷 名 称符 号计 算 公 式结 果 (N)附加于1点上的力3128.6附加于2点上的力30897.44附加于3点上的力33751.2附加于4点上的力32818.242.2.2.卷筒、轮毂、调绳装置等自重卷筒、轮毂、调绳装置的自重，亦通过轮毂视为集中力作用于轴上，其计算结果见表2-2表2-2 卷筒、轮毂、调绳装置的自重分配于轴上的力载 荷 名 称符号计算公式结果（N）附加于1点上的力202546.4附加于2点上的力130614.4附加于3点上的力142183.3附加于4点上的力153943.32.2.3.缠绕于卷筒上的钢丝绳重量缠绕于卷筒上的钢丝绳亦通过轮毂各点作用于轴上，为简化起见，仅按以下几种工况进行计算：1、 死卷筒提升开始；2、 死卷筒缠满一层；3、 死卷筒提升终了；4、 活卷筒提升开始；5、 活卷筒缠满一层；6、 活卷筒提升终了；计算公式及结果见表2-3表2-3 钢丝绳分配于卷筒上的力工 况力计算公式结果（N）死卷筒提升开始或活卷筒提升终了或或或或05958459584137200死卷筒缠满一层或活卷筒缠满一层或或或或32291322913229132291死卷筒提升终了或活卷筒提升开始或或或或013720059584595842.2.4.合成的固定静载荷Ph在计算过程中，为方便起见，将上述三项静载荷首先合成，计算公式为：由于钢丝绳重量按六种工况计算的，故合成的固定静载荷亦有六种工况。计算结果如表2-4表2-4合成固定静载荷分配于轴上的力 工 况Ph1Ph2Ph3Ph4死卷筒提升开始或活卷筒提升终了293711.4221321.448189848.025786952.113死卷筒缠满一层或活卷筒缠满一层266390.55194000.598208437.975219276.663死卷筒提升终了或活卷筒提升开始247800.6161676.648235758.825246596.9132.3钢丝绳张力分配于主轴个轮毂作用点上的力2.3.1钢丝绳张力及其位置的计算钢丝绳张力的计算包括下列两重意义：一为计算它的大小，一为计算它在卷筒上的位置。亦需按以前所述的几种工况计算。为了简化计算，略去井口到卷筒间钢丝绳的惯性力，并近似地按三阶段梯形速度图提升时计算。死卷筒提升开始钢丝绳最大静张力：=(8500+8050+10760)g=267911.1(N)死卷筒上提升钢丝绳张力： =576411.08(N) 它的位置在死卷筒的左侧，但由于摩擦圈及实验绳长，故距左端挡板有一段距离：=472(mm)活卷筒上下放钢丝绳张力：=61166.63(N)死卷筒开始提升时，认为活卷筒上的钢丝绳处于卷筒的左断，亦即钢丝绳与卷筒左断挡板的距离=0。死卷筒缠满一层死卷筒上提升钢丝绳的张力：=210743.3(N)此时钢丝绳位置处于卷筒右端，距死卷筒右档板的距离b2=0由于摩擦圈及实验绳长的影响，活卷筒上的第二层绳并未完全松下，而是还有一部分。当然钢丝绳的张力及其所在位置也可以用较准确的方法来计算，但习惯上往往按下述方法来确定：即在计算钢丝绳张力时，认为活卷筒上的第二层已全部松下，而在分配钢丝绳张力在左右轮毂时，则需考虑到活卷筒上下放钢丝绳的实际位置，因为钢丝绳位置对张力的影响较小，而对左右轮毂力的分配影响则较大。据此，活卷筒上下放钢丝绳的张力：=127358.335(N)此时钢丝绳距右挡板=472（mm）死卷筒提升终了提升终了时，认为钢丝绳已达到死卷筒的左端挡板，即=0。死卷筒上钢丝绳的张力；=148559.4（N）活滚筒上钢丝绳的张力=200582.12（N）此时活卷筒上所剩余的只有摩擦圈及实验绳长，故钢丝绳距左档板mm。活卷筒提升开始根据与上面的分析，得出活卷筒上钢丝绳张力，钢丝绳距左档板mm；死卷筒上钢丝绳张力，钢丝绳距左端挡板。活卷筒缠满一层活卷筒上钢丝绳张力，钢丝绳距右档板；死卷筒上钢丝绳张力，钢丝绳距左端挡板mm。活卷筒提升终活卷筒上钢丝绳张力，钢丝绳距右档板；死卷筒上钢丝绳张力，钢丝绳距左端挡板mm。2.3.2钢丝绳张力在个轮毂上的分配根据钢丝绳在卷筒上的位置及卷筒的结构尺寸，按杠杆比例关系，把钢丝绳张力分配于1、2、3、4各点。以第种工况死卷筒提升开始为例对于活卷筒，钢丝绳张力(N)钢丝绳距左档板，由于左档板在轮毂1作用点左侧mm故作用于轮毂1及2点力的分配，可按跨距mm有一集中力距右支座为的简支梁来计算。支座反力的大小即作用与轮毂上的力，方向与钢丝绳张力作用于轴上之力相反。 按上法求出作用于轮毂1上的作用力(N)作用于轮毂上的力(N)。对于死卷筒，钢丝绳张(N)钢丝绳距坐端挡板mm。由于左挡板在结构上位于轮毂3的左侧mm因而可按跨距mm。作用力距左支座为mm的简支梁来计算轮毂3及4上受力得出N N。同理亦可计算出其他工况时各点力，其结果见表2-5表2-5 钢丝绳张力在各轮毂上的分配工况计 算 结 果（N）活 卷 筒死 卷 筒62716.40-1549.77556243.5120167.5749550.06122403.274683.19206060.14142299.7758282.35176515.26-27955.8643393.6817772.9572676.95-11510.32-45216.09255959.4232456.8094901.53152323.44-3764.04193564.127018.01注：(1)各力符号“+”为方向向上，“-”为方向向下；由于出绳角的影响，必须将表1-5中所求出的力分为水平的和垂直的其结果见表2-6表2-6 钢丝绳张力在各轮毂上的分配(带角度)工况活 卷 筒062716.400-1549.7704955.060122403.270142299.77058282.35043393.68017772.950-45216.090255959.420152323.440-3764.04工 况死 卷 筒0556243.51020167.5704683.190206060.140176515.260-27955.86072676.950-11510.32032456.80094901.530193564.1207018.01 注: (1)表中下脚带“c”的力为垂直分力，带“p”的力为水平分力；(2)垂直力中的“-”表示作用于轴上的力方向向上。2.4作用于轴上水平方向及垂直方向的合力将钢丝绳张力的垂直分力与合成固定静载荷相加，则得作用于轴上垂直方向的合力；而作用于轴上水平方向的合力就等于钢丝绳张力的水平分力。其计算结果见表2-7表2-7 作用于轴上水平方向及垂直方向的合力工况作用点垂直分离（N）水平分力（N）1234=293711.41=221321.45=189048.03=186952.11=62716.40-1549.77556243.5120167.571234=266390.55=194000.59=208437.98=219276.664955.06122403.274603.19206060.141234=247800.61=161676.65=235758.83=246596.91142299.7758282.35176515.26-27955.861234=293711.41=221321.45=189048.03=186952.1143393.6817772.9572676.95-11510.321234=266390.55=194000.59=208437.98=219276.66-45216.09255959.0232456.8094901.531234=247800.61=161676.65=235758.83=246596.91152323.44-3764.04193564.127018.012.5计算弯矩2.5.1计算支点反力以第种工况死卷筒提升开始为例。垂直合理对主轴所造成的支点反力对于左轴承：=486478.10（N）对于右轴承： =404554.89(N)水平合力对主轴所造成的支点反力=299816.45（N）=319610.26（N）同理亦可计算出其它各种工况时的支点反力。其结果见表2-8表2-8 支点反力工况 垂直面支点反力（N）水平面支点反力（N）486478.10404554.89299816.45319610.26459970.02428135.77103906.24234195.42440852.42450980.57229350.69119790.83478006.34413826.6577843.5344489.73459969.94428135.25136565.21201536.05440861.24450971.75213862.81135278.722.5.2计算垂直弯距、水平弯距及合成弯距仍以第种工况死卷筒提升开始为例。垂直力对主轴所造成的垂直弯距在1、2、3、4各点分别为：=841627.94 N/m=814221.38 N/m N/m水平力对主轴所造成的水平弯距在1、2、3、4各点分别为： N/m=738137.96(N/m)=967241.79 N/m N/m2.5.3合成弯距 N/m N/m N/m N/m同理亦可计算出其它各种工况时的弯距其结果见表2-9和表2-10,表2-11表2-9 垂直弯距工况垂 直 弯 距（N/m）484045.71841627.94814221.38353985.53457670.17816760.09816355.81374618.80438648.16796759.29826879.45394601.99475616.31817483.42781937.97362098.32457670.10810205.32816355.49374618.34438656.93796784.42826913.05394600.28表2-10 水平弯距工况水 平 弯 距（N/m）298317.37738137.96967241.79279658.98103386.71286941.15264253.71204920.99228203.94389683.40417301.22104816.9877544.31216088.57157368.6138928.51136018.95473086.70401876.08176344.04212793.50326949.03389671.02118368.88表2-11合成弯距工况合 成 弯 距（N/m）568588.531119457.561264323.19451126.26469202.30865697.56858059.92427003.35494458.54886948.99926212.68408291.64481881.77845561.01797616.37364184.87477454.79938213.03909912.45414048.45487545.87861255.53914127.29411971.572.6计算扭距提升机上的扭距计算方法与一般轴相近，但由于它的卷筒及缠上的钢丝绳重量较大，故计算时应将其惯量计入。当死滚筒提升开始时(工况)在轴的1-4段上、轴的扭距由活卷筒下放钢丝绳所造成，其值为：=74256.58 N/m轴4-5段的扭距为= N/m因大于，故与反向，而电动机作用于轴上的扭距与同向。当活卷筒提升开始时(工况)= N/m= N/m因大于，故与同向，而电动机加于轴上的扭距与反向。由此可见轴1-4段上的扭距不改变方向，但改变大小；而轴4-5段上的扭距上的扭距在工况与时反向，因之主轴所受之扭转应力是交变应力，前者为不对称循环，后者为对称循环。综合分析弯距和扭距的计算结果可知，最危险的断面是在第种工况的3断面和4端面，故以下校核此二断面的安全系数。2.7计算危险断面的安全系数轴的材料为45号钢，经热处理正火+回火，HB=156-201，Mpa，Mpa，Mpa，Mpa 断面1为有切向键，断面2和3为，断面4为有切向键略去键的影响，抗弯断面模数为： 扭转断面模数为： 2.7.1第工况3断面安全系数的计算最大弯应力和扭应力： 最小弯应力和扭应力：故应力辐： 平均应力： 抗弯安全系数： 式中弯曲时的应力集中系数，=1.37 表面粗糙度系数，=0.94 尺寸系数，由于材料的强度由大尺寸给出，故=1。抗扭安全系数：式中弯曲时的应力集中系数， =1.285 抗扭等效系数，=0合成安全系数： 2.7.2第工况4断面安全系数的计算 式中切向键处的应力集中系数，对弯曲取=3。在计算4断面的抗扭安全系数时，由于它位于轴1-4段与4-5段的临界处，故应分别按轴1-4段与4-5段的扭应力计算安全系数，取其中较小者，经分析按轴4-5段计算的安全系数较小，故以下按此计算：式中 切向键处的应力集中系数，对扭转取=2合成安全系数：2.8计算挠度计算挠度时，为了简化，作以下两点假设：(1) 以轴的中点挠度代替轴的最大挠度；(2) 计算时以该力作用下的直径作为全轴的直径，即在计算1、4点力著作用下的挠度时以、计算；在计算2、3点作用下的挠度时以计算。根据材料力学，简支梁受集中力时，中点挠度公式为：当ab时，；当ab时，；式中 力作用点距左支座的距离； 力作用点距右支座的距离； 轴的跨距： 主轴的弹性模数， 主轴的惯性距，。计算结果见表2-12和表2-13表2-12 垂直力产生之挠度工况垂直力产生之挠度(cm)0.0230.0440.0660.0080.1410.0210.0390.0730.0090.1420.0200.0320.0830.0100.1450.0230.0440.0660.0080.1410.0210.0390.0730.0090.1420.0200.0320.0830.0100.145表2-13水平力产生之挠度工况水平力产生之挠度合成总挠度(mm)0.005-0.00030.0190.0010.02530.14320.0030.0240.0020.0090.0380.14700.0110.0120.063-0.0010.0850.16810.0030.0040.0260.0010.0320.1446-0.0040.0510.0110.0030.0750.16060.012-0.0010.0690.00020.06920.1607主轴许用的挠度为，故刚度符合要求。第3章 卷筒的结构和强度计算3.1 已知条件钢丝绳最大静张力N；钢丝绳直径mm；钢丝绳弹性模量Mpa；钢丝绳金属断面面积；卷筒壳半径cm；轮毂半径cm；缠绕节距mm；缠绕层数；卷筒壳厚mm；圆盘厚mm；钢的弹性模量Mpa；筒壳及圆盘材料Mpa3.2计算钢丝绳张力降低系数集中力的影响区长cm在影响区内的钢丝绳圈数取 1/cm的计算如表3-1表3-1钢丝绳张力降低系数距第一圈的距离x(mm)5.3010.615.921.226.30.220.430.650.861.070.95830.86250.73150.59680.4656距第一圈的距离x(mm)31.837.142.447.753.01.291.501.721.942.150.34080.23840.15050.08220.0337=0.9583+0.8625+0.7315+0.5968+0.4656+0.3408+0.2384+0.1505+0.0822+0.0337=4.46自由筒壳区钢丝绳张力降低系数3.3计算双层缠绕时的缠绕系数3.4计算筒壳强度3.4.1自由筒壳区 筒壳压缩应力 Mpa3.4.2在支撑处的钢丝绳降低系数 弯曲应力： = =式中 =0.25 =1.39压缩应力 =3.5计算支轮的强度由引起的支轮外表面径向压缩应力为 式中支轮内表面径向压缩应力为： =由引起的支轮在轮毂处的应力：径向应力： =式中环向应力在与筒壳连接处的应力：径向应力 环向应力 =5.11各应力值均较小，无须再用合成应力校核，筒壳的强度符合要求。第4章 键销的强度计算与校核4.键销的强度计算与校核切向键联接的主要失效形式是工作面被压溃。下面校核键的挤压强度切向键的挤压强度为=70.03所以切向键的强度符合要求。式中：传递的转矩 轴的直径 键的工作长度键的倒角摩擦系数，一般取=0.120.17，取=0.12键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力=100120第5章 提升机使用说明书5.1矿井提升机的结构矿井提升机由机座 主轴装置、深度指示器 减速调速器 工作制动器、 电动机 电力液压推杆制动器 带制动轮柱销 气控制等部分组成。各主要部分的结构特征如下： 机座由槽钢、 角钢和钢扳等焊接而成。 便于搬运时 移动。 备部件焊接成整体。 安装时， 用地脚螺栓固定在基础上。 主轴装置由大齿轮、 制动支轮、卷筒、主轴和轴承座等组成。 卷简上设有木衬，可减少钢丝绳的磨损。 深度指示器由角钢架子、 丝杆、 指针、 伞齿轮等组成。 丝杆下部的伞齿轮与主 轴上的伞齿轮啮合 可没限位开关和齿轮离合乎柄。 深度指示器指示提 升高度和防山过卷事故。 减速调速器 （行星齿轮传动调速器）减速与调速结合为一体。 内有斜齿圆柱齿轮和行星齿轮，密封严密， 润油良好，更换润滑油方便。 调速操作器由调速轮、 调速带（架）、 杠杆和调速手柄等组成。 调速带 （调速架 内的闸瓦） 内衬石棉刹车带。 调速带 （架） 的一端装有调节螺母，保证 调速带 （架） 与调速轮之间的一定间隙。 调速带 （架） 全部松开时， 调 速轮全速旋转，调速器输出速度为零； 调速带 （架） 全部拉紧时，调速 轮静止不动，其输出速度最大； 调速带 （架） 部分拉紧时， 则输出部分 速度。 工作制动器采用的盘式制动装置。 电动机非防爆绞车配用非隔爆三相异步电动机， 防爆绞车配用三相隔爆异 步电动机。 电力液压推杆制动器 （紧急制动器）是紧急制动装置。 非防爆绞车配用非隔爆电力液压推杆制动器， 防爆绞车配用隔爆电力液压推杆制动器，装配于带制动轮柱销联轴器位置。 当电力液压推杆制动器通电时，制动闸瓦松开制动轮，绞车处于正常工作状况； 当突然停电或需紧急停车而切断电源时， 电力液压推杆制动器 依靠弹簧作用力使制动闸瓦自动抱紧制动轮而停止工作。 带制动轮柱销联轴器 由半联轴器I 、 带制动轮半联轴器Il和柱销等组成。 连接电动机轴 与减速调速器输入轴。 其柱钢为尼龙材料制成。 电气控制根据绞车防爆与否， 电气控制为相应的配套设施。 5.2 安装 绞车安装的混凝土基础施工。 检查项目如下：（1） 地脚蟓栓孔是否移位；（2） 标高是否符合要求；（3） 基础外形尺寸；（4） 基础水平度。上述项目经检查确认无误后，在基础上布置垫铁，垫铁与基础面要 紧密贴合，基础面不平时，则要黹平.垫铁离开地脚螺栓的距离以不影 响二次灌浆为宜。 在机座没有地脚螺栓的部位也要布置垫铁，其间距约 500-700毫米。 垫铁要成组使用，每组不超过三块。垫铁布置好后，将绞车就位，纵横两个方向找平，其误差控制在 1 毫米之内 。 绞车找平后将地脚螺栓稍加拧紧，进行二次浇灌。 绞车因井下巷道窄不能成含运送时，可拆成几个主要部件，在安装 地点重新装配后安装。 如用户自拆、 自装而没有达到本设备装配技术要 求和违规使用所出现的设备故障及其它经济损失， 由违规方负责。5.3 润滑绞车的各运动部位应及时充分地润滑。 润滑剂不得混入灰尘、 污垢 及水分等杂质。减速调速器齿轮用 N32或 N46机械油。各操作件、 运动件的轴承和关节处用 N46机械油。开式齿轮用 ZG-3钙基润滑脂。减速调速器内油面高度约浸没大齿轮的三分之一。 新的或大修的绞 车运转5-6天后，放掉减速调速器内的润滑油，用煤油清洗内腔，清除 金属微粒细屑， 更换新油， 以后1-3个月换油一次。滚动轴承的油量不超过轴承空积的Ji分之二。 主轴装置滚动轴承三 个月换油脂一次，减速调速器滚动轴承检修时换油脂， 电动机滚动轴承 2-3个月加油脂一次。开式齿轮每隔 6-8天，擦去齿面脏物，调整两齿轮之间的间隙，加 油脂一次，使齿面经常保持一层薄的油膜。电力液压推杆制动器3个月换油一次。5.4 试运转试运转前的检查试运转前仔细检查各部分连接是否紧固，操纵手柄是否灵活可靠， 1 深度指示器的限位开关是否能准确地起作用，各部位润滑是否良好，并 有足够的油蚩。 空运转各部分检查后进行空运转试验，并应变换卷筒旋转方向，进行多次工作制动和安全制动，检查各部件的运转情况，调整各紧固件使之正常。 各轴承温升不超过30，各密封处不得有漏油玑象.无负荷运转经空运转合格后，将钢丝绳和煤斗挂上， 同时调整深度指示器和各开关。 首先作过卷试验，检查过卷保护的可靠性，再天负荷运转不小于 4小时，并检查机械和电气的安全、 可靠性。 带负荷运转经无负荷运转证明各部件能正常工作后，进行带负荷运转。 负荷按 0.25F、 0.5F、 0，7SF、 满载 F 逐渐增加 （F-最大静张力）。 满载试验连 续进行24小时，全面检查并测量主要零部件的变形情况和轴承的温升，使绞车在额定负荷时能正常工作。5.5 操作与绞车的安全运转本绞车设有两个操纵手柄，右边一个是卷简制动用的，左边一个是 卷筒启动用的。 开机时，先右手操纵右边手柄，刹住制动支轮， 同时左手操纵 左边手柄松开调逑轮； 再启动电动机，调速轮空转，然后左手慢慢刹住 调速轮，同时右手馒慢松开制动支轮，使调速轮的转速由高慢慢降至零， 而卷筒的转速由零慢慢升至工作转速，实现绞车慢速启动，平稳工作。停机时，先左手慢慢松开调速轮，同时右手慢慢刹住制动支轮， 实现绞车慢速停机，使煤斗到位前减速，平稳就位，最后关闭电动机（短 时停机可不关闭电动机）。 中途调速，两个手柄交替松开与刹紧即可。 绞车的安全运转 定期检查安全保护装置的可靠性，防止失效。 绞车运转时，严禁将两个操纵手柄同时刹住。 开启电动机前，制动支轮刹住，调速轮松开。 放车时，应使电动机通电，利用操作制动控制放车速度，严禁放飞车. 紧急制动只有在下列特殊情况下需停机时才使用： A、 绞车在运转过程中出现振动或电流表上电流超过额定允许值； B、 绞车机枸部分发生突发性损坏； . C、 电气部分非正常动作时。 司机未获得工作信号，不得开动绞车。 上下班时，要作好交接班工作。5.6 维护保养 工作时，注意各运动部分温升、 声响、 振动是否正常。 当温升超 过65时，应立即停机检查。 经常保持绞车的清洁，在一般情况下，维修人员不得随意或任意 打开减速箱盖，非维修人员更不得更改各配件的啮合位置。 合理使用，严禁超负荷运行。 定期检查和预防性检修。 及时加注润滑油。5.7 检查绞车的检查工作分为日裣、 周检、 月检，要求以 煤矿矿井机电设备完好标准 为标准。5.7.1 日检日检主要由司机和值班检修人员进行。 以司机为主，按下述内容检 查: 检查制动系统是否正常，调速带 （架）、 制动带间隙调整是否 合适。 检查搡作制动和电动机搡纵开关、 杠杆及拉杆的全部连接部分 是否灵活可靠。 检查减速调速器的润滑油是否足量，是否漏油及轴承温升倩况。 各部分连接零件是否松动，如螺栓、 销子、 铆钉和联轴器等。 运转过程中的温升、 声响、 振动是否正常。 提升容器及附属机构情沉是否完好。 提升纲丝绳的断丝、 变形、 撞伤、 伸长和润滑情况。 天轮转动及其轴承、 衬垫、 绳槽等情况。 电气设备按其说明书规定进行检查。 设备及其周围的清洁卫生和工具备件的保管情况。对上述检查的情况完整地填入运转工作日记中，供维修时参考。5.7.2 月检和周检月检和周检以专职维修人员和司机联含进行，除日检内容外，还须检查以下几项： 制动系统的准确动作惰况，调速带 （闸瓦）、 制动带磨损情况， 并适当调整间隙。 详细检查全部连接零件，并适当调整与紧固。 机械与电气倮护装置的动作可靠程度，并进行适当调整，如过 卷、 过负荷等。 检查所有磨损表面，发现疑象时，应揭开轴承盖检查轴承情况， 更换易损件。 检查减速调速器内齿轮磨损及接触情况。 钢丝绳在卷简与提升容器两端的牢固固定情况，并对钢丝绳进 行除垢、 涂抹新油。安全是在矿用机械最重要的，一旦出事就是人命关天啊，所以我的设计一定会做到安全和技术共存，不能只关心先进性也的注意安全性。第6章 经济分析1市场需求研究（1）市场需求程度随着我国经济的迅速发展，对能源的需求量将会日益增加，作为三大传统能源的煤将是推动我国经济持续健康发展的重要能源保障。而我国目前煤矿大部分都已经经过了多年的开采，由于技术的原因我们一直以来对煤的提升能力不够，还是有很大的潜力的，对大功率提升机的需求量会增加。所以说开发大功率提升机有着长远的社会效益和良好的经济效益。而我国目前矿用提升机虽然有一些种类的产品，但远未成形系列化，而且目前的提升机不能满足实际工况的需要，其中一个主要的原因是由于运输能力不能满足需要，而该设计正是在这样一个背景下进行设计的，所以说是完全应社会需要而进行设计的。（2）开展的基本条件由于我校的本身是黑龙江科技学院，而我系的前身则是矿山机械系，在矿山机械的研究领域有着得天独厚的优势，并且经过多年的研究开发，对于采煤机有着比较全面地了解，并且拥有大量的矿山机械的资料及雄厚的技术资源，所以完全有技术能力完成该项目。2初步可行性研究（1）投资机会是否有希望根据对鸡西煤机厂的实际考察，以及在网络上对同类产品的调查研究发现，该产品的技术及经济优势很明显、投资机会很大。（2）是否需要作详细可行性分析由于本人能力及接触范围的有限，未能对该方案在投资的具体数额上有详细的知悉，尚存在诸多问题有待详细可行性分析中解决。（3）有待解决的关键性问题由原品开发以前，同类型的产品研究处于空白阶段，无任何类似产品可进行对比。在应用实际工况时必然会产生新的问题，有待制造样机进行检测后反馈进行优化。（4）初步经济效益预测由于很多零部件都可以由鸡西煤机厂独立完成，可以节约不少成本。其次，由于采用了二级行星减速器在增大传动比的同时减少了齿轮的数量，一年一台可节省2万元，我相信-5/10.5型提升机机在不远的将来一定能够成为矿用提升机的首选。结论在老师的精心指导下，经过几个月的学习和研究，我终于完成了矿用提升机主轴装置的设计和专题的书写。在本次设计中我运用了液压传动、材料力学和机械原理里的部分知识，查阅了有关于矿用提升机主轴装置机构设计的相关材料，认真分析了主轴的运动规律,从而提高提升机的使用性和安全性. 在设计结束之前，我再结合实际谈谈本次设计的优、缺点： 优点：对运输物体而言，装载量变大，可充分满足工作要求。 结构简化，运转平稳。提高了提升机的使用可靠性和无故障工作时间。提高了提升机的使用寿命和易损零件的更换率，降低了成本。缺点：提升机的工作噪音仍然很大。在本次设计中，我的收获很大。使自己的实际动手操作能力得以提高，并把学过的知识又一次作了巩固。从中也发现自己的不足，知识体系不连贯，基础知识不扎实，不能在解决问题时作到游刃有余。在尽了最大努力后，我的设计虽然已经完成，但是毕竟知识有限，经验不足，难免会有错漏之处，希望各位领导老师、专家教授及时提出批评指正，我会认真改正，尽量避免以后出现同类错误。在此，我对各位老师的指导表示衷心的感谢！参考文献1成大先. 机械设计手册. 北京：化学工业出版社，20042. 成居山. 矿山机械. 徐州：中国矿业大学出版社，19873方慎权. 煤矿机械. 徐州：中国矿业大学出版社，19874. 刘大山. 提升机理论设计基础. 徐州：中国矿业大学出版社，20005. 李贵轩，李晓豁编著. 采煤机械设计. 沈阳：辽宁大学出版社，19946. 芮冰，皇钦宗.我国采煤机械30年发展回顾和展望.煤矿机电，2000(4): 23-427. 李占权.滚筒结构的设计. 煤矿机械，20008. 王蓓. 行星机构在提升机中的应用. 煤矿机械，20009孙忠义. 提升机的研制、使用及发展前景. 煤矿机械，200010.花国梁. 互换性与测量技术基础. 北京：北京理工大学出版社，199011.保晋，王庆康，门迎春译.提升机结构理论. 北京：煤炭工业出版社，199212.李贵轩.提升机工作机构的运动学分析及应用.1980年煤矿机械化学术交流学术报告选编，1980(2): 78-9213.张仕红，何敬德，管亚平.提升机的技术现状和发展趋势，煤矿机电14.刘大山.提升机卷筒结构的最佳确定.煤炭技术，199515.Theory of Hydrodynamic Lubrication ,O.Pinkus,B.Sternlicht,Mc gray-Hill,1961.16.SKF General Catalogue,1970.17.Design of Machine Elements, M.F. Spotts,1971.18.Mechanical Engineering Design, Second Edition. G.D.Redford,1973.19.Principles for the Calulation of Tooth Strength of Spur and Helical Gears ISO/TC 60/WG 6(Secr.8789)199E201E 1978.20.FAG Kugellager, Rollenlager Katalog 41000,1966.专题部分 空气压缩机事故分析摘要：空气压缩机是煤矿重要动力设备之一，其能否安全供气，不仅仅是保证生产正常进行的问题，而且是关系到整个矿井安全的大问题。总结煤矿已经发生的空气压缩机供气系统的事故，应用可靠性设计中的故障树分析的方法分析原因，提出预防措施，是非常必要的。将有助于提高矿井运输系统的安全性，方法简洁适用。关键词：空气压缩机 事故分析 故障树 预防Abstract: Air compressor is the one of important power plant of coal mine, it whether safe air feed, is not only to guarantee to produce the problem that goes on normally , and is to concern the big problem of entire pit safety. Summarize the accident of the air compressor system of air feed that coal mine has occured , apply the method analysis reason of the analysis of fault tree in design for reliability , put forward precautionary measures , is very necessary. Will be helpful to raise the safety of pit transportation system, method is succinct and suitable. Keyword: Air compressor Accident is analysed Fault tree Prevent概述 空气压缩机是煤矿重要动力设备之一。近年来煤矿推广锚喷工艺，对压缩空气的需求进一步增多。随着一些老矿井向深部发展，地面空气压缩机站向井下供气的管路过长，压力损失过大，因此空气压缩机站移到井下的已越来越多。空气压缩机能否安全供气，不仅仅是保证生产建设正常进行的问题，而且是关系到整个矿井安全的大问题。因此，总结煤矿已经发生的空气压缩机供气系统的事故，分析原因，提出预防措施。是非常必要的。在所调查的案例中，按事故性质和发生的原因，可分成四类，即与润滑油有关的爆炸事故占46.15%；风包爆炸事故占11.53%；管道振动引起的爆炸事故占7.69%；机械事故占34.62%。1 与润滑油有关的供气系统爆炸事故供气系统爆炸事故都与润滑油有关，就其发生原因可分为两类:一类是与积碳有关的爆炸事故，另一类是与积碳无关的事故。1.1与积炭有关的爆炸事故1.1.1原因分析 与积碳有关的空气压缩机系统爆炸故障树如图1所示。具体原因： 图1 与积碳有关的压缩机系统爆炸故障树 1）积碳的形成 气缸、排气管、阀门、风包及分离器中，伴随气流的润滑油，在热空气作用下氧化而形成的碳化物。这种碳化物逐渐增多就成为积碳。它是由固态含氧、碳氢化合物及杂质(金属粉末。碳渣、灰尘)组成。积碳的形成除了与油的质量不好、不定期清扫有关外，还与下列因素有关: (1)给油量过度，会助长积碳的形成； (2)空气过滤不好，吸入空气中的尘粒使油变稠，油通过排气系统的热部件的时间延长，增加了油氧化的时间，加速形成积碳； (3)高温会加速氧化作用； (4)存在催化剂 (铁和氧化铁的微粒等)，也会加速氧化。 2)积碳的燃烧 积碳是含油达30%的易燃物，当温度达到350度以上时会着火燃烧。产生这样的高温，有下面几种可能： (1)机械冲击而产生火花； (2)硬颗粒在运动时发生冲击，可能产生火花； (3)静电放电发生火花； (4)环境温度的影响。如矸石自燃产生高温，经过管璧传导，使管内积碳燃烧； (5)由于空气压缩机运转不正常。以致排气温度过高(350度)；(6)积碳自燃。 积碳氧化产生放热现象。正常时这种热量被积碳层上面空气流冷却。以及通过积碳层传给所接触的金属壁带走。当不能及时带走氧化所产生的热量时，积碳层温度就会升高。在特殊情况下，会达到积碳自燃的温度。研究表明，积碳自燃，必须达到一定的层厚 (在0.7MPa有效压力下约25mm)，周围温度较高(大于150)和积碳层的孔隙度小，当积碳层上面流动的压缩空气停止或过慢时，就可能引起自燃。当司机在吃饭、休息、交接班、星期天或空气压缩机处于无负荷运行时，这种情况最易发生。3）燃烧转为爆炸 积碳着火并不一定发生爆炸，下面就燃烧转为爆炸，作以下两点分析。 (1)积碳燃烧使积碳中的油迅速汽化，当产生可燃性碳化氢为主体的气体在空气中达到爆炸的浓度 (1kg空气含3040mg)，就能使燃烧转为爆炸。浓度过高或过低都会抑制爆炸，这就是发生爆炸不多的原因。然而我们必须意识到这种危险的存在。 (2)爆炸发生的部位 积碳所引起的爆炸部位并不相同，有在汽缸爆炸的；有在风包爆炸的；有在排气管爆炸的；也有气缸、风包及管路同时爆炸的。气缸与风包离压缩机近，形成积碳容易，温度也较高，比铰易于爆炸，但为什么有的管路在相距100m甚至1200m的地方连续多处发生爆炸呢?这与积碳分布有关系。哪里有积碳，哪里就存在爆炸的可能性。苏联石油工业安全技术科学院为查明空气压缩机排气管中润滑油形成的积碳分部情况，用12号压缩机油和11号汽缸油在空压机上进行了试验，在距离空压机5m、10m(分离器)、45m(分离器后)及7Om的排气管路上进行测量，每种润滑油都试验45天，每两星期测量一次积碳，测量的结果显示，积碳可以分布到很远的地方，而且沿管路是分布不均匀的。 根据国际标准ISO5388-198l(E)固定的空气压缩机安全规则和操作规程介绍，当有油润滑空压机系统排气管线的内壁蒙有一层薄的油膜，由初始爆炸传到排气管线的足够强的冲击波，其浓度达到爆炸极限，且冲击波的温度达到自燃程度时，就会产生第二次爆炸。这种过程可能会不时沿着管线重复出现，从而造成沿管线接二连三地爆炸，它加速冲击波达到爆炸速度(超声波)，这时会发生管壁脆性破裂。这种类型的爆炸对于管线系统的破坏是巨大的，并且对于附近的人也是危险的。 管壁因腐蚀变薄或由积碳燃烧软化管壁。会经受不了正常的压力而突然破坏。有时会被误认为爆炸。 单级压缩比很高的情况下空压机冷却不良及润滑油充分时，会出现“柴油发动机”现象（是指柴油发动机汽缸内的柴油汽化油雾，在高压缩比的压缩，产生高温引燃油雾，在汽缸内爆炸的现象），在特定情况下，这种气缸的“初始爆炸”可变成沿着排气管道连续的爆炸。1.1.2预防措施1）合理选用润滑油煤矿用往复式空压机一般压力不大于1MPa，所以选用13号压缩机油为宜。其具体性能，特别是闪点、粘度、抗氧化能力及热氧化安定性应符合规定。 应加强压缩机油的管理，注意保管，防止掺杂混乱，应专桶专用，有明显标记，新购进成批压缩机油时，应进行化验，严格验收。2）润滑油用量要适当不要过量或不足，应遵照设备技术文件执行。3）控制排气温度温度对润滑油的氧化速度影响很大。从60开始，每升高10，氧化速度提高23倍，因此要严格控制排气温度，煤矿安全规程规定:单缸排气温度不得超过摄氏190。双缸不得超过160。对各级排气温度应装设保护装置，在超温时能自动切断电源。这是最高限制，我们应力争把排气温度尽可能地降低。消除排气过高的原因，一般应采取如下措施。 (1)防止冷却器水管壁及气缸冷却水腔壁结垢。首先要合理选择冷却水水质，凡脏污及带酸性的水。不能作为冷却水；凡水中悬浮杂质含量或有机物含量大于25mg/l及暂时硬度大于10度时，必须进行软化处理，方能作为冷却水。水的软化处理方法很多。推荐采用六偏磷酸钠处理。它不但可以防止冷却水中产生碳酸盐类的沉淀，而且能清除已结成的水垢。此外它还具有抗腐性能，但在高温时这种抗腐性能逐渐消失。 对已经结成的水垢，应予清除。除六偏磷酸钠可以处理外，还可用稀盐酸浸泡方法解决。(2)冷却水的进出温差应不大于10，不宜过高。出口温度一般不应大于40。并应作出记录。 (3）降低管路、风包内的气体温度。煤矿安全规程第405条规定，风包内温度应保持在120以下。要做到这一点，配备后冷却器是一个很好的方法。它既可分离压缩空气中的油水，又可冷却排出的压缩空气。目前还有很多空气压缩机没有后冷却器，应该尽量增设。 (4)加强检修，改善配件质量，以保证气阀不漏气，防止气体循环压缩。 (5)应有排气温度测量装置和记录，发现排气温度较高时，应检查原因，采取措施，加以解决。4)加设滤清器灰尘越多越容易积碳，吸入硬颗粒物质既易产生火花，还加速机器磨损，因此安设空压机站时应尽可能选择周围环境清洁地方，如已设在灰尘较多的地方，应加强吸气过滤，采用油浴式滤清器最好，并应勤清洗、勤换油。5)控制积碳量累计运行时间越长，积碳越多，因此要加强清扫，防止积碳层过厚。对于气缸。气阀、应按照检修维护规定，每月清扫一次。风包、冷却器每班至少排放油水一次外，从气缸排气口开始，至压气温度高于80这一区域所有管路、风包、后冷却器、分离器和阀门中的任何积碳均应有效地清除。检查和清扫的周期，应使积碳层的厚度不超过3mm(当工作压力1MPa)来确定。6)完善安全保护装置(1)要有防止超温、超压、断油、断水保护装置，并保持灵活、可靠、好使。(2)煤矿安全规程第405条规定，在风包出口管路上应加装释压阀。释压阀的口径不得小于出气口管的直径。释压阀的作用是当空气压缩机或风包内的压力急剧增大时，迅速释放风包及管路系统内的气体，以缓解高温高压气流的冲击，保障空气压缩机供气系统的安全，并避免将爆炸性的高压气流导至井下(或井下更远的地方)，造成更严重的灾害。 7)淘汰老旧型单缸空压机 对一些老旧型单缸空压机，由于其压缩比大，排气温度很高，安全装置不全，很不安全，W型空压机耗油量大，易积碳，这些老旧型空压机比功率大，消耗电能多，也不经济，故应淘汰，进行设备更新。 8)提高填料箱的密封作用 目前，很多空气压缩机的填料箱存在密封不好，使曲轴箱内的机油漏入气缸，既使气缸润滑油供应过量，又降低气缸润滑油的质量，从而加速形成积碳，因此应加强填料箱的维护检修，或改进填料箱的结构，以提高填料箱的密封性能。2 曲轴箱爆炸事故 曲轴箱爆炸事故究其原因是与润滑油有关，但与积碳无关。根据一些文献介绍，曲轴箱爆炸事故还是不少的。2.1故障原因分析 通过检查分析，气缸中部、上部及活塞上部，排气阀及阀室均完好无损，说明爆炸不是发生在气缸、阀腔或管路内，从破坏的情况看，显然爆炸是发生在曲轴箱内。 曲轴箱为什么会爆炸呢?见图2所示的故障树。爆炸的必要条件有: (1)有足够浓度的可燃性碳化氢为主体的油雾。即每公斤空气中含3040mg； (2)有足够高的着火温度,即温度350。 现在分析曲轴箱内达到上述条件的可能性: 由于曲轴箱容积较大，还有两个呼吸器在作用，曲轴箱内的空气是足够的。 由于采用飞溅润滑方式，曲轴箱内的油滴油雾也是丰富的。图2 曲轴箱爆炸故障树 两者相加即油雾的浓度有可能达到每公斤空气含3040mg。但在正常情况下该油雾并不是可燃性碳化氢为主体的油雾，因为曲轴箱一般温度是60。这时油雾是安定的。只有在高温条件下发生异常蒸发和强烈的氧化，才能便油雾产生热分解，成为可燃性油蒸气，进而达到爆炸的浓度，所以曲轴箱必须出现一个高温环境才有爆炸的可能。再分析这种可能:检修空压机时，部件相对位置不够正确，造成曲柄销和连杆轴承以及连杆侧面和轴颈台肩之间的异常摩擦，局部产生高温，这种高温加热了润滑油，使油汽化，并且变稀，又进一步加剧摩擦，如此形成恶性循环，导致油温越来越高，空气压缩机气缸内的高温空气有可能漏入曲轴箱，进一步使曲轴箱油温升高，而且是长时间的升高。 综上所述，曲轴箱具备高温环境，从而使曲轴箱中空气可燃性碳化氢为主体的油雾浓度达到爆炸极限，满足了爆炸的第一个必要条件；曲轴箱曲拐摩擦造成的高温，从轴颈表面发蓝的情况估计，超过400，也可能曲拐的激烈碰撞冲击产生火花，具备了引火条件，从而满足爆炸的第二个必要条件。这样，曲轴箱便产生爆炸，呼吸器又来不及释放急剧上升的压力，终致造成了事故。2.2预防措施 (1)加强维护检修。发现曲轴箱故障，应立即停机处理，不能带病作业，检修时要保证质量，未全部消出缺陷或者又产生新的缺陷时不能交付使用； (2)为了保证检修，应有备用空压机； (3)应设置曲轴箱的油温指示。发现油温异常时，停机处理； (4)保持填料箱的密封作用，作到基本不漏气；(5)保持呼吸孔畅通，有条件的可以适当扩大呼吸孔流通总面积，以代替释压装置，防止爆炸时压力超过曲轴箱强度。3 风包爆炸事故这里所说的爆炸事故，与前面因积碳引起的爆炸事故不同，与后面的因管道振动而引起的风包爆炸事故也不同，它基本上属于压力容器爆炸的范畴。3.1原因分析 风包爆炸故障树如图3所示。 图3风包爆炸故障树 (1)维修工调整压力调整器时，操作上有错误。正常调节时，手柄调节螺套所处初始位置，应使弹簧处于松弛状态，即弹簧所受压力最小，然后开动压缩机，逐步旋转手柄调节螺套，使弹簧逐步受到压缩，即空压机开始处于无负荷状态，逐步增加负荷，压力逐步上升，直到达到额定压力为止，这样可保证不会超压。 但维修工的操炸正好与此相反，手柄调节螺套的初始位置，使弹簧处于压缩极限位置，开动空压机后，处于全负荷状态，压力上升没有限制，然后维修工逐步旋转手柄调节螺套，回松弹簧。由于对外不供气，安全阀又失灵，压力上升很快。而维修工调节速度慢，使供气系统超压，实际压力在1MPa以上。造成风包爆炸； (2)压力调节器失灵，安全阀也失灵。由于当时对外不供气，处于全封闭状态，冲洗中间冷却器所耗气量有限，而且是断断续续，故系统压力迅速超压，实际压力也在1MPa以上； (3)风包为非标准风包，质量较差，强度不高，有的风包为铸铁制成，璧厚很难均匀，气孔也在所难免。有的已经使用年限超限，故这种风包都经不起多大超压而破坏； (4)有的风包，上盖改用平板结构不合理，当风包充满压缩空气时，盖板的周边及焊缝所受弯曲应力很大；(5)风包盖板，裂开飞出，并没有引起警惕，作进一步研究； (6)这些风包在安装时或修理后，没按规定作水压试验，如作试验，或许可避免伤亡事故。3.2 预防措施 (1)风包是压力容器之一，风包的大修、改造，必须按照压力容器管理办法，只有持有许可证的单位才能进行。 (2)风包按照质量标准进行检验，不合标准坚决不用，铸铁风包不许使用。新安装或修理后的风包，必须按规定进行水压试验。 (3)空气压缩机的压力调整器、安全阀，必须经过正确调整，保持灵活好使。 (4)组织有关人员学习压力容器管理办法，学习风包设计、加工修理的技术知识。4 管道振动引起的系统爆炸事故 管道振动引起煤矿空气压缩机系统爆炸事故的案例，也不在少数。但往往被人们判别事故原因时发生误解，或归因于积碳所引起的爆炸，或归因于超压所引起的爆炸。因此，这类事故的案例，就比较少一些。4.1原因分析 (1)往复式空气压缩机的压气过程，气流是脉动的，周期性的。气体压力时大时小，气流速度时快时慢。这种脉动气流通过管道的弯管、阀门或异径管时，会产生激振力，引起管路振动，脉动压力的不均匀度越大，振动也越大；输送压气的压力越高、管道的直径越大，激振力也越大； (2)脉动气流引起管路振动的频率，如与管道结构系统的固有频率相同或相近，会引起管道机械共振，即使激振力不大，管道的振动也会特别强烈； (3)管道振动的结果，使管与管之间或管与风包、阀门、冷却器、分离器之间的连接部位经受反复的振动应力，使管路系统受到附加疲劳载荷。会出现松动以致开裂现象，轻则产生泄漏，重则引起爆炸，酿成事故； 4.有一个案例，该例每台空气压缩机都有一台容积为5立方米的风包相连，风包实际上也是缓冲器，脉动气流通过风包的缓冲作用，其不均匀度会降低很多，但仍有剩余脉动，这些空气压缩机是并联运转的，来自各个风包的剩余脉动量，在集管器内汇合，脉动量就相互迭加。迭加的结果，有时是相互抵消，有时则相互加强，这取决于投入运转空气压缩机曲柄相互之间的错角情况。如果相位相同则加强，若相位相反则减弱。井下用气量时大时小，空气压缩机投入运转的台数时少时多，开动和停止是非常频繁的，所以总会有加强脉动的时候，这时振动强烈，以致不能容忍，时间长了，次数多了，风包连接部位，先产生裂缝，终致爆炸。4.2预防措施 (1)设计或安装压气管道时，应尽量减少弯管、阀门和异径管，或者使弯管的曲率半径大一些，以减小激振力； (2)对已经产生振动的管道，要在距空气压缩机很近的地方加设缓冲器，风包虽然也是一种缓冲器，如容积不够大，则应适当加大，以减少脉动压力的不均匀度； (3)判别管道振动是不是管道机械共振的方法很多。通过计算、测试均可。最简单
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