自动风门的设计
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丝杠机构装配图.dwg
外文翻译--瓦斯抽放技术方案及设计.doc
支架图.dwg
目录.doc
自动风门总装图.dwg
自动风门的设计说明书.doc
蜗杆减速器装配图.dwg
蜗杆零件图.dwg
目 录
摘 要I
AbstractII
第1章 概 述1
1.1 研究的背景与意义1
1.2 国内外发展情况2
1.3 设计的基本参数3
第2章 总体设计4
2.1 总体功能4
2.2 总体布局设计4
2.2.1 驱动机构选择4
2.2.2 总体布置安排6
2.3 总体参数的确定8
2.3.1 矿井风量计算8
2.3.2 矿井风速的验算12
2.3.3 风流点压力计算13
2.3.4 电动机的选择14
第3章 各部件设计17
3.1 丝杠连杆传动计算17
3.2 丝杠机构设计20
3.2.1 耐磨性校核：23
3.2.2 计算螺杆强度：25
3.2.3 验证螺杆稳定性：26
3.2.4 计算螺杆的横向振动：28
3.2.5 计算总驱动转矩:29
3.3 蜗杆减速器传动的设计32
3.3.1蜗杆传动参数32
3.3.2几何尺寸计算35
3.3.3接触强度及磨损强度校核37
3.4 电气部分设计41
3.5 附加机构设计48
结 论53
致 谢54
参考文献55
摘 要
自动风门的设计是针对内蒙古大雁某矿地质条件进行的项目，实现大雁某矿运输石门处风门的自动控制。自动风门系统由风门机构、电气控制、丝杠连接机构等几个部分组成，可以应用在全矿区各个人员通行、风流不能通过的巷道中。该项目的研究成功和有效应用将对保障矿井正常通风、提高矿井生产安全性以及对煤矿生产提高效率具有很深远的意义。
本设计采用可编程控制器实现整体机构的自动化，由传感器探测人员运料车的位置，当人员、物料通过时自行打开、关闭，避免了工人在通过运输石门时繁琐的操作过程和高强度的工作量，使矿井运输系统机械化水平得到提高，最终达到提高生产的目的。
关键词 结构设计 丝杠机构 自动风门
Abstract
The design of the automatic air door＆physical design is for the geological structure of the Dayan third underground mine Neimenggu，to bring about automatic for the air door blow the mine .The design of the automatic air door is composed of the air door ransmission-mechanism, the electromechanical device，the thread bar rolling that and the other.The automatic air door could be used each the tunnel that for persons pass through incapacitated ventilation all of the airway. If the design of the automatic air door has succeeded in the airway,it could ensure safety in production and raises working efficiency and also could promote efficiency for the flow of the production of the mine.
Plc is used in the design of the air door to bring out automatic and sensing device is used to reaction the men and the distribution of materials of the airway. Once the men or the distribution of materials pass the place, air door could be opened automatically to save from a trouble for the men to open or close the air door.The transport capacity in the mine must be raised because the use for the automatic air door，and For the final destination output of coal.
Keywords the physical design thread bar rolling the automatic air door
1.3 设计的基本参数
矿井年产量：0.8Mt/a；
工作面同时工作最多人数：40人；
巷道形式：矩形巷道；
巷道断面宽度：3.5m；
巷道断面长度：5m；
石门处供电电压：660v第2章 总体设计
2.1 总体功能
自动风门的总体功能在与实现井下巷道中风门的自动开启与关闭。平硐通风的特点在于设置两道风门，开启其中一道，另一道风门必须关闭，以保障运送物料和人员的同时，不影响工作面的正常供风。传统的风门自锁性差、工人劳动强度高，本设计基于以上几点，在既保障风门作用的同时，又能体现出自动化系统运用的优越性。通过运用PLC技术，针对井下风门系统开启、关闭不便 ,而且极易使风门受到损坏的传统机械结构进行改进，加入电机、传感器、保护装置、隔爆安全装置，相应的故障预处理装置等，最终在安全高产的前提下实现井下风门的自动控制。
由于煤矿地理条件的特殊性，井下巷道的断面尺寸会有所变化，没有唯一性。本设计会加入相应的局部设计，使自动风门的驱动系统不限于运用在某一特定巷道，而是可以稍加改造，应用到全矿井的各个主要通风巷道。
2.2 总体布局设计
2.2.1 驱动机构选择
矿井井下条件受到一定的限制，机构的驱动动力机构只有几种常见的方式：
1）气压驱动机构
气压驱动装置是用矿井空压站为掘进提供的压缩空气作为风门的驱动动力，只要给压气电磁阀通电，使电磁阀开启，压力即可进入气压缸推动活塞往复运动，从而带动风门的启闭。
2）液压驱动机构
液压驱动是用净水压力作为风门动力，静水压是靠垂直高差形成的位能，通过管路和液压原件转换成为机械能推动风门。动作原理与气压驱动相似。
3）电动推杆驱动机构
当驱动电机通电旋转，通过减速带动丝杠螺母，把电机的圆周运动变为直线运动，利用电动机的正反转完成推拉的动作。电动推杆驱动机构与液压、气动机构相比，可省去复杂的管路，阀和液（汽）压源。
三种风门动力源的性能比较见表：
比较项目液压驱动气压驱动电机驱动
驱动能力受静水压力的限制受压缩空气压力的限制与电机驱动有关，受限较小
安全性1、平稳均匀、无冲击2、过载无危险3、可用小功率电源触发控制1、过载无危险2、可用小功率电源触发控制1、电源功率大
2、防潮、防水能力差
耐用性耐用不易损耐用不易损不耐冲击
安装的复杂性1、需敷设管路、保证连接的密封性2、需要解决水压力的问题3、需要解决排水的问题1、需敷设管路、保证连接的密封性2、需要解决气压力的问题
1、不需敷设管路
2、需拉动力线
管理维护1、密封件易老化需经常更换2、维修简单方便3、系统宜经常动作1、密封件易老化需经常更换2、维修简单方便3、系统宜经常动作1、防潮防水能力差2、冲击损害需要更换元件
使用条件适宜高瓦斯有水源矿井适宜有气源的中小矿井适宜低瓦斯大型矿井
表2-1 驱动系统比较
根据内蒙古大雁三矿的地质条件，综合考虑安装、管理、可靠性等因素，采用电机驱动机构。
参考文献
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