开题报告-矿井提升机可靠盘式制动器设计

毕 业 设 计 开 题 报 告文 献 综 述现代工程施工、建筑与矿山开采离不开提升机械。矿井提升机担负着沿井筒提矿石、下放物料、升降人员和设备的任务，在采矿生产活动中占有极其重要的地位。矿井提升的作用决定了提升机必须具备安全可靠、高效经济等特点。矿井生产要求提升设备能长期连续可靠运转，并最大限度的降低事故发生率和检修时间；同时，提升机属于大型矿山设备，其功率大、耗电多，造价和运转费用影响矿井生产技术经济指示。尤为重要的是提升机的安全可靠性，不仅影响整个矿井生产，而涉及人员的生命和财产安全，因此，世界各国都对矿井提升机的安全可靠性提出了极其严格的要求。盘式制动器是矿井提升机的重要安全装置，它具有惯量小、动作快、灵敏度高、制动力矩可调等优点。目前生产的矿井提升机大都采用盘式制动器，特别是在多绳摩擦提升机上几乎全部采用盘式制动器。由于制动器制动性能与制动力矩有关，而制动力矩的大小又直接影响矿井提升的安全性，因此，国内外学者都十分重视对制动器制动性能的研究。大多数研究仅考虑如何调定制动力矩以使系统紧急制动时不发生钢丝绳滑动，而对制动器本身的摩擦制动特性研究甚少，这也是盘式制动器研究难以进一步深入下去的关键所在。盘式制动器主要由制动器架体、外缸筒、油缸、活塞、密封圈、蝶形弹簧、连接轴、制动衬垫、闸盘、液压管路等部分组成。1 工作原理提升机制动器一般由执行系统、驱动系统、控制 系统等组成，主要零部件有制动闸片、制动衬垫、制动缸体、活塞、碟形弹簧和液压管路等。制动器通过碟形弹簧和液压动力来驱动机械部件的运转，达到制动的功能。泵体固定在制动器的底板上，部分制动器 用一个泵体控制两侧的闸片；部分制动器用两个泵体分别装在制动盘的两侧，控制各自的闸片。盘式制动器工作原理如图所示，提升机制动时，蝶形弹簧的预压力迫使活塞向制动盘移动，将制动闸片推出，使闸片与卷筒的制动盘接触，并产生正压力，形成摩擦力而产生制动。提升机制动系统松开闸时，油缸腔中充入压力油，使活塞压缩蝶形弹簧，并带动闸片向后移动离开制动盘，解除制动力。这样的工作方式安全可靠，保证提升机系统突然停电或发生其他意外时，制动器处于制动状态，避免意外事故发生。制动 闸片嵌合在泵体外部的槽中，并用压板、螺钉固定。 控制系统则是通过对驱动系统进行控制，使执行系统按照预定的要求进行操作。盘式制动器工作原理图2 制动管路方案选择制动管路将液压泵站提供的液压油传递到制动油缸中，给活塞加压，通过活塞压缩蝶形弹簧，使制动器脱离制动状态。制动系统的液压油路设计方式有多种。在此设计中，选用两支路并联供油，四油缸制动。其液压油路布置如图所示，总管路分支为 1、 2 两个支路，每个液压支路给斜对角的两副制动油缸供油，两个支路上接单向节流阀，使得 1、2 两个支路所控制的制动油缸在制动的时候，支路 2 供油的一组制动油缸的制动会比支路 1 供油的一组制动油缸的制动稍微延后一些，这样就实现了二级制动，设计上更加符合煤矿安全规程的要求。制动系统盘式制动闸分布及液压管路布置 3 盘式制动器的性能要求随着科技的进步，盘式制动器设计也在向着安全可靠、运行稳定、操作方便、故障率小、实用性强和应用广泛的方向发展。驱动方面，对于液压驱动的制动器，采用双液压站、双油路，具备双液压站并联运行、单液压站之间互相备用等运行方式。这样不但有了良好的液压回油油路，使液压油流动通畅，不易受阻，而且当其中一个液压站出现问题停止工作时，另一个液压站会马上响应，进行制动或松闸，以保障提升机设备安全制动和正常运行。制动方面，结构的设计要求越来越高，在制动力矩方面，要求静态制动安全系数大于等于 3 倍的最大静张力。这样可使正常停车时制动稳定、安全，在制动时，提升吊笼加速度值适中，冲击力小，运行平稳。在施工安全方面，具有各种载荷和提升状态下的无滑绳设计，即当吊笼突然下坠或紧急制动时，要达到应有的制动效果，保障施工人员的生命安全。在制动平稳和运行可靠方面，具有恒减速和恒力矩的安全制动，系统可根据工况自动切换，能够在不同载荷、 不同运行方向、不同位置情况下，自动实现预定减速度的安全制动。监测方面，要求制动系统具有自动测试、监测重要液压阀和储能器的功能，并为每个制动器配置模拟 气隙传感器，准确在线监测闸片气隙，以便及时发现制动潜在问题；具有友好的人机界面，显示系统各种重要参数，如油压、闸气隙、弹簧疲劳、油位、油 温、制动状态和故障信息等，并可方便地进行系统测试。机械结构方面，采用组合阀块，使液压站器件连接简单，结构优化，易于维护。参考文献：1 贾玉景，代颖军.矿井提升机盘式制动器设计J. 机床与液压, 2014（10）.2 冯敏.矿井提升机用盘式制动器的结构设计.J. 煤矿机械, 2011.2（07）.3 冯树旭.矿井提升机控制系统设计D. 长沙：中南大学， 2005. 4 苏长胜.矿井提升机控制技术研究现状与发展工矿自动化M. 2013.5 彭佑多，张永忠.矿井提升机的安全可靠性分析与设计.J. 中国安全科学学报，2002，12（6）.6 杨晓明,邱清盈,冯培恩,潘双夏.盘式制动器的全性能优化设计.J 中国机械工程， 2005.7 陶林裕.矿井提升机盘式制动器监控系统的研究.D. 长春：吉林大学，2011. 8 汝岑.关于矿井提升机盘式制动器的工作可靠性分析研究.J. 中小企业管理与科技(上旬刊),2011.9 刘峰.对现代矿井提升机盘式制动器可靠性的技术改进.J. 机电产品开发与创新,2011.10程广振,江桂兰. 矿井提升机润滑油压力和油箱液位指示报警系统的设计J 工矿自动化， 2010(9)11张德坤，葛世荣，张明，郑如意.矿井提升机盘式制动器的状态监测与可靠性分析J. 矿山机械， 1997.12Ribeiro R L.Fault detection of open-switch damage in voltage-fed PWM motor drive systems.IEEE Trans Power Electron ,2013,18(2):587-593 13Sottile J An overview of fault monitoring and diagnosis in mining equipment .IEEE Trans Ind Appl,1994,30(5):1326-133214Roch V,Steinhage V.Nonlinear discriminant analysis using kernel function .In:Advances in Neural Information Proceeding Systems.MA:MIT Press,2000:568-57415 Twining C,Taylor C.The use of kernel principal component analysis to model data distributions.Pattern Recognition ,2003,36(1):217-227毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见：闫帅同学学习态度较为认真，态度端正，在开