【JX639】1吨井下调度绞车设计【7张CAD图纸+开题报告+外文翻译+论文】【机械毕业设计论文】【通过答辩】
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中文翻译 应用热工三维制动器瞬态温度场的紧急制动 为了准确掌握在葫芦的紧急制动蹄片的温度场的变化规律,制动时,三维(3- D)的瞬态温度场的理论模型,根据热传导,能量转换和分布规律的理论,以及矿山提升机运行的紧急情况制动。一种温度场的解析推导了采用积分变换法。此外,温度模拟实验场进行了温度场和温度梯度和内部的变化规律获得。同时,通过模拟葫芦的紧急制动条件下,实验测量制动蹄的温度,同时进行。结果发现,通过比较模拟结果与实验数据,即三维瞬态温度场模型的制动蹄片是有效和实用,和分析解决方案解决了积分变换方法是正确的。1、 简介提升机的紧急制动是一个转变过程机械能转化为对制动摩擦热能量。该矿山提升机紧急制动过程中具有以下特点高速,重载,而这种情况更糟糕的是比刹车条件的车辆,火车等1-3,6,10,11。以前对刹车片的温度场的重点工作1-4,10,12,13。特别是,由于制动蹄是固定的过程中紧急制动,所以有更强烈的温度上升制动器蹄片。制动蹄片是一种复合材料,以及温度上升,从摩擦产生的热能是最重要的因素影响制动器蹄片摩擦磨损性能同制动安全性能5-10。因此,有必要调查关于制动器蹄片的温度场来调查刹车片的。制动器蹄片的温度场目前的理论模型基于一维或二。 Afferrante11建立了一个二维(2- D)的多层模型来估计瞬态演化在多盘离合器温度扰动和在操作过程中刹车。纳吉12建立了一维数学模型来描述一个制动热行为系统。 Yevtushenko和Ivanyk13推导了瞬态温度场的一轴对称热传导问题2三维坐标。这是困难的这些模式,以反映制动器蹄片真实温度场的三维几何图形。解决的方法刹车片的三维瞬态温度场集中有限元法1-3,14-17,近似集成的方法4,18,格林函数法12和Laplace变换方法9,13等,前三者方法是数值求解方法和低是相对的准确性。例如,有限元方法可以解决复杂热传导问题,但计算精度解决方案是比较低,这是影响网密度,步长等。虽然拉普拉斯变换解决方法是分析方法,它是难以解决的方程复杂边界的热传导。因此,所谓的解析解积分变换方法通过19,因为它是解决问题的合适非均质瞬态热传导。为了掌握制动器蹄片的温度变化规律在葫芦的紧急制动领域,提高安全可靠性制动,一个3- D的制动器蹄片瞬态温度场研究了在积分变换方法的基础上,和有效性证明了数值模拟和实验研究。2、 理论分析2、1理论模式图1显示了葫芦的制动摩擦副示意图。为了分析制动器蹄片的三维温度场,圆柱坐标(r,z)是通过结构来描述几何如图所示。 2,其中R是刹车点之间的距离和制动盘的旋转轴; 为圆心角;这三者之间的制动蹄摩擦点和表面的距离。至于几何结构参数和图2所示。它看到,显然,这是制动器蹄片的温度T是函数的圆柱坐标(r,z)和时间(t)。根据热理论传导,三维瞬态热传导微分方程是获得如下: (1)其中a是热扩散,;是热导率;为密度;是比热容量。2.2、边界条件2.2.1、热流量及其分布系数 这是在紧急制动产生的摩擦热难要在短时间内发出,因此它几乎完全吸收刹车对。由于制动器蹄片是固定的,摩擦温度多面大幅上升,这最终会影响其摩擦学更严重的行为。为了掌握真实该制动器蹄片温度场在紧急制动时,热流量及其分布系数摩擦表面必须确定准确。根据操作紧急制动,条件假设制动速度光盘随时间呈线性,热流量,得到公式 (2) 其中q为热摩擦表面流动; P是比压之间的制动对; 的和是最初的线性和角速度在制动盘; l是刹车副之间的摩擦系数; 是整个制动时间,k是热分布流系数。假设摩擦热量转移到完全制动运动鞋和制动盘,分布的热流量系数根据得到的一维热传导分析。图。 3显示了联系两个半平面示意图。在一维瞬态热传导的条件,对摩擦表面(z = 0处)的温度上升,得到公式 (3) 其中q为在平面吸收一半热流。和热流量是从Eq获得的 (4)假设两个半飞机具有相同的温度上升,对摩擦表面,然后在热流量比进入两个半平面可表示为 其中下标S和D意味着制动器蹄片和制动盘,分别。根据Eq。(5),分配系数热流根据这个公式获得进入制动器蹄片。2.2.2、在边界系数对流换热至于侧面和顶面制动器蹄片,得到他们的对流换热系数,分别按自然对流换热边界条件直立板和横板 图1-制动摩擦副示意图 图2、三维几何模型的制动器蹄片。 图3、两个半平面示意图其中下标L和U代表侧面和顶部表面,h分别为对流换热系数在边界上,DT是之间的温差边界和环境,L是较短维边界。2.2.3、初始和边界条件制动器蹄片之间的接触和制动盘表面受到不断热流在紧急制动过程qs的。制动蹄片的边界都用空气的自然对流。边界和初始条件可以表示为其中是制动器蹄片在t=0的初始温度。2.3。积分变换求解方法积分变换的方法有两个解决问题的步骤。首先,只有作出适当的积分变换空间变量,热传导原方程可以简化由于考虑到时间与常微分方程变量t然后,通过采取逆变换关于解常微分方程的解析解在关于空间和时间变量温度场可以得到的。积分变换方法应用于求解方程。 (1)边界条件方程。(8)。用积分变换有关空间变量(r,z)的反过来,他们可能会偏微分方程是消灭“。编写公式来表示的运作采取逆变换与积分变换方面到Z,这些被定义为其中是的积分变化,是特征函数。提交Eq,获得以下方程:以同样的方式,逆变换与积分变换关于和r分别定义最后,根据上面的积分变换,方程1)(8)可以简化为如下:解决方案可以获得通过解式。(16)。以反变换关于根据Eqs。(九)、(12)和(14),的解析制动器的三维瞬态温度场分布3.仿真和实验图4显示了一半的制动器剖面样品。线c、d的中心线,底线的横截面上的分别。样品的尺寸是:一个= 137.5 mm,b = = 1 / 6毫米,半162.5 rad,l = 6毫米。闸瓦的材料和盘式制动器是石棉和16Mn,分别。他们的参数和条件的紧急制动见表1。假设摩擦系数和制动衬垫比压在紧急制动过程是不变的。基于以上分析模型,模拟闸瓦的三维温度场进行与到= 7.23 s。温度的变化规律图4 把剖面的一半刹车蹄的样品表1刹车副的基本参数和紧急制动条件与内部温度梯度场进行了分析。什么是显示在无花果里都是片面的。5 - 9的仿真结果相符合。什么是显示在图5是闸瓦的三维温度场当时间7.23 s。它被认为是从图5的最高温度是396.534闸瓦制动,其K后最低温度和热是能量293欧几里得主要集中图5 三维温度场的刹车蹄(t = 7.23 s)图6 温度的改变对摩擦表面与时间t图7 温度的改变对线d用时间t图8 温度梯度的变化与时间线c t图9 温度的改变不同深度随时间的线c t层上的摩擦表面的热影响层(命名),既体现了热diffusibility闸瓦的很差。为了灵便的温度变化规律的摩擦表面,在紧急制动过程的摩擦表面的变化的温度与时间t进行了模拟。什么是在图6中显示,揭示了摩擦表面的温度,然后增加首先减小的趋势。这是因为,高速度的盘式制动器是在开始的时候,结果造成大heat-flow而对流换热系数低边界上的那一刻,所以温度增加;后期的制动的heatflow量减少的速度,而对流换热系数高,由于温差较大的差异,从而导致减少边界温度。无花果。6、7,反映了温度变化规律进行了径向尺寸:在外面的温度高于闸瓦里面,并且外面的温度变化较大。图8论证了温度梯度的变化规律的方向沿z。最高温度梯度的摩擦层是由3.739 105 K / m与方向会急骤下降沿z。最低价值只是4.597 1011 K / m。在开始的时候,温度梯度的热影响层是最高,而温度接近周围的温度。象刹车的推移,温度梯度渐次降低,直到最后。图9所示的是变化的温度不同深度随时间的线c t。温度会急骤下降随着z,、边界条件等影响有窝内部温度。温度增高但z P0.0006米。一旦z是由0.002米,制动过程中温度的差别小于3 k .这表明,热能集中在热影响层,其厚度是关于0.002米。为了证明的解析模型,实验进行了摩擦试验机,如图10。实验原理如下:当刹车开始,两种制动蹄制动圆盘也要被推迟到一定压力p和温度点e在摩擦表面热电偶测量。因为试样厚度太厚,而且摩擦试验机的结构是有限的,很难固定热电偶在刹车蹄。因此,热电偶是固定的直接对盘式制动器是封闭,点e列图。10。图11显示的温度变化规律的两种情况下点在e的紧急制动。从图11,观察点e增加时的温度,在第一,然后减少,最高温度低于,通过仿真实验数据也落后。在图11a,模拟温度达到最大427.14凯西在3.6 s而来的实验数据和最大435.65凯西在3.8秒。在图11b,仿真结果达到最大469.55凯西在4.5 s而来到479.68实验数据K在5秒。它被认为是从图11,通过实验测量温度低于仿真结果,在第一,然后它相反的。这是因为热电偶本身的能量吸收热量闸瓦在开始,然后将其释放到刹车蹄当温度下降。对比实验数据和仿真结果表明,仿真结果表明,两者吻合较好,误差的实验,他们的最高温度是1.99%图10 图解的摩擦测试仪。 图11a 温度的变化规律与时刻t的e点(p = 1.38 = 0 - 1兆帕,证明米/秒)。 图11b 温度的变化规律与时刻t的e点(p = 1.5895%兆帕,证明=长1 - 2.5米/秒)。和2.16%,分别。这表明,解析解的三维瞬态温度场是正确的。4.结论 (1)的理论模型建立了三维瞬态温度场的理论根据热传导及紧急制动条件的矿山提升机。这个积分变换方法应用于解决的理论模型,并对温度场的解析解,推导出。这表明,积分变换方法是有效解决这一问题的三维瞬态温度场。 (2)基于解析解的理论模型,并采用数值分析模拟温度分布的变化规律下紧急制动状态。仿真结果表明:摩擦表面温度的增加降低;首先,然后在开始的温度梯度的热影响层的最高,其次是温度增加迅速,正如制动过程正在进行中,温度梯度温度的增加呈减少趋势;窝;边界条件影响了内部温度上升;热能量都集中在热影响层,其厚度约2毫米。 (3) 实验数据与仿真结果吻合良好,误差对他们的最高温度是大约2%,这证明了积分变换方法的正确性求解理论模型的三维瞬态温度场。解析模型能够反映出的变化规律闸瓦的三维瞬态温度场在紧急刹车。出处 本项目是支持的重点工程,中国教育部(批准号:)资助107054)和程序为新世纪优秀人才(批准号:)资助的大学。NCET-04-0488)。参考1 y .杨、江康钰周、数值模拟研究的三维热应力场与复杂边界问题,工程热27(3)(2007)487-489。2 l . j .的歌,Z.Y.李郭的研究;(3)快速有限元的仿真模型,对车辆制动热分析系统仿真学报,17(12)(2005)。2877 2869-2872。3 邱智贤高,X.Z.林、瞬态温度场分析刹车在引入非完全轴对称三维模型、期刊的材料加工技术129(1 - 3)(2002)513-517。4 应用文献的理发师,李,并没有变法防守的瞬态热弹性接触问题解的速度膨胀法,穿265(3胜4败)(2008)402-410。5 张亚兰,Z.C. Z.Y.朱,G.A.陈,实验研究对摩擦材料行为的葫芦制动蹄络筒机上盘式制动器、润滑工程(12)(2006)99-101。(在中国)。6 B.Y.谢会文,问:5张,Y.F.鲁李,研究鼓式制动器的摩擦系数的紧急刹车衬基于课程,交易的中国农机协会37(12)(2006)33-35。(在中国)。7 Z.J.王建民,王建民,d李,部件wh鲁王,研究应用的影响机理的温升及摩擦系数对制动闸瓦的矿井提升机的杂志 中国煤炭社会30(B08 149-152)(2005)。(在中国)。8 王,一个试验Z.G.加热温度分解的制动摩擦材料的研究J,辽宁工大杂志(自然科学版)24(2)(2005)265-266。(在中国)。9 李宗Matysiak A.A. Yevtushenko,例如,Ivanyk,接触温度和摩擦磨损等元素在复合材料制动、国际期刊上发表的传热、传质的45(1)(2002)193-199。10 Mackin T.J.南卡罗来纳州,等K.J.球之间,在热裂解盘式制动器、工程失效分析9(1)(2002)63-67。11 l . Afferrante,m . Ciavarella李晓岚、Demelio,p . Decuzzi frictionally兴奋,瞬态分析的依据multi-disk离合器、制动器的不稳定性,穿254(1 - 2)(2003)136-146。12 m . Naji,m . AL-Nimr、动态热行为的制动系统、国际通信在传热、28日(6)(2001)835-845。14 j . Voldrich热弹性不稳定,Frictionally阀瓣brakes-transient兴奋的问题。在国际期刊上发表的全部接触的政权,机械科学49(2)(2007)129-137。15 J.H.彩、章旭昌、李、有限元分析的瞬态热弹性行为在磁盘制动器,穿257(1 - 2)(2004年)47-58。16 d . Thuresson、稳定的滑动contact-comparison销钉,并且建立有限元模型,穿261(7 - 8)(2006)896-904。17 H.S.气、陈护升的一天,调查的阀瓣/衬垫摩擦界面温度,穿262制动(5 - 6)(2007)505-513。18 D.P.刘、悬,近似计算方法,梅摩擦摩擦温度在络筒机上衬砌杂志、中国矿业大学及技术26(1)(1997)70 - 72。(在中国)。19 孙子兵法Z.Y.摩擦学行为研究对提升机的制动蹄机盘式制动器(论文)、中国矿业大学,2007年,pp.103-109技术(中文)。(4)。14河南理工大学万方科技学院本科毕业设计(论文)中期检查表指导教师: 罗静 职称: 副教授 所在院(系): 机械与动力工程学院 教研室(研究室):机械设计教研室 题 目井下调度绞车设计姓 名 张玉龙专业班级 07机设1班 学 号 0720150090一、选题质量:(主要从以下四个方面填写:1、选题是否符合专业培养目标,能否体现综合训练要求;2、题目难易程度;3、题目工作量;4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度) 调度绞车主要用于矿井井下及地面装载站调度编组矿车、中间巷道拖运矿车及完成其他辅助搬运工作,在斜巷提升、井口装罐及作翻车机动力等方面也得到了广泛的应用。建井期间井下斜巷提运矸石、煤及材料主要是通过调度绞车完成的。 调度绞车虽然已经有现成的产品在矿山使用,但其工作原理较为简单,结构也不太复杂,能够在毕业设计给定的有限时间内完成,而且包含设计内容较全面,能够使学生综合运用机械专业较多的专业知识。调度绞车的设计,能够使学生掌握机械设计的一般规律和过程,在专业方面得到提高。二、开题报告完成情况: 开题报告能按时、按要求完成,从开题报告看,目标明确,工作计划明确,思路清晰。三、阶段性成果: 通过对矿用绞车的用途和使用环境的了解,找出最优设计方案,进行总体结构设计、具体零部件的选择、强度计算等,最终确定零件结构尺寸。基本掌握系统的传动原理并初步完成调度绞车传动系统图,装配结构简图的绘制工作。通过绞车机械结构的设计,掌握机械设计的一般规律和过程。四、存在主要问题: 1 有些零部件,特别是非标准件没能全面考虑结构、经济等情况;未能获得 最优化设计 2 应尽快完成主要零部件的校核和零件图的绘制; 3 注CAD图绘制的线型、线宽以便打印。五、指导教师对学生在毕业实习中,劳动、学习纪律及毕业设计(论文)进展等方面的评语指导教师: (签名) 年 月 日河南理工大学万方科技学院本科毕业设计(论文)开题报告题目名称井下调度绞车学生姓名 张玉龙专业班级机设07-1班学号0720150090一、 选题的目的和意义:调度绞车供煤矿井下或地面装载站调度编组矿车及中间巷道拖运和其它辅助搬运之用。矿用调度绞车,包括有隔爆电动机、偏心轴、平衡块、双联齿轮、大、小齿圈、滚筒、刹车轮、辅助支承、密封装置、抱闸及左、右支承架等。具有结构先进、体积小、重量轻、效率高、操作方便、投资费用少、维护费用低等特点。使用调度绞车不仅可以大大改善矿井劳动条件,并提高劳动生产率。毕业设计必须紧密结合当前理论与实践的需要,要具有创新、理论价值和现实的指导意义。它要求综合运用机械设计等各种课程的理论及实践知识,去分析和解决一般工程项目的技术设计问题,掌握一般机械工程师所必需掌握的设计方法和技能,并使所学知识得到进一步的学习和应用。二、 国内外研究综述:绞车在结构上采用国内外流行的NGW封闭式两级行星传动,双级并联输出的传动形式。将两级行星传动均置于卷筒腔内稀油润滑,结构紧凑,体积小,重量轻,出力大。适合于矿山井下作业条件调车绞车适用于煤矿、选煤厂、电厂、钢铁厂、钢金矿场、水泥厂、港口等场所调度列车之用。除上述常用调度绞车外,现在国内又有新型矿用无极绳绞车传动系统的设计无极绳调度绞车是利用钢丝绳循环往复地牵引固定在钢丝绳上的车辆或其他装备前进,能有效解决矿井辅助运输问题.因其结构简单,连续运输,维护量小的特点;特别是近年来随着无极绳绞车及其配套技术水平的提高,无极绳绞车运输越来越受到煤矿的青睐.主要是对传统的无极绳调度绞车进行结构的改进分析,从而提高其工作效率。另一种是一种自动排绳绞车,涉及一种调度绞车的改进,适用于矿山运输,其目的是可自动排绳、有效防止乱绳或松圈现象出现;包括调度绞车、排绳机构和压绳机构。三、 毕业设计(论文)所用的主要技术与方法:(1)机械毕业设计基本过程大致可分为选题资料查询方案设计与实施图纸设计撰写论文等阶段(2)收集资料、调查研究:围绕课题收集有关的资料,查阅有关的文献及技术参数,收集有关的数据,并对用户的实际需求等进行调研,以能对所设计课题的功能和性能有全面和深入的了解。(3)结合本设计特点,综合分析和计算相关资料和信息;在设计过程中使用了人性化设计、创新性设计、计算机系统设计、动态设计和机械化设计;主要绘图软件使用autoCAD。四、 主要参考文献与资料获得情况:矿用新型调度绞车的设计 栾兆群,胡建明,孙晓兵; J; 煤矿机械; 2000年 08期JD-40型调度绞车结构的改进李国景,赵洪平,刘同芬; J;矿山机械; 1998年09期调度绞车在煤矿生产中的应用周全玉; J;煤矿安全; 2001年06期绞车选型设计周雪云; J; 煤炭技术; 2004年11期;五、 毕业设计(论文)进度安排(按周说明) 1、5-7周 毕业实习,收集设计资料,完成开题报告。 2、8-10周 完成实习报告,总体方案设计,初步完成设计计算。 3、11-13周 完成总装备图的绘制和设计说明书。 4、14-15周 修改和完善图纸和设计说明书,准备毕业答辩。六、 指导教师审批意见:指导教师: (签名)年 月 日 河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 万方科技学院毕业实习报告论文作者姓名: 张玉龙作 者 学 号: 0720150090所 在 班级: 07机设1班导师姓名职称: 罗静(教授)论文完成时间: 2011年4月8 日目 录毕业实习报告3一 实习要求3二 实习时间3三 实习目的3四 毕业实习单位状况概述3五 实习内容45.1 矿用提升绞车55.2 矿用(非系列)提升绞车75.3 JT系列矿用提升绞车105.3.1 JTl200系列24型单滚筒提升绞车105.3.2 矿用防爆液压提升绞车105.4 调度绞车145.4.1 调度绞车的布置系统145.4.2 内齿轮调度绞车的结构特征165.4.3 内齿轮调度绞车的使用195.4.4 “少齿差”传动调度绞车简介205.5 回柱绞车205.5.1 回柱绞车的使用情况205.5.2 回柱绞车结构的一般分析205.5.3 JH25型回柱绞车22六 实习小结23毕业实习报告一 实习要求随着大学毕业日期的临近,我们迎来了在大学占重要位置的毕业实习,毕业实习是我们机械专业知识结构中不可缺少的组成部分,并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识,理论联系实际,扩大知识面,了解机械产品、设备,提高对机械制造技术的认识,加深机械在矿业领域应用的感性认识,开阔视野,了解相关设备及技术资料,熟悉典型零件的加工工艺;同时毕业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道,培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神,也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径,逐步实现由学生到社会的转变,培养我们初步担任技术工作的能力,初步了解企业管理的基本方法和技能;体验企业工作的内容和方法。二 实习时间2011年3月4月。三 实习目的 通过完成毕业实习过程,结合毕业设计或论文选题深入工厂企业实地参观与调查,达到以下的实习目的在这个基础上把所学的专业理论知识与实践紧密结合起来,提高实际工作能力与分析能力,以达到学以致用的目的。 1) 了解矿用机械设备的具体结构及其工作原理 2) 了解重型机械设备生产工艺过程及企业基本生产状况 3) 了解学习绞车的类型、结构,工作原理及各零件的作用 4) 了解矿用机械的生产组织过程5) 了解矿用机械的发展现状及趋势6) 收集毕业设计内容的相关资料四 毕业实习单位状况概述 焦作神华重型机械制造有限公司集科技开发、生产经营、技术服务于一体,具有百年历史。系国家二级计量单位,省级文明单位,标准化一级单位。公司现有职工近1000人,其中各类专业技术人员300余人。拥有固定资产6700万元,年产值1.5个亿,各种机加工设备300余台(套),其中6.3m立车、5m立车、5m滚齿机、2.5m数控立车和大型落地镗床等精良设备90台(套)。公司技术力量雄厚,下设机械加工、铆焊、铸造、热处理、安装等分厂。有先进的理化实验、计量检测、产品检测、信息中心等。本公司为煤矿、建材、化工、冶金、电力、环保等行业提供机械产品,系ISO9001质量管理体系认证单位,豫量企计量合格确认单位(证书豫量企业A2006-0034号)和河南省煤炭行业非煤产业先进企业。我们的质量方针是:满足顾客的需要是我们永恒的追求。质量目标是:质量体系按ISO9001标准保持稳定有效运行,产品出厂合格率100%。产品畅销全国,石灰窑、皮带运输机、铸件出口越南、蒙古、伯里兹、韩国、日本等国家。神华文化 质量第一 效率第一 信誉第一 企业精神 自力图强 求实创新 团结奉献 经营理念 诚信开拓市场 质量创造品牌五 实习内容绞车是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备又称(卷扬机)。绞车可以单独使用,也可作为起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件,因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。绞车又名卷扬机。该产品通用性高、结构紧凑、体积小、重量轻、起重大、使用转移方便,被广泛应用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖,还可作现代化电控自动作业线的配套设备。绞车按照功能可以分为:船用绞车、工程绞车、矿用绞车、电缆绞车等等。按照卷筒形式分为单卷筒和和双卷筒。按照卷筒分布形式有分为并列双卷筒和前后双卷筒。绞车主要技术指标有额定负载、支持负载、绳速、容绳量等。矿用绞车应满足下列要求:1) 能适应井下作业环境。并厂有瓦斯等可燃易爆气体的采区,必须使用有防爆性能的绞车和电气控制设备,符合煤矿安全规程有关规定要求。2) 提升能力应满足绞车所在采区担负的运送煤炭石、材料、设备和人员的任务要求。3) 一次提升时,其提升负荷、钢丝绳安全系数和机械强度安全系数应符合规定要求。不超负荷运行,也不欠负荷(大马拉小车)运行。4) 能满足在提升行程范围内深度指示器指示准确清晰。指针实际行程不得超出深度指示器规定范围,也不得过分缩短。一般指针实际行程应在深度指示器额定行程的12-23范围内,便于绞车操作工清楚观察,提高操作纳准确可靠5) 件。6) 能满足在突发事故时,可实现紧急制动。7) 能满足煤矿安全规程中有关对提升装置的各项要求。 5.1 矿用提升绞车我国过去使用的老系列小型提升机,老系列绞车虽然结构简单,制造容易,但性能参数偏低,结构陈旧,操作又不便。 单滚筒绞车由下列主要部件组成:电动机、定位销联轴器、减速器、主轴装置、带式制动器和机座等。绞车电动机的远动和动力是通过第一级圆柱斜齿轮减速器输出,再经过第二级展开式圆柱直齿轮传动到滚筒。因此,该绞车为两级齿轮传动,其传动系统如图5-1所示。1)工作时,绞车滚筒的转速不能太快,然而电动机多为较快的转速。因此,需要用二级齿轮把电动机的快转速转换成滚筒的慢转速。传动比为30,说明滚筒比电动机转速慢30倍,所以传动装置的作用之一为“减速”。2)就轴上转矩(力矩)来说,电动机的转短小,而滚筒需要的转矩大,因此需要用二级齿轮传动把电动机较小的转矩转换成滚筒较大的转速传动比为30,说明电动机转矩比滚筒转矩短小30倍(如不考虑摩擦损失),所以传动装置的作用之二为“省力”。绞车的绳速由电动机转速来决定,JT800-30型绞车的牵引能力较小,只有一个工作制动器,因此只适合于井下运输及调度之用;刑于小型煤矿亦可作为辅助提升用,但不能用于升降人员。用于井下的绞车所配用的电动机为三相隔爆鼠笼型异步电动机。如用于地面或并下通风良好的地点,为了调速亦可选配三相绕线型异步电动机,起动可附加金属电阻或液体电阻。在井下作临时性安装时必须安装在乎坦的底板卜并加垫枕木使绞车平稳后,再利用机座上的四个柱窝用四根木柱支撑在地面或井下作永久性安装时,可用四个430 x 540地膨胀螺丝检安装在凝土基础上。老式系列1.2米、1.6米矿用提升绞车在构造上大致相似,它们都是出F5N一型式的部件所组成;机座、主轴装、减速器、定位联轴器、电动机、牌坊式深度指示器、重锤一电磁铁丝杠螺母操纵的安全制动器、手动工作制动器等。1.2米、1.6米系列矿用提升绞车,可作为小型矿井升降人员之用。电动机的技术规格是根据绞车最大允计负荷配合的,如果绞车在不满载的情况下使用,则电动机的容量办根据具体情况而定。12米、16米绞车均采用1B凝土浇灌基础作永久性安装。 图5-1 JT800630型单滚筒绞车的传动系统 5.2 矿用(非系列)提升绞车这种提升绞车是在我国六年代至七十年代期间各厂白行设计成批生产的“定型产品”。下面图5-2介绍其中两种绞车的主要组成部分。 图5-2 JTY1-21B型防爆液压绞车1-盘形闸;2-主轴装置;3-深度指示器;4-超速保护装置;5-机座;6-精过滤器;7-双联叶片泵;8-副泵电动机;9-电磁铁;10-冷却器;11-油箱;12-操作台;13-座椅;14-液压马达;15-阀组;16-主泵电动机;17-主油泵图5-3为J112001028型单滚筒提升绞车外形结构图。图5-3 JT12001028型单筒提升绞车1-机座;2-住输送装置;3-齿轮联轴器;4-圆弧齿圆柱齿轮减速器;5-制动轮弹性联轴器;6-电动机;7-龙门式深度指示器;8-重锤电力液压推杆操纵的瓦块式紧急制动器;9-手动工作制动器;10-调整楔 这种绞车由下列部件所组成:机座、主轴装置,齿轮联的器、圆弧齿圆柱齿轮减速器、制动轮弹性联袖器、电动机、龙门式深度指示器、电力液压推杆操纵的安全制动器和手动作制动器等。 JTl60012240型单滚筒提升绞车的结构型式与JTl2001028型单滚筒提升绞车完全相同。图5-4为2JT600 x 80020列双滚筒提升绞车结构图。图5-4 2JT1600x800-20型双滚筒提升绞车 1-机座;2-主轴装置;3-齿轮联轴器;4-中心驱动减速器;5-制动轮弹性联轴器;6-电动机;7-圆盘式深度指示器;8-重锤电磁铁丝杠螺母操纵的瓦块式安全制动器;9-手动工作制动器;10-调整楔;11-定车装置;12-停止装置(顶丝)可见,该绞车与上述绞车的不同之处为减速器采用了中心驱动,深度指示器采用了团盘式深度指示器。JTl600x120020型单滚筒提升绞车的结构型式勺2JTl600 x 80020型双滚筒提升绞车完全相闻。5.3 JT系列矿用提升绞车5.3.1 JTl200系列24型单滚筒提升绞车以就JTl200系列24型单滚筒提升绞车为例作介绍,该绞车由下列部件组成:机座、主轴装置、齿轮联轴器、中心驱动减速器、弹性联轴器,电动机、因盘式深度指示器和液压控制系统等。双滚筒提升绞车则采用了液压齿轮离合器。 JT系列提升绞车与原有提升绞车比较有如下优点:(1)体积小,重量轻,布置美观大方;(2)主轴装置用滚动轴承安装维护方便;(3)采用盘式制动器,动作迅速,液压齿轮离合器调绳省力省时;(4)因盘式深度指示器直观,准确性能好eJT系列提升绞车目前尚处在试制阶段,有些技术规格还未达到预期要求也要进一步改进。5.3.2 矿用防爆液压提升绞车 这类绞车是由国内自行设汁开发生产的新产品持点是取消减速器和调速电阻,采用液压无级调运,使用的磁力开关、按钮、电动机等全部符合防爆性能要求,常用型号有JTYL 21B、JTY612B、JTY215B等。 JTYL 21B型防爆液压绞车如图5-5所示。图5-5 TJ1200x100024型提升绞车 1-机座;2-主轴装置;3-齿轮联轴器;4-减速器;5-弹性联轴器;6-电动机;7-圆盘式深度指示器发送装置;8-圆盘式深度指示器接受装置;9-盘式制动闸;10-液压站;11-斜面操作台;12-调整楔铁防爆液压绞车就是采用液压传动方式,能用于有瓦斯及易燃易爆气体环境的一种提升绞车。传动原理是由电动机带动主油泵产生高压油输出,以高压油为动力,推动液压马达转子旋转,再由转子轴把动力传递给绞车滚筒主轴使之旋转。防爆液压绞车有下列特点:1) 取消笨重的减速器使调速电阻箱,使绞车体积小、重量轻。2) 采用液压无级调速技术,可在额定绳速范围内任意选定提升速度。3) 盘形问只用于终点定位和保险制动,性能可靠,闸块磨损少。4) 操作简单,只有一个操作手柄。有手动操作和远方操作两种方式,能改善司机工作条件。5) 电控系统简单,全部采用标准防爆电器燃易爆环境厂运行。6) 没有离心超速保护装置。7) 液压元件制造精度和安装质量要求高。8) 必须保证液压油的清洁和密封良好。9) 必须保证有良好油液冷却条件。防爆液压绞车的液压元件制造精度和安装质量要求较高的原因是:1)防爆液压绞车届液压设备,其中液压泵、液压马达和各种件都是关键部件,特别是阀门组件要求更高,既要满足液压元件行程动作要求,又要满足漏油不严重、动作不卡阻,发热变化小和润滑条件好等性能要求。液压件之间配合间隙一般为o 01mm左右,表面粗糙度都在16ym以下,位置和形状公差要求严格,制造精度要求较高。 2)制造精度高的设备还必须保证安装质量,才能发挥设备正常性能和延长使用寿命,如防爆液压绞车制动闸盘偏摆不应超过1mm,同一副轴瓦与制动盘两面的间隙应一致,其偏差不大丁0.5mm,否则不能保证衬合的制动力矩。冉如绞车液压系统内各种油管连接组合而成,如果在安装时不对油管进行严格的清洗除锈,接头操作不保持清洁将会把灰尘、砂粗、锈皮等杂质留在液压系统内,严重影响阀组和控制元件的正常动作,使绞车不能正常运行,甚至可能发生事故。防爆液压绞车液压油必须保持清洁,防爆液压绞车的密封性能必须良好,理由是:1)防爆液压绞车不但以液压油为动力推动绞车滚筒运行,而且还由液压油来推动阀件动作,控制绞车运行。液只件制造精度高,配合间隙小,若油中稍有杂物,即发生堵塞卜阻,使绞车不能正常运行。液压油不但初次灌入要保证干净,而每次过滤油、添油都必须使用200目以亡的过滤网过滤,并应定期清洗绞车上的粗精油过滤器。 2)任何液压设备都必须保证密封性能良好。绞车严重漏油后果严员。如盘形制动器漏油,油甩到制动盘上,会降低制动盘与离合器的摩擦系数,使制动器力矩大大降低,可能造成刹车不灵或刹不住车而发生提升事故。再如液压绞车油压都较高,液压系统内部漏油后,油从间隙中挤出,摩擦45热使油加热升温。油温越高,使油的粘度降低,油质变稀,又促使漏油越严重。这样恶性循环的结果是使绞车4;改正常运行。油温过高还会造成阀纪元件变形影响绞车的动作性能。严重漏油也会造成环境污染,引起火灾等所以必须保证液压绞车密封性能良好。 采区小绞车主要担负采区的辅助运输(运送6T石料、材料、设备等),常用的种类罚JT800绞车、调度绞车、回柱绞车等。采区小绞车共同持点如下:1) 绞车滚筒直径一般都在L0.8m以下,容绳虽较少运输距离较短;2) 绞车结构简单临时安装;3) 电动机、开关易燃易爆环境;整体性较好,安装方便;4) 无深度指示器、安全保险制动器和各种保护装置,司机技术水平和责任心要求较高;5) 绞车故障较少,检查维护方便,但回收度高、应用广、数量多,所以管理较难。 滚筒直径为o8m的绞车常见型号有JT 800630型和JT800630A型,两者都是由电动机、减速器、主轴滚筒组成,不同点是前者采用普通圆柱齿轮减速器;而后轮采用差动行星齿轮传动减速器,类似于调度绞车,可实现电动机不停机而该筒停转的操作方式。JT8006型提升绞车如图5-6所示。图5-6 JT800630型提升绞1-电动机;2-联轴器;3-减速器;4-主轴装置;5-带式制动机;6-机座5.4 调度绞车调度绞车一般用于井下水平巷道,在不太长的距离内移动矿车,以及在中间巷道中拖运矿车,有时亦用于其他辅助搬运工作。5.4.1 调度绞车的布置系统布置系统用两台调度绞车在装载站上运输作业的布置系统如图5-7所示。图5-7 用两台调度绞车在装载线站作业的布置系统图 1-调度绞车(JD-11.4);2-调度绞车(JDM-4.5)为适应经常迁移和在狭小范围条件下工作,调度绞车应结构紧凑轻便。为使矿车移动平稳并能准确地停车,调度绞车的工作速度不应太高。调度绞车即为调度车辆的一种绞车,常用于井下采煤区车站调度空、重载矿车,也可用于其它辅助搬运作业。用两台调度绞车在采区煤仓装车站上调度矿车作业的布置系统如图5-8所示。 表5-1 国产调度绞车的型号及主要技术特征 图5-8 用两台调度绞车在装载站作业的布置系统图 1-调度绞车(JD-11.4);2-调度绞车(JDM-4.5) 当电机车把一列空车顶入空车道后,即脱钩离去。此时由调度绞车1把空车调入准备装载的停车位置,然后出调度绞车2慢速牵引,井同时放煤装车,使重煤车进入直车道,组成一列重载列车,等待电机车拉走。 调度绞车是一种全齿轮传动机械。齿轮传动系统又休轮系。根据轮系1t动时备齿轮轴线在空间的相对位置是否固定,可分为定轴轮系和周转轮系。定轴轮系又有外啮合圆柱齿轮传动和内啮合圆柱齿轮传动之分,而周转轮系又有差动传动和行星传动之分。调度绞车的传动轮系既有内啮合圆柱齿轮传动,又亩行星传动,所以调度绞车又称内齿轮行星传动绞车。JD-114型调度绞车外形如图5-9所示。 图5-9 JD-11.4型调度绞车外形图 1-滚筒装置;2-制动闸;3-工作闸;4-底座;5-电动机5.4.2 内齿轮调度绞车的结构特征JD114型调度绞车的组成及结构:JD-114型调度绞车的主要组成部分为滚筒装置、机座和电动机。绞车滚筒由铸钢制成,其主要功能是缠绕钢丝绳牵5E负荷。滚筒内和大内齿轮下装有减速齿轮。为使绞车体积减小,结构紧凑,其减速机构采用了两组内齿轮传动副和一组行星轮系,并将其装入滚简体内。电动机亦半伸入滚筒端部。在绞车内部各转动处均采用滚动轴承支承,运转灵活。绞车所用的传动齿轮的技术参数及策动轴承的代号,各主要组成部分的结构特征如下:1)滚筒装置 滚筒由铸钢制成,其主要功用:在滚筒面上缠绕钢丝绳以牵引电机在滚筒的制动盘上装设差动制动装置,借以操纵绞车的运行或停止;在滚简体腔内装有减速齿轮系,因而又具有减速机壳体的作用。 在滚筒内腔左端,装有用螺钉固定的滚轴套,装在电动机端差伸出部分上的单列向心短圆柱滚子轴承即压入此套中,并用弹性挡圈抽向定位。2)制动装置 绞车,两行两个制动器,其结构尺寸及动作原理完全相同。制动器一边的制动带网来制动滚筒。在大内齿轮6的制动带,具有摩擦离合器的作用。当此制功带被完全刹紧时,行星齿轮5即沿大内齿轮滚动,带动滚筒工作。 制动钢带用铅铆钉于石棉带铆在一起,制动时,校下制动手把,经杠杆和叉头动作系统将两个抡杆轴承架拉向一起,使制动带两端互相靠拢,产生制动作用。向上提制动手把时,制动带即可松驰。调节活动螺栓拧入叉头螺母中的长度,可使制动带的拉紧力及制动手把的位置获得调整。固定在制动带上的丁字板插入与绞车机座联结在一起的垫板28中以此防止制动装置在制动时转动。3)机座绞车机座系内铸铁制成。电动机、机座上,机座上还有保护罩4)电动机轴承支架及容纳制动丁字板的垫板均用螺栓固定在绞车的电功机系专用的JBJ1t4隔爆三相鼠笼型异步电动机。绞车上共装有两组带式闸件3为工作间,部件2为制动器,在电动机一侧的制动闸2用来制功滚筒;在大内齿轮上的工作闸3用于控制滚筒运转。底座由铸铁制成,电动机、轴承支架及闸带定位板等均用螺栓固定在机应上。电动机为专用隔爆三相鼠笼电动机。JD一114型调度绞车传动系统如图5-10所示。JD-114型调度绞车采用两级内啮合传动和一级行星传动。、八2和2:人*为两级内啮合传动,即z v组成行星传动机沟,在电动机5铀头上安装着加长套的齿轮、,通过内齿轮2。、齿轮纳和内齿轮,把运动传到齿轮入上;齿轮境是行星轮系的中央轮(或称太阳轮),再带动两个行星齿轮约和大内齿轮z行星齿轮自由地装在2根与滚筒固定连接的轴上、人内齿轮z,齿因外部装有工作闸,用以控制绞车滚筒运转。 图5-10 JD-11.4型调度绞车传动系统图 1-滚筒;2-制动闸;3-工作闸;4-机座;5-电动机 z1=17;z2=38;z3=17;z4=38;z5=17;z6=59;z7=135 若将大内齿轮z上的工作间3闸住,而将滚筒上的制动问2松开,此时电动机转动由两级内啮合传动传到齿轮2,相约。促由干z已被间住,不能转动,所以齿轮轴只能一方面沿自己的轴线自转,同时还要绕齿轮z;的轴线(滚筒中心线公转。此时z的运行方式很类似于太阳系中的行星(如地球)运行方式,所齿轮、又称行星齿轮,其传动方式称为行星传动。 反之,若将大内齿轮2v上的工作间松开,而将滚筒上的制动问2闸住,因即与滚筒直接相联,只作自转,没有公转,传动系统变为定轴轮系,齿轮z,做空转。倒替松开(或闸住)工作闸3或制动器2,即可使调度绞车在不停电动机的情况下实现运行相停车。等需要作反向提升时,必须至按下起动按钮,使电动机反向运转。 双行星传动调度绞车即为传动系统中采用两级行星 传动的一种绞车 JD-40型(即JD一3型淮南产)调度绞车也是一种双行层ff动绞车,两级行星传动都装在滚筒腹内,并采用浮动连接,达到在尽量减小绞车外形尺寸的条件下,滚筒宽度较宽,增加容绳量,延长提升距离,在采区生产能力允许条件下代替采区上山绞车使用;又因设计牵引力较大,提升运输较笨重的综采综掘等设备。图5-11 JD-25型(即JD-2型徐州产)调度绞车传动系统图 1-滚筒;2-制动闸;3-工作闸;4-底座;5-电动机5.4.3 内齿轮调度绞车的使用新到的绞车在安装以前,应再作一次检查,察看在运输过程中有无零件短缺及损伤情况,并进行空运转试验。当在地面或井下作永久性安装时,绞车皮安装在混凝土的基础上。绞车在并下作临时性装设时,则必须安装在乎坦的底板k,为此应先将底披上的浮煤、碎石清理干净。如底板不平,要加垫枕木使绞车乎稳,而后再用四根木桩固定。调度绞车的操作极为简单,整个动作就是启动和关闭电动机及用手交替操纵制动手把,其传动程序如下:起动电动机,传动齿轮开始运转,此时,滚筒上的制动带应煞住,大内齿轮上的制动带应松开,这样该筒不转动,仅大内齿轮回转。欲开动滚筒,必须将滚筒一侧的制动带完全松开,而特大内齿轮上的制动带刹紧,这时短筒回转并缠绕钢丝绳进行工作。如欲使工作中的绞车暂时停止运转,应将大内齿轮上的制动带松开,而将滚筒上的制动带煞紧。需稍微调度被牵引负载物的位置时,只需交替提起或下压左、右制动手把,使滚筒一转一停即可。在操纵制动手把时,应注意定位鞘、活节螺栓及垫板等零件的保护。如停车时间较长,应将电动机关闭。此时,如钢丝绳处于拉紧状态,为防止其向下坠滑,滚筒上的制动机必须牢牢地闸住。如果利用绳端重物放绳使滚筒反转,应将电动机倒转,先闸住滚筒,使绞车进入正常运转,然后松开滚筒上的制动手把,刹紧大内齿轮上的制动轮,滚筒印在电动机驱动下正常反转,而无过速之虞。下放的速度,可借制动带对滚筒进行半制动来加以控制。5.4.4 “少齿差”传动调度绞车简介“少齿差”传动调度绞车,零件少,重量轻,结构简单紧凑,传动效率高,操作简便可靠。国内先后试制定名的有JD22型、JD1型和BJD10型等“少齿差”传动调皮绞车。5.5 回柱绞车回柱绞车主要用于回采工作面中的回柱放顶,亦可用来拖运重物和调度车辆。5.5.1 回柱绞车的使用情况回柱绞车主要用于回采工作面中的回柱放顶,也可以用来拖运重物和调度车辆。回柱绞车在回采工作面的布置方式有以下几种:1) 安置在风巷内,距回采工作面约2030米。2) 安设在回采工作面上端,紧靠回风巷上部和密集支柱之间。3) 安设在工作面上,工作面上有数台绞车同时回柱,加快回柱速度。这种布置方式对浅截深的机采工作面尤为重要。5.5.2 回柱绞车结构的一般分析按驱动机构分:1) 手摇式回柱绞车用于人工回柱,一般只作辅助作业,或在回收金属支柱时使用。2) 风动回柱绞车拉力大,重量轻,适用于我国西南地区的超级瓦斯矿,但是风动回柱绞车成本较高,使用范围受到限制。3) 电动回柱绞车电动回柱绞车适用范围最广,目前各制造厂生产的多为电动回柱绞车。按滚筒结构分:按滚筒结构分,有缠绕式滚筒、摩擦式滚筒和链条滚筒三种。链条滚筒由于链条较重,不宜太长,使用这种回柱绞车的极小。缠绕式滚筒具有一定的容绳量,操作简单,使用范围广,但体积和重量都比较大,现在生产的回柱绞车以采用缠绕式滚筒的较多。按传动机构分:1) 普通蜗杆蜗轮传动采用普通的蜗杆蜗轮传动机械效率低,具有结构结实耐用的优点,但体积重量都很大,搬运困难,不适于井下狭窄环境和经常移动的特点,故此类回柱绞车不在生产。2) 圆弧面蜗杆传动现在生产的各种回柱绞车均采用圆弧面蜗杆传动,机械效率提高到约为0.850.9,机器的体积和重量都相应减小。1回校绞车在回采工作面的布置方式有以下三种:1)安置在回风苍内,距回采工作面约20-30米。这种布置方式适用条件尤其足煤层倾角较大,顶板破碎,压力较大的工作顶。但这种布置方式会影响回风巷的运料工作。每一次回柱需移动导向轮,钢丝绳绕过导向轮。拐弯,摩擦阻力增大,钢丝绳容易损坏。按这种方式布置的回柱绞车,必须沿钢丝绳牵引力向长条式布置,绞车宽度不应超过900毫米,过宽则会堵塞巷道。因为运料工人常常从机体旁经过,齿轮一定要密闭,不然就容易引起事故。 2)安设在回来工作顶上端,紧靠通风巷上部和密集支柱之间。这种布置方式当顶板较煤层倾角较小的条件下采用。但每进行一个循环都须移动绞车,且需移开柱子,因而不够方便。在工作面上方顶板压力较大时,机座受力容易变形,能引起齿轮啮合不良,甚至回柱绞车有被压埋的危险。 3)安设在工作面上,工作面上有数台绞车同时回柱,加快回车速度。这种布置方式对较
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