【精编】毕业设计矿井提升机图

1、毕业设计矿井提升机图目录前言41、绪论51.1 矿井提升机的任务及其地位51.2 矿井提升机的发展历程91.2.1 缠绕式提升机的发展状况91.2.2 各个系列提升机的主要特点91.3 矿井提升机的类型和工作原理121.3.1 矿井提升机的类型及其组成部分的特点121.3.2 矿井提升机的工作原理102提升机的选型和计算201.1.1 罐笼选择201.1.2 钢丝绳设计及选择211.1.3 提升机的选用212.2 提升机的运动学计算222.2.1 选择加减速度222.2.2 速度各参数的计算222.3 提升动力学计算232.3.1 预选电动机232.3.2 提升系统的变位质量232.3.3 力

2、图的计算243提升机减速器的设计253.1 减速器的作用253.2 减速器的国内外现状253.3 减速器的总体设计273.3.1 拟定传动方案273.3.2 电机选型283.3.3 传动装置的总传动比及其分配283.3.4 计算传动装置的运动和动力参数283.4 齿轮设计293.4.1 高速级齿轮设计293.4.2 低速级齿轮设计333.5 轴的设计373.5.1 减速器高速轴1的设计373.5.2 中间轴2的设计413.5.3 低速级轴3的设计424提升机制动装置的结构设计444.1 矿井提升机制动装置的功用及类型444.1.1 制动装置的功用444.1.2 制动装置的类型454.1.3 制

3、动系统的要求454.2 制动装置的有关规定和要求 464.3 制动器的主要类型474.3.1 块闸制动器474.3.2 综合式制动器494.3.3 盘式制动器504.4 液压盘式制动器的结构和工作原理514.4.1 液压盘式制动器的结构514.4.2 液压盘式制动器的工作原理524.5 盘式制动器的设计计算534.5.1 盘式制动器工作时所需制动力534.5.2 每副闸应有的制动力矩554.6 盘式制动器的调整和维护554.6.1 闸瓦间隙的调整554.6.2 蝶形弹簧的检查564.7 提升机液压工作站的设计564.7.1 液压站的功用564.7.2 对交流拖动提升机液压站的工作要求574.7

4、.3 液压站的组成部分574.7.4 液压站类型及其结构原理584.7.5 制动力的调节624.7.6 液压站的维护及注意事项66总结67致谢68参考文献69附录70前言我国是个能源大国，也是矿山机电设备制造和使用大国。从20世纪50年代仿造第一台矿井提升机以来，至今已设计制造、使用了近600多台。随着社会需求和现代技术的高速发展, 矿山工业企业亟待生产设备及设施的机械化、 电气化、现代化。 而矿山工业的提升机是咽喉设备，产品不断更新换代，老产品 运行年深日久，原本落后的结构问题暴露突出，故障增多，严 重影响矿山的安全运转，抑制了矿山工业的高速发展，给国民 经济带来了不良的影响。随着国内矿井生

5、产量的日新月异的提高，对提高提升机的 安全性、可靠性、生产效率以及整机自动化运行水平，降低操 作者及维护人员的劳动强度、处理设备事故的速度与对策等， 成了迫切要求。本次设计是关于2JK-2.0/20单纯缠绕式矿井提升机的设计, 在本次设计中将大学四年所学习的材料力学，理论力学，机械 制造，机械设计，机械制图等知识进行了一次综合的运用。本 次设计不仅是对大学所学知识的总结和巩固而且为以后进入社 会参见工作积累了一定的经验，本次设计是个难得的学习机会。在毕业设计过程中，通过上网查资料，图书馆借书，我逐 步认识了矿井提升机的工作原理和基本构造，为我能够圆满完 成设计任务奠定了良好的基础。另外我要特别

6、感谢这次毕业设计的指导老师，刘建慧老师不仅给我提供了矿井提升机的相关资料而且给了我不少有用的建议，给我带来莫大的帮助。由于 本人理论水平有限，实践经验较少，本次设计就难免有错误和 考虑不足之处，敬请各位老师以及阅读者提出宝贵的意见和建 议。1、绪论1.1 矿井提升机的任务及其地位煤炭是我国的主要能源，又是重要的化工原料。煤炭被誉 为黑色金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的 的主要能源之一。虽然它的重要位置已被石油所代替，但在今 后相当长的一段时间内，由于石油的日渐枯竭，必然走向衰败, 而煤炭因为储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭气化等 新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭必将成

7、为人类生活中 的无法代替的能源之一。我国既是煤炭生产大国又是消费大国， 而根据我国的国情，在我国一次性能源结构中，煤炭所占的比 重一直是70 %以上，在今后相当长的时期内，煤炭仍然是我国 的主要能源，故煤炭对我国的重要性不言而喻。随着我国经济 的不断改革开放，煤炭工业必将高速持续地向前发展。矿井提升是煤炭生产过程中必不可少的重要生产环节。从 井下采煤工作面采出的煤炭，只有通过矿井提升设备运到地面， 才能加以利用。可以说，矿井提升是矿井生产的“咽喉”，其设 备在工作中一旦发生故障，将直接影响生产，甚至造成人身伤 亡。止匕外，矿井提升系统的耗电量很大，一般占矿井生产总耗 电量的50 %-70 %。

8、因此，合理选择维护使用这些设备，使之 安全可靠、经济高效地运转，对保证矿井安全高效的生产，对 提高煤炭企业的经济效益.都具有重要的现实意义。由于矿井 提升设备是在并下巷道内和井简内工作，空间受到限制，故要 求它们结构紧凑，外部尺寸尽量小；又因工作地经常变化，因 而要求其中的许多设备应便于移置；因为井下有瓦斯、煤尘、 淋水、潮湿等特殊工作条件，还要求设备应防爆、耐腐蚀等。此外，矿井提升设备是一大型的综合机械一电气设备，具成本 和耗电量比较高，所以，在新矿井的设计和老矿井的改建设计 中，确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体条件，在保证提升设备在选型和运转两个方面都合理

9、的前提下，要求提升设备具有良好的经济性。1.2 矿井提升机的发展历程1.2.1 缠绕式提升机的发展状况缠绕式提升机的发展是为适应我国矿山建设的需要，国产提升机大致可分为仿苏、改进及自行设计等三个阶段。19531958年期间生产仿苏产品BM系列提升机；KJ系列提升机是19581966 年期间生产的仿苏改进产品；JKA系列是在KJ型基础上的改进产 品；XKT系列提升机是1971年7月开始生产的自行设计产品， 后又改为XKT-B系列，是已成批生产的新型矿井提升机。时至今 日，中信公司生产的产品最齐全， JK/E, JKM, JTP, 2JTP, JT 等等。1.2.2 各个系列提升机的主要特点A.K

10、J型矿井提升机1 .）主轴装置采用铸铁法兰盘；2 .）调纯装置为手动蜗轮蜗杆式；3 .）制动器为角移式;4 .）液压传动装置为手动杠杆控制的三通阀和电磁铁控制的四 通阀；5 .）深度指示器为机械牌坊式；6 .）减速器为渐开线人字齿轮减速器。8 .JK （A）型矿井提升机1 .）调纯装置为电动蜗轮蜗杆式；2 .）制动器为综合式，改善了闸瓦的磨损情况；3 .）液压传动装置为手动控制的低压电液调节阀和电磁铁控制 的安全三通阀，操纵省力，易于实现自动化和半自动化控制；4 .）减速器采用圆弧人字形齿轮减速器；提高了承载能力并减 轻了重量。C.XKT型矿井提升机1）滚筒为焊接结构，重量轻；5 .）采用液压

11、齿轮式快速调纯装置，调纯省力省时；6 .）采用圆盘制动系统（包括圆盘式制动器和液压站两部分）此种系列具有以下的优点：（1）安全性较高； （2）制动力矩可调性好;(3)惯性小、动作快、灵敏性强;(4)结构紧凑、外形尺寸小、重量轻；(5)通用性好；(6)安装、使用及维护比较简单；4 .)采用圆弧齿轮减速器，提高了承载能力，减轻了重量；5 .)采用了圆盘深度指示器。XKT系列矿井提升机与KJ和JK (A)系列比较，有以下的优 点：1)提升能力平均提高25% ,重量平均减轻25% ,2)采用了一些新技术、新结构，如：盘式制动器、液压站、快速调绳装置、微拖动装置等3)通用化程度高。D.GKT系列矿井提升

12、机采用JSZ-2 X500型双力线中心驱动减速器，结构紧凑，传动 平稳，噪音小。并采用双列向心滚动轴承，传动效率高，在实际 工作中厂家建议传动效率取0.850.9 ;滚筒为整体焊接结构(2m提升机可根据用户要求，供应分割 的焊接滚筒和制动盘)，采用滚动轴承支座。双滚筒提升机的主轴装置，具有液压操纵的、在结构上作了改进的齿轮离合器，调纯操作时间仅司机一人即可完成，节省了时间和人力；配有自整角机传动的圆盘深度指示器（2m提升机若用户要求时，可以改供给牌坊式深度指示器）；制动器为综合式的液压开启的盘式制动器；采用集中控制的操纵台。1.3矿井提升机的类型和工作原理1.3.1 矿井提升机的类型及其组成部

13、分的特点提升机是矿井提升设备的主要组成部分，目前我国生产及使用的矿井提升机，按其滚筒的构造特点可分为三大类，即单纯缠绕式、多纯摩擦式及内装式提升机。单纯缠绕式提升机在我国矿井提升中占有很大的比重，目前在竖井、斜井、浅井、中小型矿井大量使用。其工作原理是把钢丝绳的一线固定缠绕在提升机的滚筒上，另一端绕过井架上的天轮悬挂提升容器，利用滚筒转动方向的不同，将钢丝绳缠上或放松，完成提升或下放重物的任务。多纯摩擦式提升机具特点是靠钢丝绳与摩擦轮之间的摩擦力传动，这种提升机由于具有安全可靠、体积小、质量小，适用于深井提升等优点，在 我国矿井提升中也已得到较广泛的应用。内装式提升机是世界上近年来研制成功的一

14、种全新的新型提升 机，从提升机的工作原理来看，它亦属于摩擦提升范畴，但它 实现了 “内装”。所谓内装，就是格拖动电机直接装在摩擦轮内 部，使电机转子与摩擦轮成为一体。内装式提升机摩擦轮的外 观与一般的摩擦式提升机毫无区别，但它却把由电动机、减速 器和摩擦轮组成的常规式，发展成为省去减速器，而使摩擦轮 相当于电动机的转子，主轴相当于电动机定子的高度，结构新 颖的提升机。同时为了使内部电动机冷却，主轴可以做成空心 轴作为冷却风道，这样减少了设备结构重量又减少了提升系统 的转动惯量。世界上第1台内装式提升机于1988年在德国豪斯 阿登矿投入运行，我国的开滦矿业集团东欢坨煤矿也于 1992年 从德国引

15、进了 1台内装式提升机，迄今设备运行良好。内装式提升机是提升机的机械与电气高度一体的完美结合，由于它体积小.重量轻、基础设施简单、设备造价低、运行费 用低，与传统的提升机相比，其各项技术、经济指标都显示出 了很高的优越性，引起了国际提升界极大的关注。内装式提升机的问世，是提升机领域里的一个新的里程碑，它不但对提升 机制造业产生巨大影响，还对矿井提升机的使用、维修也将引起变革，迫使人们用全新的概念去评价提升机性能的优劣。内 装式提升机的研制，在我国尚属空白，应给予足够重视，以促 进国内提升机的发展，赶超世界先进水平。1.3.2 矿井提升机的工作原理按工作原理的不同，矿井提升机可分为两类，如图 1

16、-1所 示。图1-1矿井提升机按工作原理的分类单纯缠绕式提升机的工作原地如图1-2所示，简单地说， 就是用一根较粗的钢丝线在卷筒上缠上和缠下来实现容器的提 升和下放运动。提升机安装在地面提升机房里，钢丝纯一端固 定在卷筒上，另一端绕过天轮后悬挂提升容器。图 1-2所承为 单纯缠绕式单卷筒提升机，卷筒上固定两根钢丝纯，并应使每 根钢丝绳在卷简上的缠绕方向相反。这样，当电动机经过减速 器带动卷简旋转时，两根钢丝绳便经过天轮在卷筒上缠上和缠 下，从而使提升容器在井筒里上下运动。不难看出，单纯缠绕 式提升机的一个根本特点和缺点是钢丝绳在卷筒上不断的缠上 和缠下，这就要求卷简必须具备一定的缠绕表面积，以

17、便能容 纳下根据井深或提升高度所确定的钢丝绳悬垂长度。单纯缠绕 式提升机的规格性能、应用范围及机械结构等，都是由这一特 点来确定的。单纯缠绕式双卷筒提升机具有两个卷简，每个卷筒上固定 一根钢丝纯，并应使钢丝绳在两卷筒上的缠绕方向相反，其工 作原理和特点与单卷筒提升机完全相同。多纯摩擦式提升机的 工作原理与单纯缠绕式提升机不同，钢丝纯不是固定和缠绕在 主导轮上，而是搭放在主导轮的摩擦衬垫上，如图 1-3所示, 提升容器悬挂在钢丝绳的两端，在容器的底部还悬挂有平衡尾 纯。提升机工作时，拉紧的钢丝绳必须以一定的正压力紧压在 摩擦衬垫上。当主导轮由电动机通过减速器带动向某一个方向 转动时，在钢丝绳和摩

18、擦衬垫之间使发生根大的摩擦力，使钢 丝纯在这种摩擦力的作用下，跟随主导轮一起运动，从而实现 容器的提升和下放。不难看出，多纯摩擦式提升机的一个根本 特点和优点是钢丝绳不在主导轮上缠绕，而是搭放在主导轮的 摩擦衬垫上，靠摩擦力进行工作。同样，多纯摩擦式提升机的 规格性能、应用范围和机械结构等，都是由这一特点来确定的。多纯摩擦式提升机特别适应于深井和大产量的提升工作。多纯 摩擦式提升机与单纯缠绕式提升机比较，在规格性能、应用范 围、机械结构和经济效果等方面都优越得多，就深井和大产量 来说，是竖井提升的发展方向。但是，根据我国目前浅井多、 斜并多的特点，单纯缠绕式提升机仍然是目前制造和使用的重 点。

19、对于部分深井和大产量的矿井，则应该合理的选用多纯摩 擦式提升机，而不宜选用大型的单纯缠绕式提升机。图1-2单纯缠绕式提升机工作图1-3多纯摩擦式提升机原理示意图工作原理图1一卷筒；2一钢丝绳；3天轮；1一主导轮；2导向轮；3 一钢丝纯；4 容器；5平衡尾绳4一容器；5平衡尾纯止匕外，还有一种新的提升机类型：布雷尔式提升机。1957年南非工程师RobertBlair发明了多纯缠绕式提升机 （我国称为布雷尔式提升机）。他是基于深井提升的实践，总结了单纯缠绕式和多纯摩擦式提升机存在的问题而产生的。众 所周知，单纯缠绕式提升机在井深超过 1500m时，其主、尾纯 和摩擦衬垫的寿命都几乎下降，而且还会出

20、现主纯震动和尾纯 难以管理等问题。为了保证钢丝绳的使用寿命，规定钢丝绳的 任意断面处的应力不应过大（一般不应大于），而摩擦提升机采用 尾纯，在容器与钢丝连接处的钢丝绳断面上，静力随容器位置 的不同而改变的幅度很大，约为。如果以应力波动值不大于计 算，则提升高度的极限约为 1700m o布雷尔提升机不用尾绳， 克服了这些弱点。又无防滑问题。出现的问题是体积大功耗大。布雷尔提升机实际上是在较宽的卷筒上安装一个中间挡板， 把一个卷筒分隔成两段，每段缠绕一根钢丝纯，每个卷筒上的 两根钢丝绳，绕过天轮以后共同连接到一个提升容器上，可见 提升原理与单纯缠绕式无异，只是用两根钢丝绳代替一根钢丝 纯，因此纯径

21、和卷筒直径相对减小了。布雷尔提升机有三种不同的布置方式。如图 1所示，其中 （a）为前后排列齿轮传动方式；（b）为直线布置式；（c）为 电机直联分别拖动式。布雷尔提升机在结构上有如下特点：1）卷筒上的两个缠绕间隔，必须设计成缠绕相同圈数和相 同层数的钢丝绳，以保证两根纯中拉力平衡。2）应进肯呢个缠绕多层以减少卷筒的宽度，实际证明，缠四层甚至是五层是无困难的，为了减少多层缠绕带来的纯弦震 动和钢丝绳排列不齐的挤压喝磨损，一般多采用平行纯槽（LeBus纯槽），并很好地设计间层过渡楔。3）以为两根钢丝绳连在一个提升容器上，就存在如多纯摩 擦提升的钢丝绳拉力平衡问题，布雷尔提升机使用两种平衡方 法。一种是平衡轮法，如图 2所示，两根钢丝绳以相反方向在 平衡轮上缠绕数圈并固定在平衡轮上，拉力不平衡时，平衡轮 可以转动。另