单绳缠绕式双卷筒提升机设计[毕业论文+Solidworks模型+CAD图纸]

机械设计毕业论文：缠绕式双卷筒提升机设计含论文，CAD图纸，开题报告

单绳缠绕式双卷筒提升机设计[毕业论文+Solidworks模型+CAD图纸]

摘　要

单绳缠绕式矿井提升机的工作原理：钢丝绳的一端用钢丝绳夹持固定在卷筒幅板上，另一端经卷筒的缠绕后，通过井架天轮悬挂提升容器。这样，利用主轴旋转方式的不同，将钢丝绳缠绕上或放松，以完成提升或下降容器的工作。

主轴装置是单绳缠绕式矿井提升机的主要工作机构，它的作用是： ①缠绕提升机钢丝绳；②承受各种正常载荷(包括固定载荷和工作载荷)；③承受各种积极情况所造成的非常载荷。在非常载荷作用下，主轴装置部分不应有残余变形。单绳缠绕式矿井提升机的主轴装置是其核心部件，要求我们应认真设计，精心制造，这对于确保矿井提升机安全可靠运行，预防和杜绝故障及事故的发生，也具有十分重要的意义。

本设计根据生产实际和预选的数据，以提升机的配套设备为核心，经过科学的计算和分析，设计、选择了一套矿井提升机的传动系统设备，并采用了光电测速传感器作为深度指示系统的数据采集装置，实现了从机械控制到数电控制的转变，同时为提升机控制系统的技术改造奠定了基础。

关键词：提升机，主轴，制动器，光电测速传感器

ABSTRACT

What the principle of the single rope twines mine pit elevator is that: One end of the steel wire rope is fixed to Winding by the steel wire rope nip, another end after twined hangs and promotes the vessel by derrick wheel. In this way, we make use of the differences of the revolve way to twine or relax the steel wire rope so that to complete the vessel to step up or drop down.
Main axle is the core part of the mine elevator. Its functions are: ① the steel wire rope of twines the type mine pit elevator ; ② endure a kind of normal load( including fixed load and work load ); ③ endure the kinds of unusual load which is result from positive situation. Under the unusual load function, the part of the main axle equipment should not remain remaining distortion. It required us to be careful designing and manufacture when designing and manufacturing. Only in this way, we can prevent the occurrence of failures or accidents .Obviously, the possesses is very significance.

This design is on the basis of the data which are chosen by advance and actually, take the elevator supplementary equipment as the core, after the analysis and computation in science, has designed and chosen a set of the transmission system of the mine pits elevators, and used the electrical-light sensor as the equipment of the indicating system which to measure the amount of the depth of the tank. It enforced the change from the mechanically control to the numerical control, at the same time, has laid the foundation for improve the control system of the elevator.

KEY WORDS: elevator, main axle, brake, electrical-light measurement velocity sensor

目 录

1 前 言 1
1.1提升机的用途和发展概况 1
1.2提升机的结构和用途 2
2 课题设计简介 5
2.1设计课题 5
2.2设计步骤 5
2.3设计思路 5
3 JK—3提升机 (Ｅ系列)主轴装置的原始资料 6
3.1本产品的型号、名称 6
3.2本产品的性能指标和设计参数 6
4 JK—3提升机（E系列）的选择和设计 7
4.1 JK—3矿井提升机的工作原理和主要结构 7
4.1.1主轴 7
4.1.2卷筒 7
4.1.3主轴承 8
4.1.4盘形制动器装置 9
4.1.5深度指示系统 9
4.1.6减速器 10
4.1.7联轴器 10
4.2主轴装置的设计依据 11
4.2.1钢丝绳 11
4.2.2卷筒宽度 11
4.2.3钢丝绳最大静张力 11
4.2.4钢丝绳最大静张力差△F 12
4.2.5最大提升速度Vmax 12
4.2.6电动机功率PN 12
4.3主轴的选择 13
4.4主轴的设计 13
5 主要通用部件的选型计算 15
5.1盘形制动器 15
5.2减速器 15
5.3齿轮联轴器 16
5.4弹性棒销联轴器 16
6 主轴的校核 17
6.1主轴强度校核 17
6.1.1工况一:提升开始, 。 18
6.1.2工况二:提升终了, ， 。 21
6.2主轴挠度校核 26
6.2.1工况一:提升开始 27
6.2.2工况二:提升终了 27
7 轴承寿命计算 29
7.1左轴承 29
7.2右轴承 30
8 螺栓联接的计算和校核 31
8.1螺栓选用型号 31
8.2高强度螺栓平面摩擦联接校核 31
8.3受扭转力矩铰制孔螺栓强度计算 31
9 机器的安装调试和维护 33
9.1机器的安装要求 33
9.1.1主轴装置 33
9.1.2卷筒 34
9.1.3盘形制动器 34
9.1.4电动机 34
9.1.5减速器 35
9.2机器的调整 35
9.2.1产品空运转试验要求 35
9.2.2机器的负荷试车 36
9.2.3机器的加载试车 36
9.3机器的维护和保养 37
9.3.1机器的维护和安全使用 37
9.3.4制动器的保养 37
9.4机器故障的排除 38
结 论 40
致 谢 41
参考文献 42
附录① 单绳缠绕式提升机设计规范(摘录) 44
附录② 光电测速传感器 52

1 前 言

1.1提升机的用途和发展概况

提升机是矿山大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具，在矿山生产建设中起着重要的作用。矿井提升机主要用于煤矿、金属矿和非金属矿中提升煤炭、矿石和矸石、升降人员、下放材料、工具和设备。

矿井提升机与压气、通风和排水设备组成矿井四大固定设备，是一套复杂的机械——电气排组。所以合理的选用矿井提升机具有很大的意义。

矿井提升机的工作特点是在一定的距离内，以较高的速度往复运行。为保证提升工作高效率和安全可靠，矿井提升机应具有良好的控制设备和完善的保护装置。矿井提升机在工作中一旦发生机械和电器故障，就会严重地影响到矿井的生产，甚至造成人身伤亡。

熟悉矿井提升机的性能、结构和动作原理，提高安装质量，合理使用设备，加强设备维护，对于确保提升工作高效率和安全可靠，防止和杜绝故障及事故的发生，具有重大意义。

矿井提升机已有很长的发展历史。早在八百多年以前，我国古代劳动人民就发明了轱辘，用手摇骨碌从地下提升煤炭和矿石，以后发展成畜力绞车。十九世纪，由于电力的发展，电力拖动的提升机逐渐代替蒸汽提升机。近几十年来，矿井提升机有了更大的发展，出现了多绳摩擦式提升机以及先进的拖动和控制系统。目前，国外的矿井提升机正向体积小、重量轻和自动化的方向发展，以适应深井和大量的需要。

解放以前，我国根本不能制造大型矿井提升机。解放以后，我国建立了矿井提升机的制造工厂，并已由仿制和改进国外产品发展到能自行设计和制造。目前，我国已能成批生产近代化的大型矿井提升机。
1958年，我国设计并试制成功第一台DJ2*4多绳摩擦式提升机，为我国矿井提升机的制造和使用开辟了一个新的领域。目前，我国已能成批生产JKM型多绳摩擦式提升机，并正在逐渐形成多绳摩擦式提升机的新系列。

1.2提升机的结构和用途

每台提升机都由若干部分组成：主轴、缠绕机构、轴承和主制动器。这些便是基本部分。缠绕机构有好几种，最常用的结构是单圆柱形滚筒及双圆柱形滚筒。对于单圆柱形滚筒，两根钢丝绳功用一个滚筒缠绕面；第一根钢丝绳自滚筒松开而相应地漏出的滚筒面由另一根钢丝绳缠上。对于双圆柱形滚筒，没根钢丝绳都缠绕在特有的滚筒上，即在任何时刻钢丝绳都只是缠在两支滚筒总缠绕面的一半上。在这种情形下，一个滚筒结实地固定在主轴上，另一个则活套在主轴上，借助于离合器与主轴相连，以便在必须时可使二滚筒作相对转动。滚筒相对转动的可能行使得提升设备的操作变得容易，因为可以容易地调节由于钢丝绳弹性变形而逐渐伸长的长度。此外，还可以补偿由于对钢丝绳做周期性的试验而截下的长度。依次，在每个滚筒的表面除了等于提升高度的钢丝绳长度外尚需附加30米长的钢丝绳，这样才有可能当滚筒作相对转动以使一根钢丝绳的铅垂长度增加时并不使另一根钢丝绳缩短。当有双滚筒提升机时还可能更换操作水平。当上容器停在井口车场时而下容器移至新的位置。这在一个提升水平但有个承受台时也是需要的，例如翻转式罐笼当提升重物及提人时容器的终端位置是不同的。当用单滚筒或滚筒的离合器不作用时，除原定水平外，如要服务于另一水平或承受台则仅能用一个提升容器；第二个容器不过起着平衡锤的作用，此时，提升生产率骤然减少一半。

提升机的第二个重要部分为把电动机的转动传到安置有缠绕机构的主轴上的减速器。减速器结构因其类型、用途不同而异。但无论何种类型的减速器，其基本结构都是由轴系部件、箱体及附件三大部分组成。轴系部件包括传动件、轴和轴承组合，轴承组合包括轴承、轴承盖、密封装置以及调整垫片等。减速器箱体上用以支持和固定轴系零件，保证传动件的啮合精度、良好润滑及密封的重要零件。箱体质量约占减速器总质量的50/%。因此，在箱体结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗、质量及成本等有很大影响，设计时必须全面考虑。为了使减速器具备较完善的性能，如注油、排油、通气、吊运、检查油面高度、检查传动件啮合情况、保证加工精度和装拆方便等，在减速器箱体上常需设置某些装置或零件，将这些装置和零件及箱体上相应的局部结构统称为减速器附属装置或简称为附件。它们包括：视孔与视孔盖、通气器、游标、放游螺塞、定位销、启盖螺钉、吊运装置、油杯等。

制动器为提升机设备第三个重要部分。制动器直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的部分按结构分为盘式和块式闸等；第四部分是传动机构，是控制并调节制动力矩的部分。按传动能源分为油压、压气或弹簧等；第五部分为深度指示器及与其相连的控制保护装置，其用途为给司机指出提升容器在井筒中的位置；第六部分为操作台，电动机及制动器的操纵手把均匀集中在这里，有时也有离合器操纵手把；提升机最后一部分为油压及压气设备前者为每一机器所必备的；并且在油压制动传动时，它需作为机器润滑，同时也作为制动装置。当用压气制动时，油压设备所起的作用仅限于机器的润滑，而此时需要附加压气设备，而在油压制动时却不需要附加压气设备。
煤炭、电力工业是国家的支柱产业，国民经济