機械畢業(yè)設(shè)計（論文）-煤礦專用提升容器設(shè)計--箕斗尾繩懸掛裝置設(shè)計【全套圖紙】.doc

學(xué)校代碼：_ 學(xué) 號：0410301063BACHELOR DISSERTATION論文題目：箕斗尾繩懸掛裝置設(shè)計 學(xué)科專業(yè)： 作者姓名： 導(dǎo)師姓名： 完成時間：2008年6月1日 煤礦專用提升容器設(shè)計箕斗尾繩懸掛裝置設(shè)計中文摘要立井多繩箕斗是在煤礦立井中用來配合摩擦輪提升機提升礦物的一種提升容器。目前我國煤礦使用的是JD系列的立井多繩提升煤礦箕斗。該系列箕斗已列入煤炭部部頒標(biāo)準(zhǔn)。在多繩提升系統(tǒng)中，為了減少提升側(cè)與下放側(cè)的張力差，采用平衡尾繩是十分必要的。平衡尾繩一種為扁鋼絲繩，另一種為圓鋼絲繩，二者都滿足使用要求。但扁鋼絲繩目前仍是由人工編織的，成本高，產(chǎn)量少，價格貴且質(zhì)量不能保證。圓鋼絲繩則恰好相反，因此在JD系列多繩箕斗標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中選圓尾繩。本次通過對箕斗尾繩裝置的設(shè)計，了解他們的設(shè)計方法即箕斗尾繩懸掛裝置的零件的安裝、設(shè)計計算、零件的工藝分析、箕斗尾繩懸掛裝置的工作原理，根據(jù)所設(shè)計的箕斗尾繩懸掛裝置的工作需要，合理選擇各個零件，連接件的材料及對所選的材料進(jìn)行相應(yīng)的熱處理。關(guān)鍵詞：立井多繩；提升機；尾繩懸掛裝置；提升系統(tǒng) Vessel design for the up grading coal mine skip tail rope suspension designAbstractShaft more than skip rope is used in the coal mine shaft in the elevator with friction wheel of a mineral upgrade upgrade containers. At present, Chinas coal mines are using the JD series of coal mine shaft more than Shengti or skip. The series has been included in the Coal Ministry skip Buban standards. Shengti or more in the system, in order to reduce lateral raise tension with the decentralization side of the poor, by the end of rope balance is essential. The end of a rope for balance Chen Shui-bian rope, a wire rope for a round, both meet the use requirement. However, Chen Shui-bian is still a rope woven from the artificial, high cost and low production levels, prices and quality you can not guarantee that. Round wire rope is just the opposite, in the JD series of multi-standard design selected skip rope round tail rope. The skip through the end of the rope device design, to understand their design methods that skip the end of the rope suspension parts installation, design, parts of the process, skip the end of the rope suspension principle, the basis of the design Skip tail rope suspension of the work necessary, a reasonable choice of material connecting the various parts of the selected material and woke up the response to heat treatment.Key words: shaft more rope； elevator；the tail rope suspension；upgrade system第一章 箕斗概述51.1提升容器的概況51.2提升容器的輕型化發(fā)展51.2.1容質(zhì)材料的選擇51.2.2輕質(zhì)材料的選擇51.2.3高強鋼的應(yīng)用61.3提升容器的改造61.4JD系列箕斗的自我完善和改造71.4.1JD系列立井多繩提煤箕斗的概述71.4.2JD系列立井多繩提煤箕斗的品種及基本參數(shù)81.4.3JD系列立井多繩提煤箕斗主要部件結(jié)構(gòu)簡述10第二章 多繩箕斗設(shè)計計算122.1已知數(shù)據(jù)122.2箕斗圓尾繩懸掛裝置設(shè)計計算122.2.1連桿及連接銷軸強度驗算（圖2-2）132.2.2吊桿強度驗算（圖2-3）152.2.3連接螺栓強度驗算17第三章.主要零部件的工藝分析183.1連桿的工藝分析183.2吊桿的工藝分析193.3錐形支架的工藝分析203.4錐形套的工藝分析203.5軸承套的加工工藝分析22第四章.箕斗尾繩懸掛裝置的裝配工藝分析234.1螺紋連接要求：234.2.1滾動軸承的安裝：234.2.2滾動軸承的預(yù)緊234.2.3滾動軸承的潤滑244.3錐形套的澆注工藝244.3.1澆注前的準(zhǔn)備工作244.3.2鋼絲繩頭的處理244.3.3澆注25第五章.箕斗尾繩的快速更換方法265.1準(zhǔn)備工作265.2換繩步驟26第六章.多繩摩擦提升系統(tǒng)尾繩斷裂原因及其防護(hù)286.1斷繩原因分析286.2防護(hù)措施29第七章總結(jié)30參考文獻(xiàn)30致謝31第一章 箕斗概述1.1提升容器的概況 在我國煤礦生產(chǎn)中，提升容器是礦井中的主要設(shè)備，包括箕斗和罐籠兩類容器?；犯鶕?jù)使用礦井類型分為斜井提煤箕斗和立井提煤箕斗。因斜井提煤箕斗結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用范圍小。立井提煤箕斗按提升鋼繩的數(shù)量分為立井單繩提煤箕斗和立井多繩提煤箕斗。立井單繩提煤箕斗是在煤礦立井中配合單繩纏繞式提升機提升煤炭的一種容器。在我國曾普遍使用JLG系列單繩箕斗。近年因深井與大型礦井的出現(xiàn)，立井多繩箕斗配合摩擦輪提升機提升礦物得到廣泛應(yīng)用，并且箕斗有向大型化發(fā)展的趨勢。目前我國煤礦大多使用JD系列多繩提煤箕斗，部分礦井使用適合本礦井生產(chǎn)條件的非標(biāo)準(zhǔn)多繩提煤箕斗。1993年部頒了JG系列和JL系列大型多繩提煤箕斗標(biāo)準(zhǔn)，大型箕斗已開始在國內(nèi)礦井中應(yīng)用。罐籠一般用于礦井的副井提升。罐籠的類型按提升鋼繩的數(shù)量分為單繩罐籠和多繩罐籠。單繩罐籠的型式多是單層單車和雙層單車的1t、1.5 t和3t系列罐籠，其結(jié)構(gòu)必須備有防墜器，主要用于中、小型礦井提升。多繩罐籠的形式有每層裝1輛或2輛礦車的單層、雙層、3層和4層罐籠，在我國內(nèi)雙層罐籠應(yīng)用較多，4層罐籠極少應(yīng)用。1.2提升容器的輕型化發(fā)展 提升容器的輕型化方向主要是指容器材質(zhì)的選用和容器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展。1.2.1容質(zhì)材料的選擇根據(jù)提升容器的結(jié)構(gòu)特點、使用工況和現(xiàn)行容器的材質(zhì)構(gòu)成，對容器材質(zhì)的選用重新進(jìn)行討論。選用的材質(zhì)，主要是輕質(zhì)材料和高強鋼，這兩類材料的應(yīng)用，在國內(nèi)輕型容器的方面都有一定的發(fā)展。1.2.2輕質(zhì)材料的選擇輕質(zhì)材料，主要是指鋁質(zhì)輕合金和復(fù)合材料，從國內(nèi)使用輕質(zhì)材料情況統(tǒng)計看，多使用鋁合金的型材和板材。因材料綜合性能受限制，特別是沖擊韌性差，焊后熱影響區(qū)變脆。以鋁合金為主材的容器在我國發(fā)展使用，尚未達(dá)到成熟階段。同鋼制容器相比，輕合金容器造價昂貴，目前在國內(nèi)僅在小型提升容器上使用。 輕合金容器還存在摩擦火花安全性的問題。目前國內(nèi)采用調(diào)整合金組成元素含量和防護(hù)涂層兩種方案進(jìn)行技術(shù)處理，但是前者在連續(xù)摩擦的工況條件下，仍很難解決摩擦火花，而防護(hù)涂層受到摩擦沖擊也很容易破壞。如何解決輕合金摩擦火花問題，國內(nèi)外還處在研究階段。輕合金防腐性能較差，在礦井淋水嚴(yán)重、通風(fēng)不暢的情況下，化學(xué)腐蝕較為嚴(yán)重、通風(fēng)不暢的情況下，化學(xué)腐蝕較為嚴(yán)重。目前國內(nèi)對輕合金板材用陽極氧化表面處理，形成一層保護(hù)性氧化膜，但對提升容器的使用工況條件來說，還不能完全達(dá)到防護(hù)要求。鋁合金的彈性模量約是鋼鐵的1/3，同鋼制容器相比，在受力相同的條件下，鋁制容器相比，在受力相同的條件下，鋁制容器的變化量大，動載荷及動力系數(shù)減?。讳X合金的沖擊韌性差，只相當(dāng)于45鋼的1/2.因此，即便要使用鋁合金容器，設(shè)計時應(yīng)注意以下兩點：（1）當(dāng)受力桿件截面相同時，鋁合金的臨界應(yīng)力比鋼小，其允許應(yīng)力折算系數(shù)也小，設(shè)計計算時應(yīng)進(jìn)行精確的專門計算和驗算。（2）設(shè)計時應(yīng)適當(dāng)加大受力件的安全系數(shù)，使屈服極限有較大的裕度。1.2.3高強鋼的應(yīng)用目前容器本體制作主材是Q235-A型鋼和Q235-A、16Mn板材。若在容器本體的主要受力桿件、盤體和箕斗的斗箱采用高強鋼型材和耐磨鋼板，可在相同受力情況減小板材的斷面尺寸、相同磨損情況減小板材的斷面尺寸，從而降低容器的整體重量。高強鋼在國內(nèi)已開始使用，因其綜合機械性能和價格因素，會在容器的輕型化發(fā)展中有一席之地。當(dāng)前，主要問題是國內(nèi)極少有多規(guī)格的高強鋼型材供應(yīng)。自制焊接高強型鋼，成本高，質(zhì)量不穩(wěn)定，難以適應(yīng)大批量生產(chǎn)使用的需求。對提升容器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，首先建立合理的數(shù)字模型，在保證必需的強度和剛度的同時，適當(dāng)確定各構(gòu)件的最優(yōu)結(jié)構(gòu)形狀和位置尺寸。如對箕斗設(shè)計來講，合理地選擇閘門的結(jié)構(gòu)和安裝位置尺寸，可從總體結(jié)構(gòu)降低箕斗的不平衡度，適當(dāng)減少配重；物料松散力學(xué)在箕斗設(shè)計計算的應(yīng)用，可正確地分析計算箕斗結(jié)構(gòu)受力狀況，精確計算閘門的受力及開閉力等。1.3提升容器的改造由于我國礦井的井型多，新舊程度不同、使用條件各異、地質(zhì)條件復(fù)雜，為滿足礦井的提升需要，許多礦井對原設(shè)計使用容器進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)改造。有的新建礦井直接使用技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理的非標(biāo)準(zhǔn)提升容器，也取得了很大成效。JD系列箕斗為固定曲軌底卸式箕斗，其閘門是采用曲軌連桿下開折頁式平板閘門，閘門開閉是借助安裝在井口卸載位置的國定卸載裝置來完成。閘門的開閉過程在理論上完全可行，但在實際工況條件下還存在下列問題：（1）重箕斗進(jìn)入卸載曲軌，在很短曲線段行程內(nèi)完成卸載，產(chǎn)生沖擊載荷很大，不但對井造成強烈沖擊，而且在沖擊載荷作用下，螺栓孔和軸套嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致閘門運動軌道發(fā)生變化或閉鎖不到位，閘門會自動打開。（2）在運行過程中，因卸載滾輪與卸載曲軌之間存在設(shè)計間隙，箕斗曲軌板與卸載曲軌之間存在設(shè)計間隙，箕斗曲板軌、卸載曲軌的制造、安裝誤差、卸載曲軌襯板磨損過量等原因，使連桿自鎖機構(gòu)動作不到位，而閘門自重和斗箱內(nèi)的壓力方向與閘門開啟方向相同，當(dāng)閘門受到振動和煤流沖擊時，均有被迫開啟的危險。（3）閘門開啟的時伸出箕斗斷面范圍，國內(nèi)也曾發(fā)生過箕斗閘門與溜煤板或其它井筒裝備相撞而造成惡性事故，影響礦井的安全生產(chǎn)。1.4JD系列箕斗的自我完善和改造通過近年來實踐經(jīng)驗總結(jié)，從以下幾個發(fā)面進(jìn)行了完善設(shè)計，來保證JD系列箕斗自動卸載的可靠性和安全性。（1）完善閉鎖機構(gòu)：在曲軌板導(dǎo)向槽上增加反斜角堆焊材料；彈簧夾改成斜坡；增加部分構(gòu)件強度，防止變形影響閉鎖結(jié)構(gòu)工作。（2）改進(jìn)閘門固定支座結(jié)構(gòu)，設(shè)計上止口。（3）增大卸載段的圓弧半徑，改善卸載軌跡，減少連桿軌跡點變化范圍，使軌跡平滑，閘門開啟時所受載荷均勻。1.4.1JD系列立井多繩提煤箕斗的概述立式立井一般都采用箕斗提煤，箕斗有立井單繩提煤箕斗和立井多繩提煤箕斗。立井單繩提煤箕斗是煤礦立井中配合單繩纏繞式提升機提升煤炭的一種容器。我國煤礦曾普遍使用這種形式的箕斗，因為它投資少，便于維護(hù)的設(shè)備。但是，近幾年由于深井與大型礦井的出現(xiàn)，多繩提升設(shè)備得到了優(yōu)先選用。20世紀(jì)70年代我國設(shè)計的大型礦井，為滿足立井200萬以上提升能力的要求，一般需要在一個井筒里布置兩對12噸或17噸箕斗。這樣不僅加大了井筒的斷面，而且基建投資也高，這次我設(shè)計了17噸箕斗、箕斗尾繩懸掛裝置及其各個零部件。 箕斗尾繩懸掛裝置在多繩提升系統(tǒng)中為了減小提升側(cè)與下放側(cè)鋼絲繩的張力差，箕斗尾繩懸掛裝置由連桿、吊桿、錐形支架、錐形套等件組成.1.4.2JD系列立井多繩提煤箕斗的品種及基本參數(shù)JD系列多繩提煤箕斗按罐道分，有鋼絲繩罐道和剛性罐道兩種。鋼絲繩罐道箕斗其罐道布置在箕斗兩側(cè)面的四角，導(dǎo)向用半分滑套。剛性罐道箕斗、采用矩形斷面箕斗、膠輪滾動罐耳，罐道布置在箕斗兩端。JD系列多繩提煤箕斗按裝載方向又可分為同側(cè)裝卸式和異側(cè)裝卸式兩種。結(jié)合罐道和裝卸載方向的不同。JD系列多繩提煤箕斗共有四種型式，即：鋼絲繩罐道、同側(cè)裝卸式多繩提煤箕斗，型號JDS，鋼絲繩罐道、異側(cè)裝卸式多繩提煤箕斗，型號JDSY，剛性罐道、同側(cè)裝卸式多繩提煤箕斗，型號JDG，剛性罐道、異側(cè)裝卸式多繩提煤箕斗，型號JDGY。JD系列多繩提煤箕斗按名義載重量分有4、6、9、12、17五種噸位：按斗箱斷面分，有2200X1100毫米、2300X1300毫米和2400X1550毫米三種尺寸；按提升鋼絲繩數(shù)分，有4繩和6繩兩種。結(jié)合以上不同種類共組成二十八個品種。立井多繩提煤箕斗的基本參數(shù)見表1-1.表1-1 JD系列多繩提煤箕斗多 繩 提 煤 箕 斗 型 號名義載煤量有效容積斗箱斷面2最大終端載荷 鋼 絲 繩 罐 道剛 性 罐 道同側(cè)裝卸式異側(cè)裝卸式同側(cè)裝卸式異側(cè)裝卸式JDS-4/55X4JDSY-4/55X4JDG-4/55X4JDGY-4/55X444.42200x110022JDS-6/55X4JDSY-6/55X4JDG-6/55X4JDGY-6/55X466.62200x110022JDS-6/75X4JDSY-6/75X4JDG-6/75X4JDGY-6/75X466.62200x110030JDS-9/110X4JDSY-9/110X4JDG-9/110X4JDGY-9/110X49102300x130044JDS-12/110X4JDSY-12/110X4JDG-12/90X4JDGY-12/90X41213.22300x130044JDS-12/90X6JDSY-12/90X6JDG-12/90X6JDGY-12/90X41213.22300x130054JDS-16/150X4JDSY-16/150X4JDG-16/150X4JDGY-16/150X41617.62400x155060JDS-17/160X4JDSY-17/160X4JDG-17/160X4JDGY-17/60X41718.22400x155064多 繩 提 煤 箕 斗 型 號主鋼絲繩罐道剛性CDEF同側(cè)裝卸式異側(cè)裝卸式同側(cè)裝卸式異側(cè)裝卸式JDS-4/55X4JDS-4/55X4JDS-4/55X4JDS-4/55X4140080020001250JDS-6/55X4JDS-6/55X4JDS-6/55X4JDS-6/55X4JDS-6/75X4JDS-6/75X4JDS-6/75X4JDS-6/75X4JDS-9/110X4JDS-9/110X4JDS-9/110X4JDS-9/110X4160083021001450JDS-12/110X4JDS-12/110X4JDS-12/110X4JDS-12/110X4JDS-12/90X6JDS-12/90X6JDS-12/90X6JDS-12/90X6JDS-16/150X4JDS-16/150X4JDS-16/150X4JDS-16/150X4185085022001700JDS-17/160X4JDS-17/160X4JDS-17/160X4JDS-17/160X4195088023001750表中型號標(biāo)記示例說明如下：J D S Y-12/110X4提升鋼絲繩數(shù)為4繩每根提升鋼絲繩懸掛裝置的破壞載荷為110噸力箕斗名義載重為12噸異側(cè)裝卸式（同側(cè)裝卸不標(biāo)注）鋼絲繩罐道（剛性罐道標(biāo)記G）立井多繩提煤箕斗1.4.3JD系列立井多繩提煤箕斗主要部件結(jié)構(gòu)簡述 JD系列多繩提煤箕斗有提升鋼絲繩懸掛裝置、框架、斗箱、閘門裝置、尾繩懸掛裝置、導(dǎo)向裝置、活動蓋板和安全蓬蓋等部件組成。井底煤倉的煤炭通過裝載設(shè)備計量斗裝入箕斗斗箱?；诽嵘降孛婧?，借助安裝在卸載位置的固定曲軌打開斗箱底部閘門，將煤卸入井口煤倉。卸載后，當(dāng)箕斗逐漸下放離開卸載位置時，卸載曲軌又將閘門自動關(guān)閉，于是空箕斗即可下放至井底重新進(jìn)行裝載工作。箕斗圓尾繩懸掛裝置如圖（2-1）在JD系列立井多繩提煤箕斗標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中選用圓尾繩。圓尾繩懸掛裝置為轉(zhuǎn)環(huán)式結(jié)構(gòu)見圖（2-1），它由一個單列推力球軸承、兩個單列向心球軸承，以及連桿、吊桿、錐形支架、錐形套等件組成，它的上部連桿用銷軸與框架的尾繩梁連接，下部通過錐形套筒采用合金澆注方法將尾繩繩頭連接起來，尾繩的重量通過連接螺栓直接作用在推力球軸承上，因此圓尾繩在提升過程中由于長度和重量變化引起的扭轉(zhuǎn)力，通過向心推力球軸承的旋轉(zhuǎn)自動消除。多繩提升容器的尾繩數(shù)量不得少于二根。因此四繩箕斗一般采用兩根尾繩，六繩箕斗一般采用三根尾繩。全部尾繩鋼絲繩每米重量要盡可能接近相同。尾繩懸掛裝置的最大工作載荷應(yīng)根據(jù)提升鋼絲繩懸掛裝置最大工作載荷與提升容器 自重和載重之差除以尾繩數(shù)來制定。考慮到箕斗和罐籠能互相通用，WY型圓尾繩懸掛裝置共設(shè)計了四種規(guī)格，其基本參數(shù)及主要尺寸如表1-2所示。表1-2 WY型圓尾繩懸掛裝置基本參數(shù)及尺寸型號參數(shù)及尺寸WY-60WY-80WY-110WY-150WY-160設(shè)計破壞載荷 kgf允許工作載荷 kgf 用于重物提升（箕斗）時 用于人員及重物提升（罐籠）時適用平衡鋼絲繩直徑dW mm適用提升鋼絲繩直徑 mm主吊桿螺紋直徑 d單向推力球軸承型號 重量 kg600006000460028352123M42X38049658000080006200324322.528M48X3841093110000110008500405127.532.5M56X48412128150000150001150045623140M64X48413179160000160001250065755260M80X48420195第二章 多繩箕斗設(shè)計計算以剛性罐道、同側(cè)裝卸式、四繩十七噸提煤箕斗為例進(jìn)行設(shè)計計算。2.1已知數(shù)據(jù)箕斗型號：；名義載重：；有效容積：18.2 mm3；斗箱斷面：2400x1550mm2；箕斗自重：27007kg；最大終端載荷：64tf；2.2箕斗圓尾繩懸掛裝置設(shè)計計算 系列多繩箕斗采用轉(zhuǎn)壞式尾繩懸掛裝置，其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。尾繩懸掛裝置的最大工作載荷應(yīng)根據(jù)容器配用的提升鋼絲繩懸掛裝置的工作載荷、容器的自重和載重等因素來決定?？紤]到箕斗和罐籠均能采用的要求，共設(shè)計了五種規(guī)格的圓尾繩懸掛裝置，其主要技術(shù)特征及各種箕斗的配合情況如表2-1。 表2-1圓 尾 繩 懸 掛 裝 置尾繩懸掛裝置代號設(shè)計破壞載荷tf最大工作載荷tf用于箕斗最大工作載荷tf用于罐籠圓尾繩直徑mm吊桿螺紋直徑mm單向推力球軸承型號重量kg配用箕斗型號WY-6060 6 4.62838M42X3840965JDS4/55X4JDG6/55X4WY-808086.23243M48X3841096JDS-6/75X4JDGWY-110110118.54051M56X48412128JDS9/110X4JDG12/110X4 12/90X6WY-1501501511.54562M64X48413179JDS16/150X4JDGWY-16016016156575M80X48420195JDS17/160X4JDG現(xiàn)以為例進(jìn)行計算2.2.1連桿及連接銷軸強度驗算（圖2-2）對于圓尾繩懸掛裝置，其工作載荷，連桿及銷軸有關(guān)尺寸為：， ，,，。圖2-2連桿上部斷面的拉應(yīng)力孔壁平均壓力按拉密公式計算孔內(nèi)壁拉應(yīng)力連桿下部II-II斷面的拉應(yīng)力孔壁平均壓力按拉密公式計算孔壁拉應(yīng)力上部連接銷軸彎曲強度按中間均部載荷的簡支梁計算下部連接銷軸彎曲程度連桿及連接銷軸材料均為45號鋼，許用拉應(yīng)力取，許用彎曲應(yīng)力去。由以上計算結(jié)果可知、及均小于，及均小于，故強度足夠。 五種圓尾繩懸掛裝置的連桿及連接銷軸強度計算結(jié)果列于表2-2。表 2-2 連 桿 及 連 接 銷 軸 強 度代號單位WY-60WY-80WY-110WY-150WY-16060008000110001500016000amm4045506068mm90100110130136mm100110120140150cmm2023252628dmm5560658090mm78.680.294111.8130mm707785100120Rmm657080100150429444489500511.5273296338313261.4474518573526391.5333348400417476.19273290338313317.46474508573526475.49879011540189753067538400528534691599526.75750010900165002625034400451505601513471.882.2.2吊桿強度驗算（圖2-3）尾繩懸掛裝置吊桿有關(guān)尺寸為：，斷面的拉應(yīng)力孔壁平均壓力按拉密公式計算孔壁拉應(yīng)力吊桿最小直徑在螺紋退刀槽處，此處的拉斷應(yīng)力為吊桿材料45號鋼，許用拉應(yīng)力。計算結(jié)果表明、及均小于，故強度足夠。圖2-3五種圓尾繩懸掛裝置的吊桿強度計算結(jié)果列于表2-3表 2-3 吊 桿 強 度 驗 算代號單位WY-60WY-80WY-110WY-150WY-160kgf60008000110001500016000amm4045506068bmm100110120140130dmm5560658090Rmm657080100150mmmm37.543.5505870333356400417588.2q273296338313261.4474518573526391.5544539561568415.962.2.3連接螺栓強度驗算每個圓尾繩懸掛裝置均用8個螺栓將繩頭錐形套筒與旋轉(zhuǎn)外殼連接如圖2-1所示。螺栓直徑為d，在工作中承受拉力載荷，拉斷應(yīng)力為式中 螺紋內(nèi)徑，；螺栓的有效面積，對于懸掛裝置，；連接螺栓數(shù)量，=8。螺栓材料45號鋼（WY-60、WY-80螺栓材料為35號鋼，WY-150螺栓材料為45號鋼），許用應(yīng)力，故強度夠。五種懸掛裝置的連接螺栓強度驗算結(jié)果列于表2-4表 2-4 連 接 螺 栓 強 度 驗 算代號單位WY-60WY-80WY-110WY-150WY-160kgf60008000110001500016000dmmM16M20M24M24M30F1.4412.2523.2433.2435.31520444424578376.6520520520610610第三章.主要零部件的工藝分析3.1連桿的工藝分析1） 連桿是箕斗內(nèi)一個重要的零件如圖（3-1），連桿的材料為45號鋼。模鍛件成型后安排了正火熱處理。通過正火熱處理可適當(dāng)?shù)靥岣卟牧系膹姸群陀捕?，減小內(nèi)應(yīng)力，避免切削時產(chǎn)生“粘刀子”現(xiàn)象。以下其他模鍛件也如此。圖3-12） 連桿屬小批量生產(chǎn)，可在通用機床上加工。3） 正火處理后銑長136mm寬150mm的端面，再以此端面為定位基準(zhǔn)，在一次裝夾下銑兩個長方體，先銑長136mm寬150mm高150的長方體外端面，再銑長136mm寬68mm高385mm的長方體各端面，保證了長方體各個面與端面的垂直度。4） 以斷面中心軸線為定位基準(zhǔn)夾具裝夾不變，半精鉆的孔，保證了孔軸線與端面的平行度以及端面中心軸線的垂直度。5） 連桿在基準(zhǔn)面上開的長方體槽。因為模鍛精度很高而且與吊桿配合時余量很大，可以不用再加工。3.2吊桿的工藝分析1) 吊桿是箕斗內(nèi)一個重要的零件如圖（3-2），吊桿的材料為45號鋼。模鍛件成型后安排了正火熱處理。通過正火熱處理可適當(dāng)?shù)靥岣卟牧系膹姸群陀捕龋瑴p小內(nèi)應(yīng)力，避免切削時產(chǎn)生“粘刀子”現(xiàn)象。根據(jù)吊桿的技術(shù)要求，有關(guān)表面的基準(zhǔn)線均為外圓的軸線。圖3-22) 吊桿屬小批量生產(chǎn)，可在通用機床上加工。3) 粗磨外圓后在銑長68mm寬130mm高370mm的長方體，能保證長方體有一個精度較高的定位基準(zhǔn)。以軸線為定位基準(zhǔn)銑長方體的各個面。4) 換車床加工，夾具不變，以軸線為定位基準(zhǔn)，車的圓弧，再車的外圓，再以為始圓為終圓車錐角為的外圓錐。在車、的外圓，換刀車的螺紋，在換刀車的倒角。以上的加工可在數(shù)控機床上加工。5) 以長68mm寬130mm的長方形端面和外圓軸線半精鉆的孔，保證了孔軸線與端面的平行度以及與外圓軸線的垂直度。6) 以外圓的上端面和外圓軸線為定位基準(zhǔn)精鉆均布的深40的孔，再在四個均布的孔上攻深32的螺紋。3.3錐形支架的工藝分析1） 錐形支架在箕斗內(nèi)起支承作用，是重要的零部件如圖（3-3），錐形支架的材料是45號鋼，模鍛件成型后安排了正火熱處理。根據(jù)錐形支架的技術(shù)要求，有關(guān)表面的基準(zhǔn)線均為的外圓的軸線。圖3-32） 錐形支架屬小批量生產(chǎn)，可在通用機床上加工。3） 粗磨外圓以外圓軸線為基準(zhǔn)一次裝夾車錐度為的外圓錐，再車的外圓，換刀車的倒角。4） 以軸線為基準(zhǔn)車的倒角。5） 以軸線為基準(zhǔn)精鏜深43的孔。6） 以軸線為基準(zhǔn)在的外圓端面上精鏜的孔。7） 以軸線為基準(zhǔn)半精鉆均布的的孔。3.4錐形套的工藝分析套類零件主要是作為旋轉(zhuǎn)或固定軸類零件的支承，承受軸的徑向力。例如，車床光杠、絲杠的兩端支架的襯套等。而套類零件的內(nèi)表面比外表面的加工困難得多，這是因為：孔加工是在零件內(nèi)部進(jìn)行的，切削情況不易直接用眼睛來觀察；刀桿的截面大小受孔徑的限制，特別是加工孔徑小，長度長的孔時，刀桿細(xì)而長，就導(dǎo)致刀桿剛性差；切屑不易排出，冷卻液較難注入切削區(qū)域；當(dāng)工件壁厚較薄時，加工中零件容易產(chǎn)生變形；內(nèi)孔的測量要比外圓困難，尤其是對小直徑孔的測量。套類零件是以尺寸精度和表面粗糙度為主，而形狀和位置精度，是根據(jù)工件用途來卻定的。圖3-41）錐形套是箕斗內(nèi)一個重要的零件如圖（3-4），錐形套材料為45號鋼，模鍛件成型后安排了正火熱處理。通過正火熱處理可適當(dāng)?shù)靥岣卟牧系膹姸群陀捕?，減小內(nèi)應(yīng)力。根據(jù)錐形套的技術(shù)要求，有關(guān)表面的基準(zhǔn)線均為外圓軸線。2）錐形套屬小批量生產(chǎn)，可在通用機床上加工。3）若錐形套的毛坯加工余量大，而外圓加工余量小時，則第一道工序應(yīng)以外圓定位加工錐孔；反之，有頭道工序以錐孔加工外圓，即粗基準(zhǔn)選在加工余量最小的表面。4）在錐形套筒內(nèi)的錐孔上開了四個錐形槽，它們在鍛造時成型加工出來，沒有技術(shù)要求，只是在裝配的時候開的四個工藝錐槽。5）粗磨外圓以外圓軸線為基準(zhǔn)車R10的倒圓角車的外圓，裝夾不變車的倒角。6）以外圓軸線為基準(zhǔn),車的倒角。7）以外圓軸線為基準(zhǔn), 半精鉆均布的的孔。3.5軸承套的加工工藝分析圖3-51）該軸承套是箕斗尾繩里的軸承套，對軸承起保護(hù)作用。并且對整個裝置起定位和支承作用，該軸承套屬薄壁套筒內(nèi)工件，形狀簡單而技術(shù)要求較高如圖（3-5）2）為保證軸承套的尺寸精度、形狀和位置公差、技術(shù)要求的實現(xiàn)，在精加工前可進(jìn)行除應(yīng)力的熱處理。3）軸承套的孔徑與壁厚的比值已經(jīng)達(dá)到66倍，壁厚僅為4mm，導(dǎo)致半徑方向的剛性差，如用三爪卡盤夾住工件外圓，卡爪夾緊處的外圓就會產(chǎn)生明顯的彈性變形。若半精車，磨削加工后內(nèi)孔的彈性變形部分被車削，磨削掉，內(nèi)孔在機床上測量是圓的，一但放松卡爪，取下工件，內(nèi)孔的彈性變形部分則恢復(fù)，其內(nèi)孔的幾何形狀成為三角形或多角形。4）對于其工件特點可以采用軟卡爪裝夾，以增大卡爪和工件的接觸面積。用軟卡爪裝夾工件，軟卡爪是未經(jīng)淬硬的卡爪，形狀與原來的硬卡爪相同，使用時，把硬卡爪前半部分拆下，換上軟爪，用螺釘連接，如果卡爪是整體式的，可以用舊的硬卡爪在夾持面上焊一塊鋼料、焊上軟卡之后，必須用鏜孔車刀把軟卡的夾持面進(jìn)行車削，車削卡爪的直徑跟被夾的零件應(yīng)基本相同，并車出一個階臺，可使工件端面正確定位。在車軟爪之前，為了消除間隙，必須在卡爪內(nèi)端夾持一段稍小于工件直徑的定位圓柱，待車好后拆除。用軟卡爪裝夾工件能夠保證位置精度，同時也可以減少找正時間，及防止夾傷零件。第四章.箕斗尾繩懸掛裝置的裝配工藝分析裝配工藝是決定機器質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。機器設(shè)計的技術(shù)要求，需要通過良好的裝配工藝才能達(dá)到。4.1螺紋連接要求：1） 裝配螺栓時應(yīng)該要保證適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力；2） 螺栓桿部在裝配時不應(yīng)產(chǎn)生彎曲變形；3） 螺栓的頭部、螺母端面應(yīng)與被連接件接觸良好；4） 裝配時應(yīng)按一定順序擰緊螺母。4.2滾動軸承裝配4.2.1滾動軸承的安裝： 清洗軸承，加熱清洗軸承的防銹油脂。經(jīng)過清洗的軸承應(yīng)該保持清潔。 滾動軸承裝配時的壓力應(yīng)直接加在待配合的套圈端面，不允許通過滾動體傳遞壓力。除壓入法外，對過盈量較大的配合也可以采用加熱法和冷縮法。 軸承內(nèi)圈與軸徑配合較緊，因此先將軸承裝在軸徑上，然后連同軸一起裝入座孔內(nèi)。 壓入軸承時，應(yīng)該采用套筒，以使壓力均勻的作用于軸承端面。不應(yīng)使用沖子和銅棒之類的工具。特別是銅棒，它不單使軸承受力不均，而且會使銅屑落入軸承內(nèi)。 推力球軸承裝配時，應(yīng)區(qū)分緊圈和松圈，松圈的內(nèi)孔比緊圈內(nèi)孔大，緊圈所靠的端面與內(nèi)孔所配合的是同一個零件，或者是具有相同的轉(zhuǎn)速，否則會產(chǎn)生咬死的現(xiàn)象。 滾動軸承上標(biāo)有代號的端面應(yīng)裝在可見部位。 在裝配滾動軸承過程中，應(yīng)嚴(yán)格防止雜物進(jìn)入軸承內(nèi)。 裝配后，軸承轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活，無異常聲音，工作時軸承溫度不超過。4.2.2滾動軸承的預(yù)緊滾動軸承的預(yù)緊或稱預(yù)加載荷，就是在安裝軸承的時候，在軸承的軸向或徑向給一定的力，消除軸承的間隙，甚至產(chǎn)生一定的負(fù)間隙。從而可以提高軸承的壽命、旋轉(zhuǎn)精度和剛度，減少軸承在工作時的變形與負(fù)荷之間的關(guān)系是非線性的緣故。但是軸承的預(yù)加載荷不能太大，因為軸承的實際載荷是等于工作載荷再加上預(yù)加載荷。因此過大的預(yù)加載荷會造成軸承的發(fā)熱、磨損、壽命下降。向心推力球軸承預(yù)加載荷，是由軸承內(nèi)、外圈相對軸向位移實現(xiàn)。4.2.3滾動軸承的潤滑潤滑的目的是減小摩擦和降低溫升。潤滑劑和潤滑方式取決于軸承的類型、速度和工作負(fù)荷。合適的潤滑，可以降低軸承的溫度和延長使用期限。滾動軸承在速度較低時，用如潤滑脂比用潤滑油溫升低。在速度較高時，則用潤滑油較好。速度的高低用速度系數(shù)判斷。對于向心軸承，速度系數(shù)為；對于推力軸承，速度系數(shù)為。式中軸承的轉(zhuǎn)速；軸承孔徑與外徑的平均值；推力軸承外徑；推力軸承的高度。當(dāng)速度系數(shù)等于或小于表4-1所列的值時，宜用潤滑脂潤滑；否則宜用油潤滑。表 4-1 滾 動 軸 承 潤 滑 劑 的 選 擇軸承型式軸承型式0000360004600020007000318210022681008000速度系數(shù)500000750000400000400000200000500000速度系數(shù)25000080004.3錐形套的澆注工藝4.3.1澆注前的準(zhǔn)備工作1）在距繩端1m左右用鐵絲把鋼絲繩困扎緊，并用切割機在距困扎處一定位置切斷鋼絲繩。2）把要澆注的鉛或鋅的金屬塊在爐子中融化待用。4.3.2鋼絲繩頭的處理1）把鋼絲繩頭套裝在如附圖所示的裝置中，抖開鋼絲繩頭至每一根鋼絲，最好把每一根鋼絲頭折成一小鉤。2）將抖開的鋼絲繩浸泡于汽油中，用鋼絲刷清洗干凈，待涼干后，用丙酮溶液進(jìn)一步脫脂。4.3.3澆注1）把裝置用專門制作的簡易支架固定好，喇叭口應(yīng)垂直向上，下口與捆扎鋼絲繩的鐵絲平齊，打入錐形楔鐵。2）把溶化好了的鉛或鋅的溶液注入附圖所示的裝置中，注入時要快要均勻，不可斷流，直到注滿為止，澆注端面最好比口略低35mm為宜。3）在澆注過程中，要防止化學(xué)藥品腐蝕和高溫燙傷。第五章.箕斗尾繩的快速更換方法煤礦主井采用多繩摩擦提升，井深，下井筒淋水較大，加上回風(fēng)中有害氣體的侵蝕，加快了井筒實施的腐蝕損壞速度，增加了更換尾繩的次數(shù)，根據(jù)煤礦的實際情況，提出了在1070m車場通道，舊尾繩帶兩根新尾繩一次性懸掛，1070m主井臨時車場和裝載站各做兩個新繩頭，然后新尾繩帶回舊尾繩，舊尾繩分兩段在1070臨時車場和裝載硐室進(jìn)行回收的施工方案。并在不停產(chǎn)的前提下順利地完成了更換尾繩的工作。5.1準(zhǔn)備工作 制做3種特殊繩卡78副，雙聯(lián)卡導(dǎo)繩裝置兩套，并安裝在1070m主井臨時車場與井筒交叉口處；為滿足尾繩往施工現(xiàn)場運輸，按副井罐籠的幾何尺寸特制兩套尾繩；在車場通路敷設(shè)臨時軌道35m；運輸尾繩至車場通道；按規(guī)定將井下所有煤倉的煤拉空，以備施工時儲存煤。5.2換繩步驟如圖5-1所示為井筒示意圖。 圖5-11-副箕斗；2-新尾繩；3-新繩盤；4-導(dǎo)繩輪；5-分繩輪；6-主箕斗；7-繩卡；8-舊尾繩（1）將副箕斗停到尾繩連接裝置高出1070m水平12處；（2）將新尾繩穿過卡繩裝置，解開舊尾繩連接后，做副箕斗側(cè)新繩頭，再將舊尾繩卡在新尾繩上做臨時繩頭；（3）上提副箕斗到卸載位置停車；（4）如圖5-1，在1070m水平將新舊尾繩卡在一起，將新尾繩打折，在打折處加分繩輪，在折扣上方再將打折后的新尾繩以及舊尾繩用三副特制的繩卡卡在一起；（5）為克服副箕斗下放時新掛尾繩的影響，在主箕斗內(nèi)裝5t煤做為配重；（6）下放副箕斗，每隔10m將打折的新尾繩和沒打折的新尾繩及 舊尾繩用特制的繩卡卡在一起；（7）當(dāng)新尾繩尾部繩頭運行到高出裝載硐室地平面時停車，解除卡三根繩的卡子，繩卡卸完后，繼續(xù)下放主箕斗并將盤在裝載硐室內(nèi)的新繩放出，每隔10m將新、舊尾繩用繩卡卡在一起，當(dāng)主箕斗尾繩懸掛裝置高出裝載硐室地平面12m時停車；（8）解除舊尾繩與主箕斗的連接，按實際尺寸斷開新尾繩多余部分，做新繩頭。利用繩卡將新、舊尾繩用3副繩卡卡在一起；（9）如圖（5-2），在圖5-21-繩卡；2-新尾繩1070m水平處用3副繩卡將新、舊尾繩卡緊。在繩卡上部斷開舊尾繩，下放副箕斗，將副箕斗側(cè)舊尾繩回收到1070m水平臨時車場內(nèi)；（10）下放主箕斗，當(dāng)主箕斗側(cè)舊尾繩的斷頭運行到裝載硐室水平時，停車并解除三副繩卡后繼續(xù)下放主箕斗，將主箕斗側(cè)舊尾繩回收到裝載硐室內(nèi)；（11）舊尾繩回收完后，檢查新尾繩連接懸掛情況、松緊程度等，再投入正常運行。第六章.多繩摩擦提升系統(tǒng)尾繩斷裂原因及其防護(hù)6.1斷繩原因分析斷繩情況分為兩類：一類是斷絲過多，從中間斷繩；另一類是繩頭澆注松散從尾繩連接裝置處斷繩。第一類斷繩較為常見，斷繩原因可歸納為下述幾方面：（1）有的鋼絲繩存在編捻應(yīng)力，自身容易扭結(jié)，繩子運動軌跡不固定，與周圍的井筒裝備鋼梁發(fā)生摩擦，造成磨損斷絲斷股，最后斷繩。（2）隔離裝置設(shè)計不合理，保護(hù)裝置不起用，致使尾繩最底部極易扭結(jié)的地方成為事故源。一方面“8”形扭結(jié)勾住鋼梁螺栓頭，而提升機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，強行帶動尾繩上升而使尾繩破壞。另一方面最底部鋼絲繩（如圖6-1）內(nèi)應(yīng)力最小，編捻應(yīng)力一旦克服繩子的重量就形成扭結(jié)，甚至成團(tuán)，扭結(jié)團(tuán)向上拖動，與隔離梁接觸或被其掛住，導(dǎo)致繩子拉斷。（3）尾繩與罐籠平衡錘連接裝置處也是發(fā)生斷繩的常見地點。尾繩與連接裝置是用鋅金屬澆注而相連的。繩頭全部松散，若澆注