現(xiàn)場車削提升機制動盤裝置以及工藝畢業(yè)設計

河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計論文摘 要礦井提升機是煤礦、有色金屬礦生產(chǎn)過程中的重要設備。提升機的安全、可靠、有效高速運行，直接關系到企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟效益。礦井提升系統(tǒng)具有環(huán)節(jié)多、控制復雜、運行速度快、慣性質(zhì)量大、運行特性復雜的特點，且工作狀況經(jīng)常交替轉(zhuǎn)換。一旦提升機的行程失去控制，沒有按照進給速度曲線運行，就會發(fā)生提升機超速、過卷事故，造成楔形罐道、箕斗的損壞，影響礦井正常生產(chǎn)，甚至造成重大人員傷亡，給礦井生產(chǎn)造成重大的經(jīng)濟損失。所以提升機調(diào)速控制系統(tǒng)的研究一直是社會各界人士共同關注的一個重大課題。提升機的制動系統(tǒng)在很大程度上決定了提升機能否實現(xiàn)平穩(wěn)、安全、可靠地運行。本文著重設計解決提升機制動系統(tǒng)的制動盤在投入生產(chǎn)以后表面粗糙度發(fā)生變化、制動盤發(fā)生變形等因素而引起的礦井生產(chǎn)安全問題，在現(xiàn)場對礦井提升機制動盤進行切削，從而對制動盤進行校正，保證了制動盤的表面質(zhì)量，使得提升機的制動系統(tǒng)能夠在礦井的正常生產(chǎn)過程中能夠安全可靠地運行。關鍵詞：礦井提升機 制動系統(tǒng) 制動盤 現(xiàn)場車削AbstractMine hoist is important equipment of coal mine, nonferrous metal in the production process. The safe, reliable and effective high-speed operation of the hoist, directly relate to the production status of the enterprise and economic benefits. The mine has lots of characteristics ,for example ,links, improving the system control complex, fast, inertia quality and running complex characteristics, and the working conditions often alternate conversion. Once the hoist travel is out of control, not according to feed speed curve operation, there will be hoist overspeeding and overwind accident , leading to wedge-shaped cans and the damage of the skip, affecting the normal production of mine, and even causing serious injuries, finally it results in significant economic loss for mine production.So hoist speed regulation control system has always been a major issue of common attention for the social people. Hoist brake system determine the hoist can achieve smooth, safe and reliable operation to a great extent.This paper is designed to solve the mine production safety issues caused by factors such as the roughness of brake disk surface change and brake disk distortion after mechanism of promoting the dynamic system put into production. The brake disk calibration after the mechanism of promoting mine move plate cutting on the site, ensure quality of the brake disk surface, making hoist brake system production operate safely and reliably during the normal production process of the minesKeywords: Mine hoist brakestaff; brake Site turning 50河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計論文目錄前言11 緒論31.1提升機的用途和發(fā)展概況31.2 提升機的主要組成和用途41.2.1 提升機的主要組成41.2.2 提升機的結(jié)構(gòu)和用途41.3 提升機的分類61.3.1 纏繞式提升機61.3.2 摩擦式提升機71.4 礦井主提升系統(tǒng)主要組成81.5 礦井提升系統(tǒng)的制動系統(tǒng)91.5.1 制動系統(tǒng)的作用91.5.2 液壓站的主要功用91.5.3 盤形制動器101.5.4 礦井提升機制動盤172 車削刀架的設計192.1 車削刀架的底座設計192.1.1 車削底座的作用192.1.2 車削底座的設計192.2 進給機構(gòu)222.2.1 進給機構(gòu)設計的意義222.2.2 進給機構(gòu)的基本要求222.2.3 絲杠及螺母的設計222.2.4 導軌的設計312.3 刀座的設計352.3.1 刀座的作用352.3.2 裝夾刀具部位的結(jié)構(gòu)設計352.3.3 刀座的座身的設計362.3.4 刀座的使用須知372.4 車刀設計382.4.1 車刀382.4.2 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu)382.4.3 選擇刀片結(jié)構(gòu)材料382.4.4 選擇車刀合理角度382.4.5 選擇切屑用量392.4.6 刀片型號和尺寸392.4.7 選擇硬質(zhì)合金刀墊型號和尺寸412.4.8 計算刀槽角度412.4.9 計算銑制刀槽時所需的角度442.4.10 選擇刀桿材料和尺寸443 車削工藝463.1 車削裝置的現(xiàn)場安裝463.2 現(xiàn)場加工說明473.2.1 徑向進給運動473.2.2 軸向進給運動473.2.3 砂輪的磨削運動48致謝49參考文獻50河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計論文前言礦井提升設備是聯(lián)系礦井下與地面的“咽喉”設備，在礦井生活中占用特別重要的地位。它的主要用途是沿井筒提升有益（煤炭礦、礦石）、升降人員、設備、下放材料。礦井提升設備是礦山較復雜且龐大的機械-電氣機組，在工作中一旦發(fā)生故障，就會嚴重影響礦井的正常生產(chǎn)，甚至造成人身事故。因此，礦井提升設備的正常工作運行就是礦類企業(yè)能夠安全地進行生產(chǎn)的重要保障。提升機的制動系統(tǒng)是礦井提升機的重要組成部分，制動系統(tǒng)的可靠性直接影響礦井提升設備的安全運轉(zhuǎn)。它由制動器和傳動機構(gòu)組成，是依靠直接作用于制動輪或制動盤上的制動力矩來進行控制并調(diào)節(jié)制動力的機構(gòu)。它的主要作用就是：在提升終了或停機時，閘住提升機的卷筒或摩擦輪，即正常停車；在減速階段及下放重物時參與對提升機的控制，即工作制動；作為安全機構(gòu)在必要時進行緊急制動，對提升系統(tǒng)進行保護；對于雙卷筒提升機在更換提升水平、更換鋼絲繩和調(diào)繩時，閘住游動卷筒。但是，在實際的生產(chǎn)使用過程中，由于盤式制動器的閘瓦上有油跡，以及制動盤與閘瓦之間不夠清潔、粘有油污、小顆粒，同時沒有及時正確的清理，從而由于制動盤和閘瓦工作表面沾油，使摩擦系數(shù)急劇降低，影響制動力矩(閘不住機器)，造成嚴重的設備和人身事故。因此，提升機制動盤的表面質(zhì)量的好壞是至關重要的一個環(huán)節(jié)，絕不可忽視掉。在使用過程中，當制動盤工作表面出現(xiàn)拉傷時，一定要想辦法來恢復制動盤的表面質(zhì)量，從而確保礦區(qū)安全生產(chǎn)，否則由于惡性循環(huán)，制動盤工作表面和閘瓦將嚴重損傷。本文就是來解決如何快速便捷地恢復制動盤的表面質(zhì)量，使制動盤能夠高效地投入到生產(chǎn)中。解決的方法思路就是：設計一個切削裝置，在現(xiàn)場安裝在提升機制動盤旁邊，然后慢慢地對制動盤進行切削，切削之后再對制動盤進行磨削，從而保證了提升機制動盤的表面質(zhì)量，使得制動盤在安全生產(chǎn)中起到一定的作用。1 緒論1.1提升機的用途和發(fā)展概況提升機是礦山大型固定設備之一，是聯(lián)系井下與地面的主要運輸工具，在礦山生產(chǎn)建設中起著重要的作用。礦井提升機主要用于煤礦、金屬礦和非金屬礦中提升煤炭、礦石和矸石、升降人員、下放材料、工具和設備。礦井提升機與壓氣、通風和排水設備組成礦井四大固定設備，是一套復雜的機械電氣排組。所以合理的選用礦井提升機具有很大的意義。礦井提升機的工作特點是在一定的距離內(nèi)，以較高的速度往復運行。為保證提升工作高效率和安全可靠，礦井提升機應具有良好的控制設備和完善的保護裝置。礦井提升機在工作中一旦發(fā)生機械和電器故障，就會嚴重地影響到礦井的生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。熟悉礦井提升機的性能、結(jié)構(gòu)和動作原理，提高安裝質(zhì)量，合理使用設備，加強設備維護，對于確保提升工作高效率和安全可靠，防止和杜絕故障及事故的發(fā)生，具有重大意義。礦井提升機已有很長的發(fā)展歷史。早在八百多年以前，我國古代勞動人民就發(fā)明了轱轆，用手搖骨碌從地下提升煤炭和礦石，以后發(fā)展成畜力絞車。十九世紀，由于電力的發(fā)展，電力拖動的提升機逐漸代替蒸汽提升機。近幾十年來，礦井提升機有了更大的發(fā)展，出現(xiàn)了多繩摩擦式提升機以及先進的拖動和控制系統(tǒng)。目前，國外的礦井提升機正向體積小、重量輕和自動化的方向發(fā)展，以適應深井和大量的需要。解放以前，我國根本不能制造大型礦井提升機。解放以后，我國建立了礦井提升機的制造工廠，并已由仿制和改進國外產(chǎn)品發(fā)展到能自行設計和制造。目前，我國已能成批生產(chǎn)近代化的大型礦井提升機。1958年，我國設計并試制成功第一臺DJ2*4多繩摩擦式提升機，為我國礦井提升機的制造和使用開辟了一個新的領域。目前，我國已能成批生產(chǎn)JKM型多繩摩擦式提升機，并正在逐漸形成多繩摩擦式提升機的新系列。1.2 提升機的主要組成和用途1.2.1 提升機的主要組成礦井提升設備的主要組成部分有：提升鋼絲繩、平衡鋼絲繩、提升容器、井架、天輪、井筒設備（包括罐道、罐梁）等組成。一般的礦井提升機都有兩個提升容器，并且兩個提升容器在礦井中做方向相反的直線運動，即一個提升容器以一定的速度上升時另一個提升容器以相同的速度下降。1.2.2 提升機的結(jié)構(gòu)和用途每臺提升機都由若干部分組成：主軸、纏繞機構(gòu)、軸承和主制動器。這些便是基本部分。纏繞機構(gòu)有好幾種，最常用的結(jié)構(gòu)是單圓柱形滾筒及雙圓柱形滾筒。對于單圓柱形滾筒，兩根鋼絲繩功用一個滾筒纏繞面；第一根鋼絲繩自滾筒松開而相應地漏出的滾筒面由另一根鋼絲繩纏上。對于雙圓柱形滾筒，沒根鋼絲繩都纏繞在特有的滾筒上，即在任何時刻鋼絲繩都只是纏在兩支滾筒總纏繞面的一半上。在這種情形下，一個滾筒結(jié)實地固定在主軸上，另一個則活套在主軸上，借助于離合器與主軸相連，以便在必須時可使二滾筒作相對轉(zhuǎn)動。滾筒相對轉(zhuǎn)動的可能行使得提升設備的操作變得容易，因為可以容易地調(diào)節(jié)由于鋼絲繩彈性變形而逐漸伸長的長度。此外，還可以補償由于對鋼絲繩做周期性的試驗而截下的長度。依次，在每個滾筒的表面除了等于提升高度的鋼絲繩長度外尚需附加30米長的鋼絲繩，這樣才有可能當滾筒作相對轉(zhuǎn)動以使一根鋼絲繩的鉛垂長度增加時并不使另一根鋼絲繩縮短。當有雙滾筒提升機時還可能更換操作水平。當上容器停在井口車場時而下容器移至新的位置。這在一個提升水平但有個承受臺時也是需要的，例如翻轉(zhuǎn)式罐籠當提升重物及提人時容器的終端位置是不同的。當用單滾筒或滾筒的離合器不作用時，除原定水平外，如要服務于另一水平或承受臺則僅能用一個提升容器；第二個容器不過起著平衡錘的作用，此時，提升生產(chǎn)率驟然減少一半。提升機的第二個重要部分為把電動機的轉(zhuǎn)動傳到安置有纏繞機構(gòu)的主軸上的減速器。減速器結(jié)構(gòu)因其類型、用途不同而異。但無論何種類型的減速器，其基本結(jié)構(gòu)都是由軸系部件、箱體及附件三大部分組成。軸系部件包括傳動件、軸和軸承組合，軸承組合包括軸承、軸承蓋、密封裝置以及調(diào)整墊片等。減速器箱體上用以支持和固定軸系零件，保證傳動件的嚙合精度、良好潤滑及密封的重要零件。箱體質(zhì)量約占減速器總質(zhì)量的50/%。因此，在箱體結(jié)構(gòu)對減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗、質(zhì)量及成本等有很大影響，設計時必須全面考慮。為了使減速器具備較完善的性能，如注油、排油、通氣、吊運、檢查油面高度、檢查傳動件嚙合情況、保證加工精度和裝拆方便等，在減速器箱體上常需設置某些裝置或零件，將這些裝置和零件及箱體上相應的局部結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為減速器附屬裝置或簡稱為附件。它們包括：視孔與視孔蓋、通氣器、游標、放游螺塞、定位銷、啟蓋螺釘、吊運裝置、油杯等。制動器為提升機設備第三個重要部分。制動器直接作用于制動輪或制動盤上產(chǎn)生制動力矩的部分按結(jié)構(gòu)分為盤式和塊式閘等；第四部分是傳動機構(gòu)，是控制并調(diào)節(jié)制動力矩的部分。按傳動能源分為油壓、壓氣或彈簧等；第五部分為深度指示器及與其相連的控制保護裝置，其用途為給司機指出提升容器在井筒中的位置；第六部分為操作臺，電動機及制動器的操縱手把均勻集中在這里，有時也有離合器操縱手把；提升機最后一部分為油壓及壓氣設備前者為每一機器所必備的；并且在油壓制動傳動時，它需作為機器潤滑，同時也作為制動裝置。當用壓氣制動時，油壓設備所起的作用僅限于機器的潤滑，而此時需要附加壓氣設備，而在油壓制動時卻不需要附加壓氣設備。1.3 提升機的分類提升機是聯(lián)系礦井井下和地面的工作機械，用鋼絲繩帶動容器在井筒中升降，完成運輸任務。按工作方式分類如下： 1.3.1 纏繞式提升機單繩纏繞式提升機 根據(jù)卷筒數(shù)目可分為單卷筒和雙卷筒兩種：單卷筒提升機，一般作單鉤提升。鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端繞過天輪與提升容器相連；卷筒轉(zhuǎn)動時，鋼絲繩向卷筒上纏繞或放出，帶動提升容器升降。雙卷筒提升機，作雙鉤提升。兩根鋼絲繩各固定在一個卷筒上,分別從卷筒上、下方引出,卷筒轉(zhuǎn)動時，一個提升容器上升，另一個容器下降。纏繞式提升機按卷筒的外形又分為等直徑提升機和變直徑提升機兩種。等直徑卷筒的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，價格低，得到普遍應用。深井提升時，由于兩側(cè)鋼絲繩長度變化大，力矩很不平衡。早期采用變直徑提升機（圓柱圓錐形卷筒），現(xiàn)多采用尾繩平衡。 纏繞式提升機的主要部件有主軸、卷筒、主軸承、調(diào)繩離合器、減速器、深度指示器和制動器等。雙卷筒提升機的卷筒與主軸固接者稱固定卷筒，經(jīng)調(diào)繩離合器與主軸相連者稱活動卷筒。中國制造的卷筒直徑為 25m。隨著礦井深度和產(chǎn)量的加大，鋼絲繩的長度和直徑相應增加。因而卷筒的直徑和寬度也要增大，故不適用于深井提升。 多繩纏繞式提升機 提升機在超深井運行中，尾繩懸垂長度變化大，提升鋼絲繩承受很大交變應力，影響鋼絲繩壽命；尾繩在井筒中還易扭轉(zhuǎn)，妨礙工作。20世紀 50年代末，英國人布雷爾（Blair）設計了一臺直徑3.2m雙繩多層纏繞式提升機(又稱布雷爾式提升機)，提升高度15802349m，一次提升量1020t。1.3.2 摩擦式提升機 多繩摩擦式提升機具有安全性高、鋼絲繩直徑細、主導輪直徑小、設備重量輕、耗電少、價格便宜等優(yōu)點，發(fā)展很快。除用于深立井提升外，還可用于淺立井和斜井提升。鋼絲繩搭放在提升機的主導輪（摩擦輪）上，兩端懸掛提升容器或一端掛平衡重(錘)。運轉(zhuǎn)時，借主導輪的摩擦襯墊與鋼絲繩間的摩擦力,帶動鋼絲繩完成容器的升降。鋼絲繩一般為210根。 井塔式提升機（圖1-1） 機房設在井塔頂層，與井塔合成一體，節(jié)省場地；鋼絲繩不暴露在露天，不受雨雪的侵蝕，但井塔的重量大，基建時間長，造價高，并不宜用于地震區(qū)。落地式提升機（圖1-2） 機房直接設在地面上，井架低，投資小，抗震性能好；缺點是鋼絲繩暴露在露天，彎曲次數(shù)多,影響鋼絲繩的工作條件及使用壽命。多繩摩擦式提升機的主要部件有主軸、主導輪、主軸承、車槽裝置、減速器、深度指示器、制動裝置及導向輪等。主導輪表面裝有帶繩槽的摩擦襯墊。襯墊應具有較高的摩擦系數(shù)和耐磨、耐壓性能,其材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響提升機的生產(chǎn)能力、工作安全性及應用范圍。目前使用較多的襯墊材料有聚氯乙烯或聚氨基甲酸乙酯橡膠等。由于鋼絲繩與主導輪襯墊間不可避免的蠕動和滑動，停車時深度指示器偏離零位，故應設自動調(diào)零裝置，在每次停車期間使指針自動指向零位。車槽裝置用于車削繩槽，保持直徑一致，有利于每根鋼絲繩張力均勻。為了減少震動，可采用彈簧機座減速器。 圖1-1 井塔式多繩摩擦 圖1-2 落地式獨生摩擦 提升系統(tǒng)示意圖 提升系統(tǒng)示意圖1.4 礦井主提升系統(tǒng)主要組成 礦井提升機的系統(tǒng)并非只是上面所示的提升機部分，它還包括潤滑系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)、觀測與操縱系統(tǒng)、拖動控制和自動保護系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)等。1.5 礦井提升系統(tǒng)的制動系統(tǒng)礦井提升機制動系統(tǒng)由制動器和液壓站組成。1.5.1 制動系統(tǒng)的作用 （1）正常工作制動：即在減速階段參與提升機的速度控制； （2）正常非工作制動：即在提升終了或停車時閘住提升機； （3）安全制動：即當提升機工作不正?；虬l(fā)生緊急事故時，迅速而及時的閘住提升機；（4）雙滾筒提升機在更換水平、調(diào)節(jié)繩長或更換鋼絲繩時，能閘住游動滾筒，松開死卷筒。1.5.2 液壓站的主要功用 （1）為盤形制動器提供可以無級調(diào)節(jié)的壓力油，以獲得不同的制動力矩，實現(xiàn)工作制動； （2）可根據(jù)需要迅速將系統(tǒng)油壓降至預先設定的某一值，保持一定時間后再迅速降到零，實現(xiàn)有二級制動的安全制動；（3）可據(jù)需要解除二級制動，實施只有一級制動的安全制動； （4）液壓站可為調(diào)繩離合器提供所需要的壓力油。井口一級安全制動：當發(fā)生故障的地點距離停車點非常近即井口時，制動系統(tǒng)應立即投入一級緊急制動，盤形制動器的全部油壓值迅速回到零，使提升系統(tǒng)處于全制動狀態(tài)，確保提升機能可靠地制動，避免發(fā)生過卷或者過放事故。井中二級安全制動：當電液比例溢流閥出現(xiàn)故障，不能正常工作，或出現(xiàn)其他不可控事故導致恒減速制動失效時，需要立即投入二級制動。盤形制動器的油壓迅速降到預先調(diào)定的某一值，經(jīng)延時后，盤形制動器的全部油壓值迅速回到零，使提升系統(tǒng)處于全制動狀態(tài)。1.5.3 盤形制動器制動器是直接作用于制動輪或制動盤上產(chǎn)生制動力矩的部分，分為盤式和塊式。 盤形制動器的用途和適用范圍 盤形制動器是一種新型高性能制動器，是當今機械式制動器的發(fā)展方向,它具有下列優(yōu)點：體積小、重量輕、慣量小、動作快、可調(diào)性能好、可靠性高、通用性高、結(jié)構(gòu)簡單、維修調(diào)整方便。 盤形制動器可用于礦井提升機、皮帶運輸機、架空索道、升船機等各種機械。 盤形制動器在礦井提升機上作工作制動和緊急制動用，其驅(qū)動和控制由單獨的液壓站完成。 盤形制動器的結(jié)構(gòu)盤形制動器的結(jié)構(gòu)主要由以下部分構(gòu)成：盤形制動器、閘瓦磨損和彈簧疲勞開關、高壓油管、制動器支架、滲漏油管、油管開關、集油瓶、高強度螺柱及螺母 （圖1-3）。 盤形制動器的工作原理 盤形制動器由閘瓦、碟型彈簧、液壓組件、帶筒體的襯板和制動器體等組成，由碟型彈簧提供制動力，用液壓站提供的高壓油實現(xiàn)松閘。盤式制動器是靠碟形彈簧預壓力制動，油壓解除制動，制動力沿軸向作用的制動器。提升機制動時，碟形彈簧的預壓力迫使活塞向制動盤圖1-3 盤形制動器的結(jié)構(gòu) 1-盤形制動器 2-閘瓦磨損和彈簧疲勞開關 3-高壓油管 4-制動器支架 5-滲漏油管 6-油管開關 7-集油瓶 8-高強度螺柱及螺母 移動，通過聯(lián)接螺釘，將滑套連同其上的制動塊(又名閘瓦)推出，使制動塊與卷筒的制動盤接觸，并產(chǎn)生正壓力，形成摩擦力而產(chǎn)生制動。提升機松閘運行時，油缸A腔中充入壓力油，活塞再次壓縮碟形彈簧，并通過聯(lián)接螺釘帶動滑套向后移動(離開制動盤)，從而使制動塊離開制動盤，解除制動力(即松閘)?；资怯射撎缀屠瓧U組成的裝配件,其拉桿承受制動時的切向力。制動塊嵌合在滑套的燕尾槽中,并用壓板、螺釘將其固定。鍵防止滑套轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動放氣螺釘，可排出油缸中的存留氣體，以保證盤形閘能靈活地工作。盤形閘在密封件允許泄漏范圍內(nèi)，可能有微量的內(nèi)泄，雖內(nèi)泄油可起潤滑滑套與支架的作用，但時間較長時，內(nèi)泄油可能存留過多，因此應定期從螺塞處排放內(nèi)泄油液。如上所述，盤式制動器的工作原理是油壓松閘，彈簧力制動。如（圖1-4）所示：當油腔Y通入壓力油時，碟形彈簧組被壓縮，隨著油壓P的升高，碟形彈簧組被壓縮并貯存彈簧力F，且彈簧力F越來越大，制動塊離開閘盤的間隙隨之增大，此時盤形制動器處于松閘狀態(tài)，調(diào)整閘瓦間隙為1mm (注：調(diào)整方法見后)；當油壓P降低時，彈簧力釋放，推動活塞、滑套連同其上的制動塊(又名閘瓦)，使制動塊向制動盤方向移動，當閘瓦間隙為零后，彈簧力F作用在閘盤上并產(chǎn)生正壓力，隨著油壓P的降低正壓力加大，當油壓P=0時，正壓力N=Nmax，在N力的作用下閘瓦與閘盤間產(chǎn)生摩擦力即制動力最大（全制動狀態(tài)）；當P=Pmax時，N=0，=max，即全松閘。 由上可以看出盤形制動器的摩擦力決定于彈簧力F和油壓力F1，當閘瓦間隙為零后：N=F-F1=F-PA=f（p）其中：N正壓力F彈簧力F1PA-油壓力A活塞有效面積 P油壓下降值（P貼-P1）上述說明，改變油壓P可以獲得各種不同的正壓力N，即可得到不同的制動力，以達到了調(diào)速的目的。油壓P1值的改變是借助于液壓站的電液調(diào)壓裝置來實現(xiàn)的。 圖1-4 盤式制動器的工作原理圖1-制動盤 2-制動塊 3-碟形彈簧片 4-油缸 5-活塞 圖中：N-正壓力 F-彈簧力 P2-油壓力 A-活塞有效面積 P1-油壓 -制動塊與制動盤間隙 盤式制動器的使用與維護當盤式制動器裝置在提升機上調(diào)試完畢后，方可正常使用。經(jīng)過使用一段時間以后，該盤式制動器裝置很可能在某一個環(huán)節(jié)上出現(xiàn)故障，這時需要及時維修，否則將會影響整個制動系統(tǒng)的正常工作。使用與維護中，除對如后部碟形彈簧預壓螺栓定期檢查、確保擰緊，作檢查記錄外，還應做到以下各項：盤式制動器如果超過0.5毫升每秒滲漏時，應及時更換活塞處的密封圈(在回油盒處接油測量即可)。更換油管、管接頭、活塞、油缸等零件時，必須按第三節(jié)條款的要求進行處理后才能安裝使用。新安裝盤形閘或更換油管和檢修后，都必須排出液壓制動系統(tǒng)中的空氣，其方法如下：起動液壓站，使液壓站的液壓在0.5-0.8Mpa壓力下，旋松放氣螺釘，使壓力油逐漸將液壓站、管道和盤式制動器中的空氣從放氣螺釘處排出，當放氣螺釘處排出的無氣泡，完全是液壓油時，表明空氣已排完，然后將放氣螺釘擰緊。在使用過程中，采用盤式制動器裝置限位開關的調(diào)整中敘述的方法定期檢查制動器信號裝置閘瓦磨損、彈簧疲勞信號，可靠地發(fā)出報警信號，以免影響運行安全。更換閘瓦時不允許全部一下更換完，否則會造成由于接觸面積小而影響制動力矩，損傷制動盤和閘瓦。應逐步交替更換，每次最多更換兩塊閘瓦，待其工作一段時間使接觸面積達到要求后，再更換另外的閘瓦。這樣既保證了運轉(zhuǎn)的安全性，又不影響生產(chǎn)，否則必須按貼磨閘瓦的要求貼磨閘瓦。更換閘瓦時應按閘瓦與制動盤間隙的調(diào)整方法和要求調(diào)整閘瓦與制動盤的間隙。 盤式制動器關鍵零件之一是閘瓦，在正常使用過程中，閘盤上絕對不能存在任何油跡，要經(jīng)常檢查制動盤和閘瓦工作表面是否清潔、是否粘有油污，若有油污必須及時用堿水清洗干凈。同時，應及時檢查油污來源并進行處理和排除，否則由于制動盤和閘瓦工作表面沾油，使摩擦系數(shù)急劇降低，影響制動力矩(閘不住機器)，造成嚴重的設備和人身事故。在使用過程中，當制動盤工作表面出現(xiàn)拉傷時，必須立即按第三節(jié)所述的方法進行清除，否則由于惡性循環(huán)，制動盤工作表面和閘瓦將嚴重損傷。每年或經(jīng)過5105次制動作用后，必須對碟形彈簧組進行檢查，以驗證其剛度是否減弱或損壞，以便及時更換。盤式制動器必須在處于自由狀態(tài)下，方可取出彈簧。當盤式制動器中有個別彈簧損壞時，現(xiàn)象可能為：（彈簧疲勞開關動作）則閘瓦間隙上下不相等，或閘瓦間隙s大于3mm以上。或者為盤形閘貼皮油壓值過小，準確判斷對碟形彈簧組是否應更換，其方法如下：精確調(diào)整每個閘瓦與制動盤的間隙，使其相同。降低油壓使制動器施閘，在施閘前，放厚度不大于0.05mm金屬薄片于閘瓦與制動盤之間，緩慢增加油壓，當薄片可以輕輕抽動時(檢查時對每個閘應感覺一樣)，記下油壓值，并依次檢查所有盤形閘，其中最高油壓和最低油壓之差不應超過最大工作油壓Pmax的10%，否則應更換其中最低油壓就松閘的盤形閘碟形彈簧組。注意：進行這項試驗時，在空載下進行，除作試驗的一組制動器外，其余均處于制動狀態(tài)(利用操縱臺上調(diào)繩或管路上的閘閥等進行控制)以防跑車。更換下來的碟形彈簧組并非每片彈簧都失效，可單片檢查，去掉其中不合格者后另行組合，達到本節(jié)第8條的要求后仍可使用。制動塊使用時厚度磨損到（27mm厚的產(chǎn)品）1518mm，（20mm厚的產(chǎn)品）1012mm，則應該更換，否則閘瓦強度受到影響。檢修時，嚴禁碰傷油缸、活塞的密封面和與0形密封圈相接觸或相對滑動的配合表面，否則將損傷密封圈而導致漏油。重新裝配盤形閘時應將密封圈、油缸、活塞、滑套、碟形彈簧等零件清洗干凈，涂上清潔的相應的液壓油后才能裝配。0形密封圈裝入密封槽中不允許扭曲和損傷。從密封槽中卸出密封圈時，不允許用螺絲起子或?qū)p壞與密封圈接觸，應用相對光滑表面的其它工具?；钊b入油缸時，當位置對中后，用手壓入或用木錘、銅棒輕輕拍擊到位。錘擊和不正確的裝配將會造成密封圈切邊或損壞而導致漏油。在檢修制動器時，每個盤形閘不能錯位安裝，即按原安裝位置裝配。檢修盤形閘時，制動塊也不能錯位裝配，仍按原配置的盤形閘裝配。否則，將重新貼磨閘瓦。在使用過程中，由于碟形彈簧受力變形的作用，其內(nèi)孔表面在滑套拉桿上滑動，若出現(xiàn)碟形彈簧內(nèi)孔棱邊啃拉桿時，用廢砂輪塊將內(nèi)孔棱邊倒鈍，至沒有刃鋒感為準，同時消除滑套拉桿上的壓痕和損傷部位，并清洗干凈,待裝。以上的拆卸、清洗等工作，都應在清潔的房間里,墊上耐油橡膠板后進行，拆下的零件嚴禁成堆、亂堆、亂放，以防相互碰撞，而引起零件的擦傷。 盤式制動器的意義目前，因盤式制動器已經(jīng)克服了塊式制動器可靠性不高的缺點，已被廣泛的使用。制動裝置是提升機不可缺少的重要組成部分，提升機的各種保護措施，都要終結(jié)于制動裝置，其可靠性直接關系到礦井的安全生產(chǎn)，因此，對提升機盤式制動裝置可靠性的研究，了解其工作可靠性評定、維護可靠性評定、將對提升安全系統(tǒng)具有特別重要的意義，有利于了解設備運行的規(guī)律，制定科學的維護制度，另外，減少和預防油污染對提升機系統(tǒng)的可靠性具有重大意義，從而保證煤礦安全可靠地進行生產(chǎn)。1.5.4 礦井提升機制動盤 對制動盤整形的必要性盤形制動器制動的礦井提升機由于安裝偏差、長期使用、運行時用力不均等因素，往往會造成制動盤偏擺、變形，從而導致提升機主軸軸向竄動、盤形制動器閘瓦快速磨損、制動器制動失靈，很有可能造成重大設備與人身事故。因此，對由于提升機制動盤變形引起的主軸竄動進行整形是非常必要的。 制動盤的結(jié)構(gòu)與要求小型提升機制動盤多焊接在筒殼上，稱之為固定閘盤或死閘盤；大型提升機多采用制動盤與摩擦輪可拆組組合聯(lián)結(jié)，即制動盤做成兩半用高強度螺栓與摩擦輪聯(lián)結(jié)。主軸裝置安裝好后要檢查制動盤兩側(cè)面全跳動公差值：摩擦輪直徑4m時，應要0.5mm；摩擦輪直徑4m時，應要0.7mm；若大于規(guī)定值應進行調(diào)整或車削制動盤。制動盤兩側(cè)面的表面粗糙度3.2m，否則要重新進行車削制動盤。 制動盤整形工藝實施辦法從上述介紹可知，要使礦井提升機系統(tǒng)安全可靠運行，制動盤的兩側(cè)面全跳動公差以及表面質(zhì)量要求很高，一旦超出規(guī)定值就可能造成主軸軸向竄動，給設備帶來很大的安全隱患，所以必須進行調(diào)整或車削制動盤。然而，以往在礦上要車削制動盤需要經(jīng)過停車、檢修工拆卸、運輸（井下到地表）、外委加工（大型機加工廠）、運輸（地表到井下）、安裝、試車等一系列工序?？梢娦鑴佑么罅康娜肆?、物力，需停產(chǎn)5-6天的時間。由此可見，這種傳統(tǒng)的制動盤整形工藝是很不理想的。因此，設計一種現(xiàn)場就能車削制動盤的裝置就會遠遠優(yōu)越于傳統(tǒng)的外委車削調(diào)整法。2 車削刀架的設計2.1 車削刀架的底座設計2.1.1 車削底座的作用底座是用來支撐車削刀架并穩(wěn)定刀架的部件，除了要滿足一定的剛度強度以外，還要求對底板起伏不平的適應性要強，對地板接觸比壓要小，其主要作用主要包括：（1) 為立柱、控制系統(tǒng)、推移裝置及其他輔助裝置形成一個安裝空間；（2) 為工作人員創(chuàng)建良好的工作環(huán)境；（3) 具有一定的支撐刀架的作用；（4) 保證整體的穩(wěn)定性。2.1.2 車削底座的設計 車削底座的選材車削底座的材料選用Q235鋼，考慮到底座的穩(wěn)定性能的重要性，故選用厚度較大的鋼板（厚度為20mm的鋼板）。 車削底座的結(jié)構(gòu)設計車削底座的結(jié)構(gòu)設計至關重要，他決定了在車削過程中刀架以及車刀行進過程中的穩(wěn)定性，直接影響著車削對象（制動盤）的表面質(zhì)量的精度。底座的形狀設計為帶有四條支柱形如凳子的形狀，即：通過焊接的方法將四條支柱焊接在底座面板底部。（如下圖2-1）：圖2-1 車削底座的結(jié)構(gòu)如圖2-1中的形狀結(jié)構(gòu)一樣，其中，底座面板的上表面在加工過程中要有比較高的加工精度，因為此表面在現(xiàn)場車削的過程中是要與導軌進行配合的，所以要將其表面粗糙度設置為6.3，可以通過銑床進行加工。我們知道底座的作用就是要用來支撐刀架的，因此在底座面板上要鉆螺孔來固定車削裝置中的導軌，所以在設計底座的時候，要考慮到導軌的穩(wěn)固作用，這就需要在擴孔的加工過程中一定要嚴格按照各個孔的位置精度進行加工；同時，底座是車削裝置的底部，還要考慮到整個車削裝置的穩(wěn)定性，因此，還要做好對底板自身穩(wěn)定性能的設計。只要考慮到上述問題，在現(xiàn)場對車削底座的機械加工過程運用所學知識解決掉需要考慮的底座的固定以及穩(wěn)固作用，從而，能夠使車削底座在現(xiàn)場車削制動盤的過程中發(fā)揮更有利的作用。如上所述，要使底座能起到穩(wěn)固的作用，就要考慮底座下部支撐部位的設計。在此處設計為：在底座面板底部焊接上四根相同的支柱，材料選用Q235鋼，在焊接的過程中，一定要保證四根支柱在焊接完成以后，它們的底部都在同一水平面上，這樣才能確保底座面板的水平；四根支柱的設計要考慮到穩(wěn)固底座的作用，那么要在支柱的底部擴孔，在此設計為擴大小為M10的孔，這樣在現(xiàn)場安裝時，通過這四個M10的孔用地腳螺栓將底座固定在地面上。圖2-2 B板上螺孔的分布圖2.2 進給機構(gòu)2.2.1 進給機構(gòu)設計的意義 進給系統(tǒng)設計能夠幫助車削設備自動化又能提高加工準確度。在實際的車削加工過程中，刀具通過進給機構(gòu)的滑動而進行進給切削，從而能夠準確的確定切削參數(shù)，保證了切削質(zhì)量。2.2.2 進給機構(gòu)的基本要求 （1） 足夠的靜剛度和動剛度； （2）良好的快速響應性：低速進給或微量進給不爬行，運 動平穩(wěn)，靈敏度高； （3）抗振性好； （4）足夠的調(diào)速范圍，保證實現(xiàn)所要求的進給量，能傳遞 較大的轉(zhuǎn)矩； （5）傳動精度和定位精度要高； （6）結(jié)構(gòu)簡單，加工和裝配工藝性好；調(diào)整維修方便，操 縱輕便靈活。2.2.3 絲杠及螺母的設計 絲杠的簡介 絲杠是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運動的理想的產(chǎn)品?；剞D(zhuǎn)運動即螺旋傳動，它的結(jié)構(gòu)主要是指絲杠、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關系。此處設計的絲杠細長且水平布置，因此，應在絲杠兩端或中間附加支承，以提高絲杠的工作剛度。滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼珠、預壓片、反向器、防塵器組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動，這是艾克姆螺桿（如圖2-3）的進一步延伸和發(fā)展，這項發(fā)展的重要意義就是將軸承從滑動動作變成滾動動作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應用于各種工業(yè)設備和精密儀器。滾珠絲杠是工具機和精密機械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。圖2-3 艾克姆螺桿 絲杠的車削普通絲杠是指精度等級在8級-10級精度（新標準）以下的絲杠。有關精度的新舊標準對照見表2-1表2-1 精度等級新舊標準對照表新標準等級12345678910舊標準等級01234普通絲杠實質(zhì)上就是梯形螺紋，他與三角螺紋相比，螺紋牙形深度達，牙形角小，并且與螺母之間需要有一定的配合精度，因此，車削難度較大。如圖2-4是兩個對配的螺紋零件絲杠和螺母，二者配合精度為8級，絲杠材料為45鋼，螺母材料為黃銅。圖2-4 絲杠和螺母的車削（a） 普通絲杠 （b）螺母車削絲杠與螺母的關鍵在于如何保證兩者的配合精度。影響絲杠與螺母的配合精度的因素有：兩者牙形角是否一致；兩者配合間隙的大小。這兩點可以用不同的辦法來達到：（1） 保證絲杠與螺母的牙形角一致。要保證絲杠與螺母的牙形角一致，其方法是在刃磨內(nèi)外螺紋車刀時，采用專用樣板或?qū)Φ稑影逍嚨兜慕嵌龋蛊浞蠘影?，?nèi)螺紋車刀一般磨有前角，通過計算來修整刀尖角。裝夾車刀時，要以樣板的基準面靠緊零件的外圓表面來校對車刀的正確位置，樣板如圖2-5所示。圖2-5 梯形螺紋樣板 采用這種方法，其目的在于加工與測量的基準重合，可以減小誤差，并提高加工精度。（2） 保證絲杠與螺母的配合間隙。保證絲杠與螺母的配合間隙，其方法是在保證螺母內(nèi)徑后，車削一臺階孔，其深度為1mm2mm，見圖2-4（b），內(nèi)徑按絲杠外圓的實際尺寸加大0.03mm，作為對刀基準。粗車后，保證車刀刀尖和對刀基準有0.1mm0.15mm的間隙，然后精車，精車時逐漸使車刀刀尖與對刀基準表面接觸為準，接觸后，使中拖板刻度值為0位，再以刻度值0位為基準，不進刀車削2次3次，消除刀桿的彈性變形，保證螺母的精度要求。（3） 配合間隙的測量。配合間隙的測量方法如圖2-6所示，經(jīng)螺母擰在絲杠上，并用兩頂針夾緊絲杠，然后用百分表表頭與螺母外表面接觸，并上下擺動螺母，根據(jù)百分表表針的讀數(shù)得出配合間隙的實際值。圖2-6 配合間隙的測量方法 絲杠的結(jié)構(gòu)設計下圖2-7為本次設計用的絲杠，精度等級為7級，材料為45鋼。圖2-7 絲杠的結(jié)構(gòu)圖 絲杠的車削工藝絲杠的切削工藝：（1） 備料。全長上彎曲度不大于3mm。（2） 正火。放在立式爐中進行163HB167HB，正火處理后，彎曲度在全長上不大于2mm。（3） 粗車外圓。以四爪卡盤及中心架裝夾并校正。然后車削端面，鉆削頂針孔，用活頂尖頂緊，粗車外圓，留加工余量1.5mm2mm，彎曲度不大于1mm。（4） 調(diào)質(zhì)處理。220HB250HB，全長彎曲度不大于1mm。（5） 半精車外圓。以兩端頂針孔定位，裝夾于彈簧卡箍（見圖2-8）和撥盤中，半精車外圓，留加工余量0.6mm0.8mm，全長彎曲度不大于0.1mm。圖2-8 裝夾絲杠的彈簧卡箍（6） 粗磨外徑。留精磨余量0.4mm0.5mm，全長彎曲度不大于0.1mm。（7） 粗車梯形螺紋。機床轉(zhuǎn)數(shù)46r/min，切削深度t=（0.1-0.3）mm，單面留加工余量0.25mm0.3mm。（8） 人工時效。溫度180C200C，保溫18h24h。時效時用支架懸空吊起，消除內(nèi)應力并防止彎曲。（9） 修復兩端頂針孔。在車床上修復兩端頂針孔，使之符合絲杠的頂針孔技術要求。（10） 精磨外徑。使它符合圖紙尺寸。（11） 精車梯形螺紋。主軸轉(zhuǎn)數(shù)12r/min,切削深度t=（0.02-0.05）mm，采用直進法進刀。 采用前角的螺紋車刀，保證精車后牙形角準確。精車時，采用雙支承跟刀架支承絲杠，可以增加其剛性，減少誤差，提高螺紋的加工精度。（12） 梯形螺紋絲杠的測量。用樣板及樣板支架測量時，將樣板放在支架上，以外徑為基準，通過絲杠中心，根據(jù)透光度測出軸向牙形角及齒厚。（13） 絲杠的存放與保管。絲杠用汽油或煤油清洗干凈并油封，防止絲杠的生銹。存放時，絲杠吊掛不得傾斜和放在臺架上，防止絲杠的變形和彎曲。2.2.4 導軌的設計 導軌概述導軌的功用是導向和承載。在車削裝置上兩相對運動部件的配合面組成一對導軌副，其中，不動的配合面稱為固定導軌，運動的配合面稱為運動導軌。設導軌副沿x軸相對運動，則需借助兩條相互平行的導軌副，才能可靠的限制運動部件繞x軸轉(zhuǎn)動。所以，對于一個直線運動部件的導向，需組合應用兩條導軌副，多數(shù)情況下應清楚5個自由度，以保證導軌單一方向的導向性。當收到繞x軸方向的顛覆力矩較小時，應消除4個自由度。 導軌的分類一、按運動軌跡分（1） 直線運動導軌 導軌副的相對運動軌跡為一直線，如臥式車床的床鞍和床身之間的導軌。（2） 圓周運動導軌 導軌副的相對運動軌跡為一圓，如立式車床的工作臺和底座之間的導軌。二、按運動性質(zhì)分（1） 主運動導軌 運動導軌是做主運動的，運動速度高，如插床、牛頭刨床上的滑枕導軌及立式車床的工作臺導軌。（2） 進給運動導軌 運動導軌是做進給運動的，運動速度低，如臥式車床的床鞍導軌及銑床工作臺的導軌。（3） 調(diào)整導軌 它只用于調(diào)整部件之間的相對位置，如車床尾架與床身相配合的導軌。當機床切削工作時，運動導軌緊固在固定導軌上不動，所以對這種導軌的耐磨性和速度要求較低。三、按摩擦性質(zhì)分（1） 滑動導軌 兩導軌工作面之間的摩擦性質(zhì)是滑動摩擦。按其摩擦狀態(tài)又分為液體靜壓導軌、液體動壓導軌和混合摩擦導軌。 液體靜壓導軌 兩導軌面間有一層靜壓油膜，屬于純液體摩擦，多用于進給運動導軌。 液體動壓導軌 當導軌面之間相對滑動速度達到一定值后，液體的動壓效應使導軌面間出現(xiàn)了壓力油楔，把導軌面隔開。動壓導軌也屬于純液體摩擦，多用于主運動導軌。 混合摩擦導軌 在導軌面間有一定動壓效應，但相對滑動速度還不足以形成完全的壓力油楔，導軌面仍處于直接接觸狀態(tài)，介于液體摩擦和干摩擦之間。大部分進給運動導軌屬于此類型。 （2）滾動導軌 兩導軌工作面之間有滾珠、滾柱或滾針等滾動體，導軌面之間為滾動摩擦，在進給運動導軌中用的較廣泛。四、按受力情況分（1） 開式導軌 在外載荷和部件自重作用下，使兩導軌面在全長上保持貼合的叫做開式導軌。（2） 閉式導軌 如果作用力F不夠大，又有一個較大的顛覆力矩M作用在運動部件上，此時必須增加壓板以形成輔助導軌面e,才能保證主導軌面良好接觸，這種導軌稱為閉式導軌。 導軌的結(jié)構(gòu)設計滑動導軌是其他類型導軌發(fā)展的基礎。普通滑動導軌的滑動面之間呈混合摩擦，它與液體摩擦導軌、滾動摩擦導軌相比，雖然摩擦系數(shù)大、使用壽命段、低速易產(chǎn)生爬行，但由于結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，精度、剛度較易保證，故廣泛應用于對低速均勻性及定位精度要求不高的車削裝置中。直線滑動導軌的截面的基本形狀主要有四種：矩形、三角形、燕尾形和圓形，每種之中還有凸凹之分（圖2-9）圖2-9 直線滑動導軌的截面形狀a-矩形導軌 b-三角形導軌 c-燕尾形導軌 d-圓形導軌它們多數(shù)由3至4個平面組成，各個平面所起的作用也有所不同。圖矩形導軌的M、J面起導向作用，即保證在垂直面內(nèi)的直線移動精度；M面又是承受載荷的主要支承面；J面試防止運動部件抬起的壓板面；N面試保證水平面內(nèi)直線移動精度的導向面。在三角形導軌中M、N面兼起支撐和導向作用。在燕尾槽形導軌中，M面起導向和壓板面作用，J面為支撐面。根據(jù)床身等固定件上導軌的凸凹狀態(tài)，又可分為凸形導軌（圖2-9上排）和凹形導軌（圖2-9下排）。其中凸三角形又稱為山形，凹三角形又稱為V形。當導軌水平布置是，凸形導軌不易積存切屑和贓物，但也不易存油，多用在移動速度小的部件上，相反，凹形導軌具有好的潤滑條件，但必須有防屑、保護裝置，它們用在移動速度較大的部件上。由于本設計的刀具的移動速度并不大，因此在此次的導軌設計中，適合選用凸形導軌。同時，設計選用燕尾形導軌作為此次設計導軌截面的基本形狀（如圖2-10）。圖2-10 燕尾形導軌的結(jié)構(gòu)圖燕尾形導軌的高度較?。ㄈ鐖D2-9 c ），磨損后不能自動補償間隙，需用鑲條調(diào)整。兩燕尾面起壓板面作用，用一根鑲條就可調(diào)整水平、垂直方向的間隙。導軌制造、檢驗和修理都不大方便。當承受垂直作用力時，它以支承平面為主要工作面，它的剛度與矩形導軌相近，當承受顛覆力矩時，斜面為主要工作面，則剛度較低。一般用于要求高度小的多層移動部件，廣泛用于儀表機床。其中，M、J兩個導軌面之間的夾角定位55。由于在現(xiàn)場的車削加工過程中，會承受一定的車削阻力，同時在導軌上端還要支承移動絲杠、刀座以及刀具等部件。因此，在設計中要考慮到能夠使導軌承受住這些刀架零部件，我們要選取導軌的材料為灰鑄鐵（HT200），導軌的形狀選用一個凸形的導軌，而且形狀是燕尾槽