文獻(xiàn)綜述：電動(dòng)絞車機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、文獻(xiàn)綜述 題 目： 電動(dòng)絞車機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 系 （院）： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 月電動(dòng)絞車機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)摘 要：絞車是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中一種常見(jiàn)的機(jī)械，具有悠久的發(fā)展歷史和比較成熟的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。隨著絞車制造技術(shù)的不斷提高、加工材料的不斷改進(jìn)以及電子控制技術(shù)的不斷發(fā)展，絞車在動(dòng)力、節(jié)能和安全性等方面取得了很大的進(jìn)步。目前，絞車正被廣泛地運(yùn)用于礦山、港口、工廠、建筑和海洋等諸多領(lǐng)域。 在礦山采掘和運(yùn)輸場(chǎng)合，絞車作為重要輔助設(shè)備被大量而廣泛地運(yùn)用著，例如礦用提升絞車、調(diào)度絞車、耙礦絞車和鑿井絞車等。提升絞車可用于礦山豎井或斜井中物品與人員的調(diào)度，具有較大的牽引功

2、率和很好的安全性，是礦山生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備之一1。關(guān)鍵詞：提升機(jī)、絞車、煤炭。Electric hoist machinery transmission device designAbstract:Hoist is a kind of common mechanical industrial production process, has a long history and mature design and manufacturing technology. With the constant improvement of the winch manufacture technology

3、, processing materials of continuous improvement and development of electronic control technology, winch in such aspects as power, energy saving and safety has made great progress. At present, the winch is widely used in mines, ports, factories, buildings and the sea, and many other fields.In mine m

4、ining and transportation situation, winch is large and widely used as important auxiliary equipment, such as, scheduling winch for mine hoist, rake mine winch and sinking winch, etc. Hoist can be used in the mine shaft or items in deviated well and staff scheduling, has great traction power and good

5、 security, is one of the indispensable equipment in mine production.Keywords:Hoist, winch, coal.文獻(xiàn)綜述正文一、 國(guó)內(nèi)外提升絞車發(fā)展?fàn)顩r 礦井提升機(jī)包括機(jī)械設(shè)備及拖動(dòng)控制系統(tǒng)，是聯(lián)系地下和地上的重要途徑，是礦山生產(chǎn)的咽喉設(shè)備，其性能好壞直接關(guān)系到礦山的生產(chǎn)效率和安全性及可靠性，它的安全、可靠運(yùn)行是整個(gè)礦井正常生產(chǎn)的必要條件，一旦發(fā)生故障，所造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的?！斑\(yùn)輸是礦井的動(dòng)脈，提升是明喉”形象地描述了礦井提升運(yùn)輸系統(tǒng)的工作過(guò)程與重要作用3。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)提升設(shè)備經(jīng)過(guò)多年的研究，近幾十年來(lái)發(fā)展的

6、很快，尤其是提升設(shè)備的滾筒方式、制動(dòng)方式和電力拖動(dòng)、自動(dòng)化控制等方面有很大的改進(jìn)，在提升設(shè)備的理論和實(shí)踐方面都取得了豐富的經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)、外對(duì)于提升絞車的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究屬于較冷門(mén)的行業(yè)，相關(guān)的研究成果不太多。(一)、國(guó)內(nèi)提升絞車的發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)提升設(shè)備的設(shè)計(jì)制造，是在解放以后才開(kāi)始的4。建國(guó)初期在黨的領(lǐng)導(dǎo)下，新建和改建了許多礦山機(jī)械制造廠。1953年撫順重型機(jī)器廠制造了我國(guó)第一臺(tái)纏繞式雙筒提升機(jī)。1958年洛陽(yáng)礦山機(jī)器廠設(shè)計(jì)制成了我國(guó)第一臺(tái)2X4多繩摩擦式提升機(jī)，并于1961年開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，這種提升機(jī)與纏繞式提升機(jī)比較，具有重量輕、體積小、安全可靠、適合較深礦井的特點(diǎn)，是現(xiàn)代提升機(jī)的發(fā)展方向。并已在我國(guó)

7、許多礦山中得到普及和應(yīng)用。如安徽的鳳凰山銅礦、梅山鐵礦、張家洼小官莊鐵礦、西石門(mén)鐵礦、豐山銅礦、銅坑錫礦等礦山是較早地應(yīng)用多繩摩擦提升機(jī)的礦山。1989年投產(chǎn)的通鋼板石溝鐵礦18#礦組的罐籠井采用的是上海冶金礦山機(jī)械廠生產(chǎn)的第二臺(tái)JKD1. 85 X 4多繩摩擦式提升機(jī)。1971年該廠又新設(shè)計(jì)制造了JK型新系列單繩纏繞式提升機(jī)，新系列采用了一些新結(jié)構(gòu)，與老型號(hào)比較，提升能力平均提高了25%，而機(jī)器重量也相應(yīng)的有所減少。其它如 JT系列礦用絞車，JKM及 JKD系列多繩提升機(jī)在采用新結(jié)構(gòu)提高產(chǎn)品性能方面都有較大改進(jìn)和提高。 我國(guó)的礦用提升機(jī)其調(diào)速原理經(jīng)歷了電阻調(diào)速、液壓調(diào)速、變頻調(diào)速及行星差動(dòng)調(diào)

8、速等幾次大的改進(jìn)，目前國(guó)產(chǎn)提升機(jī)所采用的調(diào)速裝置主要有兩種類型:一是液壓傳動(dòng)調(diào)速裝置(液壓調(diào)速)，其產(chǎn)品形式即為現(xiàn)有的液壓提升絞車;二是電控調(diào)速裝置 (變頻調(diào)控)，其產(chǎn)品形式即為現(xiàn)有的傳統(tǒng)JT系列絞車。 提升機(jī)是一種重要的礦用機(jī)械，我國(guó)的提升機(jī)從上世紀(jì)七十年代開(kāi)始應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)，極大地提高了工作效率，但安全性能較差，極易發(fā)生爆裂;八十年代為解決井下提升機(jī)防爆難題，生產(chǎn)了一種液壓提升機(jī)，之后又出現(xiàn)了運(yùn)用變頻調(diào)速原理生產(chǎn)的無(wú)級(jí)調(diào)速提升機(jī)。 煤礦提升絞車是煤礦安全生產(chǎn)的重要設(shè)備，是安全生產(chǎn)的關(guān)鍵，它能否正常運(yùn)行，直接關(guān)系著煤炭的產(chǎn)量、生產(chǎn)成本及礦井和職工的安全。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和礦井標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的需

9、要，提升絞車的運(yùn)行質(zhì)量越來(lái)越受到各級(jí)部門(mén)的重視。 根據(jù)<<煤礦安全規(guī)程>>規(guī)定5:投入運(yùn)行后的提升設(shè)備，必須由礦務(wù)局機(jī)電部門(mén)每年進(jìn)行一次檢查，每3年進(jìn)行一次測(cè)試，認(rèn)定合格并簽發(fā)運(yùn)行許可證書(shū)后方可繼續(xù)使用.每次的測(cè)試結(jié)果表明大部分的絞車使用良好，但也存在一些帶有普遍性的問(wèn)題，在一定程度上制約了煤炭產(chǎn)量，增加了生產(chǎn)成本，同時(shí)也影響了煤礦的安全生產(chǎn)，下面就針對(duì)一些主要問(wèn)題進(jìn)行歸納。 1.提升設(shè)備完好率差，存在重大事故隱患。 提升裝置必須裝設(shè)下列保險(xiǎn)裝置，即防過(guò)卷裝置、限速裝置、深度指示器失效保護(hù)裝置等，并滿足相應(yīng)的技術(shù)要求，但有許多礦用絞車沒(méi)有設(shè)置，違反了相應(yīng)規(guī)定。 2.制動(dòng)

10、裝置可靠性差。 制動(dòng)裝置是提升絞車的重要組成部分，根據(jù)設(shè)計(jì)安裝要求，制動(dòng)盤(pán)加工表面粗糙度應(yīng)達(dá)到 1.6，偏差越小越好，最大不應(yīng)超過(guò) 0.5mm，但有的礦用絞車安裝質(zhì)量差，滾筒端面凹凸不平，使?jié)L筒在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，制動(dòng)輪間歇摩擦閘瓦，從而造成電機(jī)電流波動(dòng)大，電耗增加，并加速了閘瓦的磨損。還有的絞車松閘不徹底，有時(shí)還會(huì)因?yàn)槟承┣_因素引起突然緊閘現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會(huì)影響機(jī)械系統(tǒng)的使用壽命，并有可能造成斷繩等事故。 3.絞車實(shí)際運(yùn)行質(zhì)量較差、效率偏低。 測(cè)試中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)絞車均采用手動(dòng)控制，加速、減速及低速爬行和停車休止時(shí)間相對(duì)偏長(zhǎng)，使絞車提升能力下降，電機(jī)電耗增加6 近年來(lái)，我國(guó)各生產(chǎn)廠家對(duì)結(jié)構(gòu)、調(diào)速裝置等進(jìn)行

11、了許多改進(jìn)，并推出了許多更新?lián)Q代的產(chǎn)品7隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)和PLC的運(yùn)算速度加快、存貯能力加大、功能加強(qiáng)、體積減小，使煤礦機(jī)械的功能更強(qiáng)、性能更優(yōu)、效率更高.例如淮南張集礦2x3000kW交變頻雙電機(jī)拖動(dòng)提升機(jī)，其自動(dòng)化控制由主控PLC (S7-400)、監(jiān)控PLC (S7-400)、閘控PLC (S7-400)、裝載PLC(SS-115U).卸載PLC (S5-115E)和傳動(dòng)控制裝置SIMADYND及操作臺(tái)的Wine。人機(jī)界面裝置多臺(tái)計(jì)算機(jī) (PLC)組成8 。(二)、國(guó)外提升絞車的發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外礦用提升機(jī)的研究比較先進(jìn)，并能及時(shí)地將研究的成果運(yùn)用到礦用提升機(jī)的實(shí)際

12、生產(chǎn)中。自1827年德國(guó)制造出第一臺(tái)蒸汽提升機(jī)以來(lái)，礦井提升機(jī)大體分為兩種形式，一種為纏繞式提升機(jī)，另一種為多繩摩擦式提升機(jī).目前廣泛使用單繩纏繞式提升機(jī)和多繩摩擦提升機(jī)9。最初提升機(jī)僅為纏繞式提升機(jī)一種，但隨著礦井開(kāi)采深度及年產(chǎn)量日益增加，在井深達(dá)1000m以上，一次提升量達(dá)40-50t的條件下采用纏繞式提升機(jī)其鋼繩直徑要達(dá)到90mm,滾筒直徑要達(dá)到9m，電動(dòng)機(jī)功率要達(dá)到4500kW。這樣的提升機(jī)制作金屬量消耗大、制造困難、成本昂貴，更重要的是直徑50mm以上的鋼繩只有幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家可以制造，而且價(jià)格貴的驚人，且壽命遠(yuǎn)不如40mm以下的長(zhǎng)。于是在 18世紀(jì)末，出現(xiàn)了用幾根細(xì)鋼繩代替一根粗鋼繩的

13、做法，就產(chǎn)生了多繩摩擦提升機(jī)。由于多繩摩擦提升機(jī)繩徑小，摩擦輪直徑小，電動(dòng)機(jī)功率小，到20世紀(jì)70年代，世界上應(yīng)用多繩摩擦提升機(jī)已有600多臺(tái)。 . 在過(guò)去的20年中，我國(guó)從德國(guó)共進(jìn)口20多套大型礦用提升機(jī)，其電控配套裝置均為西門(mén)子公司的產(chǎn)品，其中10套是為直流電動(dòng)機(jī)配套的直流電控制系統(tǒng)，其余10多套均為交頻交流電氣傳動(dòng)電控配套裝置。第一套是1994年為山西省常林礦主井提升機(jī)配套的其調(diào)速性能非常理想，且節(jié)能效果相當(dāng)明顯，它代表了世界礦用提升機(jī)的先進(jìn)水平，也為我們指明了走節(jié)能和無(wú)級(jí)調(diào)速的路子。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用。先進(jìn)采煤國(guó)從采煤工

14、作面、掘進(jìn)工作面，到井下主煤流運(yùn)輸及輔助運(yùn)輸，到礦井提升及井下供電、排水等裝置，均具有建立在微處理器基礎(chǔ)上的監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)，其機(jī)電一體化的設(shè)備、性能、可靠性和功能等有大幅度提高。如美國(guó)、澳大利亞等國(guó)由于在井下采用了先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備，己實(shí)現(xiàn)無(wú)人工作面、遙控采礦甚至無(wú)人礦井;加拿大 INSO公司利用現(xiàn)代通訊、井下定位與導(dǎo)航、在線信息處理、監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地下鎳礦的機(jī)電一體化采礦裝備乃至整個(gè)礦山開(kāi)采系統(tǒng)的遙控操作。二、 國(guó)內(nèi)提升絞車的發(fā)展趨勢(shì)在我國(guó)這樣一個(gè)以煤炭為常規(guī)主體能源的國(guó)家，國(guó)民經(jīng)濟(jì)要保持高速持續(xù)的，能源始終占極其重要的地位。煤炭需求的增加，必將使煤礦機(jī)械的需求也發(fā)展增大。隨著電子技術(shù)

15、、液壓技術(shù)等新型技術(shù)的日新月異，提升絞車會(huì)朝著一下幾個(gè)方面發(fā)展。（1） 進(jìn)一步向電驅(qū)動(dòng)發(fā)展。（2） 進(jìn)一步向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。（3） 繼續(xù)向大型化方向發(fā)展。（4） 向分體式、單軸式發(fā)展。（5） 向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化方向努力。（6） 向高適應(yīng)性方向發(fā)展。三、提升絞車的關(guān)鍵技術(shù)絞車，就是我們通常所說(shuō)的卷?yè)P(yáng)機(jī)，一般都會(huì)由機(jī)架，電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)器，卷筒，減速器，鋼繩等部件組成。絞車具有以下特點(diǎn)：通用性高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、起重大、使用轉(zhuǎn)移方便，被廣泛應(yīng)用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物料升降或平拖，還可作現(xiàn)代化電控自動(dòng)作業(yè)線的配套設(shè)備。絞車的工作原理，由動(dòng)力機(jī)將自身的能量以轉(zhuǎn)速的

16、形式傳遞給絞車變速系統(tǒng)，變速系統(tǒng)根據(jù)提升所要執(zhí)行的動(dòng)作將速度調(diào)整到合適的數(shù)值范圍傳遞給絞車運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(即滾筒)，滾筒再通過(guò)鋼絲繩帶動(dòng)天車、游車、大鉤等游吊系統(tǒng)，最終將完成大鉤上移或下行的垂直運(yùn)動(dòng)，達(dá)到下放或起出鉆具等目的。在這一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換過(guò)程當(dāng)中，如遇緊急情況需要停車或需要絞車承受部分提升載荷，改善提升狀況，則需通過(guò)剎車控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)與減速箱、減速箱與滾筒軸之間連接均選用齒式聯(lián)軸器連接，傳遞扭矩大。另外，在扭矩輸出較大的滾筒軸、減速箱輸出軸軸頭上采用花鍵聯(lián)接方式，保證了各傳遞件之間聯(lián)接的安全性和可靠性。卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)裝置含有卷筒、主軸與軸承座。卷筒由大齒輪、制動(dòng)輪和鋼板卷筒組成，并通過(guò)平鍵聯(lián)

17、接在主軸上，外帶繩槽的襯墊或木襯、以減少鋼絲繩的磨損主軸通過(guò)軸承座中的滾動(dòng)軸承固定在底座上，一端通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)深度指示器絲桿，從而帶動(dòng)指針指示重物所在位置。齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)主要有： (1)瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，傳動(dòng)比范圍大，可用于減速和增速。 (2)速度 (指節(jié)圓圓周速度)R傳遞功率的范圍大，可用于高速 (v>40m/s ).中速和低速 (v<25m/s)的傳動(dòng):功率可從小于lw到l05kw。 (3)傳遞效率高，一對(duì)高精度的漸開(kāi)線圓柱齒輪、效率高達(dá)99%以上，而鏈輪效率一般為94%-96%。 (4)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，適用于近距離傳動(dòng)。對(duì)于提升絞車的設(shè)計(jì)特點(diǎn)有：(1) 負(fù)載時(shí)變。(2) 驅(qū)動(dòng)

18、力矩范圍大。(3) 要求調(diào)速方便，高低速運(yùn)行穩(wěn)定。 (4) 對(duì)安全可靠性要求較高。 (5) 求具有較好的可操作性四、綜合評(píng)述 在我國(guó)這樣一個(gè)以煤炭為常規(guī)主體能源的國(guó)家，國(guó)民經(jīng)濟(jì)要保持高速持續(xù)的，能源始終占極其重要的地位。煤炭需求的增加，必將使煤礦機(jī)械的需求也發(fā)展增大。 當(dāng)今世界市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，用戶對(duì)產(chǎn)品的性能要求越來(lái)越高，同時(shí)要求產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造周期越來(lái)越短。企業(yè)若想在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中占有一席之地，依靠傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是行不通的，必須采用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)。要快速縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，一方面是生產(chǎn)企業(yè)要加大資金投入力度，不斷更新和改造設(shè)備；另一發(fā)面是設(shè)備制造商在研究國(guó)外先進(jìn)同類設(shè)備性能的基礎(chǔ)上，不斷改革創(chuàng)新，提高國(guó)內(nèi)設(shè)備的功能和精度。文獻(xiàn)綜述參考文獻(xiàn)1夏榮海，郝玉深礦井提升設(shè)備M.江蘇，中國(guó)礦業(yè)學(xué)院出版社，19872李希平.多繩提升機(jī)在深提升中的作用，國(guó)外金屬礦山，2002,2: p38-413謝錫純，李曉豁.礦山機(jī)械與設(shè)備M.江蘇徐州，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000: 1954中國(guó)礦業(yè)學(xué)院.礦井提升設(shè)備M.北京，煤炭工業(yè)出版社，1982: 15能源部一煤礦安全規(guī)程M.北京，煤炭工業(yè)出版社，19926萬(wàn)建民，趙連春，JH -14型回柱絞車的改進(jìn)設(shè)計(jì)M.北京:煤礦機(jī)械工業(yè)出版社，20027