[電子設(shè)計論文精品]基于PLC的 架空式乘人裝置設(shè)計

1、畢 業(yè) 設(shè) 計論文說 明 書題 目：架空式乘人裝置設(shè)計姓 名： 編 號： 畢 業(yè) 設(shè) 計 論文 任 務(wù) 書姓名 專業(yè) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年 月 日設(shè)計論文開始日期 年 月 日設(shè)計論文完成日期 年 月 日設(shè)計論文題目： A編制設(shè)計 B設(shè)計專題畢業(yè)論文 指 導(dǎo) 教 師 系部主 任 年 月 日摘 要煤礦架空乘人裝置俗稱猴車是一種新型的采用PLC可編程序控制的礦井斜巷或平巷輔助運(yùn)輸設(shè)備，本文介紹架空乘人裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算方法等。該裝置具有運(yùn)行平安可靠、人員上下方便、隨到隨行、不需等待、一次性投入低、動力消耗小、操作簡單、便于維護(hù)、工作人員少和運(yùn)送效率高等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計 程序控制 裝置 結(jié)

2、構(gòu)ABSTRACTCoal Overhead Equipment (commonly known as monkey car) is a new use of mines PLC programmable control Inclined or Lane auxiliary transport equipment， this paper Overhead Equipment in structural design， calculation methods. The device is safe and reliable operation， officers up and down easi

3、ly， pick-line， without waiting， a one-time investment is low， power consumption， simple operation， easy maintenance， staff， and less efficient of delivery.KEY WORDS: Structural design process control device structure 目錄摘要.1Abstrcak.2第一章 緒論.51.1 煤礦架空乘人裝置定義.51.2 煤礦架空乘人裝置的結(jié)構(gòu).51.3 煤礦架空乘人裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其布置.5第二章

4、工作原理.8第三章 根本結(jié)構(gòu)設(shè)計.9 3.1 驅(qū)動局部.9 電動器.931.2 減速器.9 制動器確實(shí)定.14 3.2 乘人局部.14 3.3 托繩局部.15 3.4 尾輪及張緊裝置.16 尾輪.16 張緊絞車局部.17 配重錘局部.18 3.5 電控系統(tǒng).18 電氣控制及信號系統(tǒng).18 保護(hù)功能.19第四章 架空乘人設(shè)計計算.21 4.1 原始數(shù)據(jù)一下數(shù)據(jù)為例計算.21 4.2 主要預(yù)選參數(shù)確實(shí)定.21 4.3 主要參數(shù)的計算及器型的選擇.22第五章 設(shè)計存在的問題及結(jié)構(gòu)的改良.29 5.1 架空乘人車裝置設(shè)計存在的問題.29 架空乘人車設(shè)計的臨界值和防滑險算.29 吊座間距.29 5.2

5、架空乘人車裝置結(jié)構(gòu)的改良.29 剎車裝置的研制及應(yīng)用.29 吊座與鋼絲繩連接裝置的改良.29結(jié)論.30致謝.31參考文獻(xiàn).32第一章 緒 論1.1 煤礦架空乘人裝置定義礦用索道架空乘人裝置主要用于礦井斜巷，平巷運(yùn)送人員，其工作原理類似于地面旅游索道。它通過電動器帶動減速器上的摩擦輪作為驅(qū)動裝置，采用架空的無極循環(huán)的鋼絲繩作為牽引承載。鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進(jìn)行張緊，沿途依托繩輪支撐，以維持鋼絲繩在托輪間的饒度和張力。抱索器將乘人吊椅與鋼絲繩連接并隨之作循環(huán)運(yùn)行從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)送人員的目的。礦用索道主要由驅(qū)動裝置，尾輪及張緊裝置、乘人局部、鋼絲繩、托壓輪局部、電控局部及綜合保護(hù)裝置組成。1.2 煤礦

6、架空乘人裝置的構(gòu)成主要由驅(qū)動局部、乘人局部、托繩局部、尾輪局部、張緊局部及電控系統(tǒng)組成；如圖1-1所示。圖1-1 煤礦架空乘人裝置圖1.3 煤礦架空乘人裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其布置礦井在建設(shè)高產(chǎn)高效過程中，在不斷引進(jìn)采煤、掘進(jìn)新技術(shù)、新工藝、新裝備的同時，輔助運(yùn)輸應(yīng)不斷改良創(chuàng)新，以滿足現(xiàn)代化礦井開展的需要?，F(xiàn)代化的高產(chǎn)高效礦井，采掘器械化程度越來越高。新技術(shù)、新裝備的應(yīng)用，使工人的勞動強(qiáng)度越來越小，生產(chǎn)效率越來越高，而井下輔助運(yùn)輸卻滯后于礦井的開展。其主要表現(xiàn)在：受礦井開拓方式的制約，技術(shù)更新慢，還是沿襲舊的運(yùn)輸模式，以小絞車、小電瓶車運(yùn)輸為主，但隨著礦井開采不斷延伸，運(yùn)輸路線不斷增長、環(huán)節(jié)增多、效率

7、卻越來越低 ；運(yùn)載人員裝備沒有大的改良，大多是徒步從井口至作業(yè)地點(diǎn)，工人在途中一方面消耗體力另一方面延長了勞動時間嚴(yán)重制約礦井開展，目前隨著科技水平的不斷提高，許多礦井都選用安裝有PLC自動控制的架空式乘人裝置。 架空乘人車主要由器頭部、牽引部、器尾部組成。器頭部部件主要為電動器、固定在器架上的液壓式制動裝置、聯(lián)軸器、減速器、器頭導(dǎo)繩輪等組成；牽引部主要有牽引鋼絲繩、索道支架、架繩輪及乘人吊座等組成；器尾部主要有器尾導(dǎo)繩輪、器尾支架及器尾拉緊裝置等組成。該設(shè)備有以下特點(diǎn)：1架空乘人裝置設(shè)備投資小，且占地面積又少，運(yùn)行本錢低，維護(hù)工作量??； 2架空乘人裝置人員輸送量大，效率高，索道無極循環(huán)運(yùn)行，

8、人員不需要等候，隨到隨行；3架空乘人裝置平安性能好，牽引鋼絲繩運(yùn)行速度低0.83.0m/s，乘人吊椅離地不高0.2m，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，人員上、下吊椅方便自如，設(shè)備本身配有完善的平安保護(hù)裝置；4架空乘人裝置適用范圍廣，長度范圍在100米-4000米，最大傾角40，還可以滿足巷道多變坡點(diǎn)。5架空乘人裝置布置方式靈活、獨(dú)特。除布置在專用巷道外，還可以與皮帶輸送器共用巷道，也可以與單鉤提升絞車共用巷道。也可布置在小斷面巷道還可以通過單向往復(fù)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)小運(yùn)量的人員輸送。 由于井下架空乘人車運(yùn)輸巷道長短不一斷面大小不一，而且還有中間上下人車場等差異，情況比擬復(fù)雜。設(shè)備布置各不相同，但一般為以下布置方式： 1架

9、空乘人車運(yùn)輸巷道分為盡頭式和通過式。 2絞車一般布置在斜巷的上部，尾輪及拉緊裝置一般布置在斜巷的下部。 3盡頭式絞車炯室設(shè)在巷道的延伸處，通過式絞車就安設(shè)在巷道的中間。 4絞車上有水平安裝和傾斜安裝(即繩輪與巷道傾角一致)2種。設(shè)備布置的優(yōu)缺點(diǎn)： 1絞車布置在斜巷的上部，有利于絞車的制動；尾輪和拉緊裝置布置在斜巷的下部可以使拉緊裝置設(shè)置在張力最小的地方。 2盡頭式絞車炯室設(shè)在巷道的延伸處，可以建造器房，做到窗明幾凈，有利于司機(jī)和維修人員對架空乘人車的管理和維修，通過式絞車就安設(shè)在巷道的中間，節(jié)省建造費(fèi)用，投資少，見效快。 3絞車水平安裝，缺點(diǎn)為變坡處架繩輪受力較大，架繩輪與鋼絲繩易磨損，優(yōu)點(diǎn)是

10、設(shè)備的設(shè)計、安裝、維護(hù)簡單，給今后工作帶來很大的方便。絞車傾斜安裝，保持鋼絲繩傾角始終一致，沿線架繩輪無集中載荷，一般巷道布置也簡易。 4兩個吊座間距一般大于兩個架繩輪的間距，這樣可以防止鋼絲繩垂度過大。公司兩個架繩輪之間距為4.7 m，設(shè)計兩個吊座之間距為5m，由于器頭導(dǎo)繩輪磨擦襯墊磨擦系數(shù)缺乏，鋼絲繩屢次打滑，為防止事故的發(fā)生，減少了吊座數(shù)量，兩個吊座間距改為7 m。架空乘人裝置是根據(jù)礦井不同的巷道條件,開發(fā)研制出系列化牽引主機(jī)產(chǎn)品,同時研究新型乘人卡繩器、輪系高耐磨材料、自動化控制等關(guān)鍵技術(shù),具有系統(tǒng)運(yùn)行平安、無專人操作值守、提高運(yùn)輸能力、人員乘座舒適等特點(diǎn).傾斜井巷架空乘人裝置對礦井進(jìn)

11、一步減人提效和平安生產(chǎn)起到巨大的推動作用。架空乘人裝置是近幾年在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的根底上，綜合利用我國地面索道的科研成果及成熟經(jīng)驗(yàn)的根底上研制開發(fā)的礦山專用運(yùn)人設(shè)備的技術(shù)。第二章 工作原理煤礦架空乘人裝置俗稱猴車是一種新型的礦井斜巷或平巷人員運(yùn)輸設(shè)備，其工作原理類似于地面旅游索道。它通過電動器帶動減速器上的摩擦輪作為驅(qū)動裝置，采用架空的無極循環(huán)的鋼絲繩作為牽引承載。鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進(jìn)行張緊，沿途依托繩輪支撐，以維持鋼絲繩在托輪間的饒度和張力。抱索器將乘人吊椅與鋼絲繩連接并隨之作循環(huán)運(yùn)行從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)送人員的目的。從而實(shí)現(xiàn)輸送礦工的原理。圖21 輸送礦工的原理圖第三章 根本結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1

12、 驅(qū)動局部礦井乘人裝置的驅(qū)動裝置通常采用懸吊式安裝，有電動器、減速器、制動器、驅(qū)動輪、器架及電器控制局部所組成，設(shè)計圖如以下圖3-1所示。圖3-1 礦井乘人裝置的驅(qū)動裝置圖 電動機(jī)功率由實(shí)際運(yùn)送量計算確定，由于運(yùn)送速度限制常選用6級防爆型電器，并應(yīng)符合GB3836-2000?爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備?。 減速器1.減速器的工作原理減速器一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備，把電動機(jī)內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動力通過減速器的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來到達(dá)減速的目的，普通的減速器也會有幾對相同原理齒輪到達(dá)理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動比。 2減速器的種類減速器是一種相對精密的

13、機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。它的種類繁多，型號各異，不同種類有不同的用途。減速器的種類繁多，按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器；按照傳動級數(shù)不同可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。以下是常用的減速器分類：1擺線針輪減速器2硬齒面圓柱齒輪減速器3行星齒輪減速器4軟齒面減速器5三環(huán)減速器6起重器減速器7蝸桿減速器8軸裝式硬齒面減速器9無級變速器蝸輪蝸桿減速器的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上

14、。但是一般體積較大，傳動效率不高，精度不高。諧波減速器的諧波傳動是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動和動力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比擬差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。行星減速器其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比擬緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長，額定輸出扭矩可以做的很大。但價格略貴。3.減速器的設(shè)計程序1設(shè)計的原始資料和數(shù)據(jù) 原動機(jī)的類型、規(guī)格、轉(zhuǎn)速、功率或轉(zhuǎn)矩、啟動特性、短時過載能力、轉(zhuǎn)動慣量等。 工作機(jī)械的類型、規(guī)格、用途、轉(zhuǎn)速、功率或轉(zhuǎn)矩。工作制度：恒定載荷或變載荷，變載荷的載荷圖；啟、制動與短時過載轉(zhuǎn)矩，啟動頻率；沖擊和振動程度；旋轉(zhuǎn)方向等。 原動機(jī)作機(jī)與減速

15、器的聯(lián)接方式，軸伸是否有徑向力及軸向力。 安裝型式減速器與原動機(jī)、工作機(jī)的相對位置、立式、臥式。 傳動比及其允許誤差。 對尺寸及重量的要求。 對使用壽命、平安程度和可靠性的要求。 環(huán)境溫度、灰塵濃度、氣流速度和酸堿度等環(huán)境條件；潤滑與冷卻條件是否有循環(huán)水、潤滑站以及對振動、噪聲的限制。 對操作、控制的要求。 材料、毛坯、標(biāo)準(zhǔn)件來源和庫存情況。 上述前四條是必備條件，其他方面可按常規(guī)設(shè)計，例如設(shè)計壽命一般為1年。用于重要場合時，可靠性應(yīng)較高等。2選定減速器的類型和安裝型式 3初定各項(xiàng)工藝方法及參數(shù) 選定性能水平，初定齒輪及主要機(jī)件的材料、熱處理工藝、精加工方法、潤滑方式及潤滑油品。4確定傳動級數(shù)

16、按總傳動比，確定傳動的級數(shù)和各級的傳動比。 5初定幾何參數(shù) 初算齒輪傳動中心距或節(jié)圓直徑、模數(shù)及其他幾何參數(shù)。6整體方案設(shè)計 確定減速器的結(jié)構(gòu)、軸的尺寸、跨距及軸承型號等。 7校核 校核齒輪、軸、鍵等負(fù)載件的強(qiáng)度，計算軸承壽命。 8潤滑冷卻計算 9確定減速器的附件 10確定齒輪滲碳深度 必要時還要進(jìn)行齒形及齒向修形量等工藝數(shù)據(jù)的計算。 11繪制施工圖 在設(shè)計中應(yīng)貫徹國家和行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 4.減速器的檢查和維護(hù)不同的潤滑油禁止相互混合使用。油位螺塞、放油螺塞和通氣器的位置由安裝位置來決定。它們的相關(guān)位置可參考減速器的安裝位置圖如以下圖3-2所示來確定。 圖3-2 減速器安裝位置圖1油位的檢查

17、切斷電源，防止觸電！等待減速器冷卻； 移去油位螺塞檢查油是否充滿； 安裝油位螺塞。2油的檢查切斷電源，防止觸電！等待減速器冷卻； 翻開放油螺塞，取油樣； 檢查油的粘度指數(shù)。如果油明顯渾濁，建議盡快更換。 對于帶油位螺塞的減速器 檢查油位，是否合格 安裝油位螺塞 3油的更換冷卻后油的粘度增大放油困難，減速器應(yīng)在運(yùn)行溫度下?lián)Q油。 切斷電源，防止觸電！等待減速器冷卻下來無燃燒危險為止！ 注意：換油時減速器仍應(yīng)保持溫?zé)帷?在放油螺塞下面放一個接油盤。 翻開油位螺塞、通氣器和放油螺塞。 將油全部排除。 裝上放油螺塞。 注入同牌號的新油。 油量應(yīng)與安裝位置一致。 在油位螺塞處檢查油位。 擰緊油位螺塞及通氣

18、器。 4減速器檢查和考前須知 減速器應(yīng)牢固地安裝在穩(wěn)定水平的根底或底座上，排油槽的油應(yīng)能排除，且冷卻空氣循環(huán)流 暢。根底不可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)時會引起振動及噪聲，并促使軸承及齒輪受損。當(dāng)傳動聯(lián)接件有突出 物或采用齒輪、鏈輪傳動時，應(yīng)考慮加裝防護(hù)裝置，輸出軸上承受較大的徑向載荷時，應(yīng)選用加強(qiáng)型。 按規(guī)定的安裝裝置保證工作人員能方便地靠近油標(biāo)，通氣塞、排油塞。安裝就位后，應(yīng)按次 序全面檢查安裝位置的準(zhǔn)確性，各緊固件壓緊的可靠性， 安裝后應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動。減速器采用油池飛濺潤滑，在運(yùn)行前用戶需將通氣孔的螺塞取下， 換上通氣塞。按不同的安裝位置，并翻開油位塞螺釘檢查油位線的高度，從油位塞處加油至潤滑油從油位塞螺孔溢

19、出為止，擰上 油位塞確定無誤后，方可進(jìn)行空載試運(yùn)轉(zhuǎn)， 時間不得少于2小時。運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)，無沖擊、振動、雜音及滲漏油現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時排除。經(jīng)過一定時期應(yīng)再檢查油位，以防止機(jī)殼可能造成的泄漏，如環(huán)境溫度過高或過低時，可改變潤滑油的牌號。 安裝減速器時，應(yīng)重視傳動中心軸線對中，其誤差不得大于所用聯(lián)軸器的使用補(bǔ)償量。對中良好能延長使用壽命，并獲得理想的傳動效率。在輸出軸上安裝傳動件時，不允許 用錘子敲擊，通常利用裝配夾具和軸端的內(nèi)螺紋，用螺栓將傳動件壓入，否那么有可能造成減速器內(nèi)部零件的損壞。最好不采用鋼性固定式聯(lián)軸器，因該類聯(lián)軸器安裝不當(dāng)，會 引起不必要的外加載荷，以致造成軸承的早期損壞，嚴(yán)重時甚

20、至造成輸出軸的斷裂。 5減速器的潤滑及保養(yǎng)在投入運(yùn)轉(zhuǎn)之前，在減速器中裝入建議的型號和數(shù)值的潤滑脂。減速器采用潤滑油潤滑。對于豎直安裝的減速器如以下圖3-3所示。 圖3-3 豎直安裝的減速器圖鑒于潤滑油可能不能保證最上面的軸承的可靠潤滑，因此采用另外的潤滑措施。在運(yùn)行以前，在減速器中注入適量的潤滑油，潤滑油的粘性根據(jù)以以下表選擇。減速器通常裝備有注油孔和放油塞。因而在訂購減速器的時候必須指定安裝位置。下表列出了一般應(yīng)用中建議采用的潤滑油的牌子和型號。注意：對于非常規(guī)工作條件的應(yīng)用，請征詢制造廠的意見。工作油溫不能超過80。終生潤滑的組合減速器在制造廠注滿合成油，除此之外，減速器供貨時通常是不帶潤

21、滑油的，并帶有注油塞和放油塞。本樣本中列出的減速器潤滑油數(shù)量只是估計值。根據(jù)訂貨時指定的安裝位置設(shè)置油位塞的位置以保證正確注油，減速器注油量應(yīng)該根據(jù)不同安裝方式來確定。如果傳輸功率超過減速器的熱容量，必須提供外置冷卻裝置。然而，乘人架空式裝置上所用的減速器是根據(jù)礦用架空索道的現(xiàn)場所需而選用的，常采用平面二次包絡(luò)蝸輪蝸桿減速器或硬齒面齒輪減速器；傳動比大，一級減速可以滿足乘人裝置運(yùn)行要求，減少了傳動環(huán)節(jié)，使驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)緊湊。 制動器確實(shí)定在電動器與減速器間安裝制動器，制動器是實(shí)現(xiàn)正常停車、自動停車和緊急停車的前提，制動器選擇是否合理是關(guān)系到猴車能否平安運(yùn)行的主要因素。目前常用制動器有手動制動器、

22、電氣制動器、電磁鐵制動器等。 1手動制動器，發(fā)生事故時不能及時停車，造成擠傷乘人的事故不止一次發(fā)生，因此，乘人裝置不常采用手動制動器。 2電氣制動器。當(dāng)猴車斷電停車時，取自礦用防爆照明變壓器的127V交流電，經(jīng)半波整流輸送到電動器兩相繞組中，實(shí)現(xiàn)電氣制動。這種做法在正常情況下可采用，但全礦井下突然停電情況下，電氣制動就不會起到制動作用，這時猴車吊座就會在重力作用下向下加速運(yùn)行，越來越快，從而造成乘坐人員的混亂。在混亂中乘坐人員就會慌不擇路，匆忙下車，因而就難免受到傷害。這正是電氣制動的致命缺陷。 3.電磁鐵制動器。電磁鐵制動器具有很高的可靠性。當(dāng)電磁鐵有電時，制動閘松開制動輪，從而使電動器運(yùn)行

23、;當(dāng)電磁鐵斷電時，制動閘抱緊制動輪，從而進(jìn)行制動。由于猴車運(yùn)行速度很低(?煤礦平安規(guī)程?規(guī)定：架空乘人裝置的速度不得超過1.2m/s)，即使猴車突然停車，也不會造成事故，因此沒有必要控制制動速度與制動距離。 電磁鐵取自猴車的電源，當(dāng)猴車開車時，電磁鐵迅速翻開，電動器運(yùn)行;當(dāng)猴車停車時，電動器停止運(yùn)行，同時電磁鐵斷電，進(jìn)行制動。如遇礦井下突然停電，電磁鐵由于斷電同樣可以平安制動。某礦井下采用電磁鐵制動器多年，至今運(yùn)行狀態(tài)良好。 3.2乘人局部乘人局部是運(yùn)送人員的工具，由抱索器和吊椅組成，如圖3-4所示。 圖3-4 抱索器3.3托繩局部托繩局部由托壓繩輪組成，設(shè)計圖如以下圖所示。圖3-5托壓繩輪圖

24、圖3-6 托壓繩輪剖視圖托壓繩輪通過橫梁和托輪架架空安裝于線路上，用以托起和壓住運(yùn)載繩，以適應(yīng)運(yùn)載繩在線路上角度的變化和吊椅凈空尺寸。由于托壓繩輪受力大小和角度不同，有單、雙托壓繩輪。托壓繩輪在運(yùn)轉(zhuǎn)時要靈活，無卡阻現(xiàn)象，繩槽形狀要適應(yīng)抱索器在橫向和縱向最大允許擺動情況下，能順利通過。3.4 尾輪及張緊裝置乘人裝置張緊裝置通常采用懸吊式安裝，它主要由尾輪、張緊絞車、和配重錘等局部組成。 尾輪該局部由尾輪張緊輪、尾輪架、滾輪、尾輪軸承箱等組成。如以下圖3-7所示。圖3-7 尾輪張緊輪、尾輪架、滾輪、尾輪軸承箱圖尾輪是對無極運(yùn)載鋼絲繩在張緊局部起導(dǎo)向作用和運(yùn)載鋼絲繩在運(yùn)行過程中張力變化時，同滾輪一起

25、在軌道上前后移動，自動調(diào)節(jié)運(yùn)載鋼絲繩在運(yùn)行過程中的張力，以滿足設(shè)計給定值，保證運(yùn)行的平穩(wěn)性，延長設(shè)備的使用壽命和滿足驅(qū)動輪和乘人裝置鋼絲繩的防滑要求。 張緊絞車局部該局部由手輪、減速箱、滾筒和滑輪組成。如以下圖所示。圖3-9手輪、減速箱、滾筒和滑輪圖張緊鋼絲繩的一端纏繞固定在滾筒上，另一端通過雙滑輪和尾輪局部雙滑輪導(dǎo)繞后同重錘局部的吊架相連、當(dāng)運(yùn)載鋼絲繩張力變化時，由于配重行程所限，扭動張緊絞車手輪，使張緊鋼絲繩收繩或放繩，來調(diào)節(jié)配重錘位置，以防超行程運(yùn)行，防止重錘落地或沖頂，使運(yùn)載鋼絲繩自然保持設(shè)計的給定值。 配重錘局部該局部由重錘吊架和配重塊組成。配重塊一般設(shè)置在線路張力較小的最低點(diǎn)，自然

26、調(diào)節(jié)運(yùn)載鋼絲繩運(yùn)行時的張力變化。3.5 電控系統(tǒng) 電氣控制及信號系統(tǒng) 乘人裝置的電控系統(tǒng)，由隔爆兼本安型電源箱、礦用PLC提升信號操作臺采用LED顯示、信號檢測元件、控制元件以及相應(yīng)的控制線路組成。電控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能概述 無人值守控制，啟動前預(yù)警信號、開車、停車按設(shè)定程序自動控制；無人員乘座后延時停車；可實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備電氣互鎖；可實(shí)現(xiàn)架空乘人裝置沿線拉停車；可實(shí)現(xiàn)架空乘人裝置欠速、過速保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)電器失壓、短路、斷相、過載保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)掉繩脫槽保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)鋼絲繩張緊上限保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)重錘落地保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)越站保護(hù)；可實(shí)現(xiàn)下車點(diǎn)平安語言提示；可實(shí)現(xiàn)巷道MP3背景音樂播放。 1顯示窗功能信號箱顯示“器

27、頭越位、“器尾越位、“過速保護(hù)、“欠速保護(hù)、“斷繩保護(hù)、“掉繩保護(hù)、“重錘下限、“全程急停八個故障顯示，顯示相應(yīng)的故障?！斑B續(xù)方式、“連續(xù)運(yùn)行、“間斷方式、“間斷運(yùn)行、“檢修方式、“急停/禁啟、“強(qiáng)制解鎖、“運(yùn)行速度、“運(yùn)行剩余時間九個功能顯示，顯示相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。 2“程控分為三種運(yùn)行方式，即“連續(xù)、“斷續(xù)、“檢修，并在顯示窗上顯示所選。 連續(xù)運(yùn)行方式 系統(tǒng)在啟動后，將24小時不停地運(yùn)行，此狀態(tài)適用于人員流動較大的礦井，窗口顯示“連續(xù)運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行指示燈閃爍。如果配置了無人值守功能，當(dāng)有人坐上吊椅時，通過上車站檢測傳感器發(fā)出猴車啟動信號，系統(tǒng)將按正常啟動程序自動啟動猴車，實(shí)現(xiàn)無人值守的啟動模

28、式。 斷續(xù)運(yùn)行方式 此運(yùn)行方式是一種節(jié)能的運(yùn)行方式，將以程序內(nèi)部設(shè)定的時間如10分鐘限時運(yùn)行，啟動后計時器開始計時，當(dāng)有上人檢測信號時，時間將返回到原來的數(shù)值并重新計時，即時間記憶刷新，當(dāng)剩余時間為0時系統(tǒng)將自動停器。檢修方式 當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換到檢修檔時，顯示窗口顯示“檢修方式，此時“啟動變?yōu)辄c(diǎn)動啟動，即按下“啟動不松開，乘人裝置電器自動啟動且窗口系統(tǒng)運(yùn)行指示燈閃爍，松開“啟動后系統(tǒng)將馬上停止運(yùn)行。 3停止 在系統(tǒng)運(yùn)行的任何狀態(tài)下，按下“停止按鈕，乘人裝置電器自動停止，制動抱閘。4急停、禁啟 此按鈕具有電控閉鎖功能，在系統(tǒng)進(jìn)入待器狀態(tài)時，按下此按鈕后，按鈕自鎖，此時不管是器頭還是器尾的啟動按鈕都

29、將不能啟動系統(tǒng)運(yùn)行，即系統(tǒng)處于“禁啟狀態(tài)，同時窗口顯示“急停、禁啟，將此按鈕往順時針方向旋轉(zhuǎn)，按鈕將自動回位，回位并按下一次“故障復(fù)位按鈕后，“禁啟消除。 5故障復(fù)位 當(dāng)故障處理后，按下此按鈕，將程控器內(nèi)的故障閉鎖去除，系統(tǒng)回到待器狀態(tài)。 6強(qiáng)制解鎖 當(dāng)速度檢測局部出現(xiàn)故障而暫時無法修復(fù)時，可按下此按鈕強(qiáng)制解鎖，作為拋開因速度保護(hù)的故障而停器的系統(tǒng)運(yùn)行。此方式只能在制動器完好時短時運(yùn)行，絕不允許長期運(yùn)行，必須盡快更換速度傳感器，以免發(fā)生意外。 保護(hù)功能1器頭、器尾越位保護(hù)：當(dāng)?shù)V工乘坐吊椅上井或下井進(jìn)入器頭或器尾的禁止部位點(diǎn)時，由越位保護(hù)裝置給控制系統(tǒng)一個越位的信號，系統(tǒng)自動停器并發(fā)出故障報警聲

30、，同時顯示窗口顯示相應(yīng)的故障。2全程緊急停車保護(hù)：在架空乘人裝置的中心線裝有緊急停車?yán)€開關(guān)間隔50米1個，并由鋼絲繩連接起來。當(dāng)巷道內(nèi)有緊急情況時，在沿線的任意一個地方只在拉動該鋼絲繩，相應(yīng)的急停拉線開關(guān)將給控制系統(tǒng)一個急停信號，架空乘人裝置將自動停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報警，同時顯示窗將顯示“急停故障。3過速飛車保護(hù)：當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中速度傳感器檢測到的運(yùn)行速度超過設(shè)定速度的20%時，控制系統(tǒng)接受信號，架空乘人裝置自動停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報警聲，同時顯示窗口顯示相應(yīng)的“過速保護(hù)。4欠速打滑保護(hù)：當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中速度傳感器檢測到的運(yùn)行速度超過設(shè)定速度的30%時，控制系統(tǒng)接受信號，架空乘人裝置自動停止運(yùn)行，

31、并發(fā)出故障報警聲，同時顯示窗口顯示相應(yīng)的“欠速保護(hù)。5脫繩保護(hù)：脫繩保護(hù)開關(guān)是用于防止猴車鋼絲繩脫離托輪而設(shè)置的保護(hù)裝置。當(dāng)鋼絲繩脫落時，觸碰此開關(guān)，架空乘人裝置自動停車。6配重限位保護(hù)：該保護(hù)開關(guān)是用于防止配重落地而使系統(tǒng)失去張緊力的保護(hù)裝置。7鋼絲繩壽命保護(hù)：鋼絲繩在長期運(yùn)行中出現(xiàn)斷繩現(xiàn)象后，這時尾輪會迅速向后滑動，并觸動斷繩保護(hù)裝置，控制系統(tǒng)接到信號后，架空乘人裝置將自動停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報警，同時窗口顯示斷繩保護(hù)。8吊椅防過擺保護(hù)裝置：當(dāng)乘坐人員在乘坐途中未遵守平安守那么，易導(dǎo)致座椅橫向擺動過大，吊椅防過擺保護(hù)裝置能減小吊椅擺動防止吊椅過托輪時被托輪掛住。以上任一平安保護(hù)工程發(fā)生時，

32、控制系統(tǒng)自動檢測信號，架空乘人裝置立即停車，同時發(fā)出聲光報警，顯示屏上顯示平安保護(hù)工程。只有消除故障后，系統(tǒng)才會解除閉鎖和重新啟動運(yùn)行。第四章 架空乘人裝置設(shè)計計算4.1原始數(shù)據(jù)以下數(shù)據(jù)為例計算井筒凈高：2.8m 凈寬：大于2.8m 運(yùn)送長度：L700m 最大坡度：284.2主要預(yù)選參數(shù)確實(shí)定1電動器功率為： 45KW 轉(zhuǎn)速為n960轉(zhuǎn)/分2預(yù)選驅(qū)動輪與尾輪：直徑為1.4m3預(yù)選減速器傳動比：4鋼絲繩運(yùn)行速度確定： 4-1 5預(yù)選鋼絲繩：61921.5 6設(shè)定乘座間距：7那么運(yùn)輸效率人/h： 4-2 8托輪間距: 4-3根據(jù)計算取5m9驅(qū)動輪繩槽與牽引鋼絲繩間的摩擦系數(shù)依據(jù)?礦井提升運(yùn)輸設(shè)備?

33、10牽引繩在驅(qū)動輪上的圍包角4.3主要參數(shù)的計算及器型的選擇1牽引鋼絲繩張緊力的計算各點(diǎn)如以下圖4-1所示圖4-1牽引鋼絲繩張緊力圖當(dāng)下放側(cè)無人乘坐而上升側(cè)滿員時線路運(yùn)行阻力： (4-4) 4-5 各點(diǎn)張緊力：依據(jù)?礦井提升運(yùn)輸設(shè)備? 從動輪曲線阻力系數(shù)取0.03 取0.35 180 e3那么計算得 ： 下放側(cè)滿員上升側(cè)無人乘坐時線路運(yùn)行阻力：各點(diǎn)張力：同上計算得： 上升和下放均為滿員時情況：各點(diǎn)張力：計算得： 式中：0-鋼絲繩質(zhì)量kg/mQ1-人體重量.取Q2-吊椅重量.取Q3每人可攜帶物品重量，取-絲繩運(yùn)行阻力系數(shù)，取L-井筒斜長2電動器功率的計算及電器選擇當(dāng)下放側(cè)無人上升側(cè)滿員 4-6當(dāng)

34、下放側(cè)滿員上升側(cè)無人當(dāng)下放側(cè)上升側(cè)均滿員 式中：K-電動器功率備用系數(shù)一般取-傳動效率 V-鋼絲繩運(yùn)行速度由以上三種情況計算結(jié)果預(yù)選電動器功率為 45KW符合要求 選電器型號為：YB2-280S63牽引鋼絲繩選擇及計算按照規(guī)定：架空乘人裝置鋼絲繩選用線接觸，右同向捻帶纖維芯的股式結(jié)構(gòu)鋼絲繩，在有腐蝕環(huán)境中推薦選用鍍鋅鋼絲繩。編接接頭的長度，不得小于運(yùn)載索直徑的1000倍。在索道中常選用637和661鋼絲繩其鋼絲繩破斷拉力總和：29800kg即292040N。鋼絲繩計算 小于292040N符合要求式中：Smax-最大張力點(diǎn)張力為第一種情況S1S-鋼絲繩破斷拉力總和 m-鋼絲繩的最低平安系數(shù)取依據(jù)

35、?煤礦平安系數(shù)規(guī)程?第400條規(guī)定鋼絲繩的初張力Sc取10001500kg依據(jù)?礦井提升運(yùn)輸設(shè)備?4驅(qū)動繩輪直徑D1及尾輪直徑D2確實(shí)定故預(yù)選取直徑為 的驅(qū)動輪和尾輪符合要求5拉緊行程確定 考慮富裕系數(shù)及設(shè)備本錢，最終確定6驅(qū)動輪軸強(qiáng)度計算(依據(jù)材料力學(xué)、理論力學(xué))如以下圖4-2所示：圖4-2 驅(qū)動輪軸強(qiáng)度圖由力學(xué)分析驅(qū)動輪受力如上圖所示：由牛頓定理知：驅(qū)動輪最大扭矩 因?yàn)?(4-7)所以 得 式中：Mnmax輪軸最大扭矩 -剪切許用應(yīng)力，鋼軸 Wp抗扭截面矢量 d驅(qū)動輪軸直徑()7減速器的選擇. 因驅(qū)動裝置的。根據(jù)計算確定減速器輸出軸驅(qū)動軸最小直徑為130mm，型號為：TPS315-63-F

36、8回轉(zhuǎn)輪軸強(qiáng)度計算由受力選第二種情況驅(qū)動輪最大扭矩 故器尾軸d120mm能滿足要求。第五章 設(shè)計存在的問題及結(jié)構(gòu)的改良5.1架空乘人車裝置設(shè)計存在問題架空乘人車設(shè)計的臨界值和防滑驗(yàn)算設(shè)備安裝投人運(yùn)行后，打滑事故接連不斷，并容易發(fā)生傷人事故，不能保證其平安正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在大傾角井巷中，斜巷傾角接近設(shè)計臨界值25。 1上人側(cè)和下人側(cè)滿負(fù)荷時，下人側(cè)阻力為負(fù)值。 2上人側(cè)無人而下人側(cè)滿負(fù)荷時，下人側(cè)阻力為負(fù)值。 3上人側(cè)滿負(fù)荷而下人側(cè)無人時，下人側(cè)阻力仍為負(fù)值。 以上3種情況，下人側(cè)阻力全為負(fù)值，鋼絲繩張力不可能為負(fù)值，只有通過尾部拉緊裝置來增加鋼絲繩的最小張力。當(dāng)摩擦襯墊摩擦系數(shù)小于設(shè)計值時，只能增加

37、尾部拉緊裝置重錘重量，否那么就達(dá)不到設(shè)計要求，導(dǎo)致主導(dǎo)輪打滑。因此，對于大傾角井巷中，設(shè)計應(yīng)用架空乘人車，選用摩擦襯墊摩擦系數(shù)較大的鋁基合金，必須經(jīng)過試驗(yàn)，其次考慮尾部拉緊裝置重錘配置數(shù)量是否符合實(shí)際，再次要驗(yàn)算摩擦襯墊的抗壓強(qiáng)度。吊座間距根據(jù)運(yùn)距長短和上下人數(shù)的不同，乘人吊座的間距可取為5 m，6 m，8 m，10 m 4種，為了不使鋼絲繩垂度過大，兩個架繩輪之間只能懸掛一個吊座，故一般采用架繩輪與吊座相同的間距。這種設(shè)計不夠合理，如果它們的間距相同，吊座過架繩輪時，同時振動，會產(chǎn)生共振。因此，設(shè)計時吊座的間距應(yīng)略大于或小于架繩輪的間距。5.2架空乘人車裝置結(jié)構(gòu)的改良5.2.1剎車裝置的研制

38、及應(yīng)用由于架空乘人車的制動裝置安裝在電動器和聯(lián)軸器之間，能起到一定的的制動作用，但當(dāng)行星減速器及齒輪出現(xiàn)故障時，不能防止飛車事故的發(fā)生。我公司NGWJ62-2型行星齒輪減速器行星架固定螺栓(M12)曾斷裂過兩次，造成兩起飛車事故。為此，我們和太原重型器械廠共同研制開發(fā)了架空乘人車剎車裝置，將其安裝在架空乘人車器頭部。 該剎車裝置主要結(jié)構(gòu)為:原動件為吸力線圈，工作器構(gòu)為兩個制動鋼絲繩爪子和一個制動主導(dǎo)輪的閘板，中間為連桿傳動器構(gòu)。該剎車裝置有以下制動l作用。 a.經(jīng)山西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所鑒定，單面爪制動力為76 kg，雙面爪為76 kgX2=152 kg，當(dāng)鋼絲繩的傾斜度為220，每人平均60

39、 kg，作用在鋼絲繩的下滑力為60sin220=22.5 kg，152 kg=22. 5 kg= 6. 8(人)，故在臨界瞬間制動時，可減去6. 8人的載荷，防止下滑而停車。b.如有意外情況，架空乘人車已滑動，在爪子的作用下，最多只能緩慢滑行3m，爪子鉗口將與座卡子接觸而停車。c.如果行星齒輪減速器螺栓切斷，有閘板頂住大齒輪，爪子抓住絲繩，不會出現(xiàn)飛車現(xiàn)象。進(jìn)而在爪子的作用下停車。5.2.2吊座與鋼絲繩連接裝置的改良連接裝置為上下兩半，中間用鋼釘固定的兩組刷子將吊座連接板夾緊，1995年學(xué)習(xí)參觀大同礦區(qū)后改為中間用鋼釘固定的整體兩組刷子將吊座連接板夾緊，選用了抱索器連接裝置后，該連接裝置為高空

40、索道連接裝置，用螺栓緊固連接，無鋼釘，不損壞鋼絲繩，且振動小，值得推廣使用。 ?煤礦平安規(guī)程?第368條規(guī)定:用架空乘人裝置運(yùn)送人員時，在下人地點(diǎn)的前方，必須設(shè)有能自動停車的平安裝置。為此，我們設(shè)計了一種安裝有行程開關(guān)的吊架，當(dāng)?shù)踝腥藭r，鋼絲繩垂度超過一定值，觸及行程開關(guān)而切斷架空乘人車的保護(hù)回路，實(shí)現(xiàn)平安停車。在生產(chǎn)過程中，平安生產(chǎn)始終是企業(yè)工作的“重中之中，做好平安工作建議做到以下兩點(diǎn)：1運(yùn)行管理加強(qiáng)運(yùn)行工人員培訓(xùn)考核，標(biāo)準(zhǔn)操作，精心調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)異常及時分析和處理，防止管壁超溫和運(yùn)行參數(shù)超限。2檢修管理 鍋爐定期檢修，消除缺陷，創(chuàng)造良好運(yùn)行條件，在省煤器檢修、更換和改良時要做好記錄存檔，保

41、證鍋爐平安運(yùn)行。結(jié) 論在我剛開始接到這一個課題時，面對問題我茫然不知所措,我感覺到有一定的難度，我所學(xué)習(xí)的知識明顯感覺到不適應(yīng)這重大范圍、大規(guī)模的設(shè)計工作。在設(shè)計中，查閱大量資料、總結(jié)概括將零碎的知識化為有機(jī)的整體，以及對每個具體問題的分析。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，使我不停的反復(fù)校核，其過程繁雜而單調(diào)。當(dāng)設(shè)計完后，感覺還可以的。盡管設(shè)計過程中有很多的困難，圖紙畫的還不盡善盡美，可是每一步都是經(jīng)過我的反復(fù)思考而得出的結(jié)論?？傊?，設(shè)計是再創(chuàng)造的過程末期靈活性很大，為今后的設(shè)計，工作打下了堅(jiān)實(shí)的根底。不管學(xué)會的還是學(xué)不會的確實(shí)覺得困難比擬多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了，有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。通過了這一段時間的設(shè)計，我覺得這是對我3年所學(xué)的知識一次充分的檢測。這也使我更加認(rèn)識到了知識的重要性，雖然3年所學(xué)的東西有限?？墒牵ㄟ^這一次的改