多繩摩擦式提升機(jī)機(jī)械

摘要礦井提升機(jī)是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場(chǎng)相聯(lián)接的樞紐，是礦山運(yùn)輸?shù)难屎?。因此，礦井提升機(jī)在煤炭運(yùn)輸行業(yè)占有極其重要的地位。其中多繩摩擦式提升機(jī)式現(xiàn)在使用最多的提升設(shè)備。多繩摩擦式提升機(jī)是由安裝于提升機(jī)摩擦輪(主導(dǎo)輪)筒殼上的摩擦襯墊來(lái)驅(qū)動(dòng)鋼絲繩，它是提升載荷的一個(gè)非常重要的零件，其摩擦性能的好壞，直接影響著提升機(jī)的工作能力、工作效率和安全性等。因此摩擦襯墊的選擇主要應(yīng)該有以下特點(diǎn)：一是摩擦性能要好，即與鋼絲繩對(duì)偶的摩擦系數(shù)要高而穩(wěn)定；二是不能損傷鋼絲繩，即襯墊的硬度應(yīng)低于鋼絲繩。圍繞這兩個(gè)特點(diǎn)，選用聚氯乙烯為摩擦襯墊。摩擦提升機(jī)是靠摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力,由此可能出現(xiàn)滑動(dòng)事故。因此必須進(jìn)行防滑驗(yàn)算。制動(dòng)系統(tǒng)是提升機(jī)不可缺少的重要組成部分,是提升機(jī)最后一道也是最關(guān)鍵的安全保障裝置,制動(dòng)裝置的可靠性直接關(guān)系到提升機(jī)的安全運(yùn)行。本文對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)。摩擦輪是多繩摩擦式提升機(jī)的主要承載部件，在這次設(shè)計(jì)中采用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)摩擦輪殼進(jìn)行驗(yàn)算與校核。制動(dòng)器是這次設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要工作。關(guān)鍵詞：摩擦輪；制動(dòng)器；防滑；摩擦襯

ABSTRACTMinehoistismineproductionsystemandthegroundindustrialsquareconnectedhub,isthethroatoftheminingtransport.Therefore,minehoistincoaltransportationindustryoccupiesanextremelyimportantrole.Theropefrictiontypehoisttypenowusemostliftingdevices.Moreropefrictiontypehoistisinstalledintheascensionmachinebyfrictionwheel(leadingwheel)andfrictioncylinderlinertodrivethewirerope,itistopromotetheloadofaveryimportantparts,thefrictiontheperformance,thedirectimpactonthemachineworkability,improveworkefficiencyandsafety,etc.Sothechoiceoffrictionpadmainshouldhavethefollowingcharacteristics:africtionperformanceisbetter,thatis,thefrictioncoefficientandwireropedualtohighandstable;2itisnotdamagewirerope,namelythepadshouldbebelowthehardnesssteelrope.Aroundthetwocharacteristics,useofpolyvinylchlorideforfrictionliner.Frictionhoistisbyfrictionfrictionbetweenthepadandwireropetodeliverthepower,mayappearslidingaccident.Sotopreventslipperychecked.Hoistbrakesystemisanimportantandindispensablepart,istopromotethemachineafinalalsothemostessentialsecuritydevice,brakingequipmentreliabilitydirectlyrelatedtoimprovethesafetyoperationofthemachine.Inthispaper,thedesignofthebrakes.Frictionwheelismorefrictiontypehoistropeofthemainbearingparts,inthedesignwithexperienceformulainthefrictionwheelshelllinkandchecking.Thebrakeisthedesignofanimportantjob.Keywords：Frictionwheel;Brakes;Preventslippery;Frictionlining

目錄1概述 11.1提升機(jī)簡(jiǎn)介 11.2提升機(jī)的類型 11.2.1纏繞式提升機(jī) 11.2.2摩擦式提升機(jī) 11.3摩擦式提升機(jī)的發(fā)展概況 21.4多繩提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 31.5摩擦式提升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及其作用 41.5.1主軸裝置 41.5.2減速器 41.5.3深度指示器 41.5.4車槽裝置 51.5.5制動(dòng)裝置 51.5.6導(dǎo)向輪裝置 61.5.7防過(guò)卷裝置 61.6提高防滑安全系數(shù)的措施 72總體設(shè)計(jì) 72.1設(shè)計(jì)總則 72.2主要設(shè)計(jì)參數(shù) 72.3主軸的設(shè)計(jì) 82.4對(duì)軸進(jìn)行受力分析 92.5軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 102.6軸靜強(qiáng)度的安全系數(shù)校核 112.7光軸的一階臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算 132.8按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 153圓柱面過(guò)盈連接設(shè)計(jì)計(jì)算 163.1圓柱面過(guò)盈連接 163.2主軸與摩擦輪之間螺栓的設(shè)計(jì) 214螺栓受力分析 235提升機(jī)的制動(dòng)裝置的功用、類型 265.1制動(dòng)器的選擇與設(shè)計(jì) 275.1.1制動(dòng)器的選擇與設(shè)計(jì)步驟 275.1.2摩擦材料 285.1.3提升機(jī)制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 295.1.4確定制動(dòng)器數(shù)量 335.2碟形彈簧的計(jì)算 336液壓缸主要技術(shù)性能參數(shù)的計(jì)算 376.1常用液壓缸 386.1.1活塞式液壓缸 386.1.2柱塞式液壓缸 386.2其它形式液壓缸 396.2.1伸縮液壓缸 396.2.2齒條活塞液壓缸 396.2.3增壓缸(增壓器) 396.2.4增速缸 396.3.1液壓缸的特征尺寸 406.3.2液壓缸工作壓力的確定 416.3.3活塞桿 416.3.4缸筒 426.4液壓缸的校驗(yàn) 466.4.1缸筒壁厚驗(yàn)算 466.4.2活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算 486.4.3液壓缸的穩(wěn)定性驗(yàn)算 486.5缸體組件及連接形式 496.5.1缸體組件 496.5.2缸體組件的連接形式 496.6活塞組件及連接形式 506.6.1活塞組件 506.6.2活塞組件的連接形式 506.6.3密封裝置 516.6.4形密封圈 516.6.5Y形密封圈 526.6.6確定回路方式 537液壓系統(tǒng)各元件概述 557.1液壓執(zhí)行元件的選擇 557.2液壓控制元件的選定 557.3泵的選型 557.4系統(tǒng)中管路的選定 577.5電機(jī)的選用 578液壓泵的設(shè)計(jì)選型 578.1液壓泵的分類 578.2液壓泵選擇 588.3齒輪泵分類與工作原理： 598.4外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)組成 599泵站電機(jī)的選型 609.1泵的驅(qū)動(dòng)功率 609.2泵站電機(jī)的安裝 609.2.1泵站電機(jī)的選型 609.2.2電動(dòng)機(jī)的安裝形式 619.2.3聯(lián)軸器 619.2.4泵組底座 619.2.5管路附件 61參考文獻(xiàn) 62翻譯部分 63英文原文 63中文翻譯 73致謝 811概述1.1提升機(jī)簡(jiǎn)介礦山提升機(jī)是礦山大型固定機(jī)械。礦山提升機(jī)從最初的蒸汽機(jī)拖動(dòng)的單繩纏繞式提升機(jī)發(fā)展到今天的交—交變頻直接拖動(dòng)的多繩摩擦式提升機(jī)和雙繩纏繞式提升機(jī)，經(jīng)歷了170多年的發(fā)展。礦井提升的任務(wù)是沿井筒提升煤炭、矸石和礦石，下放材料，升降人員和設(shè)備。礦井提升設(shè)備是聯(lián)系井下與地面的主要運(yùn)輸工具，其性能和提升能力是決定礦井生產(chǎn)能力的重要因素。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)機(jī)械化和集中化，目前，提升機(jī)的運(yùn)行速度已達(dá)20-25m/s,一次提升量達(dá)到50t，電動(dòng)機(jī)容量已超過(guò)10000kW,因此，礦井提升設(shè)備在礦山生產(chǎn)全過(guò)程中占有極其重要的地位。礦井提升設(shè)備是一個(gè)動(dòng)力消耗很大的設(shè)備，其運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理性對(duì)節(jié)約能源、降低成本具有很大意義。礦井提升設(shè)備是一大型的綜合機(jī)械—電氣設(shè)備，在新礦井的設(shè)計(jì)和老礦井的改建設(shè)計(jì)中，確定合理的提升系統(tǒng)時(shí)，必須經(jīng)過(guò)多方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合礦井的具體條件，保證提升設(shè)備在選型和運(yùn)轉(zhuǎn)倆個(gè)方面都是合理，即要求礦井提升設(shè)備具有經(jīng)濟(jì)性。1.2提升機(jī)的類型1.2.1纏繞式提升機(jī)纏繞式提升機(jī)是將兩根提升鋼絲繩的一端以相反的方向分別纏繞并固定在提升機(jī)的兩個(gè)卷筒上；另一端繞過(guò)井架上的天輪分別與兩個(gè)提升容器連接。這樣，通過(guò)電動(dòng)機(jī)改變卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可將提升鋼絲繩分別在兩個(gè)卷筒上纏繞和松放，以達(dá)到提升或下放容器，從而完成提升任務(wù)的目的。它是較早出現(xiàn)的一種，它工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但僅適用于淺井及中等深度的礦井，且終端載荷不能太大。對(duì)于深井且終端載荷較大時(shí)，提升鋼絲繩和提升機(jī)卷筒的直徑很大，從而造成體積龐大，重力猛增，使得提升鋼絲繩和提升機(jī)在制造、運(yùn)輸和使用上都有諸多不便。因此在一定程度上限制了單繩纏繞式提升機(jī)在深井條件下的使用。以前，單繩纏繞式提升機(jī)在我國(guó)礦山中使用較為普遍。1.2.2摩擦式提升機(jī)摩擦提升就其工作原理來(lái)看,與纏繞提升是有顯著區(qū)別的,鋼絲繩不是纏繞在卷筒上,而是套在主導(dǎo)輪(摩擦輪)上,兩端各懸掛一個(gè)提升容器,借助于安裝在主導(dǎo)輪上的襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來(lái)傳動(dòng)鋼繩,使提升容器移動(dòng),進(jìn)而完成提升或下放重物的任務(wù)。多繩摩擦式提升機(jī)不論塔式與落地式,均可采用低速或高速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。選擇低速電動(dòng)機(jī)時(shí),可采用直聯(lián)方式;而選用高速電動(dòng)機(jī)時(shí),則需經(jīng)過(guò)減速器后傳動(dòng)。它在一定程度上解決了單繩纏繞式提升機(jī)在深井條件下所出現(xiàn)的問(wèn)題。但是，摩擦提升一般均采用尾繩平衡，以減小兩端張力差，提高運(yùn)行的可靠性。因此,在容器與提升鋼絲繩連接處的鋼絲繩斷面上，靜應(yīng)力將隨容器的位置變化而變化。礦井越深，靜應(yīng)力的波動(dòng)值越大，因此，摩擦提升在深井的使用亦受到一定的限制，一般限制H<1400m。1.3摩擦式提升機(jī)的發(fā)展概況 由于礦井深度和產(chǎn)量的不斷增加，纏繞式提升機(jī)的卷筒直徑和寬度也隨之加大，使得提升機(jī)卷筒體積龐大而笨重，給制造、運(yùn)輸、安裝等帶來(lái)很大的不便。為了解決這個(gè)問(wèn)題，1877年法國(guó)人戈培提出將鋼絲繩搭在摩擦輪上，利用摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來(lái)帶動(dòng)鋼絲繩，來(lái)實(shí)現(xiàn)提升容器的升降，這種提升方式稱之為摩擦提升。多繩摩擦提升運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算基本上與單纏繞式提升相同，不同點(diǎn)是摩擦提升動(dòng)力的傳遞是依靠摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其工作的可靠性取決于提升鋼絲繩與摩擦襯墊之間是否有足夠的摩擦力。但是，單繩摩擦式提升機(jī)只解決了提升機(jī)卷筒寬度過(guò)大的問(wèn)題，而沒(méi)有解決卷簡(jiǎn)直徑過(guò)大的問(wèn)題。因?yàn)槿拷K端載荷由一根鋼絲繩承擔(dān)，故鋼絲繩直徑很大。從而摩擦輪直徑也很大(D＝80d)，因此就出現(xiàn)了用多根鋼絲繩代替一根鋼絲繩的多繩摩擦提升機(jī)。這樣，由于終端載荷由n根鋼絲繩共同承擔(dān)，使得每根鋼絲繩直徑變小，從而摩擦輪直徑也隨之變小。多繩提升機(jī)又稱“多繩摩擦輪提升機(jī)”，是在單繩摩擦輪提升機(jī)基礎(chǔ)上，為了適應(yīng)礦井向深部發(fā)展，以及年產(chǎn)量日益增大的需要逐漸發(fā)展起來(lái)的。摩擦提升機(jī)的鋼絲繩不是纏繞在卷筒上，而是套在主導(dǎo)輪（摩擦輪）上，兩端各懸掛一個(gè)提升容器，借助于安裝在主導(dǎo)輪上的襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來(lái)傳動(dòng)鋼絲繩，使容器移動(dòng)，從而完成提升或下放重物的任務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，提升機(jī)的控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)也日趨完善，使得多繩提升機(jī)能夠取代纏繞式單繩提升機(jī)。從1938年開(kāi)始使用第一臺(tái)多繩提升機(jī)，到1948年以前，全世界總共有六臺(tái)多繩提升機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)，到1959年末，已經(jīng)有240臺(tái)。而近幾十年來(lái)，使用多繩提升機(jī)的國(guó)家，已經(jīng)發(fā)展到20多個(gè)。在西德：GHH公司和DEMAG公司所制造的750多臺(tái)提升機(jī)中，有一半以上是摩擦輪式提升機(jī)。瑞典ASEA公司從1938年開(kāi)始，共制作出上千臺(tái)摩擦輪式提升機(jī)，供應(yīng)23各國(guó)家使用，其中：四繩的占57%；1969年開(kāi)始供應(yīng)六繩的，占10%;1972年以后供應(yīng)八繩及十繩的占5%。截止1974年為止，估計(jì)全世界大約有6000多臺(tái)多繩提升機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)一些統(tǒng)計(jì)資料表明，國(guó)外使用的多繩提升機(jī)，能夠反映出現(xiàn)有技術(shù)水平的有以下的技術(shù)特征：摩擦輪直徑:0.95-9米，以西德最大；鋼絲繩直徑：12.7-65毫米，以瑞典最多；鋼絲繩數(shù)目：2-10根，以瑞典為多；提升速度：0.71-25.0米，以西德為高；功率：11-14573千瓦，以南非為大；有效負(fù)荷：136-50000牛，以瑞典最大；多繩提升機(jī)現(xiàn)在不僅用在豎井，在國(guó)外也用在斜井。例如：奧地利的Wodzyki煤礦的斜井，就采用了雙繩摩擦輪式提升機(jī)。此外，如：西德、法國(guó)等，都有在斜井使用多繩提升機(jī)的是例。西德EPR公司生產(chǎn)一臺(tái)四繩落地式摩擦輪式提升機(jī)，直徑9米。習(xí)慣上，多繩提升機(jī)一般都安裝在井塔上，目前的實(shí)際情況也是如此。但是，也有一些礦井，將多繩提升機(jī)安裝在地面上。例如：贊比亞的一臺(tái)直徑為3.36米、四繩的多繩提升機(jī)（西德GHH公司制造），就是安裝在地面上的。西德DEMAG公司從1901年開(kāi)始，生產(chǎn)了很多落地式提升機(jī)。西德EPR公司生產(chǎn)一臺(tái)落地式摩擦輪式提升機(jī)，直徑9米，這是世界上最大的摩擦輪式提升機(jī)。1.4多繩提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)提升容器時(shí)由數(shù)根提升鋼絲繩共同懸掛的，鋼絲繩同時(shí)拉斷的概率很小，因此，安全可靠性較高，不需要再在提升容器上裝設(shè)斷繩防墜器。多繩提升機(jī)是由數(shù)根提升鋼絲繩共同擔(dān)負(fù)荷重，因而，每根鋼絲繩只擔(dān)負(fù)繩端荷重的1/n（n—提升鋼絲繩的根數(shù)），這樣就可以使用直徑較細(xì)的鋼絲繩，使主導(dǎo)輪的直徑相應(yīng)減小。隨著主導(dǎo)輪直徑的減小，在同樣的提升速度時(shí)，多繩提升機(jī)可以采用高轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)。因此，多繩提升機(jī)具有：外形尺寸小、傳遞力矩小、電動(dòng)機(jī)功率小、設(shè)備重量輕、價(jià)格便宜、建設(shè)投資省、運(yùn)行中的電耗較小、成本低等。多繩提升機(jī)安裝在井塔上，簡(jiǎn)化了提升系統(tǒng)及井口地面的布置，減少了占地面積，也改善了井塔建筑的受力情況，井塔無(wú)斜向的拉力，因此，無(wú)需設(shè)置為抵消斜向拉力的支撐腿，從而節(jié)約鋼材，使用鋼筋混凝土作井塔的建筑材料創(chuàng)造了有利條件。提升鋼絲繩繩數(shù)為偶數(shù)，因而可以用相同數(shù)量的左捻和右捻鋼絲繩，這樣，提升鋼絲繩在運(yùn)行中產(chǎn)生的扭力可以相互抵消，從而減輕了提升容器因鋼絲繩扭力而產(chǎn)生的對(duì)罐道的側(cè)向拉力，降低了運(yùn)行中的摩擦阻力，又可減輕罐耳與罐道間的單向磨損，延長(zhǎng)了罐道和罐耳的使用壽命。多繩提升機(jī)安裝在井塔上，提升鋼絲繩承受的彎曲次數(shù)減少，對(duì)于無(wú)導(dǎo)向輪的多繩提升機(jī)尤其顯著，因此，可以延長(zhǎng)提升鋼絲繩的使用壽命。同時(shí)，由于提升鋼絲繩只在井筒中運(yùn)行，不與室外接觸，因而幾乎不受氣候變化的影響。多繩提升機(jī)的提升鋼絲繩未在主導(dǎo)輪上纏繞，對(duì)主導(dǎo)輪的寬度無(wú)纏繞要求，因而主導(dǎo)輪的寬度較單繩提升機(jī)較小，并且纏繞位置是固定的，可以說(shuō)是與井深無(wú)關(guān)。使得多繩提升機(jī)能適應(yīng)深井和載荷較大的礦井實(shí)際需要，這是多繩提升的最大優(yōu)點(diǎn)。主導(dǎo)輪寬度較小，軸的跨度也小，改善了主軸的負(fù)載性能。1.5摩擦式提升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及其作用 多繩提升機(jī)由主軸裝置、制動(dòng)裝置、減速器、深度指示器、車槽裝置以及導(dǎo)向輪等部件組成。1.5.1主軸裝置多繩摩擦提升機(jī)主軸裝置由主導(dǎo)輪、主軸和兩個(gè)軸承及鎖緊器組成。主導(dǎo)輪和制動(dòng)盤選用16Mn鋼板焊接而成。對(duì)于JKMD-2.8/4以上的提升機(jī)，主導(dǎo)輪還帶有支環(huán)，以增加主導(dǎo)輪的剛度。由于各種提升機(jī)能力（最大靜張力差）的大小不同，提升機(jī)選用盤形閘的副數(shù)不同，因此一個(gè)主導(dǎo)輪上有焊接一個(gè)制動(dòng)盤的，也有焊接兩個(gè)制動(dòng)盤的。主軸選用45號(hào)鋼鍛造后加工而成，其極限強(qiáng)度＝4.2～5.6Mpa,它與減速器采用剛性聯(lián)軸器連接。主軸與鑄鋼輪轂采用熱壓配合連接。主軸承采用滾動(dòng)軸承，與滑動(dòng)軸承相比有效率高、寬度小、維護(hù)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。摩擦襯墊是多繩摩擦提升機(jī)的重要零件，它承擔(dān)者提升機(jī)鋼絲繩上的全部載荷，并且還必須具有足夠的摩擦系數(shù)，以防止提升過(guò)程中的滑動(dòng)。因此，摩擦襯墊材質(zhì)的優(yōu)劣對(duì)摩擦提升的工作性能、使用范圍、工作安全等有著直接的影響。目前，國(guó)內(nèi)多采用熱塑性塑料和聚氯乙稀襯墊，利用梯形槽固定法、即靠圓周方向的推力將襯塊推入，故增加了主導(dǎo)輪的強(qiáng)度，延長(zhǎng)了使用壽命。為了更換提升鋼絲繩摩擦襯墊、檢修盤制動(dòng)器的方便和安全，在一側(cè)的軸承梁上（或地平上）還裝有一個(gè)鎖緊主導(dǎo)輪用的鎖緊器。1.5.2減速器多繩摩擦提升機(jī)采用共軸減速器。這種減速器的入軸和出軸在同一中心線上，功率為兩路傳遞，在中間齒輪的輪緣和輪轂間設(shè)有彈簧，用以消除由于齒輪加工誤差引起的負(fù)荷分配不均，并減少減速器在起動(dòng)和停止時(shí)的沖擊負(fù)荷。為了使減速器質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸較小，在起重運(yùn)輸機(jī)械及礦井提升機(jī)中，已開(kāi)始采用行星齒輪減速器，這種減速器體積小，重量輕，傳動(dòng)效率高。剛性基礎(chǔ)減速器為單級(jí)雙入軸圓柱圓弧齒輪減速器，主要由兩側(cè)的高速軸、齒輪和中間的低速軸、齒輪以及減速器箱體等組成。該減速器傳動(dòng)齒輪采用圓弧齒輪，但各種減速器的軸承有所不同。1.5.3深度指示器為了防止因鋼絲繩滑動(dòng)伸長(zhǎng)及蠕動(dòng)等原因所產(chǎn)生的偏差，一般都有調(diào)零機(jī)構(gòu)，以消除提升容器在每次運(yùn)行后，由于上述原因所引起的容器實(shí)際停車位置與深度指示器指針預(yù)定零位之間的誤差,使用多繩摩擦式深度指示器。當(dāng)提升鋼絲繩未發(fā)生滑動(dòng)伸長(zhǎng)及蠕動(dòng)時(shí)，則調(diào)零電動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，所以與它連接的螺桿，渦輪也不轉(zhuǎn)。此時(shí)提升機(jī)主軸和齒輪使差動(dòng)輪系的圓錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)軸和齒輪帶動(dòng)圓錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，深度指示器的指針便向上或向下移動(dòng)，指示提升容器在井筒中的位置。指針?lè)Q為粗針。為了更精細(xì)準(zhǔn)確地反映容器在停車前的位置，則經(jīng)過(guò)幾級(jí)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)一根精針，并在井筒中距離提升容器卸載位置前10m處安裝一個(gè)控制電磁離合器地磁感斷電器。當(dāng)容器在井筒中經(jīng)過(guò)磁感斷電器時(shí)，則電磁離合器合上使齒輪和軸連接上。于是當(dāng)容器提升到距離卸載位置10m處時(shí)，則精針開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。精針刻度盤上有刻度，每柱表示1m的提升高度，這樣就能精確地反映容器在停車前的位置。1.5.4車槽裝置多繩摩擦式提升機(jī)在開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)前，為了增加鋼絲繩與摩擦襯墊的接觸面積，必須在襯墊上車出繩槽；同時(shí)提升機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中由于各襯墊磨損不均勻，使各繩槽直徑產(chǎn)生誤差，為保證幾根提升鋼絲繩上的負(fù)荷分配均勻，當(dāng)繩槽直徑誤差達(dá)到一定值時(shí)，還必須對(duì)襯墊進(jìn)行調(diào)整車削，為此設(shè)置了車槽裝置。車槽裝置是摩擦式提升機(jī)必備的裝置，對(duì)新安裝的提升機(jī)要開(kāi)設(shè)繩槽。運(yùn)行中襯墊有了磨損，各繩槽間磨損程度不均，而使摩擦半徑有差異，致使每根提升繩張力不均勻。當(dāng)繩槽直徑誤差大于1.5～2mm時(shí)，即應(yīng)對(duì)襯墊上的鋼絲繩槽進(jìn)行車削調(diào)整，以保證各條提升鋼絲繩的張力平衡。 車槽裝置安裝在主導(dǎo)輪下，每根鋼絲繩繩槽都有一個(gè)單獨(dú)進(jìn)刀的車刀裝置，它通過(guò)支承架固定在車槽架上。車刀用合金工具鋼制成碗狀。車削時(shí)要調(diào)整好車刀，使車刀到頭的刀面與主軸中心線平行，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪即可進(jìn)刀與退刀，進(jìn)刀量大大小可以從刻度盤上看出。1.5.5制動(dòng)裝置制動(dòng)系統(tǒng)是提升機(jī)不可缺少的重要組成部分,是提升機(jī)最后一道也是最關(guān)鍵的安全保障裝置,制動(dòng)裝置的可靠性直接關(guān)系到提升機(jī)的安全運(yùn)行。制動(dòng)力矩不足是導(dǎo)致提升設(shè)備過(guò)卷、放大滑等事故的直接因素。對(duì)于摩擦式提升，安全制動(dòng)時(shí)的減速度不應(yīng)使鋼絲繩滑動(dòng)。制動(dòng)裝置由工作機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。工作機(jī)構(gòu)是直接作用于制動(dòng)輪上的部分，按結(jié)構(gòu)分為盤式和塊式制動(dòng)器；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則是使工作機(jī)構(gòu)產(chǎn)生和消除制動(dòng)力的部分。制動(dòng)裝置的要求：1是制動(dòng)器必須給出一個(gè)恰當(dāng)?shù)闹苿?dòng)力矩；2是安全制動(dòng)必須能自動(dòng)、迅速和可靠地實(shí)現(xiàn)。盤閘制動(dòng)器的制動(dòng)力矩是閘瓦沿軸向壓制動(dòng)盤時(shí)產(chǎn)生的摩擦力矩。為了使制動(dòng)盤不產(chǎn)生附加變形，主軸不承受附加軸向力，盤閘都成對(duì)使用，每一對(duì)叫做一副制動(dòng)器。制動(dòng)力靠碟形彈簧產(chǎn)生，松閘靠油壓。當(dāng)壓力油充人油缸，推動(dòng)活塞壓縮碟形彈簧，并帶動(dòng)調(diào)整螺栓、螺釘及柱塞右移時(shí)，筒體和閘瓦在回復(fù)彈簧和缸緊螺栓的作用下一起右移，閘瓦離開(kāi)制動(dòng)盤，呈松閘狀態(tài)。當(dāng)油缸內(nèi)油壓降低，碟形彈簧回復(fù)其壓縮變形，推動(dòng)活塞5向左移動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)調(diào)整螺栓，螺釘，柱塞推動(dòng)筒體左移，使閘瓦壓向制動(dòng)盤，達(dá)到制動(dòng)的目的。1.5.6導(dǎo)向輪裝置當(dāng)主導(dǎo)輪的直徑大于兩個(gè)提升容器或提升容器與平衡重錘之間的距離時(shí)，則需要采用導(dǎo)向輪系統(tǒng)來(lái)改變兩根鋼絲繩之間的中心距離。有時(shí)也可以利用導(dǎo)向輪來(lái)增加鋼絲繩對(duì)主導(dǎo)輪的圍包角，提高摩擦輪提升機(jī)的防滑安全系數(shù)。 導(dǎo)向輪時(shí)由數(shù)根輻條組成的輪子，輪子的個(gè)數(shù)與鋼絲繩的根數(shù)相同。其中一個(gè)是固定導(dǎo)向輪，輪子用鍵與輪軸連接在一起，其余均為游動(dòng)輪。輪轂內(nèi)壓有耐磨的鑄鐵套，該套采用動(dòng)配合套在輪軸上，可以相對(duì)輪軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，其目的是消除提升鋼絲繩的相對(duì)誤差。另外各導(dǎo)向輪之間留有軸向間隙，以保證各個(gè)輪子相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)互不干擾影響。導(dǎo)向輪輪軸的支承采用滾動(dòng)軸承，軸承座采用整體形式，使其重量輕結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。1.5.7防過(guò)卷裝置多繩摩擦提升機(jī)的防過(guò)卷裝置共分為三個(gè)部分：一是安裝在深度指示器上的終點(diǎn)開(kāi)關(guān)；二是安裝在井塔上的過(guò)卷開(kāi)關(guān)；三是設(shè)置在井塔和井底的兩套楔形罐道裝置。 提升容器過(guò)卷時(shí)，首先是深度指示器上的終點(diǎn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使提升機(jī)立即進(jìn)行安全制動(dòng)，防止發(fā)生過(guò)卷事故。要想保證容器過(guò)卷高度不超過(guò)0.5m即進(jìn)行安全制動(dòng)，就必須依靠安裝在井塔上的過(guò)卷開(kāi)關(guān)。 井塔上的一對(duì)罐道小頭向下，而井底的一對(duì)則小頭向上。容器上、下頭的罐耳制成喇叭口形。當(dāng)提升容器過(guò)卷沖入罐道時(shí)，罐耳對(duì)罐道只產(chǎn)生擠壓和摩擦兩種作用，從而吸收主導(dǎo)論上升和下降側(cè)容得全部能量，而實(shí)現(xiàn)過(guò)卷安全停車。圖1-1 塔式摩擦式提升機(jī)1.6提高防滑安全系數(shù)的措施1.研制摩擦系數(shù)高于0.2的襯墊材料。這是最理想的解決辦法，但實(shí)行起來(lái)遇到不少困難，迄今為止仍未獲得滿意的結(jié)果。2.增加圍包角α0實(shí)際上圍包角α是不能隨意增加的，因?yàn)橐话銓?dǎo)向輪的設(shè)置是為了使兩提升容器保持一定的中心距，它只是附帶地起到增加圍包角的作用。通常α可增至190°～220°，有的報(bào)導(dǎo)主張不要超過(guò)195°，否則將會(huì)縮短鋼絲繩的壽命。3.采用平衡錘單容器提升。平衡錘單容器提升在一次提升量相同的情況下，其兩繩般的拉力差僅為雙容器提升時(shí)的一半，因此具有較好的防滑性能，但效率不如雙容器提升高，一般多用于多水平提升。4.加重容器。在箕斗的框架上加設(shè)配重來(lái)增加容器自重，這是最常用的辦法．顯然也是迫不得已的辦法。2總體設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)總則1、煤礦生產(chǎn)，安全第一；2、面向生產(chǎn)，力求實(shí)效，以滿足用戶最大實(shí)際需求；3、既考慮到運(yùn)輸為主要用途，又考慮到提升、調(diào)度、安全等一般用途；4、貫徹執(zhí)行國(guó)家、部、專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定；5、技術(shù)比較先進(jìn)并要求多用途。6、環(huán)保、高效。2.2主要設(shè)計(jì)參數(shù)JKM—3.25/4(I)多繩摩擦輪提升機(jī)其技術(shù)規(guī)格如下；主導(dǎo)輪直徑：3.25m導(dǎo)向輪直徑：3m主鋼絲繩根數(shù)：4根鋼絲繩最大靜張力：450kN鋼絲繩最大靜張力差：140kN鋼絲繩最大直徑：32.5mm最大提升速度：12m/s提升鋼絲繩間距：300mm2.3主軸的設(shè)計(jì)QUOTE（2-1）QUOTE（2-2）QUOTEQUOTE式中QUOTEQUOTE由上述公式（2-1）和公式（2-2）得QUOTE選用40Cr作為軸的材料，調(diào)制處理。由式QUOTE計(jì)算軸的最小直徑查表取A=110QUOTEQUOTE圓整取QUOTE確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度第一段，設(shè)定軸的長(zhǎng)度，取QUOTEL1=70mmL1=70mm,QUOTEd1=821mm第二段，設(shè)定軸的長(zhǎng)度，取QUOTEL2=1032mmL2=1032mm，QUOTEd2=700mmd2=700第三段，選調(diào)心滾子軸承（GB/T288-1994）QUOTEL3=618mmL3=618mm，QUOTEd3=850mm第四段，查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)軸承的軸向定位QUOTEL4=149mmL4=149mm，QUOTEd4=962mm第五段QUOTEL5=700mmL5=700mm，QUOTEd5=524m第六段QUOTEL6=46mmL6=46mm，QUOTEd6=第七段QUOTEL7=360mmL7=360mm，QUOTEd7=978mm第八段，查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)軸承的軸向定位QUOTEL8=478mmL8=478mm，QUOTEd8=700mm第九段QUOTEL9=360mmL9=360mm，QUOTEd9=978mm第十段QUOTEL10=642mmL10=642mm，QUOTEd10=700mm第十一段QUOTEL11=390mmL11=390mm，QUOTEd11=500mmd主軸如圖2-1所示圖2-12.4對(duì)軸進(jìn)行受力分析軸上只有徑向力，沒(méi)有軸向力，軸上的載荷為鋼絲繩的重力、箕斗的重力、箕斗一次提升的載荷和軸承對(duì)它的作用力（忽略摩擦輪的重力）。這些力通過(guò)支環(huán)作用在軸上，其作用點(diǎn)位B、C兩點(diǎn)，軸上還受到軸承對(duì)它的反作用力，起作用點(diǎn)位A、D兩點(diǎn)。其受力圖如圖2-2所示。圖2-2軸受力圖QUOTEQUOTE由力的平衡原則得QUOTE，并根據(jù)軸的對(duì)稱原則；QUOTE即QUOTEN2.5軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核軸的疲勞強(qiáng)度是根據(jù)長(zhǎng)期作用在軸上的最大變載荷進(jìn)行校核計(jì)算。危險(xiǎn)截面安全系數(shù)S的校核計(jì)算公式為QUOTE式中QUOTE—只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)；QUOTE—只考慮扭矩作用時(shí)的安全系數(shù)；QUOTE—按疲勞強(qiáng)度計(jì)算的許用安全系數(shù)，見(jiàn)表19.3-4表19.3-4許用安全系數(shù)QUOTE值選取條件1.3-1.5載荷確定精確，材料性質(zhì)較均勻1.5-1.8載荷確定不夠精確，材料性質(zhì)不夠均勻1.8-2.5載荷確定不精確，材料性質(zhì)均勻度差QUOTEQUOTE式中QUOTE—對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的材料彎曲疲勞極限（MPa）選用QUOTE=255mpaQUOTE—對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的材料扭矩疲勞極限（MPa）選用QUOTE=145mpaQUOTE、QUOTE—彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù)，選用QUOTE=1.72，QUOTE=1.48QUOTE—表面質(zhì)量系數(shù)選用QUOTE=1.6QUOTE、QUOTE—彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的尺寸影響系數(shù)選用QUOTE=0.6，QUOTE=0.6（軸段磨光）QUOTE，QUOTE—材料拉伸和扭轉(zhuǎn)的平均應(yīng)力折算系數(shù)選用QUOTE=0.43，QUOTE（軸段磨光）QUOTE，QUOTE—彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力（MPa）選用QUOTE=QUOTE，QUOTEM—軸危險(xiǎn)截面上的彎矩和轉(zhuǎn)矩M=721.25kN/mW—軸危險(xiǎn)截面的彎矩和抗轉(zhuǎn)的截面系數(shù)（QUOTE）QUOTE=15.7QUOTE（QUOTE）把上述數(shù)值帶入公式得QUOTEQUOTE2.6軸靜強(qiáng)度的安全系數(shù)校核軸的靜強(qiáng)度是根據(jù)軸的短時(shí)最大載荷（包括動(dòng)載荷和沖擊載荷）來(lái)計(jì)算的。校核的目的是保證軸對(duì)塑性變形的抵抗能力。危險(xiǎn)截面安全系數(shù)的校核計(jì)算公式為；式中QUOTE只考慮彎曲時(shí)的安全系數(shù)；QUOTE只考慮扭轉(zhuǎn)時(shí)的安全系數(shù)；QUOTEQUOTEQUOTE、QUOTE—材料的拉伸和扭轉(zhuǎn)屈服點(diǎn)（mpa）QUOTE，QUOTE軸危險(xiǎn)截面上的最大彎矩和最大轉(zhuǎn)矩QUOTEQUOTEQUOTEQUOTE靜屈服強(qiáng)度的許用安全系數(shù)，其值見(jiàn)表19.3-14；表19.3-14靜強(qiáng)度許用安全系數(shù)0.45-0.550.55-0.70.7-0.9鑄件1.2-1.51.4-1.81.7-2.21.6-2.5注；當(dāng)最大載荷只能近似求的時(shí)，表中的[Ss]值應(yīng)增大20%-50%。W、QUOTE—軸危險(xiǎn)截面的抗彎和抗轉(zhuǎn)的截面系數(shù)(QUOTE)QUOTE=93.5QUOTE（QUOTE）QUOTE=187.1QUOTE（QUOTE）把上述數(shù)值帶入公式得QUOTE2.7光軸的一階臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算簡(jiǎn)圖式中QUOTE支撐間第i個(gè)圓盤重力（N）QUOTE軸的重力N。對(duì)實(shí)心剛軸d—軸的直徑（mm）L—軸的全長(zhǎng)（mm）QUOTE、QUOTE—支撐間第i個(gè)圓盤至左右支撐的距離（mm）計(jì)算結(jié)果計(jì)算內(nèi)容軸段號(hào)及結(jié)果1234567891011QUOTE/mmQUOTE/mmQUOTE/QUOTEQUOTE/N100070700004313.5700103272240031161.2850618525300275196214914333857070052436680015822.1110346507383448.697836035208021218.770047833460014433.297836035208021218.770064244940019385.270039027300011776L=4669QUOTE=146097.2QUOTE/NQUOTE/mmQUOTE/mm/N·QUOTE22500096712273167558117225000182736710115602174179118334QUOTE/mm最粗軸段長(zhǎng)Lc=360+360=720QUOTE取QUOTE由公式得QUOTE由表QUOTE由公式QUOTE=QUOTEQUOTE軸的受力狀況，如圖4-3所示：圖4-3軸彎矩圖2.8按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度當(dāng)量彎矩,取折合系數(shù)=0.6，則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩當(dāng)量彎矩圖如下軸的材料為40Cr，調(diào)制處理。查表得QUOTE，查表得材料的許用應(yīng)力由式得軸的計(jì)算應(yīng)力為 所以，該軸滿足強(qiáng)度要求。主軸的軸設(shè)計(jì)所用的公式和表參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》3圓柱面過(guò)盈連接設(shè)計(jì)計(jì)算3.1圓柱面過(guò)盈連接傳遞載荷所需的最小壓強(qiáng)QUOTE傳遞轉(zhuǎn)矩；

=14.8MPa傳遞軸向力；

=0同時(shí)傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力；

=1575460N

=15.13MPaQUOTE傳遞載荷所需的最小壓強(qiáng)，MPaT—傳遞的轉(zhuǎn)矩，QUOTEkN·mmQUOTE結(jié)合直徑，取978mmQUOTE結(jié)合長(zhǎng)度，取339mmQUOTE結(jié)合面的摩擦因數(shù)，取0.1QUOTE傳遞的軸向力.0QUOTE傳遞的復(fù)合力，零件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大壓強(qiáng)QUOTE包容件是脆性材料；=26.664MPa=0.111111被包容件塑性材料；=50.96MPaQUOTE，QUOTE包容件、被包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大壓強(qiáng)，MPaQUOTE—包容件和被包容件材料的抗拉強(qiáng)度極限，MPaQUOTE包容件外徑，1090mmQUOTE結(jié)合直徑，取978mmQUOTE—系數(shù)傳遞載荷所需的最小過(guò)盈量QUOTE最小計(jì)算過(guò)盈=1.219=8.93=9.32QUOTE最小計(jì)算過(guò)盈，QUOTEQUOTE包容件、被包容件材料的彈性模量，200000-235000MPaQUOTE包容件、被包容件材料的泊松比，0.3-0.31QUOTE系數(shù)考慮壓平后的最小過(guò)盈溫差法裝配QUOTEQUOTE考慮壓平后的最小過(guò)盈，QUOTE零件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大過(guò)盈量QUOTE包容件：QUOTE2.1被包容件：QUOTEQUOTE包容件和被包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大過(guò)盈量，QUOTE配合選擇初選幾倍過(guò)盈量QUOTE一般取QUOTE=3.06QUOTE基本過(guò)盈量，是選擇過(guò)盈配合的基準(zhǔn)值。基孔制時(shí)，其值等于軸的基本偏差的絕對(duì)值；基軸制時(shí)，其值等于孔的基本偏差的絕對(duì)值，QUOTE。這里選用基軸制。確定基本偏差代號(hào)按QUOTE和QUOTE由圖3-1查的圖3-1配合選擇選定配合U7/h6校核計(jì)算過(guò)盈連接的最小傳遞力=5064469NQUOTE=15.13MPaQUOTE過(guò)盈量為QUOTE時(shí)結(jié)合面的壓強(qiáng)，MPaQUOTE過(guò)盈連接的最小傳遞力，N連接件的最大應(yīng)力包容件脆性材料被包容件QUOTE過(guò)盈量為QUOTE時(shí)結(jié)合面的壓強(qiáng)，MPaQUOTE包容件和被包容件的最大應(yīng)力，MPa脹縮裝配時(shí)溫度計(jì)算加熱包容件當(dāng)QUOTE時(shí)，可取QUOTE配的的最大間隙冷卻被包容件QUOTE包容件和被包容件材料的線脹系數(shù)，取11t—裝配環(huán)境溫度，24oCQUOTE被包容件外徑的冷縮量，mmQUOTE裝配間隙，mm直徑變化量包容件外徑增大量被包容件內(nèi)徑減小量QUOTE包容件外徑增大量，mmQUOTE被包容件內(nèi)徑減小量，mm3.2主軸與摩擦輪之間螺栓的設(shè)計(jì) 主軸與摩擦輪之間靠螺栓聯(lián)接。1.螺栓材料40Cr合金鋼性能等級(jí)查表2-6選取，，精度等級(jí)9級(jí)。2.螺栓受拉應(yīng)力分析及計(jì)算軸上所受的扭矩由螺栓承受，一共48個(gè)螺栓分1圈均布在圓盤上，則每個(gè)螺栓所受的扭矩 Z—螺栓數(shù)目；z=48 螺栓的扭矩是由靠螺栓壓緊輪輻與法蘭盤的摩擦力來(lái)傳遞的。 其摩擦力由 式中R—螺栓孔到軸中心的距離，R1=910mmR2=1018mm 即 螺栓所受的工作拉力 式中—摩擦因素，=0.33.初定螺栓直徑 選安全系數(shù)許用拉應(yīng)力 所需螺栓直徑， 查有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選d=30mm其中4.螺栓疲勞強(qiáng)度校核螺栓尺寸系數(shù)螺栓材料的疲勞極限應(yīng)力幅安全系數(shù)應(yīng)力集中系數(shù)螺紋制造系數(shù)受力分配系數(shù)螺栓許用應(yīng)力幅 螺栓應(yīng)力幅 所以滿足疲勞強(qiáng)度要求4螺栓受力分析螺栓所收的剪切力是由提升物重所提供的，即 (4-1)則 螺栓所受的剪切力總共有48個(gè)螺栓承受，則每個(gè)螺栓所受的剪切力 6.螺栓疲勞強(qiáng)度校核選安全系數(shù)查表2-8許用剪切應(yīng)力由式2-28 螺栓的校核公式為： (4-2)則 滿足疲勞強(qiáng)度要求主軸的螺栓設(shè)計(jì)所用的公式和表參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》滾動(dòng)軸承計(jì)算初選軸承調(diào)心滾子軸承（GT/T288-1994）230/500型當(dāng)量動(dòng)載荷按下式計(jì)算P=450kN式中QUOTE當(dāng)量動(dòng)載荷（N）；QUOTE軸承所受徑向載荷（N）；QUOTEQUOTE軸承所受軸向載荷（N）；QUOTE=0kNQUOTE徑向動(dòng)載荷系數(shù)；QUOTEQUOTE軸向動(dòng)載荷系數(shù)；QUOTE額定壽命計(jì)算=109027hQUOTE年式中QUOTE基本額定壽命（h）；QUOTE基本額定動(dòng)載荷（N）；QUOTEQUOTE當(dāng)量動(dòng)載荷（N）；QUOTEQUOTE轉(zhuǎn)速（r/min）；QUOTEr/minQUOTE壽命指數(shù)（滾子軸承QUOTE）；額定靜載荷校核計(jì)算當(dāng)量靜載荷QUOTE當(dāng)a=0o時(shí)，徑向當(dāng)量靜載荷為式中QUOTE徑向載荷（N）；QUOTE式中QUOTE額定靜載荷；QUOTEQUOTE當(dāng)量靜載荷；QUOTEQUOTE安全系數(shù)；QUOTE筒殼厚度計(jì)算式中F—鋼絲繩最大靜拉力，F(xiàn)=450kN；QUOTE筒殼厚度，cm；t—繩圈節(jié)距，t=300cm；C—鋼絲繩拉力降低系數(shù)；C=1.2QUOTE筒殼的需用應(yīng)力，16Mn鋼可取QUOTE5提升機(jī)的制動(dòng)裝置的功用、類型提升機(jī)的安全運(yùn)行,很大程度上取決于制動(dòng)器的工作可靠性。從狹義可靠性理解,盤式制動(dòng)器包含不可維修因素，如制動(dòng)彈簧失效之后,影響制動(dòng)力矩，需要更換新彈簧才能使制動(dòng)器可靠性達(dá)到原有水平；閘瓦與閘盤之間摩擦系衰減，也只能靠更換新閘瓦方能維持原有可靠性水平。從廣義可靠性理解,盤式制動(dòng)器含有可維修因素，如閘瓦磨損后產(chǎn)生的間隙增大，經(jīng)調(diào)整便可達(dá)到原有可靠性液壓站零件發(fā)生故障，修理后也能使制動(dòng)器可靠性達(dá)到設(shè)計(jì)水平。由此可知，制動(dòng)器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的綜合反映。固有可靠性是由制動(dòng)器設(shè)計(jì)制造及材料等因素決定的，在制動(dòng)器產(chǎn)品出廠時(shí)便已明確，使用可靠性則是裝、維護(hù)及操作等因素決定的，它反映了制動(dòng)器固有可靠性在實(shí)際運(yùn)行中的發(fā)揮程度。因此，固有可靠性的體現(xiàn),受使用可靠性的限制，固有可靠性再高，使用可靠性卻較低，制動(dòng)器的實(shí)際工作可靠性依然不會(huì)高。制動(dòng)裝置提升機(jī)(提升絞車)的重要組成部分之一，直接關(guān)系著提升機(jī)設(shè)備的安全運(yùn)行。它由兩部分組成：制動(dòng)器(通常稱做閘)和傳動(dòng)裝置。制動(dòng)器是直接作用于制動(dòng)輪或制動(dòng)盤上產(chǎn)生制動(dòng)力矩的機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)裝置是控制并調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的機(jī)構(gòu)。制動(dòng)裝置的功用制動(dòng)系統(tǒng)是提升機(jī)不可缺少的重要組成部分。是提升機(jī)最關(guān)鍵也是最后一道安全保障裝置，制動(dòng)裝置的可靠性直接關(guān)系到提升機(jī)的安全運(yùn)行。制動(dòng)力矩不足是導(dǎo)致提升設(shè)備過(guò)卷、放大滑等事故的直接因素。(1)在提升機(jī)停止工作時(shí)能可靠地閘住提升機(jī)，即正常停車；(2)在減速階段及下放重物時(shí),參與提升機(jī)的控制，即工作制動(dòng)；(3)當(dāng)發(fā)生緊急事故或其他意外情況時(shí)，能迅速而合乎要求地閘住提升機(jī)，即安全制動(dòng)；(4)雙滾筒提升機(jī)在更換水平、調(diào)節(jié)鋼絲繩長(zhǎng)度時(shí)，能夠閘住提升機(jī)的游動(dòng)滾筒而松開(kāi)固定滾筒。制動(dòng)裝置的類型制動(dòng)裝置中的制動(dòng)器按結(jié)構(gòu)分為塊閘(角移式或評(píng)移式)和盤閘；傳動(dòng)裝置按傳動(dòng)能源分為油壓(液壓)、壓氣(氣動(dòng))及彈簧等。KJ型(?2~3m)和BM型提升機(jī)使用油壓角移式制動(dòng)裝置。KJ型(?4~6m)和HKM3型提升機(jī)使用壓氣平移式制動(dòng)裝置。JKA型提升機(jī)使用液壓綜合式制動(dòng)裝置。XKT型、JK型、GKT型(?2m)、JKD型、JKM型、JKMD型提升機(jī)使用液壓盤式制動(dòng)裝置。礦用提升絞車使用手動(dòng)角移式制動(dòng)器作為工作制動(dòng).重錘—電磁鐵絲杠螺母操縱的角移式制動(dòng)器或重錘—電力液壓推桿操縱的平移式制動(dòng)器作為安全制動(dòng)，但新系列JT型(?1.2~1.6m)JKM（JKMD制動(dòng)器的設(shè)計(jì)類型盤式制動(dòng)器是近年來(lái)應(yīng)用較多的一種新型制動(dòng)器，它以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)及良好的安全性能被廣大用戶認(rèn)可。我們見(jiàn)過(guò)的帶碟剎的摩托車，就是盤式制動(dòng)器最簡(jiǎn)單的應(yīng)用。它的制動(dòng)原理與鼓閘式、抱閘式制動(dòng)器的原理相同，仍為摩擦式制動(dòng)，但它卻有別于老式的鼓閘式和抱閘式制動(dòng)器，特別是在結(jié)合了液壓系統(tǒng)和PLC控制之后，液壓系統(tǒng)和PLC超強(qiáng)的控制性能為盤式制動(dòng)器的應(yīng)用提供了巨大的工作平臺(tái)。(1)盤式制動(dòng)器與其它類型制動(dòng)器相比較，其優(yōu)點(diǎn)是：因多副制動(dòng)器同時(shí)使用，即使一副制動(dòng)器失靈，也不是影響一部分制動(dòng)力矩，故可靠性高，操作方便，制動(dòng)力矩可調(diào)性好，慣性小，動(dòng)作快，靈敏度高；重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，安裝維護(hù)方便；通用性大等。由于制動(dòng)器具有許多優(yōu)點(diǎn)，所以它在現(xiàn)代多種類型提升機(jī)中獲得廣泛的應(yīng)用。(2)盤式制動(dòng)器的缺點(diǎn)：對(duì)于制動(dòng)盤和制動(dòng)器的制造精度要求較高；對(duì)閘瓦的性能要求較高等。(3)液壓盤式制動(dòng)器作為最新開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種制動(dòng)器，其發(fā)展前景遠(yuǎn)大，尤其是將液壓—電氣控制結(jié)合在盤式制動(dòng)器上，相信隨著液壓和電氣技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，會(huì)更有利于盤式制動(dòng)器的發(fā)展。5.1制動(dòng)器的選擇與設(shè)計(jì)5.1.1制動(dòng)器的選擇與設(shè)計(jì)步驟制動(dòng)器的選擇，應(yīng)根據(jù)使用要求與工作條件確定。選擇時(shí)一般應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)一要考慮工作機(jī)械的工作性質(zhì)和條件。對(duì)于其中機(jī)械的提升機(jī)構(gòu)，必須采用常閉式制動(dòng)器，對(duì)于水平行走的車輛等設(shè)備，為了便于控制制動(dòng)力矩的大小和準(zhǔn)確停車，多采用常開(kāi)式制動(dòng)器，對(duì)于安全性有高度要求的機(jī)械，需設(shè)置雙重制動(dòng)器。二要考慮合理的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。用于起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)支持的制動(dòng)器?；虻V井提升機(jī)的安全制動(dòng)器，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須有足夠的儲(chǔ)備，即應(yīng)有一定的安全系數(shù)三要考慮安裝地點(diǎn)的空間大小。當(dāng)安裝地點(diǎn)有足夠的空間，可選用外抱式制動(dòng)器，空間受限制處，可采用內(nèi)蹲式或者帶式，盤式制動(dòng)器。選用標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器，應(yīng)以計(jì)算制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T為依據(jù)，參照標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩To，使T<To，選出標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)后，必要時(shí)進(jìn)行驗(yàn)算。制動(dòng)力矩的確定QUOTE=420KNQUOTE靜張力差制動(dòng)器的發(fā)熱驗(yàn)算對(duì)于停止式制動(dòng)器和其他發(fā)熱不打的制動(dòng)器，可按表6-4-5的推薦值校核其壓強(qiáng)p和pv值就可以。5.1.2摩擦材料用于制動(dòng)器的摩擦材料，通常在很高的剪力和溫度條件下工作。要求這類材料能吸收動(dòng)能，并將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱散發(fā)在空氣中。其工作溫度和溫升速度是影響性能的主要因素，制動(dòng)器工作時(shí)，吸收的能量越大，完成制動(dòng)時(shí)間越短，則溫升越高。摩擦材料的工作溫度如超過(guò)其許用工作溫度，性能會(huì)顯著惡化。對(duì)摩擦材料的基本要求如下；1摩擦因數(shù)高而穩(wěn)定，具有良好的恢復(fù)性能；2耐磨性好，允許壓強(qiáng)大，又不損傷對(duì)偶材料；3有一定的耐油，耐蝕，耐濕及抗膠合性能；4有一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的制造工藝性在摩擦面上開(kāi)槽可以儲(chǔ)集侵入的灰塵等贓物而減輕磨損摩擦材料的種類5.1.3提升機(jī)制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制動(dòng)裝置的有關(guān)規(guī)定和要求按照《煤炭安全規(guī)程》及有關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，提升機(jī)(絞車)的制動(dòng)裝置必須達(dá)到下列要求。（1）提升機(jī)(絞車)必須裝設(shè)司機(jī)不離開(kāi)位置即能操縱的常用閘(即工作閘)保險(xiǎn)閘(即安全閘)。保險(xiǎn)閘必須能在緊急時(shí)自動(dòng)發(fā)生作用。常用閘和保險(xiǎn)閘共同使用一套閘瓦制動(dòng)時(shí)，操縱部分必須分開(kāi)。雙滾筒提升機(jī)（絞車）的兩套閘瓦的傳動(dòng)裝置必須分開(kāi)。（2）常用閘和保險(xiǎn)閘必須經(jīng)常處于良好的狀態(tài)，保證靈活可靠。在工作中，司機(jī)不準(zhǔn)離開(kāi)工作崗位，也不準(zhǔn)擅自調(diào)節(jié)制動(dòng)閘。對(duì)具有兩套閘瓦只有一套傳動(dòng)裝置的舊雙滾筒提升機(jī)（絞車），應(yīng)加強(qiáng)閘瓦間隙和傳動(dòng)系統(tǒng)的檢查和維護(hù)。（3）保險(xiǎn)閘必須采用配重式或彈簧式的制動(dòng)裝置，除由司機(jī)操縱外，還必須具有能自動(dòng)抱閘的作用，并且在抱閘同時(shí)使提升裝置自動(dòng)斷電。常用閘必須采用可調(diào)節(jié)的機(jī)械制動(dòng)裝置。（4）提升機(jī)（絞車）除有（常用閘和保險(xiǎn)閘）外，應(yīng)加設(shè)定車裝置，以便調(diào)整滾筒的位置（鋼絲繩的長(zhǎng)度）或修理制動(dòng)裝置時(shí)使用。（5）保險(xiǎn)閘（或保險(xiǎn)閘第一級(jí)）的空動(dòng)時(shí)間（由保護(hù)回路斷電時(shí)起至閘瓦剛剛接觸到閘輪上的一段時(shí)間）：壓縮空氣驅(qū)動(dòng)閘瓦式制動(dòng)器不得超過(guò)0.5秒，儲(chǔ)能壓縮驅(qū)動(dòng)閘瓦式制動(dòng)器不得超過(guò)0.6秒，盤式制動(dòng)器不得超過(guò)0.3秒。保險(xiǎn)閘施閘時(shí)，在杠桿和閘瓦上不得發(fā)生顯著的彈性擺動(dòng)。（6）提升機(jī)（絞車）的常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的力矩和實(shí)際提升最大靜載荷重旋轉(zhuǎn)力之比（K），都不得小于3。（7）雙滾筒提升機(jī)（絞車）在調(diào)整滾筒旋轉(zhuǎn)的相對(duì)位置時(shí)（此時(shí)游動(dòng)滾筒與主軸脫離連接），制動(dòng)裝置在各滾筒閘輪上所發(fā)生的力矩，不得小于該滾筒所懸重量（鋼絲繩重量與提升容器重量之比）形成的旋轉(zhuǎn)力矩的1.2倍。計(jì)算制動(dòng)力矩時(shí)，閘輪和閘瓦摩擦系數(shù)根據(jù)實(shí)測(cè)確定，一般采用0.3到0.35；常用閘和保險(xiǎn)閘的力矩應(yīng)分別計(jì)算。（8）在立井和傾角以上的傾斜井巷，提升裝置的保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，全部機(jī)械的減速度：下放重載（設(shè)計(jì)額定的全部重量）時(shí)，不得小于1.5米每二次方秒；提升重載時(shí)，不得超過(guò)5米每二次方秒。傾角在以下是傾斜井巷，下放重載時(shí)的制動(dòng)減速度不得小于0.75米每二次方秒，提升重載時(shí)的制動(dòng)減速度不得大于自然減速度。=式中重力加速度，m/s2；井巷傾角，（）；繩端載荷的運(yùn)動(dòng)阻力系數(shù)，一般采用0.10到0.105。摩擦輪式提升裝置，常用閘或保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，全部機(jī)械的減速度，不得超過(guò)鋼絲繩的滑動(dòng)極限（上提重物加速度階段及下放重物減速度階段的動(dòng)防滑安全系數(shù)不得小于1.25，靜防滑安全系數(shù)不得小于1.75）。下放重載時(shí)，必須檢查減速度的最底極限。在提升重載時(shí)，必須檢查減速度的最高極限。（9）制動(dòng)器的工作行程不得超過(guò)全程的四分之三，必須留有四分之一作為調(diào)整時(shí)備用。司機(jī)操縱臺(tái)制動(dòng)手把的移動(dòng)應(yīng)當(dāng)靈活，在抱閘位置時(shí)，應(yīng)有定位器來(lái)固定手把，防止手把從抱閘位置自動(dòng)向前移動(dòng)。(10)制動(dòng)輪的橢圓度在使用前（新安裝或大修后）不得超過(guò)0.5至1mm；使用中如超過(guò)1.5mm時(shí)，應(yīng)重新車削或換新的。提升機(jī)制動(dòng)器主要類型提升機(jī)的制動(dòng)器包括工作裝置(即制動(dòng)閘)和傳動(dòng)裝置,工作裝置直接作用于制動(dòng)輪，產(chǎn)生摩擦力矩；傳動(dòng)裝置是工作裝置產(chǎn)生或解除制動(dòng)摩擦力的機(jī)構(gòu)。因此，按工作裝置裝置結(jié)構(gòu)區(qū)分，制動(dòng)器可分為盤式制動(dòng)器和塊式制動(dòng)器；按傳動(dòng)裝置的動(dòng)力源區(qū)分，制動(dòng)器可分為液壓式、氣壓式和彈簧式。目前，進(jìn)口提升機(jī)和國(guó)產(chǎn)新型提升機(jī)大都采用液壓盤式制動(dòng)器，而舊提升機(jī)(70年代以前產(chǎn)品)多采用液壓或氣壓塊式制動(dòng)裝置，但近年也對(duì)這些制動(dòng)器進(jìn)行了較大規(guī)模的改造。盤式制動(dòng)器盤式制動(dòng)器是為了克服塊式制動(dòng)器的可靠性不高的缺點(diǎn)而發(fā)展的新型制動(dòng)裝置，目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的提升機(jī)或提升絞車都使用了盤式制動(dòng)器.盤式制動(dòng)器具有以下：①制動(dòng)力矩可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而且容易調(diào)整；②制動(dòng)系統(tǒng)空行程小、動(dòng)作快、響應(yīng)速度快、靈敏度高；③重量輕，外形尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊；④通用性好，可通過(guò)改變盤形閘的數(shù)量來(lái)滿足不同絞車的制動(dòng)要求；⑤安全可靠性高，多副盤形閘同時(shí)工作，其中少數(shù)部分盤形閘失靈或故障，其余完好盤閘一般仍可剎住絞車；而且傳動(dòng)環(huán)節(jié)(如管路破裂失、壓斷電等)均可自動(dòng)施閘。盤式制動(dòng)器都是依靠碟形的預(yù)壓縮恢復(fù)張力使閘塊壓向制動(dòng)盤，從而產(chǎn)生制動(dòng)力矩；當(dāng)松閘時(shí)，向活塞腔內(nèi)注入壓力油，壓力油推動(dòng)活塞后移并壓縮碟形彈簧，帶動(dòng)閘瓦離開(kāi)制動(dòng)盤，從而實(shí)現(xiàn)松閘。目前國(guó)內(nèi)外提升機(jī)使用的盤式制動(dòng)器形式多樣，主要有前腔式盤形閘，后腔式盤形閘單缸雙作用盤形閘，以及鉗式盤形閘。盤式制動(dòng)器原理如圖3-2所示：圖3-2盤式制動(dòng)器原理圖目前，國(guó)內(nèi)進(jìn)口的安全盤式制動(dòng)器主要來(lái)自德國(guó)、法國(guó)。各國(guó)生產(chǎn)的盤式制動(dòng)器原理上基本相同，都是碟簧上閘、液壓松閘，高壓油通過(guò)液壓泵站產(chǎn)生，但是結(jié)構(gòu)上有些差異，從而性能也略有不同。盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及工作原理盤式制動(dòng)器的布置方式盤式制動(dòng)器又稱盤型閘，其制動(dòng)力矩是靠盤瓦沿軸向兩側(cè)壓向滾筒上的制動(dòng)盤而產(chǎn)生的。為了使制動(dòng)盤不產(chǎn)生附加變形，主軸不承受附加軸向力，因而盤式制動(dòng)器都成對(duì)地裝設(shè)使用，每一對(duì)盤式制動(dòng)器叫做一副，如圖所示。根據(jù)所需制動(dòng)力矩的大小，一臺(tái)提升機(jī)可以同時(shí)布置兩副四副或更多副盤式制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器的布置方式如圖3-3所示：圖3-3盤式制動(dòng)器的布置圖盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖所示。兩個(gè)制動(dòng)油缸3位于滾筒制動(dòng)盤的兩側(cè)，均裝在支座2上。支座2為整體鑄鋼件，一副盤式制動(dòng)器通過(guò)支座及墊板1用地腳螺栓固定在基座上。制動(dòng)油缸3內(nèi)裝有活塞5柱塞13調(diào)整螺栓6螺釘7盤式彈簧4及彈簧套筒8等。筒體9襯板11和渣瓦15一齊可沿支座的內(nèi)孔往復(fù)移動(dòng)。閘瓦與襯板的連接，可用銅螺釘連接或用黏結(jié)劑粘貼，但大多數(shù)是以燕尾槽的形式將閘瓦固定在襯板上。在使用中當(dāng)閘瓦磨損或閘瓦與制動(dòng)盤的間隙過(guò)大時(shí)，可用調(diào)整螺栓6調(diào)節(jié)筒體9的位置，使閘瓦間隙保持在1~1.5mm。柱塞13與銷子14的連接采用榫槽結(jié)構(gòu)，在擰動(dòng)螺釘7時(shí)不致使柱塞13轉(zhuǎn)動(dòng)，以便調(diào)整閘瓦間隙。壓向制動(dòng)盤的制動(dòng)力，由盤式彈簧產(chǎn)生。解除制動(dòng)力，靠線油缸內(nèi)充入油液而向右推動(dòng)活塞5，壓縮盤式彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)。螺釘12是放空氣用的。在第一次向制動(dòng)油缸3充油，或在使用中發(fā)現(xiàn)送閘的時(shí)間教長(zhǎng)時(shí)，可將放氣螺釘12旋松，把制動(dòng)油缸中的空氣排出，以免影響制動(dòng)油缸的正常工作。塞頭20是排油用的。在使用中制動(dòng)油缸可能有微量的滲油，因而要定期將塞頭20旋開(kāi)排油。在排油時(shí)，應(yīng)避免滲出的油玷污閘瓦及制動(dòng)盤。盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖3-4所示：圖3-4盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖5.1.4確定制動(dòng)器數(shù)量表3-4制動(dòng)盤直徑參數(shù)制動(dòng)器直徑尺寸350400410450460500560630700注：括號(hào)內(nèi)為非優(yōu)先選用尺寸(2)確定制動(dòng)閘的數(shù)量Z工作制動(dòng)閘所需要的制動(dòng)力初步設(shè)定制動(dòng)閥數(shù)量12個(gè)5.2碟形彈簧的計(jì)算 本設(shè)計(jì)所要求的碟形彈簧是一組合彈簧，其承受載荷為43.75kN時(shí)變形量應(yīng)為10mm。（1）選擇碟形彈簧系列及組合型式根據(jù)載荷初選碟形彈簧規(guī)格：碟形彈簧系列：DS=B碟形彈簧類別：DTPE=2碟形彈簧外徑：D=180mm碟形彈簧內(nèi)徑：d=92mm碟形彈簧壓力：P=37.50kN碟形彈簧厚度：t=6mm壓平時(shí)厚度：h0=5.1mm自由高度：H0=11.1mm碟形彈簧表面上OM點(diǎn)的計(jì)算壓應(yīng)力：σOM=-895MPa在Ⅱ點(diǎn)的計(jì)算拉應(yīng)力：σⅡ=1040MPa重量：Q=885.4g（2）碟形彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算單片預(yù)加載荷：F1=43.75kN單片工作載荷：F2=45.19kN①計(jì)算壓平時(shí)蝶形彈簧計(jì)算載荷值：式中：pc——壓平時(shí)的蝶形彈簧載荷計(jì)算值 t——碟形彈簧厚度 D——碟形彈簧外徑 h0——壓平時(shí)的蝶形彈簧變形量計(jì)算值 E——材料彈性模量；取E=206000Mpa μ——泊松比；取μ=0.3 k1k4——計(jì)算系數(shù)其中：式中：c——蝶形彈簧外徑與內(nèi)徑的比值對(duì)于無(wú)支承面碟形彈簧：k4=1則:=1.956=0.71=44361N ②計(jì)算及 由于設(shè)計(jì)采用復(fù)合組合，則單個(gè)彈簧載荷：P=43750N則： ③計(jì)算 當(dāng)及時(shí)， ； ④計(jì)算f QUOTE⑤計(jì)算組合的片數(shù)取8片圖3-5彈簧結(jié)構(gòu)示意圖碟型彈簧的三種組合方式如圖3-6所示：圖3-6碟型彈簧的三種組合方彈簧破壞位置的判別：C=D/d圖3-7A型彈簧破壞位置的判別碟型彈簧下的應(yīng)力極限如圖3-8所示：圖3-8碟型彈簧下的應(yīng)力極限圖6液壓缸主要技術(shù)性能參數(shù)的計(jì)算液壓缸與液壓馬達(dá)一樣，也是將液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置，同為執(zhí)行元件。與液壓馬達(dá)不同，液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的機(jī)械能。液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，應(yīng)用廣泛，種類繁多。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為活塞式、柱塞式、回轉(zhuǎn)式三大類；根據(jù)作用方式分為單作用式和雙作用式，前者只有一個(gè)方向由液壓驅(qū)動(dòng)，反向運(yùn)動(dòng)則由彈簧力或重力完成，后者兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)均由液壓實(shí)現(xiàn)。6.1常用液壓缸6.1.1活塞式液壓缸雙活塞桿液壓缸雙活塞桿缸的活塞兩端都有活塞桿伸出。它主要由缸筒、活塞、活塞桿、左右缸蓋、左右壓蓋等零件組成。缸筒與缸蓋用法蘭連接，活塞與活塞桿用柱塞銷連接，活塞與缸筒內(nèi)壁之間采用間隙密封（低壓），活塞桿與缸蓋之間采用了V型密封圈。因雙活塞桿缸兩端活塞桿直徑相等，所以左右兩腔有效面積相等。當(dāng)分別向左、右腔輸入相同的壓力和流量時(shí)，液壓缸左、右兩個(gè)方向上輸出的推力和速度相等。單活塞桿液壓缸單活塞桿缸只有一端有活塞桿。它主要由缸底、缸筒、缸頭、活塞、活塞桿、導(dǎo)向套、緩沖套、節(jié)流閥、帶放氣孔的單向閥及密封裝置等組成。缸筒與法蘭焊接成一體，通過(guò)螺釘與缸底、缸頭連接?；钊c缸筒、活塞桿與缸蓋之間在半剖視圖上部為橡塑組合密封，下部為唇形密封。單活塞桿缸也有缸筒固定和活塞桿固定兩種安裝形式。兩種安裝方式的工作臺(tái)移動(dòng)范圍均為活塞有效行程的兩倍。單活塞桿缸因左、右兩腔有效面積和不等，因此當(dāng)進(jìn)油腔和回油腔壓力分別為和，輸入左、右兩腔的流量均為時(shí)，液壓缸左、右兩個(gè)方向的推力和速度不相同。6.1.2柱塞式液壓缸活塞式液壓缸的活塞與缸筒內(nèi)孔有配合要求，要有較高的精度，特別是缸筒較長(zhǎng)時(shí)，加工就很困難，但柱塞液壓缸就可以解決此困難。因柱塞液壓缸的缸筒與柱塞沒(méi)有配合要求，缸筒內(nèi)孔不需要精加工，只是柱塞與缸蓋上的導(dǎo)向套有配合要求，所以特別適合行程較長(zhǎng)的的場(chǎng)合，例如導(dǎo)軌磨床，龍門刨床等。為了減輕柱塞重量、減少柱塞的彎曲變形，柱塞常做成空心的，還可以在缸筒內(nèi)設(shè)置輔助支承，以增強(qiáng)剛性。6.2其它形式液壓缸6.2.1伸縮液壓缸伸縮液壓缸又稱多套缸，它是由兩個(gè)或多個(gè)活塞式液壓缸套裝而成的，前一級(jí)活塞缸的活塞是后一級(jí)活塞的缸筒。各級(jí)活塞依次伸出時(shí)可獲得很長(zhǎng)的行程，而當(dāng)依次縮回時(shí)又能使液壓缸保持很小的軸向尺寸。當(dāng)液壓缸當(dāng)通入壓力油時(shí)，活塞有效面積最大的缸筒以最低油壓力開(kāi)始伸出，當(dāng)行至終點(diǎn)時(shí)，活塞有效面積次之的缸筒開(kāi)始伸出。外伸缸筒有效面積越小，工作油液壓力越高，伸出速度加快。各級(jí)壓力和速度可按活塞式液壓缸有關(guān)公式來(lái)計(jì)算。除雙作用伸縮液壓缸外，還有一種單作用伸縮液壓缸。它與雙作用不同點(diǎn)主要是，單作用回程靠外力，而雙作用回程靠液壓油作用。伸縮液壓缸，特別適用于工程機(jī)械及自動(dòng)線步進(jìn)式輸送裝置。6.2.2齒條活塞液壓缸齒條活塞液壓缸也稱無(wú)桿液壓缸，其工作原理是：壓力油進(jìn)入液壓缸后，推動(dòng)具有齒條的活塞直線運(yùn)動(dòng)，齒條帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)位、液壓機(jī)械手、裝載機(jī)的鏟斗的回轉(zhuǎn)等。6.2.3增壓缸(增壓器)增壓缸與活塞式液壓缸相類似，但不是將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，而是液壓能的傳遞，使之增壓。增壓缸為活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸。當(dāng)?shù)蛪河屯苿?dòng)直徑為的大活塞向右移動(dòng)時(shí)，也推動(dòng)與其連成一體的直徑為的小柱塞，由于大活塞與小柱塞面積不筒，因此小柱塞缸輸出的壓力要比高。6.2.4增速缸增速缸由活塞缸和柱塞缸復(fù)合而成。當(dāng)壓力油只經(jīng)過(guò)柱塞孔進(jìn)入增速缸小腔時(shí)，推動(dòng)活塞快速向右移動(dòng)，此時(shí)大腔需要充液，活塞輸出推力較小。當(dāng)壓力油同時(shí)進(jìn)入增速缸小腔和大腔時(shí)，活塞轉(zhuǎn)為慢進(jìn)，輸出推力增大。采用增速缸使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲得盡可能大的運(yùn)動(dòng)速度，且功率利用合理。在本系統(tǒng)中，由于液壓缸只是實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門的打開(kāi)與關(guān)閉，所以其中所用的三個(gè)液壓缸（一個(gè)卸載液壓缸，兩個(gè)分配小車液壓缸）選擇用活塞式液壓缸即可滿足要求。液壓缸主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算6.3.1液壓缸的特征尺寸缸筒內(nèi)徑根據(jù)液壓缸推力和選定工作壓力，或者運(yùn)動(dòng)速度和輸入流量，按相關(guān)公式確定缸筒內(nèi)徑后，然后再?gòu)腉B/T3248-1993標(biāo)準(zhǔn)中選取相近的尺寸加以圓整?；钊麠U直徑通常先滿足液壓缸速度或往返速比來(lái)確定活塞桿的直徑，按GB/T3248-1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，然后再按其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行校核。液壓缸缸筒長(zhǎng)度液壓缸的缸筒長(zhǎng)度由最大工作行程長(zhǎng)度決定，缸筒的長(zhǎng)度一般不超過(guò)其內(nèi)徑的20倍。液壓缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。已知活塞直徑桿缸得左、右兩腔同時(shí)通壓力油，稱為差動(dòng)連接，差動(dòng)連接的單活塞桿缸稱之為差動(dòng)液壓缸。差動(dòng)液壓缸雖然左、右兩腔壓力相等，但因?yàn)樽笄唬o(wú)桿腔）的有效面積大于右腔（有桿腔）的有效面積。vvdDFfcFp1p2圖：?jiǎn)位钊麠U液壓缸計(jì)算示意圖因此使活塞向右的作用力大于向左的作用力，活塞向右運(yùn)動(dòng)，液壓缸有桿腔排出的流量與泵的流量匯合進(jìn)入液壓缸的左腔，使活塞運(yùn)動(dòng)速度加快。6.3.2液壓缸工作壓力的確定根據(jù)1的參數(shù)及相關(guān)資料，由于采用兩個(gè)制動(dòng)器，則：液壓缸負(fù)載作用力：F=43.75KN 單缸正壓力:液壓缸活塞行程：s=10mm選用碟型彈簧時(shí)取最大單缸正壓力為則單缸最大正壓力為45.0kN所以，可知道液壓缸工作壓力屬中高壓設(shè)備因此液壓缸的工作壓力范圍為：8~16Mpa初取液壓缸的工作壓力為8Mpa6.3.3活塞桿單活塞桿缸只有一端有活塞桿。它主要由缸底、缸筒、缸頭、活塞、活塞桿、導(dǎo)向套、緩沖套、節(jié)流閥、帶放氣孔的單向閥及密封裝置等組成。缸筒與法蘭焊接成一體，通過(guò)螺釘與缸底、缸頭連接。活塞與缸筒、活塞桿與缸蓋之間在半剖視圖上部為橡塑組合密封，下部為唇形密封。單活塞桿缸也有缸筒固定和活塞桿固定兩種安裝形式。兩種安裝方式的工作臺(tái)移動(dòng)范圍均為活塞有效行程的兩倍。單活塞桿缸因左、右兩腔有效面積和不等，因此當(dāng)進(jìn)油腔和回油腔壓力分別為和，輸入左、右兩腔的流量均為時(shí)，液壓缸左、右兩個(gè)方向的推力和速度不相同。（1）活塞桿的結(jié)構(gòu)桿體采用實(shí)心桿式桿內(nèi)端活塞與活塞桿的連接采用軸套型連接桿外端桿頭與摩擦機(jī)構(gòu)的連接采用大螺栓頭的鏈接型式；由于需要用鎖緊螺母故采用長(zhǎng)型的螺紋長(zhǎng)度。（2）活塞桿的材料和技術(shù)要求材料選擇：采用45號(hào)中碳鋼。由于活塞桿主要承受推力的作用，則不必進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。活塞桿要求淬火，淬火深度為0.5mm。表面鍍鉻25μm。活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，一般采用H8/f7配合。太緊了，摩擦力大，太松了，容易引起卡滯現(xiàn)象和單邊磨損，其圓度和圓柱度公差不大于直徑公差之半。安裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差不大于0.01mm，是為了保證活塞桿外圓與活塞外圓的同軸度，以避免活塞與缸筒、活塞桿與導(dǎo)向套的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸肩端面與活塞桿軸線的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，以保證活塞安裝不產(chǎn)生歪斜。活塞桿的外圓粗糙度Ｒa值一般為0.1~0.3m.太滑了，表面形成不了油膜，反而不利于潤(rùn)滑。為了提高耐磨性和防銹性，活塞桿表面需進(jìn)行鍍鉻處理，鍍層厚0.03~0.05mm，并進(jìn)行拋光或磨削加工。對(duì)于工作條件惡劣、碰撞機(jī)會(huì)較多的情況，工作面耐先經(jīng)高頻淬火后再鍍鉻。用于低載荷和良好環(huán)境條件時(shí)，可不做表面處理?；钊麠U內(nèi)端的卡環(huán)槽、螺紋和緩沖柱塞也要保證與軸線的同心，特別是緩沖柱塞，最好與活塞桿做成一體?？ōh(huán)槽取動(dòng)配合公差，螺紋則取較緊的配合。 （3）活塞桿的計(jì)算活塞桿是液壓缸傳遞力的重要零件，它承受拉力、壓力、彎曲力和震動(dòng)沖擊力等多種作用力，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。對(duì)與無(wú)速比要求，活塞桿長(zhǎng)度小于10倍缸徑D時(shí)，實(shí)心桿可按下式計(jì)算： 式中：d——活塞桿直徑 Fd——液壓缸推力 σp——活塞桿的許用應(yīng)力，對(duì)于中碳鋼，σp=40Mp則： QUOTEGB/T2348—1993將活塞桿直徑圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封裝置。圓整后得 d=65mm6.3.4缸筒（1）缸筒結(jié)構(gòu)通常根據(jù)缸筒與端蓋的連接型式選用，而連接型式又取決于額定工作壓力、用途和使用環(huán)境。由于法蘭連接的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工、易裝卸等優(yōu)點(diǎn)。故選擇法蘭連接。 （2）缸筒材料材料的選擇：由于缸筒需要足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接后的缸筒要求有良好的焊接性能。故選用35號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （3）對(duì)缸筒的要求 ①有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不致產(chǎn)生永久變形。②有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲。③內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的磨擦作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損少，尺寸公有效期等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性。④需要焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便在焊上法蘭或管頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過(guò)大的變形?？傊淄彩且簤焊椎闹饕慵?，它與缸蓋、缸底、油口等零件構(gòu)成密封的容腔，用以容納壓力油液、同時(shí)它還是活塞的運(yùn)動(dòng)“軌道”。設(shè)計(jì)液壓缸缸筒時(shí)，應(yīng)該正確確定和部分的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力、運(yùn)動(dòng)速度和有效行程，同時(shí)還必須具有一定的強(qiáng)度，能足以承受液壓力、負(fù)載力和意外的沖擊力；缸筒的內(nèi)表面應(yīng)具有合適的配合公差等級(jí)、表面粗糙度和形位公差等級(jí)，以保證液壓缸的密封性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和耐用性。（4）缸筒計(jì)算①缸筒直徑：當(dāng)液壓缸的理論作用力Fl及供油壓力p為已知時(shí)，則有活塞桿腔的缸筒內(nèi)徑D為： 式中：D——缸筒內(nèi)徑 Fl——液壓缸的理論作用力 p——供油壓力液壓缸的理論作用力Fl，按下式確定： 式中：Fl——液壓缸的理論作用力 F——液壓缸在工作階段的總機(jī)械負(fù)載 Ψ——負(fù)載率，一般取Ψ=0.5~0.7則：=136.16kN=130mmGB/T2348—1993將缸筒內(nèi)徑