落地式JKMD4×4多繩摩擦式提升機(jī)的設(shè)計含開題及3張CAD圖,落地式,jkmd4,摩擦,磨擦,提升,晉升,設(shè)計,開題,cad
附件6
中期報告
（學(xué)生用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級：
學(xué)生姓名
學(xué)號
指導(dǎo)教師
課題名稱
JKMD4×4多繩摩擦式提升機(jī)
簡述開題以來所做的具體工作和取得的進(jìn)展或成果：
1. 對提升機(jī)的工作裝置以及對各部分的功能進(jìn)行了簡單的了解，以便之后的設(shè)計；
2. 根據(jù)提升機(jī)的型號對工作裝置各部分進(jìn)行設(shè)計，并對各部分進(jìn)行強(qiáng)度分析；
3. 通過上述分析，對工作裝置進(jìn)行了二維圖紙繪制。
存在的具體問題與解決方法：
1. 主要是提升機(jī)工作裝置的設(shè)計計算，有時候計算不準(zhǔn)確或數(shù)據(jù)不對，需要進(jìn)行多次的計算和校核。
2. 在對二維圖進(jìn)行繪制時，遇到了困難，通過查閱資料，以及同學(xué)的幫助，對二維圖紙的繪制進(jìn)行更好的完善。
下一步工作的主要研究任務(wù)、具體設(shè)想與安排：
1. 完善工作裝置設(shè)計，出二維圖；
2. 撰寫工作裝置設(shè)計說明書；
3. 對之前的設(shè)計數(shù)據(jù)、圖紙進(jìn)行檢查，對不合理的地方加以改進(jìn)。
指導(dǎo)教師對前期工作的評價：
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁；2、指導(dǎo)教師評價及簽名手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件3
任務(wù)書
（指導(dǎo)教師用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級：
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師姓名
論文（設(shè)計）題目
JKMD4×4多繩摩擦式提升機(jī)
下達(dá)任務(wù)日期
任務(wù)起止日期
主要研究內(nèi)容及方法
主要研究內(nèi)容：設(shè)計落地式多繩摩擦式提升機(jī)、設(shè)計主軸滾筒等配件
研究方法：1. 通過網(wǎng)上查詢資料。
2. 向輔導(dǎo)老師請教。
3. 翻看相關(guān)書籍，了解設(shè)計的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。
4. 發(fā)揮自己的主觀能動性，讓設(shè)計更加完善。
主要任務(wù)及目標(biāo)
1. 主軸裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度及剛度校核計算；鋼絲繩的選擇計算；傳動系統(tǒng)參數(shù)確定及主電動機(jī)的選擇計算；提升機(jī)運動學(xué)及動力學(xué)計算；制動器的選擇計算；
2. 編制設(shè)計說明書一份（40頁左右）。
3. 繪制提升機(jī)總體布置圖一張（A0）、繪制主軸裝置圖一張（A0）、繪制卷筒及主軸圖一張（A1）。
主要參考文獻(xiàn)
[1]徐文尚，陳霞，武超.電氣控制技術(shù)與PLC.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.8?
[2]阮毅，陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.9
[3]王樹，變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.4?
[4]陳伯時，吳子岳.交流調(diào)速系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.3?
[5]周祖德，鄧堅.機(jī)電傳動控制.上海：華東理工大學(xué)出版社，2001.1?
[6]王清靈，現(xiàn)代礦井提升機(jī)電控系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996.3????
[7]顧永輝，范廷瓚.煤礦電工手冊(第三分冊).煤炭工業(yè)出版社，1999.3
[8]成大先，機(jī)械設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.5
進(jìn)度安排
各階段工作任務(wù)
起止日期
查閱相關(guān)資料
1~2周
進(jìn)行工作機(jī)構(gòu)計算
3~4周
進(jìn)行機(jī)械制圖的繪制
5~8周
完成畢業(yè)設(shè)計說明書
9~10周
整理資料，進(jìn)行答辯
11~12周
任務(wù)下達(dá)人簽名
任務(wù)接收人
簽名
教研室指導(dǎo)小組組長簽名
系部領(lǐng)導(dǎo)小組組長簽名
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁； 2、本表一式兩份，學(xué)生、系部存檔各一份；3、簽名需手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件7
工作中期檢查記錄
系（部）： 專業(yè)： 班級：
姓名
學(xué)號
指導(dǎo)教師
檢
查
主
要
內(nèi)
容
畢業(yè)論文（設(shè)計）的進(jìn)度：
1.對提升機(jī)的工作裝置以及對各部分的功能進(jìn)行了簡單的了解，以便之后的設(shè)計
2.根據(jù)提升機(jī)的型號對工作裝置各部分進(jìn)行設(shè)計，并對各部分進(jìn)行強(qiáng)度分析
3.通過上述分析，對工作裝置進(jìn)行了二維圖紙繪制。
指導(dǎo)教師的指導(dǎo)情況：
1.每個星期指導(dǎo)老師都會檢查本組學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計進(jìn)度和完成情況，并且都會指出不足之處，從而進(jìn)行詳細(xì)的講解。
2.通過詳細(xì)的記錄每次的檢查問題，并列出下次任務(wù)，保證畢設(shè)的進(jìn)度。
存在的具體問題與解決方法：
1.主要是提升機(jī)工作裝置的設(shè)計計算，有時候計算不準(zhǔn)確或數(shù)據(jù)不對，需要進(jìn)行多次的計算和校核。
2.在對二維圖進(jìn)行繪制時，遇到了困難，通過查閱資料，以及同學(xué)的幫助，對二維圖紙的繪制進(jìn)行更好的完善。
畢業(yè)論文（設(shè)計）工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見
組長簽名：
年 月 日
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁；2、領(lǐng)導(dǎo)小組意見手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件5
開題報告
（學(xué)生用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級：
課題名稱
JKMD4×4多繩摩擦式提升機(jī)
指導(dǎo)教師
學(xué)生
學(xué)號
一、論文資料的準(zhǔn)備
1. 礦井提升機(jī)發(fā)展史
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對礦山資源需求的高速增長，對礦山生產(chǎn)技術(shù)提出了越來越高的要求。礦井提升機(jī)作為礦山進(jìn)行生產(chǎn)活動的關(guān)鍵設(shè)備之一，其電控調(diào)速技術(shù)的發(fā)展對促進(jìn)礦井生產(chǎn)效率的提高和安全作業(yè)，無疑具有極其重大的影響。歷經(jīng)幾十年發(fā)展，我國的礦井提升機(jī)電控技術(shù)取得了不少的進(jìn)步，但與美國、德國等世界發(fā)達(dá)國家相比，依然存在著很大的差距。目前，發(fā)達(dá)國家的礦井提升機(jī)電控技術(shù)已全面實現(xiàn)了全數(shù)字控制，而國內(nèi)絕大多數(shù)中小煤礦的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)還是交流串電阻調(diào)速的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)，效率低下，安全隱患多，嚴(yán)重制約著我國礦山產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，急需大規(guī)模的技術(shù)改造和更新。礦井提升機(jī)直流拖動相對于交流拖動，提升能力強(qiáng)，并且調(diào)速容易。例如，一臺交流提升機(jī)功率最大為1000kw，當(dāng)要求提升功率為2000kw一下時可以采用雙交流電機(jī)拖動方式，若要求提升功率大于2000kw時則需要采用直流提升機(jī)拖動。礦井直流提升機(jī)電控系統(tǒng)可以完成對直流提升機(jī)的起動、加速運行、勻速運行、減速運行和回饋制動的控制，并且可以實現(xiàn)平滑運行，調(diào)速精度高和提升機(jī)的四象限運行。礦井直流提升機(jī)電控系統(tǒng)的優(yōu)點在于:體積小，重量輕，占地面積小，安裝方便，建筑費用低；無減速器，總效率高，電能消耗少；維護(hù)工作量小，備件少，處理事故快；單機(jī)容量大，適用范圍廣；調(diào)速平滑，精度高；易于實現(xiàn)最佳控制和自動化，安全可靠。礦井直流提升機(jī)電控系統(tǒng)還可為以后的計算機(jī)控制的系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)打下了基礎(chǔ)，和實現(xiàn)礦井提升機(jī)的全數(shù)字控制。本設(shè)計采用磁場換向的晶閘管--直流電動機(jī)(SCR-D)系統(tǒng)作為礦井直流提升機(jī)的控制系統(tǒng)，可有效的改善礦井提升機(jī)的起動、調(diào)速和制動的性能,實現(xiàn)礦井提升機(jī)的最佳控制。
2．礦井提升機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向
(1) 國內(nèi)提升機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
① 交流拖動方式?
目前我國提升機(jī)約70%采用串電阻調(diào)速的交流拖動方式。有單繩和多繩兩種系列，大都采用改變轉(zhuǎn)差率S的調(diào)速方法，在調(diào)速中產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率，使大量電能消耗在轉(zhuǎn)子附加電阻上，導(dǎo)致調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性變差。極少數(shù)提升機(jī)采用串級調(diào)速方法，其調(diào)速范圍窄，且投資大。?
② 直流拖動方式?
我國提升機(jī)采用直流拖動有兩種系統(tǒng)：直流發(fā)電機(jī)--電動機(jī)機(jī)組(F-D)和晶閘管--直流電動機(jī)(SCR-D)系統(tǒng)。其生產(chǎn)和使用情況如下：國內(nèi)研制大型直流提升機(jī)主要有三大廠家：上海電機(jī)廠主要生產(chǎn)配套電機(jī)，己生產(chǎn)低速直流電機(jī)800多臺，最大容量5775kw，額定轉(zhuǎn)速50r/min，其中長廣煤礦及五村煤礦的提升為1000kW、48r/min，淮南潘三礦采用一臺2600kW低速直聯(lián)電機(jī)；上海冶金礦山機(jī)械廠主要生產(chǎn)主機(jī)及信號系統(tǒng)，已生產(chǎn)80多臺提升機(jī)，1979年生產(chǎn)過一臺低速直聯(lián)落地式提升機(jī)；北京整流器廠主要生產(chǎn)配套電控系統(tǒng)，己從瑞士BBC公司和瑞典ASEA公司引進(jìn)了晶閘管電控整機(jī)系統(tǒng)及元件生產(chǎn)線，直流電控容量可達(dá)到7000kW；還引進(jìn)了交流變頻調(diào)速(交-直-交)電控生產(chǎn)線，可生產(chǎn)單機(jī)420kw變頻調(diào)速電控設(shè)備；1986年向甘肅金川礦提供了一套帶微機(jī)控制的800kW直流電控設(shè)備。從國外引進(jìn)的晶閘管供電的直流提升機(jī)20多套，其中AEG公司21O0kW低速直聯(lián)6套、西門子公司低速直聯(lián)4套、瑞典ASEA公司9套。另外，還正在引進(jìn)計算機(jī)控制的低速直聯(lián)電控系統(tǒng)。
(2) 國外提升機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
① 晶閘管-電動機(jī)(SCR-D)直流低速直聯(lián)拖動系統(tǒng)?
部分發(fā)達(dá)國家原有的交流提升機(jī)已基本上被晶閘管-電動機(jī)(以下簡稱SCR-D)系統(tǒng)所取代。如德國、瑞典等國家已有90%以上采用直流提升機(jī)，傳動系統(tǒng)大都采用低速直聯(lián)式(省去減速機(jī))，使系統(tǒng)大為簡化。如AEG公司采用低速直聯(lián)的SCR-D系統(tǒng)，電機(jī)功率3000kw，額定轉(zhuǎn)速55.8r/min，滾筒直徑6.5m，提人速度17m/s，提物速度20m/s，提升高度1200米，具有完善的保護(hù)系統(tǒng)；采用磁場反并聯(lián)，有平波電抗器及臥式深度發(fā)送裝置；采用積分給定與行程給定相結(jié)合的雙重給定信號;主回路采用兩組三相橋組成12脈動順抗整流，大大提高了功率因數(shù)。SIEMENS(西門子)公司、ABB公司、CEGELEC公司以及ASEA公司等都有相同類型的產(chǎn)品，其性能大同小異。此類系統(tǒng)的優(yōu)點在于：體積小，重量輕，占地面積小，安裝方便，建筑費用低；無減速器，總效率高，電能消耗少；維護(hù)工作量小，備件少，處理事故快；單機(jī)容量大，適用范圍廣；調(diào)速平滑，精度高；易于實現(xiàn)最佳控制和自動化，安全可靠。其缺點在于：功率因數(shù)低，如三相橋平均功率因數(shù)只有0.45左右；無功沖擊大，高次諧波對電網(wǎng)影響大。這些缺點可采用順序控制和多脈沖整流的方法以及在電網(wǎng)上加諧波濾波器等措施使其抑制在一定的允許范圍內(nèi)。?
② 交流變頻調(diào)速同步機(jī)驅(qū)動提升系統(tǒng)?
SCR-D直流拖動系統(tǒng)趨于成熟，且采用了順控技術(shù)等措施來提高功率因數(shù)，但其功率因數(shù)仍然較低，從而從電網(wǎng)吸收大量的無功功率，且對電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，提升容量越大，問題越突出。再則，直流電機(jī)制造成本高，電樞回路的整流子限制了提升容量的進(jìn)一步增加，且整流子，碳刷易磨損，加大了維護(hù)工作量，故障率高。因此換相整流子是個薄弱環(huán)節(jié)。由于存在上述兩個問題，迫使人們又重新考慮交流拖動方式。自80年代初以來，交流變頻供電的同步機(jī)拖動異軍突起，在大型提升機(jī)中發(fā)展成為技術(shù)、經(jīng)濟(jì)均優(yōu)的拖動方式。如SIEMENS公司1979年投運的2X4200kW、1x2650kw，額定轉(zhuǎn)速55.5r/min；CEGELEC公司1983年投運的1X5480kw，額定轉(zhuǎn)速69.5r/min；AEG公司1985年投運的1x3000kW，額定轉(zhuǎn)速55.8r/min，ABB公司投運的lx4200kw額定轉(zhuǎn)速45.86r/min；SEIMAG公司投運的2x460OkW等變頻調(diào)速同步機(jī)拖動的提升機(jī)，經(jīng)過多年的運行，均獲得成功。這種拖動系統(tǒng)主要有如下優(yōu)點：提升容量幾乎不受限制，最大可達(dá)10000kW，提升速度可達(dá)20m/s以上，提升高度1200米以上，滾筒直徑達(dá)6.5m，這是直流系統(tǒng)難以達(dá)到的；沒有整流子和碳刷這一薄弱環(huán)節(jié)，保證了電機(jī)的可靠運行和降低了運行消耗；功率因數(shù)高，可達(dá)0.9-1，極大地節(jié)省了電能；動態(tài)品質(zhì)好(和直流系統(tǒng)相同)，系統(tǒng)可在四象限平滑過渡和無級調(diào)速；由于機(jī)械特性好，故起動轉(zhuǎn)矩大。同步機(jī)的價格和有色金屬的消耗低于直流機(jī)；調(diào)速范圍寬。因此，多數(shù)專家認(rèn)為，變頻同步機(jī)拖動調(diào)速系統(tǒng)是大型提升機(jī)拖動的必然發(fā)展方向。這種拖動系統(tǒng)的缺點是：必須有專用的變頻電源；在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時，低速段電機(jī)的過載倍數(shù)有所降低；高次諧波對電網(wǎng)有影響，需在電網(wǎng)上加濾波器等補(bǔ)償措施加以緩解。
二、本課題的目的
本課題擬解決的關(guān)鍵問題是控制策略研究，提升機(jī)是礦山生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，它屬于大轉(zhuǎn)動慣量機(jī)-電-液系統(tǒng)，提升機(jī)要按所要求的速度圖運行，否則在系統(tǒng)中容易產(chǎn)生大的慣性力，降低機(jī)器的壽命，甚至產(chǎn)生脫軌等惡性事故。控制策略研究就是要通過電液控實時地、準(zhǔn)確地使提升機(jī)按給定的速度圖運行，使控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性滿足提升機(jī)運行的要求。因此關(guān)鍵是解決提升機(jī)控制系統(tǒng)。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
本課題主要完成礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的初步設(shè)計，包括主電路結(jié)構(gòu)選擇計算、控制方案的確定、動靜態(tài)計算等。
1. 具體的課題內(nèi)容有：?
(1) 總體設(shè)計方案的制定：系統(tǒng)整體方案的確定、各模塊實現(xiàn)方法的選擇、各模塊及整個系統(tǒng)的實現(xiàn)框圖；?
(2) 相關(guān)硬件電路的設(shè)計：礦井提升機(jī)主電路的選擇與設(shè)計，礦井提升機(jī)控制電路和保護(hù)電路的設(shè)計等；?
(3) 系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)的計算：根據(jù)礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的要求進(jìn)行動靜態(tài)相關(guān)計算以及相關(guān)器件的選擇。?
(4) 靜態(tài)特性分析，畫出靜態(tài)結(jié)構(gòu)方框圖推導(dǎo)靜態(tài)參數(shù)計算公式并畫出靜特性曲線?
(5) 動態(tài)特性分析，系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，起動過渡過程分析
2. 研究方法與思路
根據(jù)設(shè)計題目的要求，本設(shè)計主要分三部分：
(1) 總體設(shè)計方案的制定；
(2) 相關(guān)硬件電路的設(shè)計；
(3) 系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)的計算。
對現(xiàn)有的提升機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計，提高精度，在更安全的范圍內(nèi)保證礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行。設(shè)計中充分考慮到保護(hù)系統(tǒng)惡劣的使用環(huán)境，采用控制功能強(qiáng)大的PLC來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大型交流接觸器，簡化了控制線路。在軟件中采用提升機(jī)電控系統(tǒng)中斷模塊及故障處理模塊，使超速報警更加科學(xué)合理。為了更直觀的顯示提升機(jī)的工作狀態(tài)及故障來源，增加了提升機(jī)監(jiān)視控制系統(tǒng)，通過顯示器對整個提升系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。
四、總體安排和進(jìn)度
進(jìn)度安排：1至2周查閱相關(guān)資料，3至4周完成任務(wù)說明書，5至8周進(jìn)行機(jī)械制圖的繪制，9至10周進(jìn)行糾正與改正，11至12周進(jìn)行答辯。
五、研究方案的可行性分析和已具備的實驗條件
1.研究方案的可行性分析
通過上網(wǎng)查閱和參考相關(guān)書籍，通過實習(xí)參照已設(shè)計出的同類型產(chǎn)品參數(shù)尺寸和所學(xué)的課本原理，結(jié)合我們要求設(shè)計機(jī)型的具體要求，采用計算法和類比法綜合應(yīng)用的方法，盡量綜合各不同生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)點進(jìn)行設(shè)計。
2. 已具備的實驗條件
(1) 個人計算機(jī)一臺
(2) 個人計算機(jī)中預(yù)裝WindowsXP、8、10操作系統(tǒng)，AutoCAD工具和office套裝
(3) 通過局域網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)
六、主要參考文獻(xiàn)
[1]徐文尚，陳霞，武超.電氣控制技術(shù)與PLC.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.8?
[2]阮毅，陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.9
[3]王樹，變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.4?
[4]陳伯時，吳子岳.交流調(diào)速系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.3?
[5]周祖德，鄧堅.機(jī)電傳動控制.上海：華東理工大學(xué)出版社，2001.1?
[6]王清靈，現(xiàn)代礦井提升機(jī)電控系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996.3????
[7]顧永輝，范廷瓚.煤礦電工手冊(第三分冊).煤炭工業(yè)出版社，1999.3
[8]成大先，機(jī)械設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.5
指導(dǎo)教師意見：
（簽字）
年 月 日
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁；2、指導(dǎo)教師意見及簽名手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件4
指導(dǎo)記錄
（指導(dǎo)教師用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級：
姓名
學(xué)號
指導(dǎo)教師
職稱/學(xué)位
畢業(yè)論文
（設(shè)計）題目
JKMD4×4多繩摩擦式提升機(jī)
日 期
指導(dǎo)內(nèi)容
存在問題
指導(dǎo)
學(xué)時數(shù)
2018.03.05
下達(dá)設(shè)計任務(wù)書，給學(xué)生介紹提升機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及本次設(shè)計的要求及內(nèi)容。
學(xué)生對設(shè)計的機(jī)構(gòu)缺乏基本了解，相關(guān)知識不足。
3學(xué)時
2018.03.12
交流提升機(jī)主軸裝置的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計注意事項。
需對主軸裝置的各種結(jié)構(gòu)形式了解。
4學(xué)時
2018.03.19
給學(xué)生指導(dǎo)主軸裝置設(shè)計的步驟。
該部分內(nèi)容的設(shè)計難點需深入閱讀相關(guān)資料。
4學(xué)時
2018.03.26
檢查主軸裝置設(shè)計是否合理，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行修改。
個別學(xué)生設(shè)計不夠合理，需改進(jìn)。
4學(xué)時
2018.04.02
指導(dǎo)學(xué)生選擇合理的卷筒結(jié)構(gòu)類型和卷筒材料。
需了解各種卷筒結(jié)構(gòu)類型的適應(yīng)條件和合理選擇卷筒結(jié)構(gòu)的類型。
2學(xué)時
2018.04.09
對卷筒的設(shè)計進(jìn)行介紹輔導(dǎo)。
合理設(shè)計卷筒結(jié)構(gòu)。
4學(xué)時
2018.04.16
主軸設(shè)計的指導(dǎo)，讓學(xué)生了解提升機(jī)主軸的設(shè)計要求。
學(xué)生不太了提升機(jī)主軸設(shè)計的特殊性
3學(xué)時
2018.04.23
對學(xué)生卷筒強(qiáng)度的校核、計算的指導(dǎo)。
缺乏提升機(jī)卷筒強(qiáng)度校核方法的了解。
4學(xué)時
2018.05.02
指導(dǎo)學(xué)生主軸裝置圖的繪制。
了解裝配圖繪制中的相關(guān)知識
3學(xué)時
2018.05.07
對主軸強(qiáng)度校核的指導(dǎo)，主軸的選擇原則。
缺乏提升機(jī)主軸強(qiáng)度校核的特殊性。
3學(xué)時
2018.05.14
指導(dǎo)設(shè)計說明書的編制，報告緒論部分的內(nèi)容。
相關(guān)資料掌握較少，內(nèi)容不充實。
4學(xué)時
2018.05.18
對所完成的圖紙進(jìn)行檢查、指導(dǎo)。
標(biāo)注合理性、規(guī)范性存在較多問題。
3學(xué)時
2018.05.22
檢查并指導(dǎo)學(xué)生裝配圖的標(biāo)注是否符合相關(guān)標(biāo)注規(guī)范。
裝配圖上各類標(biāo)注存在的問題較多。
8學(xué)時
2018.05.25
對學(xué)生的零件圖進(jìn)行檢查指導(dǎo)。
零件圖標(biāo)注存在的問題較多。
8學(xué)時
2018.05.28
對學(xué)生的設(shè)計資料進(jìn)行全面的檢查和指導(dǎo)。
進(jìn)一步改進(jìn)完善。
8學(xué)時
注：本表可續(xù)頁，由指導(dǎo)教師根據(jù)畢業(yè)論文（設(shè)計）指導(dǎo)工作方案和實際指導(dǎo)情況填寫（可電子版填寫）。
JKMD4×4多繩摩擦式提升機(jī)的設(shè)計
摘 要
目前我國許多煤礦礦井已經(jīng)轉(zhuǎn)向中、深部開采，礦井提升設(shè)備作為 煤礦的關(guān)鍵設(shè)備，在礦井機(jī)械化生產(chǎn)中占有重要地位。制動器是提升的 重要組成部分之一，直接關(guān)系著提升機(jī)設(shè)備的安全運行。
多繩摩擦提升機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、安全可靠、提升能力強(qiáng)等優(yōu) 點，適用于較深的礦井提升。本文利用大學(xué)期間所學(xué)課程針對多繩摩擦 輪提升機(jī)，對其滾筒和制動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。
在對提升機(jī)的制動器選型過程中，因盤式制動器是近年來應(yīng)用較多 的一種新型制動器，它以其獨特的優(yōu)點及良好的安全性能被廣大用戶認(rèn) 可，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器的應(yīng)用提供了巨大的工作平臺。制動盤的制動力， 靠油缸內(nèi)充入油液而推動活塞來壓縮盤式彈簧來實現(xiàn)。
液壓盤式制動器作為最新一種制動器，具有許多優(yōu)點，所以它在現(xiàn) 代多種類型提升機(jī)中獲得廣泛的應(yīng)用。它具有制動力大、工作靈活性穩(wěn) 定、敏感度高等特點，對生產(chǎn)安全具有重要意義。
多繩摩擦提升機(jī)是利用鋼絲繩與主導(dǎo)輪上的摩擦襯墊之間的摩擦力帶動鋼絲繩隨著主導(dǎo)輪一起轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)容器的提升和下放。本次設(shè)計為JKMD4×4多繩摩擦提升機(jī)的設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容主要有：主軸裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度及剛度較核計算；鋼絲繩的選擇計算；傳動系統(tǒng)參數(shù)確定及主電動機(jī)的選擇計算；提升高度的計算及校核；防滑條件等驗算。
關(guān)鍵詞：提升機(jī)；多繩摩擦；制動器；防滑條件；液壓傳動
Abstract
Currently many of our coal mine has turned to deep mining. Mine coal upgrading equipment as the key equipment holds an important position in mechanized production of the mine. The brakes are one of the important components of a direct bearing on Hoist the safe operation of equipment.
Multi-rope friction hoist with small size, light weight, safe, reliable, and strong ability to upgrade apply to the deeper mine hoist. In this paper, the braking system for four-rope friction round hoist have been designed.
In the hoist brake selection process, because in recent years disc brake is used in the new brakes It's unique strengths and good safety performance recognized by the majority of users. Especially in the light of the hydraulic control system and the PLC, Hydraulic System and PLC super performance of the disc brake provides a tremendous platform for the work. Brake disc braking force and rely on the fuel tank filled with oil that drives the piston to compress spring to achieve Disc.
Hydraulic disc brakes as the latest development of a brake, which has many advantages. Therefore it in a modern aircraft types to upgrade gain wider application. It is the braking force,flexibility stability,high sensitivity; on production safety is of great significance.Multi-rope friction hoist take use of friction to bring wirerope along with leading-wheel turning, which is caused by the effect of wirerope and the friction liner in the leading-wheel, so as to achieve containers to upgrade and descending. The design is the JKMD4 ×4 friction hoist, and the features are: spindle device structure design ,strength and rigidity verification& calculation; calculation of wire Rope choice; decision of transmission parameters and the main motor choice& calculation; raising height calculation and verification; checking of anti-skid conditions.
Key Words：Hoist; Multi-rope friction; Brake; Anti-skid conditions; Hydraulic drive
目 錄
第1章 緒 論 1
1.1 提升機(jī)概況 1
1.2 多繩摩擦提升機(jī)的分類和特點 2
第2章 設(shè)計任務(wù)及主要參數(shù) 5
2.1 設(shè)計題目 5
2.2 設(shè)計目的 5
2.3 設(shè)計參數(shù) 5
2.4 內(nèi)容與要求 5
2.4.1 設(shè)計內(nèi)容 5
2.4.2 要求 6
2.5 進(jìn)度安排 6
第3章 設(shè)計步驟及計算 7
3.1 提升容器的選擇計算 7
3.2 提升鋼絲繩的選擇計算 8
3.3 驗算提升機(jī)強(qiáng)度 9
3.3.1 鋼絲繩最大靜張力和鋼絲繩最大靜張力差的計算 9
3.3.2 驗算主導(dǎo)輪襯墊比壓 9
3.4 天輪的選擇 10
3.5 提升機(jī)與鋼絲繩相對位置 10
3.5.1確定提升機(jī)與鋼絲繩相對位置的原則 10
3.5.2提升機(jī)與鋼絲繩相對位置各參數(shù)的計算 11
3.6 運動學(xué)與動力學(xué)計算 13
3.6.1 計算最大經(jīng)濟(jì)速度 13
3.6.2 電動機(jī)預(yù)選 14
3.6.3 計算提升系統(tǒng)變位質(zhì)量 15
3.6.4 確定提升時的加減速度 15
3.6.5 提升系統(tǒng)運動學(xué)計算 17
3.6.6 提升動力學(xué)計算 19
3.6.7 提升系統(tǒng)工作圖 20
3.7 多繩摩擦提升機(jī)防滑驗算 21
3.7.1 靜防滑安全系數(shù)的驗算 21
3.7.2 動防滑安全系數(shù)的驗算 22
3.8 摩擦輪計算 24
3.8.1 確定滾筒寬度的確定 24
3.8.2 主導(dǎo)輪輪殼強(qiáng)度校核 24
3.9 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 25
3.9.1 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項 25
3.9.2 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 25
3.10 主軸的校核 29
3.10.1 提升機(jī)主軸的計算步驟及項目 29
3.10.2 軸的強(qiáng)度校核 30
3.10.3 軸的剛度校核 35
3.10.4軸承的較核 36
3.11 其他部件的選擇與應(yīng)用 38
3.11.1 潤滑 38
3.11.2 密封 38
結(jié) 語 39
參考文獻(xiàn) 41
致 謝 43
第1章 緒 論
1.1 提升機(jī)概況
提升機(jī)是進(jìn)行提升工作的主要工作機(jī)械，它的任務(wù)是傳遞動力完成提升或下放容器的運動。
目前我國生產(chǎn)和使用的提升機(jī)可分為兩大類：單繩纏繞式和多繩摩擦式。單繩纏繞式提升機(jī)是較早出現(xiàn)的一種提升機(jī)，它的工作原理比較簡單，就是把鋼絲繩的一端固定并纏繞在提升機(jī)的滾筒上，另一端繞過井架天輪懸掛提升容器，這樣利用滾筒轉(zhuǎn)動方向的不同，將鋼絲繩纏上或松放，以完成提升或下放容器的工作。這類提升機(jī)在我國礦山中占有很大比重，使用比較廣泛。但這種提升機(jī)在深井條件受到一定的限制。隨著礦井深度的增加和一次提升量的增大，如仍采用單繩纏繞式提升機(jī)，就必須制造和采用更大的提升機(jī)和直徑更大的鋼絲繩。這樣一來，不但會過多的增加基建費用，并帶來制造和使用維護(hù)上的一系列缺點。正是在這樣的條件下，提出并研究了摩擦提升原理。
一八七七年法國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帶動鋼絲繩，以實現(xiàn)提升容器的升降，這種提升方式稱之為摩擦提升。與單繩纏繞式提升機(jī)相比，摩擦輪的寬度明顯減小，而且不會因井深的增加而增大。同時，由于主軸跨度的減小而似的主軸的直徑和長度均有所降低，整機(jī)的質(zhì)量大為下降，而且由于提升機(jī)回轉(zhuǎn)力矩的減小，使得提升機(jī)電動機(jī)容量降低，能耗減少。
摩擦提升機(jī)就其工作原理來看，與纏繞式提升機(jī)有顯著區(qū)別：鋼絲繩不是纏繞在卷筒上，而是套在主導(dǎo)輪上，兩端各懸掛一個提升容器，借助于安裝在主導(dǎo)輪的襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力之間的摩擦力來傳動鋼絲繩，使容器移動，從而完成提升 或下放重物的任務(wù)。
摩擦提升與纏繞提升一樣，剛開始使用的是單繩摩擦式提升機(jī)，后來隨著礦井深度和產(chǎn)量的增加，提升鋼絲繩的直徑越來越大，不但制造困難，懸掛不方便，而且使提升機(jī)的有關(guān)尺寸亦隨之增大。為了解決這個矛盾，在單繩摩擦提升機(jī)的基礎(chǔ)上創(chuàng)造出了以幾根鋼絲繩代替一根鋼絲繩的新型多繩摩擦式提升機(jī)。我國在1958年試制成功了第一態(tài)多繩摩擦提升機(jī)。洛陽礦山機(jī)器廠和上海冶金礦山機(jī)器廠于1971年分別制訂了JKM型和JKD型多繩摩擦式提升機(jī)的系列型譜，經(jīng)過修改補(bǔ)充于1973年起作為該兩廠的定型產(chǎn)品成批生產(chǎn)。
1.2 多繩摩擦提升機(jī)的分類和特點
多繩摩擦提升按布置方式分為塔式與落地式兩大類。塔式的優(yōu)點是：(1) 緊湊省地；(2) 省去天輪；(3) 全部載荷垂直向下，井架穩(wěn)定性好；(4) 可獲得較大的包角； (5) 鋼絲繩不致因無保護(hù)地裸露在雨雪之中，而影響摩擦系數(shù)及使用壽命。但塔式較落地式的設(shè)備費用要昂貴的多因提升塔較普通井架更為龐大而且復(fù)雜，需要更多的鋼材。此外，落地式可以同時安裝提升塔和提升機(jī)，井架高度低符合戰(zhàn)略觀點并有利于地震區(qū)建設(shè)。
有比較才能有鑒別。多繩摩擦提升機(jī)已獲得越來越廣泛的使用，因為它與單繩纏繞提升相比，有以下優(yōu)點：
(1) 由于鋼絲繩不是纏繞在卷筒上，所以提升高度不受卷筒容繩量的限制，故適用于深井提升；
(2) 由于載荷是由數(shù)根鋼絲繩承擔(dān)，故提升鋼絲繩直徑就比相同載荷下單繩提升的小，并導(dǎo)致主導(dǎo)輪直徑小。因而在相同提升載荷下，多繩提升機(jī)具有體積小、重量輕、節(jié)省材料、制造容易、安裝和運輸方便等特點；
(3) 由于多繩提升機(jī)的運動質(zhì)量小，故拖動電機(jī)的容量與耗電量均相應(yīng)減少；
(4) 在卡罐和過卷的情況下，有打滑的可能性，可避免斷繩事故的發(fā)生；
(5) 繩數(shù)多，幾根鋼絲繩同時被拉斷的可能性極小，因此提高了提升設(shè)備的安全性，可以不設(shè)斷繩保險器；
(6) 當(dāng)采用相同數(shù)量的左捻和右捻鋼絲繩時，可消除由于鋼絲繩松捻而形成的容器罐耳作用與罐道上的壓力。
多繩摩擦提升的缺點是：
(1) 數(shù)根鋼絲繩的懸掛、更換、調(diào)整、維護(hù)檢修工作復(fù)雜；
(2) 當(dāng)有一根鋼絲繩損壞而需要更換時，為了保護(hù)各鋼絲繩具有相同的工作條件，則需要更換所有的鋼絲繩；
(3) 因不能調(diào)節(jié)繩長故雙鉤提升不能同時用于幾個中段提升，也不適用于鑿井提升；
(4) 當(dāng)?shù)V井很深時（1200-1500米），鋼絲繩故障較多，故不適用于特別深的礦井提升。
由上述可知，多繩摩擦提升的優(yōu)越性是顯著的。雖然最初是因井深的需要誕生的，但目前許多國家在淺井提升中也優(yōu)先采用。多繩摩擦提升已成為現(xiàn)代提升的發(fā)展方向。
第2章 設(shè)計任務(wù)及主要參數(shù)
2.1 設(shè)計題目
JKMD4×4多繩摩擦式提升機(jī)
2.2 設(shè)計目的
通過設(shè)計，鞏固所學(xué)專業(yè)的基本知識，掌握礦井提升機(jī)的設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計方法，進(jìn)一步提高專業(yè)設(shè)計能力。
2.3 設(shè)計參數(shù)
此次設(shè)計即采用落地式多繩摩擦提升機(jī)，設(shè)計參數(shù)如下：
表2-1 JKMD4×4設(shè)計參數(shù)
機(jī)器型號
JKMD4×4
鋼絲繩根數(shù)
4
主導(dǎo)輪直徑
4m
鋼絲繩最大靜拉力
71t
鋼絲繩最大靜拉力差
22t
鋼絲繩間距
300mm
最大提升速度
14m/s
2.4 內(nèi)容與要求
2.4.1 設(shè)計內(nèi)容
(1) 主軸裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度及剛度校核計算；鋼絲繩的選擇計算；傳動系統(tǒng)參數(shù)確定及主電動機(jī)的選擇計算；提升機(jī)運動學(xué)及動力學(xué)計算；制動器的選擇計算；提升高度的計算及校核；防滑條件等驗算。
(2) 編制設(shè)計計算說明書一份（40頁左右）
(3) 繪制主軸裝置圖一張（A0）。
(4) 繪制卷筒及主軸圖各一張（A1）。
2.4.2 要求
(1) 根據(jù)所給設(shè)計參數(shù)，合理設(shè)計提升機(jī)結(jié)構(gòu)并進(jìn)性相關(guān)設(shè)計計算。
(2) 根據(jù)設(shè)計規(guī)范繪制圖紙。
(3) 圖紙全部采用CAD繪制，設(shè)計計算說明書電子排版并打印。
(4) 按指導(dǎo)教師指定的設(shè)計參數(shù)獨立完成設(shè)計工作，按時交出全部設(shè)計資料。
2.5 進(jìn)度安排
(1) 第一～二周：準(zhǔn)備資料。
(2) 第三～六周：進(jìn)行相關(guān)計算。
(3) 第七～十一周：繪制施工圖紙。
(4) 第十二～十三周：編制設(shè)計計算說明書，準(zhǔn)備答辯。
(5) 第十四周：答辯。
- 43 -
第3章 設(shè)計步驟及計算
3.1 提升容器的選擇計算
參照《定型成套設(shè)備》，主井提升選用雙鉤18t四繩箕斗。《定型成套設(shè)備》中規(guī)定：160萬噸井型第一水平為500m,主井第一水平采用18t箕斗。本礦第一水平為500m，考慮到井上下裝卸載距離，提升高度大于500m，這時是否能用18t箕斗，須經(jīng)過驗算。
(1) 采用18t箕斗時，為保證產(chǎn)量的一次提升循環(huán)時間Tx應(yīng)為：
(3-1)
=3600×300×14×18÷1.15÷1600000
=147.91s
式中：br為年工作日，br=300d；
t為每日提升工作小時數(shù)，t=14h；
Q為一次提升量，Q=18t；
C為提升不均衡系數(shù),C=1.15；
An為年產(chǎn)量，An=1600000t。
(2) 暫取Vm=9.55m/s,故第一水平提升高度為：
暫取H=570m
(3) 第一水平提升時的最大經(jīng)濟(jì)速度Vm為：
參照參數(shù)，選用最大速度Vm為14m/s是合理的，此值小于允許值。
(4) 估算每次提升時間循環(huán)時間Tx:
(3-2)
式中：a為加速度，暫取a=0.6m/s；
為箕斗在卸載曲軌內(nèi)減速與爬行的估算附加時間，暫取=10s；
為箕斗裝卸載時間，取=10s。
通過上述計算，估算的實際循環(huán)時間小于完成產(chǎn)量的循環(huán)時間，故18t箕斗是能夠完成任務(wù)的。所以本提升系統(tǒng)采用雙鉤18t四繩箕斗，型號為JDS-18/160×4，自重=17.06t，名義裝載量為18t，繩間距為300㎜，導(dǎo)向裝置為鋼絲繩罐道。
3.2 提升鋼絲繩的選擇計算
根據(jù)設(shè)計參數(shù)用四根鋼絲繩，計算鋼絲繩每米重量p如下：
(3-3)
式中: —箕斗自重，=17060kg;
—鋼絲繩中鋼絲的極限抗拉強(qiáng)度，=17000㎏/c；
—安全系數(shù)，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，摩擦提升主井鋼絲繩的安全系數(shù),取=7；
—提升高度，=540m;
—井架高度, =35m;
—井底裝載水平至尾繩輪中心距離,=25m.
選用直徑d=35mm的三角股鋼絲繩作為主繩，共四根。每米繩重p=
5.09㎏/m.
全部鋼絲繩斷裂總和 =88850㎏。
至于尾繩，因扁鋼絲繩造價高應(yīng)優(yōu)先選不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。若不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩一時不能訂貨，可暫選普通圓形鋼絲繩充當(dāng)尾繩。通過尾繩懸掛裝置將尾繩連接到罐籠底部。暫選三根直徑d=43mm的18×7 型普通圓形股鋼絲繩作尾繩。
查得每米中q=7.25㎏/m。主繩每米差重：
㎏/m
此系統(tǒng)為重尾繩系統(tǒng),以箕斗位于井口位置時鋼絲繩受力最大,這時實際安全系數(shù)為：
(3-4)
實際的安全系數(shù)大于7，所以鋼絲繩可用。
3.3 驗算提升機(jī)強(qiáng)度
3.3.1 鋼絲繩最大靜張力和鋼絲繩最大靜張力差的計算
(1) 鋼絲繩最大靜張力
=++3(+) (3-5)
=18000+17060+3×7.25×(540+25)
=47348.75Kg
(2) 鋼絲繩最大靜力差
=+ (3-6)
=18000+1.39×540
=18750.6Kg
上述最大靜張力及靜張力差均小于該提升機(jī)的允許值(允許的最大靜張力為71000Kg,允許的最大靜張力差為22000Kg最大0 2080+0.100+2