1、河南大学本科毕业论文1前言我国是个采矿大国，也是矿山机电设备制造和使用大国。矿山提升机是井下和地面的工作机械。它是用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成运送物料和人员的任务。矿山提升机是由原来的提水工具逐步演变而来的，现代的矿井提升机提升量大，速度高，已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山机械。随着国内矿井生产量的日新月异的提高，对矿井提升机的安全性、可靠性、生产效率以及整机自动化运行水平，降低操作者及维护人员的劳动强度，处理设备事故的速度与对策等成了迫切要求。而矿井提升机卷筒绳槽的加工也与安全性密切相关，钢丝绳的磨损速度，卷筒衬木的使用寿命，以及生产成本等问题的解决都应予以考虑。
2、本次设计是关于 JTK-1.41.2 矿用提升绞车制动系统的设计，在本次设计中将大学四年所学的材料力学，机械加工工艺学，画法几何及机械制图，机械原理，机械设计，机械制造装备设计等知识进行了一次综合性的运用，为以后进入工作岗位后进一步深造奠定了一定的实践基础，积累了一定的经验。在毕业设计过程中张高峰老师以及理工大学工程训练中心张益民老师给予了我们很大的帮助，我们在两位老师的指导和帮助下了解了矿井提升机制动系统的工作原理和其基本的构造，并对我们设计的全过程进行辅导，为我们能够圆满的完成设计任务奠定了良好的基础。由于理论水平，实践经验所限，本设计难免有错误和考虑不足之处，敬请各位导师及阅读者提出宝贵
3、的意见和建议。河南大学本科毕业论文2第 1 章 我国矿井提升机的使用状况提升机是矿山大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具，在矿山生产建设中起着重要的作用。矿井提升机主要用于煤矿、金属矿和非金属矿中提升煤炭、矿石和矸石、升降人员、下放材料、工具和设备。矿井提升机与压气、通风和排水设备组成矿井四大固定设备，是一套复杂的机械电气排组。所以合理的选用矿井提升机具有很大的意义。矿井提升机的工作特点是在一定的距离内，以较高的速度往复运行。为保证提升工作高效率和安全可靠，矿井提升机应具有良好的控制设备和完善的保护装置。矿井提升机在工作中一旦发生机械和电器故障，就会严重地影响到矿井的生产，甚至造成
4、人身伤亡。熟悉矿井提升机的性能、结构和动作原理，提高安装质量，合理使用设备，加强设备维护，对于确保提升工作高效率和安全可靠，防止和杜绝故障及事故的发生，具有重大意义。河南大学本科毕业论文3第 2 章 矿井提升机的主要组成部分矿井提升机作为一个完整的机械电气机组，它的主要组成部分如下图所示：图 2-1下面简单介绍一下各部分的作用：一 工作机构工作机构主要是指主轴装置和主轴承等，它的作用是：1.缠绕或搭放提升机钢丝绳；河南大学本科毕业论文42.承受各种正常载荷（包括固定静载荷和工作载荷） ，并将次载荷经过轴承传给基础；3.承受在各种紧急事故情况下所造成的非常载荷，在非常载荷作用下，主轴装置的各部分
5、不应有残余变形；4.当更换提升水平时，能调节钢丝绳的长度（仅限于单生缠绕式双卷筒提升机） 。因此,主装置应保证主轴、卷筒和其他部分有足够的强度和刚度。二. 制动系统1.制动器的作用是：(1)在提升机停止工作时，能可靠的闸住机器；(2)在减速阶段及下放重物时，参与提升机控制；(3)紧急事故情况时，能使提升机安全制动，迅速停车，避免事故的扩大；(4)双筒提升机在调节钢丝绳的长度时，应能闸住提升机的游动卷筒。2.液压传动装置的作用是作为制动力的能源，并控制制动器动作，即根据需要来分别实现工作制动和安全制动。三 机械传动系统1.减速器的作用：矿井提升机主轴的转数由于受提升机速度的限制，一般在 1060
6、 转/分之间，而用作拖动的电动机的转数，一般在 48096 转/分之间。这样，除采用低速直流电动机拖动外，一般情况下不能将主轴与电动机直接联接，中间必须经过减速器。因而减速器的作用是减速和传递动力。2.联轴器是用来联接提升机的旋转部分，并传递动力。四 润滑系统河南大学本科毕业论文5润滑系统的作用是：在提升机工作时，不间断地向主轴承、减速器轴承和啮合齿面压送润滑油，以保证轴承和齿轮能良好的工作。润滑系统必须与自动保护系统和主电动机联锁：即润滑系统失灵时（如润滑油压力过高或过低，轴承温升过高等） ，主电动机断电，提升机进行安全制动。启动主电动机之前，必须先开动润滑油泵，以确保机器在充分润滑的条件下
7、工作。五 观测和操纵系统观测和操纵系统包括斜面操纵台、深度指示器和测速发电机装置。六 拖动、控制和自动保护系统拖动、控制和自动保护系统包括主拖动电动机和微拖动电动机、电气控制系统和自动保护系统。图 2-2KJ 型单筒提升机的总体布置图河南大学本科毕业论文6图 2-3 单筒提升机的主轴装置1-筒壳 2-法兰盘 3-切向键 4-主轴 5-木衬 6-小绞轮7-蜗轮 8-蜗杆 9-支架 10-伞齿轮 11-手轮图 3-1河南大学本科毕业论文7第 3 章 制动器一 制动器的简介制 动 器 就 是 刹 车 。 是 使 机 械 中 的 运 动 件 停 止 或 减 速 的 机 械 零 件 。俗 称 刹 车 、
8、 闸 。 制 动 器 主 要 由 制 动 架 、 制 动 件 和 操 纵 装 置 等 组 成 。 有些 制 动 器 还 装 有 制 动 件 间 隙 的 自 动 调 整 装 置 。 为 了 减 小 制 动 力 矩 和 结构 尺 寸 ， 制 动 器 通 常 装 在 设 备 的 高 速 轴 上 ， 但 对 安 全 性 要 求 较 高 的 大型 设 备 (如 矿 井 提 升 机 、 电 梯 等 )则 应 装 在 靠 近 设 备 工 作 部 分 的 低 速 轴上 。 有 些 制 动 器 已 标 准 化 和 系 列 化 ， 并 由 专 业 工 厂 制 造 以 供 选 用 。制 动 器 分 为 行 车 制
9、动 器 （ 脚 刹 ） ， 驻 车 制 动 器 （ 手 刹 ） 。 在行 车 过 程 中 ， 一 般 都 采 用 行 车 制 动 （ 脚 刹 ） ， 便 于 在 先 进 的 过 程 中 减速 停 车 ， 不 单 是 使 汽 车 保 持 不 动 。 若 行 车 制 动 失 灵 时 才 采 用 驻 车 制 动 。当 车 停 稳 后 ， 就 要 使 用 驻 车 制 动 （ 手 刹 ） ， 防 止 车 辆 前 滑 和 后 溜 。 停车 后 一 般 除 使 用 驻 车 制 动 外 ， 上 坡 要 将 档 位 挂 在 一 档 （ 防 止 后 溜 ） ，下 坡 要 将 档 位 挂 在 倒 档 （ 防 止 前
10、 滑 ） 。 使 机 械 运 转 部 件 停 止 或 减 速 所 必 须 施 加 的 阻 力 矩 称 为 制 动 力 矩 。制 动 力 矩 是 设 计 、 选 用 制 动 器 的 依 据 ， 其 大 小 由 机 械 的 型 式 和 工 作 要求 决 定 。 制 动 器 上 所 用 摩 擦 材 料 （ 制 动 件 ） 的 性 能 直 接 影 响 制 动 过 程 ，而 影 响 其 性 能 的 主 要 因 素 为 工 作 温 度 和 温 升 速 度 。 摩 擦 材 料 应 具 备 高而 稳 定 的 摩 擦 系 数 和 良 好 的 耐 磨 性 。 摩 擦 材 料 分 金 属 和 非 金 属 两 类 。
11、前 者 常 用 的 有 铸 铁 、 钢 、 青 铜 和 粉 末 冶 金 摩 擦 材 料 等 ， 后 者 有 皮 革 、橡 胶 、 木 材 和 石 棉 等 。二 制动器的结构形式块式制动器结构型式较多，但工作原理及基本结构型式大同小异。块式制动器主要制动架、紧闸装置、松闸（亦称驱动）装置、制动副（如制动瓦块和制动轮）以及辅助装置组成。常用块式制动器可按松闸河南大学本科毕业论文8装置的类型分类为 6 种。制动器名称、型式优缺点 使用范围及选用注意事项交流电磁铁长行程块式制动器动作较迅速，用重锤紧闸，使用可靠，供电方面，交流电磁铁工作可靠性低，耐用性差，寿命短，制动猛，冲性大，噪声大，耗电量大，效率
12、低，易燃线圈，质量大，构造外形尺寸大，成本高。用于中等工作负载，操作不频繁的场合和起重机的起升机构，怕振动、噪声，制动频繁的场合不应选用。为淘汰产品，限制使用，被电力液压瓦块制动器或盘式制动器所代替交流电磁铁短行程块式制动器动作迅速，结构简单，质量轻，维修方便，成本低。电磁铁工作可靠性低，耐用性差，寿命短，有冲击，噪声大，易燃线圈用于短时不频繁操作。工作负载较低的场合，常用于起重机的行走机构，卷扬机及绞车等小型设备上，松闸能量较小，只适用于制动轮 315mm 以下的场合起升机构潮湿、有灰尘的场合不应选用，长期频繁制动、怕振动、噪声的场合不应选用。逐步为电力液压瓦块制动器和盘式制动器代替直流电磁
13、铁长行程块式制动器可靠性高，制动平稳，冲击小，寿命长，动作慢，耗电量大。质量和外形尺寸大，需供直流电用于操作不频繁并容量大的场合（没小时在 600 次以下）无直流电源，电力供应紧张的工况不宜选用，很少选用河南大学本科毕业论文9直流电磁铁短行程块式制动器动作迅速，结构简单紧凑，稳定可靠，耐用性较好，有冲击，松闸能量小，需供直流电可用于频繁操作，连续点动和工作环境较恶劣的场合，要求工作可靠性高电磁液压块式制动器动作平稳，迅速，噪音小，寿命长，能自动补偿自动衬片磨损的间隙，不需要经常调整及维修，用于频繁制动和可靠性要求高的场合。寿命短。易漏油，寒冷地方需要更换耐低温的油质电力液压块式制动器动作平稳，
14、噪声小，寿命长，尺寸小，质量轻。用于起重机的各种机构，运输机械，轧钢机械，矿山机械，等设备，是用途最广泛的瓦块制动器。三 制动器的工作原理制 动 系 统 的 一 般 工 作 原 理 是 ， 利 用 与 车 身 (或 车 架 )相 连 的 非 旋 转 元件 和 与 车 轮 (或 传 动 轴 )相 连 的 旋 转 元 件 之 间 的 相 互 摩 擦 来 阻 止 车 轮 的转 动 或 转 动 的 趋 势 。 可 用 一 种 简 单 的 液 压 制 动 系 统 示 意 图 来 说 明 制 动 系 统 的 工 作 原 理 。一 个 以 内 圆 面 为 工 作 表 面 的 金 属 制 动 鼓 固 定 在
15、车 轮 轮 毂 上 ， 随 车 轮 一同 旋 转 。 在 固 定 不 动 的 制 动 底 板 上 ， 有 两 个 支 承 销 ， 支 承 着 两 个 弧 形制 动 蹄 的 下 端 。 制 动 蹄 的 外 圆 面 上 装 有 摩 擦 片 。 制 动 底 板 上 还 装 有 液压 制 动 轮 缸 ， 用 油 管 5 与 装 在 车 架 上 的 液 压 制 动 主 缸 相 连 通 。 主 缸中 的 活 塞 3 可 由 驾 驶 员 通 过 制 动 踏 板 机 构 来 操 纵 。 当 驾 驶 员 踏 下 制 动 踏 板 ， 使 活 塞 压 缩 制 动 液 时 ， 轮 缸 活 塞 在 液 压的 作 用 下
16、 将 制 动 蹄 片 压 向 制 动 鼓 ， 使 制 动 鼓 减 小 转 动 速 度 ， 或 保 持 不动 。 使 机 械 运 转 部 件 停 止 或 减 速 所 必 须 施 加 的 阻 力 矩 称 为 制 动 力 矩 。河南大学本科毕业论文10制 动 力 矩 是 设 计 、 选 用 制 动 器 的 依 据 ， 其 大 小 由 机 械 的 型 式 和 工 作 要求 决 定 。 制 动 器 上 所 用 摩 擦 材 料 （ 制 动 件 ） 的 性 能 直 接 影 响 制 动 过 程 ，而 影 响 其 性 能 的 主 要 因 素 为 工 作 温 度 和 温 升 速 度 。 摩 擦 材 料 应 具 备
17、 高而 稳 定 的 摩 擦 系 数 和 良 好 的 耐 磨 性 。 摩 擦 材 料 分 金 属 和 非 金 属 两 类 。前 者 常 用 的 有 铸 铁 、 钢 、 青 铜 和 粉 末 冶 金 摩 擦 材 料 等 ， 后 者 有 皮 革 、橡 胶 、 木 材 和 石 棉 等 。在 了 解 某 款 车 型 的 刹 车 系 统 时 ， 您 可 能 经 常 会 听 到 “前 盘 后 鼓 ”或“前 碟 后 鼓 ”这 四 个 字 ， 那 么 ， 它 到 底 是 什 么 意 思 呢 ？ 最 近 就 有 读 者 通过 电 子 邮 件 询 问 有 关 汽 车 制 动 系 统 的 问 题 ， 比 如 盘 式 制
18、 动 器 和 鼓 式 制动 器 的 区 别 ， 通 风 盘 和 实 心 盘 的 不 同 之 处 等 等 。目 前 车 市 中 很 多 发 动 机 排 量 较 小 的 中 低 档 车 型 ， 其 制 动 系 统 大 多采 用 “前 盘 后 鼓 式 ”， 即 前 轮 采 用 盘 式 制 动 器 ， 后 轮 采 用 鼓 式 制 动 器 ，比 如 常 见 的 一 汽 大 众 捷 达 、 长 安 铃 木 奥 拓 及 羚 羊 、 比 亚 迪 福 莱 尔 、 东风 悦 达 起 亚 千 里 马 、 上 海 通 用 赛 欧 等 等 。 我 们 先 来 简 单 了 解 一 下 后 轮经 常 采 用 的 鼓 式 制
19、 动 器 。 实 际 应 用 差 别 很 明 显 ， 盘 刹 比 鼓 刹 好 用 。 刹 车 鼓 中 的 石 棉 材 料 会致 癌 。 鼓 刹 与 盘 刹 各 有 利 弊 。 在 刹 车 效 果 上 ， 鼓 刹 与 盘 刹 的 相 差 并 不大 ， 因 为 刹 车 时 ， 是 轮 胎 和 地 面 的 摩 擦 力 让 车 子 逐 渐 停 止 下 来 的 。 如果 车 身 小 巧 ， 车 身 重 量 轻 ， 后 轮 采 用 鼓 刹 就 足 以 使 轮 胎 和 地 面 产 生 足够 的 摩 擦 力 了 。 如 果 后 轮 使 用 盘 刹 ， ABS 和 EBD 系 统 也 会 自 动 降低 其 刹 车 力 度 ， 以 保 证 后 轮 不 会 失 去 抓 地 力 出 现 打 滑 、 抱 死 现 象 。 散 热 性 上 ， 盘 刹 要 比 鼓 刹 散 热 快 ， 通 风 盘 刹 的 散 热 效 果 更 好 ； 在灵 敏 度 上 ， 盘 刹 会 更 高 些 ， 不 过 在 下 雨 天 道 路 泥 泞 的 情 况 下 当 刹 盘 沾了 泥 沙 后 刹 车 效 果 就 会 大 打 折 扣 ， 这 也 是 盘 刹 的 缺 点 ； 费 用 方 面 ， 鼓
