矿井提升机图毕业设计(编辑修改稿)

矿井提升机图毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

直线式布置 （ c）电器联系直联电机拖动式布置 16 钢丝绳拉力平衡轮 根据对单绳缠绕式、多绳摩擦式的布雷尔式提升机进行一次提升量的井深，以及对功率和初期投资的比较结果，可以得出结论，每种提升机都一个临界提升高度。 考虑绳中应力波动值不过大，多绳摩擦式提升机这个临界高度约为 1400m，布雷尔提升机约为 20xxm。 小于临界高度，布雷尔提升的一次提升量不变，而多绳摩擦提升则可大大增加。 如果一次提升量相同，多绳摩擦提升机的均方根功率高，明显优于布雷尔提升机，这是由于布雷尔提升机的不平衡力 矩大的缘故。 影响初期投资的因素很多，但无疑多绳摩擦提升机要便宜的多，但是在那些不得不使用布雷尔提升机的矿井，这个问题就要退居次要了，以为如果由于提升机的缘故，不得不改变矿井设计，或者采用分段提升，那17 么费用就会超过布雷尔提升机的初期投资。 由上述理由可见， 1400m以内的深井，使用多绳摩擦提升机合理；超过 1400m 的井深，两者都可以使用，但布雷尔提升机较合理些；深井超过 1700m 以上时，采用布雷尔提升机最为合理 . 18 2 提升机的选型和计算 煤矿主井主要为了煤炭的运输提升，而副井只作为下放材料，设备，以及排矸（立井还作为人员上下的通道），副井一般采用罐笼提升。 本次设计的就是副井所使用的提升机。 罐笼选择 根据矿车类型按表选择 2 单层罐笼（ )其技术规格为： 装载 m 矿车一辆，最大载重 吨、自重 2 吨、乘人数 10人、断面尺寸 1800X1150 矿石一次提升重量： kgQ 14001  废石一次提升重量： kgQ 1300 一次提升矿车总重： kgq 500 钢丝绳设计及选择 选择钢丝绳时，应根据使用条件和钢丝绳的特点来考虑。 我国单绳缠绕式提升机多为右螺旋缠绕，故应选右捻绳，目的是防止钢丝绳松捻。 1） 最大悬垂长度： mHhH jja 3 6 53 5 0150  井架高度jah 矿井最大深度jH mH j 35033515  19 2）钢丝绳的选择 考虑井不太深，根据货源情 况，选用 6x19 右捻镀锌钢丝绳。 mkgHmNqpm/5 6 6 51 7 0 0 0 5 0 02 0 0 01 4 0 001   m安全系数，罐笼类取 按表选择 6x19 钢丝绳，其技术规格如下： 绳径 d= 每米绳重 p=钢丝破断力总和 38900dQ N 钢丝绳公称抗拉强度 2/170 mmkgm  提升机的选用 1卷筒直径 D=1000mm 2卷筒宽度 B=1000mm 3钢丝绳的最大静张力 kgphqQr gQTj4593m a x 4 钢丝绳的最大静张力差 kgP HoQTj1 9 3 33 5 3 0 0 20 5合理的提升速度 /米 HV 按照《矿井运输提升》附表 12 选择 2JK2/20 型提升机，其技术规格如下：卷筒直径 D=1000mm 宽度 = B=1000mm 钢丝绳最大静张力 kgTj 6000max  最大静张力差： kgTj 4000 .配套的二级减速器比 i= 机器旋转部分变位重量 kgGj cGj j 608 0 （不包括天轮和电动机） 提升机的运动学计算 选择加减速度 根据煤矿安全规程规定，升降人员时加、减速度应不大于 米 /秒 选取加速度 2/ sma  减速度 2/ sma  速度各参数的计算 提升中段 由 305 到 245 由 245 到地面 由 305 到地面 提升高度 H 60m 260m 320m 加速时间 1t 7s 7s 7s 加速距离 1h 减速时间 3t 7s 7s 7s 21 减速距离 3h 等速距离 2h 25m 225m 285m 等速时间 2t 5s 45s 57s 一次提升时间 1T 19s 59s 71s 提升动力学计算 预选电动机 电动机的近似容量 千瓦18 5 2 520 2  T jV mKN 选择 JRQ1478 型电动机 其技术规格 N=200 千瓦 额定转速 735 转 /分 额定电压 =6000 伏 转子飞轮力矩 125kg. 2m 提升系统的变位质量 (1)矿石重量： Q=1400kg (2)罐笼重量： rgQ =20xxkg (3)矿车重量： q=500kg (4)钢丝绳重量： 22 kgDlldHppl stp1 6 8 9)()321(22 0 （ 5)机器旋转部位变位质量 kgGj cGj j 608 0 (6)天轮的变位质量： kgGit 720 49022   （ 7） 电动机转子变位质量： kgiD dGDG idi900204180)( 222 （ 8） 总变位质量： kgG i dG i cG i zG i tplQcqQ r gQgMq pni2 1 8 6)3 6 0 06 0 8 07 2 01 7 3 92 8 8 05 0 04 5 0 01 4 0 0(1)22(11 力图的计算 1aa 2121 tax 动力方程式  1211 )( mataHpKQF (1)提升开始时， t=0,拖动力为 23  139。 1 MaPHKQF =++ = （ 2)加速阶段阶段终了时， .21, 211 htaxtt  拖动力 kgMahHPKQF 7 7 4 1 8 6) 5 0( 4 0 )2( 11  ，动力方程为 )22( 12 tVhHPKQF m (1)在等速开始时， t=0 拖动力方程为 kghHPKQF 2 3 3 8) 5 4 0 )2( 12  （ 2） 等速终了时， .2tt 211 hhtVhx m  拖动力为 kghhHPKQF)()22( 21 3aa 2321 tatVhhx m  拖动力方程式为：  323213 )222( MatatVhhHpKQF m （ 1） 减速阶段开始时， t=0, 拖动力为： kgMatatVhhHPKQF m283 1 8 6)( 4 0 )222( 323213  （ 2） 减速终了时 t=3t Hx ,拖动力为： 24 kgMaPHKQF 8 3 1 8 63 5 4 0 33  25 3 提升机减速器的设计 减速器的作用 1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。 2） 降速同時降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。 减速器的国内外现状 1）国外减速器现状：齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。 当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。 但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。 最近报导，日本住友重工研制的 FA 型高精度减速器，美国 AlanNewton 公司研制的 XY 式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。 当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。 因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。 减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。 2）国内减速器现状：国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。 26 另外，材料品质和工艺水平上还有 许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。 国内使用的大型减速器（ 500kw 以上），多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。 60 年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点 ?。 但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于 40kw。 由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。 90 年代初期，国内出现的三环（齿轮）减速器，是一种外平动齿轮 传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。 它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结构简单，效率亦高。 由于该减速器的三轴平行结构，故使功率 /体积（或重量）比值仍小。 且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。 我国超大型减速器（如水泥生产行业，冶金，矿山行业都需要超大型减速器）大多依靠进口，而本减速器的一个巨大优势就是可以做超大型的减速器，完全可以填补国内市场的空白，并将具有较大的经济效益和社会效益。 减速器的总体设计 拟定传动方案 矿井提升机机是低速重载机械，工 作条件较差，载荷有一定的冲击，且有粉尘等。 与其它传动方式相比，齿轮传动有效率高，尺寸小，适应性强等优点，所以设计矿井提升机机采用齿轮传动。 设计球磨机工作二27 十年，每年工作 340 天，每天连续工作 13h。 根据齿轮传动的特点，拟定采用两级传动，均采用闭式斜齿轮传动，如下图所示： 电机选型 工业上一般用三相交流电源，无特殊要求，一般采用三相异步交流电机。 由上章所知，选择的是 JRQ1478 型电动机，其技术规格 N=200 千瓦，额定转速 735 转 /分，额定电压为 6000 伏。 传动装置的总传动比 及其分配 由上章所知，选择的是 2JK2/20 型矿井提升机，其相配套的减速器的传动比为 ,20,30 三种，本次设计采用传动比为 的二级斜齿圆柱减速器。 分配传动比 12i ii 28 选 1  ，则 ,则 计算传动装置的运动和动力参数 各轴转速 n 各轴标号如图 各轴功率 矿井提升机机是专用机械，应用电机的输入功率来计算各轴的输入功率，电机的额定功率为 200kw，电动机的效率为0  ，所以电动机的输出功率为 185kw 各轴的输入功率为： 各轴输入转矩 29 将以上结果，整理列入下表 项 目 电动机轴 轴 1 轴 2 轴 3 转速（ r/min） 735 735 功率（ kW） 185 转矩（ N m） 传动比 1 齿轮设计 高速级齿轮设计 斜齿轮传动比较平稳，冲击、震动、噪声小，适用于高速重载传动，所以提升机磨传动装置高速级选择斜齿轮传动。 高速级传动位于减速器内，属闭式传动，所以按齿面接触疲劳强度计算，然后校核齿根弯曲疲劳强度。 齿轮材料、精度等级、齿数及螺旋角选择 小斜齿轮选择 40Cr，调质处理， HB=241～ 286 强度极限为 700Mpa,屈服极限为 50Mpa,齿面硬度为 260HBS。 大齿轮材料选用 45 号钢，调质处理， HB=217～ 255，选取硬度为： 225 HBS 二者硬度差为： 35 HBS，精度等级为 7。 齿数选择：小齿轮齿数 1 22Z ， 2 22   ，取 75 初选螺旋角 15  2.、按齿面接触疲劳强度计算 30  131 2 1 ()t HEt dHKT ZZd      （ 1） 确定公式内各计算量 1）选择 tK =。 2）查图 1030选择区域系。