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1、. . .JK3提升机E系列主轴装置设计单绳缠绕式提升机毕业设计目录前 言1第1章 课题设计简介21.1 设计课题21.2 设计步骤21.3 设计思路2第2章 JK3提升机 (系列)主轴装置的原始资料32.1 本产品的型号、名称32.2 本产品的性能指标和设计参数3第3章 JK3提升机（E系列）的选择和设计43.1 JK3矿井提升机的工作原理和主要结构43.1.1 主轴43.1.2 卷筒43.1.3 主轴承53.1.4 盘形制动器装置53.1.5 深度指示系统63.1.6 减速器63.1.7 联轴器63.2 主轴装置的设计依据73.2.1 钢丝绳73.2.2 卷筒宽度B73.2.3 钢丝绳最大
2、静力Fjmax73.2.4 钢丝绳最大静力差F73.2.5 最大提升速度Vmax73.2.6 电动机功率PN83.3 主轴的选择83.4 主轴的设计8第4章 主要通用部件的选型计算104.1 盘形制动器104.2 减速器104.3 齿轮联轴器104.4 弹性棒销联轴器11第5章 主轴的校核125.1 主轴强度校核125.1.1 工况一:提升开始,a=1m/s2,h=450m.125.1.2 工况二:提升终了,a=0, h=0.165.2 主轴挠度校核195.2.1 工况一:提升开始205.2.2 工况二:提升终了21第6章 轴承寿命计算226.1 左轴承226.2 右轴承22第7章 螺栓联接的
3、计算和校核247.1 螺栓选用型号247.2 高强度螺栓平面摩擦联接校核247.3 受扭转力矩铰制孔螺栓强度计算24第8章 机器的安装调试和维护258.1 机器的安装要求258.1.1 主轴装置258.1.2 卷筒258.1.3 盘形制动器268.1.4 电动机268.1.5 减速器268.2 机器的调整278.2.1 产品空运转试验要求278.2.2 机器的负荷试车278.2.3 机器的加载试车278.3 机器的维护和保养288.3.1 机器的维护和安全使用288.3.2 制动器的保养288.4 机器故障的排除28第9章 结论30参考文献31附录一 单绳缠绕式提升机设计规(摘录)33附录二
4、光电测速传感器40致谢43.参考资料. . .第1章 课题设计简介1.1 设计课题我所设计的课题题目是：JK3提升机(E系列)主轴装置设计。JK3提升机（E系列）主轴装置设计的主要技术指标：1.卷筒直径；2.最大提升速度不大于；3.矿井深度设定为450。1.2 设计步骤第一步：根据类似主轴结构选定主轴并进行优化设计；第二步：依据所设计的主轴选用通用部件；第三步：对主轴及通用部件进行校核计算；第四步：确定主轴装置的安装、使用和维护的方法。1.3 设计思路在总的设计过程当中，我尽量选用通用部件，同时尽量采用成熟的结构和标准部件以及提升机通用部件，提高标准化、系列化、通用化的程度。积极、慎重地采用和
5、推广新结构、新材料、新工艺，做到技术先进，结构、工艺经济合理。在结构上尽可能考虑最大限度地缩短安装调试时间，做到以最少的代价带来最大的经济效益。在具体的设计过程中，我则以可靠性、安全性、经济性、方便性为原则，以认真、求实、虚心求教、改革创新为信念，完成每一项任务。第2章 JK3提升机 (系列)主轴装置的原始资料2.1 本产品的型号、名称本产品执行中华人民国机械工业部标准及JB264679单绳缠绕式矿井提升机型式基本参数与尺寸，其型号表示方法符合中华人民国机械工业部JB160475矿山机械产品型号编制方法的规定。型号示例：2 J K 2.5 / 11.5 E 矿井提升机双筒*_| | | | |
6、 |_E系列卷扬机类_| | | |_减速器速比11.5矿井提升机组_| |_卷筒直径2.5米 注：*单筒无此代号2.2 本产品的性能指标和设计参数卷筒直径D=3m最大提升速度矿井深度H=450m容器自重Qr=4000kg载重量Q=6000kg.参考资料.第3章 JK3提升机（E系列）的选择和设计3.1 JK3矿井提升机的工作原理和主要结构矿井提升机由动力系统，传动系统、工作系统、制动系统、控制指示系统等及其它附属部分组成。它以电动机为动力源，通过减速器，传递给主轴装置，使缠绕在卷筒上的钢丝绳收放，实现提升容器在井筒中升降的目的，通过制动器，操纵台等一系列电气、液压和机械的控制、保护、指示系统
7、，确保设备安全运行。本产品主要用于矿山地面竖井和斜井、作升降物料、人员及设备之用，也可用于井下运输和凿井吊桶提升，由于本产品电气设备为非防爆型，故不适用于有瓦斯、煤尘等易燃、易爆等介质的场合。3.1.1 主轴主轴承受各种正常载荷（包括固定载荷和工作载荷）及各种紧急事故情况下所造成的非常载荷。它同时承受扭矩和弯矩，因此应具有足够的强度和刚度。主轴有两种不同的结构：一种是光轴，另一种是带有两个法兰的轴。本设计采用光轴结构。3.1.2 卷筒卷筒用来缠绕提升钢丝绳，应满足所需容绳量的要求，它承受尚未缠到卷筒上的钢丝绳弦拉力使卷筒产生的扭转和弯曲及已缠到卷筒上的钢丝绳对筒壳产生的径向压缩，因此应具有足够
8、的强度。卷筒有以下几种不同的结构形式：单筒提升机：对开装配式木衬卷筒，对开装配式绳槽卷筒，整体式木衬卷筒三种。对开装配式木衬卷筒：为便于运输和安装，每个卷筒采用了剖分装配式结构，为使钢丝绳排列整齐，减少钢丝绳的磨损，用户使用时应在卷筒外侧装设木衬，并在木衬上加工出绳槽。绳槽尺寸是由用户根据所有钢丝绳直径的大小而设定的。该木衬要采用英制木材，由用户自备。在使用过程中，应根据实际磨损情况，定期予以更换。对开装配式绳槽卷筒：与对开装配式木衬卷筒不同之处，是由制造厂在筒壳上直接加工出螺旋绳槽，为消除提升过程中的夹绳和减轻咬绳程度，在钢丝绳由一层向二层和由二层向三层过渡的过渡区增设了层间过渡块。整体式木
9、衬卷筒：这种卷筒为整体结构，用户使用时应在卷筒外侧装设木衬，用户根据所用钢丝绳直径的大小自行在木衬上加工出绳槽，制动盘由制造厂焊接在卷筒上，并经过精加工。一般情况下用户不需要再加工，若制动盘偏摆量超过规定值，用户只需在安装后作少量加工，使之达到要求。由于对开装配式木衬卷筒结构具有易加工，运输方便，用户维护任务轻，可减少钢丝绳磨损，适应于不同绳径等优点，目前是主流的结构形式，所以本设计采用装配式木衬卷筒结构。卷筒上钢丝绳的出绳方向和出绳口位置的确定：对于单筒提升机，建议用户将钢丝绳的出绳方向选择在卷筒的上侧，即“上出绳”。3.1.3 主轴承主轴承受的载荷通过轴承传递给基础，主轴承采用双列向心球面
10、滚子轴承。它主要用于承受径向载荷，也能承受少量的双向轴向载荷。具有调心性能，适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴以及难于精确对中的支承。该轴承结构简单，传动效率高，承载力大，使用中只需定期加注润滑脂即可，减少了用户的维修工作量。3.1.4 盘形制动器装置在早期的提升机系列产品中，制动装置一般采用的都是角移式制动器、平移式制动器和综合式制动器。但是角移式制动器具有围抱角较大，所产生的制动力矩也较小的缺点，而且由于闸瓦表面的压力分布不够均匀，闸瓦上下磨损也不均匀；平移式制动器则因为结构比较复杂，对于用户的维护和检修都十分不便；综合式制动器所能产生的制动力矩也比较小，不能适用于大功率、高速运转系统的紧急制
11、动，容易给用户带来潜在的安全隐患。结合实际生产和工作的经验，本设计采用盘形制动器装置。盘形制动器装置是以实现提升机的工作制动和安全制动，其工作原理是液压松闸，弹簧力制动。它的制动力矩是靠闸瓦沿轴向从两侧压向制动盘产生的，为了使制动盘不产生附加变形，主轴不承受附加轴向力，盘闸都是成对使用。根据所要求制动力矩的大小，每台提升机可布置多副制动器。3.1.5 深度指示系统深度指示系统是提升机的重要组成部分，其功能有如下几点：1. 指示提升容器在井筒中的实际位置。2. 发送减速、过卷等讯号。3. 进行限速保护。深度指示器系统一般有三种类型，多水平深度指示系统(监控器)，牌坊式深度指示器系统，圆盘式深度指
12、示器系统。为满足提升机在各种工况下的使用要求，本设计配备有监控器和牌坊式深度指示器以及光电测速传感器系统。一般对于多水平提升的矿井，应优先采用监控器系统，对于单水平提升的矿井，用户可任选一种或多种组合使用，本设计推荐使用光电测速传感器系统。3.1.6 减速器齿轮减速器是矿井提升机机械系统中一个很重要的组成部分，它的作用主要是用来传递回转运动和动力。包括用电动机输出的转速经减速器降至提升卷筒所需的工作转速；把电动机输出的力和扭矩经减速器增至提升卷筒所需的力和工作扭矩。在矿井提升机上，减速器的常见结构形式有：渐开线行星齿轮减速器、平行轴圆弧齿轮减速器、平行轴渐开线圆柱齿轮减速器、双输入轴渐开线（圆
13、弧）齿轮减速器、同轴式弹簧基础减速器。由于行星齿轮减速器具有体积小、重量轻、承载能力大、传动效率高和工作平稳等一系列优点，因此本设计采用行星齿轮减速器。3.1.7 联轴器提升机采用的联轴器有两种结构：减速器低速轴与主轴装置的联接采用齿轮联轴器。此种联轴器传递扭矩大，并能补偿安装时两轴的微量偏斜和不同心。减速器高速轴与主电机的联接采用弹性棒销联轴器，此种联轴器由于采用弹性元件和整体外套结构，因此不仅能减少机器启动和停车前的惯性冲击，并能确保两轴联接的安全可靠。3.2 主轴装置的设计依据3.2.1 钢丝绳由以上参数决定选用三角股钢芯钢丝绳，结构型号为：6V37S+IWR。技术性能见表31：表31
14、钢丝绳性能参数钢丝绳公称直径钢丝绳近似重量钢丝绳公称抗拉强度，MPa1670钢丝绳最小破断拉力d允许偏差合成纤维芯钢丝绳钢芯钢丝绳纤维芯钢丝绳钢芯钢丝绳mm%kg/100m kN36+7/0540.00584.00818.00868.00注：最小钢丝破拉力总和=钢丝绳最小破断拉力1.77（纤维芯）或1.213（钢芯）最小钢丝破拉力总和=868kN1.213=1052kN3.2.2 卷筒宽度B根据卷筒直径和计算所得的卷筒宽度选择标准提升机，此处选B=2.2m。3.2.3 钢丝绳最大静力FjmaxQr容器自重，Kg；本设计选用为4000kg。Q 载重量，Kg；本设计选用为6000kg。P 钢丝绳每米重量，Kg/m。本设计选用为5.84kg/m。钢丝绳安全系数n的验算：n=1052/123.8=8.5本设计满足升降物料的要求。3.2.4 钢丝绳最大静力差FF=Fjmax=123.8kN3.2.5 最大提升速度Vmax3.2.6 电动机功率PN选用的电动机型号为：Z71032
