液壓防爆提升機(jī)設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 緒論……………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1液壓防爆提升機(jī)概述……………………………………………………1</p><p>　　1.1.1引言……………………………………………………………………1</p>&l

2、t;p>　　1.1.2液壓防爆提升經(jīng)濟(jì)的用途、工作原理、類型…………………………1</p><p>　　1.2液壓防爆提升機(jī)的方展歷程……………………………………………3</p><p>　　1.2.1國外發(fā)展歷程…………………………………………………………3</p><p>　　1.2.2國內(nèi)發(fā)展歷程…………………………………………………………4</p

3、><p>　　1.3技術(shù)特點(diǎn)…………………………………………………………………5</p><p>　　1.4液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)………………………………………………………7</p><p>　　1.5液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定………………………………………………8</p><p>　　1.5.1概述……………………………………………………………………9&

4、lt;/p><p>　　1.5.2方案確定………………………………………………………………9</p><p>　　2 鋼絲繩的選擇和卷筒尺寸的確定…………………………………………10</p><p>　　2.1鋼絲繩的選擇……………………………………………………………10</p><p>　　2.1.1鋼絲繩的結(jié)構(gòu)…………………………………………

5、………………10</p><p>　　2.1.2鋼絲繩的分類…………………………………………………………10</p><p>　　2.1.3鋼絲繩的選擇…………………………………………………………11</p><p>　　2.1.4鋼絲繩在卷筒上的固定方式…………………………………………12</p><p>　　2.2卷筒尺寸的確定……………

6、……………………………………………12</p><p>　　2.2.1卷筒結(jié)構(gòu)………………………………………………………………12</p><p>　　2.2.2卷筒尺寸的確定………………………………………………………13</p><p>　　3 液壓馬達(dá)、主液壓泵及其電機(jī)的選擇………………………………………16</p><p>　　3.1液

7、壓馬達(dá)…………………………………………………………………16</p><p>　　3.1.1概述……………………………………………………………………16</p><p>　　3.1.2液壓防爆提升絞車常采用的幾種液壓馬達(dá)…………………………16</p><p>　　3.2液壓泵……………………………………………………………………22</p><p

8、>　　3.2.1概述……………………………………………………………………22</p><p>　　3.2.2液壓防爆提升絞車常采用的幾種液壓泵……………………………22</p><p>　　3.3液壓馬達(dá)、主液壓泵及其電機(jī)的選擇…………………………………30</p><p>　　4 主軸裝置的設(shè)計(jì)……………………………………………………………32</p&

9、gt;<p>　　4.1概述………………………………………………………………………32</p><p>　　4.2主軸裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………32</p><p>　　4.3主軸裝置的計(jì)算…………………………………………………………32</p><p>　　4.3.1變位質(zhì)量計(jì)算…………………………………………………………

10、32</p><p>　　4.3.2筒殼強(qiáng)度計(jì)算…………………………………………………………35</p><p>　　4.3.3主軸強(qiáng)度和剛度計(jì)算…………………………………………………35</p><p>　　4.3.4主軸承強(qiáng)度計(jì)算………………………………………………………50</p><p>　　5 制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)………………………………

11、……………………………51</p><p>　　5.1概述………………………………………………………………………51</p><p>　　5.2制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………52</p><p>　　5.3制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………56</p><p>　　5.3.1盤形制動(dòng)閘正壓力

12、計(jì)算………………………………………………56</p><p>　　5.3.2松閘時(shí)作用在活塞上的液壓力計(jì)算…………………………………58</p><p>　　5.3.3盤形制動(dòng)閘工作油壓計(jì)算……………………………………………59</p><p>　　6 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………59</p><p>　　6.

13、1液壓系統(tǒng)各液壓回路的設(shè)計(jì)……………………………………………59</p><p>　　6.1.1引言……………………………………………………………………59</p><p>　　6.1.2各液壓回路的設(shè)計(jì)……………………………………………………60</p><p>　　6.2液壓閥組及油箱的設(shè)計(jì)…………………………………………………62</p><

14、;p>　　6.2.1液壓閥組的設(shè)計(jì)………………………………………………………62</p><p>　　6.2.2油箱的設(shè)計(jì)……………………………………………………………64</p><p>　　7 液壓提升機(jī)的安裝與調(diào)試…………………………………………………65</p><p>　　7.1液壓提升機(jī)的安裝………………………………………………………65</

15、p><p>　　7.1.1安裝前的準(zhǔn)備工作和設(shè)備運(yùn)搬………………………………………65</p><p>　　7.1.2液壓提升機(jī)的安裝……………………………………………………66</p><p>　　7.2液壓提升機(jī)的調(diào)試………………………………………………………69</p><p>　　8 液壓提升機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)與檢修…………………………………

16、…………71</p><p>　　8.1液壓提升機(jī)的操作與運(yùn)轉(zhuǎn)………………………………………………71</p><p>　　8.2液壓提升及的維護(hù)與檢修………………………………………………73</p><p>　　結(jié)論……………………………………………………………………………77</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………

17、…………………………78</p><p>　　致謝……………………………………………………………………………94</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)首先對(duì)液壓防爆提升機(jī)的用途、工作原理、類型及其發(fā)展歷程進(jìn)行了概述，通過對(duì)液壓傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)的分析以及與其它類型提升機(jī)進(jìn)行比較確定了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。然后通過對(duì)其工

18、作環(huán)境和技術(shù)特點(diǎn)的分析，并參考目前國內(nèi)液壓防爆提升機(jī)的結(jié)構(gòu)，對(duì)液壓防爆提升機(jī)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括鋼絲繩的選擇、卷筒的設(shè)計(jì)、主軸裝置的設(shè)計(jì)、制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及計(jì)算與校核。本設(shè)計(jì)由防爆電動(dòng)機(jī)、低速大扭矩液壓馬達(dá)、軸向柱塞泵、雙聯(lián)葉片泵、多種控制閥、盤形制動(dòng)器、卷筒、支承軸等部件組成。由于液壓系統(tǒng)部分比較復(fù)雜，為了使提升機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，提高液壓系統(tǒng)的性能和指標(biāo)，將其主回路部分和其它部分分別組合在一起，構(gòu)成主閥組和控制閥組。

19、此液壓提升機(jī)的特點(diǎn)是：采用液壓傳動(dòng)、采用無級(jí)調(diào)速、結(jié)構(gòu)緊湊、操縱簡單、采用液壓控制、制動(dòng)安全可靠，其最大的優(yōu)點(diǎn)是防爆功能。本液壓提升機(jī)用于礦山、港口、碼頭等需要搬運(yùn)物料的場所，尤其在煤礦井下等含有瓦斯或其它易燃易爆氣體的場所廣泛應(yīng)用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：液壓提升機(jī)； 設(shè)計(jì)； 計(jì)算； 閥組</p><p><b>　　Abstract</b></p>

20、;<p>　　The first design of the hydraulic hoist the use of explosion-proof, principle, type and its development process was outlined by the advantages and disadvantages of hydraulic and other types of analysis and

21、comparison determine elevator hydraulic systems design. Then through their work environment and the technical characteristics of the analysis, and refer to the current domestic hydraulic elevator explosion-proof structur

22、e of the hydraulic elevator explosion-proof structure of the overall desig</p><p>　　Key words：Hydraulic hoist； design； Computation； Valve group</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p&

23、gt;　　1.1液壓防爆提升機(jī)概述</p><p><b>　　1.1.1引言</b></p><p>　　液壓絞車是利用液壓馬達(dá)直接或通過減速箱來拖動(dòng)滾筒的一種絞車，液壓絞車的用途很廣泛，常用于船舶、港口、建筑、礦山、冶金和林業(yè)等許多行業(yè)。液壓防爆絞車則是在一般液壓絞車的基礎(chǔ)上配上全套防爆電氣設(shè)備,并在結(jié)構(gòu)上能滿足煤礦井下使用需要的一種防爆絞車。習(xí)慣把卷筒直徑 錯(cuò)誤

24、!未找到引用源。< 2000mm 時(shí)的稱為絞車, 而把 錯(cuò)誤!未找到引用源?！?000mm時(shí)的稱為提升機(jī),以下統(tǒng)稱為提升機(jī)。自60年代中期提升機(jī)出現(xiàn)以來,40 多年發(fā)展迅速,在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的煤礦井下已廣泛使用,從大到小,從單繩到多繩，從有極繩到無極繩,從纏繞式到摩擦式,各種品種規(guī)格比較齊全。液壓提升機(jī)主要由液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、液壓制動(dòng)系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、卷筒- 負(fù)載系統(tǒng)、操作系統(tǒng)及其它如深度指示、提升超速、過卷安全保護(hù)等輔助系統(tǒng)組成。&

25、lt;/p><p>　　1.1.2液壓防爆提升機(jī)的用途、工作原理、類型</p><p><b>　?。?）用途</b></p><p>　　液壓防爆提升機(jī)主要用于有沼氣、煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤礦井下,作為提升和下放人員、煤、矸石及運(yùn)輸材料、設(shè)備之用。也可供其它有易燃?xì)怏w和爆炸危險(xiǎn),要求使用防爆電氣設(shè)備的場所作起重運(yùn)輸用.在煤礦主要是用于采區(qū)上、下山運(yùn)輸,

26、同時(shí)也可用于井下暗立井、暗斜井和掘進(jìn)時(shí)的提升運(yùn)輸及井下輔助運(yùn)輸.</p><p><b>　?。?）工作原理</b></p><p>　　液壓防爆提升機(jī)由機(jī)械、液壓傳動(dòng)、電氣部分等組成。采用鼠籠型防爆主電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙向變量主油泵；主油泵和二臺(tái)內(nèi)曲線低速大扭矩液壓馬達(dá)組成閉合回路、衡扭矩液壓調(diào)速系統(tǒng)；二臺(tái)液壓馬達(dá)分別布置在主組裝置兩側(cè)與主組聯(lián)接,拖動(dòng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。提升機(jī)有二臺(tái)

27、輔助油泵，一臺(tái)工作、一臺(tái)備用。輔助油泵中，其大泵作補(bǔ)油泵用，給主液壓傳動(dòng)補(bǔ)油；小泵作控制用，給制動(dòng)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、調(diào)繩系統(tǒng)供油。</p><p>　　提升機(jī)采用遠(yuǎn)距離液控操縱方式。司機(jī)通過操作液壓式比例先導(dǎo)伐給主油泵的比例油缸輸入由低到高的壓力油，使主油泵的行程調(diào)節(jié)器動(dòng)作，改變主油泵擺動(dòng)的缸體的傾角來改變主油泵的流量，以改變液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，使提升機(jī)起動(dòng)，加速運(yùn)轉(zhuǎn)。司機(jī)通過操作液壓式比例先導(dǎo)伐的手柄扳到不同角度，就

28、可使主油泵輸出不同的流量，使提升機(jī)得到不同的提升速度。當(dāng)液壓式比例先導(dǎo)伐的手柄扳到最大位置時(shí)，提升速度最大。當(dāng)液壓式比例先導(dǎo)伐的手柄扳到中立位置時(shí)，提升機(jī)停車。當(dāng)手柄反方向扳動(dòng)時(shí)，提升機(jī)反方向運(yùn)行。 </p><p>　　提升機(jī)采用盤型閘制動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的正常和緊急制動(dòng)。正常制動(dòng)的制動(dòng)力靠液壓傳動(dòng)裝置本身產(chǎn)生的。提升時(shí)負(fù)荷成為制動(dòng)力。下放重物時(shí)液壓馬達(dá)變?yōu)楸谩Ｒ簤罕米優(yōu)橐簤厚R達(dá)。使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生發(fā)電反饋制動(dòng)。盤型制

29、動(dòng)器不參與工作制動(dòng)。只是在提升機(jī)卷筒停止運(yùn)轉(zhuǎn)后作為保險(xiǎn)裝置來使用。提升機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，保險(xiǎn)裝置自動(dòng)工作，也可由司機(jī)用腳踏開關(guān)進(jìn)行緊急制動(dòng)停車。 </p><p>　　提升制動(dòng)系統(tǒng)有壓力油時(shí)，盤型閘制動(dòng)打開，沒有壓力油盤型閘制動(dòng)。司機(jī)操作的液壓式比例先導(dǎo)閥共有4個(gè)減壓閥，其中兩個(gè)減壓閥操縱主油泵正反向供油，另兩個(gè)減壓閥控制盤型閘的開起，當(dāng)司機(jī)操作液壓式比例先導(dǎo)伐時(shí)，同時(shí)壓下兩個(gè)閥，一個(gè)閥輸出的壓力油進(jìn)主泵的比例

30、油缸，使主泵向液壓馬達(dá)供油并使其運(yùn)轉(zhuǎn)。另一個(gè)閥輸出的壓力油供制動(dòng)系統(tǒng)的液控?fù)Q向閥，使制動(dòng)系統(tǒng)向盤型制動(dòng)器供油，盤型閘制動(dòng)打開、使提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)司機(jī)扳回液壓式比例先導(dǎo)伐的手柄扳到中立位置時(shí)，（比例油缸向中位返回）主泵流量逐漸減小到零，液壓馬達(dá)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)液控?fù)Q向閥由于沒有壓力油而復(fù)位，提升機(jī)制動(dòng)。這樣就實(shí)現(xiàn)了開始提升運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，盤型制動(dòng)閘同時(shí)打開，提升機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，盤型制動(dòng)閘同時(shí)立刻制動(dòng)，保征了提升機(jī)的安全運(yùn)行。 </p>&

31、lt;p><b>　　（3）類型</b></p><p>　　液壓防爆提升機(jī)按傳動(dòng)系統(tǒng)有全液壓傳動(dòng)和液壓－機(jī)械傳動(dòng)液壓提升機(jī)兩大類。全液壓傳動(dòng)液壓提升機(jī)工作原理如圖1.1所示,它是利用鼠籠式防爆電動(dòng)</p><p>　　圖1.1 全液壓傳動(dòng)提升機(jī)工作原理</p><p>　　1.電機(jī) 2.主液壓泵 3.液壓馬達(dá) 4.滾筒</p>

32、;<p>　　機(jī)1,雙向變量液壓泵2,內(nèi)曲線低速大扭矩液壓馬達(dá)3組成閉式回路,液壓馬達(dá)直接與滾筒4聯(lián)接拖動(dòng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；液壓－機(jī)械傳動(dòng)液壓提升機(jī)工作原理如圖1.2所示, 它是利用鼠籠式防爆電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)雙向變量液壓泵2和高速液壓馬達(dá)3組成閉式回路, 液壓馬達(dá)經(jīng)行星齒輪減速箱4再帶動(dòng)提升滾筒5直接拖動(dòng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),滾筒的正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)依靠改變液壓泵輸出液流的方向來完成,提升機(jī)的轉(zhuǎn)速大小由改變液壓泵輸入液壓馬達(dá)油量大小來調(diào)節(jié)。<

33、/p><p>　　圖1.2 液壓－機(jī)械傳動(dòng)提升機(jī)工作原理</p><p>　　1.電機(jī) 2.主液壓泵 3.液壓馬達(dá) 4.減速箱 5.滾筒</p><p>　　1.2液壓防爆提升機(jī)發(fā)展歷程</p><p>　　1.2.1國外發(fā)展歷程</p><p>　　國外在50年代中期，隨著新型的軸向柱塞式和徑向柱塞式液壓馬達(dá)的問世，研制

34、出了在輪船和建筑機(jī)械上使用的液壓絞車。大約在60年代中期，研制出煤礦井下使用的液壓防爆提升機(jī)。近20液壓防爆提升機(jī)發(fā)展迅速，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的煤礦已廣泛使用，從大到小，從單繩到多繩，從有極繩到無極繩，從纏繞式到摩擦式，各種各樣規(guī)格比較齊全。</p><p>　　英國是研制液壓提升機(jī)較早的國家之一，60年代就有礦用液壓提升機(jī)問世。英國的Needham Brose﹠Brown LTD研制了“C”系列本機(jī)或無線電遙控的液

35、壓提升機(jī)，功率7.5～25kw，共有20種規(guī)格，該公司制造的250KW用低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)的液壓提升機(jī)在約克夏的Barnsley礦井使用。Pikrose公司研制的輕便液壓提升機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊，井下運(yùn)輸相當(dāng)方便。采用滾輪傳力式液壓馬達(dá)和斜盤式雙向變量軸向柱塞泵，具有恒功率控制裝置。</p><p>　　日本三井三池制作所在1965年制造出第一臺(tái)防爆液壓提升機(jī)，以后又反復(fù)進(jìn)行了多次設(shè)計(jì)和改進(jìn)，其卷筒直徑為900㎜

36、、1200㎜、2000㎜和2100㎜，具有手動(dòng)、半自動(dòng)兩種形式，可用來提升貨物和人員。</p><p>　　南非Easten Transfaal 的New Bosjesspruit 煤礦的副井裝有一臺(tái)大型多繩摩擦輪式液壓提升機(jī)，采用4臺(tái)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，有效載荷達(dá)到35t，特大型的罐籠可同時(shí)容納300人，可整體向井下運(yùn)送大型機(jī)械設(shè)備。</p><p>　　捷克斯洛伐克研制了小型液壓傳動(dòng)的雙繩和

37、4繩摩擦輪提升機(jī)，用于煤礦井下暗立井的罐籠提升。</p><p>　　法國Stephanoise 公司制造了電機(jī)功率為110kw最大靜張力為50kN,繩速1.8m/s的液壓提升機(jī)。瑞典Alimak公司制造了HPG型,最大靜張力為100kN的液壓提升機(jī)。西班牙TAIM－TFG公司也生產(chǎn)了單、雙滾筒防爆液壓提升機(jī)和摩擦輪防爆液壓無繩提升機(jī)。此外, 前蘇聯(lián)、波蘭和德國等國家,近幾年均研制和采用壓防爆提升機(jī)作為傾斜煤層中

38、采煤機(jī)構(gòu)的安全防滑、同步輔助牽引設(shè)備。這些液壓提升機(jī)的液壓系統(tǒng)有開式和閉式的,采用開式液壓系統(tǒng)的有英國的PIKROSE型、波蘭的KBH－3型液壓安全絞車,采用閉式系統(tǒng)的英國AB－25型,前蘇聯(lián)的100型和日本的MSD型安全提升機(jī)。</p><p>　　聯(lián)邦德國、英國和前蘇聯(lián)等國家還廣泛采用液壓無極繩提升機(jī)牽引井下運(yùn)輸用的卡軌車和單軌吊。在德國這種鋼絲繩牽引方式占煤礦井下運(yùn)輸方式的70％，使用總臺(tái)數(shù)超過1500臺(tái)。

39、其最大功率達(dá)到330kw,最大單繩牽引力達(dá)到91kN。</p><p>　　1.2.2國內(nèi)發(fā)展歷程</p><p>　　我國煤礦井下液壓防爆提升機(jī)的研制工作和應(yīng)用比歐洲、日本等大約晚了10年,我國在1980年以前還沒有直徑1.2m以上的液壓防爆提升機(jī)供煤礦使用,所以過去煤礦井下使用的直徑1.2m以上的提升機(jī)都是非防爆型的,違反了煤礦安全規(guī)程的規(guī)定,嚴(yán)重危害煤礦安全生產(chǎn),甚至因此而引起重大的

40、瓦斯爆炸事故。</p><p>　　從1977年開始,由湖南省煤炭工業(yè)局液壓絞車研制組、湖南省煤炭科學(xué)研究所和湖南省煤礦機(jī)械廠共同研制BYT－1.2型防爆液壓提升機(jī),于1981年3月經(jīng)鑒定定型,轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。隨后,該廠又研制了直徑1.6m、2m、2.5m等系列提升機(jī),并在煤礦井下得到廣泛推廣應(yīng)用。此外國內(nèi)其它單位如洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院研制了JTY系列直徑1.6m、2m、2.5m液壓防爆提升機(jī),淮南煤礦機(jī)械廠

41、研制了JT－1200Y型防爆液壓提升機(jī),重慶礦山機(jī)械廠也研制了直徑1.2m防爆液壓提升機(jī),山西機(jī)器廠也研制了直徑1.6m防爆液壓提升機(jī),重慶煤炭研究所、雞西煤礦機(jī)械廠、徐州煤礦機(jī)械廠等也研制了多種型號(hào)、規(guī)格的液壓防爆提升機(jī),并在不同程度的煤礦得到采用。近年來,湖南株州煤礦機(jī)械廠、洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院廠等單位,在提高液壓防爆提升機(jī)產(chǎn)品性能和穩(wěn)定性、降低能耗、降低噪聲、控制漏油、提高運(yùn)行工作效率和工作可靠性等方面進(jìn)行了一系列的研究和探

42、索, 在反饋控制系統(tǒng)和控制器的開發(fā)上進(jìn)行探索性的工作,并取得較好的成果。</p><p>　　近日，國內(nèi)功率最大的液壓防爆提升機(jī)在中信重機(jī)問世，如圖1.3所示，標(biāo)志著我國液壓防爆提升機(jī)設(shè)計(jì)、制造水平邁上新臺(tái)階。這臺(tái)主電機(jī)功率為680KW的2JTYB-3×1.5XP液壓防爆提升機(jī)，在自動(dòng)化公司成功試車后，已發(fā)往用戶。該防爆提升機(jī)設(shè)計(jì)拉力120kN，最大提升速度5.5m/s，提升高度1028m。該提升機(jī)采用

43、雙筒設(shè)計(jì)，可通過離合器實(shí)現(xiàn)自由調(diào)繩，并大大節(jié)約電能消耗量，起動(dòng)扭矩大，提升、下放和制動(dòng)過程較平穩(wěn)，具有操作簡便、可靠性高等特點(diǎn)。</p><p>　　圖1.3 2JTYB-3×1.5XP液壓防爆提升機(jī) </p><p><b>　　1.3技術(shù)特點(diǎn)</b></p><p>　　液壓防爆提升機(jī)由于采用液壓傳動(dòng),減小了產(chǎn)生電火花的元件,空載

44、直接啟動(dòng),完全由液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)速,電氣控制設(shè)備簡單,便于實(shí)現(xiàn)防爆,安全可靠性好, 液壓系統(tǒng)傳遞動(dòng)力均勻平穩(wěn),而且通過液壓變量泵能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速,起動(dòng)換向平穩(wěn)低速動(dòng)轉(zhuǎn)性能好,電控防爆提升機(jī)在啟動(dòng)和低速提升時(shí)電阻器消耗能量,在低速重載下放時(shí)靠制動(dòng)間摩擦來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。而液壓提升機(jī)調(diào)節(jié)器無電阻器消耗電能, 且在下放重載時(shí)向電網(wǎng)反饋電能。液壓提升機(jī)不像電控制提升機(jī)那樣頻繁啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),與同功串的電控防爆提升機(jī)相比：結(jié)構(gòu)簡單、體積小、占用碉室??；運(yùn)輸、安

45、裝費(fèi)用低；安全保護(hù)設(shè)施齊全。</p><p><b>　?。?）防爆功能</b></p><p>　　提升機(jī)的主要使用環(huán)境是含煤塵和易燃、易爆氣體的煤礦井下或井口,防爆是其最基本的安全功能,液壓提升機(jī)電控系統(tǒng)與電控式提升機(jī)電控系統(tǒng)相比更為簡單,防爆問題更易解決。因?yàn)?液壓提升機(jī)由液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)礦井負(fù)載的提升與下放及其速度控制與調(diào)節(jié),因此驅(qū)動(dòng)其主、輔助油泵的電動(dòng)機(jī)只需朝

46、一個(gè)方向旋轉(zhuǎn),不像電控式提升機(jī)那樣電機(jī)有正、反轉(zhuǎn)要求;液壓提升機(jī)的主、輔助油泵為空載起動(dòng),起動(dòng)設(shè)備可更為簡單;兩液壓泵的起動(dòng)順序是先起動(dòng)輔助油泵,再起動(dòng)主液壓泵,其相應(yīng)電機(jī)的磁力起動(dòng)可利用控制回路中繼電器的輔助觸點(diǎn)聯(lián)鎖。</p><p>　　液壓提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)主要采用隔爆型或安全火花型電氣設(shè)備,常用的防爆元器件有防爆自動(dòng)饋開關(guān)、鼠籠型防爆電機(jī)、防爆磁力起動(dòng)器、防爆電磁閥、防爆干式變壓器、防爆檢漏器、防爆行程開

47、關(guān)及防爆電鈴等。</p><p>　?。?）超速、過卷保護(hù)功能</p><p>　　液壓提升機(jī)在工作過程中尤其是在下放負(fù)載過程中,容易發(fā)生跑車超速。當(dāng)速度超過額定最大速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),不僅機(jī)械或液壓元件如液壓馬達(dá)容易損壞,也是誘發(fā)重大事故的安全隱患。因此,液壓提升機(jī)設(shè)計(jì)中規(guī)定,當(dāng)跑車速度超過額定速度15%時(shí),系統(tǒng)必須能自動(dòng)斷電。液壓提升機(jī)的超速保護(hù)裝置有機(jī)械和電氣兩種型式,電氣超速保護(hù)裝置由測速

48、發(fā)電機(jī)和過速斷電器組成,機(jī)械超速保護(hù)裝置一般都采用離心式。 </p><p>　　圖1.4 液壓提升機(jī)機(jī)械式超速保護(hù)裝置</p><p>　　圖1.4為常見的機(jī)械式離心超速保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖,安裝在液壓提升機(jī)主軸上,內(nèi)齒圈6與主軸相連,將主軸轉(zhuǎn)速輸入超速保護(hù)裝置,內(nèi)齒圈6與軸齒輪5構(gòu)成超速保護(hù)裝置增速裝置。通過增速后,軸齒輪5帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)體高速旋轉(zhuǎn),在離心力的作用于下,離心塊3被甩出,并通過

49、杠桿4推動(dòng)頂桿2;主軸轉(zhuǎn)速越高,頂桿被推動(dòng)的距離越大,當(dāng)主軸速度超過額定速度15%時(shí),頂桿觸動(dòng)超速保護(hù)行程開關(guān)1,使它的接點(diǎn)斷開,使主油泵電機(jī)斷電,液壓制動(dòng)器緊急制動(dòng),液壓提升機(jī)停機(jī)。</p><p>　　電氣超速保護(hù)裝置由測速發(fā)電機(jī)、速度指示器及速度開關(guān)組成,實(shí)現(xiàn)超速保護(hù)。提升容器的提升高度超過限定位置(即過卷) 時(shí),提升容器和深度指示器頂開安裝在深度指示器頂部的過卷行程開關(guān),行程開關(guān)失電使液壓提升機(jī)停電抱閘制

50、動(dòng),反向重新起動(dòng)時(shí),必須反向扳動(dòng)轉(zhuǎn)速開關(guān),控制液流換向使提升容器下降。</p><p><b>　?。?）高、低壓保護(hù)</b></p><p>　　置有高、低壓保護(hù)回路,當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力升高超過正常工作臺(tái)壓力(1. 2～1. 25)倍時(shí),高壓溢流閥開啟,液壓油經(jīng)高壓安全閥、單向閥流入主回路的低壓側(cè)管道,而液壓系統(tǒng)壓力不會(huì)繼續(xù)升高,液壓馬達(dá)帶不動(dòng)過重的負(fù)載,提升機(jī)自動(dòng)停機(jī)

51、；若輔助補(bǔ)油系統(tǒng)的補(bǔ)油壓力過低,低壓保護(hù)壓力繼電器動(dòng)作,切斷電源,提升機(jī)也會(huì)自動(dòng)停機(jī),且信號(hào)燈亮,報(bào)警鈴聲報(bào)警。</p><p>　　此外,液壓提升機(jī)還有其它安全保護(hù)功能,例如：液壓提升機(jī)有故障時(shí),不能起動(dòng)；在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí),提升機(jī)中途自動(dòng)停機(jī)；在進(jìn)行緊急制動(dòng),同時(shí)信號(hào)批示燈亮警示故障發(fā)生。</p><p>　　閘瓦磨損過大；卷筒- 負(fù)載系統(tǒng)在減速點(diǎn)未減速；液壓系統(tǒng)油箱油溫過高,油位過低

52、,都會(huì)使液壓提升機(jī)的主油泵停轉(zhuǎn)、制動(dòng)閘緊急制動(dòng),事故信號(hào)燈亮,報(bào)警鈴報(bào)警：</p><p>　　在緊急制動(dòng)情況下,司機(jī)可操作腳踏制動(dòng)開關(guān)(ES) ,使液壓提升機(jī)緊急停車,并斷開控制電源。一旦或下降負(fù)載時(shí)出現(xiàn)斷繩現(xiàn)象,安裝在提升容器兩側(cè)的防墮器會(huì)緊急抱緊罐道實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制停車。</p><p>　　圖1.5 提升機(jī)液壓主回路在液壓回路中設(shè)計(jì)</p><p>　　1.4液壓傳

53、動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　隨著液壓技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓傳動(dòng)已經(jīng)在各種各樣的機(jī)械上得到越來越廣泛的應(yīng)用，代替了許多復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)。</p><p>　　液壓傳動(dòng)具有很多其它傳動(dòng)方式所沒有的獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?。?）易于獲得很大的力和力矩，使液壓傳動(dòng)成為實(shí)現(xiàn)省力的有效手段。提升機(jī)往往需要產(chǎn)生很大的提升力，故這一優(yōu)點(diǎn)使液壓傳動(dòng)適用于提升系統(tǒng)。</

54、p><p>　?。?）可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，而且能獲得很大的調(diào)速比，還容易獲得極地的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)簡化。這對(duì)于工作中需要調(diào)速的提升機(jī)來說是很重要的。</p><p>　　（3）能容量大，用較小重量和尺寸的液壓件就可傳遞較大的功率，使機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。礦用防爆液壓提升機(jī)由于受井下空間尺寸限制，就要求體積小。同時(shí)，液壓系統(tǒng)慣性小，啟動(dòng)快，工作平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)快速而無沖擊的變速與換向

55、。這對(duì)于提升機(jī)的頻繁啟動(dòng)、換向很有利。</p><p>　?。?）易于獲得各種復(fù)雜的機(jī)械動(dòng)作，以直接驅(qū)動(dòng)工作裝置，故可用低速大扭矩液壓馬達(dá)直接拖動(dòng)滾筒，而不需要減速裝置。</p><p>　?。?）動(dòng)力傳遞很方便。由于用管道傳遞壓力油，所以液壓元件和各種機(jī)械裝置都易于布局，各元件的安裝可以隨意放在任何適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，因此便于液壓提升機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱。</p><p>

56、　?。?）容易實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)，能自動(dòng)防止過載，故能滿足提升機(jī)安全工作的要求，避免發(fā)生事故。</p><p>　?。?）液壓元件能自行潤滑，延長了使用壽命。</p><p>　　（8）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、便于組織專業(yè)化大批量生產(chǎn)，從而提高生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。</p><p>　　同時(shí)液壓傳動(dòng)也有一些缺點(diǎn)：</p><p

57、>　　（1）液壓油易泄漏。外漏會(huì)污染環(huán)境，并造成液壓油的浪費(fèi)；內(nèi)漏會(huì)降低傳動(dòng)效率，并影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。</p><p>　?。?）液壓油的粘度隨溫度的變化而變化，容易引起工作機(jī)構(gòu)的不穩(wěn)定。在低溫和高溫的情況下，不宜采用液壓傳動(dòng)。</p><p>　?。?）液壓油易污染，要求液壓油經(jīng)常保持清潔干凈，使用中要防止灰塵和雜物混入。</p><p>　　（4）

58、零件加工精度和質(zhì)量要求高，加工難度大、成本較高。</p><p>　　（5）液壓油易燃，需注意防火，如用阻燃液作為液壓傳動(dòng)介質(zhì)則可避免。</p><p>　　由于液壓傳動(dòng)具有以上許多突出的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提高提升機(jī)的技術(shù)性能具有很重要的作用，所以導(dǎo)致在提升機(jī)上采用液壓傳動(dòng)。</p><p>　　1.5液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定</p><p><b

59、>　　1.5.1概述</b></p><p>　　液壓絞車的液壓系統(tǒng)是液壓絞車的核心部分。液壓絞車液壓系統(tǒng)的任務(wù)是將電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，再將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能對(duì)外作功拖動(dòng)外負(fù)載。</p><p>　　液壓絞車的液壓系統(tǒng)一般由以下四個(gè)部分液壓元件組成：</p><p>　　(1)動(dòng)力元件。液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，其作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械

60、能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗芄┙o液壓系統(tǒng)。</p><p>　　(2)執(zhí)行元件。液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，其作用是將液壓系統(tǒng)提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，拖動(dòng)外部負(fù)載做機(jī)械運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　(3)控制元件。液壓系統(tǒng)用閥作控制元件，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)都具有一定的力、速度和方向，這三個(gè)要素都是由閥來控制的。閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。</p><p>　　(4)

61、輔助元什。除了上述三類元件外，其他元件均為輔助元件。它們主要用于液壓油的儲(chǔ)存、油管的連接和密封，油液的濾清、冷卻、液壓系統(tǒng)某些參數(shù)的顯示等。</p><p>　　液壓絞車液壓系統(tǒng)主要元件的動(dòng)力傳遞關(guān)系如圖1.6所示。電動(dòng)機(jī)將機(jī)械能輸入液壓系統(tǒng)，由液壓動(dòng)力元件—液壓泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，通過控制元件—液壓閥凋整控制壓力油的方向、流量和壓力的大小，然后傳遞給執(zhí)行元件—液壓馬達(dá)，使其按照一定的方向、速度和出力帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)和工

62、作，構(gòu)成液壓系統(tǒng)。</p><p>　　圖1.6液壓絞車液壓系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞關(guān)系</p><p><b>　　1.5.2方案確定</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)按照液流循環(huán)方式不同分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。礦用防爆液壓提升絞車一般常采用閉式系統(tǒng)，采煤工作面的液壓安全絞車一般常采用開式系統(tǒng)。其主要理由是：</p><p>

63、;　　(1)考慮到閉式系統(tǒng)能夠滿足防爆液壓提升絞車提升重物的工作要求。在提升時(shí)能可靠地支承住重物，不會(huì)自行下落，在重物下降時(shí)能有效的控制下降速度，并且能量可以通過電動(dòng)機(jī)發(fā)電反饋電網(wǎng)回收。</p><p>　　(2)考慮到防爆液壓提升絞車的功率大，閉式系統(tǒng)比開式系統(tǒng)的效率高，可節(jié)省電耗?！汩_式系統(tǒng)常用定量泵或單向變量泵，它的換向、凋速由閥或泵、閥聯(lián)合控制，壓力過高時(shí)，多余的油自溢流閥流回油箱，造成效率損失。而閉式

64、系統(tǒng)一般采用雙向變量泵，通過改變變量泵輸出油液的方向和流量，控制液壓馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)方向和速度，回路中壓力的高低取決于負(fù)載的大小。因而沒有過剩的壓力和多余的流量，故效率較高。同時(shí)，閉式系統(tǒng)可以將開式系統(tǒng)回油背壓所造成的能量損失及工作部件換向時(shí)的能量損失回收。開式系統(tǒng)為了保證工作部件運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，常常特意在液壓馬達(dá)的回油管路上用節(jié)流閥或壓力閥形成背壓。這樣回油背壓的壓力能便白白消耗在節(jié)流閥或壓力閥內(nèi)的節(jié)流損失上，并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，引起油液溫度升高?/p>

65、但在閉式系統(tǒng)中，液壓馬達(dá)的回油直接流入油泵的進(jìn)油腔，如果液壓馬達(dá)的排油腔有背壓P2，則油泵的進(jìn)油腔也受到油壓P2的作用，而作用在油泵吸油腔的這個(gè)壓力是幫助電動(dòng)機(jī)推動(dòng)油泵轉(zhuǎn)動(dòng)的，因此節(jié)省了電動(dòng)機(jī)的一部分動(dòng)力，使液壓系統(tǒng)效率較高。</p><p>　　(3)考慮到防爆液壓提升絞車換向較頻繁，閉式系統(tǒng)起動(dòng)，換向工作比較平穩(wěn)，效率較高。開式系統(tǒng)工作部件的換向，要靠換向閥來實(shí)現(xiàn)，換向制動(dòng)過程中，工作部件的動(dòng)能便完全消耗在換

66、向閥關(guān)閉回油所產(chǎn)生的節(jié)流損失上。如果開式系統(tǒng)采用的油泵是定量泵時(shí)，工作部件換向制動(dòng)時(shí)不需要油泵供給動(dòng)力，但是由于油泵的流速一定，壓力一定（由溢流閥凋定），所以油泵仍然耍輸出功率，這些功率便白白浪費(fèi)在大量油液經(jīng)溢流閥流回油箱時(shí)所發(fā)生的節(jié)流損失上了。而閉式系統(tǒng)一般是采用雙向變量油泵來控制工作部件的換向，通過一定的控制方式，使油泵的斜盤或斜軸傾角從凋定的某一數(shù)值逐漸減少，一直減到零，然后逐漸向反方向增大到所需數(shù)值。這樣在換向時(shí)．油泵輸出的功率

67、便相應(yīng)減少，工作平穩(wěn)，效率高。</p><p>　　(4)考慮到開式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡單，油液可在油箱中很好地冷卻和沉淀雜質(zhì)，散熱良好，故較適應(yīng)采煤工作面液壓安全絞車使用。而閉式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，為了補(bǔ)償泄漏需要設(shè)置油箱和補(bǔ)油泵；為了使液壓系統(tǒng)的油得到冷卻需要設(shè)置油冷卻器，不斷將系統(tǒng)中的一部分熱油置換出來，經(jīng)油冷卻器再回到油箱以進(jìn)行冷卻；同時(shí)又將油箱中冷卻了的油液輸入到系統(tǒng)中去。</p><p>

68、　　2 鋼絲繩的選擇和卷筒尺寸的確定</p><p><b>　　2.1鋼絲繩的選擇</b></p><p>　　2.1.1鋼絲繩的結(jié)構(gòu)</p><p>　　礦用鋼絲繩都是絲→股→繩結(jié)構(gòu)，即先由鋼絲捻成繩股，再由繩股捻成繩。制造鋼絲繩的鋼絲是由優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)圓鋼冷拔而成的，一般直徑為0.4～4㎜，鋼絲的抗拉強(qiáng)度為1400～2000N/㎜2，我國多

69、用1550和1700兩種。為了增加抗腐蝕能力，鋼絲表面可以鍍鋅，稱為鍍鋅鋼絲，未鍍鋅的稱為光面鋼絲。此外還可以用鋼絲韌性來標(biāo)志，分為特號(hào)，Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)三種，提升礦物用的鋼絲繩可以選用特號(hào)或Ⅰ號(hào)鋼絲來制造，提升人員用的鋼絲繩只允許用特號(hào)鋼絲來制造。</p><p>　　在由鋼絲捻成股時(shí)有一個(gè)股芯，在由股捻成繩時(shí)有一個(gè)繩芯。股芯一般為鋼絲，繩芯有金屬繩芯和纖維繩芯兩種，前者由鋼絲組成，后者可用劍麻、黃麻或有機(jī)纖維制成。

70、繩芯的作用是支持繩股，使繩富于彈性，并可儲(chǔ)存潤滑油，防止內(nèi)部鋼絲腐蝕生銹。</p><p>　　2.1.2鋼絲繩的分類</p><p>　　提升鋼絲繩有很多種，結(jié)構(gòu)不同性能也不同。根據(jù)不同的特點(diǎn)有不同的分類方法，實(shí)際上都是從不同的角度來說明鋼絲繩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解這些特點(diǎn)，對(duì)于認(rèn)識(shí)不同鋼絲繩的性能，正確選擇和合理使用鋼絲繩都是有益的。</p><p>　?。?）依繩股

71、在繩中的捻向來分，有：左捻鋼絲繩，即股在繩中以左螺旋方向捻繞；右捻鋼絲繩，即股在繩中以右螺旋方向捻繞。</p><p>　　（2）依鋼絲在股中和股災(zāi)繩中捻向的關(guān)系分，有：同向捻鋼絲繩，即股和繩的捻制方向相同；交叉捻鋼絲繩，即股和繩的捻制方向相反。同向捻鋼絲繩比較柔軟，表面比較光滑，彎曲應(yīng)力較小，因而壽命較長，但有較大的恢復(fù)力，容易旋轉(zhuǎn)打結(jié)；交叉捻鋼絲繩則與上述情況相反。習(xí)慣上又把以上兩種分類方法結(jié)合起來，分為右同

72、向捻、左同向捻、右交叉捻、左交叉捻四種。</p><p>　?。?）依鋼絲在股中的接觸情況分，鋼絲在繩股中的接觸形式有點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸三種。點(diǎn)接觸式鋼絲繩，股中內(nèi)外層鋼絲以等捻角不等捻距來捻制，一般以相同直徑的鋼絲來制造，鋼絲間呈點(diǎn)接觸狀態(tài)。線接觸式鋼絲繩，股中內(nèi)外層鋼絲以等捻距不等捻角來捻制，一般以不同直徑的鋼絲來制造，絲間呈線接觸狀態(tài)。兩種繩比較，線接觸繩比較柔軟，無壓力集中現(xiàn)象，壽命較長。為了改善絲間

73、的接觸狀態(tài)，將線接觸式鋼絲繩的繩股經(jīng)特殊碾壓加工，使鋼絲產(chǎn)生塑性變形，形成鋼絲間呈面接觸狀態(tài)，然后再捻制成繩，稱為面接觸式鋼絲繩，所有線接觸鋼絲繩均可制成面接觸式鋼絲繩。面接觸式鋼絲繩結(jié)構(gòu)緊密，表面光滑，抗磨損和抗腐蝕性能好，壽命較長。</p><p>　?。?）依繩股斷面形狀分，種類較多，其中最常用為圓股繩，這種繩的繩股斷面為圓形。此外還有異形股繩，繩股的斷面形狀為三角形或橢圓形，提升應(yīng)用最多的三角繩股，三角繩

74、股具有承壓面積達(dá)、抗磨損、強(qiáng)度大和壽命長等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　?。?）特種鋼絲繩。除了上面介紹的一些鋼絲繩以外，還有一些結(jié)構(gòu)比較特殊的鋼絲繩。在礦井提升中應(yīng)用的有多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，這種繩由二層或三層繩股捻成，各層捻向相反，因而克服了鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)性，適用于作鑿井提升繩或生產(chǎn)礦井提升尾繩。密封鋼絲繩和半密封鋼絲繩，屬于單股節(jié)后，最外一層是用異形鋼絲彼此互相鎖住，它的特點(diǎn)是密實(shí)、表面光滑、耐磨和耐腐蝕性能好、不

75、旋轉(zhuǎn)、彈性伸長小，但撓性差、制造技術(shù)復(fù)雜，適用于作罐道繩，國外也有用作提升鋼絲繩的。扁鋼絲繩，這是一種扁平鋼絲繩，一般為手工編制，生產(chǎn)效率低，但這種繩由很大的撓性，又不旋轉(zhuǎn)，所以有些礦井用來作尾繩。</p><p>　　2.1.3鋼絲繩的選擇</p><p>　　提升鋼絲繩的選擇計(jì)算時(shí)提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，我國是按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定來設(shè)計(jì)的，其原則是：鋼絲繩應(yīng)按最大靜載荷并

76、考慮一定的安全系數(shù)來進(jìn)行計(jì)算，安全系數(shù)是指鋼絲繩拉斷力的總和與鋼絲繩的靜拉力之比。</p><p>　　由于是單繩纏繞式，且用于提升物料和升降人員，故選安全系數(shù)n＝8,所選鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)滿足下式</p><p>　　≥Sn （2.1）</p><p>　　式中：—所選用鋼絲繩的破斷拉力，N；</p&

77、gt;<p>　　S—鋼絲繩最大靜拉力，N；</p><p>　　則 ≥45000×8＝360000N</p><p>　　此外，還應(yīng)考慮的因素是此鋼絲繩主要用于斜井提升，采區(qū)上、下山運(yùn)輸?shù)?，屬于以磨損為主要損壞原因，所以應(yīng)選用外層鋼絲繩較粗的鋼絲繩，如6×7、6×19或三角股等。</p><p&

78、gt;　　所以暫選用普通圓形股鋼絲繩6×19纖維芯，其鋼絲繩直徑d＝24.5㎜,鋼絲直徑§＝1.6㎜,鋼絲總斷面積S＝229.09,每米重力p＝21.65N/m,公稱抗拉強(qiáng)度為1700N/，鋼絲破斷拉力總和＝389000N。</p><p>　　2.1.4鋼絲繩在卷筒上的固定方式</p><p>　　鋼絲繩在卷筒上固定應(yīng)保證工作時(shí)安全可靠，便于檢查、裝拆及調(diào)整，且固定處

79、不應(yīng)使鋼絲繩過分彎折。鋼絲繩常用的固定方式有：楔塊固定和壓板固定兩類。</p><p><b>　?。?）楔塊固定</b></p><p>　　鋼絲繩通過楔塊固定在卷筒上。楔塊的斜度通常取1：4~1：5，以滿足自鎖條件。這種繩端的固定方式比較簡單，但鋼絲繩允許的直徑不能太大。</p><p>　?。?）壓板和螺釘繩端固定裝置</p>

80、<p>　　鋼絲繩端從端側(cè)板預(yù)留斜孔中引出至板外，通過壓板和螺釘把繩端固定。為安全起見，壓板數(shù)目至少為兩個(gè)。這種繩端的固定方式，卷筒結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)鑄造卷筒及鋼板焊接卷筒都適用。本設(shè)計(jì)中就采用此種固定方式。斜孔角度為45°，斜孔的邊緣倒圓角，這樣可保證鋼絲繩平緩的纏繞在卷筒上，避免了鋼絲繩的損傷。</p><p>　　2.2卷筒尺寸的確定</p><p><b&g

81、t;　　2.2.1卷筒結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　卷筒結(jié)構(gòu)形式多樣，可按下述方法分類：</p><p>　　按照制造方式不同可分為鑄造卷筒和焊接卷筒。鑄造卷筒應(yīng)用廣泛。絞車卷筒大多為鑄造卷筒，成本低，工藝性好，但質(zhì)量大，適用于中小型絞車。大噸位絞車一般采用鑄鋼卷筒。鑄鋼卷筒雖然承載能力較大，但成本較高，若工藝允許，可采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。</p><p&g

82、t;　　按照卷筒纏繞層數(shù)的不同可分為單層纏繞卷筒和多層纏繞卷筒。絞車主要使用多層纏繞卷筒。</p><p>　　按照卷筒內(nèi)部是否帶有筋板，可分為帶筋板卷筒和不帶筋板卷筒。無論是卷筒內(nèi)的環(huán)向筋還是縱向筋，均增加了制造難度，同時(shí)在筋板和筒壁的連接處還會(huì)引起應(yīng)力集中。</p><p>　　按照結(jié)構(gòu)的整體性，卷筒可分為整體式卷筒和分體式卷筒。絞車噸位比較小時(shí)，卷筒常采用整體結(jié)構(gòu)。對(duì)較大噸位的卷筒，

83、常做成分體裝配形式，這樣可以簡化工藝，減輕重量。</p><p>　　按照轉(zhuǎn)矩的傳遞方式來分，常采用端側(cè)板周邊大齒輪外嚙合式和筒端或筒內(nèi)齒輪內(nèi)嚙合式。這種卷筒的特點(diǎn)是卷筒軸只承受彎矩。</p><p>　　2.2.2卷筒尺寸的確定</p><p><b>　　（1）卷筒直徑</b></p><p>　　選擇提升機(jī)卷筒直徑

84、的主要原則是：使鋼絲在卷筒上纏繞時(shí)所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不要過大，以保證提升鋼絲繩具有一定的承載能力和使用壽命。理論與實(shí)踐已證明，繞經(jīng)卷筒的鋼絲繩，其彎曲應(yīng)力的大小及其疲勞壽命取決于卷筒與鋼絲繩直徑的比值。</p><p>　　我國《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，對(duì)于安裝在井下的提升機(jī)，其直徑與鋼絲繩直徑的關(guān)系如下</p><p>　　≥80d （2.2

85、）</p><p>　　≥1200 （2.3）</p><p>　　式中：—提升機(jī)卷筒直徑，㎜；</p><p>　　d—鋼絲繩直徑，㎜；</p><p>　　—鋼絲繩中最粗鋼絲直徑，㎜。</p><p>　　已選d＝24.5㎜，＝1.6㎜</p><p

86、>　　則 ≥60×24.5＝1470㎜</p><p>　　≥900×1.6＝1440㎜</p><p>　　根據(jù)計(jì)算值D，選取標(biāo)準(zhǔn)卷筒直徑﹤D，故取D＝1600㎜</p><p><b>　　（2）纏繞層數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)最大提升高度為800

87、m，參考已有的液壓防爆提升機(jī)，暫確定最大纏繞層數(shù)為3層。</p><p>　?。?）滾筒支輪輪緣直徑</p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，絞車卷筒上纏繞兩層或兩層以上鋼絲繩時(shí)，滾筒邊緣應(yīng)高出最外一層鋼絲繩的高度至少應(yīng)為鋼絲繩直徑的2.5倍，暫取3倍。</p><p>　?。?＋3＝6 （2.4）</p>

88、;<p>　　式中：—支輪輪緣直徑，㎜；</p><p>　　D—滾筒直徑，D＝1600㎜；</p><p>　　d—鋼絲繩直徑，d＝24.5㎜</p><p>　　則 ＝6×2d＋D</p><p>　?。?2×24.5＋1600＝1894㎜</p><p>

89、;<b>　　故?。?950㎜</b></p><p><b>　　（4）滾筒寬度</b></p><p>　　在提升機(jī)卷筒上應(yīng)容納以下幾部分鋼絲繩：</p><p>　　1）提升高度H，m；</p><p>　　2）提升鋼絲繩試驗(yàn)長度，規(guī)定每半年剁繩頭一次，每次剁掉5m，按提升鋼絲繩的使用壽命為三

90、年計(jì)，則試驗(yàn)長度為30m；</p><p>　　3）為了減少鋼絲繩在卷筒上固定處的拉力，鋼絲繩在卷筒上松繩時(shí)，不能全部松放，應(yīng)在卷筒表面保留三圈摩擦圈，則卷筒的實(shí)際容繩寬度為</p><p>　?。剑?（2.5）</p><p>　　其中 ＝D+ （2.6）</p>&

91、lt;p>　　式中：—多層纏繞時(shí)，為了避免繩圈總在一個(gè)地方過渡，每季度要將提 </p><p>　　升鋼絲繩錯(cuò)動(dòng)1/4圈，根據(jù)提升鋼絲繩的使用壽命可達(dá)2～4年， </p><p><b>　　故?。?； </b></p><p>　　D—滾筒直徑，16m；</p><p>

92、;　　d—鋼絲繩最大直徑，24.5㎜； </p><p>　　—提升鋼絲繩圈間的間隙，一般?。?～3㎜； </p><p><b>　　i—纏繞層數(shù)；</b></p><p>　　—鋼絲繩平均纏繞直徑，m。</p><p>　　則 ＝1600+</p><p>　?。?641㎜＝1

93、.641m</p><p><b>　?。剑ǎ?#215;</b></p><p><b>　?。?475㎜</b></p><p>　　故取卷筒寬度為1500㎜。</p><p>　　（5）各層提升高度計(jì)算</p><p>　?。?30

94、 （2.7）</p><p>　?。?（2.8）</p><p>　　式中：—不同纏繞層數(shù)時(shí)的最大提升高度，m；</p><p>　　—不同纏繞層數(shù)時(shí)，鋼絲繩在滾筒上的纏繞圈數(shù)；</p><p>　　t—鋼絲繩在滾筒上的纏繞節(jié)距；</p><p>　　t＝d+（2～3）＝

95、24.5+2＝26.5㎜</p><p><b>　　—錯(cuò)繩圈數(shù)，＝3。</b></p><p><b>　　1）第一層提升高度</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>

96、;<b>　　＝237m</b></p><p><b>　　2）第二層提升高度</b></p><p><b>　?。紻+</b></p><p><b>　?。?600+</b></p><p>　?。?621㎜＝1.621m</p>&

97、lt;p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　＝</b></p><p><b>　?。?09m</b></p><p><b>　　3）第三層提升高度</b></p><p><b>　?。紻+</b><

98、/p><p><b>　　＝1600+</b></p><p><b>　?。?641㎜</b></p><p><b>　?。?.641m</b></p><p><b>　　＝</b></p><p><b>　?。?lt

99、;/b></p><p><b>　?。?03m</b></p><p>　　3 液壓馬達(dá)、主液壓泵及其電機(jī)的確定</p><p><b>　　3.1液壓馬達(dá)</b></p><p><b>　　3.1.1概述</b></p><p>　　液壓馬達(dá)

100、是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，并連續(xù)旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行元件。</p><p>　　液壓馬達(dá)通入壓力油后，由于作用在轉(zhuǎn)子上的液壓力不平衡而產(chǎn)生扭矩，并使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。它的結(jié)構(gòu)與液壓泵相似。從工作原理上看，任何液壓泵都可以作液壓馬達(dá)使用，反之也是一樣，即液壓泵與液壓馬達(dá)有可逆性。但是有時(shí)為了更好地改善它們的性能，往往分別采用特殊的結(jié)構(gòu)，使之不能通用。例如采用配流盤配流的液壓泵，不能作液壓馬達(dá)使用。另外，液壓馬達(dá)與液壓泵技術(shù)要求的側(cè)重點(diǎn)

101、也有所不同，一般液壓泵要求提高容積效率，減少泄漏，而液壓馬達(dá)則希望有較高的機(jī)械效率，以得到較大的輸出扭矩。在實(shí)際使用時(shí)，液壓泵通常為單向旋轉(zhuǎn)，而液壓馬達(dá)多為雙向旋轉(zhuǎn)。液壓泵的工作轉(zhuǎn)速都比較高，而液壓馬達(dá)往往需要很低的轉(zhuǎn)速，這就使得它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上不得不有所區(qū)別。</p><p>　　液壓馬達(dá)按結(jié)構(gòu)和工作特性分類如下：</p><p>　　3.1.2液壓提升絞車常采用的液壓馬達(dá)</p>

102、;<p>　　液壓提升絞車常采用徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達(dá)和軸向柱塞式高速液壓馬達(dá)。</p><p>　　國產(chǎn)BYT系列防爆液壓提升絞車采用內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達(dá)。其主要理由是：</p><p>　　(1)采用低速大扭矩液壓馬達(dá)可以直接拖動(dòng)絞車滾筒，省去減速箱，使絞車結(jié)構(gòu)簡化。</p><p>　　(2)提升絞車的工作特點(diǎn)為滿載起動(dòng)，且最

103、大扭矩發(fā)生在加速階段，這就對(duì)絞車用液壓馬達(dá)的起動(dòng)特性提出了一定要求。而內(nèi)曲線低速大扭矩液壓馬達(dá)的起動(dòng)效率高，它的起動(dòng)扭矩與其他類型的同排量的低速大扭矩液壓馬達(dá)相比是最高的，它能滿足絞車的起動(dòng)需要。</p><p>　　(3)內(nèi)曲線低速大扭矩液壓馬達(dá)為多作用式的液壓馬達(dá)，它運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，特別是低速運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，試驗(yàn)證明可以1～2r／min的低速度穩(wěn)定運(yùn)行，而無爬行現(xiàn)象，適合提升絞車使用。</p><p&

104、gt;　　這種內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達(dá)在采煤機(jī)牽引部中已見使用。但液壓絞車與采煤機(jī)相比，其液壓馬達(dá)的使用轉(zhuǎn)速高，每班運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長，工作任務(wù)繁重，同時(shí)由于液壓絞車要提升人員，故安全顯得很重要。所以要求液壓絞車的液壓馬達(dá)工作要可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)壽命要長，對(duì)液壓馬達(dá)設(shè)計(jì)和制造工藝要求高。原有國產(chǎn)內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達(dá)都滿足不了液壓絞車的需要。因此，湖南省煤炭科學(xué)研究所與湖南省煤礦專用機(jī)械廠在研制BYT系列防爆液壓絞車的同時(shí)，專門研

105、制了NJM-E10、NJM-E12.5和NJM-E16等3種型號(hào)的內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達(dá)，在液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上和制造工藝上都進(jìn)行了一些研究和改進(jìn)，以滿足液壓絞車的需要。</p><p>　　下面分別介紹一下BYT系列防爆液壓絞車使用的幾種液壓馬達(dá)。</p><p>　　1.NJM-E10型內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達(dá)</p><p>　　該液壓馬達(dá)

106、用在BYT-1．2型防爆液壓絞車上，直接拖動(dòng)絞車滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)。NJM-E10型液壓馬達(dá)如圖3.1所示，其工作原理如圖3.2所示。柱塞在壓力油作用</p><p>　　圖3.1 NJM-E10型液壓馬達(dá)</p><p>　　下，緊緊抵住定子曲線ab段的一點(diǎn)，此時(shí)定子內(nèi)壁對(duì)柱塞產(chǎn)生反作用力N，N可以分解為兩個(gè)分力P和M。P為徑向力，它與柱塞液壓力平衡，M為切向力，它驅(qū)</p><

107、;p>　　圖3.2 內(nèi)曲線徑向柱塞式液壓馬達(dá)工作原理</p><p>　　使轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生扭矩。當(dāng)柱塞運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，柱塞腔處于封油區(qū)，超過b點(diǎn)時(shí)，柱塞腔與回油相通，柱塞在曲線作用下，縮回桿塞腔。在定子內(nèi)腔有若干這樣的曲線，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)1周，使柱塞多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以又稱多作用式。該液壓馬達(dá)的定子由8段曲線組成，滾輪每經(jīng)過1段曲線，柱塞副實(shí)現(xiàn)1次往復(fù)，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)柱塞就往復(fù)8次，實(shí)現(xiàn)8次進(jìn)油和8次排油。<

108、;/p><p>　　這種內(nèi)曲線徑向柱塞式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、扭矩大、轉(zhuǎn)速均勻、低速穩(wěn)定性好、在2r/min的情況下沒有爬行現(xiàn)象。但是它的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求零件精度高，制造較困難。</p><p>　　NJM-E10型液壓馬達(dá)由湖南省煤礦專用機(jī)械廠生產(chǎn)，主要供BYT-1．2型防爆液壓絞車配套用，也可供其它液壓傳動(dòng)機(jī)械使用。其技術(shù)性能見表3.1。</p><p>　　表

109、3.1 內(nèi)曲線徑向柱塞式液壓馬達(dá)技術(shù)性能</p><p>　　該液壓馬達(dá)型號(hào)含義如下：</p><p>　　NJM-12．5型內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達(dá)主要用于BYT-2型防爆液壓提升機(jī)，采用雙液壓馬達(dá)直接拖動(dòng)提升機(jī)滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)，其主要技術(shù)性能見表3.1。</p><p>　　2.NJM-El6型內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達(dá)</p><

110、p>　　該液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)如圖3.3所示，其技術(shù)性能見表3.1。它用在BTY-1.6防爆液壓提升絞車，不經(jīng)減速箱直接拖動(dòng)絞車滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　NJM-El6型內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達(dá)，由湖南剩煤炭科學(xué)研究所和湖南省煤礦專用機(jī)械廠研制。</p><p>　　NJM-El6型液壓馬達(dá)的工作原理與NJM-El0型液壓馬達(dá)相同。如圖3.3所示， 來自油泵的液壓油由

111、配油蓋13的進(jìn)油孔，流向配油軸12和配油套9，通過窗口進(jìn)入轉(zhuǎn)子8的油缸內(nèi)，推動(dòng)柱塞6和滾輪橫梁組5，柱塞由下死點(diǎn)沿液壓馬達(dá)徑向移動(dòng)。使?jié)L輪與定于內(nèi)曲線工作區(qū)段接觸產(chǎn)生側(cè)向分力，再通過橫梁傳遞給轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子連同輸出軸1旋轉(zhuǎn)，輸出扭矩，直至柱塞達(dá)到死點(diǎn)。</p><p>　　當(dāng)滾輪進(jìn)入內(nèi)曲面的回程區(qū)時(shí)，通過橫梁壓向柱塞將柱塞推至下死點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并使油缸內(nèi)的液壓油通過配油套、配油軸、配油蓋排出。某一柱塞越過下