升机卷筒衬木车削装置设计本科学位论文.doc

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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。从20世纪50年代仿造第一台矿山提升机以来,至今已设计制造,使用了近6000多台。随着社会需求和现代技术的高速发展,矿山工业企业亟待生产设备及设施的机械化,电气化,现代化.而矿山工业的提升机是咽喉设备,产品不断更新换代,老产品运行年深日久,原本落后的结构问题暴露突出,故障增多,严重影响矿山的安全运转,抑制了矿山工业的高速发展,给国民经济带来了不良的影响。随着国内矿井产量的日新月异的提高,对提高提升机的安全性,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

2、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.对于矿井提升机的更新改造,具有极其重要的意义。本文在现有卷筒衬木车槽装置的基础之上，通过对钢丝绳磨损的调研，卷筒部件的作用和受力情况的分析，现有设备的改进和设计，立足于方便，高效、实用的前提下对卷筒衬木车削装置进行设计，目的在于最大程度的提高钢丝绳和卷筒衬木的使用寿命，降低生产成本,缩短加工和检修周期，减轻了劳动强度。321矿井提升机工作状况简介1.1矿井提升机的工作现状目前老式矿井普遍面临问题,由于长时间的运行及矿井改、扩建,原有的提升机大多已经不能满足安全

3、生产的需要,运行中都存在有不安全的隐患,必须进行改造。但如何改造又是普遍存在的一个难题。更换提升机虽可解决问题,但其费用高、时间长不符合煤矿实际生产的需要,为此，如何对矿井提升机进行改造,成为现代煤矿提升机发展的当务之急,并具有一定的实用性和广泛的推广价值。目前提升机的工作现状主要有以下几种:①卷筒皮内陷严重,约为10~12mm,致使衬木变形严重,运行有响声。②主、副卷筒衬木磨损不一致,致使主、副卷筒运行段缠绳不一致即常说的瘸腿,造成装、卸煤困难。③卷筒的支撑件工字钢和卷筒皮均开裂严重,焊接后运行不久又开裂,且裂缝一

4、直在增加和延伸。现主、副卷筒的8根支撑工字钢均横向断裂,卷筒皮的裂缝已经延伸到卷筒闸轮上,提升机运行时有金属错位的异常响声。④维修费用高。提升机的卷筒衬木每年必须更换一次,每次需24h,材料消耗为3.5万元。⑤维修时间长。每月对卷筒进行的烧焊加固均在16h以上,消耗大量的人力、物力和时间。1.2矿井提升机改进的几个方向1.2.1提升机卷筒的改进32常用提升机为单绳缠箕斗,配用电机功率为220KW,电机额定转速n=738r/min,制动方式是液压盘形制动闸,钢丝绳直径24.5mm,在卷筒上单层排列(钢丝绳寿命为18个月

5、);设计提升速度=3.25m/s,为单箕斗提升,年提升量28万,但同时会出现一次循环时间延长,钢丝绳要二层缠绕,过渡处咬绳等现象(特别是箕斗装满矿石后),咬绳就更严重,使原来一年半的钢绳寿命缩短为4个月就必须更换.从而材料费用成倍地增加。(1)通过改造,材料备件费用消耗减少。(2)改造后,避免了二层缠绕,没有了过渡处的咬绳现象,既提高了钢丝绳的寿命,又提高了运行安全系数,还减少了维修人员的维修时间和维修费用。(1)改造方案为把双层缠绕变为单层缠绕,共设计了三种方案。方案1是通过缩小提升钢绳的直径,提升机结构各项参数不

6、改变,方法简单,但高强度的钢丝绳,不属于系列产品,选购困难。而且,高强度的钢丝绳弯曲、疲劳性比较差,使用效果如何,在理论上难预测和计算,实践上没有经验。方案2是通过改变提升机卷筒的结构以及钢丝绳的缠绕间隙,由于改变了卷筒护绳板的位置,施工工艺复杂,难度大。方案3是通过更换并加厚卷筒衬木从而加大卷筒直径,同时改变摩擦圈围绕方式,以达到以两层缠绕变为单层缠绕的目的,方案3实施起来工艺简单、易行。经过调研考察,反复论证比较,故确定采用方案3作为实施方案,如图所示增加卷筒衬木的厚度,从而加大了卷筒的直径。由公式代人有关数据3

7、2式中H—实际提升高度,427.2mD—钢丝绳直径,31mmB—卷筒宽度,1500mmσ—钢丝绳间隙,取2mm考虑摩擦圈为立式布置,存在压绳问题,因此,第一、二圈仍作摩擦圈使用。由计算得知,卷筒衬木必须在原基础上加厚90mm方能满足要求。(2)参数的验算略(3)改造后的衬板结构由于卷筒直径增大到3.2m,卷筒衬木的厚度达180mm到,给施工和衬木制作造成困难。采用了双层衬木结构,较好地解决了这一难题,详见图2。双层衬板采用加长螺丝一体固定,保证了两衬板之间没有间隙,其优点为：①双层衬板更换时,只需要更换外层衬板,由于

8、内层衬板不受钢丝绳作用而磨损,因此不必更换。采用双层结构以后外层衬板的相对厚度减少且重量轻,因此,加工及更换均容易、方便。②采用单层衬板,衬板厚度要达到180mm,双层衬板外层的厚度只要120mm,而且利用了改造前的旧衬板作用为里层衬板,厚度为60mm32,在下次更换时,内衬板保留为一,并进行必要的油浸煮沸,延长内衬的使用寿命,经计算节约木材3