BF112防坠器设计说明书.doc

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1、BF112防坠器设计说明书一．开发防坠器的可行性和必要性目前我国煤矿安全形势十分严重，煤矿安全事故频频发生，安全生产已是煤矿生产的重中之重，立井提升是煤矿生产的主要环节，提升设备的安全可靠是保证安全生产的必要措施和手段。矿井提升工作中最大的安全隐患是提升钢丝绳断绳，它直接威胁着矿工的生命安全，所以可靠的设备不是权宜之计，而是长远的目标和方向。防坠器是立井提升，防止断绳后发生人身或设备事故的专用装备，所以开发研制防坠器完全是可行的，而且是必要的。二、确定设计方案根据我们多方面，广泛，深入的市场调查，并对同类型产品的分析比较和结合我公司的实际情

2、况，确定如下设计方案：1.拟选择适用于中小型矿井使用的防坠器；2.型式与结构选定（1）提升器罐道选定为钢罐道或钢丝绳罐道；（2）发动机构选择拉伸弹簧机构；（3）传动机构，选择传动轴连杆机构；（4）整体设计结构如结构设计图所示。三、设计计算1.设计的原始数据（1）提升器主要技术参数：1提升器型号规格：GLG1/6/1/21）乘坐人数23人；2）载车数2辆；总质量：3947Kg；4）罐体质量3300Kg；5）最大终端载荷74.5KN；6）提升钢丝绳直径27.5-37；2.工作过程分析与主要技术参数的设计计标。实际上，提升过程中，从断绳到提升器被

3、制动而停止下落的过程是由三个简单过程组成的较复杂的过程，这三个简单过程是：（1）断绳时，提升器以正常速度V0为初速度，以重力加速度g为负加速度的减速上升运动，其瞬时速度Vto=V0－g·t0，当Vto=0时，提升器停止上升。（2）当提升器停止上升，另一过程开始，即提升器开始以初速度为0，以g为加速度的自由落体运动，当抓捕器抓住制动绳时，自由落体运动结束，其时间为t1，速度为Vt1=gt1，行程为h=12gt12。（3）自由落体运动结束的同时，第三过程开始，即以Vt1为初速度，以a为负加速度的减速运动，一直到提升器被制动而终止，这一过程被称为

4、制动过程，其时间为t2，速度为Vt2=Vt1—at2，行程L=12at22，当Vt2=0时，Vt1=at2。∵Vt1=gt1，∴gt1=at2，∴ag=t1t2——（1）又∵h=12gt12，L=12gt22，∴hL=ag·t12t22——（2）又由（1）式t1t2=ag，将t1t2=ag代入（2）式中，得hL=ag。根据MT355-2005标准，选取a=2g，t1=0.15S时，则有t2=12t1=0.075（S），L=12at22=0.055m。（4）计算在最大终端载荷情况下的制动力。2制动过程实际上是一种能量转换过程，即把提升器在断绳

5、时的动能转换为制动力所作的功。即12=MVt12=F·L——式中M提升器质量，F为制动力。由上式，得F=MVt122L，将M=3947+3300=7247（Kg），Vt1=gt1=1.47，L=0.055代入上式中；得F=142364（N）=142.4KN。（5）防坠器抓捕器可靠性计算抓捕器受力图如图所示：滑块所受外力为N1、N2、P、F1、F2为摩擦力，F1=f1N1，F2=f2N2。力P为防坠器驱动弹簧旋于的初载荷，力P的作用对抓捕器的可靠自锁有利，我们为方便计算，设P=0。滑块处于平衡状态，则：∵∑X=0，N1－f2Sinα－N2co

6、sα=0，将F2=f2·N2代入式中，得，N1－N2f2Sinα－N2cosα=0——（1）∑Y=0，F1+F2cosα+N2Sinα=0，将F1=f1N1，F2=f2N2代入公式中，得N1f1+N2f2cosα－N2Sinα=0——（2）由（1）式得，N1=（f2Sinα+cosα）N2——（3）由（2）式得，N1f1=（Sinα－f2cosα）N2——（4）将（3）式两边乘以f1得N1f1=（f1f2Sinα+f1cosα）N2——（5）比较（4）式与（5）式，得Sinα－f2cosα=f1f2Sinα+f1cosα，即，3（1－f1f

7、2）Sinα=（f1+f2）cosα——（6）取f1=0.15，f2=0.02，得0.997Sinα=0.17cosα——（7）由（7）式得，tanα=0.170.997=0.170511，α=9.68°计算结果说明α≤9.68°时便可自锁，考虑到加工表面质量等因素，取α=5.5°。虽然根据MT355-2005，5m/s2≤α≤50m/s2，但为了制动平稳，保证人的安全和设备不受损伤，标准中又规定了最大终端载荷，按MT/T926-2004标准1t矿车立井单绳罐笼最大总质量，最大终端载荷74.5KN，确定制动负加速度α值，因为制动过程是把载荷

8、的动能转化为制动力所做的功，即12MVt12=P·L，式中P为最大终端载荷，L为制动行程，Vt1为制动初速度，L为制动行程（距离）；由式12MVt12=P·L，得L=MV2t1/