矿用提升绞车制动系统设计Word文档格式.docx
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2.液压传动装置的作用是作为制动力的能源,并控制制动器动作,即根据需要来分别实现工作制动和安全制动。
三.机械传动系统
1.减速器的作用:
矿井提升机主轴的转数由于受提升机速度的限制,一般在10~60转/分之间,而用作拖动的电动机的转数,一般在480~96转/分之间。
这样,除采用低速直流电动机拖动外,一般情况下不能将主轴与电动机直接联接,中间必须经过减速器。
因而减速器的作用是减速和传递动力。
2.联轴器是用来联接提升机的旋转部分,并传递动力。
四.润滑系统
润滑系统的作用是:
在提升机工作时,不间断地向主轴承、减速器轴承和啮合齿面压送润滑油,以保证轴承和齿轮能良好的工作。
润滑系统必须与自动保护系统和主电动机联锁:
即润滑系统失灵时(如润滑油压力过高或过低,轴承温升过高等),主电动机断电,提升机进行安全制动。
启动主电动机之前,必须先开动润滑油泵,以确保机器在充分润滑的条件下工作。
五.观测和操纵系统
观测和操纵系统包括斜面操纵台、深度指示器和测速发电机装置。
六.拖动、控制和自动保护系统
拖动、控制和自动保护系统包括主拖动电动机和微拖动电动机、电气控制系统和自动保护系统。
图2-2KJ型单筒提升机的总体布置图
图2-3单筒提升机的主轴装置
1-筒壳2-法兰盘3-切向键4-主轴5-木衬6-小绞轮
7-蜗轮8-蜗杆9-支架10-伞齿轮11-手轮
图3-1
第3章制动器
一制动器的简介
制动器就是刹车。
是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。
俗称刹车、闸。
制动器主要由制动架、制动件和操纵装置等组成。
有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。
为了减小制动力矩和结构尺寸,制动器通常装在设备的高速轴上,但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。
有些制动器已标准化和系列化,并由专业工厂制造以供选用。
制动器分为行车制动器(脚刹),驻车制动器(手刹)。
在行车过程中,一般都采用行车制动(脚刹),便于在先进的过程中减速停车,不单是使汽车保持不动。
若行车制动失灵时才采用驻车制动。
当车停稳后,就要使用驻车制动(手刹),防止车辆前滑和后溜。
停车后一般除使用驻车制动外,上坡要将档位挂在一档(防止后溜),下坡要将档位挂在倒档(防止前滑)。
使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。
制动力矩是设计、选用制动器的依据,其大小由机械的型式和工作要求决定。
制动器上所用摩擦材料(制动件)的性能直接影响制动过程,而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。
摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。
摩擦材料分金属和非金属两类。
前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等,后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。
二制动器的结构形式
块式制动器结构型式较多,但工作原理及基本结构型式大同小异。
块式制动器主要制动架、紧闸装置、松闸(亦称驱动)装置、制动副(如制动瓦块和制动轮)以及辅助装置组成。
常用块式制动器可按松闸装置的类型分类为6种。
制动器名称、型式
优缺点
使用范围及选用注意事项
交流电磁铁长行程
块式制动器
动作较迅速,用重锤紧闸,使用可靠,供电方面,交流电磁铁工作可靠性低,耐用性差,寿命短,制动猛,冲性大,噪声大,耗电量大,效率低,易燃线圈,质量大,构造外形尺寸大,成本高。
用于中等工作负载,操作不频繁的场合和起重机的起升机构,怕振动、噪声,制动频繁的场合不应选用。
为淘汰产品,限制使用,被电力液压瓦块制动器或盘式制动器所代替
交流电磁铁短
行程块式制动器
动作迅速,结构简单,质量轻,维修方便,成本低。
电磁铁工作可靠性低,耐用性差,寿命短,有冲击,噪声大,易燃线圈
用于短时不频繁操作。
工作负载较低的场合,常用于起重机的行走机构,卷扬机及绞车等小型设备上,松闸能量较小,只适用于制动轮315mm以下的场合
起升机构潮湿、有灰尘的场合不应选用,长期频繁制动、怕振动、噪声的场合不应选用。
逐步为电力液压瓦块制动器和盘式制动器代替
直流电磁铁长行程块式制动器
可靠性高,制动平稳,冲击小,寿命长,动作慢,耗电量大。
质量和外形尺寸大,需供直流电
用于操作不频繁并容量大的场合(没小时在600次以下)无直流电源,电力供应紧张的工况不宜选用,很少选用
直流电磁铁短行程块式制动器
动作迅速,结构简单紧凑,稳定可靠,耐用性较好,有冲击,松闸能量小,需供直流电
可用于频繁操作,连续点动和工作环境较恶劣的场合,要求工作可靠性高
电磁液压块式制动器
动作平稳,迅速,噪音小,寿命长,能自动补偿自动衬片磨损的间隙,不需要经常调整及维修,
用于频繁制动和可靠性要求高的场合。
寿命短。
易漏油,寒冷地方需要更换耐低温的油质
电力液压块式制动器
动作平稳,噪声小,寿命长,尺寸小,质量轻。
用于起重机的各种机构,运输机械,轧钢机械,矿山机械,等设备,是用途最广泛的瓦块制动器。
三制动器的工作原理
制动系统的一般工作原理是,利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。
可用一种简单的液压制动系统示意图来说明制动系统的工作原理。
一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓固定在车轮轮毂上,随车轮一同旋转。
在固定不动的制动底板上,有两个支承销,支承着两个弧形制动蹄的下端。
制动蹄的外圆面上装有摩擦片。
制动底板上还装有液压制动轮缸,用油管5与装在车架上的液压制动主缸相连通。
主缸中的活塞3可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵。
当驾驶员踏下制动踏板,使活塞压缩制动液时,轮缸活塞在液压的作用下将制动蹄片压向制动鼓,使制动鼓减小转动速度,或保持不动。
使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。
在了解某款车型的刹车系统时,您可能经常会听到“前盘后鼓”或“前碟后鼓”这四个字,那么,它到底是什么意思呢?
最近就有读者通过电子邮件询问有关汽车制动系统的问题,比如盘式制动器和鼓式制动器的区别,通风盘和实心盘的不同之处等等。
目前车市中很多发动机排量较小的中低档车型,其制动系统大多采用“前盘后鼓式”,即前轮采用盘式制动器,后轮采用鼓式制动器,比如常见的一汽大众捷达、长安铃木奥拓及羚羊、比亚迪福莱尔、东风悦达起亚千里马、上海通用赛欧等等。
我们先来简单了解一下后轮经常采用的鼓式制动器。
实际应用差别很明显,盘刹比鼓刹好用。
刹车鼓中的石棉材料会致癌。
鼓刹与盘刹各有利弊。
在刹车效果上,鼓刹与盘刹的相差并不大,因为刹车时,是轮胎和地面的摩擦力让车子逐渐停止下来的。
如果车身小巧,车身重量轻,后轮采用鼓刹就足以使轮胎和地面产生足够的摩擦力了。
如果后轮使用盘刹,ABS和EBD系统也会自动降低其刹车力度,以保证后轮不会失去抓地力出现打滑、抱死现象。
散热性上,盘刹要比鼓刹散热快,通风盘刹的散热效果更好;
在灵敏度上,盘刹会更高些,不过在下雨天道路泥泞的情况下当刹盘沾了泥沙后刹车效果就会大打折扣,这也是盘刹的缺点;
费用方面,鼓刹较盘刹更低,而且使用寿命更长,因此一些中低档车多会采用鼓刹,中高档以上的车型基本采取四轮盘刹。
汽车设计者从经济与实用的角度出发,一般轿车采用了混合的形式,前轮盘式制动,后轮鼓式制动。
四轮轿车在制动过程中,由于惯性的作用,前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%-80%,因此前轮制动力要比后轮大。
轿车生产厂家为了节省成本,就采用前轮盘式制动,后轮鼓式制动的方式。
四轮盘式制动的中高级轿车,采用前轮通风盘式制动是为了更好地散热,至于后轮采用非通风盘式同样也是成本的原因。
毕竟通风盘式的制造工艺要复杂得多,价格也就相对贵了。
随着材料科学的发展及成本的降低,在轿车领域中,盘式制动有逐渐取代鼓式制动的趋向。
一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩,使后者的旋转角速度降低,同时依靠车轮与地面的附着作用,产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。
凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器。
目前汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。
旋转元件固装在车轮或半轴上,即制动力矩直接分别作用于两侧车轮上的制动器称为车轮制动器。
旋转元件固装在传动系的传动轴上,其制动力矩经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器称为中央制动器。
四制动器的功能及分类
使行驶中的汽车减速甚至停车,使下坡行驶的汽车的速度保持稳定,以及使已停驶的汽车保持不动,这些作用统称为制动;
汽车上装设的一系列专门装置,以便驾驶员能根据道路和交通等情况,借以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力,对汽车进行一定程度的制动,这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力;
这样的一系列专门装置即称为制动系。
这种用以使行驶中的汽车减速甚至停车的制动系称为行车制动系;
用以使已停驶的汽车驻留原地不动的装置,称为驻车制动系。
这两个制动系是每辆汽车必须具备的。
任何制动系都具有以下四个基本组成部分:
1)供能装置,包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。
2)控制装置,包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。
3)传动装置,包括将制动能量传输到制动器的各个部件
制动器可以分为摩擦式和非摩擦式两大类。
①摩擦式制动器。
靠制动件与运动件之间的摩擦力制动。
按制动件的结构形式又可分为外抱块式制动器、内张蹄式制动器、带式制动器、盘式制动器等;
按制动件所处工作状态还可分为常闭式制动器(常处于紧闸状态,需施加外力方可解除制动)和常开式制动器(常处于松闸状态,需施加外力方可制动);
按操纵方式也可分为人力、液压、气压和电磁力操纵的制动器。
制动器的结构型式②非摩擦式制动器。
主要有磁粉制动器(利用磁粉磁化所产生的剪力来制动)、磁涡流制动器(通过调节励磁电流来调节制动力矩的大小)以及水涡流制动器等。
第4章电力液压块式制动器
电力液压块式制动器由驱动元件,即电力液压推动器和制动架组成。
由于推动器的结构型式(单推杆或双推杆)和制动架的结构形式(直臂或弯臂)不同,组成了不同的结构和性能的制动器系列产品。
电力液压块式制动器参照采用德国DIN15435-80标准,采用弯制动臂``配单杆推动器等目前比较先进的结构型式,已制订为机械行业标准的(JB/T6406。
1-1992).可代替进口产品.
一术语
电力液压块式制动器的术语见表2.3.1
序号
术语
定义
1
制动器释放
制动器的制动覆面脱离制动轮表面,消除制动力矩的过程。
2
制动器闭合
制动器的制动覆面与制动轮表面粘合,建立规定的制动力矩的过程
3
额定负载
制动器产生额定力矩时,制动弹簧的工作力
4
推动器工作行程
制动器释放的过程中,推动器推杆的移动距离
5
瓦块退距
制动器在释放状态下,瓦块制动覆面中部母线与制动轮表面的距离
6
瓦块随位性
通过某种装置或采取某种措施,能使制动器在闭合时,瓦块制动覆面与制动轮表面正常粘合,正常释放状态下瓦块制动覆面的任何部位与制动轮表面不相接触,
7
静态试验
对制动器结构功能和动作性能进行考核的试验,其主要特征是试验过程中不需要用动力驱动知道能够轮
8
动态试验
对制动器动态制动力矩及其他动态性能进行考核的试验,其重要特征是:
试验过程中,需要动力驱动制动轮
表2.3.1
二工作条件
(1)制动器的电源为三相交流电;
额定为50HZ,额定的电压为380v,允许电压波动为:
上限不超过额定电压的百分之十,下限(尖锋电流时)不低于额定电压的百分之85.
(2)制动器的推动器分为S1(连续)工作制和S3(断续周期)工作制两种。
S3工作制时的负载持续为百分只40到百分之60.
(3)制动器的使用地点的海拔高度不应超过2000M(超过1000m时,按GB755-1987《旋转电机基本技术要求》有关规定折算环境温度)。
(4)制动器正常使用时,适合的环境温度为-25-40度,24H内的平均温度不得超过35度.
(5)制动器正常使用地点的最潮湿月份的月平均最高相对温度不应超过百分之90,同时该月的平均最低温度不应高于25度。
(6)制动器工作环境中不得有易燃,易爆及腐蚀性的气体(防爆制动器除外)
(7)制动器底座为水平安装
三技术要求
(1)制动衬块的固定工作方式按JB/T7021.2-1993《块式制动器制动瓦(块0)》和JB/T7021.3-1993《块式制动器制动衬块(垫)》的规定。
当采用组装铆接方式时,必须保证制动衬块的有效摩擦厚度不小于原始厚度的百分之50。
(2)制动器应设有退距,力矩调整装置,并有可靠的防松措施。
当制动弹簧的工作力大于3000N时,制动弹簧应设有维修时需要自由释放(弹簧不施力,推动器不工作)或部分拆卸时,将制动弹簧定位在工件长度的装置。
(3)制动器上具有相对摆动的铰点(与推动器联接的铰点除外)均应设减摩轴承(轴套),轴承的公差与配合应符合有关标准的规定。
各铰点配合表面在出厂前应涂润滑脂。
(4)制动器制动瓦应具有随位性。
(5)制动器应具有可靠的退距均等装置,以保证制动器在正常释放状态下,两侧退距基本相等。
制动瓦制动覆面的任何部位不得浮帖在制动轮上。
(6)制动器在允许的最大瓦块退距下工作时,推动器工作行程不得不超过推动器额定行程的百分之90.
1制动弹簧
制动弹簧见GB1239.4-1989《热卷圆柱螺旋弹簧技术条件》。
材料及热处理
(1)制动瓦用力学性能不低于GB9439-1988《灰铸铁件》中HT200的材料,
(2)制动弹簧用力学性能不低于GB1222-1984《弹簧钢》中60SIMN的材料。
(3)制动器各铰轴用力学性能不低于GB699-1988《优质碳素结构钢技术条件》中钢的材料,热处理硬度为33-38HRC。
(4)制动器的其余构件用力学性能不低于GB700-1988《碳素结构钢》中Q235-B的材料
2精度要求
(1)制动器在额定负载下闭合时,其制动衬块与制动轮的贴合面积,对于压制成型的硬质,半硬质衬块应不小于设计面积的百分之50;
对于软质衬块应不小于设计面积的百分之70/。
(2)制动衬块外弧面与制动瓦内弧面之间的装配间隙,在任意处不应大于0.5mm.
3表面质量要求
A涂装前应进行表面防锈的处理,除锈等级应达到GB8923《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的SA2或ST3级。
B涂装表面至少应涂一曾防锈底漆和两层面漆,油漆下膜总厚度不小于75微米。
C漆膜附着力应符合GB9286-1988《色漆和清漆漆膜的划格试验》中规定的二级质量要求。
D涂装后的表面均匀,细致,光亮和色泽一致,不得有遗漏,皱纹,针孔及严重流挂。
第5章块式制动器的设计与选用
一制动块的设计与选用
制动轮通常由铸钢制造,转速不高的制动轮也可以用组织细密的铸铁制造。
经常用连轴器的半体作为制动轮,为了减少制动器的规格通常将制动轮设置在减速器的高速轴。
制动轮的宽度要大于制动块的宽度10-40mm
二制动轮主要尺寸
D
Y型轴孔
Z型轴孔
B
D1
D2
d
转动惯量
质量
L
dz
100
25,28
62
44
70
84
_
65
0.0075
3.0
30,32,35
68
60
160
145
105
30
0.03
82
30,32,35,
200
25,28,
30,32,35,38
85
180
140
0.20
30,32,35,
40,42,45,
112
40,42,45,48
三主要技术要求
轮缘表面淬火硬度35-45HRC,深度为2-3mm.
材料:
D≤200mm者为45号锻钢
D≥200mm者为ZG340-570
键槽形式与尺寸按GB/T3582-1997〈连轴器轴孔和连接形式及尺寸〉的规定
四选用材料
虽然钢的吸振性,耐磨性,流动性和铸造性能都较铸铁差,成本也较铸铁高,但可以承受高拉伸应力或动载荷的铸件,通常都应优先选用铸钢。
因为,一般铸钢具有比铸铁更高的强度和更高的韧性,并且还可通过不同的热处理在相当宽的范围内调整起力学性能,因此它也是选用较广的材料之一。
一般铸钢依据其碳含量又可分为:
低碳铸钢(Wc≤0.25%),中碳铸钢(Wc=0.25%-0.60%),和高碳铸钢(Wc>0.60%)。
通常,随着碳含量的增加,强度依次增加,而韧性和焊接性能下降。
低碳铸钢主要选用于幼较好韧性,良好焊接性能及磁导率有要求的铸件或需经渗碳处理的铸件。
中碳铸钢主要选用于铁路车辆和其他运输设备,加工设备,采矿机械,筑路机械,建筑结构以及要求铸件具有一定耐磨性的领域。
高碳铸钢主要选用于模具,轧錕,加工工具以及要求高强度,高耐磨性和高刚性的铸件。
五制动瓦的设计与选用
1引用标准
JB/T7021.1块式制动器连接尺寸
JB/T7021.3块式制动器制动衬垫
2型式
(1)制动瓦块按其与制动衬垫的连接方式分为:
a.粘接式制动瓦块,其型式代号为A;
b.铆接式制动瓦块,其型式代号为B;
c.组装式制动瓦块,其型式代号为C。
(2)制动瓦块按其材料分为:
a.铸铝制动瓦块,其代号用1表示;
b.铸铁(钢)制动瓦块,其代号用2表示。
3尺寸
制动瓦块的尺寸应符合图1和表1的规定
图1
4制动瓦主要尺寸
b
e
f
g
平行度公差
m
16
115
35
29
0.1
23
20
32
24
25
250
90
170
80
40
37
28
315
110
212
50
44.5
0.15
34.5
400
260
125
500
320
58
46
630
225
45
390
63
0.2
51
710
440
224
56
48
800
280
55
510
130
95
52
五技术要求
(1)各型制动瓦材料一般应不低与GB9439—1988《灰铸铁件》中HT20,对于特殊场合用材料可采用铸铝、钢板、锻钢、铸钢或球墨铸铁,材料抗拉强度应不低与360N
(2)铝质制动瓦销轴孔必须加钢套
(3)制动瓦在满足本次设计要求外,结构包括制动衬块的所有连接件应能保证制动衬块有效磨损厚度
(4)带制动衬套的制动瓦总成,所配用的制动衬块应符合JB/T7021.3-1993《制动器制动衬块》的规定
(5)制动瓦总成与制动轮的贴合面积应不小与设计面积60%,修磨后应达到70%.
(6)制动瓦内弧面与制动衬块之间的装配间隙,在任意处应不大于0.5mm.
(7)制动瓦总成应不笑小于其匹配制动轮径对应的最大额定力矩值1.25倍的静力矩条件下,不得产生影响制动性能的永久变形,如轴孔或铆钉孔变形、铆钉剪断或变形、粘接面开。
六制动衬块的设计与选用
1制动衬块按其与制动瓦的连接方式分为:
(1)粘接式制动衬块,代号E
。
(2)铆接式制动衬块,代号E
(3)组装式制动衬
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