Solid Edge软件在绘制牌坊式深度指示器中的应用.docx

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SolidEdge软件在绘制牌坊式深度指示器中的应用

SolidEdge软件在绘制牌坊

式深度指示器图纸中的应用

部门：

姓名：

指导老师：

2013年7月20日·北京

SolidEdge软件在绘制牌坊式深度指示器图纸中的应用

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摘要：

本文简单介绍了用于矿井提升机的牌坊式深度指示器的工作原理及安装、维护保养方面的基础知识，并阐述了制图过程中使用SolidEdge软件处理几个设计难题的方法技巧，希望为同行起到借鉴作用。

关键词：

牌坊式、深度指示器、矿井提升机

1.引言

1.1深度指示器的作用

用于矿井提升机的深度指示器，是矿井提升机的一个重要附属装置。

它能够向提升司机指示提升容器在井筒的相对位置。

近代提升机控制系统的设计特别强调安全可靠性，所以提升过程监视和安全回路是现代提升机控制系统的重要环节。

提升过程监视主要是对提升过程中的各种工况参数如速度、电流等进行监视以及各主要设备的运行状态监视。

其目的在于使设备运行过程中的各种故障在出现之前就得以处理，防止事故发生。

安全回路旨在出现机械、电气故障时控制提升机进入安全保护状态。

为确保人员和设备的安全，一定要确保提升机在出现故障时能准确地实施安全制动。

为满足以上技术要求，深度指示器上装有可发出减速信号的装置和过卷开关，当提升容器接近井口停车位置时，信号发生装置能发出减速提示声，提醒司机注意操作；当司机操作失误，提升容器撞到井架上设置的过卷开关或深度指示器上的螺母碰到其上面的过卷开关时，立即切断安全保护回路，电动机断电，保险闸制动；同时深度知识指示器上具有限速装置，当提升容器到达终点停车位置前的减速阶段，通过限速装置可将提升机速度限制在2米/秒。

1.2深度指示器分类

深度指示器按其测量方法的不同，可分为直接式和间接式。

直接式测量在原理上可采用以下几种方法：

1在钢丝绳上充磁性条纹；

2利用有规律的钢丝绳花作行程信号；

3利用高频雷达、激光或红外测距装置等。

这类深度指示器的优点是测量直接、精确、可靠，不受钢丝绳打滑或蠕动等影响。

间接式测量时通过与提升容器连接的传动机构间接测量提升容器在井筒中的位置，一般是通过测量提升机卷筒转角，再折算成行程。

这类深度指示器的优点是技术设备简单，易于实现；缺点是体积比较大，指示精度不高，容易受钢丝绳打滑、蠕动或拉伸变形等因素的影响。

我国目前使用的矿井提升机深度指示器仍采用间接测量式。

2.牌坊式深度指示器

牌坊式深度指示器是目前我国矿用提升机中主要使用的深度指示器系统，它是由牌坊式深度指示器和深度指示器传动装置两大部分组成。

深度指示器传动装置又分为传送轴和传动箱两个部分。

图2.1所示为牌坊式深度指示器结构图。

图2.1牌坊式深度指示器结构图

2.1牌坊式深度指示器的工作原理

图2.2所示为牌坊式深度指示器传动原理图。

由图2.1和图2.2可以看出牌坊式深度指示器主要由传动轴、直齿轮、锥齿轮、直立的丝杠、梯形螺母、支柱、标尺等组成。

图2.2牌坊式深度指示器传动原理图

在提升机工作时，其主轴带动深度指示器上的传动轴，直齿轮、锥齿轮带动两个直立的丝杠以相反方向旋转，利用支柱分别限制装在丝杠上的左旋梯形螺母旋转，因两个丝杠都是右旋，故迫使两个螺母，只能沿支柱作上、下相反方向运动，带动螺母指针上下移动，从而指示出井筒中两容器一个向上，另一个向下的位置。

在两支柱上固定着的标尺上，用缩小的比例根据矿井的具体情况，刻着与井筒深度或坑道长度相适应的刻度，深度指示器丝杠的转数与提升机主轴的转数成正比，而主轴转数与提升容器在井中的位置相对应，当装有指针的梯形螺母移动时，则指明了提升容器在井筒的位置。

当提升容器接近减速位置时，梯形螺母上的掣子就碰上信号拉杆柱销，柱销将信号拉杆逐渐抬起，连在信号拉杆上的撞针跟着偏移上升，当螺母运行至减速点时，柱销从螺母的掣子上脱落，撞针即撞击信号铃，发出减速开始信号，同时信号拉杆上的碰块拨动限位盘下的减速极限开关，向电气控制系统发出减速信号，使提升机进入减速过程。

如提升容器到达停车位置仍未停车，螺母将继续运动，当过卷距离超过设定的距离时，梯形螺母上的碰块拨动过卷极限开关装置，提升机立即安全制动。

信号拉杆的柱销位置及减速和过卷开关的位置可根据提升机的使用情况进行调整。

若在运行过程中，因为提升绳产生滑动与蠕动，导致指示器显示与提升容器位置存在偏差，就有可能发生失误操作，引起事故。

2.2牌坊式深度指示器的安装要求

深度指示器在出厂前，已按相关的标准进行了严格的调试，一般情况下在安装时不再拆卸装配，但需严格检查各项，在安装现场应根据实际的停车位置调整行程开关的位置。

在深度指示器未与主轴装置联接之前，用手转动深度指示器输入轴，传动系统是应灵活可靠，输入轴拨动的转动力矩应小于3NM。

逐个检查行程开关的紧固螺栓是否可靠，拨动开关是否灵活可靠。

按电气说明书和电气接线图逐个检查电路情况。

指示标尺应在提升机安装时进行刻度，即在标尺上用白漆画出与井筒深度或坑道长度相适应的分格（用缩小的比例）。

指针航程为标尺全长的2/3以上传动装置应灵活可靠，指针移动时不得与标尺相碰传动轴的安装与调试应保证齿轮啮合良好，主轴轴头的一对锥齿轮间隙应调好，以免别劲，造成断信号事故。

2.3牌坊式深度指示器的使用维护和保养

深度指示器应定期保养，通常是给传动齿轮和轴承内加缝纫机油润滑，并经常清洗传动部分的粉尘。

油箱内应保证有足够的润滑油，使蜗杆、圆柱齿轮、圆锥齿轮浸于油内。

每年要更换油箱内的油。

经常察看铰链连接并润滑之。

经常检查主轴端部锥齿轮的啮合间隙，以免间隙小别坏锥齿轮而导致断信号的事故发生。

使用中指针如出现振动、爬动或自整角机发出不正常的嗡嗡响声，应当及时处理，以免引起事故。

处理方法如下：

1如果出现指针振动或爬行现象，通常是机械阻力过大，或自整角机有问题，可以对深度指示器的传动部分转动进行清洗，然后加人缝纫机油润滑同时检查深度指示器是否密封，若有密封不严或漏孔处，可设法盖严，防止粉尘进人。

2如果出现自整角机有较大的嗡嗡声，可检查自整角机的轴是否弯曲，可设法校正或更换新的自整角机，检查各转动处有无卡阻、各齿轮有无打毛，若有则消除之。

如果这样处理还是不行，可试着把对应的自整角机换掉。

另外，在深度指示器使用中，特别是提升机全速行驶时，如遇到突然停电产生紧急制动，重新给电后一定要校正指示器指针和容器实际位置的差异，只有当校正无误后才允许重新投入正常运行。

3.SolidEdge软件在绘图中的作用

3.1对零部件设计图纸进行检查纠错

在进行零件设计时，应该力求设计出耗费最少、最经济的零件，使其具有良好的结构工艺性。

设计好的零件在投入生产前，一定要对零部件的主要配合尺寸，特别是过盈配合尺寸及相关精度进行仔细检查，防止装配时发生干涉现象。

使用SolidEdge软件可以通过二维设计图绘制出零件的三维实体模型，再以三维模型为基础生成二维工程图并进行尺寸标注。

这个过程能有效地对设计零件进行检查和改正。

同时，SolidEdge软件的装配功能可以仿真零部件装配好的样子，以检查零部件的设计是否合理，是否有干涉现象的发生。

3.2具有强大的功能模块

进行零件绘制时，往往有很多复杂的结构让我们无从下手。

SolidEdge软件强大的功能模块帮我们解决了这个难题。

无论是形状怪异的弯管，还是丝杠、弹簧，只要一个按钮，就能轻松绘制成型。

4.SolidEdge软件在绘制牌坊式深度指示器中的应用

牌坊式深度指示器的图纸分为减速极限开关装置、过卷极限开关装置、左旋梯形螺母、撞针、挡罩、自整角机限速装置等部分。

转化过程中，通过对深度指示器的结构原理分析，发现的一些小问题以及解决办法总结如下。

4.1牌坊式深度指示器中弹簧的画法

图4.1弹簧

图4.2弹簧草图的绘制

刚开始进行图纸转化时，拿到一个弹簧，不知道从何入手，其实只要掌握方法，弹簧是很好绘制的。

图4.1中所示弹簧的生成过程，就是在SolidEdge中绘制一个螺旋，选择“添加-螺旋”功能，开始绘制草图，草图的绘制如图4.2所示。

图中长度为38的直线即为弹簧的轴长。

弹簧螺距为3.7，参数设置如图4.3所示。

这样弹簧的绘制就完成了。

图4.3弹簧的参数设置

SolidEdge中的螺旋功能，同样适用于丝杠的绘制。

简言之，丝杠是梯形的弹簧，只要把草图中的圆形换成梯形，就能得到丝杠。

4.2装配尺寸的检查与修改

在绘制牌坊式深度指示器挡罩部分时，按照原图中所给的装配尺寸300装配挡罩中的两个撑架，当把挡罩组装到总装配图中的时候，却不能成功装配。

仔细进行检查，发现原图中所给的尺寸300是错误尺寸，实际中两个撑架的距离应该是302,如图4.4所示。

修改后挡罩部分就能成功安装在牌坊式深度指示器的总装配图中了。

图4.4挡罩

5.结论

SolidEdge是基于参数和特征实体造型的新一代机械设计CAD系统。

它是为设计人员专门开发的、易于理解和操作的实体造型系统并完全执行设计工程师的意图。

专业设计人员完全可以利用参变数技术，完成几乎任何机械零件或装配件的造型，并且可以把SolidEdge特征保存在特征库内供以后使用。

在绘制牌坊式深度指示器的过程中，SolidEdge不仅是作为一个绘图工具，它还能帮助我们对设计中存在的错误进行检查和更改，有效的提高了图纸转化的效率。

6.参考文献

[1]冯树旭.矿井提升机控制系统设计.中南大学硕士学位论文.2005.

[2]山东泰鼎矿山机械有限公司.单绳缠绕式矿井提升机你使用说明书.