1. 设计的意义及国内外状况
1.1设计的意义
制动系统是提升机不可缺少的重要组成部分,是提升机最关键也是最后一道安全保障装置,制动力矩的不足是导致提升设备过卷、放大滑等事故的直接因素。制动装置的可靠性直接关系到提升机的安全运行。我国许多煤矿矿井已经转向中、深部开采,多绳摩擦提升机适用于较深的矿井提升,它具有体积小、质量轻、安全可靠、提升能力强等优点。盘式制动器是近年来应用较多的一种新型制动器,它以其独特的优点及良好的安全性能被广大用户认可。盘式制动器与其它类型制动器相比较,其优点是:因多副制动器同时使用,即使一副制动器失灵,也不是影响一部分制动力矩,故可靠性高,操作方便,制动力矩可调性好、惯性小、动作快、灵敏度高、重量轻、结构紧凑、外形尺寸小、安装维护方便、通用性大等;但其缺点也比较明显:对于制动盘和制动器的制造精度要求较高,对闸瓦的性能要求较高等。盘式制动器所具有的优点在相当大的程度上可以满足生产和安全的需要,所以它在现代多种类型提升机中获得广泛的应用,随着盘式制动器发展的成熟,它的优越性会越来越明显,市场前景广阔。
1.2国内外研究现状
(1) 国内发展状况
由于矿井提升机的生产工艺和安全性的要求较高,其机械制造技术和电气控制技术一直是各国机械制造界和电气传动界的一个重要领域。处于发展中的我国也不例外,改革开放二十多年以来矿井提升机在研究、设计、制造及使用上,都取得了长足发展,特别是随着高产高效矿井的涌现,更促进了矿机提升机朝着大容量、大功率、高效率、高安全性、高可靠性、全数字化及综合自动化的方向深入持久的发展下去。
(2) 国外发展现状
近三十年来,国外提升机机械部分和电气部分都得到了飞速的发展,而且两者相互促进,相互提高。起初的提升机是电动机通过减速器传动卷筒的系统,后来出现了直流慢速电动机和直流电动机悬臂安装直接传动的提升机。上世纪七十年代西门子发明矢量控制的交一直一交变频原理后,标志着用同步电动机来代替直流电机实现调速的技术时代已经到来。1981年第一台用同步机悬臂传动的提升机在德国Monopol矿问世,1988年由MAVGHH和西门子合作制造的机电一体的提升机(习惯称为内装电机式)在德国Romberg矿诞生了,这是世界上第一台机械和电气融合成一体的同步电机传动提升机。在提升机机械和电气传动技术飞速发展的同时,电子技术和计算机技术的发展,使提升机的电气控制系统更是日新月异。早在上世纪七十年代,国外就将可编程控制器(PLC)应用于提升机控制。上世纪八十年代初,计算机又被用于提升机的监视和管理。计算机和PLC的应用,使提升机自动化水平、安全、可靠性都达到了一个新的高度,并提供了新的、现代化的管理、监视手段,使安全保护性能又有了新的提高。
(3) 国内外现状存在的差距:
与国外工业发达国家比较,我国的提升机制动系统仍然存在着较大的差距,主要表现在: ①产品的规格、品种、性能及参数还不能满足采矿工艺发展和设计造型的要求;②产品水平低、产品质量仍存在一定问题;③自动化程度低;④能耗高和效率低。
2. 主要研究内容
本文针对提升机制动系统进行设计,选择的是盘式制动器打的设计,其结构图如下:
根据选择的制动器完成提升机的制动系统设计,主要内容如下:
(1)确定提升机的制动装置
(2)提升机制动装置的结构设计
(3)制动器的工作可靠性评定
(4)零件图及装配图的绘制
3. 设计方案以及研究步骤
3.1 研究方案
先进行文献调研——熟悉提升机及其制动系统装置的发展状况——确定提升机制动系统设计的方案——确定盘型制动器的制动盘、天轮、闸瓦等参数计算和校核——对设计制动器的工作可靠性进行评定——撰写毕业设计说明。
3.2 设计步骤
制动系统的设计步骤如下图:
第一部分:绪论 (介绍提升机的构造、分类、工作原理及制动系统的发展)
第二部分:方案设计分析 (由选定的制动器来确定提升机的制动系统设计)
第三部分:制动系统的总体设计(通过对选定的制动器的分析,确定设计方案及设计流程——确定制动器的结构——制动盘、天轮、闸瓦、活塞的参数计算及校核——绘制零件图和装配图)
总结 (分析设计制动系统的可行性并编写工艺文件)
参考文献
5. 工作进度
第1—5周,仔细阅读相关书籍,熟悉提升机制动系统相关设计过程,完成开题报告。
第6—11周,完成提升机型号的选择,设计一套制动系统,对制动器中的各部件进行结构设计并进行强度校核。
第12—15周,对设计的制动器进行可靠性计算及评定,完成装配图和主要零件图的绘制。
第16周,整理计算说明书。
6. 存在的问题及拟采取的解决措施
6.1 存在的问题
由于对部分专业知识的不熟练,不能准确合理计算该制动系统制动力及制动器最大制动力矩、鼓式制动器的结构形式及选择、鼓式制动器主要参数的计算与确定、摩擦衬块的磨损特性计算、制动器热容量和温升的核算、制动力矩的计算与校核等。
6.2 采取的解决措施
本次设计的目的是通过合理整和已有的设计,阅读大量文献,掌握机械设计的基本步骤和要求,以及传统的机械制图的步骤和规则;掌握鼓式制动器总成的相关设计方法,以进一步扎实汽车设计基本知识;学会用AUTO CAD,UG等三维软件进行基本的二维或三维建模和制图,同时提高分析问题及解决问题的能力。提出将各种设计方法互相结合,针对不同的设计内容分别应用不同的方法,以促进其设计过程方法优化、设计结果精益求精。
参考文献
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