毕业设计（论文）2JTP1.6×0.920型提升机制动系统的设计

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1、摘 要摘 要本次设计主要以2JTP-1.60.9/20型提升机制动系统的设计以及分析为主，介绍了提升机的发展状况、作用、液压制动系统工作原理和一些元部件的结构原理，根据所掌握的参数拟定设计方案。针对老式提升机采用的电液阀制动做了相应的对比，并对比例阀控制做出了分析。因在提升机制动系统中，安全性要求非常严、维修率大，制动系统发生了故障，将造成严重后果，因此这次设计针对提升机制动系统选配具有良好性能的保护装置。随着科学技术的发展，提升机制动系统也有了较大的变化，由块闸制动演变成闸盘制动，从以往所使用的电液阀制动转变为现代技术所采用的比例阀制动，采用比例阀控制制动有众多好处，与比例放大器配合，用电信

2、号实现对流量、压力和流向的控制，可进行远距离控制，构成自动控制系统，既可开环控制，也可闭环控制。它的控制原理简单、控制精度高、抗污染能力强、价格适中，受到人们普遍重视，使得该技术得到飞速发展。这次设计选用的是TP系列盘闸制动器，它能提供平稳均匀的摩擦制动力及零部件互换性好，与电控和液压系统配合，能使大型机电设备保持平稳地减速停车，这种制动器在矿山得到广泛的应用。关键词：液压制动；电液阀；比例阀；盘形制动器IAbstractAbstractThis design focuses on 2JTP-1.6x0.9/20 design and analysis of hoist braking sys

3、tem as the primary, introduced the hoist hydraulic braking system of the status, role, principle of working principle and structure of certain components, according to the available parameters to develop design solutions. For the old hoist braking the appropriate comparison is done using electro-hyd

4、raulic valve and proportional valve control to make the analysis. Because of hoist braking system, very strict security requirements, maintenance, and braking system fails, will have serious consequences, so the design for hoist braking systems matching protectors with good performance. As science a

5、nd technology of development, upgrade mechanism dynamic system also has has larger of changes, by block gate brake evolution into gate disc brake, from past by using of electric liquid valve brake change for modern technology by used of proportion valve brake, used proportion valve control brake has

6、 many benefits, and proportion zoom Manager tie, with signals implementation on flow, and pressure and flows of control, can for far distance control, constitute automatic control system, both can open ring control, also can closed ring control. Control principle of its simple, high control precisio

7、n, strong anti-pollution capacity, affordable, receive widespread attention, making the technologies have developed rapidly. This design is the selection of TP series brake disc brake, it will provide a smooth friction force of the uniform and the good parts interchangeability, and electrical and hy

8、draulic control systems, can make large electromechanical equipment maintain smooth deceleration parking, this widely application of brake in mine.KeyWords: hydraulic brake; electro-hydraulic valve proportional valve; disc brakes。V目 录目录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 提升机的概述11.1.1 提升机的任务11.1.2 提升机的构造11.1.3 矿井

9、提升机的分类11.1.4 提升机的工作原理21.2 提升机制动系统的发展趋势41.3 本次设计的主要任务和目的41.3.1 设计任务41.3.2 设计目的42 2JTP-1.6 /20提升机制动系统的设计方案52.1 制动系统的方案52.2.1 制动系统的作用52.2.2 制动系统的要求52.2 制动系统的分类62.2.1 块闸制动器分类62.2.2 盘闸制动器62.3 拟定提升机制动系统方案73 2JTP-1.6/20提升机制动系统的设计、计算83.1 提升系统技术规格参数83.2 提升系统力计算83.2.1 提升系统的静阻力83.2.2 变位质量的计算93.3 计算并选用盘形制动器113.

10、3.1 正压力113.3.2 制动力矩的计算124 液压系统设计、计算144.1 液压系统方案144.1.1 液压系统的作用144.1.2 液压系统的结构组成144.1.3 液压系统的优缺点144.2 液压系统工况分析154.3 拟定液压系统工作原理154.3.1 液压站的工作原理154.3.2 液压站的结构164.3.3 液压站的主要技术参数164.3.4 最大油压值的确定184.3.5 二级制动油压的确定194.4 液压元件的选用204.4.1 动力元件的确定204.4.2 控制元件的确定214.4.3 放大器与比例阀的使用224.5 液压站用料表245 安装、调试及使用维护255.1 盘

11、型制动器的调整及调试要求255.1.1 盘型制动器的安装调试要求255.1.2 盘型制动器的调整255.1.3 闸瓦间隙的调整要求265.2 盘形制动器的使用维护265.3 液压系统的安装及调试275.3.1 液压系统的安装275.3.2 液压系统的调试285.3.2 液压站的调试295.4 液压系统的使用及维护305.4.1 液压系统的使用注意事项305.4.2 液压站的注意事项315.4.3 液压系统的维护保养32结 论34参考文献35致 谢36附表一37附表二371 绪论1 绪论1.1 提升机的概述矿井提升机是一种大型绞车，也称为矿井卷扬机。用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，也

12、是井上与井下的唯一通道，矿井提示机承担着人员、物料、设备和煤炭等的运输任务，是矿山关键设备之一，也是矿山的喉咙部位。矿井提升机属往复运动的大型生产机械，它具有自身惯性大、载荷及其变化也大、载荷性质属位能性负载、运行速度快、调速范围广等一系列特点，其运行性能的优劣，不仅直接影响到矿山的正常生产和生产效率，而且还与设备及人身安全密切相关。1.1.1 提升机的任务（1）提升有用矿物、矿石、煤炭。（2）提升井下生产过程中产生的矸石、煤泥。（3）升降人员、运送设备和下放物料。1.1.2 提升机的构造矿井提升设备的主要组成部分有：提升钢丝绳、平衡钢丝绳、提升容器、井架、天轮、井筒设备（包括罐道、罐梁）等组

13、成。一般的矿井提升机都有两个提升容器，并且两个提升容器在矿井中做方向相反的直线运动，即一个提升容器以一定的速度上升时另一个提升容器以相同的速度下降。提升机的组成：卷筒（滚筒、调绳装置）、减速器、电动机、液压制动系统（液压站、润滑站、盘形制动器）、深度指示器、电控系统，如图1-1所示：1.1.3 矿井提升机的分类（1）按钢丝绳在卷筒上的连接形式分为缠绕式提升机、摩擦式提升机分为多轮的、单轮的(落地式、塔式)。（2）按井上或井下使用分为地面式提升机、井下式提升机（电气防爆式、液压传动式、其他传动）。（3）按卷筒结构形式分为绞轮、圆锥形、圆柱圆锥形、圆柱形（圆柱卷筒型、可分离圆柱卷筒型）。（4）按电

14、气传动形式分为交流式、直流式。（5）按传动形式分为电传动、液压传动。（6）按提升绳的多少分为单绳式、多绳式。（7）按卷筒数分为单筒式、多筒式。图1-1 提升机组成结构1.1.4 提升机的工作原理（1）缠绕式提升机工作原理图12 单绳缠绕式提升机工作原理示意图1卷筒 2钢丝绳 3天轮 4提升容器 5平衡尾绳缠绕式提升机是利用钢丝绳在滚筒上的缠绕和放出，实现容器的提升和下放。钢丝绳的一端固定在滚筒上，另一端绕过天轮与提升容器连接，当滚筒由电动机拖动以不同的方向转动时，钢丝绳或在滚筒上缠绕或放出，以带动提升容器（如图12）所示。缠绕式双卷筒提升机具有两个卷筒，每个卷筒上固定一根钢丝绳，钢丝绳在两卷筒

15、上的缠绕方向相反。（2）摩擦式提升机的工作原理摩擦式提升机的工作原理是利用摩擦传递动力。钢丝绳搭放在摩擦轮的摩擦衬垫上，提升容器悬挂在钢丝绳的两端，在容器底部还悬挂平衡钢丝绳。提升机工作时拉紧的钢丝绳以一定的正压力紧压在摩擦衬垫之间便产生摩擦力。在这种摩擦力的作用下，钢丝绳便跟随摩擦轮一起运动，从而实现容器的提升或下放（如图13）所示。图13多绳摩擦式提升机工作原理示意图1 卷筒 2 天轮 3 钢丝绳 4 提升容器（3）多绳摩擦式提升机与单绳缠绕式提升机的对比优点 1）摩擦式提升机一般采用多根钢丝绳。在相同条件下，每根钢丝绳直径较细，摩擦轮直径也相应较小，宽度也较窄，整个提升机尺寸减小，质量减

16、轻。2）由于摩擦轮直径小，在相同提升速度时，可以使用较高转速的电机和较轻的减速器。3）多根钢丝绳同时提升，安全性能好。4）偶数根钢丝绳，钢丝绳捻向是左右各半，消除了提升容器在提升过程中的转动，减轻了容器罐耳对罐道的摩擦。缺点1）对多根提升钢丝绳与平衡钢丝绳的悬挂、调整、更换、检查和维护工作都比较复杂和困难。2）由于摩擦式提升机钢丝绳不能做试验，故使用期限不得超过两年，当一根更换时，为了保持每根钢丝绳的工作条件相同， 不得不更换全部钢丝绳。3）钢丝绳外部不允许涂油太多，应用特殊的增磨脂。1.2 提升机制动系统的发展趋势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

17、各国机械制造界和电气传动界的一个重要研究领域。处于发展中的我国也不例外，改革开饭20多年以来矿井提升机在研究、设计、制造及使用上，都取得了长足进展，特别是随着高产高效矿井的涌现，更促进了矿井提升机朝着大容量、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地发展下去。根据现代技术的发展，由块闸制动演变成闸盘制动，从以往所使用的电液阀制动转变为现代技术所采用的比例阀制动，采用比例阀控制制动有众多好处，与比例放大器配合，用电信号实现对流量、压力和流向的控制，可进行远距离控制，构成自动控制系统，既可开环控制，也可闭环控制。1.3 本次设计的主要任务和目的1.3.1 设计任务（1

18、）本设计根据制动器和液压系统的优点拟定出一个可靠性方案。（2）再根据滦县兴远矿业有限公司油榨铁矿所给参数计算出静阻力、变位质量制动力矩、拖动力矩、正压力、最大油压、一级制动油压等等相关数值，然后选用匹配的盘形制动器、比例阀等等元件。（3）利用比例阀控制油压实行液压制动效果。1.3.2 设计目的本次的目的是对2JTP-1.6/20提升机（附表一）制动系统做一次设计、计算和分析，通过设计与计算选用出与之匹配的制动器和液压系统所需元件，进而使用液压系统控制提升机的升降，达到安全制动。通过液压执行元件对提升机力、速度、和方向进行连续、成比例地控制，实行远距离控制。132 2JTP-1.6/20提升机制

19、动系统的设计方案2 2JTP-1.6 /20提升机制动系统的设计方案2.1 制动系统的方案2.2.1 制动系统的作用（1）在提升机停止工作时，能可靠地闸住提升机，即正常停车；（2）在减速阶段及下放重物时，参与提升机的控制，即工作制动；（3）当发生紧急事故时，能迅速而合乎要求地闸住提升机，即安全制动；（4）双滚筒提升机在更换水平，调节钢丝绳长度或更换钢丝绳时，应能闸住提升机的活滚筒，松开死滚筒。2.2.2 制动系统的要求（1）对于竖井倾斜角在30以上的斜井，工作制动或安全制动的制动力矩不得小于提升或下放载荷时最大静力矩的三倍；井筒倾斜角小于30时，应不小于下表2-1的要求：表2-1 工作制动、安

20、全制动的要求井筒倾角20202530制动力矩设计载荷最大静力矩1.82.02.63.0斜井倾角为变化者，按最大倾角计算。（2）双滚筒提升机在活滚筒与主轴脱开，用定车装置调整两个滚筒相对位置时（如更换水平或调绳时），制动系统在各滚筒上的制动力矩，不得小于该滚筒所选提升容器和钢丝绳重量造成的静力矩的1.2倍；（3）在竖井和倾角30以上的斜井，制动系统所产生的安全制动减速度：在下放重载时，不得小于1.5m/s；在提升重载时，不得超过5m/s。井筒倾角小于30时，下放重载的安全制动减速度不得小于0.75m/s，提升重载的安全制动减速度不得大于下表2-2规定：表2-2提升重载安全制动减速度的规定井筒倾角

21、1015202530减速度（米秒）1.82.63.44.25.0斜井倾角为变化者，按最小倾角计算。（4）对于摩擦式提升机，工作制动或安全按制动产生的减速度，不得超过钢丝绳的滑动极限，即不引起钢丝绳打滑。（5）安全制动必须能自、迅速和可靠地实现，其制动器的空动时间（由安全制动开始动作起至闸瓦刚刚接触到制动轮上的一段无效时间），对于块闸制动器不得超过0.5s，对于盘闸制动器，不得超过0.3s。2.2 制动系统的分类2.2.1 块闸制动器分类（1）角移式制动器，其优点是结构简单，缺点是围抱角较小,所产生的制动力矩也较小，而且由于闸瓦表面的压力分布不够均匀，闸瓦上下磨损也不均匀。（2）平移式制动器，其

22、优点是围抱角比较大、产生的制动力矩较大、闸瓦压力及磨损较均匀，缺点是结构复杂。（3）综合式制动器，其优点是结构简单，闸瓦表面的压力分布均匀，因而闸瓦磨损均匀。缺点是围抱角较小，=6070,因而制动力较小。 2.2.2 盘闸制动器（1）主要技术性能1）提供平稳均匀的摩擦制动力；2）产品及零部件互换性好；3）与电控和液压系统配合，使大型机电设备的停车减速度保持在0.05-0.3m/s24）系统突然断电时，仍能保证大型机电设备平稳地减速停车；5）能满足井下防爆要求。（2）使用环境1）工作环境温度不大于40；2）无足以锈蚀金属的气体及尘埃的环境；3）无滴水、漏水的地方。（3）盘形制动器的结构原理及工作

23、原理液压制动器的结构如图21所示，主要有调整螺母1、活塞2、缸体3、基架4、碟形弹簧5、闸盘6、闸瓦7、制动盘8组成。液压组件可单独整体拆下并更换。图21盘制动器的结构液压制动器的制动力是由闸瓦7与制动盘8摩擦而产生的。因此调节闸瓦对制动盘的正压力即可改变制动力。而制动器的正压力N的大小决定于油压P与蝶簧5的作用结果。机电设备正常工作时，液压P达最大值，此时正压力N为0，并且闸瓦与制动盘间留有11.5mm的间隙。即制动器处于松闸状态。当机电设备需制动时，根据工况和指令情况，电液控制系统将按预定的程序自动减小油压以达到制动要求。当闸瓦7磨损，制动器与制动盘的间隙大于2mm时，通过调整螺母1来调整

24、闸瓦间隙。2.3 拟定提升机制动系统方案块闸制动器用于老产品KJ系列提升机，对于现在技术发展来说，块闸制动器已经落后了，但有的矿山也有使用这种老式制动器，本次设计以盘闸制动器作为制动工具，它和块闸制动系统相比，结构比块闸制动器更紧凑、重量更轻、安全性更好、动作更为灵敏、便于矿井提升自动化。根据现在科技发展状况来看，大都已经采用盘闸制动系统，实现自动化管理。3 2JTP-1.6/20提升机制动系统的设计、计算3 2JTP-1.6/20提升机制动系统的设计、计算3.1 提升系统技术规格参数油榨铁矿副井提升参数见表3-1表3-1油榨铁矿副井提升参数提升机参数提升机型号2JTP-1.60.9/20罐笼

25、参数2# 单层（旧）轻型罐笼，规格18001080mm，自重1140kg，最大载重1.7t，乘人数9人，个数：2矿车参数矿车型号YFC0.7（6）翻转式矿车，矿车容积0.7m3电动机电机型号JR-126-6型（见附表二）减速器减速比20钢丝绳参数绳直径20mm（规格619）钢丝直径1.3mm悬垂高度176m井深163m3.2 提升系统力计算3.2.1 提升系统的静阻力上升册钢丝绳的静拉力为(3-1)下降侧钢丝绳的静拉力为：(3-2)式中 Q有益载荷（Q=16660N）； Qz空容器自重（Q=11172N）； p钢丝绳每米重量（p=14N/m）； H提升高度（H=163m）； s上升侧矿井阻力(

26、N)； x下降侧矿井阻力(N)。提升系统的静阻力Fj是两根钢丝绳的静力差为：(3-3)式中s +s的值仔细计算比较困难，目前生产中，一般对箕斗提升机用0.15Q表示它们的和，对罐笼提升机用0.2Q来计算，即：(3-4)式中 矿井阻力系数箕斗提升K=1.15，罐笼提升K=1.2; X取值为零。3.2.2 变位质量的计算提升开始时，提升系统的各个运动部件都要加速，为了便于计算总的惯性力，把各部件的质量都变位到提升机滚筒表面缠绳的圆周上。系统变为质量的总和称为提升系统的总变为质量。提升系统中有三部分作旋转运动，即提升机的旋转部件、天轮和电动机的转子。提升机和天轮的变为重量在规格表中可以查出。钢丝绳弦

27、长为： (3-5)式中 Dt天轮直径（Dt=1.6m）； Hj井架高度（Hj=13m）； Ls滚筒中心线至井筒中钢丝绳间水平距离（Ls=20m）； C0滚筒中心线与井口水平高差（C0=1m）。有公式（3-5）可得：两钢丝绳重量为：(3-6)式中 HC钢丝绳由天轮到井底装载位置的悬长度（m）； 3D为了减少钢丝绳固定点的拉力，在滚筒上缠三圈摩擦圈绳长（m）； 30试验用绳长度（m）； nD多绳缠绕时为了在上下层过渡处每季度错动四分之一圈所用绳长（m）。有公式（3-6）可得：天轮变位重量为： （3-7） 电动机转子的变位重量为: （3-8） （3-9）提升机旋转部位变位重量为：提升系统的总变位重量

28、为： （3-10）提升系统的总变位质量为：（3-11）提升系统的惯性力为：（3-12）式中 a提升容器的加速度（m/s），a=0.75m/s。提升机作用在滚筒缠绕圆周上的托动力为：（3-13）3.3 计算并选用盘形制动器3.3.1 正压力图3-1 盘闸工作原理1活塞 2弹簧 3闸瓦 4制动盘 如下图3-1所示，活塞1同时受弹簧的作用力F2及压力油产生的力F1作用，故压向制动盘的正压力： (3-14)当改变油压P时，正压力N相应变化，在P=0时，F1=0，正压力达最大值Nmax;在P=Pmax时，F1F2,活塞压缩碟形弹簧，是全松闸状态，N=0。3.3.2 制动力矩的计算制动器在制动盘上产生的制

29、动力矩，取决于正压力N的数值，同时制动力矩应满足三倍静力矩Mj的要求： （3-15）式中 Mj静力矩（N）； Mz制动力矩（N）； Fc提升机最大静张力差（N）； Rm制动盘平均摩擦半径（m）； n提升机制动副数； 闸瓦对制动盘得摩擦系数（=0.350.5），取0.35 。有公式（3-13）可得：惯性力矩为：式中m为提升系统总变为质量，a为升降人员的减速度减速度。提升机主轴上的拖动力矩为：根据以上公式可知，n副制动器的制动力是79220N=79.22KN，可选TP1-25型制动器，见表1盘形制动器主要技术参数表：由此可得： (3-16)所以本设计选用4副制动器， 经计算分析2JTP-1.6/2

30、0提升机制动的结构布置如图4-2所示：盘型制动器的主要技术参数表表3-2 盘型制动器的主要技术参数表 型号参数TP1-25TP1-40TP1-60TP1-63TP1-63BTP1-80TP2-25TP2-40TP2-60TP2-63TP2-63BTP2-80额定正压力KN254060656580油压 Mpa5.28.3666.57活塞有效面积cm278.8478.84150.13150.13137150.13最大闸瓦比压N/ cm271.23114848484106允许最高摩擦温度210210210210210210图3-2液压制动结构组成4 液压系统设计、计算4 液压系统设计、计算4.1 液

31、压系统方案4.1.1 液压系统的作用（1）按矿井提升实际操作的需要，产生不同的工作油压，控制盘闸制动的工作制动力矩，从而实现工作制动；（2）在安全制动时能迅速回油，并实现二级制动；（3）根据多水平生产、或钢丝绳伸长时调绳的需要，控制滚筒提升机活滚筒的调绳装置。4.1.2 液压系统的结构组成（1）动力部分：液压泵为主，用以将机械能转换成液体压力能，有时也能将蓄能器作为紧急或辅助动力源。（2）控制部分：各类压力、流量、方向等控制阀，用以实现对对执行元件的运动速度、方向、作用力等的控制，也用于实现过载保护、程序控制。（3）执行部分：液压缸、液压马达等，用以将液体压力能转换成机械能。（4）辅助装置：管

32、道、蓄能器、过滤器、邮箱、冷却器、加热器、压力表、流量计等。4.1.3 液压系统的优缺点（1）优点1）液压系统的各种元件可根据需要方便、灵活的布置。2）重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。3）操纵控制方便，可实现大范围的无级调速。4）可自动实现过载保护。5）与电气配合，容易实现动作和操作自动化，与微电子技术和计算机配合，能实现各种自动控制。（2）缺点1）容易产生泄露，污染环境。2）适应的环境温度比机械传动小。3）因有泄露和弹性变形大，不易做到精确的定比传动。4）系统内混入空气，会引起爬行、噪声和振动。5）故障诊断与排除要求较高技术。4.2 液压系统工况分析从节省电能、控制简便等方面综合考虑

33、后，减速阶段采用自由滑行减速方式，所以在整个减速阶段拖动力为零，提升系统的静阻力是变化的。在提升过程中，分为六个阶段如图4-1提升系统工作图所示。4-1提升系统工作图4-1提升系统工作图4.3 拟定液压系统工作原理4.3.1 液压站的工作原理液压正常工作时，1号或2号系统工作，同时电磁换向阀G1（G1）得电、G2（G2）得电、G3（G3）得电，此时油泵出油口压力油经单向阀9.1（9.2）、电磁换向阀G1（G1）进入盘形制动器A管油缸。经电磁换向阀G3（G3）进入盘形制动器B管油缸。当操作者操作工作手柄时，盘形制动器油缸内的油压作相应的变化，保证提升机的正常工作。同时压力油经减压阀15.1（15

34、.2）单向阀9.3（9.4）向蓄能器19.1（19.2）储充二级制动压力。压力值由减压阀调定。当提升机实现安全制动时，油泵电机组首先断电停止供油，比例溢流阀12.1（12.2）和电磁换向阀G1（G1）断电。此时，液压站的A管制动器的压力油通过电磁换向阀G1（G1）迅速回油箱，油压降到零。控制B管制动器（双筒提升机为游动卷制动器）的电磁换向阀G3（G3）断电，接入二级制动油路。B管二级制动管压力油经电磁换向阀，一部分压力油进入皮囊式蓄能器内，另一部分由直动溢流阀13.1（13.2）溢流回油箱，使B管二级制动管内的压力油的油压值保持一级制动油压值P1级，经延时后（有电控柜控制约10秒）电磁换向阀G

35、2（G2）断电，G4（G4）得电,压力油经电磁换向阀G2、G4、（G2）（G4）回油箱，至此四个制动器达到完全制动（如图4-2所示）。4.3.2 液压站的结构液压站的动力源由两台齿轮泵-电机组组成。它们一开一备，油泵替换工作时，由液动换向阀自动切换，由于每台油泵出口装有板式单向阀，所以当一台油泵或电机损坏需维修更换时，可不停机进行。液压站油泵出口装有高压过滤器，进入液压站控制阀组和盘形制动器油缸的压力油均可得到充分的过滤，从而保证了液压站运行的可靠性，并延长液压元件的使用寿命。液压站运行过程中要经常观察滤油器是否被堵塞，当滤油器堵塞后，应及时更换滤芯。液压站的调压装置由电液比例阀和与它配套使用

36、的比例放大器组成。比例放大器置于电控柜内。液压站的安全制动部分由电磁换向阀、直动溢流阀、减压阀、单向阀组成。电磁换向阀用于控制盘形制动器油缸的进油和回油。直动溢流阀、减压阀、单向阀和蓄能器用于调节二级制动的压力值。通过对比例阀的分析，对液压站拟定了一套液压系统方案。利用比例阀和放大器的工作性能，对液压系统进行控制，从而实现液压制动工作。4.3.3 液压站的主要技术参数液压站的额定工作压力：6.3MPa液压站最大工作流量：9L/min164 液压系统设计、计算图4-2液压站工作原理1油箱 2吸油滤油器 3空滤器 4液位计 5齿轮泵 6联轴器 7电机8高压过滤器 9单向阀 10 电接点温度计 11

37、比例放大器 12比例溢流阀 13直流溢流阀 14耐震压力表 15减压阀 16电磁换向阀 17高压球型截止阀 18电接点压力表 19蓄能器 20测压软管 21压力变送器油箱容积：500L正常工作温度2060液压油牌号：夏季，N46抗磨液压油冬季，N32抗磨液压油油泵驱动电机：Y90L1-4-B5 1.5KW 1400rpm 380V液压站油液清洁度：NAS1638-10级电磁阀的控制电压为24V4.3.4 最大油压值的确定（4-1）式中 P0制动油压； C综合阻力，,（ Pa是机械全松闸时为保证闸瓦的必要间隙而压缩蝶形弹簧之力，折算成油压值为0.9MPa；Pb是液压缸、密封圈、弹簧阻力，折算成油

38、压值约0.7 MPa；Pc是液压站制动状态的残压，按最大残压计算为0.5 MPa。）（1）提升最大油压值的确定1）制动油压（不包括综合阻力）（4-2）其中：当1时，；当 1时， 1。式中 Gi整个提升机系统的变位重量； m整个提升机系统的变位质量； Fj实际最大静张力差； P1产品允许的最大油压值（查表3-2）；Fc产品允许的最大静力差。由公式（4-2）可得：由公式（4-1）可得：2）一级制动油压的确定竖井重物下放时为：（4-3）式中 一级制动油压值，单位为Mpa； z盘形制动器的副数（计算得知为4副）； A盘形制动器的活塞面积（查表3-2），单位mm2；由（4-3）可得：3）一级制动时间的确

39、定式中 Vmax提升速度，单位m/s ， Vmax=4m/s；a竖井重物下放加速度（a=1.5/s2）。4.3.5 二级制动油压的确定图4-3 二级制动油压变化曲线如图4-3二级制动油压变化曲线图所示，从系统工作压力最大油压即A点降到B点，此时液压站固定卷筒制动器处于制动状态， 整个卷筒受到1/2制动力矩。当液压站游动卷筒制动器油压值降到一级制动油压值P1级时，作用在制动器油缸内的油压从B点降到C点，经电器延时t1秒后到达D点，此时提升机已停车。接着油压由P1级迅速降到零（即从D点到E点），完成了二级制动，以三倍静力矩将卷抱死，提升机安全停车。4.4 液压元件的选用4.4.1 动力元件的确定（

40、1）液压泵的分类1）齿轮泵：分为外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵、摆线啮合齿轮泵和螺杆泵。2）叶片泵：单作用叶片泵、双作用叶片泵和凸轮转子式叶片泵。3）柱塞泵：径向柱塞泵和轴向柱塞泵（分斜轴式和直轴式）。（2）齿轮泵的结构组成一对几何参数完全相同的齿轮，齿宽为B，齿数为z，泵体前后盖板长短轴。如图4-4外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵结构原理所示：（3）外啮合齿轮泵的结构特点图4-4 外啮合泵和内啮合泵结构原理1）齿轮泵存在端面泄漏、径向泄漏和轮齿啮合处泄漏。2）端面泄漏占8085。图4-5外啮合型齿轮泵工作原理1-泵体2-主动齿轮3-从动齿轮3）端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿

41、零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力，其差值由一层很薄的油膜承受。4）泄漏与间隙补偿措施。（4）如图4-5外啮合齿轮的工作原理所示：泵体内有一对外啮合齿轮，齿轮两侧靠端盖封闭。当齿轮按图示方向旋转时，由齿轮的齿顶和啮合线把密封容积隔成两部分，即吸油腔和压油腔。啮合点右侧的轮齿脱开啮合，密封容积由小变大，形成部分真空，油箱里的油液在大气压力的作用下，通过吸油口被吸入，将齿间槽充满，随着齿轮的旋转，吸入的油液被齿间槽带入啮合点左侧的压油腔。在压油腔，轮齿进入啮合，密封容积由大变小，油液受到挤压，从压油口压到系统中。齿轮啮合线将吸油区和压油区

42、隔开，起配流作用。4.4.2 控制元件的确定（1）比例阀的分析比例控制技术是在开关控制技术和伺服控制技术之间的过渡技术，它具有控制原理简单、控制精度高、抗污染能力强、价格适中，受到人们普遍重视，使得该技术得到飞速发展。电液控制的核心是比例阀。电子放大器根据一个输入电信号电压值的大小，转换成相应的电流信号，这个电流信号作为输入量被送人比例电磁铁，电磁铁将此电流转换为作用于滑阀芯/锥阀芯的力，以克服弹簧力。电流增大，输出的力相应增大，该力或位移又作为输入量加给液压阀，后者产生一个与前者成比例的流量或压力。通过转换，一个电信号的变化，不但能控制执行器和机械设备上工作部件的运动方向，而且可对其作用力和

43、运动速度进行无级得调节。（2）比例阀具有的优点 1）用电信号实现对流量、压力和流向的控制，可进行远距离控制，构成自动控制系统，既可开环控制，也可闭环控制。 2）能连续地、按比例地对压力和流量进行控制。控制方便，且可避免压力和流量有级切换时的冲击。 3）静特性优于普通液压控制阀。动特性虽不如伺服阀但己可满足一般工业控制系统的要求。 4）抗干扰性能优于伺服阀。 5）维修、保养均比伺服阀简单，和普通液压控制阀相近。工作比伺服阀可靠。 7）一个比例阀可兼有几个普通液压阀的功能，可简化回路，减少阀的数量，从整个回路着眼，降低了造价，减少了维修的工作量，提高了可靠性。 8）功率损失较伺服阀小。（3）比例阀

44、的分类 1）比例压力阀：比例压力阀有比例溢流阀和比例减压阀；比例溢流阀分为直控式和先导式两种。 2）比例流量控制阀：普通电液比例阀是将流量阀的手调部分改换为比例电磁铁而成，节流阀的开度由输入比例电磁铁的电流信号来控制。 3）电液比例方向控制阀：将普通四通电磁换向阀中的电磁铁改成比例电磁铁并严格控制闷芯和阀体上控制边的轴向尺寸.即成为比例换向阀。此阀除可换向外，还可使其开口大小与输入电流成比例，以调节通过的流量，从而实现对执行元件运动方向和速度的控制。由于这种换向阀具有换向和节流的复合功能，又称为复合阀。（4）比例溢流阀的结构原理如图4-6所示为直控式比例溢流阀结构图，它相当于用比例电磁铁取代普

45、通直动式溢流阀中的调压手轮。弹簧2起传力作用，弹簧4防止阀芯与阀座的撞击。比例电磁铁1通过弹簧座对调压弹簧2施加预压缩力，锥阀芯3得到的指令力与液压力相互作用，当液压力大于弹簧力，压力油口P与回油口T接通。由于开口量变化小，弹簧2变形小，忽略液动力，控制压力与控制电流成正比。4.4.3 放大器与比例阀的使用比例阀与放大器必须配套。通常比例放大器能随比例阀配套供应，放大器一般有深度电流负反馈，并在信号电流中叠加着颤振电流。放大器设计成断电时或差动变压器断线时使阀芯处于原始位置或使系统压力最低，以保证安全。放大器中有时设置斜坡信号发生器，以便控制升压、降压时间或运动加速度或减速度。驱动比例方向阀的

46、放大器往往还有函数发生器以便补偿比较大的死区特性如图4-7比例溢流阀及比例放大器结构原理和电器原理所示。比例阀与比例放大器安置距离可达60m，信号源与放大器的距离可以是任意的。图4-6 直控式比例溢流阀结构原理1 比例电磁铁 2调压弹簧 3锥阀芯 4弹簧 5阀座 6阀体（a）（b）图4-7比例溢流阀及比例放大器结构原理和电器原理4.5 液压站用料表本次设计的液压站所需用的元件如表4-1所示：序号名称型号数量备注1油箱115080060012吸油滤油器MF-0623空滤器EF4-5014液位计LS-515齿轮泵CBTE-306-FPR26联轴器ML1(18/24)27电机Y-90L-4-B521

47、.5KW8高压过滤器ZU-H2520BOP29单向阀CRG-03-04-50410电接点温度计WSSX-411L-1001L=40011比例放大器BLF-D-11-D24-10212比例溢流阀BOG-02-C-50213直流溢流阀DG-02-B-22214耐震压力表YN100ZT1016MPa15减压阀RG-03-B-22216电磁换向阀 DSG-01-2B2-D24-N-50817高压球型截止阀QJH-10B418电接点压力表YNXC100ZT1016MPa19蓄能器NXQ1-L1/20H220测压软管HFH2-P2-3-P-1000221压力变送器HO-8001016MPa245安装、调试

48、及使用维护5 安装、调试及使用维护5.1 盘型制动器的调整及调试要求5.1.1 盘型制动器的安装调试要求（1）各制动器的制动缸对称中心线水平面与主轴轴心线应在同一水平面内，其偏差不得大于3mm。（2）在闸瓦与制动盘全接触的情况下，实际的平均摩擦半径不得小于设计的平均摩擦半径。（3）支架两侧面与闸盘两侧面的不平行度不大于0.2mm（中心平面）。（4）闸瓦粗糙度不大于Ra3.2um，偏摆不大于0.5mm。（5）同一副制动器的支架断面与制动盘中心线距离偏差不大于0.5mm。制动器的支架端面与制动盘的中心平面的平行度误差不得大于0.2mm。（6）同一副制动盘两闸瓦工作面的平行度不应超过0.5 mm。（

49、7）闸盘与闸瓦的接触面积必须大于60%，为保证闸瓦接触面积以减少贴摩时间，并保证闸瓦与制动液压缸中心安装后垂直，应先将闸瓦取下，以衬板为基准刨削闸瓦，直到刨平，再装配到制动器上。（8）装配好的制动器小心地吊到各个已找正好的垫板上，穿上地脚螺栓，但螺母不要拧紧，由液压站向制动器充油，各制动器开始制动使各闸座在正压力的作用下移到正确位置。再重复动作23次观察各闸座有无偏移。若无变形就可以将地脚螺栓的螺母拧死，进行二次灌浆，将垫板灌在水泥沙浆中，闸座不要灌死，以便大修时取出。5.1.2 盘型制动器的调整（1）将制动器与液压系统相连，液压系统正常工作后，调整制动盘与制动闸瓦间隙在11.5mm。调整时，

50、一副制动器的两个闸瓦应同时调整。调整好后，应进行试运转，并重新测量其间隙，如有变化应进一步调整。（2）闸瓦间隙调整好后，系统突然断电，观察制动器闸瓦是否能立刻贴到制动面上，如达不到要求应重新检查，直到调整正常为止。5.1.3 闸瓦间隙的调整要求（1）为避免切断柱塞上的密封圈而产生漏油现象，在安装或检修而拆装后第一次调整闸瓦间隙时，必须首先将调整螺栓向前拧入使闸瓦和闸盘贴合，然后分三级进行调整，即每一次充入最大工作油压的1/3油压，此时闸瓦由于蝶形弹簧压缩使之后移。随之将调栓向前拧，推动闸瓦与闸盘贴上，第二次充入最大工作油压的2/3油压，第三次充入最大工作油压调到闸瓦间隙为1mm。（2）闸盘两侧

51、每对盘形制动器的闸瓦间隙应调整得相等。其偏差不应超过0.1mm。调整螺栓拧紧程度应尽量一致，否则将影响制动力。（3）调整闸瓦间隙时要相应的调整返回弹簧，调整时以保证闸瓦能迅速返回为宜，弹簧预压力不宜过大，以避免影响制动力矩，如返回弹簧全部压死可使制动力矩全部丧失（注：液压缸后置式盘行制动器无此要求）。5.2 盘形制动器的使用维护（1）闸瓦不得沾油，使用中闸盘不得有油，以免降低闸瓦的摩擦系数影响制动力。（2）在正常使用中应经常检查闸瓦间隙，如闸瓦间隙超过2mm时应及时调整，以免影响制动力。（2）在作重物下放使用的矿井，不能全靠机械制动，这样会使闸盘发热，一旦出现紧急情况就会影响制动力矩、造成重大

52、事故，应采用动力制动等。（4）更换闸瓦时应注意将闸瓦压紧，尺寸不符合时应修配。（5）在提升机正常运转时，若发现制动器液压缸漏油应及时更换密封圈。（6）修理制动盘时应将容器搁在井底或井口的罐坐上（空容器），或将两容器提升到中间平衡状态进行检修。检修时要有一、二副制动器处理制动状态。（7）闸盘粗糙度不够和闸盘端面偏摆量大都将加速闸瓦的磨损，建议重车闸盘。（8）单绳提升机由于主轴承轴瓦磨损引起闸盘轴向窜量大，将加速闸瓦的磨损，建议修主轴承轴瓦。（9）提升机在正常运行中发现松闸慢时应用放气阀放气。（10）每年或经5105次制动作用后，应检查蝶形弹簧组。5.3 液压系统的安装及调试5.3.1 液压系统的

53、安装(1)安装前的准备工作和要求 液压系统的安装应按液压系统工作原理图，系统管道连接图，有关的泵、阀、辅助元件使用说明书的要求进行。安装前应对上述资料进行仔细分析，了解工作原理，元件、部件、辅件的结构和安装使用方法等，按图样准备好所需的液压元件、部件、辅件。并要进行认真的检查，看元件是否完好、灵活，仪器仪表是否灵敏、准确、可靠。检查密封件型号是否合乎图样要求和完好。管件应符合要求，有缺陷应及时更换，油管应清洗，干燥。 (2)液压元件的安装与要求 1）安装各种泵和阀时，必须注意各油口的位置不能接错，各接口要固紧，密封要可靠，不得漏油。 2）液压泵输入轴与电动机驱动轴的同轴度应控制在= 0.1mm

54、以内。安装好后用手转动时，应轻松无卡滞现象。 3）液压缸安装时应使活塞杆（或柱塞）的轴线与运动部件导轨面平行度控制在0.1mm以内。安装好后，用手推拉工作台时，应灵活轻便无局部卡滞现象。 4）方向阀一般应保持水平安装，蓄能器一般应保持轴线竖直安装。 5）各种仪表的安装位置应考虑便于观察和维修。 6）阀件安装前后应检查各控制阀移动或转动是否灵活，若出现呆滞现象，应查明是否由于脏物、锈斑、平直度不好或紧固螺钉扭紧力不均衡使阀体变形等引起，应通过清洗、研磨、调整加以消除，如不符合要求应及时更换。 (3) 液压管道的安装与要求 管道安装应注意以下几方面。 1）管道的布置要整齐，油路走向应平直、距离短，

55、直角转弯应尽量少，同时应便于拆装、检修。各平行与交叉的油管间距离应大于10mm，长管道应用支架固定。各油管接头要紧固可靠，密封良好，不得出现泄漏。 2）吸油管与液压泵吸油口处应涂密封胶，保证良好的密封；液压泵的吸油高度一般不大于500mm；吸油管路上应设置过滤器，过滤精度为0.10.2mm，要有足够的通油能力。 3）回油管应插入油面以下有足够的深度，以防飞溅形成气泡，伸入油中的一端管口应切成45，且斜口向箱壁一侧，使回油平稳，便于散热；凡外部有泄油口的阀（如减压阀、顺序阀等），其泄油路不应有背压，应单独设置泄油管通油箱。 4）溢流阀的回油管口与液压泵的吸油管不能靠得太近，以免吸入温度较高的油液

56、。5.3.2 液压系统的调试（1）空载调试 空载调试的目的是全面检查液压系统各回路、各液压元件工作是否正常，工作循环或各种动作的自动转换是否符合要求。其步骤为： 1）启动液压泵，检查泵在卸荷状态下的运转。正常后，即可使其在工作状态下运转。 2）调整系统压力，在调整溢流阀压力时，从压力为零开始，逐步提高压力使之达到规定压力值。 3）调整流量控制阀，先逐步关小流量阀，检查执行元件能否达到规定的最低速度及平稳性，然后按其工作要求的速度来调整。 4）将排气装置打开，使运动部件速度由低到高，行程由小至大运行，然后运动部件全程快速往复运动，以排出系统中的空气，空气排尽后应将排气装置关闭。 5）调整自动工作

57、循环和顺序动作，检查各动作的协调性和顺序动作的正确性。 6）工作部件在空载条件下，按预定的工作循环或工作顺序连续运转24h后，应检查油温及液压系统要求的精度（如换向、定位、停留等），正常后，方可进入负载调试。 （2）负载试车 负载试车是使液压系统在规定的负载条件下运转，进一步检查系统的运行质量和存在的问题，检查机器的工作情况，安全保护装置的工作效果，有无噪声、振动和外泄漏等现象，系统的功率损耗和油液温升等。 负载试车时，一般应先在低于最大负载和速度的情况下试车，如果轻载试车一切正常，才逐渐将压力阀和流量阀调节到规定值，以进行最大负载和速度试车，以免试车时损坏设备。若系统工作正常，即可投入使用。

58、5.3.2 液压站的调试（1）液压站调试的目的是要使液压站和各种性能达到以下要求：1）油压稳定在系统工作压力0.8Pmax以下，其压力振摆值不大于0.2MPa，在系统工作压力0.8Pmax以上其压力振摆值不大于0.4MPa。图5-1 二级制动压力和时间的调整2）油压在0.2Pmax至0.8Pmax区间,P=f（I）或特性曲线近似于直线（图5-1），油压误差不得超过下列规定：5%其中 Pmax为系统工作压力；Pcp为当油压在（0.8Pmax0.2Pmax）压力段时,（U）变化I（U）时，油压的平均变化值； Pcp=U（Mpa）P电流（电压）变化I（U）时对应的油压变化值。3）制动和松闸过程中，油

59、压跟随电流（电压）的时间常数应0.1s。4）当比例溢流阀电磁铁电流（电压）为零时，其残压P0不应大于5105 Pa（5kgf/cm2）/2-2.5m；8105 Pa（8kgf/cm2）/3-3.5m。 5）油压上升和下降对应同一控制电流（电压U）时的油压值之差Pc0.3 MPa。如图5-1。6）两套调压装置在压力上升或下降时，对应同一电流（电压U）的油压差值不得大于0.2MPa。7）一级制动油压冲击值Pb不得大于0.3MPa（如附图10）。8）在一级制动油压P1和作用时间t1内，P1的下降值Ps不得大于5% Pmax。（2）液压站达到上述要求后才能正常运行，具体调试过程如下：1）清洗油箱，可用面粉和好后，把脏物粘掉。管路焊完后必须用20%盐酸溶液洗涤，然后用3%石灰水冲洗，最后用清水洗静，干燥后立即涂上机油。2）用精细滤油车将油箱加油到规定的液位范围内。加入的油液清洁度应符合NAS1638