斜井礦車軌道運(yùn)輸單向掛鉤式制動車設(shè)計

1、<p>　圖書分類號：</p><p>　密 級：</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　我國地區(qū)擁有著豐富的自然資源，煤礦能源方面尤為顯著。上世紀(jì)五十年代，數(shù)代科研人員經(jīng)過持續(xù)的學(xué)習(xí)研究后，首臺國內(nèi)斜井礦車制動車順利面世，而這是在通過大量參考國外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的制動車，通過約莫60年的發(fā)展大約16

2、00臺的制動車被設(shè)計師順利的設(shè)計制造出來。逐步跨入21世紀(jì)后，科技的迅速進(jìn)步，礦山產(chǎn)業(yè)對種種設(shè)備的制造和設(shè)施的機(jī)器化的依靠越來越重。而其中的關(guān)鍵設(shè)備就是礦山工業(yè)制動車。在科學(xué)發(fā)展日漸成熟的當(dāng)下，礦山使用的機(jī)器卻是沒有及時的更新?lián)Q代，這就致使沒法跟上當(dāng)今的成長要求，原本的機(jī)械存在了一些技術(shù)上的矛盾，極大地影響了礦產(chǎn)機(jī)器的平穩(wěn)工作，不僅給國內(nèi)的礦產(chǎn)業(yè)的成長帶來了阻滯，同時減弱了國民經(jīng)濟(jì)的起飛。</p><p>　　在

3、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，我國煤礦的出產(chǎn)量與礦井安全生產(chǎn)的矛盾日益加深，所以改進(jìn)原有之動車的可靠性，成為推動經(jīng)濟(jì)繁榮的重要關(guān)鍵。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于斜井礦車軌道運(yùn)輸單向掛鉤式制動車，是在車檔式制動的基礎(chǔ)下的改進(jìn)，在這次做畢業(yè)設(shè)計過正中，我對大學(xué)所學(xué)的知識有了一個充分了解。由于畢業(yè)設(shè)計涉及到材料力學(xué)，機(jī)械制圖，機(jī)械設(shè)計等知識，為此我的大學(xué)生涯也畫了一個句號。</p><p>

4、　　關(guān)鍵詞 單向掛鉤式；制動車；斜井</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Our country has abundant natural resources, especially the coal mine energy.Fifty of the last century, several generations of res

5、earchers through the study continued after the first domestic car brake car launch smoothly inclined.This is brake wheel through a lot of reference to the foreign experience on the basis of production, by roughly 60 year

6、s of development about 1600 sets of brake is designer CIS design produced.Step by step into twenty-first Century, the rapid progress of science and tec</p><p>　　In the context of social and economic developm

7、ent, the contradiction between the production of coal mine and mine safety production is increasing,so it is an important key to improve the reliability of the original motor car, and become an important economic prosper

8、ity.</p><p>　　This graduation design is on the one-way linked brake incline tramroad transport vehicles, the improvement is in the car in gear and brake, in the graduation design in the middle, I of the know

9、ledge have a fully understand. Because of graduation design relates to mechanics of materials, mechanical drawing, mechanical design knowledge. Therefore my college career also drew a full stop.</p><p>　　Key

10、words Single rope winding type Brake the car Slope</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目錄I</b&

11、gt;</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 礦井制動車的類型3</p><p>　　1.3 礦井制動車的展望4</p><p>　　2總體方案的選擇比較及主要參數(shù)的計算6&l

12、t;/p><p>　　2.1利用擋車欄對礦車制動機(jī)構(gòu)的構(gòu)成6</p><p>　　2.1.1擋車欄提升機(jī)安裝布置圖6</p><p>　　2.2抱軌式防跑車裝置8</p><p>　　2.3新型單向掛鉤式制動車9</p><p>　　3新型單向掛鉤式制動車的設(shè)計14</p><p>　　3

13、.1單向掛鉤式制動車的設(shè)計原理14</p><p>　　3.2跑車制動板的設(shè)計14</p><p>　　3.3拉桿的設(shè)計計算16</p><p>　　3.4失控礦車作用于制動軌道上的沖擊力16</p><p>　　3.5圓柱螺旋彈簧的設(shè)計19</p><p>　　3.6車輪軸的校核21</p>

14、<p>　　3.7制動軌道的強(qiáng)度計算24</p><p>　　3.8制動裝置開關(guān)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計25</p><p><b>　　結(jié)論26</b></p><p><b>　　致謝27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p>

15、;<p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　【配套二維圖，三維圖加Q380615448】</p><p>　　斜井礦車軌道運(yùn)輸是煤礦等礦山廣泛采用的一種運(yùn)輸方式，其運(yùn)輸形式是通過安裝在斜井上方的絞車牽引礦車組進(jìn)行運(yùn)輸，礦車運(yùn)行時經(jīng)常出現(xiàn)斷繩、斷

16、鏈或斷銷等現(xiàn)象而引發(fā)礦車或礦車組列跑車的問題，致使安全生產(chǎn)傷亡事故經(jīng)常發(fā)生。</p><p>　　鐵軌運(yùn)輸占據(jù)了國內(nèi)礦井運(yùn)輸?shù)囊欢ㄎ恢?，完善的運(yùn)輸系統(tǒng)對井下煤礦的開采的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有相當(dāng)大的意義。在斜井中提升車輛時，由于牽引力的突然消失而致使車輛失控，在自然力的作用下，沿著軌道加速鄉(xiāng)下滑行的征象，稱為跑車。所以需要裝配一些之車裝置和抓鉤或者在軌道線上裝設(shè)起攔截作用的阻車器以及擋車欄等來防止最扯事故的發(fā)生。不竟

17、如此，為了更進(jìn)一步的提高安全系數(shù)，井下一定要建造多種防跑車設(shè)備，而且在上面出口處、中部、尾部都得裝上防跑車設(shè)施，即“一坡三擋”阻礙失控礦車下滑的裝置。</p><p>　　防跑車裝置在斜井運(yùn)輸中的重要性：在煤礦開采中，作為緊跟著頂板事件的第二大災(zāi)禍的礦井運(yùn)輸安全事件，導(dǎo)致其發(fā)生的最主要的成分就是斜井中的跑車。根據(jù)不全面的統(tǒng)計，我國和礦業(yè)相關(guān)的運(yùn)輸意外事故上網(wǎng)人數(shù)占有煤炭出產(chǎn)事故所有傷亡人數(shù)的二成，而且斜井跑車是運(yùn)

18、輸事故的十五個百分點(diǎn)，是以，對斜井防跑車設(shè)施的關(guān)注工作對煤炭安全生產(chǎn)式非常有意義的事。</p><p>　　在統(tǒng)計某礦區(qū)斜巷跑車事故過程中，特別是通過分析近三年來斜巷跑車事故時發(fā)現(xiàn)兩大類的斜巷跑車事故的原因：第一大類是安全設(shè)施（斜巷上口阻車器、擋車欄）等不完好或某些煤礦開采企業(yè)為了利益上的最大化節(jié)約成本從而人為不投入使用，造成礦車誤入斜巷并發(fā)生跑車事故造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。</p><p>

19、　　該類事故最起碼占斜巷跑車事故的 70％。第二大原因是因?yàn)榈V車違規(guī)過載、超掛或鋼制牽引繩、礦車結(jié)合裝置等沒能實(shí)時的抽檢、更換，使得安全系數(shù)低于額定值，在提升行程中礦車會出現(xiàn)斷繩、斷鏈等跑車突發(fā)事件，這一類事件大約是斜井跑車時間的25%。剩下的10％左右則是因?yàn)槠渌蛟斐傻男毕锱苘囀鹿省?lt;/p><p>　　斜井跑車事故原因造成斜井串車提升跑車事故的主要原因具體有:</p><p>　　

20、(1)把鉤工作人員違章操作</p><p>　　在斜向串車上拉運(yùn)輸中，擔(dān)任摘掛鉤任務(wù)的專業(yè)職員發(fā)揮著非常重要的作用，但是常常會因?yàn)槠溥`規(guī)操縱從而導(dǎo)致跑車。主要表現(xiàn)在:忘記疏忽了掛鉤或者因粗心大意沒有將掛鉤掛好就將運(yùn)輸車從水平地勢推向斜巷，人為的導(dǎo)致跑車；拉升時，運(yùn)輸車還沒能全數(shù)拉過變坡點(diǎn)就匆忙提前寨溝，致使后面無法借著拉力行過變坡點(diǎn)的運(yùn)輸車在自然力的作用下下滑并且?guī)右呀?jīng)駛過變坡點(diǎn)的礦車下下行，造成跑車事故;在沒

21、有封鎖攔截設(shè)施的狀態(tài)下，推車人員在不知具體情況下推動車輛，導(dǎo)致運(yùn)輸車過變坡點(diǎn)后下滑發(fā)生跑車事件。</p><p>　　絞車司機(jī)誤操作或業(yè)務(wù)不熟練</p><p>　　絞車操作員失誤動作或?qū)ο嚓P(guān)業(yè)務(wù)不熟悉導(dǎo)致斜井連車跑車事件包括：絞車使用工在人工操作時，制動力矩過于標(biāo)準(zhǔn)，極易使張緊的鋼絲繩松弛而導(dǎo)致繩子斷裂脫鉤跑車；無意中操作員不能及時發(fā)覺礦車掉隊而且硬拉，讓鋼絲繩斷裂致使跑車；絞車控制員違

22、規(guī)操作章程，在沒給電動機(jī)上電的狀態(tài)下放下礦車，導(dǎo)致運(yùn)輸車帶繩下跑。</p><p>　　(3)絲繩斷裂造成跑車</p><p>　　因?yàn)槔摻z繩在運(yùn)用時呈現(xiàn)打扣、彎繩等嚴(yán)重毀傷和在運(yùn)動時收到超過額定值的沖擊力的作用而出現(xiàn)斷繩下滑事件；外部的鋼絲由于磨損嚴(yán)重從而產(chǎn)生強(qiáng)度降低的結(jié)果；在拉緊的狀態(tài)下，繩的張力過于超標(biāo)，比如礦車過載或礦車量超過標(biāo)準(zhǔn)量，在運(yùn)輸中刮卡運(yùn)行車。</p>

23、<p>　　絞車制動裝置不良引起跑車</p><p>　　制動設(shè)備的問題會導(dǎo)致制動力矩不能滿足所要求制動的力矩，無法剎住車因而跑車；安全制動力矩的調(diào)設(shè)不恰當(dāng)致使剎車閘制動減速度或力矩太大，引起沖擊使繩斷裂跑車。</p><p>　　(5)防跑車裝置失效</p><p>　　一部分礦井完全就是沒有裝備有防跑車設(shè)施；而且雖然有一些礦井裝配了一坡三擋裝置，但是由

24、于平時沒有專業(yè)人員檢測、定期維護(hù)從而失去效果，這就使得運(yùn)輸車跑車時沒呢起到防護(hù)作用，使得連車直接下滑到井下底部。</p><p>　　(6)礦車的連接插銷跳出造成跑車</p><p>　　礦車串接使用的插入銷沒裝防脫結(jié)構(gòu)或此裝置失去效果，或者插銷放置的時候不到位等知識跑車；因?yàn)槭褂玫能壍蕾|(zhì)量低劣，所以在礦車運(yùn)行跨過軌道接口處時，產(chǎn)生跳動，導(dǎo)致串接礦車的插銷離開原先的位置，產(chǎn)生跑車事件；鐵軌

25、上表面純在雜物或冷天結(jié)冰等致使運(yùn)行車輛晃動，引發(fā)脫銷跑車。</p><p>　　(7)礦車連接裝置不合要求</p><p>　　礦車串接處制造的質(zhì)量不及格或查驗(yàn)失誤，使用時存在的縫隙或忽然斷裂導(dǎo)致跑車事件；兩個礦車連接時，本應(yīng)該使用的三環(huán)連會被鋼絲取代，而插銷被鋼針庖代，這就產(chǎn)生在行駛過程中引起斷裂而跑車。</p><p><b>　　(8)安全管理混亂&

26、lt;/b></p><p>　　部分礦井對提升輸送的安全管理缺少一定的重視，沒有編制規(guī)章制度；也有一些礦井即使擬定了規(guī)章制度，但是在實(shí)際上落實(shí)不到位，使操作人員沒有強(qiáng)烈的安全意識。</p><p>　　當(dāng)今社會，斜井運(yùn)輸在礦山運(yùn)輸中所占的比重越來越中，這是由于社會上的煤礦需求而使得煤礦采取量的的逐漸增多所致使的。雖然基本上煤礦企業(yè)都采用了自動化的機(jī)器來運(yùn)輸?shù)叵滤扇〉拿簛響?yīng)對社會煤

27、需求日益增長的大環(huán)境，但是在采礦的過程中煤礦企業(yè)為了企業(yè)的成本縮減已達(dá)到高利益的資金回收，以至于在地下煤礦運(yùn)輸這一方面偷工減料，對井下作業(yè)的投入成本較低。比如讓人擔(dān)憂的是斜井車由于技術(shù)不成熟，經(jīng)常會發(fā)生跑車等現(xiàn)象，為此對于從業(yè)人員的人生安全造成了極大的影響。跑車征象一旦出現(xiàn)，設(shè)施就會出現(xiàn)毀壞，不僅引起斜井輸送停止，而且會造成一定程度的經(jīng)濟(jì)損失，更為嚴(yán)重的是產(chǎn)生人員傷亡。并且經(jīng)過時間的不斷前進(jìn)，當(dāng)下的一坡三擋防跑車設(shè)施，實(shí)用規(guī)模較小，只合

28、用于單一區(qū)域內(nèi)的制動，出現(xiàn)跑車事件時無法準(zhǔn)時的使運(yùn)輸車停止下滑，過度被動，離從本質(zhì)上解決跑車事件還有很大的距離。</p><p>　　當(dāng)下已經(jīng)運(yùn)行使用的斜向防跑車系統(tǒng)出現(xiàn)一些問題，大致概括如下：設(shè)備結(jié)構(gòu)繁雜、安全性較低、制動過程過于暴力、重復(fù)使用能力低等。中國作為產(chǎn)煤用煤大國，當(dāng)然也是煤礦事故高發(fā)國，當(dāng)下最為重要的事情就是繼續(xù)提升煤礦地下運(yùn)輸?shù)陌踩院鸵?guī)范性。本次設(shè)計所介紹的使一種單向掛鉤式之動車的工作原理及，這

29、個裝置可以提高運(yùn)輸車的安全性。</p><p>　　以上涉及到的相關(guān)問題，不僅嚴(yán)重的影響了礦山的安全生產(chǎn)，而且致使采礦工人的身體安全無法獲得保障，時常出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。故而，研發(fā)制造一種全新的額、適用的、有保障的斜井之動車系統(tǒng)已然作為全球相關(guān)科學(xué)家證實(shí)自己的研究點(diǎn)。</p><p>　　1.2 礦井制動車的類型</p><p>　　之動車作為礦井提升裝備的一員，在

30、其中占據(jù)了及其重要的地位。當(dāng)下，在海內(nèi)身纏制造而且投入運(yùn)行的礦井之動車，大部分由單向掛鉤式制動車、多繩摩擦式之動車和內(nèi)裝式之動車三大類構(gòu)成。</p><p>　　目前國內(nèi)煤礦企業(yè)采用的制動裝置可以分為車載型及地面型。車載型抓捕結(jié)構(gòu)大部分是抱軌式，這種設(shè)備制動狀態(tài)下要求緊緊抱住軌道來完成剎車，但是這樣會導(dǎo)致軌道磨損嚴(yán)重，而且不容易修正。地面性抓捕裝置大部分為擋板式和擋車欄式兩種機(jī)構(gòu)，包含有無法實(shí)時制動、制動存在不小

31、的沖擊力和制動后重新生產(chǎn)所需的時間長的額特點(diǎn)。</p><p>　　當(dāng)今斜向防跑車裝備總的來說可以分為兩個部分：一是檢測設(shè)備，主要作用是對運(yùn)輸車行駛的狀態(tài)實(shí)施監(jiān)測，出現(xiàn)跑車時激發(fā)動作；第二部分為制動設(shè)備，同時也可稱作抓捕結(jié)構(gòu)，在監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控到跑車后對失控礦車實(shí)施制動。電子或者機(jī)械跟蹤系統(tǒng)構(gòu)成探測設(shè)備。采納了超聲監(jiān)測、雷達(dá)監(jiān)測、車位監(jiān)測以上方法的電子監(jiān)測系統(tǒng)，它的電子元器件面對井內(nèi)嚴(yán)重的環(huán)境狀態(tài)和防止損壞要求的問題

32、，時常會引發(fā)其失去原有的效果，無法實(shí)時的檢測到跑車事件的出現(xiàn)；繁雜的機(jī)械探測結(jié)構(gòu)，其運(yùn)用和維修的不方便，并且很難發(fā)現(xiàn)由于長時間運(yùn)行而導(dǎo)致的損壞，沒有完善的可靠性。</p><p>　　一般的斜井防跑車設(shè)備包括聲光監(jiān)測機(jī)構(gòu)、傳感器機(jī)構(gòu)、當(dāng)車網(wǎng)和警報機(jī)構(gòu)等。在運(yùn)輸車遇到由于鋼絲繩突然斷裂、脫鉤而致使跑車等不測事件時，此種防跑車設(shè)備主要開啟當(dāng)車網(wǎng)實(shí)行有效的阻擋。礦車沖撞當(dāng)車網(wǎng)時，報警機(jī)構(gòu)聯(lián)通，主要控制中央發(fā)布警報號令，

33、絞車支路斷線。正常狀態(tài)下一個主機(jī)控制三個當(dāng)車網(wǎng)，一起控制，出現(xiàn)跑車事件是，要使其滿足至多沖過三個當(dāng)車網(wǎng)時，那么事故運(yùn)輸車就得停下來的條件，所以這種裝備被稱作“一坡三擋”防止跑車設(shè)備。而今在這個科技技術(shù)一直進(jìn)步的成長時代，這類普遍存在的防跑車設(shè)置顯現(xiàn)出很多的不足，具體表現(xiàn)包括以下幾個方面：阻擋阻擋裝置僅僅可以運(yùn)用一次，這不僅浪費(fèi)材料增加成本，而且致使煤礦的運(yùn)行無法保持連續(xù)性，解決事件事浪費(fèi)時間浪費(fèi)人力。此外，“一坡三擋”設(shè)備由于使用了傳感

34、器等眾多精密的器材，過高的成本，導(dǎo)致艱難的維修陳本。</p><p>　　單向掛鉤式之動車在國內(nèi)的礦山提升范疇內(nèi)，和其他類型比較起來，它的使用率更高一點(diǎn)。其大部分存在于一些斜向礦井、礦井不太深的小型井礦中。下面簡單介紹下其原理。單根鋼絲繩一頭緊緊地纏繞著滾筒，另一頭同時牢牢地圍繞著。由于無法確定滾筒的轉(zhuǎn)動方向如何，那么通過纏繞緊鋼絲繩或者完全放松掉鋼絲繩，最終可以完成所給的任務(wù)。</p><p

35、>　　多股鋼絲繩摩擦式之動車和單股鋼絲繩比較來說，運(yùn)用的范疇較小。其工作道理為借助著鋼絲繩擠壓摩擦輪的傳動效果易產(chǎn)生摩擦力來完成制動的使命。此類之動車由于具有相比較而言的運(yùn)行安全，并且其較小的體積、輕便的質(zhì)量，所以其很是實(shí)用于深井拉升的范疇，近來在國內(nèi)的一些礦井提升的裝備中也就得到了愈來愈多的承認(rèn)和成長。</p><p>　　1.3 礦井制動車的展望</p><p>　　近來，地球上

36、的科學(xué)家又順利的研制開發(fā)了一種全新的之動車，稱為內(nèi)裝式之動車。從其中的運(yùn)行原理來看，雖然它任然是處于依靠摩擦提升的范疇，但是他卻是也完成了“內(nèi)裝”。內(nèi)裝式怎么定義的呢？顧名思義，內(nèi)裝即是裝備拖動電機(jī)于摩擦輪的內(nèi)側(cè)，用化零為整的思維將摩擦輪和電機(jī)視作為一體。</p><p>　　這種制動車中有著摩擦作用的車輪的工作原理和大部分的摩擦式運(yùn)輸車的輪子不盡相同，雖然其外形相似，而是另辟蹊徑，運(yùn)用起摩擦作用的輪子替換電動機(jī)

37、，之動車用主軸替換，換另一種說法也就是僅僅摩擦輪和電動機(jī)被采用。在運(yùn)用了電動機(jī)后，為了讓電動機(jī)的溫度保持在一定的范圍內(nèi)，主軸的結(jié)構(gòu)就需要變換一下，將其制成圓環(huán)形狀的，使其擁有冷卻風(fēng)道的效果。如許不僅能夠達(dá)到降低設(shè)備構(gòu)造重量的目標(biāo)，而且能夠增加軸的轉(zhuǎn)動慣量，一石二鳥。十九世紀(jì)八十年代，德國豪斯阿登礦，世界上第1臺內(nèi)裝式制動車正式投入運(yùn)行。十九世紀(jì)九十年代初，開灤礦業(yè)集團(tuán)以極大的勇氣購買了1臺內(nèi)裝式制動車，這是我國的第一臺內(nèi)裝式制動車。直到

38、現(xiàn)在，這臺機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)一切正常。</p><p>　　內(nèi)裝式制動車是一種新型車，是機(jī)械和電器兩種不同學(xué)科的交叉組合使用，不僅體積小、重量輕，而且其較低的設(shè)備制造和運(yùn)行成本，與傳統(tǒng)的之動車比較來看，它的各項(xiàng)指標(biāo)不知甩了傳統(tǒng)制動車幾條街，這就讓它在世界上都造成了不菲的反響。此種結(jié)構(gòu)之動車的研發(fā)成功，在之動車領(lǐng)域引發(fā)了強(qiáng)烈的反應(yīng)，不光是之動車制造行業(yè)開始快速進(jìn)步，準(zhǔn)確的運(yùn)用礦山之動車以及它的維護(hù)也成為了一個整個行業(yè)的思考

39、的關(guān)鍵點(diǎn)，之動車的各類職能也在開始逐步的采取更為可靠的評估觀點(diǎn)。在我國，此種類型之動車的研發(fā)才剛剛處于發(fā)展階段，首先相關(guān)部門應(yīng)該重視起來，要不斷地增加對之動車的研究開發(fā)的投入和引導(dǎo)，逐漸的到達(dá)地球上的先進(jìn)程度。</p><p>　　2總體方案的選擇比較及主要參數(shù)的計算</p><p>　　2.1利用擋車欄對礦車制動機(jī)構(gòu)的構(gòu)成</p><p>　　擋車欄式機(jī)構(gòu)如圖2-

40、1所示：</p><p>　　圖2-1 制動車機(jī)構(gòu)的構(gòu)成</p><p>　　緩沖器 2、鋼絲繩卡 3、緩沖器引出端鋼絲繩 4、擋車欄繩網(wǎng)鋼絲繩 5、擋車欄支架 6、擋車欄繩網(wǎng)架 7、擋車欄提升機(jī)</p><p>　　這種機(jī)構(gòu)主要是由下面幾個部分組成：當(dāng)車網(wǎng)拉升電機(jī)、柔性擋車欄、脫扣器、摩擦

41、片式緩沖吸能器等元素構(gòu)成。其工作原理是：因一些原因而導(dǎo)致礦車失控下滑事件時，失控運(yùn)輸車撞擊擋車欄，脫扣器中的開口銷由于受到剪切力的作用而被切斷，從而脫扣器內(nèi)傳感器運(yùn)行，主控PLC收到這一信號后發(fā)出報警保護(hù)命令，語音報警顯示屏發(fā)出報警信號，各道擋車欄在這種狀態(tài)下全部處于下放狀態(tài)。跟擋車欄互聯(lián)的緩沖器可以運(yùn)用其克服自身摩擦力的回轉(zhuǎn)來將攔車?yán)K網(wǎng)傳導(dǎo)出的拉力進(jìn)行吸收，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對下滑礦車的緩沖制動。</p><p>

42、　　2.1.1擋車欄提升機(jī)安裝布置圖</p><p>　　圖2-2 擋車欄提升機(jī)安裝布置圖</p><p>　　1、防爆電機(jī) 2、彈性柱塞聯(lián)軸器 3、渦輪蝸桿減速器 4、軸承座 5、滾筒 6、聯(lián)軸器</p><p>　　根據(jù)歷年礦井事故，可以知道斜井運(yùn)輸中利用擋車欄對礦車制動的不足。首先擋車欄由形成網(wǎng)格式的鋼絲繩組成，這大大增加了攔截裝置的重量，從而會導(dǎo)致現(xiàn)場安

43、裝搬運(yùn)及維修的不便利，對煤礦開采公司所消耗的成本也比較高，這就使得很多公司不太愿意采用這種由擋車欄對礦車組制動的制動系統(tǒng)，故而難以普及使用；再則，攔截裝置在對礦車制動的時候，但是由于礦車跑車所造成的沖擊能量大和剛性材料易變性，所以當(dāng)?shù)V車與車擋相撞后車擋損傷程度較大，不易重復(fù)使用。受到礦車組的沖擊力會產(chǎn)生永久變形導(dǎo)致攔截裝置只能使用一次，既浪費(fèi)材料，又破壞了礦井生產(chǎn)的連續(xù)性，處理事故費(fèi)事友費(fèi)力。所以本次設(shè)計制動不采用這種由擋車欄對礦車組制

44、動的制動系統(tǒng)。并且撞動式防跑車裝置的傳感方式為速度式，那么就會涉及到對礦車速度的檢測的監(jiān)控系統(tǒng)以及對擋車欄提升裝置的命令傳達(dá)。在這種過程中就會產(chǎn)生系統(tǒng)上的誤差，從而可能會產(chǎn)生擋車欄閉合的不及時導(dǎo)致對失控礦車組的無效攔擋，產(chǎn)生嚴(yán)重的礦井事故，給井下工作人員產(chǎn)生不可避免的重大人身傷害以及設(shè)備的破壞。</p><p>　　2.2抱軌式防跑車裝置</p><p>　　在社會的不斷發(fā)展和技術(shù)不斷日益

45、成熟的背景下，抱軌式防跑車裝置應(yīng)運(yùn)而生，其不僅僅擺脫了防跑車裝置“一坡三擋”的較為普遍的應(yīng)用形式，打破了以擋防跑一統(tǒng)天下的局面，以“止”代替了“擋”車，體現(xiàn)了其沖擊力小，緩沖效果好，思路新穎實(shí)用，安全可靠的多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，且其自動測速、自動制動，可在斜井中的任何地點(diǎn)，通過自身攜帶的裝置進(jìn)行防跑。彌補(bǔ)了其它一些防跑裝置不能隨時隨地的防跑的缺陷。該防跑裝置可以掛在具有制動性能的制動車上與礦車一起串車運(yùn)輸，以達(dá)到防跑車的目的，也可以在對原礦車的改造

46、的基礎(chǔ)上研制而成，掛在礦車的底部來防止跑車。該防跑車裝置如圖所示。當(dāng)?shù)V車正常運(yùn)行時，該礦車和普通平巷礦車運(yùn)行同樣不受阻力；一旦礦車超速（能調(diào)整超速的參數(shù)），測速機(jī)構(gòu)動作，從而讓制動器工作，對失控的礦車進(jìn)行制動。制動器機(jī)構(gòu)如下圖2-4所示</p><p>　　圖2-4 抱軌式防跑車制動器</p><p>　　這種方式的缺陷在于：復(fù)雜繁冗的程序維護(hù)和設(shè)備調(diào)試，設(shè)備中的電子產(chǎn)品抗塵、抗腐蝕性能差

47、，電子產(chǎn)品性能在時間的流失下會逐漸降低，在重要時間點(diǎn)時而會產(chǎn)生失靈、失效或誤動作；跟嚴(yán)重的是，要想收到讓人滿意的結(jié)果，需要在一個斜井中安放數(shù)段攔截裝置，不僅礦山成本有所擴(kuò)大，而且還達(dá)不到100％的攔截效果。并且在對失控礦車進(jìn)行制動的情況下，為了產(chǎn)生使得避免失控礦車加速下行的阻礙力，抱軌機(jī)構(gòu)會和鐵軌相互抱緊以產(chǎn)生摩擦力阻礙失去控制的礦車?yán)^續(xù)下滑產(chǎn)生沒法承擔(dān)的后果，這就一定程度上產(chǎn)生了對鐵軌的磨損，使得其對鐵道產(chǎn)生損害，降低了鐵軌的使用壽命

48、，增加了維修以及更換的成本，并且不利于運(yùn)輸工作偶的持續(xù)運(yùn)行。</p><p>　　2.3新型單向掛鉤式制動車</p><p>　　這種新型單向掛鉤式制動車是本次設(shè)計的主要研究方向。其機(jī)構(gòu)如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 掛鉤式制動車機(jī)構(gòu)簡圖</p><p>　　1 拉桿 2 車架 3 擋塊 4銷軸 5 連桿 6 壓簧 7 滑塊

49、8 螺母 9 定位銷 10 撥桿 11 銷軸 12 偏心輪 13銷軸 14 制動桿 15 車輪軸 16 滑塊 17 壓簧 18 擋圈 19 螺塞 20 銷軸 21 套筒 22 限位塊</p><p>　　本實(shí)用新型一種單向掛鉤式制動車，包括制動防跑車裝置以及制動軌道，通過制動裝置和制動軌道的相互作用來達(dá)到對斷繩的跑車實(shí)行制動措施。</p><p>　　在車軸上裝有一定長度的制動桿，當(dāng)制動系

50、統(tǒng)制動時，制動桿會下放并與軌道成一定角度，從而產(chǎn)生一定制動力使制動車停止運(yùn)動。因?yàn)榈V車組制動力較大，這種制動方式容易使軌道或者制動桿本身損壞導(dǎo)致制動失效，制動效果不理想等等。故在制動桿前端設(shè)計安裝一制動套筒，制動套筒與軌道相嚙合，并在套筒外圓周面上均布若干滾花，用以提高制動滾筒與制動齒條導(dǎo)軌之間的摩擦力，使制動性能更加可靠。</p><p>　　單向掛鉤式制動車在跑車事故發(fā)生時，彈簧恢復(fù)原狀從而使拉桿向里縮進(jìn)，拉

51、桿帶動連桿使制動桿下放。關(guān)于連桿的設(shè)計及選用，由于連桿要保證制動桿能完全下放，故要確定其長度和裝配角度，以免發(fā)生制動桿下放不完全或者無法正常下放的問題。而由于采用了雙制動板結(jié)構(gòu)是制動桿，為了保證連接的可靠性，連桿也應(yīng)該采用雙板式結(jié)構(gòu)，兩塊板中間用兩根柱梁進(jìn)行焊接保證其動作時不發(fā)生形變或者斷裂。</p><p>　　其工作原理是：一旦發(fā)生絞車牽引鋼絲繩斷繩或者脫鉤的情況，制動車前的連接部分便失去了牽引力，在壓簧I的

52、彈性恢復(fù)力作用下，導(dǎo)向板帶動拉桿在機(jī)架的安裝孔中滑動，拉桿帶動連桿圍繞鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動，此時連桿逆時針轉(zhuǎn)動，從而連桿下端向右下方移動，從而連桿拉動制動桿圍繞車輪軸順時針轉(zhuǎn)動，所以制動桿一端的制動軸連同制動套筒被帶入制動軌道的齒槽內(nèi)，從而阻止礦車下行跑車，達(dá)到迅速制動的目的。</p><p><b>　　窗體頂端</b></p><p>　　制動機(jī)構(gòu)。在車軸上裝有一定長度的制

53、動桿，當(dāng)制動系統(tǒng)制動時，制動桿會下放并與軌道成一定角度，從而產(chǎn)生一定制動力使制動車停止運(yùn)動。因?yàn)榈V車組制動力較大，這種制動方式容易使軌道或者制動桿本身損壞導(dǎo)致制動失效，制動效果不理想等等。故在制動桿前端設(shè)計安裝一制動套筒，制動套筒與軌道相嚙合，并在套筒外圓周面上均布若干滾花，用以提高制動滾筒與制動齒條導(dǎo)軌之間的摩擦力，使制動性能更加可靠。</p><p>　　掛鉤式制動裝置包括與前節(jié)礦車相連的拉桿，拉桿穿過機(jī)架上

54、的安裝孔并可在機(jī)架內(nèi)滑動，機(jī)架內(nèi)側(cè)的拉桿上固定有擋塊；</p><p>　　拉桿的另一端穿過固定在機(jī)架上的導(dǎo)向套，導(dǎo)向套內(nèi)側(cè)連接一個壓簧I，壓簧I套連在拉桿上，拉桿的中部具有外螺紋并通過螺母連接一個導(dǎo)向板，壓簧I的另一端與導(dǎo)向板相接觸并帶動導(dǎo)向板在導(dǎo)向套內(nèi)滑動；</p><p>　　制動防跑車裝置還包括一個連桿和一個制動桿，拉桿與連桿的一端通過銷軸I鉸接，連桿的另一端與制動桿的中部位置通過

55、銷軸II鉸接；</p><p>　　制動桿包括兩個對稱的制動板，兩個制動板的一端通過制動軸連接在一起，制動軸上套有可以圍繞其旋轉(zhuǎn)的制動套筒，制動套筒抓捕制動軌道上的齒槽，制動桿的另一端具有矩形連接套，矩形連接套上開有長圓孔，車輪軸穿過矩形連接套上的長圓孔與之鉸接；機(jī)架的下方、制動桿的上方具有限制制動桿位置的限位塊。</p><p>　　一旦發(fā)生絞車牽引鋼絲繩斷繩或者脫鉤的情況，制動車前的連

56、接部分便失去了牽引力，在壓簧I的彈性恢復(fù)力作用下，導(dǎo)向板帶動拉桿在機(jī)架的安裝孔中滑動，拉桿帶動連桿圍繞鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動，連桿拉動制動桿圍繞車輪軸轉(zhuǎn)動，制動桿一端的制動軸連同制動套筒被帶入制動軌道的齒槽內(nèi)，從而阻止礦車下行跑車，達(dá)到迅速制動的目的；當(dāng)?shù)V車恢復(fù)牽引時，拉桿克服壓簧I的彈性力在機(jī)架的安裝孔向前移動，同時拉桿帶動連桿圍繞鉸接點(diǎn)反向轉(zhuǎn)動，連桿拉動制動桿圍繞車輪軸反向轉(zhuǎn)動，制動桿一端的制動軸連同制動套筒脫離制動軌道，由于制動桿抓捕端銷軸與

57、套筒之間是滾動摩擦，所以制動桿在從齒式軌道中轉(zhuǎn)出式阻礙力矩小，所以制動桿能從齒式軌道中輕松轉(zhuǎn)出。</p><p>　　進(jìn)一步的，矩形連接套內(nèi)的盲孔為圓形，盲孔的一端通過螺塞和擋圈將壓簧II固定在矩形連接套內(nèi)，壓簧II的另一端連接一個滑板，所述滑板始終與車輪軸相接觸；車輪軸的兩側(cè)用固定擋圈和可拆卸擋圈限制矩形連接套移動。制動時，制動桿在與車輪軸的鉸接點(diǎn)處轉(zhuǎn)動，車輪軸在矩形連接套的長圓孔內(nèi)相對滑動，同時推動滑板壓縮壓

58、簧II，將制動力緩沖作用到車輪軸上，從而實(shí)現(xiàn)制動車平緩制動在中間齒式軌道上，聯(lián)接在制動車后面的礦車組也制動在軌道上。制動板如圖2-5所示。</p><p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　進(jìn)一步的，礦車的機(jī)架上還安裝有開關(guān)機(jī)構(gòu)，所述開關(guān)機(jī)構(gòu)包括偏心輪、偏心軸和撥桿，偏心軸穿過機(jī)架上的通孔并與偏心輪通過鍵相連，偏心軸與撥桿通過鍵相連，撥桿帶動偏心輪及偏

59、心軸圍繞機(jī)架上孔旋轉(zhuǎn)并與拉桿端部在關(guān)閉制動防跑車裝置時相接觸。換向機(jī)構(gòu)如圖2-6所示。</p><p><b>　　圖2-6 換向機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)?shù)V車在平巷中運(yùn)輸時候，可以利用開關(guān)機(jī)構(gòu)使制動裝置關(guān)閉，撥桿通過偏心軸帶動偏心輪旋轉(zhuǎn)，偏心輪通過推動拉桿向前進(jìn)方向移動，拉桿帶動連桿轉(zhuǎn)動，連桿帶動制動桿轉(zhuǎn)動將制動軸及制動套筒從制動軌道的齒槽中拉出，從而關(guān)閉

60、制動裝置，使礦車可以順利向前運(yùn)輸。</p><p>　　本制動車在斜巷中變坡點(diǎn)向下任何一點(diǎn)由于斷繩、脫鉤等造成跑車事故時主動制動，為礦車組提供安全防護(hù)，同時結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安裝維修極其方便。</p><p>　　這種新型單向掛鉤式制動車的制動系統(tǒng)是加裝在小車上的，不需要像之前所述的擋車機(jī)構(gòu)所需要的擋車欄提升時間的確定，以及擋車欄的更換不方便；本礦車中的制動裝置采用的是簡單的機(jī)械傳動裝置，

61、無需另設(shè)動力，體積小，制造成本低，易于安裝，便于維護(hù)；由于完全是即時抓捕，抓捕后對礦車、軌道斜井兩側(cè)設(shè)備及人員無任何損傷。從一定的方面來說此種新型單向掛鉤式制動車是一種相對于擋車機(jī)構(gòu)更為簡易的機(jī)械系統(tǒng)。根據(jù)在一開始就知道的機(jī)械系統(tǒng)只要滿足所述要求，那么當(dāng)機(jī)械結(jié)構(gòu)越簡便的時候，那么其機(jī)械的可靠性就越高。</p><p>　　3新型單向掛鉤式制動車的設(shè)計</p><p>　　3.1單向掛鉤式制

62、動車的設(shè)計原理</p><p>　　該制動車防跑裝置是在任何斷繩的情況下都能對失控礦車產(chǎn)生制動的保護(hù)裝置。改制動裝置中包括制動防跑車裝置以及制動軌道。</p><p>　　該裝置利用絞車牽引鋼絲繩斷繩或者脫鉤的情況，制動車前的連接部分便失去了牽引力，在壓簧的彈性恢復(fù)力作用下，導(dǎo)向板帶動拉桿在安裝孔中滑動并通過帶動連桿圍繞連桿與拉桿的鉸接點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動來推動制動桿圍繞車輪軸轉(zhuǎn)動，制動在內(nèi)的一端制

63、動軸被帶入制動導(dǎo)軌，制動軸和制動導(dǎo)軌相互作用產(chǎn)生反作用力，從而阻止礦車下行跑車，達(dá)到迅速制動的目的。</p><p>　　3.2跑車制動板的設(shè)計</p><p>　　本制動車的制動是通過制動板，顧名思義，此制動板就好比衣架上的掛鉤，銷軸就相當(dāng)于衣架上方的鉤子來勾住齒條已達(dá)到跑車制動的效果。</p><p>　　為了使制動車能夠在斷繩跑車的情況下有效的與軌道制動齒條之

64、間產(chǎn)生拉力，抵消制動車由于在斜向軌道上向下的重力作用下產(chǎn)生的斜向下的的力，避免礦車失控跑車產(chǎn)生的事故。本次設(shè)計通過使用兩個平行制動板外加一個鏈接在兩個制動板之間的銷軸來產(chǎn)生與制動軌道的有效制動。制動板的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1 制動板的結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　因?yàn)橹苿榆囍苿訒r需要產(chǎn)生12t的制動力，并且斜井傾斜角為18°。其受力示意圖3-2為：&

65、lt;/p><p>　　圖3-2 制動車制動時受力示意圖</p><p><b>　　所以制動板所受的力</b></p><p>　　F=/cos18°=126KN</p><p>　　對于本次設(shè)計制動車的制動板來說由于他要承受較高的力，這里選擇45#鋼并且調(diào)質(zhì)處理。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中地敏感性較低，同

66、事也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造制動板，并且碳鋼里最常用的是45#鋼，所以在這次設(shè)計中選擇45#。</p><p>　　制動板在幫助制動時受到拉力的作用，這樣才產(chǎn)生制動力以避免失控礦車下行發(fā)生事故。故對于制動板，在這里只需要對它做抗拉強(qiáng)度的驗(yàn)算，抗拉強(qiáng)度的強(qiáng)度校核是桿件的最大工作應(yīng)力不超過許用應(yīng)力，即</p><p><b>　　表達(dá)式為

67、（3.1）</b></p><p><b>　　式（3.1）</b></p><p>　　在強(qiáng)度校核時，若值稍許超過許用應(yīng)力值，只要超出量在值的5%以內(nèi)也是可以的。并且有上述公式可以得到</p><p>　　由于N=126KN,45#鋼的抗拉強(qiáng)度極限的值為640mpa，根據(jù)上述根據(jù)上述公式代入數(shù)據(jù)可以得出A的最小值是196,這時得出

68、的是兩塊制動板的有效截面處的有效面積，那么每一塊制動板的銷軸孔一邊的有效面積=49,為了使制動板具有一定的安全儲備，在這里取此材料的安全系數(shù)n=1.5,根據(jù)公式</p><p>　　得出，取整A=75。</p><p>　　為了制動板的加工方便，使A分解為15*5，即使制動板的厚度h=5mm,有效面積寬度的長度d=15mm。</p><p>　　也就是說圖3-1視角

69、制動板前端除了銷軸所需要的孔除外的部分的長度為15mm。</p><p>　　3.3拉桿的設(shè)計計算</p><p>　　在這次研究設(shè)計的單項(xiàng)掛鉤制動車，起控制作用的是拉桿。拉桿是用來是制動車連接礦車組，其次拉桿用來間接控制制動車的抓捕，即拉桿拉力失去后在彈簧的彈力回復(fù)下，制動桿就會及時對制動軌道進(jìn)行抓捕。從而對拉桿的設(shè)計計算，只需對其進(jìn)行軸向拉伸驗(yàn)算。因?yàn)橛袚鯄K的作用，估只需驗(yàn)算擋塊出截面

70、的強(qiáng)度是否符合條件。</p><p>　　拉桿選用45調(diào)質(zhì)鋼，其抗拉強(qiáng)度極限為,初始截面直徑為,經(jīng)過式</p><p>　　驗(yàn)算，得出應(yīng)力為,很顯然滿足條件。</p><p>　　3.4失控礦車作用于制動軌道上的沖擊力</p><p>　　作用于制動軌道上的沖擊力是驗(yàn)算制動軌道強(qiáng)度的主要依據(jù)，礦車與制動軌道的沖擊力計算有兩種情況。</p

71、><p><b>　?、儆嬎銢_擊力</b></p><p>　　制動車前沿的鋼絲繩拉力突然消失時制動板下降與制動軌道齒條互鎖相撞，按一輛礦車相撞的情況計算作用于制動軌道齒條上的沖擊力，上述是迄今為止計算兩物體沖擊力時廣泛采用的方法。其理論基礎(chǔ)在于，構(gòu)成串車的礦車兩兩之間是通過連接環(huán)相互連接的，這屬于軟連接，在串車加速運(yùn)行的過程中，連接環(huán)因受里的作用是拉緊的，當(dāng)與之動車相連

72、的第一輛礦車向下運(yùn)行拉緊之動車時與制動軌道施加突然增大的拉力的Δt時間內(nèi)，第二輛礦車由于礦車之間的間隙尚未與第一輛礦車?yán)o，或者說，第二輛礦車?yán)o第一輛礦車的瞬間，第一輛礦車給予之動車與制動軌道互拉的過程已經(jīng)完成，同理，后一輛礦車?yán)o前一輛礦車時，前一輛礦車給予之動車與軌道的拉力過程已完成。因此，無論礦車數(shù)多少，均以一輛礦車突然給予制動車與軌道的拉力為計算依據(jù)。在本次設(shè)計要求中，制動車能夠產(chǎn)生12t的制動力，顧名思義，也就是說制動車最少

73、能夠承受斜向下120KN的力。</p><p>　　一輛礦車作用在制動軌道上的沖擊力</p><p><b>　　由式（3.2）</b></p><p><b>　　式（3.2）</b></p><p>　　式中——制動車制動板下降時作用在制動軌道上的靜力，N</p><p>

74、;　　——礦車自重；單位為kg</p><p>　　——礦車載重；單位為kg</p><p>　　——斜行傾角；=18°</p><p>　　——軌道與礦車輪之間的滾動摩擦系數(shù)，=0.01</p><p>　　——重力加速度；=9.8m/s2</p><p><b>　　——動荷系數(shù)，</b&

75、gt;</p><p><b>　　式（3.3）</b></p><p>　　——礦車與制動軌道相撞時的速度；單位為m/s</p><p>　　——制動軌道在靜力Qx作用下，整個制動齒條的彈性變形；</p><p><b>　?。ǎ?lt;/b></p><p>　　QX——靜力Q

76、沿制動軌道表面垂直方向的分力；單位為N</p><p>　　——制動軌道與鉛垂線這間的銳角；單位為度</p><p>　　——橡膠碰頭的彈性變形；單位為m</p><p>　　——制動軌道齒條的彈性變形；單位為m</p><p>　　——緩沖裝置的彈性變形；單位為m</p><p>　　——主軸的彈性變形；單位為m&l

77、t;/p><p>　?、谝远噍v礦車計算沖擊力</p><p>　　當(dāng)呈現(xiàn)以下兩種狀況時，需要修正按一輛礦車來驗(yàn)算沖擊力的計算方式。</p><p>　　當(dāng)?shù)V車之間的距離很小，呈現(xiàn)重疊拉緊的狀態(tài)。</p><p>　　因?yàn)檫\(yùn)輸車之間沒有充足的距離，當(dāng)?shù)谝惠v礦車與制動車?yán)o時給予制動軌道齒條的沖擊過程尚未完成時，第二輛礦車已經(jīng)完成與前一輛礦車的拉緊繼

78、續(xù)給予制動軌道齒條的沖擊，出現(xiàn)重疊沖擊的狀況。</p><p>　　當(dāng)?shù)谝惠v礦車受到非正常阻力，速度減慢時，后面的礦車?yán)o在其前面的運(yùn)輸車，這是就會出現(xiàn)整體礦車同時拉動礦車給予制動軌道齒條沖擊力的狀況。</p><p>　　鑒于上述兩種情況，計算沖擊力時每兩礦車都應(yīng)考慮增加一個小于1的疊加系數(shù)ξ，則作用于沖擊力為</p><p><b>　　；單位為N&l

79、t;/b></p><p>　　式中——按一輛礦車與制動軌道齒條相撞計算的沖擊力；單位為N</p><p>　　——每兩礦車的疊加系數(shù)，對第i輛礦車，</p><p><b>　?。?≤i≤5）</b></p><p>　?、圩饔糜谥苿榆壍例X條上的沖擊力</p><p><b>　

80、　式（3.4）</b></p><p>　　式中——礦車與制動軌道相撞時的速度；單位為m/s</p><p>　　——重車作用在制動軌道上的靜力；單位為N </p><p>　　——在靜力作用下制動軌道齒條的靜變形，單位為m</p><p>　　——制動齒條的長度，m</p><p>　　——齒條的的彈性模

81、量，Pa；</p><p>　　——制動齒條的斷面積，m2。</p><p>　　3.5圓柱螺旋彈簧的設(shè)計</p><p>　　彈簧作為彈性元件，它能夠在外載荷的作用下發(fā)生較大的彈性變形。其在各類機(jī)械中的應(yīng)用也十分廣泛，比如制動器、離合器中的控制彈簧以及火車車廂下的減振彈簧。根據(jù)其所受的載荷不同，其包括拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧等4種；當(dāng)然由于各種彈簧的

82、形狀不盡相同，它又能夠化分為螺旋彈簧、環(huán)形彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧、板簧和平面渦卷彈簧等。圓柱螺旋彈簧如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 圓柱螺旋彈簧示意圖</p><p>　　彈簧絲直徑d：制造彈簧的鋼絲直徑</p><p>　　彈簧外徑D2：彈簧的最大外徑</p><p>　　彈簧內(nèi)徑D1：彈簧的最小外徑</p><

83、p>　　彈簧中徑D：彈簧的平均直徑。它們的計算公式為：</p><p><b>　　式（3.5）</b></p><p>　　節(jié)距t：除支撐圈外，彈簧相鄰兩圈對應(yīng)點(diǎn)在中徑上的軸向距離成為節(jié)距 </p><p>　　在本設(shè)計中所用到的彈簧起到亞索作用，根據(jù)本次設(shè)計所需的彈簧的作用并且結(jié)合機(jī)械設(shè)計手冊里的各類彈簧的性能與應(yīng)用的比較及選擇，彈簧

84、選取圓柱螺旋彈簧形狀。圓柱螺旋彈簧的的性能與應(yīng)用：特性線呈線性，剛度穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，應(yīng)用廣泛，在機(jī)械設(shè)備中多用做緩沖，減振，以及儲能和控制運(yùn)動等。</p><p>　　因?yàn)楸敬萎呍O(shè)中彈簧的彈性恢復(fù)力的要求</p><p>　　圓柱螺旋彈簧的特性曲線如下圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4 圓柱螺旋彈簧的特性曲線</p><p&g

85、t;　　表3-1 圓柱螺旋壓縮彈簧計算</p><p>　　根據(jù)設(shè)計的要求，去彈簧中徑110mm的規(guī)格。根據(jù)第一系列彈簧絲直徑d的尺寸系列，取其d=12mm。根據(jù)彈簧內(nèi)外徑和彈簧絲直徑的關(guān)系式：</p><p>　　可以求得彈簧的外徑 </p><p>　　根據(jù)機(jī)械設(shè)計第九版節(jié)距的計算公式</p><p><b>　　取系數(shù)為0.3

86、</b></p><p><b>　　得</b></p><p><b>　　3.6車輪軸的校核</b></p><p>　　在這里，因?yàn)樵O(shè)計的主要目的就是能夠使在斷繩狀態(tài)下失控礦車組能夠在制動車的制動下能夠平穩(wěn)地停止下行，避免進(jìn)一步的發(fā)生礦產(chǎn)事故。忽略制動車自重的影響，所以在這里只對車輪軸進(jìn)行按彎扭合成強(qiáng)度條

87、件進(jìn)行計算。</p><p>　　車輪軸所受的力的見圖3-5如下：</p><p>　　圖3-5 車輪軸受力示意圖</p><p>　　（1）首先求軸承對軸產(chǎn)生的支反力。有平衡方程式（3.6）、（3.7）</p><p><b>　　式（3.6）</b></p><p><b>　　式（

88、3.7）</b></p><p><b>　　得</b></p><p>　　——矩形連接套和軸的接觸長度，mm；</p><p>　　——分布于單位長度上的荷載值，KN/m；</p><p><b>　　經(jīng)過利用平衡方程式</b></p><p>　　對支反力計

89、算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)算檢驗(yàn)后，得出支反力的求解是正確的。</p><p><b>　　（2）列、方程式。</b></p><p>　　分別為式（3.8）、（3.9）</p><p><b>　　式（3.8）</b></p><p><b>　　式（3.9）</b></p>

90、<p>　　繪制、圖。由（2）中的剪力方程式可以知道，剪力圖為：先是水平的直線段，接著是斜率小于零的一斜直線，最后又是一條水平的直線段，從而繪制出剪力圖如下圖3-6所示</p><p><b>　　圖3-6 剪力圖</b></p><p>　　由（2）中的彎矩方程式可以知道，彎矩圖為：一開始是一條斜率大于零的傾斜直線，然后是拋物線，最后又是一條請斜直線?？?/p>

91、以繪制出彎矩圖如下圖3-7所示</p><p><b>　　圖3-7 軸彎矩圖</b></p><p>　　根據(jù)彎扭合成強(qiáng)度條件的公式（3.10）</p><p><b>　　式（3.10）</b></p><p>　　——軸的計算應(yīng)力，MPa</p><p>　　——軸所受

92、的彎矩，N·mm；</p><p>　　——軸所受的扭矩，N·mm；</p><p>　　——軸的抗彎截面系數(shù)，；</p><p>　　但是這里沒有涉及到扭矩，故而應(yīng)取T=0</p><p>　　因?yàn)楸敬嗽O(shè)計所用的軸是實(shí)心軸，所以W得計算公式為</p><p>　　由上述式子可以整合為下式</

93、p><p>　　選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　　由圖3-7可知</b></p><p><b>　　通過上式解得</b></p><p>　　而車輪軸的初定直徑為80mm，故而滿足以設(shè)條件；</p><p>　　然后與45調(diào)質(zhì)鋼的需用彎曲應(yīng)力相比較，

94、車輪軸的直徑滿足其要求。</p><p>　　3.7制動軌道的強(qiáng)度計算</p><p>　　在礦車組斷繩失控下行的時候，制動車前段在失去拉力的情況下，制動板自動下落與制動導(dǎo)軌接觸以避免礦車組下滑發(fā)生事故，此時對制動導(dǎo)軌產(chǎn)生沖擊力，為了使制動導(dǎo)軌保持院線狀態(tài)并且具有一定的韌性，所以此制動軌道采用一種剛性軌道。在這種制動軌道中，制動齒條直接承受礦車的沖擊力，所以制動軌道強(qiáng)度的計算主要是計算制動

95、齒條的強(qiáng)度。</p><p>　　本設(shè)計的制動軌道選用45#鋼，在這里按照齒條受到剪力的作用來計算。假設(shè)齒條外形是近似圓形的，由于齒條所受的力為制動車制動時制動板通過拉住齒條是制動車停止下滑時產(chǎn)生的，那么齒條所受的力為：</p><p><b>　　F=/cos α;</b></p><p>　　為制動車制動時產(chǎn)生的制動力；單位為KN</

96、p><p>　　α為斜井的傾斜角；單位為°</p><p>　　根據(jù)所給出的參數(shù)計算得</p><p>　　F=120/cos 18°=126KN</p><p>　　即齒條所受的力為126KN</p><p>　　由于45#鋼的屈服極限為353MPa,安全系數(shù)取2，倍數(shù)取0.5，則45鋼的許用切應(yīng)力為

97、88.25mpa.</p><p>　　由材料力學(xué)里的剪切強(qiáng)度條件可表示為</p><p>　　=F/A式（3.11）</p><p>　　式中，為構(gòu)件的許用剪應(yīng)力，該值是對同一種材料經(jīng)剪斷破壞試驗(yàn)后，用最大剪應(yīng)力值求出其名義剪應(yīng)力的極限值，并考慮受剪構(gòu)件的安全系數(shù)后得到的。</p><p><b>　　故而</b>&

98、lt;/p><p>　　A=0.00142776=1428</p><p>　　即為了使斷繩而導(dǎo)致的失控礦車組能夠可靠地及時避免下行的趨勢，制動軌道的最小有效截面積能夠大于等于上述所求得的面積A，這樣才不會至于在某些情況下制動導(dǎo)軌所受的力突然集中在最小截面處使其斷裂。</p><p>　　3.8制動裝置開關(guān)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　撥桿的

99、一端開有固定孔，機(jī)架上開有兩個對稱的定位孔，定位銷穿過撥桿上的固定孔將其固定在機(jī)架的定位孔上；定位銷與撥桿動聯(lián)接，定位銷的銷軸上開有兩個環(huán)形槽，撥桿的側(cè)面開有螺紋孔，螺釘?shù)囊欢送ㄟ^彈簧連接一個鋼球，螺釘安裝在螺紋孔內(nèi)，且鋼球與其中一個環(huán)形槽相互嚙合；將定位銷從機(jī)架上定位孔外拔，由于彈簧的彈性力，鋼球與定位銷上的另一圈環(huán)形孔嚙合將定位銷固定，此時撥桿不受約束；鋼球與定位銷上的另一圈環(huán)形孔嚙合可以防止定位銷丟失。</p>&l

100、t;p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于斜井礦車軌道運(yùn)輸單向掛鉤式制動車，在這次做畢業(yè)設(shè)計過正中，我對大學(xué)所學(xué)的知識有了一個充分了解。由于畢業(yè)設(shè)計涉及到材料力學(xué)，機(jī)械制圖，機(jī)械設(shè)計等知識，由于這些課程知識是在大學(xué)前兩年的時間里學(xué)習(xí)的，學(xué)過了之后因?yàn)閷@些知識的沒有鞏固，所以到了大學(xué)最后的一段時間里對這些知識的了解也沒有當(dāng)年的詳細(xì)，在做畢業(yè)設(shè)計的時候由于需

101、要這些知識點(diǎn)，所以我把以前學(xué)過的一些和畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的課程書又拿過來重新溫習(xí)了一下，真的是想孔子說的那樣“溫故而知新，可以為師矣”，通過再一次的惠顧之前的知識，讓我對這些知識的了解和理解比之前更為深刻了；同時，在做畢業(yè)設(shè)計的過程中帶我的畢設(shè)老師也給了我諸多幫助，讓我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計，為此我的大學(xué)生涯也畫了一個句號。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計的題目是斜井礦車軌道運(yùn)輸單向掛鉤式制動車設(shè)計，在閱讀了大量相關(guān)的資

102、料，以及對學(xué)校圖書館的充分利用，我對制動車的設(shè)計有了一個完整的思路。因?yàn)樵谶@之前對礦車跑車這方面的知識的缺乏，起始時我認(rèn)識了海內(nèi)外制動車的成長趨勢，和制動車的種類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。過后就思考制動板，輪軸，連桿等等材料選擇，而且經(jīng)過研究確定了斜井制動的制動方案。</p><p>　　雖然畢業(yè)設(shè)計的難度有點(diǎn)大，但是通過查閱大量的參考文獻(xiàn)和資料，讓我對大學(xué)所學(xué)的知識有了一個系統(tǒng)的框架，在完成論文的過程中讓我少走了不少彎路。&

103、lt;/p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計，了解了書本知識和實(shí)踐的差距，牢固掌握書本知識只是第一步，通過實(shí)踐融會貫通理論的知識是第二步。在進(jìn)行實(shí)際操作過程中，經(jīng)驗(yàn)往往是十分重要的，這也是課本上所不能學(xué)到的。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計的過程中，一開始遇到了很大的困難，因?yàn)殚L時間的對相關(guān)專業(yè)知識的疏遠(yuǎn)，而

104、導(dǎo)致了在做畢業(yè)設(shè)計的時候有好多的地方不知道如何下手，在前期給我?guī)砹撕艽蟮淖钄_。不過好在有指導(dǎo)老師陸老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷。在我撰寫論文的過程中，出了自己拿過來以前的專業(yè)書重新復(fù)習(xí)了相關(guān)要點(diǎn)外，也離不開指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)，也是老師幫我理清了寫作思路，使我能夠順利的完成論文。在制圖時由于一部分畫法規(guī)范不太熟悉，我就去請教了我們宿舍的學(xué)霸，在他的提點(diǎn)下也是完成了圖紙的繪制。最后，在這里以此感激關(guān)心、支持、幫助過我的老師和同窗。</p

105、><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]于巖,李維堅.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計.北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1998，8.1～80 </p><p>　　[2]李炳文，王啟廣.礦山機(jī)械.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2007,162～186</p><p>　　[3]陸興華，劉金龍，黃傳輝，斜井防跑車裝置。煤礦機(jī)械，

106、2006.2 </p><p>　　[4]《煤炭工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編》編委會,煤炭工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編.煤礦運(yùn)輸提升設(shè)備.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000,5.313～430 </p><p>　　[5]梁錫昌，呂宏展，減速器的分類創(chuàng)新研究。機(jī)械工程學(xué)報，2011.4</p><p>　　[6]北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所.DTⅡ(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊..北京：冶金工業(yè)出版社礦山機(jī)械.

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108、的傳動理論與設(shè)計計算。煤炭工業(yè)出版社</p><p>　　[11]程居山主編，礦山機(jī)械。中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1997</p><p>　　[12]Belt conveyor technology(part Ⅲ).trans tech publications.2000 </p><p>　　[13]牛紹明，普軌卡軌車牽引制動車的制動研究。河北煤炭，2005.6<