摩擦提升天轮数控车槽装置设计

发布时间：2020-09-15 19:35

　　摩擦式提升天轮是矿井提升系统中承载和引导钢丝绳运行的重要设备。长时间运行后,天轮绳槽与钢丝绳磨损使各绳槽表面形状及绳槽组底径一致性较差,并出现较大钢丝绳张力差及一定晃绳现象,危害较大。因此,需要及时对天轮绳槽进行车削修整。但由于天轮位于高空井架上,空间狭小、运行环境恶劣,因而目前很少对天轮绳槽进行车削,通常是使用大型起吊机将天轮组吊至地面直接更换绳槽衬垫,费时费工,且衬垫折旧严重。本文调研高空天轮工况车削特点,设计了一种天轮数控车槽装置。该装置能随时方便对天轮绳槽进行高空在线修整,确保各天轮绳槽底径的一致性及天轮绳槽与钢丝绳的表面吻合性,极大地减少了日常生产中钢丝绳因绳槽磨损差异导致的张力不平衡现象。其主要研究内容如下:1.分析摩擦提升天轮的高空绳槽车削功能需求和技术指标,制定包括机械及控制系统在内的总体设计方案,建立车槽所用铣刀的切削阻力模型和绳槽表面的微观切纹模型,进而确定绳槽车铣加工主参数对铣削绳槽质量的影响关系,并据此制定主加工参数设置规范及车铣原则等。2.对机械系统的主要传动部件进行理论计算、选型及寿命校核等,再对上、下机架及安装托架进行结构设计,建立三维模型并做有限元仿真计算,最终确保数控车槽装置的机械系统满足使用要求。3.做车槽装置的软硬件数控系统:(1)根据数控车槽装置所需功能及技术要求分析系统硬件组成结构并做主要硬件选型设计;(2)确定数控车槽装置的软件系统,包括:手动控制系统、自动控制系统及外部传感器定位监控系统等,并据此进行PLC编程、触摸屏组态设计及系统调试等。4.做高空摩擦提升天轮的在线车槽实验,结果表明:本装置能够有效完成高空在线车槽加工,过程高效便捷、操作安全,改变了以往天轮绳槽质量较差及磨损后因不易车削而直接更换衬垫的现状。图[68]表[36]参[80]
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD53
【部分图文】：

绳槽,天轮,衬垫,煤炭

煤炭的开采主要依赖矿井开采，随着煤炭的开采愈发大型化越高，煤矿安全生产等问题的重视程度也愈发突出。据公开数生了 249 起煤炭安全事故，造成 538 人死亡。2017 年全国煤炭19 起。炭开采系统中，矿井提升设备是连接矿井上、下工况的关键性、煤炭、人员、设备等的运输[1-2]。如果矿井提升设备出现故障中断，不仅会影响煤矿的生产和收益，还将威胁人员的安全，全生产事故[3]。据有关资料显示，我国从 1945 年到 1995 年，事故，造成 19871 人死亡，在煤矿事故中占全部死亡人数的 15和瓦斯爆炸，截至 2011 年其仍占据煤矿事故案例总数的 16.1%的重要性要求其必需足够安全、高效。多年来，国家一直非常的安全问题，在《煤矿安全规程》和《煤矿机电设备完好标准，要求定期检查及维护设备。日常生产中，提升设备也需安全连续运行的能力，并尽量减少维护时间。

钢丝绳,绳槽

在提升机导轮上，通过电机及减速器带动主导轮运转，钢丝绳与主导轮产生摩擦力并使钢丝绳随导轮的转动而达到提升重物的目的[6]。为保证能够稳定同步运行，各天轮绳槽的底径差应越小越好。当各绳槽底径的差时，会导致钢丝绳张力不均、各钢丝绳不能可靠同步运转，甚至会出与天轮衬垫间的局部相对滑动现象，磨损剧烈，危害极大[7-8]。与此同时绳槽的不同程度磨损反过来又会加剧钢丝绳的张力不平衡，进一步对天钢丝绳造成不必要损伤[9]。此外，如图 1.2 所示在钢丝绳因磨损严重而旧绳槽表面因磨损而与新钢丝绳直径不吻合，其尖角及底部变形部分对剧烈磨损及挤压作用，使钢丝绳寿命急剧降低，对动辄千米深的矿井来大。随着煤矿矿井愈深、提升量不断增加，衬垫绳槽磨损加剧，更换也繁，对煤矿生产的安全性和效率影响也将更大。

提升机,绳槽,车削绳槽,车削精度

（c）整体进刀式图 1.3 提升机车槽装置分类Fig1.3 Traditional turning groove device上述三种提升机绳槽车削技术本质上较为类似，且均存在以下缺陷：①均削加工工艺，车削绳槽时容易出现啃刀、震刀现象，甚至崩坏刀刃和衬垫绳均采用人工手摇控制刀具推进，操作过程危险，且加工精度及可靠性难以保没有科学便捷的绳槽深度测量工具，极易出现车削量误判情况，无法保证实槽底径一致性及绳槽车削精度满足要求[10]。

【参考文献】