河南理工大学2011届本科生毕业设计（论文）
绪论
矿用提升机是矿山大型机械之一，它是矿山提升设备的重要组成部分，是联系井下与地面的主要设备之一。随着社会的进步和机械工业的不断发展，矿用提升机从最初的蒸气机拖动的单绳缠绕式提升机逐步发展到今天的交-交变频直接拖动的多绳摩擦式提升机和双绳缠绕式提升机，经历了170多年的发展历史。目前，国内外经常使用的提升机有单缠绕式提升机和多绳摩擦式提升机。
矿用提升机是保证煤矿安全和生产的最重要的装备和环节，它的可靠运行直接关系到煤矿生产的安全，所以合理的选用提升机具有很大的意义。熟悉矿用提升机的性能、结构和动作原理，提高安装质量，合理使用设备，加强设备维护，对于确保提升工作效率和安全可靠，防止和杜绝故障及事故的发生，都具有重大意义。
本次设计主要是关于单绳缠绕式提升机的传动系统的设计，主要包括减速器和主轴的设计，及联轴器/离合器的选择。选择矿用提升机设计作为毕业设计的题目，不仅使我们对一线工作有了初步了解，而且巩固了我们课堂所学的基本理论和专业知识，将很多的零散的知识点有机的整合和串联在一起，更重要的是，通过本次设计将理论与实践相结合，进一步锻炼了我们自主创新的能力，对以后的学习和工作都会有很大的帮助。
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1矿用提升机
提升机是矿山提升设备的主要组成部分，供缠绕和传动钢丝绳之用，以完成矿井提升或下睡重物的任务。现在我国生产和使用的矿井提升机分两大类：单绳缠绕式和多绳摩擦式。单绳缠绕式矿井提升机在我国矿井 提升中占有很大的比重，使用比较普遍，目前在斜井、浅井、中小型矿井及凿井均大量使用。多绳摩擦式提升机由于具有安全可靠、体积小、重量轻、适用于深井等优点，在我国矿山将会得到广泛的应用。
目前，国内外经常使用的提升机也就是单缠绕式提升机和多绳摩擦式提升机。此外，世界上近年来研制成功了一种全新的新型提升机，从提升机的工作原理来看，它亦属于摩擦提升范畴，但它实现了“内装”。所谓内装，就是将拖动电机直接装在摩擦轮内部，使电机转子与摩擦轮成为一体。
本次设计为单绳缠绕式提升机。
1.1单绳缠绕式提升机
单绳缠绕式提升机又称为滚筒式提升机，提升容器用的钢丝绳是缠绕在滚筒上的，因此，无论立井或斜井均可使用。其作原理是把钢丝绳的一端固定并缠绕在提升机的滚筒上，另一端绕过井架上的天轮悬挂提升容器，利用滚筒转动方向的不同，将钢丝绳缠上或放出，完成提升或下放重物的任务。目前，此类型的提升机在我国矿山中使用较为普遍。
但是，它的提升高度和最大载荷等，受现有钢丝绳的制造能力和滚筒容绳量的限制。一般而言，当钢丝绳直径大于60mm时，制造困难；同时，会导致提升机及提升设备庞大。所以，一般一次提升载荷重量不得超过20t，一层缠绕时的提升高度不超过600m。
单绳缠绕式提升机是一种圆柱形卷筒提升机，根据卷筒的数目不同，可分为双卷筒和单卷筒两种。
双卷筒提升机的两个卷筒在与轴的连接方式上有所不同：其中一具卷筒通过楔键或热装与主轴固接在一起，称为固定卷筒，又称为死卷筒；另一个卷筒滑装在主轴上，通过调绳装置与主轴连接，故称之为游动卷筒，又称为活卷筒。采用这种结构的目的是考虑到矿
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井生产过程中提升钢丝绳在终端载荷作用下产生弹性伸长，或在多水平提升中提升水平的转换，需要两个卷筒之间能够相对转动，以调节绳长，使得两个容器分别对准井口和井底水平。
单卷筒提升机只有一具卷筒，一般仅用作单钩提升。如果单卷筒提升机用作双钩提升，则要在一个卷筒上固定两根缠绕方向相反的提升钢丝绳。提升机运行进，一根钢丝绳向卷筒上缠绕，同时，另一根钢丝绳处卷筒上松放。其优点是：卷筒容绳表面得到了充分的利用，从而使得提升机的体积和重力较小。其缺点是：用作双钩提升时，两个容器分别在井口和井底水平的位置不易调整。为了解决这一问题，把单卷筒制成可以分离的两个部分：一部分与轴固接，另一部分通过离合器与轴连接，因而称这种提升机为可分离式单卷筒提升机。由于这种提升机只有一个卷筒，容绳量小，适用于提升能力较小的场合。
单绳缠绕式双滚筒提升机的布置图如图1—1所示。
图1—1 单绳单绳缠绕式双滚筒提升机
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1.2多绳摩擦式提升机
由于矿井深度和产量的不断增加，缠绕式提升机的卷筒直径和宽度也随之加大，使得提升机卷筒体积庞大而笨重，给制造、运输、安装等带来很大的不便。为了解决这个问题，1877年法国人戈培提出将钢丝绳搭在摩擦轮上，利用摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来带动钢丝绳，以实现提升容器的升降，这种提升方式称之为摩擦提升。与单绳缠绕式提升机相比。摩擦轮的宽度明显减小，而且不会因井深的增加而增大。同时，由于主轴跨度的减小而使得主轴的直径和长度均有所降低，整机的质量大为下降，而且由于提升机回转力矩的减小，使得提升电动机的容量降低，能耗减少。
但是，单绳摩擦式提升机只解决了提升机卷筒宽度过大的问题，而没有解决卷筒直径过大的问题。因为全部终端载荷由一根钢丝绳承担，故钢丝绳直径很大。从而摩擦轮直径也很大，因此就出现了用多根钢丝绳代替一根钢丝绳的多绳摩擦提升机。这样，由于终端载荷由n根钢丝绳共同承担，使得每根钢丝绳直径变小，从而摩擦轮直径也随之变小。这就是我们现在所说的多绳摩擦式提升机。
多绳摩擦式提升机其特点是靠钢丝绳与摩擦轮之间的摩擦力传动。这种提升机由于具有安全可靠、体积小、质量小、适用于深井提升等优点，在我国矿井提升中也已得到了广泛的应用。
多绳摩擦式提升机可分为井塔式和落地式两种。多绳摩擦井塔式提升机的布置图如图1—2所示，多绳摩擦落地式提升机的布置图如图1—3所示。
井塔式的优点是：布置紧凑省面积，不需设置天轮；全部载荷垂直向下，井塔稳定性好，钢丝绳不裸露在雨雪这之中，对摩擦因数和钢丝绳使用寿命不产生影响。其缺点是：井塔造价较高，施工周期较长，抗地震能力不如落地式；井塔式系统为了保证两提升容器的中心距离和增大钢丝绳在摩擦轮上的围抱角，可设置导向轮。但与此同时却增加了提升钢丝绳的反向弯曲，缩短了提升钢丝绳的使用寿命。
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