多繩纏繞式超深礦井提升機(jī)主軸裝置性能分析.pdf

1、作為礦井提升機(jī)的基礎(chǔ)工作機(jī)構(gòu)，主軸裝置是提升機(jī)的主要承載部件。因此，其力學(xué)性能的好壞直接影響到提升機(jī)的工作效率、使用壽命以及礦山生產(chǎn)的安全性和可靠性。多繩摩擦提升在井深超過1400-1500m時,由于受到防滑安全系數(shù)和襯壓比的限制，其主繩的打滑速度快速提高,尾繩事故率也有所增加。多繩纏繞式提升機(jī)不用尾繩,克服了深井提升時尾繩帶來的問題,適合于深井及大載荷條件。目前國內(nèi)關(guān)于多繩纏繞式提升機(jī)的文獻(xiàn)不多，特別是關(guān)于多繩纏繞式提升機(jī)主軸裝置性能

2、分析的文獻(xiàn)更少。因此，本文的研究成果為以后多繩纏繞式提升機(jī)主軸裝置的研發(fā)有重要的參考價值。
　　本文針對2JK型多繩纏繞式提升機(jī)主軸裝置，在鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度為1770MPa、鋼絲繩最大靜張力2040KN、提升容器系數(shù)為1、提升載荷50噸、兩根鋼絲繩兩層纏繞、提升高度1500米的條件下，依據(jù)多繩纏繞式提升機(jī)的工作原理，對主軸裝置的零部件和整個主軸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對主軸裝置的載荷進(jìn)行了分類，并且

3、完成了在六種正常工況下（固定卷筒提升開始；固定卷筒纏滿一層；固定卷筒提升結(jié)束；游動卷筒提升開始；游動卷筒纏滿一層；游動卷筒提升結(jié)束）的外載荷計(jì)算。
　　綜合應(yīng)用CATIA，Ansys Workbench等軟件進(jìn)行了主軸裝置的三維建模及其在六種正常工況下應(yīng)力應(yīng)變場的有限元仿真分析，并完成了強(qiáng)度和剛度的校核，以確保其在正常工況下安全運(yùn)行。結(jié)果表明，主軸裝置滿足安全性要求，強(qiáng)度和剛度符合生產(chǎn)需要，為以后多繩纏繞式提升機(jī)主軸裝置的試制提供

4、了參考建議。最后在Design Exploration模塊對關(guān)鍵零件主軸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，探討了影響主軸強(qiáng)度和剛度的影響因素及其靈敏度，最后使主軸在滿足強(qiáng)度和剛度要求的條件下，質(zhì)量有所減輕。
　　對主軸裝置進(jìn)行了模態(tài)分析，使主軸裝置的工作頻率遠(yuǎn)離固有頻率，避免共振和自激振蕩的發(fā)生。本文得到了主軸裝置的前六階固有頻率和振型，結(jié)果表明制動盤相比其他部位更容易變形,需對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以提高剛度，避免過早出現(xiàn)變形失效，并在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上