斜井常闭式防跑车装置设计说明书

题目：斜井常闭式防跑车系统的设计

院系专业：机械工程及自动化*名：***

指导老师：***

完成时间：2007-11-23

目录

一设计任务书...............................第 3 页二摘要.....................................第 4 页三防跑车机构的组成.........................第 5 页四挡车栏的设计计算.........................第 7 页五防跑车的电气控制. (14)

六端面摩擦缓冲器的设计 (15)

1、钢丝绳及压绳板的选择计算 (19)

2、卷筒的设计计算 (21)

3、摩擦片的设计计算 (24)

4、制动片的计算 (27)

5、轴套的计算 (28)

6、轴的计算 (31)

7、调力螺母的计算 (32)

8、支座 (33)

七设计心得 (36)

八参考文献 (37)

一 设计任务书

题目：防跑车装置的设计

1、设计条件

1）机器功用 针对斜井跑车事故的防护装置，当矿车跑车时，使挡车栏实现可靠拦截，避免事故的发生。

2）工作情况 常闭式 3）运行要求 可靠性较高 4）生产批量小批生产 5）生产厂型 小型机械厂 2、原始数据

发生跑车时的冲击能量E=1610⨯J 矿井原始参数

斜井跑车的自然条件设定： 斜井倾斜度设定为︒≤30α 斜井跑车的总质量：

串车规定最多为6辆，每辆满载时的质量位2000Kg ，总质量为12000kg 。

变坡点与挡车栏的距离设定为30m 。 绞车最大提升速度为2.8m/s 。

3、设计内容

1）总体结构2）缓冲器各部分结构组成3）系统图、安装图、零件图总量为零号图纸

二摘要

矿井轨道运输是煤矿生产的重要组成部分，高效

的运输系统对于煤矿安全生产具有重要意义。据统计

运输事故是仅次于顶板事故的第二大事故，其中串车

运行中因断绳、脱销、连接装置断裂等原因造成串车

与主提升钢丝绳脱离跑车事故占运输事故的22.1%，

因此对煤矿斜井跑车事故进行有效的预防十分必要。

本系统是针对斜井跑车事故的防护装置，其工作

方式为常闭式。常闭式跑车防护装置是目前可靠性较

高的安全设施，它由以下几部分组成：主控箱，车位、

车速监测传感器，主提升绳滑轮绳压传感器，柔性挡

车栏、挡车栏提升机，语音报警显示屏，摩擦片式缓

冲吸能器。挡车栏处于经常关闭状态，当串车以正常

速度到达挡车栏上方监测位置时挡车栏自动升起。串

车通过后到达挡车栏下方监测位置后挡车栏自动下

落。当矿车超速（跑车、溜车）时，监控系统通过对

矿车速度和主提升绳滑轮处的压力监测使挡车栏实现可靠拦截，避免事故的发生。

三防跑车机构的组成防跑车机构的构成如图-1所示，

1、缓冲器

2、钢丝绳卡

3、缓冲器引出端钢丝绳

4、挡车栏绳网钢丝绳

5、挡车栏支架

6、挡车栏绳网架

7、挡车栏提升机

由挡车栏提升机、挡车栏提升限位传感器、脱扣器、柔性挡车栏、摩擦片式缓冲吸能器等部分组成。其工作原理是：当发生跑车事故时，矿车撞击挡车栏，脱扣器开口销受剪切力切断，脱扣器内传感器动作，主控PLC收到这一信号后发出报警保护命令，语音报警显示屏发出报警信号，各道挡车栏均处于下放到位状态。与挡车栏相连的缓冲器通过克服自身摩擦力旋转将拦车绳网传过来的拉力吸收，从而实现对事故矿车的缓冲制动。

1、挡车栏提升机驱动系统的选型

电动机：YB90L-4（B3）型。其基本参数有：

工作电压：660V

额定功率：1.5KW

同步转速：1500 r/min

额定转速：n1=1400 r/min

转动惯量：0.0080kg/mm

满载时的电流：2.10A

效率因数：0.79

效率：79%

重量：37㎏

输出轴直径：24㎜

减速器：CW-80-31.5-I型。其基本参数有：公称传动比：i=31.5

额定输入功率：P=2.08kw

额定输出转矩：T=299N.m

输入轴直径：24mm

输出轴直径：38mm

输出转速：n2=

min

/

444

.

44

5.

31

1400

1

r

i

n

=

=

=0.74 r/s

联轴器：HL2型弹性柱销联轴器

YL7型凸缘联轴器

轴承：轴承型号为61808

轴承座：轴承座型号为HZ045 键：普通平键b×h=8×7

底座：选择10mm厚的钢板作为驱动系统的底座。

滚筒设计：外径：300 mm 内径：280 mm 挡绳缘宽、高分别是8 mm、10 mm。

校核驱动系统的选型：要求系统在3—4秒内提起1800mm 的距离.即600mm/s

滚筒转速：44.444 r/m 根据滚筒内径：280 mm得出周长：879mm

故得知绞车的线速度为:0.74×879=6500mm/s。满足设计要求。

2、挡车栏提升机安装布置图：

四挡车栏的设计计算1、挡车栏缓冲能量计算

斜井跑车动能量计算

斜井矿车受到重力G和滚动摩擦力f＇作用，并在惯性力f 的作用下下滑。

矿车重力：G=mg=12×104N

矿车滚动摩擦系数：这里取η=0.03；

斜井倾角：α≤30°

这里取E=1MJ的冲击能量

2、钢丝绳的选择

钢丝绳的选择计算是设计中的关键环节之一。钢丝绳在运转中受有许多应力的作用和各种因素的影响，如静应力，动应力、弯曲应力、扭转应力、和挤压应力等，磨损和锈蚀也将损害钢丝绳的性能。我国是按《煤炭安全规程》的规定来设计的，其原因

是：钢丝绳应按最大静载荷并考虑一定的安全系数来进行计算。

挡车栏处选用型号6×19（b）+FC，抗拉强度1570MP,最小破断力516KN，直径26mm的钢丝绳。

V k=15.57 m/s

Lp=25m α=30°