仿真平台毕业设计论文解析

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摘要

目前我国许多煤矿矿井已经转向中、深部开采，矿井提升设备作为煤矿的关键设备，在矿井机械化生产中占有重要地位。制动器是提升机(提升绞车)的重要组成部分之一，直接关系着提升机设备的安全运行。

在对提升机的制动器选型过程中，因鼓式制动器是应用较多的一种传统制动器，它以其独特的优点及良好的安全性能被广大用户认可，特别是在结合了液压系统和PLC 控制之后，液压系统和PLC 超强的控制性能为鼓式制动器的应用提供了巨大的工作平台。制动盘的制动力，靠油缸内充入油液而推动活塞来压缩鼓式弹簧来实现。

液压鼓式制动器作为传统制动器，具有许多优点，所以它在现代多种类型提升机中仍获得广泛的应用。它具有它造价便宜，而且符合传统设计等特点，对生产安全具有重要意义。

关键词：提升机；制动器；设计；液压传动

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目录

摘要 (1)

1矿井提升机系统仿真平台了解分析 (4)

1.1系统介绍 (4)

1.2系统结构 (5)

1.3工作原理 (7)

2 制动系统的作用及要求 (9)

2.1制动系统的作用 (9)

2.2制动系统的要求 (10)

3 制动器结构方案分析 (10)

3.1提升机的选用 (10)

3.2制动器的类型选择 (11)

3.2.1 块式制动器 (11)

4 块式制动器主要参数的确定 (13)

4.1 制动盘的厚度h及制动鼓D (13)

4.1.1制动盘的厚度h的确定 (13)

4.1.2 制动鼓内径D的确定 (13)

4.2 摩擦衬片宽度b、包角 和摩擦系数μ (14)

4.3及传动杠杆系统确定 (15)

4.4制动盘工作面的加工精度要求 (15)

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5块式制动器主要参数计算 (15)

5.1块式制动器所需制动重锤质量 (15)

5.2重锤块数 (16)

5.3 校核是否会自锁 (16)

6 块式制动器主要结构元件 (15)

6.1 制动鼓 (19)

6.2摩擦衬片 (20)

7 结论 (22)

设计心得 (23)

参考文献 (25)

致谢 (26)

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1、矿井提升机系统仿真平台了解分析

1.1系统介绍

矿井提升机系统自动控制高仿真平台以提高提升效率、节能降耗、安全运行为设计理念，针对交流提升系统进行仿真设计。

该系统完全模拟井底煤仓装载、定量称重和箕斗自动装载、井上煤仓卸载及提升机全自动提升过程。可分别实现提升机全自动运行控制和手动控制。在控制面板上还包括了信号系统和故障模拟功能，具备以太网通讯功能，可实现与集中控制平台的连接。系统示意图如图1-1所示。

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图1-1 仿真平台布局示意图

1.2系统结构

整个系统分为机械部分和电气控制部分，机械部分包括提升用交流电机、滚筒、天轮、井架、提升箕斗、钢丝绳、装卸载机构、摩擦轮等设备；电气部分包括西门子S7-300

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6 PLC 、变频器、位置传感器、轴角编码器、控制面板、触摸屏和控制软件等。如图1-2所示。

图1-2 自动控制仿真平台系统结构图

系统工

作示意

图

控制

面板 提升

系统

系统

框架

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1.3工作原理

该提升机系统属于多绳摩擦式提升系统，靠摩擦轮与钢丝绳之间的摩擦力传动。摩擦式矿井提升机适用于凿井以外的各种竖井提升。提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。为提高经济效益和安全性，摩擦式矿井提升机采用尾绳平衡提升方式，即配有与提升绳重量相等的尾绳。尾绳两端分别与两个容器（或容器和平衡重）的底部连接，形成提升绳-容器-尾绳-容器(或平衡重)-提升绳的封闭环路。容器处于井筒中的任何位置时，摩擦轮两侧的提升绳和尾绳的重量之和总是相等的。

“矿井提升机实训仿真平台”的整个工作过程是由一个主电机带动，通过联轴器带动主天轮转动，主天轮通过钢丝绳在摩擦力的作用下带动两个副天轮转动，钢丝绳的两端分别连着左右萁斗，这样完成了矿井提升机的上下提升运动（图4）。

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提升机中的萁斗在上下提升运动过程中主要进过几个阶段：（一）、加速阶段，萁斗在装满煤后速度在不断增加这段时间很短；（二）、匀速阶段，萁斗在加速阶段后，速度达到额定速度后就不会再增加，一直以这个速度提升，这个过程时间较长，路程也最长；（三）、减速阶段，其都经过减速开关后，就一直在减速，这段时间也很短；（四）、爬行阶段，萁斗经过减速阶段速度达到爬行速度，萁斗就一直以这个速度提升，直到萁斗到达停车点时，萁斗速度就会立即减为零，萁斗停止。

提升机的南、北皮带是由一个电机带动，完成运输过程的。煤炭由采煤机踩得，经过运输皮带进入主煤仓，

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再由主煤仓到达南、北皮带，经过南、北皮带进入定量仓，最后进入萁斗提升机，完成了煤炭的装载过程。煤炭由其都提升到井上，卸载到井上煤仓，完成煤炭的卸载过程。

2、动系统的作用及要求

现代矿井提升机的制动系统是所有提升设备中最重要、最复杂的装置。它由制动器和传动机构组成。制动器是直接作用于制动轮或者制动盘上产生制动力矩的部分，按其结构可分为盘式制动器和块式制动器等。传动机构是控制兵调节制动力矩的部分，新型号提升机采用油压盘式闸制动系统，旧型号提升机采用油压或气压块式闸制动传动系统。

2.1制动系统的作用

(1)保证提升容器按给定状态运动，并在需要的位置制动—工作制动。

(2)在可能造成事故的不正常工作状态下，紧急制动以保障人员和设备的安全—紧急制动。

(3)更换水平调节绳长时，制动活卷筒。

(4)工作制动、紧急制动都可以用手动或自动。手动操作时，由司机进行；自动操作时，紧急制动由提升设

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