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A2卷筒-完.dwg
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正文-牵引绞车及其控制系统.doc
1、划归常德建筑机械研究所长沙建筑机械研究院前身领导。随着部标准的颁布，使绞车有了大发展的基础。为了满足经济发展的需要，各厂家相继生产了和绞车。从年代末开始，我国实行了改革开放政策，国民经济大发展，作为国民经济的动力，煤炭产业现代化和机械化的要求日益强烈，许多产品逗进行了防爆改造，从而进入到煤矿井下，其中绞车是最成功的种产品，系列的调度绞车和系列的回柱绞车至今还在大量的生产，是矿山井下，运输调度不可替代的机械设备。但这种设备的自动化的程度不高，无法实现无人值守的自动操作，往往由于绞车操作工的操作失误或精神不集中造成安全生产事故。矿山绞车的发展是伴随着煤炭产业发展，九十年代中后期，是我国煤炭生产的个低潮，矿用绞车的发展十分缓慢，没有什么新的结构，产品出现。但是，年以后，国际油价居高不下，煤炭再次被人们所重视，煤炭价格路上涨，绞车等系列的矿山机电产品需求量剧增，促进了绞车的发展，这时。
2、化由于基础工业大发展，大型设备和建筑构件要求整体安装，促进了大型绞车的发展。采用先进电子技术为了实现绞车的自动控制和遥控，广泛采用先进的电子技术，传感器技术，可编程控制技术。发展手提式绞车为了提高机械化程度，减轻工人的劳动强度，大力发展小型手提式绞车，如以汽车蓄电池为动力的直流电动小型绞车。大力发展不带动力源装置的绞车此种绞车借助汽车和拖拉机动力，结构简单，有个卷筒和个减速器即可。绞车的计算基础绞车工作级别划分的理论基础绞车工作级别的理论基础是零件疲劳理论和迈内尔的线性累积损伤假说。我们知道，金属材料或零部件在变应力作用下，近似应力循环次数的试验曲线曲线,如图所示。由图可知，按迈内尔理论，零件损伤可按下式计算当时，零件损坏。设为中的最大值，则公式可改写为令应力循环系数则如果保持，不变，并以，代替以及以代替，同时公式中的和均保持不变，则上式载荷具有相同的应力循环系数，因此公式可。
3、车零件疲劳磨损和发热的种拉力，也称寿命计算拉力，它所考虑的工况是绞车在正常工作情况下钢丝绳的拉力，可按公式计算当绞车的实际载荷状态为已知时，应按公式和公式计算实际载荷谱系数和当量拉力系数。当无法确定实际载荷状态时，可根据用途或与用户协商按表选取合适值。静强度计算拉力经强度计算拉力是考虑绞车正常工作时可能出现的最大拉力，此时零件的强度不得超过材料的许用应力。式中动载系数。动载系数当绞车启动或制动时，载荷将对绞车承载结构和传动结构产生附加动载作用，钢丝绳速度越大，启动或制动时间越短，冲击也就越大，值也就越大，值可按表选取。表动载系数注电动机启动完成时或制动开始时载荷的速度，即钢丝绳的速度当较大，以至按表中公式计算出的值大于时，应在控制方面采取措施，使载荷的加速度不致太大，且去试验拉力当绞车的强度用试验拉力计算时，取下面两种情况的最大值静载试验拉力静载试验拉力为钢丝绳额定拉力的倍，。
4、用寿命期限内钢丝绳每次承受的拉力与额定拉力之比和钢丝绳每次承受拉力作用下的工作循环次数和总工作循环次数之比有关。表达这种关系的图形称为载荷谱，见图载荷谱系数可用下式计算式中载荷谱系数钢丝绳承受的第个拉力，钢丝绳承受的额定拉力在钢丝绳拉力作用下的工作循环次数总的工作循环次数，由应力换算成载荷的耐久曲线指数，此处取。绞车的载荷状态可根据钢丝绳承受的拉力载荷大小和频繁程度，按名义载荷谱系数分为四级，见表。表载荷状态载荷状态名义载荷谱系数当量拉力系数说明轻通常承受的额定拉力，很少承受额定拉力时使用中通常承受的额定拉力，有时承受额定拉力时使用重通常承受以上额定拉力时使用，较多承受额定拉力时使用特重频繁地承受额定拉力或者鱼额定拉力相近时使用在表说明栏中的内容选择个适合的载荷谱系数确定载荷状态。如果钢丝绳的在拉力作用下的时间为，可以得出当量拉力系数，按以下公式计算式中当量拉力系数作用下的时。
5、们有必要先谈谈建筑卷扬机的发展，从而了解整个矿用绞车的发展历程。我国在很久以前的古代，就知道采用辘轳等来提升重物，以减轻体力劳动的强度和提高工作效率。但由于旧中国的工业落后，劳动力便宜，所以在物料的提升和搬运过程中大都是靠工人的肩挑背扛，而绞车只有在些大型企业中才被使用，应用很少，而且所适用的绞车也均为国外生产，国内基本没有生产绞车的厂家。我国的绞车生产是解放后才开始的，已有近年的历史。年代为满足恢复经济的需要和第个五年计划的需要，绞车的生产被提到了日程上。原沈阳国泰机器厂阜新矿山机械厂前身等成批仿制了两种绞车，种为日本的型动力绞车，它是种原动机为电动机，传动形式是开式圆柱齿轮传动，双锥体摩擦离合器，操作为手扳脚踩的快速绞车另种是按苏联图纸制造的型和型普通蜗杆传动电控慢速绞车。随着生产的发展，到了年代，绞车的生产和使用越来越多。为了协调生产，主要绞车生产厂家阜新矿山机械厂天津。
6、写为如果足够大，则可达到，零件随即损坏。称时的为临界应力，并以表示，则有公式中的与材料零件特性应力类型及等因素有关，这些因素决定了和值，此外还和总循环次数和应力循环系数有关。公式为临界状态，它是划分工作级别的基础表达式。绞车的工作级别与类别绞车根据载荷状态和利用等级分为八个工作级别。其目的就是为了合理地设计，制造和使用绞车，提高零部件的三化水平，取得满意的技术经济效果。利用等级利用等级是表示绞车使用的频繁程度，以其在设计寿命期内应完成的总工作循环次数表征。而个工作循环是指从个载荷准备提拉时开始到下个载荷准备提拉时为止的全过程。绞车的寿命般不少于年，在这个期间内依据工作频繁程度的不同，总工作循环数可分为个利用等级，见表表绞车利用等级利用等级总的工作循环次数说明不经常使用经常轻闲使用经常中等使用有时繁忙使用繁忙使用载荷状态载荷状态表示绞车钢丝绳受拉力作用的轻重与频繁程度，它与整个。
7、期绞车品种增加，自动化水平增加，新结构新功能不断出现，但是仍然具有定的技术瓶颈，即自动控制设备的防爆问题。现在，变频调速技术和控制技术十分的成熟，但是，也只是在矿井的主井和副井的提升系统中得到了最广泛的最成熟的应用。然而，自动化和数字化是矿井发展的必然趋势，为了实现这目的，矿山设备的自动化和数字化是实现这目的的基础。本设计也力求用最成熟的控制技术，实现矿井水仓的无人值守，达到牵引绞车能够根据水位自动提升和下降泵房的目的，探索条能够实现绞车自动化控制的路径。国外绞车概况在国外，绞车的品种繁多，应用也很广泛。在西方技术先进的国家中，钻机制造商德国公司公司以及美国公司拥有先进的绞车控制技术电动机四象限传动技术以及电子自动司钻控制技术。这些绞车控制系统能根据钻压机械钻速转盘转速和扭矩等参数控制钻井钢丝绳的连续递送以保持稳定的钻井状态，进而大大提高钻井效率。下面简单介绍三款国外绞车及其。
8、制。德国公司齿轮传动绞车德国公司新代齿轮传动绞车采用四象限控制技术，配有台或台直流或交流电动机，能平稳地减速和停止下降或上升的载荷，在不超过设备使用限制的情况下，直流和交流电动机都能运用再生制动技术，制动能量大部分回馈给电网。绞车控制系统通过控制电动机四象限传动，使能量在个起下钻作业中按个不同传动阶段分配。绞车的控制系统是通过个的交流电动机来实现其它的辅助驱动。在钻井过程中，自动化司钻控制电动机实现恒钻压自动送钻，保持设定的参数，使钻井工具的寿命得以大大增长。另外，在主电动机失效时，还可做为应急装置，将井中钻具提起。绞车控制系统还包括套智能防碰系统，用来优化游车上下运行过程中的安全和效率，它监控绞车独立的个刹车系统。系统提供了整个提升系统动能的参数分析，并考虑了包括系统制动能力钩载游车的速度和位置等参数，在位于司钻控制室的系统终端设定系统的上下限位。两个上独立计算大钩的位置速。
9、矿山机械行业下。为了发展绞车的生产，行业组织了相关厂家的人员对全国绞车的生产和应用情况进行了调查。在调查的基础上，开始自行设计和制带制动。慢速绞车的基型为闭式传动圆柱齿轮传动或蜗杆传动减速器电磁铁制动结构。这两种基型直到今概述绞车的应用绞车，用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备，也可称为卷扬机。绞车可以单独使用，也可作为起重筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因具有结构简单操作方便搬运安装灵活，维护保养简单绕绳量大价格低廉和可靠性高的有点而广泛应用于物料提升水平或倾斜拽引重物打桩集材冷拉钢筋设备安装等工作中。绞车除在建筑工地设备安装等方面被广泛应用外，在冶金矿山水电农业军事化工及交通运输等行业中亦广泛应用，如高炉料钟和物料的提升，矿井的物料提升，水平倾斜牵引运输，矿车调度回柱，船舶上锚链的提升等。绞车的发展概况现在矿山所用绞车都是由建筑卷扬机发展而来的，所以我。
10、扬机厂山西机器厂宝鸡起重运输机厂等组成了卷扬机行业组织，隶属于第机械工业部矿山机械行业下。为了发展绞车的生产，行业组织了相关厂家的人员对全国绞车的生产和应用情况进行了调查。在调查的基础上，开始自行设计和制造新的卷扬机，先后试制了电动卷扬机，但由于对当时各厂家的生产能力估计不足，无法推广。从年代起，我国绞车的生产进入了技术提高品种增多定性生产的新阶段。在各厂自行设计和生产的基础上，年，由卷扬机行业组织了有关厂家和院校联合进行了绞车基型设计，并充分考虑到了当时中小厂家的生产能力。快速绞车的基型采用半开半闭式齿轮传动，离合器采用单锥面石棉橡胶摩擦带结构，操纵用手扳刹车带制动。慢速绞车的基型为闭式传动圆柱齿轮传动或蜗杆传动减速器电磁铁制动结构。这两种基型直到今天还在生产。为了适应生产发展的需要，当时第机械工业部发布了建筑卷扬机形式与基本参数和建筑卷扬机技术条件两个部标准，并把卷扬机行。
11、间根据载荷谱系数的分级可以得出相应的当量拉力系数。绞车工作级别的划分按利用等级和载荷状态的不同，可将绞车分为八个工作级别，见表。表绞车工作级别每日平均使用时间使用寿命期限内的总使用时间利用等级载荷轻中状态重特重绞车按工作级别和用途可分为四种类型，见表。表绞车分类类别工作级别说明举例Ⅰ不经常使用，轻或中等载荷状态的快速和慢速绞车工程安装Ⅱ经常中等使用，中等载荷状态的快速绞车垂直或倾斜吊运，水平拽引，牵引Ⅲ有时经常频繁使用，中等载荷状态的快速绞车与井字架人字架和桅杆等配合使用垂直吊运Ⅳ经常频繁使用，重级载荷状态的快速和慢速绞车斜坡拽引牵引冷拉钢筋冲抓拉桩绞车计算载荷额定拉力绞车钢丝绳的额定拉力规定为作用在基准层在规定的拉力下，钢丝绳在卷筒上顺序紧密排列时，恰为容绳量处所在的缠绕层，方向为沿钢丝绳出绳方向的拉力。钢丝绳出绳方向偏角对于自然排绳，对于排绳器排绳，。当量拉力这是用来计算。
12、和制动距离。根据控制系统的运算法则，并考虑到系统的动能和绞车的刹车系统能力，两个能独立启用再生制动涡流刹车或盘式刹车。大钩位置载荷和所需要的制动距离等参数持续地由两个微处理器检测和比较，任何差异都认为是系统失效。电动机再生制动涡流刹车和盘刹紧急制动将被激活，使载荷制动停止。二公司绞车德国公司已成功地将四象限传动用于其链传动钻机上，将电动机用于刹车，并将能量回馈。盘式刹车只用于驻车或紧急制动。绞车遥控操作，游车可以准确定位。自动送钻速度从到。三美国公司单轴绞车美国公司最新代单轴绞车，充分利用了交流变频的控制技术，可不使用摩擦离合器而使用电动机再生制动来保持负荷。高性能可精确控制的空气冷却和水冷却伊顿组合盘式刹车可实现自动送钻，并且使该绞车唯的刹车空气冷却模块用于紧急制动和负载的静态控制，而水冷却模块用于钻井钢丝绳的均匀递送游车运行钻压以及其它钻井参数的动态控制。绞车发展趋势大型。
参考资料：
牵引绞车及其控制系统设计.rar（V8.1）