单绳缠绕式提升机：类型与结构

过去，我国生产的单绳缠绕式提升机一直是仿苏联20世纪30年代的老产品（如KJ型等）。20世纪70年代初，我国自行设计和制造了新产品XKT型矿用提升机；近年来，又制造出了具有先进水平的JK2-5型提升机及GKT1.2-2改进型提升机和新系列JK-A、JKB型提升机。

国产单绳缠绕式提升机均是等直径的，按滚筒数目又可分为单滚筒和双滚筒两种。

（一）矿井提升机的结构

矿井提升机适用于矿山竖井和斜井提升。KJ型矿井提升机虽已停止生产，但我国许多老矿井仍在使用。图4-26所示为KJ型双滚筒提升机。

图4-26　KJ型双滚筒提升机

1—主轴装置；2—减速器；3—操纵台；4—深度指示器；5—液压传动系统；
6—制动闸；7—制动缸；8—联轴器

KJ型提升机的结构特点：

（1）滚筒直径为2～3 m的KJ型提升机（仿苏联BM-2A型），其制动系统为油压操纵。滚筒直径为4～6 m的KJ型提升机（仿苏联HKM3型），其制动系统为气压操纵。

（2）在双滚筒提升机上，前者采用手动蜗轮蜗杆式调绳离合装置，后者采用遥控式气压操纵的齿轮调绳离合装置。

（3）制动器形式，前者为角移式，后者为平移式。

（4）减速器改为渐开线人字齿轮，传动比前者为30、20、11.5，后者为20、11.5、10.5。

下面介绍KJ型双滚筒提升机的主要组成部件。

1.主轴装置

提升机上用来固定滚筒的轴叫作主轴，主轴承受所有外部载荷。滚筒轮毂、离合器、联轴器等都用两个切向键固定在主轴上。

KJ型矿井提升机上支承主轴用的轴承大多采用滑动轴承，它承载机械旋转部分的径向和轴向载荷。

如图4-27所示，KJ型提升机的主轴承由轴承座1、轴承盖2及上下轴瓦三部分组成。轴瓦的轴衬3是铸钢件，轴衬内浇铸巴氏合金衬层。在轴衬的接合处有瓦口垫5，以便调整轴颈与巴氏合金衬层间的间隙，两半轴衬用精密的销钉连接。在轴承上面装有一个供油指示器6，润滑系统将润滑油经过供油指示器压送到轴承中。轴承上部有两个回油孔7、8，润滑轴承后的油经此孔沿回油管流入减速器油箱中。

图4-27　主轴承剖视图

1—轴承座；2—轴承盖；3—轴衬；4—衬层；
5—瓦口垫；6—供油指示器；7，8—回油孔

KJ型2～3 m系列双滚筒提升机的主轴装置如图4-28所示，其上有两个滚筒，左侧为固定滚筒（死滚筒），右侧为游动滚筒（活滚筒），滚筒由内、外两侧的圆形铸铁支轮（法兰盘）与筒壳组成。固定滚筒的支轮轮毂1用切向键固定在主轴上，内侧的支轮上带有制动轮4，筒壳7由两块厚度为10～20 mm的钢板组成，用螺栓固定在支轮上。游动滚筒的支轮通过一个铜套套装在主轴上，并用油杯5润滑其摩擦表面。整个滚筒通过蜗轮蜗杆离合器由主轴来带动，蜗轮则用切向键固定在主轴上。钢丝绳的固定端伸入筒壳内，用专门的绳卡固定在轮辐2上。

图4-28　KJ型2～3 m系列双滚筒提升机主轴装置

1—轮毂；2—轮辐；3—轮缘；4—制动轮；5—油杯；6—木衬；7—筒壳

图4-29　手动蜗轮蜗杆离合器

1—蜗轮；2—蜗杆；3—导轴；4—固定轴；
5，6—螺杆螺母机构；7—手轮

2.手动蜗轮蜗杆离合器

为了使双滚筒提升机的游动滚筒在调绳时能够离开或合上，KJ型2～3 m系列双滚筒提升机设有手动蜗轮蜗杆离合器，如图4-29所示。切向固定在主轴上的蜗轮1，通过与其啮合的两个蜗杆2带动滚筒。蜗杆2套装在导轴3上，导轴3的一端用固定轴4固定在游动滚筒的轮辐上，另一端与螺杆螺母机构5、6相连。当转动手轮7时，借助螺杆螺母机构的伸长而将导轴3撑开（导轴绕固定轴4转动），使蜗轮与两个蜗杆脱开，则游动滚筒与主轴脱离。这样，当主轴旋转时，游动滚筒则停留在原处不动；反向转动手轮时，蜗轮与两个蜗杆相啮合，游动滚筒与主轴相连接，当主轴旋转时，游动滚筒即随之一同转动。

在蜗杆上钻有转动蜗杆用的孔，当蜗杆与蜗轮啮合时，如果蜗杆的齿顶住了蜗轮的齿，则必须松开蜗杆心轴上的压紧螺母，可用小铁棒插入蜗杆上的孔，以转动蜗杆，使蜗杆的齿对准蜗轮的齿槽，这样离合器便可以保证滚筒在任何位置都能使蜗杆和蜗轮相啮合，实现游动滚筒与主轴的连接，达到准确调节绳长的目的。

为了使游动滚筒在脱离主轴后不致因钢丝绳拉力作用而转动，在游动滚筒的轮缘上钻有一些孔（俗称地锁孔），以便在调绳时用定车装置锁住滚筒或在修理制动装置时使用。

3.减速器

KJ型2～3 m系列提升机采用双级或单级减速器，其型号有三种：ZL-150、ZL-115、ZD-120。ZL-150型和ZL-115型减速器（见图4-30），其传动比有20、30两种，采用巴氏合金层滑动轴承。减速器由两级人字齿轮和整个铸铁机体、机盖组成，其中心距分别为1 500 mm、1 150 mm。ZL-150型减速器用于单、双滚筒2.5 m及双滚筒3 m矿井提升机，而ZL-115型减速器仅用于单、双滚筒2 m提升机。

图4-30　ZL-115和ZL-150型减速器简图

1—铸铁外壳；2—齿轮；3—主动轴；4—中间轴；5—被动轴

ZD-120型减速器为单级圆柱齿轮减速器，由两个小人字齿轮对、一个大人字齿轮对、铸铁机体和焊接结构机盖组成。两个小人字齿轮对同时传动一个大人字齿轮，传动比为11.5，中心距为1 200 mm，采用滚动轴承，该型减速器用于双滚筒2.5 m及双滚筒3 m矿井提升机。

这三种型号减速器的各齿轮对都在减速箱内，用稀油强制润滑，各齿轮对的小齿轮与轴体的大齿轮是由铸铁轮毂和锻钢齿圈热配合而成的，用键固定在轴上。

4.联轴器

提升机主轴与减速器输出轴采用齿轮联轴器连接，如图4-31所示。

电动机轴与减速器的输入轴采用蛇形弹簧联轴器连接，如图4-32所示。

齿轮联轴器可以减轻由于两轴之间不同心造成的影响。其外齿轴套的齿制成球面形，齿厚由中部向两端逐渐削减，啮合中的齿侧间隙较大，可以自动调位。联轴器内灌有润滑油，用皮碗7、8密封，以防止油漏出；联轴器上有一个注油孔，平时用油堵9塞住。这种联轴器能补偿两轴间的安装误差和轴向跳动，但不能缓和扭矩突变时的冲击。蛇形弹簧联轴器的轮齿侧面为圆弧形，在齿间嵌有几段曲折的、能承受弯曲的带状蛇形弹簧，利用此种弹簧可将扭矩由电动机传递到减速器轴上。由蛇形弹簧的作用，减轻了在启动、减速和制动过程中齿轮的冲击和振动。联轴器用钙基润滑脂润滑，每6个月换一次油，每月应检查两次。

图4-31　齿轮联轴器

1，2—外齿轮轴套；3，4—内齿圈；5，6—端盖；
7，8—皮碗；9—油堵

图4-32　蛇形弹簧联轴器

1，6—两半联轴器；2，4—罩；
3—螺栓；5—弹簧

（二）JK型矿井提升机的结构

JK型矿井提升机为我国20世纪70—80年代初生产和使用的新型提升机的系列产品，其基本参数规格见表4-7。JK型2～5 m系列矿井提升机的总体结构如图4-33所示，它有以下特点：

（1）采用了新结构，如盘式闸及液压站，这样不仅缩小了提升机的体积和质量，同时使制动工作更加安全可靠；

（2）采用了油压齿轮离合器，结构简单，使用可靠，调绳速度快，尤其适用于多水平提升的情况；

（3）通过合理的设计和改进，与KJ型提升机相比，提升能力提高了25%，质量平均减轻了25%。

1.主轴装置

主轴装置包括滚筒、主轴、主轴承，在双滚筒提升机中还有调绳离合器。

如图4-33所示，主轴的右端为死滚筒，死滚筒的右轮毂用切向键固定在主轴上，左轮毂滑装在主轴上，其上装有润滑油杯，应定期向油杯内注入润滑油，以避免轮毂与主轴表面的过度磨损。

活滚筒的右轮毂经铜套或尼龙套滑装在主轴上，另装有专用润滑油杯，以保证润滑。轴套的作用是保护主轴和轮毂，防止调绳时轮毂与主轴产生磨损。左轮毂用切向键固定在主轴上并经调绳离合器与滚筒连接。(www.xing528.com)

滚筒除其轮毂是铸钢件外，其他均为由16Mn钢板焊成的焊接结构；轮辐由圆盘钢板制成，且开有若干个孔，并用螺栓固定在轮毂上。

表4-7　JK型2-2 ～5m系列矿井提升机的技术参数

续表

图4-33　JK型2～5 m矿井提升机示意图（双筒）

1—制动器；2—主轴装置；3—牌坊式深度指示器传动装置；4—牌坊式深度指示器；5—斜面操作台；
6—操作员座椅；7—润滑油站；8—减速器；9—圆盘式深度指示器传动装置；10—电动机；
11—蛇形弹簧联轴器；12—测速发电机装置；13—齿轮联轴器；14—圆盘式深度指示器；
15—液压站；16—锁紧器；17—齿轮离合器

筒壳是用两块10～20 mm厚的钢板焊成的，为了减少钢丝绳在筒壳上缠绕时的磨损及相互挤压，并增加筒壳的刚性，在筒壳表面敷以木衬。木衬采用强度高而韧性大的柞木、水曲柳或榆木等制成宽150～200 mm、厚度不小于钢丝绳直径2倍的木条，两端用螺钉与筒壳固定，螺钉应埋入木衬1/3厚度处。木衬上按钢丝绳的缠绕方向刻有螺旋槽，以引导钢丝绳依次均匀地按顺序缠绕在筒壳表面。钢丝绳的固定端伸入筒壳下面，用绳卡固定在轮辐上。

提升机主轴承受所有外部载荷，并将此载荷经主轴传给地基的主要承力部件。主轴用极限强度为500～600 MPa的优质钢锻造，然后将其表面加工光滑，并对摩擦表面进行研磨。主轴承是用滑动轴承支承主轴，并承受机器旋转部分的轴向及径向负荷。

2.调绳离合器

1）齿轮离合器的结构

JK型双滚筒提升机采用齿轮离合器，其用途是使活塞滚筒与主轴分离或连接，以便调节钢丝绳的长度；更换水平或调节钢丝绳长度时，使两个滚筒之间产生相对转动。

如图4-34所示，活滚筒筒壳的左轮辐固定有内齿轮，主轴通过切向键与轮毂连接，沿左轮毂圆周均布三个调绳油缸，调绳油缸相当于三个销子将轮毂与外齿轮连接在一起。外齿轮滑装在左轮毂上，调绳油缸的左端盖连同缸体一起用螺钉固定在外齿轮上。活塞通过活塞杆和右端盖一起固定在轮毂上。内、外齿轮啮合时，即为离合器的合上状态。当压力油进入油缸左腔而右腔接回油池时，活塞不动，缸体在压力油的作用下沿缸套带动外齿轮一同向左移动，使内、外齿轮脱离啮合，即使活滚筒与主轴脱开，以实现调绳或更换提升水平时，使活滚筒制动，死滚筒与活滚筒有相对运动，完成调绳或换水平任务。与此相反，当向油缸右腔供压力油而左腔接回油池时，外齿轮右移，离合器接合，活滚筒与主轴连接。

图4-34　调绳离合器结构简图

1—主轴；2—键；3—轮毂；4—油缸；5—橡胶缓冲垫；6—外齿轮；7—尼龙瓦；8—内齿轮；
9—滚筒轮辐；10—油管；11—轴承盖；12—密封头；13—联锁阀；14—油杯

调绳离合器在提升机正常运转时，左、右腔均无压力油，离合器处于合上状态。

安装在内齿轮上的尼龙瓦，当外齿轮左移、离合器打开时，在调绳或换水平的过程中，活滚筒的轮毂与尼龙瓦做相对运动，此时，尼龙瓦相当于一个滑动轴承，故专设油杯，以润滑尼龙瓦。

2）齿轮离合器的控制系统

齿轮离合器的控制系统如图4-35所示，图中L管与K管和液压站四通阀相连，可以参考下一章液压站的传动示意图。控制液压站的四通阀和五通阀可以使K管与L管分别接高压油与油池，当K管接高压油、L管接油池时离合器打开；反之，离合器合上。

3）联锁阀的作用

联锁阀的阀体4在外齿轮11的侧面，阀中的活塞销2靠弹簧5使其牢牢地插在轮毂的凹槽中，这样可以防止提升机在运转中离合器的齿轮11自动跑出而造成事故。

3.减速器及联轴器

JK型提升机采用双级圆弧齿轮减速器，减速比为10.5、11.5、15.5、20和30.2。

近年来开始采用行星齿轮减速器，这种减速器的优点是体积小、质量轻、速比范围大、传动效率高。

图4-35　调绳离合器液压控制系统图

1—轮毂；2—活塞销；3—O形密封圈；4—阀体；5—弹簧；6—缸体；7—活塞杆；8—活塞；
9—缸套；10—橡胶缓冲垫；11—外齿轮；12—尼龙瓦；13—内齿轮；14—主轴；
15—空心管；16—空心轴；17—轴套；18—密封体；19—钢球；20—弹簧

（三）JK型矿井提升机的结构

1.型号标记

如JK含义如下：

J—提升机；

K—矿用。

2.主要结构特点

（1）主轴承采用双列向心球面滚子轴承。

（2）采用径向齿块式调绳离合器结构，如图4-36所示。

（3）滚筒有两半木衬式、整体木衬式和两半绳槽式滚筒三种，并增设了钢丝绳过渡块。

（4）滚筒与制动盘的连接有高强度摩擦连接和焊接两种方式。

（5）主减速器采用X型与PBF型行星减速器和PTH型平行轴齿轮减速器。

（6）采用了盘形制动器装置。

（7）采用了牌坊式深度指示器和多水平深度指示器。

（8）采用二级制动液压站。

（9）润滑站采用两套油泵，一套工作、一套备用。

3.主要的结构特点

（1）采用两半木衬式滚筒。

图4-36　径向齿块式调绳离合器

1—联锁阀；2—油缸体；3—卡箍；4—拨动环；5—连板；6—盖板；7—齿块体；
8—内齿圈；9—移动毂；10—制动盘

（2）主轴承采用双列向心球面滚子轴承。

（3）JKB-2/30滚筒与主轴采用双摩擦面高强度螺栓摩擦连接，2JKB-2/20采用精制配合螺栓及精制配合螺栓与普通螺栓各半的连接。

（4）主减速器采用三级圆锥—圆柱齿轮减速器。

（5）2JKB-2/20提升机的调绳离合器采用轴向齿轮式离合器。

（6）采用盘形制动器装置。

（7）采用二级制动防爆液压站。

（8）采用防爆离心限速器。

（9）采用牌坊式深度指示器系统。