毕业设计-----煤矿主井提升设备选型设计-在线浏览

　　

【正文】  V Hm  式（ ） 经计算 H =，与 ，并且 6吨箕斗的提升速度小于提升容器最大速度 ,所以 6 吨箕斗可用。提升钢丝绳各部分名称如图 2— 1所示。钢丝是用圆钢条冷拔而成的，其抗拉强度为 140 200kg/ 2mm 。然而，抗拉强度过高的钢丝绳弯曲疲劳性能差。为了提高钢丝绳的抗腐蚀能力，钢丝表面可通过镀锌加以 保护。升降人员用绳一定要用特号钢丝绳，提煤的主提升钢丝绳可以用特号或者 I号钢丝绳。股芯一般是钢丝，绳芯一般有金属绳芯和纤维绳芯两种，前者是由钢丝组成的，后者可以用剑麻、黄麻或有机纤维制成。 提升钢丝绳的类型及特点 提升钢丝绳的类型有以下几种： （ 1） 点接触、线接触及面接触钢丝绳； （ 2） 右捻、左捻、同向捻及交互捻 钢丝绳； （ 3） 圆形股和异形股钢丝绳； （ 4） 不旋转钢丝绳； （ 5） 密封钢丝绳； （ 6） 扁钢丝绳； 7 （ 7） 不松散钢丝绳。 （ 5）实践认为，煤矿提升用绳用同向捻钢丝绳为好。 表 2— 1 各种钢丝绳的主要特点 钢丝绳结构 优点 缺点 主要用途 圆形股钢丝绳 76 ；196 ； ）（ 19X6 ；）（ 19W6 ； 25T6 ）（ 等 易于用眼检查断丝情况，挠性大，易制造，价位低 随载荷变化有旋转趋势，外部钢丝易磨损 提升钢丝绳， 尾绳，罐道绳， 制动绳，缓冲绳 三角股钢丝绳 ）（ 216 ；）（ 246 ； ）（ 306 ；）（ 366 等 易于用眼检查断丝情况；相同条件下，比圆形绳强度大，寿命长，抗挤压性能好，外层钢丝比圆形股绳耐磨损 随载荷变化有旋转趋势，挠性比圆形股差 提升钢丝绳， 罐道绳 多层股不旋转钢丝绳1718 ； 734 等 旋转性小，有相当大的挠性 内部钢丝不易检查 尾绳， 凿井提升钢丝绳 密封、半密封钢丝绳 不旋转，抗磨、抗腐蚀性能好，相同条件强度最大，弹性变形小 内部钢丝不易检查；直径大时断面易变形，挠性小，制造复杂，价格高 罐道绳， 提升钢丝绳 扁绳 不旋转，易于检查，某一 方向上有很大的挠性 易磨损，手工生产效率 低、价格高 尾绳， 凿井提升钢丝绳 提升钢丝绳的选择计算 8 选择原则 钢丝绳在工作时受到种应力作用，如静应力、动应力、扭转应力、弯曲应力、接触应力、捻制应力及挤压应力 等，这些应力反复作用将导致钢丝的疲劳破断，这就是钢丝绳破损的主要原因；另外钢丝绳破损及锈蚀将影响钢丝绳的性能和破损。我国矿用钢丝绳是按照《煤矿安全规程》的规定：钢丝绳应按照最大静载荷并且考虑一定安全系数的方法进行计算。但应当注 意，安全系数并不是代表钢丝绳真正具有的强度储备，只是表示在此条件下经过实践证明钢丝绳可以安全运行。 表 2— 2 提升钢丝绳安全系数表 用途分类 安全系数最低值 备注 单绳缠绕式提升装置 专为升降人员 9 升降人员和物料 升降人员时 9 混合提升时 9 多层罐笼同一次升降人员和物料 升降物料时 专为提升物料 选择计算 （ 1）计算钢丝绳每米重量 图 2— 2 为单绳提升钢丝绳计算示意图。 QZ —— 容器自重， kg； P —— 钢丝绳每米重量， kg/m。 H H H H 3 5 3 8 0 2 0 4 3 5 mC j S Z       式（ ） 式中 Hj —— 井架高度， m,箕斗提升： H 30 35mj  ，取 H 35mj  。 ma —— 钢丝绳安全系数，《煤矿安全规程》规定，主井箕斗提升， m  ，取m  。  00P =1 00 S /kg m 式（ ） 10 式中 0 —— 钢丝绳的比重， 3kg/cm ，取 0 = 3kg/cm 。 提升机的选择设计 提升机的类型 我国目前生产和使用的提升机可分为两大类：单绳缠绕式提升机和多绳摩擦式提升机。然后利用滚筒转动方向的不同，将钢丝绳缠上或放松，来完成提升或下放容器的工作。对深井且终端裁荷较大时，提升钢丝绳和提升机卷筒直径很大，造成体积庞大，重力猛增，使提升钢丝绳和提升机在运输、制造和使用上都有诸多不便。多绳摩擦式提升机的工作原理是通 过利用摩擦传递动力，就和皮带传输机的传动原理是一样的，这类提升机的特点是体积小、重量轻，且适用于中等深度和比较深的矿井。 11 将两个滚筒做成这种结构的目的，是为了在需要时两个滚筒可以有相对运动，这样可以更方便地调节绳长或更换水平。 矿井提升机是矿井提升设备中的动力部分，主要由主轴装置、调绳离合器、减速器、深度指示器、电动机、制动系统、电控系统和操纵台等组成。 滚筒的筒壳通过轮辐、轮毂用键固定在轴上（固定滚筒），筒壳外边通常都设有木衬，木衬上车有螺旋导槽，目的是使钢丝绳在滚筒上作规则排列，并减少钢丝绳的磨损。 调绳离合 器 双滚筒提升机一般都装有调绳离合器，它的作用是使活滚筒与主轴连接或脱开，从而方便在调节绳长或更换提升水平时，使死滚筒与活滚筒有相对运动。一般应用比较多的是齿轮离合器。 我国提升机减速器曾经用过的速比有： 30； 20； ； ； ； ； ； 。减速器低速轴采用齿轮联轴器与主轴相连，而高速轴则采用弹性联轴器与电机轴相连 深度指示器 深度指示器的作用是： （ 1）容器接近井口停车位置的时候发出减速信号； （ 2）向司机指示提升容器在矿井中的位置； （ 3）当提升容器过卷时，终点开关切断安全保护回路，然后进行安全制动； （ 4）减速阶段用限速装置进行过速保护。 KJ 系列提升机采用了机械牌坊式深度指示器，这种深度指示器在我国矿山应用比较多，它的优点是指示清楚，工作可靠；缺点就是体积较大，指示精度不高，不方便实现提升机的远程控制。它由两部分组成：深度指示器传动装置（发送部分）以及深度指示盘（接受部分）。 12 制动系统 制动系统的组成是制动器 (也称闸 )和传动机构。传动机构则是控制并调节制动力矩的部分。制动器的作用有以下几个： （ 1）在提升机的正常操作中，对提升机进行速度控制，在提升结束时可靠地闸住提升机，即通常所说的正常停车。 （ 3）在减速阶和下方重物的时候，对提升机进行控制，即工作制动。 我国生产的矿井提升机主要采用盘闸 制动系统，它包括了盘闸制动器和液压站两部分。 提升机的选择计算 提升机滚筒直径 提升机滚筒直径是选择计算提升机的基本参数之一。理论与实践都已证明， 绕经卷筒及天轮的钢丝绳，它的弯曲应力的大小和疲劳寿命，取决于滚筒与钢丝绳直径之比。在承受相同试验荷载的情况下， D/d 值越大，钢丝绳可以承受的反复弯曲次数越高，寿命愈长。 选择标准提升机 根据计算结果，选用滚筒直径为 米的提升机是适合的，对 机需检验滚筒宽度 B及提升机强度。故取 k=2 。 提升机强度验算 j m a x j m a xF Q Q PH F     式（ ）  c m a x c m a xF Q+ P H F 式（ ） 计算得： jm a xF Q + Q PH = 6 0 0 0 + 5 0 0 0 + 4 .5 4 1 8 = 1 2 8 8 1 k g 1 7 0 0 0 k gZ    m a xF Q + P H = 6 0 0 0 + 4 .5 4 1 8 = 7 8 8 1 k g 1 1 5 0 0 k gc    式中 jmaxF —— 钢丝绳实际最大静张力， kg； cmaxF —— 钢丝绳实际最大静张力差， kg。 通过上述计 算，说明选用 。 天轮的选择 天轮安装在井架上，它的作用是引导、支撑钢丝绳转向，根据煤炭工业部的标准，天轮分为以下三种：（ 1）井上的固定天轮；（ 2）凿并及井下的固定天轮；（ 3） 游动天轮。 根据《煤矿安全规程》规定，对于安装在井上的天轮且钢丝绳与天轮的围抱角小于 o90时，用下式计算选择天轮直径： 14 mm22203760d60D t  式（ ） mm2 8 8 2 0 01 2 0 0D t   式（ ） 式中 tD —— 天伦直径， mm 。 预选电动机 在计算新井提升设备需要选用新电动机时，可以用下式估算功率： mjKQV 1 . 1 5 6 0 0 0 1 0 . 4 6 1 . 3P= 1 0 8 2 . 1 9 k w1 0 2 1 0 2 0 . 8 5    式（ ） 式中 P—— 电动机估算功率， kw。  —— 考虑提升系统运转时，有加、减速度及钢丝绳重力等因素影响的系数，取 =。 电动机的估算转数由最大提升速度来确定，用下式计算 : me 6 0 V i 6 0 1 0 . 4 6 1 1 . 5 6 5 6 . 7 2 r /m inD 3 . 5n    式中 en —— 电动机的估算转数， r/min。 15 3 提升机与井筒相对位置 当井筒位置已确定后，重要的是正确选择提升机的安装地点。用箕斗提升的时候，提升机房应位于卸载方向对侧。 当提升机 安装地点选好后，就要考虑以下五个因素：井架高度、钢丝绳弦长、提升机滚筒轴线与井筒中心线的距离、倾角和偏角，它们影响着提升机与井筒的相对位置，并且相互影响相互制约。 图 31 提升机与井筒相对位置图 井架高度 参考图 31，井架高度应该是由下列部分组成： jH H H H 5R18 5 10. 94 5 X r g t        式（ ） 式中 jH —— 井架高度， m； rH —— 容器全高，由容器底至连接装置最上面一个绳卡的距离， m，查得 JL－ 6 型箕斗的全高 rH =； gH —— 过卷高度，实现安全制动时， 2mZV 2a S , mV 是提升机运转时最大速度， Za 16 是安全制动减速度（ 2m/s ），取 2Za 5m/s ， S 是安全制动时容器所经过的距离，经计算 S=， gH  S， gH 取 ； tR —— 天轮半径， m。 提升机滚筒中心至井筒中钢丝绳间水平距离 一般情况下，在提升机房与井筒之间很难再设置其他建筑物，所以为了节省占地面积，滚筒中心至井筒中钢丝绳间水平距离 sL 尽量小一 点好。斜撑基础与井筒中心的水平距离大概为 JH 左右，若 sL 取的过小，导致无法安装斜撑是不合理的。 钢丝绳弦长 钢丝绳的弦长指的是钢丝绳离开滚筒处到钢丝绳与天轮接触点的一段绳长。但可以近似地以滚筒中心到天轮中心的距离计算弦长。 XL 按下式求出：   22 tj 0 S22DL H C L233 9 1 .5 3 124 7 .7 1 mX       式（ ） 式中 0c —— 滚筒中心线与井口水平的高差， m ，从 得滚筒中心线高出提升机房地面 700mm，考虑到提升机房与室外地坪高差，提升机室外地坪与井口水平差后，取取 0c = m。 钢丝绳的偏角 钢丝绳的偏角指的是钢丝绳弦与通过的天轮平面所成的 角度，偏角分为外偏角和内偏角。当右钩还没有开始提升时，右钩钢丝绳形成了最大外偏角 1 ，而且这个时候左钩钢丝绳形成最大内偏角 2 。 钢丝绳的偏角过大有两个缺点： （ 1）使钢丝绳与天轮轮缘的磨损加剧，并使钢丝绳使用寿命降低。从图 3— 2 中可看出，若钢丝绳内偏角 2 过大，弦长奔离段与邻圈钢丝绳不是相离而是相交，如图中 A点所示，这就是“咬绳”现象。“咬绳”加剧了钢丝绳的磨损。 图 32 钢丝绳在滚筒上缠绕时“咬绳”示意图 最大外偏角 1 ：   1S aB 3