提升機(jī)構(gòu)-單繩纏繞式提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)-說(shuō)明書(shū)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)系 別 機(jī) 械 工 程 系 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 機(jī) 設(shè) 02 - 10 班 學(xué) 生 姓 名 王 凱 成 指 導(dǎo) 教 師 侯 波 2006 年 6 月 2 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)專(zhuān)業(yè)、班級(jí) 機(jī)設(shè)02-10班 姓名 王凱成 日期 2006.3.20 1、 設(shè)計(jì)題目 礦 井 提 升 設(shè) 備 選 型 設(shè) 計(jì) （專(zhuān)題） 單繩纏繞式提升設(shè)備選型設(shè)計(jì) 2、 設(shè)計(jì)原始資料：皖北煤電集團(tuán)劉橋一礦設(shè)計(jì)參數(shù)3、 設(shè)計(jì)文件說(shuō) 明 書(shū) 1 份圖 紙 4 張4、 設(shè)計(jì)任務(wù)下達(dá)日期 2006.3.20 5、 設(shè) 計(jì) 完 成 日 期 2006.6.10 6、 設(shè)計(jì)各章節(jié)答疑人 侯 波 7、 設(shè)計(jì)指導(dǎo)人 侯

2、波 8、 教研室負(fù)責(zé)人 9、 系 負(fù) 責(zé) 人 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)學(xué)生姓名 王凱成 專(zhuān)業(yè)、班級(jí) 機(jī)設(shè)02-10班 題 目 礦 井 提 升 設(shè) 備 選 型 設(shè) 計(jì) 教 研 室 機(jī)械設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 侯 波 職稱(chēng) 副教授 評(píng) 語(yǔ)： 機(jī)械工程系 2006屆畢業(yè)答辯委員會(huì)2006年6月14日 目 錄摘要（中文）-1摘要（英文）-2引言-31 礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)概述-41.1選型設(shè)計(jì)的基本原則-41.2 主井提升設(shè)計(jì)依據(jù)-52. 礦井提升設(shè)備的選型-72.1 箕斗規(guī)格的選擇-72.2 提升鋼絲繩的選擇計(jì)算-102.3 提升機(jī)與天輪的選擇計(jì)算-132.4 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的計(jì)算-162.5 提升電動(dòng)機(jī)的預(yù)選-

3、20 3. 提升機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算-21 3.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定-213.2 提升速度圖計(jì)算-243.3 箕斗提升力圖計(jì)算-274. 提升電動(dòng)機(jī)容量的校核-294.1提升電動(dòng)機(jī)等效功率的計(jì)算-294.2電動(dòng)機(jī)的校核-325. 交流拖動(dòng)提升設(shè)備的電耗及效率計(jì)算-33結(jié)論-35主要參考文獻(xiàn)-36附錄-37致謝-39 摘 要本設(shè)計(jì)是礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)，打算分五章來(lái)論述。第1章為礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)概述。包括選型設(shè)計(jì)的基本原則與設(shè)計(jì)依據(jù)。第2章介紹礦井提升設(shè)備的選型。包括箕斗、提升鋼絲繩、提升機(jī)、電動(dòng)機(jī)的選型及提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的計(jì)算。第3章為提升機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算。包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定、提升速度圖及力圖的計(jì)

4、算。第4章為提升電動(dòng)機(jī)容量的校核。包括電動(dòng)機(jī)等效功率的計(jì)算及電動(dòng)機(jī)容量的校核。第5章為交流拖動(dòng)提升設(shè)備的電耗及效率計(jì)算。 SummaryThis design is to upgrade equipment models designed to deal with the intention of sub-V. Chapter 1 outlines the design of models for pit upgrade equipment. Including models of the basic design principles and design basis. Chapter 2

5、introduced the pit upgrade equipment models. Including skip and upgrade wire rope, and upgrade machines, electric motors and upgraded models of aircraft and pit shaft relative position calculations. Chapter 3 to improve the kinematic calculations. Movement parameters including the identification, an

6、d to enhance the speed of calculation. Chapter 4 To enhance the capacity of electric motors degree. Including electric motors equivalent to the capacity of electric motors and power calculation accuracy. Chapter 5 upgrade equipment for the exchange of fees for electricity consumption and efficiency.

7、 引 言礦井提升設(shè)備是礦山較復(fù)雜而龐大的機(jī)電設(shè)備，它不僅承擔(dān)物料的提升與下放任務(wù)，同時(shí)還上下人員。在工作中一旦發(fā)生故障，直接影響到礦井的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，提升設(shè)備是礦山重要的耗電設(shè)備，約占整個(gè)礦山耗電量的3040，因此礦井提升設(shè)備選型是否合理，直接影響到礦井的安全生產(chǎn)、基建投資、生產(chǎn)能力和噸煤成本。所以在選型設(shè)計(jì)之前，必須進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)方案比較，使設(shè)計(jì)方案真正達(dá)到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上的合理。我國(guó)煤炭資源豐富，有悠久的煤炭開(kāi)采歷史，在提升設(shè)備的選型上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)?？偨Y(jié)出一套可行的選型方法，然而隨著科技的發(fā)展有的經(jīng)驗(yàn)不能適應(yīng)當(dāng)前需要。當(dāng)我在皖北煤電集團(tuán)劉橋一礦實(shí)習(xí)時(shí)發(fā)現(xiàn)提升設(shè)備有許多不合理的地方，現(xiàn)根據(jù)

8、該礦實(shí)際情況，重新進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，以便進(jìn)行改造。本設(shè)計(jì)是礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)，打算分五章來(lái)論述。第1章為礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)概述。包括選型設(shè)計(jì)的基本原則與設(shè)計(jì)依據(jù)。第2章介紹礦井提升設(shè)備的選型。包括箕斗、提升鋼絲繩、提升機(jī)、電動(dòng)機(jī)的選型及提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的計(jì)算。第3章為提升機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算。包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定、提升速度圖及力圖的計(jì)算。第4章為提升電動(dòng)機(jī)容量的校核。包括電動(dòng)機(jī)等效功率的計(jì)算及電動(dòng)機(jī)容量的校核。第5章為交流拖動(dòng)提升設(shè)備的電耗及效率計(jì)算。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到指導(dǎo)老師侯老師 的耐心指導(dǎo)，在此深表感謝！1 礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)概述1.1選型設(shè)計(jì)的基本原則 礦井提升設(shè)備是礦山較復(fù)雜而龐大的

9、機(jī)電設(shè)備，它不僅承擔(dān)物料的提升與下放任務(wù)，同時(shí)還上下人員。在工作中一旦發(fā)生故障，直接影響到礦井的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，提升設(shè)備是礦山重要的耗電設(shè)備，約占整個(gè)礦山耗電量的30 40，因此礦井提升設(shè)備選型是否合理，直接影響到礦井的安全生產(chǎn)、基建投資、生產(chǎn)能力和噸煤成本。所以在選型設(shè)計(jì)之前，必須進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)方案比較，使設(shè)計(jì)方案真正達(dá)到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上的合理。礦井提升設(shè)備的合理設(shè)計(jì)，主要取決于確定合理的提升系統(tǒng)，即設(shè)計(jì)礦井采用幾套提升設(shè)備，提升設(shè)備的類(lèi)型（單繩纏繞式還是多繩摩擦式）及提升方式（采用箕斗還是罐籠）。一般情況下，年產(chǎn)量在30萬(wàn)噸及其以上的大中型礦井，由于提升任務(wù)重，可設(shè)兩套提升設(shè)備，主井采用箕斗提

10、升，副井采用罐籠提升。對(duì)于年產(chǎn)量超過(guò)180萬(wàn)噸的特大型礦井，主井可采用兩套箕斗提升設(shè)備，副井除配備一套罐籠提升設(shè)備以外，有時(shí)尚需設(shè)置一套帶平衡錘的單容器提升設(shè)備作輔助提升，對(duì)于年產(chǎn)量小于30萬(wàn)噸的礦井可采用兩套普通罐籠提升設(shè)備，若一套提升設(shè)備能夠完成提升任務(wù)，也可采用一套普通罐籠提升。對(duì)于大中型礦井，決定其提升方式時(shí)，還應(yīng)考慮如下幾個(gè)因素： （1）如果煤的品種較多，且要求不同品種分別運(yùn)出時(shí)，應(yīng)采用罐籠提升為宜。 （2）如果對(duì)煤有塊度要求且要求較高時(shí)，宜采用罐籠提升。 （3）地面生產(chǎn)系統(tǒng)靠近井口，采用箕斗可簡(jiǎn)化煤流過(guò)程，若遠(yuǎn)離井口，并需窄軌運(yùn)輸，則宜采用罐籠提升。 （4）對(duì)于采用單容器提升還是雙

11、容器提升，主要取決于同時(shí)開(kāi)采的水平數(shù)，對(duì)于煤礦多數(shù)以單水平開(kāi)采，故一般采用雙容器提升。當(dāng)多水平提升時(shí)，一般采用單容器加平衡錘的提升系統(tǒng)。 （5）多繩摩擦式提升機(jī)具有諸多優(yōu)點(diǎn)。在主井提升中，一般當(dāng)年產(chǎn)量在60萬(wàn)噸，井深又在300350米以上時(shí)，采用多繩摩擦提升為好，如果井深更大，即使年產(chǎn)量較小，也以多繩摩擦提升為宜。當(dāng)井深超過(guò)14001500米時(shí)，其主繩的使用壽命急劇下降，尾繩事故率增加。多繩纏繞式提升機(jī)不用尾繩，克服了深井提升時(shí)尾繩帶來(lái)的問(wèn)題，適合于深井及大載荷的條件。對(duì)于斜井或較淺的立井均應(yīng)采用單繩纏繞式提升設(shè)備。當(dāng)單繩提升不能滿(mǎn)足需要時(shí)可采用多繩纏繞式提升機(jī)。 （6）對(duì)于斜井提升方式主要有

12、串車(chē)、箕斗和帶式輸送機(jī)三種。串車(chē)提升一般用于井筒傾角小于25度的礦車(chē)，對(duì)于年產(chǎn)量在21萬(wàn)噸及其以下的礦井，一般采用單鉤串車(chē)提升，當(dāng)年產(chǎn)量達(dá)30萬(wàn)噸，而提升距離較短時(shí)，一般采用雙勾串車(chē)提升。箕斗提升一般用于年產(chǎn)量在45萬(wàn)噸以上，井筒傾角大于25度的礦井，箕斗一般采用后卸式箕斗。帶式輸送機(jī)一般用于產(chǎn)量較大，距離較長(zhǎng)的斜井中。 上述僅是一般設(shè)計(jì)原則，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)礦井的具體條件，提出若干可能方案，對(duì)基本投資、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、技術(shù)的先進(jìn)性等諸方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。同時(shí)還要考慮到我國(guó)提升設(shè)備的生產(chǎn)和供應(yīng)情況，才能確定合理的方案。 1.2 主井提升設(shè)計(jì)依據(jù)主井提升設(shè)計(jì)依據(jù)有：（1） 礦井年產(chǎn)量：An

13、=60萬(wàn)噸/年（2） 工作制度：年工作日br=300天，日工作小時(shí)數(shù)t=14小時(shí)（3） 礦井井深：HS=300米（4） 礦井提升方式：箕斗提升（5） 卸載水平與井口的高差：（卸載高度）Hx=18米（6） 井下運(yùn)輸水平與裝載水平的高差（裝載高度）Hz=22米（7） 煤的松散密度：=1.1噸/米3根據(jù)給出的立井提升設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)于這種井深300米的淺井，應(yīng)采用單繩纏繞式提升系統(tǒng)，且對(duì)煤沒(méi)有塊度要求，故選擇單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng)。如圖1-1所示。 1.提升機(jī) 2.天輪 3.井架 4.箕斗 5.卸載曲軌 6.煤倉(cāng) 7.鋼絲繩 8.給煤機(jī) 9.裝載設(shè)備 圖1-1 單繩纏繞式提升機(jī)箕斗提升系統(tǒng)圖 單繩纏繞式

14、提升機(jī)只要一根鋼絲繩與提升容器相連。鋼絲繩的一端固定在提升機(jī)卷筒上，另一端繞過(guò)天輪與提升機(jī)相連，當(dāng)卷筒由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)以不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩在卷筒上纏繞或放出，實(shí)現(xiàn)容器的提升或下放。 單繩纏繞式提升機(jī)按其卷筒個(gè)數(shù)，可分為單卷筒提升機(jī)和雙卷筒提升機(jī)。單卷筒提升機(jī)一般用于產(chǎn)量較小的斜井或開(kāi)鑿井筒時(shí)作單勾提升，但不便于調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)。雙卷筒提升機(jī)在我國(guó)礦山應(yīng)用最多，一般用于雙勾提升。卷筒之一與主軸固接，稱(chēng)為固定卷筒（死卷筒）；另一卷筒滑裝在主軸上，通過(guò)調(diào)繩離合器與主軸聯(lián)接，稱(chēng)為游動(dòng)卷筒（活卷筒）。打開(kāi)調(diào)繩離合器時(shí)，兩卷筒可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以便調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)或改變提升水平。國(guó)產(chǎn)單繩纏繞式提升機(jī)有兩個(gè)系列：JT系列，卷筒

15、直徑為0.81.6米，主要用于井下，一般 稱(chēng)為礦用絞車(chē)，有防爆和不防爆兩種；JK系列，卷筒直徑為25米，屬大型礦井提升機(jī)，主要用于立井提升。本提升系統(tǒng)采用的是JK系列雙卷筒提升機(jī)。2 礦井提升設(shè)備的選型2.1 箕斗規(guī)格的選擇箕斗是提升礦石的單一容器，僅用于提升煤炭、礦石或部分提升矸石。根據(jù)卸載方式可分為翻轉(zhuǎn)式、側(cè)卸式及底卸式。根據(jù)提升鋼絲繩數(shù)目有單繩和多繩箕斗。與罐籠比較，箕斗的優(yōu)點(diǎn)是：自重??；井筒斷面?。粺o(wú)需增加井筒斷面就能在井下使用大型礦車(chē)；裝卸載時(shí)間少，生產(chǎn)能力大。其缺點(diǎn)是：必須設(shè)井下和井口礦倉(cāng)及裝卸載設(shè)備；井架高度較大；不能運(yùn)送人員及材料，必須另設(shè)輔助提升設(shè)備?；芬话阌扇糠纸M成：斗

16、箱、懸掛裝置和卸載閘門(mén)。斗箱框架由兩根直立的槽鋼和橫向角鋼組成，四側(cè)用鋼板焊接，其外面用角鋼或鋼筋加固，框架上面有鋼板制成的平臺(tái)，防止淋幫水落入斗箱和便于檢查井筒。懸掛裝置是鋼絲繩與箕斗連接的裝置，它與罐耳均固定于框架上。其卸載閘門(mén)以扇形、下開(kāi)折頁(yè)平板閘門(mén)及插板閘門(mén)最多見(jiàn)。JL型箕斗采用曲軌連桿下開(kāi)折業(yè)平板閘門(mén)。這種箕斗的優(yōu)點(diǎn)是閘門(mén)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、嚴(yán)密，閘門(mén)向上關(guān)閉沖擊小，煤倉(cāng)已滿(mǎn)、煤未卸完時(shí)，卡箕斗產(chǎn)生斷繩的可能性小?；烽l門(mén)開(kāi)啟，主要借助煤的壓力，因而卸載時(shí)傳遞到卸載曲軌上的力小，改善了井架的受力狀態(tài)。該閘門(mén)的缺點(diǎn)是：閘門(mén)在井筒中有開(kāi)啟的可能性?；吩O(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)輕而堅(jiān)固，有足夠剛度，裝卸

17、速度快，閘門(mén)工作可靠。選擇箕斗應(yīng)已知下列基本參數(shù)：（1）礦井年產(chǎn)量：An=60萬(wàn)噸/年（2）工作制度：年工作日br=300天，日工作小時(shí)數(shù)t=14小時(shí)（3）礦井井深：HS=300米（4）礦井提升方式：箕斗提升（5）卸載水平與井口的高差：（卸載高度）Hx=18米（6）井下運(yùn)輸水平與裝載水平的高差（裝載高度）Hz=22米（7）煤的松散密度：=1.1噸/米3提升容器須根據(jù)提升任務(wù)的大小來(lái)確定。對(duì)某一礦井的具體情況，加大提升容器，可降低提升速度，提升機(jī)、井筒都要加大，增加初期投資，但可節(jié)約用電；反之，加大提升速度，可選用較小提升容器和提升機(jī)，投資少，但電耗增加。為解決上述矛盾應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，考慮礦

18、井將來(lái)的發(fā)展選擇出合理的方案。一般認(rèn)為在不加大提升機(jī)及井筒直徑的前提下，選擇較大的提升容器，以采用較低的提升速度，節(jié)省電耗。選擇箕斗即確定箕斗一次提升量是整個(gè)選型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，可用不同的方法選擇箕斗，但“一次合理提升量法”最常用。其步驟為：（1） 確定合理的經(jīng)濟(jì)速度Vm 要完成礦井的年提升任務(wù)，同時(shí)又要使提升系統(tǒng)在最經(jīng)濟(jì)合理的方式下運(yùn)行，關(guān)鍵是確定提升速度和一次提升量。大提升量、低速度，小提升量、高速度都可以完成生產(chǎn)任務(wù)，但大提升量、低速度導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用低，設(shè)備投資大；小提升量高速度導(dǎo)致設(shè)備投資小，運(yùn)行費(fèi)用高。經(jīng)濟(jì)合理的提升速度應(yīng)使初期投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的加權(quán)總和最小。各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)速度不同，我國(guó)合理的

19、經(jīng)濟(jì)提升速度是： Vm=(0.30.5) 式中H提升高度，m H = HZ + Hs + Hx ,m 提升高度愈大，其系數(shù)取值愈大。一般情況下，當(dāng)H200m時(shí)取0.3為宜,當(dāng)H600m時(shí)取0.5為宜。同時(shí)也必須指出，在設(shè)計(jì)時(shí)還需根據(jù)具體情況進(jìn)行選取。 此外，煤礦安全規(guī)程對(duì)提升速度有如下規(guī)定： a.立井罐籠升降人員的最大速度不得超過(guò)0.5,mb.專(zhuān)為升降物料的立井提升，最大速度不得超過(guò)0.6,m c.對(duì)于斜井升降人員或使用礦車(chē)運(yùn)輸物料的最大速度不得超過(guò)5m/s；用箕斗提煤（或矸石）的最大速度不得超過(guò)7m/s；當(dāng)鋪設(shè)道床，采用重型鋼軌時(shí)，箕斗提煤的最大速度不得超過(guò)9m/s. 一般取 Vm=0.4

20、H = HZ + Hs + Hx =22+300+18 =340m Vm=0.4 =7.38m/s (2)估算一次提升循環(huán)時(shí)間Tx 按三階段速度圖，并認(rèn)為主加速度等于主減速度，則容易得出Tx=式中a-提升速度，估取a=0.8m/s2-箕斗在卸載曲軌內(nèi)爬行時(shí)間暫取=10s-箕斗卸載時(shí)間（休止時(shí)間）暫取=10s Tx=75.2s (3)確定一次合理提升量QQ= Tx 其中C-提升不均衡系數(shù)，箕斗提升C=1.15Cf-提升能力富裕系數(shù)，對(duì)多水平提升時(shí)第一水平應(yīng)留有1.2的能力富裕系數(shù)Q= 75.2 =4.12噸 (4)選擇標(biāo)準(zhǔn)箕斗 查礦山機(jī)械與設(shè)備表2-3-3立井單繩箕斗規(guī)格表，選用JL-4型箕斗，

21、如圖2-1所示。其參數(shù)為名義裝載質(zhì)量40KN ，箕斗有效容積4.4m3，箕斗自重4.4t,箕斗總高8560mm,箕斗中心距1830mm. 1.連接裝置 2.罐耳 3.活動(dòng)溜煤板 4.煤堆線 5.斗箱 6.框架 7.閘門(mén) 8.連桿 9.滾輪 10.曲槽 11.平臺(tái) 12.滾輪 13.機(jī)械閉鎖裝置 圖 2-1 JL-4型箕斗 （5）核算箕斗一次實(shí)際提升量 根據(jù)箕斗容積和散集容積質(zhì)量計(jì)算箕斗的實(shí)際裝載量QQ=V其中-煤的散集容積質(zhì)量為1.1t/m3V-所選JL-4型箕斗容積4.4m3則 Q=1.14.4=4.8t(6)確定一次提升循環(huán)的實(shí)際時(shí)間TxTx= = =87.7s （7）計(jì)算實(shí)際提升速度VV

22、=5.6m/s2.2 提升鋼絲繩的選擇計(jì)算 提升鋼絲繩的用途是懸掛提升容器并傳遞動(dòng)力。當(dāng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)鋼絲繩帶動(dòng)容器沿井筒運(yùn)動(dòng)，所以鋼絲繩是礦山提升設(shè)備的一個(gè)重要組成部分，它對(duì)礦井提升的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要的作用。 提升鋼絲繩受力極其復(fù)雜，如靜應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、擠壓應(yīng)力、捻扭應(yīng)力等。這些應(yīng)力的綜合作用導(dǎo)致提升鋼絲繩的損壞。盡管?chē)?guó)內(nèi)外對(duì)此做了大量的研究工作，取得了一些成果，但還未找到一種綜合反映上述應(yīng)力破壞的計(jì)算方法。所謂安全系數(shù)是指鋼絲繩各鋼絲拉斷力的總合與鋼絲繩最大靜拉力之比。煤碳安全規(guī)程對(duì)提升鋼絲繩的安全系數(shù)ma都作了明確的規(guī)定。在選擇鋼絲繩時(shí)，應(yīng)考慮如下因素：(1) 在井筒淋水

23、大，水的酸堿度高，以及在出風(fēng)井中，由于腐蝕嚴(yán)重，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。(2) 在磨損嚴(yán)重的條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升時(shí)，應(yīng)盡可能用順捻或三角股繩。(3) 當(dāng)彎曲疲勞為主要損壞原因時(shí)，應(yīng)選用線接觸順捻或三角股繩。（4）我國(guó)實(shí)踐證明，提升鋼絲繩用同向捻繩比較好，多繩摩擦提升用左右捻各半；單繩纏繞式提升機(jī)我國(guó)選用的原則是，鋼絲繩的捻向與繩在卷筒上纏繞時(shí)的螺旋方向一致，目的是防止纏繞時(shí)鋼絲繩松捻。目前單繩纏繞式提升機(jī)多為右螺旋，所以選右同向捻。但國(guó)外有些國(guó)家規(guī)定，繩的捻向與螺旋線方向相反，究竟哪種規(guī)定更合理，還有待研究。（5）罐道繩最好用半密封鋼絲繩或三角股繩，表面光滑，比較耐磨。（6）用于溫度高或有

24、明火的地方，如矸石山等，最好用金屬繩芯鋼絲繩。鋼絲繩最大靜載荷Qmax為Qmax = mg + mzg + mpgHc式中m-次提升貨載質(zhì)量,Kg mz提升容器的自身質(zhì)量,Kg mp提升鋼絲繩每米質(zhì)量,Kg/m g重力加速度,m/s2 Hc 鋼絲繩最大懸垂長(zhǎng)度,m HC = Hj + Hs + Hz Hj 井架高度，箕斗提升Hj=3035m取35m Hs 井深300m Hz裝載高度箕斗提升Hz=1825m取22m設(shè)b為鋼絲繩抗拉強(qiáng)度(N/m2)，AS為鋼絲繩所有鋼絲斷面積之和(m2)，0為鋼絲繩密度(Kg/m3)。ma為提升鋼絲繩安全系數(shù)查礦山機(jī)械表10-3提升鋼絲繩安全系數(shù)ma=6.5則滿(mǎn)足

25、需要ma即ma（1）As與mp有如下關(guān)系 As = (2)將（2）式代入（1）式得mp kg/m取鋼絲繩密度0=9400kg/m3,g=10m/s2則上式變?yōu)閙p m=4800kgmz=4400kgb=1700N/mm2ma=6.5HC = Hj + Hs + Hz =35+300+22 =357mmp =3.65kg/m 查礦山機(jī)械表9-8鋼絲繩規(guī)格表選用的鋼絲繩型號(hào)為：鋼絲繩6（19）-34-1700-右同。其參數(shù)為：繩直徑d=34mm,鋼絲繩中最大鋼絲直徑 =2.2mm,鋼絲總斷面積433.13mm2,每米質(zhì)量mp=4.093kg/m,當(dāng)公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度b=1700N/mm2時(shí)鋼絲破斷拉力總

26、和Qq不小于N.根據(jù)所有鋼絲的破斷拉力總和Qq驗(yàn)算所選的鋼絲繩=6.96.5滿(mǎn)足需要。 2. 3提升機(jī)與天輪的選擇計(jì)算單繩纏繞式提升機(jī)只要一根鋼絲繩與提升容器相連。鋼絲繩的一端固定在提升機(jī)卷筒上，另一端繞過(guò)天輪與提升機(jī)相連，當(dāng)卷筒由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)以不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩在卷筒上纏繞或放出，實(shí)現(xiàn)容器的提升或下放。 單繩纏繞式提升機(jī)按其卷筒個(gè)數(shù)，可分為單卷筒提升機(jī)和雙卷筒提升機(jī)。單卷筒提升機(jī)一般用于產(chǎn)量較小的斜井或開(kāi)鑿井筒時(shí)作單勾提升，但不便于調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)。雙卷筒提升機(jī)在我國(guó)礦山應(yīng)用最多，一般用于雙勾提升。卷筒之一與主軸固接，稱(chēng)為固定卷筒（死卷筒）；另一卷筒滑裝在主軸上，通過(guò)調(diào)繩離合器與主軸聯(lián)接，稱(chēng)為游動(dòng)

27、卷筒（活卷筒）。打開(kāi)調(diào)繩離合器時(shí)，兩卷筒可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以便調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)或改變提升水平。 國(guó)產(chǎn)單繩纏繞式提升機(jī)有兩個(gè)系列：JT系列，卷筒直徑為0.81.6米，主要用于井下，一般 稱(chēng)為礦用絞車(chē)，有防爆和不防爆兩種；JK系列，卷筒直徑為25米，屬大型礦井提升機(jī)，主要用于立井提升。單繩纏繞式提升機(jī)主要參數(shù)有：滾筒直徑D、滾筒寬度B、最大靜張力Fjm、最大靜張力差Fjc。在選擇計(jì)算時(shí)，首先確定滾筒直徑D，然后驗(yàn)算其他參數(shù)。2.3.1提升機(jī)滾筒直徑的確定選擇滾筒、天輪直徑的原則是使鋼絲繩不致產(chǎn)生過(guò)大的彎曲應(yīng)力以保證鋼絲繩的使用壽命。根據(jù)煤礦安全規(guī)程的規(guī)定：纏繞式提升機(jī)當(dāng)在地面安裝時(shí)D80d 且 D1200其中

28、d為鋼絲繩直徑為34mm,為鋼絲繩中最大鋼絲直徑為2.2mm.D8034=2720mm 且 D12002.2=2624mm取D=3000mm查礦山機(jī)械與設(shè)備表2-2-1JK系列提升機(jī)規(guī)格參數(shù)表，選擇2JK-3/11.5型提升機(jī)。卷筒個(gè)數(shù)2,卷筒直徑3米,寬度1.5米,兩卷筒中心距1640mm,鋼絲繩最大靜張力130KN,鋼絲繩最大靜張力差80KN,最大鋼絲繩直徑37mm,提升高度一層290m二層650米、三層1000m,減速器型號(hào)：ZHLR-150、扭矩動(dòng)/靜120/180KN.m,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不大于750r/min,提升速度不大于10米,卷筒中心高650mm，機(jī)器旋轉(zhuǎn)部分總變位質(zhì)量（不大于）（

29、不包括電動(dòng)機(jī)）18100kg，機(jī)器部分總質(zhì)量（不大于）（不包括電動(dòng)機(jī)電控）53t.2.3.2天輪的選擇天輪安裝在井架上，作為提升鋼絲繩的支撐、導(dǎo)向之用。根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，天輪的直徑Dt需按下面的條件確定。井上使用，當(dāng)圍包角大于90度時(shí)： Dt80d 且 Dt1200其中d為鋼絲繩直徑為34mm,為鋼絲繩中最大鋼絲直徑為2.2mm.Dt8034=2720mm 且 Dt12002.2=2624mm取Dt=3000mm由礦山機(jī)械表10-4，井上固定天輪規(guī)格參數(shù)，選用的天輪型號(hào)為T(mén)SG名義直徑Dt=3000mm，繩槽半徑Rt=19mm，適于鋼絲繩直徑范圍3335mm，允許鋼絲繩全部鋼絲破斷力總和N

30、，兩軸承中心距L=950mm，軸承中心高240mm，變位質(zhì)量781kg，總重24660kg.2.3.3滾筒寬度的驗(yàn)算滾筒的直徑確定后，提升機(jī)即已確定，滾筒寬度便為確定值，但能否滿(mǎn)足容繩量的要求，尚需進(jìn)行驗(yàn)算。滾筒上需纏繞的鋼絲繩的長(zhǎng)度包括：（1）提升高度H（2） 鋼絲繩試驗(yàn)長(zhǎng)度。煤礦安全規(guī)程規(guī)定，升降人員或升降人員和物料用的鋼絲繩自懸掛起，每6個(gè)月試驗(yàn)一次，專(zhuān)門(mén)升降物料用的鋼絲繩，自懸掛起經(jīng)過(guò)一年進(jìn)行一次試驗(yàn)，以后每隔6個(gè)月試驗(yàn)一次，每次剁繩頭6米，鋼絲繩壽命按3年考慮，則鋼絲繩試驗(yàn)長(zhǎng)度為30米。（3） 為減少鋼絲繩與滾筒固定處的拉力，按規(guī)定應(yīng)留有3圈摩擦圈。（4） 對(duì)多層纏繞時(shí)，鋼絲繩由下層

31、轉(zhuǎn)到上層的臨界段（相當(dāng)于繩圈的1/4長(zhǎng)的部分）必須經(jīng)常加以檢查，并應(yīng)在每季度將鋼絲繩移動(dòng)1/4繩圈的位置。根據(jù)鋼絲繩的使用年限，一般取錯(cuò)繩圈數(shù)n=24圈。取n=3圈。 多層纏繞時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足： B -鋼絲繩圈間的間隙，一般為23取3k-纏繞層數(shù)2DP-多層纏繞時(shí)鋼絲繩平均纏繞半徑DP= =3.028mB=0.83mB=1.50.83m 滿(mǎn)足要求。2.3.4提升機(jī)強(qiáng)度校核 從所選提升機(jī)的規(guī)格表中，可查得提升機(jī)允許的最大靜張力Fjm和最大靜張力差Fjc。提升機(jī)強(qiáng)度是否滿(mǎn)足要求需按下式驗(yàn)算。纏繞式提升機(jī)： =48000+44000+40.93357 =N由 滿(mǎn)足要求。 = =62612N由=8000062

32、612 滿(mǎn)足要求。2.4 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的計(jì)算提升機(jī)對(duì)于井筒的相對(duì)位置，系根據(jù)卸載作業(yè)方便，地面運(yùn)輸?shù)暮?jiǎn)化以及設(shè)備運(yùn)行的安全而定。所有這些都應(yīng)在礦井工業(yè)廣場(chǎng)的總體布置中解決。一般采用普通罐籠提升時(shí)，提升機(jī)房位于卸載方向的對(duì)側(cè)。井架上的天輪，根據(jù)提升機(jī)的類(lèi)型和用途，容器在井筒中的布置以及提升機(jī)房地點(diǎn)等，裝在同一水平軸線上，或同一垂直面上。如圖2-1所示。 圖2-1 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置圖提升機(jī)安裝地點(diǎn)選好之后，要確定影響提升機(jī)相對(duì)位置的五個(gè)因素，這就是井架高度、提升機(jī)滾筒軸線與提升中心線的水平距離、鋼絲繩弦長(zhǎng)、偏角和出繩角。它們彼此相互制約，互相影響。2.4.1鋼絲繩允許最大內(nèi)外偏角2ma

33、x、1max的確定所謂鋼絲繩的偏角是指鋼絲繩弦與通過(guò)天輪平面所形成的角度，有內(nèi)偏角和外偏角之分。在提升過(guò)程中，隨著滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩在滾筒上纏繞或放松，偏角是變化的。（1） 偏角過(guò)大將會(huì)導(dǎo)致加劇鋼絲繩與天輪之間的磨損，降低鋼絲繩的使用壽命，磨損嚴(yán)重時(shí)還可能引起斷繩事故。因此煤礦安全規(guī)程規(guī)定，內(nèi)外偏角不得超過(guò)130。（2） 如果內(nèi)偏角過(guò)大，當(dāng)鋼絲繩纏繞滾筒時(shí)，繩弦與已纏到滾筒上的繩圈之間會(huì)相互接觸，并產(chǎn)生磨損，這一現(xiàn)象稱(chēng)之為咬繩。因此，最大內(nèi)偏角2max不僅受煤礦安全規(guī)程的上述限制，同時(shí)還受不產(chǎn)生“咬繩”的限制。不產(chǎn)生“咬繩”的內(nèi)偏角，可從礦山機(jī)械圖10-5曲線中查出。不產(chǎn)生“咬繩”現(xiàn)象內(nèi)偏角與

34、卷筒直徑、鋼絲繩纏繞間隙、鋼絲繩直徑等參數(shù)有關(guān)。隨著卷筒和鋼絲繩直徑增加、鋼絲繩間隙減少，咬繩現(xiàn)象趨于嚴(yán)重。當(dāng)提升機(jī)卷筒直徑為3米，鋼絲繩直徑為d=34mm,纏繞間隙取3mm時(shí)，不產(chǎn)生咬繩現(xiàn)象的內(nèi)偏角2max15滿(mǎn)足要求。2= =53.52.5 提升電動(dòng)機(jī)的預(yù)選 在進(jìn)行提升設(shè)備方案比較時(shí)，需要初步確定提升電動(dòng)機(jī)，而在進(jìn)行提升設(shè)備動(dòng)力學(xué)計(jì)算之前也要進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的預(yù)選。一般情況下，先預(yù)選電動(dòng)機(jī)，動(dòng)力學(xué)計(jì)算完后再進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的驗(yàn)算。2.5.1電動(dòng)機(jī)功率的估算P=式中k-礦井阻力系數(shù)，箕斗提升k=1.15 m-一次提升貨載質(zhì)量 vm-所選提升機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)速度 -考慮到提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，加、減速度及鋼絲繩重力等因

35、素影響系數(shù)，箕斗提升=1.21.4，取1.3 j-減速器傳動(dòng)效率，雙級(jí)傳動(dòng)=0.85 g-重力加速度 P= =623kw2.5.2估算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n= 式中i-減速器傳動(dòng)比i=11.5 D-滾筒直徑D=3mn= =540r/min 查煤礦電工手冊(cè)表7-6-10YR高壓大型三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，采用YR630-12/1430型電動(dòng)機(jī)。額定功率Pe=630kw,轉(zhuǎn)速ne=490r/min,=0.937,最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=1.98,轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)力矩GD2=11800N.m2,重新計(jì)算提升速度: vm= = =6.7m/s 3.提升機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算 3.1運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定3.1.1最大提升速度的確定綜合考慮設(shè)

36、備費(fèi)及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)等經(jīng)濟(jì)因素，通過(guò)理論分析，我國(guó)采用的最佳經(jīng)濟(jì)速度為： Vm=(0.30.5) 一般取 Vm=0.4 H = HZ + Hs + Hx =22+300+18 =340m Vm=0.4 =7.38m/s 在確定最大提升速度時(shí)，應(yīng)使之接近經(jīng)濟(jì)速度，同時(shí)滿(mǎn)足煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，即專(zhuān)為升降物料的立井提升，最大速度不得超過(guò)0.6,m。結(jié)合預(yù)選電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，確定最大提升速度為6.7m/s.3.1.2加速度的確定確定提升主加速度應(yīng)考慮以下因素：（1）煤礦安全規(guī)程的規(guī)定：立井升降人員的加（減）速度不得大于0.75 m/s2，斜井不得大于0.5 m/s2 ,設(shè)計(jì)規(guī)范建議，箕斗提升加速度不宜大于1.2m

37、/s2.（2）按電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷能力確定，一般按電動(dòng)機(jī)最大拖動(dòng)力的0.75倍考慮，帶入動(dòng)力學(xué)方程得 電動(dòng)機(jī)能力允許的最大加速度為 式中Fe-電動(dòng)機(jī)額定拖動(dòng)力Fe = Pe-電動(dòng)機(jī)額定功率630kw j-電動(dòng)機(jī)效率0.937 vm -提升速度 m/s Fe = =88105Nm提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量m=式中m-提升貨載質(zhì)量4800kg mz-容器自身質(zhì)量4400kg mp-鋼絲繩每米質(zhì)量4.093kg/m Lp-提升鋼絲繩全長(zhǎng) Lp=488.5米式中n為錯(cuò)繩圈數(shù)n =24取n=3mt天輪變位質(zhì)量781kgmj提升機(jī)（包括減速器）變位質(zhì)量18100md電動(dòng)機(jī)變位質(zhì)量md =(11800/10)(11.5/

38、3)2 =17340kgm=54601kg-電動(dòng)機(jī)最大力矩/額定力矩=1.98 k-礦井阻力系數(shù)1.15 =1.13m/s2(3) 按減速器輸出軸允許的最大扭矩計(jì)算 電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器作用到滾筒主軸上的拖帶力矩必須小于減速器允許的最大輸出力矩Mjm即 主加速度滿(mǎn)足由礦山機(jī)械與設(shè)備表2-2-1JK系列提升機(jī)規(guī)格參數(shù)查得所選的減速器型號(hào)為ZHLR-150，Mjm=N.m即 =3.5m/s2綜上所述取a1=0.8m/s23.1.3減速度的確定提升減速度一般取與加速度相同值。它不僅需要滿(mǎn)足上述煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，同時(shí)還與提升設(shè)備所采用的減速方式有關(guān)。目前提升機(jī)的減速方式有以下三種：（1） 自由滑行減速當(dāng)

39、容器到達(dá)減速點(diǎn)時(shí)，將電動(dòng)機(jī)電源斷開(kāi)，拖動(dòng)力為零，整個(gè)提升系統(tǒng)靠慣性滑行直至停車(chē)，這種方式充分利用了系統(tǒng)的動(dòng)能，節(jié)約電耗，操作簡(jiǎn)單，其動(dòng)力方程為：減速時(shí)，近似有，得自由滑行時(shí)的減速度a3為 = =0.19m/s2(2)電動(dòng)機(jī)減速方式 電動(dòng)機(jī)減速方式為正力減速，當(dāng)采用自由滑行減速方式其減速度太大時(shí)，必須采用正力減速。此時(shí)，將電動(dòng)機(jī)在較軟的人工特性曲線上運(yùn)行。為能較好地控制電動(dòng)機(jī)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出力不應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)額定力的0.35倍。（3）制動(dòng)減速方式 此減速方式為負(fù)力減速。當(dāng)采用滑行減速度太小時(shí)，必須對(duì)系統(tǒng)施加制動(dòng)力。制動(dòng)方式有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩種。機(jī)械制動(dòng)即機(jī)械閘制動(dòng)，電氣制動(dòng)有動(dòng)力制動(dòng)和低頻制動(dòng)

40、兩種。在確定提升系統(tǒng)減速度時(shí)，首先必須計(jì)算自由滑行減速度。若自由滑行減速度太大，則必須采用電動(dòng)機(jī)減速方式（正力減速）；若自由滑行減速度太小，則必須選擇制動(dòng)減速（負(fù)力減速）方式。對(duì)于負(fù)力減速，當(dāng)需要制動(dòng)力較小可采用機(jī)械閘減速，當(dāng)需要制動(dòng)力較大時(shí)，須采用電氣制動(dòng)。 由以上計(jì)算可知，自由滑行減速度為0.19m/s2，太小，應(yīng)采用制動(dòng)減速。試采用機(jī)械閘制動(dòng)減速，為避免閘瓦發(fā)熱和磨損，所需制動(dòng)力不應(yīng)大于0.3mg。即 = =1.02m/s2 一般，減速度常和加速度常取相同值，即a3=0.8m/s2，小于1.02m/s2。因此，采用機(jī)械制動(dòng)可以滿(mǎn)足要求。 綜上所述，本提升系統(tǒng)采用機(jī)械制動(dòng)減速方式。3.2提

41、升速度圖計(jì)算 在計(jì)算速度圖前，已知系統(tǒng)初加速度主加速度減速度最大提升速度。確定各階段的提升時(shí)間和運(yùn)行距離。箕斗提升六階段速度圖，如圖3-1。 圖3-1 箕斗提升速度圖 箕斗提升六階段速度圖計(jì)算 （1）箕斗在曲軌內(nèi)運(yùn)行 運(yùn)行距離 h0 =2.53.5米，取h0=3米 離開(kāi)曲軌時(shí)的速度 v0 =1.5m/s初加速度a0= v02/2h0=1.52/23=0.375m/s2運(yùn)行時(shí)間t0=v0/a0 =1.5/0.375 =0.56s（2） 主加速階段主加速度a1=0.8m/s2運(yùn)行時(shí)間t1=(vm-v0)/a1 =(6.7-1.5)/0.8 =6.5s運(yùn)行距離h1=(vm+v0)t/2 =(6.7+

42、1.5)6.5/2 =26.7m（3） 爬行階段爬行距離h4=2.53.3m 取h4=3m爬行速度v4=0.40.5m 取v4=0.5m/s爬行時(shí)間t4=h4/v4 =3/0.5=6s（4） 減速階段減速度a3=0.8m/s2運(yùn)行時(shí)間t3=(vm-v4)/a3=(6.7-0.5)/0.8=7.75s運(yùn)行距離h3=(vm+v4)t3/2=(6.7+0.5)7.75/2=28m（5） 等速運(yùn)行階段最大提升速度vm=6.7m/s運(yùn)行距離h2=H-h0-h1-h3-h4 =340-3-26.7-28-3 =279.3m運(yùn)行時(shí)間t2=h2/vm =279.3/6.7 =41.68s（6） 停車(chē)休止時(shí)間由礦山機(jī)械標(biāo)10-1箕斗休止時(shí)間查得=8秒 一次提升循環(huán)時(shí)間： Tx= =0.56+6.5+41.68+7.75+6+8 =70.5s 每小時(shí)提升次數(shù) n=3600/Tx=3600/70.5=51次提升能力富裕系數(shù)af af= = =1.491.2滿(mǎn)足大于1.2的要求。3.3箕斗提升力圖計(jì)算 提升力圖，如圖3-2。 圖3-2 提升力圖 單繩纏繞式立井無(wú)