單繩纏繞式提升機(jī)的設(shè)計(jì)全套cad圖紙】

1、圖書(shū)分類號(hào)： 密 級(jí)： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 ) 三家子煤礦主井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì) （單繩纏繞式提升機(jī)） HOISTING EQUIPMENT SELECTION AND DESIGN FOR SANJIAZI MINE （SINGLE ROPE WINDING HOIST） 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 院 名 稱 專 業(yè) 名 稱 指 導(dǎo) 教 師 2 0 * 年 5  月 1 7  日摘要 本設(shè)計(jì)主要對(duì)三家子煤礦生產(chǎn)所用的提升機(jī)械

2、設(shè)備進(jìn)行的一次合理的選型設(shè)計(jì)。 礦井提升設(shè)備的任務(wù)是沿井筒提升煤、礦石、矸石，下放材料，升降人員和設(shè)備。本 設(shè)計(jì)通過(guò)選箕斗、鋼絲繩、提升機(jī)、天輪、井架、電動(dòng)機(jī)等來(lái)敘述提升機(jī)的設(shè)備選型。 在礦井提升中，應(yīng)根據(jù)不同的用途，選用合適的礦井提升設(shè)備，揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮 它們的效能，必須對(duì)其結(jié)構(gòu)、性能及選擇計(jì)算方法予以了解。 為此，必須掌握礦井提升設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點(diǎn)、選擇設(shè)計(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)理論等 方面的知識(shí)，以做到選型合理，正確使用與維護(hù)，使之安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)。 關(guān)鍵詞 提升機(jī)；箕斗；鋼絲繩I Abstr act This  design  is

3、0; mainly  used in  the  production  of SanJiaZi coal mine machinery equipment selection for a reasonable choice Mine Hoist  equipment  is  raised  along  the shaft  coal,  or

4、es,  coal,  decentralization  material, personnel and  equipment  movements. The selection  of  the  design of vessel,  the  rope,  elevator, and space launches, Derr ick, motors, etc.&

5、#160;to describe the Hoist Equipment Selection In  the  mine  upgrade,  according  to  the  diff erent  uses,  to  choose  an  appropriate  mine hoisting  equipment,  exceed  and 

6、give  full  play  to  their  effectiveness  that  its  structure, performance and choice of method to be understanding Therefore,  we  must  master  the  mine  hoisting  equipment&

7、#160; structure,  wor king  principles, characteristics,  select  the  design,  operation  theory  of  knowledge,  Selection  r easonable  to  do, the proper use and maintenance to make it&#

8、160;safe, r eliable and economic operation. Keywords hoist skip ropeII 目 錄 摘要 .I Abstract. II 1 緒論 . 1 2 礦井提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì). 3  選型設(shè)計(jì)依據(jù)及提升方式的確定 . 3  選型設(shè)計(jì)依據(jù) . 3  提升方式的確定. 3 2.2 提升容器的選擇設(shè)計(jì). 3  選擇原則 . 4  選擇計(jì)算 . 4 2.3

9、提升鋼絲繩的選擇設(shè)計(jì). 6  提升鋼絲繩的結(jié)構(gòu). 6  提升鋼絲繩的類型及特點(diǎn) . 6  提升鋼絲繩的選擇計(jì)算 . 7 2.4 提升機(jī)的選擇設(shè)計(jì) . 10  提升機(jī)的類型 . 10  單繩纏繞式提升機(jī)的分類和結(jié)構(gòu). 10  提升機(jī)的選擇計(jì)算. 12 2.5 天輪的選擇 . 13  預(yù)選電動(dòng)機(jī) . 14 3 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置. 15  井架高度. 15  提升機(jī)滾筒中心至井筒中鋼絲繩間水平距離 . 16 3.3 鋼絲繩弦長(zhǎng) . 16 3.4 鋼絲繩的偏角

10、 . 16 3.5 提升機(jī)滾筒的下出繩角. 18 4 提升系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算 . 19 4.1 提升系統(tǒng)的動(dòng)力方程式. 19  提升系統(tǒng)的靜阻力. 19  提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量 . 19  主加減速度 a  、 a 3 的選擇和計(jì)算 . 20  提升系統(tǒng)速度圖和力圖的計(jì)算 . 21  提升速度圖參數(shù)計(jì)算. 21  提升系統(tǒng)力圖參數(shù)計(jì)算 . 23I 5 礦井提升機(jī)的拖動(dòng)和控制. 26 5.1 提升電動(dòng)機(jī)容量的計(jì)算. 26&

11、#160;5.2 電動(dòng)機(jī)容量的驗(yàn)算 . 27  按發(fā)熱條件驗(yàn)算. 27  電動(dòng)機(jī)特殊過(guò)負(fù)荷能力驗(yàn)算 . 28 5.3 交流拖動(dòng)提升設(shè)備的電耗及效率計(jì)算. 28  一次提升電耗 . 28  噸煤電耗 . 28  一次提升有益電耗. 29  提升設(shè)備的效率. 29 6 年產(chǎn)量驗(yàn)算. 30 6.1 實(shí)際提升量 . 30 6.2 提升能力的富裕系數(shù). 30 結(jié)論 . 31 致謝 . 32 參考文獻(xiàn) . 33II 1 緒論 礦井提升設(shè)備的任務(wù)是沿井筒提升煤炭、礦石、

12、矸石、下放材料，升降人員和設(shè) 備，所以礦井提升設(shè)備是聯(lián)系井下與地面的重要的生產(chǎn)設(shè)備，它在整個(gè)綜合機(jī)械化生產(chǎn) 中占有了重要位置。 近幾十年來(lái)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行著對(duì)礦 井的根本性技術(shù)改造，這一種改造的趨向是向著更集中，更大型發(fā)展。 隨著礦井技術(shù)改造的進(jìn)程，提升設(shè)備在高效、大型、自動(dòng)化方面都有飛速進(jìn)步。現(xiàn) 代化提升設(shè)備已發(fā)展成為大型機(jī)械電氣機(jī)組或機(jī)組群。箕斗有效載荷在國(guó)外已經(jīng)超 過(guò) 50 噸；提升速度接近 20m/s；拖動(dòng)功率達(dá)到 10000kw 以上；在拖動(dòng)控制方面已經(jīng)廣泛采 用了集中控制及自動(dòng)控制設(shè)備。 我國(guó)提升設(shè)備的設(shè)計(jì)制造，是在解放之后才開(kāi)始的。建國(guó)初期

13、在黨的領(lǐng)導(dǎo)下，改建 和新建了許多礦山機(jī)械制造廠。1953 年撫順重型機(jī)器廠制造出我國(guó)第一臺(tái)纏繞式雙筒提 升機(jī)。1958 年洛陽(yáng)礦山機(jī)器廠設(shè)計(jì)制造成了我國(guó)第一臺(tái) 2´ 4 多生摩擦式提升機(jī)，并且在 1961 年開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，這種類型的提升機(jī)與纏繞式提升機(jī)比較，具有重量輕、體積小、安全 可靠、適合較深的礦井的特點(diǎn)，它是現(xiàn)代化提升機(jī)的發(fā)展方向。1971 年該廠又新設(shè)計(jì)制 造出 JK 型新系列單繩纏繞式提升機(jī)，新系列提升機(jī)采用一些新結(jié)構(gòu)，與老型比較，提升 能力平均提高了 25%，而且機(jī)器重量也有所減少，現(xiàn)在已經(jīng)作為國(guó)家定型產(chǎn)品成批生產(chǎn)。 多繩提升設(shè)備在我國(guó)改建和新建的礦井中已經(jīng)廣泛采用。在礦井的

14、技術(shù)改造中，將 纏繞式提升機(jī)改為單、雙繩落地式摩擦提升機(jī)的試驗(yàn)在進(jìn)行中，新落地多繩提升設(shè)備的 設(shè)計(jì)和試制的工作已開(kāi)始，幾種可控硅控制系統(tǒng)以及自動(dòng)化提升設(shè)備已經(jīng)在礦山生產(chǎn)實(shí) 踐中適用。 其它提升設(shè)備，比如說(shuō)礦用提升鋼絲繩，提升容器近幾年也有了很大發(fā)展。使用壽 命并且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的線接觸、面接觸、多層股鋼絲繩已經(jīng)在一些鋼絲繩廠成批生產(chǎn)。而且 適合我國(guó)礦山生產(chǎn)特點(diǎn)的單繩及多繩提升容器系列也正在制定，今后將不斷向自重輕、 結(jié)構(gòu)合理以及大型化發(fā)展。 根據(jù)提升設(shè)備的特點(diǎn)可將提升設(shè)備分類為： 按用途來(lái)分：主井提升設(shè)備；副井提升設(shè)備。 按提升機(jī)類型來(lái)分：纏繞式提升設(shè)備；摩擦式提升設(shè)備。 按拖動(dòng)類型來(lái)分：交流拖動(dòng)提

15、升設(shè)備；直流拖動(dòng)提升設(shè)備。 提升設(shè)備主要組成部分是：提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)、礦井井架、天輪及裝 卸載附屬設(shè)備等。 圖 1 表示豎井箕斗提升系統(tǒng)圖。1 圖 11 豎井單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng)圖 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翻籠；9井底煤倉(cāng)；10給煤機(jī)；11裝載設(shè)備 煤炭被運(yùn)至井底車場(chǎng)的翻籠峒室，經(jīng)過(guò)翻籠卸到煤倉(cāng) 9 內(nèi)，再經(jīng)過(guò)裝載閘門(mén)送入給煤 機(jī)，并且通過(guò)定量裝載設(shè)備裝入位于井底的箕斗。此時(shí)，另一箕斗位于地面的卸載位 置，安裝在井架上的卸載曲軌 5 讓箕斗的底部閘門(mén)打開(kāi)，然后煤炭卸到井口煤倉(cāng) 6 內(nèi)。 上下兩個(gè)箕斗分別與兩跟鋼絲繩 7 連接，

16、而且每跟鋼絲繩的另一端繞過(guò)井架上的天輪 2 引入提升機(jī)房，并且以相反方向纏繞和固定在提升機(jī)滾筒上，然后開(kāi)動(dòng)提升機(jī)，使?jié)L筒 旋轉(zhuǎn)，一根鋼絲繩向滾筒上纏繞，另一根則從滾筒上送放，相應(yīng)的箕斗在井筒內(nèi)上下運(yùn) 動(dòng)，從而完成提升重箕斗，下放空箕斗的任務(wù)。2 2 礦井提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì) 2.1 選型設(shè)計(jì)依據(jù)及提升方式的確定 選型設(shè)計(jì)依據(jù) 礦井年產(chǎn)量： A n =90 萬(wàn)噸/年； 礦井工作制度: 年工作日 br   = 300 天；每日提升工作小時(shí)數(shù) t=14 小時(shí)； 水平井深:  H S =380

17、m； 裝載水平與井下運(yùn)輸水平的高差： H Z  =20 m； 卸載水平與井口的高差： H x =18 m； 提升方式的確定 提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)必須在提升方式確定后進(jìn)行。 當(dāng)?shù)V井年產(chǎn)量、水平井深及開(kāi)采水平確定之后，就需要決定合理的提升方式。提升方 式與井筒開(kāi)拓、井上下運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)都有密切關(guān)系。所以在做新井初步設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)提升方式 要全面綜合地考慮。在決定合理提升方式時(shí)，要考慮如下的幾個(gè)因素： （1） 于年產(chǎn)量大于 60 萬(wàn)噸的大中型礦井，因?yàn)樘嵘禾考拜o助提升工作量均較大， 所以一般均設(shè)主副井兩套提升設(shè)備。主井用箕斗提升煤炭，副井則用罐籠完成輔助提升任

18、 務(wù)：如升降人員、提升矸石和下放材料設(shè)備等。對(duì)于年產(chǎn)量小于 30 萬(wàn)噸小型礦井，如只 用一套罐籠提升設(shè)備就能完成全部主副井任務(wù)時(shí)，用一套提升設(shè)備是經(jīng)濟(jì)的。而對(duì)于年產(chǎn) 量大于 180 萬(wàn)噸的大型礦井，主井一般需要兩套箕斗提升設(shè)備，副井除了配備一套罐籠設(shè) 備以外，多數(shù)還需要設(shè)置一套單容器平衡錘系統(tǒng)來(lái)專門(mén)提升矸石。 （2）一般情況下，主井都用箕斗提升方式。是因?yàn)榛诽嵘绞侥芰Υ?、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用 也比較低。另外，在控制上易于自動(dòng)化。但是在特殊的條件下，比如礦井生產(chǎn)的煤質(zhì)品種 多，而且需要分別運(yùn)送，或者是保證煤炭有足夠的塊度，這時(shí)只能采用罐籠做主井提升設(shè) 備。 （3）為提高生產(chǎn)率，中等以上礦井，原則上都是需

19、要用雙鉤提升。若礦井同時(shí)開(kāi)采 水平數(shù)過(guò)多，則用平衡錘單容器提升方式是比驕傲方便的。 （4）從我國(guó)目前實(shí)際實(shí)際情況來(lái)看，對(duì)于小型礦井，采用單繩纏繞式提升系統(tǒng)較好。 對(duì)于年產(chǎn)量 90 萬(wàn)噸以上的大型礦井，采用多繩摩擦提升系統(tǒng)較好。對(duì)于中型礦井，如果 井較淺，可以采用單繩纏繞系統(tǒng)，井較深時(shí)則可采用多繩摩擦系統(tǒng)，或者是主井采用單繩 箕斗，副井則采用罐籠。 由于三家子煤礦礦井的深度中等，年產(chǎn)量較大，全面綜合考慮后，決定主井采用單繩 纏繞式箕斗提升。 2.2 提升容器的選擇設(shè)計(jì)3 循環(huán)時(shí)間 T  。 X V  H 418 T = + +

20、 t¢+ q = + +10 + 10 = 81.33  式（2.3） X 2  2  2  選擇原則 提升容器規(guī)格是提升設(shè)備選型計(jì)算的主要技術(shù)參數(shù)，它直接影響了提升設(shè)備的初期投 資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。在礦井提升高度和提升任務(wù)確定之后，選擇提升容器的規(guī)格有兩種情況： 一是選擇大規(guī)格的容器。因?yàn)樘嵘萜鬏^大，需要的提升鋼絲繩直徑和提升機(jī)滾筒直徑也 較大，所以初期投資也較大，不過(guò)提升次數(shù)較少，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較少；二是選擇小規(guī)格的容器。 由于初期投資較少，故運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較多。所以選擇提升容器規(guī)格原則就是：一次合理提升量 應(yīng)該使初期投資費(fèi)和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)的加權(quán)平均總和

21、最少。然后根據(jù)確定的一次合理提升量，選擇 出標(biāo)準(zhǔn)的提升容器。 選擇計(jì)算 .1 提升高度 H=HS + H Z + HX = 380 + 20 + 18 = 418m  式（2.1） 式中  H S 水平井深，m; H Z  井下運(yùn)輸水平與箕斗裝載水平高差，m; H X  卸載水平與井口水平高差，m； H  提升高度，m。 .2 經(jīng)濟(jì)提升速度 考慮到經(jīng)濟(jì)的因素。若用較大的提升速度，一次提升量 Q、鋼絲繩和和提升機(jī)都可小 些，總的投資費(fèi)用少一些。不過(guò)這時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用比提升速

22、度小，一次提升量 Q 較大的方案多 些。究竟選用多大的提升速度 V   比較合理，要經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的方案比較。我國(guó)煤礦設(shè)計(jì)部 門(mén)在選擇提升容器時(shí)，目前常用經(jīng)濟(jì)速度法來(lái)計(jì)算。公式是： Vm  = H = 0. 4 418 = m / s 式（2.2） 式中  V  經(jīng)濟(jì)提升速度，m/s。 .3 一次循環(huán)提升時(shí)間 當(dāng)最大速度 V  已經(jīng)確定，但尚未進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)計(jì)算時(shí)，可暫用下式估算每次提升實(shí)際 a Vm   式中  a  提升加速度，m/ s 

23、; ，箕斗提升時(shí)，a £ 0.8 m/ s  ，取 a=0.8 m/ s  ； t¢ 箕斗在卸載曲軌內(nèi)減速與爬行的估算附加時(shí)間，暫取 t¢ =10s； q 箕斗裝卸載時(shí)間，s ，估計(jì)箕斗規(guī)格為 8t ，取q =10 s ； T  一次提升循環(huán)時(shí)間，s。4 .4 一小時(shí)提升量 A S =CafA n =4 ´´90 ´ 10 = 295.71t/h 式（2.4） br 

24、t 300´ 4 3600 3600 n = = = 44.26 次 式(2.5) A  295.71 Q= = = 6.68 t/次 式（2.6） V = H  式（2.8） 3 箕斗總高  H  =9450mm 式中  C 提升不均衡系數(shù)，對(duì)于主井提升設(shè)備，有井底煤倉(cāng)時(shí)，取 c=1.15 ； a f  提升能力富裕系數(shù)，主井提升設(shè)備對(duì)第一水平應(yīng)留有 的富裕系數(shù)； A  礦井年產(chǎn)量，t/年 ； br

25、60;  提升設(shè)備年工作日數(shù)，一般取 b r =300 d ； t  升設(shè)備日工作小時(shí)數(shù)，一般取 t=14 h ； A S 一小時(shí)提升量，t/h。 .5 一小時(shí)提升次數(shù) TX   .6 一次合理提升量 n    故選取箕斗規(guī)格可以有兩個(gè)方案：名義載荷為 6 噸或 8 噸的單繩箕斗。 若選 6 噸箕斗，為了保證完成產(chǎn)量，必須加快提升速度，此時(shí) Q =6t/次，經(jīng)計(jì)算提升 速度為： V=10.46m/s 在煤礦安全規(guī)程中，豎井中提升物料時(shí)，

26、提升容器最大速度不得超過(guò)用下列公式 求出的數(shù)值: Vm  = H = 418 = m / s 式（2.7） 我國(guó)設(shè)計(jì)部門(mén)目前常用的估算經(jīng)濟(jì)速度的公式是： m 經(jīng)計(jì)算 H =10.22m/s，與 非常接近，并且 6 噸箕斗的提升速度小于提升 容器最大速度 12.27m/s,所以 6 噸箕斗可用。 若選 8 噸箕斗，總的投資費(fèi)用比較大，所以從綜合角度考慮，應(yīng)該選 6 噸箕斗，其主 要技術(shù)規(guī)格參數(shù)如下： 名義載重  Q =6t 有效容積  V  m 箕斗自重  Q   =5.0t r

27、0;箕斗中心距  S =1870mm5 2.3 提升鋼絲繩的選擇設(shè)計(jì) 提升鋼絲繩的結(jié)構(gòu) 提升鋼絲繩是把一定數(shù)量的細(xì)鋼絲捻成股，再把若干個(gè)股圍繞繩芯捻成繩。提升鋼絲 繩各部分名稱如圖 21 所示。 2 2 圖 2-1 提升鋼絲繩的結(jié)構(gòu) 1-股芯 2-內(nèi)層鋼絲 3-外層鋼絲 4-繩 5-繩股 6-繩芯 : 4mm,更細(xì)的鋼絲容易磨損和腐蝕， 在生產(chǎn)中直徑超過(guò) 4 毫米的鋼絲難以保證理想的抗拉強(qiáng)度和疲勞性能。鋼絲是用圓鋼條冷 拔而成的，其抗拉強(qiáng)度為 140 : 200kg/ mm  。在受到相同終端載荷的情況下，抗拉強(qiáng)度大 的鋼絲繩的繩徑可

28、以選擇小的。然而，抗拉強(qiáng)度過(guò)高的鋼絲繩彎曲疲勞性能差。一般情況 下，礦井提升鋼絲繩選用 155 : 170 kg/ mm  為宜。為了提高鋼絲繩的抗腐蝕能力，鋼絲表 面可通過(guò)鍍鋅加以保護(hù)。鋼絲韌性號(hào)可以分為特號(hào)、I 號(hào)、II 號(hào)。升降人員用繩一定要用 特號(hào)鋼絲繩，提煤的主提升鋼絲繩可以用特號(hào)或者 I 號(hào)鋼絲繩。 在把鋼絲捻成股時(shí)有一個(gè)股芯，在把股捻成繩時(shí)有一個(gè)繩芯。股芯一般是鋼絲，繩芯 一般有金屬繩芯和纖維繩芯兩種，前者是由鋼絲組成的，后者可以用劍麻、黃麻或有機(jī)纖 維制成。繩芯的作用就是支持繩股，使繩富有彈性，并且可以貯存潤(rùn)滑油，從而防止內(nèi)部 鋼絲腐蝕生銹，減少鋼絲之間的摩

29、擦。 提升鋼絲繩的類型及特點(diǎn) 提升鋼絲繩的類型有以下幾種： （1） 點(diǎn)接觸、線接觸及面接觸鋼絲繩； （2） 右捻、左捻、同向捻及交互捻鋼絲繩； （3） 圓形股和異形股鋼絲繩； （4） 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩； （5） 密封鋼絲繩； （6） 扁鋼絲繩；6 （7） 不松散鋼絲繩。 此外，選擇鋼絲繩時(shí)需考慮以下因素： （1）在礦井淋水大，酸堿度較高且作為出風(fēng)井中的提升鋼絲繩，由于腐蝕嚴(yán)重而影 響了鋼絲繩的適用壽命，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩； （2）以磨損為主要損壞原因時(shí)，應(yīng)選用外層鋼絲繩直徑比內(nèi)層粗的鋼絲繩，如 6×7， 6×(19)或三角股等； （3）以彎曲疲勞斷絲為主要損壞原因時(shí)，可

30、選用內(nèi)外層鋼絲直徑差值小的線接觸式 或異形鋼絲繩，如 6T(25)，6W(19)等； （4）用于高溫和有明火的煤礦殲石山等處的提升鋼絲繩，可選用帶金屬繩芯的鋼絲 繩。 （5）實(shí)踐認(rèn)為，煤礦提升用繩用同向捻鋼絲繩為好。 表 2-1 為各種鋼絲繩的主要特點(diǎn)。 表 21 各種鋼絲繩的主要特點(diǎn) 鋼絲繩結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 主要用途 圓形股鋼絲繩 6 ´ 7 ； 6 ´ 9 ； 6    19  ；6    19  ；  6    25 等 易于用眼

31、檢查斷絲情況， 隨載荷變化有旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)， 撓性大，易制造，價(jià)位低 外部鋼絲易磨損 提升鋼絲繩， 尾繩，罐道繩， 制動(dòng)繩，緩沖繩 三角股鋼絲繩 6D 6 D 24  ； 6D 21  ；30  ；易于用眼檢查斷絲情況； 相同條件下， 圓形繩強(qiáng) 度大，壽命長(zhǎng)，抗擠壓性 能好， 層鋼絲比圓形股 隨載荷變化有旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)， 撓性比圓形股差 提升鋼絲繩， 罐道繩 6D 36  等繩耐磨損 多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩 18´ 7 ； 34 ´ 7 等 旋轉(zhuǎn)性小， 相當(dāng)大的撓 性 內(nèi)部鋼絲不易檢查 尾繩， 鑿井提升鋼絲繩

32、密封、半密封鋼絲繩 不旋轉(zhuǎn)，抗磨、抗腐蝕性 能好，相同條件強(qiáng)度最 大，彈性變形小 內(nèi)部鋼絲不易檢查；直徑 大時(shí)斷面易變形，撓性 小，制造復(fù)雜，價(jià)格高 罐道繩， 提升鋼絲繩 扁繩 不旋轉(zhuǎn)，易于檢查，某一 方向上有很大的撓性 易磨損，手工生產(chǎn)效率 低、價(jià)格高 尾繩， 鑿井提升鋼絲繩 提升鋼絲繩的選擇計(jì)算7 .1 選擇原則 鋼絲繩在工作時(shí)受到種應(yīng)力作用，如靜應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、接觸應(yīng) 力、捻制應(yīng)力及擠壓應(yīng)力等，這些應(yīng)力反復(fù)作用將導(dǎo)致鋼絲的疲勞破斷，這就是鋼絲繩破 損的主要原因；另外鋼絲繩破損及銹蝕將影響鋼絲繩的性能和破損。因此，全面綜合反映 上述應(yīng)力的疲勞計(jì)算是一個(gè)較復(fù)雜的問(wèn)

33、題，雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者在這方面作了大量的研究工 作，并取得了一些成就，但由于鋼絲繩的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響因素較多，鋼絲繩強(qiáng)度計(jì)算理論 還沒(méi)有完善，一些計(jì)算公式還不能夠確切地反映真實(shí)的應(yīng)力情況。我國(guó)礦用鋼絲繩是按照 煤礦安全規(guī)程的規(guī)定：鋼絲繩應(yīng)按照最大靜載荷并且考慮一定安全系數(shù)的方法進(jìn)行計(jì) 算。 安全系數(shù)指鋼絲繩鋼絲拉斷力總和與鋼絲繩計(jì)算靜拉力之比。但應(yīng)當(dāng)注意，安全系數(shù) 并不是代表鋼絲繩真正具有的強(qiáng)度儲(chǔ)備，只是表示在此條件下經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明鋼絲繩可以安 全運(yùn)行。我國(guó)煤礦安全規(guī)程對(duì)提升鋼絲繩的安全系數(shù)規(guī)定如表 22 所示。 表 22 提升鋼絲繩安全系數(shù)表 用途分類 安全系數(shù)最低值 備注 專為升降人員 9 單繩纏

34、繞式 提升裝置 升降人員和物料 升降人員時(shí) 混合提升時(shí) 升降物料時(shí) 9 9 7.5 多層罐籠同一次 升降人員和物料 專為提升物料 6.5 .2 選擇計(jì)算 （1）計(jì)算鋼絲繩每米重量 圖 22 為單繩提升鋼絲繩計(jì)算示意圖。8 圖 2-2 單繩提升鋼絲繩計(jì)算示意圖 由圖可知，鋼絲繩最大靜載荷 Q  ax 在 A 點(diǎn)，其值為： Qmax = Q+QZ+ PH  式（2.9） 式中  Q  ax 鋼絲繩最大計(jì)算靜載荷，kg； Q  容器一次提升量，kg; Q 

35、60; 容器自重，kg； P  鋼絲繩每米重量，kg/m; H    鋼絲繩最大懸垂長(zhǎng)度，m。 HC = H j + HS + HZ = 35 + 380 + 20 = 435m 式中  H j  井架高度，m,箕斗提升： H j = 30 : 35m ，取 Hj = 35m 。 式（2.10） s S ³ m 2  2 2 根據(jù)煤礦安全規(guī)程，如果保證鋼絲繩安全工作，必須滿足式（2.11） Q  + Q&#

36、160;  + P H  式中  s B 鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度，kg/ cm  ,取 s B  = 17000 kg/cm ； S   鋼絲繩中所有鋼絲斷面積之和， cm  ; m   鋼絲繩安全系數(shù)，煤礦安全規(guī)程規(guī)定，主井箕斗提升， mma =  。 上式中 P 和 S  是兩個(gè)未知數(shù)，為解上式需找出 P 和 S  的關(guān)系。 a 式 2.11） ³  

37、;，取 P=100g 0S0 ( kg / m ) 式（2.12）9 3 3 Q+Q P ³ s - H Q+Q  6000 + 5000 P ³ = = 4.5kg/m s 17000 1. 1 - H  ´ - 435 式中  g 0 鋼絲繩的比重， kg/cm  ，取 g 0  kg/cm  。 將式（2.12）帶入式（2.11）并化簡(jiǎn)：&#

38、160;100g 0 m  將 g 0 的值代入是（2.13）中得： m a 6.5 根據(jù)上述 P 值，選用 6×19 普通圓股鋼絲繩，其有關(guān)數(shù)據(jù)： 式（2.13） 式（2.14） 鋼絲繩直徑 d=37mm,鋼絲直徑2 d =2.4mm,鋼絲繩每米重量 P =4.871kg/m,鋼絲繩抗拉強(qiáng) 度 s B = 17000kg/cm ，全部鋼絲斷裂力之和 Q q  =87600kg， Q q m = = = > 6.5  式（2.15） （2）

39、鋼絲繩選出后，要按照實(shí)際所選鋼絲繩的數(shù)據(jù)校核其安全系數(shù)，可通過(guò)式（2.15） 求得： Q+QZ + PHC 6000 + 5000 + ´ 435 故所選鋼絲繩可用。 2.4 提升機(jī)的選擇設(shè)計(jì) 提升機(jī)的類型 我國(guó)目前生產(chǎn)和使用的提升機(jī)可分為兩大類：?jiǎn)卫K纏繞式提升機(jī)和多繩摩擦式提升 機(jī)。單繩纏繞式提升機(jī)是較早出現(xiàn)的一種提升機(jī)，它的工作原理較簡(jiǎn)單，就是把鋼絲繩一 段固定住并且纏繞在提升機(jī)滾筒上，另一端則繞過(guò)井架天輪懸掛提升容器。然后利用滾筒 轉(zhuǎn)動(dòng)方向的不同，將鋼絲繩纏上或放松，來(lái)完成提升或下放容器的工作。單繩纏繞式提升 機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，但只適用于淺井及中等深度的

40、礦井，而且終端載荷不能太大。對(duì) 深井且終端裁荷較大時(shí)，提升鋼絲繩和提升機(jī)卷筒直徑很大，造成體積龐大，重力猛增， 使提升鋼絲繩和提升機(jī)在運(yùn)輸、制造和使用上都有諸多不便。所以在一定程度上限制了單 繩纏繞式提升機(jī)在深井中的使用。多繩摩擦式提升機(jī)的工作原理是通過(guò)利用摩擦傳遞動(dòng) 力，就和皮帶傳輸機(jī)的傳動(dòng)原理是一樣的，這類提升機(jī)的特點(diǎn)是體積小、重量輕，且適用 于中等深度和比較深的礦井。 單繩纏繞式提升機(jī)的分類和結(jié)構(gòu) 按滾筒數(shù)目的不同，單繩纏繞式提升機(jī)可以分為雙滾筒和單滾筒提升機(jī)兩種：雙滾筒 提升機(jī)在主軸上裝有兩個(gè)滾筒，其中一個(gè)用鍵固定在主軸之上，稱為固定滾筒死滾筒或固 定滾筒；另一個(gè)滾筒滑裝在主軸上，用調(diào)

41、繩離合器與主軸連接，稱為活滾筒或游動(dòng)滾筒。10 將兩個(gè)滾筒做成這種結(jié)構(gòu)的目的，是為了在需要時(shí)兩個(gè)滾筒可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣可以更 方便地調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)或更換水平。單滾筒提升機(jī)只有一個(gè)滾筒，一般情況下用于單鉤提升。 礦井提升機(jī)是礦井提升設(shè)備中的動(dòng)力部分，主要由主軸裝置、調(diào)繩離合器、減速器、 深度指示器、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和操縱臺(tái)等組成。 .1 主軸裝置 提升機(jī)主軸裝置包括滾筒、主軸、主軸承，在雙筒提升機(jī)中還包含有調(diào)繩離合器。 滾筒的筒殼通過(guò)輪輻、輪轂用鍵固定在軸上（固定滾筒），筒殼外邊通常都設(shè)有木襯， 木襯上車有螺旋導(dǎo)槽，目的是使鋼絲繩在滾筒上作規(guī)則排列，并減少鋼絲繩的磨損。在多 層纏

42、繞情況下，煤礦安全規(guī)程規(guī)定：滾筒必須要設(shè)有帶繩槽的襯墊。 .2 調(diào)繩離合器 雙滾筒提升機(jī)一般都裝有調(diào)繩離合器，它的作用是使活滾筒與主軸連接或脫開(kāi)，從而 方便在調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)或更換提升水平時(shí)，使死滾筒與活滾筒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。調(diào)繩離合器基本上可 以分為三種類型：齒輪離合器、摩擦離合器、蝸輪蝸桿離合器。一般應(yīng)用比較多的是齒輪 離合器。 .3 減速器 根據(jù)提升速度的要求提升機(jī)主鈾轉(zhuǎn)速一般為 4060 rmin，然而拖動(dòng)提升機(jī)的電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一般為 290980 rmin，所以，除采用低速直流電機(jī)拖動(dòng)外，不能夠把電動(dòng)機(jī) 與主鈾直聯(lián)，必須通過(guò)減速器。 我國(guó)提升機(jī)減速器曾經(jīng)用過(guò)的速比有：30；20；15.5；12.5；

43、11.5；10.5；9.5；7.35。 JK 型提升機(jī)的減速器是屬于二級(jí)圓弧齒輪減速器，其減速比是 30；20；11.5；10.5。減 速器低速軸采用齒輪聯(lián)軸器與主軸相連，而高速軸則采用彈性聯(lián)軸器與電機(jī)軸相連 .4 深度指示器 深度指示器的作用是： （1）容器接近井口停車位置的時(shí)候發(fā)出減速信號(hào)； （2）向司機(jī)指示提升容器在礦井中的位置； （3）當(dāng)提升容器過(guò)卷時(shí)，終點(diǎn)開(kāi)關(guān)切斷安全保護(hù)回路，然后進(jìn)行安全制動(dòng)； （4）減速階段用限速裝置進(jìn)行過(guò)速保護(hù)。 深度指示器類型較多，按其動(dòng)作原理可以分為機(jī)械式，機(jī)械電氣混合式和數(shù)字式等。 KJ 系列提升機(jī)采用了機(jī)械牌坊式深度指示器，這種深度指示器在我國(guó)礦山應(yīng)用比

44、較 多，它的優(yōu)點(diǎn)是指示清楚，工作可靠；缺點(diǎn)就是體積較大，指示精度不高，不方便實(shí)現(xiàn)提 升機(jī)的遠(yuǎn)程控制。所以，JK 新系列提升機(jī)采用結(jié)構(gòu)緊湊的同步聯(lián)系式圓盤(pán)深度指示器。它 由兩部分組成：深度指示器傳動(dòng)裝置（發(fā)送部分）以及深度指示盤(pán)（接受部分）。數(shù)字式 深度指示器在我國(guó)使用不多，還處于研究階段。11 .5 制動(dòng)系統(tǒng) 制動(dòng)系統(tǒng)的組成是制動(dòng)器(也稱閘)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。制動(dòng)器是直接作用在制動(dòng)盤(pán)或制動(dòng)輪 上產(chǎn)生制動(dòng)力矩的部分，它按照結(jié)構(gòu)形式分為盤(pán)式閘及塊式閘等。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則是控制并調(diào) 節(jié)制動(dòng)力矩的部分。它按傳動(dòng)能源可分為油壓、氣壓或彈簧。制動(dòng)器的作用有以下幾個(gè)： （1）在提升機(jī)的正常操作中，對(duì)提升機(jī)進(jìn)行

45、速度控制，在提升結(jié)束時(shí)可靠地閘住提 升機(jī)，即通常所說(shuō)的正常停車。； （2）如果發(fā)生緊急事故，能迅速地并按要求減速，閘住提升機(jī)，即安全制動(dòng)。 （3）在減速階和下方重物的時(shí)候，對(duì)提升機(jī)進(jìn)行控制，即工作制動(dòng)。 （4）對(duì)于雙滾筒提升機(jī)，在調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)、更換鋼絲繩及更換水平時(shí)，應(yīng)該能夠閘住提 升機(jī)活滾筒，松開(kāi)死滾筒。 我國(guó)生產(chǎn)的礦井提升機(jī)主要采用盤(pán)閘制動(dòng)系統(tǒng)，它包括了盤(pán)閘制動(dòng)器和液壓站兩部 分。盤(pán)閘制動(dòng)系統(tǒng)與塊閘制動(dòng)系統(tǒng)相比較，它的優(yōu)點(diǎn)是重量小，結(jié)構(gòu)緊湊，安全性好，動(dòng) 作靈敏。 提升機(jī)的選擇計(jì)算 .1 提升機(jī)滾筒直徑 提升機(jī)滾筒直徑是選擇計(jì)算提升機(jī)的基本參數(shù)之一。選擇滾筒直徑主要的原則是鋼絲 繩在滾筒上纏繞時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大彎曲應(yīng)力，以方便保持其具有一定的承載能力和使用壽 命。理論與實(shí)踐都已證明，繞經(jīng)卷筒及天輪的鋼絲繩，它的彎曲應(yīng)力的大小和疲勞壽命， 取決于滾筒與鋼絲繩直徑之比。在同一鋼絲繩直徑這一條件下，滾筒的直徑越大，彎曲應(yīng) 力則越低；而鋼絲繩直徑不同，滾筒直徑相同的條件下，繩徑越小，即 D/d 越大，彎曲應(yīng) 力越低。在承受相同試驗(yàn)荷載的情況下，D/d 值越大，鋼絲繩可以承受的反復(fù)彎曲次數(shù)越 高，壽命愈長(zhǎng)。根據(jù)以上的兩點(diǎn)，煤礦安全規(guī)程規(guī)定