礦井主井提升設機設計任務書+論文+外文翻譯

1、江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測江蘇師范大學機電工程學院 畢業(yè)設計(論文)任務書專業(yè) 班級 姓名、設計題目：多純摩擦式主井提升機的設計計算及性能檢測二、設計任務要求及主要原始資料:設計參數(shù)：井深：Hs 620m;礦井年產(chǎn)量：Q 90萬噸裝載及卸載高度均為：Hz Hx 18m;設計內(nèi)容：(1)計算并選擇提升容器(2)計算并選擇提升鋼絲純(3)計算并選擇提升機(4)井塔相對位置計算(5)提升電動機初選(6)提升運動學及動力學計算(7)驗算提升機容量(8)驗算電耗及效率計算(9)提升機防滑驗算(10)繪制提升機設備布置圖及井塔位置圖(11)制定提升機制動系統(tǒng)性能測試方案(

2、空動時間、閘瓦間隙測定、貼閘油壓及開 閘油壓測定，制動力矩計算)三、設計時間：年 月 日 至 年 月 日指導教師：(簽名)(簽名)教學院長:江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測本科生畢業(yè)設計（論文）論文題目：多純摩擦式主井提升機的設計計算及性能檢測姓名：史志賀學院：科文學院專業(yè)： 機械設計制造及其自動化班級、學號：11832121指導教師：馬生多繩摩擦式主井提升機的設計計算及性能檢測江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測摘要:本文著重介紹了礦井提升機類型、工作原理以及組成。根據(jù)設計參數(shù)及要

3、求,對多純摩擦式礦井提升機的選型進行了詳細全面的計算，主要利用了已知的年產(chǎn)量和礦井深度以及裝載和卸載高度。經(jīng)過初步的選型之后，對應經(jīng)選擇出來的設備進行性能檢驗， 即提升機容量驗算，防滑驗算，提升機的電耗及效率的計算。如果有驗證不符合要求的要 重新選擇或者修改選擇的設備，知道正確為止。最后對選擇出來的提升機的制動系統(tǒng)進行 性能測試，主要是評估提升系統(tǒng)性能的優(yōu)良效果。論文中包含提升機設備的布置圖和井塔 位置圖。只有正確的選擇提升設備，才能提高生產(chǎn)效率，提高經(jīng)濟效益。通過自己對礦井 提升機設備知識的學習和信息的收集，在參考借鑒資料、指導老師的指導以及自己的鉆研， 現(xiàn)在，對礦井提升系統(tǒng)有了深透的了解。

4、關鍵詞:主井提升設備；多純摩擦式提升機；Abstract: This paper mainly introduces the multi rope friction hoist machine type selection calculation and selection of the parts and the formulation of hoist braking system performance testing scheme (idle motion time, brake clearance determination, close brake oil pressure and

5、 opening pressure determination and braking torque calculation). Through for a given coal mine production and mine depth calculation, the correct choice of appropriate skip bucket, wire rope, enhance engine and electric motor, and for wire rope selected to enhance the engine and electric motor to ch

6、eck, and equivalent motor power calculation and then kinematics and dynamics analysis of selected lifting equipment and machine power consumption and efficiency to enhance the calculation. Through the main shaft lifting equipment selection calculation and the check, choose the most suitable for coal

7、 mine safety, reasonable, economy of lifting equipment.Key words: Main shaft lifting equipment; multi-rope friction hoist江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測第1章緒論11.1 礦井提升設備的用途及其重要性 11.2 國內(nèi)外礦井提升設備的發(fā)展與現(xiàn)狀 11.2.1 國內(nèi)提升設備的發(fā)展與現(xiàn)狀 11.2.2 國外提升機的發(fā)展與現(xiàn)狀 21.3 礦井提升機系統(tǒng)的組成和分類 21.3.1 礦井提升系統(tǒng)的組成21.3.2 提升機的分類2第2章 多純摩擦式礦井提升機的

8、介紹 52.1 多純摩擦式礦井提升機的工作原理及其主要結(jié)構(gòu) 52.1.1 主軸裝置52.1.2 深度指示器52.1.3 減速器62.1.4 摩擦襯墊62.1.5 制動裝置62.1.6 液壓站液72.1.7 測速發(fā)電機裝置7第3章 多純摩擦式主井提升機的設計選型 83.1 設計參數(shù)及提升方式83.2 提升容器的選擇 83.2.1 提升高度93.2.3 一次循環(huán)提升時間103.2.4 一次合理提升量103.2.5 選擇合適的提升容器 103.2.6 核算箕斗一次實際提升量 103.2.8 提升速度103.3 提升鋼絲繩的選擇113.3.1 鋼絲繩的最大懸垂長度 123.3.2 估算鋼絲繩每米重力1

9、3江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測3.3.3 鋼絲繩時使用和維護 133.4 選擇提升機143.5 提升系統(tǒng)的確定153.6 提升容器的最小自重 153.7 預選電動機163.7.1 電動機轉(zhuǎn)數(shù)173.7.2 提升機的最大速度183.7.3 預選電動機功率183.8 提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量 193.8.1 變位重量193.8.2 變位質(zhì)量19第4章 提升設備的運動學和動力學 204.1 提升速度圖204.1.1 六階段速度圖204.1.2 加速度的確定204.2 提升能力校核234.3 電動機等效功率計算234.3.1 運動力計算244.3.2 等效力計算244.3.3

10、 等效功率254.3.4 校核電動機過負載系數(shù)254.4 電耗計算25第5章提升機的防滑驗算275.1 提升機的防滑驗算275.1.1 靜防滑安全系數(shù) 285.1.2 動防滑安全系數(shù)28第6章 提升機制動系統(tǒng)性能測試方案 296.1 閘瓦間隙的測定方案 296.2 空動時間的測定316.3 盤式制動器制動力矩的計算 326.4 貼閘油壓及開閘油壓的測定 33最終方案確定34江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測總結(jié)35致謝36參考文件37附件江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測第一章緒論1.1 礦井提升設備的用途及其重要性提升機安裝在地面，礦井提升

11、設備應用于礦井開采，提升設備通過帶動鋼絲純，用提 開容器從主井井筒中提升出開采出來的煤炭、散落的礦石以及什石，通過副井井筒運送材料升降人員和設備等。提升機設備就是一座橋梁，架起了礦井井下和地面相互聯(lián)系的重要 生產(chǎn)設備，猶如“咽喉” 一樣重要，由此可見，礦井提升機的設計、制造和維護的每一個 過程中都應該有嚴格的執(zhí)行標準和規(guī)定，以確保設計的科學性，選型的正確性、維護的嚴 格性，只有這樣提升設備才能可靠的生產(chǎn)運作，在安全生產(chǎn)的條件下，實現(xiàn)經(jīng)濟的利益最 大化。礦井提升設備的特點如下：1）礦井提升設備事關生命安全，因此，設計選型必須嚴格遵照煤礦安全規(guī)程2）礦井提升設備都是不停的循環(huán)往復提升和下降，對工作

12、環(huán)境要求比較嚴格，條件 苛刻，因此礦井提升設備的機械電氣設備設計和使用必須嚴格遵照規(guī)定，安全穩(wěn)定可靠。3）礦井提升設備是大型的礦山設備， 生產(chǎn)制造成本很高，因此對其進行合理的選擇、 正確的使用和維護可以更好的使用，延長使用的壽命，提升經(jīng)濟效益。4）設計礦井提升設備，必須熟悉掌握提升設備的知識。內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、各構(gòu) 件的性能特點、選擇設計的規(guī)定和依據(jù)、運轉(zhuǎn)理論等方面的知識，掌握了這些知識，才能 設計或者選擇出適合的提升設備， 提高礦井提升機的制造質(zhì)量和安裝質(zhì)量， 提高和完善設 備設施的可靠性和自動化程度，以做到選型合理，正確使用和維護，是指安全可靠、經(jīng)濟 的運轉(zhuǎn)。1.2 國內(nèi)外礦井提升設備的

13、發(fā)展與現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)提升設備的發(fā)展與現(xiàn)狀在國內(nèi)，礦機提升機的發(fā)展，歷經(jīng)了數(shù)千年?；仡欀腥A文明史，在公元前1100年，古代勞動社會就開始使用轆輪，通過手搖轆輪打水，可以說，這就是現(xiàn)代提升機的最原始 的設計模型。然而由于我國長時間處在以農(nóng)業(yè)為主的封建社會，科學技術以及工業(yè)技術水平低，直到1953年的時候，我國的第一臺單純礦井纏繞式礦井提升機在撫順重型機械廠 誕生；1961年，洛陽礦山機械廠在仿制前蘇聯(lián) EM型礦井提升機的基礎上，經(jīng)過不懈的鉆 研和創(chuàng)新，自行設計制造了 JKM2 4星多純摩擦式礦井提升機；1971年設計制造了 JK系 列單純纏繞式礦井提升機，采用了新的設計理念和新型技術，是的提

14、升能力大大的提高。江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測目前，我國所有生產(chǎn)的各種提升機及其配套的設備正在以較快的速度邁向世界先進行列。我國煤炭生產(chǎn)時間短，所以以生產(chǎn)單純纏繞式提升機為主，設計水平以達到世界先進， 從設計到制造都有規(guī)定可循，技術已比較成熟。但是，隨著生產(chǎn)的需要，大礦井取代小礦 井，開采的深度越來越深，由于提升容量和高度的限制，原來的小型礦井已經(jīng)不能滿足生 產(chǎn)的要求，不能用于大型的生產(chǎn)規(guī)?！，F(xiàn)在，大部分的礦井都采用多純摩擦式提升系統(tǒng)， 多純摩擦式提升機的生產(chǎn)效率遠遠超過單純纏繞式提升機，而且，多純摩擦式提升機的安全性也遠高于單純纏繞式，因此，多純摩擦式提升機適

15、應了現(xiàn)在礦業(yè)的生產(chǎn)井筒較深、產(chǎn) 量大的特點。所以說，現(xiàn)代多純摩擦式礦井提升機的經(jīng)濟效益最大。1.2.2 國外提升機的發(fā)展與現(xiàn)狀國外提升機的發(fā)展要比國內(nèi)的早了 130左右，早在19世紀初期，踏上資本主義道路 的德國制造出了第一臺由蒸汽機拖動的木結(jié)構(gòu)的纏繞式提升機，1827年，有制造了拱結(jié)構(gòu)的提升機；1877年，有了豐富的提升機制造經(jīng)驗和技術的德國，制造出了第一臺使用 電氣拖動的提升機；1938年，第一臺多純摩擦式礦井提升機；隨著礦業(yè)生產(chǎn)技術的發(fā)展， 礦井開采的深度和產(chǎn)量以及開采難度都在不斷的增加，為了提高生產(chǎn)效率，對礦井提升機的規(guī)格要求也在不斷的更新，新的技術、工藝為提升機個發(fā)展提供了源源不斷的

16、動力。1.3 礦井提升機系統(tǒng)的組成和分類1.3.1 礦井提升系統(tǒng)的組成礦井提升系統(tǒng)的組成包括提升機（本文設計要求為多純摩擦式主井提升機）、提升容 器（主要有箕斗和罐籠）、井架或井塔、天倫或者導向輪、提升鋼絲繩以及裝載和卸載的 設備，井筒罐道的部分組成。1.3.2 提升機的分類根據(jù)提升系統(tǒng)設備的用途、設備的類型及工作條件可以分為以下類型1）按用途分類主井提升機-提升煤炭和礦石。副井提升機-專門用來運載工作人員，生活生產(chǎn)物資。2）按提升容器分類箕斗提升機-用于主井提。罐籠提升機-用于副井提升。3）按提升機類型分類纏繞式礦井提升機摩擦式礦井提升機。4）按提升機布置方式分類江蘇師范大學科文學院多繩摩擦

17、式礦井提升機的設計計算及性能檢測塔式落地式礦井提升機。叫b)圖塔式箏繩摩擦提升示意朋）無號向輪的多騎摩燎提升系統(tǒng)b）有導向粕的多繩摩擦擦畀條境I一提升容叁7提升曾掘繩 3一主導輪4一靜向輪 5一觸蠅）按井筒傾角分類分為立井提升系統(tǒng)斜井提升系統(tǒng)。6）按拖動裝載分類分為交流電動提升系統(tǒng)直流拖動提升系統(tǒng)。江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測國塔式多的摩擦箔定攝升示總圖1盤nn ?一畀向輪3井塔4一比花5宏科鋼絲繩6一尾炮江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測第2章多繩摩擦式礦井提升機的介紹2.1 多純摩擦式礦井提升機的工作原理及其主要結(jié)構(gòu)多純摩擦式礦井提

18、升機和不同于單純纏繞式提升機的不同之處就是鋼絲繩和卷筒之 間的工作方式，單純纏繞式提升機的工作原理就是通過一根鋼絲繩在卷筒上的旋轉(zhuǎn)、纏繞帶動容器提升的，摩擦式提升機的工作原理就是利用提升鋼絲繩與主導輪摩擦襯墊存在摩 擦力，通過這個力來傳遞動力，使鋼絲繩隨著卷筒的轉(zhuǎn)動帶動容器運動， 重載的一邊上升， 輕載的一側(cè)下降。為了保持平衡，在兩個容器的底部通過尾繩連接，這樣，多純摩擦式提 升系統(tǒng)就連成了一個環(huán)。多純摩擦式礦井提升機主要由以下各部分組成，每一部分都有其各自的工作原理和 任務。2.1.1 主軸裝置組成部分有卷筒、制動盤、主軸、滾動軸承和壓塊。主導輪和主軸的連接方式有兩種： 一種是采用單法蘭、單

19、面摩擦連接，另一種是卷筒輪與主軸通過雙法蘭、 校制孔螺栓連接。 制動盤在卷筒的邊上，根據(jù)不同的生產(chǎn)要求，有的卷筒兩邊各有一個制動盤，有的卷筒只 有一邊焊接或者連接著一個。一般如果就卷筒的直徑小于3.25m,是通過焊接連接在一起的，大于3.25m的采用可拆卸的連接模式。摩擦襯墊用固定塊壓緊在主導輪輪殼表面上， 在一側(cè)軸承梁上或者地基上裝有一個固定主導輪用的鎖緊器。國11.3驛強摩擦式提升機主軸裝置_睢板工一觸派g3主軸看一援動咕承斗一蘢e動段7_射中輪色_擦村珞。一固定域江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測2.1.2 深度指示器多純摩擦式礦井提升機在運行的時候，由于鋼絲繩

20、與主導輪之間的相互作用，摩擦襯 墊受到摩擦力逐漸破損，慢慢差距加大，使得提升系統(tǒng)不穩(wěn)定，性能降低。深度指示器能 夠檢測識別這種變化，做出調(diào)整，自行消除誤差，正確的顯示出提升容器的實際位置。在 每次提升結(jié)束之后，停止提升機的工作，需要把指示器的指針調(diào)到零的位置，方便下一次 運行。調(diào)零機構(gòu)分為立式深度指示器調(diào)零機構(gòu)和水平選擇器的調(diào)零機構(gòu)。深度指示器系統(tǒng)一般多采用牌坊式深度指示器，它可以直觀的、形象的顯示信息。牌坊式深度指示器應用 的比較普遍。2.1.3 減速器減速器是提升機機械系統(tǒng)起減速傳動裝置，用來傳遞運動和動力，降低轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)矩 變大。提升機卷筒需要什么樣工作轉(zhuǎn)速，減速器就可以把電動機輸出的轉(zhuǎn)

21、速轉(zhuǎn)化給卷筒。 而且將電動機輸出的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為提升機卷筒所需要的工作轉(zhuǎn)矩。多純摩擦式礦井提升機減速器的主要類型有：單入軸平行軸齒輪減速器、雙入軸平行 軸齒輪減速器、同軸式功率分流齒輪減速器。多純摩擦式提升機減速器的速比一般為 7-15。2.1.4 摩擦襯墊多純摩擦式提升機采用摩擦襯墊的原因：1）使襯墊與鋼絲繩之間有摩擦因數(shù)，以保證傳遞一定的動力；2）鋼絲純張力分配不均3）保護鋼絲純。摩擦式襯墊的性能直接影響提升機的性能參數(shù)、提升能力及安全可靠性，因此要求摩 擦襯墊具有下列性能：1）鋼絲純對偶摩擦式有較高的摩擦因數(shù)，且摩擦因數(shù)受水、油等影響較小。2）比壓、抗疲勞性能高。3）耐磨性能要求比較高，必須

22、要符合規(guī)定，還要保證磨損時產(chǎn)生的粉末、粉塵等微 小顆粒對人體不會有負影響，而且不會損壞設備。4）溫度變化不影響設備性能。5）具彈性，能夠適應張力偏差，并且克服鋼絲繩之間的蠕動，減少錯位變化量。摩 擦因數(shù)一般為0.2、 0.23和0.25.2.1.5制動裝置制動裝置傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成，傳動機構(gòu)可以控制調(diào)節(jié)傳動力矩，包括聯(lián) 軸器減速器等部分，電動機配合齒輪聯(lián)軸器，減速器和聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動，齒輪聯(lián)軸器轉(zhuǎn) 動帶動減速器工作，經(jīng)過減速器的變換，然后輸出較低的輸出轉(zhuǎn)矩并傳遞給主軸，江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測主軸與卷筒聯(lián)結(jié)，這樣就帶動了提升機卷筒的轉(zhuǎn)動，可以進行提升。制動裝置

23、就是 制動器，制動器作用在盤式制動器的制動輪上，盤式制動器中，碟形彈簧復位時產(chǎn) 生的力就是制動力，靠油壓的大小松閘。當壓力油充入油缸后，推動活塞壓縮碟形 彈簧，并帶動制動器體和閘瓦一起離開制動盤，進入松閘狀態(tài)；當油缸內(nèi)油壓降低后， 盤形彈簧就恢復其壓縮變形，靠彈簧力推動制動器體、閘瓦，帶動活塞移動，使閘 瓦壓向制動盤進行制動。制動狀態(tài)時，制動力的大小變化由油缸內(nèi)工作油的壓力決 定。當缸內(nèi)油壓為最小時，彈簧力全部作用在活塞上，閘瓦距離閘盤的間距最小， 這時候的制動盤上正壓力最大，制動力最大，閘瓦和制動盤緊緊連接在一起就是全 制動狀態(tài)；當液壓缸內(nèi)油壓為最大油壓時就是全松閘狀態(tài)。2.1.6液壓站液壓

24、站的作用是：在工作制動時，根據(jù)不同情況的要求，通過控制調(diào)節(jié)工作油壓 的大小作用于盤式制動器上，就會產(chǎn)生不同的制動力矩；為了確保生產(chǎn)中的安全，防 止造成不必要的人員傷害或者財產(chǎn)損失， 制動系統(tǒng)一般要求可以實現(xiàn)二級安全制動， 即可以迅速回到預定的速度，然后在立即停車，實現(xiàn)安全制動。2.1.7測速發(fā)電機裝置減速器傳出的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過齒輪聯(lián)軸器后，測速發(fā)電機的轉(zhuǎn)速到達預定的數(shù)值， 電壓穩(wěn)定保持不變。江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測第3章多繩摩擦式主井提升機的設計選型3.1 設計參數(shù)及提升方式1）礦井年產(chǎn)量：An=90 （萬噸）；2）礦井深度：Hs=620 （項；3）裝載及卸載高

25、度均為hz = Hx=18 （項本次設計集合參數(shù)和設計要求，因為是主井提升，所以選擇異側(cè)裝卸箕斗。3.2 提升容器的選擇箕斗是一個提升容器，在主井提升系統(tǒng)的屬于不可或缺的環(huán)節(jié)， 主要結(jié)構(gòu)有提升鋼絲 純和尾繩的連接裝置、框架等部分組成。框架主要包含斗箱、開閉機構(gòu)、平衡鐵以及主提 梁。不同的結(jié)構(gòu)有的通過怫釘連接，有的通過電焊固定、有的利用螺栓固定。平衡鐵用來 平衡箕斗在提升過程中的歪斜，乘人鐵板可以放平用作升降人員的活動踏板，淋水棚也叫安全傘，調(diào)純的時候，人員必須在棚下工作，以確保安全。由于生產(chǎn)環(huán)境的不同，箕斗的分類也是五花八門，按照不同的分類方法，箕斗分為不同的類型，立井多純箕斗有三個分類：鋼絲

26、純罐道，同側(cè)裝卸式立井箕斗為JDS型，鋼絲純罐道，異側(cè)裝卸式立井箕斗為 JDSY型，同側(cè)裝卸立井多純箕斗為 JDM。立井多純箕斗型號標記示例：J D S Y-12/1104J-提煤箕斗；D-立井多純（立井代號省略）；S-鋼絲繩罐道；Y異側(cè)式裝卸；12-名義載重12t ;110-每根提升鋼絲繩懸掛裝置的破壞載荷為 110t ;4-提升鋼絲繩數(shù)。輕型箕斗重量比較輕，因為容器輕了，在提升重量上，每次提升的煤炭重量就可 以增加，一次箕斗改善了提終端載荷，提高鋼絲繩的安全系數(shù)，保證安全生產(chǎn)可以延長鋼 絲純的使用壽命或者是增加箕斗的裝載量，從而可以提高經(jīng)濟效益。箕斗容器按不同的分類方法主要有定量式斗箱，裝

27、載時不用其它輔助機械.有利于實現(xiàn)提升自動化的優(yōu)點；另江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測一種是定量輸送機種，這兩種設備均采用預定量的裝載方式，可以降低撒煤量，還能實現(xiàn) 生產(chǎn)自動化。在提升系統(tǒng)中，為了避免提升容器的擺動，確保提升容器安全，平穩(wěn)，高手運行，需 要在井筒縱向做一個導向裝置-罐道。罐道式提升系統(tǒng)必不可少的重要組成部分，分為 剛性罐道和柔性罐道兩類，剛性罐道有木制和鋼制之分。柔性罐道用拉緊的鋼絲繩作為罐 道，因此常常被稱為鋼絲純罐道，因為鋼絲純罐道結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使用壽命長，更 換簡單，改進了井壁的密封性。但是，拉緊裝置安裝在很深的井底，井架的負荷加大。3.2

28、.1 提升高度Ht Hs Hz Hx=620+18+18 =656 (mHs 礦井深度；Hz裝載高度：本設計根據(jù)要求，取Hz=18 (n);Hx 卸載高度：由地面生產(chǎn)系統(tǒng)要求而定，本設計根據(jù)要求，取3.2.2 經(jīng)濟提升速度Vm = (0.30.5) VH7 = 0.4 V656 =10.24 (m/s)(3-1)h x=18( m。(3-2)Ht VmuVm65610.2410.240.7597.71 (s)(3-3)10103.2.3 一次循環(huán)提升時間Tg提升加速度，根據(jù)煤礦安全規(guī)定，箕斗提升取 0.7-0.8 m/s2,在本設計中 取=0.75 (m/s2);u容器在卸載曲軌內(nèi)啟動初速度和

29、爬行時間，對于容器是箕斗的提升系統(tǒng)可取u 10 s10t,所以提升系統(tǒng)的容器完成一次提升后的休止時間，一次提升的重量接近 取=10 (s)。3.2.4 一次合理提升量Q根據(jù)已求得一次循環(huán)提升時間Tg(3-4)C CCfA/QTg3600bntr g江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測一 一498 8.05t1.15 1.2 90 103600 300 14式中：C'提升不均衡系數(shù)，查煤炭工業(yè)設計規(guī)范，當有井底煤倉時為1.101.15, 在本設計中取0=1.15;Cf 提升能力富裕系數(shù)，查煤炭工業(yè)設計規(guī)范，在主井提升設備系統(tǒng)中， 對于第一水平留有20%勺富裕系數(shù)，

30、取0=1.2;bn平均每年工彳日，本設計取bn 300大；tr 每日的工作時長，本設計取tr 14小時；An 礦井的年產(chǎn)量，90萬噸；3.2.5 選擇合適的提升容器根據(jù)本文的要求，優(yōu)先選擇鋼絲純罐道，因為它的結(jié)構(gòu)很簡單，方便日常的安裝與維 護。已知一次合理提升重量Q值，從資料中查容器規(guī)格表查詢后，選擇合適標準的箕斗。 為了方便以后開采規(guī)模擴大和產(chǎn)量提高，在選擇提升容器的時候，選擇稍大容量的箕斗。 選才？ JDS-9/110X4箕斗，規(guī)格參見表3-1。表3-1 JDS-9/110 X 4箕斗的技術規(guī)格參數(shù)箕斗自重/tQc 10.8箕斗全高/mmHr 13350肩效容積/ m3Vi 10提升鋼絲繩

31、數(shù)n1 = 4純間距/mm3尾純數(shù)n2 = 2一次提升實際載重量/tQ= m ? Vi = 0.910 = 93.2.6 核算箕斗一次實際提升量實際裝載量Q(3-5)Qm?Vi=0.9 10 9t3.2.7 實際的一次提升循環(huán)時間Tx10江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測3600QbntrI xCCfAn3600 11.98 300 14 =109 (s)1.15 1.2 90 10(3-6)3.2.8 所需的提升速度vmaiTx(u )a2Tx(u )2 4a1Ht(3-7)2_2_0.75145 (10 13)0.752145 (10 13)2 4 0.75 65

32、62=9.72 (m/s)箕斗裝卸載時間(休止時間)，取 =13 (s)。3.3 提升鋼絲繩的選擇提升鋼絲繩在礦井提升系統(tǒng)中起著不容忽視的作用，地位十分重要，提升鋼絲繩連接著提升容器和提升機，鋼絲繩關系著生命和生產(chǎn)安全，所以，鋼絲純的選擇必須嚴格按照 規(guī)定，正確選擇、使用和保養(yǎng)，可以使用時時間更長，降低經(jīng)濟成本?？紤]到鋼絲繩的工 作環(huán)境，為了不讓其腐蝕降低性能，要給鋼絲表面鍍鋅。提升機系統(tǒng)的鋼絲繩是使用鋼絲捻成的，從絲到股，由股到絲。組成鋼絲繩的鋼絲是碳素結(jié)構(gòu)圓鋼，然后經(jīng)過工藝加工，通過冷拔最終加工成的，鋼絲的直徑一般為0.4mmS4mmi問，根據(jù)不同的生產(chǎn)環(huán)境選擇不同的直徑。直徑過粗不能保證

33、抗彎疲勞前度，太細 了磨損比較快。鋼絲的抗拉強度為 1400-2000MPa鋼絲繩的抗拉強度越大的同事，它能 承受的負載就越大，但是鋼絲繩的彎曲疲勞強度變差。鋼絲繩在提升過程中受到多種力，包括拉力、摩擦力、擠壓力等等，多種力的反復作 用很塊就是使得鋼絲純性能遭到破壞， 不能承擔生產(chǎn)，因此計算鋼絲繩就是一個極為復雜 的工程，在國內(nèi)外都沒有很好的方法解決，所以，我國在這方面的計算中并不考慮很多復 雜的問題，只需要根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定的計算，滿足安全系數(shù)的要求就可以。鋼絲繩全部標記示例18 NAT 6(9+9+1)+NF 1770 ZZ 190 117 GB 110218-鋼絲繩的公稱直徑；NAT-

34、鋼絲表面狀態(tài)；3.3.1 (9+9+1)鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式；1770-鋼絲公稱抗拉強度；ZZ-捻向；190-最小破斷拉力；11江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測117-單位長度重量；GB1102-單位標準編號。在礦山開采中常用的圓股純來講，有 6股7絲(6X7) , 6股19絲(6X19), 6股37 絲(6X37)。3.3.2 鋼絲繩的最大懸垂長度 H c由于vm=10.24m/s,取Hg=10 (nrj)，箕斗間距S=2100mm尾純環(huán)高度為Hh Hg 0.5 2S = 10 0.5 2 2.1 =14.7 (nj)(3-8)取 h h =15 (m 式中：Hh 尾繩

35、環(huán)高度，m；Hg 過卷高度，m；S兩提升容器中心距離，m鋼絲繩的最大懸垂長度HcHc Ht Hk Hh(3-9)=656 Hr Hg He Hzx Hh=656+14.45+10+1.8+5+18 =702(m)式中：Hk 卸載點距主導輪中心的高度，m；容器全局 Hr Hg 過卷高度，因為大于10m/s,根據(jù)規(guī)定選擇合適高度，所以取 10m/s； 3.3.2估算鋼絲純每米重力1)純端荷重QdQd Q Qc = 9000 +10800 19800 (kg)(3-10)2)取鋼絲繩抗拉強度 B=1570N/mm2查煤礦安全規(guī)程，摩擦式提升機升降物料時安全系數(shù)要求：ma 7.2-0.0005 Hc=

36、6.85多純提升具有如下特點：1(1)有口根提升鋼絲純，每根承受的終端荷載為 -(Q Qz);n1(2)有出根尾純，設每根尾純每米重力為 q, kg/100m。根據(jù)主純和尾繩每百米重力不同，有等重尾純n1P n2q ,輕尾純n1P n2q ,和重尾純 Rp &q三種情況。一般多采用等重尾純，重尾純也有應用，應避免使用輕尾純。對等重尾純12江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測=2.721 (Q Qz)g ni(3-11)ma1-(9000 10800) 100.11 157000685(kg/m)702式中：Q一次提升量，kg；Qz谷器質(zhì)量，kg o根據(jù)上面的計算

37、選擇純6 19股（1+6+12）圓股鋼芯鋼絲純，它的每米重量p=31.4N/m,即首繩單位長度重量Pk=3.14kg/m。直徑d=28mm純中最粗鋼絲直徑=2.0mm全部鋼絲破斷拉力總和為Qd =540289N尾純數(shù)n2=2根。尾繩每米重力qq 皿=4 31.4 =62.8 (N/m)(3-12)n22qs =6.28kg/m ,尾(3-13)(3-14)據(jù)此選擇純（118 20）8 4 7普通圓股鋼絲純，尾純單位長度重量為純相關的參數(shù)的計算公式q 皿=4 31.4 =62.8 （N/m） n22單位長度的重量選擇6.40kg/m4p 2q =4 31.42-2 6.40 10=2.512N/

38、m2.4 100%= 100%=1.9%<3%4p 4 31.4所以本設計可以認為是等重尾純，按平衡系統(tǒng)計算。3.3.3 鋼絲繩時使用和維護鋼絲純正確的使用和維護可以延長它的使用時間，降低成本提高經(jīng)濟效益，確保生產(chǎn)安全。使用中要參照煤礦安全規(guī)程，繩槽的直徑要設計的合理。鋼絲繩的使用過程中 要有潤滑，沒有潤滑，提升阻力會愈來愈大，而且加快磨損。不可以布條等別的東西捆綁 在鋼絲繩上，這樣會被捆住的鋼絲繩在這個地方就沒有足夠的潤滑，鋼絲繩被腐蝕，造成 嚴重事故。因為鋼絲純需要潤滑，不同的鋼絲繩需要用到不同的潤滑油， 所以選擇的時候要對應13江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性

39、能檢測選擇。摩擦提升鋼絲繩的潤滑用戈培油。提升鋼絲繩每個月要潤滑1次；對于環(huán)境不好的井筒，遭受雨水的侵蝕，腐蝕的速度會加快，鋼絲繩每月要用戈培油潤滑5次。鋼絲純不僅僅需要潤滑，也需要用清水清洗。因鋼絲純潤滑后，更容易粘附到空氣中的灰塵，鋼絲 純上就會形成油垢，油垢影響鋼絲純的性能，而且潤滑的時候，新的潤滑油也沒有效果。 所以要先清除油垢再潤滑?，F(xiàn)在，清理油垢也有了專門的裝置。鋼絲繩的使用和保管與運輸應嚴格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程的要求。鋼絲繩的檢查與方法：提升鋼絲繩每天都要檢查，發(fā)現(xiàn)腐蝕和磨損的地方要關閉電源， 讓設備停下來檢查記 錄，如果斷絲的地方要及時的剪下來。 當磨損已經(jīng)達到煤礦安全規(guī)程中規(guī)定的

40、程度時， 要按規(guī)定更換?？ü藁蛱嵘龣C突然停車瞬間會產(chǎn)生很大的拉力，要關閉提升系統(tǒng)，如果一段純在拉力 作用下，長度增長了 0.5%以上或有明顯損傷，應更換新純。多層纏繞時從下一層轉(zhuǎn)到 另一層的純，磨損會變得嚴重，因此在檢查和維護的時候， 要加強檢查，并且要每季度移純四分之一圈左右。鋼絲繩的檢查方法：肉眼觀察和用赤手觸摸鋼絲繩檢查，驗純的速度不大于0.3m/s,這種方法勞動強度大，而且效率低效果差，只能看出表面不能深入的檢查。更好的檢測方 法是使用鋼絲繩探傷儀器。例如“ GXT-1型鋼絲繩在線無損探傷儀”，采用漏磁交聯(lián)放大 原理檢查鋼絲繩內(nèi)外斷絲.磨損.銹蝕；對鋼絲繩接頭焊點及斷面等具有一定的定性

41、 .定量 精度。檢查的結(jié)果要詳細記錄，未經(jīng)使用的鋼絲繩要經(jīng)過檢查才能使用。3.4 選擇提升機1)優(yōu)先選用井塔，設導向輪和滾筒直徑 D(3-15)(3-16)D 100d=100 28=2800 (mmD 1200 =1200 2=2400 (mmD主導輪的直徑，mmd 鋼絲繩的直徑，mm最粗鋼絲的直徑，mm選擇JKM-2.8/4()型多繩摩擦式提升機，雙電動機拖動。其技術參數(shù)見表3-2表3-2 JKM-2.8/4()型多繩摩擦式提升機技術參數(shù)14摩擦輪直徑mDm=2.8主導輪變位重量tGpm 15.01最大鋼絲繩靜張力kN335最大鋼絲純靜張力差kN90減速器傳動比I=10.5傳動效率=0.8

42、5一導向輪直徑mDd 2.5導向輪變位質(zhì)量tGDd 2.48減速器最大輸出扭矩(kN ? m)412江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測2)驗算提升機強度 最大靜張力 Fjm=Q+Qc+4Pk Hc=(9000+10800) 104 31.4 702(3-17)=405(KN) <450 (KNS1 Fjm 28617.1(kg) 最大靜拉力S2 S1 Q 28617.1 9000 19617.1最大靜張力差Fjc=Q(3-18)= 9000 10 90000 (N)Si Si S2 Q 9000 (kg)Fjm, Fjc的實際值比設計值小，所以強度校驗合格。3.

43、5 提升系統(tǒng)的確定1)井塔高度Hk的選擇Hk Hx hp Hr Hg h He Hzx(3-19)=18+0.3+14.45+10+0.12+1.8+5 =49.67(m)取 Hk=50 (m ,井塔選 TZD-3.25/4-50A 型。 式中：hp 當箕斗處于卸載位置的時候，底部高出煤倉的高度，m；h導向輪樓層地板的厚度，m由以上確定Hk=50(m>可取。2)尾純環(huán)高度15江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測(3-20)Hh 15 (m3）懸垂長度(3-21 )Hc 也上Hz Hh= 620+50 + 189 + 15= 703 (nj)3）主導輪與導向輪之水平

44、中心距(3-22)L。S R Rm= 2.1 + 1.25-1.4 1.95 (m5）圍包角的確定sin1RmRdtg1vHTI0L0Hzx(3-23)sin-41.25- tg52 1.9521 1.958 22,1808 22' 188 22,在本設計中，摩擦阻力系數(shù)0.2，則 e 1 查表得 e 1 =0.933.6 提升容器的最小自重在多純摩擦輪提升機的選型及提升系統(tǒng)設計中， 摩擦力是最關鍵的因素，摩擦力的大小直接影響提升機系性能的好壞，因此提升系統(tǒng)的防滑就是最關鍵的。因此，要對提升機 進行全方面的防滑驗算，提高提升系統(tǒng)的可靠性、安全性。如果在防滑驗算中不能滿足設 計要求，這時

45、候就應該在提升容器上增加額外的重量是系統(tǒng)正常運行。1）按靜防滑條件-(1 2wJ jQc - j wJQ nPkHc(3-24)(e 1)(1 2 0.075) 1.750.075 9000 4 3.14 7030.93=11321式中，j 靜防滑系數(shù),也可以根據(jù)規(guī)格表查詢，當=2.153(kg)j=1.75188 22,時，查得 D1 2.24 ,則：QcD1Q nPkHc(3-25)2.24 9000 8829 1151911980-8641 (kg)2）按動防滑條件16江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測0.075_ a1w1 (1 2w1)(-g e1電(1g巴

46、(1ga1(1 g0.8 1.25(1 2 0.075-)()10 0.931 08(1 2 1.25)10 '0.939000 1-)e 1-ZZe 10.8-(110”(110-GDd nPkHc(3-26)1.25)093 2480 88292 1.25,0.93=13352 (kg)式中g 動防滑安全系數(shù)，取 也可以根據(jù)規(guī)格表查詢，當&g0.6,=1.25188 22',查得 A2.203, Ci 0.185 ,則:Qc AQ C£Dd nPkHc(3-27)=2.203 9000 0.185 2480 8829=11456 (kg)根據(jù)以上計算，取Q

47、c 11500 (kg)3.6.1鋼絲純安全系數(shù)校核鋼絲繩安全系數(shù)ma校核公式ma 1Q(3-28)-(Q Qz)g pHc R=4Qd1 (Q Qz)g 4pHc2 4 540289(9000 11500 ) 10 4 31 .4 702=7.36>6.856所選鋼絲純滿足安全要求，合格可用。因此，符合煤礦規(guī)程規(guī)定。3.6.2摩擦襯墊比壓的校驗上升側(cè)靜張力 ' _ _ . ，一 一、S1 Q+Qc+4Pk Hc(3-29)9000 + 11500+4 3.14 70229317 (kg)下降側(cè)靜張力S 2 sl Q(3-30)29317 9000 20317(kg)襯墊比壓 &

48、#39;'p3=Sj S2(3-31)n1Dd29317 203172、= 15.8(kg/ cm2)4 280 2.817江蘇師范大學科文學院因為比壓值pb 一般為在 所以強度校驗合格。1520kg/ cm2 之間,3.7預選電動機3.7.1電動機轉(zhuǎn)數(shù)nd電動機轉(zhuǎn)數(shù)nd60iVmndD60 10.5 8.44 663 (r/min )3.14 3.25(3.32)3.7.2提升機的最大速度Vmax在本設計中，ndM 750r/min ,由此計算提升機的最大速度VmaxV = D nd max60 i3.14 2.8 74160 11.59.4 (m/s)(3.33)多繩摩擦式礦井提升

49、機的設計計算及性能檢測3.7.3預選電動機功率預選電動機功率式中：K-礦井阻力系數(shù)，取P KQVme 10001.15 9000 10 9.4 1.11000 0.931046 (kw)K=1.1-1.2 ,箕斗提升取 K=1.15;(3.34)一動負載影響系數(shù)，箕斗提升取 =1.11.2;此處取 =1.1 ;減速器的傳動效率，采用滾動軸承，取 0.93.選才？ YR5002-8三相交流繞線型異步電動機兩臺，查電動機產(chǎn)品樣本，其技術參數(shù)如 下見表3-3。表3-3 YR5002-8型電動機技術參數(shù)額定功舉kwPe =2000額定轉(zhuǎn)速r/minnd =741過負裁系數(shù)=2.0轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣里kg ?

50、m2GD 45電動機效率d =94.5%電壓vV=6000=109310(N)18江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測3.8提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量3.8.1 變位重量G S S2 GDd GDm Ge式中：Ge電動機的變位重量Ge GD2年)211 5 2二45 (115)2 185 kg)2.8鋼絲純變位質(zhì)量(3.35)(3.36)2d2 31.4GDd -p (Hc Lx 7 D) (702 18 7 3.14 3.25)g9.84914 (kg)GDm 2Q 2 9000 18000(kg) 所以G S1 S2 GDd GDm Ge29317 20317 4914 1

51、8000 185 727333.8.2變位質(zhì)量109329 7273.3( kg ? s2 / m)9.8(3-37)19江蘇師范大學科文學院多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測第4章 提升設備的運動學和動力學4.1 提升速度圖提升速度圖的確定：多純摩擦輪提升機的速度圖和單純纏繞式提升機相同 升采用六階段速度圖；由于本文中屬于主井箕斗提升，因而使用等加速度的速度圖。4.1.1 六階段速度圖即箕斗提采用六階段速度圖，如下圖所4.1.2加速度的確定提升機加速度箕斗加速度的確定式中：Vo 箕斗脫離卸載軌時速度，取 ho 卸載曲軌長度，取 h主加速度2 30.375( m/s)2、Vo 1.5(m/s )3m)。1）按減速器輸出軸允許的最大扭矩計算。Mmax SRma1RmM二42000 9000 1.41.4 72552.9( m/s2)(4-2)20江蘇師范大學科文學院式中： M不包括電動機變位質(zhì)量時的提升系統(tǒng)變位質(zhì)量多繩摩擦式礦井提升機的設計計算及性能檢測(4-3)7255( kg?s2/m)1857273 -102）按電動機過負荷能力計算式中：所以a Fa12 900MFe 0.750.75 2102 560Vmax105 560