礦山機(jī)械設(shè)計(jì)選型

河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE11摘要礦井提升機(jī)是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人員、下放材料的大型機(jī)械設(shè)備。它是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場(chǎng)相連接的樞紐,故要求具有很高的安全性,其成本和耗電量也比較高。因此本次在礦井提升機(jī)選型設(shè)計(jì)中,主要是根據(jù)所給參數(shù)確定礦井提升設(shè)備，包括選擇提升容器、鋼絲繩、提升機(jī)、卷筒及校核提升能力,并經(jīng)過(guò)多方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,結(jié)合礦井的具體條件,做到設(shè)計(jì)切合實(shí)際。保證提升機(jī)的選型及其的,確定具有經(jīng)濟(jì)安全合適的提升系統(tǒng)。礦井排水是通過(guò)排水泵經(jīng)過(guò)管路把井下的水排到地面，保證正常生產(chǎn)。本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)計(jì)算，設(shè)計(jì)從中央泵房把水從立井中的管路排放到地面。礦井通風(fēng)是采礦科學(xué)的一個(gè)重要組成部分。為了使井下各工作地點(diǎn)都有良好的通風(fēng)，有足夠的新鮮空氣，使其中有毒，有害，粉塵不超過(guò)規(guī)定值。礦井通風(fēng)在礦業(yè)工程中占重要地位。通風(fēng)機(jī)分為軸流式和離心式，本次設(shè)計(jì)中主要是做到對(duì)通風(fēng)機(jī)有合理的選型。關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī)礦井排水礦井通風(fēng)選型設(shè)計(jì)

AbstractAlongtheshafthoistergangue,coal,ascensionliftingpersonnel,loweringmaterials.Largemechanicalequipmentitisofminesproductionsystemandgroundindustrialsquareconnectedhub,soshouldhavehighsecurity,itscostandpowerconsumptionisalsohigher.SothisinmineswinderSelectiondesign,ascensionismainlydependingonwhetheragivenparameters,includingmineshafthoistingequipmentchoicetoascendcontainers,wirerope,hoist,drumandchecked,andabilitytoascendthroughvarioustechnicalandeconomiccomparisonofthespecificconditions,combiningwithmine,dodesignimpractical.Ensurehoistselectionandwilldeterminetheappropriatewitheconomicsecurityupgradesystem.Ensurehoistselectionandwilldeterminetheappropriatewitheconomicsecurityupgradesystem.Minedrainageisthroughtheundergroundpipelineofdrainagepumpsafterterminatesattheground,ensurethenormalproduction.Thisdesignisprimarilythroughcalculation,thewaterfromthecentralpumproomdesignfromtheverticalpipeemissionsintotheground.Mineventilationisminingisanimportantpartofscience.Inordertomaketheworklocationhaveundergroundgoodventilated,thereareplentyoffreshair,thatitspoisonous,harmful,dustdoesnotexceede.Mineventilationinminingengineering,whichoccupiesanimportantposition.Theventilatorisdividedintoaxialandcentrifugal,thedesignoftheventilatorismainlydohaveareasonableselection.Keywords:minehoistminedrainagemineeventilationtypedesign緒論本設(shè)計(jì)選題根據(jù)是解決煤礦礦井生產(chǎn)中的提升;排水及通風(fēng)問(wèn)題。礦山提升設(shè)備是礦井運(yùn)輸中的非常重要設(shè)備，占有特殊地位，是井下與地面聯(lián)系的主要工具。礦井提升機(jī)是礦山運(yùn)輸中的主裝式交-交變頻提升機(jī)。后者主回路和磁場(chǎng)回路均采用電力電子器件，實(shí)現(xiàn)變頻和整流。由于采集設(shè)備，是井下與地面聯(lián)系的重要工具。礦井提升機(jī)又是礦山最大的固定設(shè)備之一，它的耗電量占礦山總耗電量的30～40%。電力電子技術(shù)較早就用于礦井提升機(jī)的傳動(dòng)，并且發(fā)展迅速，從60年代的模擬控制SCR-D直流提升機(jī)發(fā)展到目前最先進(jìn)的同步機(jī)內(nèi)用交流電機(jī)，沒有電刷問(wèn)題，提升機(jī)容量可以大幅度增加，例如南非帕拉波礦井內(nèi)裝式提升機(jī)電機(jī)功率達(dá)6300kW。我國(guó)東歡坨、大雁、陳四樓等礦均引進(jìn)了內(nèi)裝式提升機(jī)。目前，全數(shù)字電力電子器件構(gòu)成的國(guó)產(chǎn)直流提升機(jī)已占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并開始出口。但是由于我國(guó)的科技和生產(chǎn)水平的限制，我國(guó)的礦井提升機(jī)還有很大一部分需要依賴于進(jìn)口發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)備。礦山提升機(jī)是大型固定機(jī)械之一。礦山提升機(jī)從最初的蒸汽拖動(dòng)的單繩纏繞式提升機(jī)發(fā)展到今天的變頻拖動(dòng)的多繩摩擦式提升機(jī)和雙繩纏繞式提升機(jī)，經(jīng)歷了170多年的發(fā)展歷史。目前，國(guó)內(nèi)外經(jīng)常使用的提升機(jī)有單繩式和多繩摩擦式兩種形式。國(guó)產(chǎn)單繩纏繞式提升機(jī)有JT和JM兩個(gè)系列。JT系列提升機(jī)卷筒直徑為800—1600mm，主要用于井下運(yùn)輸提升工作；JM系列提升機(jī)卷筒直徑2—5主要用于地面井口提升工作。按提升鋼絲繩(簡(jiǎn)稱提升繩)的工作原理，可分為纏繞式礦井提升機(jī)和摩擦式礦井提升機(jī)兩類。纏繞式礦井提升機(jī),有單卷筒和雙卷筒兩種，鋼絲繩在卷筒上的纏繞方式與一般絞車類似。單筒大多只有一根鋼絲繩，連接一個(gè)容器。雙筒的每個(gè)卷筒各配一根鋼絲繩，連接兩個(gè)容器，提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一個(gè)容器上升，另一個(gè)容器下降。纏繞式礦井提升機(jī)大多用于年產(chǎn)量在120萬(wàn)噸以下、井深小于400米的礦井中。摩擦式礦井提升機(jī)適用于鑿井以外的各種豎井提升。提升繩搭掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。提升繩的兩端各連接一個(gè)容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。為提高經(jīng)濟(jì)效益和安全性，摩擦式礦井提升機(jī)采用尾繩平衡提升方式，即配有與提升繩重量相等的尾繩。尾繩兩端分別與兩個(gè)容器（或容器和平衡重）的底部連接，形成提升繩-容器-尾繩-容器(或平衡重)-提升繩的封閉環(huán)路。容器處于井筒中的任何位置時(shí)，摩擦輪兩側(cè)的提升繩和尾繩的重量之和總是相等的。一般將布置在井筒頂部塔架上的這種提升機(jī)稱為塔式摩擦式礦井提升機(jī)。塔架高出地面幾十米，在地震區(qū)和地表土層特厚的礦區(qū)建造井塔耗資較大。提升機(jī)布置在地面的稱為落地摩擦式礦井提升機(jī)，這種提升機(jī)的提升繩通過(guò)井架天輪引入井筒，與容器相連。按提升繩的數(shù)量又可分為單繩摩擦式礦井提升機(jī)和多繩摩擦式礦井提升機(jī)。單繩摩擦式只用一根提升繩。多繩摩擦式同時(shí)使用數(shù)根提升繩搭掛在同一摩擦輪上。多繩摩擦式的優(yōu)點(diǎn)是：可采用較細(xì)的鋼絲繩和直徑較小的摩擦輪，從而機(jī)組尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年產(chǎn)量120萬(wàn)噸以上的豎井大多采用這種提升機(jī)，技術(shù)參數(shù)已達(dá):有效載荷60噸，提升速度20米／秒，提升高度2100米，提升繩10根。但這種提升機(jī)的各根提升繩的受力不易均勻，更換鋼絲繩也較復(fù)雜。當(dāng)摩擦輪兩側(cè)提升繩的張力差超過(guò)規(guī)定值，或提升繩與襯墊的摩擦系數(shù)降低（如接觸面上有油或受溫度影響）時(shí)，可能發(fā)生提升繩打滑現(xiàn)象。礦井提升機(jī)的組成礦井提升機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒（或摩擦輪)、制動(dòng)系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測(cè)速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)組成，采用交流或直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。采用低速電動(dòng)機(jī)時(shí)可不用減速器，電動(dòng)機(jī)直接與卷筒主軸相連，或?qū)㈦妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝在卷筒主軸的末端。傳動(dòng)功率大時(shí)，可采用2臺(tái)或4臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)。一臺(tái)提升機(jī)的總功率已達(dá)到11600千瓦。制動(dòng)系統(tǒng)是保證提升機(jī)安全運(yùn)行的重要裝置。遇緊急情況時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)通過(guò)可調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的液壓系統(tǒng)產(chǎn)生兩級(jí)安全制動(dòng)，以保證提升機(jī)及時(shí)停車又不產(chǎn)生制動(dòng)過(guò)猛現(xiàn)象。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的提升機(jī)，其制動(dòng)系統(tǒng)還要具有靈敏的制動(dòng)力矩可調(diào)性能，以準(zhǔn)確控制提升機(jī)在臨近停車點(diǎn)時(shí)的運(yùn)行速度。礦井提升機(jī)的用途及在礦山生產(chǎn)中所占的地位提升機(jī)是礦山的大型固定設(shè)備之一，是聯(lián)系井下與地面的主要運(yùn)輸工具。礦井提升工作是整個(gè)采礦過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。從地下采出的煤炭、礦石必須提升至地面才有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。廢石的提升，工作人員、材料及設(shè)備的升降等都要靠提升工作來(lái)完成。礦井提升設(shè)備就是完成上述工作的多種機(jī)電設(shè)備組成的大型成套裝備。礦井提升設(shè)備在工作中一旦發(fā)生機(jī)械或電氣事故，就會(huì)造成停產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。單繩纏繞式提升機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)圖1-1上圖所示是單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng)示意圖，固定在提升機(jī)滾筒1上。啟動(dòng)提升機(jī)，一根鋼絲繩想滾筒上纏繞，使井底重箕斗向上運(yùn)動(dòng)；另一根鋼絲根提升鋼絲繩7連接，兩根提升鋼絲繩7的另一端則繞過(guò)安裝在井架3上的天輪2，以相反的方向繩自滾筒上放松，處于井底車場(chǎng)的重礦車8，把礦車內(nèi)的煤炭卸入井底煤倉(cāng)9，再經(jīng)過(guò)裝載設(shè)備11把煤炭裝入主井底的箕斗內(nèi)。與此同時(shí)，已提至井口卸裝位置的重箕斗4，通過(guò)井架3上的卸載曲軌5的作用?；返撞康拈l門開啟，把煤炭卸入地面煤倉(cāng)6中。處于井上、井下的兩箕斗分別通過(guò)連接裝置與兩使井口輕箕斗向下運(yùn)動(dòng)，從而完成了一次提升煤炭任務(wù)。單繩纏繞式提升機(jī)只有一根鋼絲繩與容器相連。鋼絲繩的一端固定在提升機(jī)卷筒上，另一端繞過(guò)天輪與提升容器連接，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)容器的提升和下放。

圖1-2如圖1-2是JK系列提升機(jī)外形圖，位于右側(cè)固定卷筒的右輪轂與軸采用靜配合無(wú)鍵聯(lián)接，左側(cè)的游動(dòng)卷筒通過(guò)調(diào)繩離合器與主軸聯(lián)接。卷筒采用全焊接結(jié)構(gòu)。卷筒外邊一般設(shè)有刻制繩槽的木襯，以引導(dǎo)鋼絲繩規(guī)則排列，減少繩的磨損，并在一定范圍內(nèi)增加筒殼的強(qiáng)度和剛度。木襯厚度不小于2倍鋼絲繩直徑，寬度在100mm左右。裝配木襯時(shí)，應(yīng)使其與筒殼接觸良好，接觸不勻會(huì)使筒殼應(yīng)力分布不均。由于更換木襯費(fèi)工費(fèi)時(shí)費(fèi)料，因此近年生產(chǎn)的提升機(jī)有的采用加厚筒殼，直接在筒殼上車槽，稱為帶繩槽卷筒。單層纏繞時(shí)，卷筒表面刻螺旋繩槽；多層纏繞時(shí)刻環(huán)形平行繩槽。多層纏繞若采用螺旋繩槽，在纏偶數(shù)層時(shí)，繩圈螺旋方向改變，卷筒每轉(zhuǎn)一周鋼絲繩發(fā)生兩次跳躍式移動(dòng)。多層纏繞采用環(huán)形平行繩槽時(shí)，卷筒每轉(zhuǎn)一周，繩槽過(guò)渡只發(fā)生一次沖擊，可以相對(duì)減少鋼絲繩的卡咬現(xiàn)象。多層纏繞鋼絲繩磨損最嚴(yán)重的部分是相鄰兩層過(guò)渡處，此處繩圈與擋繩板間形成一楔形段，鋼絲繩在拉力作用下，擠入或拉出楔形段會(huì)產(chǎn)生咬繩現(xiàn)象。在層間過(guò)渡處設(shè)置合理的幾何形狀過(guò)渡楔塊，可以引導(dǎo)鋼絲繩順利完成層間過(guò)渡，減少咬繩。主軸是承受所有外部載荷，并將此載荷經(jīng)主軸傳給地基的主要承力部件。主軸承支撐主軸，并承受機(jī)器旋轉(zhuǎn)部件的軸向及徑向負(fù)荷，一般采用滑動(dòng)軸承。提升機(jī)采用中硬齒面平行軸減速器或行星齒輪減速器。行星齒輪減速器傳動(dòng)體積小、質(zhì)量輕、效率高，與同等能力平行軸齒輪減速器相比，質(zhì)量約為后者的30%～40%，效率提高約5%。目前廣泛應(yīng)用于礦井提升機(jī)上。雙卷筒提升機(jī)都裝有調(diào)繩離合器，離合器的作用是使活卷筒與主軸連接或脫開，以便調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)時(shí)，使兩卷筒能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)繩離合器有三種基本類型：蝸輪蝸桿離合器、摩擦離合器和齒輪離合器。應(yīng)用較多的是齒輪離合器礦井提升機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)從50年代第一代仿制的蘇式БM型提升機(jī)到目前新型礦井提升機(jī),我國(guó)提升設(shè)備總的發(fā)展趨勢(shì)主要是:主軸裝置由鑄造支輪、螺栓聯(lián)接的筒殼發(fā)展為全焊接組裝式卷筒;主軸支承由滑動(dòng)軸承發(fā)展為滾動(dòng)軸承;調(diào)繩離合器由手動(dòng)蝸輪蝸桿發(fā)展為液動(dòng)徑向齒塊式;制動(dòng)系統(tǒng)由氣動(dòng)角移塊式重錘制動(dòng)發(fā)展為液動(dòng)盤式彈簧力制動(dòng);操縱方式由機(jī)械杠桿式變?yōu)殡姴倏v,手動(dòng)變?yōu)榘胱詣?dòng)甚至全自動(dòng)、微機(jī)控制;減速器由軟齒面平行軸發(fā)展為硬齒面磨齒行星齒輪傳動(dòng);運(yùn)行監(jiān)控顯示由單一指針式發(fā)展為計(jì)算機(jī)多媒體數(shù)字、圖形、指針綜合顯示;電控系統(tǒng)由繼電器、接觸器式發(fā)展為計(jì)算機(jī)為核心的全自動(dòng)系統(tǒng);大型提升設(shè)備(容量1000kW以上)發(fā)展趨勢(shì)是低速直流電機(jī)拖動(dòng),采用電機(jī)轉(zhuǎn)子和滾筒主軸直聯(lián)的結(jié)構(gòu)。礦井排水在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中，從各種渠道來(lái)的水源源不斷地涌入礦井。如果不及時(shí)排除，必將影響煤礦的安全和生產(chǎn)。因此，必須設(shè)置排水設(shè)備，把涌入礦井的水及時(shí)從井下排至地面。另外，由于煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，有可能遭到突然大量涌水而淹沒礦井，這時(shí)需要排水設(shè)備搶險(xiǎn)排水，以盡快恢復(fù)礦井生產(chǎn)。總之，礦井排水始終伴隨著煤礦建設(shè)和生產(chǎn)，直至礦井報(bào)廢，才完成它的歷史使命。因此，礦井排水是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中不可缺少的一部分，它對(duì)保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。涌入礦井的水簡(jiǎn)稱礦水，礦井涌水分為礦井自然涌水與礦井開采工程涌水。礦井自然涌水來(lái)源于自然存在的地面水和地下水。地面水是指江、河、湖以及季節(jié)性雨水、融雪等，如有較大裂縫與井下溝道相通，就會(huì)造成水災(zāi)。地下水包括含水層水、斷層水和老空水。含水層水是指地下厚土層和各種各樣的巖層中含有的水。斷層水是指附近破碎巖石中的積水。老空水是指廢棄井巷和采空區(qū)的積水。礦井開采工程涌水是與采掘方法或工藝有關(guān)的涌水。如水砂充填時(shí)礦井的充填廢水、水采礦井的動(dòng)力廢水等。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，集成電路控制系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。排水系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性有了飛速的發(fā)展。礦井通風(fēng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分,擔(dān)負(fù)著連續(xù)不斷地供給新鮮空氣,排出有毒有害氣體作業(yè)人員生命安全的重要任務(wù),因此,通風(fēng)系統(tǒng)的安全性對(duì)于整個(gè)礦井的安全生產(chǎn)至關(guān)重要.本文在分析系統(tǒng)優(yōu)化的條件、多目標(biāo)優(yōu)化解的特征以及基本求解方法的基礎(chǔ)上,從礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性和基本要求出發(fā),研究礦穩(wěn)定性、可靠性以及它們與礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性的關(guān)系.應(yīng)用系統(tǒng)優(yōu)化的相關(guān)知識(shí),確立礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性指標(biāo)與指標(biāo)權(quán)系數(shù).其中,安全性指標(biāo)體系中各確定,采用構(gòu)造判斷矩陣法,并結(jié)合各專家評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)值,構(gòu)造各指標(biāo)之間的相對(duì)重要度.礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性指標(biāo),以通風(fēng)阻力測(cè)定計(jì)算、巷道風(fēng)流穩(wěn)定性分析、風(fēng)機(jī)可靠性分析等方法得出.通過(guò)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)安全性的分析,及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障和事故隱患,給礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理提供科學(xué)依據(jù),可以有效的防止和減少礦井通發(fā)生.通風(fēng)系統(tǒng)是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),本論文結(jié)合礦井通風(fēng)阻力測(cè)定和通風(fēng)巷道的實(shí)際情況對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)量的有效性,通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性進(jìn)行分析.主要針對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)實(shí)際狀況,通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),控制風(fēng)流的通風(fēng)設(shè)第一章礦井提升機(jī)選型設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)方案及參數(shù)提升機(jī)：井深242米，年產(chǎn)量45萬(wàn)噸單繩選6×19普通鋼絲繩，多繩選6△（30）三角股鋼絲繩，2.5箕斗自重2.8t，年工作天數(shù)：=300天；日工作小時(shí)數(shù)：=14小時(shí)；裝載不均勻系數(shù)：=1.15；富裕系數(shù)：=1.2。1.2提升容器的選擇1.2.1計(jì)算提升高度H:………………（2.1）式中：=242米，=18米，=16米。1.2.2計(jì)算提升速度…（2.2）1.2.3估算一次提升循環(huán)時(shí)間T:…………………（2.3）式中：。1.2.4計(jì)算一次提升量………………（2.4）………………（2.5）式中：C=1.15,噸/年1.2.5小時(shí)提升次數(shù):……………（2.6）1.2.6一次合理提升量:……（2.7）選擇JL-3型立井單繩箕斗，其技術(shù)規(guī)格如下：箕斗自重3.8t，箕斗斗箱容積箕斗全高Hr=7.78米兩箕斗中心距s=1.83米箕斗實(shí)際裝煤量1.3選擇提升鋼絲繩1.3.1鋼絲繩終端荷重:……（2.8）1.3.2鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度:……………（2.9）式中：Hj取35米1.3.3鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量:…………………（2.10）式中：=選擇619-28-170普通圓股鋼絲繩，其規(guī)格是：d=28毫米,=1.8毫米,p=27.4N/m，=492500/N1.3.4驗(yàn)算鋼絲繩安全系數(shù):……………（2.11）所選鋼絲繩滿足要求。1.4選擇提升機(jī)1.4.1提升機(jī)滾筒直徑D………………（2.12）…………（2.13）1.4.2驗(yàn)算滾筒寬度B857（2.14）式中：n為纏繞層數(shù)，取n=2,2.079（2.15）1.4.3作用在滾筒上的最大靜張力:………（2.16）1.4.4作用在滾筒上的最大靜張力差:選擇2JK-2.5/20型提升機(jī)。基本規(guī)格為：以上看出所以提升機(jī)強(qiáng)度滿足要求所選提升機(jī)符合要求。1.5提升機(jī)對(duì)井筒的相對(duì)位置1.5.1選擇天輪:天輪直徑：….(2.17)因?yàn)椤?(2.18)所以選擇TSG型1.5.2確定井架高度:……………(2.19)選取米1.5.3計(jì)算鋼絲繩最小弦:1.鋼絲繩內(nèi)外偏角最大允許值:2.根據(jù):…………….(2.20)…………(2.21)3.滾筒與井筒中心距：…………(2.22)………(2.23)取Ls=27米4.將：……………….(2.24)（4）計(jì)算實(shí)際鋼絲繩的內(nèi)外偏角。(1)外偏角……………(2.25)…………………(2.26)(2)計(jì)算鋼絲繩繩角。a下出角繩………………(2.27)b上出繩角……………(2.28)1.6預(yù)選電動(dòng)機(jī)1.6.1估算電動(dòng)機(jī)容量…………(2.29)(2)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)……………(2.30)(3)提升機(jī)實(shí)際速度…………….（2.31）1.7計(jì)算提升系統(tǒng)變有效載荷變位重量Q=4180公斤(1)變位重量提升容器變位重量鋼絲繩變位重量式中：……（2.32）天輪變位重量，電動(dòng)機(jī)變位重量……………（2.33）總變位重量……………….………（2.34）(2)總變位重量……………（2.35）1.8運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算(1).確定速度圖階段：采用六階段速度圖1-1。確定提升加速度(1初加速度……………（2.36）ZHLR-242(2主加速度a.一般情況下：b.按減速器輸出軸允許最大扭矩 ………………（2.35）…（2.36）c.按充分利用電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷能力。…………（2.37）其中…………….（2.38）(2)選擇減速器采用自由滑行減速方式………（2.39）(3)爬行距離及爬行速度采用自動(dòng)控制………………（2.40）(4).速度圖各參數(shù)計(jì)算：a.初加速度階段a0=0.48m/s2=2.35mt0==3.12s………（2.41）b.主加速度：………………（2.42）………（2.43）c.減速階段………（2.44）………（2.45）d.爬行階段……（2.46）f.等速階段…………（2.47）g.停車制動(dòng)階段制動(dòng)減速度，減速時(shí)間h.一次提升循環(huán)時(shí)間……….……………..…….（2.48）(5).動(dòng)力學(xué)計(jì)算a.提升開始..（2.49）b.初加速終了………………（2.50）c.主加速度開始………（2.51）d.主加速終了………………（2.52）e.等速開始……（2.53）(f.等速終了…（2.54）g.減速開始……（2.55）h.減速終了……（2.56）j.爬行開始……（2.57）k.爬行終了…（2.58）1.9驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)容量1.按等效容量驗(yàn)算(1)計(jì)算等效力a)求……（2.59）b)求等效時(shí)間…（2.60）c)求等效力…………（2.61）(2)電動(dòng)機(jī)等效功率………………（2.62）經(jīng)驗(yàn)算。(2)按工作過(guò)負(fù)荷驗(yàn)算。(3)特殊過(guò)負(fù)荷效驗(yàn)：調(diào)繩離合器作單鉤提升4782.5公斤……（2.64）…（2.65）經(jīng)驗(yàn)算。預(yù)選電動(dòng)機(jī)是合適的1.10計(jì)算提升設(shè)備電耗及功率(1)一次提升設(shè)備電耗及功率:……（2.66）………（2.67）(2)噸煤電耗:……..……（2.68）(3)設(shè)備效率:…..……………（2.69）……（2.70）1.11核算提升能力(1)年實(shí)際提升能力:……（2.71）(2)富裕系數(shù):……（2.72）說(shuō)明上述選型合理可行。第二章排水設(shè)備的選型2.1設(shè)計(jì)方案及參數(shù)有一個(gè)開拓方式為豎井的礦井，井深400米。正常涌水量為480m3/h：最大涌水量為620m3/h，持續(xù)時(shí)間65d.礦水為中性，密度為1020kg/m3.該礦井屬低沼氣礦井，年產(chǎn)0.6Mt,試選擇可行的排水方案。從給定的條件，只需要在井底車場(chǎng)副井附近設(shè)立中央泵房，將井底所有涌水直接排至地面。2.2預(yù)選水泵的型號(hào)與臺(tái)數(shù)1、水泵必須具備的總排水能力正常涌水期QB≥1.2gz=1.2×480=576m3/h最大涌水期≥1.2qmax=1.2×620=744m3/h2、水泵所需楊程的估算HB==3、初選水泵從泵的產(chǎn)品目錄中選取D320-550×10型號(hào)泵，其額定流量=450m3/h,額定揚(yáng)程He=600m。則：工作泵臺(tái)數(shù)n1≥=,取n1=2備用泵臺(tái)數(shù)n2≥0.7n1=0.7n1=1.4和n2≥-n1==0.32，故取n2=２。檢修泵臺(tái)數(shù)ｎ３≥０.２５n1=０.２５×２=０.５，?。睿?1。因此，共選擇五臺(tái)泵。2.3選擇管路系統(tǒng)1、管路趟數(shù)根據(jù)泵的總臺(tái)數(shù)，選用典型的五泵三趟管路系統(tǒng)，兩條管路工作，一條管路備用。正常用水時(shí)兩臺(tái)泵向兩趟管路供水，最大用水時(shí)，只要三臺(tái)泵同時(shí)工作就能達(dá)到在二十小時(shí)內(nèi)排除二十四小時(shí)的最大用水量，故從減少能耗的角度可采用三泵向三趟管路供水，從而可知每趟管路流量等于泵的流量。2、管路材料由于井深遠(yuǎn)大于200米，確定采用無(wú)縫鋼管。3、排水管內(nèi)徑由于有:=0.0188=0.237~0.287m選擇?320×13鋼管，則排水管內(nèi)經(jīng)=325-2×13=299mm。4、驗(yàn)算壁厚δ≥0.5dp（-1）+C=0.5×29.9（-1）+0.15=1.24cm﹤1.3cm因此壁厚合適。5、選擇吸水管徑根據(jù)選擇的排水管徑，吸水管選用φ351×8無(wú)縫鋼管。驗(yàn)算流速===1.42m/s2.4計(jì)算管路特性1、管路分布管路分布方案如下圖這種方案可以使任何一臺(tái)泵都可以經(jīng)過(guò)三趟管路中的任何一趟排水。2、估算管路長(zhǎng)度排水管長(zhǎng)度可以估算為=+(40~50)=562.5~572.5m,取=570m,吸水管路長(zhǎng)度可估算為=7m。3、阻力系數(shù)的計(jì)算計(jì)算沿途阻力系數(shù)。對(duì)于吸、排水管分別為：=0.0291===0.0302局部阻力系數(shù)，對(duì)于吸、排水管福建及其阻力系數(shù)分別列于下表1-1、表1-2中。表1-1吸水管附件名稱數(shù)量系數(shù)值底閥13.790°10.294收縮管10.1=4.094表2-1排水管附件名稱數(shù)量系統(tǒng)值閘閥20.26×2=0.52止回閥11.7四通12×1.5=390°彎頭40.294×5=1.47直流三通40.7×4=2.8擴(kuò)大管10.530°彎頭20.294×=0.196=10.186管路阻力系數(shù)。由式（1-1）可知；===741.89=5.72×104、管路特性方程新管H=H舊管H=H5、繪制管路特性曲線，確定工況點(diǎn)根據(jù)求得新、舊管特性方程，取八個(gè)流量值求得相應(yīng)的損失，如表1-3所示。表1-3200250300350400450500550524.8526.1527.6529.5531.6534.1536.8539.8526.4528.6531.3534.4538.1542.2546.8551.2利用表2-3中各個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)繪出管路特性曲線如圖2-2所示，新舊管網(wǎng)特性曲線與揚(yáng)程特性曲線的交點(diǎn)分別為和，即為新舊管工況點(diǎn)，由圖可知：新管工況點(diǎn)參數(shù)為，，，，舊管工況點(diǎn)參數(shù)為，，，，，因、均為大于0.7，允許吸上真空度，符合《規(guī)范》要求。2.5校驗(yàn)計(jì)算1、由舊管工況點(diǎn)驗(yàn)算排水時(shí)間正常涌水時(shí)，若采用2泵2排水，則：最大涌水時(shí)，采用四泵三管排水，并聯(lián)等效管的總損失系數(shù)為。作并聯(lián)等管路特性曲線與4泵并聯(lián)等效泵的揚(yáng)程曲線，交點(diǎn)為等效泵工作點(diǎn)。反推可求得每泵的工況點(diǎn)。以該工況點(diǎn)的流量代入下得：實(shí)際工作時(shí)，只要3臺(tái)水泵同時(shí)工作即能完成在20h內(nèi)排除24h的最大涌水量。2、經(jīng)濟(jì)性校核3、穩(wěn)定性校核2.6計(jì)算允許吸水高度取，，，則允許的吸水高度為：=5.4-10+=4.61m2.7電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算N==1.1×=1064根據(jù)產(chǎn)品樣本取2.8電耗計(jì)算1、全年排水電耗==2、噸水百米電耗校驗(yàn)==0.395kw.h/(t.100)第三章通風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算某礦井為低沼氣礦井，采用中央式通風(fēng)系統(tǒng)。礦井年產(chǎn)量為150萬(wàn)噸。服務(wù)年限為45年。礦井所需風(fēng)量為95/s,礦井最大負(fù)壓為2100N/m3，最小負(fù)壓為1750N/m3,試按個(gè)體特性曲線選擇軸流式通風(fēng)機(jī)。3.1通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算，取漏風(fēng)系數(shù)1.13.2因軸流式風(fēng)機(jī)提供靜壓特性，則風(fēng)機(jī)的靜壓為：(估算)3.3預(yù)選通風(fēng)機(jī)根據(jù)以上數(shù)據(jù)預(yù)選兩臺(tái)2k-4N0.24(Z1=14Z2=14)的軸流式通風(fēng)機(jī)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。轉(zhuǎn)速n=750r/min3.4確定通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)則礦井在開采末期和初期的網(wǎng)絡(luò)特性曲線方程式分別為：末期初期 根據(jù)上述兩方程式，用描點(diǎn)法在所選的2k60-4N024(Z1=14,Z2=14)的性能曲線圖上，描繪出末期和初期的網(wǎng)路特性曲線，既兩工況點(diǎn)A,B如圖所示A點(diǎn)：B點(diǎn)： 3.5功率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出功率，因2K60型通風(fēng)機(jī)的效率和功率曲線中，已包括傳動(dòng)機(jī)械損失，所以計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，不休要考慮傳動(dòng)效率電動(dòng)機(jī)容量的確定，因故在起整個(gè)服務(wù)年限內(nèi)選用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其容量為，根據(jù)，確定選用JR-1512-8型繞線式電動(dòng)機(jī)，其功率為570KW,轉(zhuǎn)速為750r/min,額定電壓為6000V.3.6年耗電量的計(jì)算噸煤通風(fēng)耗電量計(jì)算 第四章小結(jié)礦山提升設(shè)備是礦井運(yùn)輸中非常重要的設(shè)備，占有特殊地位，是井下與地面聯(lián)系的主要工具。礦井提升工作是整個(gè)采礦過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。從地下采出的煤炭、礦石必須提升至地面才有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。廢石的提升，工作人員、材料及設(shè)備的升降等都要靠提升工作來(lái)完成。礦井提升設(shè)備就是完成上述工作的多種機(jī)電設(shè)備組成的大型成套裝備。礦井提升設(shè)備在工作中一旦發(fā)生機(jī)械或電氣事故，就會(huì)造成停產(chǎn)，甚至造成人身傷亡,因此，其設(shè)計(jì)至關(guān)重要，必須考慮安全性，經(jīng)濟(jì)性。做到設(shè)計(jì)切合實(shí)際，合理經(jīng)濟(jì)礦井排水系統(tǒng)及礦井通風(fēng)系統(tǒng)也是礦井的重要組成部分，在煤礦生產(chǎn)中有著非常重要的作用，對(duì)于礦井的安全十分重要，在工作中一旦發(fā)生機(jī)械或電氣事故，就會(huì)造成停產(chǎn)，甚至造成人身傷亡,因此，其設(shè)計(jì)至關(guān)重要，必須考慮安全性，經(jīng)濟(jì)性。做到設(shè)計(jì)切合實(shí)際，合理經(jīng)濟(jì)本次設(shè)計(jì)的突出特點(diǎn)就是實(shí)用性比較強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)合理，能在比較惡劣的工作環(huán)境下工作。設(shè)計(jì)過(guò)程中，各個(gè)部分都嚴(yán)格的進(jìn)行了校核，符合工況要求，保障質(zhì)量要求，提升機(jī)完全能夠在中小礦井中正常運(yùn)行，提升機(jī)的性能穩(wěn)定，能夠長(zhǎng)久穩(wěn)定的進(jìn)行工作。提升系統(tǒng)，排水系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)由于水平有限設(shè)計(jì)還存在一些不足之處，提升過(guò)程中的高度控制不夠精確，提升的效率還不夠高，一次提升量不夠大，有時(shí)存在安全問(wèn)題，為此以后還要不斷改造，完善提升機(jī)的性能，提高它的效率，提高產(chǎn)量和每次的提升量，提高其自動(dòng)化程度和安全性，能夠在任何惡劣的條件下都能進(jìn)行工作。由于我的水平有限加之做這樣的大型設(shè)計(jì)很少，又缺乏經(jīng)驗(yàn)，故設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤和不妥之處在所難免，敬請(qǐng)各位老師和領(lǐng)導(dǎo)批評(píng)和指正。

參考文獻(xiàn)

［1］潘英編礦井提升機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)江蘇：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社2000［2］機(jī)械設(shè)計(jì)零件手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社1998［3］李儀鈺編.礦山機(jī)械(提升運(yùn)輸機(jī)械部分).冶金工業(yè)出版社1980［4］夏榮海編.礦井提升機(jī)機(jī)械設(shè)備.江蘇：中國(guó)礦大出版社1987［5］于忠升編.礦山運(yùn)輸提升.哈爾濱：東北工學(xué)院出版社1992［6］洪曉華編.礦井運(yùn)輸提升.江蘇：中國(guó)礦大出版社2000［7］張景松編.流體機(jī)械.江蘇：中國(guó)礦大出版社2001［8］李儀鈺.礦山機(jī)械(提升運(yùn)輸機(jī)械部分).冶金工業(yè)出版社1980［9］夏榮海.礦井提升機(jī)械設(shè)備中國(guó)礦大出版社1987［10］于忠升.礦山運(yùn)輸提升東北工學(xué)院出版社1992［11］洪曉華.礦井運(yùn)輸提升中國(guó)礦大出版社2000［12］張景松.流體機(jī)械中國(guó)礦大出版社2001

致謝

時(shí)光荏苒，光陰似箭。大學(xué)三年的時(shí)間，在我們漫長(zhǎng)的人生旅途中是那么的短暫，但是，這短短的三年是最真誠(chéng)的青春，是最純真的歲月，是最美麗的大學(xué)生活……我們的自學(xué)能力在這里得提升，我感謝所有的恩師：是您賦予我們最有意義的收獲；是您帶領(lǐng)我們走進(jìn)知識(shí)殿堂，使我們不但豐富了知識(shí)；是您給我們一個(gè)全新的角度去發(fā)現(xiàn)美、創(chuàng)造美、欣賞美，給我們美的眼睛去發(fā)現(xiàn)世界的美，感悟生活的美；是你教會(huì)我們珍惜友誼和時(shí)間；是您給了我們看世界的眼睛，是你們用博大的胸懷，給予我們最無(wú)私的關(guān)懷和奉獻(xiàn)。在校的這三年時(shí)間里很感謝老師們對(duì)我的諄諄教誨，是你們教會(huì)了我們勤奮學(xué)習(xí)，誠(chéng)實(shí)做人，踏實(shí)做事，以寬容之心面對(duì)生活。指引著我們沿著正確方向前進(jìn)。在點(diǎn)滴匯聚中使我逐漸形成正確、成熟的人生觀、價(jià)值觀。兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，至此完成，翻看自己所作的一頁(yè)頁(yè)說(shuō)明書，真是興奮不已。興奮，不僅僅是因?yàn)槌晒谑?，也不僅僅是因?yàn)榉泵χ链?，可以輕松一陣了，而是，自己的所學(xué)，終于有了用武之地。本次設(shè)計(jì)是大學(xué)中最重要，也是富有挑戰(zhàn)性的一次綜合性設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我對(duì)礦井提升機(jī)、排水設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備等的工作原理有了較深的認(rèn)識(shí)，并且鞏固了大學(xué)期間的基本知識(shí)，掌握了一些基本礦井工作流程。在查閱資料，方案論證的過(guò)程中，提高了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)能順利的完成，首先離不開老師耐心指導(dǎo)，正是老師的指導(dǎo)，使我學(xué)到了更多的知識(shí)，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)更加深入；也正是老師的鼓勵(lì)，自己才得以在繁重的工作中有意志完成此設(shè)計(jì)。同時(shí)也多謝同學(xué)們的無(wú)私幫助，正是他們使我體會(huì)到了合作的偉大與歡樂(lè)，也正是他們，使我在設(shè)計(jì)中少走了許多彎路，也還是他們，使我一直以比較愉悅的心情來(lái)做完了設(shè)計(jì)。由于經(jīng)驗(yàn)有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，疏漏錯(cuò)誤之處在所