大學(xué)設(shè)計(設(shè)計)-礦井提升設(shè)備選型設(shè)計i2

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）（說明書）題目：姓名：學(xué)號：平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院2014年5月8日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 任 務(wù)書姓名專業(yè)班級任務(wù)下達日期2014年 2月18日設(shè)計（論文）開始日期2014年2月25日設(shè)計（論文）完成日期2014年4月 30日設(shè)計（論文）題目：指導(dǎo)教師院（部）主任郭宗躍2014年5月8日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會記錄電力工程學(xué)院專業(yè)，學(xué)生于2014 年 6 月 10 日進行了畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。設(shè)計題目：專題（論文）題目：指導(dǎo)老師：答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（

2、論文）成績?yōu)椤４疝q委員會人，出席人答辯委員會主任（簽字）：答辯委員會副主任（簽字）：答辯委員會委員：， , 。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評語第頁共頁學(xué)生姓名：專業(yè)班級年級畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：評閱 人：指導(dǎo)教師：（簽字）2014年6 月12日成績：系（科）主任：（簽字）2014年6 月12日畢業(yè)設(shè)計（論文）及答辯評語：礦井提升設(shè)備的選型設(shè)計摘要近幾十年來，為了提高勞動生產(chǎn)率和各項經(jīng)濟技術(shù)指標，在世界范圍內(nèi)進行著對礦井的根本性技術(shù)改造，這種改造的趨向是向著更集中，更大型發(fā)展。礦井提升設(shè)備的任務(wù)是沿井筒提升煤炭、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生產(chǎn)

3、設(shè)備，是礦山運輸?shù)难屎?，因此，它在整個綜合機械化生產(chǎn)中占有重要地位。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)的機械化和集中化，隨著礦井技術(shù)改造的進程，提升設(shè)備在高效、大型、自動化方面都有著飛速的進步。近代化提升設(shè)備已發(fā)展成為大型機械 - 電氣組或機組群?；酚行лd重在國外已超過50 噸，提升速度接近20M每秒；拖帶功率達 10000 千瓦以上；在拖動控制方面已廣泛采用了集中控制及自動控制設(shè)備。本文的主要內(nèi)容是對單繩纏繞式礦井提升機的選型設(shè)計。分為六個部分：第一部分是提升容器；第二部分是提升鋼絲繩；第三部分是礦井提升機；第四部分是提升機與井筒的相對位置；第五部分是礦井提升運動學(xué)及動力學(xué)；第六部分是礦井提升機的拖

4、動與控制。關(guān)鍵詞提升機；提升容器；鋼絲繩；選型設(shè)計；拖動控制目錄摘要 .第 1章緒論 01.1 礦井提升機 1礦井提升機的說明1礦井提升機的組成11.2 多繩摩擦提升機2多繩摩擦提升機的分類2多繩摩擦提升機的結(jié)構(gòu)2主軸裝置 2車槽裝置 2深度指示器 2減速器 3尾繩懸掛裝置 3井塔式提升機 31.3 提升機的選擇與計算31.4 提升容器 4提升容器的分類 4箕斗 5立井箕斗型號意義5箕斗結(jié)構(gòu) 51.5 鋼絲繩 6鋼絲繩的結(jié)構(gòu) 6鋼絲繩的分類 7鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇 8滾筒中心至井筒鋼絲繩之間的水平距離Ls8鋼絲繩弦長 Lx9鋼絲繩的偏角 9滾筒下繩的出繩角（或稱下繩仰角）10第 2 章設(shè)備選型計算1

5、02.1 計算數(shù)據(jù) 102.2 提升容器的選擇與確定計算10確定經(jīng)濟提升速度11計算一次提升循環(huán)時間11根據(jù)礦井年產(chǎn)量和一次提升循環(huán)時間即可求出一次提升量112.3 鋼絲繩的選擇與計算11繩端荷重 11鋼絲繩垂長度 12首繩單位長度重量計算12尾繩單位長度重量計算122.4 提升機的選擇 12主導(dǎo)輪直徑 12最大靜拉力和拉力差計算132.5 提升系統(tǒng)的確定13井塔高度 13提升機摩擦輪中心線距井筒中心線距離13鋼絲繩弦長 13鋼絲繩的出繩角 14包圍角的確定 152.6 鋼絲繩與提升機的校驗15首繩安全系數(shù) 15最大凈拉力和最大凈張力差152.7 預(yù)選電動機 16提升機轉(zhuǎn)數(shù) 16提升機最大速度

6、 16預(yù)算電動機功率 162.8 電動機等效計算16運動力計算 16提升開始 16等效時間 18等效力 182.9 電耗計算 18提升一次電耗 18每次提升實際電耗19每噸煤耗電量 19提升機效率 192.10 提升機的防滑驗算19靜防滑安全系數(shù) 19動滑安全系數(shù) 20制動力矩的驗算 20第 3 章礦井提升機的拖動與控制 20 3.1 拖動裝置的種類及性能 203.2 提升電動機容量的計算和電動機的選擇 21提升電動機的選擇21提升電動機容量的計算233.3 交流拖動提升設(shè)備的電耗及效率的計算24結(jié)論 25致謝 27參考文獻 27第 1章緒論礦山提升機是礦山大型固定機械之一，礦山提升機從最初的

7、蒸汽機拖動的單繩纏繞式提升機發(fā)展到今天的交 交變頻直接拖動的多繩摩擦式提升機和雙繩纏繞式提升機。礦井提升需要用一些專用的提升設(shè)備，主要有提升容器，提升鋼絲繩，提升機，井架，裝卸載設(shè)備以及一些輔助設(shè)備。提升機已經(jīng)歷了 170 多年的發(fā)展歷史，它是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐，因此礦山提升設(shè)備在礦山生產(chǎn)的全過程占有重要的地位。提升機械設(shè)備是沿井筒（包括斜井及盲井）升降人員，提升煤炭，礦石，器材的機械設(shè)備。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輸工具。礦井提升工作是整個采礦過程中的重要環(huán)節(jié)。礦井提升設(shè)備的主要組成部分是：提升容器，提升鋼絲繩，提升機（包括機械及拖動控制系統(tǒng)）

8、，井架（或井塔）及安裝，卸載設(shè)備等。對于煤層儲存較淺，表土層不厚以及水文地質(zhì)情況簡單的傾斜以及傾斜煤層一般采用斜井開采。有時，在開洞或豎井開拓的井中，深部水平延伸也采用斜井開拓。斜井平車場串車提升，具有投資少，出煤快的優(yōu)點，斜井串車一般適用于中小型礦井，井筒傾角不大于 25 度。中型礦井用雙鉤提升，雙鉤提出升量大。電耗小，但不能用水平提升。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。對于斜井提升方式主要有串車、箕斗和帶式輸送機三種。串車提升一般用于井筒。傾角小于 25 的礦井，對于年產(chǎn)量在21 萬噸及其以下的礦井，一般采用單鉤串車提升；當年產(chǎn)量達30 萬噸

9、，而提升距離較短時，一般采用雙鉤串車提升。箕斗提升一般。用于年產(chǎn)量 45 萬噸以上，井筒傾角大于25 的礦井，箕斗一般采用后卸式箕斗。1.1 礦井提升機礦井提升機的說明礦井井下和地面的工作機械。是一種大型絞車。用鋼絲繩帶動容器（罐籠或箕斗）在井筒中升降，完成輸送物料和人員的任務(wù)。礦井提升機是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機提升量大，速度高，已發(fā)展成為電子計算機控制的全自動重型礦山機械。礦井提升機的組成礦井提升機主要由電動機、減速器、卷筒（或摩擦輪）、制動系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機驅(qū)動。按提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機和摩擦式礦

10、井提升機。纏繞式礦井提升機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，連接一個容器。雙筒的每個卷筒各配一根鋼絲繩，連接兩個容器，運轉(zhuǎn)時一個容器上升，另一個容器下降。纏繞式礦井提升機大多用于年產(chǎn)量在120 萬噸以下、井深小于400M的礦井中。摩擦式礦井提升機的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容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。摩擦式礦井提升機根據(jù)布置方式分為塔式摩擦式礦井提升機（機房設(shè)在井筒頂部塔架上）和落地摩擦式礦井提升機（機房直接設(shè)在地面上）兩種。按提升繩的數(shù)量又分為單繩摩擦式礦井提升機和多繩摩擦式

11、礦井提升機。后者的優(yōu)點是：可采用較細的鋼絲繩和直徑較小的摩擦輪，從而機組尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年產(chǎn) 120 萬噸以上、井深小于 2100M的豎井大多采用這種提升機。立井提升容器主要是箕斗和罐籠。在同等條件下，箕斗于實現(xiàn)與罐籠相比，質(zhì)量小，占井筒斷面小，裝卸載快，提升能力大，電動機功率小，提升效率高，便自動化。缺點是用途單一，需設(shè)置煤倉及裝卸載設(shè)備，需另設(shè)輔助提升設(shè)備，井架較高，井筒較深?？筛鶕?jù)礦井生產(chǎn)能力的大小確定提升容器的類型。提升容器的類型確定后，就要計算提升容器的容量，并從容器規(guī)格表中選擇標準容器，也可根據(jù)現(xiàn)場要求自行設(shè)計非標準容器。1.2 多繩摩擦提升機由于礦

12、井深度和產(chǎn)量的不斷增加，纏繞式提升機的卷筒直徑和寬度頁隨之加大，使得提升機卷筒體積龐大而笨重，給繪圖、運輸、安裝等帶來很大的不便。為了解決這個問題， 1877 年法國人戈培提出將鋼絲繩搭在摩擦輪上，利用摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來帶動鋼絲繩，以實現(xiàn)提升容器的升降，這種提升方式稱之為摩擦提升。與單繩纏繞式提升機相比，摩擦輪的寬度明顯減小，而且不會因井深的增加而增大。同時，由于主軸跨度的減小而使得主軸的直徑和長度均有所降低，整機的質(zhì)量大為下降，而且由于提升機回轉(zhuǎn)力矩的減小，使得提升電動機容量降低，能耗減少。多繩摩擦提升機的分類多繩摩擦提升機可分為井塔式和落地式兩種。多繩摩擦提升機的結(jié)構(gòu)主軸裝置主

13、軸法蘭盤（或輪轂）與摩擦輪輻采用高強度螺栓連接，借助螺栓壓緊輪輻與夾板間的摩擦力傳遞扭矩。這種結(jié)構(gòu)便于拆裝及運輸，但制造要求較高，軸向兩法蘭盤的尺寸與摩擦輪輪輻尺寸應(yīng)吻合，以便于連接。摩擦襯墊用倒梯形截面的壓塊吧襯墊固定在筒殼上。襯墊繩槽初車槽深為13 繩徑，槽距約為繩徑的10 倍。目前國內(nèi)襯墊主要采用PVC和聚氨脂。車槽裝置為了使個鋼絲繩槽直徑不超過規(guī)定值，以保持各鋼絲繩張力均衡，多繩摩擦提升機均設(shè)有車槽裝置。深度指示器多繩摩擦提升機是為了補償鋼絲繩蠕動和滑動對深度指示器裝置的影響，設(shè)置了深度指示器自動調(diào)零裝置。減速器為了消耗及其傳給井塔的振動，有些井塔式摩擦提升機采用彈簧基礎(chǔ)減速器。尾繩懸

14、掛裝置多繩摩擦提升設(shè)備一般均有尾繩，為了在使用圓尾繩時避免打結(jié)，在罐籠底部下方設(shè)有尾繩懸掛裝置。井塔式提升機井塔式的優(yōu)點：布置緊湊省面積，不需設(shè)置天輪；全部載荷垂直向下，井塔穩(wěn)定性很好，鋼絲繩不裸露在雨雪之中，對摩擦因數(shù)和鋼絲繩使用壽命不產(chǎn)生影響。缺點：井塔造價較高，施工周期較長，抗地震能力不如落地式；井塔式系統(tǒng)為了保證兩提升容器的中心距離和增大鋼絲繩在摩擦輪上的圍抱角，可設(shè)置導(dǎo)向輪。但與此同時卻增加了提升鋼絲繩的反向彎曲力，縮短了提升鋼絲繩的使用壽命。1.3 提升機的選擇與計算礦井提升設(shè)備的選擇計算是否經(jīng)濟合理，對礦山的基本建設(shè)投資、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率及噸煤成本都有直接的影響。因此，在進行提

15、升設(shè)備選擇計算時，首先要確定提升方式，在確定提升方式時要考慮下列各點：一、對于年產(chǎn)量大于60 萬噸的大中型礦井，由于提升煤炭和輔助提升任務(wù)較大，一般均設(shè)主井、副井兩套提升設(shè)備。因為箕斗提升能力大、運轉(zhuǎn)費用較低、又易于實現(xiàn)自動化控制，一般情況主井均采用箕斗提升煤炭，副井采用罐籠提升矸石、升降人員和下放材料設(shè)備等輔助提升。對于年產(chǎn)量 30 萬噸以下的小型礦井，可采用一套罐籠提升設(shè)備，使其完成全部主、副井提升任務(wù)是最經(jīng)濟的，也有采用兩套罐籠設(shè)備的。對于 180 萬噸的大型礦井，有時主井需要采用兩套箕斗同時工作才能完成生產(chǎn)任務(wù)。副井除了要配備一套罐籠設(shè)備外，多數(shù)尚需設(shè)置一套單容器平衡錘提升方式，提升矸

16、石。二、對于同時開采煤的品種在兩種及以上并要求不同品種的煤分別外運的大、中型礦井，則應(yīng)考慮采用罐籠提升方式作為主井提升。對煤的塊度要求較高的大、中型礦井，由于箕斗提升對煤的破碎較大，也要考慮采用罐籠作為主井提升。當?shù)孛嫔a(chǎn)系統(tǒng)距離井口較遠，尚需一段窄軌鐵路運輸時，采用罐籠提升地面生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡單。三、中等以上礦井，主井一般都采用雙容器提升，對于多水平面同時開采的礦井（特別是采用摩擦提升機）可采用平衡錘單容器提升方式。對于中、小型礦井，一般采用單繩纏繞式提升系統(tǒng)為宜。對于年產(chǎn)量大于 90 萬噸的大型礦井，可采用摩擦提升系統(tǒng)，中型礦井的井筒較深時也可采用摩擦提升系統(tǒng)，或主井采用單繩箕斗，副井采用多

17、繩罐籠四、礦井若有兩個水平，且分前后期開采時，提升機、井架等大型固定設(shè)備要按照最終水平選擇。提升容器、鋼絲繩和提升電動機根據(jù)實際情況也可以按照第一水平選擇，待井筒延深至第二水平時，再更換。五、對于新礦井如沒有什么特殊要求，可參照定型成套設(shè)備的規(guī)定確定提升方式，并盡量選用定型設(shè)備。但因各個礦井具體情況不同，副井提升量也不一致，因此，可結(jié)合具體條件計算、選擇，或驗算選用的定型成套設(shè)備。定型成套設(shè)備中未規(guī)定的如鋼絲繩、提升機與井筒相對位置、生產(chǎn)能力與耗電量等也要計算。1.4 提升容器提升容器的分類按用途和結(jié)構(gòu)可分為：箕斗、罐籠、礦車、吊桶等?；罚悍譃榱⒕泛托本?，專用于主提；罐籠：既可用于主

18、提，也可用于副提；礦車：斜井提升；吊桶：立井井筒開鑿時的提升?；妨⒕沸吞栆饬x立井單繩箕斗（如： JL3）立井多繩箕斗JDS 12/110 ×4、JDSY 12/110 ×4、JDG12/110 × 4箕斗結(jié)構(gòu)立井提煤多采用底卸式，底卸式箕斗分為平板閘門箕斗和扇形閘門箕斗。以單繩立井平板閘門箕斗為例：主要由斗箱、框架、連接裝置及閘門等組成。卸載原理當箕斗提升至地面煤倉時，卸載滾輪進入安裝在井架上的卸載曲軌內(nèi)，隨著箕斗提升，固定在箕斗框架上的小曲軌同時向上運動，則滾輪在卸載曲軌作用下，沿著箕斗框架上的小曲軌向下運動，并轉(zhuǎn)動連桿，使其通過連桿鎖角為零的位置后，閘門

19、就借助煤的壓力打開，開始卸載。在箕斗下放時，以相反的順序關(guān)閉閘門。平板閘門底卸式箕斗比扇形閘門卸載時井架受力小，卸載曲軌短，裝載時撒煤少，且動作可靠。1.5 鋼絲繩鋼絲繩的結(jié)構(gòu)組成：鋼絲股 +繩芯（纖維繩芯（常用）、金屬繩芯）。鋼絲為優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼，一般直徑為 0.4 4 。礦井提升抗拉強度一般采用 1700Mpa 以下的。鋼絲繩表面光面和鍍鋅（常用于摩擦提升）兩種。鋼絲的表面狀態(tài)標記代號為：光面鋼絲，NAT；A 級鍍鋅鋼絲， ZAA；AB級鍍鋅鋼絲， ZAB；B 級鍍鋅鋼絲， ZBB。繩芯的分類及各類說明一、繩芯分金屬芯纖維芯。二、纖維繩芯作用：（ 1）減少股間鋼絲的接觸應(yīng)力；（ 2）緩和彎

20、曲應(yīng)力；（ 3）儲存潤滑油，防止繩內(nèi)鋼絲銹蝕。三、金屬繩芯的特點：與相同斷面的纖維繩芯相比，金屬斷面大，抗破斷能力大，具有耐橫向壓力大，不易變形等優(yōu)點。但其柔軟性差，不耐腐蝕。四、繩芯的標記代號：纖維芯（天然或合成的）， FC；天然纖維芯， NF；合成纖維芯， SF；金屬絲繩芯， IWR；金屬絲股芯， IWS。鋼絲繩的分類按捻法分可分為右交互捻（ ZS）、左交互捻（ SZ）、右同向捻（ ZZ）、左同向捻（ SS）四種。標記代號中，第一個字母表示鋼絲繩的捻向；第二個字母表示股的捻向；“ Z”表示右捻向，“ S”表示左捻向。左捻：按左螺旋方向?qū)⒐赡沓衫K。右捻：按右螺旋方向?qū)⒐赡沓衫K。交互捻：繩中的

21、股的捻向與股中絲的捻向相反。同向捻：繩中的股的捻向與股中絲的捻向相同。特點：同向捻鋼絲繩柔軟，表面光滑，接觸面積大，應(yīng)力小，使用壽命長，繩有斷絲時，斷絲頭部會翹起便于發(fā)現(xiàn)，所以礦井提升多用同向捻鋼絲繩。但同向捻鋼絲繩有較大的恢復(fù)力，穩(wěn)定性較差，易打結(jié)。交互捻鋼絲繩的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定按鋼絲在股中互相接觸情況分一、點接觸鋼絲繩股中各層鋼絲捻距不等，鋼絲間呈點接觸狀態(tài)。這種鋼絲繩造價較低，但鋼絲間接觸應(yīng)力大，特別是鋼絲繩在繞過滾筒和天輪時，鋼絲有應(yīng)力集中和二次彎曲現(xiàn)象，所以壽命較短。二、線接觸鋼絲繩股中各層鋼絲以等捻距捻制，鋼絲間呈線接觸狀態(tài)。這種鋼絲繩工作時應(yīng)力降低，耐疲勞性能好，結(jié)構(gòu)緊密，無二次彎曲現(xiàn)象

22、，壽命較長。三、面接觸鋼絲繩它是將線接觸鋼絲繩股進行特殊碾壓加工，使鋼絲產(chǎn)生塑性變形而呈棉接觸狀態(tài)，然后再捻制成繩的。面接觸鋼絲繩具有結(jié)構(gòu)緊密，表面光滑，不易變形，鋼絲間接觸面積大，剛性強和耐磨損等優(yōu)點。按繩股斷面形狀分一、圓形股繩繩股斷面為圓形。這種繩易于制造，價格低，是礦井提升應(yīng)用最多的一種鋼絲繩。二、異形股繩繩股斷面形狀有三角形和橢圓形兩種。三角股鋼絲繩：強度比同直徑圓形股繩要高，承壓面積大，外層鋼絲磨損??；外層鋼絲粗，排列方式好，抗擠壓性能好，尤其是在多層纏繞時，過渡比較穩(wěn)定；壽命比圓形股長。橢圓股鋼絲繩：支撐面積大、抗磨損性能好，但繩的穩(wěn)定性差，不適于承受較大的擠壓力。這種繩股多用來

23、與其它繩股捻制成多層不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇一、對于單繩纏繞式提升，一般宜選用光面右同向捻、斷面形狀為圓形股或三角股、接觸形式為點或線接觸的鋼絲繩；對于礦井淋水大，水的酸堿度高，以及在出風井中，由于腐蝕嚴重，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。二、在磨損嚴重的條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升等，應(yīng)選用外層鋼絲盡可能粗的鋼絲繩；斜井串車提升時，宜采用交互捻鋼絲繩。三、對于多繩摩擦提升，一般應(yīng)選用鍍鋅、同向捻 ( 左右捻各半 ) 的鋼絲繩，斷面形狀最好是三角股。四、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。滾筒中心至井筒鋼絲繩之間的水平距離Ls此距離考慮對于有斜撐的井架，其斜撐的基礎(chǔ)與井筒中心的水平

24、距離約0.6Hj ，另外考慮提升機在運輸中鋼絲繩的穩(wěn)定性，所以Ls 的最小距離按下面經(jīng)驗公式計算：Ls0.6H jD3.5, m鋼絲繩弦長Lx鋼絲繩弦長是指鋼絲繩離開滾筒處至接觸天輪之間的繩長，由圖可見上下兩條弦長不完全相等，但均以滾筒中心至天輪中心之間的距離來計算弦長，即：式中 C 0提升機主軸中心線高出井口水平的距離，此值決定于滾筒直徑、地形和土壤等情況，一般 C0=12m；Lx(H jC0)2( LsDt )2 , m2Dt 天輪直徑。鋼絲繩的弦長不能過長，過長則鋼絲繩振動增大，因此，鋼絲繩有跳出天輪輪緣的危險，一般不超過 60m。鋼絲繩的偏角鋼絲繩的弦長與天輪平面的夾角，從上圖可見，偏

25、角有兩個，1 稱外偏角， 2 稱內(nèi)偏角，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，內(nèi)、外偏角不得超過 1°30，否則繩與天輪輪緣的磨損過甚，易發(fā)生鋼絲繩跳出天輪的事故。最大外偏角s aB (H 303)(d )2 tan12DLx最大內(nèi)偏角B( s a ) 3( d )1 tan12Lx式中 s 兩天輪間的距離（ m），其值決定于容器的規(guī)格及提升容器在井筒內(nèi)的布置，可查提升機規(guī)格表中兩滾筒中心距；a兩滾筒之間的間隙（m），其值見提升機規(guī)格表。滾筒下繩的出繩角（或稱下繩仰角）鋼絲繩弦與水平之間的夾角稱滾筒鋼絲繩的出繩角，出繩角大小影響提升機主軸的受力情況。大于零時鋼絲繩拉力有一向上的分力能抵消一部分主軸的重力，減

26、少它的重力彎矩，相對提高了主軸的強度。另外下出繩角過小，鋼絲繩有可能與提升機基礎(chǔ)想接觸，會增大鋼絲繩的磨損。為此出繩角不應(yīng)小于提升機規(guī)格表中規(guī)定值。對于JK 型提升機下出繩角不應(yīng)小于15°。即下出繩角 值為：tan1 H jC0sin1 DtDLsRt2Lx第 2 章設(shè)備選型計算2.1 計算數(shù)據(jù)初期開采七 2 煤時1、生產(chǎn)能力： 0.30Mt/a2、工作制度：年工作日330d，每天凈提升時間 16h。3、井深： H=277m4、提升方式：雙箕斗提升，采用定重裝載。后期開采二 1 煤時1、生產(chǎn)能力： 0.45Mt/a2、工作制度：年工作日330d，每天凈提升時間 16h。3、井深： H

27、=577m4、提升方式：雙箕斗提升，采用定重裝載2.2 提升容器的選擇與確定計算該礦井初期開采七2 煤時井深277m，后期開采二1 煤時井深577m，根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定，為避免提升系統(tǒng)的重復(fù)改擴建,同時考慮到礦井后期開采二1 煤時井筒深度增加，所以初期開采七2 煤和后期開采二1 煤時主、副井提升設(shè)備統(tǒng)一按開采最終水平選擇計算。計算過程以后期開采二1 煤的提升設(shè)備選型計算為準。確定經(jīng)濟提升速度V=(0.3-0.5)×577 =7.2-12.01m/s?。?Vm=8m/s， 1=1.0m/s 22-1計算一次提升循環(huán)時間Tx = 8 577 108=98.1s18根據(jù)礦井年產(chǎn)量

28、和一次提升循環(huán)時間即可求出一次提升量Qj = 4500001.21.298.1 =3.3t360033016據(jù)此提升容器選擇 JDS-4/55×4Y 型標準多繩箕斗（鋼絲繩罐道），箕斗自重QZ=6500kg（含連接裝置） ,載重量 Q=4000kg，提升鋼絲繩4 根，平衡尾繩2 根，鋼絲繩間距 300mm。2.3 鋼絲繩的選擇與計算繩端荷重Qd=QZ+Q=6500+4000=10500kg鋼絲繩垂長度Hc=H-HZ+Hh+HX+Hg+Hr+0.75RT+e=577-30+11.008+12+6.5+10.9+0.75×0.925+5=593.1m首繩單位長度重量計算Qd10

29、500PK=n(110 BH c )4 (110 167593.1)m=7=1.29kg/m式中： B鋼絲繩計算抗拉強度，取1670MPam鋼絲繩安全系數(shù)，取 7根據(jù)以上計算，首繩選用22ZAB-6V × 30+FC-1670-307型鋼絲繩左右捻各兩根。其技術(shù)參數(shù)如下：鋼絲繩直徑dk=22mm，鋼絲破斷拉力總和Qq =307200N，鋼絲繩單位長度質(zhì)量為 Pk=1.96kg/m。尾繩單位長度重量計算n4qk= n Pk= 2 × 1.96=3.92kg/m式中： n 首繩鋼絲繩根數(shù)n=4n尾繩鋼絲繩根數(shù)n=2根據(jù) 以上 計算 ，尾 繩選 用 88× 15NAT-

30、P8× 4 × 7-1360型扁 鋼絲繩 2 根， 單 重q=3.82kg/m。2.4 提升機的選擇主導(dǎo)輪直徑D90d=90×22=1980（mm）最大靜拉力和拉力差計算最大靜拉力：Fj=Q+Qc+nPkHc=6500+4000+4×1.96×593.1=15150kg最大靜張力差：Fc=Q=4000kg據(jù)此主井提升裝置選用JKMD-2.25 × 4（ I）E型落地式多繩摩擦式提升機，其主要技術(shù)參數(shù)為：摩擦輪直徑D=2250mm，天輪直徑 DT=2250mm，最大靜張力 215kN ，最大靜張力差 65kN，鋼絲繩根數(shù) 4根，摩擦輪鋼

31、絲繩間距300mm，提升速度 V=6.5 m/s，減速比 i=10.5,提升機旋轉(zhuǎn)部分變位質(zhì)量mj =6500kg，天輪變位質(zhì)量mt=2300kg，襯墊摩擦系數(shù) =0.23。2.5 提升系統(tǒng)的確定井塔高度Hj=H X+Hr+Hg+0.75RT +e=12+10.9+6.5+0.75×1.125+5=35.2m取 HJ=36m提升機摩擦輪中心線距井筒中心線距離L S0.6Hj+3.5+D=0.6×36+3.5+2.2527.35m取 L S=28m鋼絲繩弦長(H j1 C0 )2(LSsDt)222.0042.25222(31 0.8) (282)下弦長 L X1=2=39.

32、8m( H j C0 )2( LSsDt)2(36 0.8)2(282.0042.252222)上弦長 LX=2=44.9M式中： HJ1- 井架下層天輪高度C0-摩擦輪中心與地平距離鋼絲繩的出繩角00063卸載平面2.25m+36m2.25m+31m8273165173020501+12m300021+0m28000提升中心線000775裝載平面0000344900398000081、本圖井口標高設(shè)為+0m。2、首繩為 22ZAB6V*30-1670型，4根。3、尾繩為 85*17NAT-P8*4*7型，2根。4、單位為 mm。5、繩間距為 300mm。主井提升系統(tǒng)圖圖6-1-1下出繩角：H

33、 j1C0D Dt" 下=arctan LssDt +arcsin 2Lx122=ARCTAN310.82.252.252.0042.25 +ARCSIN=52°399282239.82上出繩角：上 =arcsinH j C0=51°3728"Lx包圍角的確定經(jīng)計算圍包角 =181°14"2.6 鋼絲繩與提升機的校驗首繩安全系數(shù)m=nQq4307200=8.3>7.20.0005H=(6500 40004 1.96 593.1) 9.8(QQc +nPk H c ) g=6.9滿足要求最大凈拉力和最大凈張力差最大靜拉力：Fj =

34、15150kg=148kN<215kN最大靜張力差：Fc=4000kg=39kN<65kN滿足要求2.7 預(yù)選電動機提升機轉(zhuǎn)數(shù)n= 60Vi = 60 6.510.5 =579.6r/minD2.253.14據(jù)此主井絞車電機選用Z450-3A 型直流電動機，660V， 500kW，其額定轉(zhuǎn)速為2ne =611r/min ，轉(zhuǎn)動慣量 md=50.5kg?m。提升機最大速度Vm=Dne=3.142.25 611=6.9(m/s)60i6010.5預(yù)算電動機功率P= KQgV×=1.1540009.86.5 ×1.2=382.2kW1000j10000.92式中： K

35、 礦井阻力系數(shù)，取K=1.15；Q 一次提升實際貨載量；提升系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時，加減速度及鋼絲繩重力因素影響系數(shù)；j 減速器傳動效率，j=0.92；2.8 電動機等效計算運動力計算運動力計算（按平衡系統(tǒng)計算H t0 ）提升開始F0=Kmg+H t+ ma0=1.15 ×4000×9.8+42001 ×0.48=65240N初加速終了：F0'F0加速度開始：F1F0Ma1a0=65240+42001×（0.50.48）=66081N加速終了：F2F1等速開始：F2=F1 ma1=66081 42001 ×0.50=45080N等速終了：F2 =F

36、2減速開始：F3=F2 ma3=4508042001×0.50=24080N減速終了：F =F33爬行開始：F4=F3 + ma3=24080+42001×0.50=45080N爬行終了：F4 =F4等效時間Td=（t0+t1+t3+t4+t5）+t2+= 1 ×（ 3.13+10.8+12.8+6+1）+68.4+ 1 ×12=89.3s23式中： 低速運轉(zhuǎn)散熱不良系數(shù)，= 1/2；停車間歇時間散熱不良系數(shù), =1/3。等效力Fd= F 2 dt =2.19 1011=49533NTd89.32.9 電耗計算提升一次電耗QH t9000515（ kw&

37、#183; h）E1=12.622次102 36001023600每次提升實際電耗F =14433 3.3+15794 9+10351 (64.5+6)+3093 9.25+76291.1=956523(kw· s)E1.02Ft Vmax1023600dx=1.029679856.89410236000.90.930.95=23（kw· h）次每噸煤耗電量ET =E=23=2.511(h)Q9kw·t提升機效率E1TE=12.696 =0.562=56.223002.10 提升機的防滑驗算由于以上計算的提升容器自重時根據(jù)防滑條件確定的，古需要再驚醒防滑驗算，但考

38、慮到規(guī)范的要求，結(jié)合本示例具體條件，對防滑驗算的內(nèi)容和方法介紹于下：靜防滑安全系數(shù)j = S2 (e1) = 203380.93S1 S22938820338=2.1021.75動滑安全系數(shù)S2'eu118273.28 0.931.25gS1'S2'=1.25631807.37 18273.52S1'S1S1 a1R1g2= 29338 29338 0.6 0.15 90009.812=31807.37'S2GDdR2S2S2a1g2=203382033832800.60.1590009.812=18273.52制動力矩的驗算M zh =Ma3 ( S1

39、S2 ) RmM jM j=9072.64.23890001.490001.4=3.2723第 3 章礦井提升機的拖動與控制3.1 拖動裝置的種類及性能提升機的拖動裝置共有兩種：交流拖動裝置和直流拖動裝置。目前我國廣泛采用的是交流拖動裝置。為了能夠利用外接電阻調(diào)速，必須使用交流繞線型感應(yīng)電動機。調(diào)速時，將產(chǎn)生附加電能損失。由于交流電動機外接電阻遠轉(zhuǎn)時，電動機的人工特性曲線過陡，低速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性較差。目前由于換向器容量的影響，交流單機拖動裝置的容量限制在 1000kw以下。礦井提升所需要功率超過 1000kw 時，若仍想采用交流拖動裝置，可以使用雙機拖動機。交流拖動裝置也有不少優(yōu)點：系統(tǒng)比較簡單

40、、設(shè)備價格比較和使用經(jīng)驗比較成熟等。由于采用了安全可靠的電氣動力制動、低頻拖動制動以及微機拖動等措施，交流拖動裝置控制系統(tǒng)的安全性及自動換程度均有大幅的提高。在直流拖動裝置中，采用它激直流電動機拖動提升機。調(diào)速時，應(yīng)改變它激直流電動機的電樞電壓。由于礦井都采用交流電源，所以要增設(shè)變流設(shè)備，或者采用價格昂貴的變流機組，或者采用可控硅整流設(shè)備。若采用變流機組，需要增設(shè)兩個和電動機容量相仿的大型電機。采用可控硅整流的直流拖動提升設(shè)備是有發(fā)展前途的。直流拖動裝置與直流拖動裝置相比較的只要優(yōu)點是：調(diào)速時無附加電能損失，低速調(diào)速性能好，易于實現(xiàn)自動化。若提升機所需拖動裝置的容量超過1000kw，應(yīng)盡量采用

41、直流拖動裝置。3.2 提升電動機容量的計算和電動機的選擇從提升系統(tǒng)的速度圖，力圖可以看出，一個提升循環(huán)T 中，速度 v 及拖動力 F 都是變化的。這時，顯然不能只根據(jù)某一階段的速度和負載選擇電動機。選擇電動機容量的依據(jù)是電機線圈的發(fā)熱量。若電動機以變速度變力矩運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的熱量與此電動機以額定轉(zhuǎn)速和固定力矩運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的熱量相等，就可以根據(jù)該固定力矩和額定轉(zhuǎn)速來計算和選擇電動機的容量，通常稱此固定力矩為等效力矩。提升電動機的選擇礦井提升機是煤礦大型固定設(shè)備之一，它在礦井生產(chǎn)中占有極其重要的地位，正確合理地選擇提升機具有重大的經(jīng)濟意義。（1）確定電機額定轉(zhuǎn)數(shù) ne 計算：60 i Vm60 11.510.39652.33 rn e3.143.5Dmini 為減速器的傳動比由于箕斗容積較大，故預(yù)定同步轉(zhuǎn)數(shù)nt =750r/min 。（2）預(yù)選電動機功率Pe有 nt 可估定額定轉(zhuǎn)速 ne =742r/min 。實際最大提升速度 V m :D ne3.143.5 74211.82 mV m6011.