畢業(yè)設計礦井提升系統(tǒng)仿真平臺改進方案

1、 . PAGE26 / NUMPAGES26第一章 礦井提升機系統(tǒng)高仿真平臺的概述1.1、系統(tǒng)簡介圖1 提升機系統(tǒng)高仿真平臺礦井提升機系統(tǒng)自動控制高仿真平臺以提高提升效率、節(jié)能降耗、安全運行為設計理念，針對交流提升系統(tǒng)進行仿真設計。該系統(tǒng)完全模擬井底煤倉裝載、定量稱重和箕斗自動裝載、井上煤倉卸載與提升機全自動提升過程?？煞謩e實現(xiàn)提升機全自動運行控制和手動控制。在控制面板上還包括了信號系統(tǒng)和故障模擬功能，具備以太網(wǎng)通訊功能，可實現(xiàn)與集中控制平臺的連接。礦井提升機系統(tǒng)自動控制高仿真平臺如圖1所示。1.2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1 提升機系統(tǒng)高仿真平臺整個系統(tǒng)分為機械部分和電氣控制部分，機械部分包括提升用交流電

2、機、滾筒、天輪、井架、提升箕斗、鋼絲繩、裝卸載機構(gòu)、摩擦輪等設備；電氣部分包括西門子S7-300 PLC、變頻器、位置傳感器、軸角編碼器、控制面板、觸摸屏和控制軟件等。1.3、運行方式用戶可以在遠程控制平臺、觸摸屏以與就地控制面板完成對系統(tǒng)的監(jiān)控。綜合考慮系統(tǒng)對于實時性、可靠性以與傳輸距離等的要求，監(jiān)控網(wǎng)絡采用MPI網(wǎng)絡與工業(yè)以太網(wǎng)相結(jié)合的形式。當設定為就地方式時，用戶可在就地控制面板完成對提升機系統(tǒng)和裝載系統(tǒng)的操作；集中方式分別對應觸摸屏，實現(xiàn)提升機和裝載皮帶的一鍵啟?？刂?；選擇遠程方式時，提升機和裝載系統(tǒng)將根據(jù)上一級系統(tǒng)條件自動啟停，或根據(jù)當前系統(tǒng)條件執(zhí)行自動控制程序。1.4、工作原理礦井

3、提升機系統(tǒng)自動控制高仿真平臺的整個工作過程是由采煤機采地煤，經(jīng)過運輸皮帶進入主煤倉，在由皮帶運送到定量倉，最后進入箕斗提升機，完成了煤炭的裝載過程。由主電機帶動卷筒旋轉(zhuǎn)，繞過天輪的鋼絲繩連結(jié)箕斗上下運動，完成上下提升運動。提升機中的箕斗在上下提升運動過程中主要進過幾個階段：加速階段，箕斗在裝滿煤后速度在不斷增加這段時間很短；勻速階段，箕斗在加速階段后，速度達到額定速度后就不會再增加，一直以這個速度提升，這個過程時間較長，路程也最長；減速階段，箕斗都經(jīng)過減速開關(guān)后，就要一直在減速，這段時間也很短；爬行階段，箕斗經(jīng)過減速階段速度達到爬行速度，箕斗就一直以這個速度提升，直到箕斗到達停車點時，箕斗速度

4、就會立即減為零，箕斗停止。 1.5、使用說明用戶可在就地控制面板完成對于提升機系統(tǒng)和裝載系統(tǒng)運行方式的設定，可以將其設定為就地、集中、遠程三種方式中的任意一個。當設定為就地方式時，用戶可在就地控制面板完成對提升機系統(tǒng)和裝載系統(tǒng)的操作；集中方式分別對應觸摸屏，實現(xiàn)提升機和裝載皮帶的一鍵啟?？刂疲贿x擇遠程方式時，提升機和裝載系統(tǒng)將根據(jù)上一級系統(tǒng)條件自動啟停，或根據(jù)當前系統(tǒng)條件執(zhí)行自動操作。第二章 仿真平臺改進的基本要求2.1電氣部分的改進要求（1）提升機工作信號應聲光兼?zhèn)?，并具有下井口向上井口發(fā)出開車信號上井口收到下井口開車信號后向車房發(fā)出開車信號的順序閉鎖；井口信號裝置必須與提升機的控制回路相閉

5、鎖。分析：礦井提升機實訓仿真平臺工作信號聲光兼?zhèn)?，實現(xiàn)相關(guān)回路的閉鎖。其控制系統(tǒng)由電氣設備來實現(xiàn)。（2）提升機應具有下列保護裝置：防止過卷裝置：超過終端停止位置0.5m。分析：當提升機的提升容器超過正常終端停止位置0.5m時，必須能自動斷電，并能使保險閘發(fā)生制動作用。其保護由電氣設備來實現(xiàn)。防止過速裝置：等速段15。分析：當提升速度超過最大速度15%時，必須能自動斷電，并能使保險閘發(fā)生作用。其保護由電氣設備來實現(xiàn)。過電流和欠電壓保護裝置。分析：當發(fā)生電動機過電流和欠電壓時，實施保護。其保護由電氣設備來實現(xiàn)。限速保護裝置。分析：提升速度超過3m/s的提升機必須裝設限速保護裝置，以保證提升容器到達

6、終端的速度不超過2m/s。如果限速裝置為凸輪板，其在一個行程的旋轉(zhuǎn)角度不小于270。其保護由電氣設備來實現(xiàn)。閘間隙保護裝置。分析：當閘間隙超過規(guī)定值時，能自動報警和自動斷電。其保護由電氣設備來實現(xiàn)。松繩保護裝置（只有單繩提升機才有）。分析：纏繞式提升機必須設置松繩保護裝置并接入安全回路和報警回路，在鋼絲繩松弛時能自動斷電和自動報警。其保護由電氣設備來實現(xiàn)。減速功能保護裝置。分析：當提升容器到達設計減速位置時，能示警并開始減速。其保護由電氣設備來實現(xiàn)。滿倉保護裝置（只有箕斗提升機才有）。分析：箕斗提升的井口煤倉倉滿時能報警和自動斷電。其保護由電氣設備來實現(xiàn)。（3）收到開車信號后，確定提升方向，按

7、照（啟動）加速、等速、減速、爬行、抱閘停車的順序操作，在不同階段，提升容器的運行速度也有所變化。說明：防止過卷裝置、防止過速裝置、限速裝置和減速功能保護裝置應設置為相互獨立的雙線型式。立井、斜井纏繞式提升絞車應加設定車裝置。故障演示功能：如過卷0.5m后，提升機過卷保護動作，提升機自動斷電，同時施保險閘。其他如過速保護、深度指示器失效保護等也可以試驗。高、低壓與操作臺送電，啟動潤滑、制動油泵。（可模擬）2.2機械部分的改進要求（1）檢查操作臺上個儀表，如電流表、電壓表、壓力表等。操作臺上應安有上述儀表，其指示數(shù)值與提升機運行狀態(tài)對應。（2）深度指示器失效保護裝置（應安裝1臺深度指示器）分析：當

8、指示器失效時，能自動斷電并使保險閘發(fā)生動作。也可以另外加設一臺圓盤式深度指示器。（3）提升機應具有可調(diào)節(jié)的工作閘和自動控制的保險閘，在操作臺上，有相應的手動閘把和應急按鈕。分析：在操縱臺上應安裝有手動閘把和應急按鈕與各種儀表，對提升機運行狀態(tài)實施監(jiān)控。第三章 控制面板的改進3.1控制面板的結(jié)構(gòu)控制面板由控制按鈕、觸摸屏、運行狀態(tài)指示燈和報警保護等組成?？刂泼姘迦鐖D2所示。觸摸屏控制按鈕運行狀態(tài)指示燈報警保護報警保護圖2 控制面板3.2控制面板的改進控制面板是集操作、提升運行狀態(tài)指示、報警保護裝置、將控制面板改進成操縱臺，更能真實直觀的了解提升系統(tǒng)的操縱平臺。真實的體驗提升機操作過程，更深刻的了

9、解提升系統(tǒng)。操縱臺主要由顯示屏、制動手把、操縱手把、儀表、按鈕和指示燈等組成。操縱臺前平面左側(cè)裝有4個主令開關(guān)，中間裝有4個轉(zhuǎn)換開關(guān)，左右兩側(cè)裝有一定數(shù)量的按鈕。儀表主要顯示的容有數(shù)字式深度指示器、提升速度、電流、電壓、制動油壓等。指示燈的容有提升機與附屬設備運行狀態(tài)指示、信號指示和安全狀態(tài)指示。選擇開關(guān)由過卷復位開關(guān)、自鎖式緊急停車按鈕等。操縱臺是提升機集中控制的操縱臺，其上除司機用的操縱手把外，集中了各類儀表和信號指示器，以顯示提升機制動系統(tǒng)壓力。運動參數(shù)、電參數(shù)等各種運行參數(shù)和提升機工作狀態(tài)。另外操縱臺集中了部分安全制動按鈕或踏板，以實現(xiàn)意外情況發(fā)生時的應急操作，保證提升運輸安全。3.3

10、改進后的操縱臺操縱臺斜面上裝油壓表、信號燈和電壓表。油壓表中指示制動系統(tǒng)的油壓和潤滑系統(tǒng)的油壓值。圖3 操縱臺牌坊式深度指示器踏板操縱手把制動手把顯示屏屏指示燈按鈕儀表在操縱臺上裝制動和操縱手把。操縱人員左手扳動的是制動手把，它是用來操縱制動系統(tǒng)和制動器，以實現(xiàn)對提升機主軸的裝置的抱閘或松閘，該手把的下面與自整角機相連。改進后的操縱臺如圖3所示。3.4改進介紹在操縱臺上裝設顯示屏、制動手把、操縱手把、儀表、按鈕、踏板、指示燈等。（圖4 儀表1）儀表儀表為嵌入式安裝，兩側(cè)各有一個固定附件，將附件卡入儀表，擰緊螺絲，即可固定在屏上。電氣保護管在儀表安裝中使用較多它用來保護電線。配管時要注意保護管徑

11、和管穿的電纜數(shù)。通常電纜的直徑之和不能超過保護管徑圖5 踏板的一半。儀表如圖4所示。（2）踏板安全制動踏板是在意外情況發(fā)生時的應急操作，保證提升運輸安全。踏板安裝到支架上，然后將踏板、支架移到合適的位置，再把所有螺栓擰緊。踏板圖6 操作手把如圖5所示。（3）操縱手把操作人員右手操縱手把（操縱手把如圖6所示）的作用是控制主電動機的啟動、停止、和正反轉(zhuǎn)，手把下部經(jīng)過鏈條傳動帶動主令控制器（主令控制器如圖7所示），使主電動機轉(zhuǎn)子回路接入或切斷電阻而使提升機實現(xiàn)減速或加速。當操縱手把處在中間位置時，主電動機斷電停止轉(zhuǎn)動；當操縱手把由中間位置向前推動時，主電動機正向啟動；向后推動時，反向啟動；當操縱手把

12、由最前面或最后面圖7 主令控制器推到中間位置時，主電動機由減速直到斷電停車，提升機完成一次提升任務。當操縱人員將手把向遠離方向推到最前面，制動手把帶動自整角機發(fā)出信號（自整角機輸出電壓最大），由光電編碼器接受信號，并傳送到plc，經(jīng)過plc處理后，使提升機松閘。當手把向操縱人員方向拉回到最后面時，制動手把帶動自整角機發(fā)出信號（自整角機輸出電壓最?。晒怆娋幋a器接受信號，并傳送到plc，經(jīng)過plc處理后，使提升機抱閘。自整角機圖8 自整角機自整角機是一種將轉(zhuǎn)角變換成電壓信號或?qū)㈦妷盒盘栕儞Q成轉(zhuǎn)角，以實現(xiàn)角度傳輸、變換和指示的元件。它可以用于測量或控制遠距離設備的角度位置，也可以在隨動系統(tǒng)中用作

13、機械設備之間的角度聯(lián)動裝置，以使機械上互不相聯(lián)的兩根或兩根以上轉(zhuǎn)軸保持同步偏轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)。通常是兩臺或多臺組合使用。自整角機如圖8所示。選用時應注意的事項：自整角機的勵磁電壓和頻率必須與使用的電源符合。對尺寸小的自整角機，選電壓低的比較可靠；對長傳輸線，選用電壓高的可降低線路壓降的影響；要求體積小、性能好的，應選400 Hz的自整角機 否則，采用工頻比較方便。相互聯(lián)接使用的自整角機，其對接繞組的額定電壓和頻率必須一樣。在電源容量允許的情況下，應選用輸入阻抗較低的發(fā)送機，以便獲得較大的負載能力。選用自整角變壓器和差動發(fā)送機時，應選輸入阻抗較高的產(chǎn)品，以減輕發(fā)送機的負載。 光電編碼器光電編碼器是一種通

14、過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應用最多的傳感器光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸電動機旋圖9 光電數(shù)字編碼器轉(zhuǎn)時光柵盤與電動機同速旋轉(zhuǎn)經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當前電動機的轉(zhuǎn)速。光電編碼器如圖9所示。西門子S7-300 PLCPLC即可編程控制器是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。PLC是一種專門圖10 西門子S7-300 PLC為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制

15、程序的存儲器，用來在其部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。S7-300 PLC是模擬式中小型PLC，電源、CPU和其他模塊都是獨立的，可以通過U形總線把電源（PS）、CPU和其他模塊緊密固定在西門子S7-300的標準軌道上。每個模塊都有一個總線連接器，后者插在各模塊的背后。電源模塊總是安裝在機架的最左邊，CPU模塊緊靠電源模塊。CPU的右邊是可以選擇的IM接口模塊，如果只用主架導軌而沒有使用擴展支架可以不選擇IM接口模塊。西門子S7-300 PLC如圖10所示。圖11 聯(lián)結(jié)軸聯(lián)結(jié)軸聯(lián)結(jié)軸的主要作用是傳

16、遞轉(zhuǎn)矩，在工作過程中承受載荷，支撐傳動零部件。聯(lián)結(jié)軸如圖11所示。齒輪圖12 齒輪齒輪傳動用來傳遞任意兩軸間的運動和動力，其圓周速度可達到300m/s，傳遞功率可達105KW，齒輪直徑可從不到1mm到150m以上，是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種機械傳動。齒輪傳動的基本要求：傳動準確平穩(wěn)，承載能力強。齒輪傳動的最基本要求之一是瞬時傳動比恒定不變。以避免產(chǎn)生動載荷、沖擊、震動和噪聲。這與齒輪的齒廓形狀、制造和安裝精度有關(guān)。齒輪傳動在具體的工作條件下，必須有足夠的工作能力，以保證齒輪在整個工作過程中不致產(chǎn)生各種失效。這與齒輪的尺寸、材料、熱處理工藝因素有關(guān)。齒輪如圖12所示。采購所需零部件與各種材料，加

17、工操縱臺框架。對零部件進行組裝。組裝后的操縱臺應如圖13所示。主令控制器的作用是根據(jù)才做人員的操縱，來切斷或加入主電動機的轉(zhuǎn)子電阻，以達到加速或減速的目的。交流拖動時操縱手把只需帶動主令控制器，而直流拖動時操縱手把下面的聯(lián)結(jié)軸通過一對齒輪帶動一個自整角機，通過自整角機轉(zhuǎn)角的變化改變其輸出電壓的大小來控制主電動機的轉(zhuǎn)速。這時的主令控制器僅起到操縱主電動機轉(zhuǎn)動方向的作用。操縱臺底部右側(cè)裝有一個踏板裝置，供操縱動力制動時使用。當下放重物時，踏板通過杠桿機構(gòu)使行程開關(guān)動作，以實現(xiàn)主電動機交流斷電，并投入直流，同時使自整角機轉(zhuǎn)動，以西線動力制動。圖13 組裝后的操縱臺在操縱臺上裝制動和操縱手把。操縱人員

18、左手扳動的是制動手把，它是用來操縱制動系統(tǒng)和制動器，以實現(xiàn)對提升機主軸的裝置的抱閘或松閘，該手把的下面與自整角機相連。第四章 深度指示器的改進4.1深度指示器的作用深度指示器是礦井提升機的重要保護檢測裝置之一，其基本作用是檢測并指示容器在井筒中的行程與位置。由于提升機的控制系統(tǒng)屬速度行程控制，給定速度與容器的行程有關(guān)，在各行程位置對速度、加速度都有嚴格的要求，實際運行時如果偏離給定值，控制系統(tǒng)應自動調(diào)節(jié)使之恢復到給定值，若偏差過大則應制動停車實現(xiàn)安全保護。深度指示器的作用：（1）向提升機司機指示提升容器在井筒中的運行位置。（2）提升容器接近井口停車位置時發(fā)出減速信號。（3）當提升容器過卷時，碰

19、鐵撞擊推動裝在深度指示器上的終點開關(guān)，切斷安全保護回路，進行安全制動。（4）減速階段，通過限速裝置進行過速保護。4.2深度指示器的類型1、按測量方法分類。按行程測量方法分深度指示器可分為直接式和間接式(1)直接式行程測量?？赏ㄟ^在鋼絲繩上充磁性紋條、利用有規(guī)律的鋼絲繩繩花做行程信號、利用激光或紅外測距裝置進行行程測量等。直接測量的優(yōu)點是測量精確、可靠，不受鋼絲繩打滑蠕動的影響。缺點是技術(shù)復雜。(2)間接式行程測量。通過與提升容器機械連接的傳動機構(gòu)間接測量提升容器在井筒中的位置，一般通過測量提升機滾筒轉(zhuǎn)角折算成容器行程。當前使用的深度指示器主要采用間接測量行程的方法。間接行程測量的優(yōu)點是技術(shù)設備

20、簡單，容易實現(xiàn)。缺點是由于鋼絲繩的滑動、蠕動、襯墊磨損等原因，不能精確指示容器在井筒中的位置，必要時需進行處理或修正。2、按深度指示器的結(jié)構(gòu)分類。按深度指示器的結(jié)構(gòu)形式目前使用的深度指示器主要有機械牌坊式深度指示器、自整角機圓盤式深度指示器、軸編碼器數(shù)字式深度指示器、水平選擇器或稱監(jiān)控器。4.3數(shù)字式深度指示器的組成顯示屏顯示的容有數(shù)字式深度指示器、提升高度、電流、電壓與油壓等。數(shù)字式深度指示器,采用光電轉(zhuǎn)換方法實現(xiàn)提升容器位置檢測。以單板機為系統(tǒng)控制中樞,具有數(shù)字與模擬指針兩種指示。在信號處理、顯示方式、精度、分辯率控制功能等方面根本區(qū)別并優(yōu)于目前國的牌坊式和圓盤式等機械傳動的深度指示器。數(shù)

21、字式深度指示器系統(tǒng)由信號傳感器、主機、數(shù)字顯示器、模擬指針指示器、卸載到位開關(guān)、控制繼電器等六部分組成。4.4改進介紹根據(jù)仿真平臺改進的基本要求，為滿足深度指示器失效保護裝置，所以給礦井提升機系統(tǒng)高仿真平臺增設一牌坊式深度指示器。圖14 多繩摩擦牌坊式深度指示器（1）多繩摩擦牌坊式深度指示器多繩摩擦牌坊式深度指示器如圖14所示，與普通牌坊式深度指示器相比，多繩摩擦提升機上所用的牌坊式深度指示器有兩個特點，一是有精確指示針，二是有自動調(diào)零的功能。摩擦提升機由于鋼絲繩靠摩擦力傳動，在提升過程中不可避免地要產(chǎn)生蠕動、相對滑動，使深度指示器的指針與提升容器在井筒中的實際位置不相對應，因此摩擦提升機深度

22、指示器必須有調(diào)零裝置，以消除因鋼絲繩滑動、蠕動、彈性伸長等造成的指示誤差。在正常工作狀態(tài)下調(diào)整電機并不轉(zhuǎn)動，故與之連接的蝸桿蝸輪與圓錐齒輪都不轉(zhuǎn)動。此時由提升機主軸傳來的動力經(jīng)傳動軸，使差動輪系圓錐齒輪轉(zhuǎn)動，帶動絲杠轉(zhuǎn)動，螺母粗針指示提升容器位置。螺母精針是在電磁離合器接通后才開始轉(zhuǎn)動，精針刻度盤每格對應相應的提升高度。通常在井筒中距提升容器卸載位置前10m處，安裝一個控制電磁離合器的磁感應繼電器，以便在提升機停車前獲得較精確的指示。如果鋼絲繩滑動使容器達卸載位置而指示針尚未到零位或已超過零位，自整角機的轉(zhuǎn)角同預定零位不對應，輸出電壓達一定值時，通過電控系統(tǒng)使調(diào)整電動機轉(zhuǎn)動，此時因提升機已停止

23、運轉(zhuǎn)，故齒輪不動，蝸桿和蝸輪便帶動齒輪和絲杠轉(zhuǎn)動，直到精指針返回預定零位為止。（2）牌坊式深度指示器的制作以實際牌坊式深度指示器的結(jié)構(gòu)為依據(jù)，按照一定比例縮小，并安裝在操縱臺上。所需零部件：自整角機它可以用于測量或控制遠距離設備的角度位置，也可以在隨動系統(tǒng)中用作機械設備之間的角度聯(lián)動裝置，以使機械上互不相聯(lián)的兩根或兩根以上轉(zhuǎn)軸保持同步偏轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)。自整角機安裝在提升機卷筒主軸上，將轉(zhuǎn)角變換成電壓信號傳送給plc。西門子S7-300 PLC系統(tǒng)功能PLC系統(tǒng)完成礦井提升機操作系統(tǒng)的全部功能，采用西門子公司S7-300系列PLC，CPU模塊為CPU313C，該機集成24輸入/16輸出和5AI/2AO

24、共40個數(shù)字量I/O點5模擬輸入2模擬輸出點。6個獨立得20KHZ高速計數(shù)器，2路獨立的20KHZ高速脈沖輸出，具有PID控制器。處理來自自整角機的電壓信號，從而調(diào)整電動機轉(zhuǎn)動，完成提升的深度指示。圖15 渦輪蝸輪蝸輪、蝸桿組成的運動副常用于減速傳動機構(gòu)中，以傳動兩軸在空間成90交錯的運動。它將電動機不同的轉(zhuǎn)速傳遞給絲杠以帶動指針移動，指出提升的深度。蝸輪如圖15所示。滾珠絲杠圖16 絲杠 滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運動。當由渦輪轉(zhuǎn)動帶動滾珠絲桿轉(zhuǎn)動時，使螺母帶動指針上下移動，從而指出提升的深度。絲杠如圖16所示。安裝滾珠絲杠副時，請不要把螺母從絲杠上拆下來。但

25、在必須把螺母卸下來的場合時，要使用比絲杠底徑小0.20.3mm安裝輔助套筒。將安裝輔助套筒推至螺紋起始端面，從絲杠上將螺母旋至輔助套筒上，連同螺母、輔助套筒一并小心取下，注意不要使?jié)L珠散落。安裝順序與拆卸順序相反。必須特別小心謹慎的安裝，否則螺母、絲杠或其它部零件可能會受損或掉落，導致滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的提前失效。數(shù)字指示指針指示圖17 深度指示器器此深度指示器兼并了牌坊式深度指示器和數(shù)字式數(shù)字式深度指示器的優(yōu)點，并安裝于操縱臺上，即節(jié)省了空間，又便于整體的美觀。第五章 天輪的改進圖18 天輪5.1天輪（1）天輪的作用天輪是礦井提升系統(tǒng)中的關(guān)鍵設備之一，天輪安裝于井架之上，主要支撐提升機卷筒到提

26、升容器間的鋼絲繩并引導鋼絲繩轉(zhuǎn)向用。天輪如圖18所示。（2）天輪的類別天輪按其輪體的運動方式可分為兩類：固定天輪輪體只作旋轉(zhuǎn)運動，主要用于立井提升、鑿井與斜井箕斗提升天輪。游動天輪。輪體做旋轉(zhuǎn)運動和軸向移動，主要用于斜井串車提升。圖19 天輪的結(jié)構(gòu)（3）天輪的結(jié)構(gòu)提升機天輪有輻條式鑄鐵天輪、焊接式天輪、整體鑄鋼天輪和斜井用游動天輪。天輪的結(jié)構(gòu)如圖19所示。主要由透蓋、軸承座、氈圈油封、悶蓋、天輪軸、軸用彈性擋圈、軸承、油杯、固定天輪、襯塊等組成。輻條式鑄鐵天輪易產(chǎn)生早期疲勞斷裂，繩槽易磨損，對鋼絲繩的不利影響較大，使用壽命短。另外此種天輪的兩個軸承為滑動軸承，維護不便，容易發(fā)生燒瓦事故，現(xiàn)已很

27、少采用。焊接式天輪采用焊接結(jié)構(gòu)，重量較輕但天輪整體剛度小，使用中易產(chǎn)生變形和焊縫疲勞開裂現(xiàn)象。由于該天輪裝置安裝在井架上，環(huán)境條件較差，應設有防塵和防雨、雪設備，以保證鋼絲繩與摩擦輪的摩擦系數(shù)不受影響。5.2改進介紹完善天輪結(jié)構(gòu)，把天輪按照一定比例進行縮小，安裝在礦井提升機高仿真平臺的井架上。改進后的天輪更方便人們對其結(jié)構(gòu)的全面認識。（1）天輪 天輪應有輻條，采用鑄鋼鑄造而成，機械性能好，鑄造工藝簡單。（2）軸承座整體式（即非分離式）立式軸承座組座，帶螺絲緊固的軸承箱蓋。這些立式軸承座組座最初是作為輕軌道卡車的軸箱開發(fā)的，但也可用于傳統(tǒng)的立式軸承座組。非分離式立式軸承座組座比分離式軸承座剛性高

28、，有些可承受更重的載荷。外球面軸承座也屬于整體式座。圖20 軸承座刨分式軸承座是帶法蘭軸承座包含一個軸承座底板，帶容納軸的孔和螺栓固定的蓋子?；瑒虞S承座通常是按照我國的國家標準指不用軸承，僅用銅合金代替軸承的軸承座。經(jīng)綜合考慮由于整體式軸承座結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價格低廉，所以選用整體式軸承座。其軸承座如圖20所示。軸承座采用鑄鐵鑄造而成，由兩側(cè)蓋板將軸承軸向定位，由底座螺栓孔固定到井架上。（3）軸承滑動軸承具有結(jié)構(gòu)簡單、拆洗方便、價格低廉；承受載荷的面積大、軸頸與軸瓦之間能存在一層油膜，故可承受較大的沖擊載荷和振動載荷；在轉(zhuǎn)速極高的時候容易形成完全液體摩擦，所以可用于高轉(zhuǎn)速場合；滑動軸承可做成

29、對開式，因而裝配時不象滾動軸承那樣必須由軸的一端裝入，可用于滾動軸承因結(jié)構(gòu)限制無法應用的場合。圖21 滾動軸承滾動軸承具有摩擦阻尼小，啟動靈活；可同時承受徑向和軸向載荷，簡化了支承結(jié)構(gòu)；徑向間隙小，還可用預緊的方法消除間隙，因此回轉(zhuǎn)精度高；互換性好，易于維護。經(jīng)綜合考慮選用深溝球滾動軸承。深溝球滾動軸承如圖21所示。（4）天輪軸圖22 天輪軸軸是傳遞運動和轉(zhuǎn)矩并支承回轉(zhuǎn)的零件。該軸應滿足靜強度、疲勞強度、剛度、震動穩(wěn)定性條件。礦井提升機系統(tǒng)高仿真平臺是礦井提升的縮小版，是反映礦井提升的過程。經(jīng)過綜合考慮天輪軸采用光軸。固定天輪采用鍵連結(jié)到天輪軸上。天輪軸如圖22所示。第六章 框架的改進6.1框

30、架圖23 框架框架由若干梁和柱連接而成的能承受垂直和水平荷載的平面結(jié)構(gòu)或空間結(jié)構(gòu)。礦井提升機系統(tǒng)高仿真平臺的框架主要是固定提升箕斗的導軌、天輪、提升機?？蚣苋鐖D23所示。6.2改進介紹提升系統(tǒng)有很多細節(jié)部分，如膠帶輸送機定量斗箱裝載設備由于框架的遮擋，不容易被人觀察。根據(jù)原來框架的缺點，所以框架選擇由透明塑料制作。以便更一步的了解提升系統(tǒng)。 箕斗的導軌如圖24所示。底框架的結(jié)構(gòu)如圖25所示。圖25 底框架圖24 導軌第七章 新礦井提升機系統(tǒng)高仿真平臺7.1主要功能1.運行方式加速等速運行減速2.控制方式手動/自動(1)手動方式由主令控制器手柄控制電機的加速，運行，減速，停車。(2) 自動方式將

31、主令控制器手柄打到零位，可調(diào)閘也打到零位，根據(jù)信號系統(tǒng)發(fā)出的信號按下啟動按鈕后電機將自動啟動，加速，等速，減速和停車。3.保護功能(1)上、下限過卷報警保護；(2)等速段過速報警（額定速度15%）保護；(3)過負載，欠電壓報警保護；(4)松繩報警保護；(5)閘間隙保護；(6)滿倉報警保護；(7)深度指示器失效報警保護； (8)減速保護； (9)限速保護；7.2新提升系統(tǒng)高仿真平臺 新提升系統(tǒng)高仿真平臺總體大概結(jié)構(gòu)如圖25所示。新提升系統(tǒng)高仿真平臺的各種尺寸圖見附錄。圖25 新提升系統(tǒng)高仿真平臺總體大概結(jié)構(gòu)總結(jié)畢業(yè)設計是我們作為學生在學習階段的最后一個環(huán)節(jié)，是對所學基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一種綜合應用，是一種綜合的再學習、再提高的過程，這一過程對學生的學習能力和獨立思考與工作能力也是一個培養(yǎng)，同時畢業(yè)設計的水平也反映了大學教育的綜合水平。在大學的學習過程中，畢業(yè)設計是一個重要的環(huán)節(jié)，是我們步入社會參與實際工作的一次極好的演示，也是對我們自學能