多繩摩擦提升機2

多繩摩擦提升機2,摩擦,磨擦,提升,晉升 徐州工程學院畢業(yè)設計(論文) 圖書分類號： 密 級： 畢業(yè)設計(論文) 小梁山煤礦主井提升設備選型設計 (多繩摩擦式提升機) THE TYPE SELECTION AND DESIGN OF MAIN SHAFT LIFTING EQUIPMENT FOR COAL OF XIAO LIANGSHAN (MULTI-ROPE FRICTION HOIST) 學生姓名 學院名稱 專業(yè)名稱 指導教師 20**年 5月 27日 II 摘要 本文主要介紹了小梁山煤礦主井提升設備（多繩摩擦式提升機）的選型設計以及各配件的選用和零部件的設計和校核等內(nèi)容。通過對給定的小梁山煤礦的年產(chǎn)量和礦井深度的計算，選擇合適的箕斗，鋼絲繩，提升機和電動機，并對選定的鋼絲繩，提升機和電動機進行校驗，以及電動機等效功率計算。并對選定的提升設備進行了運動學和動力學分析以及電耗計算。通過對主井提升設備的選型計算以及對其進行校驗，選擇最適合于小梁山煤礦的安全，合理，經(jīng)濟的提升設備。 關鍵詞 主井提升設備；多繩摩擦式提升機；箕斗 Abstract This paper mainly introduces the type selection and design of main shaft lifting equipment for coal of Xiao liangshan (multi-rope friction hoist)and the selection of parts fittings content and the design and check of it. Based on the calculation of annual output and coal mine deep given of Xiao liangshan, choose the appropriate skip, wire rope, hoist and motors. By checkout the hoist rope,hoist and motor, to equivalent power calculation of motor, and analysis the kinematics and dynamics and consumption calculation of the selected hoist . Through the selection of selected design calculations and link checking lifting equipment, choosing the most suitable and safety, reasonable, economic lifting devices for this mine. Keywords Main shaft lifting equipment multi-rope friction hoist skip 徐州工程學院畢業(yè)設計(論文) 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 2主井提升機的選型設計 3 2.1 計算原始數(shù)據(jù) 3 2.2 箕斗的選型 3 2.3 提升鋼絲繩的選擇 7 2.3.1鋼絲繩的最大懸垂長度 7 2.3.2 估算鋼絲繩每米重力 7 2.3.3 鋼絲繩安全系數(shù)校核 8 2.3.4 提升鋼絲繩的維護和試驗 9 2.4 選擇提升機 10 2.5 提升機的維護與檢修 12 2.5.1 提升機設備的日常維護 12 2.5.2 提升機設備的定期檢查 12 2.5.3 提升機設備的計劃維修 13 2.5.4 提升機的潤滑 14 2.5.5 主提升機操作工自檢自修的具體內(nèi)容 15 2.6 提升系統(tǒng)的確定 16 2.7 提升容器的最小自重 17 2.8 預選電動機 18 2.8.1 電動機轉(zhuǎn)數(shù) 18 2.8.2 提升機的最大速度 18 2.8.3 預選電動機功率 18 2.9 提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量 19 2.9.1 變位重量 19 2.9.2 變位質(zhì)量 19 3 提升設備的運動學和動力學 20 3.1 提升速度圖 20 3.1.1 六階段速度圖 20 3.1.2 加速度的確定 21 3.2 提升能力校核 25 3.3 電動機等效功率計算 25 3.3.1 運動力計算 25 3.3.2 等效力計算 27 3.3.3 等效功率 28 3.3.4 校核電動機過負載系數(shù) 28 3.4 電耗計算 28 4 提升機的防滑驗算 30 4.1 提升機的防滑驗算 30 4.1.1 靜防滑安全系數(shù) 31 4.1.2動防滑安全系數(shù) 31 4.1.3 制動力矩的驗算 32 5 最終的確定方案 33 結論 34 致謝 35 參考文獻 36 7 1 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，被喻為礦山運輸?shù)难屎?。因此礦山提升設備在礦山生產(chǎn)的全過程占有重要的地位。 我國早在公元前1100年左右就發(fā)明和使用了轆轤提水和提升重物，這就是現(xiàn)在提升機的始祖。1953年撫順重型機器廠制造了我國第一臺纏繞式提升機；1958年洛陽礦山機器廠制造了第一臺多繩摩擦提升機。國外礦井提升機的發(fā)展有幾個代表性的時期：1827年出現(xiàn)第一臺蒸汽提升機；1877年制造了第一臺單繩摩擦提升機；1905年使用了第一臺電動提升機；1938年創(chuàng)造了第一臺多繩摩擦提升機；1957年發(fā)明了多繩纏繞式提升機。 一個現(xiàn)代化的礦井在提升設備的選型上尤為重要。因為提升設備選型的合理與否，直接關系到礦井的安全和經(jīng)濟性，因此確定合理的提升系統(tǒng)時，必須經(jīng)過多方面的技術經(jīng)濟比較，結合礦井的具體條件選擇合適的設備。目前我國可以成批生產(chǎn)各種現(xiàn)代化大型礦井提升機以及各種配套設備，無論從設計、制造、自動控制等各方面，我國生產(chǎn)的礦井提升設備都正在跨入世界先進的行列。 根據(jù)礦井提升機工作原理和結構的不同，可分為纏繞式提升機和摩擦式提升機。單繩纏繞式提升機是較早出現(xiàn)的一種，它工作可靠，結構簡單，但是僅適用于淺井及中等深度的礦井，而對于井深超過300米的礦井，宜選用多繩摩擦式提升機。在國內(nèi)外，多繩摩擦式提升機飛躍發(fā)展，其發(fā)展速度遠遠超過單繩纏繞式提升機，這是因為它有著許多單繩纏繞式提升機無法比擬的優(yōu)點，其優(yōu)點如下： 1) 提升容器及靜荷載由多根鋼絲繩共同承擔，提升鋼絲繩直徑較小，主導輪直徑及整個機器尺寸都相應縮小，設備重量也減輕了。 2) 由于提升容器是同時懸吊在多根鋼絲繩上，這些鋼絲繩一般不會同時拉斷，故可以不設置防墜器。 3) 主導輪直徑的縮小，系統(tǒng)的慣量和主軸上的扭力矩也隨之減小，因而可以使用高速電動機和重量較輕的減速器，電動機功率和電能消耗都相應降低。 4) 提升鋼絲繩的根數(shù)是偶數(shù)，且由左向捻和右向捻各占一半組成，可以互相抵消鋼絲繩運行中松捻的扭力，減輕了提升容器對罐道的運行阻力，因而延長了罐道及罐耳的使用壽命。 5) 當多繩摩擦輪提升機安裝在井塔上時，減少了工業(yè)廣場的占地面積，并為地面生產(chǎn)系統(tǒng)的布置創(chuàng)造了有利條件。 下面是我針對不同的礦井的地質(zhì)、煤層等情況，進行綜合計算分析后，本著安全、經(jīng)濟等原則對提升設備系統(tǒng)進行的選型設計。 本設計充分貫徹以下設計原則：根據(jù)國家現(xiàn)有的設備生產(chǎn)狀況，結合某些使用中的具體情況，以及經(jīng)濟角度出發(fā)盡量選用國產(chǎn)設備并力求在條件基本相當?shù)那闆r下進行技術的方案比較，選擇即經(jīng)濟又合理的設備。 由于本人水平有限，設計中難免出現(xiàn)錯誤和不足之處，敬請各位老師指正。 2主井提升機的選型設計 2.1 計算原始數(shù)據(jù) 1）礦井年產(chǎn)量：=150（萬噸）； 2）礦井深度：=400（m）； 3）提升設備工作制度：年工作日按每年工作300天計算，日工作小時數(shù)按日工作14小時計算； 4）原煤的密度=900（)。 2.2 箕斗的選型 箕斗是單一用途的體橫容器，僅用于提升煤炭或礦石。立井單繩箕斗是我國煤礦廣泛采用的固定斗箱底部卸載式箕斗，采用曲軌連桿下開折頁平板閘門結構，其優(yōu)點是閘門結構簡單，嚴密，閘門向上關閉沖擊小，當煤倉已滿，煤未卸完時，卡箕斗產(chǎn)生斷繩的可能性小。箕斗閘門開啟主要借助煤的壓力，因而卸載時傳遞到卸載曲軌上的力較小，改善了井架受力狀態(tài)。該閘門的缺點是：如果閉鎖裝置一旦失靈，閘門可能由于震動，沖擊而在井筒中自行開啟，不但會把煤卸在井筒里，還會撞壞井筒裝備(如罐道，罐道梁等)，因此必須經(jīng)常認真檢查閉鎖裝置。立井多繩箕斗結構基本與單繩箕斗相同，不同點是連接裝置有所區(qū)別，多繩箕斗下部還有尾繩裝置和安裝配重的地方。為了客服上述箕斗閘門的缺點，國內(nèi)外還研制了插板式閘門和圓板式閘門箕斗。 箕斗的導向裝置可以采用剛性罐道或鋼絲繩罐道。在采用鋼絲繩罐道時，除應考慮箕斗本身平衡外還要求裝煤后仍能保持平衡，所以在斗箱內(nèi)上部應安裝可調(diào)節(jié)的溜煤板。國外普遍使用大容量箕斗，一般有效載荷在30t以上，使用壽命一般在10～20年。閘門型式多為底卸式扇形閘門，外動力開啟式。斗箱結構大體有兩種型式，一是由外層面板和內(nèi)層襯板組成；另一種是整個斗箱采用耐磨合金鋼或不銹鋼，無襯板，質(zhì)量可減少10%～15%。 箕斗設計主要應考慮其機構輕而堅固，有足夠的剛度，裝卸載快，閘門工作可靠。 箕斗裝載設備是指從井下煤倉向箕斗裝載原煤的中間貯裝與計量裝置。對裝載設備的要求是定量，定時，準確，快速的裝載；其體積要?。徊⑦m合井下煤塵，水分較大的特點。目前立井箕斗裝載設備主要有兩種型式。 (1) 計量倉式箕斗裝載設備 計量倉式箕斗裝載設備由斗箱，溜槽，閘門，控制缸和壓磁測重裝置組成。當箕斗到達井底裝載位置時，通過控制元件開動控制缸，將閘門打開，斗箱中的煤便沿溜槽全部裝入箕斗。利用壓磁測重裝置來控制斗箱中的裝煤量。由于工作條件惡劣，目前的壓磁測重裝置使用效果不好，很難準確定量裝載，有待改進。計量倉式裝載設備結構簡單，環(huán)節(jié)少，裝載不用其它機械，在我國已定為標準裝載設備。 (2) 計量輸送機式箕斗裝載設備 計量輸送機式箕斗裝載設備中，板式或帶式輸送機安放在稱重裝置——負荷傳感器上，輸送機先用0.15～0.3的速度裝煤，當裝煤量達到規(guī)定值時，由負荷傳感器發(fā)出信號，控制煤倉閘門關閉，輸送機也停止運行。待空箕斗到達裝煤位置時，輸送機以0.9～1.2的速度將煤快速裝入箕斗。其優(yōu)點是不需開鑿較大的洞室，減少煤的裝倒次數(shù)，向箕斗裝載均勻減少了提升鋼絲繩的沖擊荷載，利于實現(xiàn)提升自動化。 1）提升高度,見式(2.1) 式(2.1) =400+25+13 =438（m） 式中 ——礦井深度； ——裝載高度：由井下煤倉及裝載設備尺寸確定，可估取=18～25（m），取Hz=25（m）； ——卸載高度：由地面生產(chǎn)系統(tǒng)要求而定，可取=13（m）。 2）經(jīng)濟提升速度,見式(2.2) =(0.3～0.5) 式(2.2) = =10.46（m/s） 式中，取=0.5 3）估算一次循環(huán)提升時間,見式(2.3) 式(2.3) = =75（s） 式中：——提升加速度，估取=0.8（）； u——箕斗在卸載曲軌內(nèi)爬行時間，取u=10（s）； ——箕斗裝卸載時間（休止時間），一次提升量約為10t，所以取=10（s）。 4）確定一次合理提升量，見式(2.4) 式(2.4) = =10.268（t） 式中: C——提升不均衡系數(shù)，《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定，有井底煤倉時為1.10～1.15,取C=1.15； ——提升能力富裕系數(shù)，《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定，主井提升設備一般對于第一水平留有20%的富裕系數(shù)，取C=1.2； ——年工作日，取=300天； ——是每天工作小時數(shù)，取=14 小時； ——年產(chǎn)量，噸； ——估算一次循環(huán)提升時間，秒。 5） 選擇標準箕斗： 為提升容器在井筒中運行導向的裝置稱為罐道。罐道分為剛性罐道和柔性罐道兩種。剛性罐道有木罐道，鋼軌罐道和組合罐道；柔性罐道有鋼絲繩罐道。剛性罐道固定在罐道梁上，罐道梁為型鋼制作間隔數(shù)米架設一條，其兩端固定在井筒壁上。鋼絲繩罐道以鋼絲繩作為提升容器的導向裝置，其一端固定在井架上，另一端懸垂至井底并用重錘拉緊。 木罐道由矩形截面，長6m左右的方木制成，其機構簡單但變形大，磨損快，易腐爛。加之材料來源緊張，目前已很少采用。鋼軌罐道采用普通重型鋼軌做成，缺點是側(cè)向剛度小，容器運行產(chǎn)生橫向擺動，罐耳磨損較大，通常用于提升速度不大，提升量較小的場合。 (1) 組合鋼罐道 組合鋼罐道采用槽鋼及鋼板焊成，罐道的截面為空心矩形；也有用整體軋制的型鋼做成。其優(yōu)點是側(cè)向抗彎和抗扭剛度大，與膠輪罐耳相配合運行阻力小，容器運行平穩(wěn)，罐耳磨損小，壽命延長。這種罐道廣泛使用于提升速度高，一次提升量大的場合。 (2) 鋼絲繩罐道 鋼絲繩罐道與剛性罐道相比，具有安裝工作量小，建設時間短，維護簡便，容器運行平穩(wěn)，因無罐道梁而可適當減少井筒壁厚及通風阻力小等優(yōu)點；但繩罐道要求容器之間及容器與井壁之間的間隙較大，使井筒凈斷面增加，罐道繩需一定的張緊力而使井架或井塔荷重增加，這是繩罐道的不足之處。當?shù)貕狠^大，井筒中軸線發(fā)生錯動致使井筒不直時，不能采用繩罐道。一個井筒中布置兩套提升設備時也不宜采用繩罐道。大型礦井每個容器一般采用4～6根罐道繩，小型礦井也可采用2～3根罐道繩。罐道繩的布置可以是四角布置也可以布置在一側(cè)。罐道繩應采用剛性大，耐磨損和防銹性強的密封鋼絲繩或半密封鋼絲繩。罐道繩上端用雙楔塊固緊式固定裝置固定在井架上，下端用重錘拉緊。當每個提升容器設有四根罐道繩時，每根罐道繩的最小剛性系數(shù)不得小于500N/m，各罐道繩張緊力之差不得小于平均張緊力的5%，內(nèi)側(cè)張緊力大，外側(cè)張緊力小。當一個提升容器只有兩根罐道繩時，每根罐道繩的剛性系數(shù)不得小于1000N/m，各繩的張緊力應相等。 (3) 穩(wěn)罐裝置 對使用鋼絲繩罐道且用搖臺作承接裝置的罐籠，為防止進出車沖擊引起罐籠擺動過大，在停罐位置應設一段剛性罐道進行穩(wěn)罐。在井筒中間水平，因不便設剛性罐道，需另設穩(wěn)罐裝置。這種穩(wěn)罐裝置可采用氣動或液壓專用設備，當罐籠停穩(wěn)后，穩(wěn)罐裝置自動伸出凸塊將罐籠抱緊，進行穩(wěn)罐。 根據(jù)本文的要求，箕斗應選擇鋼絲繩罐道。 根據(jù)計算的值，查箕斗規(guī)格表，選擇標準箕斗。在不加大提升機規(guī)格條件下可優(yōu)先考慮選用較大容量的箕斗。 由主井多繩箕斗規(guī)格表可以選擇JDS-12/110×4標準底卸式四繩12t箕斗，其主要技術規(guī)格參數(shù)見表2-1。 表2-1 箕斗技術規(guī)格參數(shù) 自重 =12.4t 全高 =14450mm 有效容積 =13.2 提升鋼絲繩數(shù) =4 繩間距 =300mm 尾繩數(shù) =2 實際載重量 Q==0.913.2=11.98t 6）核算箕斗一次實際提升量： 根據(jù)箕斗容積和原煤的密度計算箕斗的實際裝載量Q，見式(2.5) 式(2.5) ==11.98（t） 式中：——箕斗有效容積，。 7）核定實際的一次提升循環(huán)時間，見式(2.6) 式(2.6) = =87.506（s） 8）所需的提升速度，見式(2.7) = 式(2.7) = =7.869（m/s） 式中：——箕斗裝卸載時間（休止時間），由于箕斗為12噸，所以取=12（s）。 2.3 提升鋼絲繩的選擇 2.3.1鋼絲繩的最大懸垂長度 預估計井塔高度=45（m），由于=10.46m/s,取=10（m）,箕斗間距S=2100mm。尾繩環(huán)高度見式(2.8) 式(2.8) = =14.7（m） 取=15（m）。 式中：——尾繩環(huán)高度，m； ——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見式(2.9) 式(2.9) = =438+14.45+10+1.8+5+15 =484.25（m） 式中：——箕斗全高 ——過卷高度 ——導向輪中心距樓層底板面的高度，取=1.8（m） ——導向輪與摩擦輪的中心距 2.3.2 估算鋼絲繩每米重力 1）繩端荷重，見式(2.10) 式(2.10) =11980+12400 =24380(kg) 2）取鋼絲繩抗拉強度=1665N/ 安全系數(shù)7.2-0.0005=6.958 多繩提升具有如下特點： (1)根提升鋼絲繩，每根承受的終端荷載為； (2)根尾繩，設每根尾繩每米重力為q，。 根據(jù)主繩和尾繩每米重力，有等重尾繩，輕尾繩，和重尾繩三種情況。一般多采用等重尾繩，重尾繩也有應用，應避免使用輕尾繩。 對等重尾繩，鋼絲繩選擇計算公式為式(2.11) 式(2.11) = =27.81（N/m） 式中：Q——一次提升量，kg ——容器質(zhì)量，kg 據(jù)此選擇繩619股（1+6+12）圓股鋼絲繩，左右捻各二根，其每米重量p=33.83N/m，即首繩單位長度重量=3.452kg/m。直徑d=31.0mm，繩中最粗鋼絲直徑=2.0mm，全部鋼絲破斷拉力總和為=608500N。尾繩數(shù)=2根。尾繩每米重力q見式(2.12) ==67.63（N/m） 式(2.12) 據(jù)此選擇繩(11820)847扁鋼絲繩，其單位每米重為675kg/100m，即尾繩單位長度重量為=6.75kg/m，考慮到=433.83-2=3.02N/m。而且 100%=100%=2.23%<3% 式(2.13) 因而可以認為是等重尾繩，所以不必驗算尾繩的安全系數(shù)。 2.3.3 鋼絲繩安全系數(shù)校核 鋼絲繩安全系數(shù)校核公式見式(2.14) 式(2.14) = = =7.995>6.958 所以所選鋼絲繩合格可用。 2.3.4 提升鋼絲繩的維護和試驗 提升鋼絲繩除合理選擇外，還應正確的使用，精心維護，定期試驗，保證鋼絲繩始終處于良好的工作狀態(tài)，延長其使用壽命，保證提升工作的安全。 一.鋼絲繩的使用與維護 使用中的鋼絲繩潤滑是非常重要的，它關系到鋼絲繩的使用壽命及安全運行。潤滑的作用歸納有三： （1） 保護鋼絲不銹蝕； （2） 其潤滑作用，減少鋼絲繩的磨損； （3） 防止?jié)駳?水分浸入繩內(nèi)，并補充繩芯油量。 在使用中要正確的選用潤滑油。對潤滑油提出如下要求; （1） 粘稠性好，能使油脂緊密粘附在繩上，振動.淋水也甩沖不掉； （2） 要有較好的粘溫特性，低溫時不硬化（龜裂），高溫時不流失； （3） 防銹和潤滑性能要好，不含酸堿性，應有一定的透明度，以便發(fā)現(xiàn)磨損及斷絲。 我國有專門生產(chǎn)的鋼絲繩油可供選用。對摩擦提升鋼絲繩應涂以專用鋼絲繩油（戈培油）。對使用中的鋼絲繩要求每月至少涂油1次；對淋水較大的井筒中使用的鋼絲繩每月涂油3～5次。鋼絲繩涂油后經(jīng)過一段時間，由于落上煤塵或雜質(zhì)而在繩表面形成油垢，這時若繼續(xù)涂上新油也起不到潤滑和防銹的作用。為此應先清除油垢再涂新油。清垢可使用專門的除垢裝置。 提升鋼絲繩在有淋水的井筒中工作，將使鋼絲繩壽命減少，對摩擦提升，由于水和煤塵摻混而產(chǎn)生石墨混合物，使鋼絲繩于摩擦輪襯墊間的摩擦力顯著降低，將嚴重影響提升機工作的可靠性。因此對淋水的影響不容忽視。 嚴禁使用布條之類的物品捆在繩上作提升標記。因為這將使該處鋼絲繩銹蝕而斷絲。 鋼絲繩的使用.保管與運輸應嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的要求。 二.鋼絲繩的檢查與試驗 提升鋼絲繩每天必須以0.3m/s的速度進行詳細檢查并記錄斷絲情況。有關斷絲和鋼絲繩斷面縮小的極限要求和換繩要求見《煤礦安全規(guī)程》有關規(guī)定。 鋼絲繩如遭受卡罐或突然停車等猛烈拉伸時必須立即停車檢查，遭受沖擊拉伸的一段如果長度增長0.5%以上或有明顯損傷，應更換新繩。 多層纏繞時由下層轉(zhuǎn)到上層的一段繩，由于磨損嚴重，必須加強檢查并且每季度移繩四分之一圈。 鋼絲繩的檢查方法目前大量采用眼睛觀察和用手捋繩檢查，這不僅勞動條件差而且不能檢查繩內(nèi)部斷絲情況，為此國內(nèi)外已研制出了多種鋼絲繩探傷儀器。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.定量精度。 新繩在使用前均應進行試驗。試驗合格的備用鋼絲繩必須妥善保管。 使用中的鋼絲繩必須定期試驗，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定除摩擦式提升機用鋼絲繩和平衡尾繩以及以下斜井專為升降物料用的鋼絲繩外，提升鋼絲繩在使用過程中要定期做剁繩頭試驗。 升降人員或升降人員和物料的鋼絲繩自懸掛之日起每隔6個月試驗1次，升降物料用的鋼絲繩，自懸掛時起經(jīng)過1年后進行第1次試驗，以后每隔6個月試驗1次。鋼絲繩的實驗嚴格遵守《煤礦安全規(guī)程》。 2.4 選擇提升機 1）考慮塔式井塔，設導向輪，滾筒直徑D見式(2.15)和式(2.16) D100d=10031=3100（mm） 式(2.15) D1200=12002=2400（mm） 式(2.16) 由此選擇 JKM-3.25/4()型多繩摩擦式提升機，其技術參數(shù)見表2-2。 表2-2 JKM-3.25/4()型多繩摩擦式提升機技術參數(shù) 摩擦輪直徑 =3.25m 主導輪變位重量 t 設計最大鋼絲繩靜張力 450kN（45918kg） 設計最大鋼絲繩靜張力差 140kN（14286kg） 減速器傳動比 I=10.5 傳動效率 =0.85 導向輪直徑 導向輪變位質(zhì)量 t 減速器最大輸出扭矩 42tm(412kNm) 2）驗算提升機強度 最大靜張力見式(2.17) =Q++4 式(2.17) =(11980+22300)9.8+433.83484.25 =401.473（kN）<450（kN） 40967（kg） =40967-11980=28987（kg） 此處為2.6所計算的容器的最小自重。 最大靜張力差見式(2.18) =Q 式(2.18) =119809.8 =117.404（kN）<140（kN） （kg） ,的實際值均小于設計值，強度校驗合格。 3） 摩擦襯墊比壓的校驗 摩擦式提升機主導輪上的襯墊作用是：當提升鋼絲繩端部荷載拉緊鋼絲繩，并以一定的正壓力，緊壓在襯墊之間便產(chǎn)生很大的摩擦力，此摩擦力必須保證提升機在各種工作情況下，都不會出現(xiàn)提升鋼絲繩在主導輪上的襯墊上有滑動現(xiàn)象。 用作摩擦襯墊的材料，應具有以下的性能： (1) 要有較高的摩擦系數(shù)，而且水或油類對摩擦系數(shù)的影響要??； (2) 具有較高的耐磨性能，磨損時產(chǎn)生的粉塵，必須是對人體和機器是無害的； (3) 應具有較高的壓強； (4) 材料的來源要廣，價格應低廉，加工和拆裝應比較方便。 上述性能中的最主要的是摩擦系數(shù)，在壓強和磨損相同的條件下，摩擦系數(shù)的提高，將會獲得顯著的經(jīng)濟效果。 上升側(cè)靜張力見式(2.19) =Q++p（+）+q 式(2.19) = =401.473（kN） 下降側(cè)靜張力見式(2.20) =++ 式(2.20) =-Q =401.473-11.9809.8 =284.069（kN） 襯墊比壓見式(2.21) = 式(2.21) = =170.110（N/） 允許比壓值[]一般為150～200N/。 由于<[]，所以強度校驗合格。 由以上校驗說明，所選JKM-3.25/4()型多繩摩擦式提升機合格可用。 2.5 提升機的維護與檢修 為保證礦井提升機設備做到持續(xù)、安全運轉(zhuǎn)，必須搞好設備的預防性計劃維護和檢修，及時發(fā)現(xiàn)和消除事故隱患。預防性計劃維修是針對提升設備的特點而制定的以預防為主的檢查、維護和修理制度，包括各類檢修的周期、內(nèi)容、質(zhì)量標準等。主提升機操作工在搞好設備的日常維護和保養(yǎng)以外，還應參與礦井提升機的計劃性維護和檢修工作。 2.5.1 提升機設備的日常維護 設備的日常維護保養(yǎng)，是指有計劃地做好設備的潤滑、日檢及清潔工作。做好設備的日常維護，及時檢查和有計劃的修理工作，是減少機械零部件磨損、延長提升機使用壽命非常有效的方法，也可為提升機的維修打下良好基礎，大大減少維修次數(shù)。 2.5.2 提升機設備的定期檢查 提升機的檢查工作分為日檢、周檢和月檢，應針對各提升機的性能、結構特點、工作條件以及維修經(jīng)驗來制定檢修的具體內(nèi)容。檢查結果和修理內(nèi)容均應記入檢修記錄簿，并由檢修負責人簽字。 1) 日檢的基本內(nèi)容 (1)用檢查手錘檢查各部分的連接零件(如螺栓、鉚釘、銷軸等)是否松動，由檢查孔觀察減速器齒輪的嚙合情況。 (2)檢查潤滑系統(tǒng)的供油情況及制動系統(tǒng)的工作狀況。 (3)檢查深度指示器的絲杠螺母曠動情況，以及保護裝置和儀表等動作是否正常。 (4)檢查各轉(zhuǎn)動部分的穩(wěn)定性，如軸承是否振動，各部機座和基礎螺栓(螺釘)是否松動。 (5)試驗過卷保護裝置。 (6)手試一次松繩信號裝置，試驗各種信號(包括滿倉、開機、停機、緊急信號等)。 (7)檢查各接觸器(信號盤、轉(zhuǎn)子控制盤、換相器等)觸點磨損情況，對燒損者要進行修理(用砂布和小銼刀)或更換，以保持其接觸良好。 (8)檢查調(diào)繩離合器及天輪的轉(zhuǎn)動情況，如襯墊、軸承等。 (9)檢查提升容器及其附屬機構(如阻車器、連接裝置、罐耳等)的結構情況是否正常。 (10)檢查防墜器系統(tǒng)的彈簧、抓捕器、聯(lián)動桿等的連接和潤滑情況。 (11)檢查井口裝載設備(如推車機、爬車機、翻車機、阻車器、搖臺或罐座、安全門等)的工作情況。 (12)按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，檢查提升機鋼絲繩的工作狀況及鋼絲繩在滾筒上的排列情況。 2) 周檢的基本內(nèi)容 周檢的內(nèi)容除包括日檢的內(nèi)容外，還要進行下列各項工作： (1)檢查制動系統(tǒng)(盤式閘及塊閘)，尤其是液壓站和制動器的動作情況，調(diào)整閘瓦間隙，緊固連接機構。 (2)檢查各種安全保護(如過卷、過速、限速等)裝置的動作情況;檢查滾筒的鉚釘是否松動，焊縫是否開裂;檢查鋼絲繩在滾筒上的排列情況，以及繩頭固定得是否牢靠。 (3)摩擦式提升機要檢查主導輪的壓塊堅固情況及導向輪的螺栓和襯墊等。 (4)檢查并清洗防墜器的抓捕器，必要時予以調(diào)整和注油;檢查制動鋼絲繩及其緩沖裝置的連接情況。 (5)修理并調(diào)整井口裝載設備的易損零件，必要時進行局部更換。 (6)按《煤礦安全規(guī)程》第404、410條的要求，檢查平衡鋼絲繩的工作狀況。 3) 月檢的基本內(nèi)容 月檢的基本內(nèi)容除包括周檢的內(nèi)容外，還需進行下列各項工作： (1)打開減速器觀察孔蓋和檢查門，詳細檢查齒輪的嚙合情況，兩半齒輪用檢查錘檢查對口螺栓的緊固情況，還應檢查輪輻是否發(fā)生裂紋等。 (2)詳細檢查和調(diào)整保險制動系統(tǒng)及安全保護裝置，必要時要清洗液壓零件及管路。 (3)拆開聯(lián)軸器，檢查其工作狀況，如間隙、端面傾斜、徑向位移、連結螺栓、彈簧及內(nèi)外齒等是否有斷裂、松動及磨損等。 (4)檢查部分軸瓦間隙。 (5)檢查和更換各部分的潤滑油，清洗部分潤滑系統(tǒng)中的部件(如油泵、濾油器及管路等)。 (6)清理防墜器系統(tǒng)和注油，調(diào)整間隙。 (7)檢查井簡裝備，如罐道、罐道梁和防墜器用制動鋼絲繩、緩沖鋼絲繩等。 (8)試驗安全保護裝置和制動系統(tǒng)的動作情況。 2.5.3 提升機設備的計劃維修 礦井提升機的維修工作分為小修、中修和大修。按計劃進行維修，是使設備保持完好狀態(tài)，恢復原有性能，延長使用壽命，防止事故發(fā)生，保證設備、正常持續(xù)、安全運行的重要措施。 1) 小修的內(nèi)容 (1)打開減速器上蓋，檢查齒輪的嚙合及磨損情況，檢查輪齒有無裂紋，必要時進行更換。 (2)打開主軸承上蓋，檢查軸頸與軸瓦間隙，必要時更換墊片。 (3)檢查和清洗潤滑系統(tǒng)各部件，處理污油，更換潤滑油，必要時更換密封件。 (4)檢查和調(diào)整制動系統(tǒng)各部件，必要時更換閘瓦和銷軸等磨損零件。 (5)檢查和處理滾筒焊接縫是否開裂，鉚釘、螺栓、鍵等有無松動、變形，必要時加固或更換。 (6)檢查深度指示器和傳動部件是否靈活、準確，必要時進行調(diào)整處理。 (7)檢查各部安全保護裝置運轉(zhuǎn)是否靈活、可靠，必要時進行重新調(diào)整。 (8)檢查聯(lián)軸器的銷軸與膠圈磨損是否超限，內(nèi)、外齒輪嚙合的間隙或蛇形彈簧磨損是否超限，必要時更換磨損零件。 (9)檢查各連接部件，基礎螺栓有無松動和損壞，必要時進行更換。 (10)進行鋼絲繩的調(diào)繩、調(diào)頭和更換工作。 (11)檢查和調(diào)整電氣設備的繼電器、接觸器和控制線等，必要時進行更換。 (12)檢查日常維修不能處理的項目，保證設備能正常運行到下次檢修時。 2) 中修的內(nèi)容 除包括小修全部檢查內(nèi)容外，還必須進行下列工作： (1)更換減速器各部軸承，或?qū)κ褂弥械妮S瓦進行刮研處理。 (2)調(diào)整齒輪嚙合間隙，或更換齒輪對。 (3)更換制動系統(tǒng)的閘瓦和轉(zhuǎn)動銷軸。 (4)車削閘輪及閘盤，必要時進行更換。 (5)更換滾筒木襯和車削繩槽。 (6)處理和更換電控設備的零部件。 (7)檢修不能保持到中修間隔期，而小修又不能處理的項目。 3) 大修的內(nèi)容 除包括中修全部檢修內(nèi)容外，還必須進行下列工作： (1)更換減速器的傳動軸、齒輪和軸承，重新進行調(diào)整。 (2)加固或更換滾筒。 (3)更換主軸、軸瓦，并抬起主軸檢查下瓦，調(diào)整主軸水平。 (4)檢測、找正各軸間的水平度和平衡度。 (5)更換聯(lián)軸器。 (6)進行機座和基礎加固。 (7)更換主電動機和其他電控設備。 (8)檢修不能保持到大修間隔期，而中修又不能處理的項目?！　? 2.5.4 提升機的潤滑 提升機機械傳動中所有相對運動的零部件，其相互接觸的表面都存在著摩擦現(xiàn)象，造成零部件磨損，導致設備壽命的降低甚至報廢，同時也影響提升設備的安全運行。因此，在提升設備的使用和維護過程中，要控制摩擦阻力，降低零部件的磨損速度，提高設備的使用壽命，保證提升設備的安全運行，就必須對有相對運動的摩擦表面進行潤滑。此外，潤滑還起著散熱、防塵、防銹和吸振的作用。 1) 潤滑劑的選擇 提升機采用的潤滑劑多為礦物性的潤滑油和潤滑劑。 選擇潤滑油時，要以黏度為主要指標。原則上是當速度高、負荷小、溫度低時，選用黏度較低的潤滑油;反之，則選用黏度較高的潤滑油。 選擇潤滑脂時，要以針入度為主要指標。原則上是載荷大、速度低時，應選用針入度較低的潤滑脂;反之，則選用針入度高的潤滑脂。 2) 潤滑方式 常用的潤滑方式有以下七種： (1)手工注油：用油壺、油槍和脂槍注油。 (2)飛濺注油：依靠旋轉(zhuǎn)的機件或附加于軸上的甩油盤、甩油片等，將油池中的油甩起，使油濺落到潤滑部位上。 (3)油環(huán)和油鏈潤滑：利用套在軸上的油環(huán)和油鏈將油帶起，供潤滑部位潤滑。 (4)油繩、油墊潤滑：利用虹吸管原理和毛細管作用實現(xiàn)潤滑，主要用于低速、輕載的機械潤滑。 (5)強制給油潤滑：利用油泵將潤滑油間歇地壓向潤滑點進行潤滑。 (6)油霧潤滑：利用壓縮空氣將潤滑油噴出并霧化后，送入潤滑點。潤滑油在飽和狀態(tài)下析出，在摩擦面上黏附一層油膜，起到潤滑作用。 (7)壓力循環(huán)潤滑：利用油泵使?jié)櫥瞳@得一定壓力，然后輸送到各潤滑點。用過的潤滑油回到油箱，經(jīng)冷卻、過濾后再供循環(huán)使用。 無論采用哪種潤滑方式，都要保證潤滑系統(tǒng)的正常工作。 潤滑系統(tǒng)完好標準的內(nèi)容是：潤滑系統(tǒng)油質(zhì)合格、油量適當、油壓正常、油路暢通、油圈轉(zhuǎn)動靈活、潤滑系統(tǒng)不漏油。 2.5.5 主提升機操作工自檢自修的具體內(nèi)容 (1)各部螺栓或銷軸如松動或損壞時，應及時擰緊或更換。 (2)各潤滑部位、傳動裝置和軸承必須保持良好的潤滑，禁止使用不合格的油(脂)。 (3)制動閘瓦磨損達規(guī)定值時，應及時更換。制動閘瓦和閘輪或閘盤如有油污，應擦拭干凈。 (4)深度指示器如果指示位置不準時，應及時與把鉤工聯(lián)系，重新進行調(diào)整。 (5)彈性聯(lián)軸器的銷子和膠圈磨損超限時，應及時進行更換。 (6)過卷、松繩和閘瓦磨損等安全保護裝置如果動作不準確或不起作用時，必須立即進行調(diào)整或處理。 (7)燈光聲響信號失靈或不起作用時，如果是燈泡損壞或位置不準確，應由操作工負責更換或調(diào)整;如果是電氣故障，則應聯(lián)系電工處理。 (8)經(jīng)常保持室內(nèi)環(huán)境整潔。 2.6 提升系統(tǒng)的確定 1）井塔高度的選擇，見式(2.22) 式(2.22) =13+0.3+14.45+10+0.12+1.8+5 =44.67（m） 取=45（m），井塔選TZD-3.25/4-45A型。 式中：——卸載高度 ——箕斗底部距卸載高度的距離 ——箕斗全高 ——過卷高度 ——導向輪樓層地板(包括有關的梁)的厚度 ——導向輪中心距樓層底板面的高度，取=1.8（m） ——導向輪與摩擦輪的中心距 由以上確定=45（m）可取。 2）尾繩環(huán)高度，見式(2.23) （m） 式(2.23) 3）懸垂長度，見式(2.24) 484.25（m ） 式(2.24) 4）主導輪與導向輪之水平中心距，見式(2.25) 式(2.25) =2.1+1.5-1.625 =1.975（m） 5）圍包角的確定，見式(2.26)和式(2.27) 式(2.26) = = = =194.0 式(2.27) 取，則查表得=0.969。 2.7 提升容器的最小自重 在多繩摩擦輪提升機的選型及提升系統(tǒng)設計中，關鍵的問題是防滑。要對提升機在各種運行條件下的防滑進行核算，以保證提升系統(tǒng)的安全運行。在很多情況下，尤其是在較淺的礦井，提升系統(tǒng)的防滑性能不能滿足《規(guī)范》的規(guī)定，有效的解決辦法是增大提升容器的自重，即增加配重。 1）按靜防滑條件，容器自重見式(2.28)和式(2.29) 式(2.28) = =19097（kg） 式中，——靜防滑系數(shù)，=1.75 或用查表法，當時，查表得，則： 式(2.29) =2.15311980-6687 =19106（kg） 2）按動防滑條件，容器自重見式(2.30)和式(2.31) (2.30) = =22278（kg） 式中——動防滑安全系數(shù)，取=1.25 或用查表法，當取0.8，，查表，得，查表，得，則： 式(2.31) =2.351711980+0.26393060-6687 =22294（kg） 根據(jù)以上計算，?。╧g） 2.8 預選電動機 2.8.1 電動機轉(zhuǎn)數(shù) 電動機轉(zhuǎn)數(shù)見式(2.32) 式(2.32) = =485.788（r/min） 2.8.2 提升機的最大速度 依據(jù)取=591r/min，計算提升機的最大速度，見式（2.33） = 式（2.33） = =9.573（m/s） 2.8.3 預選電動機功率 預選電動機功率，見式(2.34) 式(2.34) = =1825.429（kw） 式中：K——礦井阻力系數(shù)，取K=1.1～1.2，此處取K=1.15 ——動負載影響系數(shù)，當采用自然通風式電動機時，取=1.1～1.2；當采用強迫通風式的電動機時，取=1.0～1.05，此處取=1.2。 選擇YR1000-10/1430型電動機2臺，查電動機產(chǎn)品樣本，其技術參數(shù)如下見表2-3。 表2-3 YR1000-10/1430型電動機技術參數(shù) 額定功率 =1000kw 額定轉(zhuǎn)速 =591r/min 過負載系數(shù) =2.0 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 =1980kg. 電動機效率 =93.5% 電壓 V=6000v 電動機作用于滾筒上的額定拖動力，見式(2.35) 式(2.35) = =177582.8（N） 2.9 提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量 2.9.1 變位重量 變位重量見式(2.36) 式(2.36) =40967+28987+3060+15260+20667 =108941（kg） 式中：——電動機的變位重量，見式(2.37) 式(2.37) = =20667.0（kg） 式中：i——減速器的速比； ()——從電動機產(chǎn)品樣本上查到的回轉(zhuǎn)力矩，。 2.9.2 變位質(zhì)量 變位質(zhì)量見式(2.38) 式(2.38) =11116.4（kg/m） 3 提升設備的運動學和動力學 3.1 提升速度圖 提升速度圖的確定：多繩摩擦輪提升機的速度圖和單繩纏繞式提升機相同。即箕斗提升采用六階段速度圖；罐籠提升采用五階段速度圖。 由于多繩提升機多用于較深的礦井，更多的是在大型礦井使用，因此，電動機功率大都比較大，使用直流電動機拖動的可能性較單繩提升機為大。當采用直流拖動時，速度圖的加速段可能有二種：一是等加速度：另一種是變加速度，又稱為拋物線加速度。拋物線加速度有以下特點： (1) 加速階段與等速階段的功率式連續(xù)變化的，加速段的尖峰功率較小，因此，要求電動機及變流設備的過載能力較小，加速段啟動功率也小。 (2) 加速階段的時間較長，大約為等加速度所需時間的二倍，因此，在同樣的條件下，提升能力較小。 由于箕斗提升一般要求有最小的一次提升時間，因而限制了拋物線加速度的速度圖的使用，只有在副井提升，對一次提升時間要求不嚴格的情況下，才考慮選用拋物線加速度的速度圖，以降低電動機，電源設備的過載和電網(wǎng)的高峰負荷。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。 3.1.1 六階段速度圖 采用六階段速度圖，如下圖所示: 圖3-1 六階段速度圖 3.1.2 加速度的確定 3.1.2.1 初加速度 初加速度的確定，見式(3.1) 式(3.1) = =0.375（m/s） 式中：——箕斗脫離卸載軌時速度，取 =1.5（m/s） ——卸載曲軌長度，取 =3（m） 3.1.2.2 正常加速度 1) 按減速器最大力矩計算，見式(3.2) 式(3.2) = =1.539（m/） 式中：——不包括電動機變位質(zhì)量時的提升系統(tǒng)變位質(zhì)量，見式(3.3) 式(3.3) =11116.4- =9007.5（kg/m） 2) 按電動機過負載系數(shù)計算，見式(3.4) 式(3.4) = =1.37（m/） 式中：——起動階段，提升電動機產(chǎn)生的平均力，見式(3.5) 式(3.5) = =13585.08（kg） 3) 按防滑條件計算 在計算容器最小自重時已定。根據(jù)以上結論，本設計加速度=0.8可取。 3.1.2.3 減速度的確定 首先考慮自由滑行方式減速，見式(3.6)