矿井绞车结构设计(编辑修改稿)

矿井绞车结构设计(编辑修改稿)内容摘要：

衬垫的寿命都几乎下降，而且还会出现主绳震动和尾绳难以管理等问题。 为了保证钢丝绳的使用寿命，规定钢丝绳的任意断面处的应力不应过大（一般不应大于2165N mm ) ,而摩擦提升机采用尾绳，在容器与钢丝连接处的钢丝绳断面上，静力随容器位置的不同而改变的幅度很大，约为 210nqHnA。 如果以应力波动值不大于2165N mm 计算，则提升高度的极限约为 1700m。 布雷尔提升机不用尾绳，克服 了这些弱点。 又无防滑问题。 出现的问题是体积大功耗大。 11 布雷尔提升机实际上是在较宽的卷筒上安装一个中间挡板，把一个卷筒分隔成两段，每段缠绕一根钢丝绳，每个卷筒上的两根钢丝绳，绕过天轮以后共同连接到一个提升容器上，可见提升原理与单绳缠绕式无异，只是用两根钢丝绳代替一根钢丝绳，因此绳径和卷筒直径相对减小了。 布雷尔提升机有三种不同的布置方式。 如图 14 所示，其中（ a）为前后排列齿轮传动方式；（ b）为直线布置式；（ c）为电机直联分别拖动式。 布雷尔提升机在结构上有如下特点： ，必须设计成缠绕相 同圈数和相同层数的钢丝绳，以保证两根绳中拉力平衡。 ，实际证明，缠四层甚至是五层是无困难的，为了减少多层缠绕带来的绳弦震动和钢丝绳排列不齐的挤压喝磨损，一般多采用平行绳槽（ Le Bus 绳槽），并很好地设计间层过渡楔。 ，就存在如多绳摩擦提升的钢丝绳拉力平衡问题，布雷尔提升机使用两种平衡方法。 一种是平衡轮法，如图 2所示，两根钢丝绳以相反方向在平衡轮上缠绕数圈并固定在平衡轮上，拉力不平衡时，平衡轮可以转动。 另一种方法是利用天伦来平衡钢丝绳 拉力，天轮装在联通的液压缸上，借天伦的升降来平衡钢丝绳拉力。 ，为了见识缠绳情况，设有缠绳检测装置，如图 3所示。 在卷筒的每个缠绳间隔的整个宽度上，设有弧形板 A，它距所缠绕的一层钢丝绳有 12绳径的间隙，弧形板由线圈 2 来控制。 可随层数的不同而移动（图上为缠绕四层），另有闭锁线圈 3，缠绳过程中，它使插销总是定位于轴上的凹槽中（凹槽与缠绕层数相对应）。 一层缠满时，线圈 3通电拔起闭锁插销，同时线圈 B通电使轴 4移动，带动弧形 板 1 后移或者前移，弧形板移到新的位置后，线圈 2的 3断电闭锁。 如果在莫一层没有一根绳提前缠到下层上，稀释由于轴 4被闭锁，弧形板不能移动，便在绳的压力下绕轴 6转动，使串与安全回路中的接点 5打开，提升机以正常减速度停车。 此外也可以用液压控制检测缠绳。 ，特备是直联电机分别拖动时，由于不平衡静力矩大，每个卷筒要设两个制动轮（盘）。 12 （ a）前后排列齿轮传动布置 （ b）直线式布置 13 （ c）电器联系直联电机拖动式布置 图 14钢丝绳拉力 平衡轮 根据对单绳缠绕式、多绳摩擦式的布雷尔式提升机进行一次提升量的井深，以及对功率和初期投资的比较结果，可以得出结论，每种提升机都一个临界提升高度。 考虑绳中应力波动值不过大，多绳摩擦式提升机这个临界高度约为 1400m，布雷尔提升机约为 2020m。 小于临界高度，布雷尔提升的一次提升量不变，而多绳摩擦提升则可大大增加。 如果一次提升量相同，多绳摩擦提升机的均方根功率高，明显优于布雷尔 14 提升机，这是由于布雷尔提升机的不平衡力矩大的缘故。 影响初期投资的因素很多，但无疑多绳摩擦提升机要便宜的多，但是在那些不得不使 用布雷尔提升机的矿井，这个问题就要退居次要了，以为如果由于提升机的缘故，不得不改变矿井设计，或者采用分段提升，那么费用就会超过布雷尔提升机的初期投资。 由上述理由可见， 1400m以内的深井，使用多绳摩擦提升机合理；超过 1400m 的井深，两者都可以使用，但布雷尔提升机较合理些；深井超过 1700m 以上时，采用布雷尔提升机最为合理 . 而本次设计是关于 ，在本次设计中将大学四年所学习的材料力学，理论力学，机械制造，机械设计，机械制图等知识进行了一次综合的运用。 本次设计不仅是 对大学所学知识的总结和巩固而且为以后进入社会参见工作积累了一定的经验，本次设计是个难得的学习机会。 15 第二章 提升机的选型和计算 提升机的部件选择 煤矿主井主要为了煤炭的运输提升，而副井只作为下放材料，设备，以及排矸（立井还作为人员上下的通道），副井一般采用罐笼提升。 本次设计的就是副井所使用的提升机。 罐笼选择 根据矿车类型按表选择 2 单层罐笼（ )其技术规格为： 装载 矿车一辆，最大载重 吨、自重 2吨、乘人数 10人、断面尺寸 1800X1150 矿石一次提升重量： kgQ 14001  废石一次提升重量： kgQ 1300 一次提升矿车总重： kgq 500 钢丝绳设计及选择 选择钢丝绳时，应根据使用条件和钢丝绳的特点来考虑。 我国单绳缠 绕式提升机多为右螺旋缠绕，故应选右捻绳，目的是防止钢丝绳松捻。 （ 1） 最大悬垂长度： mHhH jja 3 6 53 5 0150  井架高度jah 矿井最大深度jH mH j 3 5 03 3 515  （ 2）钢丝绳的选择 考虑井不太深，根据货源情况，选用 6x19 右捻镀锌钢丝绳。 mkgHmNqpm/5 6 6 51 7 0 0 0 5 0 02 0 0 01 4 0 001   m安全系数，罐笼类取 按表选择 6x19 钢丝绳，其技术规格如下： 16 绳径 d= 每米绳重 p=钢丝破断力总和 38900dQ N 钢丝绳公称抗拉强度 2/170 mmkgm  提升机的选用 D=1000mm B=1000mm kgphqQr gQTj4593m a x kgP HoQTj1 9 3 33 5 3 0 0 /米 HV 按照《矿井运输提升》附表 12 选择 2JK2/20 型提升机，其技术规格如下：卷筒直径 D=1000mm 宽度 = B=1000mm 钢丝绳最大静张力 kgTj 60 00m ax  最大静张力差：kgTj 4000 .配套的二级减速器比 i= 机器旋转部分变位重量 kgGjcGjj 6080（不包括天轮和电动机） 17 提升机的运动学计算 选择加减速度 根据煤矿安全规程规定，升降人员时加、减速度应不大于 米 /秒 选取加速度2/ sma  减速度 2/ sma  速度各参数的计算 提升中段 由 305 到 245 由 245 到地面 由 305到地面 提升高度 H 60m 260m 320m 加速时间 1t 7s 7s 7s 加速距离 1h 减速时间 3t 7s 7s 7s 减速 距离 3h 等速距离 2h 25m 225m 285m 等速时间 2t 5s 45s 57s 一次提升时间 1T 19s 59s 71s 18 提升动力学计算 预选电动机 电动机的近似容量 千瓦18 5 2 520 2  T jV mKN 选择 JRQ1478型电动机 其技术规格 N=200 千瓦 额定转速 735 转 /分 额定电压 =6000 伏 转子飞轮力矩 125kg. 2m 提升系统的变位质量 (1)矿石重量： Q=1400kg (2)罐笼重量： rgQ =2020kg (3)矿车重量： q=500kg (4)钢丝绳 重量： kgDlldHppl stp1 6 8 9)()321(22 0 （ 5)机器旋转部位变位质量 kgGjcGjj 6080 (6)天轮的变位质量： kgGit 720 49022   （ 7） 电动机转子变位质量： kgiD dGDG idi900204180)( 222 19 （ 8） 总变位质量： kgG i dG i cG i zG i tplQcqQ r gQgMq pni2 1 8 6)3 6 0 06 0 8 07 2 01 7 3 92 8 8 05 0 04 5 0 01 4 0 0(1)22(11 力图的计算 1aa 2121 tax 动力方程式  1211 )( mataHpKQF (1)提升开始时， t=0,拖动力为  139。 1 MaPHKQF =++ = （ 2)加速阶段阶段终了时， .21, 211 htaxtt  拖动力 kgMahHPKQF 7 7 4 1 8 6) 5 0( 4 0 )2( 11  ，动力方程为 )22( 12 tVhHPKQF m (1)在等速开始时， t=0 拖动力方程为 kghHPKQF 2 3 3 8) 5 4 0 )2( 12  （ 2） 等速终了时， .2tt 211 hhtVhx m  拖动力为 kghhHPKQF)()22( 21 3aa 2321 tatVhhx m  拖动力方程式为：  323213 )222( MatatVhhHpKQF m 20 （ 1） 减速阶段开始时， t=0, 拖动力为： kgMatatVhhHPKQF m283 1 8 6)( 4 0 )222( 323213  （ 2） 减速终了时 t=3t Hx ,拖动力为： kgMaPHKQF 8 3 1 8 63 5 4 0 33  21 第三章 提升机减速器的设计 减速器的作用 （ 1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。 （ 2） 降速同時降低了 负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。 减速器的国内外现状 （ 1） 国外减速器现状 ： 齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。 当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。 但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。 最近报导，日本住友重工研制的 FA 型高精度减速器，美国 AlanNewton 公司研制的 XY式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。 当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。 因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。 减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。 （ 2）国内减速器现状：国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问 题。 另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。 国内使用的大型减速器（ 500kw 以上），多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。 60 年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点 ?。 但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于。