矿山提升机机械设计毕业论文

矿山提升机机械设计毕业论文内容摘要：

— 提升富裕系数，主井提升设备对第一水平留有 的富裕系数； st —— 提升设备每天工作小时数，一般为 14h； rb —— 提升设备每年工作日数，一般为 300d。 2） 箕斗规格的选择 ]1[ 箕斗规格根据一次提升量 Q选取。 一次提升量 Q按下式计算： Q=， kg （ 32） 式中 xT —— 根据经济速度估算的一次提升循环时间。 xT = jk H +u+θ （ 33） jk —— 经验系数，根据经济速度 jv =（ ~） H ， m/s 确定的系数，一般 jk =~（ H＞ 800m 取最小值； H＜ 250m 取最大值； U—— 箕斗卸载时低速爬行的附加时间，取 10。 15‘ θ —— 箕斗装卸 载休止时间，按表 22 确定 根据上式求出一次提升量后，应该选取与 Q 相等或者相近的标准箕斗。 我国现在设计提升设备时，在不提高卷筒直径的情况下，尽量取采用大容量箕斗但以较低速度运行。 表 22 箕斗休止时 名义装载量 t ＜ 6 8~9 12 16 20 装卸载时间 s 8 10 12 16 20 选取标准箕斗后应根据煤的松散容量计算其实际载量 Q： Q=γV ， kg （ 34） 中国矿业大学（北京） 2020 级专科生毕业设计 18 式中 V—— 标准箕斗有效容积， 3m ； γ —— 煤或矿石的松散容重， kg/ 3m。 3） 副井罐笼的选择 罐笼的规格是根据井下使用的矿车来确定的。 首先考虑单层罐笼，当单层不能满足要求时再考虑选择双层罐笼。 对于副井罐笼的选择应考虑如下规定： a 普通罐笼进出材料车和平板车休止时间为 40~60； b 升降人员的休止时间采用下列数值，单 层罐笼每次升降 5 人及以下时，其休止时间为 20s，超过 5 人每增加 1人增加 1s； 双层罐笼升降人员，如两层同时进出人员，休止时间比单层增加 2s 信号联系时间。 当人员只从一个平台进出罐笼时，休止时间比单层增加一倍，另外增加 6s 换置 罐笼时间 ； c 最大班工人下井时间，一般不超过 40mm； d 最大班净作业时间，一般不超过 5h，计算最大班人员，矸石，坑木和支架作业所需时间，应遵循 下列规定： 升降工人时间，按运送下井工人时间的 倍计算； 升降其他人员时间，按升降工人的 20%计算； 提升矸石量按日出矸石量的 50%计算； 运送坑木，支架按日需量的 50%计算； 能够运送井下设备的最大和最重要部件； 对于混合提升设备，其提升力，每班提煤和提矸石时间（均计入 不均衡系数）不宜超过。 4 提升钢丝绳 钢丝绳的结构、分类和 选择使用 中国矿业大学（北京） 2020 级专科生毕业设计 19 结构 矿用的钢丝绳都是丝 —— 股 —— 绳结构，即先由钢丝捻成股 ，再由绳股捻成绳。 分类 提升钢丝绳有很多种，结构不同性质也不同。 1）依绳股在绳中的捻向来分，有的左捻，即股在绳中 左旋方向捻饶；右捻钢丝绳，即股在绳中以右螺旋方向捻饶。 2）依据丝在股中和股在绳中捻向的关系 分，有同捻，即股和绳的捻向相同；交叉捻，即股和绳的捻向相反。 3）依据钢丝在股中的接触情况分，钢丝在绳股中的接触形式有点接触，线接触和面接触三种。 4）依据股断面形状分。 最常用的为圆股绳，这种绳的绳断面为圆形。 此外还有异行股绳，绳的断面为三角形或者椭圆行，提升应用最多的是三角绳股。 5）特种钢丝绳。 使用选择 选择钢丝绳时，应根据使用条件和钢丝绳的特点来考虑。 不同的结构发钢丝绳的主要特点可参考表 31。 各种钢丝绳的主要特点 钢丝绳机构 优点 缺点 主要用途 中国矿业大学（北京） 2020 级专科生毕业设计 20 圆股绳 67 ；619 ； 6W（ 19）；6W（ 25）等。 断丝情况； 大的挠性； ，价格低。 有旋转趋势； 丝易磨损。 ； 2.尾绳； ；，缓冲绳。 三 角 股 绳 ： 6△（ 21）； 6△ （ 24）；6△ （ 36）等。 断丝情况； ，比圆股绳强度大，寿命大。 绳耐磨。 有旋转趋势； 圆股绳差。 ；。 多层不旋绳187 ； 347 等。 ； 大的挠性。 查。 ；。 密封绳 ； ，抗磨，抗腐蚀性能好。 查； ；。 中国矿业大学（北京） 2020 级专科生毕业设计 21 ，强度大；。 变形； ； ，价格高。 扁绳 ； ； 大的挠性。 ； 产效率低，价格高。 ；。 提升钢丝绳的维护和试验 钢丝绳既然是提升设备中一个重要的组成部分，除了合理选择之外，还应正确的使用，精心的维护和定期的实验，以便了解钢丝绳的工作状态，延长使用寿命。 《煤炭安全规程》对提升钢丝绳运转维护的要求 1）必须符合规定的绳轮直径和绳径比； 2） 绳槽直径要符合要求； 3）缠绕式提升机用钢丝绳必须定期涂抹润滑油，润滑油要符合钢丝绳制造商提出的要求；摩擦提升用钢丝绳只能涂用专用的钢丝绳油； 4）严禁用布条之类的东西捆在绳上做提升深度指标标记，以防止该处的钢丝绳得不到良好的润滑而发生腐蚀断 丝； 5）钢丝绳的运送，存放和悬挂都应该严格要求去做； 中国矿业大学（北京） 2020 级专科生毕业设计 22 6）提升钢丝绳必须每天以 ，并记录断丝情况， 有关的断丝和钢丝绳断面缩小的极限要求可见《煤炭安全规程》有关规定； 7）钢丝绳遭受卡罐或突然停车等猛烈的拉伸时，必须立即停车检查，遭受冲击拉伸的一段如果长度增加 %以上或有明显的损伤，要更换新绳； 8）多层缠绕时，由下层转到上层的一段绳，由于磨损严重，必须加强检查，并且每季度要错绳 1/4 圈。 钢丝绳的定期试验 除了日常维护检查之外，《煤矿安全规程》还规定钢丝绳必须定 期切一段进行试验，以验证使用中的钢丝绳性能是否符合要求。 1）新绳在使用之前都须要进行试验； 2） 除摩擦式提升用钢丝绳和尾绳以及倾角 30 以下的斜井专为升降物料的钢丝绳外，提升钢丝绳在使用中，必须定期切下一段做试验。 升降人员或升降物料的钢丝绳 ，自悬挂之日起每 6 个月试验一次；专为升降物料的钢丝绳，自悬挂之日起一年后进行第一次试验，以后没 6 个月试验一次。 5 矿山 提升设备合理运转参数的分析和计算 提升速度图 经济速度 ]1[ 在年产量 nA 及提升高度 H 一定时，可以采用不同的提升速度图。 可以选用大容器，提高一次提升量 Q，以较低速度 v 运行；也可采用较小容器，降低 Q 值，以较高速度运行。 后一种方案的极限情况，如图 （ 51） 中三角形速度图所示，这时已经中国矿业大学（北京） 2020 级专科生毕业设计 23 没有等速阶段了。 由于 v 不同 ，可以画出多个梯形速度图，所有速度图的面积都代表提升速度 H，因而都相等。 为了分析问题方便，图 51 按加，减速度相等的原则绘制。 对于图中的梯形速度图，一次提升时间 T 与最大速度 v有如下关系 ： T= + （ 51） 式中 T—— 梯形速度图的一次提升时间； V—— 梯形速度图的最大速度； a— 加速度； H—— 提升高度。 对于图 31中的三角形速度图，提升高度 H为： H= （ 52） 式中 sT —— 三角形速度图的一次提升时间； sv —— 三角形速度图的最大 速度。 式（ 51）中的加速度 a可以用三角形速度图的参数表示： A= （ 53） 式（ 52），（ 53）代入式（ 51），并写成如下形式 = （ 54） 标准速度 mv ]1[ 提升机的卷筒是由电动机经由减速器拖动的。 卷筒圆周最大速度 mv 与电动机额定转数之间的关系为： 2ssTvssTv2sTT221ssvvvvvHav中国矿业大学（北京） 2020 级专科生毕业设计 24 mv =， m/s （ 55） 式中 D—— 卷筒直径， m； I—— 减速器减速比； en —— 电动机额定转数， r/min 一台提升机，选择不同的转数的电动机和速比不同的减速器，可得到 有限的几个最大速度。 称为这些最大速度为标准速度。 不同形式提升机的 标准速度可参照有关资料认真的选择在进行 其他的工作。 根据式（ 55）确定的标准速度，还必须符合《煤矿安全规程》的规定。 对提升最大速度的有关规定是： 1）立井中用罐笼升降人员的最大速度不得超过下列公式的数值，但最大不得超过 16m/s； mv ≤ H ， m/s （ 56） 2）立井中升降物料时，提升容器最大速度不得超过下列公式求出的数值： mv ≤ H ， m/s （ 57） 加速度和减速度 在确定经济速度时，已经对加减速度做了原则的考虑。 在标准速度确定后，必须确定合理的加减速度，以便计算拖动力。 确定合理的加速度的实质是确定合理的减速方式。 《煤矿安全规程》规定，竖井运送人员的罐笼提升设备，加，减速度应小于 ；竖井运送货载的提升设备，虽没有限制，但考虑到动载不宜过大，加减速度以不超过 m/ 2s 为好。 iDnv em 60中国矿业大学（北京） 2020 级专科生毕业设计 25 提升设备运动参数的确定 箕斗采用的六阶段速度图及各参数的计算 对于箕斗提升设备，提升开始后，应首先防位于卸载位置的空箕斗。 箕斗在卸载曲轨内运行速度 v不好过大，一般限制在 ，加速度 a也应限制在 m/ 2s 以内。 箕斗离开卸载曲轨后，就不再受上述限制。 接近提升终了前，为了准确的停车，箕斗应以较低的稳定速度运行一段距离。 稳定低速度运行的距离称为爬行距离，稳定速度称为爬行速度。 由于箕斗的爬行速度距离大于 箕斗在卸载曲轨 内运行时箕斗所经过的垂直距离，所以重箕斗在卸载曲轨内运行的速度即是爬行速度。 一般取爬行速度为 m/ 2s。 这样，重斗在卸载曲轨内运行，是安全可靠的。 最后，接近提升终了位置时，迅速停车。 箕斗采用六阶段速度图时，运动参数计算步骤如下： 1） H 及 Q是已经知道的 ； 2）根据经济速度已经确定了好标准速度及合理的 加、减速度； 3）选择合适的 v 及 h。 卸载距离与箕斗形式有关，可从箕斗规格表中查取，若表中无此数据，可近似取 h=2035m； 4）选择合适的爬行速度 和爬行距离。 常取爬行距离 =。 手动控制取较大值。 5）抱闸停车时间 1s。 6）其他参数可查阅相关资料并计算可得到。 6 单绳缠绕式提升机卷筒的设计与计算 卷筒的结构和失效形式 卷筒结构 中国矿业大学（北京） 2020 级专科生毕业设计 26 根据制造的工艺不同，可把提升机的卷筒结构分为铸造、焊接混合型的和焊接型的。 卷筒的失效形式 卷筒的失效形式主要有： 1） 裂纹 出现于筒壳、支轮及支环上。 筒壳上的裂纹多出现于圆周方向和螺钉孔处。 支轮的裂纹多出现于焊接缝隙处，或者支环断裂。 2）局部变形过大 多数是筒壳中部塌陷。 3）连接螺栓被 间接或弯曲变形过大 造成这些失效的原因是复杂的，需要具体分析，一般来说可能有： 1）理论计算有误 例如某矿使用的 24 仿苏型提升机，根据正确计算用 3～ 4个支环，而实际只有两个，故造成卷筒强度不足； 2）结构设计不良 造成卷筒各部分刚度相差过大。 例如所加支轮和支环的结构不合理，形成局部刚性过高从而导致局部应力 过高，不符合弹性均匀化设计原则。 3）加工安装不当 例如卷筒不圆，或支环与筒壳帖和不好等；。