万吨主斜副立井提升设备选型毕业设计

万吨主斜副立井提升设备选型毕业设计内容摘要：

）齿轮离合器 a、结构（ 图 6—11） b、控制系统 图 6—12 离合器打开：压力油→ K 管→ n→ m→ s→ r（压力油将活塞销顶起，活塞销下端离开轮毂凹槽，解除闭锁，同时使 r 的空间与 j 孔相通）→ j→ i→ h→ g→ f→ e→离合油缸左腔； 离合油缸右腔→ d→ c→ b→ a→ L 管→油池。 缸体带动外齿轮向左移动，直到与内齿圈脱开。 离合器合上：压力油→ L 管→ a→ b→ c→ d→离合油缸右腔； 离合油缸左腔→ e→ f→ g→ h→ i→ j→ p→ q→ s→ m→ n→ K 管→油池。 缸体带动外齿轮向右移动，直到与内齿圈 啮合。 注意：连锁阀的阀体固定在外齿轮的侧面，阀中的活塞销靠弹簧的作用插在轮毂的凹槽中，可以防止提升机在运转中离合器齿轮因震动等原因自动脱开太原理工大学继续教育学院毕业设计 11 （三）制动系统 作用： 正常停车 工作制动 安全制动 双滚筒提升机在更换水平、调节绳长或更换钢丝绳时，能闸住游动滚筒。 制动系统由制动器和传动机构组成。 制动器是直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的部分，分为盘式和块式；传动机构是控制及调节制动力矩的部分，分为油压、压气、弹簧式。 JK 型提升机采用的是液压站与盘式太原理工大学继续教育学院毕业设计 12 制动器配合构成的盘式制动系统。 盘式制动器 （ 1）结构 （ 2）工作原理 1）松闸 2）抱闸 液压站 （ 1）作用 1）在工作制动时，产生不同的工作油压，以控制盘式制动器获得不同的制动力矩； 2）在安全制动时，实现二级安全制动； 3）控制调绳装置 （ 2）工作原理 图 6—14 1）工作制动 2）安全制动 3）调绳 太原理工大学继续教育学院毕业设计 13 二、多绳摩擦式提升机 多绳摩擦式提升机其特点是靠钢丝绳与摩擦轮之间的摩擦力传动。 这种提升机由于具有安全可靠、体积小、质量小，适用于深井提升等优点，在我国矿井提升中得到广泛应用。 三、内装式提升机 从提升机的工作原理来看，它亦 属于摩擦提升范畴，但它实现了内装。 所谓内装，就是将拖动电机直接装载摩擦轮内部，使电机转子与摩擦轮成为一体。 它把由电动机、减速器和摩擦轮组成的常规式，发展成为省去减速器，太原理工大学继续教育学院毕业设计 14 而使摩擦轮相当于电动机的转子，主轴相当于电动机定子的高度机电合一的结构新颖的提升机。 作用： 一、钢丝绳的结构 组成：钢丝→股 +绳芯（纤维绳芯（常用）、金属绳芯）。 材质： 钢丝 为优质炭素结构钢，一般直径为 ～ 4 ㎜。 矿井提升抗拉强度一般采用 1700Mpa 以下的。 钢丝绳表面 光面和镀锌（常用于摩擦提升）两 种。 钢丝的表面状态标记代号为：光面钢丝， NAT； A 级镀锌钢丝， ZAA； AB 级镀锌钢丝，ZAB； B 级镀锌钢丝， ZBB。 绳芯 分金属芯纤维芯。 纤维绳芯作用：（ 1）减少股间钢丝的接触应力； （ 2）缓和弯曲应力； （ 3）储存润滑油，防止绳内钢丝锈蚀。 金属绳芯的特点：与相同断面的纤维绳芯相比，金属断面大，抗破断能力大，具有耐横向压力大，不易变形等优点。 但其柔软性差，不耐腐蚀。 绳芯的标记代号：纤维芯（天然或合成的）， FC；天然纤维芯， NF；合成纤维芯， SF；金属丝绳芯， IWR；金属丝股芯， IWS。 二、 钢丝绳的分类、特点及应用 （一）分类及特点 按钢丝绳的捻法分 可分为右交互捻（ ZS）、左交互捻（ SZ）、右同向捻（ ZZ）、左同向捻（ SS）四种。 标记代号中，第一个字母表示钢丝绳的捻向；第二个字母表示股的捻向； “Z”表示右捻向， “S”表示左捻向。 太原理工大学继续教育学院毕业设计 15 左捻：按左螺旋方向将股捻成绳。 右捻：按右螺旋方向将股捻成绳。 交互捻：绳中的股的捻向与股中丝的捻向相反。 同向捻：绳中的股的捻向与股中丝的捻向相同。 特点：同向捻钢丝绳柔软，表面光滑，接触面积大，应力小，使用寿命长，绳有断丝时，断丝头部会翘起便于发现，所以矿井 提升多用同向捻钢丝绳。 但同向捻钢丝绳有较大的恢复力，稳定性较差，易打结。 交互捻钢丝绳的结构稳定 按钢丝在股中互相接触情况分 （ 1）点接触钢丝绳 股中各层钢丝捻距不等，钢丝间呈点接触状态。 这种钢丝绳造价较低，但钢丝间接触应力大，特别是钢丝绳在绕过滚筒和天轮时，钢丝有应力集中和二次弯曲现象，所以寿命较短。 （ 2）线接触钢丝绳 股中各层钢丝以等捻距捻制，钢丝间呈线接触状态。 这种钢丝绳工作时应力降低，耐疲劳性能好，结构紧密，无二次弯曲现象，寿命较长。 （ 3）面接触钢丝绳 它是将线接触钢丝绳股 进行特殊碾压加工，使钢丝产生塑性变形而呈棉接触状态，然后再捻制成绳的。 面接触钢丝绳具有结构紧密，表面光滑，不易变形，钢丝间接触面积大，刚性强和耐磨损等优点 按绳股断面形状分 （ 1）圆形股绳 绳股断面为圆形。 这种绳易于制造，价格低，是矿井提升应用最多的一种钢丝绳。 （ 2）异形股绳 绳股断面形状有三角形和椭圆形两种。 三角股钢丝绳：强度比同直径圆形股绳要高，承压面积大，外层钢丝磨损小；外层钢丝粗，排列方式好，抗挤压性能好，尤其是在多层缠绕时，过渡比较稳定；寿命比圆形股长。 太原理工大学继续教育学院毕业设计 16 椭圆股钢丝绳：支撑面积 大、抗磨损性能好，但绳的稳定性差，不适于承受较大的挤压力。 这种绳股多用来与其它绳股捻制成多层不旋转钢丝绳。 一、提升容器的种类 按用途和结构可分为：箕斗、罐笼、矿车、吊桶等。 箕斗 分为立井箕斗和斜井箕斗，专用于主提； 罐笼 既可用于主提，也可用于副提； 矿车 斜井提升； 吊桶 立井井筒开凿时的提升 二、罐笼 罐笼按其构造不同可分为普通罐笼和翻转罐笼，后者应用较少。 普通罐笼有单层、多层和单车、双车以及单绳、多绳之分。 标准普通罐笼按固定车厢式矿车名义装载质量确定为 1t、 、 3t 三种形式。 立井普通罐笼型号意义 （ 1）单绳罐笼 如： GLS—1 1/ GLGY—1 2/2 （ 2）多绳罐笼 太原理工大学继续教育学院毕业设计 17 罐笼的主要结构 图 6—4 单绳 1t 单层普通罐笼。 提升钢丝绳绕过双面夹紧楔形绳环与罐笼的主拉杆连接。 罐笼是由横梁、垂直立柱通过铆接和焊接结合成的金属框架结构，周围用不同厚度的钢板包围，罐笼四角为切角型式，这样既有利于井筒布置又制作方便。 罐笼顶部有半圆弧形淋水棚和可以打开的罐盖，以供运送长材料用，罐两端设有帘式罐门，为了将矿车推进罐笼，罐笼底部敷设轨道，为了防止提升过程中发生跑车事故装有阻车器。 在罐笼上设有罐耳并使其紧靠在罐道上保证罐笼平稳的沿着罐道运行。 罐道可分为刚性及柔性两种，刚性罐道有钢轨罐道、木罐道及组合罐道三种；柔性罐道即钢丝绳罐道。 罐笼上部还设有防坠器（又称为断绳保险器）。 太原理工大学继续教育学院毕业设计 18 一、井架是矿井地面的重要建筑物之一，它用来支持天轮和承受全部提太原理工大学继续教育学院毕业设计 19 升重物，固定罐道和卸载曲轨，架设普通罐轮的停灌装置等。 井架有木井架，金属井架，混凝土井架，装配式竞价等。 （ 1）木井架 ： 用于服务年限较短（ 6~8 年）、产量较低的小型矿井 （ 2）金属井架 ：目前使用较为广泛，构建可在 工厂制造，工地进行安装。 服务年限长，耐火性好，弹性大，能适应提升过程中发生的振动。 但成本较高，钢材消耗大，容易腐蚀，故必须注意保护，每年都应涂防腐剂一次。 （ 3）混凝土井架：其优点是节省钢材，服务年限长，耐火性好，抗震性强。 缺点是自重大，必须加强基础，因而成本高，施工期长。 （ 4）装配式井架：用钢管河槽钢装配而成。 用于竖井开凿施工井架，其优点是便于运输和拆装。 二、天轮是矿井提升系统中的关键部件之一，安装在井架上，作支撑引导钢丝绳转向之用。 可以分为三种 ： （ 1） 井上固定天轮：轮体只作旋转运动，主要用于竖井 提升及斜井箕斗提升。 （ 2）凿井及井下固定天轮 （ 3）游动天轮 ：轮体除作旋转运动外，还可沿轴向移动，主要用于斜井串车提升。 太原理工大学继续教育学院毕业设计 20 第二节 矿井提升设备的工作原理 太原理工大学继续教育学院毕业设计 21 矿井提升设备是联系矿井井下与地面的 “ 咽喉 ”设备，在煤炭生产中占有特别重要的地位，它的用途是沿井筒提升有用矿物和矸石，升降人员，设备，下放材料等。 矿井提升系统根据倾角及提升容器的不同分为以下几种： （一） 竖井普通罐轮提升系统 ： 其原理是其中一个罐轮位于井底进行装车，另一个罐轮则位于井口出车平台，进行卸车，两条钢丝绳的两端，一端与罐轮相连，另一端绕过井架上的天轮，缠 绕并固定在提升机的滚筒上。 滚筒旋转即可带动井下的罐轮上升，地面的罐轮下降，使罐轮在井筒中上下往复运动，进行提升工作。 （二） 斜井串车提升系统 ：其工作原理是两条钢丝绳的两端，一端与若干个矿车组成的串车相连，另一端绕过井架上的天轮缠绕并固定在提升机的滚筒上，通过井底车场，井口车场的一些装卸载辅助工作，滚筒旋转即可带动串车组在井筒中往复运动，进行提升工作。 太原理工大学继续教育学院毕业设计 22 第二章 副井提升设备选型计算 第一节 罐轮的选择 已知下列基本参数 ： 矿井年产量： An=150 104t／ 年 最大班下井人数： 580 人 每班出矸： 400t 下材料 、 设备： 38 次 下炸药： 2 次 保健车： 2 次 副井井筒深度： sH =290m 矿井年工作日： 300nb 天 矿井日工作小时数： 14rth 运送最重设备质量： 15t 矸石散集容积质量： ／ m3 矿车规格 ： － 9B mV mV =  = z s xH H H 式中 : H——提升高度 (m)。 zH ——装载高度 (m), zH =0。 sH ——矿井深度 (m), sH =290m。 xH ——卸载高度 (m), xH =0。 则 : mV = z s xH H H= 290 = 39。 xT 39。 mxmVHT Va     太原理工大学继续教育学院毕业设计 23 式中 : a —— 提 升加速度 ,罐轮一般取  ——罐轮在卸载曲轨内爬行时间 ,取  =5s。 θ ——罐轮装载时间 (休止时间 )休止时间不同，可查表。 则 : 39。 xT =mHV + mVa +υ +θ = + +5+θ=+θ 由于矿车型号是 － 9B，有关矿车数据如下： 容积： v= 矿车高： H=1300mm 矿车自重： q=1270kg 则 Q 矸石 =rv==5. 808（ t) 由于下放最重件 15 吨，所以三吨矿车单层双侧普通罐轮 GLGY3 1/1，查表得， Q 载 重 =6720kg,Q 自重 =4500kg 查表可知对于单层罐轮，两侧进车 θ=15s，其他情况可按规定相应取得，则每次提升不同物品所需时间如下： 提矸时： Tx139。 =+15= 提人时： Tx239。 =+24= 下放保健车： Tx339。 =+15= 下放炸药： Tx439。 =+260= 下 放 材料： Tx539。 =+38= 同时《煤矿安全规程 》规定： (1)要求最大下井作业必须在 40min 内完成； (2)罐轮提升最大班作业时间必须小于 5 小时，因此必须在规定时间内完成任务。 在计算最大班下井人员，矸石 及材料提升时间应该遵守下列规定：①升降工人时间，按下井工人提升时间的 被计算；②升降其他人员时间，太原理工大学继续教育学院毕业设计 24 按升降工人时间的 20％计算；③提升矸石量按下井日出矸量的 50％考虑。 (3)能够运送井下设备的最大最重部件。 所以 ,每班运输不同材料所需时间如下 : 提矸时 :T1= vrAg 400= 式中 Ag― 每班出矸率￣ T/班。 提人时： T2=Tx239。 24580=24580= 下放材料： T5=Tx539。 238=238= 下 放 保健车： T3=Tx339。 2= 2= 下放炸药： T4=Tx439。 2= 2= 总提升 时间T=T1+T2+T3+T4+T5=++++== （ h）＜ 5（ h） T2=（ s） =32(min)＜ 40(min) 两个要求均符合，所以选择 GLGY3 1/1型单层车单绳罐轮合适 第二节 选择提升钢丝绳 副井提升作业多种多样，应以最终的终端载荷来计算并选择钢丝绳，提升钢丝绳是提升系统的重要组成部分，它直接关系到矿井的正常生产和人员的安全，还是提升系统中经常更换的易耗品． 在矿井提升中，根据用涂，选用合适的钢丝绳，扬长避短，充发挥它们的作用。 决定钢丝绳的类型，首先应按以下原则确定： （ 1）使用中不松股； （ 2）符合使用场合及条件； （ 3）特别注意作业的安全。 同时还应考虑以下因素： 太原理工大学继续教育学院毕业设计 25 （ 1）在静筒淋水大，水的酸碱度高，以及在出风井中，由于腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳； （ 2）在磨损严重条件下使用的钢丝绳，如斜井提升等，应选用外层钢丝尽可能粗的钢丝绳； （ 3）弯曲疲劳为主要损坏原因时，应选用接触式或三角股绳； （ 4）实践证明，提升钢丝绳用同向捻绳较好，多绳摩擦提升用左右捻各半：单 绳缠绕式提升钢丝绳的选用原则是：为防止缠绕是松捻，钢丝绳的捻向应与绳在卷筒上缠绕时的螺旋线方向一致，目前单绳缠绕多为右旋，所以多选右同向捻绳； （ 5）罐道绳最好用半密封绳或三角股绳，表面光滑，耐磨损； （ 6）用于温度高或有明火的地方．如矸石山等，最好用金属绳芯钢丝绳。 提升钢丝绳是煤矿提升运输系统的一个重要组成部分，因此， 《煤矿安全规程。