单绳缠绕式主井提升设备的选型设计毕业设计

单绳缠绕式主井提升设备的选型设计毕业设计内容摘要：

用、维护、保养、检测等方面系统进行，有效提高提升机的工作效率。 此次设计的单绳缠绕式提升机的特点是结构简单、受力均匀、运行平稳、摩擦阻力小、成本低、效率高、易于维护等特点，具有很强的适应性。 第 2 页 共 58 页 第一章、 矿井提升设备的任务及发展历史 矿井提升设备的任务是：①沿井筒提升煤炭、矸石；②升降人员和设备；③下放材料。 它是井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，是矿山运输的咽喉。 提升设备在运行的过程中要求具有安全性、可靠性和经济性。 因此，矿井提升设备在矿山生产的全过程中占有极其重要的地位。 我国提升设备的设 计制造，是在新中国成立后开始的。 1953 年抚顺重型机器厂制造了我国第一台缠绕式双滚筒提升机。 1985 年洛阳矿山机器厂设计制成了 2 4 多绳摩擦式提升机。 1971 年该厂又新设计制造了 JK 型新系列单绳缠绕式提升机，采用了一些新结构，与老型号提升机相比较，提升能力平均提高了 25％ .近一二十年来JK 系列的提升机经过进一步技术改进，主轴承选用双列向心球面滚子轴承，调绳装置采用径向齿块式的离合器，减速装置行星齿轮减速器或硬齿面平行轴减速器，液压制动系统可配置不同压力的后置式液压缸以及多条安全回油路的液压站，配置有智能化控 制的 PLC 可编程序控制器，保证恒减速的目的。 新 JK 型提升机具有性能好，提升能力大，结构紧凑安全可靠操作及维修方便等优点。 目前我国新建和在建特大型矿井年产量愈来愈大，提升设备的任务愈加繁重，多绳摩擦式提升机与单绳缠绕式提升机相比，具有质量轻，体积小安全可靠适应较深矿井等优点，这将是提升设备今后的发展方向之一。 近几年来为提高劳动生产率和各项经济技术指标，在世界范围内一直进行着矿井提升设备的性能技术改造，提升设备在高效、大型化、自动化方面都有飞速的发展。 我国大型矿山设备通过引进、消化和吸收果味先进技术，也有了 可喜的进步。 矿井提升设备的主要组成部分 矿井提升设备的主要组成部分：提升容器、提升钢丝绳、提升机及拖动控制系统、井架（或井塔）、天轮及装卸设备等。 第 3 页 共 58 页 矿井提升系统 由于井筒条件（立井或斜井）及选用的提升容器和提升机的不同，可组成各种不同的矿井提升系统。 较常见的有。 ⑴立井单绳缠绕式箕斗提升系统 ⑵立井单绳缠绕式罐笼提升系统 ⑶立井多绳摩擦式箕斗提升系统 ⑷立井多绳摩擦式罐笼提升系统 ⑸斜井箕斗提升系统 ⑹斜井串车提升系统 设计参数 某矿主井采用双箕斗提升，矿井年产量为 80An(万吨 )，井筒深度 220Hs(米 )，工作制度：年工作日 300 天，日工作小时 16h,装载高度 Hz=18M， 卸载高度 Hx=18M，散煤密度取 γ = /M3，矿山电压等级为 ，设计主井提升设备。 设计主要内容 1． 进行单绳缠绕式箕斗提升设备的选型计算。 2． 画出速度图及力图， 3． 画出提升机与井筒相对位置图， 4． 画出提升机房设备布置图。 5． 画出提升机液压站原理图 6． CAD 制动器布置图 具体设计数据： 序号 姓名 矿井年产量An(万吨 ) 井深（ M） 容量（ t） 1 80 200 2 80 210 3 XXX 80 220 4 80 230 第 4 页 共 58 页 5 80 240 6 80 250 7 80 260 8 80 270 9 80 280 10 80 290 11 80 300 12 80 310 13 80 320 14 80 330 第二章、选择提升容器 选择原则 提升容器的规格是提升设备选型计算的主要技术参数，它直接影响提升设备的初期投资和运转费用。 在矿井提升任务和提升高度确定之后，选择提升容器的规格有 两种情况：一是选择大规格的容器，即一次提升量较大，而提升次数少。 这样，因提升容器较大，所需要的提升钢丝绳直径和提升机滚筒直径较大，初期投资较大；但提升次数较少，运转费用较少。 二是选择小规格的容器，情况和上述相反，因而初期投资较少，而运转费用则较多。 那么，应该如何选择提升容器的规格才是合理的呢。 选择原则是：一次合理提升量应该使得初期投资费和运转费的加权平均总和最少。 根据确定的一次合理提升量，选择标准的提升容器。 选择计算 提升容器的规格和提升速度之间，存在着相互依赖、相互制约的复杂关系。 对于这两个 参数的确定，国内外的有关学者做了大量的分析研究工作，所得的结论也不相同。 罗马尼亚、匈牙利等国家采用较大的提升速度，而波兰采用较低的提升速度。 我国是在不加大提升机型号和井筒直径的前提下，尽量采用较大的提升容器，比较低的速度运行，这样能获得较优的运行经济指标。 我国煤矿设计部门在选择提 第 5 页 共 58 页 升容器时，一般都采用经济速度法来计算。 确定合理的经济提升速度 jv H=Hs+Hx+Hz =220+18+18 =256m jv = ZXS HHHH  =式中 jv — 经济提升速度， m/s H— 提升高度， m Hs— 简称卸载高度， m，箕斗： Hs=18~25m,罐笼： Hx=0； Hz— 井筒深度， m。 对于井筒深度 Hs200m,采用 Vj= H。 当 Hs600m 时，采用 Vj= H ；一般情况下多取中间值，即 Vj= H 进行计算为宜。 对于改建矿井及利用积压的库存设备时，可以不受上述的限制。 估算一次合理经济提升循环时间  uvHavT jij =  = 式中 Tj—— 根据经济提升速度估算的一次提升循环时间， s； a—— 提升加速度。 m/s,罐笼提升时， a。 U—— 容器爬行阶段附加时间，箕斗提升可取 10s；罐笼提升可取 5s；  —— 休止时间，箕斗提煤的休止时间见表 21 第 6 页 共 58 页 表 21 箕斗休止时间 箕斗规格 /t ＜ 6 8~9 12 16 20 休止时间 /s 8 10 12 16 20 估算一次合理经济提升量 次ttbTCAm r jafj n 00 003600   式中 jm —— 一次合理的经济提升量， t； An—— 矿井年产量， t/a； C—— 提升不均衡系数，对于主井提升设备：有井底煤仓时， c=~，无井底煤仓时， c=。 fa —— 提升能力富裕系数，主井提升设备对第一水平应留有 的富裕系数。 rb —— 提升设备年工作日数。 t —— 提升设备日工作小时数。 选择提煤箕斗 根据计算出的一次合理的提升量 mj选择提升容器。 ，在箕斗规格表中（表 22）选取与 mj相等或接近的标准箕斗，其名义装载量可以大于或小于 mj。 在不加大提升机滚筒直径的前提下，应尽量选用大容量箕斗，以较低的速度运行，降低能耗，减少运转费用。 查箕斗规格表（表 22）选用 JL6 型立井提煤箕斗，其技术规格如下： 箕斗斗箱容积 3m ；箕斗全高 rH =； 箕斗中心距 S=；箕斗自身重量 zm =5000kg； 箕斗名义载货量 6t； 箕斗实际载货量 m= . =。 第 7 页 共 58 页 表 22 立井单绳箕斗规格表 根据所选箕斗的实际 载货量 m计算所需提升机提升的速度39。 mv 所需一次提升循环时间： sacA tmbTfnr 00 39。   2 4)]([)]([239。 239。 39。 aHuTauTavm   = 2 )]1010([)]1010([ 22  = sm 型号 JL 3 JL 4 JL 6 JL 8 名义载重 /t 有效容积 / 3m 提升钢丝绳直径 /mm 3 31 4 37 6 43 8 43 钢丝绳罐道 直径 /mm 数量 32~50（根据提升高度确定） 4 刚性罐道 规格 数量 38kg/m 钢轨 2 箕斗自重 /kg 最大终端载荷 /N 最大提升高度 /m 箕斗总高 /mm 箕斗中心距 /mm 适应井筒直径 /m 3800 4400 5000 5500 80000 95000 120200 145000 500 650 700 500 7780 8560 9450 9250 1830 1830 1870 2100 ~ 适应提升机型号 2JK3 2JK3 第 8 页 共 58 页 39。 mv 是选择提升及标准速度的一个依据。 在选出提升机后，可据 39。 mv 从提升机 规格表中选用与 39。 mv 相近的标准提升速度。 必须说明，提升机的最大提升速度要遵循《煤矿安全规程》规定： (l)立井中用罐笼升降人员的最大速度不得超过下式求得的数值，且最大不得超过 12m/s. Hvm  (2)立井升降物料的最大提升速度不得超过下式求得的数值 : Hvm  第三章、选择提升钢丝绳 提升钢丝绳的正确选择，不仅关系到提升设备的安全可靠地运行，而且可以节约大量的优质钢材。 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，根据用途，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。 （ 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； 第 9 页 共 58 页 （ 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》（以下简称《规程》）对矿井提升钢丝绳有专门规定。 近年来，尽管各矿按照《规程》的要求加强了提升钢 丝绳的检查和保养，但是，每年仍然有断绳事故发生。 预防断绳的措施 为了防止断绳，龙固煤矿根据具体情况，分别采取了如下措施。 （ 1） 合理选择钢丝绳。 （ 2） 正确使用、维护钢丝绳。 （ 3） 防卡箕斗松绳。 （ 4） 防过卷。 （ 5） 预防过大的惯性力和冲击力。 （ 6） 防过载。 箕斗提升实行定量装载，斜井提升杜绝超挂车现象。 （ 7） 按《规程》要求健全各种保护装置，并按规定定期试验，确保各种保护装置灵敏可靠。 （ 8） 加强对司机和信号工的安全培训，强化安全意识，增强责任心和提高分析处理实际情况 的能力。 信号工与司机协调配合，严格按照《规程》操作。 （ 9） 对提升设备的调整和维修制定了切实可靠的措施，并严格落实。 （ 10） 及时更换新绳。 当提升钢丝绳锈蚀、磨损、断丝、安全系数等达到《煤矿安全规程》有关规定时，必须立即予以更换。 副井提升作业复杂多变，通常以提升矸石为准来选择钢丝绳，但在选绳之后，应对提人时的安全系数进行验算，以保证安全。 选择原则 力、接触应力及挤压应力等，这些应力的反复作用将导致疲劳破断，这是钢丝绳损坏的主要原因；另外磨损及锈蚀将影响钢丝绳的性能并加速 其损坏。 因此综合反映上述应力的疲劳计算是一个复杂的问题，虽然国内外学者在这方面作了大量的研究工作，取得了一些成就，但是由于钢丝绳的结构复杂，影响因素较多，强度计算理论尚未完善，一些计算公式还不能确切地反映真正的应力情况。 我国矿用钢丝 第 10 页 共 58 页 绳是按《煤矿安全规程》的规定来选择的，其原则是：钢丝绳应按最大静载荷并考虑一定安全系数的方法进行计算。 选择计算 图 3－ 1为竖井单绳提升钢丝绳计算示意图。