多绳摩擦式提升机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀设计 图 书 分类号： 密 级： 毕业设计 (论文 ) 小梁山煤矿主井提升设备选型设计 (多绳摩擦式提升机 ) F F 学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20*年 5 月 27 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 本文主要介绍了小梁山 煤矿主井提升设 备（多绳摩擦式提升机）的选型设计以及各配件的选用和零部件的设计和校核等内容。通过对给定的小梁山煤矿的年产量和矿井深度的计算，选择合适的箕斗，钢丝绳，提升机和电动机，并对选定的钢丝绳，提升机和电动机进行校验，以及电动机等效功率计算。并对选定的提升设备进行了运动学和动力学分析以及电耗计算。通过对主井提升设备的选型计算以及对其进行校验，选择最适合于小梁山煤矿的安全，合理，经济的提升设备。 关键词 主井提升设备； 多绳摩擦式提升机 ；箕斗 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of of on of By to of of of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 . I . 绪论 . 1 2 主井提升机的选型设计 . 3 算原始数据 . 3 斗的选型 . 3 升钢丝绳的选择 . 7 丝绳的最大悬垂长度. 7 算钢丝绳每米重力 . 7 丝绳安全系数校核 . 8 升钢丝绳的维护和试验 . 9 择提升机 . 10 升机的维护与检修 . 12 升机设备的日常维护 . 12 升机设备的定期检查 . 12 升机设备的计划维修 . 13 升机的润滑 . 14 提升机操作工自检自修的具体内容 . 15 升系统的确定 . 16 升容器的最小自重 . 17 选电动机 . 18 动机转数. 18 升机的最大速度. 18 选电动机功率 . 18 升系统总变位质量 . 19 位重量 . 19 位质量 . 19 3 提升设备的运动学和动力学 . 20 升速度图 . 20 阶段速度图 . 20 速度的确定 . 21 升能力校核 . 25 动机等效功率计算 . 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 动力计算 . 25 效力计算 . 27 效功率 . 28 核电动机过负载系数 . 28 耗计算 . 28 4 提升机的防滑验算 . 30 升机的防滑验算 . 30 防滑安全系数 . 31 防滑安全系数 . 31 动力矩的验算 . 32 5 最终的确定方案 . 33 结论 . 34 致谢 . 35 参考文献 . 36 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 矿山提升机是矿山大型固定机械之一，矿山提升机从最初的蒸汽机拖动的单绳缠绕式提升机发展到今天的交 交变频直接拖动的多绳摩擦式提升机和双绳缠绕式提升机已经历了 170多年的发展历史，它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，被喻为矿山运输的咽喉。因此矿山提升设备在矿山生产的全过程占有重要的地位。 我国早在公元前 1100 年左右就发明和使用了辘轳提水和提升重物，这就是现在提升机的始祖。 1953年抚顺重型机器厂制造了我国第一台缠绕式提升机； 1958 年洛阳矿山机器厂制造了第一台多绳摩擦提升机。国外矿井提升机的发展有几个代表性的时期： 1827年出现第一台蒸汽提升机； 1877年制造了第一台单绳摩擦提升机； 1905年使用了第一台电动提升机； 1938年创造了第一台多绳摩擦提升机； 1957年发明了多绳缠绕式提升机。 一个现代化的矿井在提升设备的选型上尤为重要。因为提升设备选型的合理与否，直接关系到矿井的安全和经济性，因此确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体条件选择合适的设备。目前 我国可以成批生产各种现代化大型矿井提升机以及各种配套设备，无论从设计 、制造、自动控制等各方面，我国生产的矿井提升设备都正在跨入世界先进的行列。 根据矿井提升机工作原理和结构的不同，可分为缠绕式提升机和摩擦式提升机。单绳缠绕式提升机是较早出现的一种，它工作可靠，结构简单，但是仅适用于浅井及中等深度的矿井，而对于井深超过 300米的矿井，宜选用多绳摩擦式提升机。在国内外，多绳摩擦式提升机飞跃发展，其发展速度远远超过单绳缠绕式提升机，这是因为它有着许多单绳缠绕式提升机无法比拟的优点，其优点如下： 1) 提升容器及静荷载由 多根钢丝绳共同承担，提升钢丝绳直径较小，主导轮直径及整个机器尺寸都相应缩小，设备重量也减轻了。 2) 由于提升容器是同时悬吊在多根钢丝绳上，这些钢丝绳一般不会同时拉断，故可以不设置防坠器。 3) 主导轮直径的缩小，系统的惯量和主轴上的扭力矩也随之减小，因而可以使用高速电动机和重量较轻的减速器，电动机功率和电能消耗都相应降低。 4) 提升钢丝绳的根数是偶数，且由左向捻和右向捻各占一半组成，可以互相抵消钢丝绳运行中松捻的扭力，减轻了提升容器对罐道的运行阻力，因而延长了罐道及罐耳的使用寿命。 5) 当多绳摩擦轮提升机安装在井塔上时，减少 了工业广场的占地面积，并为地面生产系统的布置创造了有利条件。 下面是我针对不同的矿井的地质、煤层等情况，进行综合计算分析后，本着安全、经济等原则对提升设备系统进行的选型设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本设计充分贯彻以下设计原则：根据国家现有的设备生产状况，结合某些使用中的具体情况，以及经济角度出发尽量选用国产设备并力求在条件基本相当的情况下进行技术的方案比较，选择即经济又合理的设备。 由于本人水平有限，设计中难免出现错误和不足之处，敬请各位老师指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 主井提升机的选型设计 算原始数据 1）矿井年产量：50（万吨）； 2）矿井深度：00（ m）； 3）提升设备工作制度：年工作日00 天计算，日工作小时数 日工作 14小时计算； 4）原煤的密度m=900（ 3/。 斗的选型 箕斗是单一用途的体横容器，仅用于提升煤炭或矿石。立井单绳箕斗是我国煤矿广泛采用的固定斗箱底部卸载式箕斗，采用曲轨连杆下开折页平板闸门结构，其优点是闸门结构简单，严密，闸门向上关闭冲击小，当煤仓已满，煤未卸完时，卡箕斗产生断绳的可能性小。箕斗闸门开启主要借助煤的压力，因而卸载时传递到卸载曲轨上的力较小，改善了井架 受力状态。该闸门的缺点是：如果闭锁装置一旦失灵，闸门可能由于震动，冲击而在井筒中自行开启，不但会把煤卸在井筒里，还会撞坏井筒装备 (如罐道，罐道梁等 )，因此必须经常认真检查闭锁装置。立井多绳箕斗结构基本与单绳箕斗相同，不同点是连接装置有所区别，多绳箕斗下部还有尾绳装置和安装配重的地方。为了客服上述箕斗闸门的缺点，国内外还研制了插板式闸门和圆板式闸门箕斗。 箕斗的导向装置可以采用刚性罐道或钢丝绳罐道。在采用钢丝绳罐道时，除应考虑箕斗本身平衡外还要求装煤后仍能保持平衡，所以在斗箱内上部应安装可调节的溜煤板。国外普 遍使用大容量箕斗，一般有效载荷在 30t 以上，使用寿命一般在 10 20 年。闸门型式多为底卸式扇形闸门，外动力开启式。斗箱结构大体有两种型式，一是由外层面板和内层衬板组成；另一种是整个斗箱采用耐磨合金钢或不锈钢，无衬板，质量可减少 10% 15%。 箕斗设计主要应考虑其机构轻而坚固，有足够的刚度，装卸载快，闸门工作可靠。 箕斗装载设备是指从井下煤仓向箕斗装载原煤的中间贮装与计量装置。对装载设备的要求是定量，定时，准确，快速的装载；其体积要小；并适合井下煤尘，水分较大的特点。目前立井箕斗装载设备主要有两种型式。 (1)计 量仓式箕斗装载设备 计量仓式箕斗装载设备由斗箱，溜槽，闸门，控制缸和压磁测重装置组成。当箕斗到达井底装载位置时，通过控制元件开动控制缸，将闸门打开，斗箱中的煤便沿溜槽全部装入箕斗。利用压磁测重装置来控制斗箱中的装煤量。由于工作条件恶劣，目前的压磁测重装置使用效果不好，很难准确定量装载，有待改进。计量仓式装载设备结构简单，环节少，装载不用其它机械，在我国已定为标准装载设备。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (2)计量输送机式箕斗装载设备 计量输送机式箕斗装载设备中，板式或带式输送机安放在称重装置 负荷传感器上，输送机先用 0.3 的速度装煤，当装煤量达到规定值时，由负荷传感器发出信号，控制煤仓闸门关闭，输送机也停止运行。待空箕斗到达装煤位置时，输送机以 .2 的速度将煤快速装入箕斗。其优点是不需开凿较大的洞室，减少煤的装倒次数，向箕斗装载均匀减少了提升钢丝绳的冲击荷载，利于实现提升自动化。 1）提升高度 ,见式 (式 (=400+25+13 =438（ m） 式中 矿井深度； 装载高度：由井下煤仓及装载设备尺寸确定，可估取 18 25（ m），取 5（ m）； 卸载高度：由地面生产系统要求而定，可取3（ m）。 2）经济提升速度 ,见式 (0.5)= =m/s） 式中，取算一次循环提升时间见式 ( = =75（ s） 式中： 提升加速度，估取 =2/； u 箕斗在卸载曲轨内爬行时间，取 u=10（ s）； 箕斗装卸载时间（休止时间），一次提升量约为 10t，所以取 =10（ s）。 4）确定一次合理提升量 Q ，见式 (3600式 (= 75143003600 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 =t） 式中 : C 提升不均衡系数，煤炭工业设计规范规定，有井底煤仓时为 C= 提升能力富裕系数，煤炭工业设计规范规定，主井提升设备一般对于第一水平留有 20%的富裕系数，取 C= 年工作日，取00天； 是每天 工作小时数，取 14 小时； 年产量，吨； 估算一次循环提升时间，秒。 5） 选择标准箕斗： 为提升容器在井筒中运行导向的装置称为罐道。罐道分为刚性罐道和柔性罐道两种。刚性罐道有木罐道，钢轨罐道和组合罐道；柔性罐道有钢丝绳罐道。刚性罐道固 定在罐道梁上，罐道梁为型钢制作间隔数米架设一条，其两端固定在井筒壁上。钢丝绳罐道以钢丝绳作为提升容器的导向装置，其一端固定在井架上，另一端悬垂至井底并用重锤拉紧。 木罐道由矩形截面，长 6机构简单但变形大，磨损快，易腐烂。加之材料来源紧张，目前已很少采用。钢轨罐道采用普通重型钢轨做成，缺点是侧向刚度小，容器运行产生横向摆动，罐耳磨损较大，通常用于提升速度不大，提升量较小的场合。 (1)组合钢罐道 组合钢罐道采用槽钢及钢板焊成，罐道的截面为空心矩形；也有用整体轧制的型钢做成。其优点是侧向抗弯和抗扭 刚度大，与胶轮罐耳相配合运行阻力小，容器运行平稳，罐耳磨损小，寿命延长。这种罐道广泛使用于提升速度高，一次提升量大的场合。 (2)钢丝绳罐道 钢丝绳罐道与刚性罐道相比，具有安装工作量小，建设时间短，维护简便，容器运行平稳，因无罐道梁而可适当减少井筒壁厚及通风阻力小等优点；但绳罐道要求容器之间及容器与井壁之间的间隙较大，使井筒净断面增加，罐道绳需一定的张紧力而使井架或井塔荷重增加，这是绳罐道的不足之处。当地压较大，井筒中轴线发生错动致使井筒不直时，不能采用绳罐道。一个井筒中布置两套提升设备时也不宜采用绳罐道。大型矿 井每个容器一般采用 4 6根罐道绳，小型矿井也可采用 2 3 根罐道绳。罐道绳的布置可以是四角布置也可以布置在一侧。罐道绳应采用刚性大，耐磨损和防锈性强的密封钢丝绳或半密封钢丝绳。罐道绳上端用双楔块固紧式固定装置固定在井架上，下端用重锤拉紧。当每个提升容器设有四根罐道绳时，每根罐道绳的最小刚性系数不得小于 500N/m，各罐道绳张紧力之差不得小于平均张紧力的 5%，内侧张紧力大，外侧张紧力小。当一个提升容器只有两根罐道绳时，每根罐道绳的刚性系数不得小于 1000N/m，各绳的张紧力应相等。 (3)稳罐装置 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 对使用钢丝绳罐道且 用摇台作承接装置的罐笼，为防止进出车冲击引起罐笼摆动过大，在停罐位置应设一段刚性罐道进行稳罐。在井筒中间水平，因不便设刚性罐道，需另设稳罐装置。这种稳罐装置可采用气动或液压专用设备，当罐笼停稳后，稳罐装置自动伸出凸块将罐笼抱紧，进行稳罐。 根据本文的要求，箕斗应选择钢丝绳罐道。 根据计算的 Q 值，查箕斗规格表，选择标准箕斗。在不加大提升机规格条件下可优先考虑选用较大容量的箕斗。 由主井多绳箕斗规格表可以选择 10 4标准底卸式四绳 12主要技术规格参数见表 2 表 2斗技术规格参数 自重 高 14450效容积 m 提升钢丝绳数 1n =4 绳间距 =300绳数 2n =2 实际载重量 Q= im v =）核算箕斗一次实际提升量： 根据箕斗容积和原煤的密度计算箕斗的实际装载量 Q，见式 (im 式 (= =t） 式中： 箕斗有效容积， 3m 。 7）核定实际的一次提升循环时间式 (CC 3600式 (= =s） 8）所需的提升速度见式 (24)()( 12211 式 (=1210(1210(2 =m/s） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中： 箕斗装卸载时间（休止时间），由于箕斗为 12吨，所以取 =12（ s）。 升钢丝绳的选择 丝绳的最大悬垂长度5（ m），由于s,取0（ m） ,箕斗间距 S=2100绳环高度见式 (式 (= =m） 取5（ m）。 式中： 尾绳环高度， m； 过卷高度， m； S 两提升容器中心距离， m。 钢丝绳的最大悬垂长度式 (=4 3 8=438+0+15 =m） 式中： 箕斗 全高 过卷高度 导向轮中心距楼层底板面的高度，取m） 导向轮与摩擦轮的中心距 算钢丝绳每米重力 1）绳端荷重式 (式 (=11980+12400 =24380(2）取钢丝绳抗拉强度 B =1665N/ 2安全系数绳提升具有如下特点： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (1)1n 根提升钢丝绳，每根承受的终端荷载为1)( n z ； (2) 2n 根尾绳，设每根尾绳每米重力为 q， 。 根据主绳和尾绳每米重力，有等重尾绳 1 ，轻尾绳 1 ，和重尾绳 1 三种情况。一般多采用等重尾绳，重尾绳也有应用，应避免使用轻尾绳。 对等重尾绳，钢丝绳选择计算公式为式 ( 11 式 (=240011980(41 =N/m） 式中： Q 一次提升量， 容器质量， 此选择绳 6 19股（ 1+6+12）圆股钢丝绳，左右捻各二根，其每米重量 p=m，即首绳单位长度重量m。直径 d=中最粗钢丝直径 =部钢丝破断拉力总和为08500N。尾绳数 2n =2根。尾绳每米重力 212 N/m） 式 (据此选择绳 (118 20)8 4 7扁钢丝绳，其单 位每米重为 67500m，即尾绳单位长度重量为m，考虑到 4 =4 =m。而且 100%= 100%=以所选钢丝绳合格可用。 升钢丝绳的维护和试验 提升钢丝绳除合理选择外，还应正确的使用，精心维护，定期试验，保证钢丝绳始终处于良好的工作状态，延长其使用寿命，保证提升工作的安全。 一 使用中的钢丝绳润滑是非常重要的，它关系到钢丝绳的使用寿命及安全运行。润滑的作用归纳有三： （ 1） 保护钢丝不锈蚀； （ 2） 其润滑作用，减少钢丝绳的磨损； （ 3） 防止湿气 补充绳芯油量。 在使用中要正确的选用润滑油。对润滑油提出如下要求 ; （ 1） 粘稠性好，能使油脂紧密粘附在绳上，振动 （ 2） 要有较好的粘温特性，低温时不硬化（龟裂），高温时不流失； （ 3） 防锈和润滑性能要好，不含酸碱性，应有一定的透明度，以便发现磨损及断丝。 我国有专门生产的钢丝绳油可供选用。对摩擦提升钢丝绳应涂以专用钢丝绳油（戈培油）。对使用中的钢丝绳要求每月至少涂油 1次；对淋水较大的井筒中使用的钢丝绳每月涂油 3 5次。钢丝绳涂油后经过一段时间，由于落上煤尘或杂质而在绳表面形成油垢 ，这时若继续涂上新油也起不到润滑和防锈的作用。为此应先清除油垢再涂新油。清垢可使用专门的除垢装置。 提升钢丝绳在有淋水的井筒中工作，将使钢丝绳寿命减少，对摩擦提升，由于水和煤尘掺混而产生石墨混合物，使钢丝绳于摩擦轮衬垫间的摩擦力显著降低，将严重影响提升机工作的可靠性。因此对淋水的影响不容忽视。 严禁使用布条之类的物品捆在绳上作提升标记。因为这将使该处钢丝绳锈蚀而断丝。 钢丝绳的使用 矿安全规程的要求。 二 提升钢丝绳每天必须以 丝情况。有关断丝和钢丝绳断面缩小的极限要求和换绳要求见煤矿安全规程有关规定。 钢丝绳如遭受卡罐或突然停车等猛烈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长 上或有明显损伤，应更换新绳。 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移绳四分之一圈。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 钢丝绳的检查方法目前大量采用眼睛观察和用手捋绳检查，这不仅劳动条件差而且不能检查绳内部断丝情况，为此国内外已研制出了多种钢丝绳探伤仪器。例如“ 采用漏磁交联放大原理检查钢丝绳内外断 丝 锈蚀；对钢丝绳接头焊点及断面等具有一定的定性 新绳在使用前均应进行试验。试验合格的备用钢丝绳必须妥善保管。 使用中的钢丝绳必须定期试验，煤矿安全规程规定除摩擦式提升机用钢丝绳和平衡尾绳以及 30 以下斜井专为升降物料用的钢丝绳外，提升钢丝绳在使用过程中要定期做剁绳头试验。 升降人员或升降人员和物料的钢丝绳自悬挂之日起每隔 6个月试验 1次，升降物料用的钢丝绳，自悬挂时起经过 1年后进行第 1次试验，以后每隔 6个月试 验 1 次。钢丝绳的实验严格遵守煤矿安全规程。 择提升机 1）考虑塔式井塔，设导向轮，滚筒直径 式 (D 100d=100 31=3100（ 式 (D 1200 =1200 2=2400（ 式 (由此选择 ( )型多绳摩擦式提升机，其技术参数见表 2 表 2( )型多绳摩擦式提升机技术参数 摩擦轮直径 导轮变位重量 mG t 设计最大钢丝绳静张力 45045918 设计最大钢丝绳静张力差 14014286 减速器传动比 I=动效率 =向轮直径 导向轮变位质量 dG t 减速器最大输出扭矩 42t m(412m) 2）验算提升机强度 最大静张力见式 (+kP =(11980+22300) 150（万吨 /年） 因此提升能力校核合格。 动机等效功率计算 动力计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由于是等重尾绳，所以按平衡系统计算，0 1) 提升开始，运动力见式 (00 = 3 7 1 1 61 1 9 8 = 2) 初加速终了，运动力见式 (0F=0= 3) 加速开始，运动力见式 ( )(0101 = )7945 = 4) 加速终了，运 动力见式 (12 式 (= 5) 等速开始，运动力见式 (123 = = 6) 等速终了，运动力见式 (34 式 (= 7) 减速开始，由于为自由滑行，运动力见式 (05 F（ 式 (8) 减速终了，由于为自由滑行，运动力见式 (056 式 (9) 爬行开始，运动力见式 (367 = = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10) 爬行终了，运动力见式 (78 式 (= 11) 制动减速开始，运动力见式 (589 = 1 1 4 5 0 = 12) 制动终了，运动力见式 (910 式 (= 图 3效力计算 1) 求 2见式 (5294273252231210202 t 式 (= 22222 =1288192594+5190773477+6643296954+0+930074761+47502421 =010 2) 等效时间，见式 (买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31)(21 254310 = 1 =54（ s） 3) 等效力，见式 ( 2 式 (=0 = 效功率 等效功率，见式 (102 m 式 (= 1 58 =中， 摩擦衬垫摩擦系数，取 = 摩擦围包角，取 = 194 所以静防滑校验合格。 防滑安全系数 动防滑安全系数验算，见式 (要求 动防滑系数g e =12 )1( 式 (=2547345210 =中 1s 的值见式 (211111 式 (=21 1 98 96 74 0 96 7 =45210 式中： 1R 提升容器在井筒中的运行阻力 (简称矿井阻力 )， 井阻力包括：提升容器的导向装置在罐道上的摩擦阻力，提升容器在运行中的空气阻力等，这些阻力又与井筒的条件有关。由于影响和变化因素很多，实际上要计算出阻力式很困难的。各国对 1R 的计算方法是不同的，甚至差别较大，而且只是近似值，国内对于双箕斗提升， 1R = 式中 2s 的值见式 (买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 11222 d 式 (=21 1 9 0602 8 9 872 8 9 87 =25473 所以动防滑校验合格。 动力矩的验算 制动力矩的验算见式 ( )( 213 式 (=6 9 8 0 6 19 8 1 1 6 =以提升机的防滑验算合格。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 最终 的确定方案 经过选型和验算，选择的最终方案如下： 10 4标准底卸式四绳 12主要技术规格参数见表 5 表 5斗技术规格参数 自重 高 14450效容积 m 提升钢丝绳数 1n =4 绳间距 =300绳数 2n =2