矿井提升机的选型设计及电气控制毕业设计（可编辑）

1、 矿井提升机的选型设计及电气控制前 言 矿井提升需要用一些专用的提升设备,主要有提升容器,提升钢丝绳,提升机,井架,装卸载设备以及一些辅助设备。矿井提升设备是矿山较复杂而庞大的几点设备,它不仅承担无聊的提升与下放任务,同时还上下人员。矿井运输是煤炭生产过程的一部分,煤炭的井工生产中,运输线路长,巷道 条件多种多样,运输若不畅通,采掘工作就无法继续进行,井工生产的煤矿运输作业,包括从工作面到矿井地面的煤炭运输和辅助运输,辅助运输包括矸石、材料、设备和人员运输。本次毕业设计主要对中型矿井生产所用的运输设备以及固定机械设备的选型及电气控制进行的一次合理选择。选择系统配套附件,根据各设备外形尺寸及安装

2、要求,并考虑其运行条件,最终确定提升机房的布置图。 毕业设计,作为毕业前夕一次综合性训练,是对我们所学理论知识的一次总结、检验和完善。通过这次设计,对我们所学理论知识和生产实践相结合有很大帮助。对于培养分析问题和解决问题的能力以及融会贯通和巩固发展所学知识也受益非浅;我们要较系统的了解矿用提升设备和排水设备在设计中的各个环节,包括从总体选型原则,从煤的开采、运输,及提升设备的选型、校核以及强度计算和经济合理性等等。 并通过这一实践,开阔了思维,丰富了知识,为我们即将做上工作岗位打下了良好的基础,可以说,毕业设计是一次难得的锻炼机会。毕业设计是一个重要的教学环节,通过毕业实习使我们了解到一些实际

3、与理论之间的差异。在各位老师及有关技术人员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决问题的能力,把我们所学的课本知识与具体实践结合起来,真正达到学为所用。 矿井提升机是矿山的大型固定设备之一,是联系井下与地面的主要运输工具。矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地面才有实际应用价值。废石的提升,工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作来完成。 提升设备的安全运行,不仅直接影响整个矿井生产,而且涉及人身安全。随着工业进步以及对人的价值的更加重视,矿井提升设备的安全可靠性已经成为提升设备设计思想的重要内容。 在设计过程中,得到了指导老师董的精心指点。由于时间比较仓促以

4、及经验不足,缺点和错误在所难免,希望老师们能给予批评指正,为我们以后在工作岗位上能很好得完成工作任务,打下了良好的基础。2011年7月18日毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日 期: 使用授权说明 本人完全了解

5、 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承

6、担。 作者签名: 日期:年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年 月 日 导师签名:日期:年 月 日目录 第一章 原始数据及任务书5 第一节、矿井提升机的说明5 第二节、设计依据5 第三节、设计任务6 第四节、参考文献6第二章 提升容器的选择确定7第一节、小时提升容量7第二节、经济提升速度8第

7、三节、一次提升时间计算8第四节、一次提升量9第五节、选择箕斗9第六节、计算提升速度10第三章 钢丝绳的选择10第一节、钢丝绳的应用10第二节、钢丝绳的计算17第四章 提升机的选择18第五章 提升系统的确定20第六章 提升容器的最小自重21第一节 、按静防滑条件,计算容器自重21第二节、按动防滑条件,计算容器自重22第七章 钢丝绳与提升机的校验22第八章 衬垫材料单位压力23第九章 预选电动机23第十章 提升系统变位质量24第十一章 提升速度图25第一节、采用六阶段速度图26第二节、加速度的确定26第三节、减速度的确定27第四节、爬行速度和距离28第五节、速度图计算28第六节、提升一次循环所需时

8、29第十二章 提升能力30第十三章 电动机等效功率计算30第一节、运动计算按平衡系统计算30第二节、等效力计算31第三节、等效功率32第四节、校核电动机过负荷系数32第十四章 电耗计算33第十五章 提升机的防滑验算33第十六章 提升机的电气控制34第一节、提升机电控系统的组成34第二节、电控设备的确定35参考文献40致谢41原始数据及任务书第一节、矿井提升机的说明 矿井井下和地面的工作机械。是一种大型绞车。用钢丝绳带动容器(罐笼或箕斗)在井筒中升降,完成输送物料和人员的任务。矿井提升机是由原始的提水工具逐步发展演变而来。现代的矿井提升机提升量大,速度高,已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山

9、机械。 其提升过程为,从井下采出的煤炭通过位于井底车场的井下煤仓,由装载设备将煤炭载入停在井底的口箕斗中,此时重箕斗正位于地面井架上的卸载曲轨中,在卸载曲轨的帮助下卸载,煤炭卸入井口煤仓。当电动机带动提升机卷筒转动时,把位于井底装满煤炭的重箕斗提升至井架上的卸载曲轨中,同时把位于井架上的已经卸完载的空箕斗下放至井底装载出。如此反复地完成各次提升循环,直至下一个工作班接班。 、设计依据 矿井年产量: 为150万吨 井筒深度:为300米 装载高度:为20米 卸载高度:为20米 煤的散集容重:950千克/米 工作制度:年工作日为300天,日提升14小时 提升方式:双箕斗提升,采用定量装载。 要求:选

10、型设计提升机,天轮,提升钢丝绳及提升容器,画出力图和速度图、设计任务提升容器的选择提升钢丝绳的选择提升机的选择提升系统的确定提升容器最小自重校核钢丝绳安全系数与提升机的校验预选电动机提升运动学及提升能力计算提升电动机容量验算提升速度图的计算及绘制电动机等效功率计算提升电耗计算提升机的防滑验算提升机的电气控制、参考文献煤矿电工手册(分册) 煤炭工业出版社矿井提升机械设备 中国矿业大学出版社煤矿安全规程煤炭工业出版社煤炭工业设计规范 煤炭工业出版社煤矿提升设备的改造煤炭工业出版社煤矿提升机的选型设计 中国机械知识出版社新编煤矿常用机械设备选型设计使用手册中国矿业大学出版社电气制图与读图 机械工业出

11、版社 提升容器的选择确定 对于提升高度超过300?350m时则采用多绳摩擦提升为宜。 煤炭工业设计规范对提升设备有关规定如下: 矿井一般设一套主提升设备提煤, 一套副井提升设备提及其他辅助作业,小型矿井采用一套设备进行混合提升。 提升机一般按其担负的最终水平选择。在提升机服务年限内,需换装电动机时,应考虑其可能性,但以换装一次为宜。 井架或井塔一般按所选提升机最大提升能力为进行设计。 提升容器是直接装运煤炭、矸石、材料、设备、和人员的提升工具。按结构不同可分为罐笼、箕斗、矿车、人车和吊桶等。 我国煤矿立井大都采用普通罐笼和底卸式箕斗;斜井常用后卸式箕斗、矿车和人车;开凿立井和井筒延伸时则用吊桶

12、。罐笼既可以提升煤炭,也可以提升矸石、运送材料、设备和升降人员等。箕斗一般只用于提升煤炭,少数情况也可用箕斗专门提升矸石。 普通罐笼可分为单绳和多绳两个系列。每个系列又可分为不同载荷,每种又有单层和双层之分;每层又有可载单台矿车和两台矿车之分。此外,还有三层、四层罐笼。 罐笼可打开,以供运送长材料,罐底装有轨道和阻车器,两端设有帘式罐门。罐笼采用向内开的罐门也可以,但是为了安全不准设向外开的罐门。此外,附设有连接装置、主拉杆、防坠器及罐耳等。多绳普通罐笼不设防坠器。 一般来说,加大提升容器,降低提升速度,提升机,井筒装备都要加大,增加建井投资,可节约用电,反之,加大提升速度,可选用较小容器和提

13、升机,投资较少,但增加了电耗。 、小时提升容量式中 c?不均衡系数:煤炭工业设计规范规定:有井底煤仓时为1.10-1.15,无井底煤仓是为1.20。 ?提升能力富裕系数; t?-日工作小时数t14; br-年工作日300天。 、经济提升速度 提升高度:300+20+20350m ?提升高度m; ?装载高度m,20m; ?矿井深度m, 300 m; ?卸载高度m, 20m; 经验提升速度: 煤矿安全规程规定的提升速度上限如下: 立井罐笼升降人员的最大速度不的超过16m/s。 对于提煤的箕斗没做具体要求。 、一次提升时间计算式中 u?容器起动初加速度及爬行段延续时间。 ? 提升加速度,估取0.7;

14、 ?箕斗在卸载曲轨内爬行时间,取10s;?箕斗装载时间休止时间,取10s。箕斗提升的休止时间 箕斗名义装载质量 (t)6 89 12 16 20 30 休止时间 s 8 10 12 16 2030、一次提升量 、选择箕斗 按q的计算值可选用10t箕斗,因多绳提煤箕斗jds-9/110x4系列的容积为10,其有效载重是1000*9.59500kg。故选用jds?9/110x4标准底卸式四绳qt箕斗, 其主要技术规格如下: 有效容积:10; 提升钢丝绳数:4根; 箕斗自身重量:10.8t; 名义载重量:9t?;实际载重量:9.5t; 箕斗全高:13350mm。 第六节、计算提升速度(1)一次所需的

15、提升时间:tg(2)所需的提升速度: 钢丝绳的选择第一节、钢丝绳的应用 提升钢丝绳用以悬吊提升容器并传递动力,是提升系统的重要组成部分,在工作中受到多种应力作用,如静应力、动应力、弯曲应力、接触应力、挤压应力和捻制应力等。这些应力的反复作用将导致钢丝绳疲劳损坏。它直接关系到矿井的正常生产和人员的安全,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。 选用钢丝绳时,要根据使用条件及钢丝绳的特性来考虑,下表为不同结构的钢丝绳主要特性。各种钢丝绳的主要特性钢丝绳结构优点缺点主要用途圆形股钢丝绳6*7,6*196x(19),6w(19)6t25等易于用

16、眼检查断丝;有相当大的挠性;制造简单,价格低1随载荷变化有旋转趋势2.外部钢丝易磨损。1.提升钢丝绳;2.罐道绳;3.制动绳,缓冲绳三角股钢丝绳6?(21)6?(24,),6?(30),6?(36)等易于用眼检查断丝;在相同条件下,比圆股绳强度大,寿命长;外部钢丝比圆股绳耐磨随载荷变化有旋转趋势挠性较圆股绳差。提升;罐道绳多层股钢丝绳旋转性小;有相当大的挠性;内部钢丝不易检查。尾绳;凿井提升钢丝绳密封、半密封钢丝绳不旋转;外部钢丝耐磨、抗腐蚀性好;在相同条件下强度最大;弹性形变小。内部钢丝不易检查;挠性小;直径大时断面易变形;制造复杂,价格高罐道绳;提升钢丝绳扁钢丝绳不旋转;易于检查;有很大的

17、挠性易被磨损;手工生产效率低价格高尾绳;凿井提升钢丝绳 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:(1)在井筒淋水大,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,应选用线接触型或三角股钢丝绳; (4)实践证明,提升钢丝绳用同向捻钢丝绳较好,多绳摩擦提升时用左右捻各一半。单绳缠绕式提升钢丝绳的选用原则是,为防止缠绕时钢丝绳松捻,钢丝绳的捻向应与绳在滚筒上缠绕时的螺旋

18、方向一致。目前单绳缠绕多为右旋,所以多选右同向捻钢丝绳;(5)罐道绳最好用半密封绳或三角股绳,表面光滑又耐磨损;(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。 1、主要断绳类型 尽管各煤矿按照煤矿安全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,主要的断绳类型有以下几种:?(1) 松绳断绳。 由于煤仓满仓或其它原因造成容器在卸载位置被卡住而继续下放容器,引起松绳,待卡容器原因消失后,容器自由落体迅速下降而冲击钢丝绳导致断绳。 (2) 过卷断绳。 提升容器在减速阶段不能按规定进行减速,而是以全速运行冲击、碰撞防梁,导致钢丝绳断裂。 (3) 钢丝绳强度降

19、低引起断绳。 矿井淋水的酸碱度大,锈蚀严重,加之磨损严重并有断丝现象,导致钢丝绳强度降低。紧急停车时,由于冲击力大于钢丝绳的强度而造成断绳。 平衡尾绳断裂。 在多绳提升系统中,发生断平衡尾绳事故绳端荷重。 2、 断绳的原因 (1) 锈蚀。 钢丝绳受淋水、潮湿和酸性气体、杂散电流等作用,会出现应力集中,产生疲劳,金属变脆,钢丝绳抗拉强度和抗冲击强度降低。锈蚀是造成平衡尾绳断裂的主要原因,也是提升钢丝绳报废的重要原因。 (2) 磨损。 缠绕式绞车在多层缠绕时,在变层跨圈处产生对钢丝绳的挤压,称为“跨圈现象”,这种现象使钢丝绳既有横向滑动,又有纵向滑动,造成钢丝绳滑动段的剧烈磨损。斜井提升由于地轮不

20、转或转动不灵活,造成钢丝绳磨损过快。 (3) 疲劳。 长时间的反复弯曲,使钢丝绳疲劳,强度降低。实践证明,反复弯曲对钢丝绳的寿命影响较大。所以,单纯缠绕式提升机,下绕绳比上绕绳使用寿命要短。主井每天提升次数远多于副井,因此,提升钢丝绳弯曲次数多,易疲劳,这也是主井提升钢丝绳寿命明显低于副井的重要原因。 (4) 冲击和振动。 提升钢丝绳在使用中经常承受各种冲击和振动,主要有以下几种: 松绳引起的冲击。松绳后,提升容器又自动下落,钢丝绳往往要遭受过大的冲击力。松绳长度越长,绳端载荷越大,则钢丝绳所受的冲击力也就越大。 过卷造成的冲击。提升容器高速过卷时,常会撞坏防撞梁,同时提升钢丝绳也要承受很大的

21、冲击力。 钢丝绳运动产生的振动。井筒不直、罐道弯曲、罐道接头不好、罐耳与罐道间隙过大、箕斗井下装载水平使用托罐梁、斜井提升轨道铺设平直度及道接头不合要求等都会对钢丝绳产生很大的冲击和振动。 (5) 超载。 (6) 保护装置不全或不起作用。 (7) 检修时措施不力或方法不当。 重载调绳,重载棚罐(箕斗),棚罐(箕斗)梁强度不够、位置不当,离合器定位销没有打入定位孔,离合器未合好导致指示误差。 (8) 司机操作不当。 司机责任心不强,业务素质差,操作不当,对事故前的许多征兆没有引起注意,也未采取正确处理措施,或因缺乏经验反应过慢,采取措施时为时已晚。 (9) 提升钢丝绳超期服役或带隐患运行。 ?3

22、、 预防断绳的措施 (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) 按煤矿安全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,严格按照煤矿安全规程操作。 (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) 及时更换新钢丝绳。当提升钢丝绳锈蚀、磨损、断丝、安全系数等达到煤矿安全规

23、程有关规定时,必须立即予以更换。 关于钢丝绳的安全系数,煤矿安全规程是这样规定的: 钢丝绳的安全系数,等于实测的合格钢丝的拉断力之和,与其所承受的最大静拉力(包括绳端载荷和钢丝绳自重所引起的静拉力)之比。 新钢丝绳悬挂时的安全系数,煤矿安全规程要求必须遵守下表的规定。新钢丝绳悬挂时的安全系数表用途分类安全系数最低值备注单绳缠绕式提升装置专为升降人员9升降人员和物料升降人员时9混合提升时9多层罐笼同一次升降人员和物料升降物料时7.5专为提升物料6.5摩擦轮式提升装置专为升降人员9.20.0005?钢丝绳悬垂长度,m升降人员和物料升降人员时9.20.0005混合提升时9.20.0005多层罐笼同一

24、次升降人员和物料升降物料时8.20.0005专为提升物料7.20.0005悬挂吊盘、水泵、安全梯抓岩机用钢丝绳6悬挂安全梯用的钢丝绳的安全系数最低值为9罐道绳、防撞绳、起重用的钢丝绳6悬挂风筒、风管、水管注浆管、混凝土输送管、电缆用的钢丝绳5拉紧装置用的钢丝绳5防坠器的制动绳和缓冲绳3按动载荷计算 使用中的钢丝绳应按规定做定期试验,如果安全系数小于下列数值,必须更换: (1) 专为升降人员用的小于7; (2)升降人员和物料用的钢丝绳:升降人员时小于7;升降物料时小于6; (3)专为升降物料用的和悬挂吊盘用的小于5。 钢丝绳的试验、检查和维护 (1)钢丝绳的试验。 钢丝绳的试验包括新钢丝绳悬挂前

25、的试验(含验收试验)和在用钢丝绳的定期试验。 新钢丝绳悬挂前的试验,包括对每根钢丝做拉断、弯曲和扭转三种试验,并以公称直径对试验结果进行计算和判定,合格后方可使用。具体固定如下: 已试验合格准备悬挂的钢丝绳,必须妥善保管,防止损坏或锈蚀。在30度以下的斜井中,专为提升物料用的钢丝绳,有厂家合格证书,可以不做上述试验; 新钢丝绳进行悬挂前试验后,如果其中拉断、弯曲不合格的钢丝断面积和钢丝总断面积之比;专为升降人员用的或升降人员和物料用的钢丝绳达到6%,升降物料用的钢丝绳达到10%时,都不得使用。 在用钢丝绳应做定期试验,规定如下: 提升钢丝绳的定期试验,升降人员或升降人员和物料用的钢丝绳,自悬挂

26、时起,每隔6个月试验一次; 升降物料用钢丝绳,自悬挂时起,经过一年后做第一次试验,以后每隔6个月试验一次。摩擦式提升机用的钢丝绳、平衡钢丝绳,以及30度以下斜井专为升降物料用的钢丝绳,不在此限; 使用中的钢丝绳做定期试验时,若经拉断、弯曲试验不合格的钢丝达到钢丝绳全部钢丝数的25%时,必须更换。 (2)钢丝绳的检查。 提升钢丝绳每天必须以0.3m/s的速度进行详细检查并记录断丝情况。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。 多绳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。 1)提升钢丝绳必须每天检查一次;平衡钢丝绳至少每周检查一

27、次。对易损坏易断丝或锈蚀较多的一段应停机详细检查。断丝的突出部分应在检查时剁下,将检查结果记入检查记录薄内; 2)各种钢丝绳在一个捻距内断丝断面积同钢丝总断面积之比达到下列规定时,必须更换;升降人员或升降人员和物料用的钢丝绳为5%;专为升降物料用的钢丝绳、平衡钢丝绳和防坠器的制动钢丝绳(包括缓冲绳)为10%;罐道钢丝绳为15%。 3)钢丝绳直径减小到下列数值时,必须更换:提升钢丝绳或制动钢丝绳为10%;罐道钢丝绳为15%;若用密封钢丝绳作为罐道钢丝绳时,外层钢丝厚度磨损达50%。 4)钢丝绳若遭受卡罐、突然停车等猛烈拉力时,必须立即停车检查。遭受猛烈拉力的这一段。若发现有损坏或其长度拉长0.5

28、%以上时,必须更换。 5)钢丝绳使用后期,断丝数或伸长发展突然加快(例如,连续三天出现显著增长,或在某一捻距内每天都有断丝出现),必须立即更换。 6)钢丝绳的钢丝有变黑、锈皮、点蚀麻坑等损伤时,不得用作升降人员。钢丝绳锈蚀严重、点蚀麻坑形成沟纹、外层钢丝松动时,不论断丝多少也不论绳径变细多少,都必须立即更换。 7)钢丝绳的检查方法目前还大量采用眼看和用手捋绳的办法,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“gxt-1型钢丝绳在线无损探伤仪”,采用漏磁交联放大原理检查钢丝绳内外断丝、磨损、锈蚀;对钢丝绳接头焊点及断面等有一定的定性、定量精度。 (3

29、)钢丝绳的维护。 钢丝绳使用中应加强维护,涂油是维护钢丝绳的重要工作之一。使用中的钢丝绳应至少每月涂油一次。摩擦式提升设备的提升钢丝绳,只准使用专用的钢丝绳油(戈培油),不绕过摩擦轮(主导轮)的部分,必须涂防腐油。 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)起润滑作用,减少钢丝绳的磨损;3)防止湿气、水分浸入绳内,并补充绳芯油量。 在使用中要正确地选用润滑油。对润滑油提出以下要求:1)粘稠性好,能使油脂紧密粘附在绳上,振动、淋水也甩冲不掉;2)要有较好的粘温特性,低温时不硬化,高温时不流失;3)防锈和润滑性能好,应含酸碱性,

30、应有一定的透明度,以便发现磨损及断丝。、钢丝绳的计算1、钢丝绳绳端荷重:2、钢丝绳悬垂长度: hcht+hk+hh350+30+15395m 式中 ?预估井架高度3、预估算钢丝绳每米重p 拟采用四绳摩擦提升机,主绳根数4;钢丝绳的公积抗拉强度,一般以选用=155170kg/ m为宜,对于仅提升物料的主井或只提升物料的辅助提升,可以选用=140kg/ m。 按矿山固定机械手册表1-5-5推荐,选用(yb829-79),6(34)+1-28-155-1型三角股钢丝绳,左右捻各二根,查钢丝绳规格表,其规格为:=3.214kg/m,d28mm, 51300kg;155kg/m。 煤矿安全规程规定提升速

31、度小于10m/s,过卷高度不小于速度值,且最低不小于6m,提升速度大于10m/s,过卷高度不小于10m。4、尾绳单位长度重量计算:选用(gb1102-74)6(31)+1-42-140-1型普通圆股。 钢丝绳二根,查钢丝绳规格表:=6.455kg/m,d42mm, 97650kg, 140kg/ m。因,所以下列计算均按平衡系统考虑。 提升机的选择 卷筒的直径和宽度是缠绕式提升机的基本参数,煤矿安全规程对缠绕式提升机的规定: 选择卷筒直径的原则是使钢丝绳绕经卷筒时产生的弯曲应力过大。 保持钢丝绳的一定承载能力和使用寿命。理论和实践都证明,绕经天轮及卷筒的钢丝绳弯曲应力的大小,以及疲劳寿命,取决

32、于卷筒和钢丝绳直径比。在同一钢丝绳直径条件下,卷筒直径越大,弯曲应力越低;在不同绳子径,相同卷筒直径条件下,绳径越小,即d/d越大,弯曲应力越低。 表明在不同的d/d弯曲条件下,钢丝绳试验荷载与其耐久性的关系。在相同试验荷载时,d/d值越大,钢丝绳承受的反复弯曲次数越高,寿命愈长。基于以上原因,煤矿安全规程对缠绕式提升机规定: 考虑塔式井架不设导向轮,这样按煤矿安全规程有关规定,提升机卷筒直径应符合下列条件: 提升机卷筒直径: d100d d1200d1、主导轮选择: 式中 ?最大钢丝绳直径。2、最大静拉力和拉力差计算:20300+4x3.214x3942536525365-950015865

33、kg25365-158659500kg式中s1?重载侧的静拉力 s2?轻载侧的静压力 s3?最大静拉力差选择jkm-2.8/4)-10.5型多绳摩擦提升机,其主要技术数据 如下: 主导轮直径:=2.8m, 主导轮变位重量:=115.01t; 最大静张力:=300kn; 最大静张力差:=95kn; 导向轮直径:=2.5m; 导向轮变位重量:=2.38t; 钢丝绳最大直径,有导向轮:d28mm; 传动方式:单电机; 钢丝绳根数:4; 钢丝绳间距:300mm; 最大提升速度:v11.8m/s; 机器总重量:54.9/54.6/54.7kn; 电动机族大功率:1200/1150kw; 最大转速:750

34、r/min; 适用年产量(万吨/年):90-120。提升系统的确定1、井塔高度: 20+0.5+13.35+10+0.12+1.5+550m式中 ?箕斗在卸载位置时底部高出煤仓的高度一般取0.30.5m; ?导向轮楼层地板(包括有关梁的厚度)。 ?过卷高度10m 因此井塔选tzd-2.8/4-43b型。2、尾绳环高度: 取15m式中 s?两提升容器的中心距,对于单容器带平衡锤的系统,则为提升容器与平衡锤的中心距。3、悬垂长度: 310+50+20+15395m4、主导轮与导向轮之水平中心距: 1.8+1.25-1.41.65m式中 rm?导向轮半径rd?主导轮半径5、围包角的确定: =+ 取u

35、=0.2,则-1,可得0.96提升容器的最小自重 煤炭工业设计规范规定:对提升钢丝绳在衬垫上是否会滑动,必须进行防滑验算,静防滑安全系数不得小于1.75,上提重物的加速段及下放重物的减速段,动防滑系数不得小于1.25。 第一节 、按静防滑条件,计算容器自重 式中 ?箕斗提升的阻力系数取0.075; ?静防滑安全系数取1.75。、按动防滑条件,计算容器自重用查表法:当 取0.8时,=,查表=2.3517;得=0.2639 2.257x9500+0.2222x2380-5027 16943kg 取qc17000kg 钢丝绳与提升机的校验1、首绳安全系数: 上面选用的钢丝绳抗拉强度不符合要求,把钢丝

36、绳抗拉强度改为170kg/m所以qs56300kg 7.14 7.02、最大静拉力和拉力差: 经上列计算最大静拉力超过提升机的允许值,首绳安全系数小于煤矿安全规程的要求,为了不使提升机升级故将a改为0.6m/s2。重新计算qc值:查表法: a10.6,a19111” 查表: 1-5-16,得a12.100,查表: 1-5-18,得c10.1811 按动防滑:2.100x9500+0.1814x2380-502715354 所以 s19500+15354+50272988130000kg2)首绳安全系数: 衬垫材料单位压力 摩擦式提升机主导轮上的。衬垫作用是:当提升钢丝绳端部荷载拉紧钢丝绳,并以

37、一定的正压力,紧压在称垫上时,提升钢丝绳与成称垫之间便产生很大的摩擦力,此摩擦力必须保证提升机在各种工作情况下,都不会出现提升钢丝绳在主导轮的称垫上有滑动现象。 用作摩擦衬垫的的材料,应具有以下的性能: 1、要有较高的摩擦系数,而且水或油类对摩擦系数的影响要小; 2、具要较高的耐磨性能,磨损是时产生的粉尘,必须是对人和机器是无害的; 3、应具有较高的压强; 4、材料的来源要广,价格应低廉,加工和拆装应比较方便。 预选电动机电动机的容量应能满足下列条件:1)等于或大于根据电动机温升散热条件计算的等效容量。2)启动时的力矩,应不超过电动机的最大力矩的0.85,特殊情况下容许达到0.9。3)提升过程

38、中,任何特殊力都不应超过电动机的最大速度v。1、依据所需的提升速度,计算电动机的转数:式中 i?减速比,所选为10.5。2、依据,取:=740rpm,计算提升机的最大速度:=3、预算电动机功率: 式中 k?矿井阻力系数,取k=1.11.2; p?动力系数,当采用自然通风式电动机时,取p=1.11.2;当采用强迫通风式电机时,取p-1.01.05; ?减速器的传动效率,减速器采用滚动轴承时,取0.96;减速器采用滑动轴承时取0.85。 选择yr800-8/1180型电动机两台,查电动机产品样本,得到技术参数如下: =800kw(根据的数值,可以电动机产品样本中选用电动机其额定容量)=740rpm

39、,v6000v, 760,1.8提升系统变位质量1、变位重量: 29881+20381+2380+15010+2137589027 kg=2、变位质量:第十一章 提升速度图箕斗提升六阶段速度图计算速度图参数单位计算公式箕斗在曲轨内的运行距离空箕斗离开曲轨的速度初加速度段运行时间主加速度段运行时间主加速阶段运行爬行距离(自动控制);(手动控制)爬行速度爬行时间减速运行时间减速阶段行程等速阶段行程等速运行时间一次提升循环时间每小时提升次数次、采用六阶段速度图力图和速度图、加速度的确定(1)初加速度 按照煤炭工业设计规范中的规定,箕斗开始加速运行段也必须限定加速度a数值,才能保证让箕斗在脱离曲轨时的

40、速度不超过1.5m/s,而箕斗在卸载曲轨中的行程一般显2.132.35。初速度一般取0.350.5m/s:=(2)正常加速度:按减速器最大力距计算: 式中 ?减速器轴输出端允许的最大力距kg.m,最大轴输出扭距为23(t.m); ?不包括电动机变位质量的提升系数给的变位质量;可按下式计算:= 按电动机过负荷系数:式中 ?起动阶段电动机产生的平均力。 =0.75 ?电动机的额定力: = =0.751.87111=9600(kg)= 按防滑条件计算: =0.6在计算容器最小自重时已定,最后取=0.6。 、减速度的确定 按自由滑行:= 按防滑条件: = 4.544m/s 最后选取=1.20。 、爬行

41、速度和距离 按自动控制: =0.5m/s; 3m 、速度图计算已知:10.327m/s; 350m;1.5m/s;2.5m;0.45m/s;0.6;1.20;0.5m/s;3m(1)初加速度阶段:=(2)正常加速阶段:=(3)正常减速阶段:=(4)爬行阶段:=(5)制动阶段:= 式中:末减速度:,一般取0.30.5(6)等速阶段: 、提升一次循环所需时 3.3+14.71+20.64+8.19+6+1.1 53.94式中 ?休止时间,具体所装的材料不同,休止时间不同,可查表。箕斗名义装载质量 (t)6 89 12 16 20 30休止时间s 8 10 12 16 2030提升能力 年实际提升能

42、力: 为保证安全运行和有足够的提升能力,在计算提升能力的时候,应考虑装载系数,但在提升机、钢丝绳选型计算中不考虑这一因素,否则可能导致提升钢丝绳安全系数及使用寿命的降低,提升机和电动机也可能出现过负荷。 煤炭工业设计规范规定;一个水平或多水平的第一水平,应有20%左右的富裕能力,即大约为1.2。电动机等效功率计算、运动计算按平衡系统计算1、提升开始:1.15x9500+9075x0.45 15009kg 2、初加速终了:3、加速开始: 15009+9075x0.6-0.45 16370kg4、加速终了:5、等速开始: 16370-90750.610925kg6、等速终了:7、减速开始: 109

43、25-90751.235kg8、减速终了:9、爬行开始:10、爬行终了:11、制动减速开始:12、制动终了:、等效力计算1、计算: 743391267.3+3939260430+2458725875+10045+716133750+5147920947.909x1092、等效时间:c?电动机在停歇时间的散热不良系数一般取1/3。 0.5x(3.3+14.71+20.64+8.19+6+1.1)+20.64+10/3 0.5x54+20.64+3.3351s3、等效力:、等效功率1548kw1600kwk?电动机容量的备用系数煤炭工业设计规范规定:备用系数为1.1。、校

44、核电动机过负荷系数 在力图上的最大运动力。 电动机的过载能力,其数值可以从电动机产品样本中查到,所以预选电动机符合要求。电耗计算1、提升一次电耗:式中 ?电动机的效率; ?电网效率,取0.95。 2、一次提升实际电耗: 3、每吨煤耗电量:4、提升机的效率: 提升机的防滑验算 由于以上计算的提升容量器自重,是根据防滑条件确定的,故不需要再进行防滑验算,但考虑到规范的要求。1、静防滑安全系数:2、动防滑安全系数:式中 3、制动力矩的演算: 提升机的电气控制、提升机电控系统的组成1.主电动机 提升机的主电动机多数采用绕线型异步电动机、这种大容量的电动机一般选用yr系列或jrz系列高压三相异步电动机。

45、 提升机采用变频调速技术是先进的,可以达到运行速度平稳,不受外力影响,节约能源等效果。主电动机是将电能转变为提升动能的原动力。 2.高压开关柜 为适应大型矿井提升机供电的需要,提升机若选用高压电动机,都要配备一台tgg型或其他型号的高压开关柜,tgg开关柜额定电压为6kv,额定电流为200a,适用于户内安装。 tgg型高压开关柜的顶部有两组进线的隔离开关,可满足双电源受电的需要。中间的隔离开关与油断路器的操作机构有闭锁,当操作隔离开关时,油断路必须先行跳闸断路。 3.高压换向接触器 高压换向接触器用来给主电动机接通和切断高压电源,并能换向运转,驱动提升机的提升、下放或停车。 电气制动电源装置

46、(1)单相或三相可控硅电源柜; (2)低频发电机组或可控硅低频电源柜。 5.辅助控制设备 (1)微拖动装置,是使主提升机减速终了,提升机进入爬行时投入微拖动,以便在停车前获得一段稳定的低速爬行阶段,实现准确停车; (2)测速发电机装置,直流测速发电机的激磁绕组由220伏直流电源供电,测速发电机的电压与主电动机的转速成正比。在其电路中接有超、限速保护继电器,实际速度控制。 (3)深度指示器,是显示提升容器实际位置的模拟装置。 (4)自整角机和磁放大器,它是起控制和安全保护的作用。第二节、电控设备的确定 tkd/jbp-1 jkmk/jbp-1系列提升机交流电控设备是利用现代交流变频调速技术开发的

47、新一代电控产品,本系列电控设备采用国际著名品牌的变频调速器配以提升机特殊工艺控制软件,具有优良的调速性能,外表美观大方,性能稳定可靠、使用安全节能。 1.应用范围及用途: 本系列电控设备是为f系列单绳/多绳矿井提升机配套设计,也可以与a系列、e系列及其他非标准单绳/多绳矿井提升机配套使用,可以与新安装的提升机配套,也适合于对老提升机电控技术改造。采用先进的可编程控制器(plc)和一些专用的电子接口模块完成提升机的操作控制及监控功能,对容量为380v,630kw和660v,1200kw及以下功率的交流变频异步电动机的启动、运行、制动、停车与换向进行控制,并具有提升机必要的电气保护与联锁,符合煤矿

48、安全规程及综合保护的各项要求。 使用环境: 1 海拔高度不高于1000m; 2 室内安装环境温度不高于+40、不低于-5; 3 相对湿度不超过85% ; 4 没有导电尘埃及对金属和绝缘有腐蚀作用的气体; 5 没有剧烈的振动和颠簸; 6 不必防爆的场所。 2.电控柜结构简介: 控制柜采用条架式型材柜壳结构,高度为2200?,深度为600?,宽度为600?、700?、800?及1000?四种,电器元件及接线端子排全部装于正面,采用走线槽板前走线。柜体上部有吊环,下部有安装固定孔。 3.技术性能: 本系列具有如以下优点: 1) 变频调速控制系统采用磁通矢量控制的spwm正弦波脉宽调制技术,具有调速精度高(0.2%),调速范围大(1:200)、起动转矩大、零速转矩保持功能、自动转矩补偿功能等特点。 2) 具有完善的自诊断、自动设定相关参数的功能,动静态特性参数均可设定,使调试工作简单方便、无需专用的调试仪器。 3) 具有高可靠性的软硬件保护功能,最大转矩、最大电流限制,过载、过流、欠压、缺相、过压、堵转、接地等保护。 4)