多绳摩擦式提升机的设计

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)THETYPESELECTIONANDDESIGNOFMAINSHAFTLIFTINGEQUIPMENTFORCOALOFXIAOLIANGSHAN(MULTI-ROPEFRICTIONHOIST)学生姓名学院名称专业名称指导教师20**年5月27日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AbstractThispapermainlyintroducesthetypeselectionanddesignofmainshaftliftingequipmentforcoalofXiaoliangshan(multi-ropefrictionhoist)andtheselectionofpartsfittingscontentandthedesignandcheckofit.BasedonthecalculationofannualoutputandcoalminedeepgivenofXiaoliangshan,choosetheappropriateskip,wirerope,hoistandmotors.Bycheckoutthehoistrope,hoistandmotor,toequivalentpowercalculationofmotor,andanalysisthekinematicsanddynamicsandconsumptioncalculationoftheselectedhoist.Throughtheselectionofselecteddesigncalculationsandlinkcheckingliftingequipment,choosingthemostsuitableandsafety,reasonable,economicliftingdevicesforthismine.KeywordsMainshaftliftingequipmentmulti-ropefrictionhoistskip目录8449摘要 I24940Abstract II171931绪论 121522主井提升机的选型设计 3161222.1计算原始数据 3305342.2箕斗的选型 3116562.3提升钢丝绳的选择 721439 748222.3.2估算钢丝绳每米重力 7231112.3.3钢丝绳安全系数校核 8266242.3.4提升钢丝绳的维护和试验 9317792.4选择提升机 1029472.5提升机的维护与检修 12120272.5.1提升机设备的日常维护 12289272.5.2提升机设备的定期检查 125422.5.3提升机设备的计划维修 13296812.5.4提升机的润滑 14283772.5.5主提升机操作工自检自修的具体内容 1533692.6提升系统的确定 16175512.7提升容器的最小自重 17268932.8预选电动机 18221252.8.1电动机转数 1833112.8.2提升机的最大速度 18327572.8.3预选电动机功率 18276352.9提升系统总变位质量 19324392.9.1变位重量 1941952.9.2变位质量 19212263提升设备的运动学和动力学 20256953.1提升速度图 2096783.1.1六阶段速度图 20156903.1.2加速度的确定 21276303.2提升能力校核 25100853.3电动机等效功率计算 25273363.3.1运动力计算 2570273.3.2等效力计算 27175103.3.3等效功率 28221153.3.4校核电动机过负载系数 282223.4电耗计算 2828884提升机的防滑验算 3033004.1提升机的防滑验算 30108034.1.1静防滑安全系数 317628 3127234.1.3制动力矩的验算 32119455最终的确定方案 3332421结论 3410103致谢 3515331参考文献 361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：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。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。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。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。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。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。2主井提升机的选型设计2.1计算原始数据1）矿井年产量：=150（万吨）；2）矿井深度：=400（m）；3）提升设备工作制度：年工作日按每年工作300天计算，日工作小时数按日工作14小时计算；4）原煤的密度=900（)。2.2箕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。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。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——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(2.1)式(2.1)=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Hz=25（m）；——卸载高度：由地面生产系统要求而定，可取=13（m）。2）经济提升速度,见式(2.2)=(0.3～0.5)式(2.2)==10.46（m/s）式中，取3）估算一次循环提升时间,见式(2.3)式(2.3)==75（s）式中：——提升加速度，估取=0.8（）；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，见式(2.4)式(2.4)==10.268（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1.10～1.15,取；——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；——年工作日，取=300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。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6m左右的方木制成，其机构简单但变形大，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。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。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。稳罐装置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JDS-12/110×4标准底卸式四绳12t箕斗，其主要技术规格参数见表2-1。表2-1箕斗技术规格参数自重全高=14450mm有效容积提升钢丝绳数=4绳间距=300mm尾绳数=2实际载重量Q=6）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(2.5)式(2.5)==11.98（t）式中：——箕斗有效容积，。7）核定实际的一次提升循环时间，见式(2.6)式(2.6)==87.506（s）8）所需的提升速度，见式(2.7)=式(2.7)==7.869（m/s）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）。2.3提升钢丝绳的选择预估计井塔高度=45（m），由于=10.46m/s,取=10（m）,箕斗间距S=2100mm。尾绳环高度见式(2.8)式(2.8)==14.7（m）取=15（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见式(2.9)式(2.9)==438+14.45+10+1.8+5+15=484.25（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=1.8（m）——导向轮与摩擦轮的中心距2.3.2估算钢丝绳每米重力1）绳端荷重，见式(2.10)式(2.10)=11980+12400=24380(kg)2）取钢丝绳抗拉强度=1665N/安全系数多绳提升具有如下特点：(1)根提升钢丝绳，每根承受的终端荷载为；(2)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，轻尾绳，和重尾绳三种情况。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(2.11)式(2.11)==27.81（N/m）式中：Q——一次提升量，kg——容器质量，kg据此选择绳619股（1+6+12）圆股钢丝绳，左右捻各二根，其每米重量p=33.83N/m，即首绳单位长度重量=3.452kg/m。直径d=31.0mm，绳中最粗钢丝直径=2.0mm，全部钢丝破断拉力总和为=608500N。尾绳数=2根。尾绳每米重力q见式(2.12)==67.63（N/m）式(2.12)据此选择绳(11820)847扁钢丝绳，其单位每米重为675kg/100m，即尾绳单位长度重量为=6.75kg/m，考虑到=4=3.02N/m。而且100%=100%=2.23%<3%式(2.13)因而可以认为是等重尾绳，所以不必验算尾绳的安全系数。2.3.3钢丝绳安全系数校核钢丝绳安全系数校核公式见式(2.14)式(2.14)===所以所选钢丝绳合格可用。2.3.4提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。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：保护钢丝不锈蚀；其润滑作用，减少钢丝绳的磨损；防止湿气.水分浸入绳内，并补充绳芯油量。在使用中要正确的选用润滑油。对润滑油提出如下要求;粘稠性好，能使油脂紧密粘附在绳上，振动.淋水也甩冲不掉；要有较好的粘温特性，低温时不硬化（龟裂），高温时不流失；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.保管与运输应严格执行《煤矿安全规程》的要求。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。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0.5%以上或有明显损伤，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。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“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具有一定的定性.定量精度。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》。2.4选择提升机1）考虑塔式井塔，设导向轮，滚筒直径D见式(2.15)和式(2.16)D100d=10031=3100（mm）式(2.15)D1200=12002=2400（mm）式(2.16)由此选择JKM-3.25/4()型多绳摩擦式提升机，其技术参数见表2-2。表2-2JKM-3.25/4()型多绳摩擦式提升机技术参数摩擦轮直径主导轮变位重量t设计最大钢丝绳静张力450kN（45918kg）设计最大钢丝绳静张力差140kN（14286kg）减速器传动比传动效率导向轮直径导向轮变位质量t减速器最大输出扭矩42tm(412kNm)2）验算提升机强度最大静张力见式(2.17)=Q++4式(2.17)=(11980+22300)9.8+4=401.473（kN）<450（kN）40967（kg）=40967-11980=28987（kg）此处为2.6所计算的容器的最小自重。最大静张力差见式(2.18)=Q式(2.18)=11980=117.404（kN）<140（kN）（kg）,的实际值均小于设计值，强度校验合格。摩擦衬垫比压的校验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，并以一定的正压力，紧压在衬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上的衬垫上有滑动现象。用作摩擦衬垫的材料，应具有以下的性能：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；具有较高的耐磨性能，磨损时产生的粉尘，必须是对人体和机器是无害的；应具有较高的压强；材料的来源要广，价格应低廉，加工和拆装应比较方便。上述性能中的最主要的是摩擦系数，在压强和磨损相同的条件下，摩擦系数的提高，将会获得显著的经济效果。上升侧静张力见式(2.19)=Q++p（+）+q式(2.19)==401.473（kN）下降侧静张力见式(2.20)=++式(2.20)=-Q=284.069（kN）衬垫比压见式(2.21)=式(2.21)==170.110（N/）允许比压值[]一般为150～200N/。由于<[]，所以强度校验合格。由以上校验说明，所选JKM-3.25/4()型多绳摩擦式提升机合格可用。2.5提升机的维护与检修为保证矿井提升机设备做到持续、安全运转，必须搞好设备的预防性计划维护和检修，及时发现和消除事故隐患。预防性计划维修是针对提升设备的特点而制定的以预防为主的检查、维护和修理制度，包括各类检修的周期、内容、质量标准等。主提升机操作工在搞好设备的日常维护和保养以外，还应参与矿井提升机的计划性维护和检修工作。2.5.1提升机设备的日常维护设备的日常维护保养，是指有计划地做好设备的润滑、日检及清洁工作。做好设备的日常维护，及时检查和有计划的修理工作，是减少机械零部件磨损、延长提升机使用寿命非常有效的方法，也可为提升机的维修打下良好基础，大大减少维修次数。2.5.2提升机设备的定期检查提升机的检查工作分为日检、周检和月检，应针对各提升机的性能、结构特点、工作条件以及维修经验来制定检修的具体内容。检查结果和修理内容均应记入检修记录簿，并由检修负责人签字。1)日检的基本内容(1)用检查手锤检查各部分的连接零件(如螺栓、铆钉、销轴等)是否松动，由检查孔观察减速器齿轮的啮合情况。(2)检查润滑系统的供油情况及制动系统的工作状况。(3)检查深度指示器的丝杠螺母旷动情况，以及保护装置和仪表等动作是否正常。(4)检查各转动部分的稳定性，如轴承是否振动，各部机座和基础螺栓(螺钉)是否松动。(5)试验过卷保护装置。(6)手试一次松绳信号装置，试验各种信号(包括满仓、开机、停机、紧急信号等)。(7)检查各接触器(信号盘、转子控制盘、换相器等)触点磨损情况，对烧损者要进行修理(用砂布和小锉刀)或更换，以保持其接触良好。(8)检查调绳离合器及天轮的转动情况，如衬垫、轴承等。(9)检查提升容器及其附属机构(如阻车器、连接装置、罐耳等)的结构情况是否正常。(10)检查防坠器系统的弹簧、抓捕器、联动杆等的连接和润滑情况。(11)检查井口装载设备(如推车机、爬车机、翻车机、阻车器、摇台或罐座、安全门等)的工作情况。(12)按照《煤矿安全规程》的规定，检查提升机钢丝绳的工作状况及钢丝绳在滚筒上的排列情况。2)周检的基本内容周检的内容除包括日检的内容外，还要进行下列各项工作：(1)检查制动系统(盘式闸及块闸)，尤其是液压站和制动器的动作情况，调整闸瓦间隙，紧固连接机构。(2)检查各种安全保护(如过卷、过速、限速等)装置的动作情况;检查滚筒的铆钉是否松动，焊缝是否开裂;检查钢丝绳在滚筒上的排列情况，以及绳头固定得是否牢靠。(3)摩擦式提升机要检查主导轮的压块坚固情况及导向轮的螺栓和衬垫等。(4)检查并清洗防坠器的抓捕器，必要时予以调整和注油;检查制动钢丝绳及其缓冲装置的连接情况。(5)修理并调整井口装载设备的易损零件，必要时进行局部更换。(6)按《煤矿安全规程》第404、410条的要求，检查平衡钢丝绳的工作状况。3)月检的基本内容月检的基本内容除包括周检的内容外，还需进行下列各项工作：(1)打开减速器观察孔盖和检查门，详细检查齿轮的啮合情况，两半齿轮用检查锤检查对口螺栓的紧固情况，还应检查轮辐是否发生裂纹等。(2)详细检查和调整保险制动系统及安全保护装置，必要时要清洗液压零件及管路。(3)拆开联轴器，检查其工作状况，如间隙、端面倾斜、径向位移、连结螺栓、弹簧及内外齿等是否有断裂、松动及磨损等。(4)检查部分轴瓦间隙。(5)检查和更换各部分的润滑油，清洗部分润滑系统中的部件(如油泵、滤油器及管路等)。(6)清理防坠器系统和注油，调整间隙。(7)检查井简装备，如罐道、罐道梁和防坠器用制动钢丝绳、缓冲钢丝绳等。(8)试验安全保护装置和制动系统的动作情况。2.5.3提升机设备的计划维修矿井提升机的维修工作分为小修、中修和大修。按计划进行维修，是使设备保持完好状态，恢复原有性能，延长使用寿命，防止事故发生，保证设备、正常持续、安全运行的重要措施。1)小修的内容(1)打开减速器上盖，检查齿轮的啮合及磨损情况，检查轮齿有无裂纹，必要时进行更换。(2)打开主轴承上盖，检查轴颈与轴瓦间隙，必要时更换垫片。(3)检查和清洗润滑系统各部件，处理污油，更换润滑油，必要时更换密封件。(4)检查和调整制动系统各部件，必要时更换闸瓦和销轴等磨损零件。(5)检查和处理滚筒焊接缝是否开裂，铆钉、螺栓、键等有无松动、变形，必要时加固或更换。(6)检查深度指示器和传动部件是否灵活、准确，必要时进行调整处理。(7)检查各部安全保护装置运转是否灵活、可靠，必要时进行重新调整。(8)检查联轴器的销轴与胶圈磨损是否超限，内、外齿轮啮合的间隙或蛇形弹簧磨损是否超限，必要时更换磨损零件。(9)检查各连接部件，基础螺栓有无松动和损坏，必要时进行更换。(10)进行钢丝绳的调绳、调头和更换工作。(11)检查和调整电气设备的继电器、接触器和控制线等，必要时进行更换。(12)检查日常维修不能处理的项目，保证设备能正常运行到下次检修时。2)中修的内容除包括小修全部检查内容外，还必须进行下列工作：(1)更换减速器各部轴承，或对使用中的轴瓦进行刮研处理。(2)调整齿轮啮合间隙，或更换齿轮对。(3)更换制动系统的闸瓦和转动销轴。(4)车削闸轮及闸盘，必要时进行更换。(5)更换滚筒木衬和车削绳槽。(6)处理和更换电控设备的零部件。(7)检修不能保持到中修间隔期，而小修又不能处理的项目。3)大修的内容除包括中修全部检修内容外，还必须进行下列工作：(1)更换减速器的传动轴、齿轮和轴承，重新进行调整。(2)加固或更换滚筒。(3)更换主轴、轴瓦，并抬起主轴检查下瓦，调整主轴水平。(4)检测、找正各轴间的水平度和平衡度。(5)更换联轴器。(6)进行机座和基础加固。(7)更换主电动机和其他电控设备。(8)检修不能保持到大修间隔期，而中修又不能处理的项目。2.5.4提升机的润滑提升机机械传动中所有相对运动的零部件，其相互接触的表面都存在着摩擦现象，造成零部件磨损，导致设备寿命的降低甚至报废，同时也影响提升设备的安全运行。因此，在提升设备的使用和维护过程中，要控制摩擦阻力，降低零部件的磨损速度，提高设备的使用寿命，保证提升设备的安全运行，就必须对有相对运动的摩擦表面进行润滑。此外，润滑还起着散热、防尘、防锈和吸振的作用。1)润滑剂的选择提升机采用的润滑剂多为矿物性的润滑油和润滑剂。选择润滑油时，要以黏度为主要指标。原则上是当速度高、负荷小、温度低时，选用黏度较低的润滑油;反之，则选用黏度较高的润滑油。选择润滑脂时，要以针入度为主要指标。原则上是载荷大、速度低时，应选用针入度较低的润滑脂;反之，则选用针入度高的润滑脂。2)润滑方式常用的润滑方式有以下七种：(1)手工注油：用油壶、油枪和脂枪注油。(2)飞溅注油：依靠旋转的机件或附加于轴上的甩油盘、甩油片等，将油池中的油甩起，使油溅落到润滑部位上。(3)油环和油链润滑：利用套在轴上的油环和油链将油带起，供润滑部位润滑。(4)油绳、油垫润滑：利用虹吸管原理和毛细管作用实现润滑，主要用于低速、轻载的机械润滑。(5)强制给油润滑：利用油泵将润滑油间歇地压向润滑点进行润滑。(6)油雾润滑：利用压缩空气将润滑油喷出并雾化后，送入润滑点。润滑油在饱和状态下析出，在摩擦面上黏附一层油膜，起到润滑作用。(7)压力循环润滑：利用油泵使润滑油获得一定压力，然后输送到各润滑点。用过的润滑油回到油箱，经冷却、过滤后再供循环使用。无论采用哪种润滑方式，都要保证润滑系统的正常工作。润滑系统完好标准的内容是：润滑系统油质合格、油量适当、油压正常、油路畅通、油圈转动灵活、润滑系统不漏油。2.5.5主提升机操作工自检自修的具体内容(1)各部螺栓或销轴如松动或损坏时，应及时拧紧或更换。(2)各润滑部位、传动装置和轴承必须保持良好的润滑，禁止使用不合格的油(脂)。(3)制动闸瓦磨损达规定值时，应及时更换。制动闸瓦和闸轮或闸盘如有油污，应擦拭干净。(4)深度指示器如果指示位置不准时，应及时与把钩工联系，重新进行调整。(5)弹性联轴器的销子和胶圈磨损超限时，应及时进行更换。(6)过卷、松绳和闸瓦磨损等安全保护装置如果动作不准确或不起作用时，必须立即进行调整或处理。(7)灯光声响信号失灵或不起作用时，如果是灯泡损坏或位置不准确，应由操作工负责更换或调整;如果是电气故障，则应联系电工处理。(8)经常保持室内环境整洁。2.6提升系统的确定1）井塔高度的选择，见式(2.22)式(2.22)=13+0.3+14.45+10+0.12+1.8+5=44.67（m）取=45（m），井塔选TZD-3.25/4-45A型。式中：——卸载高度——箕斗底部距卸载高度的距离——箕斗全高——过卷高度——导向轮楼层地板(包括有关的梁)的厚度——导向轮中心距楼层底板面的高度，取=1.8（m）——导向轮与摩擦轮的中心距由以上确定=45（m）可取。2）尾绳环高度，见式(2.23)（m）式(2.23)3）悬垂长度，见式(2.24)484.25（m）式(2.24)4）主导轮与导向轮之水平中心距，见式(2.25)式(2.25)=1.975（m）5）围包角的确定，见式(2.26)和式(2.27)式(2.26)===式(2.27)取，则查表得=0.969。2.7提升容器的最小自重在多绳摩擦轮提升机的选型及提升系统设计中，关键的问题是防滑。要对提升机在各种运行条件下的防滑进行核算，以保证提升系统的安全运行。在很多情况下，尤其是在较浅的矿井，提升系统的防滑性能不能满足《规范》的规定，有效的解决办法是增大提升容器的自重，即增加配重。1）按静防滑条件，容器自重见式(2.28)和式(2.29)式(2.28)==19097（kg）式中，——静防滑系数，或用查表法，当时，查表得，则：式(2.29)11980-6687=19106（kg）2）按动防滑条件，容器自重见式(2.30)和式(2.31)(2.30)==22278（kg）式中——动防滑安全系数，取或用查表法，当取0.8，，查表，得，查表，得，则：式(2.31)3060-6687=22294（kg）根据以上计算，取（kg）2.8预选电动机2.8.1电动机转数电动机转数见式(2.32)式(2.32)==485.788（r/min）2.8.2提升机的最大速度依据取=591r/min，计算提升机的最大速度，见式（2.33）=式（2.33）==9.573（m/s）2.8.3预选电动机功率预选电动机功率，见式(2.34)式(2.34)==1825.429（kw）式中：K——矿井——动负载影响系数，当采用自然通风式电动机时，取=1.1～1.2；当采用强迫通风式的电动机时，取=1.0～1.05，此处取=1.2。选择YR1000-10/1430型电动机2台，查电动机产品样本，其技术参数如下见表2-3。表2-3YR1000-10/1430型电动机技术参数额定功率=1000kw额定转速=591r/min过负载系数转子转动惯量=1980kg.电动机效率=93.5%电压V=6000v电动机作用于滚筒上的额定拖动力，见式(2.35)式(2.35)==177582.8（N）2.9提升系统总变位质量2.9.1变位重量变位重量见式(2.36)式(2.36)=40967+28987+3060+15260+20667=108941（kg）式中：——电动机的变位重量，见式(2.37)式(2.37)==20667.0（kg）式中：i——减速器的速比；()——从电动机产品样本上查到的回转力矩，。2.9.2变位质量变位质量见式(2.38)式(2.38)=11116.4（kg/m）3提升设备的运动学和动力学3.1提升速度图提升速度图的确定：多绳摩擦轮提升机的速度图和单绳缠绕式提升机相同。即箕斗提升采用六阶段速度图；罐笼提升采用五阶段速度图。由于多绳提升机多用于较深的矿井，更多的是在大型矿井使用，因此，电动机功率大都比较大，使用直流电动机拖动的可能性较单绳提升机为大。当采用直流拖动时，速度图的加速段可能有二种：一是等加速度：另一种是变加速度，又称为抛物线加速度。抛物线加速度有以下特点：加速阶段与等速阶段的功率式连续变化的，加速段的尖峰功率较小，因此，要求电动机及变流设备的过载能力较小，加速段启动功率也小。加速阶段的时间较长，大约为等加速度所需时间的二倍，因此，在同样的条件下，提升能力较小。由于箕斗提升一般要求有最小的一次提升时间，因而限制了抛物线加速度的速度图的使用，只有在副井提升，对一次提升时间要求不严格的情况下，才考虑选用抛物线加速度的速度图，以降低电动机，电源设备的过载和电网的高峰负荷。由于本文中属于主井箕斗提升，因而使用等加速度的速度图。3.1.1六阶段速度图采用六阶段速度图，如下图所示:图3-1六阶段速度图3.1.2加速度的确定3.1.2.1初加速度初加速度的确定，见式(3.1)式(3.1)==0.375（m/s）式中：——箕斗脱离卸载轨时速度，取（m/s）——卸载曲轨长度，取=3（m）3.1.2.2正常加速度1)按减速器最大力矩计算，见式(3.2)式(3.2)==1.539（m/）式中：——不包括电动机变位质量时的提升系统变位质量，见式(3.3)式(3.3)=9007.5（kg/m）2)按电动机过负载系数计算，见式(3.4)式(3.4)==1.37（m/）式中：——起动阶段，提升电动机产生的平均力，见式(3.5)式(3.5)==13585.08（kg）3)按防滑条件计算在计算容器最小自重时已定。根据以上结论，本设计加速度可取。3.1.2.3减速度的确定首先考虑自由滑行方式减速，见式(3.6)式(3.6)==1.120（）由此可采用自由滑行方式减速。按防滑条件，见式(3.7)式(3.7)===4.23（m/s）查表得到：当，时，；查表得到：当，时，=4.5873<5（）；最后选取=1.120（）3.1.2.4爬行速度和距离按自动控制：（m/s）；=3（m）3.1.2.5速度图计算已知：9.573（m/s）；=438（m）；=1.5（m/s）；=3（m）；（）；（）；（）；（m/s）；=3（m）1)初加速阶段：时间见式(3.8)式(3.8)==4（s）距离见式(3.9)式(3.9)==3（m）2)正常加速阶段：时间见式(3.10)式(3.10)==10.1（s）距离见式(3.11)式(3.11)==55.9（m）3)正常减速阶段：时间见式(3.12)式(3.12)==9.0（s）距离见式(3.13)式(3.13)==40.8（m）4)爬行阶段：时间见式(3.14)式(3.14)==6（s）5)制动阶段：末减速度：，一般取0.3～0.5（m/）本文取=0.5（m/）时间见式(3.15)式(3.15)==1（s）6)等速阶段：距离见式(3.16)式(3.16)==335.3（m）时间见式(3.17)式(3.17)==35.0（s）3.1.2.6提升一次循环所需时间提升一次循环所需时间(除去休止时间)，见式(3.18)式(3.18)=65（s）提升一次循环所需时间，见式(3.19)式(3.19)==75（s）图3-2箕斗提升速度图3.2提升能力校核年实际提升能力见式(3.20)式(3.20)==210.01（万吨/年）>150（万吨/年）因此提升能力校核合格。3.3电动机等效功率计算3.3.1运动力计算由于是等重尾绳，所以按平衡系统计算，=01)提升开始，运动力见式(3.21)式(3.21)==17945.7（kg）2)初加速终了，运动力见式(3.22)=式(3.22)=17945.7（kg）3)加速开始，运动力见式(3.23)式(3.23)==22670.2（kg）4)加速终了，运动力见式(3.24)式(3.24)=22670.2（kg）5)等速开始，运动力见式(3.25)式(3.25)==13777.1（kg）6)等速终了，运动力见式(3.26)式(3.26)=13777.1（kg）7)减速开始，由于为自由滑行，运动力见式(3.27)（kg）式(3.27)8)减速终了，由于为自由滑行，运动力见式(3.28)（kg）式(3.28)9)爬行开始，运动力见式(3.29)式(3.29)==12450.4（kg）10)爬行终了，运动力见式(3.30)式(3.30)=12450.4（kg）11)制动减速开始，运动力见式(3.31)式(3.31)==6892.2（kg）12)制动终了，运动力见式(3.32)式(3.32)=6892.2（kg）图3-3力图3.3.2等效力计算1)求，见式(3.33)式(3.33)==1288192594+5190773477+6643296954+0+930074761+475024212)等效时间，见式(3.34)式(3.34)==54（s）3)等效力，见式(3.35)式(3.35)==16158.9（kg）3.3.3等效功率等效功率，见式(3.36)式(3.36)==1962.6（kw）<21000=2000（kw）3.3.4校核电动机过负载系数电动机过负载系数，见式(3.37)式(3.37)=所以预选电动机符合要求。3.4电耗计算1)提升一次电耗，见式(3.38)式(3.38)==14.290（kwh/次）2)一次提升实际电耗，见式(3.39)式(3.39)==30.449（kwh/次）式中的值见式(3.40)式(3.40)=71783+228969+482199+0+74702+6892=864545（kgs）3)每吨煤耗电量，见式(3.41)式(3.41)==2.542（kwh/t）4)提升机效率，见式(3.42)式(3.42)==46.93%4提升机的防滑验算4.1提升机的防滑验算按摩擦系数计算，提升钢丝绳在主导轮衬垫上处于平衡状态的计算公式为式(4.1)式(4.1)或为式(4.2)式(4.2)当提升钢丝绳在衬垫上运动时，有以下三种情况：当一侧的拉力，大于另一侧拉力的倍时，提升钢丝绳将会出现滑动；当时，则提升钢丝绳处于临界状态，即可能滑动，也可能不滑动状态；当时，则提升钢丝绳在衬垫上不会滑动。《煤炭设计规范》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；上提重物的加速阶段及下放重物的减速阶段，动防滑安全系数不得小于1.25。即如式(4.3)和式(4.4)所示。式(4.3)式(4.4)式中：——重载侧提升钢丝绳的运动力，kg；——轻载侧提升钢丝绳的运动力，kg。将式(4.3)进行简化，可以得到式(4.5)式(4.5)式中的称为静拉力的比值极限，即在静止状态下的之比值，也不得超过这个比值极限。如果超过，静防滑的安全系数就将要小于《规范》规定的1.75倍。将式(4.4)进行简化，可以得到式(4.6)式(4.6)式中的称为动拉力的比值极限，即在提升运行过程中，之比值，也不得超过这个比值极限。如果超过，动防滑的安全系数就将要小于《规范》规定的1.25倍。4.1.1静防滑安全系数静防滑安全系数验算，见式(4.1)要求静防滑系数1.75，式(4.1)=式中，——摩擦衬垫摩擦系数，取——摩擦围包角，取=所以静防滑校验合格。动防滑安全系数验算，见式(4.2)要求动防滑系数1.25，式(4.2)=式中的值见式(4.3)式(4.3)==45210式中：——提升容器在井筒中的运行阻力(简称矿井阻力)，kg矿井阻力包括：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。各国对的计算方法是不同的，甚至差别较大