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大黄山煤矿主井提升设备选型设计说明书

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大黄山煤矿主井提升设备选型设计说明书

I摘要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。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。在国内外,多绳摩擦式绞车飞跃发展,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,如提升钢丝绳直径较小,主导轮直径及整个机器的尺寸都相应缩小了,设备重量也减轻了,不需要设置防坠器等。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、经济等原则对这两种提升设备系统进行的选型设计。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。关键词提升机多绳摩擦制动器选型设计IIAbstractThemineelevatorisoneofminelargescalefixedmachineries,themineelevatorthewindingtypeelevatordevelopedfrominitialsteamenginedraggingsShanShengtotodaysjunctionhandsoverthefrequencyconversiondirectdraggingthemultiropefrictiontypeelevatorandthedoubleropewindingtypeelevatorhasexperiencedmorethan170yearhistoricaldevelopments,itwasthekeypositionwhichthemineshaftproductionsystemandthegroundindustrysquareconnected,isexplainedforminehaulagespharynxandlarynx.Thereforetheminehoistingequipmentholdstheimportantstatusinthemineproductionsentireprocess.Accordingtotheminepitelevatorprincipleofworkandthestructuredifference,maydivideintothewindingtypeelevatorandthefrictiontypeelevator.Indomesticandforeign,themultiropefrictiontypewinchleapdevelopment,itsdevelopmentspeedgoesfarbeyondthesingleropewindingtypeelevator,thisisbecauseithasthemeritwhichmanysingleropewindingtypeelevatorisunabletocompare,likethehoistingcablediameterwassmall,leadsthewheeldiameterandtheentiremachinessizecorrespondinglyreduced,theinstallationweightalsoreduced,didnotneedtoestablishagainstfallsandsoon.BelowisIinviewofdifferentsituationsandsoonminepitgeology,coalbed,aftercarryingonthesynthesiscomputationanalysis,inlinewithprinciplesandsoonsecurity,economytheshapingdesignwhichcarriesontothesetwokindoflifttechniquesystem.Amodernizedminepitonlifttechniquesshapingespeciallyimportant.Becauseoflifttechniqueshapingreasonableornot,directrelationminepitsecurityandefficiency,thereforedeterminedwhenreasonableliftsystem,mustundergovarioustechnicaleconomycomparison,theunionminepitconcretetermchoiceappropriateequipment.KeywordsElevatorThemultiropesrubBrakeShapingdesign徐州工程学院毕业设计论文I目录1绪论........................................................................................................................................................................12矿井提升设备概述............................................................................................................................................32.1提升机的定义................................................................................................................................................32.2提升机的分类.................................................................................................................................................33多绳摩擦式提升机的整体设计计算.......................................................................................................103.1设计依据........................................................................................................................................................103.2设计过程........................................................................................................................................................103.2.1箕斗的选定.........................................................................................................................................103.2.2提升刚丝绳的选型...........................................................................................................................123.2.3提升机卷筒的选择............................................................................................................................143.2.4提升机的选择......................................................................................................................................153.2.5天轮的选择...........................................................................................................................................173.2.6计算提升机与井筒的相对位置....................................................................................................173.2.7预选提升电动机................................................................................................................................193.2.8计算传动装置的总传动比i配传动比...................................................................................203.2.9主轴输入功率及轴径的确定.........................................................................................................203.2.10根据轴径确定主轴部分的安装轴承.........................................................................................213.2.11减速器的设计...................................................................................................................................213.2.12联轴器的设计...................................................................................................................................273.2.13提升机各部分键的选择...............................................................................................................283.3制动器的设计..............................................................................................................................................293.3.1提升机制动器主要类型...................................................................................................................313.3.2盘式制动器的结构及工作原理....................................................................................................333.4液压站工作原理.......................................................................................................................................353.4.1提升机液压站系统...........................................................................................................................353.4.2液压站系统原理................................................................................................................................353.4.3液压站控制电路................................................................................................................................364提升设备的运动学及动力学计算............................................................................................................384.1提升系统变位质量的计算.......................................................................................................................384.2提升加速度的确定.....................................................................................................................................394.3提升减速提升减速度的确定..................................................................................................................404.4防滑计算........................................................................................................................................................414.4.1静防滑....................................................................................................................................................41徐州工程学院毕业设计论文II4.4.2动防滑....................................................................................................................................................414.4.3等速和减速阶段.................................................................................................................................424.4.4提升重载发生紧急制动时..............................................................................................................424.5六阶段速度图参数的计算.......................................................................................................................434.6提升设备的动力学计算...........................................................................................................................454.7提升电动机容量的计算...........................................................................................................................464.8提升设备的电耗及效率的计算.............................................................................................................48结论..........................................................................................................................................................................50致谢..........................................................................................................................................................................51参考文献................................................................................................................................................................52附录..........................................................................................................................................................................52附录1...................................................................................................................................错误未定义书签。徐州工程学院毕业设计论文11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。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。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,宜选用多绳摩擦式绞车。在国内外,多绳摩擦式绞车飞跃发展,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,如提升钢丝绳直径较小,主导轮直径及整个机器的尺寸都相应缩小了,设备重量也减轻了,不需要设置防坠器等。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、经济等原则对这两种提升设备系统进行的选型设计。目前我国煤炭95是以井下方式开采,需要通过提升设备提升到地面以实现其使用价值和经济、社会效益。提升作为重要的一个环节,在一定程度上制约着煤炭生产能力。提升设备的合理结构及设计,安全经济运行和科学管理维护,直接关系到矿井生产能力及技术经济指标。现代采矿业的发展对提升设备在机械结构、工艺、设计理论和方法及安全检测等方面都有明确的要求。矿井提升设备的功能特点及生产的基本环节,提升设备的合理结构及设计、安全经济运行和科学管理维护直接关系到矿井生产能力及经济技术指标。国家将在十一五期间对有发展潜力的小煤矿进行改造提升以满足我国目前能源供应紧张的局面,更好的为全面建设社会主义小康社会提供动力支持。目前我国中小型煤矿作为我国煤炭生产的重要部分其提升设备同大型煤矿及世界先进水平相比,仍有很大差距,主要表现在(1)提升设备的自动化水平较低,提升设备自动控制化控制较国内与国外大型和先进煤矿提升系统落后(2)提升设备的配套产品(钢丝绳、大型电机、减速器等)的质量安全性能尚不能满足要求,在一定程度上制约了提升设备的总体水平(3)矿井提升的监、检手段落后、制动系统的可靠性明显不足,有待进一步提高。近几年煤炭开采与提升技术的发展速度很快,对提升机的要求必然随着先进技术的进步而不断发展,其发展趋势是徐州工程学院毕业设计论文2(1)向适用型发展。(2)向高耐久性,高可靠性方向发展。(3)向智能化自动化方向发展。提升系统采用PLC控制监测系统等,并可根据要求调节,信号用声、光、影像来传送。(4)向标准化、规范化方向发展。提升机零部件普遍标准化,规范化,保证设计、加工质量和水平。(5)向高适应性发展。适应不同工作环境。因此,研究制造自己的高效提升机是为经济发展和社会进步的长远考虑。本文首先综合比较了各种类型提升机的特点,根据经济效益和最大程度利用原则的实际情况选用了单绳缠绕式提升机的设计。然后,对多绳摩擦式提升机进行了总体结构设计并对其可靠性和可行性进行了分析。对提升机的主轴装置、联轴器、减速器、制动器等主要部件进行了技术分析和结构设计,完成了多绳摩擦式提升机的整体设计。此次设计的提升机主轴装置、减速器与制动系统是配套专用产品,电动机的选择可以灵活运用。这样可以使提升机的应用、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。多绳摩擦提升机具有体积小、质量轻、安全可靠、提升能力强等优点,适用于较深的矿井提升。由于水平有限,难免出现错误,请指导老师和专家给予批评和指正。徐州工程学院毕业设计论文32矿井提升设备概述2.1提升机的定义矿井提升机是矿井大型固定设备之一,它的主要任务就是沿井筒提升煤炭、矿石和矸石升降人员和设备下放材料和工具等。矿井提升设备是联系井下与地面的纽带,是主要的提升运输工具,因此它整个矿井生产中占有重要的地位。2.2提升机的分类1按用途分a.主井提升设备主井提升设备的任务是专门提升井下生产的煤炭。年产30万吨以上的矿井,主井提升容器多采用箕斗年产30万吨以下的矿井,一般采用罐笼立井或串车斜井。b.副井提升设备副井提升设备的任务是提升矸石、废料,下放材料,升降人员和设备等。副井提升容器采用普通罐笼立井和串车斜井。2按拖动方式分按提升机电力拖动方式分为交流拖动提升设备和直流拖动提升设备。3按提升容器类型分分为箕斗、罐笼、串车等提升设备。4按井筒的倾角分提升设备按井筒倾角可分为立井提升设备和斜井提升设备。立井提升时,提升容器采用箕斗或罐笼等.斜井提升时,提升容器一般采用矿车串车或斜井箕斗。串车提升适用于井筒倾角不大于斜井箕斗提升适用于井筒倾角在025035范围内。近年来大型斜井提升多采用胶带输送机。5按提升机类型分a.单绳缠绕式提升设备单绳缠绕式提升设备目前大部分为直径圆柱型滚筒,在个别的老矿井,还有使用变直径滚筒如双圆柱圆锥型滚筒提升设备。1KJ型23m和BM及JKA型单绳缠绕式提升机KJ23m型单绳缠绕式提升机是我国在19581966年生产的仿苏BM2A型提升机,按滚筒个数来分,有单滚筒和双滚筒的提升机按布置方式来分,有带地下室和不带地下室的提升机,可根据设计而选用,但二者技术性能完全相同。AKJ型23m提升机代号意义以KJ22.51.2D20型为例说明如下K矿井J卷扬机提升机2双滚筒单滚筒时为1徐州工程学院毕业设计论文42.5滚筒名义直径,m1.2每个滚筒的两侧党绳板的距离,mD带地下室无D字表示不带地下室20减速器名义传动比。BKJ型23m和BM型提升机的机构特点主要有a制动装置采用角移式块型制动器,重锤制动传动,油压操纵装置b双滚筒提升机采用手动涡轮涡杆式调绳离合器c减速器采用渐开线人字形齿轮传动d使用机械牌坊式深度指示器e设有机械限速器。CJKA型单绳缠绕式提升机是在KJ型提升机的基础上改进后制造的。JKA型双滚筒提升机在结构上具有下列特点a调绳装置即离合器为电动涡轮涡杆式离合器,因而调绳工作简便省力b采用综合式制动器,改善了闸瓦的磨损情况c液压站采用手动控制的低压电液调节阀和电磁铁控制的安全三通阀,分别对工作制动和安全制动进行控制d减速器采用圆弧形人字齿轮传动,提高了减速器的承载能力,并减轻了重量。2KJ型46m和HKM3型单绳缠绕式提升机苏联新克拉马托尔机械制造厂生产的HKM3型提升机的结构特点a滚筒采用焊接结构b采用气动齿轮式调绳离合器c制动器为新平移式块闸d采用压气制动传动装置e使用机械牌坊式深度指示器f减速器采用渐开线人字齿轮,有一级传动和二级传动两种g有电气限速器,还有机械限速器。我国现有煤矿矿井多数是按照五十年代的标准设计的,为了快出煤、多出煤,当时主要是建设中、小型矿井,并且首先开采浅部煤层。五十年代,我国的矿井提升设备主要是从苏联进口的BM型产品和国产仿苏KJ型产品,设备的可选性小,主要是满足开采浅部煤层的需要。进入80年代以后,我国许多煤矿矿井已逐渐转向中深部开采,国家统煤矿矿井的平均深度已由200米延伸到400米,现在已达600米、1000米。根据国内外的实践经验,落地式摩擦提升设备,是在矿井延伸后使现有提升设备满足加大提升高度要求的行之有效的办法。A主提升钢丝绳的选择徐州工程学院毕业设计论文5a钢丝绳的结构形式应优先选用三角股钢丝绳及线接触圆股钢丝绳,当由于供应原因,亦可以选用普通圆股点接触平行捻钢丝绳。钢丝绳公称抗拉强度宜选用1550610帕。b钢丝绳的安全系数根据煤矿安全规程规定,钢丝绳的安全系数m应符合下式升降人员和物料9.20.0005mHc升降物料7.20.0005mHc式中Hc提升钢丝绳的悬垂长度,m。c钢丝绳数目选择落地摩擦式提升机的钢丝绳树木以24绳为宜。B尾绳的选择目前,绝大多数使用多绳摩擦式提升机的矿井,都由原来选用扁钢丝绳作平衡尾绳而改为使用圆股钢丝绳作平衡尾绳。新建的矿井,设计中也已全部选用圆股钢丝绳作平衡尾绳。这主要是因为扁钢丝绳生产效率低、供应困难。选用圆股钢丝绳作平衡尾绳时,以多层股(不旋转)圆股钢丝绳中的187和347两种结构较为合适。但目前这两种产品尚不能满足需要,因而当供应困难时,也可选用普通圆股钢丝绳,如选用619和637等。应注意的是,选用钢丝绳股中的钢丝不可过细,并应尽可能选用镀锌钢丝绳,以提高使用寿命。当采用两条平衡尾绳时,可以选用左向交互捻和右向交互捻的钢丝绳各一条。a主导轮直径D的确定根据煤矿安全规程规定,主导轮直径D应符合式无导向轮80dD有导向轮100dD根据经验,现有3米以下提升机改造后的主导轮直径D可取为滚筒直径(m)主导轮直径(m)2.02.02.252.52.52.83.03.03.25C钢丝绳间距nA200250nAmmD天轮直径w100wdmm

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