斜井串车双钩提升机设计选型【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 要 本设计主要对矿井生产所用的提升机械设备选型进行的一次合理选择。 矿井提升设备的任务是沿井筒提煤、矿石、矸石。本设计通过选矿车、钢丝绳、提升机、天轮、井架、电动机等来叙述提升机的设备选型。 在矿井提升中，应根据不同的用途，选用合适的钢丝绳，扬长避短，充分发 挥它们的效能为此必须对其结构、性能及选择计算方法予以了解。 斜井串车提升具有基建投资少和建设速度快的优点，并且可以直接用矿车不需转载。 为此，必须掌握矿井提升设备的结构、工作原理、性能特点、选择设计、运转理论等方面的知识， 以做到选型合理，正确使用与维护，使之安全、可靠、经济的运转。 关键词 提 升 机 ； 钢 丝 绳 ； 电 动 机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of is to by to In to be by of of be it is to of to 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 第一章 前 言 .斜井提升概述 .矿井提升设备概述 .矿井提升设备的任务和特点 .二章 斜井提升方式的确定 .计算条件 . 3 提升方式的确定 .三章 提升设备的选择和计算 .一次提升量和车组中矿车数的确定 . 4 算提升斜长 . 4 据矿车连接器强度计算矿车数 . 5 斜井提升钢丝绳的选择计算 . 6 升钢丝绳端经荷重 . 7 丝绳单位长度的重量计算 . 8 提升机选择计算 . 9 筒直径确定 . 9 筒的宽度 . 9 升机的确定 提升机结构和作用 主轴装置 .减速器 .盘形制动器 .液压站 . 深度指示器 操作台 提升系统的确定 . 12 定天轮的选择 . 13 架高度的确定 . - 11 - 筒轴中心至天轮中心的水平距离确定 . - 11 - 丝绳的内外偏角 . - 12 - 丝绳的仰角 . - 12 - 升电动机的预选 . - 12 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 提升系统的变位质量 . - 13 - 变位质量 . - 14 - 升系统的变位质量 . - 14 - 提升系统的运动学 . - 14 - 车在井底车场运行 . - 15 - 车在井筒中运行 . 17 矿车在进入栈桥后的运行阶段 . 18 次提升循环时间 . 18 3. 8 提升系统动力学 . 18 矿车在井底车场阶段 . 18 车在井筒中运行段 . 19 车在栈桥上运行段 . 19 效力计算 . 19 效功率 . 20 第四章 验算及其耗能 .实际提升能力的验算及自然加、减速度 . 20 年实际提升能力 . 20 裕系数 . - 18 - 然加减速度 . 21 耗电量及其效率计算 . - 20 - 升耗电量 . - 20 - 升设备效率 . - 21 - 第五章 提升电控设备的选择 选择高压开关柜 23 择磁力控制站 选择高压接触换向器 转子电阻的计算与选择 . 24 一预备级电阻的计算 第二预备级电阻的计算 主加速级电阻公比 . 各级电阻的计算 计算启动时间和通电持续率 各级电阻启动电流计算 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 选配电阻箱 绘制启动特性曲线 六章 总结 .录 . - 32 - 参考文献 . 致谢 .纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 第一章 前 言 井提升概述 中小型矿井主要开采方式之一是用斜井串车提升。 用斜井串车提升具有投资小和基建快 的优点。尤其在采用单钩提升时，井筒断面小，铺设轨道少，更能节约资金。但是，单钩串车的生产力低。年产量较大的矿井（大于 21 万吨），宜用双钩串车提升。 斜井坡度大于 25时，用串车提升煤炭容易洒出来。此时宜改用箕斗提升。斜井箕斗也需要装卸设备，所以投资较少，设备的安装时间也长。并且需要另建一套副井提升设备。因此坡度较小时，尽量采用串车提升。不过，箕斗提升许用的速度大，停车时间短，所以在年产量大时（ 45 万吨以上）不论坡度大小皆需选用箕斗提升。 设计规范曾规定年产量达 90 万吨方宜选用胶带输送机。担有的设计单位建议， 只要技术经济条件合理，经过方案比较，可在年产量 60 万吨时选用胶带输送机。 斜井中人员的运送一般多用人车。 在倾斜角较大的斜井，有时用斜井台车，台车又称斜井罐笼。它是在倾斜的底盘上装三角架，形成承载矿车的平台。 上诉各种斜井提升设备，都可以用于矿山暗斜井、上山、下山以及露天矿斜坡道的提升和下放工作。由于串车提升设备简单，安装容易，所以使用比较广泛。 井提升设备的概述 矿井提升设备的任务是沿井筒提升煤炭（或矿石）、矸石，下放材料，升降人员和设备，所以矿井提升设备是联系井下与地面的重要生产设备，它在整 个综合机械化生产中占有重要位置。 随着矿井技术的改造的进程，提升设备在高速、大型、自动化方面都有飞速的进步。近代化提升设备已发展成为大型机械 电气机组或机组群。箕斗有效载重在国外已超过 50 吨；提升速度接近 20 米 /秒；拖动功率 10000 千瓦以上；在拖动控制方面已广泛采用了集中控制及自动控制设备。 井提升设备的任务和特点 矿井提升设备的任务是沿井筒提升煤炭 (或矿石）、矸石、运送材料、升降人员和设备等，它是矿山固定设备之一，是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽、矿山运输的咽喉。因此，矿井提升设 备在整个矿山生产中占有极其买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 重要的的地位。 矿井提升设备的特点是： 安全性。这是指矿井提升设备不能发生突然事故。由于矿井提升设备运转的安全性，不仅直接影响整个矿井的生产，而且还涉及人员的生命安全，因此煤矿安全规程对矿井提升设备的安全性提出了极严格的要求。 （ 2）可靠性。这是指矿井提升设备能够可靠的连续长期运转而不需要在短期内检修，矿井提升设备是周期动作式输送设备，工作任务艰巨，需要频繁的启动与停机，故其机械设备必须可靠，并且要求能够可靠的长期运转而不在短期内大修。 （ 3）经济性。矿井提升设备是一大综合机 械 电气设备，其成本和耗电量都很高，故要求其具有很好的经济性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 第二章 斜井提升方式的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 第三章 提升设备的选择与计算 次提升量和车组中矿车数的确定 算提升斜长 )(6 6 0306 0 030 （ 一次提升持续时间的确定： 初步选定的最大速度 矿井安全规程规定斜井串车 提升最大 速度不超过 5m/s）， 计算每次提升的持续时间： （ 小时提升量 （ 其中 提升能力富裕系数。主井设备对于第一水平留有 20%的富裕能力。这里取 一次提升量 M： 0 00 （ 一次提升矿车数： 6 8 8 式中： 装载系数 当倾角在 3025 ）（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 2521 ）（ 20以下 1 煤的松散密度， 3/1 V 矿车容积， 6 型矿车的容积为 31.1 m 通过计算算出 n 值位小数时，考虑到利用串车型号，取一次提升矿车数为 9。 据矿车连接器强度计算矿车数 井提升钢丝绳的选择计算 图 井钢丝绳计算图 升钢丝绳端经荷重 )c o s) ( s 11 （ 2 2 7 7)23c o ( s i 51 0 0 0(9 钢丝绳悬垂长度 71050 L 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 丝绳单位长度的重量计算 )23co s （ 3c o s i 5 5 0 式中： 钢丝绳在巷道内运行的阻力系数，取 2f =丝绳的公拉强度 15500N 2/m 钢丝绳安全系数暂取 据上式计算的数值，查钢丝绳规格表选择标准钢丝绳。斜井提升一般选用绳 67 股（ 1+6）绳纤维绳芯为标准钢丝绳，因为这种钢丝绳的钢丝较粗耐磨。 表 所选钢丝绳参数表 钢丝绳的破断 力总和 45950 钢丝绳直径 d= 单位长度重量 丝绳的安全系数 3c o s i 9 5 0)c o s( s i n 2 直径 钢丝总断面积 参考重量 钢丝绳公 称抗拉强度（ 2mm/ 钢丝绳 钢丝 146 155 179 185 钢丝破断力总和 毫米（ 200 米 小于） 1500 45950 50400 54850 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 所以符合煤矿安全规程的规定。 升机的选择计算 滚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 : 理论和实践都证明 ,绕经天轮及滚筒的钢丝绳弯曲应力的大小 ,以及疲劳寿命 ,取决于滚筒和钢丝绳直径比。在同一钢丝绳直径条件下 ,滚 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。 筒直径确定 煤矿安全规程规定对于安装在地面的提升机，直径与钢丝绳直径关系： 0 （ )(2240 式中 : 提升机滚筒的直径 d 为提升钢丝绳直径 d=文献 2表 3选择滚筒直径为 500的双滚筒提升机。 筒的宽度 )()43( dD pK 式中： 一般取 30m; 每半年剁绳头一次，一次 5m，以 3 年计算。 3 4矿安全规程规定为每季度将钢丝绳移动 1/4 圈附加的钢丝绳圈数 ; 丝绳在滚筒上缠绕时钢丝绳间的间隙 ,滚筒直径 主斜井倾角 23 度 ,提升长买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 度 600m,取 g+(d=2 m) )( 根据以上计算，可选择 20 型双滚筒提升机。示。 升机的确定 表 20 型双滚筒提升机技术性能就 型号 滚筒 最大静张力 最大静张力差 提升高度 提升速度 电机转速 传动比 变位质量 0 个数 直径m 宽度 m t t 一层 二层 三层 m/s r 20 t 2 20 500 790 50 号 两滚筒中心距 减速器速比 滚筒中心高 0 1350 20 650 双钩提升时最大静张力差为 )c o s( s i n)c o s( s i n)c o s) ( s i n( 112111m a x ）（ 3c s i 3c s i 3c s i 根据验算可知所选提升机合适。 升机结构及作用 矿井提升机主要由主轴装置、减速器、盘形制动器、液压站、深度指示器电气控制设备、联轴器、调绳联 锁装置等部件组成。 轴装置 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 本系列矿井提升机的主轴装置采用单绳缠绕式提升机。 单绳缠绕式提升机，按其滚筒数目的不同，可分为双筒和单筒提升机两种：双筒提升机在主轴上装有两个滚筒，其中之一用键固定在主轴上，称为固定滚筒，另一个滚筒滑装在主轴上，通过调绳离合器与主轴连接，称为游动滚筒，将两个滚筒做成这种结构的目的，是为了在必要时两个滚筒可以做相对运动，以便调节绳长或更换水平。单滚筒提升机只有一个滚筒，一般用来做单钩提升。但是在滚筒上固定两根钢丝绳，且其缠绕方向相反时，也可以作双钩提升，这时由 于一根钢丝绳送放，一根缠上滚筒表面得到了充分利用。不过，单钩提升机作双钩提升时，绳长的调节则颇为不便，为此，可以把单筒提升机制成分离式的。 钢丝绳出绳方法：一般游动卷筒上的钢丝绳应从下边出绳，固定卷筒上的钢丝绳为上边出绳。 速器 本系列矿井提升机采用行星轮减速器，这种减速器的特点是：体积小，自重轻，传动效率高。根据已有资料介绍在传递相同的功率或扭矩的前提下，行星轮系减速器重量仅为定轴轮系减速器的 2050%。体积仅为 1560%。速比范围也较大。 形制动器 盘 形制动器是盘闸制动系统的一部分，主要优点是结构紧凑，重量轻，动作灵敏，安全性好，便于矿井提升自动化。为了是制动盘不产生变形，主轴不受附加轴向力，盘闸都成对使用，每一对叫做一副盘闸制动器。根据所要求的制动力矩的大小，没每一台提升机上可以同时布置两副、四副或多副制动器。本系列提升机采用四副制动器。 压站 盘闸制动器的液压控制系统是整个提升机的拖动类型、自动化程度相配合的。在直流拖动、自动化程度较高的系统中，由于系统的调速性能较好，机械闸一般只是在提升终了时起定车作用。而在交流拖动的提升系统中 ，制动器还要参与提升机速度的控制，因此，制动力矩必须在较宽的范围内进行调节，所以，相应的液压站应与之适应。 液压站主要用于控制盘形制动器。本系列产品共计有两种液压站，单筒矿井提升机液压站、双筒矿井提升机液压站，其主要作用是： 可以为盘形制动器提供不同油压值的压力油，以获得不同的制动力矩。 在事故状态下，可以使制动器的油压迅速降到预先调定的某一值，经过延时 后，制动器的全部油压迅速回到零，使制动器达到全制动状态。 为盘形制动器，调绳离合器等提供压力油。 双筒矿井提升机采用手工调绳时，可同单筒矿井提升机 采用同一型号的液压买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 站。 度指示器 深度指示器的作用是：（ 1）向司机指示提升容器在井筒中的位置； 2） 容器接近井口停车位置时发出减速信号； 3） 当提升容器过卷扬时，动作装在深度指示器上的终点开关，切断安全保护回路，进行安全制动； 4）减速阶段，通过限速装置进行过速保护。 矿井提升机一般配备的深度指示器有多种，可以按使用要求任选。深度指示器的种类有：单绳牌坊式深度指示器，圆盘深度指示器传动装置、圆盘深度指示器、丝杆式粗针指示器和数字式深度指示器。本系列产品选用单绳牌坊式深度指示器。 纵台 操纵台是电控系统的人机界面，担负着对提升机进行集中控制监视，参量信号显示 的责任。在操作台面上 ，装有主要元件的标牌，如数字深度指示器、主令控制器、主令手柄、制动手柄、蜂鸣器、故障报警电铃及开关按钮指示仪表 、 指示灯等。主令控制器的主令手柄和制动手柄分布在水平台面上转换开关和旋转开关的两边。 升系统的确定 图 井双钩平车场井口相对位置图 根据图 以进行如下计算。 定天轮的选择 煤矿安全规程规定： 地面天轮 90 时 0， 90 时 0买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 天轮直径 )(2 2 4 t 查文献 2矿用固定天轮目录表可选16200050 井架高度的确定 1050(j=m） 取 8m 式中：井口与天轮中心之间提升钢丝绳的倾角 ,一般为 6 10,此处取 10; 井口与天轮中心之间预选的提升斜长 ,取 50m; 天轮的 半径 ; 滚筒轴中心至天轮中心的水平距离确定 双钩固定天轮提升按内外偏角不超过 031 。由于偏角的限制，可计算出 最小弦长。 按外偏角 )(01t a a i x （ 按内偏角 m i n 式中： 滚筒宽度 ； B=2m 两滚筒内侧间隙； a=天轮间距，即井筒中轨道中心距 ， 其中 矿车最突出部分宽度； S=880+200=1080 )(30 作为提升机筒中心之间的水平距离，再求出钢丝绳弦长为： )(0)()(222m i （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 式中 ： 天轮的半径 筒的半径 25.1 为滚筒主轴中心与基座的中心距 C=0.5(m) 丝绳的内外偏角 外偏角 0 2 5 0 4 72 )1 5 01 0 8 0(1 2 0 022 )(21 sL （ 0317211 符合煤矿安全规程 内偏角 1 2 02 )1501 0 8 0(2 )(22 L 符合煤矿安全规程 丝绳的仰角 下绳仰角 2)(2s i （ 1561197449214)i 矿安全规程 上绳仰角 j （ 升电动机的预选 在进行提升设备选 型时，需要对电动机预选，就是电力拖动装置。一般买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 情况下先预选电动机，动力学计算完后再进行电动机的验算。 电动机功率： s 0 0m a x （ )(3 7 0 0 3 0 7 式中 ： 由提升机规格表查得的标准提升速度 减速器传动效率，单级传动时 85.0j电动机容量备用系数，取 查绕线式电动机产品目录表可选用 电动机。技术特征见表 表 用 电动机技术特征 型号 额定功率 额定电压 电 流 转 速 效 率 功率 因数 转子电压 转子 电流 额定转矩 转子 转动 惯 量 电机 重量 A r/ V A 2m 80 6000 90 38 409 20 5150 按电动机额定转数核算的提升钢丝绳最大运行速度 （ 2060 5 9 a x a x升系统的变位质量 在 提升系统动力学方程中，有做直线运动的，有做旋转运动的，为了便于方程的计算，可以用一个假想的集中在卷筒圆周围表面的当质量来代替提升系统所有运动部分的质量，称为总变为质量。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 变位质量 电动机的变位重量 222)(（ = )(0409 22 天轮的变位重量 50 提升机的变位重量 j 11500 提升钢丝绳的总长度 307 ）（ 变位重量总计 )( 951000(9 提升系统的变位质量 ）（ 54771054770 2升系统的运动学 煤矿安全规程规定：倾斜井巷内升降人员或用矿车升降物料时，提升容器的最大速度 5。专用人车的运行速度不得超过设计最大允许速度。见附录斜井平车场速度图及力图图 A。 其参数确定： 初始加速度： 2/。 车场内速度： 。 主加减速度：升降人员时： ，升降物料时：煤买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 矿安全规程对升物料的主加速度 1a 和主减速度3s 也可稍大些，但要考虑自然加、减速度问题。 摘挂钩时间： 。 电动机换向时间： 。 车在井底车场运行 初加速阶段 时间 )( 距离 )(在车场内的等速阶段 距离 )( 时间 )( 车在井筒中运行 在井筒内的加速度阶段 时间 )()(10m a x1 距离 )(01 m 进入栈桥前的减速阶段 时间 )(距离 )(矿车在进入栈桥后的运行阶段 未减速阶段 时间 )(505 距离 在线桥上的 低速等速运行阶段 距离 )( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 时间 )( 在井筒内的等速阶段 距离 )(312 =660 （ 30+30+=m） 时间 )(a 次提升循环时间 )(54321010 d=（ 5+25） =s） 式中： 为摘挂钩时间 )(201 s ， 电动机换向时间 )(52 s 之和。 升系统动力学 双钩平车场需要计算重车在轨道运行中的力学分析，为了简化计算钢丝绳及空重矿车运 行中的倾角虽有变化，全部按井筒的倾角 23计算。见附录斜井平车场速度图 A 及力图 B。 矿车在井底车场阶段 提升开始时 2110 )c o s( s i n)c o s) ( s i n( 23( s i 0)23co ( s i 51 0 0 0( )N(9 1 1 7 7)23c o （ 初加速终了时 )N(9 1 0 623s i 1 0s i n00 )N(01 )N(743623s i i 车在井筒中运行段 主加速开始时 )N( 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - 主加速终了时 )N(1 0 1 6223s i 1 75s i )N( 2112 )N(6 8 2 823s i 46 5 1 6 2s i n222 )N(23 )N(4 0 7 723s i 9 023s i n333 车在栈桥上运行段 末等速开始时 )(34 k g 末等速终了时 8 923s i 1 6s i n444 )N(45 )N(5 1 4 223s i 4 6s i n555 效力计算 221212101201201020202 (31)(21)(21)(21 (21)(21)(21) 016210175(4367424(215)91069110(21 222222 22222 6816(0774090(828742468287424(31 81 0 3 8 2 871 5 95)51425146(789 222 （ 31)(5431010 d )(.0 s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - )N(7 5 0 1 0 3 8 2 8 7 1 5 92 T 效功率 )(m a x （ 从以上计算可知，所选电动机容量是合适的。 电动机的过载系数校验 1 7 5102 m a x 1F （ 由此可见，所选 10 型电动机是合适的。