重庆天弘一矿主斜井提升系统设计【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 录 第一章 绪论 . 1 第二章 设计原始资料 . 3 第三章 提升方式的确定 . 4 第四章 矿井提升设备机械部分的计算与选择 . 5 斗容量的计算与选择 . 5 丝绳的计算与选择 . 6 升机的计算与选择 . 8 轮直径的选定 . 9 升机与井筒相对位置确定 . - 10 - 选电动机 . - 12 - 升系统的变位质量计算 . - 13 - 升运动学计算 . - 14 - 升动力学 计算 . 15 验电动机容量 . 错误 !未定义书签。 算提升设备的电耗及效率 . 错误 !未定义书签。 算提升能力 . 24 第五章 提升电控设备的选择 . 25 升机电控系统的组成 . 25 子电阻的计算与选择 . 25 第六章 控制线路工作原理介绍 . - 28 - 控系统的主要组成部分和作用 . - 29 - 制线路中的保护和联锁 . - 31 - 子电阻的切除控制原则 . 37 行方式选择 . 37 制线路的动作原理 . 37 第 七 章 结论与展望 . 42 参考文献 . 43 致 谢 . 44 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 第一章 绪论 1、研究的意义，同类研究工作国内外现状 究的意义 煤炭是我国的主要能源，以煤为主为主的常规化石能源是我国现在利用比较广泛的。限于我国现在的发展状况以及科技水平，以煤炭为主的能源结构在未来相当长的时间内难以改变 。据统计，我国在 2014 年煤炭产量将近 吨，比上年略微有所减少，但是需求量依然巨大。产业信息网发布的 2014中国煤炭开采行业运营态势及未来前景预测报告中预测，在未来几年煤炭需求不会有明显下降。 矿山运输与提升是煤炭生产过程中必不可少的重要生产环节。从井下采煤工作面才出的煤炭，只有通过矿井运输与提升环节将其运到地面，才能加以利用。矿井运输与提升在矿井运输中担任以下任务： 将工作面才出的煤炭运送到地面装车站； 将掘进出来的矸石运往地面矸石场或矸石综合利用加工厂； 将井下生产所必须的材料、设备运往工作面或其他工作场所； 运送井下工作人员。可以说，矿井运输与提升是矿井生产的“动脉”与“咽喉”，其设备在工作中一旦发生故障，将直接影响生产，甚至造成人员伤亡。此外，矿井运输与提升的耗电量很大，一般占矿井生产的总耗电量的 50%70%。因此，合理选择与维护、使用这些 设备，使之安全、可靠、经济、高效的运转，对保证矿井安全高效地生产，对提高煤炭企业的经济效益和促进经济社会的可持续发展，都具有重要的现实意义。 目前，全国各地除了有很多大型煤炭公司以外，也有不少中小型煤矿，同时也不断增加一些新建的煤矿。对此，矿井提升设备选型是否合理，对于矿山的基础建设投资、生产能力、生产效率、生产安全及吨煤成本有直接的影响，同时对现有矿井提升设备的改进也将成为煤炭工业增加产量，提高劳动生产率的一项重要课题，具有重要意义。 斜井提升在我国中、小型矿井矿井中应用及其广泛。采用斜井开拓具有初期投资 少，肩井快，出煤快，地面布置简单等优点。 内外研究现状 目前国内采用斜井开拓的大、中型矿井，普遍采用强力带式输送机和大型矿井提升机以实现连续运输、提高运输能力，分析了矿井提升技术与设备领域的新特点；指出必须在新技术研究、新产品开发、现有设备改进及现场技术改造等各方面加大投入，同时不断优化工艺布置，完善标准规范，以促进高产高效斜井的设计和建设。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 部分发达国家原有的交流提升机已基本晶闸管（简称 统所取代。如德国、瑞典等国家已有 90%以上采用提升机，传动系统大都采用低速直联式（省去减速机） ，使系统大为简化； D 直流拖动系统趋于成熟，且采用了顺控技术等措施来提高功率因数，但其功率因数仍然较低，从而从电网吸收大量的无功功率，且对电网品质因数产生严重的影响，提升容量越大，问题越突出。再则，直流电机制造成本高，电枢回路的整流子限制了提升容量的进一步增加，且整流子，碳刷易磨损，加大了维护工作量，故障率高。因此换相整流子是个薄弱环节。由于存在上述两个问题，迫使人们又重新考虑交流拖动方式。自 80 年代初以来，交流变频供电的同步机拖动异军突起，在大型提升机中发展成为技术、经济均优的拖动方式。 2、研究目 标、内容和拟解决的关键问题 设计研究目标、内容是 ： 提升设备选择方案的比较及确定； 提升设备的选型计算设计； 提升电控设备选择； 提升机房布置图； 车场提升速度图及力图； 车场井口相对位置图。 解决的关键问题 降低钢丝绳的磨损问题和选择合适的箕斗； 提高提升系统的可靠性 优化改造斜井提升系统。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 第二章 设计原始资料 1. 矿井年产量： 万吨45n A 2. 矿井工作制度： a 年工作日 天300b 日工作小时 t=14 小时 3. 主井井斜长： 米8004. 倾斜角： 26 5. 卸载高度： 6. 装载高度： 7. 散煤容量： r=3m 8. 提升方式 :斜井单一水平提升 9. 电网电压： 6000 伏 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 第三章 提升方式的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 第四章 矿井提升设备机械部分的计算与选择 斗容量的计算与选择 算提升斜长 L=K+00+30+30=860m 式中 井口车场长度，暂取 0m 步确定速度图参数 初步确定最大提升速度 根据煤矿安全规程规定：倾斜井巷内升降物料时，一般 m/s。按目前国产单绳缠绕式提升初步确定最大提升速度 。 本设计初步确定最大提升速度 s； （ 1） 井上、井下平车场速度 s； （ 2） 井上、井下车场加、减速度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - （ 3） 井筒中主加、减速度 a1= （ 4） 休止时间 =10s; 步计算一次提升循环时间 T )/( 1 2/ 图 次提升循环时间计算图 T=04L =04860 = 计算一次提升量 m （ 03 60 0 54 50 0 0 式中 c 提升不均匀系数，取 c= 年工作日 t 日提升小时数 矿井年产量 提升富裕系数，取 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 需要斗箱几何容积 V= 据估算一次提升量 m，查煤矿固定机械及运输设备附表 列后 卸式斜井箕斗，选取箕斗型号 表 细数据为 : 钢丝绳的计算与选择 升钢丝绳的绳端静荷重 ）（ mQ d ）（ c o ss f （ 57058000 ( 26c o 式中 1f 矿车运行摩擦阻力系数，取 钢丝绳最大长度 c o （ o 式中 井口至阻车器的距离 ; 阻车器到箕斗钩接处的距离，取 箕斗连 接点至井架中心的水平距离，取 20=60m; 提升机滚筒中心至天轮中心水平距离，暂取 0m 井口处钢丝绳的牵引角，暂取 =9 算钢丝绳每米质量 取 ， ， a ， 则 )c o s( s i （ 箕斗型号 名义装 载量 /t 质量/箱容积 /m 轨距 /大宽度 /度（自轨面计） /长（包括绳卡） /用轨道规格 /（ 5705 500 1870 1900 9590 38 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - ）（ 26c o m/ 1 52 8 7 76 1 9 5 式中 0L 钢丝绳最大长度 钢丝绳移动阻力系数 B 钢丝绳公称抗拉强度 钢丝绳安全系数 择钢丝绳 查钢丝绳规格表选用钢丝绳为绳纤维芯 6 7股（ 1+6） 钢丝绳直径 ; 单位重力 ; 钢丝直径 =钢丝绳破断拉力总和 Q ; 钢丝绳公称抗拉强度 2/ ; 算钢丝绳安全系数 )co s( s 0a （ ）（ 26c i 根据煤矿安全规程，所选钢丝绳合适。 提升机的计算与选择 算提升机滚筒直径 2 4 02880 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 算作用在提升机上的最大静张力 和最大静张力差 )co s( s i n)co s) ( s i n(21j m a x z （ 26co i n 2 6(108 3 026co i n 2 65 7 0 58 0 0 010 ）（）（ )co s( s a xc m a x （ ）（ 26c o 657051076991 据计算的 D、 F 、 选择提升机 查提升机规格表选用 提升机： D= 5 0 0 0 0 0 0 m a xm a x 、; 变位质量 1000m ; 减速器许用最大扭矩为 105000N m; 两滚筒中心距为 1350提升机标准提升速度 v =s; 减速器传动比 i=滚筒中心高 e=650算滚筒宽度 )(k 43( （ 式中 实验用的钢丝绳长度，一般取 30m； 3 滚筒表面缠绕的 3层摩擦绳； 4 多层缠绕时，上层到下层段钢丝绳每季需错动 1/4圈附加钢丝绳的圈数； 缠绕在圆周表面上相邻两绳圈间隙宽度，取 =3k 钢丝绳在滚筒上的缠绕圈数， k=3； 钢丝绳在滚筒上缠绕的平均直径； 22 )(k （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 22 3282842 5 0 0 ）（ 于是 ）（）（ 符合煤矿安全规程要求。 天轮直径的选定 天轮直径 ： 240288080t ， 为了减少天轮维护量，查天轮规格表选用固定天轮152500直径为 ，变位质量50m 提升机与井筒相对位置确定 算井架高度 （ 1）井架高度的计算 s 5.0(j 9s （ 取 8j 式中 5.4 （ 2）验算井口处钢丝绳的牵引角 r c t a n （ 1 2 r c ta n 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - =7 35 15，满足煤矿安全规程的要求。 预选电动机 算电 动机的功率 k Q m g （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 0 0 0 式中 N 提升电动机估算功率； 提升机的标准速度； k 矿井阻力系数，箕斗提升取 k=m 次提升载货质量； Q 次提升载货重力； 提升系统运转时，各个因素影响的系数， 取 j 减速器传动效率，双级传动 j = 算电动机转速 （ 择 电动机 根据 N、 n 及矿井电压等级 6000V，查电动机规格表选用提升电动机为180型电动机，其参数为： 00 ， 91n , , 2150 ）（，额定电压 6000V。 0v （ m/ 提升系统的变位质量计算 动机的变为质量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 222 )(（ 轮直径变位质量： 50 升机变位质量： 1000 升钢丝绳总长度 3043 （ =860+0 =982m 升机系统的总变位质量 m 22m（ 15129110005502 提升运动学计算 已知：（ 1）最大提升速度 s； （ 2）井上、井下平车场速度 s； （ 3）井上、井下车场加、减速度 （ 4）井筒中主加、减速度 a1= （ 5）休止时间 =10s; （ 6）井底、井口车场长度 30k ； （ 7）提升斜长 L=860m; 斗在井底车场运行阶段 （ 1）初加速度阶段 时间 （ 行程 1001 （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - （ 2）等速运行阶段 行程 （ 时间 （ （ 3）井底车场运行总时间 83t 0201 斗在井筒运行阶段 （ 1）加、减速运行阶段 时间 m （ 行程 2 0 （ （ 2）等速运行阶段 行程 )312 （）（ 12 860 时间 斗在井口运行阶段 行程 30k 时间 k 次提升循环时间 212 ）（ 0 101 1 ）（ 提升动力学计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 校验电动机容量 升温条件验算 （ 1）求 2 （ 2 0220202022020120120132 222222212121 32 022444243232332 324735147381 22 2 2 6 92 2 2 6 92 2 6 4 02 2 6 4 022 4 6 39 0 2 2 8 22 1 1 033 6 5 9 73 6 5 9 75 4 8 6 85 4 8 6 8 22 3 82 0 0 2 22 0 91 5 0 91 7 2 91 7 2 9 22 61030979 2 （ 2）求等效时间 312)(21210201 d （ ）（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - （ 3）求等效力 02 （ （ 4）求等效功率 000（ 因前初选电动机额定功率 为 e 800 ， 所以 N （电动机温升条件满足要求）。 正常运行时电动机负荷能力验算 力图中的最大拖动力： 0 2 2 81m a x 电动机额定出力： v 100 0 （ 1 9 4 001 0 0 0 因 5 7 5 1 11 0 1 9 4 所以 （满足要求） 计算提升设备的电耗及效率 （ 1）每提升一次电耗 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - 0202020101010 )(21)(21 （ 222111 )(21)(21 0244333 )(21)(21 9226 4 0213473 5 1473 8 121 ）（）（110365 9 7548 6 3902 2 821 ）（）（ ）（）（425714415408142098 2 9 9 5 21 2 1 5 05 0 3 0 5 7 5 6055897 （ 次/ 5 5 8 9 （ 2）吨煤电耗 次/71 （ （ 3）一次提升有益电耗 26s 次/ J （ 4）提升设备的效率 %WW y （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 19 - 核算提升能力 实际提升能力： （ a/ 41 8 03 6 0 0 提升能力富裕系数 （ 满足煤矿安全规程的要求 第五章 提升电控设备的选择 提升机电控系统的组成 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 20 - 电动机 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。 压开关拒 为适应大型矿井提升机供电的需要，提 升机若用高压电动机，都需要配备一台 定电流为200A。 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。 气制动电源装置 （ 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。 助控制设备 （ 1）微拖动装置，是主提升机减速终了，提升机进入爬行是投入微拖动，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 发电机的激磁绕组有 220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。 转子电阻的计算与选择 一预备级电阻的计算 为了适应小容量电机，采用八段电阻启动，第一预备级主要以消除齿轮间隙，紧绳，验绳等，第二预备级作为初加速度段，六段主加速具有公比 q 根据验绳要求，第一预备级产生的转速应满足 )1(1（ 取 y第一预备级电阻 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 21 - 11R （ 式中： 电动机转子额定电阻 8 9 136 6 83 2 3 二预备级电阻的计算 电动机的额定转差率 0 1 0 5 9 16 0 000 n 与同步转速对应的提升速度 5 9 16 0 00 （ 初加速终止时的转差率 0 初加速时平均启动力相对值 7351473812 01010 （ 第二预备级电动机产生的转矩相对值 （ 第二预备级电阻 R 加速级电阻公比 q 的确定 1. 用查曲线法确定 q 值 采用完全启动 主加速级平均启动力相对值 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 22 - 1然特性曲线上的临界转差率 (22 S （ 2( 22 （ 由以上数据，查煤矿电工手册（ 6），726 2 q=m 直线的右边 校验 1 2 P 1112 （ m （ 其中： 1 自然特性曲线上对应尖峰力矩的转差率 1 （ 其中： 2 自然特性曲线上对应切换力矩的转差率 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 23 - 0 0 0 加速度平均负载力相对值 11 （ (12 f 级电阻的计算 电动机转子固有电阻 表 级计算电阻值 各级电阻 计算值 各段电阻 计算值 631R 631r RR y R 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 24 - 算启动时间和通电持续率 1. 各级启动时间计算 自然特性曲线上加速时间 )210( （ 其中： 实际平均启 动力 0 8 9 51 0 1 4 9 （ 主加速段平均负载力 4 8 0 61 0 1 4 9 则可得 3 1 1 完全启动 第二预备级启动时间，取速度图上 0t 时间 第一预备级启动时间取 ： 2 0t =3s 1. 各级电阻通电持续率计算 检查井筒持续时间 T （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 25 - 其中： 验绳速度 首先预选 #20 电阻箱，并查的发热时间常数 T=575 TT y 故选 %40%1 % 0%1 0 0)1 0 0)(% 212y（ 加速级 % 0%1 0 0)1 0 101 %00)100) 2102 % 0%1 0 0)2 1 1 0 0) 32103 100) 432104 （ %00) 1 0 0) 5432105 （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 26 - %00) 1 0 0) 65432106 （ %00) 级电阻启动电流计算： 第一预备级启动电流 24 3 （ 第二预备级启动电流 24 3 主加速级平均启动电流 1 （ 配电阻箱 根据计算所得各段电阻值 启动电流选择电阻 表 阻 箱号表 电 阻 段 电阻值 平均启动电流 一相电阻箱 计算值 采用值 计算值 采用值 计算值 允许值 箱号 片数 箱数 0 40 27 2/55 302 233 2 21r 891 232r 891 233 891 234r 891 23买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 27 - 891 2 3 891 2 3合计 图 项转子电阻系统图 制启动特性曲线 表 动值 按表计算各主加速级 等于e， 2 ， 1 ，m时的相对转差率 20r 6R 5R 4R 3R 2R 1R e015.0 2 78176 58.0 jj jj jj 5 jj 5 jj jj 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 28 - 以 为横轴，为纵轴，绘出曲线 第一预备级为通过（ =0， s=0） ,( 1y=0.4,s=1)两点的直线 第二预备级为通过（ =0， s=0）， ( 1y=s=1)，（ y点的近似直线 图 性曲线图 第六章 控制线路工作原理介绍 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 29 - 控系统的主要组成部分 和作用 回路： （ 1） 定子回路：提升电动机定子绕组经高压开关柜和高压换向器 需、线路接触器 于高压电源母线。在正常提升时，高压接触器 C， 制定子回路的通断和换向。对于短路，过负荷和欠电压等保护性断电，由油开关 实现。投入动力制动时，制动能源经高压接触器 于电动机定子绕组。 子回路外接八段启动电阻，在加速和动力制动过程中，由于加速接触器 1段切除，来改变电动机的启动和制动性，以满足提升机对速度的要求，并限制转子电流 。 全回路： 在提升机电控线路中，没有必要的保护和连锁装置。当正常工作状态遭到破坏时，安全回路中的触点，断开安全接触器 路，安全电磁铁3开制动油压系统的二级安全制动阀，迅速回油，从而使盘形闸安全制动。同时点（ 300开工作闸继电器 圈回路，工作制动参于安全制动。 安全回路中所串联的各元件的触点，作用如下： （ 1）主令控制器手柄零位联锁触点 操纵手柄在中间位置时， 升机在运行中 开，使得在 安全回路动作后，操作手柄必须恢复中间位置，提升机才能再次启动。 (2)工作闸制动手柄联锁触点 手柄位于制动位置时，其触点闭合，安全回路方有接通的可能。 (3)接触器 8常闭触点与测速回路断线检视，继电器 开触点并联，在准备开车和加速过程中， 8闭触点闭合，短接 点，在等速运行中，8闭触点已断开，此时若测速回路失压或断线， 有吸合，便断开安全回路，紧急制动。 (4)低速过速继电器 1常开触点，在减速阶段，若某瞬时的实际速 度与给定速度的差值超过提升机最大速度的