矿井提升及运输设备选型

说明书毕业生姓名： 专业： 学号： 指导教师： 所属系（部）： 二 年 月I 评阅书题目： 矿井提升及运输设备选型 系 专业 姓名 设计时间： 20 年 月 日20 年 月 日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：201 年月日 答辩记录卡 系 专业 姓名 问 题 摘 要评 议 情 况答 辩 内 容 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名） 201 年月日 矿井提升及运输设备选型摘 要本设计主要对矿井生产所用的提升及运输设备的选型进行的一次合理选择。矿井提升需要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机电设备，它不仅承担物料的提升与下放任务，同时还是上下人员的设备。矿井运输是煤炭生产中重要的一部分，煤炭的生产过程中，运输线路长，巷道条件多种多样，运输若不通畅，采掘工作就无法进行。因此，提升和运输的好坏，极大影响了煤炭的生产状况。井工生的煤炭运输作业，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、设备和人员输送。本篇就以上几种设备的选型计算方法进行了了系统的论述。关键词：黏着系数；加权平距离；外偏角；提升提升能力富裕系数i目 录摘 要i绪 论1第一章 矿山运输机械选型设计5第一节 原始资料概述5第二节 工作面刮板输送机的选型5第二节 顺槽输送设备选型设计9第三节 电机车运输计算14第二章 矿井提升机械选型设计19第一节 提升容器的选择19第二节 提升钢丝绳20第三节 提升机和天轮的计算21第四节 提升机与井筒相对位置的计算24第五节 提升电动机的初选计算26第六节 提升设备的动力学计算27第七节 提升系统运动学28第八节 动力学计算29第九节 电动机容量计算34第十节 提升设备的电耗及效率35第三章 矿井提升机操作、维护与检修37参考文献45致 谢45 绪 论提升机械设备是沿井筒（包括斜井及盲井）升降人员，提升煤炭，矿石，器材的机械设备。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。矿井提升设备的主要组成部分是：提升容器，提升钢丝绳，提升机（包括机械及拖动控制系统），井架（或井塔）及安装，卸载设备等。矿井提升系统的类型很多，按被提升对象分:主井提升、副井提升；按井筒的提升道角度分：竖井和斜井；按提升容器分:箕斗提升、笼提升、矿车提升；按提升类型分:单绳缠绕式和多绳摩擦式等。我国常用的矿用提升机主要是单绳缠绕式和多绳摩擦式。我国的矿井与世界上矿业较发达的国家相比，开采的井型较小、矿井提升高度较浅，煤矿用提升机较多，其他矿(如金属矿、非金属矿)则较少。因此在20世纪60年代开始单绳缠绕式矿井提升机采用较多。矿井提升机是煤矿，有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠、有效高速运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。矿井提升系统具有环节多、控制复杂、运行速度快、惯性质量大、运行特性复杂的特点，且工作状况经常交替转换。虽然矿井提升系统本身有一些安全保护措施，但是由于现场使用环境条件恶劣，造成了各种机械零件和电气元件的功能失效，以及操作者的人为过失和对行程监测研究的局限性，使得现有保护未能达到预期的效果，致使提升系统的事故至今仍未能消除。一旦提升机的行程失去控制，没有按照给定速度曲线运行，就会发生提升机超速、过卷事故，造成楔形罐道、箕斗的损坏，影响矿井正常生产，甚至造成重大人员伤亡，给煤矿生产带来极大的经济损失。近三十年来，国外提升机机械部分和电气部分都得到了飞速的发展，而且两者相互促进，相互提高。起初的提升机是电动机通过减速器传动卷筒的系统，后来出现了直流慢速电动机和直流电动机悬臂安装直接传动的提升机。 目前我国提升机90%以上均采用交流绕线式异步电动机的拖动方式，其电控系统用于单绳缠绕式提升机的有TKD系列，多绳摩擦式提升机的有JKM、JKMD系列。这几种提升机通常在电动机转子回路中串接附加电阻进行起动和调速。串电阻调速是一种恒转矩调速方法转子功率的损耗随着串入的电阻的增大而增大。尽管转子串电阻调速方法很不经济，低速特性也很软，稳定性差，但是由于这种调速方法比较简单易行，起动转矩较大在拖动起重机等中、小容量的绕线式异步电动机中仍然应用广泛。矿井提升机对安全性、可靠性和调速性能的特殊要求，使得提升机电控系统的技术水平在一定程度上代表一个厂或国家的传动控制技术水平。比较国内外矿用提升机系统，具体来说国外矿井提升机在电控方面的应用特点有以下几个方面:1）提升工艺过程微机控制提升工艺过程大都采用微机控制，由于微机功能强，使用灵活，运算速度快，监视显示易于实现，并具有诊断功能，这是采用模拟控制无法实现的。2）提升行程控制提升机的控制从本质上说是一个位置控制，要保证提升容器在预定地点准确停车，要求准确度高，目前可达到2cm。采用微机控制，可通过采集各种传感信号，如转角脉冲变换、钢丝绳打滑、井筒、滚筒及钢丝绳磨损等信号进行处理，计算出容器准确的位置而施以控制和保护。一般过程控制用微机作监视，行程控制也采用单独下位机完成。3）提升过程监视提升过程监视与安全回路一样，是现代提升机控制的重要环节。提升过程采用微机主要完成如下参数的监视:a、提升过程中各工况参数(如速度、电流)监视:b、各主要设备运行状态监视；c、各传感器(如位置开关、停车开关)信号的监视。使各种故障在出现之前就得以处理，防止事故的发生，并对各被监视参数进行存储、保留或打印输出。甚至与上位机联网，合并于矿井监测系统中。4）安全回路安全回路是指提升机在出现机械、电气故障时控制提升机进入安全保护状态的极为重要的环节。为确保人员和设备的安全，对不同故障一般采用不同的处理方法。安全回路极为重要，它是保护的最后环节之一，英、德几家公司都采用两台PC微机构成安全回路，使安全回路具有完善的故障监视功能，无论是提升机还是安全回路本身出项故障时都能准确地实施安全制动。而在电力拖动方面，近几年国外出现了不少新拖动方式，交一交变频供电方式就是最有前途的一种。20世纪80年代西欧一些工业先进国家将交流变频调速技术应用于提升机，有代表性的是西门子公司和AB公司。我国在20世纪90年代也引进了交流变频调速提升机控制系统。变频调速方式类似于它励直流电动机取得很宽的调速范围、很好的调速平滑性和有足够硬度的机械特性，在提升机应用中显示了其独特的优势。随着矿井提升系统自动化，改善提统的性能，以及提高提升设备的提升能力等的要求，对电气传动方式提出了更高的要求。对矿井提升机电气传动系统的要求是：有良好的调速性能，调速精度高，四象限运行，能快速进行正、反转运行，动态响应速度快，有准确的制动和定位功能，可靠性要求高等。目前，我国地下矿山矿井提升机的电气传动系统主要有：对于大型矿井提升机，主要采用晶闸管变流器直流电动机传动控制系统和同步电动机矢量控制交一交变频传动控制系统。这两种系统大都采用数字控制方式实现控制系统的高自动化运行，效率高，有准确的制动和定位功能，运行可靠性高，但造价昂贵，中小矿井难以承受。对于中、小型提升机，则多采用交流绕线式电动机转子切换电阻调速的交流电气传动系统，即TKD电控系统。这种电气传动系统设备简单，但属于有级调速，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，特别在负载变动时很难实现恒加减速控制，经常会造成过放或过卷事故。提升机频繁的启动和制动工作过程会使转子串电阻调速产生相当严重的能耗，另外转子串电阻调速控制电路复杂，接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏，影响生产效益。将变频调速技术应用于矿井提升机是矿井提升机电气传动系统的发展方向。对于现采用TKD电控系统的中小型矿井，随着变频调速技术的发展，交一直一交电压型变频调速技术已开始在矿井提升机改造中应用。变频器的调速控制可以实现提升机的恒加速和恒减速控制，消除了转子串电阻造成的能耗，具有十分明显的节能效果10。变频器调速控制电路简单，克服了接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏的缺点，降低了故障和事故的发生。因此，变频器在提升机调速系统中的应用具有十分广阔的前景。刮板输送机简介 刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械，是为采煤工作面和采区巷道运煤的机械。它的牵引构件是刮板链，溜槽是它的承载装置，刮板链在溜槽的底部。 刮板输送机的工作原理：将敞开的溜槽，作为煤炭，矸石或物料等的承受件，将刮板固定在链条上作为牵引构件，当机头传动部启动后，带动机头轴上的链轮旋转，使刮板链循环运行带动物料沿着溜槽移动，直到机头部卸载。刮板链绕过链轮作无级闭合循环运动，完成物料的输送。国内外刮板输送机发展状况本世纪80年代中期以后，世界各先进产煤国家竟相致力于工作面刮板输送机整机性能的完善和元部件可靠性的提高，成功的研制了各种大运量，高强度，高可靠性，长寿命的工作面刮板输送机和配套运输巷自移转载机，促进了高产高效，强化集中生产工作面作业的形成，使工作面日产煤愈万吨，综采效率，安全水平迅速提高。继续向大型化发展。大型化包括大输送能力、大单机长度和大输送倾角等几个方面。水力输送装置的长度已达 440公里以上。带式输送机的单机长度已近15公里，并已出现由若干台组成联系甲乙两地的带式输送道。不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料的更完善的输送机结构。扩大输送机的使用范围。发展能在高温、低温条件下、有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性的物料的输送机。使输送机的构造满足物料搬运系统自动化控制对单机提出的要求。如邮局所用的自动分拣包裹的小车式输送机应能满足分拣动作的要求等。降低能量消耗以节约能源，已成为输送技术领域内科研工作的一个重要方面。已将1吨物料输送1公里所消耗的能量作为输送机选型的重要指标之一。减少各种输送机在作业时所产生的粉尘、噪声和排放的废气。我国现已成为世界上年产煤量最高的国家，到本世纪末要建成100个高产高效矿井，面临着加速发展机械化，增加产量，提高效率，改善安全和建设现代化矿井的历史任务。我国的矿井机械研究，设计与生产部门，认真借鉴，吸收了国外先进技术和管理经验，已设计制造出适合我国国情的新一代能力大，性能好，寿命长的重型刮板输送机。国内研究的日产煤7000t综采工作面成套设备已通过工业性试验和技术鉴定，日产万吨的综采成套设备正在研制中。3第一章 矿山运输机械选型设计第一节 原始资料概述一、原始数据：各装车站距（km）:； ；各装车站运量（t/班）： ； 煤特征参数：实体质量（t/m）：1.35散煤质量（t/m）：0.95安息角（度）：30井型(t/a)：300105煤层数：1采区数：3工作面数：3煤层厚度（m）：4煤层倾斜角(度):4工作面长（m）：200顺槽长：1360第二节 工作面刮板输送机的选型一、工作面刮板输送机的选择原则（1）刮板输送机结构型式。一般与采煤机配套使用时，均选用可弯曲自移式刮板输送机。其输送能力应满足采煤机生产能力的要求，并有一定的备用能力，尽量使链速可用，以满足不同输送量的要求。（2）刮板链的结构型式有中单链，中双链，双边链，准边双链和三链式多种。要根据负荷情况，链子强度选择链子数目，也要结合煤质硬度选择链子结构型式。如煤质较硬，块度较大时不宜选用中单链或边双链型式，优先选用中双链。煤质较软时可选用中单链和边双链。三链式由于结构复杂，链子受力不均匀发生断链事故，尽可能不选用。（3）溜槽结构型式和尺寸的选用。溜槽的结构型式有开底式和封底式之分。开底式结构简单应优先选用，封底式主要用于底板较松软的条件。二、具体计算 （1）采煤机生产率 式中：采煤机牵引速度（34m/s），取3m/s b截深 0.6m r实体质量1t/m 查采煤机机械化成套设备参考手册预选SGD-730/320型刮板输送机 表1-1：表1-1出厂长度（m）输送量（T/h）铺设长度（m）刮板链速（m/s）20070014200.93电动机型号 YSB-160功率（千瓦） 1602电压（伏） 660/1140转速（转/分） 1480刮板链型式 单中链规格（mm） 30180-1刮板链破断拉力（KN） 1130链中心距刮板间距每米重量（kg/m） 42.2中部槽长宽高（mm） 1500730222水平弯曲（度） 1.2垂直弯曲（度） 4 （2）电机功率校核1、运行阻力计算 式中：q每米长度的牵引机构上所装的货载质量，kg/m v牵引机构的运行速度，m/s 式中： -分别为刮板输送机重段，空段阻力,N； 货载在溜槽中的移动阻力系数； -刮板链在溜槽中的移动阻力系数； 对单中链刮板输送机 =0.4-0.6取=0.5 =0.3-0.4取=0.35 -刮板输送机长度200m -刮板输送机安装倾角14 中部槽每米长度货载质量，（kg/m） -刮板链每米质量，（kg/m） 可弯曲刮板输送机全动链轮牵引力应为 式中：主动链轮圆周牵引力，除克服直线段的阻力外，还要考虑弯曲段的阻力，所以弯曲段的阻力系数1.1，再考虑输送机本身的弯曲，取系数1.1。2、电机功率校核； 式中：-传动装置效率0.8-0.85 取 =0.8（包括减速器及液力联轴器，链条与链轮啮合处）输送电机功率应按等效功率计算刮板输送机电机容量3、链条强度校核(双机头驱动) 可见以上算得的S、4为最大静张力。为了保证刮板链工作的可靠性，必须以链条在工作所承受的最大张力验算其强度，最大张力为最大静张力与动张力之和，动张力可按最大静张力的15-20%计算。链强度以k表示，对于单链刮板输送机应满足下式 式中：k刮板链抗拉强度安全系数 -一条刮板链子的破断力N 综上所述，所选刮板链符合要求。第二节 顺槽输送设备选型设计一、转载机选择 顺槽转载机的输送机能力要与工作面刮板输送机的能力相匹配，一般转载机的输送能力要稍大于工作面输送机。为此多采用增大溜槽断面（溜槽两侧加挡板），增大链速（改变减速器内第二级齿轮传动比）或缩短刮板间距等措施，可根据具体条件采取适当措施。 由此原因，预选SZQ-75型转载机其输送量630吨/小时。如表1-2：表1-2出厂长度（m）输送量（t/h）刮板链速（m/s）减速速比256301.3315.70电动机型号 DSB75-4功率（kv） 75电压（v） 380/660转速（r/min） 1470刮板链速型式 双边链规格 1864链环破断拉力（t） 35链中心距（mm） 600刮板间距（mm） 640每米重量（kg/m） 22.6液 力 联轴 器型号 YL-500A额定功率（kw） 75二、可伸缩胶带输送机选型配合机采工作面顺槽运输一般选用可伸缩带式输送机，其生产能力要与转载机相匹配。根据输送量选择合适的带宽和带速。可伸缩胶带输送机用于综合机械化回采工作面的顺槽运输，由于它自身有可伸缩性，可以大大减少顺槽运输机拆移次数和时间花费，可以适应综合机械化工作面快速推进，充分发挥综采设备的能力。（1）根据所需输送能力，巷道长度等初选 SDJ-150型胶带输送机，其规格与性能如下：表1-3表1-3输送量（t/h）输送长度（m）带速（m/s）传动滚筒直径(mm)6307001.90630输送带宽度（mm） 1000类型 阻燃带强度(N/mm) 1000S与转载机搭接最大长度（m） 12轨距（mm） 1362贮带长度（m）100电动机型号 DSB-75功率（kw） 752电压（v） 380/660（2）胶带宽度的校核 要完成规定的运输生产率，胶带的宽度应为：式中：A-输送机的必要输送量（t/h） -胶带的运行速度（m/s） -煤的散集密重1 (t/m3) k-货载断面系数 k=458(查表) C-输送机倾角系数 c=1 (查表) B=1000mm712mm ,满足要求。另外，宽度还必须按物料的块度进行校核，对于未过筛的松散货载（如原煤）式中：-货载最大块度的横向尺寸（mm） =200mmB ,满足要求。如果带宽不能满足块度的要求，则可把带宽提高一级，但不能单从块度考虑把带宽提高两级或两级以上，否则造成浪费，这时可在输送机前面加一台破碎机。（3）胶带运行阻力的计算胶带在顺槽内水平布置重段阻力空段阻力式中：-分别为槽形，平行托辊的阻力系数L-输送机长度700米 q-每米长胶带上的货载重量（kg/m）-每米长的胶带自重 1.1B-胶带的平均密度， -500S阻燃带的厚度，mm,取5mm -胶带上保护层厚度，3mm -胶带下保护层厚度，1mm -分别为折算到每米长度上的上下托辊转动部分的重量（kg/m）其中、 -分别为上下托辊重量（kg） 、-分别为上下托辊间距（m） 11.5米，取1.5米；23米，取3米 （4）胶带张力计算用逐点计算列出各点的张力关系，如图1-2-1：图1-2-1F4=F3+WZH=(1+k)(F1+WK)+WZH式中： K0-摩擦力备用系数K0=1.15-1.2 取 1.2 -胶带在滚筒上的围包角，400 -胶带和滚筒之间的摩擦系数，0.2解得：1148N （5）胶带强度校核 用下式算出胶带断裂安全系数式中 ： B-胶带宽度（mm） -胶带断裂强度（N/mm） -胶带的最大张力（N） m-安全系数，最小安全系数要求大于18（6）胶带最大允许悬垂度校核 -重段拖辊组的间距，m,取1000-1500mm -空段拖辊组的间距，m,取重段拖辊组的间距的两倍故满足要求。若根据摩擦条件计算所得的 值不能满足按下垂确定的最小张力值时，则必须加大 ，使其满足下垂条件的要求。再重新用逐点计算法算出胶带其他各点的张力。 （7）电机功率校核 考虑到胶带在滚筒处的弯曲阻力，胶带机所需的总牵引力胶带所需的总功率式中： k-电机容量备用系数（1.15-1.20） -减速器的传动效率（取0.85） -液力联轴器的传动效率（取0.95） 满足功率要求第三节 电机车运输计算机车运输是用机车牵引矿用车辆在轨道上往返运行，周期性运送货载的一种运输方式，主要用于长距离水平巷道的运输作业，是矿井运输中极为重要的部分，。机车按使用的动力不同，分为内燃机车和电机车。牵引电机（或内燃机）驱动车轮转动，借助车轮与轨面间的摩擦力，使机车在轨道上运行。电机车具有更好的性能，按运行速度快，效率高，维护简单，运转可靠，外形尺寸小，成本低。当矿井产量和运距发生变化时，只需增加机车台数即可满足新的要求，适应于弯道和支线较多的运输巷道，可以作多种运输工作。电机车按电源不同可分为直流电机车和交流电机车两大类。直流电机车按其供电方式不同，可分为架线式（）机车和蓄电池（）机车，两者比较，架线式电机车更为便利，成本低，效率高，因此，得到广泛应用。蓄电池机车只是矿井瓦斯、煤尘比较严重的情况下，不能使用架线式机车时才使用。选用架线式电机车（根据矿井瓦斯、煤尘情况）一、电机车及矿车的初选目前一般采用如下经验：对于架线式电机车的额定电压，一般采用550伏，当年产量较小，运距较短的矿井可采用250伏。根据本题矿井年产量300万吨，选用机车黏着重力在3070KN的电机车，型号600/550 ZK-7-762/550 900/550型。如表1-3-1：45项 目600/550 ZK-7-762/550 900/550型架线式电机车机车粘着重量（KN）70牵引电动机额定电压（v）550牵引电动机型号ZQ-24牵引电动机数量（台）2小 时 制轮缘牵引力（N）15400速度（km/h）11牵引电动机电流（A）250牵引电动机功率（KW）224长 时 制轮缘牵引力(N)4200速度（km/h）16.2电流（A）219.6传动比6.92轨距（mm）600、762、900表1-3-1二、列车组成的计算1、根据原始条件算出下列诸参数（1）按电机车的黏着条件计算车组重力和列车中矿车数:黏着系数，一般指加沙启动，取0.24zh/:重车组启动时阻力系数，取13.5ip:轨道平均坡度，一般取30/00按3代入：列车启动加速度，一般为0.04m/s2列车中的矿车数mz1:货车自重780kg m1:载货量5000kg试取n=102、根据牵引电机车的发热条件对上述结果进行验算牵引重列车、空列车分别达到全速稳态运行时电机车的牵引力zh :重列车运行阻力系数 9k :空列车运行阻力系数 12列车型号：MPC5-9重、空列车稳态运行时分配到每台电动机的牵引力查ZQ-24型电动机的特性曲线可由牵引力F找出相应的电流I值及速度V值。=20A =18A 计算列车运行一个循环电动机的均方根电流值式中： - 调车系数取1.25（运距超过2000米） -两个循环间的休上时间,取20分 ，为最大运输距离则 =7+7=14（min）将诸值代入，即得15.2619.6说明电机车牵引10两矿车长时运行，电动机温升不超过规定值，满足电动机发热条件。3、根据制动条件验算=32.7（m）因制动距离小于40m,故符合规定。4、全矿电机车台数确定（1） 确定每台电机车在一个班内能完成的循环次数（次/台班）式中： -每班的运输工作时间，(可取7.5h) -往返一次的运行时间，min -每个运输循环中的休止时间,min=27.8（min） 式中：-加权平均距离 -电机车长时制的运行速度，km/h（2） 确定每班所需运送煤矸石的列车的次数（次/班）式中： =1.25（运输不均匀系数） -矸石系数，按实际矸石量取值 则50.875(次/班)（3） 确定所需的电机车台数台，取 6台若采用一台备用电机车时，则全矿电机车台数为 6+1=7（台）第二章 矿井提升机械选型设计本矿井年产量达300万吨，故选用竖井箕斗提升系统，提升机选用单绳缠绕式提升系统。第一节 提升容器的选择箕斗选择经济提升速度 H： 矿井深度加矿井提升上下与井筒的高差（约取4060m一次提升循环时间 提升加速度，在以下范围内选取：升降人员时，0.75m/s2；升降物料时，0.8m/s2容器爬升阶段附加时间，箕斗可暂取10s休止时间，取12s一次经济合理提升量 An矿井年产量。 c提升不均衡系数。有井底煤仓时，取1.11.15 af提升能力富裕系数，取1.2 br提升设备年工作日数，取300d t提升设备工作小时数，14h所以箕斗型号为：JDS-12/1104罐笼选择：经济提升速度 一次循环提升时间 一次经济合理提升量所以选取型号为：GLS-31/2 钢丝绳 同侧进出车 单绳罐笼，单层第二节 提升钢丝绳钢丝绳是矿井提升系统中的重要组成部分之一，提升及通过钢丝绳传递动力，吊装提升容器并作上下运动，直接影响矿井的生产能力和安全。一般宜选用光面右同向捻、断面形状为圆形股或三角股、接触形式为点或线接触的钢丝绳，且多采用价格较低的6股19丝的普通园股钢丝绳，如果矿井淋水大、酸度或碱度高和在出风井的井筒中使用，宜选用镀锌钢丝绳。 异型股钢丝绳 6V19 6V21 （12+9+FC） 钢丝绳直径为30mm 光面抗拉强度为1960 N/mm一、钢丝绳最大悬垂高度 由已给定提升系统已知数据，则二、计算钢丝绳每米重力p1、计算钢丝绳每米重力式中：-钢丝绳中钢丝的抗拉强度（N/mm） -提升钢丝绳的安全系数，根据规程取 -钢丝绳和托辊之间摩擦阻力系数，=0.2预选 异型股钢丝绳 6V19 6V21 （12+9+FC） 钢丝绳直径为30mm 抗拉强度为1960 N/mm 30 NAT 12+9 + IWS 1960 ZZ 507.3 348.3 GB 8918-88三、验算钢丝绳的安全系数 =8.866.5因此，所选钢丝绳合适。第三节 提升机和天轮的计算一、提升机滚筒直径的确定选择滚筒直径的原则是钢丝绳在滚筒上缠绕时不产生过大的弯曲应力以保证钢丝绳的使用寿命。因此，煤矿安全规程规定：对于井下使用的提升机 D60d=6015=900 D9009000.7=630式中 D提升机滚筒直径，mm d提升钢丝绳的直径，mm 提升钢丝绳中最粗钢丝的直径，mm二、计算作用于滚筒上的和 1、计算 提矸时= = =54524.3N 提最重要时= 2、计算 提矸时 = = =33236.8（N） 提最重件时原则：必须保证提矸和提Q件时，电动机的出力相等，即提矸，提Q这两种不同载荷时， 必须相等。为此，在下放侧加配重。 =121515.8752（N）根据以上计算参数 D、 在提升机规格表中选择标准提升机选择2JK-2/20型提升机，D=2.0米，B=1.0米， =6000 kg， =4000 kg， =3.3米/秒，i=20， =7900 kg三、验算滚筒宽度（mm）式中： -错绳圈 =2-4圈，取 =4 n-摩擦系数 n=3 -绳间距 一般取 =2-3mm,取 =2mm -平场缠绕直径（m） k-钢丝绳在滚筒上的缠绕层数，在建井期间，无论在立井或斜井，升降人员和物料的，都准许缠两层，如果深度或斜长超过400米时，准许缠三层。取k=3 =2.0557(m) 所以 = 1000m四、预选电动机功率 1、估算电动机功率 （kw)式中：k-矿井阻力系数，对斜井提升取k=1.1 -减速器传动功率，二级传动 =0.85 p-功率储备系 取p=1.2 2、计算电动机转速 原则：满足同步转速则可 决定定子电压，以容量大小决定电压 200kw定子电压选用380v选择电机JR128-8 =155kw =380v 转速730r/min3.天轮的选择 因为提升钢丝绳在天轮上的围包角90，故=60d(m)，=6024.5=1470mm选择天轮TSG2000/13.5 =2m， 型号名义直径D（mm）绳槽半径 （mm）适于钢丝绳直径范围（mm）变位质量(kg)200013.523-24.5307轴承中心高H（mm）两轴承中心距L(mm)总重(kg)允许的钢丝绳全部钢丝破断拉力总和N180700841458500第四节 提升机与井筒相对位置的计算一、计算井架高度H1、为保证矿井提升时工作安全，可靠，经济，井架高度应满足下式要求：摘钩后的重矿车要穿过空车侧钢丝绳弦的下方。为保证通行无阻，通过点处空车侧钢丝绳距地面的高度不得小于2.5m。为了防止矿车在井口出轨掉道，造成事故。开口处钢丝绳的牵引角要小于。故式中：-井口至阻车器的距离，一般取79m -阻车器至摘钩点的距离，取-通过点至摘钩点的距离，取4m-摘钩点至井架中间的距离，为防止提升机侧钢丝绳悬重力过大，造成摘钩困难，一般建议取50m,取50m-天轮半径，mh-通过点处地面与井口地面标高之差，取h=0.5m. ，取5m2、验算钢丝绳在开口侧的牵引角 若 不满足要求，必须适当调整 或 两参数，使之满足规定值，因为题目中已给定 50m, 调整时调H或 其中一个即可。二、计算钢丝绳弦长 1、根据钢丝绳内外偏角允许值计算钢丝绳最小弦长按外偏角不超过130 计算式中：a-两滚筒之间距离，可在提升机技术规程中查，若查不到，按下式求a值，a=两滚筒中心距-B，a=1130-1000=130毫米 s-井筒中两轨道的中心距（mm） s=+200=880+200=1080毫米 -提升容器最突出部分的宽度200-两容器最突出部分宽度之间的间隙，留这个间隙目的是让人侧身可以通过。 B-卷筒宽度，mm按内偏角不超过130 计算取两值中的较大值，并圆整为20m。 2、计算滚筒中心到天轮中心水平距离以20m作为提升机滚筒中心到天轮中心之间的水平距离，再求出钢丝绳的弦长根据下式计算，c取1三、计算实际的外偏角和内偏角值1、实际的外偏角2、实际的内偏角四、计算钢丝绳的出绳角1、计算钢丝绳能够的下出绳角2、计算钢丝绳的上出绳角 五、计算出绳孔的高度1、上出绳孔高度式中：e-提升机房地面至绞筒中心高度（m）(查提升规格表) b-绞筒中心至出绳方向墙中心的水平距离（m）(查提升机房布置参数表) R-绞筒半径（m）2、下出绳孔的高度、第五节 提升电动机的初选计算一、预选电动机 1、估算电动机功率 2、电动机转数选择JR63012/1430三相绕线型号异步电动机型号额定功率（kw）额定负载时转子数据电流（I）转速（r/min）电压（V）电流（I）效率（%）功率因数电压（V）电流（I）JR630-12/14306308049144850391.50.78448503最大转矩/额定转矩 2.58飞轮转矩/Nm 125303、实际提升速度第六节 提升设备的动力学计算一、提升系统静阻力计算提升侧静阻力 下放侧静阻力 系统静阻力 式中 m提升货载质量。Kg mz容器自身质量，kg P提升钢丝绳每米重量。N/m s,x分别为上升侧及下放侧的矿井阻力 g重力加速度，m/s2由于矿井运行阻力与很多因素有关，难以精确计算。在实际设计过程中，通常按提升货载的百分数来估算。式中 对于箕斗0.15二、变位重量的计算：电动机转子变位质量-一根钢丝绳的总长度 -提升机变位质量（kg） -天轮的变位质量（kg）提升机总变位质量： 第七节 提升系统运动学 初速度及末速度取0.5m/s2；正常加速度及正常减速度取0.5m/s2；在车场内低速等速运行的速度取1.5m/s。1、车组在井上、下车场的运行验算，初加速阶段运行时间及距离运行时间运行距离2、小等速运行时间及距离运行距离运行时间、3）、在车场中总运行时间2、车组在井筒中的加速阶段1）、主加速阶段运行时间运行距离1）、主减速阶段运行时间运行距离3、等速运行阶段，等速运行距离等速运行时间 4、一次提升循环时间可见，实际一次提升循环时间小于一次提升循环时间，故能保证完成矿井产量.第八节 动力学计算一、重车组在井底车场，空车组在井口车场中，初加速开始时 初加速开始时, ,初加速终了等速开始 a=0 二、空重车组均在井筒中运行等速终了a=0 主加速开始主加速终了等速开始等速终了主减速开始,减速终了,三、重车组在井口车场，空车组在井底车场等速开始等速终了 制动开始提升终了四、功率图计算应用功率方程，将速度图和力图中各个阶段的起始和终了时刻的对应点V与F值代入功率方程，则可得出各对应功率的坐标点，然后把这些点依次连结则成功率图2-8-1： 图2-8-1第九节 电动机容量计算一、等效力计算-电动机在一个提升循环中的等效时间1/2-电动机低速运转用散热不良系数1/3-电动机停止运转时散热不良系数二、等效功率的计算温升条件通过三、电动机的过载系数校核满足 所选的电动机是合适的。第十节 提升设备的电耗及效率一、电耗的计算一次提升的实际电耗吨矸电耗提升一次有效电耗二、提升机效率说明电动机选的合适，其潜力得到充分发挥。三、 提升年电耗的计算 式中： -付井提升设备年耗电量 -提升吨矸石的耗电量 -年产矸量第三章 矿井提升机操作、维护与检修一、提升机运行规定1、罐笼升降人员和物料应遵守下列规定（1）罐笼须装设能打开的活顶盖，罐笼底应铺设坚固的无孔钢板，罐底应装有阻车器的连杆，底板须设检查孔。罐笼侧壁与罐道接触部分，禁止使用带孔钢板，罐内要装设扶手（2） 罐笼两端出入口，罐道门应正常完好，罐口下部距罐底不能超过250mm，罐帘横杆的侧距，不能大于200mm，罐门不能向外开启。（3） 罐笼载人数不应超过人层。（4）提升钢丝绳应定期检查和试验，罐道必须每月检查一次，无螺栓缺少和罐道松动现象。2、检修、检查井筒时，允许人员站在提升容器的顶盖上工作，但必须有下列安全保护措施。 （1）必须在保护伞下作业，必须佩戴安全带，安全带应牢固地绑在提升钢丝绳上。 （2）检查井筒时，升降速度不得超过0.5m/s。 （3）容器上应设置专用信号。 （4）地表及各中段井口须设人警戒，不准掉落任何物品。3、竖井提升系统的提升装置应做以下工作：（1）主导轮制动装置、调整装置、传动装置、提升容器、导向轮、阻车器和钢丝绳等，每班应检查一次，每周应由车间设备负责人检查一次，每月应由机动科、安全科的技术人员检查，发现问题及时处理，并将检查结果记入提升装置记录本。（2）井口和井下各中段井口车场都必须设置信号装置，应有专职信号工。（3）乘罐人应在距井口5米外侯罐，必须严格遵守乘罐制度，听从信号工指挥。卷扬司机未听清信号用途时，不得开车。（4）竖井提长系统，须设有能从各中段发给井口总信号工转达卷扬机司机的信号的信号装置，井口信号与卷扬机的启动要用闭锁装置，还要有辅助信号装置。（5）对提升钢丝绳除每天进行检查外,应每月进行一次全面检查,检查结果应记入检查记录。4、提升装置的机电控制系统应有下列符合要求的保护与电气闭锁。（1）限速保护装置。控制提升容器接近、井口或井底时的速度不得超过0.5m/s。（2）主传动电动机的短路及断电保护装置必须灵敏，保证安全制动及时动作。（3）过卷装置，当提升容器或箕斗超过正常位置0.5m时，提升设备自动停止运转，同时实现安全制动.（4）过速保护装置，当提升速度超过规定速度的15%时，提升机自动停止运转，实现安全制动。（5）过负荷及无电压保护装置，当提升机超负荷或供电中断时，使提升机自动停止运转。（6）闸瓦磨损保护装置，闸瓦磨损超过允许值时，信号显示和安全制动。（7）励磁检测装置必须安全可靠,失磁时应马上报警并实现安全制动。（8）盘闸制动系统制动油压过高或制动油泵电机断电时，应安全制动。（9）当提升容器达到两端减速点时，应使提升机自动减速发生减速信号。（10）提升机与信号系统之间的闭锁装置，司机未接到工作执行信号不能开车，同时应设有解除这项闭锁的装置，该装置未经许可司机不得擅自动用。（11）高压电气部分,应与控制部分之间有联锁。（12）在一级制动范围内,安全制动时,提升机能够立即抱闸,实现一级制动。（13）直流控制电源的失压保护应灵敏。（14）在制动状态下，主电机的过流保护应可靠。（15）、主电机的通风或主电机温升的联锁应可靠。（16）直流调速装系统与PLC自动控制系统装置之间联锁应良好。（17）盘式制动器的闸瓦与制动盘的接触面积必须大于60%，应经常检查调整闸瓦制