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矿井提升设备的选型与设计,矿井,提升,设备,选型,设计
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毕 业 设 计（说 明 书）题 目：矿井提升设备的选型与设计姓 名： 田卫东 编 号： 20112004834 平顶山工业职业技术学院2014 年 5 月 8 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 任 务 书姓名 田卫东 专业 矿山机电 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日设计（论文）题目： 矿井提升设备的选型与设计 A 编制设计 B 设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 李贞 系(部)主 任 郭宗跃 2014年 5 月 8 日 平顶山工业职业技术学院毕业设计答辩委员会记录 电力工程 系 矿山机电 专业，学生 田卫东 于 年 月 日进行了毕业设计答辩。设计题目： 矿井提升设备的选型与设计 专题题目： 指导老师： 李贞 答辩委员会根据学生提交的毕业设计材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 田卫东 毕业设计成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计评语第 页共 页学生姓名： 田卫东 专业 矿山机电 年级 11级5班 毕业设计题目： 矿井提升设备的选型与设计 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计及答辩评语： 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书摘 要矿井提升机是联系矿井井下与地面的主要运输设备，是煤矿的大型固定设备之一，它在煤矿生产中占有极其重要的地位。它的主要用途是沿井筒提升有用矿物（煤炭、矿石）和矸石，升降人员、设备，下放材料等。矿井提升机是煤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，因此，矿井提升机的发展，都在采用最新的技术、最新的工艺、最新的材料，使提升设备向大型化、高效率、安全可靠、运行准确和高度集中化、自动化方向发展。本设计主要对矿井生产所用的提升机械设备选型及设计进行的一次合理选择，了解了煤矿生产矿井的提升系统的基本构造和原理，对提升设备的选型和设计有了初步的了解。关键字：矿井提升机，提升设备，矿井提升，提升系统目 录摘 要I目录II第一章 矿井提升设备的类型及主要组成部分11.1矿井提升设备的用途11.2矿井提升设备的分类11.3矿井提升设备的主要组成部分21.3.1矿井提升机的类型21.4矿井提升设备的特点21.5煤矿提升机的工作过程31.6对设计生产矿井提升机的建议4第二章 矿井提升设备的选择52.1提升方式的确定以及提升设备选型计算依据与内容52.1.1提升方式的确定52.1.2设计依据52.1.3设计的主要内容62.2提升容器的选择62.2.1选择原则62.2.2公式计算62.3提升钢丝绳的选型计算82.3.1选择原则82.3.2钢丝绳的最大静载荷力102.3.3效验钢丝绳的安全系数112.4提升机滚筒的选型计算122.4.1提升机滚筒的直径确定122.4.2提升机的最大静张力和最大静张力差的计算122.5提升机天轮的选型计算152.6矿井提升机与井筒相对位置计算162.6.1井架高度的计算162.6.2滚筒中心距至井筒中提升钢丝绳间水平距离172.6.3钢丝绳弦长的计算172.6.4双滚筒提升机单层缠绕时最大外偏角18第三章 提升设备运行理论193.1概述193.2电动机转子的变位量193.3提升系统总变位质量203.4提升设备动力学的计算203.5提升电动机容量计算233.5.1提升电动机等效容量计算233.5.2电动机容量的验算243.6提升电动机的初选计算243.6.1电动机的估算功率243.6.2电动机的估算转数243.6.3初选电动机25第四章 矿井提升机的制动装置及安全装置264.1矿井提升机的制动装置264.1.1制动装置的组成及种类264.1.2制动装置的作用264.1.3制动装置的有关规定274.2矿井提升机的安全保护装置284.3提升机机房的管理29致 谢31参考文献32III 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书第一章 矿井提升设备的类型及主要组成部分1.1矿井提升设备的用途矿井提升设备是联系矿井井下与地面的“咽喉”设备，在煤炭生产中占有特别重要的地位。它的主要用途是沿井筒提升有用矿物（煤炭、矿石）和矸石，升降人员、设备，下放材料等。矿井提升设备是矿山较复杂且庞大的机械电气机组，在工作中一旦发生故障，就会严重影响矿井的正常生产，甚至造成人身事故。为此掌握矿井提升设备的构造、工作原理、工作性能、设备选择、运行理论等方面的知识，对合理地选择和使用维护，确保高效率和安全可靠地运转，有着极其重要的意义。1.2矿井提升设备的分类按用途分为主井提升设备和副井提升设备；按井筒倾角分为竖井提升设备和斜井提升设备；按提升机类型分为缠绕式提升机、摩擦式提升机、内装式提升机；按提升容器分为罐笼提升设备、箕斗提升设备、矿车提升设备、吊桶提升设备；按拖动原动机的类型分为交流电动机拖动的提升设备、直流电动机拖动的提升设备、液压传动的提升设备；按提升系统的平衡分为不平衡提升设备和平衡提升设备。1.3矿井提升设备的主要组成部分矿井提升设备的主要组成部分包括：提升机、提升钢丝绳、提升容器、天轮、井架以及装卸附属设备。1.3.1矿井提升机的类型提升机是矿井提升设备的主要组成部分，目前我国生产及使用的矿井提升机，有三大类，即单绳缠绕式、多绳摩擦式及内装式提升机。单绳缠绕式提升机在我国矿井提升中占有很大的比重，目前在竖井、斜井、浅井、中小型矿井及凿井均大量使用。其工作原理是把钢丝绳的一端固定并缠绕在提升机的滚筒上，另一端绕过井架上的天轮悬挂提升容器，利用滚筒转动方向的不同，将钢丝绳缠上或放出，完成提升或下放重物的任务。多绳摩擦式提升机的特点是靠钢丝绳与摩擦轮之间的摩擦力传动。这种提升机由于具有安全可靠、体积小、质量小、适用于深井提升等优点，在我国矿井提升中也是已得到广泛的应用。内装式提升机是世界上近年来研制的一种全新的新型提升机。内装式提升机是提升机的机械一体化的完美结合，它体积小、重量轻、基础设施简单、设备造价低、运行费用低。内装式提升机的研制在我国尚属空白，应给予足够的重视，以促进国内提升机的发展，赶超世界先进水平。1.4矿井提升设备的特点安全性：由于矿井提升设备在矿山生产中所占的地位十分重要，其运转的安全性，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。因此各国都对矿井提升设备提出了极严格的要求。在我国这些规定包括在煤矿安全规程只中。可靠性：所谓可靠性，是指能够可靠地连续长期运转而不需在短期内检修。矿井提升设备所担负的任务十分艰巨，不仅每年要把数十万吨到数百万吨的煤炭和矿石从井下提升到地面，而且还要完成其他辅助工作。一个年产150万吨的矿井，停产一天就要损失大约20万元。因此矿井提升机至少要服务二十年以上而不需大修。经济性：矿井提升设备是矿山大型设备之一，功率大，耗电多，大型矿井提升机的功率超过1000KW。因此矿井提升设备的造价以及运转费用，也就成为影响矿井生产技术经济指标的重要因素之一。1.5煤矿提升机的工作过程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）及装、卸载设备等。图1.1单绳缠绕式提升机箕斗提升系统1-提升机；2-天轮；3-井架；4-箕斗；5-卸载曲轴；6-煤仓；7-钢丝绳；8-翻笼；9-煤仓；10-给煤机；11-装载设备井下生产的煤炭通过井下运输系统运到井底翻笼硐室，把煤卸入井口煤仓内，再由装载设备装入位于井底的箕斗，同时位于井口的另一个箕斗，把煤卸入开口煤仓，上下两箕斗分别通过连接装置与两根钢丝绳相连接，绕过井架天轮后，以相反方向缠于提升机卷筒上，当提升机运转时，钢丝绳往返提升重箕斗和下放空箕斗，完成提升煤炭任务。1.6对设计生产矿井提升机的建议要减少和消除故障、事故，除对已生产、使用的产品加强维修外，更重要的是今后设计生产的产品，如何保证在用户的正常使用情况下，达到在设计的修理周期内免维修、在整个使用期内无事故的目的，这是大家一致的愿望，要做到这点需要做很多工作。矿井提升机从总体上在向大负载、高速、大型化方向发展。在提高矿井提升机的可靠性上也都非常重视，为此除了十分重视矿井提升机的制造质量外，在部件生产上也要力求专业化生产还要投入设计研究新技术。为确保提升设备无事故运行，在提升设备有可能出故障的各个重要环节上，设双回路系统，并在系统的各个环节上设有各种检测、控制、自诊断以及记录和保护装置。在计算机应用上，计算机和数控已成为电控的普遍配置。实用、经济、高效、可的提升机产品是使用者和制造者共同的追求。第二章 矿井提升设备的选择2.1提升方式的确定以及提升设备选型计算依据与内容2.1.1提升方式的确定年产量大于30万吨的大中型矿井，一般均设主、副井两套提升设备。主井采用箕斗提升煤炭，副井采用罐笼担负辅助提升任务；年产量小于30万吨的小型矿井，可采用两套罐笼提升设备；对于特大型矿井（年产量大于180万吨），一般主井需用两套箕斗提升设备，副井除配备一套罐笼提升设备外，有时尚需设置一套带平衡锤的单容器提升设备作辅助提升；另外对于斜井，目前采用单绳缠绕式提升机；竖井年产量超过60万吨，井深超过350m的矿井，应考虑采用多绳摩擦式提升机。2.1.2设计依据矿井年产量An，90万t/a；工作制度：即年工作日br，日工作小时数t，煤炭工业设计规范规定：br300天，t14h；井筒深度Hs，374；m；卸载水平与井口的高差Hx，18m；装载水平与井下运输水平的高差Hz，23m；煤的松散密度：0.8tm3；提升方式：箕斗，单绳摩擦式提升；矿井电压等级：6kv。2.1.3设计的主要内容计算并选择提升容器；计算并选择提升钢丝绳；计算滚筒直径并选择提升机；计算天轮直径并选择天轮；提升机与井筒相对位置的计算；运动学及动力学计算；电动机功率的验算；计算吨煤电耗及效率。2.2提升容器的选择2.2.1选择原则提升容器的规格是提升设备选型计算的主要级数参数，它直接影响提升设备的初期投资和运转费用。在矿井提升任务和提升高度确定后，选择提升容器的规格有两种情况：一是选择大规格的容器。由于提升同期较大，所需要的提升钢丝绳直径和提升机滚筒直径也较大，运转费用较少；二是选择小规格的容器。因初期投资较少，所以运转费用较多。一次合理提升量应该使得初期投资费和运转费的加权平均数总和最少。根据确定的一次合理提升量，选择标准的提升容器。2.2.2公式计算确定合理的经济速度vj=0.4 （2-1）式中vj经济提升速度，m/s；H提升高度，m；H=Hs+HX+Hz=374+18+23=415 （2-2）式中HX卸载高度，m，18m；Hz装载高度，m，23m；Hs井筒高度，m，374m；对于井筒深度Hs，一般情况取中间值，即Vj=0.4*m=8.15m/s估计一次循环时间：Tj=u+)=81s (2-3)式中Tj根据经济提升速度估算的一次提升循环时间，s；a提升加速度，m/s由于是箕斗提升，所以a0.8m/s；u容器爬升阶段附加时间，箕斗提升可取10s；休止时间，根据P190页/7-1表选取=10s；Vj合理经济提升速度，m/s,Vj=8.15m/s。计算一次合理的经济提升量m= (2-4)式中m次合理的经济提升量，t；A矿井年产量，t/a，A=900000t/a；c提升不均衡富裕系数，c=1.1；a提升能力富裕系数，a=1.2；b提升设备年工作日数，b=300d；t提升设备日工作小时数，t=14h；T估算的一次合理提升时间，T=81s；m=7.04t表2.1 JL6箕斗参数名义载重/t8有效容积/8.8提升钢丝绳直径/mm43箕斗自重/kg5500最大终端负荷/N145000最大提升高度/m500箕斗总高/mm9250箕斗中心距/mm2100适应井筒直径/m4.55.5适应提升机型号2JK3.52JK3.5一次实际提升量m=Vr (2-5)式中m所选标准箕斗的实际转载量，t；V标准箕斗的有效容积，m，V=8.8m；r煤炭松散度，t/m,r=0.8t/m；m=Vr=8.80.8=7.04t计算提升机的循环时间T= (2-6)式中T一次提升循环时间，s；T=89.6s。计算提升机所需的提升速度v= (2-7)式中v提升所需速度；a提升加速度，m/s由于是箕斗提升，所以a0.8m/s；T一次提升循环时间，s；u容器爬升阶段附加时间，箕斗提升可取10s；休止时间，选取=10s。2.3提升钢丝绳的选型计算2.3.1选择原则钢丝绳在工作时受到许多应力的作用，如静应力、动应力、弯曲应力、扭转应力、接触应力、及挤压应力等，这些应力的反复作用将导致疲劳破断，这是钢丝绳损坏的主要原因；另外磨损及锈蚀将影响钢丝绳的性能并加速其破坏。我国矿用钢丝绳是按煤矿安全规程的规程的规定来选择的，其原则是：钢丝绳应按最大静载荷并考虑一定安全系数的方法进行计算。提升钢丝绳是提升系统的重要组成部分，它直接关系到矿井的正常生产和人员的安全，还是提升系统中经常更换的易耗品。在矿井提升中，根据用途，选用合适的钢丝绳，扬长避短，充发挥它们的作用。决定钢丝绳的类型，首先应按以下原则确定：使用中不松股；符合使用场合及条件；特别注意作业的安全。在静筒淋水大，水的酸碱度高，以及在出风井中，由于腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳；在磨损严重条件下使用的钢丝绳，如斜井提升等，应选用外层钢丝尽可能粗的钢丝绳；弯曲疲劳为主要损坏原因时，应选用接触式或三角股绳；实践证明，提升钢丝绳用同向捻绳较好，多绳摩擦提升用左右捻各半：单绳缠绕式提升钢丝绳的选用原则是：为防止缠绕是松捻，钢丝绳的捻向应与绳在卷筒上缠绕时的螺旋线方向一致，目前单绳缠绕多为右旋，所以多选右同向捻绳；罐道绳最好用半密封绳或三角股绳，表面光滑，耐磨损；用于温度高或有明火的地方。如矸石山等，最好用金属绳芯钢丝绳。预防断绳的措施预防断绳的措施有：合理选择钢丝绳、正确使用、维护钢丝绳、防卡箕斗松绳、防过卷、预防过大的惯性力和冲击力、防过载。箕斗提升实行定量装载，斜井提升杜绝超挂车现象、按规程要求健全各种保护装置，并按规定定期试验，确保各种保护装置灵敏可靠、加强对司机和信号工的安全培训，强化安全意识，增强责任心和提高分析处理实际情况的能力。信号工与司机协调配合，严格按照规程操作、对提升设备的调整和维修制定了切实可靠的措施，并严格落实、及时更换新绳。当提升钢丝绳锈蚀、磨损、断丝、安全系数等达到煤矿安全规程有关规定时，必须立即予以更换。2.3.2钢丝绳的最大静载荷力图2.1为单绳提升钢丝绳最大静载荷力Q=Q+Q+pH （2-8）式中Q钢丝绳最大静载荷，N；Q一次提升货载的重力，N，Q=mgQ=704010=70400Q容器自身重量，N，Q=mg；提升容器自重，kg，m=5500kg；-提升钢丝绳每米质量kg/m；P钢丝绳每米重力，N/m,P=g；每米重力为66.3N/m，抗拉强度1700MPa；g重力加速度，m/s,g=10m/s；H钢丝绳的最大悬垂长度，m；H=H+H+H=374+18+30=422m （2-9）式中H井筒深度，m，H=374m；H装载高度，m，H=18m；H井架高度，m，由于箕斗提升H=30m；Q=mg+mg+g=147344N2.3.3效验钢丝绳的安全系数 表2.2 钢丝绳规格表单绳缠绕式提升装置专为升降人员9升降人员和物料升降人员时9混合提升时9多层罐笼同一次升降人员和物料升降物料时7.5专为提升物料6.5摩擦轮式提升装置专为升降人员9.20.0005钢丝绳悬垂长度升降人员和物料升降人员时9.20.0005混合提升时9.20.0005多层罐笼同一次升降人员和物料升降物料时9.20.0005专为提升物料7.20.0005悬挂吊盘、水泵、安全梯抓岩机用钢丝绳6悬挂安全梯用的钢丝绳的安全系数最低值为9罐道绳、防撞绳、起重用的钢丝绳6悬挂风筒、风管、水管注浆管、混凝土输送管、电缆用的钢丝绳5从钢丝绳规格表中选取每米钢丝绳重等于或稍大于计算值的标准钢丝绳。由于实际所选钢丝绳的密度不一定是平均密度值，因此所选钢丝绳是否满足安全系数的要求必须按实际所选钢丝绳的数据验算其安全系数。=76.5 (2-10)式中Q所选钢丝绳的破断力之和，N；Q一次提升货载的重力，N，Q=mg；Q=704010=70400；Q容器自身重量，N，Q=mg；P钢丝绳每米重力，N/m,得每米重力为57.17N/m。2.4提升机滚筒的选型计算2.4.1提升机滚筒的直径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，以保证其具有一定的承载能力和使用寿命。我国煤矿安全规程规定，提升机滚筒直径的确定于钢丝绳直径的关系如下：由于所用提升机为地面设备，所以提升机滚筒的直径D80d （2-11）D1200 （2-12）式中D滚筒直径，mm；d钢丝绳直径，mm，d=43mm；-钢丝绳中最粗的钢丝直径，mm其值在钢丝绳规格表中查取。D=8040=3200mm；D=12002.6=3120mm。2.4.2提升机的最大静张力和最大静张力差的计算提升机最大静张力的计算F=Q+Q+pH （2-13）式中Q一次提升货载的重力，N，Q=mgQ=704010=70400；Q容器自身重量，N，Q=mg；m提升容器自重，kg，根据书p139表5-4中得m=5500kg；p钢丝绳每米重力，N/m,F=mg+mg+p(+H+H)=704010+550010+52415=146980N170000N提升机最带静张力差的计算Fcmax=Q+PH=70400+52415=91980N115000N表2.3 提升机技术参数滚筒数量/mm2滚筒直径/mm3500滚筒宽度/mm1700钢丝绳最大静力/N170000钢丝绳最大静张力差/N115000钢丝绳最大直径/mm43钢丝绳内钢丝破断力总和/KN1185钢丝绳最大速度/m8.56.855.67减速器ZHLR170III传动比20电动机最大近似功率/KW1125910755电动机转速/r.720580480机器总质量（不包括电器设备）/kg74000机器旋转部分的变位质量/t23.6两滚筒中心距/mm1840滚筒中心高/mm700最大件质量/kg16611减速器输出转矩额定/最大/200/300根据以上数据初选2JK-3.5/15.5，故滚筒直径为3500mm。滚筒宽度应容纳以下几部分钢丝绳：提升高度H，m；钢丝绳试验长度，煤矿安全规程规定，升降人员或升降人员和物料用的钢丝绳，自悬挂时起每隔6个月试验一次；专门升降物料用的钢丝绳，自悬挂时起12个月时进行第1次试验，以后每隔6各月实验1次。试验时每次剁掉5m，如果绳的寿命以三年考虑，则试验绳长为30m；滚筒表面应保留3圈绳不动（称为摩擦圈），以减轻绳与滚筒固定处的拉力；多层缠绕时，上层到下层段钢丝绳每季需错动圈，根据绳的使用年限，一般取错动圈=24圈；一般取缠绕在滚筒表面上相邻两绳圈间隙宽度为。通常滚筒直径为3m及以上时，取，其余取。单绳缠绕时B=（d+）=1040mm （2-14）式中B提升机所需滚筒的缠绳宽度，mm；D滚筒直径，mm;d钢丝绳直径，mm，40mm；两绳圈间隙，mm，3mm；2.5提升机天轮的选型计算根据煤矿安全规程规定，选择天轮直径。对于地面天轮若钢丝绳与天轮的围包角大于90时D80d； （2-15）D1200 （2-16）式中D天轮直径，mm；d钢丝绳直径，mm，40mm；D=8040=3200mm；D=12002.6=3120mm表2.4 TSH3500/23.5天轮技术参数名义直径D/mm3500绳槽半径R/mm23.5适用钢丝绳径范围/mm3743允许的钢丝绳全部钢丝破断力的总和/N1420000两轴承中心距L/mm1000轴承中心高H/mm255变位重量/N11330总重/N364002.6矿井提升机与井筒相对位置计算2.6.1井架高度的计算HHHH0.75 （2-17）式中H为井架高度，m；H卸载高度，m；-天轮半径，m；H容器全高，m，选出容器全高为9.25m；H过卷高度，m。表2.5 提升速度/过卷高度提升速度4568过卷高度/m4.04.7566.58.2510.0图2.2两天轮在同一水平轴线上时，提升机与井筒的相对位置R天轮的半径，m，R=1.6m。2.6.2滚筒中心距至井筒中提升钢丝绳间水平距离L=0.6H+3.5+D （2-18）式中H井架高度，m；D提升机滚筒直径，m。2.6.3钢丝绳弦长的计算L= （2-19）式中L钢丝绳弦长，m；H井架高度，m，40.6m；c滚筒中心线至井口水平的高差，m，一般取1.5m；L滚筒中心线至钢丝绳的水平距离，m，36m；D天轮的直径，m。2.6.4双滚筒提升机单层缠绕时最大外偏角煤矿安全规程规定：最大外偏角和最大内偏角均不得超过，作单层缠绕时，最大内偏角还应保证不咬绳。arctan （2-20）arctan=符合要求。式中B提升机滚筒直径，m；S提升机两天轮间距离，m，此值决定于容器规格及容器在井筒中的布置方式，与采用的罐道形式有关；a两滚筒间的间隙，m，不同形式的提升机a值不尽相同，可参阅提升机规格表的有关参数得出；d钢丝绳直径，m；钢丝绳缠绕在滚筒上的线圈间隙，m；钢丝绳弦长，m=arctan （2-21）=符合要求。式中H提升高度，m；D提升机滚筒直径，m。第三章 提升设备运行理论3.1概述在提升系统动力学方程中，有提升系统各运动部分惯性力之和一项，而系统中的部件既有作直线运动的，也有作旋转运动的，使得计算总惯性力时很不方便。为了简化计算，可以用一个假象的集中在滚筒圆周表面的当量质量来代替提升系统所有运动部分的质量，称为总变位质量，以表示。原则是变位前后动能不发生改变。实际上，在提升系统中，容器质量、有效载重和钢丝绳三部分与滚筒圆周具有相同的速度，故不需变位。只有提升机（包括减速器）、天轮和电动机转子三部分作旋转运动，其质量需要变位。3.2电动机转子的变位量设为电动机转子的转动惯量，为变位到滚筒圆周上的转动惯量，为电动机的角速度，为滚筒的角速度。根据变位前后动能相等的原则，应当有如下关系：= （3-1）式中减速器的传动比。所以电动机转子变位到滚筒圆周上的质量即为：=4 （3-2）式中R滚筒缠绕半径。为了计算，必须知道电动机转子的转动惯量，但是一般电动机规格表中没有值，而有回转力矩计算电动机转子变位质量的公式；这样得到的回转力矩计算电动机转子变位质量的公式= （3-3）3.3提升系统总变位质量对单绳缠绕式提升系统（无尾声提升系统），其总变为质量为 （3-4） （3-5）式中提升钢丝绳全长，m；钢丝绳的悬垂长度，m；钢丝绳弦长，m；33圈摩擦圈绳长度，m；30试验绳长度，m；多层缠绕的错绳用的绳长，m；=24圈；提升钢丝绳的每米质量，kg/m；天轮的变位质量，kg；提升机（包括减速器）的变位质量，kg。3.4提升设备动力学的计算单绳缠绕式无尾绳提升设备的基本动力方程式为 （3-6）初加速度阶段提升开始时，故拖动力为 （3-7）出曲轨， （3-8）主加速阶段开始时，= （3-9）终了时，= （3-10）等速阶段开始时，= （3-11）终了时，= （3-12）减速阶段开始时， （3-13）终了时， （3-14）爬行阶段开始时， （3-15）终了时， (3-16)图3.1箕斗提升速度图与力图分析如下：出加速阶段运行时间，由于这时井上空箕斗在卸载曲轨内运行，故加速度不可过高，以免对设备产生过大冲击，煤炭工业设计规范规定，箕斗轮滑离开曲轨时的速度；主加速阶段运行时间，此时加速度较大，速度一直从加速到最大提升速度；等速阶段运行时间，即容器以最大速度等速运行的时间；主减速阶段运行时间，即容器以最大速度减速到爬行速度阶段的时间；爬行阶段运行时间，此时箕斗上升到井口以上进入卸载曲轨运行，为减少对井架及曲轨的冲击，爬行速度一般控制在；抱闸停车阶段时间，即箕斗到达停车位置，提升机抱闸停车用的时间；休止时间，即装卸载时间。3.5提升电动机容量计算3.5.1提升电动机等效容量计算 (3-17) (3-18)式中提升电动机作用在滚筒圆周力上的等效力，N;等效时间，s，对于强制通风电动机=。对于自带风扇装置的电动机，其散热条件则与电机转数有关，转数高时风扇散热条件好，低时散热条件差，休止时间散热条件最差。故对于自带风扇装置的电动机的等效时间为 (3-19)式中考虑电动机在低速运转时的散热不良系数，一般交流电动机：=；直流电动机：=；考虑停车间歇时间的散热不良系数，一般交流电动机:=;直流电动机：=;休止时间，s。对于箕斗六阶段力图积分值的计算式经简化后得电机的等效容积量为： (3-20)式中提升容器的最大提升速度，m/s；提升机减速器的效率，一级传动时=0.92；二级传动时=0.85。3.5.2电动机容量的验算按电动机允许发热条件满足 （3-21）式中初选电动机的额定功率。3.6提升电动机的初选计算初选电动机的依据是：电动机的功率、转数和电压等级。3.6.1电动机的估算功率=783kw (3-22)式中P提升机的电动机估算功率，kw；提升机的标准速度，m/s，6.85m/s；k矿井阻力系数，箕斗提升k=1.15；m一次提升实际货载质量，kg，7040kg；Q一次提升实际货载重量，N，704000N；考虑提升系统运转时，有加，减四度及钢丝绳重力等因素影响的系数，箕斗提升=1.3；减速器传动效率，0.85。3.6.2电动机的估算转数=634r/min (3-23)式中n估算转数，r/mini减速器传动比，15.5；D提升机滚筒直径，m。3.6.3初选电动机表3.1 JR15128的电动机急速参数额定功率/KW850额定电压/V6000满载时转速/989满载时定子电流/A94.6满载时效率%95满载时功率因数（cos）0.912.26转子电压/V950转子电流/A532冷却空气量/2.0飞轮转矩/4000电机质量/kg5150确定提升机的实际最大提升速度=10.68m/ (3-24)式中v最大提升速度，m/s；n已选出电动机的额定转数，r/min，989r/min。第四章 矿井提升机的制动装置及安全装置4.1矿井提升机的制动装置4.1.1制动装置的组成及种类提升机制动系统是提升机重要组成部分，它直接关系到提升机设备得安全运行，它由制动器（闸）和传动装置组成。制动器直接作用到制动力矩的机构、传动装置是控制并调节制动力矩的机构。制动器按其结构可分为块闸(角移式和平移式)和盘问；传动装置按传动能源可分为液压、气动及弹簧等。4.1.2制动装置的作用提升机在矿井中担负着提升煤炭、矸石、升降人员和设备、运送材料及工具等任务。它是沟通矿井地面与井下的运输设备，是矿井的重要设备之一。而矿井提升机的制动和安全保护装置是提升系统的重要组成部分，它直接影响提升机正常工作和安全运行，因此对提升机的制动器和安全保护装置必须给予充分的重视。并加强机房管理，为操作人员创造一个更好的更安全的工作环境。在提升终了或提升机不工作时，可靠的闸住提升机停车制动；减速阶段参与提升机的速度控制工作制动；作为安全机构，发生紧急事故时，进行安全制动，对提升系统进行保护紧急制动。双卷筒提升机动作调绳离合器时，应能闸住活卷筒，动作死卷筒。煤矿安全规程对制动力矩的规定：对于立井或倾角大于30。的斜井最大制动力矩不得小于提升或下放最大静负力矩的3倍；对于双滚筒提升机为了使离合器打开时能制动住游动滚筒、制动器在一个滚筒上的制动力矩，不得小于该滚筒悬挂提升容器和钢丝绳重力所产生的力矩的1.2倍；在同一制动力矩作用下,安全制动时，上提及下放货载。其减速度是不同的。在立井和倾斜巷道中使用的提升机，安全制动时，全部机械的减速度必须符合下表的规定；对于摩擦式提升机工作制动或安全制动的减速度、不得超过钢丝绳的滑动极限。即不引起钢绳打滑；安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现，制动器的空动时间(由安全保护回路断电时起到闸瓦接触到闸轮上的时间)气压块闸不得超过0.5秒液压块闸不得超过0.6秒，盘式制动器不得超过0.3秒。4.1.3制动装置的有关规定煤矿安全规程第428条规定：提升绞车必须装设深度指示器、开始减速时能自动示警与不离开座位即能操纵的常用闸和保险闸，保险闸必须能自动发生制动作用。常用闸和保险闸共用1套闸瓦制动时，操纵和控制机构必须分开。双滚筒提升绞车的2套闸瓦的传动装置必须分开。对具有2套闸瓦只有1套传动装置的双滚筒绞车，应改为每个滚筒各自有其控制机构的弹簧闸。提升绞车除设有机械制动闸外，还应设有电气制动装置。严禁司机离开工作岗位、擅自调整制动闸。煤矿安全规程第429条规定：保险闸必须采用配重式或弹簧式的制动装置，除可由司机操纵外，还必须能自动抱闸，并同时自动切断提升装置电源。常用闸必须采用可调节的机械制动装置。保险闸或保险闸第一级由保护回路断电时起至闸瓦接触到闸轮上的空动时间：压缩空气驱动闸瓦式制动闸不得超过0.5s，储能液压驱动闸瓦式制动闸不得超过0.6s，盘式制动闸不得超过0.3s。盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2mm。保险闸施闸时，杠杆和闸瓦不得发生显著的弹性摆动。提升绞车的常用闸和保险闸制动时，所产生的力矩与实际提升最大静载荷旋转力矩之比不得小于3。在调整双卷筒提升绞车卷筒旋转的相对位置时（此时游动卷筒与主轴脱离连接），制动装置在各滚筒闸轮上所发生的力矩，不得小于该滚筒所悬重量（钢丝绳重量与提升容量重量之和）形成的旋转力矩的1.2倍。在立井和倾角大于30的倾斜井巷，提升装置的保险闸发生作用时，减速度必须符合：下放重载时，不得小于1.5m/s。4.2矿井提升机的安全保护装置煤矿安全规程第427条规定：提升机必须具有以下九种安全保护装置：防止过卷装置、防止过速装置、过负荷和欠电压保护装置、限速装置、深度指示器失效保护装置、闸间隙保护装置、松绳保护装置、满仓保护装置、减速功能保护装置。防止过卷装置：当提升容器超过正常终端停止位置（或出车平台）0.5m时，必须能自动断电，并能使保险闸发生制动作用。防止过速装置：当提升速度超过最大速度15%时，必须能自动停电，并能使保险闸发生作用。过负荷和欠电压保护装置：在提升机的配电开关上设有过电流和欠电压保护装置，在过负荷或欠电压情况下使配电开关自动跳闸，切断提升电动机电源，并使保险闸发生作用。限速装置：提升速度超过3m/s的提升绞车必须装设限速装置，以保证提升容器（或平衡锤）到达终端位置时的速度不超过2m/s。如果限速装置为凸轮板，其在个提升行程内的旋转角度应不小于270。深度指示器失效保护装置：当指示器失效时，能自动停电并能使保险闸发生作用。闸间隙保护装置：当闸间隙超过规定值时，能自动报警或自动断电。松绳保护装置：缠绕式提升绞车必须设置松绳保护装置并接入安全回路和报警回路，在钢丝绳松弛时能自动断电并报警。箕斗提升时，送绳保护装置动作后，严禁受煤仓放煤。满仓保护装置：箕斗提升的井口煤仓仓满时能自动报警和自动断电。减速功能保护装置：当提升容器（或平衡锤）达到设计减速位置时，能示警开始减速。防止过卷装置、防止过速装置、限速装置、减速功能保护装置
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