立井多绳摩擦提升系统设计及运行维护

摘要本文主要介绍的是煤矿立井提升设备（多绳摩擦式提升机）的选型设计，以及各配套部件的选型和校核验算等内容。通过对给定的年产量和矿井深度的计算，选择合适的箕斗、钢丝绳、提升机和电动机，并对选定的钢丝绳、提升机和电动机进行校核，以及电动机等效功率计算，并且对选定的提升设备进行了运动学和动力学分析以及电耗计算，还有对提升机的防滑验算等。本文通过对立井提升设备的选型计算以及对其进行校验，选择最适合于煤矿生产的安全、合理、经济的提升设备。关键词主井提升设备；多绳摩擦式提升机；箕斗ABSTRACTTHISPAPERDESCRIBESTHEMINESHAFTLIFTINGEQUIPMENTMULTIROPEFRICTIONHOISTTHESELECTIONANDDESIGNASWELLASTHESUPPORTINGMEMBEROFTHESELECTIONANDCALIBRATIONOFCONTENTTHROUGHTHEANNUALCALCULATIONGIVENANDMINEDEPTH,SELECTTHEAPPROPRIATESKIP,ROPE,HOISTANDELECTRICMOTOR,ANDTHESELECTEDWIREROPEHOISTANDCHECKMOTOR,ANDTHEMOTOROFEQUIVALENTPOWERCOMPUTING,ANDTHESELECTEDLIFTINGEQUIPMENTFORTHEKINEMATICSANDDYNAMICSANALYSISANDCALCULATIONOFPOWERCONSUMPTIONTHROUGHSELECTIONCALCULATIONOPPOSITIONSHAFTHOISTINGEQUIPMENTANDITSCALIBRATION,SELECTTHEMOSTSUITABLECOALMINESAFETY,REASONABLEANDECONOMICALLIFTINGEQUIPMENTKEYWORDSMAINSHAFTHOISTINGEQUIPMENTMULTIROPEFRICTIONHOISTSKIP目录摘要IABSTRACTII1多绳摩擦提升系统概述111多绳摩擦提升发展概述以及设备类型112多绳摩擦式提升的特点22主井提升机的选型设计421计算原始数据422提升容器的选型4221提升容器的选择原则4222箕斗的选型423提升钢丝绳的选择9231钢丝绳的最大悬垂长度10CH232估算钢丝绳每米重力10233钢丝绳安全系数校核12234提升钢丝绳的维护和试验1224选择提升机1425提升机的维护与检修18251提升机设备的日常维护18252提升机设备的定期检查18253提升机设备的计划维修20254提升机的润滑20255主提升机操作工自检自修的具体内容2126提升系统的确定2227提升容器的最小自重2328预选电动机25281电动机转数25DN282预选电动机功率25N283提升机的实际最大提升速度25MAXV29提升系统总变位质量26291变位重量26292变位质量273提升设备的运动学和动力学2831提升速度图28311六阶段速度图28312加速度的确定2932提升能力校核3433电动机等效功率计算34331运动力计算34332等效力计算36333等效功率37334校核电动机过负载系数3734电耗计算384提升机的防滑验算3941提升机的防滑验算39411静防滑安全系数40412动防滑安全系数40413制动力矩的验算415最终的确定方案43结论45致谢46参考文献46附录A47附录B531多绳摩擦提升系统概述11多绳摩擦提升发展概述以及设备类型矿山提升系统是矿山大型固定机械系统之一，其组成的矿山提升设备在矿山安全生产的过程中占有重要的地位。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。立井摩擦提升分为两种单绳摩擦提升和多绳摩擦提升。1877年，世界第一台摩擦提升机诞生，其原理非常简单，只有一根钢丝绳搭放在主导轮上，所以其宽度与缠绕式提升机滚筒宽度相比就比较明显变窄。单绳摩擦提升机虽然解决了滚筒宽度的问题，但对于深井提升来说，主导轮直径依然过大，因其全部的终端载荷由一根钢丝绳承担，钢丝绳直径相对来说仍然很大。比如我国某矿单绳摩擦提升机使用的提升钢丝绳直径为70MM，主导轮直径为7M。这样的钢丝绳主导轮尺寸较大，无论在制造、运输和悬挂安装上都相当困难。生产的需要要求提升机必须做出改进，从而促使了多绳摩擦提升机的出现。目前广泛使用的多绳摩擦提升机，它是利用数根直径较细的钢丝绳（一般是4或6根）来代替一根较粗钢丝绳工作的。对于深井以及大提升量的提升设备，这不仅解决了钢丝绳过粗的问题，同时也解决了主导轮直径过大的问题。多绳摩擦式提升设备，根据布置方式不同分为两种类型井塔式和落地式。落地式多绳摩擦提升机是把提升机安装在地面上，优点是井架建造费用小，减少了矿井的初期资金投入，且可以提高抵抗地震灾害的能力。井塔式多绳摩擦提升机是把整套提升机安置在井塔的顶层，其优点是基本不受矿井地形的限制，节省工业工厂用地面积，布置紧凑，改善了钢丝绳的工作条件，使天轮、钢丝绳不必暴露在雨雪中，缺点是井塔的建造费用相对较高，初期投资相对比较大。井塔式多绳摩擦提升系机分为两种无导向轮和有导向轮。有导向轮的优点（1）可加大钢丝绳在主导轮上的围包角。（2）两提升容器的中心距不受摩擦轮直径的限制，可减少井筒断面。多绳摩擦提升机原理示意图如下图（11）（A）无导向轮的系统；（B）有导向轮的系统；1摩擦轮；2提升钢丝绳；3提升容器或平衡锤；4尾绳；5导向轮图11多绳摩擦提升原理示意图FIGURE11SCHEMATICMULTIROPEFRICTION多绳摩擦提升机布置图如下图（12）图12多绳摩擦提升机布置图FIGURE12MULTIROPEFRICTIONHOISTLAYOUT目前我国可以实现成批生产各种现代化大型矿井提升机以及各种配套设备，无论从设计、制造、自动控制等各方面，我国生产的矿井提升设备都正在跨入世界先进的行列。一个现代化的矿井在提升设备的选型上非常重要。提升设备的选型是否合理，直接关系到矿井的生产安全和经济性，因此在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提升设备。12多绳摩擦式提升的特点（一）多绳摩擦式提升机的优点（1）多绳摩擦式提升利用多根钢丝绳同时承受载荷，数根钢丝绳同时被拉断的可能性很小，其安全性较高，因此可不再使用防坠器，且在钢丝绳的安全系数、材料强度以及总截面积相同的情况下，其钢丝绳直径比较细。（2）由于钢丝绳直径较细，其主导轮直径较小。（3）因其主导轮直径较小，使提升机尺寸减小，质量减轻，易于搬运和布置；且在相同的提升速度下，可使用转速较高的电动机和质量较轻的减速器。（4）钢丝绳捻向按左右各半配置，消除了提升容器在提升过程中的转动，减少了容器的罐耳对罐道的摩擦阻力，延长了罐耳和罐道的使用寿命。（二）多绳摩擦式提升机的缺点（1）对钢丝绳的悬挂、调整和检查比较困难。如调整不好，会产生张力不平衡现象。（2）使用中的钢丝绳不能做定期试验。（3）双钩提升时，不能用于多水平提升。本设计充分贯彻以下设计原则根据国家现有的设备生产状况，结合某些使用中的具体情况，以及经济角度出发尽量选用国产设备并力求在条件基本相当的情况下进行技术的方案比较，选择即经济又合理的设备。下面是我针对给定的矿井参数，针对数据进行综合计算分析后，本着安全、经济等原则对提升系统进行设备的选型设计。由于本人水平有限，设计中难免出现错误和不足之处，敬请各位老师指正。2主井提升机的选型设计21计算原始数据1）矿井年产量150（万吨）；NA2）矿井深度400（M）；SH3）提升设备工作制度年工作天数为300天，三班，每天净提升时间按日工作NBRT14小时计算；4）卸载水平与井口高度差,25M5）装载水平与井下运输水平的高度差，13M6）原煤的密度900（。M3/KG22提升容器的选型221提升容器的选择原则提升容器的容量是按照提升任务的大小来确定的。提升容器容量选择越大，设备提升随着增大，初期投入越大，为了降低初期投资量，选择提升容器容量越小越好。相反提升容器选择越小，若要增加产量，只能增加提升次数，从而加快提升速度，导致电动机容量和电能消耗过大，运转费用相应的增加，而为了节省运转费用，又要增大提升容量。若同时有几种容器都可以满足要求，则要进行经济比较。为了解决上述矛盾，其选项原则是在不加大提升机及井筒直径的前提下，选用较大容积的提升容器，宜采用较低的提升速度，节省电耗，比较经济合理。222箕斗的选型箕斗是一种直接装载有用矿物、废石或矸石的容器。分为斜井用和立井用两种。主井箕斗按提升机型式不同又分单绳箕斗和多绳箕斗；按卸载方法不同分用于立井的底卸式和翻转式。煤矿立井用底卸式，斜井用后卸式；金属矿缠绕式提升用翻转式，多绳摩擦式提升用底卸式。用于平衡提升的箕斗有尾绳悬挂装置；用于多绳提升的有钢丝绳张力平衡装置。中国单绳箕斗容量一般为316T，多绳箕斗容量430T。箕斗闸门开启主要借助煤的压力，因而卸载时传递到卸载曲轨上的力较小，这样可以改善井架的受力状态。该闸门的缺点是如果闭锁装置一旦失灵，闸门可能由于受到震动、冲击而在井筒中自行开启，不但会把煤卸在井筒里，还会损坏井筒装备如罐道，罐道梁等，因此必须经常认真检查闭锁装置。立井多绳箕斗结构基本与单绳箕斗相同，不同点在于连接装置有所不同，多绳箕斗下部还有尾绳装置以及安装配重的地方。为了客服上述箕斗闸门的缺点，国内外还研制了插板式闸门和圆板式闸门箕斗。箕斗的导向装置可采用刚性罐道或钢丝绳罐道。在采用钢丝绳罐道时，除应考虑箕斗本身平衡外还要求装煤后仍能保持平衡，所以在斗箱内上部应安装可调节的溜煤板。国外普遍使用大容量箕斗，一般有效载荷在30T以上，使用寿命一般在1020年。闸门型式多为底卸式扇形闸门，外动力开启式。斗箱结构大体有两种型式，一是由外层面板和内层衬板组成；另一种是整个斗箱采用耐磨合金钢或不锈钢，无衬板，质量可减少1015。箕斗的结构一般由斗箱、悬挂装置和卸载装置三部分组成。箕斗设计主要应考虑其机构轻而坚固，有足够的刚度，装卸载快，闸门工作可靠。1）提升高度,见式2121XZSTH4002513438（M）式中矿井深度，M；SH装载高度由井下煤仓及装载设备尺寸确定，可估取1825（M），ZZH取M；25Z卸载高度由地面生产系统要求而定，可取（M）。X13X2）经济提升速度,见式22030522MVTH438501046（M/S）式中，取05，其系数选取提升高度在200M以内时取下限，600M以上时MVTH可以取上限。箕斗提升比罐笼提升的取值可适当增大。3）估算一次循环提升时间,见式23XT23UVHMT10463801749（S）取75（S）XT式中提升加速度，在以下范围内选取升降人员时，075（）；升降2/SM物料时，08（）；估取08（）；2/SM2/SMU箕斗在卸载曲轨内爬行时间，箕斗可暂取10S,罐笼可暂取5S,取U10（S）；箕斗装卸载时间（休止时间），一次提升量约为10T，所以取10（S）。表21箕斗休止时间TABLE21SKIPRESTTIME箕斗规格/T689121620休止时间/S8101216204）确定一次经济合理提升量，见式24Q24XRNFTTBAC360751425110268（T）式中C提升不均衡系数。煤炭工业设计规范规定，对主井提升设备有井底煤仓时为取110115,无井底煤仓时取12。本次取C115；提升能力富裕系数。煤炭工业设计规范规定，主井提升设备一般对F第一水平留有12的富裕系数，因此取C12；提升设备年工作日数，根据条件300天；NBNB提升设备日工作小时数，根据条件14小时；RTRT矿井年产量，T/A；NA估算一次循环提升时间，S。XT根据计算出的一次合理经济提升量，如果是箕斗提升，所选用的箕斗载货量一般应大于或等于估算出的一次经济合理提升量。5）罐道的选择罐道是为提升容器在井筒中运行导向的装置。作用是消除在提升过程中提升容器的横向摆动，使容器在井筒中高速、安全、平稳地运行。罐道分为刚性罐道和柔性罐道两种。刚性罐道有木罐道，钢轨罐道和组合罐道；柔性罐道有钢丝绳罐道。刚性罐道固定在罐道梁上，罐道梁为型钢制作间隔数米架设一条，其两端固定在井筒壁上。钢丝绳罐道以钢丝绳作为提升容器的导向装置，其一端固定在井架上，另一端悬垂至井底并用重锤拉紧。（1）木罐道、钢轨罐道和组合钢罐道木罐道由矩形截面，长6M左右的方木制成，其机构简单但变形大，磨损快，易腐烂。加之材料来源紧张，目前已很少采用。钢轨罐道采用普通重型钢轨做成，缺点是侧向刚度小，容器运行产生横向摆动，罐耳磨损较大，通常用于提升速度不大，提升量较小的场合。组合钢罐道采用槽钢及钢板焊成，罐道的截面为空心矩形；也有用整体轧制的型钢做成。其优点是侧向抗弯和抗扭刚度大，与胶轮罐耳相配合运行阻力小，容器运行平稳，罐耳磨损小，寿命延长。这种罐道广泛使用于提升速度高，一次提升量大的场合。（2）钢丝绳罐道钢丝绳罐道与刚性罐道相比，具有安装工作量小，建设时间短，维护简便，容器运行平稳，因无罐道梁而可适当减少井筒壁厚及通风阻力小等优点；但绳罐道要求容器之间及容器与井壁之间的间隙较大，使井筒净断面增加，罐道绳需一定的张紧力而使井架或井塔荷重增加，这是绳罐道的不足之处。当地压较大，井筒中轴线发生错动致使井筒不直时，不能采用绳罐道。一个井筒中布置两套提升设备时也不宜采用绳罐道。大型矿井每个容器一般采用46根罐道绳，小型矿井也可采用23根罐道绳。罐道绳的布置可以是四角布置也可以布置在一侧。罐道绳应采用刚性大，耐磨损和防锈性强的密封钢丝绳或半密封钢丝绳。罐道绳上端用双楔块固紧式固定装置固定在井架上，下端用重锤拉紧。当每个提升容器设有四根罐道绳时，每根罐道绳的最小刚性系数不得小于500N/M，各罐道绳张紧力之差不得小于平均张紧力的5，内侧张紧力大，外侧张紧力小。当一个提升容器只有两根罐道绳时，每根罐道绳的刚性系数不得小于1000N/M，各绳的张紧力应相等。根据本文的要求，在这里我们选择钢丝绳罐道，因为它的结构简单，安装方便，建井周期短，更换罐道简单，对生产影响小，井筒作为通风时的阻力比较小。综述，箕斗应选择钢丝绳罐道。根据国内外经验以及国能矿井的实测资料，多绳提升宜采用四角布置。在这里我们采用对称布置，如下图21所示1罐道绳；2防撞绳图21钢丝绳罐道布置形式示意图FIGURE21SCHEMATICARRANGEMENTOFCAGEWIREROPE根据计算的值，查箕斗规格表，选择标准箕斗。在不加大提升机规格条件下可优Q先考虑选用较大容量的箕斗。由主井多绳箕斗规格表可以选择JDS12/1104标准底卸式四绳12T箕斗，其主要技术规格参数见表22。表22箕斗技术规格参数TABLE22SKIPTECHNICALSPECIFICATIONS自重124TCQ全高14450MMRH有效容积132IV3M提升钢丝绳数41N绳间距300MM尾绳数22实际载重量Q091321198TIMV6）核算箕斗一次实际提升量根据原煤的密度和箕斗容积，计算箕斗的实际装载量，见式25MIVQ25IMVQ1198（T）21390式中箕斗有效容积，。IV37）核定实际的一次提升循环时间，见式26XT26NFRACTQB60410521398387506（S）8）所需的提升速度，见式27MV27241211TXXHAUTAUTA43800568705068727869（M/S）式中选择提升机标准速度的一个依据。MV提升机的最大速度应满足煤矿安全规程的规定对立井箕斗提升，即7869（M/S）126M/S,满足要求。TH6023提升钢丝绳的选择提升钢丝绳是矿井提升设备的重要组成部分，其作用是悬吊提升容器并传递动力，它直接影响矿井的生产能力和安全，对提升系统的安全起着极为重要的作用。由于三角股钢丝绳具有比同直径圆股钢丝绳强度高、承压面积大、耐磨和抗挤压等特点，所以多绳摩擦提升机应优先选用三角股钢丝绳，而且左向捻和右向捻各占一半。在钢丝绳的排列位置上，应该相互交错排列悬挂，以减少钢丝绳松股的扭力。鉴于提升钢丝绳不能涂用普通的钢丝绳油脂，在用于井筒淋水偏大、酸碱度高等工作条件较差的场合时，应选用耐腐蚀的镀锌钢丝绳。231钢丝绳的最大悬垂长度CH预估计井塔高度45（M），由于1046M/S,取10（M）,箕斗间距KMVGHS2100MM。尾绳环高度见式2828SGH25011147（M）取15（M）。HH式中尾绳环高度，M；过卷高度，M,煤矿安全规程及煤炭工业设计规范规定当提升G速度小于10M/S时,过卷高度不小于速度值，且不小于6M；当提升速度大于10M/S时，不小于10M；取10（M）。GH两提升容器中心距离（即提升容器在井筒中的中心距），M。S则钢丝绳的最大悬垂长度，见式29C29HKTCHHZXEGR4384381445101851548425（M）式中箕斗全高，M；RH过卷高度，M；G导向轮中心距导向轮地板的高度，取18（M）EEH导向轮与摩擦轮的中心距，M。ZX232估算钢丝绳每米重力1）绳端荷重，见式210DQ210CDQ119801240024380KG2）选取钢丝绳抗拉强度1665N/B2M安全系数72000056958AMCH多绳提升具有如下特点1根提升钢丝绳，每根承受的终端荷载为；1N1NGQZ2根尾绳，设每根尾绳每米重力为Q，。2MN/根据主绳和尾绳每米重力，有等重尾绳，轻尾绳，和重尾绳P21QNP21三种情况。一般多采用等重尾绳，重尾绳也有应用，应避免使用轻尾绳。QNP21对等重尾绳，钢丝绳选择计算公式为式211211CABZHMGQNP10254895610942781（N/M）式中Q一次提升货载的质量，KG；提升容器的自重，KG；ZP多绳提升钢丝绳每米质量，N/M；B钢丝绳中钢丝的抗拉强度，N/；2MAM钢丝绳的安全系数；1N钢丝绳的数量；据此选择绳类别为三角型6V19的异型股钢丝绳，结构为钢丝绳6V21股绳（129FC），左右捻各二根，其每米重量P3350N/M，直径D300MM，绳中最粗钢丝直径20MM，1670N/,钢丝最小破断力为49700KN，则全部钢丝破断拉力总B2M和为497001177584969KN。尾绳数2根。尾绳每米重力Q见式212DQ2N6700（N/M）21221PQ5034据此选择绳11920847扁钢丝绳，其单位每米重为675KG/100M，即尾绳单位长度重量为675KG/M，考虑到43350217N/M。而且SQQP2897561001001276958因此所选钢丝绳合格，符合使用要求。234提升钢丝绳的维护和试验提升钢丝绳除了合理的选择外，还应正确使用、精心维护以及定期试验，保证钢丝绳始终处于良好的工作状态，延长其使用寿命，保证矿井提升工作的安全。1钢丝绳的使用与维护新的钢丝绳安装前要进行检查，核对实物与产品质量证明书和标牌的符合性，并依据产品标准对钢丝绳外观和性能进行验收，以确保钢丝绳及端部能够与其配套使用的机器或设备相匹配。使用中的钢丝绳需要维护，润滑是非常重要的问题，它关系到钢丝绳的使用寿命及安全运行。润滑的目的主要有（1）保护外部的钢丝不发生锈蚀；（2）起润滑作用，减少钢丝绳股间和丝间的的磨损；（3）防止湿气、水分等浸入绳内，且要补充绳芯油量。在使用中要正确的选用润滑油。对润滑油提出如下要求（1）粘稠性好，能使油脂紧密粘附在绳上，振动、淋水也甩冲不掉；（2）要有较好的粘温特性，低温时不硬化（龟裂），高温时不流失；（3）防锈和润滑性能要好，不含酸碱性，应有一定的透明度，以便发现磨损及断丝。我国有专门生产的钢丝绳油可供选用。应当指出的是，多绳摩擦提升机的钢丝绳必须涂戈培油和增摩脂，向绳芯里必须注麻芯脂。对使用中的提升钢丝绳要求每月至少涂油1次；对淋水较大的井筒中使用的钢丝绳每月涂油35次，防止发生锈蚀。钢丝绳涂油后经过一段时间，由于落上煤尘或杂质而在绳表面形成油垢，这时若继续涂上新油也起不到润滑和防锈的作用，为此应先清除油垢再涂新油。清垢可使用专门的除垢装置。提升钢丝绳在有淋水的井筒中工作，将使钢丝绳寿命减少，对摩擦提升，由于水和煤尘掺混而产生石墨混合物，使钢丝绳于摩擦轮衬垫间的摩擦力显著降低，将严重影响提升机工作的可靠性，因此对淋水的影响不容忽视。严禁使用布条之类的物品捆在绳上作提升标记。因为这可使该处钢丝绳锈蚀而断丝。钢丝绳的使用、保管与运输应严格执行煤矿安全规程的要求。二钢丝绳的检查与试验提升钢丝绳必须每天检查一次，在验绳时应以03M/S的速度进行详细检查并记录断丝情况。有关断丝和钢丝绳断面缩小的极限要求和换绳要求见煤矿安全规程有关规定。钢丝绳如遭受卡罐或突然停车等猛烈拉伸时必须立即停车检查，遭受冲击拉伸的一段如果长度增长05以上或有明显损伤，应更换新绳。钢丝绳的检查方法目前大量采用眼睛观察和用手捋绳检查，这不仅劳动条件差而且不能检查绳内部断丝情况，为此国内外已研制出了多种钢丝绳探伤仪器。例如“GXT1型钢丝绳在线无损探伤仪”，采用漏磁交联放大原理检查钢丝绳内外断丝、磨损、锈蚀情况；对钢丝绳接头焊点及断面等具有一定的定性、定量精度。使用中的钢丝绳必须定期试验，煤矿安全规程规定除摩擦式提升机用钢丝绳和平衡尾绳以及以下斜井专为升降物料用的钢丝绳外，提升钢丝绳在使用过程中要定期30做剁绳头试验。升降人员或物料的钢丝绳自悬挂之日起每隔6个月试验1次，升降物料用的钢丝绳，自悬挂时起经过1年后进行第1次试验，以后每隔6个月试验1次。钢丝绳的实验严格遵守煤矿安全规程。24选择提升机多绳摩擦提升机是多根钢丝绳挂在卷筒上，当卷筒（摩擦轮）转动时依靠钢丝绳与摩擦轮上的衬块之间的摩擦力带动钢丝绳运行。这种提升机由于具有安全可靠、体积小、质量小，更适用于深井提升，在我国目前的矿井提升中已得到广泛应用。1）考虑塔式井塔，设导向轮，滚筒直径D见式215和式216D100D10030003000（MM）215D1200120022400（MM）216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；由此选择JKM325/4型多绳摩擦式提升机，其技术参数见表23。表23JKM325/4型多绳摩擦式提升机技术参数TABLE23JKM325/4TYPEMULTIROPEFRICTIONHOISTTECHNICALPARAMETERS摩擦轮直径325MMD主导轮变位重量T2615G设计最大钢丝绳静张力450KN（45918KG）设计最大钢丝绳静张力差140KN（14286KG）减速器传动比I105传动效率085导向轮直径MDD3导向轮变位质量T06G减速器最大输出扭矩42TM412KNM2）验算提升机强度最大静张力见式217Q4217JMFCQKPCH1198022300984335048425401473（KN）150（万吨/年）因此提升能力校核合格。33电动机等效功率计算331运动力计算由于是等重尾绳，所以按平衡系统计算，0。TH1提升开始，运动力见式32132100MAKQF3754169851179457（KG）2初加速终了时，运动力见式3223220F179457（KG）3加速开始时，运动力见式3233230101AM375846795226702（KG）4加速终了时，运动力见式32432412F226702（KG）5等速开始时，运动力见式325325123MAF804670137771（KG）6等速终了时，运动力见式32632634F137771（KG）7减速开始时，由于为自由滑行，运动力见式327（KG）327058减速终了时，由于为自由滑行，运动力见式328（KG）32856F9爬行开始时，运动力见式329329367MA12040124504（KG）10爬行终了时，运动力见式33033078F124504（KG）11制动减速开始时，运动力见式331331589MA041624068922（KG）12制动终了时，运动力见式332332910F68922（KG）则箕斗提升的六阶段速度和力图如下图33图中15（M/S）；3（M）；（）；（）；0V0H3750A2/SM801A2/SM101（S）；90（S）；6（S）；1（S）；559（M）；408（M）；1T3T4TTH3H05（M/）；3353（M）；（）；（M/S）；3（M）；5A2132/54V4179457（KG）；226702（KG）；137771（KG）；0F2F3F（KG）；124504（KG）；68922（KG）。5678F910图33箕斗提升六阶段速度图和力图FIGURE33SKIPHOISTINGSIXSTAGEVELOCITYMAPANDSOUGHT332等效力计算1求，见式3332TF3335294732531202TFTFTT1268910076741795212881925945190773477664329695409300747614750242114100102等效时间，见式334334312254310TTTTD06954（S）3等效力，见式335335DDXTTF25410161589（KG）333等效功率等效功率，见式336336KVFPDX102MA1957368181328（KW）175式中，摩擦衬垫摩擦系数，取02；摩擦围包角，取。194所以静防滑校验合格。412动防滑安全系数动防滑安全系数验算，见式48要求动防滑系数125，1969。GE4821SEG54730961251125式中的值见式491S49211RAGSS219805809467045210（KG）式中提升容器在井筒中的运行阻力简称矿井阻力，KG。1R矿井阻力包括提升容器的导向装置在罐道上的摩擦阻力，提升容器在运行中的空气阻力等，这些阻力又与井筒的条件有关。由于影响和变化因素很多，实际上要计算出阻力式很困难的。各国对的计算方法是不同的，甚至差别较大，而且只是近似值，国1内对于双箕斗提升，。Q50R式中的值见式4102S4102122RAGGSSDD219805089367825473（KG）所以动防滑校验合格。413制动力矩的验算制动力矩的验算见式411411JJZHMRSA21365980142933所以提升机的防滑验算合格。5最终的确定方案经过选型和验算，选择的最终方案如下1标准底卸式四绳12T箕斗型号为JDS12/1104，其主要技术规格参数见表51。表51箕斗技术规格参数TABLE51SKIPTECHNICALSPECIFICATIONS自重124TCQ全高14450MMRH有效容积132IV3M提升钢丝绳数41N绳间距300MM尾绳数22实际载重量Q091321198TIMV2钢丝绳类别为三角型6V19的异型股钢丝绳，结构为钢丝绳6V21股绳（129FC），左右捻各二根，其每米重量P3350N/M，直径D300MM，绳中最粗钢丝直径20MM，1670N/,钢丝绳的最小破断力为49700KN，则全部钢丝破断拉B2M力总和为497001177584969KN。尾绳数2根。尾绳选择钢丝绳11920DQ2N847扁钢丝绳，其单位每米重为675KG/100M，即尾绳单位长度重量为675KG/M。SQ3多绳摩擦式提升机型号为JKM325/4，其技术参数见表52。表52JKM325/4型多绳摩擦式提升机技术参数TABLE52JKM325/4TYPEMULTIROPEFRICTIONHOISTTECHNICALPARAMETERS摩擦轮直径325MMD主导轮变位重量T2615G设计最大钢丝绳静张力450KN（45918KG）设计最大钢丝绳静张力差140KN（14286KG）减速器传动比I105传动效率092导向轮直径MDD3导向轮变位质量T06G减速器最大输出扭矩42TM412KNM4提升机配套减速器选择140型提升机减速器，其技术参数如下见表53RZH2表53140型提升机减速器DTABLE53140HOISTREDUCER2总中心距21400MM总传动比105输出轴最大扭矩420MKN输出轴工作扭矩252外形尺寸（长宽高）420021653120MMMMMM减速器重量2225T单位重量传递最大扭矩1887T/5井塔选TZD325/445A型，天轮选TSG2500/17型。6电动机2台，型号为YR100010/1430型，其技术参数如下见表54。表54YR100010/1430型电动机技术参数TABLE54YR100010/1430MOTORTECHNICALPARAMETERS额定功率1000KWEP额定转速592R/MINDN过负载系数20转子转动惯量1980KG2GD2M电动机效率92D电压V6000V结论本设计课题多绳摩擦提升系统设计及运行维护，说明书的编写终于完成。通过对箕斗、钢丝绳、提升机、电动机的计算及选型，选择出最适合于立井煤矿的安全、合理、经济的提升设备。此次设计，通过给定的煤矿立井的年产量和矿井深度，计算出一次提升量，选择相应的箕斗。再根据选定的箕斗计算出合适的钢丝绳，并对其校验。然后根据选定的合格的钢丝绳计算出所需的多绳摩擦式提升机，并对其进行运动学和动力学的分析。期间，还涉及到容器最小自重的计算。接着再根据预先选定的提升机，为其选择适合的电动机，对电动机进行等效功率计算，并对其进行电耗计算，以达到节能的目的。最后对提升机进行防滑验算，为其安全性提供保障。致谢在指导老师沙永东老师的帮助指导下，从确定方案到设计完成经过将近三个月的努力，设计终于完成了。在此深表感谢本次设计是本人初次设计，通过这次实习设计，使我充分融汇了几年来所学习的知识，提高了认识分析解决问题的能力，锻炼了计算机使用和计算机绘图能力，为以后的工作打下了良好的基础。本次设计是本人初次设计，由于所学有限，缺乏经验，在本次设计中一定会出现许多错误和不当之处，敬请各位老师批评指正，以便在以后的工作中少出现错误。在此，向各位领导和沙老师表示衷心的感谢参考文献1庄严矿山运输与提升M徐州中国矿业大学出版社，200922于励民矿山固定设备选型使用手册（上、下）M北京煤炭工业出版社，20073杨桢，郑柳矿山运输与提升设备M北京煤炭工业出版社，20124钟春晖，丁元春矿井运输与提升M北京化学工业出版社，201345晋民杰，韩建华提升机设计理论及现代设计方法研究M北京国防工业出版社，201296孙玉蓉，周法孔等矿井提升设备M北京煤炭工业出版社,19957王志勇等煤矿专用设备设计计算M北京煤炭工业出版社,19848李仪钰矿井提升运输机械M冶金工业出版社,19899范家骏矿井多绳提升机造型设计M北京煤炭工业出版社,198110于忠升,宋伟刚矿山运输提升M沈阳东北大学出版社,199211章红全简述矿井提升机的安全保护装置J科技信息，200912DAVIDGULLMANTHEMECHANICALDESIGNPROCESSM,USAMCGRAWHLIICOMPANIES，200313洪晓华矿井运输提升M徐州中国矿业大学出版社,2005附录ASTUDYOFINHERENTSAFETYMINEHOISTBASEDONMODERNDESIGNMETHODSABSTRACTASAMODERNSECURITYDESIGN,INHERENTSAFETYMEANSTHATEQUIPMENTANDFACILITIESISABLETOCONTAINTHEINHERENTFUNDAMENTALFEATURESTOPREVENTACCIDENTSMINEHOISTISTHEMOSTIMPORTANTEQUIPMENTINTHECOALPRODUCTIONHOWTOACHIEVESAFE,RELIABLE,EFFICIENTPRODUCTIONHASBEENTHEFOCUSSTUDYATHOMEANDABROADINHERENTSAFETYISREFLECTEDINHOISTDESIGN,PRIMARILYTHROUGHTHEDESIGNMEASURESTOIMPROVETHEOPERATIONOFHOISTSAFETYANDRELIABILITYINTHISPAPER,INHERENTSAFETYTHEORYISAPPLIEDINTHEDESIGNOFMINEHOIST,TOPROPOSEDTHEDESIGNMETHODBYUSINGTHESOFTWAREOFPRO/E（PLC,LABVIEWETCKEYWORDSMINEHOISTINHERENTSAFETYPRO/EPLCLABVIEWIINTRODUCTIONINCOALPRODUCTION,MINEHOISTISTHEEQUIPMENTTOCARRYCOAL,GANGUE,MATERIALS,WORKERSANDEQUIPMENTSALONGTHEROCKSHAFT,THEONLYWAYLINKEDUNDERGROUNDANDABOVEGROUND,KNOWNASMINETHROATMINEHOISTISALARGESCALERECIPROCATINGMACHINERYWHICHHASTHEFEATUREOFOWNBIGINERTIA,LOADCHANGES,RUNNINGSPEED,ANDWIDERANGEETALTHEADVANTAGESANDDISADVANTAGESOFITSOPERATINGPERFORMANCE,NOTONLYDIRECTLYAFFECTTHENORMALPRODUCTIONANDCOALPRODUCTIONEFFICIENCY,BUTALSORELATETOEQUIPMENTANDPERSONALSAFETYINRECENTYEARS,MINEHOISTFAILURESANDACCIDENTSHAVEHAPPENEDATHOMEANDABROADWHICHHAVEPAIDAHEAVYPRICETOCOALCOMPANIESTHEREFORE,THEPRODUCTIONTECHNOLOGYANDSAFETYOFMINEHOISTAREHIGHER,ANDITSMECHANICALMANUFACTURINGTECHNOLOGYANDELECTRICALCONTROLTECHNOLOGYHASBEENANIMPORTANTRESEARCHAREATOTHEINTERNATIONALMACHINEBUILDINGINDUSTRYANDTHEELECTRICCONTROLINDUSTRYINHERENTSAFETYMEANSTHATEQUIPMENTANDFACILITIESISABLETOCONTAINTHEINHERENTFUNDAMENTALFEATURESTOPREVENTACCIDENTSINHERENTSAFETYLIESINDESIGN,THROUGHCONTINUOUSIMPROVEMENT,TOPREVENTACCIDENTSDUETOTHEEQUIPMENTITSELFFAILURESINHERENTSAFETYISREFLECTEDINHOISTDESIGN,PRIMARILYTHROUGHTHEDESIGNMEASURESTOIMPROVETHEOPERATIONOFHOISTSAFETYANDRELIABILITYINTHISPAPER,INHERENTSAFETYTHEORYISAPPLIEDINTHEDESIGNOFMINEHOIST,TOPROPOSEDTHEINHERENTSAFETYDESIGNMETHODBYUSETHESOFTWAREOFPRO/EPLC,LABVIEWETCIIINHERENTSAFETYTHEORYTHETERMOFINHERENTSAFETYORIGINATESTHEDEVELOPMENTOFWORLDSPACETECHNOLOGYINTHE1950STHECONCEPTISWIDELYACCEPTEDCLOSELYLINKEDWITHSCIENTIFICTECHNOLOGICALPROGRESSANDHUMANUNDERSTANDINGOFSAFETYCULTURETHECONCEPTOFINHERENTSAFETYPRODUCEDAFTERTHEWORLDWARIIWHICHBECAMEMAJORSAFETYCONCEPTINMANYINDUSTRIALIZEDCOUNTRIESSINCETHEMID20THCENTURYINHERENTSAFETYDESIGNASTHEBASICMETHODOFHAZARDCONTROL,BYSELECTINGSAFEMATERIALS,PROCESSROUTES,MECHANICALEQUIPMENT,DEVICES,TOELIMINATEORCONTROLHAZARDSSOURCERATHERTHANRELYINGON“ADDITIONAL“SECURITYMEASURESORMANAGEMENTMEASURESTOCONTROLTHEMASINHERENTSAFETYDESIGN,FIRSTLYANALYZEANDIDENTIFYHAZARDSTHATMAYOCCURINSYSTEM,ANDTHENCHOOSETHEBESTMETHODSTOELIMINATE,CONTROLHAZARDS,WHICHREFLECTEDINPROJECTDESIGNTHEDESIGNOFINHERENTSAFETYMINEHOISTMINEHOISTMAINLYINCLUDSTHEWORKINGDEVICE,CONTROLSYSTEM,TRANSMISSIONSYSTEMANDDRAG,PROTECTIONSYSTEMSANDOTHERCOMPONENTSTOTHEINHERENTSAFETYMINEHOISTDESIGN,MAINLYTHEMECHANICALSYSTEM,CONTROLSYSTEMANDMONITORSYSTEMISTHEMAJORPARTTOCONSIDERED（4（INDEPTHINVESTIGATIONSTOFINDMALFUNCTIONTHECONCEPTOFINHERENTSAFETYISREQUIREDSAFETYALLTHETIMEINTHEPRODUCTDESIGNPROCESSTHATIS,THEEQUIPMENTHASLITTLEMALFUNCTIONASMUCHASPOSSIBLEDURINGTHEOPERATIONANDHASLONGNORMALOPERATIONCYCLELENGTHHOWCANDESIGNINHERENTSAFETYEQUIPMENT,THEMOSTIMPORTANTTHINGISUNDERSTANDINGENOUGHTOTHEEQUIPMENT,ESPECIALLYINWORKAFTERINDEPTHRESEARCH,FULLYUNDERSTANDINGTHESITUATION,TRYTHEBESTTOREDUCEORELIMINATETHEFAULTINTHEDESIGNAFTERINDEPTHUNDERSTANDINGOFRESEARCH,DESIGNPRODUCTBMECHANICALSYSTEMTHETRADITIONALMETHODOFPRODUCTHASLONGDESIGNCYCLE,HIGHCOSTSHOWEVER,THEVIRTUALPROTOTYPETECHNOLOGYHASTHEADVANTAGEINSAVINGTHEDESIGNCOST,SHORTENINGTHEDESIGNCIRCLE,BYUSINGTHEMETHODOFMODELING,SIMULATIONFIRSTANDTHENBUILDSTHEPHYSICALPROTOTYPETHEREFORE,THEVIRTUALDESIGNISTHEDEVELOPINGTRENDSOFMECHANICALDESIGNINMECHANICALSYSTEMDESIGN,THEAPPLICATIONOFVIRTUALPROTOTYPEISUSEDTODESIGNMINEHOIST,NOTONLYSPEEDEDUPTHEDESIGNPROCESS,ALSOSIMULATEDAVARIETYOFCONDITIONSTOTHEVIRTUALPROTOTYPETODISCOVERDESIGNFAULTS,TOIMPROVETHEDESIGN,TOIMPROVEMINEHOISTPERFORMANCEMINEHOISTMECHANICALSYSTEMISCOMPOSEDOFSPINDLE,ROLLER,REDUCER,MOTOR,BRAKESANDOTHERCOMPONENTSINITSDESIGN,VIRTUALDESIGNSOFTWAREPRO/EISAPPLIEDTOESTABLISHHOISTPROTOTYPE,APPLICATIONOFSIMULATIONSOFTWAREADAMSISUSEDTOSIMULATEANDOPTIMIZETHEDESIGNSPECIFICPROCESSSHOWNINFIGURE1FIGURE1MECHANICALSYSTEMDESIGNCCONTROLSYSTEMDESIGNMINEHOISTCONTROLSYSTEMINCLUDESSTART,RUN,BRAKE,ETC,THEREQUIREMENTSINCONTROLSYSTEMAREINNORMALHOISTOPERATION,PARTICIPATIONINHOISTSPEEDCONTROL,BRAKETHEHOISTWHENREACHINGTHEDESTINATION,KNOWNASTHESERVICEBRAKINGINCASEOFEMERGENCY,CANQUICKLYSLOWDOWNASREQUIRED,BRAKEHOIST,TOPREVENTTHEEXPANSIONOFTHEACCIDENT,THATISTHESAFETYBRAKINGPARTICIPATEINTHEHOISTSPEEDCONTROLWHENDECELERATITODOUBLEROLLERHOIST,SHOULDBRAKETHEMOVINGROLLERANDFIXROLLERRESPECTIVELYWHENREGULATINGROPELENGTH,REPLACEMENTLEVELANDCHANGINGROPE,SOTHAT,MOVINGROLLERWOULDNOTMOVEWHENSPINDLEROTATESWITHTHEFIXEDROLLERMOSTOFMINEHOISTSINCHINAMORETHAN70USETHETRADITIONALELECTRICCONTROLSYSTEMT