毕业论文(设计)山西和顺运通煤业副井提升绞车选型设计

1、山西和顺运通煤业副井提升绞车选型设计运通煤业东盛井副井提升绞车存在以下安全隐患：1、运通煤业东盛井副井提升绞车生产于1972年，至今仍服务于生产，因其属于上世纪七十年代的仿苏产品，其技术性能和安全性能不能满足安全生产， 绞车电机属于jr系列，电控属于tkd系列，均属于国家局公布的（第一批）、（第二批）禁止井工煤矿使用的设备工艺目录内的淘汰产品，且无煤安标志。属山西省煤矿十五项重大安全隐患第十条规定。2、绞车主滚筒轮辕开裂后电焊焊住，并且用点柱支撑存在安全隐患。3、根据煤矿安全规程第四百一十九条的要求“立井升降人员或升降人员和升降物料的各种提升装置的滚筒上缠绕钢丝绳严禁超过一层”，东盛井副井绞车

2、是升降人员的且滚筒上缠绕二层钢丝绳，因此不符合煤矿安全规程的要求。4、绞车滚筒制动器属于角移式块闸制动器，闸瓦的围抱角较小（=6070），所以产生的制动力矩较小，而且由于闸瓦表面的压力分布不够均匀，致使闸瓦上、下磨损也不均匀。3、 由于运通煤业东盛井副井提升绞车存在上述安全隐患，为解决以上安全隐患，故对运通煤业东盛井副井提升绞车进行重新选型设计，选型设计方案如下： 一、提升罐笼 副井提升罐笼采用的是1t标准矿车。 矿井各种辅助提升工作量不大，采用单层罐笼能够满足升降人员。所以选用原来非标1t四绳防坠罐笼，型号gls,自重1740。2、 井架高度 1、天轮 因矿井提升井架仍采用原提升井架，受天轮

3、平台尺寸的限制扔使用原天轮进行提升。 2、井架高度确定提升罐笼最大高度：3.2米。煤矿安全规程对过卷高度规定：对于罐笼提升，当最大速度vm3m/s, 过卷高度hg4m。下放超长件为：高度为7米。天轮高度：0.75r=1.5米井架高度hj=3.2+4+7+1.5=15.7m井架高度最低为：16米，原井架为12米，考虑以后矿井技术改造期间仍采用原井架，井架高度为12米，因此只满足提升过卷高度的要求。 三、提升机提升速度与提升机减速器传动比确定根据经验提升速度公式: j =(0.30.5) 式中 j 经验提升速度，m/s ； h 提升高度，m 。 一般情况下，提升速度取中间值进行设计，即 j =0.

4、4经计算得： j = 0.412.48 =4.9 m/s 。查提升机技术性能表得:最大提升速度为：5.11 m/s，最小提升速度为：2.55 m/s.根据我矿具体实际情况，井架高度为12米，受过卷高度的限制，限制了提升速度在3.0m/s左右，因此查提升机技术性能表得：提升速度最大为3.4m/s。 四、绞车与井筒位置选择由于副井提升绞车是在原有基础上进行改造，所以井筒的位置是确定不动的，根据工业广场位置以及原有建筑位置确定提升绞车的轴线与井筒中心线距离。1、滚筒中心线至井筒提升钢丝绳间的水平距离lmin0.6hj+3.5+d，m d=2米 12.2米因工业广场位置受限和罐笼矿车出车同侧，所以取l

5、min=32.5米。 2、钢丝绳弦长井架高度和滚筒中心线至井筒提升钢丝绳间的水平距离已确定，弦长lx即为定值。lx=34.3米钢丝绳的弦长一般限制在60米以内，所以取弦长34.3米符合要求。3、 钢丝绳的外偏角和内偏角按130计算内外偏角最大偏移距离为：l=tg13034.3=895。主副提升罐笼提升中心线到井筒提升方向垂直距离为：850l大于主副提升罐笼提升中心线到井筒提升方向垂直距离850。查内偏角允许角度表（-）选24.5钢丝绳符合缠在滚筒上的绳圈间隙=2时，不“咬绳”的允许内偏角只有112小于130，当绳圈间隙增加到=2.6时，符合要求。4、 下出绳角验算提升机下出绳角的大小影响着提升

6、机主轴的受力情况。设计jk型绞车提升机主轴时，是以考虑上出绳角为0、下出绳角为15考虑的。限制下出绳角的最小值是15，是考虑到下出绳角过小时，钢丝绳有可能与提升绞车基础接触，增加钢丝绳的磨损。因此，只需检验下出绳角，令其不小于15。 =arctan(hj-co)/(ls-rt)+arcsin(rt+r)/lx =19+3=21 15符合设计规定要求。 五、钢丝绳验算1、按提升最大静载荷计算：qmax=(q+qz+phc)g式中 ： qmax钢丝绳最大计算静载荷，n； q容器一次提升货载质量，1500； qz容器质量，1740； p钢丝绳每米质量，2.40/m； g重力加速度，取9.8m/s2；

7、 hc钢丝绳最大悬垂长度，m； hc=hj+hs+hz=168m； hs矿井深度，156m； hj井架高度，12m； hz由井底车场水平至容器装载位置容器底部的距离，m；罐笼提升 hz=0。 qmax=(q+qz+phc)g=（1500+1740+403）9.8=35701 n=35.7kn。2、 钢丝绳安全系数验算按实际所选钢丝绳的数据校验其安全系数。副井提升绞车为人物混合提升，额定载重人数为：12人，为了加强安全管理，井口公示栏公示人数为：8人。按最大人数确定重量为：1280=960远远小于提升物料重量1500。所以验算钢丝绳安全系数按煤矿安全规程规定，按提升最大重量物料来计算钢丝绳安全系

8、数即：ma即9.9 符合煤矿安全规程对提人要求钢丝绳安全系数必须大于9的规定。3、所选钢丝绳技术参数： 产品名称：光面钢丝绳 结 构：187+fc 直 径：24.5 钢丝绳公称抗拉强度：1670mpa 捻 法：zs 用 处：重要重 量： 2.40 kg/m钢丝绳总破断力：355.40 kn 六、提升机的选择 1、提升机滚筒直径： 选择提升机滚筒直径的主要原则是使钢丝绳缠绕滚筒时所产生的弯曲应力不要过大，弯曲应力取决于滚筒和钢丝绳直径之比。在同一钢丝绳直径d条件下，滚筒直径d越大，弯曲应力越低；在不同钢丝绳直径、相同滚筒直径条件下，绳经d越小，弯曲应力越小，亦即越大，弯曲应力越低。基于以上原因，

9、煤矿安全规程规定如下：对与安装于地面的提升机： d80d d1200式中 d 滚筒直径，； d 钢丝绳直径，； 钢丝绳中最粗钢丝直径，；所以 d80d8024.5=1960。因此提升机滚筒选择为：d=2000。2、提升绞车滚筒宽度滚筒宽度b应根据所容纳的钢丝绳长度决定，在滚筒表面应容纳以下几部分钢丝绳：（1） 提升高度h，m；（2） 钢丝绳实验长度，规定每半年剁绳头一次试验，一次剁5m，如果钢丝绳的寿命以3年计算，则试验长度为30m；（3） 滚筒表面应保留3圈摩擦绳，以便减轻钢丝绳在滚筒上固定出的张力。（4） 钢丝绳在滚筒上作多层缠绕时，为了避免上下层钢丝绳总是在一个地方过渡，每季要将钢丝绳错

10、动约圈，根据钢丝绳使用年限，取错动绳圈n=24圈。 对于单层缠绕绞车滚筒，每个滚筒的宽度公式为： b=()(d+) 根据煤矿安全规程的规定：立井中升降人员或升降人员和物料的，只准缠绕1层钢丝绳。 根据我矿副井提升实际情况是：升降人员和物料的混合提升，因此根据煤矿安全规程的规定按升降人员计算，只准缠绕1层钢丝绳。 所以滚筒的宽度按单层公式计算： b=()(d+)=（）（24.5+2.6）=32.617827.1=802.6。计算滚筒宽度802.6小于标准宽度1000。因此考虑下列条件：（1）适当增加值为3；（2）考虑副井提升单层缠绕滚过卷高度：12m；（3）副井是混合提升，使用托罐梁造成提升主绳

11、绳卡处钢丝绳绳丝容易疲劳折断，需每季剁绳头制作钩头每次长度3m,根据钢丝绳使用寿命需增加2圈绳。有上述条件可得滚筒宽度为：b=（）（24.5+3）=36.6127.5=1006.9。由此可以确定滚筒宽度为：1000。 3、提升绞车最大静张力与最大静张力差为了保证提升绞车有足够的强度，必须验算提升机的最大静张力fj(它影响滚筒的强度和主轴的强度)及最大静张力差fc（它影响主轴强度）因此必须满足： fj（q+qz+ph）g fc（q+ph）g式中 fj、fc 最大静张力与最大静张力差，n； q 容器一次提升货载质量，1500； qz 容器质量，1740； p 钢丝绳每米质量，2.40/m； h 提

12、升高度，156 m； g 重力加速度，取9.8 m/s2；经计算得： fj（q+qz+ph）g =（1500+1740+374.4）9.8 =35421.12 n fc（q+ph）g =（1500+374.4）9.8 =18369.12 n查提升机技术性能表得： fj = 45 kn 35421.12 n fc = 25 kn 18369.12 n所以提升绞车最大静张力与最大静张力差满足要求。 4、 提升机减速器传动比确定根据提升机最大提升速度为：3.4m/s，查提升机技术性能表得：提升机减速器传动比1/30。 七、提升机制动系统选择 1、制动系统的作用（1） 在提升机停止工作时，能可靠地闸住

13、提升机，即正常停车；（2） 在减速阶段及下方重物时，参与提升机的控制，即工作制动；（3） 当发生紧急事故时，能迅速可靠而合乎要求地闸住提升机，即全全制动；（4） 双滚筒提升绞车在更换水平、调节钢丝绳长度或更换钢丝绳时，应闸住提升机的活滚筒，松开斯滚筒。 2、提升机安全制动系统的安全要求 煤矿安全规程对制动系统要求： （1）对于立井工作制动或安全制动的制动力矩都不得小于提升机实际最大静荷旋转力矩的3倍。（2）双滚筒提升机在活动滚筒与主轴脱开，用定车装置调整2个滚筒相对位置时（更换水平或跳绳时），制动装置在个滚筒上的制动力矩，不得小于该滚筒所悬提升容器和钢丝绳重量造成的静力矩的1.2倍。（3）在立

14、井中，制动系统所产生安全制动减速度：在下方重载（设计载荷）时，不得小于1.5m/s2；在提升重载时，不得超过5m/s2。（4）安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现其制动器的空动时间（由保护回路断电时起至闸瓦刚刚接触到制动轮盘上的一段时间），对于盘式闸瓦不得超过0.3s。根据盘闸制动系统特点：结构紧凑，质量小，动作灵敏，安全性好，便于矿井自动化；盘闸制动器的液压控制系统是同提升机的拖动系统、自动化控制相配合的；制动器还要参与提升机速度控制，制动力矩必须在较宽的范围内进行调节，与此相应的液压站（带二级制动）与之适应。所以选用制动装置数量4个（制动器8对） 八、提升绞车电机的预选 选择提升机时应满足

15、下列条件： 1、功率。 2、电压。 3、转速。1、提升电动机功率提升电动机功率与一次实际提升重量和标准速度（即钢丝绳最大速度）有关，一般双容器提升用下列公式估算： n=kqg/1000式中 n 提升机电动机估算功率，kw；q 一次实际提升量，； 标准速度m/s；待添加的隐藏文字内容2 减速机的传动效率，一级传动时0.92；二级传动时0.85； k 矿井阻力系数，即考虑提升容器在井筒中活动时的风阻、罐笼阻力及钢丝绳弯曲阻力系数，罐笼提升时k=1.2； 动力系数，即考虑动负荷影响的系数，一般=1.21.4，罐笼提升取最大值1.4；g 重力加速度，取9.8 m/s2；经计算电动机估算功率为：n=1.

16、2(1500+374.4)3.49.81.4/10000.85=123.44 kw。2、 提升电动机的转速提升电动机的旋转转速n(r/min)、减速机的传动比i、提升速度v及提升滚筒直径d有关，公式如下： n=60vi/d经计算提升电动机的转速为：n = 603.430/3.142 = 974.5 r/min。3、 提升电动机电压根据矿井实际情况，决定提升绞车电动机额定电压为：0.4kv。查提升机规格参数表得：电动机转速为：975r/min。电动机功率为：123.44 kw小于标准功率145kw，即电动机功率为145kw。电动机额定电压为：0.4kv。9、 提升动力学和速度图参数设计从略10、 提升绞车拖动控制设计从略 提升绞车电控选用型号：tkd-bp系统，与此相适应的带二级制动液压站电控系统（海拔超过1000米，配自动加热系统）。 注：1、符合煤矿安全规程要求十二种保护。 2、变频