大学设计(设计)-矿井提升设备选型设计i2

1、毕业设计（论文）（说明书）题目：姓名：学号：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 （论文） 任 务书姓名专业班级任务下达日期2014年 2月18日设计（论文）开始日期2014年2月25日设计（论文）完成日期2014年4月 30日设计（论文）题目：指导教师院（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（论文）答辩委员会记录电力工程学院专业，学生于2014 年 6 月 10 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目：专题（论文）题目：指导老师：答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（

2、论文）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（论文）评语第页共页学生姓名：专业班级年级毕业设计（论文）题目：评阅 人：指导教师：（签字）2014年6 月12日成绩：系（科）主任：（签字）2014年6 月12日毕业设计（论文）及答辩评语：矿井提升设备的选型设计摘要近几十年来，为了提高劳动生产率和各项经济技术指标，在世界范围内进行着对矿井的根本性技术改造，这种改造的趋向是向着更集中，更大型发展。矿井提升设备的任务是沿井筒提升煤炭、矸石、下放材料，升降人员和设备，所以矿井提升设备是联系井下与地面的重要生产

3、设备，是矿山运输的咽喉，因此，它在整个综合机械化生产中占有重要地位。随着科学技术的发展及生产的机械化和集中化，随着矿井技术改造的进程，提升设备在高效、大型、自动化方面都有着飞速的进步。近代化提升设备已发展成为大型机械 - 电气组或机组群。箕斗有效载重在国外已超过50 吨，提升速度接近20M每秒；拖带功率达 10000 千瓦以上；在拖动控制方面已广泛采用了集中控制及自动控制设备。本文的主要内容是对单绳缠绕式矿井提升机的选型设计。分为六个部分：第一部分是提升容器；第二部分是提升钢丝绳；第三部分是矿井提升机；第四部分是提升机与井筒的相对位置；第五部分是矿井提升运动学及动力学；第六部分是矿井提升机的拖

4、动与控制。关键词提升机；提升容器；钢丝绳；选型设计；拖动控制目录摘要 .第 1章绪论 01.1 矿井提升机 1矿井提升机的说明1矿井提升机的组成11.2 多绳摩擦提升机2多绳摩擦提升机的分类2多绳摩擦提升机的结构2主轴装置 2车槽装置 2深度指示器 2减速器 3尾绳悬挂装置 3井塔式提升机 31.3 提升机的选择与计算31.4 提升容器 4提升容器的分类 4箕斗 5立井箕斗型号意义5箕斗结构 51.5 钢丝绳 6钢丝绳的结构 6钢丝绳的分类 7钢丝绳结构选择 8滚筒中心至井筒钢丝绳之间的水平距离Ls8钢丝绳弦长 Lx9钢丝绳的偏角 9滚筒下绳的出绳角（或称下绳仰角）10第 2 章设备选型计算1

5、02.1 计算数据 102.2 提升容器的选择与确定计算10确定经济提升速度11计算一次提升循环时间11根据矿井年产量和一次提升循环时间即可求出一次提升量112.3 钢丝绳的选择与计算11绳端荷重 11钢丝绳垂长度 12首绳单位长度重量计算12尾绳单位长度重量计算122.4 提升机的选择 12主导轮直径 12最大静拉力和拉力差计算132.5 提升系统的确定13井塔高度 13提升机摩擦轮中心线距井筒中心线距离13钢丝绳弦长 13钢丝绳的出绳角 14包围角的确定 152.6 钢丝绳与提升机的校验15首绳安全系数 15最大净拉力和最大净张力差152.7 预选电动机 16提升机转数 16提升机最大速度

6、 16预算电动机功率 162.8 电动机等效计算16运动力计算 16提升开始 16等效时间 18等效力 182.9 电耗计算 18提升一次电耗 18每次提升实际电耗19每吨煤耗电量 19提升机效率 192.10 提升机的防滑验算19静防滑安全系数 19动滑安全系数 20制动力矩的验算 20第 3 章矿井提升机的拖动与控制 20 3.1 拖动装置的种类及性能 203.2 提升电动机容量的计算和电动机的选择 21提升电动机的选择21提升电动机容量的计算233.3 交流拖动提升设备的电耗及效率的计算24结论 25致谢 27参考文献 27第 1章绪论矿山提升机是矿山大型固定机械之一，矿山提升机从最初的

7、蒸汽机拖动的单绳缠绕式提升机发展到今天的交 交变频直接拖动的多绳摩擦式提升机和双绳缠绕式提升机。矿井提升需要用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。提升机已经历了 170 多年的发展历史，它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，因此矿山提升设备在矿山生产的全过程占有重要的地位。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）

8、，井架（或井塔）及安装，卸载设备等。对于煤层储存较浅，表土层不厚以及水文地质情况简单的倾斜以及倾斜煤层一般采用斜井开采。有时，在开洞或竖井开拓的井中，深部水平延伸也采用斜井开拓。斜井平车场串车提升，具有投资少，出煤快的优点，斜井串车一般适用于中小型矿井，井筒倾角不大于 25 度。中型矿井用双钩提升，双钩提出升量大。电耗小，但不能用水平提升。矿井提升设备选型是否合理，直接影响到矿井的安全生产、基建投资、生产能力和吨煤成本。对于斜井提升方式主要有串车、箕斗和带式输送机三种。串车提升一般用于井筒。倾角小于 25 的矿井，对于年产量在21 万吨及其以下的矿井，一般采用单钩串车提升；当年产量达30 万吨

9、，而提升距离较短时，一般采用双钩串车提升。箕斗提升一般。用于年产量 45 万吨以上，井筒倾角大于25 的矿井，箕斗一般采用后卸式箕斗。1.1 矿井提升机矿井提升机的说明矿井井下和地面的工作机械。是一种大型绞车。用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成输送物料和人员的任务。矿井提升机是由原始的提水工具逐步发展演变而来。现代的矿井提升机提升量大，速度高，已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山机械。矿井提升机的组成矿井提升机主要由电动机、减速器、卷筒（或摩擦轮）、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统等组成，采用交流或直流电机驱动。按提升钢丝绳的工作原理分缠绕式矿井提升机和摩擦式矿

10、井提升机。缠绕式矿井提升机有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，运转时一个容器上升，另一个容器下降。缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120 万吨以下、井深小于400M的矿井中。摩擦式矿井提升机的提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。摩擦式矿井提升机根据布置方式分为塔式摩擦式矿井提升机（机房设在井筒顶部塔架上）和落地摩擦式矿井提升机（机房直接设在地面上）两种。按提升绳的数量又分为单绳摩擦式矿井提升机和多绳摩擦式

11、矿井提升机。后者的优点是：可采用较细的钢丝绳和直径较小的摩擦轮，从而机组尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年产 120 万吨以上、井深小于 2100M的竖井大多采用这种提升机。立井提升容器主要是箕斗和罐笼。在同等条件下，箕斗于实现与罐笼相比，质量小，占井筒断面小，装卸载快，提升能力大，电动机功率小，提升效率高，便自动化。缺点是用途单一，需设置煤仓及装卸载设备，需另设辅助提升设备，井架较高，井筒较深。可根据矿井生产能力的大小确定提升容器的类型。提升容器的类型确定后，就要计算提升容器的容量，并从容器规格表中选择标准容器，也可根据现场要求自行设计非标准容器。1.2 多绳摩擦提升机由于矿

12、井深度和产量的不断增加，缠绕式提升机的卷筒直径和宽度页随之加大，使得提升机卷筒体积庞大而笨重，给绘图、运输、安装等带来很大的不便。为了解决这个问题， 1877 年法国人戈培提出将钢丝绳搭在摩擦轮上，利用摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来带动钢丝绳，以实现提升容器的升降，这种提升方式称之为摩擦提升。与单绳缠绕式提升机相比，摩擦轮的宽度明显减小，而且不会因井深的增加而增大。同时，由于主轴跨度的减小而使得主轴的直径和长度均有所降低，整机的质量大为下降，而且由于提升机回转力矩的减小，使得提升电动机容量降低，能耗减少。多绳摩擦提升机的分类多绳摩擦提升机可分为井塔式和落地式两种。多绳摩擦提升机的结构主轴装置主

13、轴法兰盘（或轮毂）与摩擦轮辐采用高强度螺栓连接，借助螺栓压紧轮辐与夹板间的摩擦力传递扭矩。这种结构便于拆装及运输，但制造要求较高，轴向两法兰盘的尺寸与摩擦轮轮辐尺寸应吻合，以便于连接。摩擦衬垫用倒梯形截面的压块吧衬垫固定在筒壳上。衬垫绳槽初车槽深为13 绳径，槽距约为绳径的10 倍。目前国内衬垫主要采用PVC和聚氨脂。车槽装置为了使个钢丝绳槽直径不超过规定值，以保持各钢丝绳张力均衡，多绳摩擦提升机均设有车槽装置。深度指示器多绳摩擦提升机是为了补偿钢丝绳蠕动和滑动对深度指示器装置的影响，设置了深度指示器自动调零装置。减速器为了消耗及其传给井塔的振动，有些井塔式摩擦提升机采用弹簧基础减速器。尾绳悬

14、挂装置多绳摩擦提升设备一般均有尾绳，为了在使用圆尾绳时避免打结，在罐笼底部下方设有尾绳悬挂装置。井塔式提升机井塔式的优点：布置紧凑省面积，不需设置天轮；全部载荷垂直向下，井塔稳定性很好，钢丝绳不裸露在雨雪之中，对摩擦因数和钢丝绳使用寿命不产生影响。缺点：井塔造价较高，施工周期较长，抗地震能力不如落地式；井塔式系统为了保证两提升容器的中心距离和增大钢丝绳在摩擦轮上的围抱角，可设置导向轮。但与此同时却增加了提升钢丝绳的反向弯曲力，缩短了提升钢丝绳的使用寿命。1.3 提升机的选择与计算矿井提升设备的选择计算是否经济合理，对矿山的基本建设投资、生产能力、生产效率及吨煤成本都有直接的影响。因此，在进行提

15、升设备选择计算时，首先要确定提升方式，在确定提升方式时要考虑下列各点：一、对于年产量大于60 万吨的大中型矿井，由于提升煤炭和辅助提升任务较大，一般均设主井、副井两套提升设备。因为箕斗提升能力大、运转费用较低、又易于实现自动化控制，一般情况主井均采用箕斗提升煤炭，副井采用罐笼提升矸石、升降人员和下放材料设备等辅助提升。对于年产量 30 万吨以下的小型矿井，可采用一套罐笼提升设备，使其完成全部主、副井提升任务是最经济的，也有采用两套罐笼设备的。对于 180 万吨的大型矿井，有时主井需要采用两套箕斗同时工作才能完成生产任务。副井除了要配备一套罐笼设备外，多数尚需设置一套单容器平衡锤提升方式，提升矸

16、石。二、对于同时开采煤的品种在两种及以上并要求不同品种的煤分别外运的大、中型矿井，则应考虑采用罐笼提升方式作为主井提升。对煤的块度要求较高的大、中型矿井，由于箕斗提升对煤的破碎较大，也要考虑采用罐笼作为主井提升。当地面生产系统距离井口较远，尚需一段窄轨铁路运输时，采用罐笼提升地面生产系统较为简单。三、中等以上矿井，主井一般都采用双容器提升，对于多水平面同时开采的矿井（特别是采用摩擦提升机）可采用平衡锤单容器提升方式。对于中、小型矿井，一般采用单绳缠绕式提升系统为宜。对于年产量大于 90 万吨的大型矿井，可采用摩擦提升系统，中型矿井的井筒较深时也可采用摩擦提升系统，或主井采用单绳箕斗，副井采用多

17、绳罐笼四、矿井若有两个水平，且分前后期开采时，提升机、井架等大型固定设备要按照最终水平选择。提升容器、钢丝绳和提升电动机根据实际情况也可以按照第一水平选择，待井筒延深至第二水平时，再更换。五、对于新矿井如没有什么特殊要求，可参照定型成套设备的规定确定提升方式，并尽量选用定型设备。但因各个矿井具体情况不同，副井提升量也不一致，因此，可结合具体条件计算、选择，或验算选用的定型成套设备。定型成套设备中未规定的如钢丝绳、提升机与井筒相对位置、生产能力与耗电量等也要计算。1.4 提升容器提升容器的分类按用途和结构可分为：箕斗、罐笼、矿车、吊桶等。箕斗：分为立井箕斗和斜井箕斗，专用于主提；罐笼：既可用于主

18、提，也可用于副提；矿车：斜井提升；吊桶：立井井筒开凿时的提升。箕斗立井箕斗型号意义立井单绳箕斗（如： JL3）立井多绳箕斗JDS 12/110 ×4、JDSY 12/110 ×4、JDG12/110 × 4箕斗结构立井提煤多采用底卸式，底卸式箕斗分为平板闸门箕斗和扇形闸门箕斗。以单绳立井平板闸门箕斗为例：主要由斗箱、框架、连接装置及闸门等组成。卸载原理当箕斗提升至地面煤仓时，卸载滚轮进入安装在井架上的卸载曲轨内，随着箕斗提升，固定在箕斗框架上的小曲轨同时向上运动，则滚轮在卸载曲轨作用下，沿着箕斗框架上的小曲轨向下运动，并转动连杆，使其通过连杆锁角为零的位置后，闸门

19、就借助煤的压力打开，开始卸载。在箕斗下放时，以相反的顺序关闭闸门。平板闸门底卸式箕斗比扇形闸门卸载时井架受力小，卸载曲轨短，装载时撒煤少，且动作可靠。1.5 钢丝绳钢丝绳的结构组成：钢丝股 +绳芯（纤维绳芯（常用）、金属绳芯）。钢丝为优质炭素结构钢，一般直径为 0.4 4 。矿井提升抗拉强度一般采用 1700Mpa 以下的。钢丝绳表面光面和镀锌（常用于摩擦提升）两种。钢丝的表面状态标记代号为：光面钢丝，NAT；A 级镀锌钢丝， ZAA；AB级镀锌钢丝， ZAB；B 级镀锌钢丝， ZBB。绳芯的分类及各类说明一、绳芯分金属芯纤维芯。二、纤维绳芯作用：（ 1）减少股间钢丝的接触应力；（ 2）缓和弯

20、曲应力；（ 3）储存润滑油，防止绳内钢丝锈蚀。三、金属绳芯的特点：与相同断面的纤维绳芯相比，金属断面大，抗破断能力大，具有耐横向压力大，不易变形等优点。但其柔软性差，不耐腐蚀。四、绳芯的标记代号：纤维芯（天然或合成的）， FC；天然纤维芯， NF；合成纤维芯， SF；金属丝绳芯， IWR；金属丝股芯， IWS。钢丝绳的分类按捻法分可分为右交互捻（ ZS）、左交互捻（ SZ）、右同向捻（ ZZ）、左同向捻（ SS）四种。标记代号中，第一个字母表示钢丝绳的捻向；第二个字母表示股的捻向；“ Z”表示右捻向，“ S”表示左捻向。左捻：按左螺旋方向将股捻成绳。右捻：按右螺旋方向将股捻成绳。交互捻：绳中的

21、股的捻向与股中丝的捻向相反。同向捻：绳中的股的捻向与股中丝的捻向相同。特点：同向捻钢丝绳柔软，表面光滑，接触面积大，应力小，使用寿命长，绳有断丝时，断丝头部会翘起便于发现，所以矿井提升多用同向捻钢丝绳。但同向捻钢丝绳有较大的恢复力，稳定性较差，易打结。交互捻钢丝绳的结构稳定按钢丝在股中互相接触情况分一、点接触钢丝绳股中各层钢丝捻距不等，钢丝间呈点接触状态。这种钢丝绳造价较低，但钢丝间接触应力大，特别是钢丝绳在绕过滚筒和天轮时，钢丝有应力集中和二次弯曲现象，所以寿命较短。二、线接触钢丝绳股中各层钢丝以等捻距捻制，钢丝间呈线接触状态。这种钢丝绳工作时应力降低，耐疲劳性能好，结构紧密，无二次弯曲现象

22、，寿命较长。三、面接触钢丝绳它是将线接触钢丝绳股进行特殊碾压加工，使钢丝产生塑性变形而呈棉接触状态，然后再捻制成绳的。面接触钢丝绳具有结构紧密，表面光滑，不易变形，钢丝间接触面积大，刚性强和耐磨损等优点。按绳股断面形状分一、圆形股绳绳股断面为圆形。这种绳易于制造，价格低，是矿井提升应用最多的一种钢丝绳。二、异形股绳绳股断面形状有三角形和椭圆形两种。三角股钢丝绳：强度比同直径圆形股绳要高，承压面积大，外层钢丝磨损小；外层钢丝粗，排列方式好，抗挤压性能好，尤其是在多层缠绕时，过渡比较稳定；寿命比圆形股长。椭圆股钢丝绳：支撑面积大、抗磨损性能好，但绳的稳定性差，不适于承受较大的挤压力。这种绳股多用来

23、与其它绳股捻制成多层不旋转钢丝绳。钢丝绳结构选择一、对于单绳缠绕式提升，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；对于矿井淋水大，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。二、在磨损严重的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；斜井串车提升时，宜采用交互捻钢丝绳。三、对于多绳摩擦提升，一般应选用镀锌、同向捻 ( 左右捻各半 ) 的钢丝绳，断面形状最好是三角股。四、罐道绳最好用半密封钢丝绳或三角股绳，表面光滑，比较耐磨。滚筒中心至井筒钢丝绳之间的水平距离Ls此距离考虑对于有斜撑的井架，其斜撑的基础与井筒中心的水平

24、距离约0.6Hj ，另外考虑提升机在运输中钢丝绳的稳定性，所以Ls 的最小距离按下面经验公式计算：Ls0.6H jD3.5, m钢丝绳弦长Lx钢丝绳弦长是指钢丝绳离开滚筒处至接触天轮之间的绳长，由图可见上下两条弦长不完全相等，但均以滚筒中心至天轮中心之间的距离来计算弦长，即：式中 C 0提升机主轴中心线高出井口水平的距离，此值决定于滚筒直径、地形和土壤等情况，一般 C0=12m；Lx(H jC0)2( LsDt )2 , m2Dt 天轮直径。钢丝绳的弦长不能过长，过长则钢丝绳振动增大，因此，钢丝绳有跳出天轮轮缘的危险，一般不超过 60m。钢丝绳的偏角钢丝绳的弦长与天轮平面的夹角，从上图可见，偏

25、角有两个，1 称外偏角， 2 称内偏角，根据规程规定，内、外偏角不得超过 1°30，否则绳与天轮轮缘的磨损过甚，易发生钢丝绳跳出天轮的事故。最大外偏角s aB (H 303)(d )2 tan12DLx最大内偏角B( s a ) 3( d )1 tan12Lx式中 s 两天轮间的距离（ m），其值决定于容器的规格及提升容器在井筒内的布置，可查提升机规格表中两滚筒中心距；a两滚筒之间的间隙（m），其值见提升机规格表。滚筒下绳的出绳角（或称下绳仰角）钢丝绳弦与水平之间的夹角称滚筒钢丝绳的出绳角，出绳角大小影响提升机主轴的受力情况。大于零时钢丝绳拉力有一向上的分力能抵消一部分主轴的重力，减

26、少它的重力弯矩，相对提高了主轴的强度。另外下出绳角过小，钢丝绳有可能与提升机基础想接触，会增大钢丝绳的磨损。为此出绳角不应小于提升机规格表中规定值。对于JK 型提升机下出绳角不应小于15°。即下出绳角 值为：tan1 H jC0sin1 DtDLsRt2Lx第 2 章设备选型计算2.1 计算数据初期开采七 2 煤时1、生产能力： 0.30Mt/a2、工作制度：年工作日330d，每天净提升时间 16h。3、井深： H=277m4、提升方式：双箕斗提升，采用定重装载。后期开采二 1 煤时1、生产能力： 0.45Mt/a2、工作制度：年工作日330d，每天净提升时间 16h。3、井深： H

27、=577m4、提升方式：双箕斗提升，采用定重装载2.2 提升容器的选择与确定计算该矿井初期开采七2 煤时井深277m，后期开采二1 煤时井深577m，根据煤炭工业矿井设计规范规定，为避免提升系统的重复改扩建,同时考虑到矿井后期开采二1 煤时井筒深度增加，所以初期开采七2 煤和后期开采二1 煤时主、副井提升设备统一按开采最终水平选择计算。计算过程以后期开采二1 煤的提升设备选型计算为准。确定经济提升速度V=(0.3-0.5)×577 =7.2-12.01m/s取： Vm=8m/s， 1=1.0m/s 22-1计算一次提升循环时间Tx = 8 577 108=98.1s18根据矿井年产量

28、和一次提升循环时间即可求出一次提升量Qj = 4500001.21.298.1 =3.3t360033016据此提升容器选择 JDS-4/55×4Y 型标准多绳箕斗（钢丝绳罐道），箕斗自重QZ=6500kg（含连接装置） ,载重量 Q=4000kg，提升钢丝绳4 根，平衡尾绳2 根，钢丝绳间距 300mm。2.3 钢丝绳的选择与计算绳端荷重Qd=QZ+Q=6500+4000=10500kg钢丝绳垂长度Hc=H-HZ+Hh+HX+Hg+Hr+0.75RT+e=577-30+11.008+12+6.5+10.9+0.75×0.925+5=593.1m首绳单位长度重量计算Qd10

29、500PK=n(110 BH c )4 (110 167593.1)m=7=1.29kg/m式中： B钢丝绳计算抗拉强度，取1670MPam钢丝绳安全系数，取 7根据以上计算，首绳选用22ZAB-6V × 30+FC-1670-307型钢丝绳左右捻各两根。其技术参数如下：钢丝绳直径dk=22mm，钢丝破断拉力总和Qq =307200N，钢丝绳单位长度质量为 Pk=1.96kg/m。尾绳单位长度重量计算n4qk= n Pk= 2 × 1.96=3.92kg/m式中： n 首绳钢丝绳根数n=4n尾绳钢丝绳根数n=2根据 以上 计算 ，尾 绳选 用 88× 15NAT-

30、P8× 4 × 7-1360型扁 钢丝绳 2 根， 单 重q=3.82kg/m。2.4 提升机的选择主导轮直径D90d=90×22=1980（mm）最大静拉力和拉力差计算最大静拉力：Fj=Q+Qc+nPkHc=6500+4000+4×1.96×593.1=15150kg最大静张力差：Fc=Q=4000kg据此主井提升装置选用JKMD-2.25 × 4（ I）E型落地式多绳摩擦式提升机，其主要技术参数为：摩擦轮直径D=2250mm，天轮直径 DT=2250mm，最大静张力 215kN ，最大静张力差 65kN，钢丝绳根数 4根，摩擦轮钢

31、丝绳间距300mm，提升速度 V=6.5 m/s，减速比 i=10.5,提升机旋转部分变位质量mj =6500kg，天轮变位质量mt=2300kg，衬垫摩擦系数 =0.23。2.5 提升系统的确定井塔高度Hj=H X+Hr+Hg+0.75RT +e=12+10.9+6.5+0.75×1.125+5=35.2m取 HJ=36m提升机摩擦轮中心线距井筒中心线距离L S0.6Hj+3.5+D=0.6×36+3.5+2.2527.35m取 L S=28m钢丝绳弦长(H j1 C0 )2(LSsDt)222.0042.25222(31 0.8) (282)下弦长 L X1=2=39.

32、8m( H j C0 )2( LSsDt)2(36 0.8)2(282.0042.252222)上弦长 LX=2=44.9M式中： HJ1- 井架下层天轮高度C0-摩擦轮中心与地平距离钢丝绳的出绳角00063卸载平面2.25m+36m2.25m+31m8273165173020501+12m300021+0m28000提升中心线000775装载平面0000344900398000081、本图井口标高设为+0m。2、首绳为 22ZAB6V*30-1670型，4根。3、尾绳为 85*17NAT-P8*4*7型，2根。4、单位为 mm。5、绳间距为 300mm。主井提升系统图图6-1-1下出绳角：H

33、 j1C0D Dt" 下=arctan LssDt +arcsin 2Lx122=ARCTAN310.82.252.252.0042.25 +ARCSIN=52°399282239.82上出绳角：上 =arcsinH j C0=51°3728"Lx包围角的确定经计算围包角 =181°14"2.6 钢丝绳与提升机的校验首绳安全系数m=nQq4307200=8.3>7.20.0005H=(6500 40004 1.96 593.1) 9.8(QQc +nPk H c ) g=6.9满足要求最大净拉力和最大净张力差最大静拉力：Fj =

34、15150kg=148kN<215kN最大静张力差：Fc=4000kg=39kN<65kN满足要求2.7 预选电动机提升机转数n= 60Vi = 60 6.510.5 =579.6r/minD2.253.14据此主井绞车电机选用Z450-3A 型直流电动机，660V， 500kW，其额定转速为2ne =611r/min ，转动惯量 md=50.5kg?m。提升机最大速度Vm=Dne=3.142.25 611=6.9(m/s)60i6010.5预算电动机功率P= KQgV×=1.1540009.86.5 ×1.2=382.2kW1000j10000.92式中： K

35、 矿井阻力系数，取K=1.15；Q 一次提升实际货载量；提升系统运转时，加减速度及钢丝绳重力因素影响系数；j 减速器传动效率，j=0.92；2.8 电动机等效计算运动力计算运动力计算（按平衡系统计算H t0 ）提升开始F0=Kmg+H t+ ma0=1.15 ×4000×9.8+42001 ×0.48=65240N初加速终了：F0'F0加速度开始：F1F0Ma1a0=65240+42001×（0.50.48）=66081N加速终了：F2F1等速开始：F2=F1 ma1=66081 42001 ×0.50=45080N等速终了：F2 =F

36、2减速开始：F3=F2 ma3=4508042001×0.50=24080N减速终了：F =F33爬行开始：F4=F3 + ma3=24080+42001×0.50=45080N爬行终了：F4 =F4等效时间Td=（t0+t1+t3+t4+t5）+t2+= 1 ×（ 3.13+10.8+12.8+6+1）+68.4+ 1 ×12=89.3s23式中： 低速运转散热不良系数，= 1/2；停车间歇时间散热不良系数, =1/3。等效力Fd= F 2 dt =2.19 1011=49533NTd89.32.9 电耗计算提升一次电耗QH t9000515（ kw&

37、#183; h）E1=12.622次102 36001023600每次提升实际电耗F =14433 3.3+15794 9+10351 (64.5+6)+3093 9.25+76291.1=956523(kw· s)E1.02Ft Vmax1023600dx=1.029679856.89410236000.90.930.95=23（kw· h）次每吨煤耗电量ET =E=23=2.511(h)Q9kw·t提升机效率E1TE=12.696 =0.562=56.223002.10 提升机的防滑验算由于以上计算的提升容器自重时根据防滑条件确定的，古需要再惊醒防滑验算，但考

38、虑到规范的要求，结合本示例具体条件，对防滑验算的内容和方法介绍于下：静防滑安全系数j = S2 (e1) = 203380.93S1 S22938820338=2.1021.75动滑安全系数S2'eu118273.28 0.931.25gS1'S2'=1.25631807.37 18273.52S1'S1S1 a1R1g2= 29338 29338 0.6 0.15 90009.812=31807.37'S2GDdR2S2S2a1g2=203382033832800.60.1590009.812=18273.52制动力矩的验算M zh =Ma3 ( S1

39、S2 ) RmM jM j=9072.64.23890001.490001.4=3.2723第 3 章矿井提升机的拖动与控制3.1 拖动装置的种类及性能提升机的拖动装置共有两种：交流拖动装置和直流拖动装置。目前我国广泛采用的是交流拖动装置。为了能够利用外接电阻调速，必须使用交流绕线型感应电动机。调速时，将产生附加电能损失。由于交流电动机外接电阻远转时，电动机的人工特性曲线过陡，低速运转时稳定性较差。目前由于换向器容量的影响，交流单机拖动装置的容量限制在 1000kw以下。矿井提升所需要功率超过 1000kw 时，若仍想采用交流拖动装置，可以使用双机拖动机。交流拖动装置也有不少优点：系统比较简单

40、、设备价格比较和使用经验比较成熟等。由于采用了安全可靠的电气动力制动、低频拖动制动以及微机拖动等措施，交流拖动装置控制系统的安全性及自动换程度均有大幅的提高。在直流拖动装置中，采用它激直流电动机拖动提升机。调速时，应改变它激直流电动机的电枢电压。由于矿井都采用交流电源，所以要增设变流设备，或者采用价格昂贵的变流机组，或者采用可控硅整流设备。若采用变流机组，需要增设两个和电动机容量相仿的大型电机。采用可控硅整流的直流拖动提升设备是有发展前途的。直流拖动装置与直流拖动装置相比较的只要优点是：调速时无附加电能损失，低速调速性能好，易于实现自动化。若提升机所需拖动装置的容量超过1000kw，应尽量采用

41、直流拖动装置。3.2 提升电动机容量的计算和电动机的选择从提升系统的速度图，力图可以看出，一个提升循环T 中，速度 v 及拖动力 F 都是变化的。这时，显然不能只根据某一阶段的速度和负载选择电动机。选择电动机容量的依据是电机线圈的发热量。若电动机以变速度变力矩运转时产生的热量与此电动机以额定转速和固定力矩运转时产生的热量相等，就可以根据该固定力矩和额定转速来计算和选择电动机的容量，通常称此固定力矩为等效力矩。提升电动机的选择矿井提升机是煤矿大型固定设备之一，它在矿井生产中占有极其重要的地位，正确合理地选择提升机具有重大的经济意义。（1）确定电机额定转数 ne 计算：60 i Vm60 11.510.39652.33 rn e3.143.5Dmini 为减速器的传动比由于箕斗容积较大，故预定同步转数nt =750r/min 。（2）预选电动机功率Pe有 nt 可估定额定转速 ne =742r/min 。实际最大提升速度 V m :D ne3.143.5 74211.82 mV m6011.