年产量为219万吨主井井塔式设计毕业设计论文

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目录TOC\o"1-1"\u第1章概述 1第2章主井提升设备选型与设计 22.1设计依据 22.2提升容器选择 32.3提升钢丝绳选择 52.4提升机选择计算 92.5提升机与井筒相对位置计算 92.6按防滑条件确定加配重 102.7校验钢丝绳强度 112.8校验提升机强度 122.9衬垫比压验算 132.10提升系统变位质量 132.11运动学计算 142.12防滑验算 202.13动力学计算 232.14验算电动机容量 242.15提升设备吨煤电耗及效率 252.16校验提升能力 26小结 29参考文献 30第1章概述该矿是一座年产原煤320万吨的大型现代化矿井，新井采用主、副井混合多绳摩擦轮提升。矿山南有京唐港，西有塘沽港，公路、铁路、海运极为便利。矿业分公司煤种以肥煤为主，并有少量气肥煤和焦肥煤，拥有国内较为先进的大型综采设备，采煤机械化程度为100%；建有一座原西德引进设备、年入洗能力达400万吨的大型现代化洗煤厂。洗煤采用分计入洗、块煤重介、末煤跳汰、煤泥浮选的联合工艺流程，主要产品有精煤、洗混块、洗末、煤泥等。现年产9级和10级精煤90万吨，广泛应用于冶金、铸造、化工等行业。随着煤炭开采的机械化程度的提高，矿井提升工作是重要环节，从井下采出的煤炭及矸石的提升，材料的下放，人员和设备的升降，都是由提升设备来完成的。随着矿井开发深度的增加和一次提升量的增大，多绳摩擦式提升机在矿井生产中应用逐渐增加。多绳摩擦式提升机最大的优点是适用于深井，完成单绳缠绕式提升机不能承担的提升任务。当多绳摩擦轮提升机安装在井塔上时，减少了工业广场的占地面积，并为地面生产系统的布置创造了有利条件。多绳摩擦式提升机是今后提升设备发展的方向之一。本设计依据某矿新井现场条件，设计年产量为219万吨，做主井井塔式多绳摩擦提升设备选型，设计内容主要包括：矿井概况；提升容器、提升钢丝绳、提升机等提升设备选择；提升设备运动学与动力学计算；防滑计算与校验；绘制提升机房大厅设备布置图一张，绘制新井井筒设备平面图一张。第2章主井提升设备选型与设计2.1设计依据1、井筒直径：7.8m2、设计年产量：219t/a；3、年工作日：300d；4、日工作小时：14h；5、井口标高：30.5m6、二水平标高：—490m7、装载高度：44.73m8、卸载高度：14.049m9、散煤密度：1.0510、电压等级：6000V.根据以上资料，现设计如下：2.2提升容器选择一、提升高度计算(m)＝520.5+14.049+44.73＝579.279(m)式中——井筒深度520.5m；——卸载高度14.049m；——装载高度44.73m.二、合理的经济速度(m/s)0.49.63（m/s）式中——提升高度579.279m.三、估算一次提升循环时间(s)＝98.99（s）式中—初定主加速度值，箕斗可取；—箕斗在卸载曲轨内减速或爬行所需附加时间，箕斗提升取10s；—装卸载休止时间取16s；四、估算一次合理的经济提升量（t/次）式中—矿井设计年产量219t/a；——提升能力富裕系数；仅考虑：水平提升取；——不均匀系数；考虑井底设置煤仓取=1.15；——年工作日300d；——日工作小时数14h。根据一次合理的经济提升量，查表【8】选箕斗选择JDG—16/150×6型多绳箕斗（注意：箕斗钢丝绳根数应与主提升钢丝绳根数一致），箕斗主要技术参数：箕斗名义载荷——16t；箕斗有效容积——17.6；箕斗最大终端载荷——60t；提升主绳根数——6根；箕斗自身质量——15t；箕斗全高——15.6m.五、计算实际一次提升量（一）、定量装载实际一次提升量（二）、实际装载式中：——标准箕斗有效容积，t；——煤的松散密度，，，考虑到，已能满足生产要求，故后面计算中取采用定量装载。（三）、计算一次提升循环时间（四）、计算提升机所需的提升速度10.31（m/s）提升机的最大提升速度应符合《煤矿安全规程》的规定：对立井箕斗＝＝14.44(m/s)满足要求.2.3提升钢丝绳选择一、主井提升钢丝绳每米长度质量计算式中：——主绳根数，；——一次有益提升质量kg；；——容器自身质量kg；t；——钢丝绳抗拉强度；；——钢丝绳安全系数，7.2-0.0005Hc=7.2-0.0005×633.6=6.88；——钢丝绳最大悬垂长度,m：——提升高度，m；——提升容器卸载位到天轮中心线的距离m：，——井塔高度,——过卷高度10m，见2010版《煤矿安全规程》P213；——导向轮半径1.5m；——摩擦轮与导向轮之间的中心垂直高差；——箕斗(容器)全高15.6m取50.95m（考虑防撞梁安装尺寸等）。根据箕斗装载量,查提升机表【8】初选提升机为JKM3.5/6(Ⅲ)=3.5m；；；；——尾绳环高度，（m）；=10+1.5×2.2＝13.3（m）取17.35m（考虑楔型罐道安装尺寸等）。S——两容器中心距离（m），S=2.2m规程规定：选钢丝绳类型，根据,和查钢丝绳技术规格表选主提升钢丝绳，选6△（30）—35—1700—I—乙—镀，三角股钢丝绳，左捻、右捻各三根，主要技术规格：钢丝绳抗拉强度：=1700MPa；钢丝绳直径：=35mm；钢丝绳每米长度质量：=4.756kg/m；钢丝绳破断拉力总和：=816500N.钢丝绳安全系数校验：式中：——钢丝绳破断拉力总和N，——钢丝绳安全系数（查2010版《煤矿安全规程》P215页）.二、平衡尾绳选择平衡尾绳品种选择：采用重尾绳时提升有利。考虑到圆股绳6×37平重柔性较好，货源易解决，故采用6×37点接触钢丝绳。计算平衡尾绳每米长度质量：尾绳只承受本身质量，抗拉强度可选用=1400MPa,根据计算抗拉强度，查钢丝绳技术规格表选尾绳。主要技术参数：选两根：钢丝绳抗拉强度钢丝绳每米长度质量=11.074kg/m钢丝绳直径再选一根：，尾绳与主绳每米长度质量差：2.4提升机选择计算一、提升机摩擦轮直径的计算《煤矿安全规程》规定：落地式及有导向轮的塔式摩擦轮提升机，提升机摩擦轮直径需按下列条件确定，井上用：，——绳中最粗钢丝直径。，，取3500mm。二、提升机选型根据计算出的值取大值，查表选择提升机：JKM——3.5/6（Ⅲ）型多绳摩擦式提升机，主要技术参数：主导轮直径；导向轮直径；最大静张力；最大静张力差；提升机变位质量；导向轮质量。2.5提升机与井筒相对位置计算一、井塔高度井塔高度，如图1所示，结合现场实际，井塔各部分尺寸如下：——井塔高度50.95m；——卸载高度14.049m；——容器（箕斗）全高15.6m，箕斗箱高度11.3m；——过卷高度查《规程》，取10m；——箕斗箱顶部至防撞梁底之间的距离11.651m，结合现场实际确定；——防撞梁的底部到导向轮的中心线的距离6.65m；——导向轮半径1.5m；——摩擦轮与导向轮之间的垂直高差7.3m。二、确定主导轮与导向轮之间的水平距离式中——两容器中心距离2.2m；——导向轮半径1.5m；——主导轮（摩擦轮）半径1.75m。三、确定围包角主导轮与导向轮中心距离式中——主导轮与导向轮之间的高差7.3m，对有导向轮时，钢丝绳在主导向轮上的围包角限制在之内，即。2.6按防滑条件确定加配重一、按静防滑条件求容器质量式中：——矿井阻力系数，对箕斗，罐笼；——静防滑安全系数=1.75；——一次有益提升质量16000kg；——主绳根数6；——每米长度质量4.756kg/m；——钢丝绳悬垂长度633.6m；二、按动防滑条件求容器质量式中——导向轮变位质量kg；其余符合意义同前。比较和，取大者计算所需容器配重：2.7校验钢丝绳强度一、加配重后钢丝绳终端载荷二、计算钢丝绳安全系数式中：——分别为主绳和尾绳根数,；——容器配重加配重后钢丝绳终端载荷36258kg——分别为主绳和尾绳每米长度质量；2根，1根；——提升高度579.279m；提升容器在卸载位置至主导轮中心高差35.96m——提升容器卸载位到天轮中心线的距离36.9m；——尾绳环高度，17.35m；值查《规程》：。2.8校验提升机强度一、钢丝绳最大静张力式中——容器配重质量5258kg；——容器自身质量15000kg；其余符合同前。二、钢丝绳最大静张力差式中—一次有益提升量，16000kg；——提升高度，579.279m；——尾绳与主绳每米长度质量之差0.165kg/m，；满足要求。2.9衬垫比压验算一、初选衬垫2.10提升系统变位质量一、预选电动机电动机功率式中——矿井阻力系数，箕斗取1.15；——一次有益提升量16000Kg；——最大提升速度10.31m/s；——动力系数，箕斗取1.2～1.4，强迫通风取1.05；——减速器效率，单机传动直流直联取0.98；根据查电机产品样本，选电动机。电动机技术参数：额定功率＝2050kw；额定速度；电动机过载倍数＝2.5；转子变位质量＝720000；额定电压750V。二、实际提升速度式中——主导轮直径3.5m；——速比，直流直联=1，规程规定：符合要求。三、提升系统变位质量式中—一次有益提升量16000kg；——容器（箕斗）的质量15000kg；——容器配重质量5258kg——电动机转子变位质量,——导向轮质量2520kg；——提升机变位质量11400kg。2.11运动学计算一、提升速度确定主井箕斗提升机采用六阶段速度图。二、提升加速度确定(一)、专门升降物料时。(二)、按充分利用电动机过负荷能力计算式中——电动机过载能力2.5；——电动机作用在主导轮上的额定力，——矿井阻力系数，箕斗取1.15；——一次有益提升量16000kg；——主、尾绳每米长度质量之差0.165kg/m；——提升系统变位质量112692kg。(三)、按防滑条件计算允许的加速度（按提升开始考虑）1、计算提升侧钢丝绳静张力式中——上升侧矿井阻力，——一次有益提升量16000kg；其余符合同前。2、计算下放侧钢丝绳静张力式中——下放侧矿井阻力。3、计算上升侧变位质量4、计算下放侧变位质量式中——导向轮变位质量2520kg；5、按防滑条件确定加速度根据以上计算结果取最小值，。三、主减速度确定(一)、《规程》规定同加速度。(二)、采用自由滑行减速时式中——矿井阻力系数，箕斗取1.15；——一次有益提升量16000kg；——主尾绳每米质量差值，；——提升系统变位质量；(三)、按防滑条件计算允许的减速度（按提升终了考虑）1、计算上升侧钢丝绳的静张力式中——上升侧矿井阻力,；其余符合意义同前。2、计算下降侧钢丝绳的静张力式中。3、计算上升侧变位质量式中——导向轮变为质量2520kg。4、计算下降侧变位质量5、按防滑条件计算允许的减速度四、速度图各参数计算（一）、初加速度段初加速度式中——箕斗离开卸载曲轨的速度,一般；——卸载曲轨行程，查书2.35；初加速时间。（二）、主加速段主加速度；主加速度时间；主加速度行程。（三）、减速度减速度时间式中——爬行速度查表取值；减速行程。（四）、爬行段爬行速度（查表）；爬行距离（查表）；爬行时间。（五）、等速段等速段行程等速段时间（六）、一次提升循环时间式中：——制动轮抱闸停车时间可取1s；——休止时间，查表16s。2.12防滑验算为了防止钢丝绳滑动，保证摩擦提升安全可靠运行，必须进行防滑验算。一、静防滑验证式中——提升终了时上升侧钢丝绳静张力，，参见前述计算防滑允许的减速度中相应的。——提升终了时下降侧钢丝绳静张力，，参见前述计算防滑允许的减速度中相应的。二、动防滑验算(一)、加速终了时，上升侧钢丝绳静涨力(二)、加速终了时下降侧钢丝绳静涨力(三)、计算上升侧变位质量(四)、计算下降侧变位质量(五)、验算动防滑安全系数动防滑安全系数应满足。三、提升载荷安全制动防滑验算《规程》规定：第一：安全制动时，最大制动力矩必须大于三倍最大位移力矩；第二：安全制动时，全部机械的制动减速度在提升重载时不得大于；第三：安全制动时，全部机械的减速度不得超过钢丝绳的防滑极限减速度。(一)、根据《规程》规定，计算安全制动所需制动力矩，为了安全制动的安全平稳，又不致使提升机械减速度过大，防止钢丝绳打滑，采用二级制动。制动时，先施加第一级制动力矩，使制动减速度大于，当速度降至零后，再施加第二级制动力矩，第二级制动力矩应大于三倍静力矩，保证安全可靠地闸住提升机。第一级制动式中第二级制动力矩(二)、验算提升机载荷实际的安全制动减速度对﹥0重尾绳，提升开始时进行安全制动对防滑最不利(三)、计算提升载荷的滑动极限减速度式中——重尾绳系统，提升开始时上升和下放侧钢丝绳静张力N，参见允许的加速度计算中的值，；——单个容器的矿井阻力,；——一次有益提升量16000kg；——分别为上升侧和下放侧变位质量，2.13动力学计算一、初加速段拖动力初加速开始：式中——主尾绳每米长度质量之差值；——初加速度值；初加速终了：二、主加速段拖动力主加速开始主加速终了三、等速段拖动力等速段开始等速段终了四、减速段拖动力减速段开始减速段终了五、爬行段拖动力爬行段开始爬行段终了2.14验算电动机容量一、计算等效力等效力对强制通风散热电动机=为一次提升循环时间参见前述计算二、电动机等效功率式中——最大提升速度，；对直流直联=0.98；电动机等效功率满足要求。三、验算电动机过负荷电力式中：——电动机最大拖动力参见图；——电动机过负荷系数2.5；——电动机额定拖动力，式中：——电动机额定功率；——减速器效率0.98；——最大提升速度11。2.15提升设备吨煤电耗及效率一、一次提升电耗式中：1.02——考虑提升机附属设备（如润滑油泵制动油泵、制动油泵、磁力站、动力制动电源装置）耗电量的附加系数；——最大提升速度；——减速器效率，取0.98；——电动机效率，取1；积分式二、吨煤电耗式中：——一次提升量16t.三、一次提升量有益电耗四、提升设备效率2.16校验提升能力一、实际提升能力式中：——年工作日300d；——日工作小时数14h；——一次有益提升量16t；——提升不均匀系数，箕斗提升有井底煤仓取C=1.2；——一次提升循环时间89s，实际提升能力﹥＝219万t（设计年产量）满足要求。图1提升机与井筒相对位置图（单位）图2主导轮与导向轮关系图图3提升速度图、加速度图、力图小结通过这次《某矿井立井塔式多绳摩擦式提升设备选型设计》的毕业设计，使我熟悉了立井塔式多绳摩擦提升机选型设计的过程、步骤，在对矿井用提升机、提升系统设备的类型、型号、技术参数选用时能够按要求，经过各个面经济上、技术上的比较，合理地选择出配套的使用设备，对各类型的设备在不同场合的使用情况也有了一定的了解，增加了我的实际知识。在设计过程中，我进一步加深对所学理论的理解和掌握，理论联系实际的能力得到进一步提高，提高了自己的研究分析、解决问题的能力。而且，通过制图能够让我熟练的掌握CAD，为我今后从事煤矿专业工作和设计制图打下良好的基础。从实习到毕业设计完成这段时间，非常感谢领导及辅导老师的支持与帮助。参考文献[1]周乃荣,严万生.《矿山固定机械手册》[M].北京:煤炭工业出版社,1986.[2]陈维.《矿山运输与提升设备》[M].北京:煤炭工业出版社,2004.[3]牛树仁,陈滋平.《煤矿固定机械及运输设备》[M].北京:煤炭工业出版社,1997.[4]蔡春源,蒋尊贤,李自治.《机械设计手册》[M].辽宁:辽宁科学技术出版社,1990.[5]中国矿业学院.《矿井提升设备》[M].北京:煤炭工业出版社,1980.[6]范家骏.《矿井多绳提升选型设计》[M].北京:煤炭工业出版社,1981.[7]国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局.《煤矿安全规程》[M].北京:煤炭工业出版社,2010.[8]毋虎成，裴文喜主编.《矿山运输与提升设备》.北京:煤炭工业出版社,2006.80196单片机IP研究与实现,TN914.42AT89S52单片机实验系统的开发与应用,TG155.1F406基于单片机的LED三维动态信息显示系统,O536TG174.444基于单片机的IGBT光伏充电控制器的研究,TV732.1TV312基于89C52单片机的印刷品色彩质量检测系统的研究,TP391.41基于单片机+CPLD体系结构的信标机设计,TU858.3TN915.62基于单片机SPCE061A的汽车空调控制系统,TM774TM621.3带有IEEE488接口的通用单片机系统方案设计与研究,TN015基于VC的单片机软件式开发平台,TG155.1F406基于VB的单片机虚拟实验软件的研究与开发,TG155.1F406采用单片机的电阻点焊智能控制器开发,TG155.1F406基于51系列单片机的PROFIBUS-DP智能从站研究,TG155.1F406八位单片机以太网接入研究与实现,TG155.1F406基于单片机与Internet的数控机床远程监控系统的研发,R319TP319基于单片机和DSP控制的医用输液泵的研究,U467.11基于单片机控制新型逆变稳压电源的设计与仿真,F426.22TP311.52基于8位单片机的摩托车发动机电控单元软硬件的开发,TB61基于430单片机的变压器监控终端的研究,TG155.1F406逆变点焊单片机控制系统研究,TG131TG113.14单片机控制数字变量柱塞泵的研究,F426.22TP311.52基于单片机控制的高通量药物筛选及检测系统开发,R730.55R734.2MCS8051以及DS80C320单片机软核的设计,TP391基于AVR单片机的应用设计实践,TN015LPC2210单片机的KGW脉冲固体激光掩膜加工控制系统研究,TG131TG113.14基于单片机控制的交流伺服系统的多梳栉经编机的研究,TN916TP31780C196单片机在铁路客车发电机控制系统中的应用研究,TP368.1TP393基于单片机的工程车辆3参数自动换档技术研究,F426.22TP311.52削方制材机摇尺机构单片机控制装置的研制,TH213.68XC196单片机集成开发环境的研制,F426.22TP311.52基于单片机与PC的光电靶测试系统研究,O536TG174.444手机和单片机控制系统的理论与应用研究,TG155.1F406基于单片机数控实验教学绘图仪研究,TN916TP317基于单片机控制的脉冲电化学齿轮修形研究,R319TP319基于AT89S52单片机的三相电度表研究,TP2