提升机换绳系统设计毕业设计

1、毕 业 设 计（论文） 题 目： 提升机换绳系统设计 姓 名： 学 号： 平顶山工业职业技术学院 摘摘 要要 在我国煤炭目前仍然是重要的一次能源，根据我国国情在今后相当长的时间内依 然是工业生产的主要能源。随着我国经济的不断改革和发展；煤炭工业必将高速，持 续科学的向前发展。在煤矿生产过程中矿山运输与提升是必不可少的重要生产环节， 担负着重要的任务，因此合理选择维护提升设备使之安全，可靠，经济，高效运转对 提高矿井高效生产具有重要现实意义。 矿井提升设备是联系井下与地面的“咽喉”主要用途是沿井筒提升原煤，矸石， 升降人员、设备、材料等。根据矿井井筒倾角不同主要分为竖井和斜井两种。根据矿 井种类

2、不同提升设备主要采用单绳缠绕式提升和多绳摩擦式提升，但随着矿井开采深 度和产量不断增加单绳缠绕式提升已经不能满足生产所以现在广泛采用多绳摩擦式提 升。 目前投产的矿井中，多数立井均采用多绳摩擦式提升机作为主提升设备。 多绳摩擦式提升机具有许多优点，被广泛使用。但其首绳使用年限为 2 年，更换工作 较为频繁。多绳摩擦式提升机与单绳缠绕式提升机钢丝绳更换方法不同，多绳摩擦式 提升钢丝绳中的一条达到报废标准时，为了保持钢丝绳性能完全相同需全部更换。本 文提出了多绳摩擦提升机快速换绳系统的研究，以期快速更换多绳摩擦式提升机首绳。 本文对国内现有换绳装置进行了广泛了解的基础上，针对换绳中存在的共同难点：

3、新 钢丝绳穿过滚筒和天轮是，难度较大、劳动强度大、换绳周期长和安全性差，提出了 利用旧绳带新绳的方法解决这些问题。 并详细介绍了多绳摩擦式提升机快速换绳装置 的结构设计、工作原理以及液压原理。应用了计算机辅助设计和机械最优化设计理论， 进行了夹紧机构的最优化设计，并对多绳摩擦提升机快速换绳系统的研究进行了深入 地研究，完成了机械系统和液压系统的研制。希望本项设计能够对实际的生产有所帮 助。 关键词 多绳摩擦式提升机 快速换绳系统 旧绳带新绳 优化设计 目目 录录 摘摘 要要.I 目目 录录.II 第一章第一章 矿井提升机矿井提升机.1 1.1 矿井提升机概述 .1 1.1.1 矿井提升机介绍.

4、1 1.1.2 矿井提升机生产过程.1 1.1.3 矿井提升机的特点.2 1.1.4 矿井提升机的发展现状.2 1.1.5 矿井提升机的发展趋势.3 1.2 常见提升机的简介.3 1.2.1 单绳缠绕式提升机.4 1.2.2 多绳摩擦式提升机.4 1.2.3. 摩擦式提升机的优缺点.5 第二章第二章 钢丝绳钢丝绳.7 2.1 提升机钢丝绳的结构.7 2.2 提升机钢丝绳的分类.7 2.3 提升机钢丝绳的选择.8 第三章第三章 多绳摩擦式提升机多绳摩擦式提升机.10 3.1多绳摩擦式提升机工作原理.10 3.2 多绳摩擦式提升机主要结构.10 3.3 多绳摩擦式提升机的优缺点：.11 3.4.多

5、绳摩擦式提升机异常情况.11 第四章第四章 多绳摩擦式提升机快速换绳系统多绳摩擦式提升机快速换绳系统.13 4.1 传统换绳方法及缺点.13 4.2 新换绳方案概况 .13 42.1 换绳方案.13 4.2.2 换绳前准备工作.13 4.2.3 换绳方案实施.13 4.3 注意事项.15 4.4.结论.16 总总 结结.17 参考文献参考文献.18 5 5王兆行主编，矿井提升机械设计王兆行主编，矿井提升机械设计. .北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，19891989.18 6 6国产矿井提升机的现状及发展趋势国产矿井提升机的现状及发展趋势. . 煤矿机械煤矿机械 20082008 年

6、年 0404 期期.18 7 7国内外矿井提升机的现状与发展国内外矿井提升机的现状与发展. . 煤矿机电煤矿机电 20092009 年年 0808 期期.18 8 8杜春艳，靳占亭，提升机司机杜春艳，靳占亭，提升机司机. .北京：煤炭工业出版社。北京：煤炭工业出版社。20072007.18 9 9国家安全生产监督管理局，煤矿安全规程国家安全生产监督管理局，煤矿安全规程. .北京：煤炭工业出版社，北京：煤炭工业出版社，20062006.18 1010洪晓华，矿井运输提升洪晓华，矿井运输提升. .徐州：中国矿业大学出版社。徐州：中国矿业大学出版社。20052005.18 1111马新民，矿山机械马

7、新民，矿山机械. .徐州：中国矿业大学出版社，徐州：中国矿业大学出版社，20022002.18 1212齐允民，煤矿大型设备维修与安装齐允民，煤矿大型设备维修与安装. .太原：山西人民出版社，太原：山西人民出版社，19861986.18 1313唐殿全，煤矿机械修理与安装唐殿全，煤矿机械修理与安装. .北京：煤炭工业出版社，北京：煤炭工业出版社，19941994.18 1414王志甫，固定机械与运输设备王志甫，固定机械与运输设备. . 徐州：中国矿业大学出版社，徐州：中国矿业大学出版社，20062006.18 1515于励民，仵自连，矿山固定机械选型使用手册于励民，仵自连，矿山固定机械选型使用

8、手册. . 北京：煤炭工业出版社，北京：煤炭工业出版社，20072007.18 1616张复德，矿井提升设备张复德，矿井提升设备. . 北京：煤炭工业出版社，北京：煤炭工业出版社，20082008.18 1717徐从清，矿山机械，徐州：中国矿业大学出版社，徐从清，矿山机械，徐州：中国矿业大学出版社，20092009.18 1818梁南丁，王红俭矿山机械设备电气控制梁南丁，王红俭矿山机械设备电气控制. . 北京：煤炭工业出版社北京：煤炭工业出版社,2007,2007.18 1919梁南丁，周斐，矿山机械设备电气控制梁南丁，周斐，矿山机械设备电气控制. . 徐州：中国矿业大学出版社，徐州：中国矿业

9、大学出版社，20092009.18 2020王清灵，龚幼民，现代矿井提升机电控系统王清灵，龚幼民，现代矿井提升机电控系统. . 北京：煤炭工业出版社北京：煤炭工业出版社,2009,2009.18 致致 谢谢.19 第一章第一章 矿井提升机矿井提升机 1.1 矿井提升机概述 矿井提升机是一种大型提升机械设备。由电机带动机械设备，以带动钢丝绳从而 带动容器在井筒中升降，完成输送任务。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，安全性高，已发展成为电子计算机控 制的全自动重型矿山机械。 1.1.1 矿井提升机介绍 矿山生产的全过程离不开矿山运输和提升工作。因此，

10、运输和提升工作的好坏直 接关系到矿山生产能否正常高效进行。如果说运输线路是矿山生产的动脉，那提升设 备则是其咽喉，可见其重要性和必要性。提升机是联系井下和地面的主要运输工具， 矿井提升工作是整个采矿工程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地 面才有实际应用价值。废石的提升、工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作 来完成。矿井提升机是矿井提升设备中的动力部分，由电动机、减速器、主轴装置、 制动装置、深度指示器、电控系统和操纵台等组成。 我国目前广泛使用的有单绳缠绕式双圆柱卷筒提升机和多绳摩擦式提升机两种。 根据井筒条件（竖井或斜井）及选用的提升容器和提升机的类型不同，可组成各种不

11、同的矿井提升系统。 1.1.2 矿井提升机生产过程 矿井提升机是沿井筒提运矿石和废石、升降人员、下放材料和工具的设备。提升 容器有罐笼和箕斗。根据井筒倾角的不同,提升容器分为立井用和斜井用两种.立井用提 升容器主要是箕斗和罐笼,箕斗分为底卸式、侧卸式和翻转式,罐笼分为普通罐笼和翻转 罐笼。斜井箕斗分为翻转式和后壁卸载式两种。罐笼可用来提升矿石、人员、材料与 设备等，但是箕斗不能用来提升人员。不同类型矿井提升机的工作方式和工作环境各 有所相同，但其根本的工作原理是相似的。通过滚筒或齿轮的旋转带动皮带或链条升 降，从而实现箕斗或罐笼的升降，在井下和地面之间往复运动，进行对煤和人员、货 物的运输。

12、1.1.3 矿井提升机的特点 （1）. 安全性 所谓安全性，就是不能发生突然事故。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。 （2）. 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

13、。 （3）. 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。 1.1.4 矿井提升机的发展现状 矿井提升机作为矿山企业的关键机电设备，对于矿山的高效，安全生产与经济的 运营有极其重要的作用，他不仅装机容量大，是矿山的主要耗电大户，而且他作为一 个典型的位势力矩负载，要求其拖动电动机在其机械特性的四个象限内频繁周期性地 进行启动，制动和方向运行。对其在运行过程中的加速度，减速度以及个运行阶段的 行程和最后的停车位置都有精确的要求和严格的限制，因为提升机始终是电

14、力拖动与 控制的典型应用装置和研究对象，正确处理好矿井提升机的系统极其自动化问题，对 保证矿井的生产，安全和效益具有重要意义。 1.1.5 矿井提升机的发展趋势 近几十年来，随着各种新技术在矿用提升设备上的运用，提升设备的结构、制动 方式和自动控制等方面都有了很大的改进，总的发展趋势为： （1） 、矿井提升机在总体上向大负载、高速度、大型化方向发展。为了确保提升 设备无事故运行，在提升设备有可能出事故的各个重要环节上，设有各种检测、控制、 保护装置。为了提高生产效率，消除操作上的人为因素，在提升设备上配备全自动运 行控制装置。 （2） 、无论是煤矿还是金属非金属矿山，无论是国内还是国外，随着矿

15、井开采深 度的加大，提升的井筒越来越深，缠绕式提升机由于受缠绕层数的限制，已不能满足 开采的需要，因而逐渐被多绳摩擦式提升机所代替。 （3） 、提升设备电气控制技术发展迅速。 目前，直流提升系统已经向直流整流装置+编码测速技术+PLC+PLC 独立保护+工 业电视+计算机监控+网络的方向发展；交流提升系统是向变频技术+编码测速技术 +PLC+PLC 独立保护+工业电视+计算机监控+网络的方向发展；电气控制技术的发展使 提升机的控制更加自动化，各种保护功能更加齐全，操作更简单，有效地提高了提升 系统运行的稳定性和安全可靠性。 1.2 常见提升机的简介 我国目前广泛使用的有单绳缠绕式和多绳摩擦轮式

16、两种，以下就重点介绍此两种 提升机的工作原理。 1.2.1 单绳缠绕式提升机 缠绕式提升机的主要部件有主轴、卷筒 主轴承 调绳离合器、减速器、深度指示 器和制动器。 单绳缠绕式提升机是较早出现的一种类型，工作原理比较简单，就是将钢丝绳的 一端固定在提升机的卷筒上，另一端绕过井架上的天轮与提升容器相连接，利用两个 卷筒上钢丝绳的缠绕方向的不同，当提升机转动时，使两个容器一个上升一个下降， 以完成提升任务，这种提升机在我国矿山中广泛使用。按卷筒数目的不同，有单筒及 双筒提升机两种。双筒提升机在主轴上装有两个卷筒，其中之一与主轴固接（键装或 热装） ，称为固定卷筒；另一卷筒则滑装在主轴上，通过离合器

17、与主轴连接，称为游动 卷筒。将两种卷筒做成这样的目的，是为了在需要调绳及更换提升水平时，两个卷筒 可以有相对运动。单卷筒提升机只有一个卷筒，一般用于单钩提升，但是如果在单卷 筒上固定两根钢丝绳，且其缠绕方向相反，也可作双钩提升，这时，由于一根钢丝绳 自卷筒上松放，另一根则向卷筒上缠绕，卷筒表面得到了充分利用，所以单卷筒提升 机相对于双卷筒提升机来说，质量和体积都小很多。不过单卷筒提升机做双钩提升时， 绳长的调节颇为不便，为此，可以把单卷筒制成可分离式的两部分，一部分与主轴固 接，另一部分通过离合器与主轴相连，这种型式的称为可分离式单卷筒提升机。 1.2.2 多绳摩擦式提升机 多绳摩擦式提升机的

18、主要部件有主轴、主导轮、主轴承、车槽装置、减速器、深 度指示器、制动装置及导向轮。由于使用了数根钢丝绳代替一根钢丝绳，钢丝绳的直 径变小，摩擦轮虽变为摩擦筒（亦称主导轮）而稍有加宽，但其直径亦变小。由于多 绳不易在同一时间内断裂，故较为安全。由于开采深度的增加，需要缠在卷筒上的提 升钢丝绳变长，因而矿井提升机的卷筒宽度加大，这带来了一系列问题，如提升机主 轴太长、绳弦偏角太大、机器加重而使转动惯量加大等。为了解决这个矛盾，德国人 Koepe 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 绳运动。与卷筒缠绕式相比，摩擦轮的宽度显著地变窄了，同时由于跨度变小，提升 机主轴的

19、直径与长度均有所降低，结果显著地减轻了机器的重力，而且由于回转力矩 的减少，亦将降低提升电动机的容量。 多绳摩擦提升设备的布置方式可分为塔式和落地式两类。 多绳摩擦提升机的结构特点是与它的动力传递原理以及安装特点密切相关的。即 由于它是靠摩擦力来传递动力的，它必须有较高摩擦系数的衬垫，为了保持几根绳的 绳槽处的深浅相同，即各绳的摩擦半径相同，需设切槽装置，为了补偿钢丝绳蠕动或 滑动对深度指示器指示位置的影响，设置了深度指示器自动调零装置，为了在使用圆 尾绳时尾绳可以松捻而避免打结，在罐笼底部下方设有尾绳悬挂装置。摩擦提升依靠 衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来传递动力，因此其工作可靠性就在于提升钢丝绳

20、与安在 主导轮上的摩擦衬垫之间是否产生滑动，即是否有足够的摩擦力。 1.2.3. 摩擦式提升机的优缺点 (1)提升高度不受滚筒容绳量的限制，适用于深井提升。 (2)载荷是由数根钢丝绳承担，故钢丝绳直径较相同载荷下单绳提升小。 (3)摩擦轮直径显著减小。 (4)由于摩擦轮直径小，回转力矩减小，设备的效率提高。 (5)摩擦轮直径较小，在相同提升速度下，可以使用转速较高的电动机和较小的减 速器。 (6)钢丝绳是搭放在摩擦轮上，减少钢丝绳的弯曲次数，改善了钢丝绳的工作条件。 (7)采用偶数跟提升钢丝绳，钢丝绳的捻向是左右捻各半，消除了提升容器在提升 过程中的转动，减少了容器的罐耳和罐道的摩擦阻力。 (

21、8)数根钢丝绳同时承受载荷，提升工作的安全性大为提高，数根钢丝绳被同时拉 断的可能性极小，因此可以不再使用防坠器，从而减少了提升容器的质量。 虽然多绳摩擦提升机解决了单绳缠绕式提升机存在的一些问题，但是多绳摩擦提 升机自身也存在一定的缺陷与不足。 (1)数根钢丝绳的悬挂、更换、调整、维护检修工作复杂，而且有一根钢丝绳损坏 需要更换时，为保持各钢丝绳具有相同的工作条件，往往需要更换所有的钢丝绳。 (2)因不能调节绳长，故双钩提升工作不适用于多水平提升。 (3)当井深超过 1700m 时，钢丝绳与容器在连接处的应力波动的较大，钢丝绳的故 障增多，故钢丝绳摩擦提升不宜用于超深井提升。 要解决多绳摩擦

22、式提升机钢丝绳的悬挂、更换等检修复杂、不适用于多水平提升、 不宜用于超深井提升这些问题，不是单靠改变提升机的结构能够解决的。多绳摩擦式 提升机本身的原理是利用多根钢丝绳和摩擦衬垫的摩擦力来传动的，因此要解决多绳 摩擦式提升机的这些问题就必须改变其工作原理，因此这些问题并不是摩擦式提升机 自身可以解决的。 第二章第二章 钢丝绳钢丝绳 钢丝绳是矿井提升系统的重要组成部份之一，如何正确合理的选择使用是极为重 要的问题，它不仅关系到提升设备的安全可靠运行，而且也关系到为国家节约大量优 质钢材问题，并可减少更换钢丝绳次数，增加有效提升时间。 矿用钢丝绳有各种结构类型，而每一种钢丝绳都有其独特的性能，适用

23、于各种不 同的条件和环境。如果能够熟习掌握矿用钢丝绳的结构性能，根据不同的条件，合理 正确的选用，则可大大提高钢丝绳的寿命，减少钢丝绳的消耗，对降低吨煤成本，提 高企业的经济效益，都起着重要的作用。 2.1 提升机钢丝绳的结构 矿井提升钢丝绳都是丝股绳结构，即先有钢丝捻成绳股，再由绳股捻成绳。制 造提升钢丝绳的钢丝是由优质碳素结构圆钢冷拔而成的，一般直径为 0.44 毫米，钢 丝的抗拉强度 14002000 牛每平方毫米，我国多用 1550 牛每平方毫米和 1700 牛每平 方毫米两种。为了增加抗腐蚀能力，钢丝表面可以度锌，称为度锌钢丝，此外还可以 用钢丝的韧性来标志，分为特号，一号和二号三种

24、。提升矿物用的钢丝绳可以选用特 号或一号钢丝来制造，提升人员的钢丝绳只允许用特号钢丝来制造。在由钢丝捻成股 时有一个股芯，由股捻成绳时由一个绳芯。股芯一般为钢丝，绳芯有金属绳芯和纤维 绳芯两种。绳芯的作用是支持绳股，使绳富有弹性，并可存储润滑油，防止内部钢丝 腐蚀生锈。 提升钢丝绳有很多种，结构不同性能也不同。根据不同的特点有不同的分类方法， 实际上都是从不同的角度来说明钢丝绳的结构特点，了解这些特点，对于认识不同钢 丝绳的性能，正确选择和合理使用都是有益的。 2.2 提升机钢丝绳的分类 (1)依绳股在绳中的捻向来分，有：左捻钢丝绳，即股在绳中方向以左螺旋方向捻 绕；右捻钢丝绳，即股在绳中方向

25、以右螺旋方向捻绕。 (2)依钢丝在股中和股在绳中捻向的关系分，有：同向捻钢丝绳；交叉捻钢丝绳； 同向捻钢丝绳比较柔软，表面比较光滑，弯曲应力较小，因而寿命长，有较大的恢复 力，容易旋转打结；交叉捻钢丝绳与上述情况相反。 (3)依钢丝在股中的接触情况分，钢丝在绳股中的接触形式有点接触，线接触和面 接触三种。点接触钢丝绳，股中内外层钢丝绳以等捻角不等捻距来捻制，一般以相同 直径的钢丝来制造；线接触钢丝绳，股中内外层钢丝绳以不等捻角等捻距来捻来制造， 一般以不直径的钢丝来制造。两绳相比较，线接触比较柔软，无压力集中现象，寿命 较长。面接触式钢丝绳结构紧密，表面光滑，抗磨损和抗腐蚀性能好。 （4）依绳

26、股的断面形状分，最常用的为圆股钢丝绳，这种绳的绳断面为圆形；此 外，还有异形股绳，其断面形状为三角形或椭圆形，提升应用最多的是三角绳股。 （5）特种钢丝绳。除了上面介绍的一些钢丝绳以外，还有一些结构比较特殊的钢 丝绳，在矿井提升中应用的有：多层股不旋转钢丝绳；密封钢丝绳和半密封钢丝绳； 扁钢丝绳。 2.3 提升机钢丝绳的选择 钢丝绳的选择和计算，主要是必须满足现行安全规程的要求，如升降人员和提升 物料用的钢丝绳，对钢丝韧性的要求，以及各种提升，悬吊设备的安全系数要求等。 这在规程中都有明确规定，为缩减篇幅，现简述如下。 (1)当井筒淋水较大，酸、碱度较高，或用在回风井的提升钢丝绳，应选用镀锌钢

27、 丝绳。例如，某矿井的井筒淋水较大，且呈酸性。在生产中使用光面钢丝和镀锌钢丝 的两种钢丝绳。实践表明，镀锌钢丝绳的寿命约为普通钢丝绳的 3 倍。 (2)一般大多数矿井立井提升都采用圆股钢丝绳，而从钢丝绳受力状态分析，并经 生产证实，顺捻钢丝绳的使用寿命要大于交捻钢丝绳；因为顺捻钢丝绳耐磨面积大， 它的耐磨性能，抗疲劳性能，都较交捻绳强。 (3)斜井提升使用钢丝绳主要是考虑磨损问题，应选用耐磨损的钢丝绳，根据现场 生产使用经验，粗丝的钢丝绳较细丝的钢丝绳使用寿命长，三角股钢丝绳较圆股钢丝 绳使用寿命长，因三角股钢丝绳，每根绳股的外层钢丝较粗，它们的使用寿命也不同。 (4)现在设计和建设新井中，广

28、泛采用钢丝绳罐道，选用密封型钢丝绳作绳罐道是 最合理的，它比普通圆股钢丝绳有较长的寿命。如焦作矿务局李封煤矿使用密封型钢 丝绳作绳罐道。于 1920 年投产，运转 50 多年，使用情况良好。 (5)关于钢丝绳捻向的选择 在竖井多绳绞车提升中，为消除钢丝绳扭转对提升容器的影响，应采用一半左捻 和一半右捻的钢丝绳。钢丝绳在绞车绳筒上缠绕方向，对钢丝绳的捻向也有一定的要 求，不正确的捻向选择，将导致钢丝绳受力情况恶化。 综上所述，各种类型的钢丝绳，性能各异，都各具特色。事物都是一分为二，并 不是某一种钢丝绳各方面都十全十美，只有熟习掌握各种钢丝绳的性能，结合实际使 用条件，抓住主要矛盾，正确合理的选

29、用，才能达到延长钢丝绳的寿命，节约钢材， 提高企业效益的目的。 提升钢丝绳的选择计算是提升设备造型设计中的关键环节之一。钢丝绳在运转中 受有许多应力的作用和各种因素的影响，如静应力、动应力、弯曲应力、扭转应力和 挤压应力等，磨损和锈蚀也将损害钢丝绳的性能。综合考虑以上应力因素的精确计算 是很困难的，目前国内外都是按静载荷近似计算的。我国是按煤矿安全规程的规 定来设计的，其原则是：钢丝绳应按最大静载荷并考虑一定的安全系数来进行计算。 安全系数是指钢丝绳钢丝拉断力的总和与钢丝绳的计算静拉力之比。但是应当注 意，安全系数并不代表钢丝绳真正具有的强度储备，只不过表示经过实践证明在此条 件下钢丝绳可以安

30、全运行。 第三章第三章 多绳摩擦式提升机多绳摩擦式提升机 多绳摩擦式提升机多绳摩擦式提升机广泛用于煤炭、有色金属、黑色金属、非金 属、化工等矿山的竖井、斜井的提升系统用作提升矿物、升降人员和物料及设备等， 是矿井系统设备的咽喉，也可做其他牵引运输设备，属于矿山机械设备一类。 3.1多绳摩擦式提升机工作原理 多绳摩擦式提升机采用柔性体摩擦传动原理。钢丝绳围绕在摩擦轮上，利用钢丝 绳与摩擦衬垫间的摩擦力来提升或下方重物或人员。设钢丝绳在摩擦轮的围包角围 ，钢丝绳两端的张力分别围 T1、T2，钢丝绳与摩擦衬垫间的摩擦系数为 ，钢丝绳 与衬垫间的摩擦力为 F。在 T1T2 的条件下，钢丝绳刚要沿着摩擦

31、轮滑动时的平衡条 件为 F=T1-T2。欧拉公式阐明了 T1、T2、 各参数之间的关系： T1/T2=e 式中： e自然对数的底，e2.718 本公式即为多绳摩擦式提升机的基本工作原理。 多绳摩擦式提升机以电动机为动力源，通过减速器、主导轮装置等传动系统和工 作系统，利用摩擦力 F，实现提升机容器在井筒中的升降。采用盘式制动器、液压油 组成的制动系统来控制提升机的减速和停车；用测速发电装置、离心限速器等来控制 提升机的运行速度；用配置编码器、模拟柱状显示器、数显表示来反映提升机在井筒 中的位置。通过一系列电气、机械、液压的控制、保护系统来保证机器安全运行。 3.2 多绳摩擦式提升机主要结构 减

32、速器：（）型为双力线中心传动减速器， （）型为行星减速器， （）型为 低速电机直联。 主导轮装置：整体式或剖分式的焊接卷筒，采用滚动轴承支撑。 盘式制动器：用碟形弹簧产生制动力，液压开闸。 液压站：配置双泵、双电液调压装置。 深度指示器：牌坊式深度指示器或模拟柱状显示器、数显等。 测速发电式限速和测速反馈装置。 集中控制的操纵台。 发动机。 3.3 多绳摩擦式提升机的优缺点： 优点：载荷由数根钢丝绳承担，钢丝绳直径小，设备尺寸小。即同等直径规格 下，提升能力大； 钢丝绳搭放到卷筒上，不受容绳量的影响，适用于深井； 惯量小，同等产量下能耗小； 卡罐或过卷时，可打滑，避免拉断钢丝绳； 钢丝绳同时断

33、可能性小，可不设防坠器； 可采用相同数量的左捻和右捻钢丝绳，抵消松捻趋势，避免容器罐耳对 罐道产生压力； 缺点：数根钢丝绳，悬挂、调整、维护、更换操作困难复杂； 某根钢丝绳损坏后，为保持钢丝绳工作状态相同，必须同时全部更换新 绳； 不能同时用于多水平提升，不适合于凿井提升； 钢丝绳张力有变化，不适合于超深井提升； 由于易产生滑动，不适合于浅井提升。 3.4.多绳摩擦式提升机异常情况 提升机在出现下列情况时均会自动的进行安全制动，待查清情况和排除故障后， 才能进行正常运行。 闸瓦间隙超过 2 毫米时； 测速反馈的联结线断线； 等速运行阶段，速度超过额定速度的 15%时； 减速运行阶段，速度超过限

34、速板的继电速度 10%时； 液压站油压超过预先限定的最高油压时； 主电源电流值过大超过空气开关的整定值时。 对于多绳摩擦提升机维护工作相对于缠绕式提升机米眦比较复杂，为了保持每根 钢丝绳长度相等，从而使更换、检查的工作量增大，特别是换绳工作。根据我国煤 矿安全规程规定；摩擦式提升机钢丝绳（即酋绳）的使刚期限不得超过 2 年，钢丝 绳（即尾绳）的使用期限不得超过年。因此，对于主、副井均为摩擦式提升的矿井 来说，平均每年需要换一次旨绳，两年更换一次尾绳。更换钢丝绳是一。项难度大、 技术性强、危险性高的工作。 第四章第四章 多绳摩擦式提升机快速换绳系统多绳摩擦式提升机快速换绳系统 4.1 传统换绳方

35、法及缺点 传统的多绳摩擦提升机换绳方法主要有，大多利用凿井绞车在井上口直接回收旧 提升钢丝绳，将其连同提升容器一起拉到井上口，从凿井绞车上卸除旧提升钢丝绳后 再缠绕上新提升钢丝绳，然后下放新绳，循环作业直到把 4 根旧提升钢丝绳都更换完 成。这种换绳工艺在施工过程中，需在凿井绞车上卸除旧绳、缠绕新绳、下放新绳， 由于凿井绞车运行速度慢，需要的施工周期长，换绳时间 56 个小班（4048h） ，组 织施工人员多，工序复杂；若想一次下放所有新提升钢丝绳，则需要的凿井绞车数量 增加，增加租赁和运输成本。 4.2 新换绳方案概况 42.1 换绳方案 用旧绳带新绳的方法更换主绳。整个换绳过程全部在上井口

36、操作。西箕斗加 10t 配重，用东箕斗带新绳，开动车房摩擦绞车下放东箕斗，将新绳放完，在西箕斗做好 永久钩头。最后再开动车房摩擦绞车上提东箕斗将旧绳吐出。 4.2.2 换绳前准备工作 换绳所用大小绞车安装：两台单滚筒 16t 稳车放在车房与井筒之间，通过井架西 侧套架梁安装两套 32t 三穿滑组用以吊箕斗；井架南侧安装一台 5t 稳车用以向天轮平 台上下料及用以牵引绳头，四根新绳盘架于车房西侧如图。 4.2.3 换绳方案实施 （1）旧绳带新绳上天轮在下井口，预先给西箕斗装 10t 煤做配重。因 4 条新绳松 到下井口总重为 20t，西箕斗配重后提升机静张力差为 10t， （而主井提升机允许最大

37、 静载荷为 34t,符合安全规定，满足制动要求） 。将四根新绳头分别用 50 元宝卡卡在旧 绳上，在车房开动摩擦绞车，将东箕斗下放，带动新绳上天轮后，用 5t 稳车分别将 4 根新绳头拉过自制的导向轮后再用 50 元宝卡卡在旧绳上，再继续在车房开动摩擦绞车， 将东箕斗下放，将新绳头带到井口并留住生根。在车房开动摩擦绞车，将东箕斗上提 至井口， （2）东勾新旧绳更换采用两条一组的方法臵换。先更换中间两条；给 4 个悬挂油 缸打全压，然后单给中间两个悬挂油缸卸压，用两个 3t 千不拉把中间两个悬挂抽板拉 出，将中间两个桃形环内的旧绳抽出，穿入新绳并锁紧；然后把旧绳分别大揽桃形环 后锁 6 道 Y

38、型绳卡。再臵换两边两条。给中间两个悬挂油缸打压，打全压后关闭中间 两个悬挂油缸阀门，解除下天轮平台留中间新旧绳防止其西拽的 3t 千不拉，用同样的 方法在下天轮平台再将两边待臵换的新旧绳留住，然后只给两边油缸卸压，完成两边 两个桃形环中的新旧绳更换，同样将旧绳大揽各自的桃形环后锁 6 道 Y 型绳卡。臵换 完毕，在各桃形环之上 2m 处将新旧绳对应各卡一道 Y-45 型绳卡。再将悬挂的中间两 个油缸与两边油缸连通，使 4 个油缸张力一致，让旧绳继续承重。这时，有针对性的 开动 16t 稳车，使得 4 条新绳松紧程度基本一致后，拆下防撞梁平台留井筒中西勾大 绳留绳器。 （3）抽西箕斗棚箕斗工字钢

39、，带新绳下放同时开动两台稳车，适当让新绳松出 一些，开动主井绞车，上提西箕斗，抽出下井口西箕斗棚箕斗工字钢，接着将工字钢 摆放于东勾棚箕斗位置。将主井绞车打到“检修”位，以 0.120.15m/s 的速度下放东 勾，同时开动两台 16t 稳车松新绳。每隔 20m，16 稳车和主井绞车均停一次，停后先 将井筒中最紧的新绳与对应旧绳卡上 Y 型绳卡，然后有针对性的开某台稳车，观察 4 条新绳松紧一致，Y 型绳卡，将新旧大绳卡在一起，再隔 20m 卡一道分绳板卡，这样， Y 型绳卡和分绳板卡间隔 20m，交替卡接，待西箕斗上提与井口面平时，用锁罐器将东 箕斗锁在井口平放的工字钢之上。 （4） 在上井

40、口棚西箕斗在防撞梁平台，用留绳器留住东勾去井筒中的新、旧 8 条 绳。在下天轮平台，用逮子绳和 3t 千不拉留住去滚筒 4 条旧绳。在上井口，用两台 20t 回绞起吊西箕斗，在井口穿工字钢棚住西箕斗。 （5） 新旧绳更换截旧绳，将旧绳头从绞车房主滚筒抽出放至车房东侧地面盘放； 上轮新旧绳更换，牵引新绳尾进车房绕过主滚筒后到西箕斗顶，穿入桃形环。先在下 天轮平台用 2 个 3t 千不拉留住西箕斗到车房的其中两条旧绳，再在西箕斗顶桃形环根 部截断这两条旧绳，将两条旧绳分别用井口南 JD-25 绞车经天轮下放，同时从主滚筒 抽出，盘放到主井车房东侧。其余两条旧绳处理方法类同。在上天轮将新绳臵于上天

41、轮绳槽，旧绳放在新绳之上,将新绳尾从 16t 稳车滚筒中抽出，人工拽至车房顶，从绞 车房东墙上绳口入，绕过摩擦滚筒后从车房东墙下绳口出，用井口南 JD-25 绞车牵引， 经下天轮引到西箕斗顶后，在防撞梁平台，用逮子绳留住下天轮的 4 条去车房的新绳， 这时将新绳穿入西箕斗桃形环，并紧固。 （6）抽棚箕斗工字钢用两台 20t 回柱绞车起吊西箕斗，抽出棚箕斗工字钢。反开 两台 20t 回绞落西箕斗直至新绳完全承重，最后将吊箕斗绳具撤掉。撤掉防撞梁平台 东勾留绳器和下天轮平台的留绳千不拉。西箕斗悬挂打压使 4 条新绳张力一致后，开 动主井绞车上提东勾到适当位臵，拆除井口东箕斗锁罐器，抽出棚箕斗工字钢

42、。 （7）抽旧绳开动绞车，上提东箕斗，回收旧绳，将 4 条旧绳分别盘放在绞车房东 侧，在防装梁平台拆除设臵的分绳板卡和 Y 型绳卡，直到将东箕斗提到上井口正常停 车点为止。 （8）将东箕斗顶旧绳头拆掉将旧绳头用 JD-25 调度绞车牵留，慢慢放至地面。 （9）试运行东箕斗打压，以 3m/s 速度试运行 3 次，再平衡打压，将 4 条绳窜调均 匀，然后移交运行。 4.3 注意事项 （1）新绳上稳车滚筒尤其是左右捻双绳同时缠绕在单滚筒稳车上，一定要排列均 匀，尽量缠紧，否则带新绳下放时 4 条绳松紧会严重偏差。 （2）带新绳下放过程中一定要定距离装上新旧绳分绳板卡，若只卡 Y 型绳卡，必 会出现新

43、旧绳打绞的恶果，处理起来相当麻烦。 （3）每隔 20m 卡分绳板卡或 Y 型绳卡前，一定先将 4 条新绳拉紧。拉紧的方法是 在上天轮平台挂千不拉，用棕绳系新绳上拉，保证 4 条新绳有一定的紧度,确保换绳质 量。 （4）带新绳下放和吐旧绳前要掌握好箕斗配重，在摩擦绞车静张力及静张力允许 差范围内，利用车房大绞车控制提升或下放箕斗，加快换绳速度。 4.4.结论 副井多绳摩擦式提升机换绳所用的换绳方法工序简单，时间较短；在施工中使用 导向轮改向，减小因导向轮处弯曲半径小引起的绳股应力的受力变形；钢丝绳在下放 过程中，新绳和旧绳之间加载卸载钩头，相互之间可以自身旋转，只受自身重力作用， 消除钢丝绳自身的旋转应力，减轻钢丝绳的疲劳程度，确保钢丝绳使用寿命，值得推 广应用。 总总 结结 经过了一个学期的毕业设计，终于完成了设计任务。通过本次设计使我矿山机械 设备有了更多的认识和了解，熟悉了煤矿机械设备选型的方法和手段，掌握了一定的 实际机械设计能力。但在设计过程中我也遇到了很多的困