礦井提升系統(tǒng)

1、箕斗'后壁卸載式箕斗翻轉(zhuǎn)式箕斗第六章礦井提升系統(tǒng)3課時第一節(jié)提升容器 提升容器按其結(jié)構(gòu)可分類如下：底卸式箕斗主井箕斗丿側(cè)卸式箕斗翻轉(zhuǎn)式箕斗副井罐籠丿'普通罐籠、翻轉(zhuǎn)罐籠提升容器鑿井時期一吊桶斜井 < 礦車人車我國煤礦豎井提升，主井普遍采用底卸式箕斗，副井普遍采用普通罐籠，斜 井提升采用后壁卸載式箕斗、礦車和人車。1 箕斗及其裝載設(shè)備一、豎井箕斗（一）箕斗我國煤礦立井廣泛采用固定斗箱底卸式箕斗，其形式有很多種，過 去一些礦井普遍采用扇形閘門底卸式箕斗， 現(xiàn)在新建礦井多采用平板閘門底卸式 箕斗，這種底卸式箕斗如圖1-1所示?；酚啥废?、框架2、連接裝置12及閘門5等組成?；?/p>

2、斗的導(dǎo)向裝置可以采用鋼絲繩罐道，也可以采用鋼軌或組合罐道。采用鋼 絲繩罐道時，除應(yīng)考慮箕斗本身平衡外，還要考慮裝煤后仍維持平衡，所以在斗 箱上部裝載口處安設(shè)了可調(diào)節(jié)的溜煤板 3,以便調(diào)節(jié)煤堆頂部中心的位置。我國使用的立井單繩箕斗為 JL或JLY型；多繩箕斗為JDS、JDSY和JDG 型。（二）箕斗裝載設(shè)備我國過去廣泛采用鼓形箕斗裝載設(shè)備。這種裝載設(shè)備的最大缺點是灑煤量很 大，一般達(dá)到提煤量的10%o，有的竟咼達(dá)40%o，且在裝載時不能保證箕斗的裝 載量。因此新的箕斗裝載設(shè)備采用預(yù)先定量的裝載方式，其灑煤量可以大大降低， 一般僅為提煤量的1%。，最大不超過3%。定量裝載方式還能保證提升工作的正

3、?；欣趯崿F(xiàn)提升自動化。目前在新建和改建礦井的設(shè)計中已普遍采用定量 裝載設(shè)備。目前國內(nèi)外廣泛采用的定量裝載設(shè)備有定量斗箱式和定量輸送機式兩種。圖1-2所示為立井箕斗定量斗箱裝載設(shè)備。圖1-3所示為定量輸送機裝載設(shè)備示意圖。沢 3 42圖1-1單繩立井箕斗1楔形繩環(huán)；2 框架；3 可調(diào)節(jié)溜煤板；4斗箱；5閘門；6連桿；7卸載滾輪；8套管罐耳（用于繩罐道）；9鋼軌罐道罐耳；10扭轉(zhuǎn)彈簧；11 罩子；12連接裝置7圖1 - 2立井箕斗定量斗箱裝載設(shè)備1 一斗箱；2 一控制缸；3 一拉桿；4 一閘門；5 一溜槽；6 一壓磁測重裝置;7 一箕斗圖1-3定量輸送機裝載設(shè)備示意圖1煤倉；2輸送機；3活動

4、過度溜槽；4箕斗;5 中間溜槽；6負(fù)荷傳感器；7煤倉閘門二、斜井箕斗斜井箕斗有后壁卸載式（簡稱后卸式）及翻轉(zhuǎn)式兩種形式。煤礦斜井提升主要 采用后卸式箕斗。后卸式箕斗構(gòu)造示意圖如圖1-4所示。圖14斜井后卸式箕斗示意圖1斗箱；2主框；3扇形閘門；4前輪；5后輪；6卸載滾輪2 罐籠及其承接裝置一、普通罐籠圖1-5所示為單繩單層普通罐籠結(jié)構(gòu)示意圖。 罐籠罐體是由橫梁7及立柱8 組成的金屬框架結(jié)構(gòu)，兩側(cè)包有鋼板。罐體的節(jié)點采用鉚焊結(jié)合的形式。罐體的 四角為切角形式，這樣既有利于井筒布置，制作又方便。罐籠頂部設(shè)有半圓弧形 的淋水棚6和可打開的罐蓋14,以供運送長材料。罐籠兩端裝有簾式罐門10。為了將礦車

5、推進(jìn)罐籠，罐籠底部鋪設(shè)有軌道11。為了防止提升過程中礦車在罐籠內(nèi)移動，罐籠底部還裝有阻車器及自動開閉裝置12。在罐籠上裝有罐耳15及橡膠滾輪罐耳5,以使罐籠沿裝設(shè)在井筒內(nèi)的罐道運行。在罐籠上部裝有動作可 靠的防墜器4,以保證生產(chǎn)及升降人員的安全。罐籠通過主拉桿 3和雙面夾緊楔 形環(huán)2與提升鋼絲繩I相連。為保證礦車能順利地進(jìn)出罐籠，在井上及井下裝卸 載位置設(shè)承接裝置。標(biāo)準(zhǔn)單繩普通罐籠按固定車箱式礦車名義載重確定為I t、1.5t、3t三種形式，每種又有單層和雙層之分。多繩標(biāo)準(zhǔn)單繩普通罐籠與標(biāo)準(zhǔn)單繩普通罐籠結(jié)構(gòu)稍有不同，其不同點為： 罐籠自重較大，罐籠中留有添加配重的空間，不裝設(shè)防墜器；連接裝置增

6、設(shè)鋼 絲繩張力平衡裝置，用來自動調(diào)節(jié)各繩張力。圖15單繩普通罐籠結(jié)構(gòu)圖1提升鋼絲繩；2楔形環(huán)；3主拉桿；4防墜器；5橡膠滾輪罐耳；6淋水棚；7橫梁；8立柱；9鋼板；10 罐門；11軌道；12阻車器；13穩(wěn)罐罐耳；14罐蓋；15套管罐耳（用于繩罐道）二、防墜器防墜器是罐籠上的一個重要組成部分，為了保證升降人員的安全。煤礦安全規(guī)程第332條規(guī)定；升降人員或升降人員和物料的單繩提升罐籠（包括帶乘 人間的箕斗），必須裝置可靠的防墜器。”防墜器的作用是，當(dāng)提升鋼絲繩或連接 裝置斷裂時，可以使罐籠平穩(wěn)地支承到井筒中的罐道或制動繩上，避免罐籠墜入井底，造成重大事故。由于防墜器擔(dān)負(fù)的任務(wù)重要，在井筒中運轉(zhuǎn)條件

7、較差，而且經(jīng)常處于備用狀 態(tài)，一旦發(fā)生斷繩事故又要求其動作靈活可靠，因此設(shè)計制造出良好的防墜器、 正確地維護(hù)和檢查以保證防墜器的可靠性是一項十分重要的工作。 對于立井防墜 器的要求是： (1)保證在任何條件下，無論提升速度和終端載荷多大，都能平穩(wěn)可靠地制動住 下墜的罐籠； (2)在制動下墜的罐籠時，為了保證人身和設(shè)備的安全，在最小終端載荷時(空罐只乘1人)制動減速度不應(yīng)大于50 m/s2,延續(xù)時間不超過0.2 0.5 s,在最大終端載荷時(矸石罐)制動減速度不應(yīng)小于10 m/s2;(3) 結(jié)構(gòu)簡單,動作靈活,便于檢查和維護(hù),不誤動作,重力要輕；(4) 防墜器的空行程時間,即從斷繩到防墜器發(fā)生作

8、用的時間不大于0.25 s；(5) 防墜器每天要有專人檢查,每半年進(jìn)行一次不脫鉤檢查性試驗,每年進(jìn)行一 次脫鉤性試驗, 對大修后的防墜器或新安裝的防墜器必須進(jìn)行脫鉤試驗, 合格后 方可使用。立井用防墜器一般由以下四個部分組成： 開動機構(gòu)、 傳動機構(gòu)、抓捕機構(gòu)和 緩沖機構(gòu)。其工作過程是,當(dāng)發(fā)生斷繩時,開動機構(gòu)動作,通過傳動機構(gòu)傳動抓 捕機構(gòu),抓捕機構(gòu)把罐籠支承到井筒中的支承物上 (罐道或制動繩 ),罐籠下墜的 動能由緩沖機構(gòu)來吸收。 一般開動機構(gòu)和傳動機構(gòu)連在一起, 抓捕和緩沖有的聯(lián) 合作用,有的設(shè)有專門緩沖機構(gòu)以限制制動力的大小。根據(jù)防墜器的使用條件和工作原理,防墜器可以分為木罐道切割式防墜器

9、、 鋼軌罐道摩擦式防墜器和制動繩摩擦式防墜器。 前兩種罐道既是罐籠運行的導(dǎo)向 裝置,又是斷繩時防墜的支承物。 由于這兩種防墜器的制動力不易控制, 除在老 礦有應(yīng)用外, 已不再推廣使用。 目前我國新設(shè)計的均為制動繩防墜器, 因為它設(shè) 有專用的制動鋼絲繩, 所以可以用于任何形式罐道。 實踐證明, 這種防墜器性能 良好，將作為標(biāo)準(zhǔn)防墜器(BF)加以推廣。圖1-6所示是BF-152型制動繩防墜器系統(tǒng)布置圖，圖 1-7 所示是防墜器抓捕機構(gòu)示意圖,圖 1-8 所示是緩沖器示意圖。3圖1 6BF-152型制動繩防墜系統(tǒng)布置圖1錐形杯；2導(dǎo)向套；3圓木；4緩沖繩；5 緩沖器；6連接器；7制動繩；8抓捕器；9

10、罐籠；10拉緊裝置i356【I圖1 7BF-152型防墜器抓捕機構(gòu)示意圖1彈簧；2滑楔；3主拉桿；4橫梁；5 連板；6撥桿7制動繩8導(dǎo)向套；圖1 8緩沖器1 螺桿；2螺母；3緩沖器；4小軸；5 滑塊；6外殼 BF-152型防墜器是標(biāo)準(zhǔn)防墜器的一種，配合 1.5 t礦車雙層雙車單繩罐籠作 用。在緩沖器中，制動繩7的上端通過連接器6與緩沖繩4相連，緩沖繩通過裝于天輪平臺上的緩沖器5,再繞過圓木3而在井架的另一邊自由懸垂，繩端用合 金澆鑄成錐形杯1以防緩沖繩從緩沖器中全部拔出。制動繩的另一端穿過罐籠 9上的抓捕器8伸到井底，用拉緊裝置10固定在井底水窩的梁上。抓捕器的開動 機構(gòu)為彈簧1,正常提升時，

11、提升鋼絲繩拉起主拉桿 3,通過傳動橫梁4和連板 5,使兩個拔桿6的外伸端處于最低位置，滑楔2則在最下端位置，發(fā)生斷繩時， 主拉桿3下降。在彈簧I的作用下，拔桿6的外伸端抬起，使滑楔2與制動繩7 接觸，并擠壓制動繩實現(xiàn)定點抓捕，把下墜的罐籠支承到制動繩上；制動繩在罐 籠動能作用下拉動緩沖繩，靠緩沖繩在緩沖器中的彎曲變形和摩擦阻力產(chǎn)生制動 力，吸收罐籠下墜的能量，迫使罐籠停住。每個罐籠有兩根制動繩，視制動力大 小每根制動繩可以與一根或兩根緩沖繩相連接， 通過調(diào)節(jié)緩沖繩在緩沖器中的彎 曲程度來改變制動力的大小。三、承接裝置及穩(wěn)罐設(shè)備（一）承接裝置為了便于礦車出入罐籠，必須使用罐籠承接裝置，罐籠的承接

12、裝置有承接梁、 罐座及搖臺三種形式。承接梁是最簡單的承接裝置，只用于井底車場，且易發(fā)生蹴罐事故。罐座是利用托爪將罐籠托住，故可使罐籠的停車位置準(zhǔn)確。過去設(shè)計的礦車，一般井口用罐座，井底用承接梁，中間水平用搖臺。但在 新設(shè)計的礦井中不米用罐座和承接梁，而米用搖臺。搖臺是由能繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的兩個鋼臂組成， 如圖1-9所示。它安裝在通向罐籠 進(jìn)出口處。當(dāng)罐籠停于卸載位置時，動力缸3中的壓縮空氣排出，裝有軌道的鋼 臂1靠自重繞軸5轉(zhuǎn)動，下落并搭在罐籠底座上，將罐籠內(nèi)軌道與車場的軌道連 接起來。固定在軸5上的擺桿6用銷子與活套在軸5上的擺桿套9相連，擺桿套 9前部裝有滾子10。礦車進(jìn)入罐籠后，壓縮空氣進(jìn)人動

13、力缸 3,推動滑車&滑 車8推動擺桿套9前的滾子10,致使軸5轉(zhuǎn)動而使鋼臂抬起。當(dāng)動力缸發(fā)生故 障或因其他原因不能動作時，也可以臨時用手把2進(jìn)行人工操作。此時要將銷子 7去掉，并使配重部分4的重力大于鋼臂部分的重力。這時鋼臂 1的下落靠手把 2轉(zhuǎn)動軸5,抬起靠配重4實現(xiàn)。圖1 9搖臺1 鋼臂；2手把；3動力缸；4配重；5軸；6擺桿;7銷子；8滑車；9擺桿套；10滾子搖臺的應(yīng)用范圍廣，井底、井口及中間水平都可使用，特別是多繩摩擦提升 必須使用搖臺。由于搖臺的調(diào)節(jié)受搖臂長度的限制，因此對停罐準(zhǔn)確性要求較高， 這是搖臺的不足之處。（二）穩(wěn)罐設(shè)備使用鋼絲繩罐道的罐籠，用搖臺作承接裝最時，為防止

14、罐籠由于進(jìn)出時的沖 擊擺動過大，在井口和井底專設(shè)一段剛性罐道，利用罐籠上的穩(wěn)罐罐耳進(jìn)行穩(wěn)罐。 在中間水平因不能安設(shè)剛性罐道， 必須設(shè)置中間水平的穩(wěn)罐裝置。穩(wěn)罐裝置可采 用氣動或液動專門設(shè)備，當(dāng)罐籠停于中間水平時，穩(wěn)罐裝置可自動伸出凸塊將罐 籠抱穩(wěn)。3 容器的導(dǎo)向裝置提升容器在井筒內(nèi)運行需設(shè)導(dǎo)向裝置，提升容器的導(dǎo)向裝置（罐道）可分為剛性和撓性兩種。撓性罐道采用鋼絲繩，剛性罐道一般用鋼軌、各種型鋼和方木。 剛性罐道固定在型鋼罐道梁上。以前的提人罐道多用木罐道，木罐道具有變形大、 磨損快、易腐爛和提升不平穩(wěn)等缺點，因此逐漸被鋼罐道和鋼絲繩罐道所代替。 鋼罐道的形式有鋼軌罐道和用型鋼焊接而成的矩形組合

15、罐遭。鋼軌罐道的主要缺點是側(cè)向剛度小，易造成容器橫向擺動，剛性罐耳磨損太大，所以鋼軌罐道一般 用于提升速度和終端載荷都不大的提升容器。一、剛性組合罐道剛性組合罐道的截面是空心矩形，一般由槽鋼焊接而成。國外也有采用整體 軋制型鋼的。其主要優(yōu)點是側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)強度大， 罐道剛性強，可配合使用摩 擦系數(shù)小的橡膠滾動罐耳（由一個端面橡膠滾輪和兩個側(cè)面橡膠滾輪組成一組橡 膠滾輪罐耳）。這種罐遭使容器運行平穩(wěn)，罐道與罐耳磨損小，因此服務(wù)年限長。 近年來國內(nèi)外使用這種罐道的礦井逐漸增多， 尤其是在終端負(fù)荷和提升速度都很 大時，使用這種罐道更為合適。二、鋼絲繩罐道鋼絲繩罐道與剛性罐道相比具有安裝工作量小、建設(shè)

16、時間短、維護(hù)簡便、高速運行平穩(wěn)、無罐道梁可適當(dāng)減小井壁厚度、通風(fēng)阻力小等優(yōu)點。但使用鋼絲繩 罐道時，容器之間及容器與井壁之間的間隙要求較大， 因此就必須增大井筒凈斷 面積，且使井塔或井架的荷重增大，這些都限制了鋼絲繩罐道的使用。 特別是當(dāng) 地壓較大，井筒垂直中心線發(fā)生錯動.甚至井筒發(fā)生彎曲時，不能采用鋼絲繩罐 道，此時應(yīng)采用剛性罐道。第二節(jié)提升鋼絲繩1 提升鋼絲繩的結(jié)構(gòu)、分類和選擇使用一、提升鋼絲繩的結(jié)構(gòu)制造提升鋼絲繩的鋼絲是由優(yōu)質(zhì)碳礦用提升鋼絲繩都是絲一股一繩結(jié)構(gòu)， 即先由鋼絲捻成繩股，再由繩股捻成 繩，提升鋼絲繩各部分名稱如圖2-1所示。素結(jié)構(gòu)圓鋼冷拔而成的在由鋼絲捻成股時有一個股芯，在由

17、股捻成繩時有一 個繩芯。股芯一般為鋼絲，繩芯有金屬繩 芯和纖維繩芯兩種，前者由鋼絲組成，后 者可用劍麻、黃麻或有機纖維制成。繩芯的作用是支持繩股，使繩富于彈性，并可貯存潤滑油，防止內(nèi)部鋼絲腐蝕生銹。二、提升鋼絲繩的分類繩結(jié)構(gòu)圖提升鋼絲繩有很多種，結(jié)構(gòu)不同，性能也不相同。根據(jù)不同的特點有不同的分類方法，實 際上都是從不同的角度來說明鋼絲繩的結(jié)構(gòu)特點， 了解這些特點，對于認(rèn)識不同鋼絲繩的性能,正確選擇和合理使用鋼絲繩都是有益的。圖 2-2所示為各種不同類型的鋼絲繩。（1）依繩股在繩中的捻向來分，有：左捻鋼絲繩，即股在繩中以左螺旋方向捻繞； 右捻鋼絲繩，即股在繩中以右螺旋方向捻繞。依鋼絲在股中和股在

18、繩中捻向的關(guān)系分，有：同向捻 （順捻）鋼絲繩，即股和繩 的捻制方向相同；交叉捻（逆捻）鋼絲繩，即股和繩的捻制方向相反。同向捻鋼絲 繩比較柔軟，表面比較光滑，彎曲應(yīng)力較小，因而壽命較長，但有較大的恢復(fù)力， 容易旋轉(zhuǎn)打結(jié)；交叉捻鋼絲繩則與上述情況相反。習(xí)慣上又把以上兩種分類方法 結(jié)合起來，分為右同向捻、左同向捻、右交叉捻、左交叉捻四種。（3）依鋼絲在股中的接觸情況分，鋼絲在繩股中的接觸形式有點接觸、線接觸和 面接觸三種。點接觸式鋼絲繩，股中內(nèi)外層鋼絲以等捻角不等捻距（跨越捻）來捻制，一般以相同直徑的鋼絲來制造，鋼絲間呈點接觸狀態(tài)，如圖2 3（a）所示。線接觸式鋼絲繩，股中內(nèi)外層鋼絲以等捻距不等捻角

19、 （等距離）來捻制，一般以不 同直徑的鋼絲來制造，線間呈線接觸狀態(tài)，如圖23（b）所示。兩種繩相比，線接觸繩比較柔軟，無壓力集中現(xiàn)象，壽命較長。為了改善絲間的接觸狀態(tài)，將線 接觸式鋼絲繩的繩股經(jīng)特殊碾壓加工， 使鋼絲產(chǎn)生塑性變形，形成鋼絲間呈面接 觸狀態(tài)，然后再捻制成繩，稱為面接觸式鋼絲繩，所有線接觸鋼絲繩均可制成面 接觸式鋼絲繩。面接觸式鋼絲繩結(jié)構(gòu)緊密，表面光滑，抗磨損和抗腐蝕性能好， 壽命較長。（4）依繩股斷面形狀分。（5）特種鋼絲繩。(a)圓股繩(b)角股繩(d)扁繩(0半密封繩仗)棒狀繩圖2-2不同類型的提升鋼絲繩圖2-3繩股中鋼絲接觸情況第三節(jié)礦井提升機一.概述根據(jù)礦井提升機工作原理

20、和結(jié)構(gòu)的不同，可分為如下類型:礦井提升機單卷筒纏繞提升機盧繩纏繞河分離單卷筒雙卷筒多繩提升機多繩纏繞-布雷爾式'塔式 落地式 塔式 落地式單繩摩擦丿多繩摩擦丿單繩纏繞式提升機是較早出現(xiàn)的一種， 它工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，但僅適用于 淺井及中等深度的礦井，且終端載荷不能太大。對于深井且終端載荷較大時，提 升鋼絲繩和提升機卷筒的直徑很大， 從而造成體積龐大，重力猛增，使得提升鋼 絲繩和提升機在制造、運輸和使用上都有諸多不便。因此在一定程度上限制了單 繩纏繞式提升機在深井條件下的使用條件下所出現(xiàn)的問題。但是，事物總是一分為二的 衡，以減小兩端張力差，提高運行的可靠性。因此 的鋼絲繩斷面上，靜應(yīng)力

21、將隨容器的位置變化而變化 時，尾繩的全部重力及容器的重力均作用在該斷面上；摩擦提升機的出現(xiàn)及其發(fā)展，在一定程度上解決了單繩纏繞式提升機在深井,摩擦提升一般均采用尾繩平,在容器與提升鋼絲繩連接處 當(dāng)容器位于井口卸載位置 當(dāng)容器抵達(dá)井底裝載位置前，該斷面僅承受容器的重力。也就是說，在整個提升過程中，與容器連接處的S0提升鋼絲繩斷面中要承受一個幅值為 二學(xué)的靜應(yīng)力變化。式中：q為尾繩 每米重力，N/m; H為提升高度，m； S。為提升鋼絲繩橫截面積，cm2一些國家的使用經(jīng)驗證明： 為了保證提升鋼絲繩的必要使用壽命， 在提升鋼絲繩任意斷面處的應(yīng)力波動值一般不應(yīng)大于165 N/mm2,否則會影響其使用壽

22、命。由此可知，礦井越深，靜應(yīng)力的波動值越大，其許用極限值為(7 j=165 N/mm2,因此，摩擦提升在深井的使用亦受到一定的限制。而纏繞式提升機一般不設(shè)平衡尾繩，故在提升鋼絲繩與容器連接處斷面的 應(yīng)力波動值要比摩擦提升小，為此， Robert Blair 設(shè)計了一種多繩纏繞式提升機， 稱為布雷爾式提升機。 多繩纏繞式提升機的工作原理與單繩纏繞式相同， 不同的 是幾根提升鋼絲繩同時纏繞在一個分段的卷筒上， 它屬于多繩多層纏繞式， 主要 用于深井和超深井中，其工作原理如圖 3-1 所示。(C)圖3-1雙繩布雷爾式提升機工作原理圖二、提升機制動裝置制動裝置由制動器(也稱閘)和傳動系統(tǒng)組成。制動器按

23、結(jié)構(gòu)形式分為盤閘及 塊閘。傳動系統(tǒng)控制并調(diào)節(jié)制動力矩。按傳動能源分為油壓、氣壓或彈簧制動裝 置。JK系列提升機采用油壓盤閘制動系統(tǒng)， 舊型KJ系列采用油壓和氣壓塊閘系 統(tǒng)。(一)制動器的作用和對制動裝置的要求 制動器的作用有四個：(1) 在提升機正常操作中，參與提升機的速度控制，在提升終了時可靠地閘 住提升機，即通常所說的工作制動。(2) 當(dāng)發(fā)生緊急事故時，能迅速地按要求減速，制動提升機，以防止事故的 擴大，即安全制動。(3) 在減速階段參與提升機的速度控制。(4) 對于雙卷筒提升機，在調(diào)節(jié)繩長、更換水平及換鋼絲繩時，應(yīng)能分別閘 住提升機活卷筒及死卷筒，以便主軸帶動死卷筒一起旋轉(zhuǎn)時活卷筒閘住不

24、動(或鎖住不動)。制動裝置不僅是一個工作機構(gòu)，同時也是重要的安全機構(gòu)，為了確保提升工 作安全順利地進(jìn)行，煤礦安全規(guī)程對它提出了一系列要求，歸納起來主要有 兩點：一是制動器必須給出一個恰當(dāng)?shù)闹苿恿兀?二是安全制動必須能自動、迅 速和可靠地實現(xiàn)。恰當(dāng)?shù)闹苿恿匕ㄈ矫婧x：(1) 制動力矩應(yīng)足夠大。例如，對于豎井和傾角 30度以上的斜井，工作制 動和安全制動的制動力矩不得小于提升系統(tǒng)最大靜負(fù)荷力矩的三倍。即：M z _ 3M j(3-17)式中：Mz為制動力矩；Mj為提升系統(tǒng)最大靜負(fù)荷力矩。(2) 雙卷筒提升機打開離合器調(diào)繩時，制動裝置在各卷筒上產(chǎn)生的制動力矩 不得小于該卷筒所懸掛提升容器和鋼

25、絲繩重力造成的靜力矩的1.2倍，即：_1.2M j -1.2D(pH Qz)2(3-18)式中：Mj為調(diào)繩時的靜力矩。(3) 制動力矩的數(shù)值必須保證安全制動減速度在一定范圍內(nèi)，過大的減速度 會對提升設(shè)備產(chǎn)生較大動負(fù)荷，對設(shè)備及運載人員健康不利；過小的減速度則不能及時制止事故的發(fā)生或擴大。對于上提貨載，如圖3-7(a)所示，由力的平衡方程式:圖3-7安全制動時的力矩(a)上提貸載；(b)下放貨載Md 二 M j M(3-19)式中：Md為上提貨載安全制動動力矩；m為系統(tǒng)的變位質(zhì)量；Mj為靜阻力 矩；Mz為制動力矩。依規(guī)定a<5m/s2,由此得出： M z乞5 mR-Mj(3-20)同理，對

26、于下放貨載根據(jù)平衡方程式：Md JMz - M j(3-21)式中：Md”為下放貨載安全制動動力矩。依規(guī)定 a> 1. 5m/s?，所以：M z _ 1.5、mR M j(3-22)由式(320), (322)可以看出，提升系統(tǒng)在同一制動力矩作用下，上提貨載時 的減速度比下放貨載時的減速度大，這是因為前者的靜阻力矩與制動力矩方向一' 致，有利于制動，而后者則相反。在確定提升機制動力矩時，要同時兼顧以上 (1)，(2)，(3)三方面對制動力矩 的要求，若不能同時滿足，安全制動可用二級制動。對于摩擦提升機，工作制動 或安全制動所產(chǎn)生的減速度，還要受到防滑條件的限制。目前，我國生產(chǎn)的礦

27、井提升機采用盤閘制動系統(tǒng)，它與塊閘制動系統(tǒng)相比較， 其主要優(yōu)點是重量小，結(jié)構(gòu)緊湊，動作靈敏，安全性好。盤閘制動系統(tǒng)包括兩部分，即盤閘制動器和液壓站。匚)盤閘制動器盤閘制動器的制動力矩是閘瓦沿軸向壓制動盤時產(chǎn)生的摩擦力矩。為了使制動盤不產(chǎn)生附加變形，主軸不承受附加軸向力，盤閘都成對使用，每一對叫做一 副制動器。依所要求的制動力矩大小不同，每一臺提升機上可以同時布置不同副 數(shù)的制動器。圖3-8所示為只動油缸的簡圖。(三)液壓站制動器的液壓控制系統(tǒng)是同提升機的拖動類型、自動化程度相配合的。在直流拖動自動化程度較高的系統(tǒng)中，由于調(diào)速性能好，機械閘一般只是在提升終了 時起定車作用。在交流拖動系統(tǒng)中，機械

28、閘還要參與提升機的速度控制，因此， 要求制動力能在較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖 3-9所示是2JK型提升機液壓站液 壓系統(tǒng)圖，該液壓站主要用于交流拖動系統(tǒng)中，其具體作用有三：(1) 按實際提升操作的需要，產(chǎn)生不同的工作油壓，調(diào)節(jié)、控制盤閘的制動 力矩，從而實現(xiàn)工作制動；(2) 安全制動時能迅速自動回油，并實現(xiàn)二級制動；(3) 根據(jù)多水平提升換水平的需要以及鋼絲繩伸長后調(diào)繩的需要，控制雙筒提升 機活卷筒的調(diào)繩離合器，同時閘住活卷筒。圖3-8制動油缸結(jié)構(gòu)圖1墊板；2支座；3油缸；4碟形彈簧；5調(diào)整螺栓；7螺釘；8蓋；9筒體；10密封圈；11柱塞；12銷子；13村板；14閘瓦；15放氣 螺釘；16回復(fù)彈

29、簧；17螺栓；18墊；19螺母；20塞頭；21墊圖39 2JK型提升機液壓站液壓系統(tǒng)圖1 油箱；2 電接觸壓力溫度計；3網(wǎng)式濾油器；4 電動機；5葉片泵;6 電液調(diào)壓裝置；7溢流閥；8紙質(zhì)濾油器；9手動換向閥；10壓力表；11二級制動安全閥；12壓力繼電器；13五通閥；14四通閥第四節(jié) 提升機拖動與控制原理1 .拖動裝置提升機的拖動裝置共有兩種：交流拖動裝置和直流拖動裝置。目前我國廣泛采用的是交流拖動裝置。 為了能夠利用外接電阻調(diào)速，必須使 用交流繞線型感應(yīng)電動機。調(diào)速時，將產(chǎn)生附加電能損失。由于交流電動機外接 電阻運轉(zhuǎn)時，電動機的人工特性曲線過陡（見本章圖8 2）,低速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性較 差。目

30、前由于換向器容量的影響，交流單機拖動裝置的容量限制在1000 kW以下。 礦井提升機所需功率超過1000 kW時，若仍想采用交流拖動裝置，可以使用雙 機拖動。交流拖動裝置也有不少優(yōu)點：系統(tǒng)比較簡單、設(shè)備價格較低和使用經(jīng)驗 比較成熟等。由于采用了安全可靠的電氣動力制動、低頻拖動制動以及微機拖動等措施， 交流拖動裝置控制系統(tǒng)的安全性及自動化程度均有大幅度的提高。在直流拖動裝置中，采用它激直流電動機拖動提升機。 調(diào)速時，應(yīng)改變它 激直流電動機的電樞電壓。由于礦井都采用交流電源，所以要增設(shè)變流設(shè)備，或 者采用價格昂貴的變流機組，或者采用可控硅整流設(shè)備。若采用變流機組，需要 增設(shè)兩個和電動機容量相仿的大

31、型電機。采用可控硅整流的直流拖動提升設(shè)備是 有發(fā)展前途的。直流拖動裝置與交流拖動裝置相比較的主要優(yōu)點是：調(diào)速時無附加電能損 失，低速調(diào)速性能好，易于實現(xiàn)自動化。若提升機所需拖動裝置的容量超過 1000 kW，應(yīng)盡量采用直流拖動裝置。2.交流感應(yīng)電動機的控制為了得到設(shè)計的速度（也稱給定速度）和拖動力，必須對提升機進(jìn)行必要的控 制。為了保護(hù)提升機安全運轉(zhuǎn)，還必須設(shè)置一系列的保護(hù)裝置。 提升機采用了大 量的電氣保護(hù)和控制元件，相應(yīng)的電氣控制線路，若與礦井其他固定設(shè)備相比較， 要復(fù)雜得多。目前我國生產(chǎn)的提升機電控制設(shè)備均已標(biāo)準(zhǔn)化。一.繞線型感應(yīng)電動機各階段的控制原理以罐籠為例，分析各階段電動機的控制原

32、理。（一）加速階段加速階段電動機的控制原理可用圖 83所示的方框圖來說明。6 kV轉(zhuǎn)子電陰圖8-3加速階段控制過程方框圖電動機加速前，轉(zhuǎn)子內(nèi)串接全部附加電阻。若欲使提升機正轉(zhuǎn)，司機可將電 動機操縱手柄自中性位置迅速推向前方極端位置，這時主令控制器的全部觸頭均閉合。利用已按給定速度圖、力圖整定好的一系列繼電器，配合接觸器共同控制 著附加電阻。當(dāng)附加電阻逐段適時地被切除時， 電動機轉(zhuǎn)速逐漸上升。經(jīng)加速時 間ti后，附加電阻全部被切除，電動機獲得了額定轉(zhuǎn)速。若罐籠用于副井提升其他設(shè)備時，因速度圖、力圖不盡相同，這時可采用手 動控制。司機應(yīng)根據(jù)具體情況適時前推操縱手柄。主令控制器觸頭的閉合情況.亦 即

33、切除電阻的時機，它全決定于司機的控制。這種控制方式常稱為手動參與，如 圖83所示。為了更為清楚地說明正常情況下的加速控制過程， 可以利用電動機的特性曲 線來進(jìn)行分析。圖84給出了交流繞線感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子附加五段電阻時的特性 曲線。圖84中的橫軸代表電動機力矩 M，而M與卷筒圓周拖動力F成正比，縱 軸代表電動機轉(zhuǎn)數(shù)n,而n與卷筒圓周速度v成正比。電動機的自然特性曲線如圖8 4所示，特性曲線有穩(wěn)定部分和不穩(wěn)定部分。 為了能夠在穩(wěn)定部分運轉(zhuǎn)，加速時，轉(zhuǎn)子可串接附加電阻。串接電阻愈大時，特 性曲線愈軟。提升開始后，由于五段附加電阻全部串接在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)，電動機形成人工 特性曲線Ri。由于Ri曲線所形成 的

34、拖動力矩尚小于提升至開始時的 靜阻力矩Mj,故提升機無法加速。切 除一段電阻后，電動機轉(zhuǎn)入第二條 特性曲線R2上運轉(zhuǎn)。這時的拖動力 矩M'Mj，電動機開始加速。隨著 n的升高，M逐漸減小。為了產(chǎn)生給 定的加速度a,必須在M=M12時繼 續(xù)切除一段電阻，電動機將沿特性 曲線R3運轉(zhuǎn)。如此重復(fù)，直至切除全部電阻，電動機轉(zhuǎn)入自然特性曲線 Rz 運轉(zhuǎn)為止。這個自動加速過程如圖84中折線abcdefghijkl所示。圖中1點的轉(zhuǎn) 速，近似等于電機轉(zhuǎn)速nc。（二）等速階段等速階段在電動機的自然特性曲線 m點運轉(zhuǎn)，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速為ne,由于Rz 特性曲線硬， 圖8-4感應(yīng)電動機的特性曲線 近于水平線，即

35、或靜阻力矩Mj稍有變化，轉(zhuǎn)速也仍十分接近ne。等速階段無需任何控制(三) 減速階段減速階段的控制方法與采用的減速方式有關(guān)。(1) 電動機減速方式與加速階段控制方法相仿，司機適時地將電動機操縱手柄逐漸移回至中性位 置，各段附加電阻逐級串入。工作過程如圖 8-4中的nopqrstuv 折線所示。(2) 機械制動減速方式與采用自由滑行減速方式的控制方法有些相同。 減速開始后，應(yīng)迅速將電動 機操縱手柄移至中性位置。為了防止意外事故，另外有減速開關(guān)。若司機未能及 時移動手柄，減速開關(guān)可自動將電動機自電網(wǎng)斷開。與采用自由滑行減速方式的不同點，在于電動機斷電后應(yīng)及時對提升機施以適當(dāng) 的制動力矩。采用機械制動的制動過程如圖85所示。圖8-5機械制動控制原理方框圖(3) 動力制動減速方式首先簡單介紹有關(guān)動力制動的物理概念。交流電動機與電源斷開后，將其中兩相改接直流電。這時，電動機的定子不 再產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場而是形成一個靜止的磁場，磁場方向如圖 86所示。減速階 段，由于慣性力的作用，電動機轉(zhuǎn)子以順時針