提升與運輸課程設計

1、提升與運輸課 程 設 計 題 目：豎井提升設計學 校：X X X X 院 系：資源與安全工程學院 專 業(yè)：XXXXXXXXXXXX姓 名：XXXXXXXXXXXX學 號: XXXXXXXXX指導老師：XXXXX時 間：2015年6月提升運輸選型與計算1.礦井原始資料該礦年產量140萬噸；礦石密度為2.75t/m3；礦井深度400m，卸載高度Hx=20m，裝載高度Hz=20m；年工作日300d，日工作小時為14h，礦井電壓等級為6kV。2.礦井提升設備礦井提升設備是礦井運輸系統(tǒng)中的咽喉設備，是井下與地面聯(lián)系的主要工具。其用途是把井下的礦石和廢石經井筒提升到地面；下放材料；在地面與井底之間升降人員

2、、設備等。礦井提升設備的主要組成部分是：提升容器、提升鋼絲繩、提升機、天輪和井架以及裝卸附屬裝置等。常用的提升容器是罐籠和箕斗。與罐籠相比，箕斗的優(yōu)點是：自重??；井筒斷面積??；無需增加井筒斷面就能在井下使用大型礦車；裝卸載時間少，生產能力大。經過多方面的比較，本礦采用的是多繩摩擦提升機，箕斗提升（日產量4667t>1000t）。3.提升容器規(guī)格的選擇進行提升設備選型設計時，礦井年產量An和礦井深度Hs為已知條件。當提升容器的類型確定后，還要選擇容器規(guī)格。選擇原則是一次合理提升量應該使得初期投資費和運轉費的加權平均總和最小。 3.1提升高度=+=400+20+20=440m式中 礦井深度，

3、m； 卸載高度，m； 裝載高度，m； 3.2合理提升速度=（0.30.5）=0.4=8.4m/s式中: 最大提升高度，m； 0.30.5系數，當H<200m時取下限，當H>600m時取上限； 提升速度，m/s。3.3估算一次提升循環(huán)時間式中：a為提升加速度，一般a=0.8m/s2；為箕斗低速爬行時間，一般取=12s；為箕斗裝卸載休止時間，一般取=8s。3.4估算小時提升量式中：C為提升不均衡系數；對箕斗C=1.15，罐籠C=1.2，兼作C=1.25； An為礦井設計年產量；=1為提升富裕系數；為提升設備每天工作小時數，一般為14h；為提升設備每年工作日數，一般為300天。3.5計算

4、小時提升次數3.6估算一次合理提升量根據一次合理提升量，選擇DJS(D)1/2-4(8.5)多繩提升底卸式箕斗，主要數據規(guī)格如下表所示:冶金礦山多繩底卸式箕斗系列型號斗箱容積/載重量/t質量/t首繩尾繩直徑/mm根數間距/mm直徑/mm根數間距/mmDJS1/2-448.57.5264250302400箕斗主要技術規(guī)格斗箱內空尺寸/mm最大外形尺寸mm卸載方式長X寬長x寬高1200 x10501623 x15908450底卸3.7計算一次實際提升量實際裝載量:>7.5t已經能滿足生產需求，故之后的計算中取Q=8.5t，進行定量計算。3.8計算一次提升循環(huán)時間3.9計算提升機實際提升速度1

5、0m/s此速度小于礦山規(guī)定的豎井箕斗提升的最大允許速度=12.6m/s.滿足要求。 3.10平衡錘質量 t平衡錘技術規(guī)格名稱外形尺寸mm平衡塊平衡錘質量kg12噸平衡錘長寬全高長x寬mm數量1211019507708605320300344. 提升鋼絲繩選定4.1鋼絲繩的最大懸垂長度 預估計井塔高度=45（m），由于=8.4m/s,取=10（m）。尾繩環(huán)高度：= =10.5（m） 取=11（m）。式中：尾繩環(huán)高度，m； 過卷高度，m； 鋼絲繩的最大懸垂長度見式(2.9)=440+8.45+10+2+5+11=478.45m式中：箕斗全高 過卷高度 導向輪中心距樓層底板面的高度，取=2（m） 導

6、向輪與摩擦輪的中心距,取5m.4.2估算鋼絲繩每米重力1） 繩端荷重：=8.5+7.5=16t=16000kg2）取鋼絲繩抗拉強度=1665N/安全系數=7多繩提升具有如下特點：(1) 根提升鋼絲繩，每根承受的終端荷載為； (2)根尾繩，設每根尾繩每米重力為q，。根據主繩和尾繩每米重力，有等重尾繩，輕尾繩，和重尾繩三種情況。一般多采用等重尾繩，重尾繩也有應用，應避免使用輕尾繩。對等重尾繩，鋼絲繩選擇計算公式為 = =15.4（N/m）式中：Q一次提升量，kg 容器質量，kg據此選擇繩619股圓股鋼絲繩，左右捻各二根，其每米重量p=23.95N/m，即首繩單位長度重量=2.395kg/m。直徑d

7、=26.0mm，繩中最粗鋼絲直徑=1.5mm，全部鋼絲破斷拉力總和為=430170N。尾繩數=2根。尾繩每米重力q:=47.9（N/m）據此選擇繩(11820)847扁鋼絲繩，其單位每米重為56.0N/m，即尾繩單位長度重量為=5.6kg/m。 4.3 鋼絲繩安全系數校核鋼絲繩安全系數校核 = =8.5>7所以所選鋼絲繩合格可用。5.多繩提升機的選擇 多繩提升機的選擇主要是根據鋼絲繩直徑d和計算主導輪的直徑D ，然后根據計算的主導輪直徑選擇標準的多繩提升機。當鋼絲繩與主導輪的圍包角為180°時， D80d；當圍包角大于180 °時D100d。在選擇多繩提升機時，還必須

8、滿足最大靜拉力和最大靜拉力差的條件。1）考慮塔式井塔，設導向輪，滾筒直徑D見式D100d=10026=2600（mm）D1200=12001.7=2040（mm） d-鋼絲繩直徑-鋼絲繩中最粗鋼絲的直徑由此選擇 JKM-2.8/4()型多繩摩擦式提升機，其技術參數見下表： JKM-2.8/4()型多繩摩擦式提升機技術參數摩擦輪直徑=2.8m主導輪變位重量t設計最大鋼絲繩靜張力294kN設計最大鋼絲繩靜張力差88kN減速器減速比I=10.5傳動效率=0.85導向輪直徑導向輪變位質量t2）驗算提升機強度最大靜張力：=16000×9.8+4×23.95×478.45=2

9、02.6<294（kN） 20677（kg） =20677-16000=4677（kg)此處容器的最小自重。最大靜張力差： =Q =85009.8 =83.3（kN）<88（kN）,的實際值均小于設計值，強度校驗合格。3） 摩擦襯墊比壓的校驗摩擦式提升機主導輪上的襯墊作用是：當提升鋼絲繩端部荷載拉緊鋼絲繩，并以一定的正壓力，緊壓在襯墊之間便產生很大的摩擦力，此摩擦力必須保證提升機在各種工作情況下，都不會出現提升鋼絲繩在主導輪上的襯墊上有滑動現象。用作摩擦襯墊的材料，應具有以下的性能：(1) 要有較高的摩擦系數，而且水或油類對摩擦系數的影響要小；(2) 具有較高的耐磨性能，磨損時產生

10、的粉塵，必須是對人體和機器是無害的；(3) 應具有較高的壓強；(4) 材料的來源要廣，價格應低廉，加工和拆裝應比較方便。上述性能中的最主要的是摩擦系數，在壓強和磨損相同的條件下，摩擦系數的提高，將會獲得顯著的經濟效果。上升側靜張力：=Q+p（+）+q=246（kN）下降側靜張力：=+=-Q =246-8.59.8 =162.7（kN）襯墊比壓：= =130N/）允許比壓值一般為150200N/。由于<，所以強度校驗合格。由以上校驗說明，所選JKM-2.8/4()型多繩摩擦式提升機合格可用。6 提升系統(tǒng)的確定1）井塔高度的選擇: =20+0.3+8.45+10+0.12+2+5 =45.8

11、7（m） 取=50（m），井塔選TZD-3.25/4-45A型。式中：卸載高度 箕斗底部距卸載高度的距離 箕斗全高 過卷高度 導向輪樓層地板(包括有關的梁)的厚度 導向輪中心距樓層底板面的高度，取=2（m） 導向輪與摩擦輪的中心距由以上確定=50（m）可取。2）尾繩環(huán)高度 （m） 3）懸垂長度 478.45（m ） 4）主導輪與導向輪之水平中心距： =2.1+1.5-1.625=1.975（m）5）圍包角的確定 = = =194.0 取，則查表得=0.969。7 提升系統(tǒng)總變位質量7.1 變位重量變位重量見式： = 20677+4677+2500+11500+28125=67469kg 式中：

12、電動機的變位重量： =28125（kg）式中：i減速器的速比； ()從電動機產品樣本上查到的回轉力矩，。7.2 變位質量變位質量:=6884.6（kg/m）8 提升設備的運動學提升速度圖的確定：多繩摩擦輪提升機的速度圖和單繩纏繞式提升機相同。即箕斗提升采用六階段速度圖；罐籠提升采用五階段速度圖。由于多繩提升機多用于較深的礦井，更多的是在大型礦井使用，因此，電動機功率大都比較大，使用直流電動機拖動的可能性較單繩提升機為大。當采用直流拖動時，速度圖的加速段可能有二種：一是等加速度：另一種是變加速度，又稱為拋物線加速度。拋物線加速度有以下特點：(1) 加速階段與等速階段的功率式連續(xù)變化的，加速段的尖

13、峰功率較小，因此，要求電動機及變流設備的過載能力較小，加速段啟動功率也小。(2) 加速階段的時間較長，大約為等加速度所需時間的二倍，因此，在同樣的條件下，提升能力較小。由于箕斗提升一般要求有最小的一次提升時間，因而限制了拋物線加速度的速度圖的使用，只有在副井提升，對一次提升時間要求不嚴格的情況下，才考慮選用拋物線加速度的速度圖，以降低電動機，電源設備的過載和電網的高峰負荷。由于本文中屬于主井箕斗提升，因而使用等加速度的速度圖。采用六階段速度圖，如下圖所示:箕斗提升一般采用六階段速度圖，箕斗六階段速度圖如下。8.1確定提升速度=（0.30.5）=0.4=8.4m/s 最大速度取提升機標準速度，

14、m/s。8.2運動學計算安全規(guī)程規(guī)定對于物料提升的加、減速度沒有限制，一般不宜大于1.2m/s2，通常采用0.51m/s2。采礦手冊：=1.5m/s，00.3m/s2，=0.40.8m/s,0.3m/s2 。 已知m，=8.5 m/s，取=5.6m，=1.5m/，=0.9m/s2， 8.2.1初加速階段 8.2.2主加速階段 8.2.3爬行階段 8.2.4減速階段 8.2.5等速階段 8.2.6抱閘停車階段 8.2.7一次提升時間T1及全時間T 8.2.8小時提升次數 8.2.9年生產能力說明提升設備能完成任務。9.動力學計算 公式中K是礦井阻力系數，對于箕斗提升取K=1.15，是空箕斗在卸載

15、曲軌上的自重減輕系數（自重不平衡系數），對于翻轉式箕斗，取0.350.4，是重箕斗在卸載曲軌上載重的減輕系數，對于翻斗式箕斗=0.81.0。 9.1在t0階段開始：0；0.3；0.4 =248708N終了：=5.6m，0.3，0 =217993N 9.2在t1階段開始：=5.6m；0.9m/s2 =257161N終了：；0.9m/s2 =231516N 9.3在t2階段開始：；0 終了：；0 9.4在t3階段開始：；m/s2 =-40907N終了：；m/s2 =-66932N 9.5在t4階段開始：；0 終了：；0；0.4 9.6在t5階段開始：m/s2 終了：；m/s2；0.410. 電動機

16、容量驗算10.1 預選電動機10.1.1 電動機轉數電動機轉數： =716.6（r/min）10.1.2 提升機的最大速度依據取=750r/min，計算提升機的最大速度：= = =10.47m/s10.1.3 預選電動機功率預選電動機功率: =1416.5（kw）式中：K礦井阻力系數，取K=1.11.2，此處取K=1.15 動負載影響系數，當采用自然通風式電動機時，取=1.11.2；當采用強迫通風式的電動機時，取=1.01.05，此處取=1.2。選擇Y6304-8型電動機1臺，查電動機產品樣本，其技術參數見下表： Y6304-8型電動機技術參數額定功率=1600kw額定轉速=743r/min過

17、負載系數=1.8轉子轉動慣量=2000kg.電動機效率=95.8%電壓V=6000v電動機作用于滾筒上的額定拖動力： = =136000（N）10.2等值力法計算容量式中等值力，N； 等值時間，s。 10.3等值功率計算及其校核 式中 等值力法校驗的電動機容量，KW； 電動機在卷筒周圍上的額定力，N； 最大拖動力，N; 電動機最大轉矩與額定轉矩之比； 所選電動機額定容量，KW。11.電能消耗及每千牛礦石電耗 11.1一次提升電耗式中 一次提升所需電耗，度；提升電動機效率，由產品樣本中查出，一般在0.90.93間，取=0.92； 11.2年電耗 11.3每噸礦石電耗 11.4有益電耗 11.5提

18、升設備效率12. 最終方案確定（1）底卸式箕斗選擇DJS(D)1/2-4(8.5)多繩提升底卸式箕斗，主要數據規(guī)格如下表所示:自重=7.5t全高=8450mm有效容積=4提升鋼絲繩數=4繩間距=300mm尾繩數=2實際載重量Q=2.75×4=11t平衡錘技術規(guī)格名稱外形尺寸mm平衡塊平衡錘質量kg12噸平衡錘長寬全高長x寬mm數量121101950770860532030034（2） 鋼絲繩：首繩選擇619股圓股鋼絲繩，左右捻各二根，其每米重量p=23.95N/m，即首繩單位長度重量=2.395kg/m。直徑d=26.0mm，繩中最粗鋼絲直徑=1.5mm，全部鋼絲破斷拉力總和為=43

19、0170N。尾繩數=2根，選擇(11820)847扁鋼絲繩，其單位每米重為5600N/100m，即尾繩單位長度重量為=5.6kg/m。(3)摩擦式提升機：JKM-2.8/4()型多繩摩擦式提升機 JKM-2.8/4()型多繩摩擦式提升機技術參數摩擦輪直徑=2.8m主導輪變位重量t設計最大鋼絲繩靜張力294kN設計最大鋼絲繩靜張力差88kN減速器減速比I=10.5傳動效率=0.85導向輪直徑導向輪變位質量t(4) 井塔選TZD-3.25/4-45A型(5) 電動機：選擇Y6304-8型型電動機1臺，其技術參數見下表： Y6304-8型型電動機技術參數額定功率=1600kw額定轉速=743r/min過負載系數=1.8轉子轉動慣量=2000kg.電動機效率=95.8%電壓V=6000v13. 學習總結 終于做完了，感覺要完成不難，但要完成的好，不容易。由于教材沒有完整實例參考，而且選擇的提升系統(tǒng)不同，計算也會有差別，通過查課件，書本，采礦手冊，以及網上別人做的提升系統(tǒng)設計，先弄懂要做的設計步驟，再要理解每個公式的含義，以及公式中的參數選取，還有公式計算，總之