立井多繩課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(參考)

1、摘 要礦井提升運(yùn)輸是采煤生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，井下各工作面采掘下來(lái)的煤或矸石，由運(yùn)輸設(shè)備經(jīng)井下巷道運(yùn)到井底車(chē)場(chǎng)，然后再用提升設(shè)備提至地面。人員的升降，材料、設(shè)備的輸送，也都要通過(guò)運(yùn)輸設(shè)備來(lái)完成?！斑\(yùn)輸是礦井的動(dòng)脈，提升是咽喉”形象地描述了礦井提升運(yùn)輸系統(tǒng)的工作過(guò)程與重要作用。現(xiàn)階段我國(guó)礦井立井提升主要有兩中方式：?jiǎn)卫K纏繞提升系統(tǒng)和多繩摩擦提升系統(tǒng)。同單繩纏繞提升機(jī)想比多繩摩擦提升具有以下優(yōu)點(diǎn)：1) 安全可靠2) 可以選用直徑較細(xì)的提升鋼絲繩，并使主導(dǎo)輪直徑降低。3) 偶數(shù)鋼絲繩，采用相同數(shù)量的左右捻可以抵消鋼絲繩在運(yùn)行中產(chǎn)生的扭力。4) 改善了鋼絲繩的彎曲受力狀況。5) 特別適合大提升量、大井

2、深提升。不過(guò)多繩摩擦提升機(jī)是依靠提升鋼絲繩在主導(dǎo)輪的襯墊間產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)行提升的，所以提升鋼絲繩在襯墊上沒(méi)有滑動(dòng)現(xiàn)象是保證提升設(shè)備安全運(yùn)行的最重要條件。但隨著科學(xué)技術(shù)的日趨發(fā)展，提升機(jī)的控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)已日趨完善，因而，多繩摩擦式提升機(jī)必將更多地取代纏繞式提升機(jī)。從1938年開(kāi)始使用第一臺(tái)多繩提升機(jī)，到1948年以前，全世界總共有六臺(tái)多繩摩擦式提升機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)，到1959年未，已經(jīng)有240多臺(tái)。而近些年來(lái)，使用多繩提升機(jī)的國(guó)家已經(jīng)越來(lái)越多。本次設(shè)計(jì)的課題為煤礦主井提升機(jī)的選型設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我除了要對(duì)煤礦提升系統(tǒng)所用的重要設(shè)備的選型、特點(diǎn)有初步的了解，還要在設(shè)計(jì)的過(guò)程中運(yùn)用自己在大學(xué)四年里所學(xué)到

3、的知識(shí)，完成這次設(shè)計(jì)。充分實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐想結(jié)合，一發(fā)面對(duì)自己四年所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一次全方位的溫習(xí)，另一方面也為以后參加工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)在滿(mǎn)足生產(chǎn)的條件下，盡可能降低成本，并能滿(mǎn)足一定的富裕系數(shù)而且達(dá)到以下的任務(wù)及要求：1）提升容器的的設(shè)計(jì)計(jì)算；2）鋼絲繩的計(jì)算和選擇；3）提升機(jī)的天輪、主導(dǎo)向輪的確定；4）提升系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析和計(jì)算；5）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)6）提升機(jī)機(jī)房平面布置圖、提升系統(tǒng)圖的繪制關(guān)鍵詞：提升機(jī) 多繩摩擦式 選型Abstract 前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)作為對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的綜合性檢驗(yàn)，作為大學(xué)生走向工作崗位前的一項(xiàng)系統(tǒng)性訓(xùn)練，具有重要意義。它不僅是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所

4、學(xué)理論知識(shí)和技能，解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要環(huán)節(jié)之一，而且是衡量畢業(yè)生是否達(dá)到相應(yīng)學(xué)力層次的重要依據(jù)。它將總結(jié)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)成果,鍛煉和開(kāi)發(fā)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力.，因而是由理論走向?qū)嵺`必不可少的臺(tái)階。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主題是對(duì)煤礦主井提升機(jī)的選型設(shè)計(jì)。礦山提升機(jī)是礦山大型固定機(jī)械之一，也是煤礦重要設(shè)備之一，俗有 “ 礦井咽喉”之稱(chēng);其擔(dān)負(fù)著沿井筒提升煤炭、研石，下放材料及升降人員和設(shè)備的任務(wù)，它的工作狀態(tài)直接關(guān)系到整個(gè)礦井的安全生產(chǎn)。通過(guò)在淮南的新莊孜煤礦幾天的參觀實(shí)習(xí)，使我對(duì)煤礦主井的提升設(shè)備（主要是提升機(jī)）有了一個(gè)從感性到理性的了解。礦井提升機(jī)主要包括單繩纏繞式和多繩摩擦式兩種。而多

5、繩摩擦式提升機(jī)又分為兩種類(lèi)型:一種稱(chēng)為塔式多繩摩擦提升機(jī);一種稱(chēng)落地式多繩摩擦提升機(jī)。通過(guò)這次畢業(yè)實(shí)習(xí)及平時(shí)上課時(shí)老師的講解，因而使得我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中能夠更好的把握要點(diǎn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)主要有九章。包括從提升機(jī)的容器選擇、鋼絲繩的選擇、導(dǎo)向輪天輪的相對(duì)位置、以及電動(dòng)機(jī)的選擇和校核等多方面對(duì)提升機(jī)所進(jìn)行的一個(gè)系統(tǒng)性設(shè)計(jì)。在該次設(shè)計(jì)中承蒙張安寧老師、梁超老師、尹中會(huì)老師的審查并提供了許多寶貴意見(jiàn)和資料。同時(shí)在畢業(yè)實(shí)習(xí)過(guò)程中，也得到了各實(shí)習(xí)單位的部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)，和各車(chē)間領(lǐng)導(dǎo)與技術(shù)人員，師傅們的幫助。在此一并表示感謝。由于編者水平所限及設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促，書(shū)中不足及錯(cuò)漏之處在所難免，敬請(qǐng)各位老師和讀者批評(píng)

6、指正。 1 提升方案的確定及提升設(shè)備的選型1.1、提升方案的確定礦井提升運(yùn)輸是采煤生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。井下各工作面采掘下來(lái)的煤或矸石，由運(yùn)輸設(shè)備經(jīng)井下巷道運(yùn)到井底車(chē)場(chǎng)，然后再用提升設(shè)備提至地面。人員的升降，材料，設(shè)備的輸送，也都要通過(guò)提升設(shè)備來(lái)完成?！斑\(yùn)輸是礦井的動(dòng)脈，提升是咽喉”形象的描述了提升運(yùn)輸系統(tǒng)的工作過(guò)程與重要作用。因而在選擇提升設(shè)備之前，首先應(yīng)確定合理的提升方式，這對(duì)提升設(shè)備的選型，對(duì)礦山的基礎(chǔ)投資，生產(chǎn)能力，生產(chǎn)效率及噸煤成本都有直接的影響，在具體設(shè)計(jì)工作中，要根據(jù)礦井的具體條件，提出若干可行方案，然后對(duì)基建投資，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，技術(shù)的先進(jìn)性諸方面進(jìn)行技術(shù)比較，同時(shí)還要考慮到我國(guó)提升

7、設(shè)備的生產(chǎn)及供應(yīng)情況，才能決定比較合理的方案。多繩摩擦式提升與單繩纏繞式提升比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是：1、提升高度不受滾筒容繩量的限制，適用于深井提升；2、載荷是由數(shù)根鋼絲繩承擔(dān)，故鋼絲繩直徑載荷下單繩提升??；3、摩擦掄直徑顯著減??；4、由于摩擦輪的直徑小，回轉(zhuǎn)力矩減小，在提升載荷相同的情況下，多繩摩擦式提升機(jī)的質(zhì)量比單繩纏繞式小1/41/5提升電動(dòng)機(jī)的容量和耗電量也相應(yīng)降低，設(shè)備的效率高。5、摩擦輪的直徑較小，在相同的速度下，可以使用轉(zhuǎn)速較高的電動(dòng)機(jī)和較小的減速箱。6、鋼絲繩是搭放在摩擦輪上，減小鋼絲繩的彎曲次數(shù)，改善了鋼絲繩的工作條件。7、采用偶數(shù)根鋼絲繩，鋼絲繩的捻向是左右捻各半，消除了提升容

8、器在提升過(guò)程中的轉(zhuǎn)動(dòng)，減小了容器的罐耳對(duì)罐道的摩擦阻力。8、數(shù)根鋼絲繩同承受載荷，提升工作的安全性大為提高，世界各國(guó)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，數(shù)根鋼絲繩同時(shí)被拉斷的可能性極小，因此可以不再使用防墜器，從而減小了提升容器的重量。正是由于以上優(yōu)點(diǎn)，多繩摩擦提升機(jī)在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，因而根據(jù)上述等情況本設(shè)計(jì)決定采用多繩摩擦式提升系統(tǒng)。1.2、選型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.2.1 設(shè)計(jì)的依據(jù)1. 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)年產(chǎn)量：An=120萬(wàn)噸2. 工作制度：年工作日=300，日工作小時(shí)=14小時(shí)3. 礦井深度：Hs=450m4. 卸載水平與井口的高差：=18m5. 裝載水平與井下運(yùn)輸水平的高差：Hz=32m6. 散煤容重

9、：=0.95t/m37 提升方式：落地式多繩摩擦提升1.2.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1. 計(jì)算并選擇提升容器2. 計(jì)算并選擇鋼絲繩3. 計(jì)算滾筒直徑并選擇提升機(jī)和天輪4. 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的計(jì)算5. 提升機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)計(jì)算6. 電動(dòng)機(jī)的功率驗(yàn)算7. 計(jì)算噸煤電耗及效率8. 多繩摩擦提升機(jī)的防滑驗(yàn)算1.3、落地式多繩摩擦提升系統(tǒng)的組成及工作原理1.3.1 提升系統(tǒng)的組成 礦井提升設(shè)備的主要組成部分包括：提升機(jī)、提升鋼絲繩、提升容器、天輪、井架以及裝卸載附屬設(shè)備。1.3.2 提升設(shè)備的工作原理 圖1-1為豎井箕斗提升系統(tǒng)示意圖。井下的煤車(chē)通過(guò)井底車(chē)場(chǎng)巷道中的翻籠（翻車(chē)機(jī)）將煤卸入井下煤倉(cāng)9中，再通

10、過(guò)裝載設(shè)備11將煤裝入停在井底的箕斗4中。此時(shí)，另一條鋼絲繩所懸掛的箕斗則位于井架3上的卸載曲軌5內(nèi)，將煤卸入井口煤倉(cāng)6中。兩個(gè)箕斗也是通過(guò)兩條鋼絲繩繞過(guò)天輪，由提升機(jī)滾筒帶動(dòng)在井筒中作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行提升工作，從而完成提升任務(wù)。 圖1-1 豎井基斗提升系統(tǒng)原理圖1- 提升機(jī)；2-天輪； 3-井架；4-箕斗；5-卸載曲軌；6-井口煤倉(cāng)7- 鋼絲繩；8-翻車(chē)機(jī)；9-井底煤倉(cāng)；10-給煤機(jī)11-裝載設(shè)備2提升容器的選擇提升容器是直接裝運(yùn)煤炭、礦石、矸石、人員、材料、及設(shè)備的工具。主要有箕斗、罐籠、礦車(chē)、斜井人車(chē)、和吊桶五種。其中礦車(chē)和斜井人車(chē)主要用于斜井，吊桶是立井鑿井時(shí)使用的提升容器，箕斗和罐

11、籠在礦井中應(yīng)用最多?？紤]到設(shè)計(jì)任務(wù)的設(shè)計(jì)參數(shù)以及經(jīng)濟(jì)效果和礦井的實(shí)際情況，在這兒首選箕斗提升。選擇箕斗即確定一次提升量是整個(gè)選型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，可用不同的方法選擇箕斗。但目前“一次合理提升量法”最常用，起步驟為：2.1、確定合理的經(jīng)濟(jì)速度 = (0.30.5); 公式2-1式中：H 提升高度，m；H= 公式2-2 卸載高度，m；=18m Hz 裝載高度，m；Hz=32m Hs 礦井深度，m；Hs=450m一般情況下多取中間值進(jìn)行設(shè)計(jì)，即=0.4, =0.4=8.942.2、根據(jù)經(jīng)濟(jì)提升速度，估算一次提升循環(huán)時(shí)間=+ + 公式2-3 =+10+12 =89.10s式中： 提升加速度；在以下范圍內(nèi)選取

12、，升降人員時(shí)，升降物料時(shí)，這里取 箕斗在卸載曲軸內(nèi)爬行時(shí)間，可暫取=10s 休止時(shí)間，箕斗休止時(shí)間按參考資料礦井提升設(shè)備中的規(guī)格表這里暫取表21 箕斗休止時(shí)間箕斗規(guī)格，t<689121620休止時(shí)間，s8101216202.3、確定一次合理提升量根據(jù)礦井年產(chǎn)量及估算出的一次提升循環(huán)時(shí)間，即可求出一次合理的提升量為： ，t/次 公式2-4 = =9.76t/次式中： An礦井年產(chǎn)量，t/年； C 提升不均衡系數(shù)，對(duì)于主井提升設(shè)備，箕斗提升C=1.15，罐籠提升C=1.2，混合提升C=1.25 提升富裕系數(shù)，主井提升設(shè)備對(duì)第一水平應(yīng)留有1.2的富裕系數(shù) 提升設(shè)備年工作日，=300天 r 提升

13、設(shè)備的日工作小時(shí)，r=14小時(shí)2.4、選擇標(biāo)準(zhǔn)箕斗根據(jù)計(jì)算出的一次合理的經(jīng)濟(jì)提升量，查箕斗規(guī)格表，選擇標(biāo)準(zhǔn)箕斗。在不加大提升機(jī)規(guī)格條件下可優(yōu)先考慮選用較大容量的箕斗。通過(guò)比較這里試選擇JDS-12/110×4型箕斗。2.5、核算箕斗一次合理提升量 公式2-5=0.95×13.2=12.54噸式中：箕斗的容積,m3煤的松散比重由計(jì)算可得所選箕斗合格滿(mǎn)足要求，所選取的箕斗其型號(hào)和技術(shù)參數(shù)如下：表22箕斗型號(hào)罐道有效容積m3提升鋼絲繩箕斗自身重量JDS-12/110×4鋼絲繩罐道 13.2 四根11.5t本次設(shè)計(jì)采用的是同側(cè)裝卸式箕斗的優(yōu)點(diǎn)在于，裝卸方便，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

14、化生產(chǎn)，有效的提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)箕斗休止時(shí)間取12秒。2.6、根據(jù)所選的箕斗型號(hào)，計(jì)算一次提升循環(huán)所需要的時(shí)間 公式2-6 = =114.50s式中：Q箕斗的一次合理提升量2.7、計(jì)算實(shí)際提升速度v將上面所求得的時(shí)間帶入可得提升機(jī)的實(shí)際速度為：，m/s 公式2-7 = =5.87m/sv是選擇提升機(jī)標(biāo)準(zhǔn)速度的一個(gè)依據(jù),按v在提升機(jī)技術(shù)性能表中選用相近的標(biāo)準(zhǔn)速度。3. 提升鋼絲繩的選擇計(jì)算3.1、主提升鋼絲繩的選擇注意纏繞式和摩擦式的區(qū)別提升鋼絲繩的用途是懸吊提升容器并傳遞動(dòng)力。當(dāng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)鋼絲繩帶動(dòng)容器沿井筒運(yùn)動(dòng)，所以鋼絲繩是礦山提升設(shè)備的一個(gè)重要組成部分，它對(duì)礦井提升的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)

15、起著重要作用。由于鋼絲繩的種類(lèi)很多，其用途和工作環(huán)境也各不同，考慮到各種原因，所以多繩摩擦提升機(jī)的主提升鋼絲繩最好選用鍍鋅三角股鋼絲繩，因三角股鋼絲繩表面圓整光滑耐磨，而疲勞性能好，壽命長(zhǎng)，有利于提高摩擦襯墊的使用壽命和改善防滑條件，主提升鋼絲繩用數(shù)一般為偶數(shù)根，根據(jù)我國(guó)煤礦的使用經(jīng)驗(yàn)，最好采用四根或者是六根，優(yōu)先采用四根，為減少提升過(guò)程中的橫向旋轉(zhuǎn)，所用的主繩應(yīng)半數(shù)左捻，半數(shù)右捻，并且交錯(cuò)排列懸掛。3.1.1、多繩提升的主提升鋼絲繩需要的每米的質(zhì)量為： 公式3-1 = =式中：一次提升貨載重量，；主提升鋼絲繩的根數(shù)；主提升鋼絲繩的公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度，取1400Mpa；鋼絲繩密度，三角股鋼絲繩的密度

16、為9700鋼絲繩的懸垂長(zhǎng)度， = 500 +10 +33.7 = 543.7 m提升高度 =卸載高度 箕斗箱高度，可按下式計(jì)算：箕斗全高 （14450mm） 連接裝置的高度（3750mm） 尾繩環(huán)的高度 =+=m 過(guò)卷高度，是指容器從正常卸載位置提升到容器的任一部分與天輪緣時(shí)所走的距離。煤礦安全規(guī)程規(guī)定：立井提升的過(guò)卷高度和過(guò)放距離，對(duì)于罐籠和箕斗提升，不得小于下表所列數(shù)值：表3-1 過(guò)卷高度和過(guò)放距離提升速度/m.-146810過(guò)卷高度和過(guò)放距離/ m4.04.756.68.2510.0這里取過(guò)卷高度Hg=8.5 防撞梁底至導(dǎo)向梁底層面的高度 =11.25 導(dǎo)向輪中心高出導(dǎo)向輪層面的高度 鋼

17、絲繩安全系數(shù),對(duì)于多繩用的新鋼絲繩煤礦安全規(guī)程規(guī)定,當(dāng)專(zhuān)為升降物料時(shí)：=6.93這里取=7.0計(jì)算出以后，從鋼絲繩規(guī)格表中選取與其接近的標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩。根據(jù)附表I17選取股321470特甲鍍左，右捻各兩根，破斷拉力總和668537單位重量4.53/m 3.1.2、鋼絲繩安全系數(shù)的校驗(yàn)： 公式3-2 = =7.41>故所選的鋼絲繩校驗(yàn)合格，符合要求。式中：所選鋼絲繩所有鋼絲的破斷拉力之和一次提升的貨載的重力容器的自重鋼絲繩每米的重力3.2、尾繩的選擇纏繞式?jīng)]有尾繩平衡尾繩是為了平衡提升鋼絲繩的重力設(shè)置的，由于它負(fù)擔(dān)自重而無(wú)其他的載荷，因此對(duì)材料的抗拉強(qiáng)度無(wú)特殊要求，但為了安全而要求它具有旋轉(zhuǎn)不

18、旋轉(zhuǎn)等特點(diǎn)，因此以前長(zhǎng)采用扁鋼絲繩，但扁鋼絲繩制作效率低，價(jià)格貴，目前我國(guó)大多數(shù)礦井改用不旋轉(zhuǎn)的圓股鋼絲繩，作平衡尾繩。作平衡尾繩的鋼絲繩，其抗拉強(qiáng)度可選用的。我國(guó)廣泛的采用的等重尾繩的單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為： 公式3-3 = =7.6/m根據(jù)計(jì)算出來(lái)的尾繩單位質(zhì)量，查鋼絲繩規(guī)格表，選取6×37圓股鋼絲繩。尾繩的長(zhǎng)度計(jì)算 H尾 公式3-4 =2×10+500=520m3.3、所選擇的鋼絲繩和尾繩的型號(hào)與技術(shù)參數(shù)如下表：表3-2鋼絲繩種類(lèi)抗拉強(qiáng)度數(shù)量單位質(zhì)量直徑破斷拉力之和6（37）股-32-1470-特-甲-鍍-左（右）1470Mpa4根4.73kg/m32mm682186

19、15;37股圓股鋼絲繩1400Mpa2根9.36kg/m52mm4.提升機(jī)主導(dǎo)向輪和天輪的選擇4.1、主導(dǎo)向輪的計(jì)算與選型4.1.1、摩擦輪的直徑計(jì)算摩擦輪直徑的計(jì)算原則與單繩纏繞式提升機(jī)相同，即，使鋼絲繩在摩擦輪上的彎曲應(yīng)力較小為主要原則。有導(dǎo)向輪時(shí)：無(wú)導(dǎo)向輪時(shí)： 落地式多繩摩擦提升機(jī)的選型應(yīng)按有導(dǎo)向輪計(jì)算，即：4.1.2、提升系統(tǒng)的最大靜張力和最大靜張力差的計(jì)算：最大靜張力差為： 公式4-1 =316581.6N最大靜張力差為： 公式4-2 = =123872N式中：不平衡系數(shù)= =-0.2×9.8=-1.96根據(jù)計(jì)算所得的查多繩摩擦提升機(jī)規(guī)格表選擇提升機(jī)，其型號(hào)與技術(shù)參數(shù)如下：

20、表4-1型號(hào)摩擦輪直徑鋼絲繩根數(shù)鋼絲繩最大靜張力差鋼絲繩最大靜張力鋼絲繩最大直徑鋼絲繩間距最大提升速度天輪直徑變位質(zhì)量JKMD3.5×43.5m4140KN525KN35mm300mm13m/s3.5m13000kg4.1.3.驗(yàn)算主導(dǎo)向輪襯墊的比壓，由于采用四繩系統(tǒng)，比壓用下式計(jì)算： 公式4-3= 式中：提煤上升繩股的靜張力 公式4-4 = 提煤下降繩股的靜張力 公式4-5 上述實(shí)際比壓小于橡膠類(lèi)襯墊允許比壓值14kg/cm2，更小于塑料襯墊允許值20kg/cm2。無(wú)論采用何種襯墊都符合要求。本設(shè)計(jì)綜合實(shí)用和經(jīng)濟(jì)的情況，決定采用橡膠聚氨酯摩擦材料。4.2、天輪（多繩導(dǎo)向輪）的選擇根

21、據(jù)主導(dǎo)輪的的型號(hào)，選取與之配合的天輪其型號(hào)為，其主要參數(shù)如下：表4-2天輪型號(hào)直徑變位質(zhì)量繩槽半徑兩軸承中心距3500mm1133kg16.5mm1000mm5提升機(jī)與井筒的相對(duì)位置的計(jì)算提升機(jī)對(duì)于井筒的相對(duì)位置，系根據(jù)卸載作業(yè)的方便，地面運(yùn)輸?shù)暮?jiǎn)化以及設(shè)備運(yùn)行的安全而定。所有這些都應(yīng)在礦井工業(yè)廣場(chǎng)的總體布置中解決。5.1、井架高度井口水平至下天輪軸心的距離： 公式5-1 式中：防撞梁離下天輪中心的距離為了計(jì)算井架的高度，需先確定上下兩組天輪的中心距e，e值取的過(guò)大，以致兩條鋼絲繩弦互相平行，主導(dǎo)輪的圍包角只能是180度，這時(shí)如欲增大圍包角防止鋼絲繩打滑時(shí)，必須在主導(dǎo)輪的出繩附近加設(shè)導(dǎo)向輪。這

22、不僅使系統(tǒng)復(fù)雜，且增大了維護(hù)的工作量。如值取的過(guò)小，增加圍包角是其優(yōu)點(diǎn)，但在井架附近的上下兩條鋼絲繩弦距離過(guò)近，運(yùn)轉(zhuǎn)中如果繩弦振動(dòng)而使兩繩相互碰撞也是極不安全的?？紤]如上因素后，本方案取e=5m，從而井架高度為: 公式5-25.2、卷筒中心線(xiàn)至井筒中心線(xiàn)的水平距離確定原則：提升機(jī)房基礎(chǔ)不與井架基礎(chǔ)想接觸，避免由于井架震動(dòng)，引起提升機(jī)房及提升機(jī)房基礎(chǔ)的震動(dòng)和損壞。因而其最小距離應(yīng)滿(mǎn)足經(jīng)驗(yàn)公式： 公式5-3 式中： D卷筒直徑，m這里取m5.3、鋼絲繩的弦長(zhǎng)的計(jì)算鋼絲繩弦長(zhǎng)是指與卷筒接觸點(diǎn)與天輪接觸點(diǎn)的距離。根據(jù)理論研究，鋼絲繩弦橫向振動(dòng)的自振頻率與繩弦長(zhǎng)度及提升高度有關(guān)。主要決定于繩弦長(zhǎng)度，當(dāng)超

23、過(guò)60m時(shí)，其自振頻率與提升機(jī)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的任何規(guī)則沖擊，通常都可能激發(fā)繩弦產(chǎn)生激烈的橫向振動(dòng)，因而通常限制弦長(zhǎng)在60m以?xún)?nèi)。對(duì)弦長(zhǎng)計(jì)算，一般采用以下公式：下弦長(zhǎng)： 公式5-4 = =式中：主導(dǎo)向輪高出井口水平的距離取4.5m兩箕斗中心距離中心距離，查箕斗規(guī)格表可知2.1m上弦長(zhǎng)： 公式5-5 = =當(dāng)弦長(zhǎng)因特殊原因超過(guò)60m時(shí)，可在地面適當(dāng)?shù)胤郊釉O(shè)拖繩輪以減少繩弦振動(dòng)。5.4、鋼絲繩的仰角： 鋼絲繩弦對(duì)水平線(xiàn)所構(gòu)成的仰角，應(yīng)按提升技術(shù)要求的規(guī)定值檢驗(yàn)。JK系列提升機(jī)曾限定下出繩角不得小于，這是考慮下出繩角過(guò)小時(shí)，鋼絲繩有可能與提升機(jī)基礎(chǔ)相接觸，造成鋼絲繩磨損。 上出繩角： 公式5-6 = =

24、 下出繩角： 公式5-7 = = 由上計(jì)算可知：下出角遠(yuǎn)大于，故鋼絲繩不會(huì)接觸提升機(jī)的機(jī)架或基礎(chǔ)，所以不會(huì)對(duì)鋼絲繩造成磨損。 5.5、鋼絲繩繞過(guò)主導(dǎo)輪的實(shí)際圍包角， 上下出繩角差： 公式5-8 = 故鋼絲繩繞過(guò)主導(dǎo)輪的實(shí)際圍包角為： 弧度由以上計(jì)算可得提升機(jī)的井筒及其天輪的相對(duì)位置圖如下： 圖5-1 天輪及井架位置圖6運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)計(jì)算6.1、預(yù)選提升機(jī)電動(dòng)機(jī)為了對(duì)提升設(shè)備進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算，應(yīng)預(yù)選提升電動(dòng)機(jī)。在進(jìn)行提升設(shè)備的方案比較時(shí)，也需要初步選擇電動(dòng)機(jī)。礦井提升電動(dòng)機(jī)有交流和直流兩類(lèi)。本次初步方案選用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，直流拖動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速性能好、電耗小、易于自動(dòng)化。初選電動(dòng)機(jī)的依據(jù)是：電動(dòng)機(jī)的

25、功率，轉(zhuǎn)數(shù)及電壓等級(jí)三個(gè)方面的要求：6.1.1電動(dòng)機(jī)的估算功率： 公式6-1 1100式中：提升電動(dòng)機(jī)的估算功率,前面計(jì)算的提升機(jī)提供的速度,m/s礦井阻力系數(shù)，箕斗提升考慮到提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有加減速度及鋼絲繩應(yīng)力等因素，影響系數(shù)，箕斗提升，這里取聯(lián)軸器效率，由于本系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)與提升機(jī)直接相聯(lián)，采用鋼性聯(lián)軸器。6.1.2電動(dòng)機(jī)的估算轉(zhuǎn)數(shù)： 公式6-2根據(jù)計(jì)算出來(lái)的與，選擇電機(jī)的型號(hào)為：，額定功率為：，選擇額定轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，過(guò)載系數(shù) 6.1.3 確定提升機(jī)的實(shí)際最大提升速度 公式6-3最大提升速度要供煤礦安全規(guī)程的限制，對(duì)于立井升降物料時(shí)，最大提升速度不得超過(guò)下式求得的數(shù)值：； 故所選的電動(dòng)

26、機(jī)符合煤礦安全規(guī)程的限制，故所選的電機(jī)符合要求。所選的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)如下表6-1電動(dòng)機(jī)的型號(hào)額定功率額定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過(guò)載系數(shù)1250kw6.2、為計(jì)算總變位質(zhì)量，我們可首先分別計(jì)算出各運(yùn)動(dòng)部件的變位質(zhì)量。然后相加即可，各運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量的變位原則，必須保證該部件在變位前后的功能相等。6.2.1、提升系統(tǒng)中有三部分作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，既提升載荷，提升容器和提升鋼絲繩，他們直接作用于滾筒圓周上，其速度和加速度就是滾筒周?chē)系乃俣群图铀俣取Ｋ圆挥米兾?，它們本身的質(zhì)量就是變位質(zhì)量。直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)部分的變位質(zhì)量為： 公式6-4 式中：一根鋼絲繩總長(zhǎng)度, ； 公式6-5尾繩長(zhǎng)度,m6.2.2、提升系統(tǒng)還有三部分

27、作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即提升機(jī)，天輪和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，在提升過(guò)程中這些部件各運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)都圍繞自己的軸，以不同的回轉(zhuǎn)半徑和回轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，需要把它們變位到滾筒圓周上，則各部件變位后的質(zhì)量值就不等于它們?cè)瓉?lái)的數(shù)值。提升機(jī)的變位質(zhì)量和天輪的變位質(zhì)量可以在它們的技術(shù)參數(shù)規(guī)格表中查出，不必計(jì)算，只有電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的變位質(zhì)量需要計(jì)算。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的變位質(zhì)量，由下式計(jì)算求得： 公式6-6式中：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量, ，提升機(jī)滾筒的半徑, m6.2.3、則提升系統(tǒng)中的變位質(zhì)量： 公式6-7 6.3、提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算6.3.1、提升設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律 提升設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，主要取決于提升容器在井筒中的運(yùn)行規(guī)律，而容器的運(yùn)行規(guī)律與容器的類(lèi)

28、型及控制方法等有密切關(guān)系。6.3.2、提升加速度的確定 1、箕斗提升初加速度的確定為了保證提升開(kāi)始時(shí)空箕斗對(duì)卸載曲軌及井架的沖擊不致過(guò)大，箕斗離開(kāi)卸載曲軌時(shí)的速度被限制在，所以加速度為： 公式6-8目前大量通用的箕斗卸載曲軌行程為，所以加速度為：故箕斗的提升初速度取2、主加速度的確定主加速度是按經(jīng)濟(jì)的原則來(lái)確定的，主加速度的大小受煤礦安全規(guī)程，減速箱強(qiáng)度，電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷能力三方面的限制，本系統(tǒng)沒(méi)有減速箱所以只從煤礦安全規(guī)程 和電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷能力兩方面考慮。（1）、煤礦安全規(guī)程中提升加減速度的限制：一般在豎井升降物料，加速度最大不能超過(guò)1.2m/s2（2）、按電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷能力來(lái)確定，電動(dòng)機(jī)的最大

29、平均出力應(yīng)大于或等于加減速階段實(shí)際所需的最大出力，即： 公式6-9 即式中：電動(dòng)機(jī)的額定出力，N 公式6-10綜合兩種情況取3、減速度的確定根據(jù)實(shí)際情況及安全性考慮，本系統(tǒng)決采用電氣制動(dòng)與機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合的制動(dòng)方法來(lái)完成提升系統(tǒng)的制動(dòng)，所以減速度的大小要符合機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩方面的要求。（1）、采用機(jī)械制動(dòng)減速時(shí)，為了避免閘瓦過(guò)度發(fā)熱和磨損，制動(dòng)力應(yīng)不大于0.3Q即： 公式6-11即： （2）、采用電器制動(dòng)，是用電動(dòng)機(jī)緩慢減速，即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子附加電阻再逐級(jí)接入轉(zhuǎn)子回路，使電動(dòng)機(jī)在較軟的人工特性上運(yùn)行。為了能較好地控制電機(jī)，這時(shí)出力應(yīng)不小于35%的額定值，即： 公式6-12所以當(dāng)采用電動(dòng)機(jī)減速方

30、式時(shí)，其減速度為： 根據(jù)以上計(jì)算的兩個(gè)結(jié)果，綜合實(shí)際情況選取6.3.3、速度圖參數(shù)的計(jì)算速度圖是驗(yàn)算設(shè)備的提升能力，選擇提升機(jī)控制設(shè)備及動(dòng)力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)。各類(lèi)速度圖的計(jì)算方法大致相同。1、 卸載曲軌中初加速度時(shí)間： 公式6-132、 箕斗在卸載曲軌的行程：3、 主加速時(shí)間： 公式6-144、 主加速階段行程： 公式6-155、 主減速階段時(shí)間： 公式6-166、 主減速階段行程： 公式6-177、 爬行時(shí)間： 公式6-18式中、從下表中查出表6-2表格爬行階段自動(dòng)控制手動(dòng)控制箕斗距離h42.53.35.0速度v40.5（定量裝載）0.4（舊式裝載設(shè)備）8、 抱閘時(shí)間，可定為1s，行程很小，可考

31、慮包括在爬行距離內(nèi)不另行計(jì)算，減速度一般取1m/s29、 等速階段的行程： 公式6-19 10、 等速階段的時(shí)間： 公式6-2011、一次提升循環(huán)時(shí)間： 公式6-21 6.4、提升設(shè)備動(dòng)力學(xué)計(jì)算提升開(kāi)始時(shí)，故拖動(dòng)力： 公式6-22 出曲軌時(shí)：，故拖動(dòng)力：主加速階段開(kāi)始，故拖動(dòng)力： 公式6-23 主加速階段結(jié)束，故拖動(dòng)力： 等速階段開(kāi)始，故拖動(dòng)力： 公式6-24等速階段結(jié)束，故拖動(dòng)力： 減速階段開(kāi)始，故拖動(dòng)力： 公式6-25 減速階段結(jié)束，故拖動(dòng)力： 爬行階段開(kāi)始，故拖動(dòng)力： 公式6-26爬行階段結(jié)束，故拖動(dòng)力： 根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果，繪出箕斗提升速度圖和力圖。 圖6-1箕斗提升速度圖圖6-2箕斗

32、提升受力圖7電動(dòng)機(jī)功率的驗(yàn)算7.1、提升機(jī)等效容量的計(jì)算：有了提升工作圖后，就可以對(duì)預(yù)選的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行功率校核，對(duì)提升設(shè)備進(jìn)行電耗幾效率的計(jì)算。本章進(jìn)行的是對(duì)電動(dòng)機(jī)功率的驗(yàn)算。7.1.1、等效時(shí)間的計(jì)算：對(duì)于自帶風(fēng)扇裝置的電動(dòng)機(jī)，其散熱條件則與電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)，轉(zhuǎn)數(shù)高時(shí)風(fēng)扇散熱條件好，低時(shí)散熱條件差，休止時(shí)間散熱條件最差。故對(duì)于自帶扇風(fēng)裝置電動(dòng)機(jī)的等效時(shí)間為： 公式7-1 s式中：考慮電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的散熱不良系數(shù)，一般取交流電機(jī)：；直流電機(jī)：；考慮停車(chē)間歇時(shí)間的散熱不良系數(shù)，一般取交流電機(jī)：；直流電機(jī)：；7.1.2、等效力的計(jì)算在一次提升過(guò)程中，由于拖動(dòng)力和速度不同，因此電動(dòng)機(jī)繞組中的電流和產(chǎn)生的熱量也不一樣，為了簡(jiǎn)化，用一個(gè)定負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的固定力和最大提升速度，作為選擇電動(dòng)機(jī)容量的依據(jù)，這個(gè)固定力叫做等效力