本科畢業(yè)論文礦井提升設(shè)備選型設(shè)計

1、河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文專 業(yè)：機械電子工程 題 目：礦井提升設(shè)備選型設(shè)計 指導(dǎo)老師： 目 錄摘要1Abstract2第1章 概 述1 11 地形地貌1 12 氣象1 13 井田范圍1 14 可采煤層及開采技術(shù)條件2 15 可采煤層頂?shù)装鍘r性2 16 提升系統(tǒng)及能力3 17 通風(fēng)系統(tǒng)及能力3 18 排水系統(tǒng)及能力4 19 供電系統(tǒng)及能力4 110 地面儲裝系統(tǒng)及能力 4第2章 工業(yè)廣場布置情況5第3章 礦井提升設(shè)備選型設(shè)計5 31 原始數(shù)據(jù)設(shè)備選型設(shè)計5 32 提升容器的選擇6 33 提升鋼絲繩的選擇7 34 提升機的選擇7 35 提升電動機的預(yù)選9 36 提升機與井筒相對位置9 37 提升系

2、統(tǒng)變位質(zhì)量11 38 速度圖各參數(shù)的確定12 39 提升速度圖計算13 310 提升動力學(xué)計算14 311 電動機功率的驗算15 312 提升設(shè)備電耗及效率設(shè)備實際年產(chǎn)提升能力16 第4章 TAK-A型提升機拖動控制系統(tǒng)簡介18 41 加速階段18 42 等速階段19 43 減速階段19 44 節(jié)爬行與停車階段20第5章 設(shè)計說明2125 第6章 謝辭26第7章 參考文獻27 第1章 礦井概況礦井提升設(shè)備是沿井筒提升煤炭，矸石，升降人員和設(shè)備。下放材料的大型機械設(shè)備，它是礦井井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐，是礦山運輸?shù)难屎恚虼?，礦井提升設(shè)備在礦山的全過程中占有極其重要的地位。隨著科學(xué)

3、技術(shù)的發(fā)展，礦井原有提升設(shè)備，其成本和耗電量比較高，所以在新的設(shè)計中要確定合理的提升系統(tǒng)，結(jié)合本礦的具體條件，保證提升設(shè)備在造型和運轉(zhuǎn)兩個方面都是合理的，經(jīng)濟的。11 地形地貌 井田地表為一 簡單丘陵，由西向東緩慢傾斜，其坡度約為11.3，最高處在西部上官莊風(fēng)井附近，海拔180m，最低在井田東部，海拔標高134m。在長期地質(zhì)年代中，地表形成了數(shù)條泄洪沖溝，其中最大的有五條，霍莊羊渠河斷裂中溝，霍莊霍莊南臺中溝，王莊北溝，張家溝和佐城溝。這些中溝皆源于鼓山，均屬季節(jié)性中溝，雨季水大，排水暢通，平時干枯或僅有小股流水。地表除上述大小沖溝外，均為農(nóng)田和農(nóng)村。主要村莊有：羊一附近的王莊、南臺村、羊渠河

4、及霍莊村；羊二有張莊、苗莊、佐城村等。12 氣象 羊渠河礦地處溫暖帶大陸性氣候。冬季干旱，間有雨雪，主，付井筒淋水有結(jié)冰現(xiàn)象。冬春季多為北風(fēng)和西北風(fēng)，風(fēng)力5-6級。夏季較長氣候炎熱，七八月份為雨季，氣溫最高可達40度，常有中到大雨，多大南風(fēng)和西南風(fēng)，需要年年雨季防洪防汛。年平均降雨量616.1，最大1273.4(1963年)，374.9(1965)：最大積雪厚度15,最大凍土深度22，最低氣溫-15.7度，最高氣溫41.9度，最大風(fēng)速20m/s。13 井田范圍 羊渠河井田屬華北煤田， 位于太行山支脈鼓山東麓約5km處，行政區(qū)隸屬河北省邯鄲市峰峰礦區(qū)。井田中心地處北緯36°，東經(jīng)114

5、°，中心海拔標高156米。井田走向長5.0-7.3km，傾斜寬2.0-2.8km，井田面積13.23km2。交通發(fā)達，公路交通主要有邯峰公路和馬峰公路。鐵路交通有羊牛薛及羊淑鐵路專線與馬峰鐵路支線在新坡車站接軌。14 可采煤層及開采技術(shù)條件 礦井開拓方式為中央并列豎井，水平石門分層運輸大巷、暗井延深各水平，采區(qū)前進，區(qū)內(nèi)后退，雙翼式單翼開采，工作面采用走向長壁采煤法。井田內(nèi)共有可采煤層六層即大煤、野青、山青、小青、大青、下架煤。在可采煤層中，上三層目前能夠開采，下三層煤及-290m以下山青煤由于受下伏、大青、奧灰承壓水層威脅，暫不能開采。煤層頂板類型為三、四類頂板，巖性為粉砂巖、細粒

6、砂巖、石灰?guī)r、粉砂質(zhì)泥巖。煤層底板巖性為粉砂質(zhì)泥巖，粉砂巖和中粒砂巖、細粒砂巖。 15 可采煤層頂?shù)装鍘r性 大煤為井田最上部的一厚煤層，厚度穩(wěn)定，平均厚度為6.0M復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤，普遍含三層夾石：（1）頂夾石：厚0.05m,距頂板0.5m左右，砂質(zhì)泥巖。(2)中夾石：厚0.01-3.3m，位于煤層中部。（3）底夾夾石均很穩(wěn)定，可作為煤層對比的標志層。中夾石厚度變化較大，局部厚度達0.6m以上時，使大煤分成頂大煤和底大煤兩個穩(wěn)定程度不同的自然煤層。井田內(nèi)大煤被中夾石分層，面積約占井田面積的五分之二，約五平方公里。 野青煤層是穩(wěn)定性煤層，煤厚0.8-2.1m平均厚1.3m，含1-3層夾石。富含黃鐵礦，

7、不穩(wěn)定。井田內(nèi)，一坑井±0水平以上，二坑井北翼區(qū)煤層較厚。頂板石灰?guī)r厚0.5-2.5m。底板灰色，深灰色中粒砂巖，厚1.5-5m，局部為碳質(zhì)泥巖，厚0.5m左右。 山青煤穩(wěn)定煤層，煤層0.81.7m，平均1.4m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，井田內(nèi)一坑煤層較薄，二坑較厚。頂板大部分地區(qū)為薄層石灰?guī)r，厚0-1.5m，其它多為砂質(zhì)頁巖，厚5.0m，底板灰黑色粉砂巖，下至伏青灰?guī)r，厚1.5-1.7m。小青煤煤層厚1.2-2.3m，平均厚0.86m，極不穩(wěn)定煤層，結(jié)構(gòu)簡單至較簡單，局部不可采，不含夾石。下架煤穩(wěn)定煤層，煤厚1.64-4.0m，平均厚0.86m，極不穩(wěn)定煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，普通發(fā)育1-2層，夾石

8、厚0.1-2.8m。小青、大青、下架煤層通稱“下三層”，僅為鉆孔勘探資料。 16 提升系統(tǒng)及能力礦井提升系統(tǒng)，主井為立井提升，由羊一主井擔(dān)負，提升高度195m，該主井絞車于1959年安裝投運，絞車型號23000/1516，電動機型號YR630-10/1180，功率630KW。1993年9月對絞車的電機、減速機進行了更新，提高了設(shè)備的安全性能。2003年12月對絞車的電控系統(tǒng)、制動系統(tǒng)進行了改造，更新提升箕斗為鋁合金箕斗，為雙碼箕斗提升。主井提升系統(tǒng)能力核定為144.1萬t/a。 該礦共有三個輔助提升立井，分別為羊一副井、羊二南井、羊二北井。羊一副井，深度158.6m，裝備一對單層單車罐籠，配置

9、捷克產(chǎn)2×4×1.2型提升絞車，電動機功率470KW，只擔(dān)負羊一地區(qū)上下人員，提人滿足要求。羊二南井，深度273m,裝備一對單層單車罐籠，配置23000/1515.84型提升絞車，電動機功率480KW，只擔(dān)負羊二地區(qū)上下人員，提人滿足要求。羊二北井，深度273m,原裝備一對單層單車罐籠，配置23000/1520型絞車，電動機功率380KW，最大提升速度5.8m/s。2000年2月對井口鎖口盤和提升罐籠進行了更換，提升罐籠改為了單層雙車鋁合金罐籠，擔(dān)負全礦井矸石、材料、設(shè)備的提升任務(wù)。羊二北井提升系統(tǒng)提升能力核定為172.8萬t/a。羊二矸石山絞車，型號22000/1020，

10、電動機功率為200kw，配置一對2.7m3前（側(cè)）式卸載箕斗。井下主暗斜井絞車，型號2JK-2.5/16E，電動機功率280KW，擔(dān)負400水平、240水平提矸運送物料任務(wù)。井下副暗斜井絞車，型號22500/1220，電動機功率200KW，擔(dān)負著400水平、240水平提矸運送物料任務(wù)。井下進風(fēng)道絞車，型號JK2.5/20，電動機功率為280KW，擔(dān)負著110水平、240水平、400水平人員運送任務(wù)，配置四輛XRC15型斜井人行車。 17 通風(fēng)系統(tǒng)及能力 礦井現(xiàn)有四個入風(fēng)井和三個回風(fēng)井，通風(fēng)方式為混合式。四個入風(fēng)井總?cè)腼L(fēng)量19167m3/min，三個回風(fēng)井總回風(fēng)量為20959m3/min。礦井為

11、高瓦斯礦井，2006年，礦井瓦斯等級鑒定絕對涌出量為64.2m3/min，相對涌出量為25.48m3/t。壓風(fēng)系統(tǒng)，現(xiàn)有110和400兩個水平壓風(fēng)機房，其中110水平壓風(fēng)機房安有2臺壓風(fēng)機，地面井口有2臺壓風(fēng)機，型號均為MLGF28/7.5風(fēng)冷式螺桿壓風(fēng)機，供二坑110水平、240水平、二坑地面及一坑全部地區(qū)用風(fēng)。400水平壓風(fēng)機房有臺壓風(fēng)機，其中有6臺型號為SM-5185型水冷式壓風(fēng)機，另外兩臺為MLGF28/7.5風(fēng)冷式螺桿壓風(fēng)機，供整個450水平以上全部生產(chǎn)用風(fēng)。 18 排水系統(tǒng)及能力礦井四個水平均建有水倉、泵房和排水設(shè)備，承擔(dān)各水平的排水任務(wù)。羊一井±0水平排水泵房安裝3臺水

12、泵，單臺水泵的排水能力為280m3/h,有兩趟273mm排水管直達地面，一級排水方式，最大排水能力560 m3/h，正常涌水量82.8 m3/h,兩條水倉總?cè)萘?800m3。羊二110水平井底泵房現(xiàn)有三臺排水泵，單臺水泵排水能力為280 m3/h，有兩趟273mm排水管直達地面，一級排水方式，最大排水能力560 m3/h，水倉容積1100 m3。110水平治水泵房有6臺排水泵，單臺水泵的排水能力為450 m3/h，有兩趟426mm管路排至地面，一級排水方式，最大排水能力2250 m3/h，正常涌水量139.8 m3/h,水倉容積2400 m3。240水平泵房現(xiàn)有4臺排水泵，單臺水泵的排水能力為

13、280 m3/h，有趟273mm排水管，直達地面，一級排水方式，最大排水能力為840 m3/h，水倉容積2240 m3。-240治水泵房有3臺排水泵，單臺排水能力為450 m3/h，最大排水能力為900 m3/h，由一趟426mm管路排至-110水平，正常涌水量156.6 m3/h,流入水倉。-400泵房現(xiàn)有7臺排水泵，單臺水泵的排水能力為280 m3/h，由兩趟273管路和一趟426管路排至-110水平流入水倉，最大排水能力1680 m3/h，正常涌水量145.2 m3/h,水倉容積2270 m3。各水平泵房排水能力能滿足礦井設(shè)計要求。1·9 供電系統(tǒng)及能力 礦井供電系統(tǒng)，羊一坑口

14、供電由東大井變電站引出6KV三路電源和羊二站6KV一路電源，其中13#、18#架空線路直接進入一坑地面變電所，羊二站640#架空線路直接進入一坑地面變電所，東大井14#架空線路供霍莊風(fēng)井，并通過霍莊風(fēng)井與一坑地面變電所聯(lián)絡(luò)。由一坑地面變電所供出負荷負擔(dān)焦化廠、主井絞車、副井絞車、霍莊風(fēng)井及一坑口工業(yè)廣場用電。由一坑地面變電所經(jīng)下井I、II、III回路供井下負荷，負擔(dān)三臺主排水泵、二臺清水泵、主斜皮帶機及采區(qū)變電所用電。羊二坑口供電均由邯鄲市電業(yè)局羊二變電站6KV兩段母線直接供給。羊二地面變電所所分三段母線，四路電源線均來自羊二變電站，其中633#、634#電源供東段母線，635#電源線路供中段

15、母線，638#電源線路供西段母線。羊二井地面變電所供出負荷擔(dān)負主井絞車、副井絞車、矸石山絞車及2臺800KVA變壓器，廠區(qū)外有供崔莊風(fēng)井、佐城風(fēng)井的4趟架空線路及所有地面生產(chǎn)用電。羊二地面變電所共有下井線路10趟，其中：下井一、二回路供110水平治水泵房變電所。下井三、四回路供110水平井底泵房變電所。下井五、六回路供240水平泵房變電所。下井七、八回路供400水平泵房變電所。下井九、十回路供400水平42變電所。1.10 地面儲裝運系統(tǒng)及能力 羊一地面煤場儲裝能力12萬噸，裝一車廂所用時間為6分鐘，一車廂裝載60噸，年運能力為252萬噸，羊二沒有地面儲裝煤場。第2章 工業(yè)廣場布置情況因羊渠河

16、礦分羊一、羊二兩個井口，本設(shè)計是針對羊一井設(shè)計的，故對羊一廣場布置情況進行簡述。羊一井深159m，主井筒至副井筒50m，主井筒至地面變電所50m。羊一供電系統(tǒng)進線：東大井變電站羊一地面變電所；東大變電站霍莊風(fēng)井羊一地面變電所，羊二變電所羊一地面變電所。出線：羊一地面變電所羊一工業(yè)廣場，羊一地面變電所中央變電所各采區(qū)變電所。主井筒至機修廠130m，主井筒經(jīng)皮帶機到煤場115m，儲煤場12萬噸。主井筒至辦公樓105m，主井筒至燈房10m，主井筒至小車房30m。設(shè)備加至坑木場220m。第3章 礦井提升設(shè)備選型設(shè)計31原始數(shù)據(jù)1、礦井年產(chǎn)量：An=105萬噸2、提升工作為年工作日：br=300天，每日

17、工作小時數(shù)：t=14h 3、井口至井下運輸水平深度：Hs=160m4、卸載水平至井口運高度：Hx=20m5、卸載水平至井下運輸水平高度：Hz=20m6、松散煤密度：R=0.95t/m37、主井提升方式：雙箕斗單純纏繞式（同側(cè)裝卸），井底高有煤倉，定量自動裝載。8、礦井電壓等級：6kv32提升容器的選擇1、提升高度：H=Hs+Hx+Hz=160+20+20=200m2、經(jīng)濟提升速度：V2=0.4=0.4=5.65m/s式中H提升高度m3、一次提升循環(huán)時間估算T加速度a暫取0.8m/s，爬行階段附加時間M，暫取10s，休止時間暫取8sT=+m+=+10+8=60.3式中：a提升加速度，估取a=0.

18、8m/sM箕斗在爬行階段內(nèi)時間Q箕斗裝卸載時間（休止時間）V2經(jīng)濟提升速度4、小時提升次數(shù)：n=59.7次5、小時提升量：As因沒有煤倉，不均衡系數(shù)C取1.15，因為一個水平提升，故富裕系數(shù)af為1.2As=345t/hH提升高度根據(jù)煤礦安全規(guī)程V=0.6=8.48m./s因為5.25m/s < 8.48m./s所以故合適33 提升鋼絲繩的選擇 1、 估算鋼絲繩每米至力P 鋼絲繩公稱抗拉強度6B=1666Mpa,按煤礦安全規(guī)程規(guī)定，安全系數(shù)為6.5，預(yù)估井架高度Hi為35m，由于提升量不大，且井較淺，可考慮選用普通圓股繩6*19型鋼絲繩，r0 9450kg/ m3鋼絲繩每米至力P為P=4

19、.4131kg/m式中：g至力加速度 Q一次提升量 Q容器質(zhì)量 6B鋼絲繩抗拉強度 pa r0鋼絲繩重度 ma鋼絲繩安全系數(shù) HC鋼絲繩最大垂長度 m2、選擇鋼絲繩 查表選用GB110274鋼絲繩6（19）-3T-1666-I-光-右同，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：鋼絲繩直徑d=37mm，最粗鋼絲直徑d=2.4mm，鋼絲繩每米質(zhì)量p=4.87kg/m,鋼絲破斷拉力總和Q=858480N3、鋼絲繩安全系數(shù)驗算M=7.11ma=6.5由于實際安全系數(shù)大于6.5，故上述鋼絲繩可用。式中：Qq鋼絲繩破斷拉力總和（N） 其余符號同前34 提升機的選擇1、 筒的直徑：根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，對于安裝地面提升機 D=80

20、d D=1200d對于安裝井下的提升機 D=60d D=900d 所以卷筒直徑 D=80d=80×37=2960D=1200×Q =1200×2.42880=2914.26根據(jù)計算結(jié)果，查表選用標準卷筒直徑為3m式中：d鋼絲繩直徑（） Q最粗鋼絲直徑（）2、卷筒寬度：對于產(chǎn)井提升可采用雙居纏繞，卷筒平均纏繞直徑為：DP=D+. DP=3000+×=3031(mm)式中:DP平均纏繞直徑 D卷筒直徑 K纏繞層數(shù)d鋼絲繩直徑繩圈間的間隙，一般在卷筒直徑小時2-3，但要保證不撓繩 卷筒寬度B為： B=×（d+）=×(37+3)=620故選卷

21、筒寬度 1.5合適式中：n-錯繩圈數(shù) n=2-4圈3、確定減速器傳動比：按上面計算的V2=5.65m/s，在表中選用相近的速度為5.6m/s，則減速器選傳動比為204、選用提升機：查表選用2JK3/20型礦井提升機，主要數(shù)據(jù)如下：卷筒直徑3m,卷筒寬度1.5m，最大靜張力差78.4KN, 最大靜力127.KN,u減速器傳動比20，鋼絲繩最大速度5.6m/s,機器旋轉(zhuǎn)部分的變位質(zhì)量19175Kg,兩卷筒中心距16285、最大靜張力驗算（Q+Qz+PH）g=(6270+5000+4.871×199)9.8 =119945N<F=127400N故合適式中：Q一次提升量 Kg Qz容器

22、質(zhì)量 Kg Fi最大靜張力 N6、最大靜張力差驗算：（Q+PH）g=(6270+4.87×199)×9.8=1.945N<FC=78400N故合適 式中：FC最大靜張力差35 提升電動機的預(yù)選 1、提升電動機的功率： 礦井阻力系數(shù)K=1.15，提升速度V=5.6m/s,動力系數(shù)P=1.2,對于二級傳動效率N=0.85,電動機功率N估算如下: N=.P=×1.2=559Kw2、電動機轉(zhuǎn)數(shù)：N=713r/m3、選擇電動機：按H、N及電壓等級，查表選用YR6308/1180型，三相交流繞線型導(dǎo)步電動機，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定功率Ne=630Kw,轉(zhuǎn)速Ne=741r/

23、m,過負荷系數(shù)=2.18轉(zhuǎn)子飛輪力矩（G）=4689N，效率nd=92，額定電壓6000V。36 提升機與井筒相對位置1、 天輪直徑DT=1200d查表選用井上用，按Dt=80d及Dt=1200d查表選用TSG型天輪，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 名義直徑DT=3m，變位質(zhì)量Mt=781 TSG 名義直徑 繩槽半徑 鑄鋼 井上 天輪2、 確定井架高度Hi根據(jù)煤礦安全規(guī)程，規(guī)定，考慮實際提升速度低于8m/s,取過卷高度Hg=4mHi=Hx+Hr+Hg+0.75Rt=20+9.7325+4+0.75×1.5=34.86m故取井架高度35m. 式中：Hx卸載高度，由井口水平到卸載位置容器底墊的高度，箕

24、斗提升取Hx=1825m. Hr容器全高，即容器底至連接裝置最上面繩卡的距離。 Hg過卷高度 RT天輪半徑3、 鋼絲繩外偏角和內(nèi)偏角雙層纏繞可不必考慮咬繩偏角的限制，故內(nèi)外偏角一律取115（煤礦安全規(guī)程規(guī)定，繩弦的內(nèi)外偏角不得超過130）4、 鋼絲繩弦長：兩卷筒間距離a a=SB a=1.6281.5=0.128mf=128 接外偏角 mim=115計算最小弦長 LX，min=24244 式中：B卷筒寬度 S兩天輪間距 a-兩蓋子筒內(nèi)支輪間距 d-鋼絲繩圈間距 卷筒上繩圈間距 因為是雙層纏繞，故鋼絲繩的實際纏繞寬度B1=B按內(nèi)偏角a2max計算最小弦長Lx2min=39001取取Lxmin=3

25、9m5、卷筒中心線至井筒提升中心線的水平距離 卷筒中心線與井口水平高差，從2JK3/20型提升機數(shù)據(jù)中查得，卷筒中心高為650,考慮到提升機理發(fā)師室外地坪高差，提升機室外地坪與井口水平高差，取C=1.5m（一般C=1-2m）用下式計算最小水平距離LminLmin=+R =21.5m對于有斜撐的井架，水平距離，其最小距離應(yīng)滿足經(jīng)驗公式：<L=0.6Hi+3.5+D=0.6×35+3.5+327.5m取L=28m6、復(fù)算鋼絲繩弦長及內(nèi)外偏角值實際弦長：Lx= =42.7m因為Lx=42.7<60，故不會引起絕弦強烈跳動，弦長合理。實際最大外偏角：1=arctg=arctg 1

26、=421351<115實際最大內(nèi)偏角：2= arctg =arctg=108130110151故符合要求7、提升機卷筒的下出繩角:arctg+arcsin=ardtg+arcsin=510391301150 故下出繩 合適37 提升系統(tǒng)變位質(zhì)量1 最大懸垂長度HC=Hi+Hs+HE=35+160+20=215m 全繩長Lp=215+42.7+3×3.14×3+30+4×3.14×3 =354m2 提升機電動變化質(zhì)量 md=1265 式中:GD飛輪慣量I 傳動比 D卷筒直徑 m3 提升系統(tǒng)總變化質(zhì)量Im=Q+2QE+2plp+2Mt+Mi+Md =6

27、270+2×5000+2×4.871×35+2×781+19175+21265=61711式中:Q一次提升量 QZ容器質(zhì)量 P主繩每米至力 N/m L全繩長 m Mi器變化質(zhì)量 Mt天輪變位質(zhì)量 Md提升荷載變位質(zhì)量 38 速度圖各參數(shù)的確定1提升機的實際速V=5.8m/s式中ne電機轉(zhuǎn)速r/min2提升加速度1）初加速度ao=0.5/s,初速度V=1.5 m/s2）車加速度的確定a 查表EHLR150型減速機最大軌出力矩從max=176.4KNm， 按比力矩求全加速度a為aa=0.9256m/s式中：M最大軌出力矩R卷筒半徑K礦井阻力系數(shù)，算半提升時K

28、=1.15 缸籠提升時 K=1.20Q次提升量P鋼絲繩每米至力 N/mH提升高度 mg垂力加速度 m/sm總變位質(zhì)量ma提升機電動變位質(zhì)量按電動機能力產(chǎn)生的最大加速度額定拖動力Fe為：Fe=.n= 1000×630÷5.8×0.85=92327.6N式中:Ne-額定功率 KWv-提升機實際速度 m/sn-二級傳動,傳動效率初加速行程:h=2.25m最大加速度：aa=1.15m/s2式中：入過負荷系數(shù)h0初加速行程根據(jù)以上結(jié)果為：減輕動荷載，提高機械部分和電動機運行的可靠性，a取值應(yīng)當有余地，故本設(shè)計最后確定取主加速度a為0.9m/s23、提升減速度：暫取減速階段有

29、爬行段的行程h3+h4為30m，機械制動方式減速度a3 a3=1.04m/s2 取a3=1m/s2 4、爬行階段參數(shù)；對于定量裝載設(shè)備，自動操縱的箕斗，爬行距離h4=3m,爬行速度V=0.5m/s39 提升速度圖計算1、初加速階段:初加速時間：to=3.5初加速行程：h=2.25m2、主加速階段主加速時間t=4.85主加速行程：h= t=×4.8=17.5m3、減速階段：減速時間：t= =5.35減速行程：h= t=×5.3=16.7m4、爬行階段 爬行時間：t=6s5、抱閘停車階段 抱閘時間：h=0.125m6、籌建階段：籌建行程：h2 =H-h0-h3-h4-h5=20

30、0-2.25-17.5-16.7-3-0.125=159.4 籌速時間：t2=159.4/5.8=27.5s7、一次提升循環(huán)時間T= t0+t1+t2+t3+t4+t5=3+4.8+27.5+5.3+6+0.5=47.1s算中卸載休止時間 查表0=8S一次循環(huán)總時間Tx=T+Q=47.1+8=55.1s按完成生產(chǎn)任務(wù)所需時間：T1=65.45Tx=55.1秒T1=65.45秒，故合適310 提升動力學(xué)計算1、初加速階段：初加速開始：F01=（KQ+PH）g+maF01=(1.15×6270+4.871×200)×9.8+61711×0.5=111018H

31、初加速絡(luò)了：F01= F01-2ph0g=111018-2×4.871×2.25×9.8=110803N2、主加速階段：主加速開始：F11= F04+m(a1- a0)F11=110803+61711×(0.9-0.5)=135487N主加速終了F111= F11- 2ph1F111=135487-2×4.871×17.5×9.8=133816N3、等速階段：等速開始：F12= F112-ma1=133816-61711×0.9=78276N等速終止：F311= F31-2ph2g=1347-2×4.87

32、1×16.7×9.8=-2475、爬行階段：爬行開始：F41= F311+ma3=-247+61711×1=61464N爬行終止：F411= F41-2ph4g=61464-2×4.871×3×9.8=61178N6、抱閘階段：抱閘行車開始：F51= F114-ma5=61178-61711×1=-533N抱閘行車終止：F511= F51-2ph5gF511=-535-2×4.871×0.125×9.8=-545N311 電動機功率的驗算1、按溫升條件驗算：S0 T S2dt=×t0+

33、×t1+×t2+×t4T S2dt=×3+×4.8+×27.5+×6=28.4×1010N2·S等效時間：Td=(t0+t1+t3+)+t2+×Q= (3+4.8+5.3+6)+27.5+×8=40·S式中：一低速運行時散熱不良系數(shù)， =停機進散熱不衣系數(shù)，=等效力：F=84261N等效功率：Nd=57.5Km式中：Vm最大提升速度 m/sN減速器的功率因為 575Kw Kw 故合適2、按過負荷條件驗算由 0.75入得=1.467 0.75入=0.75×2.18=1

34、.635式中：Fmax加速段最大反拖大 NFe額定拖動力 N因為 1.4671.635 故合適3、按特殊力（過負荷）驗算0.9入特殊力 Fe=Mg(Qz+PH)=H×9.8×(5000+48.71×200)64349N=0.7 0.9入=0.7×2.18=1.526(Fe作用于卷筒上特殊拖動力)因為0.71.526 故合適上述三個條件均滿足設(shè)計要求，因此 ，預(yù)選電動機合適。3.12 提升設(shè)備電耗及效率1、力對提升時間的積分為：S T Fdt=×t0+T1+×T2+×T4 =×3+×4.8+×27

35、.5+×6=33×105N·s2、一次提升電耗： W=式中：N二級傳動效率Nd電動機效率3、提升設(shè)備的噸煤電耗：Wt=1.1Kwh/t式中：W一次提升電耗 KwhQ一次實際提升量 t4、一次提升的有益電耗：Wy=3.4Kw·h/次5、提升設(shè)備的效率：Nt=0.49=49%（當提升高度H和速度Vm一定時，提高加速度a，可以提高設(shè)備效率nt，這是由于加速度縮短，起動電耗能相對減少的原故）6、年實際提升能力：An=150萬噸/年120萬噸/年實際富裕系數(shù)：af=1.421.2式中：A礦井年產(chǎn)量： 噸t每日工作小時； hbr年工作日： 天C提升不均衡系數(shù)，對于箕

36、斗C=1.15，籠C=1.2混合提升C=1.25af富裕系數(shù)6、一次合理提升量Q=5.78t7、選擇箕斗：查表選用J16型立井單純提煤箕斗，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：箕斗名義載至量6t，箕斗斗箱有效容積Vr=6.6 m3,箕斗質(zhì)量Qz=5000,箕斗全高Hr=9735,兩箕斗中心距s=1830注：JL6 名義裝載質(zhì)量 立井 提煤箕斗8、一次實際提升量：Q=r·Vr=0.95*6.6=6.27(t)式中：r松散煤密度t/ m39、所需一次提升時間：T=62.45(s)式中：C提升能力富裕系數(shù) An礦井年產(chǎn)量10、所需一次提升速度V1=V1=5.25m/s式中：a估算加速度m/s T一次提升時

37、間第4章TDKA型提升機拖動控制系統(tǒng)簡介41 加速階段 TDKA型提升機起動方式，在繞線型異步電動機的轉(zhuǎn)子回路接入金屬三相電阻，轉(zhuǎn)子事入適當?shù)碾娮钑r，可以限制起動電流，增大起動轉(zhuǎn)立起。此時起動轉(zhuǎn)速一般為電動機額定轉(zhuǎn)矩從e的0.30.4信，由于此轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩從f2,故反能使提升鋼絲繩張緊，并清除減整器齒輪的嚙合間隙。為保證起動的平滑性，減小起動電流的沖擊，一般情況下在轉(zhuǎn)子中事入8級電阻。起動開始時轉(zhuǎn)子事入較大電阻R1，此時起動轉(zhuǎn)矩較大，電動機加速運行，隨著轉(zhuǎn)速開了，電動機轉(zhuǎn)矩減小，然后切隙第一段電阻，使電動機運行在第二加速級特性上，以后按此規(guī)律逐級切除電阻加速，電動機啟動完畢，提開機穩(wěn)定運行

38、，提開機達到最大速度Vm。加速段控制方法有：電流為主附加延時控制、時間為主電流為輔的控制以及電流、時間平行控制等幾種方案：F面簡單介紹電流為主附加延時的控制方案：每級電阻靠電流繼電器釋入后再經(jīng)過一段延時才能切除。延時的時限一般占總時限的25%左右。無論負載變化與否，電流繼電器的釋放值均不變。 42 等速階段 提升機速度不變，該分蘗階段不需要任何控制。 43 減速階段 提升機在井筒運行接近井口時，提升機必須減速，使其平穩(wěn)地進入卸曲軌。此時可采用下列幾種方式減速。 1 、電動機減速方式 當減速階段提升系統(tǒng)的慣性力小于提升負載力時，電動機必須出力，提升機以小于自由滑行減速度值進行減速。司機將控制手柄

39、拉回零位，主令開關(guān)觸頭逐級切斷新觸器電路，將轉(zhuǎn)子電阻逐級加入即可 2 、自由滑街上減速方式 當提升機的慣性力等于提升負載時，在減速階段電動機不出力，依靠慣性力來克服負載力。為此，在減速階段一開始，即把電動機的交流電源切除此時電動機的轉(zhuǎn)矩M=0，是電動機在提升系統(tǒng)負載力的作用下，其速度開始下降。這種減速方不需要其它設(shè)備和控制，經(jīng)濟簡單，固地使用較多。 3、 機械制動減速方式： 當提升系統(tǒng)慣性力大于提升負載力時，必須把多余的慣性力消耗于制動器上。當減速方式閘瓦磨損較嚴重，一般只用于負力不大的提升設(shè)備或作為輔助停車制動。 4 、動力制動減速方式 減速階段開始時，利用高壓接觸器將電動機自交流電網(wǎng)斷開，

40、送入直流電，同時將附加電阻重新接入電動機轉(zhuǎn)子回路。隨著轉(zhuǎn)座速的降低，制動力矩逐漸減小，必須適時地切各段電阻，直至電動機沿特性曲線運轉(zhuǎn)至與爬行速度相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為止。電阻的切除用速度繼電器KV控制。速度繼電器實質(zhì)是個直流電壓繼電器，它接在測速發(fā)電機電樞回路內(nèi)，用它們的觸頭來控制接觸器KM切電阻。44 爬行與停車階段 提升機為了準確停車，并使算半在卸載曲軌內(nèi)平滑運行，在停車前必須設(shè)置一個低速爬千卡階段，補償以前各段運行中積累的街上程誤差。常采用脈動調(diào)速方法來實現(xiàn)爬行。當減速階段采用動力制動或自動滑行減速方式時，在減速終了時，用低速繼電器使提升電動機自動經(jīng)電和斷電，提升速度被制在0.5米/秒時，利用速

41、度繼電器，將電動機又投入交流電源，這時由于電動機轉(zhuǎn)矩Mf2, 轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降,此時由于繼電器動作,切除了第一預(yù)備級電阻。由于此時電動要轉(zhuǎn)矩大于負載轉(zhuǎn)矩，電動機又開始加速，當速度上升到1.5米/秒時，又切斷電源，速度又沿著縱坐標下降，電動機又接通電源，如此反復(fù)進行，形成脈動調(diào)速。當運行到達停車位置時斷電施閘，完成了提升過程。如果采用動力制動減速時，在動力制動作用下速度降到0.5米/秒時，切除直流電源，經(jīng)過熄弧延時后投入三相交流電源，進行低速脈動爬行，直至最后施閘停車。設(shè) 計 說 明一、 設(shè)計依據(jù)：1 根據(jù)主導(dǎo)專業(yè)工藝委托的要求進行設(shè)計。2 采用標準規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2001

42、）；建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB 50011-2001）；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017-2003）；鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB 50205-2001）；建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程（JGJ181-2002）；碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 700）；煤礦提升井架設(shè)計規(guī)范（MT/5031-2003）；其它有關(guān)現(xiàn)行標準、規(guī)范。二、 設(shè)計荷載資料及井架技術(shù)特征：1 基本風(fēng)壓值為0.45kN/m2;天輪平臺活荷載為5kN/m2;鋼梯及其平臺活荷載為2kN/m2。2 抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計地震分組為第一組，抗震設(shè)防類別為乙類；設(shè)計安全等級為一級；火災(zāi)危險性按丙類；結(jié)構(gòu)耐火等級按二級

43、。當井口房承重構(gòu)件及非承重外墻為非燃燒體時，井架結(jié)構(gòu)件的耐火極限可降低到0.25小時。3 地基應(yīng)進行處理，詳見基礎(chǔ)圖。4 井架技術(shù)特征及相關(guān)參數(shù)：提升機：JKMD-4*4（）摩擦式提升機一臺；天輪：4.0M，2個；最大提升速度：10.05/S；鋼絲繩：44ZBB 6V*37S+FC 1670，每臺4根；鋼絲繩鋼絲斷力總和：4*1500KN，單重：8.23Kg/m；鋼絲繩最大靜張力；800KN，最大靜張力差：270KN；起吊設(shè)備：20t手動葫蘆，2臺。三、設(shè)計簡介：本工程為多繩提升鋼井架，采用空間框架結(jié)構(gòu)，按生產(chǎn)鑿井兩用井架設(shè)計，井架基礎(chǔ)采用獨立基礎(chǔ)，該鋼井架共分三層平臺，標高27.350為下天

44、輪平臺，兼作鑿井平臺，立架連接在該層平臺下，標高33.450為上天輪平臺，頂標高41.600為檢修起吊平臺。四、 材料選用1、 井架基礎(chǔ)砼采用C25。地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級。2、 鋼材采用Q235-B，鋼梯、欄桿、鋪板采用Q235-A，其材質(zhì)應(yīng)符合碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 700）中的標準要求。3、 連接材料：焊接：箱形構(gòu)件必須采用自動焊接，所用焊絲與焊劑應(yīng)與主體金屬強度相適應(yīng)，并符合現(xiàn)行國家標準的規(guī)定。焊條；采用E3系列。螺栓：均采用10.9級高強螺栓（安裝螺栓為C級普通螺栓）五、 制作安裝：1、 材料連接（1） 圖紙中螺栓連接，除特別注明者外，均采用M20高強螺栓摩擦型連接，孔徑21.5（安裝螺栓為C級M20普通螺栓，孔徑22mm）。（2） 焊接連接：除螺栓連接者外均為焊接，連接件最小板厚大于等于14英寸。用對接焊縫，其余用角焊縫滿焊，焊縫高度取被焊件最小厚度1-2，且不小于8。當被焊件厚度小于6時，焊縫高度取被焊件厚度。加勁肋、