礦山機(jī)電專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)斜井提升機(jī)設(shè)備選型設(shè)計(jì)

1、河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文專(zhuān) 業(yè) 礦山機(jī)電 系 別 報(bào)告題目 斜井提升機(jī)設(shè)備選型設(shè)計(jì) 報(bào)告人 劉鑫永 班 級(jí) 11級(jí) 指導(dǎo)教師 時(shí) 間 2012.12.05 教務(wù)處監(jiān)制斜井提升機(jī)設(shè)備選型設(shè)計(jì) 作 者：段永興 指導(dǎo)老師：摘要：礦井提升機(jī)作為礦山的大型固定設(shè)計(jì)之一，是聯(lián)系井下與地面的主要運(yùn)輸工具。礦井提升工作是整個(gè)采礦過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。由于礦井提升設(shè)備服務(wù)年限長(zhǎng)、投資大、電耗多（其耗電量一般占礦井總耗電量的3040%），所以為了降低礦石成本，提高生產(chǎn)的安全可靠性，必須經(jīng)濟(jì)合理地設(shè)計(jì)和使用礦井提升設(shè)備。隨著礦山生產(chǎn)的進(jìn)一步現(xiàn)代化，提升設(shè)備將成為機(jī)械化與電氣化相結(jié)合的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備。本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述提升

2、機(jī)的發(fā)展史開(kāi)始,對(duì)提升機(jī)的分類(lèi),重要型號(hào),工作原理和提升機(jī)拖動(dòng)的分類(lèi)作了詳細(xì)的介紹.同時(shí)還對(duì)礦山的提升設(shè)備做了選型設(shè)計(jì),做了提升運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算和提升動(dòng)力計(jì)算,校驗(yàn)了等值功率,計(jì)算了電能消耗和提升設(shè)備效率。并設(shè)計(jì)了提升設(shè)備的控制電路,在設(shè)計(jì)中提升機(jī)采用了三相交流繞線式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。其電動(dòng)機(jī)采用了可控硅串級(jí)調(diào)速。著重設(shè)計(jì)討論了其主回路和控制單元的設(shè)計(jì)。根據(jù)模擬的情況來(lái)看,本設(shè)計(jì)的方案是可行的,同時(shí)充分考慮了通用性、靈活性、實(shí)用性。關(guān)鍵詞：斜井提升；原始資料；年產(chǎn)量；系統(tǒng)目錄一 提升方式選擇8(一)斜井串車(chē)提升8(二)斜井箕斗提升8(三)帶式輸送機(jī)提升9(四)標(biāo)注：9二 斜井提升設(shè)備的選型計(jì)算9(一)

3、 斜井提升設(shè)備選擇計(jì)算的原始資料9(二) 根據(jù)礦井年產(chǎn)量要求計(jì)算礦車(chē)數(shù)10（1）1小時(shí)提升量10（2）一次提升量11（3）一次提升礦車(chē)數(shù)11(三) 根據(jù)礦車(chē)連接器強(qiáng)度計(jì)算礦車(chē)數(shù)12(四) 斜井提升鋼絲繩的選擇計(jì)算13(1)計(jì)算鋼絲繩最大斜長(zhǎng)：13(2)每米鋼絲繩質(zhì)量為13(3)按下式驗(yàn)算鋼絲繩安全系數(shù)：14(五) 提升機(jī)選擇計(jì)算15(六)驗(yàn)算滾筒寬度15(七)計(jì)算天輪直徑并選擇天輪16三 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，選擇天輪直徑16(一) 對(duì)于地面天輪16(二) 對(duì)于井下天輪16(三) 預(yù)選提升電動(dòng)機(jī)16(1) 估算電動(dòng)機(jī)功率：16(2) 估算電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：17(3) 根據(jù)P,n及礦井電壓等級(jí)查電機(jī)

4、規(guī)格表，預(yù)選出合適的電動(dòng)機(jī)。17(4) 確定提升機(jī)的實(shí)際最大提升速度17四 結(jié)果圖展示18五 階段速度圖19六 總結(jié)：19一 提升方式選擇斜井提升在我國(guó)礦井應(yīng)用極其廣泛，它包括斜井串車(chē)、斜井箕斗及斜井帶式輸送機(jī)三種提升方式。采用斜井開(kāi)拓具有初期投資少、建井快、地面布置簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但一般斜井提升能力小，鋼絲繩磨損快，井筒維護(hù)費(fèi)用高。(一)斜井串車(chē)提升可分為單鉤與雙鉤串車(chē)兩種。其中，單鉤串車(chē)提升井筒斷面小，投資小，生產(chǎn)能力小，耗電量大，但可以用于多水平提升。雙鉤串車(chē)提升生產(chǎn)能力較大，但只能用于單水平提升。一般年產(chǎn)量在21萬(wàn)噸以下的小型礦井多采用單鉤，年產(chǎn)量在30萬(wàn)噸左右的礦井多采用雙鉤，兩者均適用

5、于傾角在25°以下。(二)斜井箕斗提升與串車(chē)提升相比，具有提升速度大，生產(chǎn)能力高，容器自重小及裝卸載易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。但需設(shè)置裝卸載設(shè)備、建造煤倉(cāng)，基建投資大。此外，為了提升矸石、下放材料、升降人員，需要外設(shè)置一套副井提升設(shè)備。箕斗提升一般采用雙鉤，適用于井筒傾角為25°30°，年產(chǎn)量在30萬(wàn)t60萬(wàn)t的礦井中。(三)帶式輸送機(jī)提升這種提升方式具有安全可靠、運(yùn)輸量大，且易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但初期投資較大，設(shè)備安裝時(shí)間較長(zhǎng)，并需要安裝卸載煤倉(cāng)等設(shè)備，一般用于年產(chǎn)量在60萬(wàn)噸以上，傾角小于18°的斜井中。煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定規(guī)定：大型礦井的主斜井宜采用帶式輸送機(jī)提升

6、。(四)標(biāo)注：串車(chē)提升按車(chē)場(chǎng)形式不同，又可以分為平車(chē)場(chǎng)和甩車(chē)場(chǎng)兩種方式。甩車(chē)場(chǎng)提升方式的優(yōu)點(diǎn)：地面車(chē)場(chǎng)及井口設(shè)備簡(jiǎn)單、布置緊湊、井架低、摘掛鉤安全方便;缺點(diǎn)是提升循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)、提升能力小、每次提升電動(dòng)機(jī)換向次數(shù)多、操縱復(fù)雜。平車(chē)場(chǎng)沒(méi)有上述缺點(diǎn)，車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力大，提升操作簡(jiǎn)單方便。但是，平車(chē)場(chǎng)需設(shè)置阻車(chē)器等輔助設(shè)備，故一般情況下甩車(chē)場(chǎng)多用于單鉤提升，平車(chē)場(chǎng)多用于雙鉤提升。在串車(chē)提升中，為在車(chē)場(chǎng)內(nèi)調(diào)車(chē)和組車(chē)方便，應(yīng)注意一次升降的礦車(chē)數(shù)盡可能與電機(jī)車(chē)一次牽引的礦車(chē)數(shù)成倍數(shù)關(guān)系。在斜井提升中以斜井串車(chē)提升應(yīng)用較多，特別是中、小型礦井應(yīng)用更為普遍，為此我經(jīng)過(guò)考慮應(yīng)選用斜井串車(chē)提升系統(tǒng)。二 斜井提升設(shè)備的選型

7、計(jì)算(一) 斜井提升設(shè)備選擇計(jì)算的原始資料1.礦井年產(chǎn)量An30萬(wàn)噸（副井為矸石年提升量，最大班數(shù)下井人數(shù)，長(zhǎng)材料、設(shè)備等輔助提升量）；2.礦井服務(wù)年限；3.井筒斜長(zhǎng)450米；4.井筒傾角25度；5.礦井工作制度:年工作日數(shù)300天 每天工作20個(gè)小時(shí)；6.礦車(chē)形式:單個(gè)礦車(chē)自身質(zhì)量595千克,kg；單個(gè)礦車(chē)載貨量m11噸,kg；單個(gè)礦車(chē)的長(zhǎng)度2米,m；7.煤的松散容重；8.采用的提升方式:斜井串車(chē)單鉤甩車(chē)場(chǎng)提升系統(tǒng)；9.礦井電壓籌等級(jí):3000V 6000V；(二) 根據(jù)礦井年產(chǎn)量要求計(jì)算礦車(chē)數(shù)（1）1小時(shí)提升量 式中 C提升不均勻系數(shù)，有井底煤倉(cāng)時(shí)C=1.11.15，無(wú)井底煤倉(cāng)時(shí)C=1.2

8、；礦井有兩套提升設(shè)備時(shí)C=1.15，只有一套提升設(shè)備時(shí)C=1.25； 年工作日數(shù)； t日提升小時(shí)數(shù)； An礦井年產(chǎn)量，t/年； 提升能力富裕數(shù)，對(duì)于第一水平=1.2。無(wú)井底煤倉(cāng)c=1.2; =1.2;（2）一次提升量 式中T次提升循環(huán)時(shí)間，s。（3）一次提升礦車(chē)數(shù)； ； 取輛。式中 _裝載系數(shù)當(dāng)傾角為20°以下時(shí)，=1，當(dāng)傾角為了加強(qiáng)21°25°時(shí)，=0.950.9;當(dāng)傾角為25°30°_煤的松散密度；V礦車(chē)的有效容積，算出值為小數(shù)時(shí)，應(yīng)圓整為較大整數(shù)。(三) 根據(jù)礦車(chē)連接器強(qiáng)度計(jì)算礦車(chē)數(shù)礦車(chē)沒(méi)傾角為的軌道上提時(shí)，受到斜而產(chǎn)生的阻力，n輛礦車(chē)的

9、總阻力由最前面的礦車(chē)連接器來(lái)承擔(dān)，為保證連接器強(qiáng)度，所拉礦車(chē)數(shù)受到限制。礦車(chē)連接器強(qiáng)度一般容許承受拉力60KN,因此，礦車(chē)連接器強(qiáng)度容許的礦車(chē)數(shù)為=經(jīng)圓整滿足設(shè)計(jì)要求，可以按確定的礦車(chē)數(shù)為計(jì)算。式中 單個(gè)礦車(chē)的載貨量及其自身質(zhì)量，Kg； 礦車(chē)運(yùn)行摩擦阻力系數(shù)，礦車(chē)為滾動(dòng)軸承取0.02g重力加速度，10m/應(yīng)圓整為較小的整數(shù)。(四) 斜井提升鋼絲繩的選擇計(jì)算(1)計(jì)算鋼絲繩最大斜長(zhǎng)：阻車(chē)器至摘鉤點(diǎn)距離，取1.5n=。摘鉤點(diǎn)至井架中心的水平距離，取3。井口至阻車(chē)器的距離，取9m。井口處鋼絲繩牽引角，取9°。提升機(jī)滾筒中心至天輪中心水平距離，取16m。(2)每米鋼絲繩質(zhì)量為式中 鋼絲繩由A

10、 點(diǎn)至串車(chē)尾車(chē)在井下的停車(chē)點(diǎn)之間的斜長(zhǎng)，m；鋼絲繩沿托輥和底板移動(dòng)阻力系數(shù)，鋼絲繩全部支撐在鋼輥上時(shí)取0.150.20，局部支撐在托輥上是取0.250.4；鋼絲繩公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度，Pa;鋼絲繩安全系數(shù)，與豎井要求相同。直 徑/mm鋼絲總斷面積/參考重力N/100m 鋼絲繩公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度/MPa鋼絲繩鋼絲15501700鋼絲破斷拉力總和（不小于）/KN20.01.3151.241429.0234.0257.022.51.4175.401658.0271.5298.040.02.6605.05717,0937.51025.0(3)按下式驗(yàn)算鋼絲繩安全系數(shù)：式中所選標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和，N。7.0

11、7>6.5經(jīng)驗(yàn)算所選鋼絲繩在安全規(guī)程規(guī)定值的，是可以使用的。(五) 提升機(jī)選擇計(jì)算39193.56N2JK-2/20 滾筒直徑D=2.0m, 滾筒寬度B=1.0m 式中 L 提升斜長(zhǎng)，m； 井筒傾角，若與甩車(chē)道傾角相差較大時(shí)，應(yīng)按甩車(chē)道傾角計(jì)算。(六)驗(yàn)算滾筒寬度采用雙層纏繞，符合設(shè)計(jì)要求。(七)計(jì)算天輪直徑并選擇天輪三 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，選擇天輪直徑(一) 對(duì)于地面天輪若鋼絲繩與天輪的圍包角大于90度時(shí)Dt80d80201600mm(二) 對(duì)于井下天輪若鋼絲繩與天輪的圍包角大于90度時(shí)Dt60d=6020=1200式中 Dt-天輪直徑，mm。選用固定天輪TSG1600/10(三)

12、預(yù)選提升電動(dòng)機(jī)(1) 估算電動(dòng)機(jī)功率： 式中 根據(jù)選擇的提升機(jī)，由提升機(jī)規(guī)格表查得的標(biāo)準(zhǔn)提升速度，m/s。減速器傳動(dòng)效率，單級(jí)傳動(dòng)時(shí)0.92，雙級(jí)傳動(dòng)時(shí)0.85電動(dòng)機(jī)容量備用系數(shù)，1.11.2。(2) 估算電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：式中 減速器的傳動(dòng)比。在選擇提升機(jī)時(shí)，根據(jù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)提升速度，由提升機(jī)規(guī)格表中可查得相應(yīng)的傳到比。(3) 根據(jù)P,n及礦井電壓等級(jí)查電機(jī)規(guī)格表，預(yù)選出合適的電動(dòng)機(jī)。查表可選出電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 JRQ-148-8型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。(4) 確定提升機(jī)的實(shí)際最大提升速度式中 預(yù)選出的電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/mim。確定出提升機(jī)的最大提升速度斜井串車(chē)升降人員或升降物料時(shí)，專(zhuān)用人車(chē)的運(yùn)行速度不得

13、超過(guò)人車(chē)設(shè)計(jì)的最大允許速度。四 結(jié)果圖展示五 階段速度圖六 總結(jié)：本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)部分課程進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)和鞏固，初步學(xué)會(huì)了如何選擇提升機(jī)系統(tǒng)，鍛煉了我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為將來(lái)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在此次設(shè)計(jì)中，老師和同學(xué)們都給與了我很大的幫助，讓我對(duì)提升系統(tǒng)有了進(jìn)一步去的認(rèn)識(shí)和禮節(jié)，另外，單位領(lǐng)導(dǎo)也為我創(chuàng)造了設(shè)計(jì)的條件，在此，我衷心的感謝老師的精心指導(dǎo)以及單位領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和支持。本次設(shè)計(jì)時(shí)間緊，任務(wù)中，加上我的能力有限以及缺乏經(jīng)驗(yàn)，所以缺點(diǎn)和錯(cuò)誤都在所難免，敬請(qǐng)各位老師和單位領(lǐng)導(dǎo)批評(píng)指導(dǎo)，借以提高我的設(shè)計(jì)能力，適應(yīng)礦井機(jī)械化的需要，使我在今后的工作中不斷的提高。最后，我衷心的祝愿所有給予我?guī)椭睦蠋熀蛦挝活I(lǐng)導(dǎo)，祝他們?cè)谝院蟮蒙钪泄ぷ黜樌賱?chuàng)輝煌！謝謝！參考文獻(xiàn)1.煤礦安全規(guī)程 中華人民共和國(guó)能源部制定 2001年版2礦山固定機(jī)械手冊(cè) 煤炭工業(yè)出版社 1986年版主編：周乃榮 嚴(yán)萬(wàn)生3煤礦固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備 煤炭工業(yè)出版社 主編：牛樹(shù)仁 陳滋平4.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 1990年版 主編：蔡春源 蔣尊賢 李自治5.礦井提升設(shè)備 煤炭工業(yè)出版社 1980年版主編: 中國(guó)礦業(yè)學(xué)院 6.礦井多繩提升選型設(shè)計(jì) 煤炭工業(yè)出版社 1981年版 主編: 范家駿畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績(jī)?cè)u(píng)定書(shū)專(zhuān)業(yè)