礦山機械與設備,第五章提升系統(tǒng)1

第二篇煤礦提升設備主要內(nèi)容：提升設備概述（提升設備的作用、種類、組成；）提升容器、鋼絲繩、提升機、制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與作用。提升系統(tǒng)的選擇計算。

本章重點：提升系統(tǒng)的選擇計算。包括：立井提升設備的選型計算和斜井提升選型計算第一章概述礦井提升設備的任務:

礦井提升設備是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人員和設備，下放材料大型機械設備。它是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相聯(lián)接的樞紐，是礦山運輸?shù)难屎?。因此，礦井提升設備在礦山生產(chǎn)的全過程中占有極其重要的地位。礦進提升設備的特點:安全性(不能發(fā)生突然事故；《安全規(guī)程》)可靠性(指能夠可靠地連續(xù)長期運轉(zhuǎn)而不需在短期內(nèi)檢修)經(jīng)濟性(1000KW)礦井提升設備的發(fā)展與現(xiàn)狀我國早在公元前1100年左右就發(fā)明和使用了轆轤提水和提升重物,這是現(xiàn)代提升機的始祖。1953年撫順重型機器廠制造了我國第一臺單繩纏繞式提升機。1958年洛陽礦山機器廠制造了第一臺多繩摩擦提升機?，F(xiàn)已進入世界先進行列。1827年，出現(xiàn)第一臺蒸氣提升機；1877年，第一臺單繩摩擦提升機；1905年，使用了第一臺電動提升機；1938年，創(chuàng)造了第一臺多繩摩擦提升機；1957年，發(fā)明了多繩纏繞式提升機（Blair提升機）。

目前，世界上經(jīng)濟比較發(fā)達的一些國家。提升機的運行速度已達20～25m/s，一次提升量達到50t，電動機容量已超過10000kW，其安全可靠性尤為突出。在礦井生產(chǎn)過程中，如果提升設備出了故障，必然會造成停產(chǎn)。輕者，影響煤炭產(chǎn)量；重者，則會危及人身安全。

礦井提升設備主要組成部分：1.提升容器2.提升鋼絲繩3.提升機(包括拖動控制系統(tǒng))4.井架(或井塔)5.天輪及裝卸載設備

提升機設備的分類按用途

主井提升和副井提升按提升容器

箕斗提升設備和罐籠提升設備按提升機類型

纏繞式和摩擦式按拖動方式

交流提升設備和直流提升設備按井筒的角度

立井提升設備、斜井提升設備和露天礦斜坡提升設備圖0－1所示是單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng)示意圖。工作過程：處在井底車場的重礦車，由推車機推人翻車機8(也稱翻籠)，把礦車內(nèi)煤炭卸入井底煤倉，再經(jīng)裝載設備11把煤炭裝入主井底的箕斗內(nèi)。與此同時，已提至井口卸載位置的重箕斗，通過井架上的卸載曲軌的作用，箕斗底部的閘門開啟，把煤炭卸入地面煤倉6。圖0－1單繩纏繞式箕斗系統(tǒng)示意圖1—提升機；2—天輪；3—井架；4—箕斗；5—卸載曲軌；6—地面煤倉；7—提升鋼絲繩；8—翻車機；９—井底煤倉；10—給煤機；11—裝載設備處在井上、井下的兩箕斗分別通過接裝置與兩根提升鋼絲繩7相連接，兩根提升鋼絲繩7的另一端則繞過安裝在井架3上的天輪2，以相反的方向固接在提升機卷筒l上。啟動提升機，一根鋼絲繩向卷筒上纏繞，使井底重箕斗向上運動；與此同時，另一根鋼絲繩自卷筒上松放，使井口輕箕斗向下運動，從而完成了提升煤炭的任務。

罐籠箕斗提升容器罐籠箕斗裝載方法裝卸礦車專門裝卸裝置生產(chǎn)效率低高應用副井主井（小型主井）罐籠與箕斗的特點圖0－2所示是多繩摩擦式罐籠提升系統(tǒng)示意圖

結(jié)構(gòu)及工作過程：多繩摩擦輪1安裝在提升井塔上，主繩8搭放在摩擦輪l上，其兩端通過連接裝置分別與處于井口和井底的兩個罐籠3，7連接，兩罐籠底部通過尾繩環(huán)與尾繩6連接。當啟動摩擦輪時，重載罐籠3被提升到井口上車場(圖示位置)，重礦車4被推車機推出罐籠，經(jīng)翻車機5卸載后，煤炭由膠帶輸送機運出。當升降人員或設備時，可在井口下車場進、出罐籠或裝卸物料。主要用于深井或載重量大的礦井，二者兼具更適合。圖0－2多繩摩擦式罐籠提升系統(tǒng)示意圖1—摩擦輪；2—導向輪；3、7—罐籠；4—礦車；5—翻車機；6—尾繩；8—主繩；9—搖臺圖0－3所示是斜井箕斗提升系統(tǒng)示意圖圖0-3斜井箕斗提升系統(tǒng)示意圖1—翻籠硐室；2—裝載倉；3—裝載閘門；4—箕斗；5—井筒；6—井架棧橋；7—卸載曲軌；8—卸載倉；9—天輪；10—提升機

結(jié)構(gòu)及工作過程：與豎井單繩纏繞式提升系統(tǒng)相似，在井底車場設有翻車機1和井底煤倉2，地面也設有卸載設備7和地面煤倉8。當年產(chǎn)量和井筒傾角較小時，可采用串車提升。

圖

在礦井提升中，根據(jù)用途不同有提升鋼絲繩(主繩)，平衡鋼絲繩(尾繩)，罐道鋼絲繩，防撞鋼絲繩，防墜器的制動鋼絲繩和緩沖鋼絲繩等。本節(jié)重點介紹提升鋼絲繩．講述提升鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和選擇計算，特別要注意《煤礦安規(guī)程》對提升鋼絲繩安全系數(shù)的規(guī)定。第二章提升鋼絲繩

提升系統(tǒng)中哪些地方用到鋼絲繩?第二章提升鋼絲繩提升鋼絲繩是礦井提升設備的一個重要組成部分，提升鋼絲繩選擇是否合理是關系到提升設備安全可靠性和經(jīng)濟性的重要環(huán)節(jié)，應引起足夠的重視。第一節(jié)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)1.礦用提升鋼絲繩都是絲→股→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所示。直徑從0.4～4mm不等,常用鋼絲的抗拉強度：1550N/mm2和1700N/mm2第一節(jié)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)、分類及選用

2.鋼絲的韌性：有特號、Ⅰ號、Ⅱ號三種。提物可用特號和Ⅰ號，提人必須用特號!3.抗腐能力：有鍍鋅鋼絲(鋼絲表面鍍鋅)和光面鋼絲(鋼絲表面未鍍鋅)。4.繩芯的結(jié)構(gòu)和作用：1）結(jié)構(gòu)：鋼絲捻成繩股時，有股芯，股芯由不同截面形狀的鋼絲組成，在由股捻制成繩時要有繩芯，繩芯由金屬繩芯和纖維繩芯，金屬繩芯由鋼絲制成，纖維繩芯由創(chuàng)麻、黃麻等制成。2）作用：a支持繩股，保持鋼絲繩的截面形狀，減少鋼絲的擠壓和變形，減少繩段間鋼絲的接觸應力。b繩芯富于彈性，在鋼絲繩彎曲時，允許繩股間和鋼絲間有相對移動，以緩和彎曲應力，使鋼絲富有韌性。c貯存潤滑油，預防鋼絲內(nèi)部銹蝕，減少鋼絲間的摩擦。戈培油。繩芯的作用?

鋼絲繩芯的特性：1、金屬繩芯鋼絲繩破斷力大，抗沖擊及抗擠壓性能好，耐高溫。2、天然纖維芯（棉紗、黃麻、劍麻）儲油多，鋼絲繩在工作時，內(nèi)部有足夠的潤滑，并防止鋼絲繩銹蝕。3、合成纖維芯（聚乙烯、聚丙烯）具有韌性好、不吸水、耐酸、耐堿、耐擠壓和耐磨損等優(yōu)點。鋼絲繩在動載荷使用中不宜變形，直徑穩(wěn)定。二、提升鋼絲繩的分類圖2-2所示為各種不同類型的鋼絲繩.。分類：

1.按鋼絲在繩中的捻次分：一次捻（單捻），絲→繩二次捻（雙捻），絲→股→繩，提升繩三次捻（三捻），絲→股→細繩→粗繩，橋梁鋼索2.按股在繩中的捻向分：左捻（S捻）右捻（Z捻）3.按絲在股中和股在繩中的捻向關系分：交互捻同向捻。(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。(2)依鋼絲在股中和股在繩中捻向的關系分，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。習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(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2-3(b)所示。面接觸式鋼絲繩：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。

A點接觸B線接觸C面接觸(4)依繩股斷面形狀分，有：圓股繩(如圖2-4(a)～(g))、異形繩如圖2-4(h)等。型號中數(shù)字的含義?(5)特種鋼絲繩

多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，如圖2-2(c)所示。這種繩由二層或三層繩股捻成，各層捻向相反，因而克服了鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)性，適用于作鑿井提升繩或生產(chǎn)礦井提升尾繩。它有什么用途呢?

密封鋼絲繩和半密封鋼絲繩，如圖2-2(e)，(f)所示。這種繩屬于單股結(jié)構(gòu)，最外一層是用異形鋼絲彼此互相鎖住，它的特點是密實、表面光滑、耐磨和耐腐蝕性好、不旋轉(zhuǎn)、彈性伸長小，但撓性差、制造技術復雜，適用于作罐道繩。它有什么用途呢?表面：光面鋼絲繩用NAT表示，鍍鋅鋼絲繩用ZBBZABZAA表示。繩芯：纖維芯用FC表示（其中天然纖維芯用NF表示，合成纖維芯用SF表示，如：聚丙烯用PP表示，聚乙烯用PE表示）。金屬繩芯用IWR表示，金屬股芯用IWS表示。捻法：右交互捻用ZS，左交互捻SZ，右同向捻用ZZ，左同向捻用SS。鋼絲繩系列鋼絲繩的標記代碼繩股：圓股不用代號標記?！癡”表示三角股；“Ｑ”表示橢圓股；“T”表示面接觸鋼絲繩；“S”表示西魯式鋼絲繩；“W”表示瓦林吞式鋼絲繩；“SW”表示西魯—瓦林吞式鋼絲繩；“FI”填充式鋼絲繩；鋼絲繩強度：1570167017701960等等鋼絲繩的標記代碼S—西魯式鋼絲繩股外層鋼絲要大于內(nèi)層鋼絲，提高了繩的耐磨性能。鋼絲繩股中的標記代號W—瓦林吞式鋼絲繩股外層鋼絲粗細相間，減小了鋼絲與鋼絲之間的縫隙，提高了鋼絲繩的耐疲勞性能。WS--西魯-瓦林吞式鋼絲繩此結(jié)構(gòu)由瓦林吞式和西魯式結(jié)合而成，其耐磨損性能、耐疲勞性能較好。

Fi—填充式鋼絲繩在股中，鋼絲與鋼絲之間填充了和縫隙大小相同直徑的鋼絲，增大了金屬面積，提高了鋼絲繩的耐疲勞性能。18NAT6×19S+FC1770ZSGB/T20118-2006產(chǎn)品執(zhí)行標準（一般用途）鋼絲繩捻向（右交互捻）公稱鋼絲抗拉強度（MPa）鋼絲繩表面狀態(tài)（光面）鋼絲繩公稱直徑鋼絲繩結(jié)構(gòu)（西魯式、麻芯）鋼絲繩系列鋼絲繩完整的表示方法股數(shù)6股每股鋼絲數(shù)17根三、提升鋼絲繩選擇使用選擇原則是：繩的捻向與繩在卷筒上的纏繞螺旋線方向一致。我國單繩纏繞式提升機多為右螺旋纏繞，故應選右捻繩，目的是防止鋼絲繩松捻；多繩摩擦提升為了克服繩的旋轉(zhuǎn)性給容器導向裝置造成磨損，一般選左、右捻各一半。還應考慮如下因素：(1)在井筒淋水大，水的酸堿度較高且處于出風井中的提升鋼絲繩，因腐蝕嚴重，應選用鍍鋅鋼絲繩；繩的旋向如何選擇?如何選擇鋼絲繩?(2)以磨損為主要損壞原因時，如斜井提升，采區(qū)上、下山運輸?shù)?，應選用線接觸圓形股或外層鋼絲繩較粗的或面接觸鋼絲繩。如6×7，6×(19)或三角股等；(3)以彎曲疲勞為主要損壞原因時，應優(yōu)先選用線接觸式或三角股鋼絲繩，如6T(25)；6W(19)等；（4）立井提升和斜井箕斗提升，宜采用同向捻，且多用右同向捻；多繩提升時，左、右捻各半；斜井串車提升，宜采用交互捻。(5)用于高溫和有明火的地方，如煤礦矸石山等，應選用金屬繩芯鋼絲繩。（6）繩罐道和鑿井提升繩應選用不旋轉(zhuǎn)繩。第二節(jié)提升鋼絲繩的選擇計算我國是按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定來設計的，其原則是：鋼絲繩應按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)來進行計算。

安全系數(shù)是指鋼絲繩鋼絲拉斷力的總和與鋼絲繩的計算靜拉力之比。但是應當注意，安全系數(shù)并不代表鋼絲繩真正具有的強度儲備，只不過表示經(jīng)過實踐證明在此條件下鋼絲繩可以安全運行。

示意圖中Hc=Hj+HS+HZ

Hc——鋼絲繩懸垂長度，mHj——井架高度，m箕斗提升：Hj=30-35m；罐籠提升：Hj=15-25m；HS——礦井深度，m；HZ——裝載高度，箕斗提升：HZ=18-25m；罐籠提升：HZ=0一、單繩纏繞式提升鋼絲繩計算(主井，無尾繩)

看看哪點最大?HcHjHsHzAB由立井單繩纏繞式提升系統(tǒng)示意圖可以看出，鋼絲繩最大靜載荷位于A點，當重容器位于井底裝載位置時，有Qmax式中：QZ——容器自重，kg；Hc——鋼絲繩懸垂長度，mQ——一次提升量，kg；

p——鋼絲繩每米重力，N/m；(2-1)鋼絲繩的破斷力應該是鋼絲繩的抗拉強度B(N/cm2)乘以鋼絲繩斷面積之和S0(cm2)，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定：

S0和p′之間的關系:p′=1000

S0N/m，0——平均比重,近似取0=0.09N/cm3，

(2-3)關于ma參考表2-3計算出鋼絲繩每米重力p′后，可以從鋼絲繩規(guī)格表中選每米重力稍大于p′的鋼絲繩，并查出其全部鋼絲的拉斷力之和Qd驗算是否滿足安全系數(shù)要求(由于p變大，0不一定是0.09N/cm3)。

(2-4)將S0=p′/1000代入(2-3)式，得：驗算公式：Qd——鋼絲破斷拉力總和，N；查鋼絲繩規(guī)格表。如安全系數(shù)不滿足，則要重選稍大的鋼絲繩或高一級強度的鋼絲繩。

(2-5)>=查表2-2鋼絲繩的安全系數(shù)《煤炭安全規(guī)程》規(guī)定單繩纏繞式提升設備采用的鋼絲繩安全系數(shù)ma：1、專為升降人員用的鋼絲繩不得小于9；2、升降人員和物料用的鋼絲繩：升降人員時不得小于9；提升物料時不得小于7.5；混合提升時不得小于9；3、專為升降物料用的鋼絲繩不得小于6.5。二、斜井提升鋼絲繩的計算：L

圖2-7所示為斜井提升鋼絲繩計算示意圖對于斜井提升鋼絲繩的計算，只要考慮到井筒的傾角以及容器和鋼絲繩沿斜井運行的阻力，其他與單繩立井提升鋼絲繩計算相同。BA?哪點力大

最大靜載荷，

計算公式

1——容器運行阻力系數(shù)，可取1=0.01～0.015

驗算公式：

2——鋼絲繩運行阻力系數(shù)。鋼絲繩全部支承在地滾上，取2=0.15～0.20；鋼絲繩局部支承在地滾上，取2=0.25～0.40；鋼絲繩全部支承在底板或枕木上拖動時，取2=0.4～0.6；第三節(jié)提升鋼絲繩的維護和試驗一、《煤礦安全規(guī)程》對提升鋼絲繩運轉(zhuǎn)維護的要求：(1)必須符合規(guī)定的繩輪直徑和繩徑比；(2)繩槽直徑要符合要求；(3)纏繞式提升機用鋼絲繩必須定期涂油潤滑，潤滑油要符合鋼絲繩制造廠提出的要求：摩擦提升用鋼絲繩只能涂專用的鋼絲繩油(戈培油)；

(4)嚴禁用布條之類的東西捆在鋼絲繩上作提升深度指示標記，以防該處的鋼絲繩得不到良好的潤滑而發(fā)生腐蝕斷絲；(5)鋼絲繩的運送、存放和懸掛都應嚴格按要求去做；(6)對提升鋼絲繩必須每天以O.3m/s的速度進行認真檢查，并記錄斷絲情況，有關斷絲和鋼絲繩斷面縮小的極限要求可見《煤礦安全規(guī)程》有關規(guī)定；

(7)鋼絲繩遭受卡罐或突然停車等猛烈拉伸時，必須立即停車檢查，遭受沖擊拉伸的一段如果長度增加0.5％以上或有明顯損傷，要更換新繩；(8)多層纏繞時，由下層轉(zhuǎn)到上層的一段繩由于磨損嚴重，必須加強檢查，并且每季度要錯繩四分之一圈。

二、鋼絲繩的定期試驗《煤礦安全規(guī)程》還規(guī)定鋼絲繩必須定期切下一段進行試驗，以驗證使用中的鋼絲繩性能是否符合要求。(1)新繩在使用之前均須進行實驗；(2)除摩擦式提升用鋼絲繩和尾繩以及傾角30度以下的斜井專門用來升降物料的鋼絲繩外，提升鋼絲繩在使用過程中必須定期切下一段做試驗。升降人員或升降人員和物料的鋼絲繩自懸掛之日起每6個月試驗一次；專為升降物料的鋼絲繩自懸掛之日起一年后進行第一次試驗，以后每6個月試驗一次。第三章礦井提升機

根據(jù)礦井提升機工作原理和結(jié)構(gòu)的不同，可分為如下類型：礦井提升機纏繞提升機單繩纏繞多繩纏繞-布雷爾式單卷筒可分離單卷筒雙卷筒摩擦提升機單繩摩擦塔式落地式多繩摩擦塔式落地式

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。摩擦提升機：在一定程度上解決了單繩纏繞式提升機在深井條件下所出現(xiàn)的問題。但是，摩擦提升一般均采用尾繩平衡，以減小兩端張力差，提高運行的可靠性。因此,在容器與提升鋼絲繩連接處的鋼絲繩斷面上，靜應力將隨容器的位置變化而變化。礦井越深，靜應力的波動值越大，因此，摩擦提升在深井的使用亦受到一定的限制，一般限制H<1400m。落地摩擦提升機塔式提升機

多繩纏繞式提升機(布雷爾式提升機)：

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。圖3-1雙繩布雷爾式提升機工作原理圖

三峽工程的鋼絲繩卷揚平衡重式垂直升船機可一次通過一艘3000噸級客輪。升船機最大升降高度113米，最大升降重量11800噸。這一升船機建成后，在世界同類型升船機中是規(guī)模最大的。提升系統(tǒng)有8臺卷揚機，卷筒和電動機均安裝有可靠的制動裝置。由于卷揚機鋼絲繩一端系住承船箱，另一端系住重量相等的平衡重鐵塊，卷揚機只要能克服鋼絲繩彎曲阻力、滑輪阻力、慣性力和承船箱內(nèi)正誤差范圍內(nèi)水體的重量即可，計算總提升力為600噸。鋼絲繩為特制鍍鋅鋼絲繩，直徑為85毫米，共192根，安全系數(shù)大于或等于8，提升速度為0.2米／秒。提升高度113米時，只需要約10分鐘。第一節(jié)纏繞式提升機工作原理：將兩根提升鋼絲繩的一端以相反的方向分別纏繞并固定在提升機的兩個卷筒上；另一端繞過井架上的天輪分別與兩個提升容器連接。這樣，通過電動機改變卷筒的轉(zhuǎn)動方向，可將提升鋼絲繩分別在兩個卷筒上纏繞和松放，以達到提升或下放容器，完成提升任務的目的。目前，單繩纏繞式提升機在我國礦山中使用較為普遍。

類型：按卷筒的數(shù)目，分為雙卷筒和單卷筒。

雙卷筒提升機：它的兩個卷筒在與軸的連接方式上有所不同：其中一個卷筒通過楔鍵或熱裝與主軸固接在一起，稱為固定卷筒，又稱為死卷筒；另一個卷筒滑裝在主軸上，通過離合器與主軸連接，故稱之為游動卷筒，又稱為活卷筒。采用這種結(jié)構(gòu)的目的是考慮到在礦井生產(chǎn)過程中提升鋼絲繩在終端載荷作用下產(chǎn)生彈性伸長，或在多水平提升中提升水平的轉(zhuǎn)換，需要兩個卷筒之間能夠相對轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)繩長，使得兩個容器分別對準井口和井底水平。

單卷筒提升機：只有一個卷筒，一般僅用作單鉤提升。國產(chǎn)單繩纏繞式提升機有JT和JK兩個系列：

JT系列提升機卷筒直徑為800～1600mm,主要用于井下運輸提升工作；

JK系列提升機卷筒直徑為2～5m，主要用于地面井口提升工作。第二節(jié)提升機的主要結(jié)構(gòu)及其作用一、主軸裝置

組成：包括卷筒、主軸、主軸承，在雙筒提升機(或可分離式單筒提升機)中還包括有調(diào)繩離臺器。圖3-4所示為JK系列雙筒提升機主軸裝置結(jié)構(gòu)簡圖。由圖3-4可知，固定卷筒的右輪轂用切向鍵固定在主軸上，左輪轂滑裝在主軸上，其上裝有潤滑油杯，應定期向油杯加潤滑油，以免輪轂和主軸表面磨損。游動卷筒的右輪轂經(jīng)軸套滑裝在主軸上，也裝有潤滑杯，保證潤滑。

軸套的作用：保護主軸和輪轂，避免在調(diào)繩時軸和輪轂磨損。左輪轂用切向鍵固定在軸上并經(jīng)調(diào)繩離合器與卷筒連接。卷筒為焊接結(jié)構(gòu)，其特點是筒殼下沒有其他(如支環(huán)和斜撐等)支撐結(jié)構(gòu)，兩側(cè)輪輻(支輪)是由鋼板制成的，開有若干小孔。筒殼外邊一般均設有木襯。

在單層纏繞時，木襯上車有螺旋繩槽，以使鋼絲繩規(guī)則地排列，并減少鋼絲繩的磨損。木襯的厚度應不小于2倍鋼絲繩直徑，通常寬在100mm左右。在多層纏繞情況下《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：卷筒必須設有帶繩槽的襯墊。鋼絲繩與輪槽的關系鋼絲繩系列二、調(diào)繩離合器作用：是使活卷筒與主軸連接或脫開，以便在調(diào)節(jié)繩長或更換水平時，能調(diào)節(jié)兩個容器的相對位置。

類型：齒輪離合器、摩擦離合器和蝸輪蝸桿離合器。應用較多的是齒輪離合器。圖3-5(a)所示為JK系列提升機調(diào)繩離合機構(gòu)示意圖，采用齒輪離合器，液壓控制。

圖3-5(a)軸向移動齒輪離合器1-主軸；2-鍵；3-輪轂；4-油缸；5-椽膠緩沖墊；6-齒輪；7-尼龍瓦；8-內(nèi)齒輪；9-卷筒輪輻；10-油管；11-軸承座；12-密封頭；13-閉鎖閥結(jié)構(gòu)：活卷筒的左輪轂3通過鍵2與主軸1相聯(lián)，在活卷筒左支輪上沿圓周的三個孔中，放入調(diào)繩油缸4，調(diào)繩油缸的另一端插在齒輪6的孔中。這樣，當齒輪6與固定在輪輻9上的內(nèi)齒輪8相嚙合時，調(diào)繩油缸便相當于三個銷子將3與6連接在一起，傳遞力矩。工作原理：調(diào)繩油缸的左端蓋連同缸體一起用螺釘固定在齒輪6上。如圖3-5(b)而齒輪6則滑裝在活卷筒的左輪轂上?；钊ㄟ^活塞桿和右端蓋一起固定在輪轂上。因此，當壓力油進入油缸時，活塞不動，缸體沿缸套移動，工作原理(續(xù))：當油缸左腔接壓力油，右腔接回油池時，缸體便在壓力油作用下，連同齒輪6一起向左移動，使齒輪6與內(nèi)齒圈脫離嚙合，活卷筒與主軸脫開。與此相反，當向右腔供壓力油而左腔回油時，離合器接合，活卷筒與主軸連接。調(diào)繩離合器在提升機正常工作時，左右腔均無壓力油。當齒輪6向左移動與內(nèi)齒輪8脫開后，主軸帶動死卷筒旋轉(zhuǎn)時，輪轂3便與安裝在內(nèi)齒輪上的尼龍瓦7作相對運動。圖3-5(b)調(diào)繩離合器簡圖1-輪轂；2-活塞銷；3-O型密封圈；4-閥體；5-彈簧；6-缸體;7-活塞桿；8-活塞；9-缸套；10-橡膠緩沖墊；11-齒輪；12-尼龍瓦；13-內(nèi)齒輪；14-主軸；15-空心管；l6-空心軸；17-軸套，18-密封體；19-鋼球；20-彈簧優(yōu)缺點:圖3-6徑向動作式調(diào)繩離舍器1-聯(lián)鎖閥；2-油缸裝置；3-卡箍；4-撥動環(huán)；5-連板6-蓋板；7-齒塊體；8-內(nèi)齒圈；9-移動彀三、減速器

JK型提升機采用圓弧齒輪減速器，其速比為11.5，20，30。型號為ZHL-115，ZHLR-130，ZHLR-150，ZHfLR-170Ⅱ等。符號意義是：Z為圓柱；H為圓弧齒；L為兩級減速；R為人字齒；數(shù)字115、170代表中心距。減速器的低速軸用齒輪聯(lián)軸器與主軸相聯(lián)，高速軸用彈性聯(lián)軸器與電機軸相聯(lián)。在多繩摩擦提升機及JK系列礦用提升機中，有采用共軸減速器的。這種減速器的入軸和出軸在同一中心線上，功率為兩路傳遞，在中間齒輪的輪緣和輪轂間設有彈簧，用以消除由于齒輪加工誤差引起的負荷分配不均，并減少減速器在起動和停止時的沖擊負荷。為了使減速器質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸較小，在起重運輸機械及礦井提升機中，已開始采用行星齒輪減速器，這種減速器體積小，重量輕，傳動效率高。四、制動裝置組成：制動器(也稱閘)和傳動系統(tǒng)。制動器分類：按結(jié)構(gòu)形式分：盤閘及塊閘。按傳動能源分：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)。傳動系統(tǒng)控制并調(diào)節(jié)制動力矩。

塊式制動礦用提升絞車

圖盤式制動礦用提升絞車圖(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)工作制動：在提升終了時可靠地閘住提升機。(2)安全制動：當發(fā)生緊急情況時，能迅速地按要求減速，制動提升機，以防止事故的擴大。(3)參與控制：在減速階段控制提升機的速度。

(4)調(diào)節(jié)繩長：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)時活卷筒閘住不動(或鎖住不動)。

制動裝置的要求：

一是制動器必須給出一個恰當?shù)闹苿恿兀欢前踩苿颖仨毮茏詣?、迅速和可靠地實現(xiàn)。

五、礦井提升機深度指示器深度指示器是礦井提升機的重要保護檢測裝置之一，它的作用是：(1)向司機指示提升容器在井筒中的運行位置；(2)容器接近井口停車位置時發(fā)出減速信號；(3)當提升容器過卷時，推動裝在深度指示器上的終嵌開關，切斷安全保護回路，進行安全制動；(4)減速階段，通過限速裝置進行過速保護。

分類：根據(jù)動作原理可分為機械式、機械電氣混合式及數(shù)字式等。我國生產(chǎn)的提升機主要采用機械牌坊式深度指示器和圓盤式深度指示器。牌坊深度指示器：指示清楚，工作可靠，缺點是體積大，指示精度不高，不便于實現(xiàn)提升機遠距離控制。圓盤式深度指示器：由兩部分組成，即傳動裝置(發(fā)送部分)和深度指示盤(接收部分)。

圖3-11所示為圓盤深度指示器傳動簡圖其工作原理如圖3-12所示：發(fā)送角機的激磁繞組(C1C2)與接收角機的激磁繞組(C1C2)接在同一交流電源上。同步繞組(P1P2P3及p1p2p3)也相互連接。分別表示發(fā)送機、接收機同步繞組與激磁繞組軸線間的夾角，這兩個夾角的差值θ=θ1-θ2稱為失調(diào)角，當失調(diào)角等于零時，兩個角機每相感應的電勢相等，這時電路中電流為零，轉(zhuǎn)子不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。當θ1與θ2有差值時(即發(fā)送機隨提升機旋轉(zhuǎn)時)，因在同步繞組中電勢不等而有電流流通。第三節(jié)提升機卷筒和天輪的選型計算一、提升機的選型計算選擇提升機的主要參數(shù)有：卷簡直徑D；卷筒寬度B；提升機最大靜張力Fjmax及最大靜張力差Fjc。其中卷筒直徑D為選擇提升機規(guī)格型號的依據(jù);其他三個參數(shù)為校核參數(shù)。

提升絞車的主要技術參數(shù)型號卷筒

鋼繩

電機外形

重量

數(shù)量直徑寬度拉力拉力差

直徑

容繩量

速度

功率

型號轉(zhuǎn)速

JT-0.818006001515164801

1.3522

30YRT200M-6730

9602215×1344×21752191JT-11100060020201+6001.3537YR225m2-69602285×1524×14002838JTB-0.818006001515154801.3530YR225M-69802285×1710×16222440選擇提升機卷筒直徑的主要原則是：

使鋼絲繩在卷筒上纏繞時所產(chǎn)生的彎曲應力不要過大，以保證提升鋼絲繩具有一定的承載能力和使用壽命。理論與實踐已證明，繞經(jīng)卷筒和天輪的鋼絲繩，其彎曲應力的大小及其疲勞壽命取決于卷筒與鋼絲繩直徑的比值。圖3-2所示是繩股(密封)鋼絲繩進行彎曲試驗的結(jié)果，由圖示可知，在同一鋼絲繩直徑條件下，卷筒直徑愈大，彎曲應力愈??；在相同卷筒直徑條件下，繩徑愈小，彎曲應力愈小，即比值D／d愈大，彎曲應力愈小。圖3-2鋼絲繩彎曲應力圖

圖3-3所示為在不同的D／d彎曲條件下，鋼絲繩試驗載荷與其耐久性的關系。由圖3-3可知，在試驗載荷相同時，D／d愈大，鋼絲繩所能承受的反復彎曲次數(shù)愈多，疲勞壽命愈長。

圖3-3不同的D/d時載荷與耐久性的關系

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，對于安裝在地面的提升機，其直徑與鋼絲繩直徑的關系如下：

式中：D′為提升機卷筒直徑；d為提升鋼絲繩直徑；δ為提升鋼絲繩中最粗鋼絲繩直徑。對于安裝在井下的提升機則有：(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)根據(jù)計算值D′，選擇標準卷筒直徑。選定了標準卷簡直徑后，卷筒的標準寬度B則為已知，然后根據(jù)實際需要在卷筒上纏繞的鋼絲繩長度來計算卷筒的實際寬度B′。在提升機卷筒上應容納以下幾部分鋼絲繩：(1)提升高度H，m；(2)提升鋼絲繩試驗長度，規(guī)定每半年剁繩頭一次，每次剁掉5m，按提升鋼絲繩的使用壽命為三年計，則試驗長度為30m；(3)為了減少鋼絲繩在卷筒上固定處的拉力，鋼絲繩在卷筒上松繩時，不能全部松放，應在卷筒表面保留三圈摩擦圈，則卷筒的實際容繩寬度B′為：

式中：H為提升高度；D為提升機卷筒直徑；d為提升鋼絲繩直徑；ε為提升鋼絲繩繩圈間的間隙，一般為2-3mm，卷筒直徑較大時，取大值。(3-5)（4）作多層纏繞時，提升鋼絲纏在卷筒上的實際纏繞寬度B′可按下式計算：式中：Dp為平均纏繞直徑；K為纏繞層數(shù)；n′為錯繩圈數(shù)。其中：

為了避免繩圈總在一個地方過渡，每季度要將提升鋼絲繩錯動1/4圈，根據(jù)提升鋼絲繩的使用年限，一般取n′=2～4圈。

纏繞層數(shù)的規(guī)定：《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：立井中專門升降物料時，準許纏兩層，若升降人或升降人及物料時只許纏一層，在45°以下的斜井中升降人員時，準許纏兩層；在30°以下，斜長超過600m的斜井中升降人員時，準許纏三層；暗井中專門升降物料和地面運輸時，準許纏三層。如果B′<B，則所選提升機滿足寬度要求，如小很多，可適當加大繩圈間隙。如果B′>B：若提升機用于有升降人員的豎井副井提升，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，鋼絲繩在卷筒上只能纏繞一層。但是如果B′比B稍大一點，所選提升機仍可滿足寬度要求，但是要是B`-B的差值暫時固定在卷筒內(nèi)。如果B′-B的差值較大，則所選提升機的寬度不滿足要求，則應采取措施：

一是另選強度較高的提升鋼絲繩型號；

二是把提升機卷筒直徑增大一級。重新計算B′到滿足B′<B為止。為了保證提升機在其設計強度范圍內(nèi)工作，使提升機的工作負荷不超過其設計值，還必須驗算提升工作的最大靜張力Fjmax及最大靜張力差Fjc使其滿足所選提升機規(guī)定的數(shù)值[Fjmax]和[Fjc]，可按下式計算：

(3-8)(3-9)二、天輪的選型計算類型：天輪安裝在井架上，作支承、引導鋼絲繩轉(zhuǎn)向之用，根據(jù)原煤炭工業(yè)部的標準，天輪分為三種：井上固定天輪；鑿井及井下固定天輪；游動天輪。其結(jié)構(gòu)形式也分為三種類型：直徑為3500mm時，采用模壓焊接結(jié)構(gòu)；直徑小于3000mm時，采用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)；直徑為4000mm時，采用模壓鉚接結(jié)構(gòu)。天輪直徑的選擇：

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，對于地面設備，當鋼絲繩對天輪圍抱角大于90°時：

當圍抱角角小于90°時：(3-10)(3-13)(3-12)(3-11)對于井下設備：矸石山天輪：(3-14)(3-15)(3-16)第四章礦井提升系統(tǒng)的選擇計算

礦井提升設備的選擇計算是否經(jīng)濟合理，對礦山的基本建設投資、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率及噸煤成本都有直接的影響。因此，在進行提升設備選擇計算時，首先確定提升方式，在確定提升方式時要考慮下列各點：

1、對于年產(chǎn)量大于60萬噸的大中型礦井，由于提升煤炭和輔助提升任務較大，一般均設主井、副井兩套提升設備。因為箕斗提升能力大、運轉(zhuǎn)費用較低、又易于實現(xiàn)自動化控制，一般情況主井均采用箕斗提升煤炭，副井采用罐籠提升矸石、升降人員和下放材料設備等輔助提升。對于年產(chǎn)量30萬噸以下的小型礦井，可采用一套罐籠提升設備，使其完成全部主、副井提升任務是最經(jīng)濟的，也有采用兩套罐籠設備的。對于180萬噸的大型礦井，有時主井需要采用兩套箕斗同時工作才能完成生產(chǎn)任務。副井除配備一套罐籠設備外，多數(shù)尚需設置一套單容器平衡錘提升方式，提升矸石。2、對于同時開采煤的品種在兩種及以上并要求不同品種的煤分別外運的大、中型礦井，則應考慮采用罐籠提升方式作為主井提升。對煤的塊度要求較高的大、中型礦井，由于箕斗提升對煤的破碎較大，也要考慮采用罐籠作為主井提升。當?shù)孛嫔a(chǎn)系統(tǒng)距離井口較遠，尚需一段窄軌鐵路運輸時，采用罐籠提升地面生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡單。

3、中等以上礦井，主井一般都采用雙容器提升，對于多水平同時開采的礦井（特別是采用摩擦提升機）可采用平衡錘單容器提升方式。對于中、小型礦井，一般采用單繩纏繞式提升系統(tǒng)為宜。對于年產(chǎn)量大于90萬噸的大型礦井，可采用摩擦提升系統(tǒng)，中型礦井的井筒較深時也可采用摩擦提升系統(tǒng)，或主井采用單繩箕斗，副井采用多繩罐籠。

4、礦井若有兩個水平，且分前后期開采時，提升機、井架等大型固定設備要按照最終水平選擇。提升容器、鋼絲繩和提升電動機根據(jù)實際情況也可以按照第一水平選擇，待井筒延深至第二水平時，再更換。對于新礦井如沒有什么特殊要求，可參照《定型成套設備》的規(guī)定確定提升方式，并盡量選用定型設備。但因各個礦井具體情況不同，副井提升量也不一致，因此，可結(jié)合具體條件計算、選擇，或驗算選用的定型成套設備?！抖ㄐ统商自O備》中未規(guī)定的如鋼絲繩、提升機與井筒相對位置、生產(chǎn)能力與耗電量等也要計算。

一、計算選擇提升機時的必要已知條件1.主井提升:1、礦井年產(chǎn)量An（噸/年）2、工作制度：年工作日數(shù)、日工作小時數(shù)3、礦井開采水平數(shù)，各水平井深，及各水平服務年限4、卸載水平與井口的高差，裝載水平與井下運輸水平的高差5、井筒尺寸、井筒中布置的提升設備套數(shù)、井筒附近地形圖6、散煤密度（噸/米3）提升系統(tǒng)設計內(nèi)容與步驟：2、副井提升（1）矸石年產(chǎn)量：如無特別指出時，可取煤炭產(chǎn)量的15~20%，最大班出矸量按日出矸量的50%計算；（2）最大班下井人員數(shù)目（人/班）；（3）礦井深度Hs（m）；（4）每班下井材料、設備、炸藥次數(shù)。（次/班）；（5）提升罐籠型式規(guī)格，罐籠質(zhì)量（kg），礦車質(zhì)量（kg）；（6）矸石散集密度（t/m3）。（一）提升容器的選擇（二）提升鋼絲繩的選擇（三）提升機的選擇1、滾筒直徑2、滾筒寬度3、提升機強度校核

（四）提升機與井筒相對位置1、天輪直徑；2、井架高度3、滾筒中心至井筒鋼絲繩之間的水平距離4、鋼絲繩的弦長；5、鋼絲繩的偏角6、滾筒下繩的出繩角（五）提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量計算（六）確定運動各參數(shù)（七）各階段拖動力（八）驗算提升電動機容量（九）耗電量計算

（一）提升容器的選擇（經(jīng)濟速度法）

一次提升量估算：式中:c——提升工作不均衡系數(shù)；提升不均勻系數(shù)，有井底煤倉時，c=1.1～1.15;無井底煤倉時，c=1.2，當?shù)V井有兩套提升設備時，c=1.15，只有一套提升設備時，c=1.25；af——提升能力富裕系數(shù)，對第一水平一般為1.2；br——一年工作日，一般為300（日）；t——一日工作時數(shù)，一般為14h。估算一次經(jīng)驗提升時間：

經(jīng)濟提升速度：提升高度：H=Hs+Hx+Hz

提升加速度：按0.5～0.7m/s2選?。?？μ——提升容器爬行時間，可暫取10S（對箕斗）或5S（對罐籠）θ——提升容器每次提升終了后的休止時間。對箕斗和罐籠可分別按下表選取。根據(jù)一次經(jīng)驗提升量的計算值在箕斗規(guī)格表中，選取標準箕斗容量。選箕斗時，應在不增大提升機，及井筒直徑的前提下，盡量采用大容量箕斗，以降低提升速度、節(jié)省電耗。若采用罐籠應按礦車規(guī)格選擇。計算一次實際提升量Q為選擇鋼絲繩作準備。計算一次提升循環(huán)時間：計算一次提升循環(huán)時間：為預選擇提升機用準備（二）提升鋼絲繩的選擇計算鋼絲繩的強度計算方法：《煤炭安全規(guī)程》的規(guī)定：鋼絲繩按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)的方法進行計算。最大靜載荷：Qmax=(Q+Qz+pHc)g,N

計算出p值后，從鋼絲繩規(guī)格表中選取與計算相近的較大標準鋼絲繩。

并按鋼絲繩的最大破斷拉力驗算安全系數(shù)（四）提升機的選擇計算1、卷筒直徑原則：使鋼絲繩繞經(jīng)卷筒時所產(chǎn)生的彎曲應力不要過大，以便保持鋼絲繩的一定承載能力和使用壽命?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：對于安裝于地面的提升機：D≥80d,mmD≥1200δ,mm對于井下提升機：D≥60d,mmD≥900δ,mm2、卷筒寬度

卷筒寬度應根據(jù)所需容納的鋼絲繩長度確定。在卷筒表面應容納以下幾部分鋼絲繩：（1）提升高度H,m；（2）鋼絲繩試驗長度，規(guī)定每半年剁繩頭一次進行試驗，一次剁掉5m，如果鋼絲繩的壽命以三年計，則試驗長度為30m；（3）卷筒表面應保留三圈摩擦圈，以便減輕鋼絲繩在卷筒固定處的張力；（4）當鋼絲繩在卷筒上作多層纏繞時，為了避免上下層鋼絲繩總是在一個地方過渡，每季要將鋼絲繩錯動約1/4圈，根據(jù)鋼絲繩的使用年限，取錯繩圈=2~4圈。對于單層纏繞，每個卷筒的寬度為：mm對于多層纏繞，每個卷筒的寬度為：mm3、驗算最大靜張力及最大靜張力差為了保證提升機有足夠的強度，還必須驗算所選提升機的最大靜張力Fj及最大靜張力差Fc使其滿足:五、提升電動機的預選為了對提升設備進行動力學計算，應預選提升電動機。提升電動機應滿足功率、電壓及轉(zhuǎn)速三個方面的要求。1、提升電動機的功率

ρ——動力系數(shù)，即考慮動負荷影響的系數(shù)，一般ρ=1.2~1.4，箕斗提升取小值；罐籠提升取大值；2、提升電動機的轉(zhuǎn)速n

3、提升機實際提升速度

六、提升機與井筒的相對位置的確定1、井架高度Hj卸載高度HX：容器高度Hr：天輪半徑Rt：過卷高度Hg：？？？2、鋼絲繩的外偏角α1和內(nèi)偏角α2鋼絲繩的弦長與天輪平面的夾角有兩個，α1稱外偏角，α2稱內(nèi)偏角，根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定，內(nèi)、外偏角不得超過1°30ˊ，否則繩與天輪輪緣的磨損過甚，易發(fā)生鋼絲繩跳出天輪的事故。3、鋼絲繩弦長Lx

鋼絲繩的弦長不能過長，過長則鋼絲繩振動增大，因此，鋼絲繩有跳出天輪輪緣的危險，一般不超過60m。4、卷筒中心線至井筒提升中心線的水平距離Ls5、提升機卷筒的下出繩角β下出繩角過小，鋼絲繩有可能與提升機基礎想接觸，會增大鋼絲繩的磨損。對于JK型提升機下出繩角不應小于15°。(七)提升容器的運動學

一、箕斗的運動分析二、普通罐籠的運動分析在普通罐籠提升運動中，應注意以下兩點：（1）《規(guī)程》規(guī)定，立井中用罐籠升降人員的加速度和減速度，都不能超過0.75m/s2；（2）爬行階段的速度和距離的大小，主要以能便于操縱和準確停車為原則。(八)提升系統(tǒng)的動力方程式

提升機在主軸上的拖動力矩M與提升系統(tǒng)的靜阻力矩及慣性力矩處于平衡狀態(tài)。即M－Mj－Md=0在等直徑提升系統(tǒng)中可以用力的關系表示。即F－Fj－Fd=01、提升系統(tǒng)的靜阻力

提升系統(tǒng)的靜阻力：（1）有益載荷（2）容器自重（3）鋼絲繩重量（4）礦井阻力a、上升側(cè)：b、下放側(cè)：c、提升系統(tǒng)的靜阻力Fj：式中：Ws+Wx=ξQg，箕斗ξ=0.15；罐籠ξ=0.2d、提升系統(tǒng)的靜力不平衡現(xiàn)象

在以提升行程為橫坐標的圖上，靜阻力是一條下斜的直線。

當井很深繩很重時，斜線的傾角就比較大。甚至在提升終了前就出現(xiàn)負靜阻力。存在的問題：（1）加速階段：提升電動機必須產(chǎn)生很大的拖動力，才能使提升系統(tǒng)獲得必要的加速度。為此，有時需要額外地加大電動機的功率。（2）減速階段：必須用足夠大的制動力施閘。這不僅要用閘吸收系統(tǒng)的動能以達到減速的目的，而且還要用閘克服下放繩的重力。靜力平衡措施：掛尾繩

在兩個提升容器下面用一根q(kg/m)的鋼絲繩聯(lián)起來，繩環(huán)直垂到井底。掛尾繩弊端：增加尾繩費用；要為尾繩環(huán)延深井筒；增加維修工作量；增加掛繩和換繩的工作量。帶尾繩靜阻力為2、變位質(zhì)量a、變位質(zhì)量：提升系統(tǒng)的各個運動部件質(zhì)量都變位到提升機卷筒表面纏繩的圓周上后的質(zhì)量之和。b、變位質(zhì)量計算的原則：必須保持該部件變位前后的動能相等。

c、變位質(zhì)量計算方法：（1）旋轉(zhuǎn)運動部分：

1）提升機的旋轉(zhuǎn)部件：變位質(zhì)量在規(guī)格表中查出。2）天輪：變位質(zhì)量在規(guī)格表中查出。3）電動機的轉(zhuǎn)子：按變位前后動能相等的原則有：電動機轉(zhuǎn)子變位到提升機軸上后的轉(zhuǎn)動慣量為：電動機轉(zhuǎn)子變位到卷筒纏繩圓周上的質(zhì)量為：

電動機的規(guī)格表中查不到Jd值，卻能查到轉(zhuǎn)子飛輪力矩（GD2）值,它是工程上常用的表示物體旋轉(zhuǎn)運動時慣性的數(shù)值。它與Jd的換算關系是:所以（2）直線運動部分：1）提升鋼絲繩：兩根2）容器：2Qz3）有益載荷：Q4）尾繩：1根（3）總變位質(zhì)量：三、拖動力力圖繪制繪制依據(jù)：（1）提升系統(tǒng)速度圖（2）提升系統(tǒng)動力基本方程以單繩纏繞式無尾繩箕斗雙容器提升設備為例（一）速度圖參數(shù)的確定1.提升加速度的確定（1）初加速a0：卸載曲軌的速度限制在1.5m/s，曲軌行程一般為2.13m或2.35m，代入上式計算后得0.528m/s2和0.479m/s2。故取0.5m/s2。（2）主加速度的確定為了保障提升和下放人員的安全，《安全規(guī)程》規(guī)定：豎井升降人員時：豎井提升物料箕斗提升加速度：減速器能力對加速度的限制：按電動機能力產(chǎn)生的最大加速度：取其中最小值。2.提升減速度的確定另外，減速度與減速方式有關：（1）自由滑行方式減速

（2）制動方式：1）電氣制動：直流拖動：發(fā)電制動；交流拖動：低頻發(fā)電機或動力制動等2）機械閘制動（3）電動機減速方式《安全規(guī)程》規(guī)定：豎井升降人員時：3.爬行距離和爬行速度的確定爬行階段的速度和距離的大小，主要以能便于操縱和準確停車為原則。4.抱閘停車階段減速度的確定

一般采用1m/s2,這階段的時間t5為0.5S，行程很?。?.125m），一般略去不計。（二）速度圖參數(shù)的計算在計算速度圖參數(shù)前，必須已知提升高度H、最大提升速度Vm及速度圖各主要參數(shù)，在曲軌中加速的時間：主加速的行程：主加速的時間：在曲軌中的行程：主減速的時間：主減速的行程：爬行時間：抱閘停車時間：抱閘停車行程：等速階段時間：等速階段行程：一次提升循環(huán)時間：（三）提升動力學計算主要依據(jù)是提升動力方程式：根據(jù)前面計算的各階段行程，加、減速度代入上式，即可計算出各階段的拖動力。1.初加速階段：初加速開始：初加速終了：2.主加速階段：主加速開始：主加速終了：3.等速階段：等速開始：等速終了：4.主減速階段：主減速開始：主減速終了：5.爬行階段：爬行開始：主減速終了：6.抱閘停車階段：停車開始：主減速終了：根據(jù)上述計算結(jié)果，畫出力圖，并將力值標注入圖中。其中，抱閘停車階段，由于時間短，力可以不計入。（九）電動機功率的驗算一、按電動機溫升條件驗算1、電動機的額定功率：

指電動機在額定負載下以額定速度連續(xù)運轉(zhuǎn)，其繞組的溫升不超過允許值時的功率。2、等效力Fd：

如果電動機在變化負荷下運轉(zhuǎn)的溫升與其在某一固定負載下運轉(zhuǎn)時的溫升相等，就可以用這個固定稱為等效力。3、影響溫升的條件：（1）產(chǎn)生的熱量；（2）散熱條件tt2t0FFF2’’F2’等效時間：

α——低速運轉(zhuǎn)時電機散熱不良系數(shù)，一般取1/2β——停車休止時電機散熱不良系數(shù)，一般取1/3電動機的等效功率:按電動機的溫升條件驗算:二、按過負荷條件驗算提升電動機是在重載下頻繁起動，所以其過負荷能力越高越好。保證提升電動機的正常穩(wěn)定的起動，其過負荷條件為：式中的預選電動機作用于卷筒上的額定力:

三、按特殊力驗算1）采用罐座的罐籠提升設備，當空罐為于井底罐座上，而把重罐從井口稍稍提起時

2）在更換水平或調(diào)節(jié)繩長打開離合器作單鉤提升時μ——動力系數(shù)，一般取1.05~1.1（十）提升系統(tǒng)電耗和效率的計算一次提升電耗：提升噸煤電耗：提升設備效率：一次提升有益電耗：第六章斜井提升第一節(jié)概述第二節(jié)串車提升系統(tǒng)第三節(jié)斜井箕斗提升的特點第一節(jié)概述中小型礦井，對于地質(zhì)條件較簡單的傾斜或緩傾斜煤層，一般采用斜井提升，對于煤層賦存較淺，表土層不厚以及水平地質(zhì)情況簡單的緩傾斜及傾斜煤層，隨著地勢，采用斜井開采，投資少，基建快。一、斜井開拓的優(yōu)點：1）建井周期短，建井費用低；2）出煤快，巷道建設時就可以出煤，還可以補償初期投資。缺點：生產(chǎn)能力低，鋼絲繩磨損快。二、斜井提升分類雙鉤平車場甩車場單鉤平車場（少用）甩車場后卸式翻轉(zhuǎn)式膠帶運輸串車提升斜井箕斗三、常用的斜井提升方式

1、斜井串車提升系統(tǒng)

2）雙鉤串車提升特點年產(chǎn)量在21~45萬噸，傾角25。用雙鉤串車提升。產(chǎn)量比單鉤大一倍，容器自重平衡，井筒斷面積大，提升量大，電耗小，不能用于多水平提升。年產(chǎn)量在21萬噸以下，常用單鉤串車提升。井筒斷面小，建井快，投資少；提升周期長，提升力小，自重不平衡，電機功率大，耗電多?？捎枚嗨教嵘?。1）單鉤串車提升特點：具有連續(xù)運輸，年產(chǎn)量大，安全可靠等優(yōu)點。但投資高，年產(chǎn)量大于90萬噸的礦井，傾角α＜18ο時使用。3、斜井膠帶輸送機特點：1）提升速度大，生產(chǎn)能力大；2）容器自重小，易實現(xiàn)裝卸載自動化；3）需要附屬設備、煤倉、裝卸載的峒室等；4）箕斗處于卸載位置有失重現(xiàn)象。適用于年產(chǎn)量在45~60萬噸的中型礦井，傾角25。~35。2、斜井箕斗提升系統(tǒng)一、單鉤串車甩車場提升系統(tǒng)C-CBCCBB-BA第二節(jié)串車提升系統(tǒng)tv重車在井底車場重車在井筒中運行至A點換向摘掛鉤換向重車下放至井口甩車道空串車提過道岔A空串車下放重串車上提空串車運行采用甩車場的單鉤串車提升，在井底及井口均設甩車道。整個提升循環(huán)包括提升重串車及下放空串車兩部分。提升開始時，重車在井底車場沿重車甩車道運行。由于甩車道的坡度是變化的，而且又是彎道，為了防止礦車掉道，要求初始加速度a0≤0.3m/s2；速度vm≤1.5m/s。當全部重串車提過井底甩車場進入井筒后，加速至最大速度，并以最大速度vm等速運行。在到達井口停車點前，重串車以減速度a3減速。全部重串車提過道岔A后停車，重串車停在棧橋停車點。搬動道岔A后，提升機換向，重串車以低速沿井口甩車場重車道運行。停車后，重串車摘鉤并掛上空串車。提升機把空串車以低速vsc沿井口甩車場提過道岔A后在棧橋停車。搬過道岔A，提升機換向，下放空串車到井底甩車場?？沾囃＼嚭筮M行摘掛鉤，掛上重串車后開始下一提升循環(huán)。換向摘鉤換向井底車場井筒井底車場井口車場（重）井口車場（空）二、平車場雙鉤串車提升系統(tǒng)AABBA-AB-BtvtF平車場雙鉤提升過程提升開始時，在井口平車場空車線上的空串車，由井口推車機向下推送，同時井底的串車向上提升（與空串車相適應）此時加速度為a0，速度v0=1m/s，當空串車與重串車全部進入井筒后，開始主加速階段，在主加速和等速階段，串車走完井筒全程，重串車運行至井口，而空串車運行至井底，提升機制動減速至v0，空重串車分別以此速度在井底井口車場運行，最后減速停車，井口平車場內(nèi)重串車在重車線上靠慣性繼續(xù)前行，當行至摘鉤位置時迅速摘鉤，并掛上空串車，與此同時井底也摘掛鉤，進行下一循環(huán)。三、串車提升一次提升串車數(shù)的確定

斜井一次提升量取決于：年產(chǎn)量An和車鉤強度。在井筒坡度一定的情況下，主要決定鉤頭強度。1、根據(jù)礦井年產(chǎn)量計算礦車數(shù)：Z式中：Q——每個礦車的名義載重2、根據(jù)鉤頭強度計算礦車數(shù)：Z

Z輛礦車的總阻力由串車最前面的連接器來承擔，因連接器強度有限，所拉礦車數(shù)就要受到限制。一次提升量：一次提升礦車數(shù)：（2）一次提升循環(huán)時間①斜井箕斗提升一次提升循環(huán)時間L提升斜長；L=Ls+Lz+Lx，Ls井筒斜長；Lz裝載礦倉斜長；Lx卸載礦倉斜長②采用甩車道的串車提升一次提升循環(huán)時間單鉤提升雙鉤提升L提升斜長；L=Ls+LD+Lx，Ls井筒斜長；LD甩車道長度25~45m；LA從井口至棧橋停車點的距離10~20m；θzh摘掛鉤時間，20~30s；θH電動機換向時間5s。③采用平車場的串車提升L為提升斜長；L=LS+Lpc，LS井筒斜長；Lpc井口平車場長度25~35m；v0為串車在平車場的運行速度；θp平車場摘掛鉤時間，25s；MG型定礦車規(guī)定最大牽引力：Qp=60000N式中：QZ——礦車自重;α——井筒傾角;f——礦車阻力系數(shù)，采用滾動軸承f=0.01-0.015若Z＞Z'說明串車提升不能滿足要求，改為箕斗提升。若Z＜Z'以Z選礦車數(shù)。Tαn'(Q+QZ)gfn'(Q+QZgcosα四、鋼絲繩、提升機及天輪選擇計算特點

1、鋼絲繩類型的選擇選6×7交互捻[σB]=1550N/cm2

2、鋼絲繩子懸垂長度Lc的確定（1）平車場L1L2L4

β1LjL'/cosβ1式中：Lj——井筒斜長；L’——從井口至天輪中心線的水平距離；L'=L1+L2+L4L1——井口至阻車器的距離；一般為7～9mL2——阻車器至摘鉤點的距離，一般L2=1.5列車長L4——摘鉤點至井架中心線的水平距離，一般為8～10mβ1——鋼絲繩牽引角，β1≤9。;若β1＞9。易掉邊。Lc=Lj+Ld+L'

式中：Ld——甩車場長度,一般取25-45m;L'——井口至天輪處的斜長。(2)對于甩車場式中：L1—井口到道岔的距離，一般為10~15m；L2—道岔到礦車組停止時的鉤頭位置的距離，取1.5倍的礦車組長度；Lgj—過卷斜長，與豎井過卷高度相同。五、井口相對位置的計算對井架高度要求：⑴鏑鉤后的礦車通過下放串車的鋼絲繩底部時，繩距地面的高度不得小于2.5m，這點距摘鉤點距離L3=4m。⑵為了防止礦車在井口出軌掉邊，井口處的鋼絲繩牽引角β1≤9。。3、提升機的選擇計算地面：D≥80d(mm)井下：D≥60d(mm)L1L2L4LsLxβ1≥2.5mHjL3hL'1、井架高度式中：h——地面標高與井口標高之差；Rt——天輪半徑；L1——井口至阻礙車器距離，7～9mL2——阻車器到摘鉤點距離，L2=1.5ZLcL3——摘鉤后礦車通過下放半車的繩子底部時，距摘鉤點距離；L4——摘鉤點至井架中心距離，L4=（2.5～4)Ls雙鉤平車場2、弦長Lx按外偏角小于1030'計算最小弦長：雙鉤提升單鉤提升按內(nèi)偏角小于1030'計算最小弦長：式中：s——井筒中軌邊中心距離s≥bc+200(mm)bc——礦車最突出部分寬度(mm)B——滾筒寬度(mm)a——兩滾筒之間距離(mm)y——游動天輪移動距離(mm)，一般y=1m左右。計算后應取較大者作為最小弦長。式中：C0——滾筒中心至地面高度，C0=0.5mLs圓整為整數(shù)，再進行計算Lx3、提升機滾筒中心至天輪中心水平距離Ls4、驗算井口鋼絲繩子牽引角β1

六、速度圖參數(shù)的確定1、車場內(nèi)等速度v0的確定一般根據(jù)軌邊的輔設情況?。簐0=1～1.5m/s2、車場內(nèi)的加速度a0=0.3m/s2《規(guī)程》規(guī)定：升降人員或串車升降物料時，提升容器的最大速度vm＜5m/s。專用人車的運行速度不行超過人車設計的最大允許速度vm＜[vm人]4、主加、減速度a1、a3

⑴《規(guī)程》規(guī)定：升降人員時a1、a3＜0.5m/s2；升降物料時沒有限制，一般可用0.5m/s2，但要考慮自然加減速度的影響。⑵自然加、減速度自然加、減速度a1z、a3z是由重力產(chǎn)生的。3、升降人員或串車升降物料時的速度定義：鋼絲繩終端載荷在重力的作用下，所產(chǎn)生的加減速度，稱為自然加、減速度。一定要保證a1z＞

a1，避免產(chǎn)生沖擊力，損壞鋼絲繩。a1a1zZQZgfZQZgcosα（1）自然加速度（下放空串車時產(chǎn)生）（2）自然減速度a3za3z產(chǎn)生的時刻：提升重串車的減速階段。Z(Q+QZ)gfZ(Q+QZ)gcosα七、預選電動機式中：Fc——最大靜張力差ψ——功率備用系數(shù)ψ=1.1～1.2第三節(jié)斜井箕斗提升的特點S卸載點LxLrLg0.75RtHj翻轉(zhuǎn)式、后卸式（煤礦常用）

一、斜井箕斗的類型二、相對位置計算1、井架斜長Lj的計算式中：Lx——井口至箕斗卸載點的長度，一般取Lx=15mLr——箕斗的總長度（由箕斗的名義載重決定，查規(guī)格表可知）；Lg——過卷長度《規(guī)程》規(guī)定：過卷距離應根據(jù)巷道的傾角、設計載荷、最大提升速度和實際制動力計算確定，并保證有1.5倍的備用系數(shù)。GαvmV=0L'g2、井架高度的計算3、天輪中心距的計算式中：b——箕斗最突出部分的寬度（查箕斗規(guī)格表）200——安全間隙制動時：速度從最大提升速度vm降為0第六章多繩摩擦提升系統(tǒng)的選型計算（自學）概述

一、多繩摩擦提升發(fā)展概述及設備類型

類型：單繩摩擦提升、多繩摩擦提升1877年，世界上第一臺摩擦提升機只有一根鋼絲繩搭放在主導輪上。單繩摩擦提升雖然解決了滾筒寬度的問題，但是對于深井提升來說，主導輪直徑還是很大的，因為全部終端載荷由一根鋼絲繩承擔，鋼絲繩直徑仍很大。多繩摩擦提升，它是利用數(shù)根較細的鋼絲繩(一般是4或6根)來代替一根較粗鋼絲繩工作的。

根據(jù)布置方式不同，可分為井塔式和落地式兩種類型:

井塔式整套提升機安置在井塔的頂層。優(yōu)點：不受礦井地形的限制，布置緊湊，節(jié)省工業(yè)廣場用地，天輪、鋼絲繩不暴露在雨雪中，改善了鋼絲繩的工作條件。缺點：建造井塔費用較高