煤矿主井提升机选型设计(共67页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘要近几十年来,为了提高劳动生产率和各项经济技术指标,在世界范围内进行着对矿井的根本性技术改造,这种改造的趋向是向着更集中,更大型发展。矿井提升设备的任务是沿井筒提升煤炭、矸石、下放材料,升降人员和设备,所以矿井提升设备是联系井下与地面的重要生产设备,是矿山运输的咽喉,因此,它在整个综合机械化生产中 占有重要地位。随着科学技术的发展及生产的机械化和集中化,随着矿井技术改造的进程,提升设备在高效、大型、自动化方面都有着飞速的进步。近代化提升设备已发展成为大型机械-电气组或机组群。箕斗有效载重在国外已超过50吨,提升速度接近20米每秒;拖带功率达10000千瓦以上;在拖动
2、控制方面已广泛采用了集中控制及自动控制设备。本文的主要内容是对单绳缠绕式矿井提升机的选型设计。分为六个部分:第一部分是提升容器;第二部分是提升钢丝绳;第三部分是矿井提升机;第四部分是提升机与井筒的相对位置;第五部分是矿井提升运动学及动力学;第六部分是矿井提升机的拖动与控制。关键词 提升机;提升容器;钢丝绳;选型设计;拖动控制AbstractBe rate of production and various economic technique index signs for the sake of the exaltation labor in the last several decades
3、, carry on a reformation to the basic sex technique of the mineral well within the scope of world, what this kind of reforms incline to is a facing more concentrated, larger type development.The mineral well promotes the mission of equipments to be to follow a well tube to promote coal, Gan stone an
4、d descend to put material, ascend and descend personnel and equipments, so the mineral well promotes an equipments is contact the bottom of the well and ground of important produce equipments, is a mineral mountain the throat of conveyance, therefore, it occupies an important position in wholely com
5、prehensively the mechanization the production.Because mechanization and concentration of the science technical development and the production turn, promote an equipments along with the progress of the mineral well technique reformation at efficiently, large, automation the aspect all have to fly soo
6、n of progress.Modern ages turning to promote an equipments has already developped to become large set or the machine sets of the machine-electricity.The Ji Dou effectively carries heavy abroad already more than 50 tons, promote speed to near 20 meters each;Drag along to take power to reach to 10000
7、kilowatts above;Have already extensively adopted concentrated control and automatic control equipments in the aspects of dragging along to move control.The textual and main contents ties up the round type mineral well to promote choose of machine a design to the single rope.Is divided into six parts
8、:The first part is to promote container;The second part is to promote a steel wire rope;The third part is a mineral well to promote machine;The four-part cent is the opposite position which promotes machine and well tube;The fifth part is a mineral well to promote kinetics and dynamics;The sixth par
9、t is a mineral well to promote drag along of machine to move with control.Keyword promotes machine Promote container Steel wire rope Choose a designDrag along to move a control专心-专注-专业目 录1绪论11.1提升设备的发展概况.11.2选型设计的基本原则.31.3选型设计的依据.42提升容器52.1箕斗及其装载设备.52.1.1箕斗.52.1.2箕斗装载设备.52.2罐笼及其承接装置.52.2.1普通罐笼.52.2.
10、2承接装置.62.3容器的导向装置.62.3.1刚性组合罐道.62.3.2钢丝绳罐道.62.4竖井提升容器的选择.72.4.1提升容器的比较及其应用.72.4.2箕斗规格的选择.73提升钢丝绳.113.1提升钢丝绳的结构,分类和选择使用.113.1.1提升钢丝绳的结构113.1.2提升钢丝绳的分类113.1.3提升钢丝绳的选择使用113.2提升钢丝绳的选择计算.123.3提升钢丝绳的维护和试验.143.3.1提升钢丝绳的使用和维护143.3.2提升钢丝绳的检查和试验144矿井提升机.154.1缠绕式提升机.154.2提升机和天轮的选型计算.154.2.1提升机的选型计算.154.2.2天轮的选
11、型计算174.3提升机的主要结构及其作用.174.3.1主轴装置174.3.2调绳离合器184.3.3减速器194.3.4制动装置194.3.5制动器的设计214.3.6液压站225提升机与井筒的相对位置.245.1缠绕式提升机安装地点的选择.245.2提升机与井筒相对位置的计算.245.2.1井架高度及井筒提升中心线至井筒中心线的距离.245.2.2计算钢丝绳的弦长及偏角255.2.3钢丝绳的外偏角和内偏角265.2.4提升机滚筒的出绳角276矿井提升运动学及动力学.286.1矿井提升运动学.286.1.1提升速度图286.1.2箕斗六阶段速度图各运动参数的计算286.1.3提升加速度的确定
12、306.1.4提升减速度的确定316.1.5提升电动机的预选326.1.6传动装置的总传动比,并分配传动比336.1.7主轴输入功率及轴颈的确定336.1.8减速器的设计346.2矿井提升动力学.386.2.1提升系统的静阻力386.2.2提升系统变位质量的计算396.2.3提升设备动力学计算406.3提升设备所需拖动力的变化规律.427矿井提升机的拖动与控制.447.1拖动装置的种类及性能.447.2提升电动机容量的计算和电动机选择.447.2.1提升电动机容量的计算447.2.2提升电动机的选择457.3交流拖动提升设备的电耗及效率的计算.47结论.49致谢.50参考文献.51附录.52附
13、录1.52.1绪论1.1提升设备的发展概况矿井提升设备的任务是沿井筒提升煤炭、矸石、下放材料,升降人员和设备,所以矿井提升设备是联系井下与地面的重要生产设备,是矿山运输的咽喉,因此,它在整个综合机械化生产中 占有重要地位。近几十年来,为了提高劳动生产率和各项经济技术指标,在世界范围内进行着对矿井的根本性技术改造,这种改造的趋向是向着更集中,更大型发展。随着科学技术的发展及生产的机械化和集中化,随着矿井技术改造的进程,提升设备在高效、大型、自动化方面都有着飞速的进步。近代化提升设备已发展成为大型机械-电气组或机组群。箕斗有效载重在国外已超过50吨,提升速度接近20米每秒;拖带功率达10000千瓦
14、以上;在拖动控制方面已广泛采用了集中控制及自动控制设备。矿井提升设备的主要组成部分是:提升容器、提升钢丝绳、滚筒、天轮和电动机等设备。由于井筒条件及选用的提升容器和提升机类型的不同,可组成各有特点的矿井提升系统。较常见的提升系统有:(1) 竖井单绳缠绕式箕斗提升系统;(2) 竖井单绳缠绕式罐笼提升系统;(3) 竖井多绳摩擦式箕斗提升系统;(4) 竖井多绳摩擦式罐笼提升系统;(5) 斜井箕斗提升系统;(6) 斜井串车提升系统;图1-1 单绳缠绕式提升机箕斗提升系统1-提升机;2-天轮;3-井架;4-箕斗;5-卸载曲轨;6-煤仓;7-钢丝绳; 8-翻笼; 9-煤仓;10-给煤机;11-装载设备上图
15、所示是单绳缠绕式箕斗提升系统示意图。处在井底车场的重矿车,有推车机推入翻车机8(也称翻笼),把矿车内的煤炭卸入井底煤仓,在经装载设备11把煤炭装入主井底的箕斗内。与此同时,已提至井口卸载位置的重箕斗,通过井架上的卸载曲轨的作用,箕斗底部的闸门开启,把煤炭卸入地面煤仓6。处在井上、井下的两箕斗分别通过装置与两根提升钢丝绳7相连接,两根提升钢丝绳7的另一端则绕过安装在井架3上的天轮2,以相反的方向固定在提升机卷筒1上。启动提升机,一根钢丝绳向卷筒上缠绕,使井底重箕斗向上运动;与此同时,另一根钢丝绳自卷筒上放松,使井口轻箕斗向下运动,从而完成了提升煤炭的任务。另一种常见的提升系统是竖井普通罐笼提升系
16、统,它与上述箕斗提升系统不同之处,主要是采用的容器不同,因此,装卸载方法也不同。位于井口与井底车场的罐笼通过人工或机械装卸矿车,生产效率较箕斗提升低,这种提升系统主要用于副井,作为辅助提升。在小型矿也兼作主井提升。根据提升设备的特点可将提升设备分为:按用途分:主井提升设备;副井提升设备。按提升机类型分:缠绕式提升设备;摩擦式提升设备。按拖动类型分:交流拖动提升设备;直流拖动提升设备。1.2选型设计的基本原则提升设备的选型设计是否合理,对矿山的基本投资、生产能力、生产效率及吨煤成本有着直接的影响。提升设备选型设计只能在提升方式确定之后进行。当矿井年产量、井深及开采水平确定之后,就要决定合理的提升
17、方式。提升方式与井筒开拓、井上下运输等运输环节都有着密切的关系。因此,在做新井初步设计时,对提升方式要全面综合考虑。在决定合理的提升方式时,原则上要考虑如下几个因素:(1) 对于年产量大于60万吨的大中型矿井,由于提升煤炭及辅助提升工作量均较大,一般均设主副井两套提升设备。主井采用箕斗提升煤炭,副井采用罐笼完成辅助提升任务:如提升矸石、升降人员和下放材料设备等。对于年产量小于30万吨的小型矿井,如果仅用一套罐笼提升设备就可以完成全部主副井任务时,采用一套提升设备也是经济、合理的。对于年产量大于180万吨的大型矿井,往往需要两套箕斗提升设备,副井除配备一套罐笼设备外,多数尚需设置一套单容器平衡锤
18、系统以专门提升矸石。(2) 一般情况下,主井均采用箕斗提升方式。这是因为箕斗提升方式能力大,运转费也较低。另外,在控制上易于实现自动化。但在特殊条件下,例如矿井生产的媒质品种多,且需分别运送,或是保证煤炭有足够的块度,这时只好采用罐笼作为主井提升设备。(3) 为了提高生产效率,中等以上矿井,原则上都要采用双钩提升。如果矿井开采的水平数较多,采用平衡锤单容器提升方式也是比较方便的,也很经济合理。(4) 根据我国目前实际情况,对于小型矿井,以采用单绳缠绕式提升系统为宜。对于年产量90万吨以上的大型矿井,以采用多绳摩擦提升系统为宜。对于中型矿井,如果井较浅,可以采用单绳缠绕式系统,井筒较深时,也可以
19、采用多绳摩擦提升系统,或者主井采用单绳箕斗系统,副井采用多绳罐笼。(5) 煤矿企业若有两个水平,且分前后期开采时,提升机、井架等大型固定设备要按照最终水平选择。提升容器、钢丝绳和提升电动机根据实际情况也可以按照第一水平选择,待井筒延深至第二水平时,另行更换。(6) 确定斜井提升合理提升方式时,一般来说,小型矿井主井多用串车。产量较小时也可以考虑单钩。大型斜井提升,宜用胶带运输机及双钩箕斗。井筒倾角过大,虽中等井型也可使用箕斗提升方式,以防煤炭洒出。斜井副井升降人员时采用人车。 以上所述,只是决定合理提升方式的一般原则,在具体设计工作中,应该根据实际情况结合矿井条件全面综合考虑。为了加快煤矿建设
20、速度,适应国民经济发展的需要,我国煤炭工业部颁发了定型成套装备和成套设备补充部分两份材料。其中对不同产量的井型,除规定开拓、提升和运输方式外,对采用的主要设备也作了规定。这不仅有利于改善设备供应状况,而且也是走向矿井标准化、系列化和定型化的有力措施。这两份规范是新井设计的依据。凡新井设计,应尽量参考选用。当然,在设计中如确有困难,也允许做局部调整。1.3选型设计的依据假定某煤矿的年矿生产量为130万吨,进行提升设备的设计,以达到正常工作为目标,已知数据如下:(1) 矿井年生产量130万吨;(2) 提升机工作制度为年工作日300天,每天工作14小时;(3)单水平提升,井筒深度H1=260m;(4
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