第03章-矿井提升机ppt课件.ppt
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1、第三章第三章 矿井提升机矿井提升机 了解缠绕式提升机机构及其优缺点了解缠绕式提升机机构及其优缺点掌握掌握提升机和天轮的选型计算方法提升机和天轮的选型计算方法熟悉提升机主要结构及其工作原理和作用熟悉提升机主要结构及其工作原理和作用根据根据工作原理和结构工作原理和结构进行分类:进行分类:矿井矿井提升机提升机单绳缠绕单绳缠绕多绳缠绕多绳缠绕-布雷尔式布雷尔式单卷筒单卷筒可分离单卷筒可分离单卷筒双卷筒双卷筒缠绕提升机缠绕提升机摩擦提升机摩擦提升机单绳摩擦单绳摩擦多绳摩擦多绳摩擦塔式塔式落地式落地式塔式塔式落地式落地式单绳缠绕式提升机:单绳缠绕式提升机:适用于浅井及中等深度的矿井,且终端载荷不能太大适用
2、于浅井及中等深度的矿井,且终端载荷不能太大。对于深井且终端载荷较大时,提升钢丝绳和提升机卷筒的对于深井且终端载荷较大时,提升钢丝绳和提升机卷筒的直径很大,从而造成体积庞大,重力猛增,使得提升钢丝直径很大,从而造成体积庞大,重力猛增,使得提升钢丝绳和提升机在制造、运输和使用上都有诸多不便。绳和提升机在制造、运输和使用上都有诸多不便。摩擦提升机:摩擦提升机:解决了单绳缠绕式提升机在深井条件下所出现的问题。解决了单绳缠绕式提升机在深井条件下所出现的问题。但摩擦提升一般均但摩擦提升一般均采用尾绳平衡采用尾绳平衡,以减小两端张力差,以减小两端张力差,提高运行的可靠性。因此提高运行的可靠性。因此在容器与提
3、升钢丝绳连接处的在容器与提升钢丝绳连接处的钢丝绳断面上,静应力将随容器的位置变化而变化。矿钢丝绳断面上,静应力将随容器的位置变化而变化。矿井越深,静应力的波动值越大井越深,静应力的波动值越大,因此,摩擦提升在深井,因此,摩擦提升在深井的使用亦受到一定的限制,一般限制的使用亦受到一定的限制,一般限制H1400m。多绳缠绕式提升机多绳缠绕式提升机(布雷尔式提升机布雷尔式提升机):工作原理与单绳缠绕式相同,不同的是几根提升钢丝工作原理与单绳缠绕式相同,不同的是几根提升钢丝绳同时缠绕在一个分段的卷筒上,它属于多绳多层缠绕绳同时缠绕在一个分段的卷筒上,它属于多绳多层缠绕式,主要用于深井和超深井中,其工作
4、原理如图式,主要用于深井和超深井中,其工作原理如图3-1所示。所示。图图3-13-1 双绳布雷尔式提升机工作原理图双绳布雷尔式提升机工作原理图 第一节第一节 缠绕式提升机缠绕式提升机工作原理:工作原理:将将两根提升钢丝绳的一端以相两根提升钢丝绳的一端以相反的方向分别缠绕并固定在提升机反的方向分别缠绕并固定在提升机的两个卷筒上的两个卷筒上;另一端绕过井架上;另一端绕过井架上的天轮分别与两个提升容器连接。的天轮分别与两个提升容器连接。这样,通过电动机改变卷筒的转动这样,通过电动机改变卷筒的转动方向,可将提升钢丝绳分别在两个方向,可将提升钢丝绳分别在两个卷筒上缠绕和松放,以达到提升或卷筒上缠绕和松放
5、,以达到提升或下放容器,完成提升任务的目的。下放容器,完成提升任务的目的。目前,单绳缠绕式提升机在我国矿目前,单绳缠绕式提升机在我国矿山中使用较为普遍。山中使用较为普遍。类型:双卷筒、单卷筒类型:双卷筒、单卷筒双卷筒提升机双卷筒提升机:它的两个卷筒在与轴的连接方式上有:它的两个卷筒在与轴的连接方式上有所不同:其中一个卷筒通过楔键或热装与主轴固接在所不同:其中一个卷筒通过楔键或热装与主轴固接在一起,称为一起,称为固定卷筒固定卷筒,又称为死卷筒;另一个卷筒滑,又称为死卷筒;另一个卷筒滑装在主轴上,通过离合器与主轴连接,故称之为装在主轴上,通过离合器与主轴连接,故称之为游动游动卷筒卷筒,又称为活卷筒
6、。,又称为活卷筒。采用这种结构的目的是考虑到在矿井生产过程中采用这种结构的目的是考虑到在矿井生产过程中提提升钢丝绳升钢丝绳在终端载荷作用下产生在终端载荷作用下产生弹性伸长弹性伸长,或在多水,或在多水平提升中提升水平的转换,平提升中提升水平的转换,需要两个卷筒之间能够相需要两个卷筒之间能够相对转动,以调节绳长,使得两个容器分别对准井口和对转动,以调节绳长,使得两个容器分别对准井口和井底水平井底水平。单卷筒提升机单卷筒提升机:只有一个卷筒,一般仅用作单钩提升。只有一个卷筒,一般仅用作单钩提升。用作双钩提升时,则在一个卷筒上缠绕方向相反的钢用作双钩提升时,则在一个卷筒上缠绕方向相反的钢丝绳。丝绳。国
7、产单绳缠绕式提升机有国产单绳缠绕式提升机有JT和和JK两个系列:两个系列:JT系列系列提升机卷筒直径为提升机卷筒直径为8001600mm,主主要用于井下运输提升工作;要用于井下运输提升工作;JK系列系列提升机卷筒直径为提升机卷筒直径为25m,主要用,主要用于地面井口提升工作。于地面井口提升工作。第二节第二节 提升机和天轮的选型计算提升机和天轮的选型计算一、提升机的选型计算一、提升机的选型计算选择提升机主要参数:选择提升机主要参数:卷简直径卷简直径D;卷筒宽度卷筒宽度B;提升机最大静张力提升机最大静张力Fjmax及最大静张力差及最大静张力差Fjc。卷筒直径卷筒直径D为选择提升机规格型号的依据为选
8、择提升机规格型号的依据;其他三个参数为校核参数。其他三个参数为校核参数。选择提升机卷筒直径主要原则:选择提升机卷筒直径主要原则:使钢丝绳在卷筒上缠绕时所产生的弯使钢丝绳在卷筒上缠绕时所产生的弯曲应力不要过大,以保证提升钢丝绳具有曲应力不要过大,以保证提升钢丝绳具有一定的承载能力和使用寿命一定的承载能力和使用寿命。理论与实践。理论与实践已证明,绕经卷筒和天轮的钢丝绳,其已证明,绕经卷筒和天轮的钢丝绳,其弯弯曲应力的大小及其疲劳寿命曲应力的大小及其疲劳寿命取决于卷筒与取决于卷筒与钢丝绳直径的比值钢丝绳直径的比值。在同一钢丝绳直径条件下,卷简直径愈大,在同一钢丝绳直径条件下,卷简直径愈大,弯曲应力愈
9、小弯曲应力愈小;在相同卷简直径条件下,绳径在相同卷简直径条件下,绳径愈小,弯曲应力愈小,即愈小,弯曲应力愈小,即比值比值D/d愈大,弯曲愈大,弯曲应力愈小应力愈小。图图3-2 锁股锁股(密封密封)钢丝绳钢丝绳弯曲应力图钢丝绳钢丝绳弯曲应力图 在试验载荷相同时,在试验载荷相同时,D/d愈大,钢丝绳所能愈大,钢丝绳所能承受的反复弯曲次数愈多,疲劳寿命愈长承受的反复弯曲次数愈多,疲劳寿命愈长。图图3-3不同的不同的D/d时载荷与耐时载荷与耐久性的关系久性的关系 v 煤矿安全规程煤矿安全规程规定,对于规定,对于安装在地面的提安装在地面的提升机升机,其直径与钢丝绳直径的关系如下:,其直径与钢丝绳直径的关
10、系如下:式中:式中:D为提升机卷筒直径;为提升机卷筒直径;d为提升钢丝绳直为提升钢丝绳直径;径;为提升钢丝绳中最粗钢丝绳直径。为提升钢丝绳中最粗钢丝绳直径。v 对于安装在井下的提升机对于安装在井下的提升机:(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)根据计算值根据计算值D,选择标准卷筒直径,选择标准卷筒直径 。选定了标准卷简直径后,卷筒的标准宽度选定了标准卷简直径后,卷筒的标准宽度B则则为已知,然后根据实际需要在卷筒上缠绕的钢丝为已知,然后根据实际需要在卷筒上缠绕的钢丝绳长度来计算卷筒的实际宽度绳长度来计算卷筒的实际宽度B。在提升机卷筒。在提升机卷筒上应容纳以下几部分钢丝绳:上应容纳以下几部分钢丝
11、绳:(1)提升高度提升高度H,m;(2)提升钢丝绳提升钢丝绳试验长度试验长度,规定每半年剁绳头一,规定每半年剁绳头一次,每次剁掉次,每次剁掉5m,按提升钢丝绳的使用寿命为,按提升钢丝绳的使用寿命为三年计,则试验长度为三年计,则试验长度为30m;(3)为了减少钢丝绳在卷筒上固定处的拉力,为了减少钢丝绳在卷筒上固定处的拉力,钢丝绳在卷筒上松绳时,不能全部松放,应在钢丝绳在卷筒上松绳时,不能全部松放,应在卷筒表面保留卷筒表面保留三圈摩擦圈三圈摩擦圈,则卷筒的实际容绳,则卷筒的实际容绳宽度宽度B为:为:式中:式中:H为提升高度;为提升高度;D为提升机卷筒直径;为提升机卷筒直径;d为提升为提升钢丝绳直径
12、;钢丝绳直径;e e 为提升钢丝绳绳圈间的间隙,一般为为提升钢丝绳绳圈间的间隙,一般为2-3mm,卷筒直径较大时,取大值。,卷筒直径较大时,取大值。(3-5)如果如果BB:若提升机若提升机用于有升降人员的竖井副井提升用于有升降人员的竖井副井提升,根,根据据煤矿安全规程煤矿安全规程规定,规定,钢丝绳在卷筒上只能钢丝绳在卷筒上只能缠绕一层缠绕一层。但是如果。但是如果B比比B稍大一点,所选提升机稍大一点,所选提升机仍可满足宽度要求,但是要是仍可满足宽度要求,但是要是B-B的差值暂时固的差值暂时固定在卷筒内。如果定在卷筒内。如果B-B的差值较大,则所选提升的差值较大,则所选提升机的宽度不满足要求,则应
13、采取措施:机的宽度不满足要求,则应采取措施:一是另选强度较高的提升钢丝绳型号;一是另选强度较高的提升钢丝绳型号;二是把提升机卷筒直径增大一级。重新计算二是把提升机卷筒直径增大一级。重新计算B到满足到满足BB为止。为止。若提升机若提升机用于竖井主井提升用于竖井主井提升,根据根据煤矿安全煤矿安全规程规程规定竖井主井提升的提升钢丝绳可在卷筒上规定竖井主井提升的提升钢丝绳可在卷筒上缠两层缠两层,作双层缠绕时,提升钢丝缠在卷筒上的实,作双层缠绕时,提升钢丝缠在卷筒上的实际缠绕宽度际缠绕宽度B可按下式计算:可按下式计算:(3-6)式中:式中:Dp为平均缠绕直径;为平均缠绕直径;k为缠绕层数;为缠绕层数;n
14、为错绳圈数。为错绳圈数。其中:其中:为了避免绳圈总在一个地方过渡,每季为了避免绳圈总在一个地方过渡,每季度要将提升钢丝绳错动度要将提升钢丝绳错动1/4圈,根据提升钢圈,根据提升钢丝绳的使用年限,一般取丝绳的使用年限,一般取n=24圈。圈。(3-7)为了保证提升机在其设计强度范围内工作,为了保证提升机在其设计强度范围内工作,使提升机的工作负荷不超过其设计值,还必使提升机的工作负荷不超过其设计值,还必须须验算提升工作的最大静张力验算提升工作的最大静张力Fjmax及最大静及最大静张力差张力差Fjc使其满足所选提升机规定的数值使其满足所选提升机规定的数值Fjmax和和Fjc,可按下式计算:,可按下式计
15、算:(3-8)(3-9)二、天轮的选型计算二、天轮的选型计算 类型:类型:天轮安装在井架上,作支承、引导天轮安装在井架上,作支承、引导钢丝绳转向之用,根据原煤炭工业部的标准,钢丝绳转向之用,根据原煤炭工业部的标准,天轮分为三种:天轮分为三种:井上固定天轮井上固定天轮;凿井及井下凿井及井下固定天轮固定天轮;游动天轮游动天轮。其结构形式也分为三种类型:其结构形式也分为三种类型:直径为直径为3500mm时,采用模压焊接结构;时,采用模压焊接结构;直径小于直径小于3000mm时,采用整体铸钢结构;时,采用整体铸钢结构;直径为直径为4000mm时,采用模压铆接结构。时,采用模压铆接结构。天轮直径的选择:
16、天轮直径的选择:根据根据煤矿安全规程煤矿安全规程的规定,的规定,对于地面设备对于地面设备,当钢丝绳对天轮围抱角大于当钢丝绳对天轮围抱角大于90时:时:当围抱角角小于当围抱角角小于90时:时:(3-10)(3-13)(3-12)(3-11)对于井下设备对于井下设备:矸石山天轮矸石山天轮:(3-14)(3-15)(3-16)第三节第三节 提升机的主要结构及其作用提升机的主要结构及其作用一、主轴装置一、主轴装置 组成:卷筒、主轴、主轴承组成:卷筒、主轴、主轴承,在双筒提升,在双筒提升机机(或可分离式单筒提升机或可分离式单筒提升机)中还包括有调绳中还包括有调绳离台器。离台器。由由图图3-4可知,固定卷
17、筒的可知,固定卷筒的右轮毂右轮毂用用切向键切向键固定在主轴上,固定在主轴上,左轮毂滑装左轮毂滑装在主轴上,其上在主轴上,其上装有装有润滑油杯润滑油杯,应定期向油杯加润滑油,以,应定期向油杯加润滑油,以免轮毂和主轴表面磨损。免轮毂和主轴表面磨损。第三节第三节 提升机的主要结构及其作用提升机的主要结构及其作用游动卷筒的右轮毂经轴套滑装在主轴上,游动卷筒的右轮毂经轴套滑装在主轴上,也装有润滑杯,保证润滑。也装有润滑杯,保证润滑。轴套:保护主轴和轮毂,避免在调绳时轴套:保护主轴和轮毂,避免在调绳时轴和轮毂磨损。轴和轮毂磨损。左轮毂用切向键固定在轴上并经调绳离左轮毂用切向键固定在轴上并经调绳离合器与卷筒
18、连接。合器与卷筒连接。卷筒为焊接结构,其特点是筒壳下没有卷筒为焊接结构,其特点是筒壳下没有其他其他(如支环和斜撑等如支环和斜撑等)支撑结构,两侧支撑结构,两侧轮辐轮辐(支轮支轮)是由钢板制成的,开有若干是由钢板制成的,开有若干人孔。筒壳外边一般均设有木衬。人孔。筒壳外边一般均设有木衬。在单层缠绕时,木衬上车有螺旋绳槽,在单层缠绕时,木衬上车有螺旋绳槽,以使钢丝绳规则地排列,并减少钢丝绳以使钢丝绳规则地排列,并减少钢丝绳的磨损。木村的厚度应不小于的磨损。木村的厚度应不小于2倍钢丝绳倍钢丝绳直径,通常宽在直径,通常宽在100mm左右。左右。在多层缠绕情况下在多层缠绕情况下煤矿安全规程煤矿安全规程规
19、规定:卷筒必须设有带绳槽的衬垫。定:卷筒必须设有带绳槽的衬垫。二、调绳离合器二、调绳离合器p作用:作用:是使活卷筒与主轴连接或脱开,以是使活卷筒与主轴连接或脱开,以便在调节绳长或更换水平时,能调节两个便在调节绳长或更换水平时,能调节两个容器的相对位置。容器的相对位置。p类型:类型:齿轮离合器、摩擦离合器和蜗轮蜗齿轮离合器、摩擦离合器和蜗轮蜗杆离合器杆离合器。应用较多的是齿轮离合器。应用较多的是齿轮离合器。图图3-5(a)3-5(a)所示为所示为JKJK系列提升机调绳离合机系列提升机调绳离合机构示意图,采用齿轮离合器,液压控制。构示意图,采用齿轮离合器,液压控制。图图3-5(a)轴向移动轴向移动
20、齿轮离合器齿轮离合器1-主轴;主轴;2-键;键;3-轮毂;轮毂;4-油缸;油缸;5-椽胶缓冲垫;椽胶缓冲垫;6-齿轮;齿轮;7-尼龙瓦;尼龙瓦;8-内齿轮;内齿轮;9-卷筒轮辐;卷筒轮辐;10-油管;油管;11-轴承座;轴承座;12-密封头;密封头;13-闭锁阀闭锁阀p结构:结构:活卷筒的左轮毂活卷筒的左轮毂3通过键通过键2与主轴与主轴1相联,在相联,在活卷筒左支轮上沿圆周的三个孔中,放入调绳油活卷筒左支轮上沿圆周的三个孔中,放入调绳油缸缸4,调绳油缸的另一端插在齿轮,调绳油缸的另一端插在齿轮6的孔中。这样,的孔中。这样,当齿轮当齿轮6与固定在轮辐与固定在轮辐9上的内齿轮上的内齿轮8相啮合时,
21、调相啮合时,调绳油缸便相当于三个销子将绳油缸便相当于三个销子将3与与6连接在一起,传连接在一起,传递力矩。递力矩。p工作原理:工作原理:调绳油缸的左端盖连同缸体一起用螺调绳油缸的左端盖连同缸体一起用螺钉固定在齿轮钉固定在齿轮6上。如图上。如图3-5(b)而齿轮而齿轮6则滑装在活则滑装在活卷筒的左轮毂上。活塞通过活塞杆和右端盖一起卷筒的左轮毂上。活塞通过活塞杆和右端盖一起固定在轮毂上。因此,当压力油进入油缸时,活固定在轮毂上。因此,当压力油进入油缸时,活塞不动,缸体沿缸套移动,塞不动,缸体沿缸套移动,工作原理工作原理(续续):当油缸左腔接压力油,右腔接回油当油缸左腔接压力油,右腔接回油池时,缸体
- 配套讲稿:
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