【正文】 ，外部尺寸盡量小；又因工作地經(jīng)常變化，因而要求其中的許多設(shè)備應(yīng)便于移 置；因?yàn)榫掠型咚埂⒚簤m、淋水、潮濕等特殊工作條件，還要求設(shè)備應(yīng)防爆、耐腐蝕等。此外，礦井提升設(shè)備是一大型的綜合機(jī)械 — 電氣設(shè)備，其成本和耗電量比較高，所以，在新礦井的設(shè)計(jì)和老礦井的改建設(shè)計(jì)中，確定合理的提升系統(tǒng)時(shí)，必須經(jīng)過多方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合礦井的具體條件，在保證提升設(shè)備在選型和運(yùn)轉(zhuǎn)兩個(gè)方面都合理的前提下，要求提升設(shè)備具有良好的經(jīng)濟(jì)性。 礦井提升機(jī)的發(fā)展歷程 纏繞式提升機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 纏繞式提升機(jī)的發(fā)展是為適應(yīng)我國(guó)礦山建設(shè)的需要，國(guó)產(chǎn)提升機(jī)大致可分為仿蘇、改進(jìn)及自行設(shè)計(jì)等三個(gè)階段。 1953~1958 年期間生產(chǎn)仿蘇產(chǎn)品 BM系列提升機(jī)； KJ 系列提升機(jī)是 1958~1966 年期間生產(chǎn)的仿蘇改進(jìn)產(chǎn)品； JKA 系列是在 KJ 型基礎(chǔ)上的改進(jìn)產(chǎn)品； XKT 系列提升機(jī)是 1971 年 7月開始生產(chǎn)的自行設(shè)計(jì)產(chǎn)品，后又改為 XKTB系列，6 是已成批生產(chǎn)的新型礦井提升機(jī)。時(shí)至今日，中信公司生產(chǎn)的產(chǎn)品最齊全， JK/E， JKM，JTP， 2JTP， JT 等等。 各個(gè)系列提升機(jī)的主要特點(diǎn) A. KJ 型礦井提升機(jī) 1.)主軸裝置采用鑄鐵法蘭盤； 2.)調(diào)繩裝置為手動(dòng)蝸輪蝸桿式； 3.)制動(dòng)器為角移式； 4.)液壓傳動(dòng) 裝置為手動(dòng)杠桿控制的三通閥和電磁鐵控制的四通閥； 5.)深度指示器為機(jī)械牌坊式； 6.)減速器為漸開線人字齒輪減速器 。 （ A）型礦井提升機(jī) 1.)調(diào)繩裝置為電動(dòng)蝸輪蝸桿式； 2.)制動(dòng)器為綜合式，改善了閘瓦的磨損情況； 3.)液壓傳動(dòng)裝置為手動(dòng)控制的低壓電液調(diào)節(jié)閥和電磁鐵控制的安全三通閥，操縱省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和半自動(dòng)化控制； 4.)減速器采用圓弧人字形齒輪減速器；提高了承載能力并減輕了重量。 C. XKT 型礦井提升機(jī) 1)滾筒為焊接結(jié)構(gòu)，重量輕； 2.)采用液壓齒輪式快速調(diào)繩裝置，調(diào)繩省力省時(shí)； 3.)采用圓盤制動(dòng)系統(tǒng)（包括圓盤式制動(dòng)器和液壓站兩部分），此種系列具有以下的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）安全性較高； （ 2）制動(dòng)力矩可調(diào)性好； （ 3）慣性小、動(dòng)作快、靈敏性強(qiáng)； （ 4）結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、重量輕； （ 5）通用性好； （ 6）安裝、使用及維護(hù)比較簡(jiǎn)單； 7 4.)采用圓弧齒輪減速器，提高了承載能力，減輕了重量； 5.)采用了圓盤深度指示器。 XKT 系列礦井提升機(jī)與 KJ 和 JK（ A）系列比較，有以下的優(yōu)點(diǎn)： 1）提升能力平均提高 25%，重量平均減輕 25%， 2）采用了一些新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)，如：盤式制動(dòng)器、液壓站、快速調(diào)繩裝置、微拖動(dòng)裝置等 3）通用化程度高。 D. GKT 系列礦井提升機(jī) 采用 JSZ2 500 型雙力線中心驅(qū)動(dòng)減速器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小。并采用雙列向心滾動(dòng)軸承，傳動(dòng)效率高，在實(shí)際工作中廠家建議傳動(dòng)效率 ? 取 ~； 滾筒為整體焊接結(jié)構(gòu)（ 2m 提升機(jī)可根據(jù)用戶要求，供應(yīng)分割的焊接滾筒和制動(dòng)盤），采用滾動(dòng)軸承支座。雙滾筒提升機(jī)的主軸裝置，具有液壓操縱的、在結(jié)構(gòu)上作了改進(jìn)的齒輪離合器，調(diào)繩操作時(shí)間僅司機(jī)一人即可完成，節(jié)省了時(shí)間和人力； 配有自整角機(jī)傳動(dòng)的圓盤深度指示器（ 2m提升機(jī)若用戶要求時(shí)，可以改供給牌坊式深度指示器）； 制動(dòng)器為綜合式的液壓開啟的盤式制動(dòng)器； 采用集中控制的操縱臺(tái)。 礦井提升機(jī)的類型和工作原理 礦井提升機(jī)的類型及其組成部分的特點(diǎn) 提升機(jī)是礦井提升設(shè)備的主要組成部分，目前我國(guó)生產(chǎn)及使用的礦井提升機(jī)，按其滾筒的構(gòu)造特點(diǎn)可分為三大類，即單繩纏繞式、多繩摩擦式及內(nèi)裝式提升機(jī)。 單繩纏繞式提升機(jī)在我國(guó)礦井提升中占有很大的比重，目前在豎井、斜井、淺井、中小型礦井大量使用。其工作原理是把鋼絲繩的一線固定纏 繞在提升機(jī)的滾筒上，另一端繞過井架上的天輪懸掛提升容器，利用滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)方向的不同，將鋼絲繩纏上或放松，完成提升或下放重物的任務(wù)。多繩摩擦式提升機(jī)其特點(diǎn)是靠鋼絲繩與摩擦8 輪之間的摩擦力傳動(dòng)，這種提升機(jī)由于具有安全可靠、體積小、質(zhì)量小，適用于深井提升等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)礦井提升中也已得到較廣泛的應(yīng)用。 內(nèi)裝式提升機(jī)是世界上近年來研制成功的一種全新的新型提升機(jī)，從提升機(jī)的工作原理來看，它亦屬于摩擦提升范疇，但它實(shí)現(xiàn)了“內(nèi)裝”。所謂內(nèi)裝，就是格拖動(dòng)電機(jī)直接裝在摩擦輪內(nèi)部，使電機(jī)轉(zhuǎn)子與摩擦輪成為一體。內(nèi)裝式提升機(jī)摩擦輪的外觀與一般的摩擦式提升機(jī)毫無(wú)區(qū)別，但它卻把由電動(dòng)機(jī)、減速器和摩擦輪組成的常規(guī)式，發(fā)展成為省去減速器，而使摩擦輪相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，主軸相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)定子的高度，結(jié)構(gòu)新穎的提升機(jī)。同時(shí)為了使內(nèi)部電動(dòng)機(jī)冷卻，主軸可以做成空心軸作為冷卻風(fēng)道，這樣減少了設(shè)備結(jié)構(gòu)重量又減少了提升系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。世界上第 1 臺(tái)內(nèi)裝式提升機(jī)于 1988 年在德國(guó)豪斯阿登礦投入運(yùn)行，我國(guó)的開灤礦業(yè)集團(tuán)東歡坨煤礦也于 1992 年從德國(guó)引進(jìn)了 1 臺(tái)內(nèi)裝式提升機(jī)，迄今設(shè)備運(yùn)行良好。 內(nèi)裝式提升機(jī)是提升機(jī)的機(jī)械與電氣高度一體的完美結(jié)合，由于它體積?。亓枯p、基礎(chǔ)設(shè)施簡(jiǎn)單、設(shè)備造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用低，與傳統(tǒng)的提升機(jī)相比，其各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都顯示出了很高的優(yōu)越性，引起了國(guó)際提升界極大的關(guān)注。內(nèi)裝式提升機(jī)的問世，是提升機(jī)領(lǐng)域里的一個(gè)新的里程碑，它不但對(duì)提升機(jī)制造業(yè)產(chǎn)生巨大影響，還對(duì)礦井提升機(jī)的使用、維修也將引起變革，迫使人們用全新的概念去評(píng)價(jià)提升機(jī)性能的優(yōu)劣。內(nèi)裝式提升機(jī)的研制，在我國(guó)尚屬空白，應(yīng)給予足夠重視，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)提升機(jī)的發(fā)展，趕超世界先進(jìn)水平。 礦井提升機(jī)的工作原理 按工作原 理的不同，礦井提升機(jī)可分為兩類，如圖 11所示。 圖 11 礦井提升機(jī)按工作原理的分類 單繩纏繞式提升機(jī)的工作原地如圖 12 所示，簡(jiǎn)單地說，就是用一根較粗的鋼9 絲線在卷筒上纏上和纏下來實(shí)現(xiàn)容器的提升和下放運(yùn)動(dòng)。提升機(jī)安裝在地面提升機(jī)房里，鋼絲繩一端固定在卷筒上，另一端繞過天輪后懸掛提升容器。圖 12 所承為單繩纏繞式單卷筒提升機(jī)，卷筒上固定兩根鋼絲繩，并應(yīng)使每根鋼絲繩在卷簡(jiǎn)上的纏繞方向相反。這樣，當(dāng)電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器帶動(dòng)卷簡(jiǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩根鋼絲繩便經(jīng)過天輪在卷筒上纏上和纏下，從而使提升容器在井筒里上下運(yùn)動(dòng)。不難看出，單繩纏繞式提升機(jī)的一個(gè)根本特點(diǎn)和缺點(diǎn)是鋼絲繩在卷筒上不斷的纏上和纏下，這就要求卷簡(jiǎn)必須具備一定的纏繞表面積，以便能容納下根據(jù)井深或提升高度所確定的鋼絲繩懸垂長(zhǎng) 度。單純纏繞式提升機(jī)的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍及機(jī)械結(jié)構(gòu)等，都是由這一特點(diǎn)來確定的。 單繩纏繞式雙卷筒提升機(jī)具有兩個(gè)卷簡(jiǎn)，每個(gè)卷筒上固定一根鋼絲繩，并應(yīng)使鋼絲繩在兩卷筒上的纏繞方向相反，其工作原理和特點(diǎn)與單卷筒提升機(jī)完全相同。多繩摩擦式提升機(jī)的工作原理與單純纏繞式提升機(jī)不同，鋼絲繩不是固定和纏繞在主導(dǎo)輪上，而是搭放在主導(dǎo)輪的摩擦襯墊上，如圖 13所示，提升容器懸掛在鋼絲繩的兩端，在容器的底部還懸掛有平衡尾繩。提升機(jī)工作時(shí)，拉緊的鋼絲繩必須以一定的正壓力緊壓在摩擦襯墊上。當(dāng)主導(dǎo)輪由電動(dòng)機(jī)通過減速器帶動(dòng)向某一個(gè)方向轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)，在鋼絲繩和摩擦襯墊之間使發(fā)生根大的摩擦力，使鋼絲繩在這種摩擦力的作用下，跟隨主導(dǎo)輪一起運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)容器的提升和下放。不難看出，多繩摩擦式提升機(jī)的一個(gè)根本特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是鋼絲繩不在主導(dǎo)輪上纏繞，而是搭放在主導(dǎo)輪的摩擦襯墊上，靠摩擦力進(jìn)行工作。同樣，多繩摩擦式提升機(jī)的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍和機(jī)械結(jié)構(gòu)等，都是由這 — 特點(diǎn)來確定的。多繩摩擦式提升機(jī)特別適應(yīng)于深井和大產(chǎn)量的提升工作。多繩摩擦式提升機(jī)與單繩纏繞式提升機(jī)比較，在規(guī)格性能、應(yīng)用范圍、機(jī)械結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)效果等方面都優(yōu)越得多，就深井和大產(chǎn)量來說，是豎井提升的發(fā)展方向 。但是，根據(jù)我國(guó)目前淺井多、斜并多的特點(diǎn)，單繩纏繞式提升機(jī)仍然是目前制造和使用的重點(diǎn)。對(duì)于部分深井和大產(chǎn)量的礦井，則應(yīng)該合理的選用多繩摩擦式提升機(jī)，而不宜選用大型的單繩纏繞式提升機(jī)。 10 圖 12 單繩纏繞式提升機(jī)工作 圖 13多繩摩擦式提升機(jī) 原理示意圖 工作原理圖 1— 卷筒； 2— 鋼絲繩； 3— 天輪； 1— 主導(dǎo)輪； 2— 導(dǎo)向輪； 3— 鋼絲繩； 4— 容器； 5— 平衡尾繩 4— 容器； 5— 平衡尾繩 此外，還有一種新的提升機(jī)類型：布雷爾式提升機(jī)。 1957 年南非工程師 Robert Blair 發(fā)明了多繩纏繞式提升機(jī)（我國(guó)稱為布雷爾式提升機(jī)）。他是基于深井提升的實(shí)踐，總結(jié)了單繩纏繞式和多繩摩擦式提升機(jī)存在的問題而產(chǎn)生的。眾所周知，單繩纏繞式提升機(jī)在井深超過 1500m 時(shí)，其主、尾繩和摩擦襯墊的壽命都幾乎下降，而且還會(huì)出現(xiàn)主繩震動(dòng)和尾繩難以管理等問題。為了保證鋼絲繩的使用壽命，規(guī)定鋼絲繩的任意斷面處的應(yīng)力不應(yīng)過大（一般不應(yīng)大于 2165N mm ) ,而摩擦提升機(jī)采用尾繩，在容器與 鋼絲連接處的鋼絲繩斷面上，靜力隨容器位置的不同而改變的幅度很大，約為 210nqHnA?? 。如果以應(yīng)力波動(dòng)值不大于2165N mm 計(jì)算，則提升高度的極限約為 1700m。布雷爾提升機(jī)不用尾繩，克服了這些弱點(diǎn)。又無(wú)防滑問題。出現(xiàn)的問題是體積大功耗大。 布雷爾提升機(jī)實(shí)際上是在較寬的卷筒上安裝一個(gè)中間擋板，把一個(gè)卷筒分隔成兩段，每段纏繞一根鋼絲繩，每個(gè)卷筒上的兩根鋼絲繩，繞過天輪以后共同連接到11 一個(gè)提升容器上，可見提升原理與單繩纏繞式無(wú)異，只是用兩根鋼絲繩代替一根鋼絲繩，因此繩徑和卷筒直徑相對(duì)減小了。 布雷爾提升機(jī)有三種不同的布置方式。如圖 1所示，其 中（ a）為前后排列齒輪傳動(dòng)方式；（ b）為直線布置式；（ c）為電機(jī)直聯(lián)分別拖動(dòng)式。布雷爾提升機(jī)在結(jié)構(gòu)上有如下特點(diǎn)： 1）卷筒上的兩個(gè)纏繞間隔，必須設(shè)計(jì)成纏繞相同圈數(shù)和相同層數(shù)的鋼絲繩，以保證兩根繩中拉力平衡。 2）應(yīng)進(jìn)肯呢個(gè)纏繞多層以減少卷筒的寬度，實(shí)際證明，纏四層甚至是五層是無(wú)困難的，為了減少多層纏繞帶來的繩弦震動(dòng)和鋼絲繩排列不齊的擠壓喝磨損，一般多采用平行繩槽（ Le Bus 繩槽），并很好地設(shè)計(jì)間層過渡楔。 3）以為兩根鋼絲繩連在一個(gè)提升容器上，就存在如多繩摩擦提升的鋼絲繩拉力平衡問題，布雷爾提升機(jī)使用兩種平衡方法。一種是平衡輪法，如圖 2 所示，兩根鋼絲繩以相反方向在平衡輪上纏繞數(shù)圈并固定在平衡輪上，拉力不平衡時(shí)，平衡輪可以轉(zhuǎn)動(dòng)。另一種方法是利用天倫來平衡鋼絲繩拉力，天輪裝在聯(lián)通的液壓缸上，借天倫的升降來平衡鋼絲繩拉力。 4）保證整齊的多層纏繞對(duì)布雷爾提升機(jī)是十分重要的，為了見識(shí)纏繩情況，設(shè)有纏繩檢測(cè)裝置，如圖 3 所示。在卷筒的每個(gè)纏繩間隔的整個(gè)寬度上，設(shè)有弧形板 A，它距所纏繞的一層鋼絲繩有 12繩徑的間隙，弧形板由線 圈 2 來控制。可隨層數(shù)的不同而移動(dòng)（圖上為纏繞四層），另有閉鎖線圈 3，纏繩過程中，它使插銷總是定位于軸上的凹槽中（凹槽與纏繞層數(shù)相對(duì)應(yīng)）。一層纏滿時(shí)，線圈 3通電拔起閉鎖插銷，同時(shí)線圈 B通電使軸 4移動(dòng)，帶動(dòng)弧形板 1 后移或者前移，弧形板移到新的位置后，線圈 2 的 3 斷電閉鎖。如果在莫一層沒有一根繩提前纏到下層上，稀釋由于軸 4 被閉鎖，弧形板不能移動(dòng)，便在繩的壓力下繞軸 6 轉(zhuǎn)動(dòng)，使串與安全回路中的接點(diǎn) 5打開，提升機(jī)以正常減速度停車。此外也可以用液壓控制檢測(cè)纏繩。 5）對(duì)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)必須特別重視，特備是直聯(lián)電機(jī)分別拖動(dòng)時(shí)，由 于不平衡靜力矩大，每個(gè)卷筒要設(shè)兩個(gè)制動(dòng)輪（盤）。 12 （ a）前后排列齒輪傳動(dòng)布置 （ b）直線式布置 13 （ c）電器聯(lián)系直聯(lián)電機(jī)拖動(dòng)式布置 鋼絲繩拉力平衡輪 根據(jù)對(duì)單繩纏繞式、多繩摩擦式的布雷爾式提升機(jī)進(jìn)行一次提升量的井深，以及對(duì)功率和初期投資的比較結(jié)果，可以得出結(jié)論，每種提升機(jī)都一個(gè)臨界提升高度?？紤]繩中應(yīng)力波動(dòng)值不過大，多繩摩擦式提升機(jī)這個(gè)臨界高度約為 1400m，布雷爾提升機(jī)約為 2021m。小于臨界高度，布雷爾提升的一次提升量不變，而多繩摩擦提升則可大大增加。如果一次提升量相同，多繩摩擦提升機(jī)的均方根功率高，明顯優(yōu)于布14 雷爾提升機(jī)，這是由于布雷爾提升機(jī)的不平衡力矩大的緣故。影響初期投資的因素很多，但無(wú)疑多繩摩擦提升機(jī)要便宜的多，但是在那些不得不使用布雷爾 提升機(jī)的礦井，這個(gè)問題就要退居次要了，以為如果由于提升機(jī)的緣故，不得不改變礦井設(shè)計(jì)，或者采用分段提升，那么費(fèi)用就會(huì)超過布雷爾提升機(jī)的初期投資。由上述理由可見， 1400m 以內(nèi)的深井，使用多繩摩擦提升機(jī)合理；超過 1400m 的井深，兩者都可以使用，但布雷爾提升機(jī)較合理些；深井超過 1700m 以上時(shí)，采用布雷爾提升機(jī)最為合理 . 15 2 提升機(jī)的選型和計(jì)算 煤礦主井主要為了煤炭的運(yùn)輸提升，而副井只作為下放材料，設(shè)備，以及排矸（立井還作為人員上下的通道），副井一般采用罐籠提升。本次設(shè)計(jì)的就是副井所使用的提升機(jī)。 罐籠選擇 根據(jù)礦車類型按表選擇 2 單層罐籠（ )其技術(shù)規(guī)格為： 裝載 礦車一輛，最大載重 噸、自重 2噸、乘人數(shù) 10人、斷面尺寸 1800X115