【正文】 展來(lái)看，首先出現(xiàn)的是單繩纏繞式圓柱形單筒提升機(jī)。 19 世紀(jì)八十年代，德國(guó)人利 用摩擦原理又制造出單繩摩擦式提升機(jī)。這種提升設(shè)備特別適合于較深礦井中。以后，隨著礦井生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn) 步，纏繞式提升機(jī)和摩擦式提升機(jī)又各有不同的發(fā)展。 纏繞式由單筒發(fā)展到雙筒，為了適應(yīng)提升距離增加和節(jié)省電能的需求，又有了圓錐形、圓柱圓錐形、雙圓柱圓錐形及單筒可分離式卷筒提升機(jī)等不同結(jié)構(gòu)形 2 式。 而摩擦式提升機(jī)由原來(lái)的單繩發(fā)展到多繩摩擦式提升機(jī)，提升機(jī)的繩數(shù)已可多達(dá) 10 余根，最大一次提升量達(dá) 50t，最大直徑達(dá) 6m，繩速達(dá) s/m25 。 事物在不斷的發(fā)展，礦井提升設(shè)備也在不斷 的發(fā)展，其類型、結(jié)構(gòu)等都在日新月異地向前發(fā)展。 3 2煤礦主井提升設(shè)備初步分析 煤礦主井提升系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 大龍煤礦礦井深 460 米，年產(chǎn)量高達(dá) 100 萬(wàn)噸，屬于大型煤礦。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該礦井提升系統(tǒng)選用單繩纏繞式提升機(jī)系統(tǒng)。單繩纏繞式提升機(jī)系統(tǒng)主要由提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)、天輪、井架、裝卸載設(shè)備及電氣設(shè)備等組成。該系統(tǒng)核心部分為單繩纏繞式提升機(jī)。 煤礦主井 提升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 21。 由圖 21 可知 提升容器被鋼絲繩連接，鋼絲繩通過(guò)天輪的支撐 和提升機(jī)的帶動(dòng)拉動(dòng)提升容器的上行和下放。因此 煤礦主井提升系統(tǒng)連接礦井上下，保證煤炭提升正常運(yùn)轉(zhuǎn)。它主要部件 有 單繩纏繞式 提升機(jī) 、鋼絲繩、提升容器、天輪等 。各個(gè)部件緊密結(jié)合保證了礦井煤礦提升有序進(jìn)行。 圖 21 單繩纏繞式提升機(jī)箕斗提升系統(tǒng) 1— 井架 2— 天輪 3— 提升機(jī) 4— 箕斗 5— 鋼絲繩 6— 煤倉(cāng) 7— 翻籠 8— 煤倉(cāng) 9— 給煤機(jī) 10— 裝載設(shè)備 4 煤礦主井提升主要設(shè)備初步選擇 正文 請(qǐng) 下載 下 可見(jiàn) 。 5 7 提升系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)校核及驗(yàn)算 提升電動(dòng)機(jī)容量校核 提升電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)屬于重復(fù)短時(shí)工作制，提升電動(dòng)機(jī)工作軸上的功率不僅每個(gè)提升循環(huán)有變化，而且在每個(gè)循環(huán)工作系統(tǒng)中也是變化的。在減速階段電動(dòng)機(jī)功率可能降低到 零值，而到起動(dòng)階段可能達(dá)到最高值。 提升電動(dòng)機(jī)等效容量的計(jì)算 提升電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量與該電動(dòng)機(jī)繞組的電流平方成正比，與通電時(shí)間的一次方成反比。對(duì)時(shí)間微分，則在無(wú)窮小的時(shí)間里，電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)出的熱量為 : 2dq kIdt? 式（ ） 當(dāng)電動(dòng)機(jī)在拖動(dòng)力矩 M 條件下工作時(shí)，那么單個(gè)提升循環(huán)所產(chǎn)生的熱量為： 1 2210T dq kI dt kI T??? 式（ ） 式中 dT —— 提升系統(tǒng)一次工作循環(huán)時(shí)間； k —— 比例常數(shù)； I —— 電動(dòng)機(jī)定子繞組中通過(guò)的電流； dI —— 在等值力矩條件下工作時(shí)，提升電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的等值電流。 電動(dòng) 機(jī)拖動(dòng)力矩 M 和電動(dòng)機(jī)定子的電流有一定的關(guān)系，當(dāng)電動(dòng)機(jī)接入電網(wǎng)電壓不變時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)產(chǎn)生的熱量為： dq kMdt? 式（ ） 式中 M —— 電動(dòng)機(jī)軸上的變化力矩。 因此在一次提升的全時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為： 10Tq kMdt?? 式（ ） 設(shè)減速器傳動(dòng)比為 0i 效率為 0? ，則電動(dòng)機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)力矩與作用在卷筒上的拖動(dòng)力在任何瞬間都有下列關(guān)系 。 00FRM i?? 式（ ） 式中 F —— 提升電動(dòng)機(jī)在卷筒上的等效力。 由以上公式可推出提升電動(dòng)機(jī)等值容量： 6 1 20P1000TmdjdF dtvT?? ? 式（ ） 式中 mv —— 提升系統(tǒng)最大提升速度； j? —— 提升系統(tǒng)效率取 ； 對(duì)于大龍煤礦有： ? ； 提升系統(tǒng)等效力 dF 考慮 到減速階段減速方式及制動(dòng)方式，減速階段在系統(tǒng)等效力計(jì)算時(shí)不應(yīng)計(jì)在其中，因此等效力可以按式（ ）計(jì)算： 22 2 2 2 22 00 1 1 2 2 2 20 0 1 22222554445?2 2 3 22XT FF F F F F F FF d t t t tFFFF tt? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ???? 式（ ） 式中 iF —— 提升系統(tǒng)各初始階段拖動(dòng)力（ 0 1 2 3 5i? 、 、 、 、 ）； 39。iF —— 提升系統(tǒng)各終止階段拖 動(dòng)力（ 0 1 2 3 5i? 、 、 、 、 ）； 經(jīng)計(jì)算有 : 2 2 2 220222 2 2 292116177 116062 149162 143550 * 3 149215 1022427 10 NXT F dts??? ? ? ? ???????? ? ? ?? ? ?式（ ） 提升機(jī)等效力為： 2 90 4 2 7 1 0 8 9 . 0 9 8 k N5 3 . 9XTd dF d tF T? ?? ? ? 式（ ） 電動(dòng)機(jī)容量為 201000 * 81 .8 2310 00 * 0. 85 15 59 .4 5xTmdjdF dtvPTkW????? 式（ ） 電動(dòng)機(jī)容量的驗(yàn)算 1） 按電動(dòng)機(jī)允許發(fā)熱條件 / 1dPP?? 式（ ） 7 即有 %的備份容量。 2） 按正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷能力 max =FF???? 式（ ） 式中 ? —— 電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)載系數(shù)，為 ； eF —— 電動(dòng)機(jī)額定出力，計(jì)算如下： m1000= 100 * *16 00 / =8790 1ePFVN?? 式（ ） 3） 在特殊情況下，電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷能力 ( ) 1 .1 ( 5 9 4 0 0 4 8 .7 1 4 8 0 ) 3 2 .2 5 k Nt z tF Q p H? ?? ? ? ? ? ? ? 式（ ） 39。3 2 .2 5 0 .9 1 .8 5 48 7 .9 0 1teFF ?? ? ? 式（ ） 式中 tF —— 過(guò)負(fù)荷力 ?? —— 考慮到動(dòng)力的附加系數(shù)，取 ??? 根據(jù)上述三個(gè)條件， 可知預(yù)選電動(dòng)機(jī)容量合格。 提升設(shè)備的電耗及效率計(jì)算 0 0 0 0 1 1 1 2 2 2 4 4 41 1 1 1( ) ( ) ( ) ( )2 2 2 23 2 1 1 .5 k N *XT F d t F F t F F t F F t F F ts? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? 式（ ） 0333600 *16 .2 * 321 1 *10 360 0 * * 10 kW hXTmjdv FdtW??????? ? ? 式（ ） 式中 d? —— 提升電動(dòng)機(jī)效率，為 ； j? —— 減速器效率，取 。 1W 及提升設(shè)備的年電耗電 nW 8 1 *1000= kW h / tWWQ??? 式（ ） * nsW W AkW??? 式（ ） yW 336005940 *10 * 4803600 10 kW htyQgHW ??? ? ? 式（ ） ? y 7 .9 2 4 2 .5 8 %1 8 .6WW? ? ? ? 式（ ） 9 結(jié)論 煤礦礦井提升的選型設(shè)計(jì)是對(duì)將要開(kāi)采的煤礦進(jìn)行一次提升系統(tǒng)的各個(gè)零部件的選擇設(shè)計(jì)，在現(xiàn)實(shí)生活在有很大的意義。系統(tǒng)選型的內(nèi)容決定了提升系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本和煤礦提升效率。因此，在系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)中要做到認(rèn)真、負(fù)責(zé)。 通過(guò)對(duì)煤礦相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算找出了適合大龍煤礦提升系統(tǒng)的箕斗、鋼絲繩、提升機(jī)型號(hào)等一系列提升設(shè)備。在設(shè)計(jì)結(jié)尾對(duì)選出的 提升機(jī)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)校驗(yàn)，保證了所選的提升機(jī)能夠穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。最好并對(duì)該大龍煤礦提升系統(tǒng)進(jìn)行了年產(chǎn)量校核及驗(yàn)算。 這次設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)礦井提升機(jī)結(jié)構(gòu)的研究，選出了適合大龍煤礦的單繩纏繞式提升機(jī)。使我對(duì)礦井提升機(jī)的工作原理和機(jī)身結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步詳細(xì)的了解和認(rèn)識(shí)。通過(guò)這段時(shí)間的設(shè)計(jì)，使我能更加熟練的運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)方面的有關(guān)知識(shí)，更好的運(yùn)用 Auto CAD 軟件，以及查表和閱覽專業(yè)工具書籍的能力。當(dāng)然由于能力有限，有很多不足之處望老師批評(píng)指正。 10 致謝 11 參考文獻(xiàn) [1] 宋鴻堯、 丁忠堯 .礦山設(shè)備 設(shè)計(jì)與計(jì)算 [M].機(jī)械工業(yè)出版社， 1982. 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[13] McKenzie .,Steel wire hoisting ropes for deep shafts,International Deep Mining Conference: Technical Challenges in Deep Level Mining[M],Vol ,SAIMM,1900,PP 839844. 12 附錄 附錄 1 英語(yǔ)原文 Mine Seismology for Rock Engineers – An Outline of Required Competencies F. Essrich SiM Mining Consultants (Pty) Ltd., Rep. of South Africa ABSTRACT