【正文】 摘要 本文對多繩磨擦式礦井提升機(jī)發(fā)展及應(yīng)用、種類及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了綜合闡述，對多繩摩擦式礦井提升的優(yōu)缺點進(jìn)行了分類和研究；論證了多繩摩擦提升的工作原理；介紹了多繩摩擦式礦井提升機(jī)的各種型號；在制動工作原理進(jìn)行說明的基礎(chǔ)上，對制動器進(jìn)行了選型。結(jié)合特定的礦井的采煤及地質(zhì)情況，對多繩摩擦式礦井提升機(jī)進(jìn)行設(shè)備選型，形成一整套完備的礦井提升系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的電控系統(tǒng)非常重要，所以最后對所設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行了電控系統(tǒng)設(shè)計。 多繩摩擦式礦井提升機(jī)系統(tǒng)的各系統(tǒng)的型號選型計算，及對各系統(tǒng)的統(tǒng)一布置，確定各系統(tǒng)的工作位置和尺寸，這些對多繩摩擦式礦井提升機(jī)在實際應(yīng)用中提供了必要參數(shù)。 關(guān)鍵詞：多繩摩擦式礦井提升機(jī)；選型；制動；系統(tǒng)Abstract In this paper, rope and more frictionmine hoist the development and application, type and structure of a prehensive elaboration of multirope frictionmine the advantages and disadvantages of upgrading the classification and study of multirope friction demonstration enhance the work of principle。 introduced a multi Rope frictionmine hoist the various models in principle that brake work on the basis of a selection of the brake. With a specific mine coal mining and geological conditions, the multirope frictionmine hoist a selection of equipment, a set of prehensive mine hoist system, the whole system of electronic control is very important, so the final design of the system The control design. Multirope frictionmine hoist system of the Selection System Model, and the layout of the unified system, the system determine the location and size of these multirope frictionmine hoist in practical application to provide the necessary Parameters. Keywords: multirope frictionmine hoist。 Selection。 braking。 systemv目 錄摘要 iAbstract ii前言 v1 提升機(jī)的概述 1 1 2 42 提升機(jī)的組成 6 工作機(jī)構(gòu) 6 制動系統(tǒng) 7 7 制動裝置的類型 8 機(jī)械傳動系統(tǒng) 8 8 9，控制和自動保護(hù)系統(tǒng) 9 103 提升機(jī)的選型計算 11 11 11 12 12 12 13 13 13 14 14 15 15（提升矸石） 15 提升系統(tǒng)計算 15 15 上繩弦長計算 16 上繩仰角計算 16 下繩弦長計算 16 下繩仰角計算 16 圍包角計算 16 上弦距下弦最小距離計算 164 提升機(jī)卷筒的設(shè)計 18 18 卷筒繩槽的確定 18 19 卷筒節(jié)徑設(shè)計 20 卷筒的長度設(shè)計 20 卷筒壁厚設(shè)計 20 卷筒強(qiáng)度計算 205 卷筒主軸的設(shè)計 22 卷筒軸的受力分析與工作應(yīng)力分析 22 軸的設(shè)計計算 22 23 軸的校核 246 提升機(jī)的制動系統(tǒng) 25 盤式制動器 25 盤式制動器的布置方式 26 盤式制動器的工作原理 27 27 盤式制動器工作時所需制動力 27 每副閘應(yīng)有的制動力矩 30 30 30 盤式制動器的調(diào)整和維護(hù) 34 閘瓦間隙的調(diào)整 34 蝶形彈簧的檢查 347 提升機(jī)的液壓站 35 液壓站的功用 35 提升機(jī)液壓站的工作要求 35 液壓站的組成部分 35 358 提升機(jī)電控系統(tǒng) 37 37 37 40 42 特點 42 43 提升機(jī)各部分分析 47結(jié)論 68致謝 69參考文獻(xiàn) 70前言目前，國外多繩摩擦式礦井提升機(jī)的發(fā)展方向是：發(fā)展落地式和斜井多繩摩擦式提升機(jī)，研究其用于特淺井、盲井的可能性，以擴(kuò)大起使用范圍；采用新結(jié)構(gòu)，以減小機(jī)器的外形尺寸和重量；實現(xiàn)自動化和遙控，以提高工作的可靠性和生產(chǎn)效率。在國內(nèi)外，多繩摩擦式提升機(jī)得到飛躍發(fā)展，同單繩纏繞式提升機(jī)相比，它具備以下優(yōu)點：1）由于鋼絲繩不是纏繞在卷筒上，所以提升高度不受卷筒容繩量的限制，更適用于深井提升，這是多繩提升機(jī)較突出的優(yōu)點。例如瑞典某礦井使用50t箕斗的8繩提升機(jī)，提升高度為1300m主導(dǎo)輪的直徑僅為4m，若用單繩纏繞式提升機(jī)，，鋼絲繩直徑將為80mm，不僅設(shè)備重量大，而且設(shè)備和鋼絲繩直徑過大，制造和安裝使用維修都較困難。2）由于提升容器是由數(shù)根鋼絲繩所承擔(dān)，提升鋼絲繩直徑就比相同載荷下單繩提升的小，并導(dǎo)致主導(dǎo)輪直徑小，因而在同樣提升載荷下，多繩提升機(jī)具有體積小，重量輕，節(jié)省材料，制造容易，安裝和運(yùn)輸方便等特點。3）由于多繩摩擦式提升機(jī)運(yùn)動質(zhì)量小，拖動電動機(jī)的容量與耗電量都相應(yīng)減少。4）由于多根鋼絲繩提升，幾根鋼絲繩被同時拉斷的可能性極小，因此提高了提升設(shè)備的安全性，可不設(shè)斷繩保險器（防墜器），這就給使用鋼絲繩罐道礦井提供了有利條件。5）在卡罐和過卷的情況下，有打滑的可能性，可避免斷繩事故發(fā)生。6）由于多繩提升機(jī)的提升鋼絲繩一般都是偶數(shù)，因而可以用相同數(shù)量的左捻和右捻鋼絲繩，這樣，提升鋼絲繩在運(yùn)行中產(chǎn)生的阻力就可以相互抵消，從而減輕了提升容器因鋼絲繩扭力而產(chǎn)生對罐道的側(cè)向壓力，既降低了運(yùn)行中的摩擦阻力，又可以減輕罐耳和罐道的單向摩擦，從而延長了罐耳和罐道的使用壽命。7）由于主導(dǎo)輪寬度較小，軸的跨度也小，改善了主軸的負(fù)載性能。8）主導(dǎo)輪上不纏繩，提升鋼絲繩沒有在纏繩時沿軸中心方向上的擠壓力（單繩纏繞式礦井提升機(jī)上會受這種力的影響，通常稱之為“咬繩”），而且，由于鋼絲繩承受的動應(yīng)力和靜應(yīng)力都低，因而有利于鋼絲繩使用壽命的提高。通過本次的畢業(yè)設(shè)計，進(jìn)一步熟悉多繩摩擦式礦井提升機(jī)各部分的工作原理，完成礦井多繩摩擦式提升機(jī)總體機(jī)構(gòu)之中的各個部件的設(shè)計和校核計算，使之能夠在合適的礦井下進(jìn)行運(yùn)作，而且使提升機(jī)的生產(chǎn)效率大大的提高，保證礦井工作的順利進(jìn)行。太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書1 提升機(jī)的概述 礦井提升機(jī)是一種大型提升機(jī)械設(shè)備。由電機(jī)帶動機(jī)械設(shè)備，以帶動鋼絲繩從而帶動容器在井筒中升降，完成輸送任務(wù)。礦井提升機(jī)是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機(jī)提升量大，速度高，安全性高，已發(fā)展成為電子計算機(jī)控制的全自動重型礦山機(jī)械。礦井提升機(jī)主要由電動機(jī)、減速器、卷筒（或摩擦輪）、制動系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機(jī)驅(qū)動。按提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機(jī)和摩擦式礦井提升機(jī)。纏繞式礦井提升機(jī)有單卷筒和雙卷筒兩種，鋼絲繩在卷筒上的纏繞方式與一般絞車類似。單筒大多只有一根鋼絲繩，連接一個容器。雙筒的每個卷筒各配一根鋼絲繩，連接兩個容器，運(yùn)轉(zhuǎn)時一個容器上升，另一個容器下降。纏繞式礦井提升機(jī)大多用于年產(chǎn)量在120萬噸以下、井深小于400米的礦井中。摩擦式礦井提升機(jī)的提升繩搭掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。提升繩的兩端各連接一個容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。摩擦式礦井提升機(jī)根據(jù)布置方式分為塔式摩擦式礦井提升機(jī)（機(jī)房設(shè)在井筒頂部塔架上）和落地摩擦式礦井提升機(jī)（機(jī)房直接設(shè)在地面上）兩種。按提升繩的數(shù)量又分為單繩摩擦式礦井提升機(jī)和多繩摩擦式礦井提升機(jī)。后者的優(yōu)點是：可采用較細(xì)的鋼絲繩和直徑較小的摩擦輪，從而機(jī)組尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年產(chǎn)120萬噸以上、井深小于2100米的豎井大多采用這種提升機(jī)礦井提升機(jī)具有以下特點：（1）安全性所謂安全性，就是不能發(fā)生突然事故。由于礦井提升設(shè)備在礦山生產(chǎn)中所占的地位十分重要，其運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性．不僅直接影響整個礦井的生產(chǎn)，而且還涉及人員的生命安全。因此各國都對礦井提升設(shè)備提出了極嚴(yán)格的要求。在我國這些規(guī)定包括在《煤礦安全規(guī)程》只中。（2）可靠性 所謂可靠性，是指能夠可靠地連續(xù)長期運(yùn)轉(zhuǎn)而不需在短期內(nèi)檢修。礦井提升設(shè)備所擔(dān)負(fù)的任務(wù)十分艱巨，不僅每年要把數(shù)十萬噸到數(shù)百萬噸的煤炭和礦石從井下提升到地面，而且還要完成其他輔助工作。一個年產(chǎn)150萬噸的礦井，停產(chǎn)一天就要損失大約20萬元。因此礦井提升機(jī)至少要服務(wù)二十年以上而不需大修。（3）經(jīng)濟(jì)性礦井提升設(shè)備是礦山大型設(shè)備之一，功率大，耗電多，大型礦井提升機(jī)的功率超過1000KW。因此礦井提升設(shè)備的造價以及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，也就成為影響礦井生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要因素之一。礦井提升設(shè)備是礦山運(yùn)輸中的咽喉設(shè)備,又是礦山最大的耗電設(shè)備。西德、瑞典等國是當(dāng)今世界上制造礦井提升機(jī)較先進(jìn)的國家,特別是多繩摩擦式提升機(jī)更為突出。在這些國家的豎井中幾乎全部采用較先進(jìn)的多繩摩擦式提升機(jī),不僅廣泛采用龐大井塔的塔式多繩摩擦提升機(jī),而且越來越多地使用較低的井架的落地式多繩提升機(jī)。它們的發(fā)展特點是體積小,重量輕,終端提升量大,提升速度高,襯墊材料摩擦系數(shù)大又耐磨,液壓制動,運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠,自動化程度高,多機(jī)集中控制等。生產(chǎn)的產(chǎn)品供世界上二十多個國家使用。我國礦井提升設(shè)備在上述技術(shù)方面與發(fā)達(dá)國家相比有一定的差距，自動化和多機(jī)集中控制技術(shù)方面差距大，產(chǎn)品在國際市場上缺乏競爭能力。內(nèi)裝式提升機(jī)在我國已有多臺運(yùn)行，作為高度機(jī)電一體化的，節(jié)能新產(chǎn)品應(yīng)重點發(fā)展。同時開展斜井提摩擦提升和布雷爾提升機(jī)的研制。目前國外礦井提升機(jī)總的發(fā)展趨向是： (1)向大型化發(fā)展 礦井大型化和要求提升機(jī)大型化之目的主要在于獲得更大的礦產(chǎn)量。1O年前，年產(chǎn)90～120萬t的礦為大型礦。目前，就世界范圍而言， 年產(chǎn)200～300萬t的礦山也不算大，僅僅算中、小型礦 瑞典最大地下礦將達(dá)1000 ～2500萬r／a。大型化主要體現(xiàn)在大容量的提升容器。目前．世界上一次提升最大重量已達(dá)63t。國外大型提升機(jī)都采用多繩摩擦式提升機(jī)。 (2)向自動化、遙控方向發(fā)展 自動化不僅僅是為了節(jié)省人力，更重要的是適應(yīng)大生產(chǎn)、集中控制、集中管理、系統(tǒng)聯(lián)動的需要．也是保證產(chǎn)量和提高勞動生產(chǎn)率的有效手段 同時也包含減輕勞動強(qiáng)度、節(jié)省人力、電力和提高運(yùn)行安全性。國外大型礦井提升機(jī)都廣泛采用以多種保護(hù)為基礎(chǔ)的自動化運(yùn)行．并能記錄和處理各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行等資料。英國完善了包括有全功能維護(hù)設(shè)計的可控硅供電，直接連接直流電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)和在井簡中的提升機(jī)控制系統(tǒng) 目前國外主井幾乎都是自動化運(yùn)行，副井由于機(jī)動性大．一般都是采用按鈕控制和在罐籠內(nèi)遙控。(3)繼續(xù)發(fā)展多繩提升機(jī) 一般淺井、提升重量不大時．可采用常規(guī)纏繞式提升機(jī)；但當(dāng)深井、提升重量大時，須采用多繩摩擦式提升機(jī)。有相當(dāng)一部分提升任務(wù)既可采用纏繞式提升機(jī)也可采用多繩提升機(jī)，如果現(xiàn)場條件允許．則多繩摩擦式提升機(jī)更為經(jīng)濟(jì)。目前多繩纏繞式提升機(jī)繼續(xù)向更先進(jìn)方向投展。有些國家生產(chǎn)的多繩提升機(jī)，塔式和落地式多繩提升機(jī)大致各占5O%。(4)發(fā)展各種新型和專用提升設(shè)備除目前已出現(xiàn)的落地式提升機(jī)、布雷爾提升機(jī)和采用鋼芯膠帶牽引的摩擦式提升機(jī)外； 國外還研制了起重式提升機(jī)、各種不同包圍角的多繩摩擦式提升機(jī)(用于淺井)．另外，還研制了不同形式的無繩提升設(shè)備，現(xiàn)已知的有機(jī)械式、電磁式、水力式和風(fēng)動式。 (5)采用“四新”(新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝)采用“四新” 后，提升機(jī)主軸裝置、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)等各部分不斷改進(jìn)提高，使整個多繩摩擦式提升機(jī)結(jié)構(gòu)朝著體積小、重量輕、效率高的方向發(fā)展。 國內(nèi)礦井提升機(jī)的發(fā)展趨向是：(1)發(fā)展多繩摩擦輪提升機(jī)，特別是大型落地式多繩提升機(jī)． 以及斜井、斜坡道用的多繩提升機(jī)；(2)不斷改進(jìn)井研制新型單繩及多繩纏繞式礦井提升機(jī)}(3)可控硅供電及徽電子技術(shù)在提升機(jī)上應(yīng)用，以及可編程序控制器，遙控技術(shù)．交交變頻調(diào)速等先進(jìn)技術(shù)；(4)研制應(yīng)用高性能摩擦襯墊．高比壓閘瓦等新技術(shù)、新材料；(5)不斷引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)，并用于制造國產(chǎn)礦井提升機(jī)。淘汰落后技術(shù)，如塊式閘及角移式閘．氣動制動器，鑄造結(jié)構(gòu)并限制減速器和控制繼電器的使用。按工作原理不同，礦井提升機(jī)可分為兩類：單繩纏繞式和多繩纏繞式提升機(jī)。單繩纏繞式又可分為單卷筒提升機(jī)和雙卷筒提升機(jī)。單繩纏繞式提升機(jī)的工作原地如圖l—1所示，簡單地說，就是用一根較粗的鋼絲繩在卷筒上纏上和纏下來實現(xiàn)容器的提升和下放運(yùn)動。 單繩纏繞式提升機(jī) 多繩纏繞式提升機(jī) 1滾筒；2鋼絲繩；3容器； 1主導(dǎo)輪；2鋼絲繩；3平衡尾繩；4平衡尾繩；5天輪 4容器；5導(dǎo)向輪 圖l—1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1—1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上的纏繞方向相反。這樣，當(dāng)電動機(jī)經(jīng)過減速器帶動卷筒旋轉(zhuǎn)時，兩根鋼絲繩便經(jīng)過天輪在卷筒