【正文】 合 格。綜合考慮以上應(yīng)力因素的精確計算是很困難的，目前國河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 內(nèi)外都是按靜載荷 近似計算的。 捻法：右交互捻用 ZS，左交互捻 SZ，右同向捻用 ZZ，左同向捻用 SS。 VQ ?? = = 設(shè)置井下裝載系統(tǒng)，使用給煤機配用 3t定重容 器裝載。 ts為提升設(shè)備每天工作小時數(shù)，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書 ts=16h。經(jīng)研究證明，合理的經(jīng)濟速度 Vj 可用下式計算 [10]： HV j )~(? （ 31） 式中： H為提升 高度， H=Hz+Hs+Hx。 主井箕斗規(guī)格的選擇 進行提升設(shè)備選型設(shè)計時，礦井年產(chǎn)量 An和礦井深度 Hs為已知條件。 (3)當(dāng)井深超過 1700m時，鋼絲繩與容器在連接處的應(yīng)力波動的較大，鋼絲繩的故障增多，故鋼絲繩摩擦提升不宜用于超深井提升。 (4)由于摩擦輪直徑小，回轉(zhuǎn)力矩減小，在提升載荷相同的情況下，多繩摩擦提升機的質(zhì)量比單繩纏繞式提升機小 1/4～ 1/5,提升電動機的容量和耗電量也相應(yīng)降低，設(shè)備的效率提高。 (7)單繩纏繞式提升機由單根鋼絲繩提升容器，因此它的安全性比較低。但是，正是因為其結(jié)構(gòu)、工作原理簡單也導(dǎo)致其存在以下很多的問題和不足。為了解決這個矛盾，德國人 Koepe提出將鋼絲繩搭在摩擦輪上，利用摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來帶動鋼絲繩運動。雙筒提升機在主軸上裝有兩個卷筒，其中之一與主軸固接（鍵裝或熱裝），稱為固定卷筒；另一卷筒則 滑裝在主軸上，通過離合器與主軸連接，稱為游動卷筒。 無論是煤礦還是金屬非金屬礦山，無論是國內(nèi)還是國外，隨著礦井開采深度的加大，提升的井筒越來越深，纏繞式提升機由于受纏繞層數(shù)的限制，已不能滿足開采的需要，因而逐漸被多繩摩擦式提升機所代替。此外，有不少企業(yè)采用卷筒直徑≤Φ ，使用的設(shè)備種類五花八門，有調(diào)度絞車、建筑卷揚機、電控卷揚機、運輸絞車等， 這些設(shè)備的共同點是工作制動器（常用閘）采用手動帶式閘，因無深度指示器，也就沒有深度指示器失效保護、過卷保護和開始減速時能自動示警的警鈴，由于卷筒直徑小，實際使用時卷筒上纏繞鋼絲繩的層數(shù)難以符合標(biāo)準要求（標(biāo)準規(guī)定：用于斜井專門升降物料時不得超過 3層）。 另一方面由于煤礦自身管理問題存在以下安全技術(shù)缺陷 : 提升設(shè)備的安全保護裝置不全。合理的選擇，正確的使用和維護具有重要的經(jīng)濟意義。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。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 單繩立井箕斗 1— 楔形繩環(huán)； 2 — 框架； 3 — 可調(diào)節(jié)溜煤板； 4— 斗箱； 5— 閘門； 6— 連桿； 7— 卸載滾輪； 8— 套管罐耳 (用于繩罐道 )； 9— 鋼軌罐道罐耳； 10— 扭轉(zhuǎn)彈簧； 11— 罩子； 12— 連接裝置 根據(jù)井筒條件（豎井或斜井）及選用的提升容器和提升機的類型不同，可組成各種不同的礦井提 升系統(tǒng)。采用鋼絲繩罐道時，除應(yīng)考慮箕斗本身平衡外，還要考慮裝煤后仍維持平衡，所以在斗箱上部裝載口處安設(shè)了可調(diào)節(jié)的溜煤板，以便調(diào)節(jié)煤堆頂部中心的位置。 （ 3）按提升機類型可分為：纏繞式提升設(shè)備，分為單繩和雙繩（布雷爾）摩擦式提升設(shè)備，分為單繩和雙繩；二者都可以用于主井或副井提升。它是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相聯(lián)接的樞紐，是礦山 運輸?shù)难屎?。礦山提升機從最初的蒸汽機拖動的誕生纏繞式提升機發(fā)展到今天的交 — 交變頻直接拖動的多繩摩擦式提升機和雙繩纏繞式提升機，經(jīng)歷了170多年的發(fā)展歷史。因此礦井提升設(shè)備的造價以及運轉(zhuǎn)費用，也就成為影響礦井生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的重要因素之一。其他常用的分類方法如圖所示： 單卷筒 纏繞提升機 單繩纏繞 可分離單卷筒 雙卷筒 多繩纏繞 — 布雷爾式 礦井提升機 塔式 單繩摩擦 落地式 摩擦提升機 塔式 多繩摩擦 落地式 礦井提升機分類 — 礦井提升機作為一個完整的機械一電氣機組，它的組成部分所示： 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 工作機構(gòu) ——— 主軸裝置和主軸承 制動器 制動系統(tǒng) 減壓傳動裝置 減速器（包括微拖動減速器） 機械傳動系統(tǒng) 聯(lián)軸器 潤滑系統(tǒng) ———— 潤滑油站 礦井提升機 斜面操縱臺 觀測和操縱系統(tǒng) 深度指示器和傳動裝置 測速發(fā)電機裝置 主電動機和微拖動電動機 拖動、控制和自動 電氣控制系統(tǒng) 保護系統(tǒng) 自動保護系統(tǒng) 司機椅子、機座、機架 輔助部分 護欄、護板、護罩 導(dǎo)向輪裝置、車槽裝置（多繩摩擦繩提升機） 礦井提升機的主要組成部分 目前我國生產(chǎn)的主要結(jié)果形式有：單繩纏繞式的單筒和雙筒礦井提升機；摩擦式的有多繩落地式和塔式多繩摩擦 式提升機。這種裝載設(shè)備的最大缺點是灑煤量很大，一般達到提煤量的 10‰ ，有的竟高達 40‰ ，且在裝載時不能保證箕斗的裝載量。根據(jù)井筒傾角的不同 ,提升容器分為立井用和斜井用兩種 .立井用提升容器主要是箕斗和罐籠 ,箕斗分為底卸式、側(cè)卸式和翻轉(zhuǎn)式 ,罐籠分為普通罐籠和翻轉(zhuǎn)罐籠。 可靠性 所謂可靠性，是指能夠可靠地連續(xù)長期運轉(zhuǎn)而不需在短期內(nèi)檢修。 進入 90年代，隨著計算機控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，在提升機拖動系統(tǒng)中，采用電動機 +可控硅整流 +全數(shù)字調(diào)節(jié) +PLC控制 +上位機監(jiān)控控制方式。金屬非金屬地下礦山尤其是大量的小型礦山，因技術(shù)力量薄弱，設(shè)備的選型、安裝、調(diào)試、維護、管理等均是參照周邊同類礦山，因此同類問題往往體現(xiàn)出很強的地域性。自 20世紀 70年代開始，我國的仿蘇產(chǎn)品 —— KJ型單繩纏繞式提升機在使用后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)存在一些結(jié)構(gòu)性缺陷。 2 常見提升機的簡介 纏繞式、摩擦式提升機的工作原理 我國目前廣泛使用的有單繩纏繞式和多繩摩擦輪式兩種，以下就重點介紹此兩種提升機的工作原理。不過單卷筒提升機做雙鉤提升時，繩長的調(diào)節(jié)頗為不便，為此，可以把單卷筒制成可分離式的兩部分，一部分與主軸固接，另一部分通過離合器 與主軸相連，這種型式的稱為可分離式單卷筒提升機。其提升系統(tǒng)示意圖如圖 24和 25所示。 (2)單繩纏繞式提升機的載荷由單根鋼絲繩承擔(dān)，因此單繩纏繞式提升機的鋼絲繩直徑往往很大。這些都是由于提升是靠單根鋼絲繩承載造成的，要解決這些問題可以增加提升鋼絲繩的數(shù)量，即采用多繩纏繞式提升機。 (7)采用偶數(shù)跟提升鋼絲繩，鋼絲繩的捻向是左右捻各半，消除了提升容器在提升過程中的轉(zhuǎn)動，減少了容器的罐耳和罐道的摩擦阻力。 ] 3 礦井提升機的設(shè)計選型計算 設(shè)計依據(jù) : 1 礦井年產(chǎn)量： An=50萬噸 2 工作制度：年工作日 330天，日工作小時 16h 3 井筒深度： sH =300m 4 裝載高度： Hz=25m 5 卸載高度： Hx=20m 6 煤的松散密度： ? = 7 礦井 電壓： 3000v、 6000v 8 主井提升方式：雙箕斗 ,井底設(shè)煤倉，定量自動裝載 豎井提升容器的選擇 提升容器的比較及其應(yīng)用范圍 提升容器主要是底卸式箕斗和普通罐籠。這樣，因為一次提升量較大，所需的提升鋼絲繩直徑和提升機直徑較大，因而初期投資較多。 Hx為卸載高度，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書 Hx=20m。 (5)計算一次合理提升量 Q? sSnAQ?? （ 35） sSnAQ?? =根據(jù)式（ 35）求出的一次合理提升量 Q? ，查表 31選取與 Q? 相等或接近的標(biāo)準箕斗，其名義裝載量可以大于或小于 Q? 。 按繩芯分類：天然纖維芯鋼絲繩、合成纖維芯鋼絲繩、 金屬繩芯鋼絲繩、金屬股芯鋼絲繩。 在磨損嚴重的條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升等，應(yīng)選用外層鋼絲盡可 能粗的鋼絲繩；斜井竄車提升時，宜采用交互捻鋼絲繩。但是應(yīng)當(dāng)注意，安全系數(shù)并不代表鋼絲繩真正具有的強度儲備，只不過表示經(jīng)過實踐證明在此條件下鋼絲繩 可以安全運行。 [6] 天輪分類 ① 立井天輪， ② 鑿井天輪， ③ 游動輪。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，天輪直徑 tD 需按下面條件確定。多，但多設(shè)有支環(huán)。 對于雙卷筒提升機中的活卷筒，內(nèi)于它與主軸有相對運動，因此往往在輪轂與主軸之間加有襯套。 (2)局部變形過大多。 (3)加工安裝不當(dāng)。 提升機的計算及滾筒大小 圖 34所示是鎖股 (密封 )鋼絲繩進行彎曲試驗的結(jié)果，由圖示可知，在同一鋼絲繩直徑條件下，卷簡直徑愈大，彎曲應(yīng)力愈??；在相同卷簡直徑條件下，繩徑愈小，彎曲應(yīng)力愈小，即比值 D／ d愈大，彎曲應(yīng)力愈小。為： 30( 3 )( )HBdD ???? ? ? ? (317) 式中： H為提升高度 ， H=345m D為提升機卷筒直徑 ， D= d為提升鋼絲繩直徑 ， d= ε 為提升鋼絲繩繩圈間的間隙，一般為 23mm，卷筒直徑較大時，取大值取 ε =3mm 30( 3 )( )HBdD ???? ? ? ?= ? ? 6 7 30453 ???????? ??? ﹥ B′ B ，則所選提升機 能 滿足寬度要求 ?？砂聪率? ? ? ? ? ? ? ? ? 3103303 ???????? ?? ?????????????? ???????? ??? ? dDk DnHB p (318) 式中： Dp為平均纏繞直徑； K為纏繞層數(shù) ， k=2； n′ 為錯繩圈數(shù)。圖中： 井架高度 JH ：地面至天輪中心線的距離。 由圖 36可見，當(dāng)右鉤提升即將開始時，右鉤鋼絲繩形成最 大外偏角 1? ，左鉤鋼絲繩形成最大內(nèi)偏角 2? ，當(dāng)左鉤提升即將開始時，左鉤鋼絲繩形成最大外偏角 1? ，右鉤形成最河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 大內(nèi)偏角 2? 。 [4] 即： ? ?m a x1m i nx ta nd32 a ??????? SBL （ 323） 內(nèi)偏角 2? 與弦長 Lx的關(guān)系為： 2? =xLS ]d)3D30H([B2aa r c t a n ）（ ?? ???? （ 324） 式中： H為提升高度； 30為鋼絲繩試驗長度； 3為摩擦圈數(shù)； 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 2? 查圖 38可得 4212 ?? o? 。對于雙層或多層纏繞的提升機，由于層與層之間已加劇了鋼絲繩的磨損。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 表 34立井提升裝置過卷高度和過放距離 [5] 提升速度 (m/s) ≤ 3 4 6 8 ≥ 10 過卷高度 (m) 10 本礦井設(shè)計提升速度為 ，因此采用差值法計算求得對應(yīng)的過卷高度 gH =。 把 Lx=45m帶入（ 324）得到內(nèi)偏角 2? =176。 選擇 L和 L? 中的大值，定位最小弦長 L。由圖 37可見，若內(nèi)偏角過大，繩弦的脫離段與鄰圈鋼絲繩不相離而相交，如圖中 A點所示，這就是“咬繩”。為了防止運轉(zhuǎn)時鋼絲繩跳出天輪邊緣， Lx不宜過大。 所以： 22 )(42 1 ?????? ddkDD P =+ ? ?223 330304102 12 ??? = 帶入（ 318）得： ? ? ? ? ? ? ? ? ???????? ?? ?????????????? ??????? ? ??? ? dDk DnHBp=＜ 所選 ，其卷