【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 起到提升重容器、下放空容器的作用。提升機(jī)有一個(gè)活卷簡(jiǎn)，可調(diào)解繩長(zhǎng)，更換鋼絲繩和調(diào)節(jié)提升水平都較方便。單卷簡(jiǎn)提升機(jī)只有一個(gè)卷簡(jiǎn)，一般用于單鉤提升，也11可用作雙鈞提升。雙鉤提升時(shí)，卷筒纏繞卷筒表面為兩條鋼絲繩所共用，下放繩時(shí)空出的卷筒表面，上升繩即可向該表面纏繞，這樣表面在每次提升時(shí)都得到充分利用。因此，單筒提升機(jī)比雙筒提升機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是當(dāng)雙鉤提升時(shí)，不能用于多水平提升，且調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)和更換鋼絲繩也很不方便。根據(jù)制造工藝的不同，可把提升機(jī)的滾筒結(jié)構(gòu)分為鑄造一焊接混合型和焊接型，其結(jié)構(gòu)分別如圖 1，2 所示。圖 1 鑄焊混合型滾筒 圖 2 焊接型滾筒1支輪（鑄造） ；2筒殼；3支環(huán)；4木襯 1支輪（焊接結(jié)構(gòu)） ；2筒殼；3支環(huán)；4木襯 現(xiàn)在提升機(jī)的滾筒是用較厚的簡(jiǎn)殼來(lái)承擔(dān)載荷，并且支輪改為輻板式(即在支輪上開(kāi)有兩個(gè)人孔)或圓環(huán)式。這樣做工藝上較簡(jiǎn)單，同時(shí)也可以避免由于焊接工藝不當(dāng)造成加強(qiáng)筋附近的局部應(yīng)力過(guò)高。滾筒外一般設(shè)有木襯，并在其上車(chē)出繩槽，目的是減少鋼繩與簡(jiǎn)殼直接接觸面造成的磨損，并使鋼繩排列整齊。但木襯使用壽命不長(zhǎng)，更換費(fèi)時(shí)、費(fèi)料，故也有不設(shè)木襯而直接在滾筒殼上車(chē)出繩槽，但此需要增加筒殼厚度，從而也增加了機(jī)重。結(jié)構(gòu)如圖 3 所示12圖 3 無(wú)木襯滾筒1輪輻；2筒殼；3擋繩板；4閘盤(pán)繩槽有螺旋形及環(huán)形兩種，在單層纏繞時(shí)采用螺旋形繩槽就足以使排繩整齊。當(dāng)上層鋼繩纏繞在下層上面時(shí)，滾筒每轉(zhuǎn)過(guò)一周，上層鋼繩就會(huì)有兩次“橫跨”下層繩圈的現(xiàn)象，并在擋繩板處形成楔形區(qū)而造成咬繩現(xiàn)象。鋼繩使用情況還表明，鋼繩磨損最嚴(yán)重的部分是相鄰兩層的過(guò)渡處。因?yàn)檫@時(shí)鋼繩與擋板間形成一楔形段，其寬度隨著纏繞過(guò)程由寬到窄。當(dāng)楔形段的寬度小于鋼繩直徑且其差值在某一范圍內(nèi)時(shí)，鋼繩在拉力作用下擠入楔形段便形成咬繩現(xiàn)象。當(dāng)楔形段寬度不能擠人鋼繩時(shí)，由于相鄰兩層鋼繩的纏繞方向相反，故鋼繩開(kāi)始向上爬，井騎在下層鋼繩之亡形成一過(guò)渡繩圈。當(dāng)下放時(shí)，原來(lái)被擠而嵌人楔形段的鋼繩又被強(qiáng)行拉出，如此擠人和拉出是造成鋼繩在此處早期過(guò)渡磨損的原因之一，這一過(guò)程也會(huì)增加鋼繩的動(dòng)載荷。改進(jìn)方法是在鋼繩纏繞的層間過(guò)渡處設(shè)置一過(guò)渡塊。它的作用是當(dāng)楔形段的寬度小于鋼繩直徑時(shí)，不讓鋼繩擠入而引導(dǎo)它爬過(guò)相鄰的繩圈，進(jìn)行較順利的層間過(guò)渡。如圖 4所示13圖 4 過(guò)渡塊（雙層纏繞）滾筒的主要失效形式： ① 裂紋 ② 局部變形過(guò)大 ③ 連接螺栓被剪斷或彎曲變形過(guò)大（1） 卷筒直徑的確定卷筒直徑 D 的確定是以保證鋼絲繩在卷筒上纏繞時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力較少為原則。根據(jù)理論和試驗(yàn)研究，鋼絲繩彎曲應(yīng)力 與比值間的關(guān)系，當(dāng)比值 80 時(shí)再增大比值 D/d 彎w?曲應(yīng)力無(wú)顯著下降；相反當(dāng) D/d?60 時(shí)再減小比值 D/d，則會(huì)引起彎曲應(yīng)力的急劇增加。據(jù)此，安全規(guī)程規(guī)定，卷筒直徑 D 與鋼絲繩直徑 d 之比：對(duì)于地面提升設(shè)備80?故有卷筒直徑 D 80 x 37 = 2960 mm?式中 ——是卷筒直徑 d——是鋼絲繩直直徑故選用標(biāo)準(zhǔn)直徑 D = 3 m .（2） 卷筒寬度14卷筒寬度 B 根據(jù)所需容納的鋼絲繩總長(zhǎng)度來(lái)確定。鋼絲繩總長(zhǎng)度包括：1）提升高度；2）供試驗(yàn)用的鋼絲繩長(zhǎng)度；3）為減少繩頭在卷筒上固定處的張力而設(shè)的三圈摩擦圈。B = (d+ ) = (37+3) = mmpsDnLH?)43(??pDx?273041?式中： H——是最大提升高度； sL——鋼絲繩試驗(yàn)長(zhǎng)度，一般取 20~30 米； n 纏繞層數(shù)，取 n=2 ； D 平均纏繞直徑， D = D+ ；p p21?n22)(4??d ?——鋼絲繩繩圈圈之間的間隙，一般取 2~3 毫米。故卷筒寬度 B 取 米。（3） 筒殼許用應(yīng)力的確定筒殼的材料通常是 16Mn。 ??2/180cmN??從理論上分析可知筒殼和支輪所受的應(yīng)力是變化的，但實(shí)踐證明多數(shù)滾筒的失效都是。在沒(méi)有顯著變形的情況下形成裂紋。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，都是按照靜強(qiáng)度的方法來(lái)計(jì)算，或按照與疲勞強(qiáng)度等效的靜強(qiáng)度計(jì)算。 提升機(jī)的強(qiáng)度校核1）最大靜拉力 F maxj纏繞式提升機(jī)滾筒要受繩的拉力，纏繞到滾筒上的繩是在具有一定的繩張力的條件下纏繞到滾筒上的。所以提升繩對(duì)滾筒的作用力主要有兩個(gè)：一方面是沒(méi)有纏到簡(jiǎn)上的繩15對(duì)滾筒的作用力，對(duì)這個(gè)力來(lái)講滾筒像一般的空心軸一樣要受到達(dá)個(gè)力的彎曲和扭轉(zhuǎn)；另一個(gè)是纏繞到滾筒上的繩的張力對(duì)滾筒的作用，這個(gè)作用可看作是在筒殼外有一個(gè)均勻的壓力壓到筒殼上，好像一個(gè)密閉的圓筒在海底其四周受到均布水壓一樣，只是筒殼的兩端在提升機(jī)處并不受側(cè)面的壓力。故鋼絲繩最大靜張力為：F = Qg + Q g + pH = + 50 + x 410 = KN 130 KNmaxjzQ 一次提升量Q 箕斗自重zP 鋼絲繩單位繩重H 提升高度g 重力加速度2）鋼絲繩最大靜拉力差 F jcF = Qg + pH = + x 410 = KN 80 KNjc通過(guò)以上各項(xiàng)計(jì)算，可選用 2JK3/ 型纏繞式提升機(jī)。 選擇天輪直徑天輪安設(shè)在井架上，供引導(dǎo)鋼絲 繩轉(zhuǎn)向之用。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同可分為兩類：① 鑄造輻條式天輪一般直徑 米以下的天輪采用鑄造輻條式。它由鑄鋼（鑄鐵）輪緣，圓鋼輪輪輻和鑄鋼（鑄鐵）輪轂等組成。輪輻呈放射狀，其兩端鑄在輪緣和輪轂內(nèi)。輪轂用鍵固定在軸上。在軸裝有擋環(huán)，以防止天輪的軸向移動(dòng)。直徑 2 米以內(nèi)的天輪多鑄為整體，超過(guò) 2米時(shí)則多鑄為剖分式。② 型鋼裝配式天輪一般直徑 4 米以上的天輪，為了制造，安裝與運(yùn)輸?shù)姆奖悖２捎醚b配式。它由數(shù)16段沖壓鋼板輪緣，型鋼輪輻和鑄鋼（鑄鐵）輪轂等組成。輪輻一端用精制螺栓與輪轂連接，而另一端則用鉚釘與輪緣固定。輪緣是天輪的工作機(jī)構(gòu)，它有帶襯的與不帶襯的兩種，目前這兩種類型在我國(guó)礦山都采用。襯墊可用木材，舊皮帶，軟金屬或耐磨塑料制成。由于木襯墊取材和制造容易故我國(guó)礦山采用較多。天輪直徑的選擇，一般等于卷筒直徑。天輪安裝在井架上，作支承，引導(dǎo)鋼絲繩轉(zhuǎn)向之用，根據(jù)原煤炭工業(yè)部的標(biāo)準(zhǔn)，天輪分為三種：井上固定天輪，鑿井及井下固定天輪，游動(dòng)天輪。其結(jié)構(gòu)形式也分為三種類型：直徑為 3500mm 時(shí)，采用模壓焊接結(jié)構(gòu)；直徑小于 3000mm 時(shí)，采用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)；直徑為 4000mm 時(shí)，采用模壓鉚接結(jié)構(gòu)。根據(jù)附表可知應(yīng)選擇天輪型號(hào)為：TSG ，其基本參數(shù)為：名義直徑 3000mm,繩203槽半徑 20mm,適用于鋼絲繩直徑范圍 3537mm,允許鋼絲全部破斷的破斷拉力總和 1010KN,兩軸承中心距 950mm,軸承中心高 240mm,變位重力 7810N,總重 24660N. 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的確定單繩纏繞式提升機(jī)安襲地點(diǎn)的選擇原則在井位置確定后，正確地選擇提升機(jī)的安裝地點(diǎn)是非常重要的。在確定提升機(jī)安裝地點(diǎn)時(shí)，通常要考慮以下問(wèn)題：礦井地面工業(yè)廣場(chǎng)布置；井筒四周地形條件井下安全礦柱位置及尺寸；地面工業(yè)廣場(chǎng)運(yùn)輸系統(tǒng)等。在一個(gè)礦井若裝備兩套提升設(shè)備，此時(shí)提升機(jī)與井簡(jiǎn)的相對(duì)布置不外乎有如下：A．同側(cè)式；B．對(duì)側(cè)式；C．垂直式；D．斜角式；單繩纏繞式提升機(jī)安裝地點(diǎn)的選擇，主要考慮卸載作業(yè)的方便和盡可能簡(jiǎn)化地面運(yùn)輸系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，雙筒提升機(jī)采用罐籠提升時(shí)，提升機(jī)房宜位于重車(chē)運(yùn)行方向的對(duì)側(cè)；用箕斗提升時(shí)，提升機(jī)房宜位于卸載方向的對(duì)傭。井架上的天輪，根據(jù)提升視艙型式、容17器在井筒中的布置以及提升機(jī)房的設(shè)置地點(diǎn)，可裝在同一水平軸線上，也可裝在同一垂直平面或不同乎面上。 井架高度 H j井架高度是指從井口水乎到員上面天輪軸線間的垂直距離。H = H + H + H + R = 16 + + 4 + x jxrgt= m 31 mH 裝載高度xH 箕斗高度 rH 過(guò)卷高度，對(duì)于箕斗提升，H 4mg gR 天輪半徑t 提升機(jī)與井筒提升中心線水平距離 Ls確定原則：提升機(jī)房基礎(chǔ)不與井架基礎(chǔ)相接觸，避免由于井架振動(dòng)，引起提升機(jī)房及提升機(jī)基礎(chǔ)的振動(dòng)和損壞。其最小距離應(yīng)滿足經(jīng)驗(yàn)公式，L = H + + D = x 31 + + 3 = D 卷筒直徑，m .考慮到減輕“咬繩”現(xiàn)象，取 L = m .s 鋼絲繩弦長(zhǎng) Lx鋼絲繩弦長(zhǎng)是指繩弦與卷簡(jiǎn)接觸點(diǎn)到繩弦與天輪接觸點(diǎn)的距離。根據(jù)理論研究，鋼絲繩弦橫向振動(dòng)的自振頻率與繩弦長(zhǎng)度及提升高度有關(guān)。主要決定于繩弦長(zhǎng)度，當(dāng)超過(guò)1860 m 時(shí)，其自振頻率與提升機(jī)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的任何規(guī)則沖擊，通常都可能激發(fā)繩弦激烈的橫向振動(dòng)，故通常限制籠長(zhǎng)在 60 m 以內(nèi)。L = = = mx 220)()(tsj DLcH??22)().13(???c 卷簡(jiǎn)中心線與井口的高差，一般 c ＝1—2m0 0 鋼絲繩偏角這是指鋼絲繩弦與天輪平面所成的角度，其值不應(yīng)大于 。限制鋼絲繩與天輪輪031??緣相互磨損，當(dāng)鋼絲繩多層纏繞時(shí)，宜取 左右， 以改良繞狀況。偏角有兩個(gè)，外偏01??角 和內(nèi)偏角1?2最大外偏角 = arctan = ’ 1 3039。1xLdasB)(3)2(???.a 兩卷筒之間的距離，由提升機(jī)規(guī)格表中的數(shù)據(jù)可求出 a = m最大內(nèi)偏角根據(jù)不“咬繩”的條件，由下圖可查得允許內(nèi)偏角為 1 11’ .現(xiàn)計(jì)算 ：. 2? = arctan = 1 13’08” 1 11’2?xLas?. .s—— 兩天輪間距；ma——兩卷簡(jiǎn)內(nèi)支輪間距，m19 圖 1過(guò)大的偏角將使鋼絲繩與天輪輪緣的磨損加劇，甚至有跳出天輪的危險(xiǎn)。過(guò)大的內(nèi)偏角會(huì)出現(xiàn)咬繩問(wèn)題，繩弦有可能與已纏在卷簡(jiǎn)上的相鄰的繩圈相碰摩擦，發(fā)生振動(dòng)和鋼絲繩嚴(yán)重磨損*由于不滿足防止“咬繩”的要求，需加大 L 以減小 。經(jīng)計(jì)算后知，當(dāng) L = 32 s2?sm 時(shí) 滿足要求，這時(shí)有關(guān)參數(shù)的實(shí)際值為：L = 32 m ，L = m , = 41’2?sx1?07” , = 1 10’08”. 卷筒的下出繩角 ?鋼絲繩弦對(duì)水平線所構(gòu)成的仰角，應(yīng)按提升機(jī)技術(shù)要求的規(guī)定值檢驗(yàn),JK 系列提升機(jī)20曾限定下出繩角不得小于 15 度，這是考慮下出繩角過(guò)小時(shí)，鋼絲繩有可能與提升機(jī)基礎(chǔ)相接觸，造成鋼絲繩磨損。 = + = 48 22’09” 15?tsjRLcH?0artnxtLD2arsin??.即下出繩角滿足要求。 提升系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)、學(xué)動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算 預(yù)選電動(dòng)機(jī),jmkQgv?10 P?KW ? 預(yù)選電動(dòng)機(jī)的功率，KWP 動(dòng)力系數(shù)，箕斗提升，取 = – ? 減速器傳動(dòng)效率，一般取 = ?j?考慮到 與比較接近的標(biāo)準(zhǔn)容量 800KW 和 1000KW 差距均較大，所以先預(yù)選800KW 電機(jī)，若不合格，再選 1000KW 的電機(jī)。選用 YR800—10/1180 型異步電動(dòng)機(jī)。有關(guān)參數(shù)為：P = 800 KW ,n = 591 ee, = , (GD ) d = KN m , = .minrd?2?2?電動(dòng)機(jī)作用在滾筒圓周的額定力F = , = x = KNevPe10d? 提升系統(tǒng)變位質(zhì)量 ?m = [Qg + 2Q g + 2p(H +L +7 D + 30) + G + 2G ] + m1zcx?jtd21= KgG 卷筒變位重力jG 天輪變位重力tm 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量dm = i = 10710 Kgd2)(gDGdi 減速器傳動(dòng)比 ， i = 主加，減速度的確定 主加速度需根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷能力及減速器輸出軸允許的最大扭矩三個(gè)條件進(jìn)行確定?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：立井升降人員的加、減速度不得超過(guò) ；斜井升降2人員的加、減速度不得超過(guò) m/s 。對(duì)于升降物料時(shí)， 《煤礦安全規(guī)程》沒(méi)有規(guī)定，一2般立井其加、減速度不宜大于 m/s ：，斜井不超過(guò) m/s 。2從充分利用電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)載能力出發(fā)，且滿足減速器扭矩的要求，經(jīng)計(jì)算后，取 a = 1 ,此值也符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。2sm a 的確定3提升減速度一般取與加速度相同值。它不僅需要滿足上述《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，同時(shí)還與提升設(shè)備所采用的減速方式有關(guān)。目前提升機(jī)的減速方式有以下三種。（1） 自由滑行減速減速一開(kāi)始，電動(dòng)機(jī)便從電網(wǎng)上斷開(kāi)，提升系統(tǒng)拖動(dòng)力為零，靠慣性自由滑行。（2） 電動(dòng)機(jī)減速方式22電動(dòng)機(jī)減速方式為正力減速。當(dāng)采用自由滑行減速方式其減速度太大時(shí)，必須采用正力減速。此時(shí)，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)于電阻接入轉(zhuǎn)子回路中，使電動(dòng)機(jī)在較軟的人工特性曲線上運(yùn)行。為能較好地控制電動(dòng)機(jī)．這時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出力不應(yīng)小于電機(jī)額定力的 倍，（3） 制動(dòng)減速方式此減速方式為負(fù)力減速。當(dāng)采用自由滑行減速方式減速度太小時(shí)，必須對(duì)系統(tǒng)施加制動(dòng)力。制動(dòng)減速方式有機(jī)械別動(dòng)和電氣制動(dòng)兩種，機(jī)械制動(dòng)即機(jī)械閘制動(dòng)．電氣制動(dòng)有動(dòng)力制動(dòng)和低頻制動(dòng)兩種。因此，在確定提升系統(tǒng)減速度時(shí)，首先必須計(jì)算自由滑行減速度。若自由滑行減速度太大，則必須采用電動(dòng)機(jī)減速方式(正力減速)；若自由滑行減速度太小，則必須選擇制動(dòng)減速(負(fù)力減速)方式。對(duì)