【文章內容簡介】 ）齒輪離合器 a、結構（ 圖 6—11） b、控制系統(tǒng) 圖 6—12 離合器打開：壓力油→ K 管→ n→ m→ s→ r（壓力油將活塞銷頂起，活塞銷下端離開輪轂凹槽，解除閉鎖，同時使 r 的空間與 j 孔相通）→ j→ i→ h→ g→ f→ e→離合油缸左腔； 離合油缸右腔→ d→ c→ b→ a→ L 管→油池。缸體帶動外齒輪向左移動，直到與內齒圈脫開。 離合器合上：壓力油→ L 管→ a→ b→ c→ d→離合油缸右腔； 離合油缸左腔→ e→ f→ g→ h→ i→ j→ p→ q→ s→ m→ n→ K 管→油池。缸體帶動外齒輪向右移動，直到與內齒圈 嚙合。 注意：連鎖閥的閥體固定在外齒輪的側面，閥中的活塞銷靠彈簧的作用插在輪轂的凹槽中，可以防止提升機在運轉中離合器齒輪因震動等原因自動脫開太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 11 （三）制動系統(tǒng) 作用： 正常停車 工作制動 安全制動 雙滾筒提升機在更換水平、調節(jié)繩長或更換鋼絲繩時，能閘住游動滾筒。 制動系統(tǒng)由制動器和傳動機構組成。制動器是直接作用于制動輪或制動盤上產生制動力矩的部分，分為盤式和塊式；傳動機構是控制及調節(jié)制動力矩的部分，分為油壓、壓氣、彈簧式。 JK 型提升機采用的是液壓站與盤式太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 12 制動器配合構成的盤式制動系統(tǒng)。 盤式制動器 （ 1）結構 （ 2）工作原理 1）松閘 2）抱閘 液壓站 （ 1）作用 1）在工作制動時，產生不同的工作油壓，以控制盤式制動器獲得不同的制動力矩； 2）在安全制動時，實現二級安全制動； 3）控制調繩裝置 （ 2）工作原理 圖 6—14 1）工作制動 2）安全制動 3）調繩 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 13 二、多繩摩擦式提升機 多繩摩擦式提升機其特點是靠鋼絲繩與摩擦輪之間的摩擦力傳動。這種提升機由于具有安全可靠、體積小、質量小，適用于深井提升等優(yōu)點，在我國礦井提升中得到廣泛應用。 三、內裝式提升機 從提升機的工作原理來看，它亦 屬于摩擦提升范疇，但它實現了內裝。所謂內裝，就是將拖動電機直接裝載摩擦輪內部，使電機轉子與摩擦輪成為一體。它把由電動機、減速器和摩擦輪組成的常規(guī)式，發(fā)展成為省去減速器，太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 14 而使摩擦輪相當于電動機的轉子，主軸相當于電動機定子的高度機電合一的結構新穎的提升機。 作用： 一、鋼絲繩的結構 組成：鋼絲→股 +繩芯（纖維繩芯（常用）、金屬繩芯）。 材質： 鋼絲 為優(yōu)質炭素結構鋼，一般直徑為 ～ 4 ㎜。礦井提升抗拉強度一般采用 1700Mpa 以下的。 鋼絲繩表面 光面和鍍鋅（常用于摩擦提升）兩 種。鋼絲的表面狀態(tài)標記代號為：光面鋼絲， NAT； A 級鍍鋅鋼絲， ZAA； AB 級鍍鋅鋼絲，ZAB； B 級鍍鋅鋼絲， ZBB。 繩芯 分金屬芯纖維芯。 纖維繩芯作用：（ 1）減少股間鋼絲的接觸應力； （ 2）緩和彎曲應力； （ 3）儲存潤滑油，防止繩內鋼絲銹蝕。 金屬繩芯的特點：與相同斷面的纖維繩芯相比，金屬斷面大，抗破斷能力大，具有耐橫向壓力大，不易變形等優(yōu)點。但其柔軟性差，不耐腐蝕。 繩芯的標記代號：纖維芯（天然或合成的）， FC；天然纖維芯， NF；合成纖維芯， SF；金屬絲繩芯， IWR；金屬絲股芯， IWS。 二、 鋼絲繩的分類、特點及應用 （一）分類及特點 按鋼絲繩的捻法分 可分為右交互捻（ ZS）、左交互捻（ SZ）、右同向捻（ ZZ）、左同向捻（ SS）四種。標記代號中，第一個字母表示鋼絲繩的捻向；第二個字母表示股的捻向； “Z”表示右捻向， “S”表示左捻向。 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 15 左捻：按左螺旋方向將股捻成繩。 右捻：按右螺旋方向將股捻成繩。 交互捻：繩中的股的捻向與股中絲的捻向相反。 同向捻：繩中的股的捻向與股中絲的捻向相同。 特點：同向捻鋼絲繩柔軟，表面光滑，接觸面積大，應力小，使用壽命長，繩有斷絲時，斷絲頭部會翹起便于發(fā)現，所以礦井 提升多用同向捻鋼絲繩。但同向捻鋼絲繩有較大的恢復力，穩(wěn)定性較差，易打結。交互捻鋼絲繩的結構穩(wěn)定 按鋼絲在股中互相接觸情況分 （ 1）點接觸鋼絲繩 股中各層鋼絲捻距不等，鋼絲間呈點接觸狀態(tài)。這種鋼絲繩造價較低，但鋼絲間接觸應力大，特別是鋼絲繩在繞過滾筒和天輪時，鋼絲有應力集中和二次彎曲現象，所以壽命較短。 （ 2）線接觸鋼絲繩 股中各層鋼絲以等捻距捻制，鋼絲間呈線接觸狀態(tài)。這種鋼絲繩工作時應力降低，耐疲勞性能好，結構緊密，無二次彎曲現象，壽命較長。 （ 3）面接觸鋼絲繩 它是將線接觸鋼絲繩股 進行特殊碾壓加工，使鋼絲產生塑性變形而呈棉接觸狀態(tài)，然后再捻制成繩的。面接觸鋼絲繩具有結構緊密，表面光滑，不易變形，鋼絲間接觸面積大，剛性強和耐磨損等優(yōu)點 按繩股斷面形狀分 （ 1）圓形股繩 繩股斷面為圓形。這種繩易于制造，價格低，是礦井提升應用最多的一種鋼絲繩。 （ 2）異形股繩 繩股斷面形狀有三角形和橢圓形兩種。 三角股鋼絲繩：強度比同直徑圓形股繩要高，承壓面積大，外層鋼絲磨損小；外層鋼絲粗，排列方式好，抗擠壓性能好，尤其是在多層纏繞時，過渡比較穩(wěn)定；壽命比圓形股長。 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 16 橢圓股鋼絲繩：支撐面積 大、抗磨損性能好，但繩的穩(wěn)定性差，不適于承受較大的擠壓力。這種繩股多用來與其它繩股捻制成多層不旋轉鋼絲繩。 一、提升容器的種類 按用途和結構可分為：箕斗、罐籠、礦車、吊桶等。 箕斗 分為立井箕斗和斜井箕斗，專用于主提； 罐籠 既可用于主提，也可用于副提； 礦車 斜井提升； 吊桶 立井井筒開鑿時的提升 二、罐籠 罐籠按其構造不同可分為普通罐籠和翻轉罐籠，后者應用較少。 普通罐籠有單層、多層和單車、雙車以及單繩、多繩之分。標準普通罐籠按固定車廂式礦車名義裝載質量確定為 1t、 、 3t 三種形式。 立井普通罐籠型號意義 （ 1）單繩罐籠 如： GLS—1 1/ GLGY—1 2/2 （ 2）多繩罐籠 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 17 罐籠的主要結構 圖 6—4 單繩 1t 單層普通罐籠。 提升鋼絲繩繞過雙面夾緊楔形繩環(huán)與罐籠的主拉桿連接。罐籠是由橫梁、垂直立柱通過鉚接和焊接結合成的金屬框架結構，周圍用不同厚度的鋼板包圍，罐籠四角為切角型式，這樣既有利于井筒布置又制作方便。罐籠頂部有半圓弧形淋水棚和可以打開的罐蓋，以供運送長材料用，罐兩端設有簾式罐門，為了將礦車推進罐籠，罐籠底部敷設軌道，為了防止提升過程中發(fā)生跑車事故裝有阻車器。 在罐籠上設有罐耳并使其緊靠在罐道上保證罐籠平穩(wěn)的沿著罐道運行。罐道可分為剛性及柔性兩種，剛性罐道有鋼軌罐道、木罐道及組合罐道三種；柔性罐道即鋼絲繩罐道。罐籠上部還設有防墜器（又稱為斷繩保險器）。太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 18 一、井架是礦井地面的重要建筑物之一，它用來支持天輪和承受全部提太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 19 升重物，固定罐道和卸載曲軌，架設普通罐輪的停灌裝置等。井架有木井架，金屬井架，混凝土井架，裝配式競價等。 （ 1）木井架 ： 用于服務年限較短（ 6~8 年）、產量較低的小型礦井 （ 2）金屬井架 ：目前使用較為廣泛，構建可在 工廠制造，工地進行安裝。服務年限長，耐火性好，彈性大，能適應提升過程中發(fā)生的振動。但成本較高，鋼材消耗大，容易腐蝕，故必須注意保護，每年都應涂防腐劑一次。 （ 3）混凝土井架：其優(yōu)點是節(jié)省鋼材，服務年限長，耐火性好，抗震性強。缺點是自重大，必須加強基礎，因而成本高，施工期長 。 （ 4）裝配式井架：用鋼管河槽鋼裝配而成。用于豎井開鑿施工井架，其優(yōu)點是便于運輸和拆裝。 二、天輪是礦井提升系統(tǒng)中的關鍵部件之一，安裝在井架上，作支撐引導鋼絲繩轉向之用?？梢苑譃槿N ： （ 1） 井上固定天輪：輪體只作旋轉運動，主要用于豎井 提升及斜井箕斗提升。 （ 2）鑿井及井下固定天輪 （ 3）游動天輪 ：輪體除作旋轉運動外，還可沿軸向移動，主要用于斜井串車提升。 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 20 第二節(jié) 礦井提升設備的工作原理 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 21 礦井提升設備是聯系礦井井下與地面的 “ 咽喉 ”設備，在煤炭生產中占有特別重要的地位，它的用途是沿井筒提升有用礦物和矸石，升降人員，設備，下放材料等。 礦井提升系統(tǒng)根據傾角及提升容器的不同分為以下幾種： （一） 豎井普通罐輪提升系統(tǒng) ： 其原理是其中一個罐輪位于井底進行裝車，另一個罐輪則位于井口出車平臺，進行卸車，兩條鋼絲繩的兩端，一端與罐輪相連，另一端繞過井架上的天輪，纏 繞并固定在提升機的滾筒上。滾筒旋轉即可帶動井下的罐輪上升，地面的罐輪下降，使罐輪在井筒中上下往復運動，進行提升工作。 （二） 斜井串車提升系統(tǒng) ：其工作原理是兩條鋼絲繩的兩端，一端與若干個礦車組成的串車相連，另一端繞過井架上的天輪纏繞并固定在提升機的滾筒上，通過井底車場，井口車場的一些裝卸載輔助工作，滾筒旋轉即可帶動串車組在井筒中往復運動，進行提升工作。 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 22 第二章 副井提升設備選型計算 第一節(jié) 罐輪的選擇 已知下列基本參數 ： 礦井年產量： An=150? 104t／ 年 最大班下井人數： 580 人 每班出矸： 400t 下材料 、 設備： 38 次 下炸藥： 2 次 保健車： 2 次 副井井筒深度： sH =290m 礦井年工作日： 300nb? 天 礦井日工作小時數： 14rth? 運送最重設備質量： 15t 矸石散集容積質量： ／ m3 礦車規(guī)格 ： － 9B mV mV = ? = z s xH H H?? 式中 : H——提升高度 (m)。 zH ——裝載高度 (m), zH =0。 sH ——礦井深度 (m), sH =290m。 xH ——卸載高度 (m), xH =0。 則 : mV = z s xH H H??= 290 = 39。xT 39。 mxmVHT Va ??? ? ? ? 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 23 式中 : a —— 提 升加速度 ,罐輪一般取 ? ——罐輪在卸載曲軌內爬行時間 ,取 ? =5s。 θ ——罐輪裝載時間 (休止時間 )休止時間不同，可查表。 則 : 39。xT =mHV + mVa +υ +θ = + +5+θ=+θ 由于礦車型號是 － 9B，有關礦車數據如下： 容積： v= 礦車高： H=1300mm 礦車自重： q=1270kg 則 Q 矸石 =rv==5. 808（ t) 由于下放最重件 15 噸，所以三噸礦車單層雙側普通罐輪 GLGY3 1/1，查表得， Q 載 重 =6720kg,Q 自重 =4500kg 查表可知對于單層罐輪，兩側進車 θ=15s，其他情況可按規(guī)定相應取得，則每次提升不同物品所需時間如下： 提矸時： Tx139。=+15= 提人時： Tx239。=+24= 下放保健車： Tx339。=+15= 下放炸藥： Tx439。=+260= 下 放 材料： Tx539。=+38= 同時《煤礦安全規(guī)程 》規(guī)定： (1)要求最大下井作業(yè)必須在 40min 內完成； (2)罐輪提升最大班作業(yè)時間必須小于 5 小時，因此必須在規(guī)定時間內完成任務。在計算最大班下井人員，矸石 及材料提升時間應該遵守下列規(guī)定：①升降工人時間，按下井工人提升時間的 被計算；②升降其他人員時間，太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 24 按升降工人時間的 20％計算；③提升矸石量按下井日出矸量的 50％考慮 。 (3)能夠運送井下設備的最大最重部件 。 所以 ,每班運輸不同材料所需時間如下 : 提矸時 :T1= ?vrAg 400= 式中 Ag― 每班出矸率￣ T/班。 提人時： T2=Tx239。24580=24580= 下放材料： T5=Tx539。238=238= 下 放 保健車： T3=Tx339。2= 2= 下放炸藥： T4=Tx439。2= 2= 總提升 時間T=T1+T2+T3+T4+T5=++++== （ h）＜ 5（ h） T2=（ s） =32(min)＜ 40(min) 兩個要求均符合，所以選擇 GLGY3 1/1型單層車單繩罐輪合適 第二節(jié) 選擇提升鋼絲繩 副井提升作業(yè)多種多樣，應以最終的終端載荷來計算并選擇鋼絲繩，提升鋼絲繩是提升系統(tǒng)的重要組成部分，它直接關系到礦井的正常生產和人員的安全，還是提升系統(tǒng)中經常更換的易耗品． 在礦井提升中，根據用涂，選用合適的鋼絲繩，揚長避短，充發(fā)揮它們的作用。 決定鋼絲繩的類型，首先應按以下原則確定： （ 1）使用中不松股； （ 2）符合使用場合及條件； （ 3）特別注意作業(yè)的安全。 同時還應考慮以下因素： 太原理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 25 （ 1）在靜筒淋水大，水的酸堿度高，以及在出風井中，由于腐蝕嚴重，應選用鍍鋅鋼絲繩； （ 2）在磨損嚴重條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升等，應選用外層鋼絲盡可能粗的鋼絲繩； （ 3）彎曲疲勞為主要損壞原因時，應選用接觸式或三角股繩； （ 4）實踐證明，提升鋼絲繩用同向捻繩較好，多繩摩擦提升用左右捻各半：單 繩纏繞式提升鋼絲繩的選用原則是：為防止纏繞是松捻，鋼絲繩的捻向應與繩在卷筒上纏繞時的螺旋線方向一致，目前單繩纏繞多為右旋，所以多選右同向捻繩； （ 5）罐道繩最好用半密封繩或三角股繩，表面光滑，耐磨損； （ 6）用于溫度高或有明火的地方．如矸石山等，最好用金屬繩芯鋼絲繩。 提升鋼絲繩是煤礦提升運輸系統(tǒng)的一個重要組成部分，因此， 《煤礦安全規(guī)程