【正文】 來僅洛陽礦山機(jī)器廠就生產(chǎn)了 2021 多臺大型提升機(jī)。 1985 年又對 JK 型礦井提升機(jī)工作機(jī)構(gòu) —— 主軸裝置 傳動系統(tǒng) 測速發(fā)電機(jī)裝置 護(hù)板、護(hù)柵、護(hù)罩 制動系統(tǒng) 制動器 主制動器 輔助制動器 制動器控制裝置 液壓站 空氣控制裝置 觀測操作系統(tǒng) 深度指示器 斜面操縱臺 機(jī) 械 部 分 礦 井 提 升 機(jī) 機(jī)械輔助部分 保護(hù)系統(tǒng) 減速器 聯(lián)軸器 導(dǎo)向輪和天輪 車槽裝置 司機(jī)椅子 電氣部分 主電機(jī)和微拖動電動機(jī) 電氣控制裝置 電氣保護(hù)系統(tǒng) 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 5 頁 共 43 頁 進(jìn)行了更新，這種結(jié)構(gòu)更新型的提升機(jī)的型號為 JK— A 型。在此基礎(chǔ)上，洛陽礦山機(jī)械廠將其改造為 JKA 型，該型的最大特點(diǎn)是不使用地下室，盡管如此仍不適應(yīng)我國礦山生產(chǎn)發(fā)展的需要。 目前我國生產(chǎn)的和廣泛使用的提升機(jī)基本上分為 兩大類，即單繩纏繞式提升機(jī)及多繩摩擦式提升機(jī)。 礦井提升機(jī)作為一個(gè)大型機(jī)械 — 電氣機(jī)組，它由下列機(jī)械和電氣裝置等組成： 把圖和文字重新排列，讓其規(guī)正 礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 43 頁 提升機(jī)制造發(fā)展簡介與發(fā)展趨向 建國前我們根本不能制造大型礦井提升機(jī)，建國后才有了自己的提升機(jī)械制造廠。而要真正做好預(yù)知維修，必須建立礦井提升機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和診斷系統(tǒng)。復(fù)雜設(shè)備的偶然故障是不可避免的，所以計(jì)劃預(yù)防維修制度已不適應(yīng)當(dāng)今生產(chǎn)發(fā)展的需要。但是，由于預(yù)防維修是按預(yù)定的時(shí)間間隔來進(jìn)行的，故障的隨機(jī)性和維修時(shí)間的確定性之間存在著矛盾，在實(shí) 際工作中很容易出現(xiàn)設(shè)備尚好檢修期己到的“過剩維修”、設(shè)備有隱患但檢修期未到的“欠修”，還有不少故障不可能通過細(xì)而密的定期維修得到解決，相反會因頻繁的拆裝出現(xiàn)更多故障?！睹旱V安全規(guī)程》和《煤礦機(jī)電設(shè)備完好標(biāo)準(zhǔn)》對此都做出了明確規(guī)定，要求對運(yùn)轉(zhuǎn)使用的提升機(jī)定期進(jìn)行技術(shù)測試。如 :淮北 礦務(wù)局相城煤礦主斜井提升機(jī)就因安全制動力矩過大，多次發(fā)生緊急制動斷繩事故：石臺煤礦主井提升機(jī)閘盤油污過多，制動力矩過小，導(dǎo)致重載箕斗墜入井底，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，因制動系統(tǒng)故障而造成的事故約占整個(gè)提升事故的 60%以上。 提升機(jī)制動系統(tǒng)的好壞則是直接關(guān)系到提升機(jī)運(yùn)行的安全性和可靠性。 研究目的與意義 礦井提升機(jī)是礦井大型固定設(shè)備之一，是煤炭生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ?，它?dān)負(fù)著提升煤炭、研石、下放材 料、升降人員和設(shè)備的任務(wù)，是聯(lián)系井上與井下的唯一途徑，素有礦井“咽喉”之稱。由此可見，提升設(shè)備除了要對其精心設(shè)計(jì)、精心制造之外，提高安裝質(zhì)量，合理地使用和維護(hù)好設(shè)備，確保其安全可靠地運(yùn)行，預(yù)防和杜絕事故的發(fā)生，具有十分重要的意義。因 此，對其高效運(yùn)轉(zhuǎn)、提高效率以及節(jié)約能源必須予以高度的重視。作為礦山機(jī)電技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)熟悉礦井提升設(shè)備的性能、構(gòu)造和工作原理，提高安裝質(zhì)量，合理使用設(shè)備，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)管理，并應(yīng)采用診斷技術(shù)和相應(yīng)的儀器設(shè)備，這對確保礦井提升工作的高效、安全可靠以及經(jīng)濟(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)，防止和杜絕事故的發(fā)生，加速礦業(yè)開發(fā)建設(shè)，都具有深遠(yuǎn)的意義。礦井提升設(shè)備在生產(chǎn)過程中一旦發(fā)生事故，就會影響全礦生產(chǎn)，甚至導(dǎo)致全礦生產(chǎn)停頓。 礦井提升設(shè)備的作用是沿井筒提升礦山、矸石、下放材料、升降人員和設(shè)備等。礦井提升設(shè)備是一套復(fù)雜的機(jī)械 — 電氣機(jī)組。最后對提升機(jī)的制動部分與控制系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。然后計(jì)算出提升機(jī)與井筒的相對位置以便于安裝。所以，礦井提升設(shè)備是礦山生產(chǎn)中具有舉足輕重作用的重大的大型設(shè)備。華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 1 頁 共 43 頁 內(nèi)容摘要： 礦井提升設(shè)備是礦井生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，在礦井生產(chǎn)中占有主要的地位，是溝通井下生產(chǎn)與地面生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)募~帶。礦井提升設(shè)備是一套復(fù)雜的機(jī)械 電氣機(jī)組。 本設(shè)計(jì)首先對提升機(jī)主要設(shè)備箕斗、提升鋼絲繩、滾筒、天輪等進(jìn)行規(guī)格的選型與設(shè)計(jì)，以及對提升機(jī)主要結(jié)構(gòu)的作用進(jìn)行了介紹分析。接著對提升機(jī)常見的故障進(jìn)行了分析與提出了預(yù)防措施。 關(guān)鍵詞 ：礦井提升機(jī)、箕斗、鋼 絲繩、井筒、 PLC 控制 Abstract : hoisting equipment is the main mine production equipment, in mine production has principal position, Underground production is on munication with the ground production of transport links. Mine Hoist equipment is a plex mechanicalelectrical unit. So, mine is mine equipment to upgrade the production plays an important role in the major large equipment. Design of the first major equipment hoist skip, rope, pulley, wheel and other specifications for the selection and design, and the hoist structure of the role of an introductory analysis. Then pute the elevator shaft and the relative position for installation. Proceeded to hoist mon fault with the analysis of preventive measures. Finally, the elevator part of the brake control system with the overall design. Keywords : Mine Hoist, skip, rope, wellbore, PLC control 礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 43 頁 緒論 引言 礦井提升設(shè)備是礦井生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，在礦井生產(chǎn)中占有主要的地位，是溝通井下生產(chǎn)與地面生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)募~帶。所以，礦井提升設(shè)備是礦山生產(chǎn)中具有舉足輕重作用的重大的大型設(shè)備。礦 井提升工作的特點(diǎn)是在一定的距離內(nèi)，一較高的速度上下往復(fù)運(yùn)行。所以礦井提升設(shè)備要求配有良好的控制設(shè)備和保護(hù)裝置。 提升設(shè)備耗電量大，在金屬礦，耗電量有時(shí)能占全礦的 40%~50%。加之，提升機(jī)一般無備用設(shè)備，所以礦井提升設(shè)備在礦井中占有十分顯赫的地位，屬于礦山的要害設(shè)備。 目前，國外的礦井提升機(jī)正朝著體積小、重量輕、能力大、效率高、安全可靠和自動化的方向發(fā)展。提升機(jī)運(yùn)行的安全可靠性不僅影響到礦山的經(jīng)濟(jì)效益，而且更重要的是涉及到井下工作的礦工生命安全。如果某提升機(jī)設(shè)備在工作過程中出現(xiàn)故障，而又未能及時(shí)進(jìn)行制動并且排除故障，其結(jié)果不僅有可能會導(dǎo)致設(shè)備本身損壞，甚至可能造成機(jī)毀人亡的嚴(yán)重后果。至今為止我國煤礦由于提升機(jī)制動系統(tǒng)故障而發(fā)生重大整理規(guī)范 ：上移到頂 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 3 頁 共 43 頁 事故的例子很多。 歷年來各國對礦井提升機(jī)的安全問題極為重視，對礦井提升設(shè)備的安全性提出了極嚴(yán)格的要求。目前，大部分礦山企業(yè)對礦井提升機(jī)采用預(yù)防維修的方法。設(shè)備的可靠性不可能通過維修得到改善，分解檢查不可能鑒定運(yùn)行中內(nèi)部零件可靠性下降程度。要解決上述問題，更有效地對設(shè)備進(jìn)行維修，最合理的方法是根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的好壞來安排檢修工作，這種方法稱為預(yù)知維修。 礦井提升設(shè)備的組成 礦井提升設(shè)備主要有提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)（又稱卷揚(yáng)機(jī)）、井架和天輪以及裝卸載附屬裝置等組成?，F(xiàn)在，我國已能自行設(shè)計(jì)并能成批生產(chǎn)系列的大型的近代礦井提升機(jī)械。當(dāng)前我國礦山，特別是一些較老的礦山大都使用 KJ 型提升機(jī)。后來，洛陽礦山機(jī)器研究所和洛陽礦山機(jī)器廠的工程技術(shù)人員，自力更生，自行設(shè)計(jì)制造，于 1970 年生產(chǎn)出一種新產(chǎn)品 XJK 型。 我國最早生產(chǎn)大型礦井提升機(jī)的一家工廠是遼寧撫順重機(jī)廠。全國有十幾家生產(chǎn)廠先后生產(chǎn)過礦井大型提升機(jī)，但目前主要是洛陽礦山機(jī)器廠、上海冶金礦山機(jī)械廠、重慶礦山機(jī)器廠和吉林重機(jī)廠等幾家工廠生產(chǎn)，其中洛陽礦山機(jī)器廠的產(chǎn)量占 70%~80%。有單繩和多繩兩種 系列，大都采用改變轉(zhuǎn)差率 S的調(diào)速方法，在調(diào)速中產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率，使大 量電能消耗在轉(zhuǎn)子附加電阻上，導(dǎo)致調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性變差。 我國提升機(jī)采用直流拖動有兩種系統(tǒng) :直流發(fā)電機(jī)一直流電動機(jī)機(jī)組 (FD)和晶閘管一直流電動機(jī) (SCRD)系統(tǒng)。②上海冶金礦山機(jī)械廠主要生產(chǎn)主機(jī)及信號系統(tǒng)，己生產(chǎn) 80多臺提升機(jī)， 1979年生產(chǎn)過一臺低速直聯(lián)落地式提升機(jī) 。還引進(jìn)了交流變頻調(diào)速 (交一直一交 )電控生產(chǎn)線，可生產(chǎn)單機(jī) 4200kW變頻調(diào)速電控設(shè)備 。 (2)從國外引進(jìn)的晶閘管供電的直流提升機(jī) 20多套，其中 AEG公司 2100kW低速直聯(lián) 6套、西門子公司低速直聯(lián) 4套、瑞典 ASEA公司 9套。 研制與發(fā)展 (1)國產(chǎn)大型直流提升機(jī)及電控系統(tǒng)正在逐步完善和推廣使用。如天津電氣傳動研究所己研制了一臺 300kW的變頻調(diào)速裝置。因此有不少單位都在著手研制，如焦作礦務(wù) 局，韓城礦務(wù)局均用可編程序控制器對 TKD電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，己投入正常運(yùn)行和使用，已經(jīng)顯示出了很強(qiáng)的生命力。 礦井提升系統(tǒng)主要設(shè)備 礦井提升設(shè)備用于提升有用礦物、矸石、升降人員設(shè)備、下放材料等。 已知礦井年產(chǎn)量 An=100 萬噸，礦井深度 Hs=290m，箕斗裝礦高度 Hz=20m，箕斗卸礦高度 Hx=20m，年工作天數(shù) rb =330d，礦石松散容重 r=2t。 箕斗的導(dǎo)向裝置可以采用鋼絲繩罐道，也可以采用鋼軌或組合罐道。 圖 21 所示為箕斗采用曲軌連桿下開折頁平板閘門的結(jié)構(gòu)形式。這種閘門的缺點(diǎn)主要是：箕斗運(yùn)行過程中由于煤重力作用，使閘門處于被迫打開的狀態(tài)。如閉鎖裝置失靈，閘門就會在井筒中自行打開。 為了克服上述閘門的缺點(diǎn)，可以使 用插板式和帶圓板閘門的底卸式箕斗。這樣，因?yàn)橐淮翁嵘枯^大，所需的提升鋼絲繩直徑和提升機(jī)直徑較大，因而初期投資較多。二是選擇較小規(guī)格的容器，情況和上述相反，因而初期投資較少，而運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用則較多。為了確定一次合理提升量，從而選擇標(biāo)準(zhǔn)的提升容器，可按以下步驟： （ 1）確定合理的經(jīng)濟(jì)速度 jv 。經(jīng)研究證明，合理的經(jīng)濟(jì)速度 jv 可用下式計(jì)算 jv =（ ~） H = (~) 290 20 20?? = ~ 取 jv =6m/s 式中： H— 提升高度， m； H=Hs+Hz+Hx Hs— 礦井深度， m； Hz— 裝載高度， m； Hx— 卸載高度， m； （ 2）估算一次提升循環(huán)時(shí)間 Tx xT? =jHv + jva +u +? = 330 6 10 106 ? ? ? =83 s 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁 共 43 頁 式中： a — 提升加速度，一般取 a = 2ms ； u— 箕斗低速爬行時(shí)間，一般取 u =10 s； ? — 箕斗裝卸載休止時(shí)間，一般取 ? =10 s； （ 3）計(jì)算小時(shí)提升量 SA SA =srnftb ACa = 41 .1 5 1 .2 1 0 0 1 03 3 0 2 0? ? ?? =209th 式中： C— 提升不均衡系數(shù)，箕斗提升 C=； nA — 礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量， th； fa — 提升富裕系數(shù)， fa 取 ； st — 提升設(shè)備每年工作小時(shí)數(shù)，取 st =20h； rb — 提升設(shè)備每年工作日數(shù)。選擇 JL— 3 型箕斗，箕斗名義載重 3t，有效容積 3m ，箕斗質(zhì)量 3800Kg，最大終端載荷 80000N，最大提升高度 500m，箕斗總高 7780mm，箕斗中心距 1830mm。 提升鋼絲繩 提升鋼絲繩的選擇使用 礦用提升鋼絲繩都是絲 ?股 ?繩結(jié)構(gòu)，即先由鋼絲捻成繩股，再由繩股捻成繩。我過提升鋼絲繩多用同向捻繩，至于是左捻還是右捻，我國的選擇原則是：繩的捻向與繩在卷筒上的的纏繞螺旋線方向一致。 此外，還應(yīng)考慮 如下因素： （ 1）