摘要
矿井提升机是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人员、下放材料的大型机械设备。它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽,故要求具有很高的安全性,其成本和耗电量也比较高。因此本次在矿井提升机选型设计中, 主要是根据所给参数确定矿井提升设备，包括选择提升容器、钢丝绳、提升机、卷筒及校核提升能力,并经过多方面的技术经济比较,结合矿井的具体条件,做到设计切合实际。保证提升机的选型及其的,确定具有经济安全合适的提升系统。
矿井排水是通过排水泵经过管路把井下的水排到地面，保证正常生产。本次设计主要是通过计算，设计从中央泵房把水从立井中的管路排放到地面。
矿井通风是采矿科学的一个重要组成部分。为了使井下各工作地点都有良好的通风，有足够的新鲜空气，使其中有毒，有害，粉尘不超过规定值。矿井通风在矿业工程中占重要地位。通风机分为轴流式和离心式，本次设计中主要是做到对通风机有合理的选型。
关键词：矿井提升机矿井排水矿井通风选型设计
绪论
本设计选题根据是解决煤矿矿井生产中的提升;排水及通风问题。
矿山提升设备是矿井运输中的非常重要设备，占有特殊地位，是井下与地面联系的主要工具。矿井提升机是矿山运输中的主装式交-交变频提升机。后者主回路和磁场回路均采用电力电子器件，实现变频和整流。由于采集设备，是井下与地面联系的重要工具。矿井提升机又是矿山最大的固定设备之一，它的耗电量占矿山总耗电量的30～40%。电力电子技术较早就用于矿井提升机的传动，并且发展迅速，从60年代的模拟控制SCR-D直流提升机发展到目前最先进的同步机内用交流电机，没有电刷问题，提升机容量可以大幅度增加，例如南非帕拉波矿井内装式提升机电机功率达6300kW。我国东欢坨、大雁、陈四楼等矿均引进了内装式提升机。目前，全数字电力电子器件构成的国产直流提升机已占领了国内市场，并开始出口。但是由于我国的科技和生产水平的限制，我国的矿井提升机还有很大一部分需要依赖于进口发达国家的设备。矿山提升机是大型固定机械之一。矿山提升机从最初的蒸汽拖动的单绳缠绕式提升机发展到今天的变频拖动的多绳摩擦式提升机和
双绳缠绕式提升机，经历了170多年的发展历史。目前，国内外经常使用的提升机有单绳式和多绳摩擦式两种形式。国产单绳缠绕式提升机有JT和JM两个系列。JT系列提升机卷筒直径为800—1600mm，主要用于井下运输提升工作；JM系列提升机卷筒直径2—5主要用于地面井口提升工作。
按提升钢丝绳(简称提升绳)的工作原理，可分为缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机两类。缠绕式矿井提升机,有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，提升机运转时一个容器上升，另一个容器下降。缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120万吨以下、井深小于400米的矿井中。摩擦式矿井提升机适用于凿井以外的各种竖井提升。提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。为提高经济效益和安全性，摩擦式矿井提升机采用尾绳平衡提升方式，即配有与提升绳重量相等的尾绳。尾绳两端分别与两个容器（或容器和平衡重）的底部连接，形成提升绳-容器-尾绳-容器(或平衡重)-提升绳的封闭环路。容器处于井筒中的任何位置时，摩擦轮两侧的提升绳和尾绳的重量之和总是相等的。一般将布置在井筒顶部塔架上的这种提升机称为塔式摩擦式矿井提升机。塔架高出地面几十米，在地震区和地表土层特厚的矿区建造井塔耗资较大。提升机布置在地
面的称为落地摩擦式矿井提升机，这种提升机的提升绳通过井架天轮引入井筒，与容器相连。按提升绳的数量又可分为单绳摩擦式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机。单绳摩擦式只用一根提升绳。多绳摩擦式同时使用数根提升绳搭挂在同一摩擦轮上。多绳摩擦式的优点是：可采用较细的钢丝绳和直径较小的摩擦轮，从而机组尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年产量120万吨以上的竖井大多采用这种提升机，技术参数已达:有效载荷60吨，提升速度20米／秒，提升高度2100米，提升绳10根。但这种提升机的各根提升绳的受力不易均匀，更换钢丝绳也较复杂。当摩擦轮两侧提升绳的张力差超过规定值，或提升绳与衬垫的摩擦系数降低（如接触面上有油或受温度影响）时，可能发生提升绳打滑现象。
矿井提升机的组成
矿井提升机主要由电动机、减速器、卷筒（或摩擦轮)、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统组成，采用交流或直流电机驱动。采用低速电动机时可不用减速器，电动机直接与卷筒主轴相连，或将电动机转子装在卷筒主轴的末端。传动功率大时，可采用2台或4台电动机同时驱动。一台提升机的总功率已达到11600千瓦。制动系统是保证提升机安全运行的重要装置。遇紧急情况时，制动系统应通过可调节制动力矩的液压系统产生两级安全制动，以保证提升机及时停车又不产生制动过猛现象。交流电动机驱动的提升机，其制动系统还要具有灵敏的制动力矩可调性能，以准确控制提升机在临近停车点时的运行速度。
矿井提升机的用途及在矿山生产中所占的地位
提升机是矿山的大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具。矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地面才有实际应用价值。废石的提升，工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作来完成。矿井提升设备就是完成上述工作的多种机电设备组成的大型成套装备。矿井提升设备在工作中一旦发生机械或电气事故，就会造成停产，甚至造成人身伤亡。
单绳缠绕式提升机的工作原理及结构
图1-1
上图所示是单绳缠绕式箕斗提升系统示意图，固定在提升机滚筒1上。启动提升机，一根钢丝绳想滚筒上缠绕，使井底重箕斗向上运动；另一根钢丝根提升钢丝绳7连接，两根提升钢丝绳7的另一端则绕过安装在井架3上的天轮2，以相反的方向绳自滚筒上放松，处于井底车场的重矿车8，把矿车内的煤炭卸入井底煤仓9，再经过装载设备11把煤炭装入主井底的箕斗内。与此同时，已提至井口卸装位置的重箕斗4，通过井架3上的卸载曲轨5的作用。箕斗底部的闸门开启，把煤炭卸入地面煤仓6中。处于井上、井下的两箕斗分别通过连接装置与两使井口轻箕斗向下运动，从而完成了一次提升煤炭任务。
单绳缠绕式提升机只有一根钢丝绳与容器相连。钢丝绳的一端固定在提升机卷筒上，另一端绕过天轮与提升容器连接，当卷筒由电动机拖动以不同方向转动时，钢丝绳在卷筒上缠绕或放出，实现容器的提升和下放。
图1-2
如图1-2是JK系列提升机外形图，位于右侧固定卷筒的右轮毂与轴采用静配合无键联接，左侧的游动卷筒通过调绳离合器与主轴联接。卷筒采用全焊接结构。
卷筒外边一般设有刻制绳槽的木衬，以引导钢丝绳规则排列，减少绳的磨损，并在一定范围内增加筒壳的强度和刚度。木衬厚度不小于2倍钢丝绳直径，宽度在100mm左右。装配木衬时，应使其与筒壳接触良好，接触不匀会使筒壳应力分布不均。由于更换木衬费工费时费料，因此近年生产的提升机有的采用加厚筒壳，直接在筒壳上车槽，称为带绳槽卷筒。
单层缠绕时，卷筒表面刻螺旋绳槽；多层缠绕时刻环形平行绳槽。多层缠绕若采用螺旋绳槽，在缠偶数层时，绳圈螺旋方向改变，卷筒每转一周钢丝绳发生两次跳跃式移动。多层缠绕采用环形平行绳槽时，卷筒每转一周，绳槽过渡只发生一次冲击，可以相对减少钢丝绳的卡咬现象。
多层缠绕钢丝绳磨损最严重的部分是相邻两层过渡处，此处绳圈与挡绳板间形成一楔形段，钢丝绳在拉力作用下，挤入或拉出楔形段会产生咬绳现象。在层间过渡处设置合理的几何形状过渡楔块，可以引导钢丝绳顺利完成层间过渡，减少咬绳。
主轴是承受所有外部载荷，并将此载荷经主轴传给地基的主要承力部件。主轴承支撑主轴，并承受机器旋转部件的轴向及径向负荷，一般采用滑动轴承。
提升机采用中硬齿面平行轴减速器或行星齿轮减速器。行星齿轮减速器传动体积小、质量轻、效率高，与同等能力平行轴齿轮减速器相比，质量约为后者的30%～40%，效率提高约5%。目前广泛应用于矿井提升机上。
双卷筒提升机都装有调绳离合器，离合器的作用是使活卷筒与主轴连接或脱开，以便调节绳长时，使两卷筒能相对转动。
调绳离合器有三种基本类型：蜗轮蜗杆离合器、摩擦离合器和齿轮离合器。应用较多的是齿轮离合器
矿井提升机的发展趋势
从50年代第一代仿制的苏式БM型提升机到目前新型矿井提升机,我国提升设备总的发展趋势主要是:主轴装置由铸造支轮、螺栓联接的筒壳发展为全焊接组装式卷筒;主轴支承由滑动轴承发展为滚动轴承;调绳离合器由手动蜗轮蜗杆发展为液动径向齿块式;制动系统由气动角移块式重锤制动发展为液动盘式弹簧力制动;操纵方式由机械杠杆式变为电操纵,手动变为半自动甚至全自动、微机控制;减速器由软齿面平行轴发展为硬齿面磨齿行星齿轮传动;运行监控显示由单一指针式发展为计算机多媒体数字、图形、指针综合显示;电控系统由继电器、接触器式发展为计算机为核心的全自动系统;大型提升设备(容量1000kW 以上)发展趋势是低速直流电机拖动,采用电机转子和滚筒主轴直联的结构。
矿井排水
在矿井建设和生产过程中，从各种渠道来的水源源不断地涌入矿井。如果不及时排除，必将影响煤矿的安全和生产。因此，必须设置排水设备，把涌入矿井的水及时从井下排至地面。另外，由于煤矿地质条件复杂，有可能遭到突然大量涌水而淹没矿井，这时需要排水设备抢险排水，以尽快恢复矿井生产。总之，矿井排水始终伴随着煤矿建设和生产，直至矿井报废，才完成它的历史使命。因此，矿井排水是煤矿建设和生产中不可缺少的一部分，它对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。
涌入矿井的水简称矿水，矿井涌水分为矿井自然涌水与矿井开采工程涌水。矿井自然涌水来源于自然存在的地面水和地下水。地面水是指江、河、湖以及季节性雨水、融雪等，如有较大裂缝与井下沟道相通，就会造成水灾。地下水包括含水层水、断层水和老空水。含水层水是指地下厚土层和各种各样的岩层中含有的水。断层水是指附近破碎岩石中的积水。老空水是指废弃井巷和采空区的积水。矿井开采工程涌水是与采掘方法或工艺有关的涌水。如水砂充填时矿井的充填废水、水采矿井的动力废水等。
随着电子技术的发展，集成电路控制系统及计算机的应用。排水系统的效率和稳定性有了飞速的发展。
矿井通风
矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分,担负着连续不断地供给新鲜空气,排出有毒有害气体作业人员生命安全的重要任务,因此,通风系统的安全性对于整个矿井的安全生产至关重要.本文在分析系统优化的条件、多目标优化解的特征以及基本求解方法的基础上,从矿井通风系统安全性和基本要求出发,研究矿稳定性、可靠性以及它们与矿井通风系统安全性的关系. 应用系统优化的相关知识,确立矿井通风系统安全性指标与指标权系数.其中,安全性指标体系中各确定,采用构造判断矩阵法,并结合各专家评价经验值,构造各指标之间的相对重要度.矿井通风系统安全性指标,以通风阻力测定计算、巷道风流稳定性分析、风机可靠性分析等方法得出.通过对通风系统安全性的分析,及时发现系统运行过程中可能出现的故障和事故隐患,给矿井通风系统的设计和管理提供科学依据,可以有效的防止和减少矿井通发生. 通风系统是个复杂的系统,本论文结合矿井通风阻力测定和通风巷道的实际情况对通风系统中风量的有效性,通风系统的可靠性和稳定性进行分析.主要针对矿井通风系统的通风实际状况,通风网络结构,控制风流的通风设
第一章 矿井提升机选型设计
1.1 设计方案及参数
提升机：井深242米，年产量45万吨
单绳选6×19普通钢丝绳，多绳选6△（30）三角股钢丝绳，2.5箕斗自重2.8t ，年工作天数：r b =300天；日工作小时数：d t =14小时；装载不均匀系数：C =1.15；富裕系数：
f a =1.2。
1.2 提升容器的选择
1.2.1计算提升高度H:
m Hz Hx Hs H 2761816242=++=++=………………（2.1）
式中：Hs =242米， Hz =18米，Hx =16米。
1.2.2计算提升速度m v
s m H v m /64.64.0==…………………（2.2）
1.2.3估算一次提升循环时间T:
s u v H a v T m m 22.79101042
.52768.064.61=+++=+++=
θ…………………………………（2.3） 式中： s s u a 1010,8.01取；休止时间取爬行时间预选θ=。
1.2.4计算一次提升量/Q =??
→小时提升量 t A a C A n
f s 8.14714
30010452.115.1143004
=????=???=………………（2.4）
g r n k t b T A c Q 271114
3006.322
.79104515.16.34=?????=????=………………（2.5）
式中： C=1.15,2.1=f a 45=n A 吨/年
300/14br t ==天年 小时
1.2.5小时提升次数s N :
44.4522
.793600
3600===
T N s ……………………………（2.6） 1.2.6一次合理提升量Q ':
t N A Q s s 25.344
.458.147===
'……………………………………（2.7） 选择JL-3型立井单绳箕斗，其技术规格如下： 箕斗自重3.8t ， 箕斗斗箱容积33.3m V = 箕斗全高Hr=7.78米 两箕斗中心距s=1.83米
箕斗实际装煤量t Q 13.395.03.3=?=
1.3 选择提升钢丝绳
1.3.1钢丝绳终端荷重 :
kg Q Q z 693038003130=+=+……………………（2.8）
1.3.2钢丝绳悬垂长度:
m H H H H z s j c 2031815035=++=++=…………… （2.9）
式中：Hj 取35米
1.3.3钢丝绳单位长度重量p :
c
a
z
H m B
Q Q p -+≥
σ11.0 …………………………………（2.10）
式中： 5.6,/1702==a B m cm kN σ
c a
z H m B
Q Q p -+=
σ11.0=
m N g /9.252035.617000011
.06930
=- 选择6?19-28-170普通圆股钢丝绳，其规格是：d=28毫米,δ=1.8毫米,p=27.4N/m ，Qq
=492500/N
1.3.4验算钢丝绳安全系数:
5.657.6203
0274.0383.315
.492＞=?++=++=
c z a pH g Q Qg Qq m ……………（2.11）
所选钢丝绳满足要求。
1.4 选择提升机
1.4.1提升机滚筒直径D
mm d 2240288080=?=………………………………（2.12）
mm 26402.212001200max =?=δ…………………………（2.13）
1.4.2验算滚筒宽度B
()()()=+????
???++=+???
? ??+++=32825.27302764330B P p D d D n D H ππεππ857（2.14）
式中： n 为缠绕层数，取n=2,()2
2421D ε+--+
=d d n D p ()()=--?+=+--+
=2
22
2003.0028.0028.042
1242
1D εd d n D p 2.079（2.15）
1.4.3作用在滚筒上的最大静张力max ?j F :
kN pH g Q Qg F z j 3.741840274.0383.31max =?++=++=?………（2.16）
1.4.4作用在滚筒上的最大静张力差jc F :
kN pH Qg F jc 3.361840274.03.31=?+=+=
选择2JK-2.5/20型提升机。基本规格为：
20,9,9,5.1,5.2=====i t F t F m B m D c j
以上看出c jc j j F F F F ＜＜,max ?所以提升机强度满足要求
所选提升机符合要求。
1.5 提升机对井筒的相对位置
1.5.1选择天轮: 天轮直径：
mm d t 2240288080D =?=='
………………….(2.17) 因为'
t t D D ＞……………………………….(2.18)
所以选择TSG
16
2500
型 1.5.2确定井架高度j H :
m R H H H H t g r x j 9.295.175.0578.71675.0=?+++=+++=……………....(2.19) 选取30为j H 米
1.5.3计算钢丝绳最小弦min L x :
1.钢丝绳内外偏角最大允许值:
03121'== αα
2.根据计算最小弦长和21αα:
()()()m ar d a S B x 7.190
31tan 002.0034.03214
.092.15.1tan max .tan 32L 1min ='+?---+---
≥
αε…………….(2.20)
()m x
99.35521tan 002.0034.033303155.1214.092.1L min ='
??????++???
??+---=
'' π…………(2.21)
3.滚筒与井筒中心距min s L ?：
()m R C H L L t o x s 88.345.15.1336222
min 2min =+-=+--=?…………(2.22)
0.6330.63662S f L H m >++=?+=………………………………………(2.23)
取Ls=27米
4. 将Ls s 代入下面公式。计算实际的钢丝绳弦长L ：
2
2223{}{}{28}{361}442
2
Dt Ls Ls Hj Co m =-
+-=-+-=……………….(2.24)
（4）计算实际钢丝绳的内外偏角。 (1)外偏角1α
1
111830140
{
}3{}1500{}3{343}
220.838.61000
o s a B d tg tg Lx εα------+--+===?……………(2.25)
1123
1830140
{}/22 1.2538.610
o s a tg tg Lx α----===?…………………………………(2.26)
(2)计算钢丝绳绳角。 a 下出角绳1β
1
111136133s i n s i n 56.72281.5244
o H j C o D D t t g t g L x R t L x β-----+-+=+=+=--?………………(2.27) b 上出绳角2β
1
111236133s i n s i n 52.82281.5344o H j C o D D t t g t g L s R t L x β-----+--=-=-=--?……………(2.28) 1.6预选电动机
1.6.1估算电动机容量/P
/
/ 1.1541808.10 1.3583.81021020.85
m
j K Q V P ρη??==?=? 瓦…………………………(2.29)
(2)电动机转数/e n
//
60608.111.5593.3/3.143
m e V i n nD ??===? 转分……………………………(2.30)
//700P e =n 根据 。N 选择JRZ-140129-10 感应电动机P 千瓦。
22590/}575/0.92Ne d λη===d 转分，=2。0，（GD 公斤米，
(3)提升机实际速度Vm
3590
8.05/606011.5
e n D n n Vm t ?=
==?米秒…………………………….（2.31） 1.7计算提升系统变
有效载荷变位重量Q=4180公斤
(1)变位重量Gi
提升容器变位重量4400Z G =公斤
钢丝绳变位重量 4.09539.12205P PL =?=公斤 式中：
/330418443 3.143302 3.143539.1P C X L H L ND n ND
m =++++=++??++??=……………………（2.32）
天轮变位重量781T G =公斤，18600=F 提升机变位重量G 公斤
电动机变位重量22
2
2211.5{}5157567.63
d i G FD d D ==?=公斤……………（2.33）
总变位重量222i Z P T F d G Q G PL G G G =+++++……………….………（2.34）
4180
24400222052781186007567=+?+?+?++=公斤 (2)总变位重量
244870.64599/9.81
i G m g =
==-公斤秒米……………………………（2.35） 1.8运动学计算
(1).确定速度图阶段：采用六阶段速度图1-1。 确定提升加速度 (1初加速度o a
2221.50.48/22 2.35
O o X V a m s H ===?
……………………………（2.36）
ZHLR-242 max 18000/M =公斤米
(2主加速度1a
a.一般情况下：21 1.2/a m s =
b.按减速器输出轴允许最大扭矩
m a x
1/
2
2{}218000/3{1.154180 4.09410}
1.2/4594861
d M KQ PH D a m m m s -+≤
-?-?+?=
=-………………（2.35）
2
/
222
{}57511.5{},{}861/9.813d G D d m i D g ===公斤秒米…………………（2.36）
c.按充分利用电动机过负荷能力。
10.75{}
e F K Q P H a m
λ-+
≤…………………………………………（2.37）
其中102102700
0.8575398.05
e e j m p F n V ?=
=?=公斤 1
20.752.0
7539{1.1541804.09410}
1.0/4599
a m s ??-?+?=
=…………….（2.38）
(2)选择210.8/a m s = 减速器3a
采用自由滑行减速方式
233{2}1.15
41804.09{410230}
0.7/4599
KQ p H h a m s m
--?--?=
=
=………（2.39）
233{ 3.0,0.7/}h m a m s ==取
(3)爬行距离及爬行速度 采用自动控制
44 3.0.0.5/h m v m s
==………………………………………………（2.40）
(4).速度图各参数计算： a. 初加速度阶段
a 0=0.48m/s2
hx =2.35m
t 0=
0 1.500.48
v a ==3.12s ………………………………………（2.41） b. 主加速度：
210.48/,a m s =
118.05 1.5
8.180.8
m o v v t s a --=
==………………………………（2.42） 118.05 1.5
8.183922
m o v v h t m ++=
=?=………………………（2.43） c. 减速阶段
2
34330.8/8.050.5
10.80.7
m a m s
v v t s a =--=
==………………………（2.44） 4338.05 1.6
10.846.122
m v v h t m ++=
=?=………………………（2.45） d. 爬行阶段
444440.5/,
3,
3
60.5
v m s h m h t s v ===
==……………………………………（2.46）
f. 等速阶段
21343962.35
52
46.13
292.5
X h H h h h h m =----=----=…………………………（2.47）
22306
388.05
m h t s V =
== g. 停车制动阶段
制动减速度5
21/a m s 一般取，
减速时间
4
44
0.5,0.512
0.125s s v t s h v t m
=
=== h. 一次提升循环时间
12345
3.12
8.1838618
75.1
x o T t t t t t t s θ=++++++=+++++=……….……………..…….（2.48）
(5).动力学计算 a. 提升开始
1.154180 4.0941045990.488691O o F KQ PH MA =++=?+?+?=公斤..（
2.49）
b. 初加速终了
/286912 4.09 2.358672o o x F F ph =-=-??=公斤………………（2.50）
c. 主加速度开始
/11{}86724599{0.80.48}10143.68O o F F m a a =+-=+-=公斤………（2.51）
d. 主加速终了
/11210143,682 4.09399824.66F F Ph =-=-??=公斤………………（2.52）
e. 等速开始
/2119824.6645990.86145F F ma =-=-?=公斤……………………（2.53）
(f. 等速终了
/222261452 4.093063642.4F F ph =-=-??=公斤…………………（2.54）
g. 减速开始
/3233642.445990.7423.1F F ma =-=-?=公斤……………………（2.55）
h. 减速终了
/3332423.12 4.0946.146F F ph =-=-??=公斤……………………（2.56）
j. 爬行开始
/4334645990.73265.3F F ma =+=+?=公斤……………………（2.57）
k. 爬行终了
/44423265.324.0933140.12F F p h =-=-
??=公斤…………………（2.58） 115418040941031
3K Q P H =-=?-?=。。公斤 1.9 验算电动机容量
1.按等效容量验算 (1)计算等效力d F
a)求42/22/222/22/22
11222244
122232
X
T O O o t o F F F F F F F F F F F d t t t t +++++?=
+++……（2.59） 222222228691867210143.689824.663.128.18
22
614561453642.43642.43265.33140386
32
++=?+?+?+++?+?
6204210=?
b)求等效时间d T
1234211
{}23
11
{3.128.1810.86}38854.723
d o T t t t t t t s θ
=++++++=+++++?=…………………（2.60）
c)求等效力d F 22042
611054.7
X T o t d d F d F T ?===公斤…………………………（2.61） (2)电动机等效功率d P
61108.05
5671021020.85
d m d j F V P N ?=
==? 瓦………………………………（2.62）
经验算。
700 1.2 1.1{}567
e d P P ==>满足要求 (2)按工作过负荷验算。
m a x 10143.68
1.340.750.752 1.57539e
F F λ==<=?=
(3)特殊过负荷效验：调绳离合器作单钩提升
() 1.1(4180 4.09410)Ft Qz PH μ=+=+?=4782.5公斤……（2.64） 4782.50.670.90.9 2.1 1.897539
Ft Fe λ==<=?=…………………（2.65） 经验算。预选电动机是合适的
1.10计算提升设备电耗及功率
(1)一次提升设备电耗及功率:
////
112244
124
2222
X
T O O o t o F F F F F F F F Fd t t t t ++++?=+++……………………（2.66）
8691867210143.68
9824.6
3.128.18
22
61453642.43265.33140.12386
22
++=
?+?+++?+?
53.0510=?
1.021023600X T m
o t j d
V W F d n n =
???? ………………………………………（2.67）
51.028.053.0510
8.72/10236000.850.92
???=
=???度次
摘要 矿井提升机是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人员、下放材料的大型机械设备。它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽,故要求具有很高的安全性,其成本和耗电量也比较高。因此本次在矿井提升机选型设计中, 主要是根据所给参数确定矿井提升设备，包括选择提升容器、钢丝绳、提升机、卷筒及校核提升能力,并经过多方面的技术经济比较,结合矿井的具体条件,做到设计切合实际。保证提升机的选型及其的,确定具有经济安全合适的提升系统。 矿井排水是通过排水泵经过管路把井下的水排到地面，保证正常生产。本次设计主要是通过计算，设计从中央泵房把水从立井中的管路排放到地面。 矿井通风是采矿科学的一个重要组成部分。为了使井下各工作地点都有良好的通风，有足够的新鲜空气，使其中有毒，有害，粉尘不超过规定值。矿井通风在矿业工程中占重要地位。通风机分为轴流式和离心式，本次设计中主要是做到对通风机有合理的选型。 关键词：矿井提升机矿井排水矿井通风选型设计
绪论 本设计选题根据是解决煤矿矿井生产中的提升;排水及通风问题。 矿山提升设备是矿井运输中的非常重要设备，占有特殊地位，是井下与地面联系的主要工具。矿井提升机是矿山运输中的主装式交-交变频提升机。后者主回路和磁场回路均采用电力电子器件，实现变频和整流。由于采集设备，是井下与地面联系的重要工具。矿井提升机又是矿山最大的固定设备之一，它的耗电量占矿山总耗电量的30～40%。电力电子技术较早就用于矿井提升机的传动，并且发展迅速，从60年代的模拟控制SCR-D直流提升机发展到目前最先进的同步机内用交流电机，没有电刷问题，提升机容量可以大幅度增加，例如南非帕拉波矿井内装式提升机电机功率达6300kW。我国东欢坨、大雁、陈四楼等矿均引进了内装式提升机。目前，全数字电力电子器件构成的国产直流提升机已占领了国内市场，并开始出口。但是由于我国的科技和生产水平的限制，我国的矿井提升机还有很大一部分需要依赖于进口发达国家的设备。矿山提升机是大型固定机械之一。矿山提升机从最初的蒸汽拖动的单绳缠绕式提升机发展到今天的变频拖动的多绳摩擦式提升机和 双绳缠绕式提升机，经历了170多年的发展历史。目前，国内外经常使用的提升机有单绳式和多绳摩擦式两种形式。国产单绳缠绕式提升机有JT和JM两个系列。JT系列提升机卷筒直径为800—1600mm，主要用于井下运输提升工作；JM系列提升机卷筒直径2—5主要用于地面井口提升工作。 按提升钢丝绳(简称提升绳)的工作原理，可分为缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机两类。缠绕式矿井提升机,有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，提升机运转时一个容器上升，另一个容器下降。缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120万吨以下、井深小于400米的矿井中。摩擦式矿井提升机适用于凿井以外的各种竖井提升。提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。为提高经济效益和安全性，摩擦式矿井提升机采用尾绳平衡提升方式，即配有与提升绳重量相等的尾绳。尾绳两端分别与两个容器（或容器和平衡重）的底部连接，形成提升绳-容器-尾绳-容器(或平衡重)-提升绳的封闭环路。容器处于井筒中的任何位置时，摩擦轮两侧的提升绳和尾绳的重量之和总是相等的。一般将布置在井筒顶部塔架上的这种提升机称为塔式摩擦式矿井提升机。塔架高出地面几十米，在地震区和地表土层特厚的矿区建造井塔耗资较大。提升机布置在地
摘要 JT系列提升绞车可供煤矿、金属矿、非金属矿在倾斜巷道作升降物料和人员之用，也可作为小型竖井的提升设备。据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型(支轮为铸造，滚筒为焊接)和焊接型。 机械传动系统包括减速器和联轴器,矿井提升机主轴的转数由于受提升速度的限制，一般在l0一60转／|分之间，而用作拖动的电动机的转数，一般在480一960转／分之间。这样，除采用低速直流电动机拖动外，一般情况下不能将主轴与电动机直接联接，中间必须经过减速器。因而减速器的作用是减速印传递动力。联轴器由半联轴器、柱销等零件组成。由于柱销具有缓冲和减震作用，因而具有传动平稳、噪音小、安全可靠、易于维护等优点。主轴与减速器输出轴的连接采用齿式联轴器。 润滑系统是一切机械系统中很重要的一个环节。润滑系统的作用是：在提升机工作时，不间断地向主轴承、减边器轴承和啮合齿面压送润滑油，以保证轴承和齿轮能良好的工作润滑系统必须与自动保护系统和主电动机联锁 电动机通过主轴驱动滚筒．主轴也是传动的主要部件。提升绞车主轴应能承受工作过程中的外负荷而不发生残余变形和过量的弹性变形，同时要保证一定的使用寿命。主轴往往是提升机中重量最大的一个零件，其尺寸和传递的力矩也较大。 关键词：提升绞车减速器联轴器主轴
Abstract JT Series hoist for coal, metal mining, non-metallic mineral movements in the tilt of roadway materials and personnel for use in small shaft can also be used as the upgrading of equipment. According to the different manufacturing process which could take the drum hoist structure casting a hybrid welding (support wheel for the casting, roller for welding) and the welding-type. Reducer and the mechanical transmission system including the coupling, the main axis of mine hoist to raise the speed of a few because of the restrictions, generally 60 to 1 l0 / | between points, and the motor used to drag a few, generally 480 a 960 r / min between. In this way, in addition to the use of low-speed DC motor drag outside, under normal circumstances can not be directly connected to the motor spindle with the middle through reducer. Reducer thus slow down India's role is to transfer power. Coupling by the semi-coupling and column component parts inventory. Sales as a result of column buffer and shock-absorbing role, so they have a smooth drive, the noise of small, safe, reliable, easy to maintain and so on. Spindle and the reducer output shaft gear coupling used to connect. Lubrication of all mechanical systems is a very important aspect. Lubrication system is: in the elevator work, uninterrupted to the main bearings, bearings and browser side by tooth meshing Pressure lubricants, bearings and gears in order to ensure the work can be a good lubrication system with automatic protection systems and the main electrical interlock Drum through the spindle drive motor. Spindle drive is also the main components. Spindle hoist should be able to work outside the course of the load without the occurrence of excessive residual deformation and elastic deformation, at the same time to ensure that a certain life. Spindle is often the weight of hoisting machine in one of the biggest parts of their size and the torque delivery as well. Key words: spindle hoist reducer coupling
1 绪论 1.1液压提升机概述 1.1.1引言 液压提升机是利用液压马达直接或通过减速箱来拖动滚筒的一种提升机，液压提升机的用途很广泛，常用于船舶、港口、建筑、矿山、冶金和林业等许多行业。习惯把卷筒直径错误！未找到引用源。< 2000mm 时的称为提升机, 而把错误！未找到引用源。≥2000mm时的称为提升机,以下统称为提升机。自60年代中期提升机出现以来,40多年发展迅速,在工业发达国家的煤矿井下已广泛使用,从大到小,从单绳到多绳，从有极绳到无极绳,从缠绕式到摩擦式,各种品种规格比较齐全。液压提升机主要由液压驱动系统、液压制动系统、液压控制系统、卷筒-负载系统、操作系统及其它如深度指示、提升超速、过卷安全保护等辅助系统组成。 1.1.2液压提升机的用途、工作原理、类型 （1）用途 液压提升机主要用于煤矿井下,作为提升和下放人员、煤、矸石及运输材料、设备之用。在煤矿主要是用于采区上、下山运输,同时也可用于井下暗立井、暗斜井和掘进时的提升运输及井下辅助运输. （2）工作原理 液压提升机由机械、液压传动、电气部分等组成。采用鼠笼型防爆主电机驱动双向变量主油泵；主油泵和二台内曲线低速大扭矩液压马达组成闭合回路、衡扭矩液压调速系统；二台液压马达分别布置在主组装置两侧与主组联接,拖动提升机运转。提升机有二台辅助油泵，一台工作、一台备用。辅助油泵中，其大泵作补油泵用，给主液压传动补油；小泵作控制用，给制动系统、操作系统、调绳系统供油。 提升机采用远距离液控操纵方式。司机通过操作液压式比例先导伐给主油泵的比例油缸输入由低到高的压力油，使主油泵的行程调节器动作，改变主油泵摆动的缸体的倾角来改变主油泵的流量，以改变液压马达的转速，使提升机起动，加速运转。司机通过操作液压式比例先导伐的手柄扳到不同角度，就可使主油泵输出不同的流量，使提升机得到不同的提升速度。当液压式比例先导伐的手柄扳到最大位置时，提升速度最大。当液压式比例先导伐的手柄扳到中立位置时，提升机停车。当手柄反方向扳动时，提升机反方向运行。 提升机采用盘型闸制动，以实现提升机的正常和紧急制动。正常制动的制动力靠液压传动装置本身产生的。提升时负荷成为制动力。下放重物时液压马达变为泵。液压泵变为液压马达。使电动机产生发电反馈制动。盘型制动器不参与工作制动。只是在提升机卷筒停止运转后作为保险装置来使用。提升机在运行中出现故障，保险装置自动工作，也可由司机用脚踏开关进行紧急制动停车。 提升制动系统有压力油时，盘型闸制动打开，没有压力油盘型闸制动。司机操作的液压式比例先导阀共有4个减压阀，其中两个减压阀操纵主油泵正反向供油，另两个减压阀控制盘型闸的开起，当司机操作液压式比例先导伐时，同时压下两个阀，一个阀输出的压力油进主泵的比例油缸，使主泵向液压马达供油并使其运转。另一个阀输出的压力油供制动系统的液控换向阀，使制动系统向盘型制动器供油，盘型闸制动打开、使提升机运转。当司机扳回液压式比例先导伐的手柄扳到中立位置时，（比例油缸向中位返回）主泵流量逐渐减小到零，液
摘要 近几年来我国每年的GDP总值在不断的增长，人类追求优质生活的要求也在不断的增加，人类对煤的需要也在不断高于每年的需求量，同时煤矿的生产速率已满足不了各个工业生产的需求，而矿井煤矿中的继电式的提升机设备以逐步不在适用，逐步采用自动化式的提升设备，因此对矿井开采自动化煤矿提升设备的安全、稳定和高速控制装置有了更高的要求。 提升机是煤矿矿道中与外面联系的重要交通工具，是煤炭矿井与外面联系最重要的应用，是在从采面到地面过程当中最重要设备，是运送煤炭以及工作人员安全的重要设备；而煤矿中的提升机中是矿井井道中输送煤炭、矿石、人员等重要的运送装备。 对于矿井提升机来说，只运用到了立井和斜井当中。与此同时矿井提升机工作的稳定、安全性等是最重要的，而对于传统的矿井井道中的提升机多由继电器连线构成，构成的电控装置系统相对来说比较复杂、工作时间长、体积庞大，并且其触点繁多，机械性动作不灵活，有时会产生电火花摩擦，甚至会发生漏电、火灾事故；另一方面就是它的硬件接线比较麻烦、故障率的出现比较频繁，而且不便于检修，并且调速性能相对比较差、不灵活、稳定性能较差；在运作时硬件启停过程中，不仅存在着较大的起动电流，还会产生电弧，并且产生过大的电流损耗（包括线路损耗），还大大缩短了接触器、电动机等机械器件本身的寿命，严重时会发生矿车脱轨等安全事故，并且需要大量的人工操作维修、检测，不仅维护困难，而且严重影响矿山的生产和运行效益。 如今自动化水平的不断进步，可编程控制（PLC）技术也逐步进入人类的生产视线中，因此为了使电控装置拥有更好地运作前提，所以采取星—三角降压启动与PLC电控技术去相配合从而去改造传统矿山行业中井道提升机系统装备。 在本课题研究中采取可编程控制（PLC）技术去取代原有提升设备中继电器—接触器式电控装配，使用的是星—三角形降压启动的措施，电动机再启动的时候可以减少起动电流，从而保护了电动机内部器件的侵害；并设有两地控制、设有电磁抱闸安全系统、报警装置、电动机故障检测，以更好、更安全的方式提高生产效率的矿井提升机。 关键词：矿井提升机 PLC技应用术星—三角降压启动电动机的故障检测
摘要 单绳缠绕式矿井提升机的工作原理：钢丝绳的一端用钢丝绳夹持固定在卷筒幅板上，另一端经卷筒的缠绕后，通过井架天轮悬挂提升容器。这样，利用主轴旋转方式的不同，将钢丝绳缠绕上或放松，以完成提升或下降容器的工作。 主轴装置是单绳缠绕式矿井提升机的主要工作机构，它的作用是：①缠绕提升机钢丝绳；②承受各种正常载荷(包括固定载荷和工作载荷)； ③承受各种积极情况所造成的非常载荷。在非常载荷作用下，主轴装置部分不应有残余变形。单绳缠绕式矿井提升机的主轴装置是其核心部件，要求我们应认真设计，精心制造，这对于确保矿井提升机安全可靠运行，预防和杜绝故障及事故的发生，也具有十分重要的意义。 本设计根据生产实际和预选的数据，以提升机的配套设备为核心，经过科学的计算和分析，设计、选择了一套矿井提升机的传动系统设备，并采用了光电测速传感器作为深度指示系统的数据采集装置，实现了从机械控制到数电控制的转变，同时为提升机控制系统的技术改造奠定了基础。 关键词：提升机，主轴，制动器，光电测速传感器
ABSTRACT What the principle of the single rope twines mine pit elevator is that: One end of the steel wire rope is fixed to Winding by the steel wire rope nip, another end after twined hangs and promotes the vessel by derrick wheel. In this way, we make use of the differences of the revolve way to twine or relax the steel wire rope so that to complete the vessel to step up or drop down. Main axle is the core part of the mine elevator. Its functions are:① the steel wire rope of twines the type mine pit elevator ; ②endure a kind of normal load( including fixed load and work load );③endure the kinds of unusual load which is result from positive situation. Under the unusual load function, the part of the main axle equipment should not remain remaining distortion. It required us to be careful designing and manufacture when designing and manufacturing. Only in this way, we can prevent the occurrence of failures or accidents .Obviously, the possesses is very significance. This design is on the basis of the data which are chosen by advance and actually, take the elevator supplementary equipment as the core, after the analysis and computation in science, has designed and chosen a set of the transmission system of the mine pits elevators, and used the electrical-light sensor as the equipment of the indicating system which to measure the amount of the depth of the tank. It enforced the change from the mechanically control to the numerical control, at the same time, has laid the foundation for improve the control system of the elevator. KEY WORDS: elevator, main axle, brake, electrical-light measurement velocity sensor
毕业设计斗式提升机的设 计 Last revision on 21 December 2020
TH250斗式提升机的设计 摘要：本文在满足具有除尘除臭功能的冷凝吸附一体化设备吸附剂运送功能的前提下，分析了现有斗式提升机优缺点，设计了一套适合吸附剂运送的，安全，稳定，生产效率高的斗式提升机，介绍了该设备的结构、原理及性能特点。 关键词：斗式提升机；链式 Abstract：This paper satisfiedof transport function of having deodorizes function equipment ,In the analysis of existing bucket elevator on the basis of advantages and disadvantages，The research developed a set of bucket elevator that is safety，stabilize and efficient，Introduced this system structure，the principle and the Performance characteristics. Keyword：Bucket elevator, Chain 目录 1.绪论 (1) . 斗式提升机发展的历史背景 (1) . 斗式提升机国内外研究现状和发展趋势 (1) 斗式提升机国内外研究现状 (1) 发展趋势 (2) . 斗式提升机的工作原理 (3) 斗式提升机分类 (3) 斗式提升机的装载和卸载 (3) 常用斗提机选用及相关计算 (4) 斗式提升机的主要部件 (6) 斗式提升机的工作原理 (7) 2.设计方案拟定 (9) 3.TH250斗式提升机主要参数确定及主要结构设计 (10) . 提升功率的确定 (10) . 电动机选择 (11) . 减速机选择 (11) . 驱动轴设计及附件的选择 (11) 轴的材料及热处理 (11) 轴的结构设计 (11) 轴的强度校核计算 (13) 驱动链轮键的设计校核 (14) . 联轴器的选择 (15) . 提升机主要参数的计算 (16) . 头部罩壳的选材及连接 (17) . 中部区段的设计选材 (18) 4.设计总结 (19)
基于PLC的矿井提升机控制系统的设计 2010-7-12 16:30:00徐成毅供稿 1 引言 目前，我国绝大部分矿井提升机（超过70% ）采用传统的交流提升机电控系统（tkd-a为代表）。tkd控制系统是由继电器逻辑电路、大型空气接触器、测速发电机等组成的有触点控制系统。经过多年的发展，tkd-a系列提升机电控系统虽然已经形成了自己的特点，然而其不足之处也显而易见，它的电气线路过于复杂化，系统中间继电器、电气接点、电气联线多，造成提升机因电气故障停车事故不断发生。采用plc技术的新型电控系统都已较成功的应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。 2 总体设计方案 基于plc技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图1所示，要由以下5部分组成：高压主电路（包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源）、主控plc电路、提升行程检测与显示电路、提升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。 图1 矿井交流提升机电控系统框图 工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向
前推离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向（或反向）极端位置，主控plc通过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接入全部转子电阻启动，然后依次切除8段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转编码器跟随主电动机转动，输出2列a/b相脉冲，分别接到主控plc的高速计数器hsc0的a/b 相脉冲输入端，由主控plc根据a/b脉冲的相位关系，自动确定hsc0的加、减计数方式。根据hsc0的计数值，就可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的a相脉冲，主控plc进行加计数。根据hsc1在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。 3 硬件设计 3.1 提升机主回路部分设计 主回路用于供给提升电动机电源，实现失压、过流保护，控制电机的转向和调节转速。主回路由高压开关柜、高压换向器的常开触头、动力制动接触器的常开主触头、动力制动电源装置、提升电动机、电机转子电阻、加速接触器的常开主触头（1jc～8jc）和装在司机操作台上的指示电流表和电压表等组成。系统原理图如图2所示。
基于 PLC 的矿井提升机控制系统设计
2010-2-9 20:25:00 来源：
1 引言目前，我国绝大部分矿井提升机（超过 70% ）采用传统的交流提升机电控系统（tkd-a 为代 表）。tkd 控制系统是由继电器逻辑电路、大型空气接触器、测速发电机等组成的有触点控制系统。经 过多年的发展，tkd-a 系列提升机电控系统虽然已经形成了自己的特点，然而其不足之处也显而易见， 它的电气线路过于复杂化，系统中间继电器、电气接点、电气联线多，造成提升机因电气故障停车事 故不断发生。采用 plc 技术的新型电控系统都已较成功的应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经 验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。2 总体设计方案基于 plc 技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图 1 所示，要由以下 5 部分组成：高压主电路 （包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源）、主控 plc 电路、提升行程检测与显示电路、提 升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。
图 1 矿井交流提升机电控系统 框图 工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向前推 离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向（或反向）极端位置，主控 plc 通 过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接入全部转子电阻启 动，然后依次切除 8 段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转 编码器跟随主电动机转动，输出 2 列 a/b 相脉冲，分别接到主控 plc 的高速计数器 hsc0 的 a/b 相脉冲输 入端，由主控 plc 根据 a/b 脉冲的相位关系，自动确定 hsc0 的加、减计数方式。根据 hsc0 的计数值，就 可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的 a 相脉冲，主控 plc 进行加计数。根据 hsc1 在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。 3 硬件设计 3.1 提升机主回路部分设计主回路用于供给提升电动机电源，实现失压、过流保护，控制电机的转向和 调节转速。主回路由高压开关柜、高压换向器的常开触头、动力制动接触器的常开主触头、动力制动 电源装置、提升电动机、电机转子电阻、加速接触器的常开主触头（1jc～8jc）和装在司机操作台上的 指示电流表和电压表等组成。系统原理图如图 2 所示。
毕业设计说明书 TH200环链斗式提升机设计 专业过程装与控制工程 学生朝晨 班级B装备122 学号1210104210 指导教师周博
完成日期2016年6月3日 TH200环链斗式提升机设计 摘要：斗式提升机在我国由50年的发展历史了，本说明书主要从斗式提升机的驱动部分和紧部分分析研究斗式提升机，驱动部分主要由发动机、减速器以及大小链轮组成，在本设计的附录中有图纸有专门的图纸参考；紧部分的原理是杠杆原理，紧杆一端连接紧架，一段挂着坠重箱，中间部分连接尾轴装置，通过增加或者减少坠重箱的重量达到紧作用。本说明说会通过解析斗式提升机的工作原理和基本结构性质研究斗式提升机，会运用到三维图像进行研究。关键词：斗式提升机；坠重箱；工作原理；三维图像
Design of TH200 Ring chain hoist ABSTRACT：Bucket elevator in China from nearly 50 years of development history,This specification is mainly from the drive part of the bucket elevator and the tension part analysis and research of the bucket elevator.The driving part is mainly composed of an engine, a reducer and chain wheels.In the appendix of this design, there are drawings with special reference to the drawing.The principle of tension part is the lever principle.One end of the tension rod is connected with a tension frame, and a segment of the hanging heavy box is connected with the tail shaft device.By increasing or decreasing the weight of the heavy box to reach the tensioning effect.This note said that through the analysis of the working principle and basic structure of the bucket elevator.Will be applied to the study of three-dimensional images. Keywords:Bucket elevator;Drop weight box;Working principle;Three dimensional image.
毕业设计矿井提升 机图
目录 前言4 1、绪论5 1.1矿井提升机的任务及其地位5 1.2矿井提升机的发展历程9 1.2.1缠绕式提升机的发展状况9 1.2.2各个系列提升机的主要特点9 1.3矿井提升机的类型和工作原理12 1.3.1矿井提升机的类型及其组成部分的特点12 1.3.2矿井提升机的工作原理10 2提升机的选型和计算20 2.1.1罐笼选择20 2.1.2钢丝绳设计及选择21 2.1.3提升机的选用21 2.2提升机的运动学计算22 2.2.1选择加减速度22 2.2.2速度各参数的计算22 2.3提升动力学计算23
2.3.1预选电动机23 2.3.2提升系统的变位质量23 2.3.3力图的计算24 3提升机减速器的设计25 3.1减速器的作用25 3.2减速器的国内外现状25 3.3减速器的总体设计27 3.3.1拟定传动方案27 3.3.2电机选型28 3.3.3传动装置的总传动比及其分配28 3.3.4计算传动装置的运动和动力参数28 3.4齿轮设计29 3.4.1高速级齿轮设计29 3.4.2低速级齿轮设计33 3.5轴的设计37 3.5.1减速器高速轴1的设计37 3.5.2中间轴2的设计41 3.5.3低速级轴3的设计42
4提升机制动装置的结构设计44 4.1矿井提升机制动装置的功用及类型44 4.1.1制动装置的功用44 4.1.2制动装置的类型45 4.1.3制动系统的要求45 4.2制动装置的有关规定和要求46 4.3制动器的主要类型47 4.3.1块闸制动器47 4.3.2综合式制动器49 4.3.3盘式制动器50 4.4液压盘式制动器的结构和工作原理51 4.4.1液压盘式制动器的结构51 4.4.2液压盘式制动器的工作原理52 4.5盘式制动器的设计计算53 4.5.1盘式制动器工作时所需制动力53 4.5.2每副闸应有的制动力矩55 4.6盘式制动器的调整和维护55 4.6.1闸瓦间隙的调整55
目录 前言 (1) 2 本课题介绍及设计理论 (2) 2.1概述 (2) 2.2 斗式提升机的工作原理 (2) 2.2.1斗式提升机分类 (2) 2.2.2斗式提升机的装载和卸载 (2) 2.2.3常用斗提机选用及相关计算 (3) 2.2.4斗式提升机的主要部件 (5) 2.2.5斗式 (6) 3. 提升机主要参数确定及主要结构设计 (8) 3.1 提升功率的确定 (8) 3.2 电动机选择 (9) 3.3 减速机选择 (9) 3.4驱动轴设计及附件的选择 (9) 3.4.1轴的材料及热处理 (9) 3.4.2 轴的结构设计 (9) 3.4.3 轴的强度校核计算 (10) 3.4.4 轴承选用 (12) 3.4.5键的设计校核 (13) 3.5联轴器的选择 (13) 3.6驱动链轮的结构设计 (15) 3.7提升机主要参数的计算 (15) 3.8头部罩壳的选材及连接 (16) 3.9中部区段的设计选材 (16) 3.10料斗与环链的设计 (17) 4结论 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21) 附录 (22) 1
1前言 斗式提升机广泛用于垂直输送各种散状物料，国内斗提机的设计制造技术是50年代由前苏联引进的,直到80年代几乎没有大的发展。自80年代以后,随着国家改革开放和经济发展的需要,一些大型及重点工程项目从国外引进了一定数量的斗提机,从而促进了国内斗提机技术的发展。有关斗提机的部颁标准JB3926—85及按此标准设计的TD、TH及TB系列斗提机的相继问世,使我国斗提机技术水平向前迈了一大步, 但由于产品设计、原材料、加工工艺和制造水平等方面的原因,使产品在实际使用中技术性能、传递扭矩、寿命、可靠性和噪声等与国际先进水平相比仍存在相当大的差距。 斗式提升机按牵引形式主要分为胶带式、圆环链式和板链式三种,因经济条件、技术水平及使用习惯等原因,国内用户对圆环链式和胶带式斗提机需求量较大,这两种斗提机的技术发展受到较多的关注,而且有较为明显的发展。TH型是一种圆环链斗式提升机，采用混合式或重力卸料，挖取式装料。牵引件用优质合金钢高度圆环链。中部机壳分单、双通道两种形式为机内重锤箱恒力自动张紧。链轮采用可换轮缘组合式结构。使用寿命长，轮缘更换工作简便。下部采用重力自动张紧装置，能保持恒定的张紧力，避免打滑或脱链，同时料斗遇到偶然因素引起的卡壳现象时有一定的容让性，能够有效地保护下部轴等部件。该斗式提升机适用于输送堆积密度小于1.5t/m3易于掏取的粉状、粒状、小块状的底磨琢性物料。如煤、水泥、碎石、砂子、化肥、粮食等。TH型斗式提升机用于各种散状物料的垂直输送。适用于输送粉状、粒状、小块状物料，物料温度在250℃以下。 2
（冶金行业）毕业设计矿井提升机的选型设计
毕业设计（论文） （说明书） 题目： 姓名： 学号： 平顶山工业职业技术学院 年月日 平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）任务书
姓名 专业班级 任务下达日期年月日 设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目： 指导教师 系（部）主任 年月日
平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）答辩委员会记录 系专业，学生于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。 设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。 答辩委员会人，出席人 答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员：，，，，，。
平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）评语 第页 共页 毕业设计（论文）及答辩评语： 矿井提升机的选型设计
前言 矿井提升需要用壹些专用的提升设备，主要有提升容器，提升钢丝绳，提升机，井架，装卸载设备以及壹些辅助设备。矿井提升设备是矿山较复杂而庞大的几点设备，它不仅承担无聊的提升和下放任务，同时仍上下人员。矿井运输是煤炭生产过程的壹部分，煤炭的井工生产中，运输线路长，巷道条件多种多样，运输若不畅通，采掘工作就无法继续进行，井工生产的煤矿运输作业，包括从工作面到矿井地面的煤炭运输和辅助运输，辅助运输包括矸石、材料、设备和人员运输。本次毕业设计主要对中型矿井生产所用的运输设备以及固定机械设备的选型及电气控制进行的壹次合理选择。选择系统配套附件，根据各设备外形尺寸及安装要求，且考虑其运行条件，最终确定提升机房的布置图。 毕业设计，作为毕业前夕壹次综合性训练，是对我们所学理论知识的壹次总结、检验和完善。通过这次设计，对我们所学理论知识和生产实践相结合有很大帮助。对于培养分析问题和解决问题的能力以及融会贯通和巩固发展所学知识也受益非浅；我们要较系统的了解矿用提升设备和排水设备在设计中的各个环节，包括从总体选型原则，从煤的开采、运输，及提升设备的选型、校核以及强度计算和经济合理性等等。 且通过这壹实践，开阔了思维，丰富了知识，为我们即将做上工作岗位打下了良好的基础，能够说，毕业设计是壹次难得的锻炼机会。毕业设计是壹个重要的教学环节，通过毕业实习使我们了解到壹些实际和理论之间的差异。在各位老师及有关技术人员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决问题的能力，把我们所学的课本知识和具体实践结合起来，真正达到学为所用。 矿井提升机是矿山的大型固定设备之壹，是联系井下和地面的主要运输工具。矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地面才有实际应用价值。废石的提升，工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作来完成。 提升设备的安全运行，不仅直接影响整个矿井生产，而且涉及人身安全。随着工业进步以及对人的价值的更加重视，矿井提升设备的安全可靠性已经成为提升设备设计思想的重要内容。
第1章绪论 1.1沥青混凝土搅拌设备概述 沥青混凝土搅拌设备是生产各种沥青混合料的机械装置，适用于公路、城市道路、机场、码头、停车场、货场等工程部门。沥青混泥土设备的功能是将不同粒径的骨料和填料按规定的比例掺和在一起，用沥青作结合料，在规定的温度下拌和成均匀的混合料。常用的沥青混合料有沥青混凝土、沥青碎石、沥青砂等。沥青混凝土搅拌设备是沥青路面施工的关键设备之一，其性能直接影响到所铺筑的沥青路面的质量。 1.2国内外水平及发发展方向 沥青混凝土搅拌设备在国外有着很久的历史，是在本世纪初就已问世。经过长期的发展，特别是随着电子技术的日益完善以及计算机技术和信息处理技术的突飞猛进，沥青混凝土搅拌设备在发达国家已经达到很高的技术水平，并仍在不断改进，产品更新换代较快。 1.2.1沥青混凝土搅拌设备的发展水平 (1)生产能力系列化目前，国际市场沥青混凝土搅拌设备型号规格十分齐全，有小时产量几吨的小型设备，也有小时产量上千吨的大型设备，使用较多的是350t/h以下的各种中小型设备。但是，随着沥青混凝土材料的商品化，间歇强制式搅拌设备生产能力最高已达700t/h连续滚筒式搅拌设备能力最高可达1200t/h. (2)技术性能先进化为适应工程对于产品的质量的需要，为满足社会对于节能、环保的要求，设备的各项技术指标越来越高。目前骨料和粉料的计量精度间歇强制式搅拌设备达1%；沥青计量精度间歇强制式搅拌设备达0.33%，连续滚筒式搅拌设备达0.5%热效率可达80%-85%；粉尘控制量都可控制在50mg/m3以内。 (3)控制操作自动化不论是间歇式还是连续滚筒式搅拌设备，其控制系统均采用计算机管理，并设置微机程序与手动相结合的控制方式；设备的工艺流程可在显示器屏幕上模拟显示，且具有故障自动诊断报警功能；有生产过程中的各种数据显示打印功能。另外，还可储存大量的级配配方，以供需要时更换。 1.2.2沥青混凝土搅拌设备的发展方向
毕业设计（论文） 题目：矿井提升机设计 姓名：饶祖文 2015年9月20日
摘要 毕业设计是培训学生综合运用本专业所学的理论和专业知识，用来分析和解决实际问题的能力的重要教学环节，对三年所学知识的复习与巩固。同样，也促使了同学们之间的相互探讨，相互学习。因此，我们必须认真、谨慎、塌实、一步一步的完成设计，给我们三年的学习生涯画上一个圆满的句号。 毕业设计是一个重要的教学环节，通过毕业实习使我们了解到一些实际与理论之间的差异。通过毕业设计，不仅可以巩固专业知识为以后的工作打下坚实的基础，而且还可以培养和熟练地使用资料、运用工具书的能力，在各位老师及有关技术人员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决问题的能力，把我们所学的课本知识与实践相结合起来，起到温故而知新的作用。在毕业设计过程中，我们要较系统地了解矿井提升设计中的每一个环节，包括从总体设计原则。本次设计综合三年所学的专业课程，以《设计任务书》的指导思想为中心，参照有关资料，有计划、有头绪、有逻辑地把这次设计搞好！ 由于时间仓促，再加上所学知识有限，设计中，难免出现错误或不当之处，恳请各位教师给予一定的批评和建议，我表示非常感激，并诚恳地接受，以便将来在不断的商讨和探索中，有更好的改进，以便在今后的人生道路上，不断完善。
目录 第1章绪论 (1) 1.1国内外提升机的研究状况 (1) 1.2课题研究的目的和意义 (4) 1.3本论文承担的任务 (8) 1.4小结 (10) 第2章矿井提升机的组成及分类 (11) 2.1科技名词定义 (11) 2.2矿井提升机的组成 (11) 2.3矿井提升机的分类 (11) 第3章矿井提升机的制动装置与安全装置 (13) 3.1矿井提升机的制动装置 (13) 3.1.1制动装置的组成及种类 (13) 3.1.2制动装置的作用 (13) 3.1.3《煤矿安全规程》对制动力矩的规定 (13) 3.1.4制动装置的有关规定 (14) 3.2矿井提升机的安全保护装置 (14) 3.2.1提升机机房的管理 (15) 3.2.2设备电气火灾的预防措施 (14) 3.2.3提升机机房的保安措施 (16) 3.2.4井下提升机电控制室对风量和温度的具体要求 (16) 3.2.5斜井（巷）提升，常用的跑车防护装置及设施类型 (16) 第4章提升机调速控制系统硬件实现 (17) 4.1引言 (17) 4.2提升机电控系统总体结构 (17) 4.3提升机电控制系统变频器的选择 (18) 4.4变频控制部分设计 (19) 4.4.1变频调速主系统设计 (19) 4.4.2变频器外电路设计 (21) 4.5PLC 控制部分设计 (25) 4.5.1基本控制功能 (25) 4.5.2位置检测电路 (28) 4.6硬件调速控制系统保护措施 (29) 4.6.1调速控制系统抗干扰处理 (30) 4.7小结 (33) 第5章提升机调速控制系统软件实现 (31)
1滚筒的设计 滚筒的作用主要是通过一外啮合圆柱齿轮传动，通过主轴把减速器箱 传递给它的转速和转矩转化成绕在它上面的钢丝绳的线速度，以提升和下放物体。 1.1 滚筒有关尺寸的计算 1. 计算滚筒直径 由 式 D vi n d π60= 则 m n vi D d 32.1980 14.31875.36060=???==π 2. 验算滚筒直径 mm d mm D 10005.1280801320=?=≥= 故D=1320mm 合适 3. 计算滚筒宽度 ))(330(επ+++=d D H B mm 780)35.12)(31320 30210(=++?+=π 式中， H ——主井提升高度 X Z S H H H H ++= m 2161416180=++= ε———钢丝绳缠在滚筒上时，两绳圈之间间隙，取 mm 3=ε 1.2 滚筒的结构设计 矿井提升机的滚筒是缠绕钢丝绳的，并且承受钢丝绳的拉力所造成的各种载荷的主要部件和传递动力的元件。滚筒一般由三部分组成，即筒壳、
法兰盘（支轮）和支环。筒壳是滚筒最基本和最薄弱的元件，是滚筒的主要承载部分。其宽度一般为mm 10，本次设计中取为mm ~ mm20 30.支环的作用是增加滚筒的稳定性。筒壳和支轮的材料为Mn 16钢板。矿井提升机的运转实践证明，木衬对筒壳能起到一定的保护作用，故设计时在筒壳外装有木衬。但木衬对筒壳的保护只有在筒壳的形状比较规则，没有发生较大的变形，并且合适的木材制作木衬（现常用柞木、水曲柳或榆木等制作），使木衬与筒壳能各处均匀严密接触的情况下才是有效的，故，在安装提升机时，要求筒壳的外形是比较规则的圆柱体，木衬用上述木材制作，并按规定车制绳沟。装设木衬时，应使木衬衬条在长度方向上与筒壳均匀严密的接触，木衬衬条之间的缝隙应尽量予以消除。在使用过程中当木衬已经磨损时，应及时予以更换。 木衬每块的长度与滚筒宽度相等，即为780mm，每块的宽度为适宜于制造起见，不超过mm 150，每块的厚度应不少于钢丝绳直径的两倍， ~ 200 一般为100mm左右，取为80mm。固定滚筒木衬的螺钉头应沉入木衬厚度三分之一以上，当全部木衬固定完以后，应用木塞沾胶水将螺钉孔塞死，并须用木楔将木衬缝添满。使用中的木衬，当因磨损使螺钉头的沉入深度尚存10mm时，即应重新更换。筒木衬必须刻制绳槽， 则沟槽深度 ? .0= 35 = = dmm mm A7.0 2 35 .0 d——钢丝直径 两相邻沟槽的中心矩 )3 ~ + = 2(= ~ 4( mm mm d t)5 取mm = t5.4 由于筒壳是一个处于负荷不断变化和复杂应力状态下的壳体，故筒壳的结构设计应保证滚筒的各个部分有足够的强度和刚度，并应尽量使各部