單繩纏繞式礦井提升機設計說明書

1、<p><b>　　1. 概述</b></p><p>　　1.1礦井提升機的介紹</p><p>　　礦山生產(chǎn)的全過程離不開礦山運輸和提升工作。因此，運輸和提升工作的好壞直接關系到礦山生產(chǎn)能否正常高效進行。如果說運輸線路是礦山生產(chǎn)的動脈，那提升設備則是其咽喉，可見其重要性和必要性。提升機是聯(lián)系井下和地面的主要運輸工具，礦井提升工作是整個采礦工程中的重要環(huán)

2、節(jié)。從地下采出的煤炭、礦石必須提升至地面才有實際應用價值。廢石的提升、工作人員、材料及設備的升降等都要靠提升工作來完成。礦井提升機是礦井提升設備中的動力部分，由電動機、減速器、主軸裝置、制動裝置、深度指示器、電控系統(tǒng)和操縱臺等組成。根據(jù)提升機工作原理和結(jié)構(gòu)的不同，礦井提升機分類如圖1-1。[16]</p><p>　　圖1-1礦井提升機分類</p><p>　　我國目前廣泛使用的有單繩纏繞

3、式雙圓柱卷筒提升機和多繩摩擦式提升機兩種。</p><p>　　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)。較常見的有[17]：</p><p>　?、咆Q井單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng)；</p><p>　?、曝Q井單繩纏繞式罐籠提升系統(tǒng)；</p><p>　?、秦Q井多繩摩擦式箕斗提升系統(tǒng)；</p

4、><p>　?、蓉Q井多繩摩擦式罐籠提升系統(tǒng)；</p><p>　?、尚本诽嵘到y(tǒng)；</p><p><b>　?、市本囂嵘到y(tǒng)</b></p><p>　　1.2礦井提升機生產(chǎn)過程簡介</p><p>　　礦井提升機是沿井筒提運礦石和廢石、升降人員、下放材料和工具的設備。提升容器有罐籠和箕斗。

5、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。斜井箕斗分為翻轉(zhuǎn)式和后壁卸載式兩種。罐籠可用來提升礦石、人員、材料與設備等，但是箕斗不能用來提升人員。不同類型礦井提升機的工作方式和工作環(huán)境各有所相同，但其根本的工作原理是相似的，礦井提升機提升原理示意圖如圖1-2所示：</p><p>　　通過滾筒或齒輪的旋轉(zhuǎn)帶動皮帶或

6、鏈條升降，從而實現(xiàn)箕斗或罐籠的升降，在井下和地面之間往復運動，進行對煤和人員、貨物的運輸。[11]</p><p>　　圖1-2礦井提升機提升原理示意圖</p><p>　　1.3 礦井提升的特點</p><p><b>　　安全性</b></p><p>　　所謂安全性，就是不能發(fā)生突然事故。由于礦井提升設備在礦山生產(chǎn)

7、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。因此各國都對礦井提升設備提出了極嚴格的要求。在我國這些規(guī)定包括在《煤礦安全規(guī)程》只中。</p><p><b>　　可靠性</b></p><p>　　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。礦井提升設備所擔負的任務十分艱巨，不僅每年要把數(shù)十萬噸到數(shù)百萬噸的煤

8、炭和礦石從井下提升到地面，而且還要完成其他輔助工作。一個年產(chǎn)150萬噸的礦井，停產(chǎn)一天就要損失大約20萬元。因此礦井提升機至少要服務二十年以上而不需大修。</p><p><b>　　經(jīng)濟性</b></p><p>　　礦井提升設備是礦山大型設備之一，功率大，耗電多，大型礦井提升機的功率超過1000KW。因此礦井提升設備的造價以及運轉(zhuǎn)費用，也就成為影響礦井生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟

9、指標的重要因素之一。</p><p>　　1.4 礦井提升機系統(tǒng)現(xiàn)狀</p><p>　　礦井提升機作為礦山企業(yè)的關鍵機電設備，對于礦山的高效，安全生產(chǎn)與經(jīng)濟的運營有極其重要的作用，他不僅裝機容量大，是礦山的主要耗電大戶，而且他作為一個典型的位勢力矩負載，要求其拖動電動機在其機械特性的四個象限內(nèi)頻繁周期性地進行啟動，制動和方向運行。對其在運行過程中的加速度，減速度以及個運行階段的行程和最后

10、的停車位置都有精確的要求和嚴格的限制，因為提升機始終是電力拖動與控制的典型應用裝置和研究對象，正確處理好礦井提升機的系統(tǒng)極其自動化問題，對保證礦井的生產(chǎn)，安全和效益具有重要意義。</p><p>　　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。對于這種控制方式主要有以下幾點優(yōu)點：硬件結(jié)構(gòu)簡單，故障點少，可靠性高；

11、可控進度高，工作穩(wěn)定性好；故障自診斷能力強，大大的降低了使用維護成本；具有較高的可購置性，擴展方便，運行靈活性高。這種提升機控制方式在近幾年都在普及，然后由于個別廠家壓縮成本，而在保護方面出現(xiàn)了偷工減料的現(xiàn)象，導致安全隱患的存在。</p><p>　　首先第一個隱患就是，測速環(huán)節(jié)，好多廠家都是用霍爾傳感器，好一點的用增量編碼器，這種測速方式誤差大，受現(xiàn)場環(huán)境大，測速不準確，因此保護就不完全，這個測速環(huán)節(jié)必須用測速

12、發(fā)電機，這樣在PLC的程序才能更好的做到與速度有關的保護。</p><p>　　第二隱患就是過分依賴變頻器，提升機是煤礦企業(yè)的核心設備，而變頻器是提升機的核心設備，直接關系生命安全，變頻器對環(huán)境要求高，而現(xiàn)在煤炭企業(yè)的現(xiàn)場環(huán)境差是不容忽視的，運營時間長的不免對變頻器造成損害，變頻器故障，這樣就導致了提升機的癱瘓。</p><p>　　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:<

13、;/p><p>　　1、提升設備的安全保護裝置不全。目前礦山使用的提升設備，其安全保護裝置普遍不全，其原因主要有：</p><p>　?。?）礦山企業(yè)的機電管理人員普遍反映，不知道按規(guī)定究竟需要安裝哪些安全保護裝置； </p><p>　?。?）部分提升設備購置時就未配全保護裝置（如：普遍缺少深度指示器失效保護裝置 ）；</p><p>　?。?

14、）部分礦山企業(yè)因種種原因有意甩開保護裝置（拆除或斷線），導致該項保護裝置不起作用。 </p><p>　　2、設備長期帶病運行。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。這些小型礦山，不知如何維護設備。比較嚴重的問題有：安全保護裝置不起作用，形同虛設；保險閘損壞不及時修復；斜井提升井口不裝阻車器；聲光信號裝

15、置不全；實際提升荷載長期超設備設計能力；斜井人車沒有進行定期維護和檢驗，手動落閘無法實現(xiàn)等，存在嚴重的安全隱患。 </p><p>　　3、帶式制動礦用提升絞車廣泛用于小型礦山的主提升。近幾年的檢驗中發(fā)現(xiàn)，小型金屬非金屬地下礦山企業(yè)普遍采用帶式制動礦用提升絞車用于礦山主提升。此外，有不少企業(yè)采用卷筒直徑≤Φ0.8m的小絞車用于礦山主提升，使用的設備種類五花八門，有調(diào)度絞車、建筑卷揚機、電控卷揚機、運輸絞車等， 這

16、些設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)難以符合標準要求（標準規(guī)定：用于斜井專門升降物料時不得超過3層）。更令人擔憂的是，甚至有些礦山將這樣的設備用于豎井提升。 </p><p>　　4、老設備未進行技術(shù)改造。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

17、在使用后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)存在一些結(jié)構(gòu)性缺陷。如強度不夠（由于該產(chǎn)品卷筒結(jié)構(gòu)為薄壁強支結(jié)構(gòu)）、制動力矩較小、制動可靠性低等，時至今日，這類提升機有一部分已報廢，有一部分已經(jīng)改造，但也還有一部分未經(jīng)任何改造依然在礦山使用。 </p><p>　　1.5 礦井提升機的發(fā)展趨勢 </p><p>　　近幾十年來，隨著各種新技術(shù)在礦用提升設備上的運用，提升設備的結(jié)構(gòu)、制動方式和自動控制等方面都有了很大的改進

18、，總的發(fā)展趨勢為[14 15]：</p><p>　　1、礦井提升機在總體上向大負載、高速度、大型化方向發(fā)展。為了確保提升設備無事故運行，在提升設備有可能出事故的各個重要環(huán)節(jié)上，設有各種檢測、控制、保護裝置。為了提高生產(chǎn)效率，消除操作上的人為因素，在提升設備上配備全自動運行控制裝置。</p><p>　　2、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

19、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。 </p><p>　　3、提升設備電氣控制技術(shù)發(fā)展迅速。</p><p>　　目前，直流提升系統(tǒng)已經(jīng)向直流整流裝置+編碼測速技術(shù)+PLC+PLC獨立保護+工業(yè)電視+計算機監(jiān)控+網(wǎng)絡的方向發(fā)展；交流提升系統(tǒng)是向變頻技術(shù)+編碼測速技術(shù)+PLC+PLC獨立保護+工業(yè)電視+計算機監(jiān)控+網(wǎng)絡的方向

20、發(fā)展；電氣控制技術(shù)的發(fā)展使提升機的控制更加自動化，各種保護功能更加齊全，操作更簡單，有效地提高了提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全可靠性。</p><p>　　2 常見提升機的簡介</p><p>　　2.1 纏繞式、摩擦式提升機的工作原理</p><p>　　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。</p>

21、<p>　　2.1.1單繩纏繞式提升機的工作原理</p><p>　　纏繞式提升機的主要部件有主軸、卷筒主軸承調(diào)繩離合器、減速器、深度指示器和制動器。示意圖如圖2-1所示。[13]</p><p>　　圖2-1纏繞式礦井提升機</p><p>　　單繩纏繞式提升機是較早出現(xiàn)的一種類型，工作原理比較簡單，就是將鋼絲繩的一端固定在提升機的卷筒上，另一端繞過井架

22、上的天輪與提升容器相連接，利用兩個卷筒上鋼絲繩的纏繞方向的不同，當提升機轉(zhuǎn)動時，使兩個容器一個上升一個下降，以完成提升任務，這種提升機在我國礦山中廣泛使用。按卷筒數(shù)目的不同，有單筒及雙筒提升機兩種。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。將兩種卷筒做成這樣的目的，是為了在需要調(diào)繩及更換提升水平時，兩個卷筒可以有相對運動。單卷筒提升機只有一

23、個卷筒，一般用于單鉤提升，但是如果在單卷筒上固定兩根鋼絲繩，且其纏繞方向相反，也可作雙鉤提升，這時，由于一根鋼絲繩自卷筒上松放，另一根則向卷筒上纏繞，卷筒表面得到了充分利用，所以單卷筒提升機相對于雙卷筒提升機來說，質(zhì)量和體積都小很多。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。</p><

24、p>　　2.1.2多繩摩擦式提升機的工作原理</p><p>　　多繩摩擦式提升機的主要部件有主軸、主導輪、主軸承、車槽裝置、減速器、深度指示器、制動裝置及導向輪。由于使用了數(shù)根鋼絲繩代替一根鋼絲繩，鋼絲繩的直徑變小，摩擦輪雖變?yōu)槟Σ镣玻ㄒ喾Q主導輪）而稍有加寬，但其直徑亦變小。由于多繩不易在同一時間內(nèi)斷裂，故較為安全，多繩摩擦式提升機的結(jié)構(gòu)圖示如圖2-2。[13]</p><p>　

25、　圖2-2多繩摩擦式礦井提升機</p><p>　　由于開采深度的增加，需要纏在卷筒上的提升鋼絲繩變長，因而礦井提升機的卷筒寬度加大，這帶來了一系列問題，如提升機主軸太長、繩弦偏角太大、機器加重而使轉(zhuǎn)動慣量加大等。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。與卷筒纏繞式相比，摩擦輪的寬度顯著地變窄了，同時由于跨度變小，提升機主軸的直徑與長度均有所降

26、低，結(jié)果顯著地減輕了機器的重力，而且由于回轉(zhuǎn)力矩的減少，亦將降低提升電動機的容量。</p><p>　　多繩摩擦提升設備的布置方式可分為塔式和落地式兩類。其提升系統(tǒng)示意圖如圖2-3和2-4所示。</p><p>　　多繩摩擦提升機的結(jié)構(gòu)特點是與它的動力傳遞原理以及安裝特點密切相關的。即由于它是靠摩擦力來傳遞動力的，它必須有較高摩擦系數(shù)的襯墊，為了保持幾根繩的繩槽處的深淺相同，即各繩的摩擦半

27、徑相同，需設切槽裝置，為了補償鋼絲繩蠕動或滑動對深度指示器指示位置的影響，設置了深度指示器自動調(diào)零裝置，為了在使用圓尾繩時尾繩可以松捻而避免打結(jié)，在罐籠底部下方設有尾繩懸掛裝置。摩擦提升依靠襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來傳遞動力，因此其工作可靠性就在于提升鋼絲繩與安在主導輪上的摩擦襯墊之間是否產(chǎn)生滑動，即是否有足夠的摩擦力。</p><p>　　2.2 纏繞式、摩擦式提升機的特點、存在的問題以及解決的方法</p

28、><p>　　2.2.1. 纏繞式提升機的特點、缺點以及問題的解決</p><p>　　纏繞式提升機最大的特點是其結(jié)構(gòu)及工作原理十分簡單，就是利用鋼絲繩的纏繞方向的不同來實現(xiàn)物料的提升。但是，正是因為其結(jié)構(gòu)、工作原理簡單也導致其存在以下很多的問題和不足。</p><p>　　(1)纏繞式提升機只能應用于淺井或中等深度的礦井中。這是因為在深井及大終端載荷時鋼絲繩和提升卷筒

29、容繩面積要求太大，這導致了提升機體積龐大，質(zhì)量激增，使提升機的提升高度受到滾筒容繩量的限制，不適用于深井提升。</p><p>　　(2)單繩纏繞式提升機的載荷由單根鋼絲繩承擔，因此單繩纏繞式提升機的鋼絲繩直徑往往很大。</p><p>　　(3)纏繞式提升機的鋼絲繩纏繞在卷筒上，因此其卷筒直徑比較大，這就使其回轉(zhuǎn)力矩比較大，這就使纏繞式提升機的質(zhì)量比較大，從而使電動機的容量和耗電量也增大

30、，所以提升機的效率比較低。</p><p>　　(4)卷筒的直徑比較大，這就使提升機的提升速度受到了限制，因此電動機的轉(zhuǎn)速也比較低，減速器比較大。</p><p>　　(5)纏繞式提升機的鋼絲繩是纏繞在卷筒上，因此鋼絲繩的彎曲次數(shù)比較多，這就導致鋼絲繩的工作條件比較差，鋼絲繩的壽命降低。</p><p>　　(6)單繩纏繞式提升機是用單根鋼絲繩提升容器，因此容器在提

31、升過程中會發(fā)生轉(zhuǎn)動，這就使提升容器的罐耳和罐道發(fā)生摩擦，產(chǎn)生摩擦阻力。</p><p>　　(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。</p><p>　　纏繞式提升機存在的一些問題是可以通過改變其結(jié)構(gòu)而解決的。例如：單繩纏繞式提升機的鋼絲繩直徑過大；單繩纏繞式提升機的提升容器的轉(zhuǎn)動；單繩纏繞式提升機的安全性比較低。這些都是由于提升是靠單根鋼絲繩承載造成的，要解決這

32、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。而另一些解決不了的問題就要靠改變提升機的工作原理，采用摩擦式提升機來解決了。[11]</p><p>　　2.2.2. 摩擦式提升機的特點、缺點以及問題的解決</p><p>　　多繩摩擦式提升機與單繩纏繞式提升機比較其主要優(yōu)點：</p><p>　　(1)提升高度不受滾筒容繩量的限制，適用于深井提升。<

33、/p><p>　　(2)載荷是由數(shù)根鋼絲繩承擔，故鋼絲繩直徑較相同載荷下單繩提升小。</p><p>　　(3)摩擦輪直徑顯著減小。</p><p>　　(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降低，設備的效率提高。</p><p>　　(

34、5)摩擦輪直徑較小，在相同提升速度下，可以使用轉(zhuǎn)速較高的電動機和較小的減速器。</p><p>　　(6)鋼絲繩是搭放在摩擦輪上，減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)，改善了鋼絲繩的工作條件。</p><p>　　(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。</p><p>　　(8)數(shù)根鋼絲繩同時承受載

35、荷，提升工作的安全性大為提高，數(shù)根鋼絲繩被同時拉斷的可能性極小，因此可以不再使用防墜器，從而減少了提升容器的質(zhì)量。</p><p>　　雖然多繩摩擦提升機解決了單繩纏繞式提升機存在的一些問題，但是多繩摩擦提升機自身也存在一定的缺陷與不足。</p><p>　　(1)數(shù)根鋼絲繩的懸掛、更換、調(diào)整、維護檢修工作復雜，而且有一根鋼絲繩損壞需要更換時，為保持各鋼絲繩具有相同的工作條件，往往需要更換

36、所有的鋼絲繩。</p><p>　　(2)因不能調(diào)節(jié)繩長，故雙鉤提升工作不適用于多水平提升。</p><p>　　(3)當井深超過1700m時，鋼絲繩與容器在連接處的應力波動的較大，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。</p><p>　　要解決多繩摩擦式提升機鋼絲繩的懸掛、更換等檢修復雜、不適用于多水平提升、不宜用于超深井提升這些問題，不是單靠改

37、變提升機的結(jié)構(gòu)能夠解決的。多繩摩擦式提升機本身的原理是利用多根鋼絲繩和摩擦襯墊的摩擦力來傳動的，因此要解決多繩摩擦式提升機的這些問題就必須改變其工作原理，因此這些問題并不是摩擦式提升機自身可以解決的。[11]</p><p>　　3 礦井提升機的設計選型計算</p><p>　　3.1 設計背景和依據(jù)</p><p><b>　　1.設計背景:</

38、b></p><p>　　山西天泰和瑞煤業(yè)有限公司位于澤州縣下村鎮(zhèn)北約3Km處，行政區(qū)隸屬下村鎮(zhèn)管轄，其地理坐標為北緯~，東經(jīng)~112。</p><p>　　井田面積1.244Km，井田內(nèi)穩(wěn)定可采煤層為山西組的3號煤層及太原組的15號煤層。含煤地層總厚137.55m，煤層平均總厚12.82m，含煤系數(shù)9.32%。礦井3號煤層探明經(jīng)濟基礎儲量為9263Kt，15號煤層經(jīng)濟基礎儲量為10

39、35Kt。3號煤為中灰、特低硫、高熱值無煙煤，具有一定市場競爭力。</p><p>　　礦井布置主力井、副立井、回風立井三個井筒。主力井圓形斷面，凈直徑5.5m，垂深283m，凈斷面積23.75m。主力井設計為擔負礦井的原煤提升任務，兼做為礦井的進風井和一個安全出口。</p><p><b>　　2.設計依據(jù):</b></p><p>　　1)

40、礦井年產(chǎn)量：An=45萬噸</p><p>　　2)工作制度：年工作日330天，日工作小時16h</p><p>　　3)井筒深度：=283m</p><p>　　4)裝載高度：Hz=20m</p><p>　　5)卸載高度：Hx=18m</p><p>　　6)煤的松散密度：=0.95</p><

41、p>　　7)礦井電壓：3000v、6000v</p><p>　　8)主井提升方式：雙箕斗,井底設煤倉，定量自動裝載</p><p>　　3.2 豎井提升容器的選擇</p><p>　　3.2.1 提升容器的比較及其應用范圍</p><p>　　提升容器主要是底卸式箕斗和普通罐籠?；返膬?yōu)點是：質(zhì)量輕，所需井筒斷面積小，裝卸載可自動化，

42、且時間短，提升能力大?；返娜秉c是：井底及井口需要設置煤倉和裝卸載設備，只能提升煤炭，不能升降人員、設備和材料，井架較高，需要另設一套輔助提升設備。</p><p>　　罐籠的優(yōu)點是：井底及井口不需設置煤倉，可以提升煤炭、矸石，下放材料，升降人員和設備，井架較矮，有利于煤炭分類運輸，罐籠的缺點是：質(zhì)量大，所需井筒斷面積大，裝卸載不能自動化，而且時間較長，生產(chǎn)效率較低。 </p><p>　

43、　選擇箕斗還是選擇罐籠，需要根據(jù)多方面的技術(shù)、經(jīng)濟指標來確定。 </p><p>　　3.2.2 主井箕斗規(guī)格的選擇</p><p>　　進行提升設備選型設計時，礦井年產(chǎn)量An和礦井深度Hs為已知條件。當提升容器的類型確定后，還要選擇容器的規(guī)格。在提升任務確定之后，選擇提升容器的規(guī)格有兩種情況：一是選擇較大規(guī)格的容器，一次提升量較大，則提升次數(shù)少。這樣，因為一次提升量較大，所需的提升鋼絲繩

44、直徑和提升機直徑較大，因而初期投資較多。但提升次數(shù)較少，運轉(zhuǎn)費用較少。二是選擇較小規(guī)格的容器，情況和上述的相反，因而初期投資較少，而運轉(zhuǎn)費用則較多。那么，應該如何選擇提升容器的規(guī)格才是合理的呢?其原則是：一次合理提升量應該使得初期投資費和運轉(zhuǎn)費的加權(quán)平均總和最小。為了確定一次合理提升量，從而選擇標準的提升容器，可按以下步驟計算： [8]</p><p>　　(1)確定合理的經(jīng)濟速度Vj 與一次合理提升量相對應的

45、，有一個合理的經(jīng)濟速度。經(jīng)研究證明，合理的經(jīng)濟速度Vj 可用下式計算[10]： </p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　H為提升高度，H=Hz+Hs+Hx;</p><p>　　Hz為裝載的高度，根據(jù)設計任務書Hz=20m;&

46、lt;/p><p>　　Hs為礦井的深度，根據(jù)設計任務書Hs=283m;</p><p>　　Hx為卸載高度，根據(jù)設計任務書Hx=18m;</p><p>　　H=Hz+Hs+Hx=20+283+18=321m</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　=（0.3~0.5）=5.

47、37~8.95 m/s</p><p>　　取Vj=6.6 m/s</p><p>　　(2)估算一次提升循環(huán)時間</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：a為提升加速度，取a=0.5m/s2；</p><p>　　μ為箕斗低速爬行時間，取μ=15s；</p

48、><p>　　θ為箕斗裝卸載休止時間，一般取θ=8s。</p><p>　　=321/6.6+6.6/0.5+15+8=84.8s</p><p>　　計算小時提升量As </p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　式中：</b></p&g

49、t;<p>　　C為提升不均衡系數(shù)，有井底煤倉時C=1.1~1.15，無井底煤倉時取C=1.2，根據(jù)設計背景，本礦井有井底煤倉，因此取C=1.12。</p><p>　　An為礦井設計年產(chǎn)量,根據(jù)設計任務書An=45萬噸。</p><p>　　af為提升富裕系數(shù)，取af=1.2。</p><p>　　ts為提升設備每天工作小時數(shù)，根據(jù)設計任務書ts=1

50、6h。</p><p>　　br為提升設備每年工作日數(shù)，根據(jù)設計任務書取br=330天。</p><p>　　=1.12×1.2×450000/（330×16）=114.55 t/h</p><p>　　(4)計算小時提升次數(shù)ns </p><p>　?。ù危?（3-4）</

51、p><p>　　=3600/84.8=42.45 次， 取ns=42次。</p><p>　　(5)計算一次合理提升量</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　=114.55/42=2.73 t</p><p>　　根據(jù)式（3-5）求出的一次合理提升量，查表3-1選取與相等

52、或接近的標準箕斗，其名義裝載量可以大于或小于。在不加大提升機滾筒直徑的條件下，應盡量選用大容量箕斗，以較底的速度運行，降低能耗，減少運轉(zhuǎn)費用。</p><p>　　表3-1箕斗規(guī)格型號</p><p>　　查表3-1，選用JLS-3型箕斗，其參數(shù)見上圖。</p><p>　　計算一次實際提升量 </p><p>　　選取標準箕斗后，根據(jù)所

53、選箕斗的有效容積和煤的松散容重計算一次實際升量Q</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中：γ為煤的松散容重，V為標準箕斗的有效容積。</p><p>　　=0.95×3.3=3.135t</p><p>　　設置井下裝載系統(tǒng)，使用給煤機配用3t定重容器裝載。所以箕斗每次實際提升

54、量Q=3t。</p><p>　　3.3 提升鋼絲繩的選擇計算</p><p>　　3.3.1鋼絲繩的分類</p><p>　　按結(jié)構(gòu)分類：分為點接觸鋼絲繩、線接觸鋼絲繩、面接觸鋼絲繩、多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩、異型股鋼絲繩（三角股、扇形股、橢圓形股和扁平形）、滿充式鋼絲繩、涂塑鋼絲繩等。</p><p>　　按繩芯分類：天然纖維芯鋼絲繩、合成纖維

55、芯鋼絲繩、 金屬繩芯鋼絲繩、金屬股芯鋼絲繩。 </p><p>　　按用途分類：可分為一般用途鋼絲繩、重要用途鋼絲繩。</p><p>　　3.3.2鋼絲繩的標示</p><p>　　表面：光面鋼絲繩用NAT表示，鍍鋅鋼絲繩用 ZBB、ZAB、ZAA表示。</p><p>　　繩芯：纖維芯用FC表示（其中天然纖維芯用NF表示，合成纖維芯用SF

56、表示，如：聚丙烯用PP表示，聚乙烯用PE表示）。金屬繩芯用IWR表示，金屬股芯用IWS表示。</p><p>　　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。</p><p>　　繩股：圓股不用代號標記。 “V”表示三角股；“Ｑ”表示橢圓股；“T”表示面接觸鋼絲繩；“S”表示西魯式鋼絲繩；“W”表示瓦林吞式鋼絲繩；“SW”表示西魯—瓦林吞式鋼絲繩；“FI”填充式鋼絲

57、繩；</p><p>　　鋼絲繩強度：1570、1670、1770、1960等等</p><p><b>　　鋼絲繩完整表示方法</b></p><p>　　18 NAT 6×19S+FC 1770 ZS GB/T20118-2006</p><p>　　產(chǎn)品執(zhí)行標準（一般用途）</p

58、><p>　　鋼絲繩捻向（右交互捻）</p><p>　　公稱鋼絲抗拉強度（MPa）</p><p>　　鋼絲繩結(jié)構(gòu)（西魯式、麻芯）</p><p>　　鋼絲繩表面狀態(tài)（光面）</p><p><b>　　鋼絲繩公稱直徑</b></p><p>　　3.3.3鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇&l

59、t;/p><p>　　1、對于單繩纏繞式提升，一般宜選用光面右同向捻、斷面形狀為圓形股或三角股、接觸形式為點或線接觸的鋼絲繩；對于礦井淋水大、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。</p><p>　　2、在磨損嚴重的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；斜井竄車提升時，宜采用交互捻鋼絲繩。</p><p>　　3、對

60、于多繩摩擦提升，一般應選用鍍鋅、同向捻（左右各半）的鋼絲繩，斷面形狀最好是三角股。</p><p>　　4、罐道繩最好用半密封鋼絲繩或三角股繩，表面光滑，比較耐磨。</p><p>　　3.3.4單繩纏繞式(無尾繩)立井提升鋼絲繩選擇計算 </p><p>　　提升鋼絲繩的選擇計算是提升設備造型設計中的關鍵環(huán)節(jié)之一。鋼絲繩在運轉(zhuǎn)中受有許多應力的作用和各種因素的影響，

61、如靜應力、動應力、彎曲應力、扭轉(zhuǎn)應力和擠壓應力等，磨損和銹蝕也將損害鋼絲繩的性能。綜合考慮以上應力因素的精確計算是很困難的，目前國內(nèi)外都是按靜載荷近似計算的。我國是按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定來設計的，其原則是：鋼絲繩應按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)來進行計算。</p><p>　　安全系數(shù)是指鋼絲繩鋼絲拉斷力的總和與鋼絲繩的計算靜拉力之比。但是應當注意，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

62、證明在此條件下鋼絲繩可以安全運行。</p><p>　　圖3-1所示為一立井單繩提升鋼絲繩計算示意圖。 </p><p>　　鋼絲繩的最大靜拉力作用于A點處，其值為：</p><p><b>　　(式3-7)</b></p><p>　　式中：為鋼絲繩承受的最大計算靜載荷；</p><p>　　為

63、一次提升的有益載荷,Q=3N</p><p>　　為容器重量；=3.8N</p><p><b>　　為鋼絲繩每米重力；</b></p><p>　　為鋼絲繩懸垂長度，=34+283+20=337m；</p><p>　　為井架高度；礦井深度；為容器裝載高</p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》

64、對安全系數(shù)的規(guī)定[5]，必須滿足下式 ：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　ma為新鋼絲繩的安全系數(shù)，其值必須嚴格按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定選取。</p><p>　　S0為鋼絲繩所有鋼絲斷面面積之和，m2</p>

65、;<p>　　σB為鋼絲繩抗拉強度，Pa</p><p>　　一般鋼絲繩的平均比重近似取0.09 N／cm3 ，于是有下式：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中：γ0為鋼絲繩的比重，γ0=9.0×104 N/m3</p><p>　　將式(3-9)代入式(3-

66、8)得：</p><p><b>　　σBP≧</b></p><p><b>　　P(σB-≧</b></p><p>　　（3-10） </p><p>　　代人γ0=9.0×104 N/m3的值后，得出選擇每米鋼絲繩重的公式為：</p>

67、<p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　查表3-2，鋼絲繩的抗拉強度σB數(shù)值有</p><p>　　表3-2 鋼絲繩的抗拉強度σB</p><p><b>　　表3-3-1</b></p><p>　　取σB=1770MPa</p><p>

68、;　　表3-3 鋼絲繩安全系數(shù)ma最低值[5]</p><p>　　本次設計的為專為升降物料提升裝置，因此ma=6.5</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　=23.4 N/m=234 kg/100m</p><p>　　根據(jù)計算結(jié)果查圖3-2選取鋼絲繩型號[1]</p><p

69、><b>　　圖3-2鋼絲繩型號</b></p><p>　　選取直徑為30mm，天然纖維芯鋼絲繩，抗拉強度為1770MPa，其型號表示為：30 NAT 6×19S+FC 1770 Z GB/T20118-2006</p><p>　　由于實際所選鋼絲繩的γ0不一定是0.09 N／cm3，因此所選繩是否滿足安全系數(shù)的要求必須按實際所選每米繩重按下式進行

70、驗算，即所選繩的實際安全系數(shù)為：</p><p><b>　　（3-12）</b></p><p>　　式中Qq為所選鋼絲繩全部鋼絲破斷拉力總和，查上表得525KN</p><p>　　為一次提升的有益載荷,Q=3N</p><p>　　為容器重量；=3.8N</p><p>　　PHC=337&

71、#215;332×10÷100=11188.4N</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　=＞6.5 </p><p>　　經(jīng)驗算所選鋼絲繩在安全規(guī)程規(guī)定值內(nèi)，是可以使用的。選用合格。</p><p>　　3.4 天輪選擇計算</p><p&

72、gt;　　天輪安裝在井架上，作支撐，供礦井提升時支拖提升機卷筒到提升容器之間，引導鋼絲繩轉(zhuǎn)向之用。繩槽帶塑襯或膠塊，增加鋼絲繩的使用壽命。[6]</p><p><b>　　3.4.1天輪分類</b></p><p>　　①立井天輪，②鑿井天輪，③游動輪。</p><p><b>　　3.4.2天輪結(jié)構(gòu)</b></p

73、><p>　　直徑4000mm時，采用模壓鉚接結(jié)構(gòu)；</p><p>　　直徑3500mm時，采用模壓焊接結(jié)構(gòu)；</p><p>　　直徑小于3000mm時，采用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)。</p><p>　　天輪輪緣的結(jié)構(gòu)對鋼絲繩的使用壽命有一定影響，應盡量減輕輪緣的重量。</p><p>　　3.4.3天輪工作原理</p&g

74、t;<p>　　1)立井天輪及鑿井天輪的輪體只作旋轉(zhuǎn)運動。</p><p>　　2)立井天輪主要用于立井提升及斜井箕提升。</p><p>　　3)鑿井天輪用于立井鑿時懸吊吊盤及穩(wěn)繩。</p><p>　　4)游動天輪的輪體除作旋轉(zhuǎn)運動外，還可以軸向移動，主要適用于串車提升。</p><p>　　3.4.4立井天輪基本尺寸<

75、;/p><p>　　立井天輪基本尺寸見圖3-3</p><p>　　圖3-3天輪基本尺寸</p><p>　　3.4.5天輪的選型計算</p><p>　　天輪安裝在井架上，作為提升鋼絲繩的支撐、導向之用。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，天輪直徑需按下面條件確定。[5]</p><p>　　≥80d

76、 （3-13）</p><p>　　并且應滿足 ≥1200 （3-14）</p><p>　　式中d為鋼絲繩直徑，d=30mm</p><p>　　為鋼絲繩中最粗鋼絲直徑=2mm</p><p>　　則 ≥80d=80×30=2400mm</p><p&

77、gt;　　≥1200=1200×2=2400mm</p><p>　　查圖3-3選用TLG 2500/17的天輪。</p><p><b>　　天輪特征表</b></p><p>　　3.5 提升機的選型計算</p><p>　　選擇提升機的主要參數(shù)有：卷簡直徑D；卷筒寬度B;提升機最大靜張力Fjmax及最大靜

78、張力差Fjc。其中卷筒直徑D為選擇提升機規(guī)格型號的依據(jù)；其他三個參數(shù)為校核參數(shù)</p><p>　　選擇提升機卷筒直徑的主要原則是：使鋼絲繩在卷筒上纏繞時所產(chǎn)生的彎曲應力不要過大，以保證提升鋼絲繩具有一定的承載能力和使用壽命。理論與實踐已證明，繞經(jīng)卷筒和天輪的鋼絲繩，其彎曲應力的大小及其疲勞壽命取決于卷筒與鋼絲繩直徑的比值。</p><p>　　3.5.1提升機的表示方法</p>

79、;<p>　　2 J K B — □ × □ □ □ </p><p><b>　　改進序號</b></p><p>　　補充特征（變頻調(diào)速為P，直流調(diào)速為Z，開關磁阻為D，電阻調(diào)速不注）</p><p>　　卷筒寬度，單位為米（m）</p><p>　　卷筒直徑，單位為米（m）

80、</p><p>　　隔爆型（非隔爆型不注）</p><p><b>　　礦井提升機</b></p><p><b>　　卷揚機類</b></p><p><b>　　雙卷筒（單筒不注）</b></p><p>　　示例1：卷筒直徑為3m、寬度為2.2

81、m，采用非隔爆型電阻調(diào)速的單卷筒單繩纏繞式礦井提升機的產(chǎn)品型號為：JK-3×2.2。</p><p>　　3.5.2提升機的計算[3]</p><p>　　圖3-4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，彎曲應力愈??；在相同卷簡直徑條件下，繩徑愈小，彎曲應力愈小，即比值D／d愈大，彎曲應力愈小。 </p>&l

82、t;p>　　圖3-5所示為在不同的D／d彎曲條件下，鋼絲繩試驗載荷與其耐久性的關系。由圖3-3可知，在試驗載荷相同時，D／d愈大，鋼絲繩所能承受的反復彎曲次數(shù)愈多，疲勞壽命愈長。 </p><p>　　對于安裝在地面的提升機，其直徑與鋼絲繩直徑的關系如下： </p><p><b>　　(3-15)</b></p><p><b&g

83、t;　　(3-16)</b></p><p>　　式中：D′為提升機卷筒直徑；</p><p>　　d為提升鋼絲繩直徑,d=30mm；</p><p>　　δ為提升鋼絲繩中最粗鋼絲繩直徑,δ=2mm</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　≥80d=80

84、5;30=2400mm</p><p>　　≥1200=1200×2=2400mm</p><p>　　表3-3 JK礦井提升機型號參數(shù)表</p><p>　　查表3-3，初步選用2JK-2.5×1.2型號的提升機，其卷筒直徑為2.5m，寬度為1.2m。</p><p>　　選定了標準卷筒后，根據(jù)實際需要在卷筒上纏繞的鋼絲

85、繩長度來計算卷筒的實際寬度B’。在提升機卷筒上應容納以下幾部分鋼絲繩：</p><p>　　(1)提升高度H，m。</p><p>　　提升鋼絲繩試驗長度，規(guī)定每半年剁繩頭一次，每次剁掉5 m，按提升鋼絲繩的使用壽命為三年計，則試驗長度為30 m。</p><p>　　(3)為了減少鋼絲繩在卷筒上固定處的拉力，鋼絲繩在卷筒上松繩時，不能全部松放，應在卷筒表面保留三圈

86、摩擦圈，則卷筒的實際容繩寬度B'為： </p><p><b>　　(3-17)</b></p><p>　　式中：H為提升高度，H=321m</p><p>　　D為提升機卷筒直徑，D=3m</p><p>　　d為提升鋼絲繩直徑，d=0.03m</p><p>　　ε為提升鋼絲繩繩圈間

87、的間隙，一般為2-3mm，卷筒直徑較大時，取大值取ε=3mm</p><p><b>　　=﹥1.2m</b></p><p>　　B′< B，則所選提升機能滿足寬度要求。如果B′>B，若提升機用于有升降人員的豎井副井提升，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，鋼絲繩在卷筒上只能纏繞一層。若提升機用于豎井主井提升，當提升鋼絲繩在卷筒上作單層纏繞時，當B′>B。根

88、據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：豎井主井提升的提升鋼絲繩可在卷筒上纏兩層。而本設計為主井豎井的提升，因此可以選用兩層纏繞方式。另一方面，根據(jù)上表提升機的參數(shù)情況可知：本礦井提升的高度為321m，如做單層纏繞時不能滿足提升高度要求。因此選用雙層纏繞方式。作雙層纏繞時，提升鋼絲纏在卷筒上的實際纏繞寬度B'可按下式</p><p><b>　　(3-18)</b></p><p

89、>　　式中：Dp為平均纏繞直徑；</p><p>　　K為纏繞層數(shù)，k=2；</p><p><b>　　n′為錯繩圈數(shù)。</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　為

90、了避免繩圈總在一個地方過渡，每季度要將提升鋼絲繩錯動1／4圈，根據(jù)提升鋼絲繩的使用年限，一般取n'=2～4圈，本次計算取n'=3。</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　=2.5+=2.525m</p><p>　　帶入（3-18）得：</p><p>　　=0.927m＜1.2

91、m</p><p>　　所選2JK-2.5×1.2型號的提升機，其卷筒直徑為2.5m，寬度為1.2m，雙層纏繞，滿足使用要求。</p><p>　　3.5.3提升機強度校驗</p><p>　　為了保證提升機在其設計強度范圍內(nèi)工作，使提升機的工作負荷不超過其設計值，還必須驗算提升工作的最大靜張力Fjmax及最大靜張力差Fjc，使其滿足所選提升機規(guī)定的數(shù)值[

92、Fjmax]和[Fjc]，可按下式計算：</p><p><b>　　(3-20)</b></p><p><b>　　(3-21)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　為一次提升的有益載荷,Q=3N；</p><p>

93、;　　為容器重量，=3.8N；</p><p>　　為提升鋼絲繩單位長度重力，P=33.2N/m；</p><p>　　H為提升高度，H=321m；</p><p>　　提升機最大靜張力[Fjmax]及最大靜張力差[Fjc]在產(chǎn)品規(guī)格表中給出[]=90KN,[]=50KN。</p><p><b>　　所以:</b>&l

94、t;/p><p>　　驗算合格，因此所選提升機卷筒型號滿足使用要求。</p><p>　　3.6 提升機與井筒的相對位置</p><p>　　圖3-6所示為影響纏繞式提升機安裝位置的主要參數(shù)關系圖。圖中：</p><p>　　井架高度：地面至天輪中心線的距離。</p><p>　　弦長Lx：提升機卷筒輪緣至天輪輪緣的距離。

95、</p><p>　　偏角：在繩弦所在平面內(nèi)，從天輪輪緣作垂線使之垂直于井筒中心線，則繩弦與垂線所形成的角度稱之為偏角。下繩弦與水平線形成仰角β</p><p>　　圖3-6 影響提升機安裝位置的主要參數(shù)關系圖</p><p>　　3.6.1鋼絲繩弦長Lx及偏角</p><p>　　在提升過程中，弦長、偏角是變化的，且相互制約。為了防止運轉(zhuǎn)時

96、鋼絲繩跳出天輪邊緣，Lx不宜過大。Lx過大時，繩的振動幅度也增大。因此將弦長Lx限制在60m以內(nèi)。由圖3-6可以看出，上、下兩條繩弦長度不相等，但在計算中，近似地認為卷中心至天輪中心的距離即為弦長。</p><p>　　由圖3-6可見，當右鉤提升即將開始時，右鉤鋼絲繩形成最大外偏角，左鉤鋼絲繩形成最大內(nèi)偏角，當左鉤提升即將開始時，左鉤鋼絲繩形成最大外偏角，右鉤形成最大內(nèi)偏角。</p><p&g

97、t;　　限制偏角的原因及具體規(guī)定是：</p><p>　?。?）偏角過大將加劇鋼絲繩與天輪輪緣的磨損，降低了鋼絲繩的使用壽命，嚴重時有可能發(fā)生斷繩事故。因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，內(nèi)外偏角應小于。[5] </p><p>　　（2）某些情況下，當鋼絲繩纏向卷筒時，發(fā)生“咬繩”現(xiàn)象。由圖3-7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”。有時，

98、雖然內(nèi)偏角并不是很大，但由于卷筒上繩圈間隙較小、鋼絲繩直徑d較大或卷筒直徑D較大也會“咬繩”?！耙ЮK”加劇了鋼絲繩的磨損。</p><p>　　圖3-8提升機在不同ε，d及D時避免“咬繩”的內(nèi)偏角的允許角度曲線</p><p>　　由圖3-6可以看出，外偏角與弦長L的關系式為：[4]</p><p><b>　?。?-22）</b></p

99、><p><b>　　式中：</b></p><p>　　B為卷筒寬度，B=1.2m；</p><p>　　S為兩天輪中心距，查箕斗型號參數(shù)表，中心距S=1.83m；</p><p>　　a為兩卷筒之間的距離，查提升機型號參數(shù)表，a=0.09m；</p><p>　　上式中：若取Lx較小，能超過最大允

100、許值，應以《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的最大允許值帶入上式，求出相應的最小弦長。[4]</p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　?。?-23）</b></p><p>　　內(nèi)偏角與弦長Lx的關系為：</p><p>　　= （3-24）</p><

101、;p>　　式中：H為提升高度；</p><p>　　30為鋼絲繩試驗長度；</p><p><b>　　3為摩擦圈數(shù)；</b></p><p><b>　　查圖3-8可得。</b></p><p>　　上式中分子中跨弧一項代表提升終了時，卷筒表面未纏繩部分的寬度。</p><

102、;p>　　同理，以最大允許角度代入上式，可求出相應的。</p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　　（3-25）</b></p><p>　　要特別指出的是：上式應同時滿足前述兩個規(guī)定。</p><p>　　選擇L和中的大值，定位最小弦長L。若求出的L已超60m，設法

103、解決。若僅由于“咬繩”致使過小以致L過大時，可以根據(jù)具體情況，適當增大或采取其他措施，提高以降低L。</p><p>　　顯然，式（3-25）是適用于單層纏繞的。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。故一般不再考慮“咬繩”問題。多層纏繞時，的計算公式應為[4]：</p><p><b>　?。?-26）</b></p><

104、p><b>　　則=35.6m</b></p><p><b>　　初步取Lx=45m</b></p><p>　　把Lx=45m帶入（3-22）得到外偏角=0.3°﹤1.5°</p><p>　　把Lx=45m帶入（3-24）得到內(nèi)偏角=0.02°﹤1.5°</p>

105、;<p>　　3.6.2井架高度Hj,及井筒提升中心線至卷筒中心線距離Ls</p><p>　　在Lx已知的情況下，為了求出Ls，可先計算井架高度。</p><p>　　圖3-6可知，應由下列各部分組成：</p><p>　　=+++0.75 （3-27）</p><p>　　式中：為卸載高度，=18

106、m；</p><p>　　為容器全高，從容器規(guī)格中查得=7.78m</p><p><b>　　為過卷高度；</b></p><p>　　為天輪半徑，=1.25m。</p><p>　　表3-4立井提升裝置過卷高度和過放距離[5]</p><p>　　本礦井設計提升速度為6.6m/s，因此采用差值

107、法計算求得對應的過卷高度=7.025m。</p><p>　　式中最后一項0.75是一段附加距離，因為從容器連接裝置上繩頭與天輪輪緣的接觸點到天輪中線約為0.75。</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　=+++0.75=18+7.78+7.025+0.75×1.25=33.74m</p><

108、;p><b>　　取=34m</b></p><p>　　一般均將按式（3-27）的計算值圓整成整數(shù)值。不能將任意降低。因為降低實質(zhì)上是減少了過卷高度。為了節(jié)省鋼材不必任意加大值。</p><p>　　井筒提升中心線至卷筒中心距離L應按下式確定：</p><p>　　= （3-28）</p>&l

109、t;p><b>　　式中：</b></p><p>　　為卷筒中心線至井口水平的高度，一般取1.5-2m。</p><p><b>　　==32.4m</b></p><p>　　對于需要在井筒與提升機房之間安裝井架斜撐的礦井，對上述L值按下式檢驗：</p><p>　　=0.6+D+3.5

110、 (3-29)</p><p>　　一般來說，根據(jù)（3-28）所確定的值能滿足式（3-29）要求。若有特殊情況，可按照式（3-29）加大，這時偏角將稍有降低。</p><p>　　3.6.3下繩弦與水平線夾角</p><p>　　仰角的大小影響著提升機主軸受力情況。JK型提升機主軸設計時，是以下出繩角為15考慮的，若<15

111、,鋼絲繩有可能與提升機基礎接觸。大了鋼絲繩的磨損。對于JK型提升機，應按下式計算出值：</p><p>　　=actan （3-30）</p><p><b>　　49.4</b></p><p>　　位置圖見下圖3-6-4</p><p>　　圖3-9提升設備布置圖</p><p

112、>　　3.7 電動機的選擇</p><p><b>　　估算電動機功率</b></p><p><b>　?。?-31）</b></p><p>　　式中：為礦井提升的標準提升速度，=6.6m/s</p><p>　　為減速器傳動效率，?。?.9</p><p>　　為

113、電動機容量備用系數(shù)，＝1.1~1.2，取=1.1</p><p>　　為提升機工作時的靜張力差，=40.66KN</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　=328kw</b></p><p>　　查電機型號，選用Y450-10型電機，參數(shù)如下：</p>

114、<p>　　3.8 減速器的選擇</p><p>　　礦井提升機的負荷類型是屬于中等沖擊、中等應力，正、反向運轉(zhuǎn)，起動、制動非常頻繁(一般情況下，一個小時起動30～60次)，起動時的負荷一般是正常工作的1.5～2倍。礦井提升機的特點決定了所配用的減速器具有載荷大，起動頻繁，制動力矩大，要求雙向工作等特點，所以齒輪要有足夠的接觸強度和彎曲強度。對于井塔式提升機所配用的減速器不僅要求足夠的承載能力，而且還要

115、求體積小，重量輕，振動小等。礦井提升機齒輪減速器負荷性質(zhì)屬于低速重載，因此要求有良好的潤滑、冷卻條件，大多數(shù)都采用稀油循環(huán)潤滑。礦井提升機齒輪減速器主要用于礦山，也可用于冶金、水泥、建材能源等行業(yè)工作條件類似的機械設備中。礦機提升機常用減速機-ZHLR型圓弧齒輪減速機。[9]</p><p><b>　　傳動比的計算</b></p><p><b>　　（3

116、-32）</b></p><p>　　式中：D為卷動直徑，D=2.5m</p><p>　　n為電動機額定轉(zhuǎn)速，n=593r/min</p><p>　　為提升標準速度，=6.6m/s</p><p><b>　　==11.76</b></p><p>　　查減速器產(chǎn)品型號圖3-10。

117、</p><p>　　圖3-10減速器產(chǎn)品型號</p><p>　　選擇ZHLR-130K</p><p>　　型號含義：ZHLR-130K </p><p>　　Z：圓柱齒輪；H：圓弧齒面；L：兩級傳動；</p><p>　　R：人字齒輪；130：輸出軸與輸入軸之間距離1300mm</p><p&

118、gt;<b>　　3.9 聯(lián)軸器</b></p><p>　　減速器輸入軸與電機的聯(lián)軸器，主電動機與減速器高速軸采用蛇形彈簧聯(lián)軸器，此種聯(lián)軸器能減少機器運轉(zhuǎn)時的沖擊。</p><p>　　驅(qū)動減速器的轉(zhuǎn)速n=593r/min，功率p=355KW，減速器輸入軸傳遞的理論轉(zhuǎn)矩和計算轉(zhuǎn)矩分別為：[10]</p><p><b>　　（3-3

119、2）</b></p><p>　　其中為電動機驅(qū)動系數(shù)，取1；</p><p><b>　　為溫度系數(shù)，取1；</b></p><p>　　為運轉(zhuǎn)時間系數(shù)，取1；</p><p>　　K為工況系數(shù)，因為裝載不均與，取1.1；</p><p>　　因此選用AMS16型蛇形彈簧聯(lián)軸器，其公

120、稱轉(zhuǎn)矩T=8000,大于計算轉(zhuǎn)矩，符合使用要求。</p><p>　　卷筒主軸與減速器低速軸之間用齒輪聯(lián)軸器，此種聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩并能補償兩軸安裝時的微量不同心軸度。</p><p>　　驅(qū)動主軸的轉(zhuǎn)速n=52r/min，功率p=355KW，減速器輸出軸傳遞的理論轉(zhuǎn)矩和計算轉(zhuǎn)矩分別為：</p><p>　　因此選用GⅡCL14齒輪聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩T=112000,大