礦井提升機畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　礦井提升機是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人員、下放材料的大型機械設備。它是礦山井下生產系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐,故要求具有很高的安全性,其成本和耗電量也比較高。因此本次在礦井提升機選型設計中, 主要是根據(jù)所給參數(shù)確定礦井提升設備，包括選擇提升容器、鋼絲繩、提升機、卷筒及校核提升能力,并經過多方面的技術經濟比較,結合礦井的

2、具體條件,做到設計切合實際。保證提升機的選型及其運轉兩個方面都是合理的, 最終確定具有經濟安全合適的提升系統(tǒng)。本次在對主要部件主軸裝置的設計計算中,采用計算主軸上的正常載荷,根據(jù)其分別求出軸上的彎矩、扭矩及其相應的力，校核軸危險斷面的安全系數(shù)及剛度。并對零部件軸、切向鍵、齒輪進行校核，充分保證了各部件設計的合理性，盡可能地確定經濟合理的最優(yōu)設計方案。</p><p>　　關鍵詞：礦井提升機 選型設計 主軸裝

3、置設計</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Mine Hoist is along the shaft upgrade coal, coal, movements, a large delegation of material mechanical equipment. It is underground mine product

4、ion systems and the ground industry square connected to the hub, it requires high security, costs and power consumption is relatively high. So this in the mine hoist type design, the main according to the parameters of m

5、ine to upgrade equipment, including the option of upgrading containers, rope, hoist, and checking drum capacity and the result of techni</p><p>　　Key words: Mine Hoist Spindle in Design strength of Calc

6、ulation</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1多繩摩擦式礦井提升機在國內外的發(fā)展現(xiàn)</p><p>　　多繩摩擦式礦井提升機隨著科學技術的發(fā)展，其增長速度很快，使用范圍也日益增多，不僅立井使用，國外在斜井或露天斜坡也在使用，例如，聯(lián)邦德國米爾斯露天礦，1954年在斜坡上使用了單箕斗四繩提升機，

7、采用封閉式鋼絲繩，直徑為32mm。又如，奧地利Wodzyki礦井是斜井，1960年以前就使用了雙繩摩擦式礦井提升機，井筒傾角是24度，斜長1138m，串車提升，繩速8m/s，提升6輛煤車和2輛矸石車，有效負荷13.56t，為了防止鋼絲繩在主導輪上產生滑動，在井底尾繩環(huán)處安裝種錘拉緊的導向輪。國內是使用的多繩摩擦式提升機也日益增多，1960年第一臺多繩摩擦式提升機投入運行以來，大量的這種提升機在我國安裝運行。</p><

8、;p>　　目前，國外多繩摩擦式礦井提升機的發(fā)展方向是：發(fā)展落地式和斜井多繩摩擦式提升機，研究其用于特淺井、盲井的可能性，以擴大起使用范圍；采用新結構，以減小機器的外形尺寸和重量；實現(xiàn)自動化和遙控，以提高工作的可靠性和生產效率，以適應深礦井和大生產量的需求多年來；大量采用先進的拖動、控制系統(tǒng)，甚至是全液壓型等。</p><p>　　隨著礦井開采深度不斷加深和采用集中提升方式，多繩摩擦式礦井提升機有較大的發(fā)展前

9、途。并為此探索具有耐磨性好、摩擦系數(shù)高的摩擦襯墊材料。新結構的多繩纏繞式礦井提升機開始在一些國家使用，它對提升高度大的深井開采有重要意義；采用液壓馬達代替電動機的防爆提升機受到重視；氣力提升也正在研究和發(fā)展中。</p><p>　　現(xiàn)在，各國為爭奪用戶市場，開發(fā)了各種形式、規(guī)格的礦井提升機，以適應各國礦井的開采深度，達到高效、低能耗、低成倍的目的。礦井提升機的發(fā)展總趨勢可歸結為：在總體上向大負荷、高速、大型化方向

10、發(fā)展。實用、經濟、高效、可靠的提升機產品是使用者和制造者共同的追求。</p><p>　　1.2 多繩摩擦式礦井提升機在我國的應用情況</p><p>　　我國多繩摩擦式礦井提升機的系列參數(shù)從1960年開始制訂，目前的品種有塔式和落地式；繩數(shù)上有二繩、四繩、六繩；直徑結構已達5.5m；主傳動形式有電動機通過減速器拖動和低速電動機直聯(lián)兩種。我國1958年設計生產了第一臺2m四繩塔式摩擦式礦井

11、提升機，應用在阜新五龍礦。1960年又設計生產了3m四繩摩擦式礦井提升機，在寧夏石嘴山二礦使用。從此我國也開始應用塔式多繩摩擦式礦井提升機。</p><p>　　由于防震的需要，各礦山用戶紛紛要求有落地式多繩摩擦式礦井提升機供貨，所以在1977年利用河南大峪溝因地面面積限制，原設計的雙筒單繩提升機無法安裝的情況下，在無任何落地式多繩摩擦提升機參考資料的情況下，完全依靠自己力量，經5個月的努力和攻關，于1977年1

12、0月，使我國第一臺2m雙繩落地式礦井提升機在我國大峪溝誕生。隨后在1982年洛陽礦山機械研究所設計試制的一臺四繩落地式摩擦礦井提升機在廣東紅工礦運行，1983年由上海冶金礦山機械廠設計生產了3m四繩直流低速的落地式摩擦提升機在我國浙江長廣煤礦應用和鑒定。從此，我國的塔式和落地式多繩摩擦礦井提升機被礦山廣泛采用。</p><p>　　1.3 多繩摩擦式礦井提升機的種類及其結構分析</p><p&

13、gt;　　多繩摩擦式礦井提升機的控制方式有手動、半自動和全自動等幾種。一般將布置在井 筒頂部塔架上的這種提升機稱為塔式多繩摩擦式礦井提升機，塔架高出地面幾十米，在地震區(qū)和地表土層特厚的礦區(qū)建造井塔耗資較大，但塔式的優(yōu)點有：</p><p><b>　　1）緊湊省地；</b></p><p><b>　　2）不需天輪；</b></p>

14、<p>　　3）全部載荷垂直向下，井架穩(wěn)定性良好；</p><p>　　4）可獲得較大圍包角；</p><p>　　5）鋼絲繩不致因無保護地裸露在雨雪之中而影響摩擦系數(shù)及使用壽命。</p><p>　　其缺點是：設備費用比落地式高，因為提升塔比普通井架更為龐大復雜，需要更多的鋼 材。塔式多繩摩擦式礦井提升機又可分為無導向輪系統(tǒng)和有導向輪系統(tǒng)兩種，前者簡單

15、，后者的優(yōu)點是可使提升容器在井筒中的中心距不受摩擦輪直徑的限制，可以減少井筒的斷面，同時可以加大鋼絲繩在摩擦輪上的圍包角，其缺點是使鋼絲繩產生了反向彎曲，直接影響鋼絲繩的使用壽命。因此設計時應盡量不采用導向輪系統(tǒng)。提升機布置在地面的稱為落地摩擦式礦井提升機，這種提升機的提升繩通過井架天輪引入井筒，與容器相連。因落地式可以同時安裝提升井架和提升機，井架高度也低，故這種型式的多繩摩擦式提升機在我國受到重視。</p><p

16、>　　多繩摩擦式礦井提升機主要由電動機、減速器、摩擦輪、制動系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)組成，采用交流或直流電機驅動。采用低速電動機時可不用減速器，電動機直接與卷筒主軸相連，或將電動機轉子裝在卷筒主軸的末端。傳動功率大時，可采用2臺或4臺電動機同時驅動。一臺提升機的總功率已達到11600千瓦。制動系統(tǒng)是保證提升機安全運行的重要裝置。遇緊急情況時，制動系統(tǒng)應通過可調節(jié)制動力矩的液壓系統(tǒng)產生兩級安全制動，以保證提升機及時

17、停車又不產生制動過猛現(xiàn)象。交流電動機驅動的提升機，其制動系統(tǒng)還要具有靈敏的制動力矩可調性能，以準確控制提升機在臨近停車點時的運行速度。</p><p>　　1.4多繩摩擦式礦井提升機的優(yōu)點及其局限性</p><p>　　在國內外，多繩摩擦式提升機得到飛躍發(fā)展，同單繩纏繞式提升機相比，它具備以 下優(yōu)點</p><p>　　1）由于鋼絲繩不是纏繞在卷筒上，所以提升

18、高度不受卷筒容繩量的限制，更適用于深井提升，這是多繩提升機較突出的優(yōu)點。例如瑞典某礦井使用50t箕斗的8繩提升機，提升高度為1300m主導輪的直徑僅為4m，若用單繩纏繞式提升機，則滾筒直徑將達7.2到8m，纏繞寬度將達5到4.5m，鋼絲繩直徑將為80mm，不僅設備重量大，而且設備和鋼絲繩直徑過大，制造和安裝使用維修都較困難。</p><p>　　2）由于提升容器是由數(shù)根鋼絲繩所承擔，提升鋼絲繩直徑就比相同載荷下單

19、繩提升的小，并導致主導輪直徑小，因而在同樣提升載荷下，多繩提升機具有體積小，重量輕，節(jié)省材料，制造容易，安裝和運輸方便等特點。</p><p>　　3）由于多繩摩擦式提升機運動質量小，拖動電動機的容量與耗電量都相應減少。</p><p>　　4）由于多根鋼絲繩提升，幾根鋼絲繩被同時拉斷的可能性極小，因此提高了提升設備的安全性，可不設斷繩保險器（防墜器），這就給使用鋼絲繩罐道礦井提供了有利條

20、件。</p><p>　　5）在卡罐和過卷的情況下，有打滑的可能性，可避免斷繩事故發(fā)生。</p><p>　　6）由于多繩提升機的提升鋼絲繩一般都是偶數(shù)，因而可以用相同數(shù)量的左捻和右捻鋼絲繩，這樣，提升鋼絲繩在運行中產生的阻力就可以相互抵消，從而減輕了提升容器因鋼絲繩扭力而產生對罐道的側向壓力，既降低了運行中的摩擦阻力，又可以減輕罐耳和罐道的單向摩擦，從而延長了罐耳和罐道的使用壽命。<

21、;/p><p>　　7）由于主導輪寬度較小，軸的跨度也小，改善了主軸的負載性能。</p><p>　　8）主導輪上不纏繩，提升鋼絲繩沒有在纏繩時沿軸中心方向上的擠壓力（單繩纏繞式礦井提升機上會受這種力的影響，通常稱之為“咬繩”），而且，由于鋼絲繩承受的動應力和靜應力都低，因而有利于鋼絲繩使用壽命的提高。</p><p>　　但多繩摩擦式礦井提升機也有它的局限性</

22、p><p>　　1）數(shù)根鋼絲繩的懸掛、更換時工作量大，維護檢修、調整工作較復雜。</p><p>　　2）當有一根鋼絲繩損壞而需要更換時，為了保持各鋼絲繩具有相同的工作條件，則需要更換所有的鋼絲繩。</p><p>　　3）因不能調解繩長，故雙鉤提升不能用于幾個中段提升，也不適用于鑿井提升。</p><p>　　4）當?shù)V井很深時（例如超過1200

23、到1500m），鋼絲繩故障較多，故不適用于特別深的礦井提升。</p><p>　　5）由于使用數(shù)根直徑較細的鋼絲繩提升，鋼絲繩的外露總面積增加了，在井筒中受礦井腐蝕氣體侵蝕的面積就相應增加，加之由于鋼絲繩直徑較細，鋼絲繩的繩股中鋼絲直徑也較細，耐磨性也明顯降低，諸因素對鋼絲繩的使用壽命產生了不利的影響。尤其是對于某些礦井的淋水呈酸性，腐蝕性則是影響鋼絲繩使用壽命的重要原因之一。</p><p&

24、gt;　　綜上所述，多繩摩擦式礦井提升機的優(yōu)越性是顯著的，特別是對提升量大的深井，單繩纏繞式提升機是無法比擬的。通過對多繩摩擦式礦井提升機的缺點進行分析，可以發(fā)現(xiàn)，這些缺點是可以克服和減輕的。例如，對于井筒中涌水較大的礦井，除了采取堵水的措施，以減輕對鋼絲繩的銹蝕外，還可以采用鍍鋅鋼絲繩，以提高抗腐蝕性能。另外在運行中還可以定期對鋼絲繩涂以防腐防滑的戈培油，以改善鋼絲繩的工作條件，總之，多繩摩擦式礦井提升機已成為現(xiàn)代提升的發(fā)展方向之一。

25、</p><p>　　1.5多繩摩擦式礦井提升機提升工作原理</p><p>　　摩擦式提升機其特點是靠摩擦輪與鋼絲繩之間的摩擦力傳動。它又可以分為單繩和多繩兩種。近年來多采用多繩摩擦式提升機。摩擦式礦井提升機適用于鑿井以外的各種豎井提升。提升繩搭掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。提升繩的兩端各連接一個容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。為提高經濟效益和安全性，摩擦式礦

26、井提升機采用尾繩平衡提升方式，即配有與提升繩重量相等的尾繩。尾繩兩端分別與兩個容器（或容器和平衡重）的底部連接，形成提升繩-容器-尾繩-容器(或平衡重)-提升繩的封閉環(huán)路。容器處于井筒中的任何位置時，摩擦輪兩側的提升繩和尾繩的重量之和總是相等的。</p><p><b>　　第2章 選型設計</b></p><p><b>　　2.1選型計算依據(jù)</b

27、></p><p>　　2.1.1選型設計的主要內容</p><p><b>　　A 設計依據(jù)</b></p><p>　?。?）礦井年產量An，50萬t/年。</p><p>　?。?）工作制度：即年工作日br，日工作小時數(shù)t?！对O計規(guī)范》規(guī)定: br=300天, t=14h.</p><p&

28、gt;　　（3）礦井開采水平數(shù)1,各水平井深Hs=390m,以及各水平的服務年限;</p><p>　?。?）卸載水平與井口的高差：16m；</p><p>　?。?）裝載水平與井下運輸水平的高差：18m；</p><p>　?。?）煤的散集密度：0.97t/;</p><p>　?。?）提升方式:箕斗；</p><p&g

29、t;　?。?）富裕系數(shù)：=1.2;</p><p>　?。?）不均勻系數(shù)：C=1.15;</p><p><b>　　B 設計的主要內容</b></p><p>　　計算并選擇提升容器;</p><p>　　計算并選擇提升鋼絲繩;</p><p>　　計算滾筒直徑并選擇提升機;</p>

30、<p>　　計算天輪直徑并選擇天輪;</p><p>　　提升機與井筒相對位置的計算;</p><p>　　運動學及動力學計算;</p><p><b>　　電動機功率的驗算;</b></p><p><b>　　計算噸煤電耗及效率</b></p><p>　　

31、2.1.2 提升方式的確定</p><p>　　A 單容器提升與雙容器提升的確定原則</p><p>　?。?） 礦井為多水平時，因多繩提升機無活滾筒，不能用做雙容器多水平提升。因此，當?shù)V井為多水平時，應采用單容器平衡錘提升。單容器平衡錘提升具有使用靈活，兩繩的最大靜張力差較小，改善了防滑條件等優(yōu)點。但提升能力比雙容器提升減少一半，提升電耗比雙容器提升大5%--10%。</p>

32、<p>　　（2） 礦井為單水平時，為充分利用設備能力，一般選用雙容器提升，如防滑條件不能滿足時，可加大容器配重，改善防滑條件。</p><p>　?。?） 對單水平窯籠提升，除上述條件外，尚應考慮準確停車問題，單容器提升是以窯籠到達井上下出車水平作為停車標志，故停車準確度高，雙容器提升是以井下出車水平作為停車標準，而井上窯籠則因鋼絲繩的彈性與結構不同，變形較大，加之不可避免的鋼絲繩蠕動，其停車準確

33、度較差。</p><p><b>　　B 確定提升方式</b></p><p>　　由于本礦是一個年產量50萬噸的中型礦井，提升煤炭及輔助提升工作量均較大，一般均設主副井兩套設備，主井采用箕斗提升煤炭，采用雙箕斗提升方式，副井采用罐籠完成輔助提升。</p><p>　　一般情況下，主井均采用箕斗提升方式，因為，箕斗提升方式能力大，運轉費用較低，

34、在控制上易于實現(xiàn)自動化。</p><p>　　2.1.3 提升容器的選擇</p><p><b>　?。?）提升高度H</b></p><p>　?。?）先確定經濟提升速度為：</p><p>　　=(0.3～0.5) m/s=0.4=8.237m/s</p><p>　?。?）根據(jù)經濟提升速度，

35、估算一次提升循環(huán)時間</p><p><b>　　=79.771s</b></p><p>　?。?）根據(jù)礦井年產量及估算出的一次提升循環(huán)時間，求出一次合理經濟提升量為：</p><p><b>　　=3.64t/次</b></p><p>　?。?）根據(jù)條件選礦車為：MG1.1—6A 1t固定車廂

36、式礦車（注該礦軌道軌距為：600mm）</p><p>　　容積：1.1 自重: 5950N</p><p>　　名義載貨量：10000N 最大載重量：18000N</p><p>　　軌距：600mm 軸距：550mm</p><p><b

37、>　　（6）選擇提升容器</b></p><p>　　由于該井要求年產量50萬噸，屬于中型礦井，提升煤炭及輔助提升工作量均較大，故主井采用箕斗提升。</p><p>　　JDS—4/55*4</p><p>　　J---提煤箕斗 D--立井多繩 S---鋼絲繩罐道 </p><p>　　Y—異側進出車 4—名義載重量

38、 55—每根鋼絲繩懸掛裝置的載荷為55t </p><p><b>　　4—提升鋼絲繩根數(shù)</b></p><p><b>　　具體參數(shù)為：</b></p><p>　　名義載重：40KN 有效容積：4.4 提升鋼絲繩直徑22mm </p&g

39、t;<p>　　箕斗自重65KN 箕斗總高:10900mm 繩間距:200mm</p><p>　　2.2提升鋼絲繩選擇計算</p><p>　　2.2.1 選擇鋼絲繩類型</p><p>　　根據(jù)國內外經驗，由于井筒淋水大，腐蝕嚴重，所以選用鍍鋅鋼絲繩。至于尾繩可選扁繩和多層股不旋轉鋼絲繩，由于扁繩生產率低，價格高，應盡量選用多層股不旋

40、轉鋼絲繩。但其與提升容器的連接裝置應為轉環(huán)式。為了減少提升時容器的扭動，左右捻鋼絲繩數(shù)目應該相等，并相互交錯排列。</p><p>　　2.2.2 主提升鋼絲繩選擇計算</p><p>　　箕斗提升系統(tǒng)：由于箕斗自重小，為了改善防滑條件，有意加大鋼絲繩直徑，一般可按下面方法計算：</p><p>　　圖2--1為豎井多繩提升鋼絲繩計算示意圖：</p>

41、<p><b>　　圖2--1</b></p><p>　　由圖可知，鋼絲繩終端荷重:G=Q+=4000+6500=105000N</p><p>　　鋼絲繩懸垂長度: Hc=Hj+Hs+Hz=32+390+23=445m</p><p><b>　　A 選擇并校核首繩</b></p><p&

42、gt;　?。?）計算首繩單位繩重力</p><p>　　≧==14.96N(注鋼絲繩安全系數(shù)m=7.0提升煤炭)</p><p>　　根據(jù)值，選用6三角股股鋼絲繩，其有關數(shù)據(jù)為：</p><p>　　d=22mm =140kg/mm p=19.37N</p><p>　?。?）驗算安全系數(shù)Ma</p><p>

43、　　Ma===7.84﹥7 </p><p><b>　　所選鋼絲繩合格。</b></p><p><b>　　B 尾繩選擇計算</b></p><p>　　尾繩單位長度重量：==</p><p>　　根據(jù)計算的，自鋼絲繩規(guī)格表中選擇尾繩，因尾繩負荷?。ㄖ回摀旧碜灾兀淇估瓘姸瓤蛇x用，而且

44、不必校驗其安全系數(shù)。</p><p>　　根據(jù)計算數(shù)據(jù)可以選擇尾繩：6股(6+12+12)繩維纖芯，參考重量40.57N，=140Kg/mm,鋼絲繩直徑：32.5mm</p><p>　　2.3多繩摩擦式提升機選擇計算</p><p>　　2.3.1計算主導輪直徑并選擇提升機</p><p>　　根據(jù)<規(guī)程〉規(guī)定：對有導向輪提升系統(tǒng)：D

45、≥100d=100×22=2200mm</p><p>　　根據(jù)計算值選取滾筒直徑為：2250mm</p><p>　　2.3.2計算提升系統(tǒng)最大靜拉力</p><p><b>　　最大靜拉力</b></p><p>　　=Q+Qc+nHc=4000+6500+4×1.937×445=139

46、.4786KN＜210KN</p><p><b>　　最小靜拉力:</b></p><p>　　= F1-Q=13947.86-4000=99.4786KN</p><p><b>　　最大靜拉力差：</b></p><p><b>　　S=40KN</b></p>

47、;<p>　　根據(jù)以上各項計算提升機：</p><p>　　JKM—2.25/4多繩摩擦輪提升機可以使用</p><p>　　2.3.3 確定減速器速比i和電動機轉數(shù)</p><p>　　i=10.5電機轉數(shù)===734.51r/min</p><p>　　選擇最大轉速為750r/min的電機</p><p&

48、gt;　　計算===8.41m/s</p><p>　　根據(jù)以上幾個方面條件選提升機為：JKM—2.25/4/10.5多繩摩擦輪提升機</p><p>　　卷筒：個數(shù)：1，直徑2.25m 鋼繩最大靜張力：210KN</p><p>　　兩根鋼繩最大靜張力差：60KN 最大鋼絲繩直徑：22.5 mm</p><p&g

49、t;　　導向輪變位質量：13.6KN 減速器速比：10.5</p><p>　　電動機轉速（不大于）：750r/min 最大提升速度：11.8 m/s</p><p>　　2.3.4 選擇天輪</p><p>　　天輪直徑為D 取=2m</p><p>　　根據(jù)條件選擇天輪為：TSG</p>

50、<p>　　T—天輪 S—井上 G—滾動軸承</p><p>　　2000—名義直徑 12.5—繩槽半徑</p><p>　　2.3.5 驗算主導輪襯墊比壓：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p

51、><b>　　=12.39kg/</b></p><p>　　其中，=16m，:井塔高度暫取44m</p><p>　　=-=44-16=28m</p><p>　　計算的主導輪襯墊比壓，應小于摩擦襯墊的許用值。即。見表4—1</p><p><b>　　表4—1</b></p>

52、<p>　　選擇摩擦襯墊材料為聚氯乙烯（P.V.C）:=0.2,[]=15 kg/</p><p>　　2.4 提升機與井筒相對位置</p><p>　　2.4.1 井塔高度</p><p>　　如圖5——1所示，為塔式多繩摩擦式提升機井塔高度示意圖。</p><p>　　圖5——1 井塔高度示意圖</p><

53、p>　　1—防撞梁；2—鍥形罐道</p><p><b>　　=+++ +</b></p><p>　　=13.29+10.9+10.01+0.75=44.2 m</p><p>　　式中：——容器卸載高度m；——容器高度m；</p><p>　　——過卷高度m； ——導向輪半徑m；</p><

54、p>　　——主導輪與導向輪中心高差m；</p><p>　　——容器最上繩卡接觸導向輪處至導向輪中心高差m。</p><p><b>　　=</b></p><p>　　2.4.2 確定主導輪與導向輪中心線水平距離</p><p>　　如圖5——2所示，為摩擦輪與導向輪相對位置示意圖。</p><

55、;p>　　圖5——2 摩擦輪與導向輪相對位置</p><p>　　=1.85+1-1.125=1.725m</p><p>　　2.4.3 確定圍包角</p><p><b>　　+</b></p><p>　　=sin－tg=sina0.441－tg0.383 =5.21</p><p>

56、　　2.5 提升系統(tǒng)變位質量</p><p>　　2.5.1 預選電動機</p><p>　　A 估算電動機功率：</p><p><b>　　KW</b></p><p>　　式中：K——礦井阻力系數(shù)，取1.15；</p><p>　　——減速器傳動效率，單級傳動0.92，雙級傳動0.85；&l

57、t;/p><p>　　——動力系數(shù)，取1.2。 </p><p>　　B 估算電動機轉速：</p><p>　　n===734.51r/min</p><p><b>　　C 初選電動機：</b></p><p>　　初步選擇YR800—8/1180型異步電動機具體參數(shù)如下：</p>&

58、lt;p>　　額定功率800KW，額定電壓：562V， 額定轉速：740r/min</p><p>　　效率：0.92,功率因數(shù)：0.82,飛輪轉矩：5760Nm2</p><p><b>　　額定力矩：2.3</b></p><p>　　D 確定提升機的實際最大提升速度νm</p><p><b>　　

59、νm==</b></p><p>　　2.5.2 提升系統(tǒng)變位質量m</p><p>　　A 提升系統(tǒng)變位重量：</p><p>　　(1)有效載荷變位重量Q=40000N</p><p>　　(2)提升容器變位重量:雙箕斗提升=2=26.5t=130KN</p><p>　　(3)主提升鋼絲繩變位重<

60、;/p><p>　　np(H+2)=4=37190.4N</p><p>　　(4)尾繩變位重量：</p><p>　　(5)導向輪（或天輪）變位重量：=1.36104N</p><p>　　(6)提升機變位重量=54000N</p><p>　　(7)電動機轉子變位重量G</p><p>　　G=

61、=576=125440N</p><p>　　式中為電動機轉子的飛輪力矩，由電動機規(guī)格表中查到。</p><p>　　D提升機滾筒直徑，為減速器傳動比。</p><p>　　(8)提升機總變位重量：G=Q++np(H+2)++G++</p><p>　　=4000+13000+41.937×(424+2×28)+2

62、5;4.057×(424+2×23)＋12544＋1360＋5400</p><p>　　=438366.2N</p><p>　　B 提升系統(tǒng)變位質量</p><p><b>　　m==</b></p><p>　　2.6 運動學計算</p><p>　　2.6.1 提升速

63、度階段的確定</p><p>　　對于底卸式箕斗，為了保證箕斗脫離卸載曲軌速度不大于1.5m/s。需要有初加速階段，在停車之前為了補償減速行程之誤差，提高停車準確度，應有一低速爬行階段，故應采用六階段速度圖。</p><p>　　2.6.2 提升加速度的確定</p><p><b>　　A 《規(guī)程》規(guī)定：</b></p><

64、p>　　立井升降人員時，0.75m/s；對升降物料無限制，一般1.2 m/s</p><p>　　B 按減速器允許的最大輸出轉矩來確定</p><p>　　減速器型號：ZG—70II（彈簧基礎）</p><p>　　總中心距：2700mm，=11.5104Nm</p><p>　　塔式多繩提升機均采用彈簧基礎中心驅動共軸式減速器。優(yōu)點：

65、緩沖性好，對提升井塔和齒輪壽命有一定好處；</p><p>　　缺點：結構復雜，制造成本高，安裝，調整，檢修不方便。</p><p>　　高速級采用斜齒輪傳動，低速級采用人字齒輪傳動。</p><p>　　a≤m/s =m/s =1.68 m/ s</p><p>　　C 按電動機的過負荷能力來確定</p><p>&

66、lt;b>　　a≤=</b></p><p><b>　　=2.42m/s</b></p><p><b>　　其中： </b></p><p>　　D 按防滑條件計算允許的加速度（按提升開始考慮）</p><p>　　(1)計算上升側鋼絲繩靜張力</p><p

67、><b>　　=</b></p><p>　　=145887.18N</p><p>　　(2)計算下放側鋼絲繩靜張力</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=6500+41.93728+24.057（424+23）-0.14000</p><p>

68、;　　=99439.02N</p><p>　　(3)計算上升側運動部分變位質量：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=1447.83kg</p><p>　　(4)計算下放側運動部分變位質量</p>

69、;<p><b>　　=</b></p><p>　　=1194.28kg</p><p>　?。?）按防滑條件計算加速度：</p><p><b>　　a =</b></p><p><b>　　=0.73m/s</b></p><p>

70、　　從滿足防滑條件出發(fā)，且滿足減速器扭矩和電動機過負荷能力的要求，經計算后，取a=0.73m/s,引值符合設計規(guī)范要求。</p><p>　　2.6.3 確定減速度a</p><p><b>　　A<規(guī)程〉規(guī)定</b></p><p>　　對升降物料無限制，一般a1.2m/s</p><p>　　B根據(jù)減速方式進行

71、計算</p><p>　?。?）自由滑行減速：</p><p>　　a≤==1.06m/s</p><p>　?。?）機械制動方式減速：</p><p>　　a≤==1.33m/s</p><p>　　（3）電動機方式減速：</p><p>　　a≤=0.36m/s</p><

72、;p>　　C 按防滑條件計算允許的減速度（按提升終了考慮）</p><p>　?。?）計算上升側鋼絲繩靜張力</p><p>　　=4000+6500+41.93728+24.057(424+23)+0.14000</p><p>　　=147439.02N</p><p>　?。?）計算下放側鋼絲繩靜張力：</p>&l

73、t;p><b>　　=</b></p><p>　　=6500+41.937(424+28)+24.05723-0.14000</p><p>　　=97887.18N</p><p>　　(3)計算上升側運動部分變位質量：</p><p><b>　　=</b></p><

74、;p><b>　　=</b></p><p>　　=1602.44kg</p><p>　　(4)計算下放側運動部分變位質量：</p><p><b>　　= </b></p><p>　　=1039.67kg</p><p>　?。?）按防滑條件計算減速度</p

75、><p><b>　　=4.12m/s</b></p><p>　　取最小減速度為0.36m/s</p><p>　　2.6.4 速度圖參數(shù)的計算</p><p><b>　　A 初加速階段</b></p><p>　　初速度=1.5 m/s，卸載曲軌長度：=2.35m</

76、p><p>　　初加速度：= m/s</p><p><b>　　初加速時間：=s</b></p><p><b>　　B 主加速階段</b></p><p>　　主加速度：a=0.73m/s</p><p><b>　　主加速時間：=</b></p&

77、gt;<p><b>　　主加速階段的行程</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　C 減速階段</b></p><p>　　減速度a=0.36m/s</p><p><b>　　主減速時間=</b><

78、;/p><p><b>　　主減速階段的行程=</b></p><p><b>　　D 爬行階段</b></p><p>　　取v=0.5m/s h=3.0m</p><p><b>　　爬行時間=</b></p><p><b>

79、　　E 等速階段的行程</b></p><p>　　H2=H-h1-h3--h4=(424-45.67-95.348-2.35-3)m=277.63m</p><p><b>　　等速階段的時間 =</b></p><p>　　F 一次提升循環(huán)時間</p><p>　　抱閘停車的時間t5,定為1s，減速度a5

80、取1 m/s</p><p>　　=9.32+33.45+21.67+6+1+8=79.44s</p><p><b>　　2.7 防滑驗算</b></p><p>　　2.7.1 提升載荷的靜防滑驗算</p><p>　　靜防滑安全系數(shù)最小點為：等重尾繩提升系統(tǒng)，提升中之任意點；重尾繩提升系統(tǒng)，提升之終點；輕尾繩提升系

81、統(tǒng)，提升之始點。輕尾繩使用較少，本設計選用等重尾繩</p><p>　　雙容器提升以一側提升重物，另一側下放空容器時防滑最差，單容器提升以提升平衡錘下放空容器時防滑最差。這時易發(fā)生滯后滑動。</p><p>　　==1.79≥1.75</p><p>　　式中：——提升終了時，下放側鋼絲繩靜張力；</p><p>　　——提升終了時，上升側鋼

82、絲繩靜張力。</p><p>　　2.7.2 正常提升的動防滑驗算</p><p>　　提升貨載時，容易發(fā)生滯后滑動，并以正常提升加速階段的動防滑安全系數(shù)最小，要求動防滑安全系數(shù)</p><p>　　加速段動防滑安全系數(shù)最小點：對等重尾繩提升系統(tǒng)為加速段之任意點；對重尾繩提升系統(tǒng)為加速段之終點；對輕尾繩提升系統(tǒng)為加速段之始點。</p><p>

83、;　　雙容器提升，以提升重物下放空容器之加速度，且導向輪在下降側防滑最差。本設計為雙容器提升。</p><p>　　A 計算加速終了時，上升側鋼絲繩的靜張力</p><p>　　=4000+6500+41.937（28+424-45.67）+24.057 (45.67+23)+0.14000</p><p>　　=146054.3N</p><p

84、>　　B 計算加速終了時，下放側鋼絲繩的靜張力</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=6500+41.937 (28+45.67)+24.057 (23+424-45.67)-0.14000</p><p><b>　　=99271.9N</b></p><p>　　C

85、 計算上升側運動部分變位質量</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=1449.53kg</p><p>　　D計算下放側運動部分變位質量</p><p><b>　　=</b></p&

86、gt;<p><b>　　=</b></p><p>　　= 1192.57kg</p><p>　　E驗算動防滑安全系數(shù)</p><p><b>　　==1.26</b></p><p>　　2.7.3 提升載荷安全制動的動防滑驗算</p><p>　　<

87、;規(guī)程>規(guī)定：提升機進行安全制動時，必須滿足： 第一： ：提升機制動系統(tǒng)產生的最大制動力矩（kg.m）MJ：提升機系統(tǒng)的最大靜力矩（kg.m）</p><p>　　第二：安全制動時，全部機械的減速度在提升重載時不得大于5m/s2,下放重載時不小于1.5 m/s2</p><p>　　第三：安全制動時，全部機械的減速度不得超過鋼絲繩的滑動極限減速度。</p><

88、;p>　　A根據(jù)<規(guī)程>規(guī)定，計算安全制動時所需要的制動力矩</p><p>　　進行安全制動時，為了既安全平穩(wěn)的閘住提升機，又不致使提升機減速過大，防止鋼絲繩打滑，一般應采用二級制動。制動時，首先施加第一級制動力矩，使得制動減速度大于1.5，待速度降為零時，再施加第二級制動力矩，第二級制動力矩應大于三倍靜阻力矩，以保證安全可靠的將提升機閘住。</p><p><b

89、>　　第一級制動力矩為</b></p><p><b>　　kg.m</b></p><p>　　=[1.54473.12+（1.154000+0.366424）] </p><p><b>　　=128979.7</b></p><p><b>　　第二級制動力矩為&l

90、t;/b></p><p>　　=3（4000+0.366×424）=140237.5</p><p>　　B 驗算提升載荷實際安全制動減速度a</p><p><b>　　a=</b></p><p><b>　　=3.56m/s2</b></p><p>

91、　　C 驗算提升載荷的滑動極限速度</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=4.38m/s2</b></p><p><b>　　滿足：a</b></p><p>

92、;　　式中——空載側鋼絲繩的靜張力</p><p>　　箕斗提升：=Q+np(H+)+q</p><p>　　=6500+4×1.937×（424+28）+2×4.057×23</p><p>　　=101887.18N</p><p>　　2.7.4 下放載荷的防滑驗算</p><

93、p><b>　　A靜防滑驗算</b></p><p>　　下放載荷時，一般不會發(fā)生滯后滑動，但容易發(fā)生超前滑動。</p><p>　　下放載荷靜防滑安全系數(shù)的最小點：等重尾繩提升系統(tǒng)為下放中之任意點；重尾繩提升系統(tǒng)為下放之始點。因此，應該驗算下放開始的時候的靜防滑安全系數(shù)。</p><p>　　雙容器提升按一側下放重物，一側提升空容器計算

94、，單容器提升應按下放平衡錘，提升容器計算。</p><p>　?。?）計算下放開始時，下放側鋼絲繩靜張力</p><p><b>　　=Q+</b></p><p>　　=4000+6500+595+4×1.937×44.2+2×4.057×（424+23）－0.1×4000</p>

95、<p>　　=146644.2N</p><p>　　(2) 計算下放開始時，上升側鋼絲繩靜張力</p><p>　　(3) 驗算靜防滑安全系數(shù)</p><p>　　= = =2.47≥1.75</p><p>　　B 正常下放的動防滑驗算</p><p>　　下放載荷時，容易發(fā)生超前滑動，對于等重尾繩及

96、重尾繩提升系統(tǒng)，以減速開始點的動防滑系數(shù)最小。因此，應驗算減速開始時的動防滑安全習系數(shù)，要求。</p><p>　?。?） 計算減速開始時，下放側鋼絲繩的靜張力</p><p>　?。?） 計算減速度開始時，上升側鋼絲繩的靜張力</p><p>　　（3） 計算下放側運動部分變位質量</p><p>　?。?） 計算上升側運動部分變位質量&l

97、t;/p><p>　?。?） 驗算動防滑安全系數(shù)</p><p>　　2.7.5 按防滑條件計算容器自重</p><p>　　（1） 按靜防滑條件計算容器自重</p><p>　　按動防滑條件計算容器自重</p><p>　　防滑需要的容器自重，應取靜防滑條件及動防滑條件計算結果之較大者。</p><p

98、>　　如果設計時所選用的容器自重小于按防滑條件計算的容器自重，就應采用防滑容器自重，或者在容器上加配重。</p><p><b>　　配重</b></p><p>　　重新校驗提升鋼絲繩：＞7</p><p><b>　　原來的鋼絲繩合格</b></p><p><b>　　2.8

99、動力學計算</b></p><p>　　2.8.1 初加速階段拖動力</p><p><b>　　提升開始： </b></p><p><b>　　初加速終了： </b></p><p>　　2.8.2 主加速階段拖動力</p><p><b>　　主加

100、速開始：</b></p><p><b>　　主加速終了：</b></p><p>　　2.8.3 等速階段拖動力</p><p><b>　　等速開始：</b></p><p><b>　　等速終了： </b></p><p>　　2.8.

101、4 減速階段拖動力</p><p><b>　　減速開始：</b></p><p>　　減速終了：-2×0.366×95.348=28366.9N</p><p>　　2.8.5 爬行階段拖動力</p><p><b>　　爬行開始：</b></p><p&g

102、t;<b>　　提升終了：</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　各階段拖動力計算結果如表9——1所示</p><p><b>　　表9——1</b></p><p>　　由上表可以看出==80188.4N。</p><p&

103、gt;　　箕斗提升速度圖力圖如圖9——1所示</p><p><b>　　圖9——1</b></p><p>　　2.9 校核提升電動機容量及核算提升能力</p><p>　　2.9.1 計算等效力</p><p>　　=1756.6×10 </p><p&g

104、t;　　2.9.2等效功率計算</p><p><b>　　2.9.3 校驗</b></p><p>　?。?） 按等效容量校驗：</p><p><b>　　（滿足要求）</b></p><p>　?。?） 按工作過負荷校驗</p><p><b>　?。M足要求

105、）</b></p><p>　　2.9.4提升設備噸煤電耗及效率</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=9.26度/次</b></p><p>　　（2） 計算噸煤電

106、耗</p><p><b>　　度/噸</b></p><p>　?。?） 計算設備效率</p><p>　　2.9.5 核算提升能力</p><p>　?。?） 年實際提升能力</p><p><b>　　（2） 富裕系數(shù)</b></p><p>&

107、lt;b>　　第3章 軸的設計</b></p><p>　　3.1 計算軸的最小直徑 </p><p><b>　　軸采用鋼鍛造，</b></p><p>　　; 取 ; </p><p>　　------輸出軸的功率； --------轉速</p>&

108、lt;p>　　電動機轉速：740r/min 減速比：10.5</p><p><b>　　取260mm</b></p><p><b>　　用軸套定位卷筒</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　鋼：</b

109、></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　3.2 計算安裝滾筒處的軸長</p><p>　　主導輪直徑D=2.25m（輪殼直徑）</p><p><b>　　筒長</b></p><p>　　取L=0.8D=0.8×2.25m=1.8m

110、</p><p>　　3.3 軸的設計與分析</p><p>　?。?） 設計的軸如圖11——1所示：</p><p>　　1—2段：安裝軸承，直徑：280mm，長度：132mm；</p><p>　　2—3段：直徑：300mm，長度：50mm；</p><p>　　4—5段：安裝滾筒，直徑：360mm，長度：1800

111、mm；</p><p>　　5—6段：用于定位滾筒，直徑：400mm，長度：20mm；</p><p>　　7—8段：安裝軸承，直徑：280mm，長度132mm；</p><p>　　8—9段：與聯(lián)軸器相連，直徑：260mm，長度：550mm。</p><p><b>　　圖 11——1</b></p>&

112、lt;p><b>　?。?） 受力情況：</b></p><p>　　主軸裝置重：18噸=180kN</p><p><b>　　提升系統(tǒng)：</b></p><p>　　=4000+2×6500+4×1.937×424+2×4.057×424+2×2

113、5;4.057×23</p><p>　　=24.1t=241KN</p><p>　　軸的受力情況如圖11——2所示：</p><p><b>　　圖11——2</b></p><p>　　由受力圖可算出 </p><p>　　軸的受力情況如圖11——3所示：</p&

114、gt;<p><b>　　圖11——3</b></p><p>　　3.4 校核危險C處截面</p><p><b>　　合格</b></p><p>　　3.5 軸承的選擇與校核</p><p>　　3.5.1 選擇軸承的要求</p><p>　?。?）安裝軸

115、承處軸的直徑為280毫米；</p><p>　?。?）要求軸承承受較大的徑向力和較小的軸向力；</p><p>　　（3）要求該軸承具有一定的調心的能力</p><p>　　鑒于以上要求，選擇調心滾子軸承：型號為22356。</p><p>　　具體參數(shù)為： d=280，D=500，B=130，D=431.1,d1=355.</p>

116、;<p>　　3.5.2 軸承的壽命校核</p><p>　　軸承處的最大受力為==229.46KN</p><p>　　載荷系數(shù)：=1.5；溫度系數(shù)：=1.00 P==344.19KN</p><p>　　軸承的壽命：=77098.75h</p><p>　　符合對軸承壽命的要求。</p><p>

117、;<b>　　第4章 結論</b></p><p>　　多繩摩擦式提升機解決了纏繞式提升機滾筒過寬的問題，主軸的直徑與長度均相應減小，這樣就相對減小了機器的重量和回轉力矩；由于回轉力矩的減小，亦將相應的降低提升電動機的容量。本次設計，是對多繩摩擦式提升機的再次探索和實踐。</p><p>　　多繩摩擦式提升機與纏繞式提升機相比，其主要特點是</p>&

118、lt;p>　　（1）在鋼絲繩的安全系數(shù)，材料強度，總截面積相同的情況下，多繩摩擦式提升機每根鋼絲繩直徑較細；</p><p>　?。?）在主導輪直徑與鋼絲繩直徑之比相同的條件下，主導輪直徑也較小；</p><p>　?。?）由于主導輪直徑小且寬度較窄，使整個提升機的尺寸減小，重量減輕；</p><p>　　（4）由于主導輪直徑較小，在相同提升線速度條件下，可以

119、使用轉數(shù)較高的電動機和重量較輕的減速器；</p><p><b>　?。?）安全性較高。</b></p><p>　　塔式多繩摩擦式提升設備是把整套設備安置在井塔的頂層，它的優(yōu)點是：不受礦井地形的限制，簡化了工業(yè)廣場；鋼絲繩不致受到雨雪的影響。多繩摩擦式提升機目前在世界各國都得到了廣泛使用，是礦山提升設備發(fā)展的趨勢。</p><p><b

120、>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]潘英.礦山提升機械設計.中國礦業(yè)大學出版社.2000</p><p>　　[2]礦井提升機故障處理和技術改造.機械工業(yè)出版社.2005</p><p>　　[3]實用機械設計手冊.中國礦業(yè)大學出版社.1993</p><p>　　[4]濮良貴,紀名剛.機械設計.高等教育出版社

121、.2001</p><p>　　[5]洪小華.礦井運輸提升. 中國礦業(yè)大學出版社.2005</p><p>　　[6]于忠升,宋偉剛. 礦井運輸提升.東北大學出版社.1992</p><p>　　[7]杜競賢,于學謙.礦井運輸提升. 中國礦業(yè)大學出版社.1988</p><p>　　[8]中國礦業(yè)學院.礦山運輸機械.機械工業(yè)出版社.1982&

122、lt;/p><p>　　[9]吳宗澤.機械設計.中央廣播電視大學出版社.1998</p><p>　　[10][美]希格利J E，米切爾L D.機械工程設計.高等教育出版社.1988</p><p>　　[11]彭兆行.礦山提升機械設計.機械工業(yè)出版社.1989</p><p>　　[12]中國礦業(yè)學院.礦井提升設備.煤炭工業(yè)出版社.1980&l

123、t;/p><p>　　[13]大連理工大學工程畫教研室.高等教育出版社.2003</p><p>　　[14]夏榮海,郝玉深.礦井提升機械設備.中國礦業(yè)大學出版社.1987</p><p>　　[15]能源部.煤礦安全規(guī)程.煤炭工業(yè)出版社.1992</p><p>　　[16]孫玉蓉,周法禮.礦井提升設備. 煤炭工業(yè)出版社.1995</p&

124、gt;<p>　　[17]李樹森.礦井軌道運輸.煤炭工業(yè)出版社.1986</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　經過兩個多月的努力，在商德勇老師的辛勤指導下，終于如期完成了礦山提升機設計的任務。</p><p>　　設計一臺機器，需要經歷計劃階段，方案設計階段，技術設計階段，技術文件編制階段。在設計中，由于

125、該項資料文獻較少，老師們給我莫大的幫助，以使我們完成本次設計，在此表示衷心感謝！</p><p>　　商德勇老師在百忙之中多次抽出時間幫我解決了設計中遇到的難題，并提出了一些需要改正及完善的地方，為設計的成功奠定了基礎。在此表示感謝。</p><p>　　在設計結束之際，我衷心地感謝四年來對我們諄諄教誨的各位老師。這些我們一定會銘記在心的。</p><p>　　由于