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1、摘 要随着国内矿井生产量的日新月异的提高，对提高提升机的安全性、可靠性、生产效率以及整机自动化运行水平，降低操作者及维护人员的劳动强度、处理设备事故的速度与对策等，成了迫切要求。本次设计是关于2JK-3/11.5单绳缠绕式矿井提升机的滚筒和制动器的设计。在本次设计中将大学四年所学的机械设计，机械制图，材料力学，理论力学，机械制造等知识进行了一次综合运用。本次设计不仅是对大学所学知识的总结和巩固，而且为以后进入社会工作积累了一定的经验，本次设计是个难得的学习机会。通过对此单绳缠绕式提升机的设计，在一定程度上解决了提升系统受力不均、运行不平稳、安全性不高、不易维护等缺点，具有很强的适应能力，对中小
2、型煤矿提高生产能力和经济效益有很大帮助。关键词：提升系统 缠绕式提升机 矿井提升AbstractWith the rapid development of domestic production of mine enhancement, to improve the security and reliability of hoist, production efficiency and the automatic operation level, to reduce the operator and maintenance personnel of labor intensity, the p
3、rocessing equipment accident of speed and countermeasures, urgently required.This design is about 2 JK-3/11.5 single rope coil type of mine hoist brake drum and the design. In the design of the university for four years will learn mechanical design, mechanical drawing, material mechanics, the theore
4、tical mechanics, machinery manufacturing, and knowledge on a comprehensive use. This design is not only the knowledge of university of summary and consolidate and is later into society see work accumulated a certain amount of experience, the design is a rare chance to learn.Through the coil type ind
5、uction-motor-driven hoist ascend machine design, and, to some extent, solve the upgrade system run smoothly, non-uniform stress, safety is not high, not easy maintenance shortcomings, has the very strong adaptive ability, to the middle and small coal mine production capacity and economic benefit are
6、 of great help.Keywords: hoist system winder mine hoist 目 录1 绪 论12提升机的选型设计32.1 选型设计的基本原则32.2 设计依据42.3提升方式的确定52.4提升容器的的选择及计算72.5提升钢丝绳的选择及计算92.5.1 计算单位绳重力p102.5.2 钢丝绳最大悬垂长度112.5.3 验算安全系数m112.6选择提升机122.6.1滚筒的设计122.6.2提升机的强度校核162.7选择天轮直径172.8提升机与井筒相对位置的确定192.8.1井架高度192.8.2提升机与井筒提升中心线水平距离L202.8.3钢丝绳弦长L20
7、2.8.4钢丝绳偏角213提升机主轴的设计及校核234 提升机的深度指示器304.1牌坊式深度指示器304.2圆盘式深度指示器315盘式制动器335.1盘式制动器的结构及布置335.2 盘式制动器工作原理355.3 盘式制动器的调整和维护385.3.1闸瓦间隙的调整385.3.2蝶形弹簧的检查38致 谢40参考文献411 绪 论矿山提升设备是矿山运输中的咽喉设备占有特殊地位是井下与地面联系的主要工具。矿山提升设备的用途是沿井筒提运矿石和废石，升降人员下放材料工具和设备。矿山提升设备在工作中如果一旦发生机械和电气故障就会造成停产甚至人身伤亡。为了保证生产和人员的安全，所以对矿山提升设备要求运行准
8、确，安全可靠，必须配有性能良好的控制设备和保护装置。早在公元前，我国劳动人民就用作为提水工具，据记载，800多年前我国的采矿工业就采用辘轳来提升矿石和人员等，以后又发展成畜力提升机。19世纪，随着蒸汽机的出现，资本主义国家采用了蒸汽拖动的矿井提升机(直至目前在国内外一些矿山还能看到)，使提升机的能力大大提高。后来又出现了电动机利用电力拖动机。由于电力拖动无论在效益上还是在使用条件上都优于蒸汽拖动，因此电力拖动提升机迅速取代了蒸汽拖动提升机。随着电动机和电子技术的发展，目前的电力拖动矿井提升机与原始的电力拖动提升机已有很大不同。尤其是近几十年来，微电子和计算机技术的迅速发展，便矿井提升机可以实现
9、全自动化运行，可以记录机器运行参数和各种生产指标以及进行数据综合与处理，并具有为保证设备安全可靠运行的各种保护系统，使提升机运行与整个矿井系统连接，联成一个自动运行系统。 从提升机的结构和品种方面的发展来看，首先出现的是单绳缠绕式圆柱形单筒提升机，1876年德国人戈培利用摩擦原理，制造出单绳摩擦式提升机。这种提升机用一根提升钢丝绳，绳的两端分别各联接一个提升容器，而提升钢丝绳则搭挂在轮上，摩擦轮转动时，轮上的提升钢丝绳因摩擦力而随摩擦轮一起转动，使绳上两端的提升容器一个上升，一个下降，摩擦轮反转时，提升容器运行方向也相反。由于轮提升钢丝绳不缠绕在轮上，提升高度(或距离)与摩擦轮尺寸无直接关系。
10、所以摩擦提升机特别适合于较深矿井中。为纪念戈培的功绩，人们常把单绳摩擦轮式提升机称作“戈培轮式提升机。以后，随着矿井生产的发展和技术的进步，缠绕式卷筒提升机和摩擦轮式提升机又各有其不同的发展。缠绕式由单筒发展到双筒，为适应提升距离增加和节省电能的需要，又发展了圆锥形、圆柱圆锥形、双圆柱圆锥形及单筒可分离式卷筒提升机等不同结构形式。继1876年戈培轮式提升机问世后，1938年又出现了多绳摩接式矿井提升机，这不仅扩大了摩擦提升机的应用范围，而且使提升机的结构尺寸和提升能力大幅度提高，从而为采用大提升量容器创造了条件，并提高了安全可靠性。但这种提升机真正在世界各国推广使用还是在19世纪50年代以后。
11、随着世界采矿业的发展，开采深度不断提高。在南非金矿，一次提升高度已达2440m，这对一般单绳缠绕式提升机来说是不能胜任的。即使采用多绳摩擦式提升机也出现过不少尾绳事故。后来又出现了适合超深井的双绳缠绕的布雷尔式提升机。事物是不断发展的，矿井提升机也一样，其类型、结构形式等都在日新月异地向前发展。目前，矿井提升设备是向体积小，重量轻能力大安全可靠和高度自动化的方向发展。矿山提升设备的主要组成部分是：提升容器，提升钢丝绳，提升机，井架和天轮以及装卸载附属装置等。2提升机的选型设计2.1 选型设计的基本原则矿井提升设备选型是否合理，直接影响到矿井的安全生产、基建投资、生产能力和吨煤成本。所以在选型设
12、计之前，必须进行认真的技术方案比较，使设计方案真正达到技术与经济上的合理。矿井提升设备的合理设计，主要取决于确定合理的提升系统，即设计矿井采用几套提升设备、提升设备的类型（单绳缠绕式还是多绳摩擦式）以及提升式（采用箕斗还是罐笼）。一般情况下，年产量在30万吨及其以上的大中型矿井，由于提升任务重，可设两套提升设备，主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。对于年产量超过180万吨的特大型矿井，主井可采用两套箕斗提升设备，副井除配备一套提升设备以外，有时尚需设置一套带平衡锤的单容器提升设备作辅助提升。对于年产量小于30万吨的矿井可采用两套普通的罐笼提升设备，若一套提升设备能够完成任务，也可采用一套普通罐
13、笼提升。对于大中型矿井，决定其提升方式时，还应考虑以下几个因素：（1）如果煤的品种较多，且要求不同品种分别运出时，应采用罐笼提升为宜；（2）如果对煤由块度要求且要求较高时，宜采用罐笼提升；（3）地面生产系统靠近井口，采用箕斗可简化煤流过程；若远离井口，并需窄轨运输，则宜采用罐笼提升；（4）对于采用单容器提升还是双容器提升，主要取决于同时开采的水平数，对于煤矿多数以单水平开采，故一般采用双容器提升。当多水平提升时，一般采用单容器加平衡锤的提升系统；（5）单绳缠绕式提升机是较早出现的一种，缠绕式提升机最大的特点是其结构及工作原理十分简单，就是利用钢丝绳的缠绕方向的不同来实现物料的提升，对斜井、较浅
14、和中等深度立井均应采用单绳缠绕式提升设备。（6）多绳摩擦式提升机具有诸多优点。多绳摩擦式提升机的原理是利用多根钢丝绳和摩擦衬垫的摩擦力来传动的，在立井提升中提升高度不受滚筒容绳量的限制，适用于深井提升。如果井深很大，即使年产量较小，也以多绳摩擦提升为宜。（7）对于斜井提升方式主要有串车、箕斗和带式输送机三种。串车一般用于井筒倾角小于的矿井。对于年产量在21万吨及其以下的矿井，一般采用单钩串车提升；当年产量达30万吨，而提升距离较短时，一般采用双钩串车提升。箕斗提升一般用于年产量45万吨以上，井筒倾角大于的矿井，箕斗一般采用后卸式箕斗。带式输送机一般用于产量较大，距离较长的斜井中。以上仅是一般的
15、设计原则，在具体设计时，必须根据矿井的具体条件，提出若干可能方案，对基本投资、运转费、技术的先进性等诸方面进行技术比较后确定。同时还要考虑到我国提升设备的生产和供应情况，才能确定比较合理的方案。 根据设计的任务要求和具体的生产条件，本设计是针对主井提升设备的选型设计。基于以上的设计原则，本提升设备采用单绳缠绕式双箕斗提升设备。2.2 设计依据1）矿井年生产量120万吨；2）提升机工作制度为年工作日330天，每天工作16小时；3）单水平提升，井筒深度H1=376m；4）井筒直径4.5m；5）箕斗卸载高度为Hx=16m；6）箕斗装载深度为Hz=18m；7）松散煤的密度为950kg/m3；8）采用双滚筒单绳缠绕式提升；2.3提升方式的确定提升方式与井筒开拓、井上下运输等环节都有着密切关系。因此在新井设计时，对提升方式要全面综合考虑。在合理确定提升方式时，原则上要考虑以下诸因素：（1） 竖井提升可采用单绳缠绕式提升机，亦可采用多绳提升机或双筒双绳缠绕式(布雷尔式)提升机。单绳缠绕式提升机一般用于井深小于600m的矿井；多绳摩擦轮提升机多用于井深3001400m的矿井，布雷尔式提升机目前仅在井深大于1000m的矿井中使用。（2） 提
