矿井提升机系统介绍

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1、机电科 张承鹏矿井提升机系统介绍主要内容1矿井提升机的定义及基本任务2矿井提升设备的主要组成和分类3提升机工作原理及运行曲线4提升系统的主要组成及各部分介绍5矿井提升机保护装置介绍6矿井提升机检查基本内容7成庄矿提升机简介一、矿井提升机的定义及基本任务1 科技名词定义v中文名称：矿井提升机 v英文名称：mine winder；mine hoist v其他名称：矿井卷扬机；绞车；矿井绞车 v定义：安装在地面，借助于钢丝绳带动提升 容器沿井筒或斜坡道运行的提升机械。分“缠 绕式提升机(mine drum winder)”和“摩擦式提 升机(mine friction winder)”。2 矿井提升

2、机的发展矿井提升机是一种大型绞车。用钢丝绳带 动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成输 送物料和人员的任务。矿井提升机是由原始的 提水工具逐步发展演变而来。现代的矿井提升 机提升量大，速度高，已发展成为电子计算机 控制的全自动重型矿山机械。3 提升机的任务v1）提升有用矿物，矿石、煤炭。v2）提升井下生产过 程中产生的矸石、煤泥 。v3）升降人员、运送设备 和下放物料。二、矿井提升设备的主要组成和分类1 矿井提升机的主要组成v矿井提升设备的主要组成部分有：提升钢丝 绳、平衡钢丝绳、提升容器、井架、天轮、 井筒设备（包括罐道、罐梁）等组成。v一般的矿井提升机都有两个提升容器，并且 两个提升容器在

3、矿井中做方向相反的直线运 动，即一个提升容器以一定的速度上升时另 一个提升容器以相同的速度下降。2 矿井提升设备的分类矿井提升机按不同的分类标准有不同的分类v(1)按钢丝绳 在卷筒上的连接形式分为缠绕 式提升 机、摩擦式提升机多轮的、单轮的(落地式,塔式 )v(2)按井上或井下使用分为地面式提升机、井下式 提升机电气防爆式、液压传动 式、其他传动v(3)按卷筒结构形式分为绞轮 、圆锥形、圆柱圆锥 形、圆柱形圆柱卷筒型、可分离圆柱卷筒型2 矿井提升设备的分类v(4)按电气传动形式分为交流式、直流式v(5)按传动形式分为电传动 、液压传动v(6)按提升绳的多少分为单绳 式、多绳式v(7)按卷筒数分

4、为单筒式、多筒式三、提升机工作原理及运行曲线1 缠绕式提升机工作原理缠绕 式提升机是利用钢丝绳 在滚筒上的缠 绕和放出，实现 容器的提升和下放。钢丝绳 的一端固定在滚筒上，另一端绕过 天轮与提升 容器连接，当滚筒由电动 机拖动以不同的方向 转动时 ，钢丝绳 或在滚筒上缠绕 或放出，以 带动 提升容器。缠绕式双卷筒提升机具有两个卷筒，每个 卷筒上固定一根钢丝绳，钢丝绳在两卷筒上的 缠绕方向相反。2 摩擦式提升机的工作原理v摩擦式提升机的工作原理是利用摩擦传递动 力。钢丝绳搭放在摩擦轮的摩擦衬垫上，提 升容器悬挂在钢丝绳的两端，在容器底部还 悬挂平衡钢丝绳。提升机工作时拉紧的钢丝 绳以一定的正压力

5、紧压在摩擦衬垫之间便产 生摩擦力。在这种摩擦力的作用下，钢丝绳 便跟随摩擦轮一起运动，从而实现容器的提 升或下放。3 多绳摩擦式提升机与单绳缠绕 式提升机对 比v优点1）摩擦式提升机一般采用多根钢丝绳 。在相同条件下， 每根钢丝绳 直径较细，摩擦轮直径也相应较小，宽度也较 窄，整个提升机尺寸减小，质量减轻。 2）由于摩擦轮直径小，在相同提升速度时，可以使用较 高转速的电机和较轻的减速器。 3）多根钢丝绳 同时提升，安全性能好。 4）偶数根钢丝绳 ，钢丝绳 捻向是左右各半，消除了提升 容器在提升过程中的转动，减轻了容器罐耳对罐道的摩擦 。3 多绳摩擦式提升机与单绳缠绕 式提升机对 比v缺点1）对

6、多根提升钢丝绳 与平衡钢丝绳 的悬挂、调 整、更换、检查和维护工作都比较复杂和困难。 2）由于摩擦式提升机钢丝绳 不能做试验，故使 用期限不得超过两年，当一根更换时，为了保持每 根钢丝绳 的工作条件相同， 不得不更换全部钢丝 绳。 3）钢丝绳 外部不允许涂油太多，应用特殊的增 磨脂。4 提升机速度图矿井提升机的工作过程是提升容器在井筒中往返运动的过程， 通常以提升容器的运动速度与时间的关系来表示其运动规律， 称为速度图。v(1)加速阶段tl：两个提升容器离开卸载曲轨，以较大的加速 度al运行，直至最大提升速度V。v(2)等速阶段t2；此阶段中两个提升容器以不变的速度V在井 筒中运行。v(3)减

7、速阶段t3：此时上升的提升容器已接近井口，下降的提 升容器接近装载点，应减速，减速度为a3，直至速度降至V4 。v(4)爬行阶段t4：此时提升容器进入卸载曲轨，为减少冲击 ，容器以低速V4进行“爬行0”。v(5)停车休止阶段t5：此时提升机刹车，停止运行。5 提升速度要求v立井中用罐笼升降人员时的加速度和减速度 ，都不得超过0.75m/s2，其最大速度不得超 过 所求得的数值，且最大不得超 过12m/s。v斜井提升容器升降人员或者物料时的速度， 都不得超过5m/s，并不得超过人车设计的最 大允许速度。升降人员时的加速度和减速度 不得超过0.5m/s2。四、提升系统的主要组成及各部分介绍矿井主提

8、升系统主要组成v矿井提升机的系统并非只是上面所示的提升机部分，它还包括润滑系统、机械传动系统、观测与操纵系统、拖动控制和自动保护系统以及制动系统等。提升机主轴 装置减速器电机液压制 动系统深度 指示器电控 系统滚筒 部件调绳 离合器液压站盘形 制动器主轴装置 减速器 电机 液压站 深度指示器 制动器 控制柜 作用一、主轴装置缠绕或下放提升钢丝绳承受各种正常载荷，并将载荷经轴承 传给基础承受在各种紧急事故下所造成的非常 载荷1 12 23 3当更换提升水平时，调节钢丝绳的长度 (仅限双滚筒提升机)4 4结构主轴装置包括滚筒、主轴、主轴轴承及调绳离 合器（双滚筒特有）等。滚筒的筒壳通过轮辐、轮毂用

9、键和轴固定（固 定滚筒）。筒壳外边一般均设有木衬，木衬上车有 螺旋导槽，以便使钢丝绳在滚筒上作规则排列，并 减少钢丝绳的磨损。两米单滚筒只有一个制动盘。 当单滚筒作双钩提升，左侧钢丝绳为下边出绳，右 侧钢丝绳为上边出绳。单滚筒由于调绳不方便，为 此做成双滚筒。双滚筒的左滚筒通过调绳离合器与 主轴连接。调绳离合器作用使游动滚筒与主轴连接或脱 开，以便在调节绳长或更换 提升水平时，使游动滚筒与 固定滚筒有相对运动。调绳离合器可分三种即齿 轮离合器、摩擦离合器、 蜗轮蜗杆离合器。我矿提 升机采用的是齿轮离合器种类提升机减速器的作用： 1）把电机的输出转速降低到滚筒所需要的工作转速。 2）把电机的输出

10、力或扭矩增加到滚筒所需要的力或扭 矩。常见结构形式：平行轴齿轮减速器渐开线行星齿轮减速器二、减速器电机的作用： 为整个工作系统提供动力。YR三、电机级数 电机中心高 绕线转子三相异步电机v深度指示器是矿井提升机的一个重要附属装置。目 前我国提升机应用较多的是圆盘式深度指示器和牌坊 式深度指示器。我矿使用的均是牌坊式深度指示器， 机械式和电子式两种。v作用： 1）向绞车司机指示提升容器在井筒的位置； 2）当容器接近井口停车位置时，发出减速信号； 3）当提升容器过卷时，打开装在深度指示器上的终 端行程开关，切断保护回路，进行安全制动，防止过 卷或过放事故的发生； 4）减速阶段通过限速装置进行限速保

11、护等。四、深度指示器v矿井提升机制动系统由制动器和液压站组成。v作用： 1）正常工作制动：即在减速阶段参与提升机的速度 控制； 2）正常工作制动：即在提升终了或停车时闸住提升 机； 3）安全制动：即当提升机工作不正常或发生紧急事 故时，迅速而及时的闸住提升机； 4）双滚筒提升机在更换水平、调节绳长或更换钢丝 绳时，能闸住游动滚筒，松开死卷筒。五、制动系统v液压站的主要功用： 1）为盘形制动器提供可以无级调节的压力油，以 获得不同的制动力矩，实现工作制动。 2）可根据需要迅速将系统油压降至预先设定的某 一值，保持一定时间后再迅速降到零，实现有二级 制动的安全制动。 3）可据需要解除二级制动，实施

12、只有一级制动的 安全制动4）液压站可为调绳离合器提供所需要的压力油。五、制动系统v井口一级安全制动：当发生故障的地点距离停车 点非常近即井口时，制动系统应立即投入一级紧急 制动，盘形制动器的全部油压值迅速回到零，使提 升系统处于全制动状态，确保提升机能可靠地制动 ，避免发生过卷或者过放事故。v井中二级安全制动：当电液比例溢流阀出现故障 ，不能正常工作，或出现其他不可控事故导致恒减 速制动失效时，需要立即投入二级制动。盘形制动 器的油压迅速降到预先调定的某一值，经延时后， 盘形制动器的全部油压值迅速回到零，使提升系统 处于全制动状态。五、制动系统盘形制动器 制动器是直接作用于制动轮或制动盘上产生

13、制动力矩的 部分，分为盘式和块式； (1)结构 1、盘形制动器 2、闸瓦磨损和弹簧疲劳开关 3、高压油管 4、制动器支架 5、渗漏油管 6、油管开关 7、集油瓶 8、高强度螺柱及螺母 (2)工作原理 盘形制动器由闸瓦、碟型弹簧、 液压组件、带筒体的衬板和制 动器体等组成，由碟型弹簧提 供制动力，用液压站提供的高压油实现松闸。 制动装置的有关规定v制动闸瓦同制动轮或制动盘接触面积：盘形制动器 制动时，接触面积不小于60。v制动闸松闸时，闸瓦同闸轮或闸盘间隙：盘形制动 器不大于2 mmv各类制动器安全制动空行程时间：盘形制动器不能 超过0.3 s 。保险闸或保险闸第一级由保护回路断电 时起至闸瓦接

14、触到闸轮上的空动时间。v电控系统组成： 系统由电动机正反转回路、转子电阻控制回路、手动可调闸回路、信号指示 回路、故障开车回路、安全联锁保护回路等环节组成。 根据信号的轻重级别不同，把故障细分成三种，思路清晰，便于实际故障查 找与排除。 安全回路：故障发生后，提升机立即抱闸实施机械制动，提升机不能再启动 ，直至故障被复位。 电气停车回路：故障发生后，系统将立即实行电气停车。之后，提升机将不 能启动，直至故障被复位。 闭锁回路：故障发生后，仍允许提升机继续完成本次提升。但在本周期完成 之后，提升机将被闭锁，不能启动，直至故障被复位。v作用： 电控设备用以对矿用提升绞车进行启动、加速、匀速、减速进

15、行控制，且具 有必要的电气保护和联锁装置。 六、电控系统1、普通电控v主要配置：定子屏、转子屏、继电器屏、动力制动 屏、控制屏、金属电阻器 v工作原理：串电阻调速方法是在绕线式异步电动机 的转子回路内接入金属电阻，用控制器逐步切除电 阻的方法进行调速。异步电机+转子串电阻加速+高 压接触器换向+动力制动减速。v优 点：一次性投入成本小，设备简单维修方便。 v缺 点：设备运营后资源浪费，调速性能差。 2、PLC变频电控v主要配置：电源柜、操作台、PLC控制柜、变频柜 、测速发电机、轴编码器等 v工作原理：采用双PLC控制，满足煤矿安全规程 保护双线制要求，除完成绞车手动、半自动运行 过程的逻辑操

16、作外，还通过高速计数器模块接收编 码器发出的脉冲信号，精密计算并显示罐笼（或矿 车）所处位置及速度，并据此提供可靠的软减速点 及过速、软过卷保护。 v优 点：系统安全可靠，调速、节能、电机性能好、 工作稳定。 五、矿井提升机保护装置介绍1 提升装置必须设置的保险装置v（一）防止过卷装置：当提升容器超过正常终端停止位置 0.5m时，必须能自动断电，并能使保险闸发生制动作用。v（二）防止过速装置：当提升速度超过最大速度15时， 必须能自动断电，并能使保险闸发生作用。v（三）过负荷和欠电压保护装置：设置在配电开关上，在 过负荷和欠电压时配电开关自动跳闸，切断电源，保险闸发 生作用。v（四）限速装置：提升速度超过3m/s的提升绞车必须装 设限速装置，以保证提升容器（或平衡锤）到达终端位置 时的速度不超过2m/s。v（五）深度指示器失效保护装置：当指示器失效时，能自 动断电并使保险闸发生作用。1 提升装置必须设置的保险装置v（六）闸间隙保护装置：当闸间隙超过规定值时，能自动 报警或自动断电。v（七