《矿井提升机控制系统设计毕业设计说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井提升机控制系统设计毕业设计说明书（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 内容摘要：矿井提升设备是矿井生产的主要设备之一，在矿井生产中占有主要的地位，是沟通井下生产与地面生产运输的纽带。矿井提升设备是一套复杂的机械-电气机组。所以，矿井提升设备是矿山生产中具有举足轻重作用的重大的大型设备。本设计首先对提升机主要设备箕斗、提升钢丝绳、滚筒、天轮等进行规格的选型与设计，以及对提升机主要结构的作用进行了介绍分析。然后计算出提升机与井筒的相对位置以便于安装。接着对提升机常见的故障进行了分析与提出了预防措施。最后对提升机的制动部分与控制系统进行了总体设计。关键词：矿井提升机、箕斗、钢丝绳、井筒、PLC控制 Abstract : hoisting equipment is t
2、he main mine production equipment, in mine production has principal position, Underground production is on communication with the ground production of transport links. Mine Hoist equipment is a complex mechanical-electrical unit. So, mine is mine equipment to upgrade the production plays an importan
3、t role in the major large equipment. Design of the first major equipment hoist skip, rope, pulley, wheel and other specifications for the selection and design, and the hoist structure of the role of an introductory analysis. Then compute the elevator shaft and the relative position for installation.
4、 Proceeded to hoist common fault with the analysis of preventive measures. Finally, the elevator part of the brake control system with the overall design. Keywords : Mine Hoist, skip, rope, wellbore, PLC control 1、绪论1.1 引言矿井提升设备是矿井生产的主要设备之一，在矿井生产中占有主要的地位，是沟通井下生产与地面生产运输的纽带。矿井提升设备是一套复杂的机械电气机组。所以，矿井提升设
5、备是矿山生产中具有举足轻重作用的重大的大型设备。矿井提升设备的作用是沿井筒提升矿山、矸石、下放材料、升降人员和设备等。矿井提升工作的特点是在一定的距离内，一较高的速度上下往复运行。矿井提升设备在生产过程中一旦发生事故，就会影响全矿生产，甚至导致全矿生产停顿。所以矿井提升设备要求配有良好的控制设备和保护装置。作为矿山机电技术人员，应当熟悉矿井提升设备的性能、构造和工作原理，提高安装质量，合理使用设备，加强设备维护管理，并应采用诊断技术和相应的仪器设备，这对确保矿井提升工作的高效、安全可靠以及经济的运转，防止和杜绝事故的发生，加速矿业开发建设，都具有深远的意义。提升设备耗电量大，在金属矿，耗电量有
6、时能占全矿的40%50%。因此，对其高效运转、提高效率以及节约能源必须予以高度的重视。加之，提升机一般无备用设备，所以矿井提升设备在矿井中占有十分显赫的地位，属于矿山的要害设备。由此可见，提升设备除了要对其精心设计、精心制造之外，提高安装质量，合理地使用和维护好设备，确保其安全可靠地运行，预防和杜绝事故的发生，具有十分重要的意义。目前，国外的矿井提升机正朝着体积小、重量轻、能力大、效率高、安全可靠和自动化的方向发展。1.2 研究目的与意义矿井提升机是矿井大型固定设备之一，是煤炭生产运输的主要工具，它担负着提升煤炭、研石、下放材料、升降人员和设备的任务，是联系井上与井下的唯一途径，素有矿井“咽喉
7、”之称。提升机运行的安全可靠性不仅影响到矿山的经济效益，而且更重要的是涉及到井下工作的矿工生命安全。提升机制动系统的好坏则是直接关系到提升机运行的安全性和可靠性。如果某提升机设备在工作过程中出现故障，而又未能及时进行制动并且排除故障，其结果不仅有可能会导致设备本身损坏，甚至可能造成机毁人亡的严重后果。据统计分析，因制动系统故障而造成的事故约占整个提升事故的60%以上。至今为止我国煤矿由于提升机制动系统故障而发生重大事故的例子很多。如:淮北矿务局相城煤矿主斜井提升机就因安全制动力矩过大，多次发生紧急制动断绳事故：石台煤矿主井提升机闸盘油污过多，制动力矩过小，导致重载箕斗坠入井底，造成了巨大的经济
8、损失和人员伤亡。历年来各国对矿井提升机的安全问题极为重视，对矿井提升设备的安全性提出了极严格的要求。煤矿安全规程和煤矿机电设备完好标准对此都做出了明确规定，要求对运转使用的提升机定期进行技术测试。目前，大部分矿山企业对矿井提升机采用预防维修的方法。但是，由于预防维修是按预定的时间间隔来进行的，故障的随机性和维修时间的确定性之间存在着矛盾，在实际工作中很容易出现设备尚好检修期己到的“过剩维修”、设备有隐患但检修期未到的“欠修”，还有不少故障不可能通过细而密的定期维修得到解决，相反会因频繁的拆装出现更多故障。设备的可靠性不可能通过维修得到改善，分解检查不可能鉴定运行中内部零件可靠性下降程度。复杂设
9、备的偶然故障是不可避免的，所以计划预防维修制度已不适应当今生产发展的需要。要解决上述问题，更有效地对设备进行维修，最合理的方法是根据设备运行状态的好坏来安排检修工作，这种方法称为预知维修。而要真正做好预知维修，必须建立矿井提升机的实时监测和诊断系统。1.3 矿井提升设备的组成矿井提升设备主要有提升容器、提升钢丝绳、提升机（又称卷扬机）、井架和天轮以及装卸载附属装置等组成。矿井提升机作为一个大型机械电气机组，它由下列机械和电气装置等组成：把图和文字重新排列，让其规正工作机构主轴装置传动系统测速发电机装置护板、护栅、护罩制动系统制动器主制动器辅助制动器制动器控制装置液压站空气控制装置观测操作系统深
10、度指示器斜面操纵台机 械 部 分矿 井 提 升 机机械辅助部分保护系统减速器联轴器导向轮和天轮车槽装置司机椅子电气部分主电机和微拖动电动机电气控制装置电气保护系统1.4 提升机制造发展简介与发展趋向建国前我们根本不能制造大型矿井提升机，建国后才有了自己的提升机械制造厂。现在，我国已能自行设计并能成批生产系列的大型的近代矿井提升机械。目前我国生产的和广泛使用的提升机基本上分为两大类，即单绳缠绕式提升机及多绳摩擦式提升机。当前我国矿山，特别是一些较老的矿山大都使用KJ型提升机。在此基础上，洛阳矿山机械厂将其改造为JKA型，该型的最大特点是不使用地下室，尽管如此仍不适应我国矿山生产发展的需要。后来，
11、洛阳矿山机器研究所和洛阳矿山机器厂的工程技术人员，自力更生，自行设计制造，于1970年生产出一种新产品XJK型。1985年又对JK型矿井提升机进行了更新，这种结构更新型的提升机的型号为JKA型。我国最早生产大型矿井提升机的一家工厂是辽宁抚顺重机厂。那是在1953年，仅是小批量生产，1958年洛阳矿山机械厂建成后，就开始了大量生产，30年来仅洛阳矿山机器厂就生产了2000多台大型提升机。全国有十几家生产厂先后生产过矿井大型提升机，但目前主要是洛阳矿山机器厂、上海冶金矿山机械厂、重庆矿山机器厂和吉林重机厂等几家工厂生产，其中洛阳矿山机器厂的产量占70%80%。1.4.1交流拖动方式目前我国提升机约
12、70%采用串电阻调速的交流拖动方式。有单绳和多绳两种系列，大都采用改变转差率S的调速方法，在调速中产生大量的转差功率，使大量电能消耗在转子附加电阻上，导致调速的经济性变差。极少数提升机采用串级调速方法，其调速范围窄，且投资大。1.4.2直流拖动方式我国提升机采用直流拖动有两种系统:直流发电机一直流电动机机组(F-D)和晶闸管一直流电动机(SCR-D)系统。其生产和使用情况如下:(1)国内研制大型直流提升机主要有三大厂家: 上海电机厂主要生产配套电机，己生产低速直流电机800多台，最大容量5775kW，额定转速50r / min.其中长广煤矿及五村煤矿的提升机为1000M 48r/ min，淮南
13、潘三矿采用一台2600kW 低速直联电机;上海冶金矿山机械厂主要生产主机及信号系统，己生产80多台提升机，1979年生产过一台低速直联落地式提升机; 北京整流器厂主要生产配套电控， 己从瑞士BBC公司和瑞典ASEA公司引进了晶闸管电控整机系统及元件生产线，直流电控容量可达7000kW;还引进了交流变频调速(交一直一交)电控生产线，可生产单机4200kW变频调速电控设备;1986年向甘肃金川矿提供了一套带微机控制的800kW 直流电控设备。(2)从国外引进的晶闸管供电的直流提升机20多套，其中AEG公司2100kW低速直联6套、西门子公司低速直联4套、瑞典ASEA公司9套。另外，还正在引进计算机
14、控制的低速直联电控系统。1.4.3 研制与发展(1)国产大型直流提升机及电控系统正在逐步完善和推广使用。(2)大功率变频调速电控提升机其效率可达98%，国内正在组织研究这种系统，不少院校和研究单位都在着手研制。如天津电气传动研究所己研制了一台300kW的变频调速装置。(3)可编程序控制器在提升机电控系统的应用可编程序控制器具有可靠性高、抗干扰能力强、实现继电逻辑容易，基本免于维护等独特优点，特别适用于对我国占大部分的交流提升机继电一接触器电控系统进行技术改造;因此有不少单位都在着手研制，如焦作矿务局，韩城矿务局均用可编程序控制器对TKD电控系统进行改造，己投入正常运行和使用，已经显示出了很强的
15、生命力。这是今后一段时期乃至几十年对我国占绝大多数采用继电控制的交流提升系统进行技术改造的必由之路。 2、矿井提升系统主要设备矿井提升设备用于提升有用矿物、矸石、升降人员设备、下放材料等。矿井提升设备主要由提升容器、提升钢丝绳、提升机、井架和天轮以及装卸载附属装置等组成。已知矿井年产量An=100万吨，矿井深度Hs=290m，箕斗装矿高度Hz=20m，箕斗卸矿高度Hx=20m，年工作天数=330d，矿石松散容重r=2t。2.1 竖井提升容器的选择2.1.1 箕斗的选择我国煤矿立井广泛采用固定斗箱底卸式箕斗，其形式有很多种，过去一些矿井普遍采用扇形闸门底卸式箕斗，现在新建矿井多采用平板闸门底卸式箕斗，这种底卸式箕斗如图2-1所示1 楔形绳环； 2框架； 3可调节溜煤板； 4斗箱； 5闸门；6连杆；7卸载滚轮；8套管罐耳；9钢轨罐道罐耳；10扭转弹簧；11罩子；12连接装置图2-1 单绳立井箕斗箕斗由斗箱4、框架2、连接装置12及闸门5等组成。箕斗的导向装置可以采用钢丝绳罐道，也可以采用钢轨或组合罐道。采用
