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1、徐州工程学院毕业设计(论文)毕业设计(论文)小梁山煤矿主井提升设备选型设计(多绳摩擦式提升机)THE TYPE SELECTION AND DESIGN OF MAIN SHAFT LIFTING EQUIPMENT FOR COAL OF XIAO LIANGSHAN(MULTI-ROPE FRICTION HOIST)学生姓名学院名称专业名称指导教师20*年5月27日II摘要本文主要介绍了小梁山煤矿主井提升设备（多绳摩擦式提升机）的选型设计以及各配件的选用和零部件的设计和校核等内容。通过对给定的小梁山煤矿的年产量和矿井深度的计算，选择合适的箕斗，钢丝绳，提升机和电动机，并对选定的钢丝绳，提
2、升机和电动机进行校验，以及电动机等效功率计算。并对选定的提升设备进行了运动学和动力学分析以及电耗计算。通过对主井提升设备的选型计算以及对其进行校验，选择最适合于小梁山煤矿的安全，合理，经济的提升设备。关键词 主井提升设备；多绳摩擦式提升机；箕斗AbstractThis paper mainly introduces the type selection and design of main shaft lifting equipment for coal of Xiao liangshan (multi-rope friction hoist)and the selection of part
3、s fittings content and the design and check of it. Based on the calculation of annual output and coal mine deep given of Xiao liangshan, choose the appropriate skip, wire rope, hoist and motors. By checkout the hoist rope,hoist and motor, to equivalent power calculation of motor, and analysis the ki
4、nematics and dynamics and consumption calculation of the selected hoist . Through the selection of selected design calculations and link checking lifting equipment, choosing the most suitable and safety, reasonable, economic lifting devices for this mine.Keywords Main shaft lifting equipment multi-r
5、ope friction hoist skip 徐州工程学院毕业设计(论文)目 录摘要IAbstractII1 绪论12主井提升机的选型设计32.1 计算原始数据32.2 箕斗的选型32.3 提升钢丝绳的选择72.3.1钢丝绳的最大悬垂长度72.3.2 估算钢丝绳每米重力72.3.3 钢丝绳安全系数校核82.3.4 提升钢丝绳的维护和试验92.4 选择提升机102.5 提升机的维护与检修122.5.1 提升机设备的日常维护122.5.2 提升机设备的定期检查122.5.3 提升机设备的计划维修132.5.4 提升机的润滑142.5.5 主提升机操作工自检自修的具体内容152.6 提升系统的确定
6、162.7 提升容器的最小自重172.8 预选电动机182.8.1 电动机转数182.8.2 提升机的最大速度182.8.3 预选电动机功率182.9 提升系统总变位质量192.9.1 变位重量192.9.2 变位质量193 提升设备的运动学和动力学203.1 提升速度图203.1.1 六阶段速度图203.1.2 加速度的确定213.2 提升能力校核253.3 电动机等效功率计算253.3.1 运动力计算253.3.2 等效力计算273.3.3 等效功率283.3.4 校核电动机过负载系数283.4 电耗计算284 提升机的防滑验算304.1 提升机的防滑验算304.1.1 静防滑安全系数31
7、4.1.2动防滑安全系数314.1.3 制动力矩的验算325 最终的确定方案33结论34致谢35参考文献36361 绪论矿山提升机是矿山大型固定机械之一，矿山提升机从最初的蒸汽机拖动的单绳缠绕式提升机发展到今天的交交变频直接拖动的多绳摩擦式提升机和双绳缠绕式提升机已经历了170多年的发展历史，它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，被喻为矿山运输的咽喉。因此矿山提升设备在矿山生产的全过程占有重要的地位。我国早在公元前1100年左右就发明和使用了辘轳提水和提升重物，这就是现在提升机的始祖。1953年抚顺重型机器厂制造了我国第一台缠绕式提升机；1958年洛阳矿山机器厂制造了第一台多绳摩擦提
8、升机。国外矿井提升机的发展有几个代表性的时期：1827年出现第一台蒸汽提升机；1877年制造了第一台单绳摩擦提升机；1905年使用了第一台电动提升机；1938年创造了第一台多绳摩擦提升机；1957年发明了多绳缠绕式提升机。一个现代化的矿井在提升设备的选型上尤为重要。因为提升设备选型的合理与否，直接关系到矿井的安全和经济性，因此确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体条件选择合适的设备。目前我国可以成批生产各种现代化大型矿井提升机以及各种配套设备，无论从设计、制造、自动控制等各方面，我国生产的矿井提升设备都正在跨入世界先进的行列。根据矿井提升机工作原理和结构的不同，可分
9、为缠绕式提升机和摩擦式提升机。单绳缠绕式提升机是较早出现的一种，它工作可靠，结构简单，但是仅适用于浅井及中等深度的矿井，而对于井深超过300米的矿井，宜选用多绳摩擦式提升机。在国内外，多绳摩擦式提升机飞跃发展，其发展速度远远超过单绳缠绕式提升机，这是因为它有着许多单绳缠绕式提升机无法比拟的优点，其优点如下：1) 提升容器及静荷载由多根钢丝绳共同承担，提升钢丝绳直径较小，主导轮直径及整个机器尺寸都相应缩小，设备重量也减轻了。2) 由于提升容器是同时悬吊在多根钢丝绳上，这些钢丝绳一般不会同时拉断，故可以不设置防坠器。3) 主导轮直径的缩小，系统的惯量和主轴上的扭力矩也随之减小，因而可以使用高速电动
10、机和重量较轻的减速器，电动机功率和电能消耗都相应降低。4) 提升钢丝绳的根数是偶数，且由左向捻和右向捻各占一半组成，可以互相抵消钢丝绳运行中松捻的扭力，减轻了提升容器对罐道的运行阻力，因而延长了罐道及罐耳的使用寿命。5) 当多绳摩擦轮提升机安装在井塔上时，减少了工业广场的占地面积，并为地面生产系统的布置创造了有利条件。下面是我针对不同的矿井的地质、煤层等情况，进行综合计算分析后，本着安全、经济等原则对提升设备系统进行的选型设计。本设计充分贯彻以下设计原则：根据国家现有的设备生产状况，结合某些使用中的具体情况，以及经济角度出发尽量选用国产设备并力求在条件基本相当的情况下进行技术的方案比较，选择即
11、经济又合理的设备。由于本人水平有限，设计中难免出现错误和不足之处，敬请各位老师指正。2主井提升机的选型设计2.1 计算原始数据1）矿井年产量：=150（万吨）；2）矿井深度：=400（m）；3）提升设备工作制度：年工作日按每年工作300天计算，日工作小时数按日工作14小时计算；4）原煤的密度=900（)。2.2 箕斗的选型箕斗是单一用途的体横容器，仅用于提升煤炭或矿石。立井单绳箕斗是我国煤矿广泛采用的固定斗箱底部卸载式箕斗，采用曲轨连杆下开折页平板闸门结构，其优点是闸门结构简单，严密，闸门向上关闭冲击小，当煤仓已满，煤未卸完时，卡箕斗产生断绳的可能性小。箕斗闸门开启主要借助煤的压力，因而卸载时
12、传递到卸载曲轨上的力较小，改善了井架受力状态。该闸门的缺点是：如果闭锁装置一旦失灵，闸门可能由于震动，冲击而在井筒中自行开启，不但会把煤卸在井筒里，还会撞坏井筒装备(如罐道，罐道梁等)，因此必须经常认真检查闭锁装置。立井多绳箕斗结构基本与单绳箕斗相同，不同点是连接装置有所区别，多绳箕斗下部还有尾绳装置和安装配重的地方。为了客服上述箕斗闸门的缺点，国内外还研制了插板式闸门和圆板式闸门箕斗。箕斗的导向装置可以采用刚性罐道或钢丝绳罐道。在采用钢丝绳罐道时，除应考虑箕斗本身平衡外还要求装煤后仍能保持平衡，所以在斗箱内上部应安装可调节的溜煤板。国外普遍使用大容量箕斗，一般有效载荷在30t以上，使用寿命一
13、般在1020年。闸门型式多为底卸式扇形闸门，外动力开启式。斗箱结构大体有两种型式，一是由外层面板和内层衬板组成；另一种是整个斗箱采用耐磨合金钢或不锈钢，无衬板，质量可减少10%15%。箕斗设计主要应考虑其机构轻而坚固，有足够的刚度，装卸载快，闸门工作可靠。箕斗装载设备是指从井下煤仓向箕斗装载原煤的中间贮装与计量装置。对装载设备的要求是定量，定时，准确，快速的装载；其体积要小；并适合井下煤尘，水分较大的特点。目前立井箕斗装载设备主要有两种型式。(1) 计量仓式箕斗装载设备计量仓式箕斗装载设备由斗箱，溜槽，闸门，控制缸和压磁测重装置组成。当箕斗到达井底装载位置时，通过控制元件开动控制缸，将闸门打开
14、，斗箱中的煤便沿溜槽全部装入箕斗。利用压磁测重装置来控制斗箱中的装煤量。由于工作条件恶劣，目前的压磁测重装置使用效果不好，很难准确定量装载，有待改进。计量仓式装载设备结构简单，环节少，装载不用其它机械，在我国已定为标准装载设备。(2) 计量输送机式箕斗装载设备计量输送机式箕斗装载设备中，板式或带式输送机安放在称重装置负荷传感器上，输送机先用0.150.3的速度装煤，当装煤量达到规定值时，由负荷传感器发出信号，控制煤仓闸门关闭，输送机也停止运行。待空箕斗到达装煤位置时，输送机以0.91.2的速度将煤快速装入箕斗。其优点是不需开凿较大的洞室，减少煤的装倒次数，向箕斗装载均匀减少了提升钢丝绳的冲击荷载，利于实现提升自动化。1）提升高度,见式(2.1) 式(2.1) =400+25+13 =438（m）式中 矿井深度；装载高度：由井下煤仓及装载设备尺寸确定，可估取=1825（m），取Hz=25（m）； 卸载高度：由地面生产系统要求而定，可取=13（m）。2）经济提升速度,见式(2.2)=(0.30.5) 式(2.2) = =10.46（m/s）式中，取=0.53）估算一次循环提升时间,见式(2.3)
