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1、 矿井提升设备矿井提升设备 11概述:一、矿井提升设备的任务提升矿石、矿渣，下放材料，升降人员、设备。二、矿井提升设备的分类1、按用途分可分为主井提升设备和副井提升设备。主井提升设备主要用于提升有益矿物如提升矿物）；副井提升设备用于辅助提升如提升矿渣，升降人员、设备，下放材料等。）。2、按提升容器分可分为箕斗提升设备和罐笼提升设备。3、按提升机类型分可分为缠绕式提升设备和摩擦式提升设备。4、按井筒倾角分可分为立井提升设备和斜井提升设备。:三、矿井提升设备的组成图1塔式多绳摩擦提升机罐笼提升系统和图2单绳缠绕式提升机箕斗提升系统。主要由提升容器、提升钢丝绳、提升机、天轮、井架、装卸载设备及电气设
2、备等组成。:12 提升容器 一、提升容器的种类按用途和结构可分为：箕斗、罐笼、矿车、吊桶等。箕斗分为立井箕斗和斜井箕斗，专用于主提；罐笼既可用于主提，也可用于副提；矿车斜井提升；吊桶立井井筒开凿时的提升。:二、箕斗1、立井箕斗型号意义（1立井单绳箕斗如：JL3）:（2立井多绳箕斗JDS12/1104、JDSY12/1104、JDG12/1104:2、立井箕斗结构原理（1构造立井提矿多采用底卸式，底卸式箕斗分为平板闸门箕斗和扇形闸门箕斗。以单绳立井平板闸门箕斗为例：其结构如图3所示，主要由斗箱、框架、连接装置及闸门等组成。:（2卸载原理当箕斗提升至地面矿仓时，卸载滚轮进入安装在井架上的卸载曲轨内
3、，随着箕斗提升，固定在箕斗框架上的小曲轨同时向上运动，则滚轮在卸载曲轨作用下，沿着箕斗框架上的小曲轨向下运动，并转动连杆，使其通过连杆锁角为零的位置后，闸门就借助矿的压力打开，开始卸载。在箕斗下放时，以相反的顺序关闭闸门。平板闸门底卸式箕斗较扇形闸门卸载时井架受力小，卸载曲轨短，装载时撒矿少，且动作可靠。:三、罐笼罐笼按其构造不同可分为普通罐笼和翻转罐笼，后者应用较少。普通罐笼有单层、多层和单车、双车以及单绳、多绳之分。标准普通罐笼按固定车厢式矿车名义装载质量确定为1t、1.5t、3t三种形式。1、立井普通罐笼型号意义:（1单绳罐笼如：GLS11/1、GLGY12/2（2多绳罐笼其它符号意义同
4、上。:2、罐笼的主要结构图4单绳1t单层普通罐笼。提升钢丝绳绕过双面夹紧楔形绳环与罐笼的主拉杆连接。罐笼是由横梁、垂直立柱通过铆接和焊接结合成的金属框架结构，周围用不同厚度的钢板包围，罐笼四角为切角型式，这样既有利于井筒布置又制作方便。罐笼顶部有半圆弧形淋水棚和可以打开的罐盖，以供运送长材料用，罐两端设有帘式罐门，为了将矿车推进罐笼，罐笼底部敷设轨道，为了防止提升过程中发生跑车事故装有阻车器。在罐笼上设有罐耳并使其紧靠在罐道上保证罐笼平稳的沿着罐道运行。罐道可分为刚性及柔性两种，刚性罐道有钢轨罐道、木罐道及组合罐道三种；柔性罐道即钢丝绳罐道。罐笼上部还设有防坠器又称为断绳保险器）。:防坠器的作
5、用是当提升钢丝绳万一发生断裂后，可使罐笼牢固地支撑在井筒的罐道上，防止罐笼坠落井底造成严重事故。防坠器的型式与罐道类型有关。目前我国广泛采用的是制动绳防坠器。其工作原理如下：（以FLS型制动绳防坠器为例）（1布置系统图5（2抓捕机构极其传动装置图6（3缓冲器图7（4制动绳的拉紧装置图8:13 提升钢丝绳 作用：一、钢丝绳的结构组成：钢丝股+绳芯纤维绳芯常用）、金属绳芯）。材质：1、钢丝为优质炭素结构钢，一般直径为0.44。矿井提升抗拉强度一般采用1700Mpa以下的。2、钢丝绳表面光面和镀锌常用于摩擦提升两种。钢丝的表面状态标记代号为：光面钢丝，NAT；A级镀锌钢丝，ZAA；AB级镀锌钢丝，Z
6、AB；B级镀锌钢丝，ZBB。:3、绳芯 分金属芯纤维芯。纤维绳芯作用：（1减少股间钢丝的接触应力； （2缓和弯曲应力； （3储存润滑油，防止绳内钢丝锈蚀。金属绳芯的特点：与相同断面的纤维绳芯相比，金属断面大，抗破断能力大，具有耐横向压力大，不易变形等优点。但其柔软性差，不耐腐蚀。绳芯的标记代号：纤维芯天然或合成的），FC；天然纤维芯，NF；合成纤维芯，SF；金属丝绳芯，IWR；金属丝股芯，IWS。 :二、钢丝绳的分类、特点及应用（一分类及特点1、按钢丝绳的捻法分可分为右交互捻ZS）、左交互捻SZ）、右同向捻ZZ）、左同向捻SS四种。标记代号中，第一个字母表示钢丝绳的捻向；第二个字母表示股的捻向
7、；“Z表示右捻向，“S表示左捻向。左捻：按左螺旋方向将股捻成绳。右捻：按右螺旋方向将股捻成绳。交互捻：绳中的股的捻向与股中丝的捻向相反。同向捻：绳中的股的捻向与股中丝的捻向相同。特点：同向捻钢丝绳柔软，表面光滑，接触面积大，应力小，使用寿命长，绳有断丝时，断丝头部会翘起便于发现，所以矿井提升多用同向捻钢丝绳。但同向捻钢丝绳有较大的恢复力，稳定性较差，易打结。交互捻钢丝绳的结构稳定 :2、按钢丝在股中互相接触情况分（1点接触钢丝绳股中各层钢丝捻距不等，钢丝间呈点接触状态。这种钢丝绳造价较低，但钢丝间接触应力大，特别是钢丝绳在绕过滚筒和天轮时，钢丝有应力集中和二次弯曲现象，所以寿命较短。（2线接触
8、钢丝绳股中各层钢丝以等捻距捻制，钢丝间呈线接触状态。这种钢丝绳工作时应力降低，耐疲劳性能好，结构紧密，无二次弯曲现象，寿命较长。（3面接触钢丝绳它是将线接触钢丝绳股进行特殊碾压加工，使钢丝产生塑性变形而呈棉接触状态，然后再捻制成绳的。面接触钢丝绳具有结构紧密，表面光滑，不易变形，钢丝间接触面积大，刚性强和耐磨损等优点。:3、按绳股断面形状分（1圆形股绳绳股断面为圆形。这种绳易于制造，价格低，是矿井提升应用最多的一种钢丝绳。（2异形股绳绳股断面形状有三角形和椭圆形两种。三角股钢丝绳：强度比同直径圆形股绳要高，承压面积大，外层钢丝磨损小；外层钢丝粗，排列方式好，抗挤压性能好，尤其是在多层缠绕时，过
9、渡比较稳定；寿命比圆形股长。椭圆股钢丝绳：支撑面积大、抗磨损性能好，但绳的稳定性差，不适于承受较大的挤压力。这种绳股多用来与其它绳股捻制成多层不旋转钢丝绳。:（二钢丝绳结构选择1、对于单绳缠绕式提升，一般宜选用光面右同向捻、断面形状为圆形股或三角股、接触形式为点或线接触的钢丝绳；对于矿井淋水大，水的酸碱度高，以及在出风井中，由于腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳。2、在磨损严重的条件下使用的钢丝绳，如斜井提升等，应选用外层钢丝尽可能粗的钢丝绳；斜井串车提升时，宜采用交互捻钢丝绳。3、对于多绳摩擦提升，一般应选用镀锌、同向捻(左右捻各半)的钢丝绳，断面形状最好是三角股。4、罐道绳最好用半密封钢丝绳或三角
10、股绳，表面光滑，比较耐磨。:三、提升钢丝绳的选择计算钢丝绳在工作过程中，产生许多复杂的应力，如静应力、动应力、弯曲应力，扭转应力、挤压应力及接触应力等，这些应力的反复作用，必将引起钢丝的疲劳、损坏；另外还受到磨损及腐蚀这也导致钢丝绳的损坏。如此复杂的各种影响因素，计算时不能一一考虑。因而，煤矿安全规程规定，计算钢丝绳时按最大静载荷计算并考虑一定的安全系数。且规定：单绳缠绕式提升装置的安全系数为专为升降人员的不得小于9；升降人员和物料用的升降人员时不得小于9，提升物料时不得小于7.5；专为升降物料用的不得小于6.5。:1、立井单绳提升钢丝绳的选择计算如图，A点承受静载荷最大，其最大静载荷Qmax
11、为：Qmax=Q+Q2+pH0Qmax=mg+mzg+mpgH0式中Q=mg一次提升货载的重量，N；m货载质量，kg；Qz=mzg容器的自身重量，N；mz容器质量，kg；p=mpg钢丝绳每米重量，N/m；:mp钢丝绳质量，kg/m；H0=Hj+Hs+Hz，mH0钢丝绳最大悬垂长度，m；Hj井架高度，m；此值在计算钢丝绳时尚不能精确确定，可采用下列数值：罐笼提升Hj=1525m；箕斗提升Hj=3035m；Hs矿井深度，m；Hz由井底车场水平到容器装载的距离m），罐笼提升Hz=0；箕斗提升Hz=1825m。:以B为所要选择的钢丝绳公称抗拉强度N/），S为所有钢丝断面积之和（），如果钢丝绳不被拉断，
12、就必须满足：设ma为规定钢丝绳的安全系数，那么为解上式，找出mp与S的关系，设钢丝绳的平均密度为9400kg/m3，断面积和为S（），长度为1m的质量mp为：mp=9400Skg/m:上式中的S可写成：将上式代入设g=10m/s2，则可得：根据计算出的值，在规格表中选取与计算相近的标准钢丝绳直径，再按选出的资料，验算其安全系数是否符合要求即：:式中Qp所选钢丝绳全部钢丝破断拉力总和，N；Q+Q2+pH0货载、容器、钢丝绳重量总和。若验算结果不满足要求，即不满足要求，应重新选钢丝绳，并重新验算，直到满足要求为止。:2、斜井钢丝绳的选择计算斜井钢丝绳的选择计算与立井相同，其不同之处，只是因斜井井筒
13、倾角小于90，在钢丝绳A点的作用力，只是串车、货载、钢丝绳重力的一个分量，及串车、钢丝绳在轨道和地滚上运动的摩擦阻力。作用于A点沿井筒方向的分力有：串车及货载的重力分力为：nm1+m21gsin串车及货载的摩擦力为：f1nm1+m21gcos钢丝绳的重力分力为：mpgL0sin钢丝绳的摩擦力为：f2gL0cos与立井的钢丝绳计算相似，为保证钢丝绳不被拉断，并有一定安全系数，可写出下式：:每米钢丝绳质量为：式中L0钢丝绳由A点至串车车尾车在井下停车点之间的斜长，m；f1矿车运行摩擦阻力系数；矿车为滚动轴承取f1=0.015；矿车为滑动轴承f1=0.02；f2运行的钢丝绳摩擦系数，此数值与矿车中托
14、辊支承情况有关。钢丝绳全部支承在托辊上取f2=0.150.20；局部支承在托辊上取f2=0.250.4；全部在底版或枕木上拖动时取f2=0.40.6；:ma安全系数，与立井要求相同；m1每一个矿车货载质量，kg；m21每一个矿车自身质量，kg；n矿车数量；井筒平均倾角。根据上式计算的数值，从钢丝绳规格表中选择标准钢丝绳mp，并按下式验算安全系数：式中Qp钢丝破断拉力总和，N。钢丝绳公称抗拉强度，N/；:14 矿井提升机 矿井提升机是矿井提升设备中的动力部分，由电动机、减速器、主轴装置、制动装置、深度指示器、电控系统和操纵台等组成。我国目前广泛使用的提升机可分为两大类：单绳缠绕式提升机分为小绞车
15、滚筒直径2m以下和提升机和多绳摩擦式提升机。:一、单绳缠绕式提升机单绳缠绕式提升机的工作原理：把钢丝绳的一端固定到提升机的滚筒上，另一端饶过井架上的天轮悬挂提升容器。这样，利用滚筒转动方向不同，将钢丝绳缠上或松放，以完成提升或下放容器的工作。按滚筒数目不同，单绳缠绕式提升机有单滚筒和双滚筒提升机两种。双滚筒提升机在主轴上装有两个滚筒，其中一个与主轴用键固定连接，称为固定滚筒或死滚筒；另一个滚筒滑装在主轴上，通过调绳离合器与主轴连接，称为游动滚筒或活滚筒。将两个滚筒做成这种结构的目的，是为了在需要调绳及更换提升水平时，两个滚筒可以有相对运动。单滚筒提升机只有一个滚筒，一般用于单钩提升。:型号意义
16、：JK/速比滚筒名义直径，m；矿用；卷扬机即提升机）；滚筒数目2表示双滚筒；1表示单滚筒，一般省略）1、主轴装置（1作用1缠绕提升钢丝绳；2承受各种正常载荷，并将载荷经轴承传给基础；3承受在各种紧急事故下所造成的非常载荷；（一般要求在非常载荷作用下，主轴装置的各部分不应有残余变形。）4当更换提升水平时，调节钢丝绳的长度仅限双滚筒提升机）。:（2构造主轴装置包括滚筒、主轴、主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。2m单滚筒只有一个制动盘，而单滚筒2.5m则有两个
17、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。单钩提升时为上边出绳，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。:（3调绳离合器1作用使活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，使活滚筒与死滚筒有相对运动。2品种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。JK型提升机采用齿轮离合器。3齿轮离合器a、构造（图11）:b、控制系统图12离合器打开：压力油K管nmsr压力油将活塞销顶起，活塞销下端离开轮毂凹槽，解除闭锁，同时使r的空间与j孔相通）jihgfe离合油缸左腔；离合油缸右腔dcbaL管油池。缸体带动外
18、齿轮向左移动，直到与内齿圈脱开。离合器合上：压力油L管abcd离合油缸右腔；离合油缸左腔efghijpqsmnK管油池。缸体带动外齿轮向右移动，直到与内齿圈啮合。注意：连锁阀的阀体固定在外齿轮的侧面，阀中的活塞销靠弹簧的作用插在轮毂的凹槽中，可以防止提升机在运转中离合器齿轮因震动等原因自动脱开。 顶开钢球:（二深度指示器 深度指示器是矿井提升机的一个重要附属装置。它的作用是：1、指示提升容器在井筒的位置；2、容器接近井口停车位置发出减速信号；3、过卷保护；4、减速阶段通过限速装置进行限速保护等。 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。:1、圆盘式深度指示器圆盘式深度指示
19、器由发送部分和接收部分组成，其原理是传动轴经齿轮传动，将提升机旋转运动传给发送自整角机，该自整角机再将信号传给圆盘式深度指示器上的接收自整角机，二者组成电轴，实现同步联系，从而达到指示器位置的目的。深度指示盘装于司机台上，有粗针和精针两个指针，精针只在容器接近井口时才转动，以便指示精确的停车位置。深度指示器上还配有连击铃，当提升机减速开始时，此铃发出声响，提醒司机作减速操纵。特点：圆盘式深度指示器结构简单，使用可靠，精度高，易实现自动化，但直观性差。:2 2、牌坊式深度指示器、牌坊式深度指示器 牌坊式深度指示器主要由传动轴、直齿轮、锥齿轮、直立牌坊式深度指示器主要由传动轴、直齿轮、锥齿轮、直立
20、的丝杠、梯形螺母、支柱、标尺等组成。的丝杠、梯形螺母、支柱、标尺等组成。在提升机工作时，其主轴带动深度指示器上的传动轴，直齿轮，在提升机工作时，其主轴带动深度指示器上的传动轴，直齿轮，锥齿轮带动两个直立的丝杠以相反方向旋转，利用支柱分别限锥齿轮带动两个直立的丝杠以相反方向旋转，利用支柱分别限制装在丝杠上的梯形螺母旋转，因两个丝杠都是右螺纹，故迫制装在丝杠上的梯形螺母旋转，因两个丝杠都是右螺纹，故迫使两个螺母，只能沿支柱作上、下相反方向的移动，从而指示使两个螺母，只能沿支柱作上、下相反方向的移动，从而指示出井筒中两容器一个向上，另一个向下的位置。出井筒中两容器一个向上，另一个向下的位置。在两支柱
21、上固定着的标尺上，用缩小的比例根据矿井的具体情在两支柱上固定着的标尺上，用缩小的比例根据矿井的具体情况，刻着与井筒深度或坑道长度相适应的刻度，当装有指针的况，刻着与井筒深度或坑道长度相适应的刻度，当装有指针的梯形螺母移动时，则指明了提升容器在井筒的位置。梯形螺母移动时，则指明了提升容器在井筒的位置。特点：优点是指示清楚、直观、工作可靠；缺点是不够精确。特点：优点是指示清楚、直观、工作可靠；缺点是不够精确。 :（三制动系统作用：1、正常停车2、工作制动3、安全制动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。制动系统由制动器和传动机构组成。制动器是直接作用于制动轮或制动盘上
22、产生制动力矩的部分，分为盘式和块式；传动机构是控制及调节制动力矩的部分，分为油压、压气、弹簧式。JK型提升机采用的是液压站与盘式制动器配合构成的盘式制动系统。:1、盘式制动器（1构造（2工作原理（图13）1松闸2抱闸2、液压站（1作用1在工作制动时，产生不同的工作油压，以控制盘式制动器获得不同的制动力矩；2在安全制动时，实现二级安全制动；3控制调绳装置:（2工作原理图141工作制动2安全制动3调绳:二、多绳摩擦式提升机（一概述1、组成及工作原理2、品种可分为井塔式和落地式两种。3、特点（二JKM型多绳摩擦式提升机1、主轴装置2、车槽装置3、减速器4、深度指示器5、钢丝绳张力平衡装置:四、提升机
23、滚筒尺寸的确定1、提升机滚筒直径DD是计算选择提升机的主要技术数据。以钢丝绳缠绕时不产生过大的弯曲应力为选择的原则。钢丝绳的弯曲试验表明当D/d=80时D滚筒直径，d钢丝绳直径），弯曲应力w较小，D/d再增大，w并无显著下降；D/d继续减小，w将会引起急剧增加，因而规定：井上提升机的滚筒和围抱角大于90的天轮：式中 钢丝绳中最粗钢丝的直径，mm。:围抱角小于90的天轮：根据计算，选择标准滚筒直径。围抱角小于90的天轮： 井下提升机和凿井提升机的滚筒和围抱角大于90的天轮：:2、提升机滚筒宽度B 提升机滚筒宽度B的尺寸，以能容纳应缠绕的钢丝绳为原则，应包括相当于提升高度H米；还包括规定钢丝绳每半
24、年剁绳头一次作试验一次5米），如果绳的寿命三年考虑，则缠绕滚筒上作试验用的钢丝绳长为30米；另外滚筒表面应保留三圈摩擦圈，以便减轻绳与滚筒固定处的拉力。 作单层缠绕滚筒的计算宽度B为：:式中 d钢丝绳直径，mm；钢丝绳绳圈之间的间距，一般取23mm。若钢丝绳在滚筒上作双层缠绕时，为了避免上下层钢丝绳总是在一个地方过渡而损坏，要求每季度错动1/4圈，根据钢丝绳设计寿命，计算多层缠绕滚筒宽度时应加此错动绳24圈 。单滚筒双钩提升计算滚筒宽度时，试验绳长应是两倍，摩擦圈也是两倍，还应再加上2圈为缠绕与下放两绳之间的间隔绳圈。: 根据计算所得的滚筒直径与宽度，选择稍大且接近计算尺寸的标准提升机的直径和宽度，若无接近的，则可另选较大的，或者在允许的情况下作多层缠绕。 为了保证提升机有足够的强度，还必须验算所选提升机最大静张力Fjmax它关系到滚筒与主轴的强度及最大静张力差Fc它关系到主轴的强度应满足下式：式中Fjmax及Fc由提升机产品规格中查得，如果验算不符合规定，需要重选较大的。 :
