王鵬召礦井提升機多繩摩擦快速換繩系統(tǒng)的研究

1、 機電設(shè)備管理畢業(yè)設(shè)計說明書設(shè)計題目: 煤礦機電設(shè)備管理與維修 助學(xué)院校: 河南理工大學(xué) 自考助學(xué)專業(yè): 機電設(shè)備與管理 姓 名: 孫嬙嬙 自考助學(xué)學(xué)號: 040214200236 成 績: 指導(dǎo)教師簽名: 河南理工大學(xué)成人高等教育2O 年 月 日河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）評定書年級專業(yè) 學(xué)生姓名 一、設(shè)計（論文）題目： 二、設(shè)計（論文）說明書 頁，附圖 張。三、審閱意見及評語四、畢業(yè)設(shè)計（論文）的總評成績：指導(dǎo)教師（簽名） 摘 要礦井提升設(shè)備是聯(lián)系礦井井下與地面的咽喉設(shè)備，在煤炭生產(chǎn)中占有特別重要的地位，它的主要用途就是沿井筒提升有用的礦物（煤炭礦石）和矸石，升降人員，設(shè)備，下

2、放材料等.多繩摩擦提升機由于它的安全性較好.目前在世界各國都得到廣泛的使用。 其應(yīng)用范圍不但用于深井，立井提升，而且許多國家的淺井和斜井也已優(yōu)先采用.多繩摩擦提升現(xiàn)已成為現(xiàn)代礦井提升的發(fā)展方向之一.在我國的新建大中型及特大型礦井.也已得到越來越廣泛的應(yīng)用. 礦井提升設(shè)備是礦山較復(fù)雜且龐大的機械，在工作中一旦發(fā)生故障，就會嚴(yán)重影響礦井的正常生產(chǎn)，甚至造成人身事故.為此掌握礦井提升設(shè)備的構(gòu)造.工作原理.工作性能.設(shè)備選擇.運行理論等方面的知識.對合理地選擇和使用維護(hù)，確保高效率和安全可靠地運轉(zhuǎn).有著極其重要的意義.提升鋼絲繩在使用過程中 ，由于斷絲磨損 銹蝕的原因 ，強度逐漸降低.當(dāng)斷絲，磨損 等

3、達(dá)到煤礦安全規(guī)程規(guī)定時.必須及時更換. 但是摩擦式提升的維護(hù)工作特別是換繩工作，因為工藝復(fù)雜，危險性高，成為影響礦井生產(chǎn)的一大難題。課題分析國內(nèi)礦井換繩工藝的現(xiàn)狀，換繩工藝，換繩裝置，進(jìn)行深入研究多繩摩擦提升機如何快速換繩。提出利用一種新型快速換繩裝置進(jìn)行換繩：并對該裝置的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了詳細(xì)地介紹和分析，對換繩裝置的換繩效果和可靠性進(jìn)行驗證，為產(chǎn)品的進(jìn)一步優(yōu)化提供參考和依據(jù)。換繩工藝復(fù)雜，普通換繩使用人員較多且容易發(fā)生安全事故。本換繩裝置利用鎖繩裝置防止跑繩現(xiàn)象，兩個夾緊裝置結(jié)合實現(xiàn)連續(xù)換繩，加大了對換繩過程的控制和安全保障?；谝簤合到y(tǒng)具有體積小、重量輕、操作靈活簡單等優(yōu)點，這套裝置使用液

4、壓作為驅(qū)動力。經(jīng)過試驗驗證，本套換繩系統(tǒng)在礦井換繩中應(yīng)用情況很好，降低了換繩難度的同時提高換繩的效率和安全可靠性。對機械設(shè)備的設(shè)計提供指導(dǎo)和參考，可廣泛的應(yīng)用于其他機械設(shè)備設(shè)計制造中。關(guān)鍵詞：多繩摩擦提升機 快速換繩 安全 第V頁目 錄摘 要III目 錄IV第一章緒論11.1礦井提升設(shè)備的任務(wù)及發(fā)展歷史11.2提升機分類11.2.1纏繞式提升機11.2.2摩擦式提升機21.2.3內(nèi)裝式提升機31.3提升鋼絲繩31.3.1提升鋼絲繩種類31.3.2提升鋼絲繩失效原因：51.4多繩摩擦式礦井提升機提升工作原理61.5多繩摩擦式礦井提升機的優(yōu)點及其局限性71.6但多繩摩擦式礦井提升機也有它的局限性：

5、81.6 多繩摩擦式礦井提升機在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀8第二章 多繩摩擦式提升機快速換繩102.1繩摩擦式提升機換繩存在問題102.1.1更換鋼絲繩時的注意事項102.2換繩裝置112.3換繩裝置的分析與比較112.3.1穩(wěn)車單繩法122.3.2自牽引換繩法132.3.3舊繩帶新繩下放法142.3.4舊繩帶新繩下放法14第三章 快速換繩系統(tǒng)設(shè)計153.1系統(tǒng)整體方案設(shè)計153.2夾緊裝置163.2.1連桿機構(gòu)163.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計173.3鎖繩裝置173.3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計173.3.2受力分析183.4步進(jìn)移動機構(gòu)的分析213.4.1原理分析213.4.2強度校核213.4.3液壓原理圖及工作原理22

6、第四章 運用實踐244.1概況244.2施工方案244.3施工步驟及方法244.3.1施工總體方法244.4應(yīng)用效果26第五章 結(jié)論及應(yīng)用前景275.1主要結(jié)論275.2應(yīng)用前景27參考文獻(xiàn)29致謝30第一章 緒論1.1礦井提升設(shè)備的任務(wù)及發(fā)展歷史礦井提升設(shè)備的任務(wù)是：1、沿井筒提升煤炭、矸石；2、升降人員和設(shè)備；3、下放材料。它是井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐，是礦山運輸?shù)难屎怼Ｌ嵘O(shè)備在運行的過程中要求具有安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。因此，礦井提升設(shè)備在礦山生產(chǎn)的全過程中占有極其重要的地位。我國提升設(shè)備的設(shè)計制造，是在解放以后才開始的。1953年撫順重型機器廠制造了我國第一臺纏繞式雙滾

7、筒提升機。1958年洛陽礦山機器廠設(shè)計制造了我國第一臺2×4多繩摩擦式提升機。1971年該廠叉新設(shè)計制造了JK型新系列單繩纏繞式提升機，采用了一些新結(jié)構(gòu)，與老型提升機相比較，提升能力平均提高了25%。這種系列的提升機技術(shù)先進(jìn)，運行安全可靠，在大中型礦山的應(yīng)用非常廣泛。近年來我國新建和在建特大型礦井年產(chǎn)量愈來愈大，提升設(shè)備的任務(wù)更加繁重，多繩摩擦式提升機與單繩纏繞式提升機相比，具有質(zhì)量輕、體積小、安全可靠、適應(yīng)較深礦井等優(yōu)點，這將是提丹設(shè)備今后的發(fā)展方向之一。1.2提升機分類1.2.1纏繞式提升機單繩纏繞式提升機 根據(jù)卷筒數(shù)目可分為單卷筒和雙卷筒兩種：單卷筒提升機，一般作單鉤提升。鋼絲

8、繩的一端固定在卷筒上，另一端繞過天輪與提升容器相連；卷筒轉(zhuǎn)動時，鋼絲繩向卷筒上纏繞或放出，帶動提升容器升降。雙卷筒提升機，作雙鉤提升（圖1-1）。兩根鋼絲繩各固定在一個卷筒上,分別從卷筒上、下方引出,卷筒轉(zhuǎn)動時，一個提升容器上升，另一個容器下降。纏繞式提升機按卷筒的外形又分為等直徑提升機和變直徑提升機兩種。等直徑卷筒的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，價格低，得到普遍應(yīng)用。深井提升時，由于兩側(cè)鋼絲繩長度變化大，力矩很不平衡。早期采用變直徑提升機（圓柱錐形卷筒），現(xiàn)多采用尾繩平衡。 圖1-1纏繞式提升機纏繞式提升機的主要部件有主軸、卷筒、主軸承、調(diào)繩離合器、減速器、深度指示器和制動器等。1.2.2摩擦式提升機

9、多繩摩擦式提升機具有安全性高、鋼絲繩直徑細(xì)、主導(dǎo)輪直徑小、設(shè)備重量輕、耗電少、價格便宜等優(yōu)點，發(fā)展很快。除用于深立井提升外，還可用于淺立井和斜井提升。鋼絲繩搭放在提升機的主導(dǎo)輪（摩擦輪）上，兩端懸掛提升容器或一端掛平衡重(錘)。運轉(zhuǎn)時，借主導(dǎo)輪的摩擦襯墊與鋼絲繩間的摩擦力,帶動鋼絲繩完成容器的升降。鋼絲繩一般為210根。圖1-2多繩摩擦式提升機多繩摩擦式提升機的主要部件有主軸、主導(dǎo)輪、主軸承、車槽裝置、減速器、深度指示器、制動裝置及導(dǎo)向輪等。1.2.3內(nèi)裝式提升機內(nèi)裝式摩擦提升機是將工作機和驅(qū)動機合二為一且融合微電子技術(shù)、信息技術(shù)的機電一體化整體，其特點是將電動機裝在卷筒或摩擦輪內(nèi)部。這種一體

10、化的機電整體，既是工作機，又是驅(qū)動機。此外，作為電動機來看，也與傳統(tǒng)構(gòu)造不同，不是定子在外，轉(zhuǎn)子在內(nèi)，而是恰恰相反。它從根本上改變了提升機的構(gòu)造概念。內(nèi)裝式提升機早在1988年就開始生產(chǎn)，世界上第一臺內(nèi)裝式提升機在德國豪斯·阿登礦的新魯姆貝格7號井投入運行。1.3提升鋼絲繩1.3.1提升鋼絲繩種類提升鋼絲繩是由一定數(shù)量的細(xì)鋼絲捻成股，再由若干個股圍繞繩芯捻成繩。礦用鋼絲繩的鋼絲為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，直徑為0.4"-4毫米，更細(xì)的鋼絲易于磨損和腐蝕，直徑超過4毫米的鋼絲在生產(chǎn)中難以保證理想的抗拉強度和疲勞性能。通常礦井提升用鋼絲繩選用155"-'170公斤毫米z

11、為宜。為了增加鋼絲繩的抗腐蝕能力，鋼絲表面可以鍍鋅加以保護(hù)。鋼絲韌性號可分為特號、I號、K號。升降人員用繩必須采用特號鋼絲繩，提煤的主提升鋼絲繩可用特號或I號鋼絲繩。鋼絲繩的結(jié)構(gòu)，指的是鋼絲繩股的數(shù)目、捻向、捻距以及繩股內(nèi)的鋼絲數(shù)日、直徑大小及排列方式等綜合參數(shù)。這些參數(shù)都直接影響著鋼絲繩的性能和使用壽命。鋼絲繩可分為單捻、復(fù)捻和三次捻。單捻鋼絲繩，就是把鋼絲捻轉(zhuǎn)一次而形成的鋼絲束。復(fù)捻是先把鋼絲圍繞成鋼絲芯，再捻成繩股。三次捻鋼絲繩是先把鋼絲捻成繩股，然后把繩股捻成細(xì)小鋼絲，最后把鋼絲捻成細(xì)小鋼絲繩。圖1-3不同結(jié)構(gòu)的鋼絲繩鋼絲繩在繩股中或繩股在鋼絲繩中有捻轉(zhuǎn)方向的區(qū)別，有左向捻和右向捻轉(zhuǎn)。

12、鋼絲繩在繩股中和繩股在鋼絲繩中按同一方向捻轉(zhuǎn)稱為順捻或平行捻轉(zhuǎn)；按相對方向捻轉(zhuǎn)稱此鋼絲繩是交叉捻轉(zhuǎn)的。順捻鋼絲繩與交叉鋼絲繩各有優(yōu)缺點：順捻鋼絲繩擾向性大，具有較大的支撐表面。但是易扭轉(zhuǎn)，在任何情況下都不能把鋼絲繩放下。交叉鋼絲繩幾乎不發(fā)生扭轉(zhuǎn)。摩擦輪主動輪的襯多為木質(zhì)，它對不平行的鋼絲繩軸線的鋼絲繩摩擦系數(shù)較大，因為鋼絲繩輕微地壓入輪襯。理論上用順捻鋼絲繩比交叉捻鋼絲繩好，但是由于其有扭轉(zhuǎn)傾向致使懸掛困難所以一般采用交叉捻鋼絲繩。鋼絲繩在繩股上的區(qū)別可以分為：圓形股鋼絲繩、扁平股鋼絲繩、封閉結(jié)構(gòu)鋼絲繩。圖1-4不同的繩股扁平股鋼絲繩和封閉結(jié)構(gòu)鋼絲繩較圓形股鋼絲繩有更大的接觸面，磨損減輕，有更

13、好的使用期限。封閉結(jié)構(gòu)鋼絲繩的特殊結(jié)構(gòu)使它具有很強的抗彎剛性。1.3.2提升鋼絲繩失效原因：鋼絲繩的好壞直接影響提升設(shè)備的功能和安全性能。研究其時效原因不僅有利于提高鋼絲繩的壽命，而且可以為換繩工藝提供指導(dǎo)。根據(jù)有關(guān)人員的研究，鋼絲繩失效原因重要有以下幾個。1、鋼絲繩銹蝕提丹鋼絲繩使用的環(huán)境比較惡劣，時常受到井筒硫酸水的腐蝕，使其表層剝離，產(chǎn)生黑皮麻坑形成溝紋。含有酸性或堿性的淋水和氣流，不僅會沖刷掉鋼絲繩表面和內(nèi)部的油脂，而且還會使鋼絲銹蝕、繩芯腐爛、股與股及鋼絲與鋼絲間磨損擠壓，鋼絲強度和韌性損失加劇。2、鋼絲繩磨損鋼絲繩在運行過程中其外周與繩道、底板、擋繩器等物體表面接觸而引起的磨損，而

14、摩擦式提升機由于自身的傳動特點更容易磨損。磨損使鋼絲繩截面減少，外周表面鋼絲磨平，破斷載荷隨之降低，當(dāng)鋼絲繩外徑的磨損低于煤礦安全規(guī)程規(guī)定就應(yīng)停止使用，更換新繩。3、鋼絲繩彎曲、打結(jié)造成失效鋼絲繩容易出現(xiàn)彎曲、打結(jié)、扭轉(zhuǎn)、窩鼻等現(xiàn)象，如不及時處理就會磨損、損傷鋼絲繩。如在車場掛、摘勾處余繩太多，易使鋼絲繩盤圈，若不及時處理，此時就會產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)。在運行中，彎曲凸出部位磨損速度快，極易出現(xiàn)斷絲且發(fā)展迅速直至鋼絲繩報廢。4、鋼絲繩沖擊力過大造成失效提升鋼絲繩受力因素很多，既有提升系統(tǒng)內(nèi)部的因素，也有外部因素對其產(chǎn)生沖擊力的影響。1）運行過程中，加、減速度過大易產(chǎn)生慣性力，當(dāng)慣性力過大時將對鋼絲繩

15、產(chǎn)生直接的沖擊甚至發(fā)生穿眼、棚罐現(xiàn)象。2）重物運輸時如制動力過大，下放會使鋼絲繩受到較大的沖擊力：制動力過大上提時會產(chǎn)生松繩，在重物作用下加速下滑，使鋼絲繩突然拉緊受到?jīng)_擊。3）雙滾筒提升時，井下扳道工誤操作，造成同勾現(xiàn)象而使提升容器相互碰撞產(chǎn)生沖擊。4）道床失修造成提升容器掉道、卡罐現(xiàn)象使鋼絲繩產(chǎn)生沖擊。1.4多繩摩擦式礦井提升機提升工作原理摩擦式提升機其特點是靠摩擦輪與鋼絲繩之間的摩擦力傳動。它又可以分為單繩和多繩兩種。近年來多采用多繩摩擦式提升機。摩擦式礦井提升機適用于鑿井以外的各種豎井提升。提升繩搭掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。提升繩的兩端各連接一個容器，或一端連接

16、容器，另一端連接平衡重。為提高經(jīng)濟(jì)效益和安全性，摩擦式礦井提升機采用尾繩平衡提升方式，即配有與提升繩重量相等的尾繩。尾繩兩端分別與兩個容器（或容器和平衡重）的底部連接，形成提升繩-容器-尾繩-容器(或平衡重)-提升繩的封閉環(huán)路。容器處于井筒中的任何位置時，摩擦輪兩側(cè)的提升繩和尾繩的重量之和總是相等的。多繩摩擦式提升機采用柔性體摩擦傳動原理。鋼絲繩圍繞在摩擦輪上，利用鋼絲繩與摩擦襯墊間的摩擦力來提升或下方重物或人員。設(shè)鋼絲繩在摩擦輪的圍包角圍，鋼絲繩兩端的張力分別圍T1、T2，鋼絲繩與摩擦襯墊間的摩擦系數(shù)為，鋼絲繩與襯墊間的摩擦力為F。在T1>T2的條件下，鋼絲繩剛要沿著摩擦輪滑動時的平衡

17、條件為F=T1-T2。歐拉公式闡明了T1、T2、各參數(shù)之間的關(guān)系：T1/T2=e式中：e自然對數(shù)的底，e2.718本公式即為多繩摩擦式提升機的基本工作原理。多繩摩擦式提升機以電動機為動力源，通過減速器、主導(dǎo)輪裝置等傳動系統(tǒng)和工作系統(tǒng)，利用摩擦力F，實現(xiàn)提升機容器在井筒中的升降。采用盤式制動器、液壓油組成的制動系統(tǒng)來控制提升機的減速和停車；用測速發(fā)電裝置、離心限速器等來控制提升機的運行速度；用配置編碼器、模擬柱狀顯示器、數(shù)顯表示來反映提升機在井筒中的位置。通過一系列電氣、機械、液壓的控制、保護(hù)系統(tǒng)來保證機器安全運行。1.5多繩摩擦式礦井提升機的優(yōu)點及其局限性在國內(nèi)外，多繩摩擦式提升機得到飛躍發(fā)展

18、，同單繩纏繞式提升機相比，它具備以 下優(yōu)點：1、由于鋼絲繩不是纏繞在卷筒上，所以提升高度不受卷筒容繩量的限制，更適用于深井提升，這是多繩提升機較突出的優(yōu)點。例如瑞典某礦井使用50t箕斗的8繩提升機，提升高度為1300m主導(dǎo)輪的直徑僅為4m，若用單繩纏繞式提升機，則滾筒直徑將達(dá)7.2到8m，纏繞寬度將達(dá)5到4.5m，鋼絲繩直徑將為80mm，不僅設(shè)備重量大，而且設(shè)備和鋼絲繩直徑過大，制造和安裝使用維修都較困難。2、由于提升容器是由數(shù)根鋼絲繩所承擔(dān)，提升鋼絲繩直徑就比相同載荷下單繩提升的小，并導(dǎo)致主導(dǎo)輪直徑小，因而在同樣提升載荷下，多繩提升機具有體積小，重量輕，節(jié)省材料，制造容易，安裝和運輸方便等特

19、點。3、由于多繩摩擦式提升機運動質(zhì)量小，拖動電動機的容量與耗電量都相應(yīng)減少。4、由于多根鋼絲繩提升，幾根鋼絲繩被同時拉斷的可能性極小，因此提高了提升設(shè)備的安全性，可不設(shè)斷繩保險器（防墜器），這就給使用鋼絲繩罐道礦井提供了有利條件。5、在卡罐和過卷的情況下，有打滑的可能性，可避免斷繩事故發(fā)生。6、由于多繩提升機的提升鋼絲繩一般都是偶數(shù)，因而可以用相同數(shù)量的左捻和右捻鋼絲繩，這樣，提升鋼絲繩在運行中產(chǎn)生的阻力就可以相互抵消，從而減輕了提升容器因鋼絲繩扭力而產(chǎn)生對罐道的側(cè)向壓力，既降低了運行中的摩擦阻力，又可以減輕罐耳和罐道的單向摩擦，從而延長了罐耳和罐道的使用壽命。7、由于主導(dǎo)輪寬度較小，軸的跨度

20、也小，改善了主軸的負(fù)載性能。8、主導(dǎo)輪上不纏繩，提升鋼絲繩沒有在纏繩時沿軸中心方向上的擠壓力（單繩纏繞式礦井提升機上會受這種力的影響，通常稱之為“咬繩”），而且，由于鋼絲繩承受的動應(yīng)力和靜應(yīng)力都低，因而有利于鋼絲繩使用壽命的提高。1.6但多繩摩擦式礦井提升機也有它的局限性：1、數(shù)根鋼絲繩的懸掛、更換時工作量大，維護(hù)檢修、調(diào)整工作較復(fù)雜。2、當(dāng)有一根鋼絲繩損壞而需要更換時，為了保持各鋼絲繩具有相同的工作條件，則需要更換所有的鋼絲繩。3、因不能調(diào)解繩長，故雙鉤提升不能用于幾個中段提升，也不適用于鑿井提升。4、當(dāng)?shù)V井很深時（例如超過1200到1500m），鋼絲繩故障較多，故不適用于特別深的礦井提升。

21、5、由于使用數(shù)根直徑較細(xì)的鋼絲繩提升，鋼絲繩的外露總面積增加了，在井筒中受礦井腐蝕氣體侵蝕的面積就相應(yīng)增加，加之由于鋼絲繩直徑較細(xì)，鋼絲繩的繩股中鋼絲直徑也較細(xì)，耐磨性也明顯降低，諸因素對鋼絲繩的使用壽命產(chǎn)生了不利的影響。尤其是對于某些礦井的淋水呈酸性，腐蝕性則是影響鋼絲繩使用壽命的重要原因之一。 綜上所述，多繩摩擦式礦井提升機的優(yōu)越性是顯著的，特別是對提升量大的深井，單繩纏繞式提升機是無法比擬的。通過對多繩摩擦式礦井提升機的缺點進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，這些缺點是可以克服和減輕的。例如，對于井筒中涌水較大的礦井，除了采取堵水的措施，以減輕對鋼絲繩的銹蝕外，還可以采用鍍鋅鋼絲繩，以提高抗腐蝕性能。另

22、外在運行中還可以定期對鋼絲繩涂以防腐防滑的戈培油，以改善鋼絲繩的工作條件，總之，多繩摩擦式礦井提升機已成為現(xiàn)代提升的發(fā)展方向之一。1.6 多繩摩擦式礦井提升機在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀多繩摩擦式礦井提升機隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其增長速度很快，使用范圍也日益增多，我國多繩摩擦式礦井提升機的系列參數(shù)從1960年開始制訂，目前的品種有塔式和落地式；繩數(shù)上有二繩、四繩、六繩；直徑結(jié)構(gòu)已達(dá)5.5m；主傳動形式有電動機通過減速器拖動和低速電動機直聯(lián)兩種。我國1958年設(shè)計生產(chǎn)了第一臺2m四繩塔式摩擦式礦井提升機，應(yīng)用在阜新五龍礦。1960年又設(shè)計生產(chǎn)了3m四繩摩擦式礦井提升機，在寧夏石嘴山二礦使用。從此我國也開始應(yīng)

23、用塔式多繩摩擦式礦井提升機。由于防震的需要，各礦山用戶紛紛要求有落地式多繩摩擦式礦井提升機供貨，所以在1977年利用河南大峪溝因地面面積限制，原設(shè)計的雙筒單繩提升機無法安裝的情況下，在無任何落地式多繩摩擦提升機參考資料的情況下，完全依靠自己力量，經(jīng)5個月的努力和攻關(guān)，于1977年10月，使我國第一臺2m雙繩落地式礦井提升機在我國大峪溝誕生。隨后在1982年洛陽礦山機械研究所設(shè)計試制的一臺四繩落地式摩擦礦井提升機在廣東紅工礦運行，1983年由上海冶金礦山機械廠設(shè)計生產(chǎn)了3m四繩直流低速的落地式摩擦提升機在我國浙江長廣煤礦應(yīng)用和鑒定。從此，我國的塔式和落地式多繩摩擦礦井提升機被礦山廣泛采用。目前，

24、國外多繩摩擦式礦井提升機的發(fā)展方向是：發(fā)展落地式和斜井多繩摩擦式提升機，研究其用于特淺井、盲井的可能性，以擴(kuò)大起使用范圍；采用新結(jié)構(gòu)，以減小機器的外形尺寸和重量；實現(xiàn)自動化和遙控，以提高工作的可靠性和生產(chǎn)效率，以適應(yīng)深礦井和大生產(chǎn)量的需求多年來；大量采用先進(jìn)的拖動、控制系統(tǒng)，甚至是全液壓型等。隨著礦井開采深度不斷加深和采用集中提升方式，多繩摩擦式礦井提升機有較大的發(fā)展前途。并為此探索具有耐磨性好、摩擦系數(shù)高的摩擦襯墊材料。新結(jié)構(gòu)的多繩纏繞式礦井提升機開始在一些國家使用，它對提升高度大的深井開采有重要意義；采用液壓馬達(dá)代替電動機的防爆提升機受到重視；氣力提升也正在研究和發(fā)展中。第二章 多繩摩擦式

25、提升機快速換繩2.1繩摩擦式提升機換繩存在問題多繩摩擦式提升機的維護(hù)工作相對于纏繞式提升機來說比較復(fù)雜，因為必須保持多繩摩擦式提升機的每根鋼絲繩長度相等，從而使更換、檢查、調(diào)整鋼絲繩的工作量增大，特別是換繩工作。根據(jù)我國煤礦安全規(guī)程第379條規(guī)定；摩擦提升機鋼絲繩（即首繩）的使用期限不得超過二年，平衡鋼絲繩（即尾繩）的使用期限不得超過四年，因此，對于主、副井均為摩擦提升機的礦井來說，平均每年需要換一次首繩，兩年更換一次尾繩。目前，各礦采用的換繩裝置主要是自己加工，由于沒有正規(guī)的設(shè)計和強度計算，存在著換繩裝置強度不夠的問題，是礦井安全生產(chǎn)的隱患。同時，由于主提升機與穩(wěn)車不同步，存在繩扭勁，擰死彎

26、，新鋼絲繩與舊鋼絲繩、新鋼絲繩與新鋼絲繩扭在一起等問題，直接影響換繩的質(zhì)量，甚至?xí)剐吕K受損、受傷，危及礦井的安全。2.1.1更換鋼絲繩時的注意事項1、組織領(lǐng)導(dǎo)。更換鋼絲繩是多人、多工種聯(lián)合作業(yè)，必須事先做好組織工作。首先由主管技術(shù)的負(fù)責(zé)人與有經(jīng)驗的老工人商定施工方案，安全技術(shù)措施，并將安全技術(shù)措施傳達(dá)給每一個參加施工的人員，使每個人員明確分工、任務(wù)要求、時間安排等。2、換繩前應(yīng)由施工負(fù)責(zé)人對換繩時所用設(shè)備、工具、材料全面檢查一遍，是否有不安全的因素存在。每個在井口工作的人員必須嚴(yán)格執(zhí)行安全措施，嚴(yán)禁違章作業(yè)。3、搪梁要有一定的長度和強度。其長度比井口鎖口梁每端必須長出0。61m，其強度應(yīng)以容

27、器落在該梁上不變形、不彎曲為準(zhǔn)。4、拆繩頭時應(yīng)注意將連接裝置用棕繩拴好，使其隨松繩慢慢倒下，防止突然倒下傷人。5、連接新、舊繩的繩卡一定要按措施要求上緊，分布均勻。卡好后應(yīng)有專人負(fù)責(zé)對繩卡的松、緊情況檢查一次，否則不能施工。6、從滾筒上向外出繩時，應(yīng)設(shè)專人監(jiān)視滾筒下部的松繩情況是否正常，防止“打結(jié)”。放繩速度應(yīng)與木輪纏繩的速度同步。7、換新繩過程中應(yīng)避免與其他硬物相碰撞，經(jīng)過地點要墊上木板。向滾筒上纏繞新繩時，車房出繩口處設(shè)專人指揮，如發(fā)現(xiàn)打結(jié)、排列不整齊、繩速不均等現(xiàn)象時，應(yīng)停車處理。對繩排列不整齊時?？捎勉~錘敲打或是石錘敲打。8、雙筒提升機在打開離合器之前，應(yīng)掛好地鎖。當(dāng)需要下放時，一定要

28、嚴(yán)格執(zhí)行施工措施，并設(shè)專職維護(hù)員對機械、電控加強監(jiān)視，以免事故的發(fā)生。9、斜井的換繩過程與立井相似，不同之處是斜井上、下口都有車場，不需搪罐。其他步驟均相同。10、換繩時一定要有規(guī)定的井上、井下的聯(lián)絡(luò)信號；井上、井下口嚴(yán)禁同時作業(yè)，否則應(yīng)有專門措施2.2換繩裝置目前，各礦采用的換繩裝置主要是自己加工，由于沒有正規(guī)的設(shè)計和強度計算，存在著換繩裝置強度不夠的問題，是礦井安全生產(chǎn)的隱患。同時，由于主提升機與穩(wěn)車不同步，存在繩扭勁，擰死彎，新鋼絲繩與舊鋼絲繩、新鋼絲繩與新鋼絲繩扭在一起等題，直接影響換繩的質(zhì)量，甚至?xí)剐吕K受損、受傷，危及礦井的安全。國內(nèi)大多數(shù)礦井換繩使用的換繩工具主要是：1。絞車，用

29、于容納放出新繩，回收舊繩；2。鋼絲繩緊固裝置，與主繩徑配套，用于固定新舊繩；3。滑輪，用于新繩的導(dǎo)向；4。托梁，托住提升容器；5。新舊繩連接工具，有自制的旋轉(zhuǎn)繩環(huán)等；6。手拉葫蘆，用于新繩進(jìn)入系統(tǒng)；可以看出換繩工具非常簡單，機械化程度不高。國外研究出掛繩專用絞車、“依萬諾夫”一型絞車等專用設(shè)備，但是造價高不適合我國的礦井情況。2.3換繩裝置的分析與比較各研究機構(gòu)和礦井企業(yè)對換繩非常重視，進(jìn)行了大量的研究。更換鋼絲繩的方法有許多種，換繩耗費的時間，所投入的人力、物力、財力，因方法不同，差別很大。目前,針對落地式多繩摩擦式提升機的特點,國內(nèi)采用了如下幾種換繩方法。1、自牽引換繩方法所謂“自牽引”即

30、換鋼絲繩時利用提升機的牽引力來牽引新、舊鋼絲繩。因此，整個換繩施工過程中未使用1臺穩(wěn)車。該換繩方法的施工布置如圖2一1所示。施工前把新鋼絲繩按提升高度要求分成4根(以四繩提升機為例)，分別纏繞在4個繩盤上（繩盤川支架支撐，可以轉(zhuǎn)動），放置在與天輪軸線平行且分別與舊首繩重合直線位置的地面上。利用井架的橫梁，在上、下兩天輪組之間設(shè)置2組（每組4個）5t開口導(dǎo)向滑輪，供新繩投入與舊繩拆除之用。2、同步進(jìn)出法該法可稱為鋼絲繩進(jìn)入、退出系統(tǒng)同步法，簡稱同步進(jìn)出法。其主要特點是把舊繩在井口位置斷開,將新繩通過一個旋轉(zhuǎn)繩環(huán)與舊繩連接。新繩進(jìn)入系統(tǒng)，舊繩同時退出。2.3.1穩(wěn)車單繩法利用井口平臺，采用上提兩根

31、舊繩的同時下放兩根新繩的更換方法，以六繩摩擦提升機為例，利用三次循環(huán)更換六根鋼絲繩。1.準(zhǔn)備工作自制兩付繩滾子架(根據(jù)繩滾外形尺寸而定)和壓繩裝置三組，在井塔一側(cè)依次安裝，其中心線分別與2#、5#繩對正。更換鋼絲繩時，新繩與舊繩的捻向一致。在繩架兩側(cè)安裝兩臺10t穩(wěn)車，其中心線與2#、5#繩一致，必須事先將穩(wěn)車固定牢固，在兩臺穩(wěn)車滾筒上纏100m直徑為24。5mm鋼絲繩作為舊繩的副繩，牽引舊繩用。在井口南側(cè)井架上安裝兩個O。5m單滑輪用柬導(dǎo)新鋼絲繩用，并在南側(cè)井架地腳固定梁上穿兩根直徑為24。5mm的鋼絲繩，月1直徑為25mm的“U”形繩卡分別卡成兩付繩套，掛兩個20L單滑輪，用來引導(dǎo)舊繩。同

32、時在五樓平臺導(dǎo)向輪處安裝兩個小滑輪，以使在導(dǎo)向輪處新舊繩不發(fā)生咬繩。用槽鋼制作長板卡13付。三繩板卡2付，單繩板卡100付，以及11.4kW小絞車和控制設(shè)備等輔助工具。2.換繩步驟將主箕斗側(cè)張力自動y-衡懸掛的球閥全部關(guān)閉。上提副箕斗使罐籠頂與井口地面對平。將南罐籠張力自動平衡懸掛的球閥全部關(guān)閉。3.在井口第一道井架上用木板鍆好平臺，下放副箕斗，每隔80m一付板卡，直到主箕斗頂與井口對平為止。4.在五樓平臺副箕斗側(cè)將需更換的鋼絲繩用三付單卡卡牢，從北罐側(cè)將繩頭截斷捉至六樓平臺，越過摩擦輪放到五樓穿過導(dǎo)向輪從起吊孔放至一樓5F臺，穿過單滑輪與穩(wěn)車事先卡好的母子繩連接牢。5.將新鋼絲繩穿過三組壓繩

33、器井口0.5m導(dǎo)繩輪，用11.4kW小絞車提至六樓平臺，穿過摩擦輪牽至北罐側(cè)，與桃形環(huán)連接牢后，與張力自動平衡懸掛用小軸連接好。6.將絞車的制動油壓調(diào)為2。8MPa，使盤形閘處于貼緊狀態(tài)。7.由井口信號工發(fā)出開車信號，絞車司機打開制動閘，同時開動兩臺10t穩(wěn)車上提副箕斗，同時主箕斗下放帶動新鋼絲繩。通知井口施工人員將副箕斗側(cè)板卡拆下卡到主箕斗側(cè)，將五樓提升裝置松開，兩根新鋼絲繩用其余四根鋼絲繩托住。8.同時開動兩臺10t穩(wěn)車上提副箕斗，當(dāng)?shù)诙栋蹇ǖ竭_(dá)平臺時，利用五樓提張力裝簧提一次新鋼絲繩后，將主箕斗側(cè)板卡拆下卡到副箕斗側(cè)，將五樓提張力裝置松開，兩根新鋼絲繩用其余四根鋼絲繩托住。直到副箕斗與

34、井口對平為止。將新鋼絲繩用提張力裝置提最后一次張力，并將裝置墊好，將多余的繩串到南罐側(cè)，測量好長度截繩做繩頭。9.將副箕斗側(cè)換下的舊繩頭割斷用穩(wěn)車提出。將新繩頭用小軸與懸掛連接牢固，進(jìn)行初調(diào)張力。10.下放副箕斗拆主箕斗側(cè)板卡，接著拆下副箕斗側(cè)板卡，直到主箕斗缶禳頂與井口對平。重復(fù)以上步驟更換其余鋼絲繩。其優(yōu)點是：安全性高，占用人員少。但其缺點較多：換繩期限長，每次需67天，對生產(chǎn)影響較大；4根繩的初張力容易產(chǎn)生不平衡；使用設(shè)備多，特別是占用穩(wěn)車多，每次需要穩(wěn)車5臺：換繩時，主提升機與穩(wěn)車之間不易保持同步，容易造成鋼絲繩受力不均勻和松繩、咬繩現(xiàn)象；施工費用高。2.3.2自牽引換繩法在1995年

35、7月鶴壁六礦換繩時找到一種簡便可行的換繩方法一“自牽引一換繩法即換繩時利用提升機的牽引力來牽引新、舊鋼絲繩。一次更換四根主提升鋼絲繩。整個換繩施工過程中未使用1臺穩(wěn)車。其特點是：占用設(shè)備少。根本不用穩(wěn)車等設(shè)備。僅用1臺JD-11。4調(diào)度絞車和2組滑輪。準(zhǔn)備工作量少。由于施工中使用的設(shè)備少，因此，基本不需要作大量的準(zhǔn)備工作，僅準(zhǔn)備4個繩盤及支座即可施工時間短。采用此方法第一次施工，僅用了36小時，而第二、第三次施工，則分別用了28 h，比原來的繩時間提前45天(約100-120小時)。安全性好。，因為鋼絲繩是同時更換，因而4條新繩受力比較均勻：另外，由于各繩之間用鋼卡子固定，杜絕了鋼絲繩之間的咬

36、繩事故。經(jīng)濟(jì)效益顯著。按礦井每天生產(chǎn)3 000 t原煤計算，則每天的間接經(jīng)濟(jì)效益(產(chǎn)值)約為45萬元，3天則為135萬元；同時還可直接節(jié)約施工費用4萬余元。2.3.3舊繩帶新繩下放法江蘇天能集團(tuán)公司龍固煤礦使用落地式多繩摩擦提升機，換繩采用舊繩帶新繩下放的方法，一次更換四根鋼絲繩，不使用穩(wěn)車，簡單方便【71。河南永城市新莊煤礦神火集團(tuán)新莊礦副井絞車型號為JKMD-2。8 X 41 1。5落地式多摩擦式提升機，掛繩高度為438m，提升鋼絲繩結(jié)構(gòu)為6V×34·H，鋼絲繩直徑為28mm。將新繩的一端提前繞過下天輪直至井口固定利用窄罐籠四根舊提升鋼絲繩牽引四根新鋼絲繩進(jìn)行井筒下放直

37、至井底，在井底做窄罐籠繩頭更換工作， 同時，將新繩的另一繩頭繞過滾筒、上天輪，然后在井口做寬罐籠主鉤頭更換工作，通過窄罐籠上提，新鋼絲繩帶出井筒中的舊鋼絲繩，在井口回收舊鋼絲繩。利用此換繩法首繩的更換時問由原來的22小時減少到13小時，并節(jié)省了換繩的費用和安裝準(zhǔn)備工作，提高了換繩安全系數(shù)。2.3.4舊繩帶新繩下放法本章結(jié)合我國多繩摩擦提升機的使用現(xiàn)狀。分析了我剮多繩摩擦提升機換繩的方法及存在的問題。并對多繩摩擦提升機換繩的方法進(jìn)行了綜述，更換鋼絲繩是一項難度大、技術(shù)性強、危險性高的工作。為此，尋求一種安全可靠、操作簡單、投資小的落地式多繩摩擦式提升機鋼絲繩更換裝置，對于礦山來講是至關(guān)重要的，也

38、是十分迫切的。第三章 快速換繩系統(tǒng)設(shè)計3.1系統(tǒng)整體方案設(shè)計通過對上章各種方案的分析，我們發(fā)現(xiàn)“舊繩帶新繩懸掛、新繩帶舊繩回收”一次性換繩方案比較成功，可將此種方案應(yīng)用到多繩摩擦式提升機快速換繩系統(tǒng)中，同時還應(yīng)在此裝置中引入裝置從而將鋼絲繩引入天輪和滾筒上，減小勞動強度。目前換繩大部分都是通過改進(jìn)工藝來提高換繩效率，雖然在一定程度上改善了換繩的問題，但是僅通過簡單的工具和工人的手工操作還是不能保障換繩的高效和安全。因此，急需研究一種便捷又安全的機械裝置實現(xiàn)換繩。設(shè)想一種換繩裝置帶動鋼絲繩以一定的速度向前運動，實現(xiàn)換繩。采用可移動的夾緊裝置帶動鋼絲繩運動，當(dāng)?shù)竭_(dá)行程時，返回進(jìn)行下一段鋼絲繩的運送

39、。但是勢必造成換繩的間斷，因此采用兩個夾緊的裝置，交替工作，通過合理的控制實現(xiàn)鋼絲繩的不間斷運送。為了防止換繩過程中發(fā)生意外出現(xiàn)跑繩現(xiàn)象，系統(tǒng)增加了安全保護(hù)裝置即防跑繩機構(gòu)。利用自鎖原理設(shè)計的鎖繩裝置可以在緊急情況下抱緊鋼絲繩避免危險產(chǎn)生。多繩摩擦式提升機鋼絲繩快速更換裝置的安裝示意圖如圖3-1所示。 圖3-1多繩摩擦式提升機快速換繩系統(tǒng)安裝示意圖3.2夾緊裝置3.2.1連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)是由低副(轉(zhuǎn)動副、移動副、球面副、球銷副、俐札剮及螺旋副等)將若干構(gòu)件聯(lián)接而成的，故又稱為低副機構(gòu)。連桿機構(gòu)可根據(jù)其構(gòu)件之蒯的相對運動為平面運動或空間運動，分為平面連桿機構(gòu)和空間連桿機構(gòu)；又可根據(jù)機構(gòu)中構(gòu)件數(shù)E

40、l的多少分為四桿機構(gòu)、五桿機構(gòu)、六桿機構(gòu)等；一般將五個或五個以上的構(gòu)件組成的連桿機構(gòu)稱為多桿機構(gòu)。單閉環(huán)的平面連桿機構(gòu)的構(gòu)件數(shù)至少為4，因而沒有平面三桿機構(gòu)：單閉環(huán)的空問連桿機構(gòu)的構(gòu)件數(shù)至少為3，閉而可由三個構(gòu)件組成空間三桿機構(gòu)。連桿機構(gòu)是常用的主要機構(gòu)之一，它在一些機械的工作機構(gòu)和操縱裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。連桿機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)多種運動形式的轉(zhuǎn)換，例如它可把原動件的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成從動件某科t規(guī)律的往復(fù)移動或擺動，反之也可把往復(fù)移動或擺動轉(zhuǎn)換成連續(xù)運動：此外，應(yīng)用在連桿上點的軌跡可以完成工程上特殊的曲線運動要求。 連桿機構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的是平面四桿機構(gòu)，它是構(gòu)成和研究平面多桿機的基礎(chǔ)。3.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計

41、夾緊裝置采用工程上廣泛應(yīng)用的平行四連桿機構(gòu)來實現(xiàn)。平行四連桿機構(gòu)是由若干剛性構(gòu)件用低副聯(lián)接而成的平行機構(gòu)，是平面低副機構(gòu)。平面連桿機構(gòu)運動形式多樣。可實現(xiàn)轉(zhuǎn)動、擺動、移動和平面復(fù)雜運動，可用于實現(xiàn)已知運動規(guī)律和已知軌跡。低副接觸具有運動副單位面積受力較小、面接觸便于潤滑、磨損較小、易獲得較高精度等特點。平行四連桿的基本型式為鉸接四連桿機構(gòu)即所有運動副為轉(zhuǎn)動副。鉸接四連桿分為曲柄遙桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙遙桿機構(gòu)。由于制造加工等原因?qū)е落摻z繩的直徑不均勻，為了保證其可靠性，使用兩組雙遙桿四連桿機構(gòu)實現(xiàn)鋼絲繩的夾緊。使用個油缸驅(qū)動兩個連桿機構(gòu)。如圖（3-2）所示：圖3-2夾緊裝置示意圖1-下壓塊 2

42、-上壓塊 3-油缸3.3鎖繩裝置3.3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計防跑繩機構(gòu)利用了斜面自鎖的原理。把質(zhì)量為m的物體放在斜面上，慢慢地增大斜面的傾角0，當(dāng)傾角增大到一定程度時，物體開始滑動。在物體開始滑動時，靜摩擦力最大。根據(jù)物體平衡條件，有：= =角穢稱為摩擦角。當(dāng)斜面的傾角小于時，在斜面上無論放多重的物體。由于重力沿斜面向下的分力始終與靜摩擦力平衡，并且小于最大靜摩擦力，物體不會滑動。這就是斜面的摩擦“自鎖現(xiàn)象”。參照自鎖原理，鎖繩裝置采用四個楔形塊和一個導(dǎo)向套來實現(xiàn)鎖繩。制動過程利用液壓松閘、彈簧抱閘的原理，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖（3-3）所示。圖3-3鎖繩裝置結(jié)構(gòu)圖1一壓蓋2一套筒3一彈簧4一穿繩管5一彈簧座6

43、一楔形塊3.3.2受力分析以楔形塊為研究對象，進(jìn)行受力分析，受力分析如圖（3-4）所示。圖3-4楔塊受力分析圖中是液壓給楔快的推力，是彈簧力，和是分別鋼絲繩給楔塊的摩擦力和壓力，和是分別導(dǎo)向套給楔塊的摩擦力和壓力，初始狀態(tài)下，鋼絲繩與楔塊沒有接觸，=0，=O。以圖示X軸、Y軸的方向?qū)πㄐ螇K所受的力迸行分解。X軸：左邊=+右邊=+Y軸：左邊=右邊=最終達(dá)到平衡狀杰，此時，E式左右相等。對鋼絲繩受力分析如圖（3-5）所示：圖3-5鋼絲繩受力為鋼絲繩受到的拉力。在換繩過程中鋼絲繩所受主要拉力來自其自身的重力，設(shè)為G。取安全系數(shù)為2，即楔形塊對鋼絲繩的摩擦力為鋼絲繩的自重2倍，得出=2G，摩擦力從滑動

44、摩擦轉(zhuǎn)為靜摩擦，因此將平衡狀態(tài)的摩擦力近似為滑動摩擦，設(shè)楔塊和鋼絲繩之間摩擦系數(shù)為，得到=代入，得=2G（）可知，彈簧力與、成遞增關(guān)系，與成遞減關(guān)系。當(dāng)、夠足夠小時，彈簧力可以取零甚至為負(fù)。取為5°，鋼與鋼的摩擦系數(shù)為0.15，代入得到=1.17G中間過程，要求楔塊在導(dǎo)向套斜面垂直方向上平衡，水平方向要保證左向的力大于右向的力。在導(dǎo)向套斜面垂直方向上和水平方向作受力分析，得到：若仍按上面為5°，鋼與鋼的摩擦系數(shù)為0.15，將>1.16G代入>1.16G還可以從能量角度來計算，彈簧的勢能和鋼絲繩的動能全部轉(zhuǎn)換為熱能，這里不再另作推導(dǎo)。但是效果并不理想，為了提高效率

45、以較小的力實現(xiàn)制動，根據(jù)公式，可以設(shè)法減小楔塊與導(dǎo)向套之間的摩擦系數(shù)、增大楔塊與鋼絲繩的摩擦系數(shù)。查機械手冊，鋼與鋼在各種情況下的摩擦系數(shù)如下：表3-6鋼與鋼的摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)靜摩擦無潤滑劑0.15有潤滑劑0.10.2動摩擦無潤滑劑0.15有潤滑劑0.050.1由于鋼絲繩表面不光滑，楔塊與鋼絲繩之間的摩擦系數(shù)要大于O.15，如果將楔塊內(nèi)表面涂上摩擦材料，可將摩擦系數(shù)增加到0.25以上；楔塊與導(dǎo)向套之間的摩擦系數(shù)可以通過潤滑、改變材料、改滾動摩擦等實現(xiàn)，如果僅用潤滑劑可以將摩擦系數(shù)減到0.12。3.4步進(jìn)移動機構(gòu)的分析3.4.1原理分析移動式換繩機構(gòu)的移動部分以lm/s的速度向前運動，從而實現(xiàn)從

46、新鋼絲繩盤上拽新鋼絲繩的目的。由此，可以考慮利用液壓缸活塞桿的伸縮推動夾緊部分的移動。液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，在機械工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。如用束驅(qū)動磨床、車床、組合機床的進(jìn)給運動等往復(fù)運動和擺動。液壓缸可以分為3類：活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸和擺動式液壓缸，本裝置則選用單桿活塞缸。移動式換繩機構(gòu)的移動部分的工作原理如下：將單作用式液壓缸一端與興緊部分用螺栓聯(lián)接，另一端固定在地基上，并在移動式機構(gòu)的夾緊部分裝滾輪。供油時，液壓缸即步進(jìn)汕缸動作帶動央緊部分向前移動；不供油時。步進(jìn)油缸回油，央緊部分復(fù)位。步進(jìn)移動機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖如圖（3-7）所示（3-7）步進(jìn)移動機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖3.4.2強度校核由

47、于步進(jìn)油缸與螺栓聯(lián)接處受到的沖擊較大，為了保證步進(jìn)fl缸，聯(lián)接螺栓的可靠性，對聯(lián)接螺栓須進(jìn)行受力分析。該螺栓聯(lián)接為普通聯(lián)接。各螺栓所受預(yù)緊力為：F0=KN×N/m×f×z其中：KN：可靠性系數(shù)取KN=1.1：z：螺栓個數(shù)取Z=6f：摩擦系數(shù)取f=0.13血：摩擦面數(shù)取m=2N：正壓力取N=10噸所以F0=15噸，故選用10。9級螺栓。3.4.3液壓原理圖及工作原理步進(jìn)式換繩機構(gòu)液壓原理圖如圖（3-8）所示。（3-8）液壓原理圖工作原理：油泵未工作時，鎖緊閥組l、2右位工作位置，移動式和固定式換繩機構(gòu)的央緊部分都處于必緊狀念。此時鋼絲繩被抱死。當(dāng)液壓油泵工作時液壓油

48、同時到達(dá)鎖緊閥組l、2和移動閥紐。先操縱鎖緊閥組2(右位為工作位置)時。油通過單I柚閥進(jìn)入油缸，固定式換繩機構(gòu)的央緊部分松開，再操縱鎖緊閥組l(左位為工作位置)和移動閥組(左位為工作位置)，油通過單向閥進(jìn)入步進(jìn)油缸同時移動式換繩機構(gòu)的央緊部分央緊鋼絲繩。步進(jìn)油缸以一定(約為1/s)的速度帶動央緊部分向前移動。此時，山于移動式換繩機構(gòu)的火緊部分央緊鋼絲繩，帶動滾筒上纏繞的鋼絲繩也以一定速度運動Up鋼絲繩被卜股。當(dāng)步進(jìn)油缸移動到極限位置時，放開鎖緊閥組1、2和移動閥組的手柄，步進(jìn)油缸停止向前移動，移動式換繩機構(gòu)的火緊部分松開。而固定式換繩機構(gòu)的夾緊部分央緊鋼絲繩。再操縱移動閥紐的手柄(右位為工作位

49、置)，步進(jìn)油缸向后移動。重復(fù)進(jìn)行以上的操作，就可達(dá)到進(jìn)新繩，調(diào)節(jié)繩長或下放鋼絲繩的目的。第四章 運用實踐4.1概況河南煤化集團(tuán)永煤公司城郊煤礦西風(fēng)井井徑5m，井深512.5m，井架高度34.3m。井筒內(nèi)運行雙層二車1.5t罐籠各一個，型號為GDG1.5/6/2/2，罐籠重量為10.17t。兩罐籠采用四根30ZAB6×31WSFC（30×6×31）鋼絲繩提升，四根鋼絲繩左右捻各兩根，單根繩長560m，單位重量3.42Kg/m。根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定和實際使用情況，2011年6月，我礦對現(xiàn)用的主鋼絲繩進(jìn)行更換。4.2施工方案 采用在用提升首繩帶新提升首繩“上提”的新?lián)Q繩

50、方法，即把B罐停在井口位置，4根新繩繩頭在井口通過A罐側(cè)的導(dǎo)向滑輪，使用繩夾與A罐側(cè)舊繩連接，以0.4m/s的速度開動提升機下放B罐，將新繩依次帶過下天輪、滾筒、上天輪至B罐側(cè)井口處。將新繩在井口、上、下天輪處分別使用復(fù)合板夾固定后提起，然后拆除新、舊繩連接用的鋼絲繩夾，提升機房利用行車?yán)_新繩，使上、下天輪及提升機滾筒上的新鋼絲繩與其脫離開，反向以1.5m/s的速度開車，將B罐提至井口。把新繩頭與B罐楔形繩環(huán)連接。以0.4m/s的速度下放B罐，上提A罐頂部至井口處，在此過程中，每隔25m停車一次，分別在井口和井口上方12.5m工作平臺處將新繩和舊繩使用復(fù)合板夾卡緊固定一次。B罐下放至井底，此

51、時A罐到達(dá)井口工作位置，在井口將新繩截斷，新舊鋼絲繩交換繩槽。在井下先更換B罐頂部鋼絲繩頭，使新繩與B罐楔形繩環(huán)聯(lián)接；然后在井口處更換A罐側(cè)鋼絲繩頭，在下天輪平臺處拉緊3t葫蘆，使新繩繃緊，將對應(yīng)的新繩與楔形繩環(huán)固定，并對B罐側(cè)平衡油缸進(jìn)行打壓。在提升機滾筒下方將舊鋼絲繩截斷(用麻繩事先拴好），拆除A罐側(cè)舊繩，以0.5m/s的速度下放A罐，拆B(yǎng)罐側(cè)復(fù)合板夾，同時回收舊繩。B罐上提到井口后，舊繩回收完畢。對B罐側(cè)平衡油缸進(jìn)行打壓，試運行。4.3施工步驟及方法4.3.1施工總體方法先回收舊繩，然后割斷舊繩，采用“舊繩帶新繩”，即正在運行使用的舊鋼絲繩附帶新鋼絲繩的更換方法。將B罐提升至井口處，在井

52、口A罐側(cè)將工作平臺搭接好，用1付30U型卡分別將四根新繩與對應(yīng)舊繩可靠連接，開動提升機上提A罐，使新繩依次通過下天輪、滾筒、上天輪至B罐側(cè)井口處。天輪和絞車房必須各安排2人看護(hù)，有問題及時聯(lián)系停車。（鋼絲繩夾過滾筒和天輪時必須注意螺栓方向，適時調(diào)整，以“U”型面擠壓襯墊為準(zhǔn)）。在上、下天輪及滾筒處使用兩副復(fù)合板夾夾緊新繩，分別在+34.3m平臺十字交叉中間鋼梁上和井架斜支撐腿+25.4m中間大板梁上懸掛1根21.5鋼絲繩套，并掛2臺3T葫蘆 ,分別利用此處和絞車房天車懸掛的3T葫蘆起吊上、下天輪及滾筒上的新繩，使上、下天輪及提升機上的新鋼絲繩與其脫離開；拆除新舊繩連接用的30U型卡（在上、下天

53、輪和提升機房各設(shè)2人看護(hù)，防止摩擦力過大，箕斗無法上提），在井口卡鎖4根新繩。上提B罐至井口處，采用2付復(fù)合通卡將新繩頭與舊繩卡鎖在一起，并將新繩頭固定好。在B罐側(cè)井口+0.00水平位置套架橫梁上和+12.5m水平套架橫梁上分別搭建卡通卡的兩層工作平臺。在井架+19.7m平臺上，對4根新繩安裝捋繩卡，捋繩卡緊固程度根據(jù)新繩下放松緊度和快慢進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。以0.5m/s的速度將B罐下放，過5m時在12.5m工作平臺處先打第一付復(fù)合板夾；然后每25m停車一次，在12.5m工作平臺處固定一付復(fù)合板卡,將8根繩牢靠固定，并始終保持繩的順序一致(新繩要繃直才能打卡子，并保證各繩均能被可靠卡住)。反復(fù)操作上

54、述步驟，當(dāng)B罐底部下放到距軌道上平面約2m位置，停止下放，用兩根25#工字鋼對稱地擺放在井下首層套架梁上，然后將B罐擔(dān)坐到工字鋼上，開始更換B罐側(cè)新舊繩頭。將A罐停至到合適的位置，利用井口套架上懸掛的2臺20t手拉葫蘆懸掛，并搭建工作平臺，同時根據(jù)現(xiàn)場位置，確定適當(dāng)長度后把新繩從繩盤架上截斷，在下天輪下側(cè)使用復(fù)合板夾固定舊鋼絲繩。解除捋繩卡，將A罐側(cè)懸掛油缸打壓,使最低的懸掛裝置到底,然后逐根泄壓，逐根拆除舊繩，在天輪和提升機滾筒上將新舊繩交換繩槽，在下天輪平臺處拉緊3噸葫蘆，使新繩繃緊，將對應(yīng)的新繩與楔形繩環(huán)固定。（完畢后給張力平衡油缸打壓，新繩開始受力）。解除下天輪的復(fù)合板夾，在提升機滾筒下方割斷舊繩，將上天輪上的鋼絲繩從提升機房外用長竹桿勾出。下天輪上的舊繩在井口A罐側(cè)用麻繩固定并經(jīng)過下天輪放至井架外的地面上。回收麻繩。拆除A罐側(cè)井口工作平臺，將B罐上提，采用電動扳手在兩層工作平臺處逐步拆除復(fù)合板卡,同時將舊繩進(jìn)行回收，完畢