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文檔簡介
1、11概述一、礦井提升設備的任務提升礦石、礦渣,下放材料,升降人員、設備。二、礦井提升設備的分類1、按用途分 可分為主井提升設備和副井提升設備。主井提升設備主要用于提升有益礦物如提升礦物);副井提升設備用于輔助提升如提升礦渣,升降人員、設備,下放材料等。)。2、按提升容器分 可分為箕斗提升設備和罐籠提升設備。3、按提升機類型分 可分為纏繞式提升設備和摩擦式提升設備。4、按井筒傾角分 可分為立井提升設備和斜井提升設備。三、礦井提升設備的組成 圖1塔式多繩摩擦提升機罐籠提升系統(tǒng)和圖2單繩纏繞式提升機箕斗提升系統(tǒng)。主要由提升容器、提升鋼絲繩、提升機、天輪、井架、裝卸載設備及電氣設備等組成。 一、提升容
2、器的種類按用途和結(jié)構(gòu)可分為:箕斗、罐籠、礦車、吊桶等?;?分為立井箕斗和斜井箕斗,專用于主提;罐籠 既可用于主提,也可用于副提;礦車 斜井提升;吊桶 立井井筒開鑿時的提升。二、箕斗1、立井箕斗型號意義(1立井單繩箕斗如:JL3)(2立井多繩箕斗JDS12/1104、JDSY12/1104、JDG12/11042、立井箕斗結(jié)構(gòu)原理(1構(gòu)造 立井提礦多采用底卸式,底卸式箕斗分為平板閘門箕斗和扇形閘門箕斗。以單繩立井平板閘門箕斗為例:其結(jié)構(gòu)如圖3所示,主要由斗箱、框架、連接裝置及閘門等組成。(2卸載原理 當箕斗提升至地面礦倉時,卸載滾輪進入安裝在井架上的卸載曲軌內(nèi),隨著箕斗提升,固定在箕斗框架上的
3、小曲軌同時向上運動,則滾輪在卸載曲軌作用下,沿著箕斗框架上的小曲軌向下運動,并轉(zhuǎn)動連桿,使其通過連桿鎖角為零的位置后,閘門就借助礦的壓力打開,開始卸載。在箕斗下放時,以相反的順序關閉閘門。 平板閘門底卸式箕斗較扇形閘門卸載時井架受力小,卸載曲軌短,裝載時撒礦少,且動作可靠。 三、罐籠罐籠按其構(gòu)造不同可分為普通罐籠和翻轉(zhuǎn)罐籠,后者應用較少。普通罐籠有單層、多層和單車、雙車以及單繩、多繩之分。標準普通罐籠按固定車廂式礦車名義裝載質(zhì)量確定為1t、1.5t、3t三種形式。1、立井普通罐籠型號意義(1單繩罐籠如:GLS11/1、GLGY12/2(2多繩罐籠其它符號意義同上。2、罐籠的主要結(jié)構(gòu)圖4 單繩1
4、t單層普通罐籠。提升鋼絲繩繞過雙面夾緊楔形繩環(huán)與罐籠的主拉桿連接。罐籠是由橫梁、垂直立柱通過鉚接和焊接結(jié)合成的金屬框架結(jié)構(gòu),周圍用不同厚度的鋼板包圍,罐籠四角為切角型式,這樣既有利于井筒布置又制作方便。罐籠頂部有半圓弧形淋水棚和可以打開的罐蓋,以供運送長材料用,罐兩端設有簾式罐門,為了將礦車推進罐籠,罐籠底部敷設軌道,為了防止提升過程中發(fā)生跑車事故裝有阻車器。在罐籠上設有罐耳并使其緊靠在罐道上保證罐籠平穩(wěn)的沿著罐道運行。罐道可分為剛性及柔性兩種,剛性罐道有鋼軌罐道、木罐道及組合罐道三種;柔性罐道即鋼絲繩罐道。罐籠上部還設有防墜器又稱為斷繩保險器)。 防墜器的作用是當提升鋼絲繩萬一發(fā)生斷裂后,可
5、使罐籠牢固地支撐在井筒的罐道上,防止罐籠墜落井底造成嚴重事故。 防墜器的型式與罐道類型有關。目前我國廣泛采用的是制動繩防墜器。其工作原理如下:(以FLS型制動繩防墜器為例)(1布置系統(tǒng)圖5(2抓捕機構(gòu)極其傳動裝置圖6(3緩沖器圖7(4制動繩的拉緊裝置圖8作用:一、鋼絲繩的結(jié)構(gòu)組成:鋼絲股+繩芯纖維繩芯常用)、金屬繩芯)。材質(zhì):1、鋼絲 為優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼,一般直徑為0.44。礦井提升抗拉強度一般采用1700Mpa以下的。2、鋼絲繩表面 光面和鍍鋅常用于摩擦提升兩種。鋼絲的表面狀態(tài)標記代號為:光面鋼絲,NAT;A級鍍鋅鋼絲,ZAA;AB級鍍鋅鋼絲,ZAB;B級鍍鋅鋼絲,ZBB。3、繩芯 分金屬芯纖
6、維芯。纖維繩芯作用:(1減少股間鋼絲的接觸應力; (2緩和彎曲應力; (3儲存潤滑油,防止繩內(nèi)鋼絲銹蝕。金屬繩芯的特點:與相同斷面的纖維繩芯相比,金屬斷面大,抗破斷能力大,具有耐橫向壓力大,不易變形等優(yōu)點。但其柔軟性差,不耐腐蝕。繩芯的標記代號:纖維芯天然或合成的),F(xiàn)C;天然纖維芯,NF;合成纖維芯,SF;金屬絲繩芯,IWR;金屬絲股芯,IWS。 二、鋼絲繩的分類、特點及應用(一分類及特點1、按鋼絲繩的捻法分可分為右交互捻ZS)、左交互捻SZ)、右同向捻ZZ)、左同向捻SS四種。標記代號中,第一個字母表示鋼絲繩的捻向;第二個字母表示股的捻向;“Z表示右捻向,“S表示左捻向。左捻:按左螺旋方向
7、將股捻成繩。右捻:按右螺旋方向?qū)⒐赡沓衫K。交互捻:繩中的股的捻向與股中絲的捻向相反。同向捻:繩中的股的捻向與股中絲的捻向相同。特點:同向捻鋼絲繩柔軟,表面光滑,接觸面積大,應力小,使用壽命長,繩有斷絲時,斷絲頭部會翹起便于發(fā)現(xiàn),所以礦井提升多用同向捻鋼絲繩。但同向捻鋼絲繩有較大的恢復力,穩(wěn)定性較差,易打結(jié)。交互捻鋼絲繩的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 2、按鋼絲在股中互相接觸情況分(1點接觸鋼絲繩 股中各層鋼絲捻距不等,鋼絲間呈點接觸狀態(tài)。這種鋼絲繩造價較低,但鋼絲間接觸應力大,特別是鋼絲繩在繞過滾筒和天輪時,鋼絲有應力集中和二次彎曲現(xiàn)象,所以壽命較短。(2線接觸鋼絲繩 股中各層鋼絲以等捻距捻制,鋼絲間呈線接觸狀態(tài)
8、。這種鋼絲繩工作時應力降低,耐疲勞性能好,結(jié)構(gòu)緊密,無二次彎曲現(xiàn)象,壽命較長。(3面接觸鋼絲繩 它是將線接觸鋼絲繩股進行特殊碾壓加工,使鋼絲產(chǎn)生塑性變形而呈棉接觸狀態(tài),然后再捻制成繩的。面接觸鋼絲繩具有結(jié)構(gòu)緊密,表面光滑,不易變形,鋼絲間接觸面積大,剛性強和耐磨損等優(yōu)點。 3、按繩股斷面形狀分(1圓形股繩 繩股斷面為圓形。這種繩易于制造,價格低,是礦井提升應用最多的一種鋼絲繩。(2異形股繩 繩股斷面形狀有三角形和橢圓形兩種。三角股鋼絲繩:強度比同直徑圓形股繩要高,承壓面積大,外層鋼絲磨損??;外層鋼絲粗,排列方式好,抗擠壓性能好,尤其是在多層纏繞時,過渡比較穩(wěn)定;壽命比圓形股長。橢圓股鋼絲繩:支
9、撐面積大、抗磨損性能好,但繩的穩(wěn)定性差,不適于承受較大的擠壓力。這種繩股多用來與其它繩股捻制成多層不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。 (二鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇 1、對于單繩纏繞式提升,一般宜選用光面右同向捻、斷面形狀為圓形股或三角股、接觸形式為點或線接觸的鋼絲繩;對于礦井淋水大,水的酸堿度高,以及在出風井中,由于腐蝕嚴重,應選用鍍鋅鋼絲繩。 2、在磨損嚴重的條件下使用的鋼絲繩,如斜井提升等,應選用外層鋼絲盡可能粗的鋼絲繩;斜井串車提升時,宜采用交互捻鋼絲繩。 3、對于多繩摩擦提升,一般應選用鍍鋅、同向捻(左右捻各半)的鋼絲繩,斷面形狀最好是三角股。 4、罐道繩最好用半密封鋼絲繩或三角股繩,表面光滑,比較耐磨。三、提升鋼
10、絲繩的選擇計算鋼絲繩在工作過程中,產(chǎn)生許多復雜的應力,如靜應力、動應力、彎曲應力,扭轉(zhuǎn)應力、擠壓應力及接觸應力等,這些應力的反復作用,必將引起鋼絲的疲勞、損壞;另外還受到磨損及腐蝕這也導致鋼絲繩的損壞。如此復雜的各種影響因素,計算時不能一一考慮。因而,煤礦安全規(guī)程規(guī)定,計算鋼絲繩時按最大靜載荷計算并考慮一定的安全系數(shù)。且規(guī)定:單繩纏繞式提升裝置的安全系數(shù)為專為升降人員的不得小于9;升降人員和物料用的升降人員時不得小于9,提升物料時不得小于7.5;專為升降物料用的不得小于6.5。1、立井單繩提升鋼絲繩的選擇計算如圖,A點承受靜載荷最大,其最大靜載荷Qmax為:Qmax=Q+Q2+pH0Qmax=
11、mg+mzg+mpgH0式中 Q=mg 一次提升貨載的重量,N;m貨載質(zhì)量,kg;Qz=mzg 容器的自身重量,N;mz容器質(zhì)量,kg;p= mpg 鋼絲繩每米重量,N/m;mp鋼絲繩質(zhì)量,kg/m;H0=Hj+Hs+Hz ,mH0鋼絲繩最大懸垂長度,m;Hj井架高度,m;此值在計算鋼絲繩時尚不能精確確定,可采用下列數(shù)值:罐籠提升Hj=1525m;箕斗提升Hj =3035m;Hs礦井深度,m;Hz由井底車場水平到容器裝載的距離m),罐籠提升Hz =0;箕斗提升Hz =1825m。SHmmmgBpz)(0以B為所要選擇的鋼絲繩公稱抗拉強度N/),S為所有鋼絲斷面積之和(),如果鋼絲繩不被拉斷,就
12、必須滿足:設ma為規(guī)定鋼絲繩的安全系數(shù),那么SHmmmgBpz)(0為解上式,找出mp與S的關系,設鋼絲繩的平均密度為9400kg/m3,斷面積和為S(),長度為1m的質(zhì)量mp為:mp =9400S kg/m)(10110940026mmSp上式中的S可寫成: )(10110940026mmSpaBpzgmSHmmm0)/(101106mkgHmmmmaBzp安全規(guī)程規(guī)定值0pHQQQmzpa將上式代入設g=10m/s2,則可得:根據(jù)計算出的值,在規(guī)格表中選取與計算相近的標準鋼絲繩直徑,再按選出的資料,驗算其安全系數(shù)是否符合要求即:式中 Qp所選鋼絲繩全部鋼絲破斷拉力總和,N; Q+Q2+pH
13、0貨載、容器、鋼絲繩重量總和。若驗算結(jié)果不滿足要求,即不滿足要求,應重新選鋼絲繩,并重新驗算,直到滿足要求為止。 2、斜井鋼絲繩的選擇計算斜井鋼絲繩的選擇計算與立井相同,其不同之處,只是因斜井井筒傾角小于90,在鋼絲繩A點的作用力,只是串車、貨載、鋼絲繩重力的一個分量,及串車、鋼絲繩在軌道和地滾上運動的摩擦阻力。作用于A點沿井筒方向的分力有:串車及貨載的重力分力為:nm1+m21gsin串車及貨載的摩擦力為:f1nm1+m21gcos鋼絲繩的重力分力為:mpgL0 sin鋼絲繩的摩擦力為:f2 gL0 cos與立井的鋼絲繩計算相似,為保證鋼絲繩不被拉斷,并有一定安全系數(shù),可寫出下式:aBpmS
14、fgLmfgmmn)cos(sin)cos(sin)(201211每米鋼絲繩質(zhì)量為: mkgfLmfmmnmaBp/)cos(sin1011)cos)(sin(2061211式中 L0鋼絲繩由A點至串車車尾車在井下停車點之間的斜長,m;f1礦車運行摩擦阻力系數(shù);礦車為滾動軸承取f1=0.015;礦車為滑動軸承f1=0.02;f2運行的鋼絲繩摩擦系數(shù),此數(shù)值與礦車中托輥支承情況有關。鋼絲繩全部支承在托輥上取f2 =0.150.20;局部支承在托輥上取f2 =0.250.4;全部在底版或枕木上拖動時取f2 =0.40.6;ma安全系數(shù),與立井要求相同;m1每一個礦車貨載質(zhì)量,kg;m21每一個礦車
15、自身質(zhì)量,kg;n礦車數(shù)量;井筒平均傾角。根據(jù)上式計算的數(shù)值,從鋼絲繩規(guī)格表中選擇標準鋼絲繩mp,并按下式驗算安全系數(shù):安全規(guī)程規(guī)定值)cos(sin)cos(sin)(20121fgLmfgmmnQmppa式中 Qp鋼絲破斷拉力總和,N。鋼絲繩公稱抗拉強度,N/;B 礦井提升機是礦井提升設備中的動力部分,由電動機、減速器、主軸裝置、制動裝置、深度指示器、電控系統(tǒng)和操縱臺等組成。 我國目前廣泛使用的提升機可分為兩大類:單繩纏繞式提升機分為小絞車滾筒直徑2m以下和提升機和多繩摩擦式提升機。 一、單繩纏繞式提升機 單繩纏繞式提升機的工作原理:把鋼絲繩的一端固定到提升機的滾筒上,另一端饒過井架上的天
16、輪懸掛提升容器。這樣,利用滾筒轉(zhuǎn)動方向不同,將鋼絲繩纏上或松放,以完成提升或下放容器的工作。 按滾筒數(shù)目不同,單繩纏繞式提升機有單滾筒和雙滾筒提升機兩種。雙滾筒提升機在主軸上裝有兩個滾筒,其中一個與主軸用鍵固定連接,稱為固定滾筒或死滾筒;另一個滾筒滑裝在主軸上,通過調(diào)繩離合器與主軸連接,稱為游動滾筒或活滾筒。將兩個滾筒做成這種結(jié)構(gòu)的目的,是為了在需要調(diào)繩及更換提升水平時,兩個滾筒可以有相對運動。單滾筒提升機只有一個滾筒,一般用于單鉤提升。型號意義: J K / 速比 滾筒名義直徑,m; 礦用; 卷揚機即提升機); 滾筒數(shù)目2表示雙滾筒;1表示單滾筒,一般省略)1、主軸裝置(1作用1纏繞提升鋼絲
17、繩;2承受各種正常載荷,并將載荷經(jīng)軸承傳給基礎;3承受在各種緊急事故下所造成的非常載荷;(一般要求在非常載荷作用下,主軸裝置的各部分不應有殘余變形。)4當更換提升水平時,調(diào)節(jié)鋼絲繩的長度僅限雙滾筒提升機)。 (2構(gòu)造 主軸裝置包括滾筒、主軸、主軸承及調(diào)繩離合器雙滾筒特有等。 滾筒的筒殼通過輪輻、輪轂用鍵和軸固定固定滾筒),筒殼外邊一般均設有木襯,木襯上車有螺旋導槽,以便使鋼絲繩在滾筒上作規(guī)則排列,并減少鋼絲繩的磨損。2m單滾筒只有一個制動盤,而單滾筒2.5m則有兩個制動盤。當單滾筒作雙鉤提升,左側(cè)鋼絲繩為下邊出繩,右側(cè)鋼絲繩為上邊出繩。單鉤提升時為上邊出繩,單滾筒由于調(diào)繩不方便,為此做成雙滾筒
18、。雙滾筒的左滾筒通過調(diào)繩離合器與主軸連接。(3調(diào)繩離合器1作用 使活滾筒與主軸連接或脫開,以便在調(diào)節(jié)繩長或更換提升水平時,使活滾筒與死滾筒有相對運動。2品種 調(diào)繩離合器可分三種即齒輪離合器、摩擦離合器、蝸輪蝸桿離合器。JK型提升機采用齒輪離合器。3齒輪離合器a、構(gòu)造( 圖11)b、控制系統(tǒng)圖12離合器打開:壓力油K管nmsr壓力油將活塞銷頂起,活塞銷下端離開輪轂凹槽,解除閉鎖,同時使r的空間與j孔相通)jihgfe離合油缸左腔;離合油缸右腔dcbaL管油池。缸體帶動外齒輪向左移動,直到與內(nèi)齒圈脫開。離合器合上:壓力油L管abcd離合油缸右腔; 離合油缸左腔efghijpqsmnK管油池。缸體帶
19、動外齒輪向右移動,直到與內(nèi)齒圈嚙合。注意:連鎖閥的閥體固定在外齒輪的側(cè)面,閥中的活塞銷靠彈簧的作用插在輪轂的凹槽中,可以防止提升機在運轉(zhuǎn)中離合器齒輪因震動等原因自動脫開。 頂開鋼球(二深度指示器 深度指示器是礦井提升機的一個重要附屬裝置。它的作用是:1、指示提升容器在井筒的位置;2、容器接近井口停車位置發(fā)出減速信號;3、過卷保護;4、減速階段通過限速裝置進行限速保護等。 目前我國提升機應用較多的是圓盤式深度指示器和牌坊式深度指示器。1、圓盤式深度指示器 圓盤式深度指示器由發(fā)送部分和接收部分組成,其原理是傳動軸經(jīng)齒輪傳動,將提升機旋轉(zhuǎn)運動傳給發(fā)送自整角機,該自整角機再將信號傳給圓盤式深度指示器上
20、的接收自整角機,二者組成電軸,實現(xiàn)同步聯(lián)系,從而達到指示器位置的目的。深度指示盤裝于司機臺上,有粗針和精針兩個指針,精針只在容器接近井口時才轉(zhuǎn)動,以便指示精確的停車位置。 深度指示器上還配有連擊鈴,當提升機減速開始時,此鈴發(fā)出聲響,提醒司機作減速操縱。特點:圓盤式深度指示器結(jié)構(gòu)簡單,使用可靠,精度高,易實現(xiàn)自動化,但直觀性差。 (三制動系統(tǒng)作用:1、正常停車2、工作制動3、安全制動4、雙滾筒提升機在更換水平、調(diào)節(jié)繩長或更換鋼絲繩時,能閘住游動滾筒。 制動系統(tǒng)由制動器和傳動機構(gòu)組成。制動器是直接作用于制動輪或制動盤上產(chǎn)生制動力矩的部分,分為盤式和塊式;傳動機構(gòu)是控制及調(diào)節(jié)制動力矩的部分,分為油壓
21、、壓氣、彈簧式。JK型提升機采用的是液壓站與盤式制動器配合構(gòu)成的盤式制動系統(tǒng)。1、盤式制動器(1構(gòu)造(2工作原理 (圖13)1松閘2抱閘2、液壓站 (1作用1在工作制動時,產(chǎn)生不同的工作油壓,以控制盤式制動器獲得不同的制動力矩;2在安全制動時,實現(xiàn)二級安全制動;3控制調(diào)繩裝置(2工作原理圖141工作制動2安全制動3調(diào)繩二、多繩摩擦式提升機(一概述1、組成及工作原理2、品種 可分為井塔式和落地式兩種。3、特點(二JKM型多繩摩擦式提升機1、主軸裝置2、車槽裝置3、減速器4、深度指示器5、鋼絲繩張力平衡裝置四、提升機滾筒尺寸的確定1、提升機滾筒直徑D D是計算選擇提升機的主要技術數(shù)據(jù)。以鋼絲繩纏繞時不產(chǎn)生過大的彎曲應力為選擇的原則。鋼絲繩的彎曲試驗表明當D/d=80時D滾筒直徑,d鋼絲繩直徑
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