提升機(jī)換繩系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書PAGEII畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：提升機(jī)換繩系統(tǒng)設(shè)計姓名：學(xué)號：平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院摘要在我國煤炭目前仍然是重要的一次能源，根據(jù)我國國情在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)依然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷改革和發(fā)展；煤炭工業(yè)必將高速，持續(xù)科學(xué)的向前發(fā)展。在煤礦生產(chǎn)過程中礦山運輸與提升是必不可少的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，擔(dān)負(fù)著重要的任務(wù)，因此合理選擇維護(hù)提升設(shè)備使之安全，可靠，經(jīng)濟(jì)，高效運轉(zhuǎn)對提高礦井高效生產(chǎn)具有重要現(xiàn)實意義。礦井提升設(shè)備是聯(lián)系井下與地面的“咽喉”主要用途是沿井筒提升原煤，矸石，升降人員、設(shè)備、材料等。根據(jù)礦井井筒傾角不同主要分為豎井和斜井兩種。根據(jù)礦井種類不同提升設(shè)備主要采用單繩纏繞式提升和多繩摩擦式提升，但隨著礦井開采深度和產(chǎn)量不斷增加單繩纏繞式提升已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)所以現(xiàn)在廣泛采用多繩摩擦式提升。目前投產(chǎn)的礦井中，多數(shù)立井均采用多繩摩擦式提升機(jī)作為主提升設(shè)備。多繩摩擦式提升機(jī)具有許多優(yōu)點，被廣泛使用。但其首繩使用年限為2年，更換工作較為頻繁。多繩摩擦式提升機(jī)與單繩纏繞式提升機(jī)鋼絲繩更換方法不同，多繩摩擦式提升鋼絲繩中的一條達(dá)到報廢標(biāo)準(zhǔn)時，為了保持鋼絲繩性能完全相同需全部更換。本文提出了多繩摩擦提升機(jī)快速換繩系統(tǒng)的研究，以期快速更換多繩摩擦式提升機(jī)首繩。本文對國內(nèi)現(xiàn)有換繩裝置進(jìn)行了廣泛了解的基礎(chǔ)上，針對換繩中存在的共同難點：新鋼絲繩穿過滾筒和天輪是，難度較大、勞動強(qiáng)度大、換繩周期長和安全性差，提出了利用舊繩帶新繩的方法解決這些問題。并詳細(xì)介紹了多繩摩擦式提升機(jī)快速換繩裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作原理以及液壓原理。應(yīng)用了計算機(jī)輔助設(shè)計和機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計理論，進(jìn)行了夾緊機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計，并對多繩摩擦提升機(jī)快速換繩系統(tǒng)的研究進(jìn)行了深入地研究，完成了機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的研制。希望本項設(shè)計能夠?qū)嶋H的生產(chǎn)有所幫助。關(guān)鍵詞多繩摩擦式提升機(jī)快速換繩系統(tǒng)舊繩帶新繩優(yōu)化設(shè)計PAGEIV目錄摘要 I目錄 II第一章礦井提升機(jī) 11.1礦井提升機(jī)概述 11.1.1礦井提升機(jī)介紹 11.1.2礦井提升機(jī)生產(chǎn)過程 11.1.3礦井提升機(jī)的特點 21.1.4礦井提升機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 21.1.5礦井提升機(jī)的發(fā)展趨勢 31.2常見提升機(jī)的簡介 31.2.1單繩纏繞式提升機(jī) 41.2.2多繩摩擦式提升機(jī) 41.2.3.摩擦式提升機(jī)的優(yōu)缺點 5第二章鋼絲繩 72.1提升機(jī)鋼絲繩的結(jié)構(gòu) 72.2提升機(jī)鋼絲繩的分類 72.3提升機(jī)鋼絲繩的選擇 8第三章多繩摩擦式提升機(jī) 103.1．多繩摩擦式提升機(jī)工作原理 103.2多繩摩擦式提升機(jī)主要結(jié)構(gòu) 103.3多繩摩擦式提升機(jī)的優(yōu)缺點： 113.4.多繩摩擦式提升機(jī)異常情況 11第四章多繩摩擦式提升機(jī)快速換繩系統(tǒng) 134.1傳統(tǒng)換繩方法及缺點 134.2新?lián)Q繩方案概況 134．2.1換繩方案 134.2.2換繩前準(zhǔn)備工作 134.2.3換繩方案實施 134.3注意事項 154.4.結(jié)論 16總結(jié) 17參考文獻(xiàn) 18［5］王兆行主編，礦井提升機(jī)械設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989 18［6］國產(chǎn)礦井提升機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.煤礦機(jī)械2008年04期 18［7］國內(nèi)外礦井提升機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展.煤礦機(jī)電2009年08期 18［8］杜春艷，靳占亭，提升機(jī)司機(jī).北京：煤炭工業(yè)出版社。2007 18［9］國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，煤礦安全規(guī)程.北京：煤炭工業(yè)出版社，2006 18［10］洪曉華，礦井運輸提升.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社。2005 18［11］馬新民，礦山機(jī)械.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2002 18［12］齊允民，煤礦大型設(shè)備維修與安裝.太原：山西人民出版社，1986 18［13］唐殿全，煤礦機(jī)械修理與安裝.北京：煤炭工業(yè)出版社，1994 18［14］王志甫，固定機(jī)械與運輸設(shè)備.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006 18［15］于勵民，仵自連，礦山固定機(jī)械選型使用手冊.北京：煤炭工業(yè)出版社，2007 18［16］張復(fù)德，礦井提升設(shè)備.北京：煤炭工業(yè)出版社，2008 18［17］徐從清，礦山機(jī)械，徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009 18［18］梁南丁，王紅儉礦山機(jī)械設(shè)備電氣控制.北京：煤炭工業(yè)出版社,2007 18［19］梁南丁，周斐，礦山機(jī)械設(shè)備電氣控制.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009 18［20］王清靈，龔幼民，現(xiàn)代礦井提升機(jī)電控系統(tǒng).北京：煤炭工業(yè)出版社,2009 18致謝 19第6頁第一章礦井提升機(jī)1.1礦井提升機(jī)概述 礦井提升機(jī)是一種大型提升機(jī)械設(shè)備。由電機(jī)帶動機(jī)械設(shè)備，以帶動鋼絲繩從而帶動容器在井筒中升降，完成輸送任務(wù)。礦井提升機(jī)是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機(jī)提升量大，速度高，安全性高，已發(fā)展成為電子計算機(jī)控制的全自動重型礦山機(jī)械。1.1.1礦井提升機(jī)介紹礦山生產(chǎn)的全過程離不開礦山運輸和提升工作。因此，運輸和提升工作的好壞直接關(guān)系到礦山生產(chǎn)能否正常高效進(jìn)行。如果說運輸線路是礦山生產(chǎn)的動脈，那提升設(shè)備則是其咽喉，可見其重要性和必要性。提升機(jī)是聯(lián)系井下和地面的主要運輸工具，礦井提升工作是整個采礦工程中的重要環(huán)節(jié)。從地下采出的煤炭、礦石必須提升至地面才有實際應(yīng)用價值。廢石的提升、工作人員、材料及設(shè)備的升降等都要靠提升工作來完成。礦井提升機(jī)是礦井提升設(shè)備中的動力部分，由電動機(jī)、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有單繩纏繞式雙圓柱卷筒提升機(jī)和多繩摩擦式提升機(jī)兩種。根據(jù)井筒條件（豎井或斜井）及選用的提升容器和提升機(jī)的類型不同，可組成各種不同的礦井提升系統(tǒng)。1.1.2礦井提升機(jī)生產(chǎn)過程礦井提升機(jī)是沿井筒提運礦石和廢石、升降人員、下放材料和工具的設(shè)備。提升容器有罐籠和箕斗。根據(jù)井筒傾角的不同,提升容器分為立井用和斜井用兩種.立井用提升容器主要是箕斗和罐籠,箕斗分為底卸式、側(cè)卸式和翻轉(zhuǎn)式,罐籠分為普通罐籠和翻轉(zhuǎn)罐籠。斜井箕斗分為翻轉(zhuǎn)式和后壁卸載式兩種。罐籠可用來提升礦石、人員、材料與設(shè)備等，但是箕斗不能用來提升人員。不同類型礦井提升機(jī)的工作方式和工作環(huán)境各有所相同，但其根本的工作原理是相似的。通過滾筒或齒輪的旋轉(zhuǎn)帶動皮帶或鏈條升降，從而實現(xiàn)箕斗或罐籠的升降，在井下和地面之間往復(fù)運動，進(jìn)行對煤和人員、貨物的運輸。1.1.3礦井提升機(jī)的特點（1）. 安全性所謂安全性，就是不能發(fā)生突然事故。由于礦井提升設(shè)備在礦山生產(chǎn)中所占的地位十分重要，其運轉(zhuǎn)的安全性，不僅直接影響整個礦井的生產(chǎn)，而且還涉及人員的生命安全。因此各國都對礦井提升設(shè)備提出了極嚴(yán)格的要求。在我國這些規(guī)定包括在《煤礦安全規(guī)程》只中。（2）. 可靠性所謂可靠性，是指能夠可靠地連續(xù)長期運轉(zhuǎn)而不需在短期內(nèi)檢修。礦井提升設(shè)備所擔(dān)負(fù)的任務(wù)十分艱巨，不僅每年要把數(shù)十萬噸到數(shù)百萬噸的煤炭和礦石從井下提升到地面，而且還要完成其他輔助工作。一個年產(chǎn)150萬噸的礦井，停產(chǎn)一天就要損失大約20萬元。因此礦井提升機(jī)至少要服務(wù)二十年以上而不需大修。（3）. 經(jīng)濟(jì)性礦井提升設(shè)備是礦山大型設(shè)備之一，功率大，耗電多，大型礦井提升機(jī)的功率超過1000KW。因此礦井提升設(shè)備的造價以及運轉(zhuǎn)費用，也就成為影響礦井生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要因素之一。1.1.4礦井提升機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀礦井提升機(jī)作為礦山企業(yè)的關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備，對于礦山的高效，安全生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)的運營有極其重要的作用，他不僅裝機(jī)容量大，是礦山的主要耗電大戶，而且他作為一個典型的位勢力矩負(fù)載，要求其拖動電動機(jī)在其機(jī)械特性的四個象限內(nèi)頻繁周期性地進(jìn)行啟動，制動和方向運行。對其在運行過程中的加速度，減速度以及個運行階段的行程和最后的停車位置都有精確的要求和嚴(yán)格的限制，因為提升機(jī)始終是電力拖動與控制的典型應(yīng)用裝置和研究對象，正確處理好礦井提升機(jī)的系統(tǒng)極其自動化問題，對保證礦井的生產(chǎn)，安全和效益具有重要意義。1.1.5礦井提升機(jī)的發(fā)展趨勢近幾十年來，隨著各種新技術(shù)在礦用提升設(shè)備上的運用，提升設(shè)備的結(jié)構(gòu)、制動方式和自動控制等方面都有了很大的改進(jìn)，總的發(fā)展趨勢為：（1）、礦井提升機(jī)在總體上向大負(fù)載、高速度、大型化方向發(fā)展。為了確保提升設(shè)備無事故運行，在提升設(shè)備有可能出事故的各個重要環(huán)節(jié)上，設(shè)有各種檢測、控制、保護(hù)裝置。為了提高生產(chǎn)效率，消除操作上的人為因素，在提升設(shè)備上配備全自動運行控制裝置。（2）、無論是煤礦還是金屬非金屬礦山，無論是國內(nèi)還是國外，隨著礦井開采深度的加大，提升的井筒越來越深，纏繞式提升機(jī)由于受纏繞層數(shù)的限制，已不能滿足開采的需要，因而逐漸被多繩摩擦式提升機(jī)所代替。（3）、提升設(shè)備電氣控制技術(shù)發(fā)展迅速。目前，直流提升系統(tǒng)已經(jīng)向直流整流裝置+編碼測速技術(shù)+PLC+PLC獨立保護(hù)+工業(yè)電視+計算機(jī)監(jiān)控+網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展；交流提升系統(tǒng)是向變頻技術(shù)+編碼測速技術(shù)+PLC+PLC獨立保護(hù)+工業(yè)電視+計算機(jī)監(jiān)控+網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展；電氣控制技術(shù)的發(fā)展使提升機(jī)的控制更加自動化，各種保護(hù)功能更加齊全，操作更簡單，有效地提高了提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全可靠性。1.2常見提升機(jī)的簡介我國目前廣泛使用的有單繩纏繞式和多繩摩擦輪式兩種，以下就重點介紹此兩種提升機(jī)的工作原理。1.2.1單繩纏繞式提升機(jī)纏繞式提升機(jī)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。單繩纏繞式提升機(jī)是較早出現(xiàn)的一種類型，工作原理比較簡單，就是將鋼絲繩的一端固定在提升機(jī)的卷筒上，另一端繞過井架上的天輪與提升容器相連接，利用兩個卷筒上鋼絲繩的纏繞方向的不同，當(dāng)提升機(jī)轉(zhuǎn)動時，使兩個容器一個上升一個下降，以完成提升任務(wù)，這種提升機(jī)在我國礦山中廣泛使用。按卷筒數(shù)目的不同，有單筒及雙筒提升機(jī)兩種。雙筒提升機(jī)在主軸上裝有兩個卷筒，其中之一與主軸固接（鍵裝或熱裝），稱為固定卷筒；另一卷筒則滑裝在主軸上，通過離合器與主軸連接，稱為游動卷筒。將兩種卷筒做成這樣的目的，是為了在需要調(diào)繩及更換提升水平時，兩個卷筒可以有相對運動。單卷筒提升機(jī)只有一個卷筒，一般用于單鉤提升，但是如果在單卷筒上固定兩根鋼絲繩，且其纏繞方向相反，也可作雙鉤提升，這時，由于一根鋼絲繩自卷筒上松放，另一根則向卷筒上纏繞，卷筒表面得到了充分利用，所以單卷筒提升機(jī)相對于雙卷筒提升機(jī)來說，質(zhì)量和體積都小很多。不過單卷筒提升機(jī)做雙鉤提升時，繩長的調(diào)節(jié)頗為不便，為此，可以把單卷筒制成可分離式的兩部分，一部分與主軸固接，另一部分通過離合器與主軸相連，這種型式的稱為可分離式單卷筒提升機(jī)。1.2.2多繩摩擦式提升機(jī)多繩摩擦式提升機(jī)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。由于使用了數(shù)根鋼絲繩代替一根鋼絲繩，鋼絲繩的直徑變小，摩擦輪雖變?yōu)槟Σ镣玻ㄒ喾Q主導(dǎo)輪）而稍有加寬，但其直徑亦變小。由于多繩不易在同一時間內(nèi)斷裂，故較為安全。由于開采深度的增加，需要纏在卷筒上的提升鋼絲繩變長，因而礦井提升機(jī)的卷筒寬度加大，這帶來了一系列問題，如提升機(jī)主軸太長、繩弦偏角太大、機(jī)器加重而使轉(zhuǎn)動慣量加大等。為了解決這個矛盾，德國人Koepe提出將鋼絲繩搭在摩擦輪上，利用摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來帶動鋼絲繩運動。與卷筒纏繞式相比，摩擦輪的寬度顯著地變窄了，同時由于跨度變小，提升機(jī)主軸的直徑與長度均有所降低，結(jié)果顯著地減輕了機(jī)器的重力，而且由于回轉(zhuǎn)力矩的減少，亦將降低提升電動機(jī)的容量。多繩摩擦提升設(shè)備的布置方式可分為塔式和落地式兩類。多繩摩擦提升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點是與它的動力傳遞原理以及安裝特點密切相關(guān)的。即由于它是靠摩擦力來傳遞動力的，它必須有較高摩擦系數(shù)的襯墊，為了保持幾根繩的繩槽處的深淺相同，即各繩的摩擦半徑相同，需設(shè)切槽裝置，為了補(bǔ)償鋼絲繩蠕動或滑動對深度指示器指示位置的影響，設(shè)置了深度指示器自動調(diào)零裝置，為了在使用圓尾繩時尾繩可以松捻而避免打結(jié)，在罐籠底部下方設(shè)有尾繩懸掛裝置。摩擦提升依靠襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來傳遞動力，因此其工作可靠性就在于提升鋼絲繩與安在主導(dǎo)輪上的摩擦襯墊之間是否產(chǎn)生滑動，即是否有足夠的摩擦力。1.2.3.摩擦式提升機(jī)的優(yōu)缺點(1)提升高度不受滾筒容繩量的限制，適用于深井提升。(2)載荷是由數(shù)根鋼絲繩承擔(dān)，故鋼絲繩直徑較相同載荷下單繩提升小。(3)摩擦輪直徑顯著減小。(4)由于摩擦輪直徑小，回轉(zhuǎn)力矩減小，設(shè)備的效率提高。(5)摩擦輪直徑較小，在相同提升速度下，可以使用轉(zhuǎn)速較高的電動機(jī)和較小的減速器。(6)鋼絲繩是搭放在摩擦輪上，減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)，改善了鋼絲繩的工作條件。(7)采用偶數(shù)跟提升鋼絲繩，鋼絲繩的捻向是左右捻各半，消除了提升容器在提升過程中的轉(zhuǎn)動，減少了容器的罐耳和罐道的摩擦阻力。(8)數(shù)根鋼絲繩同時承受載荷，提升工作的安全性大為提高，數(shù)根鋼絲繩被同時拉斷的可能性極小，因此可以不再使用防墜器，從而減少了提升容器的質(zhì)量。雖然多繩摩擦提升機(jī)解決了單繩纏繞式提升機(jī)存在的一些問題，但是多繩摩擦提升機(jī)自身也存在一定的缺陷與不足。(1)數(shù)根鋼絲繩的懸掛、更換、調(diào)整、維護(hù)檢修工作復(fù)雜，而且有一根鋼絲繩損壞需要更換時，為保持各鋼絲繩具有相同的工作條件，往往需要更換所有的鋼絲繩。(2)因不能調(diào)節(jié)繩長，故雙鉤提升工作不適用于多水平提升。(3)當(dāng)井深超過1700m時，鋼絲繩與容器在連接處的應(yīng)力波動的較大，鋼絲繩的故障增多，故鋼絲繩摩擦提升不宜用于超深井提升。要解決多繩摩擦式提升機(jī)鋼絲繩的懸掛、更換等檢修復(fù)雜、不適用于多水平提升、不宜用于超深井提升這些問題，不是單靠改變提升機(jī)的結(jié)構(gòu)能夠解決的。多繩摩擦式提升機(jī)本身的原理是利用多根鋼絲繩和摩擦襯墊的摩擦力來傳動的，因此要解決多繩摩擦式提升機(jī)的這些問題就必須改變其工作原理，因此這些問題并不是摩擦式提升機(jī)自身可以解決的。第9頁第二章鋼絲繩鋼絲繩是礦井提升系統(tǒng)的重要組成部份之一，如何正確合理的選擇使用是極為重要的問題，它不僅關(guān)系到提升設(shè)備的安全可靠運行，而且也關(guān)系到為國家節(jié)約大量優(yōu)質(zhì)鋼材問題，并可減少更換鋼絲繩次數(shù)，增加有效提升時間。礦用鋼絲繩有各種結(jié)構(gòu)類型，而每一種鋼絲繩都有其獨特的性能，適用于各種不同的條件和環(huán)境。如果能夠熟習(xí)掌握礦用鋼絲繩的結(jié)構(gòu)性能，根據(jù)不同的條件，合理正確的選用，則可大大提高鋼絲繩的壽命，減少鋼絲繩的消耗，對降低噸煤成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，都起著重要的作用。2.1提升機(jī)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)礦井提升鋼絲繩都是絲股—繩結(jié)構(gòu)，即先有鋼絲捻成繩股，再由繩股捻成繩。制造提升鋼絲繩的鋼絲是由優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)圓鋼冷拔而成的，一般直徑為0.4—4毫米，鋼絲的抗拉強(qiáng)度1400—2000牛每平方毫米，我國多用1550牛每平方毫米和1700牛每平方毫米兩種。為了增加抗腐蝕能力，鋼絲表面可以度鋅，稱為度鋅鋼絲，此外還可以用鋼絲的韌性來標(biāo)志，分為特號，一號和二號三種。提升礦物用的鋼絲繩可以選用特號或一號鋼絲來制造，提升人員的鋼絲繩只允許用特號鋼絲來制造。在由鋼絲捻成股時有一個股芯，由股捻成繩時由一個繩芯。股芯一般為鋼絲，繩芯有金屬繩芯和纖維繩芯兩種。繩芯的作用是支持繩股，使繩富有彈性，并可存儲潤滑油，防止內(nèi)部鋼絲腐蝕生銹。提升鋼絲繩有很多種，結(jié)構(gòu)不同性能也不同。根據(jù)不同的特點有不同的分類方法，實際上都是從不同的角度來說明鋼絲繩的結(jié)構(gòu)特點，了解這些特點，對于認(rèn)識不同鋼絲繩的性能，正確選擇和合理使用都是有益的。2.2提升機(jī)鋼絲繩的分類(1)依繩股在繩中的捻向來分，有：左捻鋼絲繩，即股在繩中方向以左螺旋方向捻繞；右捻鋼絲繩，即股在繩中方向以右螺旋方向捻繞。(2)依鋼絲在股中和股在繩中捻向的關(guān)系分，有：同向捻鋼絲繩；交叉捻鋼絲繩；同向捻鋼絲繩比較柔軟，表面比較光滑，彎曲應(yīng)力較小，因而壽命長，有較大的恢復(fù)力，容易旋轉(zhuǎn)打結(jié)；交叉捻鋼絲繩與上述情況相反。(3)依鋼絲在股中的接觸情況分，鋼絲在繩股中的接觸形式有點接觸，線接觸和面接觸三種。點接觸鋼絲繩，股中內(nèi)外層鋼絲繩以等捻角不等捻距來捻制，一般以相同直徑的鋼絲來制造；線接觸鋼絲繩，股中內(nèi)外層鋼絲繩以不等捻角等捻距來捻來制造，一般以不直徑的鋼絲來制造。兩繩相比較，線接觸比較柔軟，無壓力集中現(xiàn)象，壽命較長。面接觸式鋼絲繩結(jié)構(gòu)緊密，表面光滑，抗磨損和抗腐蝕性能好。（4）依繩股的斷面形狀分，最常用的為圓股鋼絲繩，這種繩的繩斷面為圓形；此外，還有異形股繩，其斷面形狀為三角形或橢圓形，提升應(yīng)用最多的是三角繩股。（5）特種鋼絲繩。除了上面介紹的一些鋼絲繩以外，還有一些結(jié)構(gòu)比較特殊的鋼絲繩，在礦井提升中應(yīng)用的有：多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩；密封鋼絲繩和半密封鋼絲繩；扁鋼絲繩。2.3提升機(jī)鋼絲繩的選擇鋼絲繩的選擇和計算，主要是必須滿足現(xiàn)行安全規(guī)程的要求，如升降人員和提升物料用的鋼絲繩，對鋼絲韌性的要求，以及各種提升，懸吊設(shè)備的安全系數(shù)要求等。這在規(guī)程中都有明確規(guī)定，為縮減篇幅，現(xiàn)簡述如下。(1)當(dāng)井筒淋水較大，酸、堿度較高，或用在回風(fēng)井的提升鋼絲繩，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。例如，某礦井的井筒淋水較大，且呈酸性。在生產(chǎn)中使用光面鋼絲和鍍鋅鋼絲的兩種鋼絲繩。實踐表明，鍍鋅鋼絲繩的壽命約為普通鋼絲繩的3倍。(2)一般大多數(shù)礦井立井提升都采用圓股鋼絲繩，而從鋼絲繩受力狀態(tài)分析，并經(jīng)生產(chǎn)證實，順捻鋼絲繩的使用壽命要大于交捻鋼絲繩；因為順捻鋼絲繩耐磨面積大，它的耐磨性能，抗疲勞性能，都較交捻繩強(qiáng)。(3)斜井提升使用鋼絲繩主要是考慮磨損問題，應(yīng)選用耐磨損的鋼絲繩，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)使用經(jīng)驗，粗絲的鋼絲繩較細(xì)絲的鋼絲繩使用壽命長，三角股鋼絲繩較圓股鋼絲繩使用壽命長，因三角股鋼絲繩，每根繩股的外層鋼絲較粗，它們的使用壽命也不同。(4)現(xiàn)在設(shè)計和建設(shè)新井中，廣泛采用鋼絲繩罐道，選用密封型鋼絲繩作繩罐道是最合理的，它比普通圓股鋼絲繩有較長的壽命。如焦作礦務(wù)局李封煤礦使用密封型鋼絲繩作繩罐道。于1920年投產(chǎn)，運轉(zhuǎn)50多年，使用情況良好。(5)關(guān)于鋼絲繩捻向的選擇在豎井多繩絞車提升中，為消除鋼絲繩扭轉(zhuǎn)對提升容器的影響，應(yīng)采用一半左捻和一半右捻的鋼絲繩。鋼絲繩在絞車?yán)K筒上纏繞方向，對鋼絲繩的捻向也有一定的要求，不正確的捻向選擇，將導(dǎo)致鋼絲繩受力情況惡化。綜上所述，各種類型的鋼絲繩，性能各異，都各具特色。事物都是一分為二，并不是某一種鋼絲繩各方面都十全十美，只有熟習(xí)掌握各種鋼絲繩的性能，結(jié)合實際使用條件，抓住主要矛盾，正確合理的選用，才能達(dá)到延長鋼絲繩的壽命，節(jié)約鋼材，提高企業(yè)效益的目的。提升鋼絲繩的選擇計算是提升設(shè)備造型設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。鋼絲繩在運轉(zhuǎn)中受有許多應(yīng)力的作用和各種因素的影響，如靜應(yīng)力、動應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和擠壓應(yīng)力等，磨損和銹蝕也將損害鋼絲繩的性能。綜合考慮以上應(yīng)力因素的精確計算是很困難的，目前國內(nèi)外都是按靜載荷近似計算的。我國是按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定來設(shè)計的，其原則是：鋼絲繩應(yīng)按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)來進(jìn)行計算。安全系數(shù)是指鋼絲繩鋼絲拉斷力的總和與鋼絲繩的計算靜拉力之比。但是應(yīng)當(dāng)注意，安全系數(shù)并不代表鋼絲繩真正具有的強(qiáng)度儲備，只不過表示經(jīng)過實踐證明在此條件下鋼絲繩可以安全運行。第12頁第三章多繩摩擦式提升機(jī)多繩摩擦式提升機(jī)多繩摩擦式提升機(jī)廣泛用于煤炭、有色金屬、黑色金屬、非金屬、化工等礦山的豎井、斜井的提升系統(tǒng)用作提升礦物、升降人員和物料及設(shè)備等，是礦井系統(tǒng)設(shè)備的咽喉，也可做其他牽引運輸設(shè)備，屬于礦山機(jī)械設(shè)備一類。3.1．多繩摩擦式提升機(jī)工作原理多繩摩擦式提升機(jī)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α，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μ，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條件為F=T1-T2。歐拉公式闡明了T1、T2、μ、α各參數(shù)之間的關(guān)系：T1/T2=eμα式中：e——自然對數(shù)的底，e≈2.718本公式即為多繩摩擦式提升機(jī)的基本工作原理。多繩摩擦式提升機(jī)以電動機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)在井筒中的位置。通過一系列電氣、機(jī)械、液壓的控制、保護(hù)系統(tǒng)來保證機(jī)器安全運行。3.2多繩摩擦式提升機(jī)主要結(jié)構(gòu)減速器：（Ⅰ）型為雙力線中心傳動減速器，（Ⅱ）型為行星減速器，（Ⅲ）型為低速電機(jī)直聯(lián)。主導(dǎo)輪裝置：整體式或剖分式的焊接卷筒，采用滾動軸承支撐。盤式制動器：用碟形彈簧產(chǎn)生制動力，液壓開閘。液壓站：配置雙泵、雙電液調(diào)壓裝置。深度指示器：牌坊式深度指示器或模擬柱狀顯示器、數(shù)顯等。測速發(fā)電式限速和測速反饋裝置。集中控制的操縱臺。發(fā)動機(jī)。3.3多繩摩擦式提升機(jī)的優(yōu)缺點：優(yōu)點：①載荷由數(shù)根鋼絲繩承擔(dān)，鋼絲繩直徑小，設(shè)備尺寸小。即同等直徑規(guī)格下，提升能力大；②鋼絲繩搭放到卷筒上，不受容繩量的影響，適用于深井；③慣量小，同等產(chǎn)量下能耗小；④卡罐或過卷時，可打滑，避免拉斷鋼絲繩；⑤鋼絲繩同時斷可能性小，可不設(shè)防墜器；⑥可采用相同數(shù)量的左捻和右捻鋼絲繩，抵消松捻趨勢，避免容器罐耳對罐道產(chǎn)生壓力；缺點：①數(shù)根鋼絲繩，懸掛、調(diào)整、維護(hù)、更換操作困難復(fù)雜；②某根鋼絲繩損壞后，為保持鋼絲繩工作狀態(tài)相同，必須同時全部更換新繩；③不能同時用于多水平提升，不適合于鑿井提升；④鋼絲繩張力有變化，不適合于超深井提升；⑤由于易產(chǎn)生滑動，不適合于淺井提升。3.4.多繩摩擦式提升機(jī)異常情況提升機(jī)在出現(xiàn)下列情況時均會自動的進(jìn)行安全制動，待查清情況和排除故障后，才能進(jìn)行正常運行。⑴閘瓦間隙超過2毫米時；⑵測速反饋的聯(lián)結(jié)線斷線；⑶等速運行階段，速度超過額定速度的15%時；⑷減速運行階段，速度超過限速板的繼電速度10%時；⑸液壓站油壓超過預(yù)先限定的最高油壓時；⑹主電源電流值過大超過空氣開關(guān)的整定值時。對于多繩摩擦提升機(jī)維護(hù)工作相對于纏繞式提升機(jī)米眥比較復(fù)雜，為了保持每根鋼絲繩長度相等，從而使更換、檢查的工作量增大，特別是換繩工作。根據(jù)我國《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定；摩擦式提升機(jī)鋼絲繩（即酋繩）的使剛期限不得超過2年，鋼絲繩（即尾繩）的使用期限不得超過４年。因此，對于主、副井均為摩擦式提升的礦井來說，平均每年需要換一次旨繩，兩年更換一次尾繩。更換鋼絲繩是一。項難度大、技術(shù)性強(qiáng)、危險性高的工作。第16頁第四章多繩摩擦式提升機(jī)快速換繩系統(tǒng)4.1傳統(tǒng)換繩方法及缺點傳統(tǒng)的多繩摩擦提升機(jī)換繩方法主要有，大多利用鑿井絞車在井上口直接回收舊提升鋼絲繩，將其連同提升容器一起拉到井上口，從鑿井絞車上卸除舊提升鋼絲繩后再纏繞上新提升鋼絲繩，然后下放新繩，循環(huán)作業(yè)直到把4根舊提升鋼絲繩都更換完成。這種換繩工藝在施工過程中，需在鑿井絞車上卸除舊繩、纏繞新繩、下放新繩，由于鑿井絞車運行速度慢，需要的施工周期長，換繩時間5～6個小班（40～48h），組織施工人員多，工序復(fù)雜；若想一次下放所有新提升鋼絲繩，則需要的鑿井絞車數(shù)量增加，增加租賃和運輸成本。4.2新?lián)Q繩方案概況4．2.1換繩方案用舊繩帶新繩的方法更換主繩。整個換繩過程全部在上井口操作。西箕斗加10t配重，用東箕斗帶新繩，開動車房摩擦絞車下放東箕斗，將新繩放完，在西箕斗做好永久鉤頭。最后再開動車房摩擦絞車上提東箕斗將舊繩吐出。4.2.2換繩前準(zhǔn)備工作換繩所用大小絞車安裝：兩臺單滾筒16t穩(wěn)車放在車房與井筒之間，通過井架西側(cè)套架梁安裝兩套32t三穿滑組用以吊箕斗；井架南側(cè)安裝一臺5t穩(wěn)車用以向天輪平臺上下料及用以牽引繩頭，四根新繩盤架于車房西側(cè)如圖。4.2.3換繩方案實施（1）舊繩帶新繩上天輪在下井口，預(yù)先給西箕斗裝10t煤做配重。因4條新繩松到下井口總重為20t，西箕斗配重后提升機(jī)靜張力差為10t，（而主井提升機(jī)允許最大靜載荷為34t,符合安全規(guī)定，滿足制動要求）。將四根新繩頭分別用50元寶卡卡在舊繩上，在車房開動摩擦絞車，將東箕斗下放，帶動新繩上天輪后，用5t穩(wěn)車分別將4根新繩頭拉過自制的導(dǎo)向輪后再用50元寶卡卡在舊繩上，再繼續(xù)在車房開動摩擦絞車，將東箕斗下放，將新繩頭帶到井口并留住生根。在車房開動摩擦絞車，將東箕斗上提至井口，（2）東勾新舊繩更換采用兩條一組的方法臵換。先更換中間兩條；給4個懸掛油缸打全壓，然后單給中間兩個懸掛油缸卸壓，用兩個3t千不拉把中間兩個懸掛抽板拉出，將中間兩個桃形環(huán)內(nèi)的舊繩抽出，穿入新繩并鎖緊；然后把舊繩分別大攬?zhí)倚苇h(huán)后鎖6道Y型繩卡。再臵換兩邊兩條。給中間兩個懸掛油缸打壓，打全壓后關(guān)閉中間兩個懸掛油缸閥門，解除下天輪平臺留中間新舊繩防止其西拽的3t千不拉，用同樣的方法在下天輪平臺再將兩邊待臵換的新舊繩留住，然后只給兩邊油缸卸壓，完成兩邊兩個桃形環(huán)中的新舊繩更換，同樣將舊繩大攬各自的桃形環(huán)后鎖6道Y型繩卡。臵換完畢，在各桃形環(huán)之上2m處將新舊繩對應(yīng)各卡一道Y-45型繩卡。再將懸掛的中間兩個油缸與兩邊油缸連通，使4個油缸張力一致，讓舊繩繼續(xù)承重。這時，有針對性的開動16t穩(wěn)車，使得4條新繩松緊程度基本一致后，拆下防撞梁平臺留井筒中西勾大繩留繩器。（3）抽西箕斗棚箕斗工字鋼，帶新繩下放同時開動兩臺穩(wěn)車，適當(dāng)讓新繩松出一些，開動主井絞車，上提西箕斗，抽出下井口西箕斗棚箕斗工字鋼，接著將工字鋼擺放于東勾棚箕斗位置。將主井絞車打到“檢修”位，以0.12~0.15m/s的速度下放東勾，同時開動兩臺16t穩(wěn)車松新繩。每隔20m，16穩(wěn)車和主井絞車均停一次，停后先將井筒中最緊的新繩與對應(yīng)舊繩卡上Y型繩卡，然后有針對性的開某臺穩(wěn)車，觀察4條新繩松緊一致，Y型繩卡，將新舊大繩卡在一起，再隔20m卡一道分繩板卡，這樣，Y型繩卡和分繩板卡間隔20m，交替卡接，待西箕斗上提與井口面平時，用鎖罐器將東箕斗鎖在井口平放的工字鋼之上。（4）在上井口棚西箕斗在防撞梁平臺，用留繩器留住東勾去井筒中的新、舊8條繩。在下天輪平臺，用逮子繩和3t千不拉留住去滾筒4條舊繩。在上井口，用兩臺20t回絞起吊西箕斗，在井口穿工字鋼棚住西箕斗。（5）新舊繩更換截舊繩，將舊繩頭從絞車房主滾筒抽出放至車房東側(cè)地面盤放；上輪新舊繩更換，牽引新繩尾進(jìn)車房繞過主滾筒后到西箕斗頂，穿入桃形環(huán)。先在下天輪平臺用2個3t千不拉留住西箕斗到車房的其中兩條舊繩，再在西箕斗頂桃形環(huán)根部截斷這兩條舊繩，將兩條舊繩分別用井口南JD-25絞車經(jīng)天輪下放，同時從主滾筒抽出，盤放到主井車房東側(cè)。其余兩條舊繩處理方法類同。在上天輪將新繩臵于上天輪繩槽，舊繩放在新繩之上,將新繩尾從16t穩(wěn)車滾筒中抽出，人工拽至車房頂，從絞車房東墻上繩口入，繞過摩擦滾筒后從車房東墻下繩口出，用井口南JD-25絞車牽引，經(jīng)下天輪引到西箕斗頂后，在防撞梁平臺，用逮子繩留住下天輪的4條去車房的新繩，這時將新繩穿入西箕斗桃形環(huán)，并緊固。（6）抽棚箕斗工字鋼用兩臺20t回柱絞車起吊西箕斗，抽出棚箕斗工字鋼。反開兩臺20t回絞落西箕斗直至新繩完全承重，最后將吊箕斗繩具撤掉。撤掉防撞梁平臺東勾留繩器和下天輪平臺的留繩千不拉。西箕斗懸掛打壓使4條新繩張力一致后，開動主井絞車上提東勾到適當(dāng)位臵，拆除井口東箕斗鎖罐器，抽出棚箕斗工字鋼。（7）抽舊繩開動絞車，上提東箕斗，回收舊繩，將4條舊繩分別盤放在絞車房東側(cè)，在防裝梁平臺拆除設(shè)臵的分繩板卡和Y型繩卡，直到將東箕斗提到上井口正常停車點為止。（8）將東箕斗頂舊繩頭拆掉將舊繩頭用JD-25調(diào)度絞車牽留，慢慢放至地面。（9）試運行東箕斗打壓，以3m/s速度試運行3次，再平衡打壓，將4條繩竄調(diào)均勻，然后移交運行。4.3注意事項（1）新繩上穩(wěn)車滾筒尤其是左右捻雙繩同時纏繞在單滾筒穩(wěn)車上，一定要排列均勻，盡量纏緊，否則帶新繩下放時4條繩松緊會嚴(yán)重偏差。（2）帶新繩下放過程中一定要定距離裝上新舊繩分繩板卡，若只卡Y型繩卡，必會出現(xiàn)新舊繩打絞的惡果，處理起來相當(dāng)麻煩。（3）每隔20m卡分繩板卡或Y型繩卡前，一定先將4條新繩拉緊。拉緊的方法是在上天輪平臺掛千不拉，用棕繩系新繩上拉，保證4條新繩有一定的緊度,確保換繩質(zhì)量。（4）帶新繩下放和吐舊繩前要掌握好箕斗配重，在摩擦絞車靜張力及靜張力允許差范圍內(nèi)，利用車房大絞車控制提升或下放箕斗，加快換繩速度。4.4.結(jié)論副井多繩摩擦式提升機(jī)換繩所用的換繩方法工序簡單，時間較短；在施工中使用導(dǎo)向輪改向，減小因?qū)蜉喬帍澢霃叫∫鸬睦K股應(yīng)力的