單繩纏繞式主井提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)

【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)主要對(duì)礦井生產(chǎn)所用的提升及運(yùn)輸設(shè)備的選型進(jìn)行的一次合理選擇。礦井提升需要用一些專用的提升設(shè)備，主要有提升容器，提升鋼絲繩，提升機(jī)，井架，裝卸載設(shè)備以及一些輔助設(shè)備。礦井提升設(shè)備是礦山較復(fù)雜而龐大的機(jī)電設(shè)。備，它不僅承擔(dān)物料的提升與下放任務(wù)，同時(shí)還上下人員。輔助運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸包括矸石、材料、設(shè)備和人員運(yùn)輸。量，降低電能損耗和年運(yùn)行費(fèi)用。做到既經(jīng)濟(jì)合理又安全適用。設(shè)計(jì)質(zhì)量要確保技術(shù)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性、安全適應(yīng)性。畢業(yè)設(shè)計(jì)嚴(yán)禁抄襲，計(jì)算數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果不能類同，否則取消答辯資格。原始數(shù)據(jù)，要求達(dá)到的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)。現(xiàn)場(chǎng)了解實(shí)際使用情況。對(duì)方案進(jìn)行詳細(xì)分析，提出優(yōu)、缺點(diǎn)和操作的可能性。按實(shí)際條件選出最佳方案。行），得出技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的估計(jì)值，再在多方案的基礎(chǔ)上確定最佳方案。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)圖紙文字、格式圖形符號(hào)、文字代號(hào)、必須是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)結(jié)果，畢業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，資料收集。

　　

【正文】 的中間值時(shí)，用插值法計(jì) 第 21 頁(yè) 共 58 頁(yè) 算，計(jì)算步驟為： ? ? mH g ??????? 式中 Hx —— 卸載高度， m。 rH —— 容器全高，由容器底至連接裝置最上面一個(gè)繩卡的距離 m，此值可由容器的規(guī)格表中查得 。 Rt— 天輪半徑， m。 Hg—— 過(guò)卷高度， m。 卸載高度 Hx，即為井口水平到卸載位置容器底部的高度，一般來(lái)說(shuō)罐籠提升均在井口水平裝、卸載，這時(shí) Hx=0。對(duì)于箕斗提升，地面要設(shè)煤倉(cāng)，煤倉(cāng)的高度與倉(cāng)的容積、生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化程度和箕斗卸載方式等因素有關(guān)，一般 Hx=18 m~25 m。過(guò)卷高度 Hg 是指容器從卸載時(shí)的正常位置，自由的提升到容器連接裝置上繩頭同天輪輪緣接觸點(diǎn)的高度。對(duì)于單繩纏繞式提升設(shè)備我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》對(duì)過(guò)卷高度的規(guī)定見(jiàn)表 52。 最后一項(xiàng) Rt 是一段附加距離。這是因?yàn)檫^(guò)卷只計(jì)算到過(guò)卷時(shí)容器連接裝置上繩頭與天輪輪緣相接觸點(diǎn)的距離。從這一接觸 點(diǎn)至天輪中心的距離大約為。所以在計(jì)算井架高度 Hj 時(shí)，要將此段距離計(jì)入。 表 52 立井提升裝置的過(guò)卷高度 提升速度 * /m/s ≤ 3 4 6 8 ≥ 10 過(guò)卷高度 / m *提升速度為本表中所列速度的中間值時(shí)，用插值法計(jì)算。 算滾筒中心至井筒中提升鋼絲繩間水平距離 sL 一般來(lái)說(shuō)，在井筒與提升機(jī)房之間很難再設(shè)置其他建筑物，因此為節(jié)省占地面積，卷筒中心線至井筒中鋼絲繩間水平距離 Ls 愈小愈緊湊。但很據(jù) 井架天輪受力情況又可看出，為了提高井架的穩(wěn)定性，使其具有較好的受力狀態(tài)，在井筒與提升機(jī)房之間，設(shè)有井架斜撐。斜撐的基礎(chǔ)與井筒中心的水平距離約為 ；還應(yīng)使提升機(jī)房的基礎(chǔ)與斜撐的基礎(chǔ)保證不接觸，考慮上述原因， Ls 的最小值 Lsmin 可按經(jīng)驗(yàn) 第 22 頁(yè) 共 58 頁(yè) 公式計(jì)算。 mDHL js i n ???????? 取 m27?sL 式中 Hj— 井架高度， m。 D— 提升機(jī)滾筒直徑， m 計(jì)算鋼絲繩的弦長(zhǎng) 鋼絲繩弦長(zhǎng)是鋼絲繩離開(kāi)滾筒處至鋼絲繩與天輪 接觸點(diǎn)的一段繩長(zhǎng)。上下兩條繩弦長(zhǎng)不完全相等。但近似認(rèn)為滾筒中心至天輪中心的距離即為弦長(zhǎng)。 當(dāng)井架高度拭和滾筒中心線至井筒中鋼絲繩間水平距離 Ls 均已確定時(shí)，弦長(zhǎng) Lx即為定值 Lx 按下式計(jì)算： 220x )2()(L tsj DLCH ???? )2327()134( 22????? 式中 Dt— 天輪直徑， m。 C。 — 滾筒中心線至井口水平的高差， m，此數(shù)值決定于提升機(jī)滾筒直徑、提升機(jī)房的結(jié)構(gòu)和地形等情況，設(shè) i 時(shí)一般取 C。 =1 m2 m 為了防止 在運(yùn)行中鋼絲繩振動(dòng)而跳出天輪繩槽，鋼絲繩弦長(zhǎng)一般限制在 60m 以內(nèi)。 第 23 頁(yè) 共 58 頁(yè) 鋼絲繩的內(nèi)外偏角計(jì)算 鋼絲繩的偏角是指鋼絲繩弦與通過(guò)天輪平面所成的角度，偏角有外偏角和內(nèi)偏角之分。在提升過(guò)程中，隨著滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩在滾筒上纏繞或放松，偏角是有變化的。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定最大外偏角 1? 和最大內(nèi)偏角 2? 均不得超過(guò) 031 ?? ，作單層纏繞時(shí)最大內(nèi)偏角。 2? 還應(yīng)保證不咬繩。 鋼絲繩的偏角過(guò)大有兩個(gè)缺點(diǎn) (1)加劇了鋼絲繩與天輪輪緣的磨損，降低了鋼絲繩使用壽命。磨損嚴(yán)重時(shí)，還可能引起斷繩事故 。 (2)某些情況下，當(dāng)鋼絲繩纏向滾筒時(shí)會(huì)發(fā)生“咬繩”現(xiàn)象。 由圖 5－ 2 所示。如果鋼絲繩內(nèi)偏角 α 2 過(guò)大，弦長(zhǎng)的脫離段與鄰圈鋼絲繩不是相離而是相交，如圖中 A 點(diǎn)所示，這就是“咬繩”。即使在內(nèi)偏角 α 2不太大的情況下，由于滾筒上繩圈間隙 ε 較小、鋼絲繩直徑較大或滾筒直徑較大，也會(huì)導(dǎo)致“咬繩”。 “咬繩”加劇了鋼絲繩的磨損。 圖 53，給出避免“咬繩”時(shí)內(nèi)偏角允許角度 曲線。分析圖 53 中曲線可看出，一臺(tái) m直徑的提升機(jī)，若選用的鋼絲繩直徑 d=繩圈間隙ε =2mm 時(shí)，不“咬繩”時(shí)內(nèi)偏角只有 4439。，遠(yuǎn)小于 l。 30。但若將ε值增加至 4mm時(shí)，允許內(nèi)偏角則增大到 1,19。所以避免“咬繩”的有效措施是適當(dāng)增大ε值。然而‘增大，減小了滾筒的容繩量，有時(shí)甚至要采用直徑更大的提升機(jī)，這也是不經(jīng)濟(jì)的。因此要根據(jù)礦井具體情況及“咬繩”程度全面考慮問(wèn)題。當(dāng)鋼絲繩在滾筒上做雙層纏繞時(shí)，已經(jīng)加劇了鋼絲繩的尾損，這時(shí)即亡吏有輕度咬繩，一般也可不予考慮。 第 24 頁(yè) 共 58 頁(yè) 圖 52 鋼絲繩在卷筒上纏繞時(shí)“咬繩”示意圖 因?yàn)殡p滾筒提升機(jī)是單層纏繞，所以 最大外偏角： xLdasB )(3)2(t a na r c1??????? = )(3)2 ( r c t a n ????? 39。0 38001 rc ta n?? 式中 B— 提升機(jī)卷筒寬度， m； S— 提升機(jī)兩天輪間距離，此值決定于容器規(guī)格及容器在井筒中的布置方式，與采用的罐道形式也有關(guān)； a— 兩卷筒之間的間隙， m，不同形式的提升機(jī) a 值不盡 相同，可從《礦山固定設(shè)備選型使用手冊(cè)》提升機(jī)規(guī)格表中的有關(guān)參數(shù)得出； d— 鋼絲繩直徑， m； ε — 鋼絲繩纏繞在卷筒上的繩圈間隙， m； 第 25 頁(yè) 共 58 頁(yè) Ls— 鋼絲繩弦長(zhǎng)， m。 其中 a=兩滾筒中心距 — 滾筒寬度，即 a== 最大內(nèi)偏角： xLDHBas )]d)(330([2)(t a na r c2 ?? ???????? = ? ? )2(a r c t a n ?????? ??????? ?????? = 0 1 6 rctan = 39。540? 式中 H— 提升高度， m: D提升機(jī)滾筒直徑， m。 內(nèi)外偏角均小于 031 ?。 ，因?yàn)樘嵘摻z繩在滾筒上做單層纏繞故需要考慮“咬繩”問(wèn)題，分析圖 52 內(nèi)偏角允許角度曲線可看出，直徑 的提升機(jī)，鋼絲繩直徑d=31mm,鋼絲繩纏在滾筒上的繩圈間隙 mm3?? 時(shí)，不“咬繩”的允許內(nèi)偏角為 421 ?? ，故不會(huì)產(chǎn)生“咬繩”現(xiàn)象。滿足《煤礦安全規(guī)程》要求 。 驗(yàn)算提升機(jī)滾筒的下出繩角 卷筒出繩角的大小，影響提升機(jī)主軸的受力情況。設(shè)計(jì) JK 型提升機(jī)時(shí)，是以上出繩角為零度，下出繩角 β 為 15176。考慮的。卷筒的實(shí)際出繩角度增大時(shí)對(duì)提升機(jī)主軸的工作有利。當(dāng) β 15176。，鋼絲繩有可能與提升機(jī)基礎(chǔ)接觸，增大了鋼絲繩的磨損。為此，對(duì)于 JK 型提升機(jī)，只需檢驗(yàn)下出繩角 β，令其大于 15176。就可以了。 xtsj L DDRL CH 2a rc s i na rc t a nt0 ?????下? 第 26 頁(yè) 共 58 頁(yè) =?? 33a r c s i n134a r c t a n??????? 滾筒下出繩滿足要求。最后畫(huà)出提升機(jī)與井筒相對(duì)位置圖（見(jiàn)附錄圖） 圖 53 不產(chǎn)生“咬繩”的內(nèi)偏角允許角度曲線 第六章、初選提升電動(dòng)機(jī) 為了對(duì)提升設(shè)備進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算，應(yīng)預(yù)選提升電動(dòng)機(jī)。 礦井提升電動(dòng)機(jī)有交流和直流兩類。目前，我國(guó)礦山廣泛采用交流繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少；缺點(diǎn)是加速和低速運(yùn)行階段電能消耗較大，調(diào)速受一定限制。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量超過(guò) 1000kw 時(shí)，因我國(guó)目前制造廠生產(chǎn)供應(yīng)的高壓換向器的容量不夠，故不宜采用單電動(dòng)機(jī)交流拖動(dòng)，應(yīng)考慮采用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。直流拖動(dòng)有電動(dòng)發(fā)電機(jī)組供電和晶閘管供電兩種類型。直流拖動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速性能好，電耗小，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。但如采 用電動(dòng)機(jī)發(fā)電組，則設(shè)備費(fèi)用較高。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，硅整流器已能夠很好的克服電動(dòng)機(jī)發(fā)電組設(shè)備費(fèi)用較高的缺點(diǎn)。因此，采用晶閘管供電的直流 第 27 頁(yè) 共 58 頁(yè) 電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)在國(guó)內(nèi)外的大型及特大型礦井也已得到了推廣應(yīng)用。我國(guó)礦井提升中廣泛采用的三相交流繞線式電動(dòng)機(jī)的初選計(jì)算。 用于礦井提升的三相交流繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)有高壓和低壓兩大系列。電動(dòng)機(jī)功率大于 200kw 時(shí)應(yīng)選用 3000v 和 6000v 的高壓電動(dòng)機(jī)， 200kw 以下時(shí)可選用 380v 的低壓電動(dòng)機(jī)。必須說(shuō)明：當(dāng)選用高壓電動(dòng)機(jī)時(shí)，我國(guó)新建礦井一律采用 6000v 的額定電壓等級(jí)，只有改建的老 礦井仍可采用 3000v 額定電壓等級(jí)。初選提升電動(dòng)機(jī)的依據(jù)是：電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)數(shù)及電壓等級(jí)。 在進(jìn)行提升設(shè)備動(dòng)力學(xué)計(jì)算之前要進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的預(yù)選。一般情況下先預(yù)選電動(dòng)機(jī)，動(dòng)力學(xué)計(jì)算完后再進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的驗(yàn)算。 估算電動(dòng)機(jī)功率 N= kwnj im gv m 00 00k ??? ????? ? 式中 P提升電動(dòng)機(jī)估算功率 ,kW v 一提升電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)速度， m/s。 k— 礦井阻力系數(shù)，箕斗提升 k=,罐籠提升 k=。 m— 次提升實(shí)際貨載質(zhì)量 ,kg。 Q— 次提升實(shí)際貨載重量 ,N。 ?— 考慮提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有加、減速度及鋼絲繩重力等因素影響的系數(shù)，箕斗提升 ? =,罐籠提升 ? =。 η j— 減速器傳動(dòng)效率，單級(jí)傳動(dòng)，η j=,雙級(jí)傳動(dòng)，η j = 行星輪減速器時(shí)，η j= 第 28 頁(yè) 共 58 頁(yè) 估算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 m in/47 160rDivN m????????? 式中 i— 減速器的傳動(dòng)比 。 D— 提升機(jī)滾筒直徑， m。 選電動(dòng)機(jī) 根據(jù) N、 n，查電動(dòng)機(jī)規(guī)格表（表 61），選用 YRKK560— 3/12 繞線型異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)規(guī)格如下： Ne=400kw；飛輪轉(zhuǎn)矩 22 N1090GD ??d）（ ； 轉(zhuǎn)速 m in/4 8 8n re ? 。 滿載時(shí)效率 ?d? ； 最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩??。 額定電壓 6kv。 確定提升機(jī)的實(shí)際最大提升速度 電動(dòng)機(jī)選出后，轉(zhuǎn)數(shù)已確定，提升機(jī)實(shí)際最大提升速度就可以確定，計(jì)算公式 為 smDniem / ?? ???? ? 式中 v 一提升機(jī)實(shí)際最大提升速度 m/s 第 29 頁(yè) 共 58 頁(yè) Ne— 已選出電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)數(shù) r/min 由上式計(jì)算出來(lái)的值還應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》對(duì)最大提升速度的要求。 表 61 JRQ 系列三相繞線型異步電動(dòng)機(jī) 型 型號(hào) 額定功率 /kw 額定電壓 /v 額定負(fù) 載 時(shí) 轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù) 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 飛輪轉(zhuǎn)矩 /N m2 總質(zhì)量 /kg 電流/A 轉(zhuǎn)數(shù)/r/min 效率/% 功率因數(shù) 電壓 /V 電流/A 同步轉(zhuǎn)速 1000(r/mim)6 級(jí) JRQ1486 JRQ14106 JRQ1576 JRQ1586 JRQ15106 JRQ15126 310 380 460 550 650 780 6000 37 45 54.5 64 76 91 985 985 990 985 985 985 91.6 92.1 93.3 93.7 93.8 94.0 7 8 7 8 8 7 473 550 629 670 824 1032 415 440 471 515 495 449 1450 1800 2300 2600 3300 40000 3200 3500 3900 4350 4800 5150 同步轉(zhuǎn)速 750（ r/min） 8 級(jí) JRQ1478 JRQ1488 200 240 280 320 6000 26 31 36.5 735 735 89.5 91.5 9 2 403 442 495 476 318 346 1250 1450 2900 3100 3500 3900 第 30