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文檔簡介
1、<p><b> 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書</b></p><p><b> 提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)</b></p><p> 學(xué)生姓名: </p><p> 專業(yè)名稱: 礦 山 機(jī) 電 </p><p>
2、班 級: </p><p> 學(xué) 制: </p><p> 學(xué)歷層次: 專 科 </p><p> 指導(dǎo)教師: </p>
3、<p> 論文(設(shè)計(jì))提交日期: </p><p> 論文(設(shè)計(jì))答辯日期: </p><p><b> 畢業(yè)設(shè)計(jì)成績評定書</b></p><p> 專 業(yè): 礦 山 建 設(shè) 與 安 全 工 程 系</p><p> 班 級: 礦 機(jī) 0 7 - 1</p><
4、;p><b> 姓 名: </b></p><p><b> 日 期: </b></p><p> 設(shè) 計(jì) 題 目: 淮北礦業(yè)集團(tuán)孫疃煤礦主井 提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)</p><p> 設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 教 師: </p><p> 設(shè) 計(jì)
5、評 閱人: </p><p> 評 定 意 見 及 成 績: </p><p> 評 閱 日 期: 年 月 日 </p><p><b> 目 錄</b></p><p> 一、設(shè)計(jì)背景材料----------------
6、---------------------------------------------4</p><p> 二、提升設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)------------------------------------------------------4</p><p> 三、提升設(shè)備選型的一般原則--------------------------------------------5</
7、p><p> 四、提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)---------------------------------------- 7</p><p> 五、提升容器的選擇---------------------------------------------------------8</p><p> 六、提生鋼絲繩的選擇-----------------------
8、------------------------------12</p><p> 七、導(dǎo)論與導(dǎo)向輪直徑的確定--------------------------------------------13</p><p> 八、提升系統(tǒng)的最大靜張力和最大靜張力差的計(jì)算---------------13</p><p> 九、礦井提升機(jī)與井筒相位置的確定-----
9、-----------------------------14</p><p> 十、主導(dǎo)論襯墊上的壓強(qiáng)驗(yàn)算--------------------------------------------16</p><p> 十一、電動(dòng)機(jī)的選擇---------------------------------------------------------17</p><
10、p> 十二、提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量計(jì)算-----------------------------------------19</p><p> 十三、提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算------------------------------------------- -20</p><p> 十四、提升設(shè)備的動(dòng)力學(xué)計(jì)算-------------------------------------
11、--------26</p><p> 十五、提升機(jī)房尺寸的確定-----------------------------27</p><p> 十六、設(shè)計(jì)心得小結(jié)-------------------------------------</p><p> 主井多繩摩檫提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)</p><p><b> 設(shè)計(jì)背景材料
12、</b></p><p> 礦井產(chǎn)量: 180 萬噸</p><p> 年工作日: 330 天</p><p> 日工作時(shí)數(shù): 16 小時(shí)</p><p> 井筒深度: 522 米</p><p> 井筒直徑: 5 米</p><p>
13、 卸載高度: 14 米</p><p> 裝載高度: 19 米</p><p> 散煤容量: 0.94 噸/米3</p><p><b> 提升設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p> 礦井提升設(shè)備是礦山重要和關(guān)鍵設(shè)備之一。其任務(wù)是用于煤礦提和下放人員、煤炭、礦石、矸石及運(yùn)輸材料和設(shè)備等。它
14、是聯(lián)系井上和井下的重要提升運(yùn)輸工具,在整個(gè)礦井生產(chǎn)中占有重要的位置,因此被人們稱為礦山的“咽喉設(shè)備”。</p><p> 礦井提升設(shè)備的工作特點(diǎn)是在一定的距離內(nèi),以較高的速度往復(fù)運(yùn)行,完成上升和下降任務(wù)。為了確保提升機(jī)能夠高效、安全、可靠地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),它應(yīng)具備較好的機(jī)械性能、良好的控制設(shè)備和完善的保護(hù)裝置。礦井提升性能的優(yōu)劣、質(zhì)量的好壞,不僅直接影響到礦井生產(chǎn),而且也與礦山職工的生命安危息息相關(guān)。礦井提升機(jī)在工作
15、過程中一旦發(fā)生機(jī)械或電氣故障,就會(huì)嚴(yán)重地威脅礦井安全,損壞設(shè)備,影響生產(chǎn),甚至造成人身傷亡事故。</p><p> 因此,除了在設(shè)計(jì)、制造時(shí)要求精心設(shè)計(jì)、精心制造外、對礦山而言,提高安裝質(zhì)量,提高和完善設(shè)備的保護(hù)設(shè)施的可靠性和自動(dòng)化程度,減少維修量,延長使用壽命,確保提升機(jī)安全、高效地運(yùn)行,防止和杜絕故障發(fā)生的重要方面。</p><p> 經(jīng)決定對礦井的提升設(shè)備以及配套的提升容器、鋼絲
16、繩、電動(dòng)機(jī)等輔助設(shè)施進(jìn)行選型計(jì)算。</p><p> 三、提升設(shè)備選型的一般原則</p><p> 在選擇提升設(shè)備之前,首先應(yīng)確定合理的提升方式,它對提升設(shè)備的選型,對礦山的基本建設(shè)投資、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率及噸煤成本都有直接的影響。</p><p> 礦井的年產(chǎn)量、井深及開采水平確定以后,就要決定合理的提升方式。提升方式與井筒的開拓,井上、井下運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)有著密
17、切的關(guān)系,原則上應(yīng)考慮下列的幾個(gè)因素:</p><p> 對于年產(chǎn)量大于600 kt的大、中型礦井,由于提升煤炭及輔助工作量均較大,一般均設(shè)主、副井兩套提升設(shè)備。主井采用箕斗提升煤炭,副井采用罐籠完成輔助提升任務(wù),如提升矸石、升降人員和下方材料、設(shè)備等。對于年產(chǎn)量小于300kt的小型礦井,如果僅用一套罐籠提升設(shè)備就可以完成全部主、副井的提升任務(wù),則采用一套提升設(shè)備是經(jīng)濟(jì)的。對于年產(chǎn)量大于1800的大型礦井,主井
18、往往需要兩套箕斗提升設(shè)備,副井除配備一套罐籠提升設(shè)備外,多數(shù)尚需要一套單容器平衡錘系統(tǒng)專門提升矸石。</p><p> 一般情況下,主井均采用箕斗提升方式。但在特殊條件下,例如礦井生產(chǎn)的煤質(zhì)品種多,且需分別傳送,或是保證煤炭有足夠的塊度,只好采用罐籠做為主井的提升設(shè)備。</p><p> 為了提高生產(chǎn)效率,中型以上的礦井原則上都要采用雙鉤提升。如果礦井同時(shí)開采水平數(shù)過多,采用平衡錘容器
19、提升方式也是比較方便的。</p><p> 根據(jù)我國目前的實(shí)際情況,對于小型井礦,以采用單繩纏繞式提升系統(tǒng)為宜。對于年產(chǎn)量900Kt以上的大型礦井,以采用多繩摩擦提升系統(tǒng)為宜。對于中型礦井,如井較淺,可采用單繩纏繞系統(tǒng);井較深時(shí),也可采用多繩摩擦系統(tǒng),或主井采用單繩箕斗,副井采用多繩摩擦罐籠提升。</p><p> 煤礦若有兩個(gè)水平,且分前后期開采時(shí),提升機(jī)、井架或井塔等大型固定設(shè)備要
20、按最終水平選擇.提升容器、鋼絲繩和提升電動(dòng)機(jī)根據(jù)實(shí)際情況也可按第一水平選擇,待井筒延伸到第二水平時(shí),另行更換,但電動(dòng)機(jī)以換裝一次為宜。</p><p> 地面生產(chǎn)系統(tǒng)靠近井口時(shí),采用箕斗提升也可以簡化煤的生流程;若遠(yuǎn)離井口面尚需一段窄軌鐵鐵路運(yùn)輸,應(yīng)采用罐籠提升。</p><p> 以上所述,僅提出了決定提升方式的一般原則。具體的設(shè)計(jì)工作中,要根據(jù)礦井的具體工作條件,提出若干可行的方案
21、,然后對基建投資、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用、技術(shù)的先進(jìn)性等諸多方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,同時(shí)還要考慮我國的提升設(shè)備的生產(chǎn)和供應(yīng)情況,才能決定合理的方案。特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦的日益廣泛應(yīng)用,為煤炭設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了更有利的條件。</p><p> 四、提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p><b> 1.設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p><b>
22、 對于主井提升:</b></p><p> 礦井年產(chǎn)量A(t/a)。</p><p> 工作制度及年工作日數(shù),日工作小時(shí)數(shù)t。</p><p> 礦井開采的水平數(shù)及個(gè)水平的服務(wù)年限。</p><p> 礦井的深度(m),即井口至個(gè)開采水平的深度。</p><p> 卸載水平與井口的高度差(m),可
23、按下列數(shù)據(jù)選取:</p><p> 對于底卸式箕斗:=15~25m;</p><p> 對于普通罐籠:=0~15。</p><p> 裝載水平與井下運(yùn)輸水平的高度差Hz(m)。對于底卸式箕斗=18~25m。</p><p> 煤的散集密度(t/m3)。</p><p> 提升方式:箕斗或罐籠。</p&g
24、t;<p><b> 礦井電壓等級。</b></p><p><b> 2.設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</b></p><p> ?。?)計(jì)算并選擇提升容器;</p><p> ?。?)計(jì)算并選擇提升鋼絲繩;</p><p> ?。?)計(jì)算并選擇提升機(jī);</p><p>
25、; ?。?)提升電動(dòng)機(jī)的預(yù)選;</p><p> ?。?)提升機(jī)與井筒相對位置的計(jì)算;</p><p> ?。?)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)計(jì)算;</p><p> (7)電動(dòng)機(jī)功率的的驗(yàn)算;</p><p><b> 五、提升容器的選擇</b></p><p> 提升容器的容量要按提升任務(wù)的大小來確定
26、。如則要考慮其經(jīng)濟(jì)效果。提升容器的容量越大,所需提升設(shè)備的功率也越大,初期投資越大,因此,從降低初期投資著眼,應(yīng)選擇容量較小的提升容器。但為了增加產(chǎn)量,勢必增加提升次數(shù)即加快提升速度,這樣就增大了電動(dòng)機(jī)的容量和電能消耗,使運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用增加,因而從節(jié)省運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的觀點(diǎn)出發(fā),選擇容量較大的容器較好。為解決上述矛盾,應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,并考慮礦井將來的發(fā)展,選擇出合理的方案。一般認(rèn)為,在不加大提升機(jī)及井筒直徑的前提下,選擇較大容積的提升容器,采用較
27、低的提升速度,節(jié)省電耗,比較經(jīng)濟(jì)合理。</p><p> 因?yàn)榇嗣旱V為主井提升,所以在選擇提升設(shè)備時(shí),應(yīng)選用箕斗提升。此箕斗的經(jīng)濟(jì)提升速度為:</p><p> =(0.3~0.5)</p><p> 式中 ---------經(jīng)濟(jì)提升速度,m/s;</p><p> H ------提升高度,m。</p><p&g
28、t; 一般情況下,取中間值進(jìn)行設(shè)計(jì),即</p><p><b> Vj = 0.</b></p><p> 對于箕斗提升H = Hs + Hx+ Hz</p><p> 式中-------礦井深度,m;</p><p> -------卸載水平與井口的高度差,m;</p><p> -
29、------裝載水平與井口的高度差,m。</p><p> 所以H = 522+14+19 m</p><p><b> = 555 m</b></p><p><b> = 0.4 </b></p><p> = 0.4 = 9.423 m/s</p><p>
30、按經(jīng)濟(jì)提升速度可估算出經(jīng)濟(jì)提升時(shí)間:</p><p> = + + u + </p><p> 式中 -------經(jīng)濟(jì)提升時(shí)間,s。</p><p> A --------提升加速度,可暫取0.8 m/s2</p><p> u -------提升容器爬行階段附加時(shí)間,可暫取10s。</p>&
31、lt;p> --------提升容器每次終了后的休止時(shí)間,查表可取16s。</p><p> 所以上式 = + + 10 + 16 s</p><p> = 96.68 s</p><p> 根據(jù)礦井的年產(chǎn)量和估算的一次提升循環(huán)時(shí)間,即可求出一次合理的經(jīng)濟(jì)提升量為:</p><p><b>
32、; = </b></p><p> 式中 ------ 礦井的年產(chǎn)量,t/a。</p><p> c ------ 主提升設(shè)備的提升不均衡系數(shù)。暫取1.10。</p><p> ------ 提升能力富裕系數(shù),暫取1.2。</p><p> t -------提升設(shè)備日工作小時(shí)數(shù),t = 16 h。</p&g
33、t;<p> -------提升設(shè)備年工作日,= 330 d。</p><p> 所以 = t</p><p> = 12.98 t</p><p> 根據(jù)上式計(jì)算結(jié)果,經(jīng)查表可選 JDG16/150×4 或JDG-20/180×4型立井多繩箕斗,所以主井提升設(shè)備選型考慮了兩套方案:</p>&l
34、t;p> 方案Ⅰ:裝備一套16噸雙箕斗,井筒直徑5.0m,選用JKMD—4×4(Ⅲ)型落地式多繩摩檫輪提升機(jī)。由一臺(tái)2300KW直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。轉(zhuǎn)速47.8r/min,提升速度10m/s,提升能力2.67Mt/a。</p><p> 方案Ⅱ:裝備一套20噸雙箕斗,井筒直徑5.0m,選用JKMD—4×4(Ⅲ)型落地式多繩摩檫輪提升機(jī)。由一臺(tái)2600KW同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。轉(zhuǎn)速47.8r/m
35、in,提升速度10m/s,提升能力3.33Mt/a。</p><p> 但考慮到本礦井地質(zhì)條件,方案Ⅰ采用6噸雙箕斗,提升能力可達(dá)到2.67Mt/a,已經(jīng)為礦井以后增產(chǎn)留夠了富裕量,且投資較省。方案Ⅱ采用一套20噸雙箕斗,提升能力偏大,投資較大。</p><p> 綜合以上分析比較,方案Ⅰ更為經(jīng)濟(jì)、合理。故主井提升設(shè)備選型選方案Ⅰ。</p><p> 所以主井
36、提升容器JDG16/150×4 技術(shù)參數(shù)如下:</p><p> 名義載重量 16 t</p><p> 箕斗自重 15 t</p><p> 有效容積 17.6 m3</p><p> 最大終端載荷 60 t</p><p> 所適用的鋼絲繩 :
37、 直徑 d = 31 ~ 40 mm</p><p> 數(shù)量 4 根</p><p> 繩間距 300 mm</p><p> 所適用的提升機(jī)型號: JKMD—4×4(Ⅲ)型 </p><p><b> 技術(shù)參數(shù)如下:</b></p&g
38、t;<p> 摩檫輪直徑 4000 mm</p><p> 天輪直徑 4000 mm </p><p> 最大靜張力 770 KN</p><p> 最大靜張力差 180 KN</p><p>
39、 摩檫襯墊系數(shù) 0.25</p><p> 最大提升高度 1000 m</p><p> 根據(jù)選出的箕斗型號可計(jì)算一次提升所需循環(huán)時(shí)間</p><p><b> = </b></p><p> 式中 m ----- 所選出的標(biāo)準(zhǔn)箕斗的一次提升實(shí)際載貨量,取16
40、 t。</p><p><b> 所以 = s</b></p><p> = 128 s</p><p> 由公式 = + + u + 可得:</p><p><b> V1= </b></p><p> = 9.68
41、S</p><p> 六、提升鋼絲繩的選擇計(jì)算</p><p> <1>提升鋼絲繩最大靜載荷的計(jì)算</p><p> 如圖所示:鋼絲繩的最大靜載荷是A點(diǎn)</p><p><b> =(m++q)g</b></p><p> -----鋼絲繩的最大計(jì)算靜載荷</p>
42、<p> m-----提升容器一次提升貨載質(zhì)量,kg</p><p> -----容器的質(zhì)量,kg</p><p> q-----鋼絲繩每米的質(zhì)量,kg/m</p><p> g-----重力加速度,取9.8m/s2</p><p> -----鋼絲繩最大懸垂長度Hc=Hj+Hs+Hz=522+30+20=572m&l
43、t;/p><p> <2>鋼絲繩的安全系數(shù)</p><p> 摩擦式提升設(shè)備鋼絲繩的安全系數(shù)</p><p> 升降物料時(shí): 7.2-0.0005= 6.914</p><p><b> 暫取 =10</b></p><p> <3>計(jì)算和預(yù)選鋼絲繩</p&
44、gt;<p> ( m + + q)g</p><p><b> 由q=s</b></p><p> 兩式聯(lián)立化簡后得 q</p><p> 取9400kg/m3</p><p> 所以q kg/m</p><p> 由于是4根鋼絲繩所以 </p>
45、<p> q = = 6.8 kg/m </p><p> 由于 q 已求出 ,所以 </p><p> = ( m + + q)g</p><p> = ( 16000 + 15000 + 6.8 × 572 )× 9.8 KN</p><p> = 342 KN</p
46、><p> 查表可得出鋼絲繩的規(guī)格型號:</p><p> 6V × 37S + FC ;</p><p> 直徑 : 40 mm</p><p> 鋼絲繩破斷拉力總和: 1117 KN</p><p> 七、主導(dǎo)論與導(dǎo)向輪直徑的確定</p><p> 主導(dǎo)論與導(dǎo)向
47、輪直徑按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定選擇:</p><p> 主導(dǎo)論直徑 ≥ 100 d</p><p><b> 導(dǎo)向輪直徑 </b></p><p> 落地式 : ≥ 100 d</p><p> ---------- 主導(dǎo)論直徑 mm</p><p> --------------
48、 導(dǎo)向輪直徑 mm</p><p> d ------ 鋼絲繩的直徑 mm</p><p> 所以可得出 = = 4000 mm = 4 m </p><p> 八、提升系統(tǒng)的最大靜張力和最大靜張力差的計(jì)算</p><p> 最大靜張力為 = [ m + + +(H + )]g&
49、lt;/p><p> 式中:--------井架高度(待算)。</p><p> -------尾繩環(huán)高度 Hn = Hg + 1.5 s,m。</p><p> -------過卷高度 ; 取10m。</p><p> S-------- 兩容器的中心距,暫取2080mm。</p><p> ------
50、每根提升鋼絲繩單位長度的質(zhì)量 kg/m。</p><p> -------每根尾繩單位程度的質(zhì)量 kg/m。</p><p> -------提升鋼絲繩的根數(shù)。</p><p> -------尾繩根數(shù)。</p><p> 因此 = [ m + + +(H + )]g</p><p> = [1
51、6000+15000+4×6.8×41.1+3×9.06×(13+28.5)]×9.8 KN</p><p> = 770 KN</p><p> 九、礦井提升機(jī)與井筒相位置的確定</p><p> <一> 井架高度Hj</p><p> = + +
52、+ 0.75 </p><p> --------- 卸載高度 m。</p><p> -------------------容器全高,查表可得 Hr = 15600 mm。</p><p> ---------過卷高度,對于箕斗提升, ≥4m。取10米。</p><p> ---------天輪的半徑。</p>
53、<p> e---------上下天輪的中心高度 取e=4 。</p><p> 因此 =14 + 15.6 + 10 +0.75×2 = 41.1 m</p><p> <二>滾筒中心線至井口到天輪軸心線是垂直距離</p><p> ≥ 0.6 + 3.5 + D</p><p&g
54、t; = 0.6 × 41.1 + 3.5 + 4 m</p><p> = 32.16 m</p><p> <三> 鋼絲繩弦長 </p><p><b> =</b></p><p> -------天輪直徑 m。</p><p> ------
55、滾筒中心線至井筒中鋼絲繩的水平距離,約為 0.6 + 24.66 m。</p><p> -------滾筒中心線與井口水平的高度差。取1 m。</p><p> 因此 = m</p><p><b> = </b></p><p> = 50.78 m</p><
56、p> <四>提升機(jī)卷筒的下出繩角 </p><p> 限制下出繩角的最小角為150</p><p> = + arcsin </p><p> R------卷筒直徑。</p><p> Rt------天輪直徑。</p><p> 因此 = + arcsin &l
57、t;/p><p><b> = 650</b></p><p> 十、主導(dǎo)論襯墊上的壓強(qiáng)驗(yàn)算</p><p><b> 對于箕斗提升</b></p><p><b> P = </b></p><p> -----鋼絲繩每米的質(zhì)量。</p
58、><p> ------尾繩每米的質(zhì)量。</p><p> ------鋼絲繩的根數(shù)。</p><p> ------尾繩的根數(shù)。</p><p> ------提升鋼絲繩每根的總長度 (待算)。</p><p> ------平衡尾繩每根的總長度 (待算)。</p><p> =
59、 2 + + D</p><p> ------提升容器在卸載位置時(shí),容器底部至主繩輪中心的高度。</p><p> = + + + +</p><p> -------提升容器的主體高度,查表可得15.6 m。</p><p> -------過卷高度 ,暫取10 m。</p><
60、;p><b> 過卷高度的規(guī)定:</b></p><p> 我國的的《煤礦安全規(guī)程》及《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范中》,對于多繩提升機(jī)過卷高度的規(guī)定是:當(dāng)提升速度小于10m/s時(shí),過卷高度的數(shù)值不小于提升機(jī)的速度值,最小也不得小于6m;當(dāng)速度大于10m/s</p><p> 時(shí),過卷高度不得小于10m,因?yàn)樗x得提升機(jī)最大提升速度為10m/s,所以應(yīng)選10m。<
61、;/p><p> -------防撞梁底部至導(dǎo)向輪程面的高度,根據(jù)《煤炭安全規(guī)程》的規(guī)定,不小于4m,因此Hf可暫取5m。</p><p> ------------- 導(dǎo)向輪軸中心距樓板層面的高度,箕斗正常的卸煤位置到過卷開關(guān)的安裝地點(diǎn)。根據(jù)《煤炭安全規(guī)程》規(guī)定:h1=0.5m 。</p><p> ------經(jīng)查表可得,=6.5 m 。</p>
62、<p> 所以 = 15.6 + 10 + 5 + 0.5 + 6.5 m</p><p> = 37.6 m</p><p> ------提升高度, 555 m 。</p><p> D-------主導(dǎo)論直徑 , 4 m 。</p><p> 所以 =2×37.6+555
63、+3.14+2×4</p><p><b> =641.34 m</b></p><p><b> = 2 +</b></p><p><b> —尾繩環(huán)的高度。</b></p><p><b> =+ 1.5 S</b></p&g
64、t;<p> S—提升鋼絲繩的中心距.查表可得2050mm.</p><p> = 10+1.5×2.05</p><p><b> =13.075</b></p><p> 所以 P= =9.97 kg/cm2</p><p> 十一、電動(dòng)機(jī)的選擇.</p>
65、<p> 提升電動(dòng)機(jī)應(yīng)滿足的功率、電壓、及轉(zhuǎn)矩三個(gè)方面的要求.</p><p> 一般雙容器提升用下列公式估算.</p><p><b> N= </b></p><p> N — 提升電動(dòng)機(jī)的估算功率 KW.</p><p> M — 一次實(shí)際的提升量 kg.</p>&
66、lt;p> V — 標(biāo)準(zhǔn)提升速度 m/s.</p><p> — 減速器的提升效率.一次傳動(dòng)時(shí) =0.92.二次傳動(dòng)時(shí) =0.85.</p><p> K — 礦井阻力系數(shù),即考慮提升容器在井筒中運(yùn)動(dòng)時(shí)的風(fēng)阻罐道阻力鋼絲繩彎曲阻力系數(shù),箕斗提升時(shí). K=1.15.</p><p> — 動(dòng)力系數(shù),箕斗提升可取 =1.11.2, 取1.1.&
67、lt;/p><p> g — 重力加速度,9.8m/s.</p><p> 所以 N = </p><p><b> =2156 KW</b></p><p> 當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量超過1000kw時(shí),應(yīng)考慮采用直流電動(dòng)機(jī).</p><p><b> = </b>&
68、lt;/p><p> n 提升電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 r/min. — 減速器的傳動(dòng)比,查表可知10.5較適合.</p><p> D — 卷筒直徑 m .</p><p><b> 所以 n =</b></p><p> =501 r/min.</p><p> 綜上,應(yīng)初選一臺(tái)
69、功率為2156KW左右,轉(zhuǎn)速為501r/min左右的直流電動(dòng)機(jī)。</p><p> 十二、提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量計(jì)算</p><p> 提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量按下式計(jì)算.</p><p> 對于多繩摩擦式提升機(jī).</p><p> = m+2+++n++ .</p><p><b> m —變位質(zhì)量.<
70、;/b></p><p><b> N1—提升主繩數(shù).</b></p><p> —提升主繩全長 =H+2 m .</p><p> H —提升高度 m .</p><p> —井架或井塔高度 m.</p><p> —尾繩每米質(zhì)量 kg/m.</p><
71、;p> — 提升鋼絲繩每米質(zhì)量 kg/m.</p><p><b> — 尾繩數(shù)目.</b></p><p> —每根尾繩的全長 =H+2 m.</p><p> —尾繩環(huán)高度. =+1.5 s m.</p><p><b> —過卷高度 .m</b></p>
72、<p> S— 兩容器中的距離 m.</p><p><b> n—導(dǎo)向輪數(shù)目.</b></p><p> —導(dǎo)向輪的變位質(zhì)量.</p><p> —提升機(jī)(包括減速器)的 變位質(zhì)量</p><p> —電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的變位質(zhì)量.</p><p> 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的變位質(zhì)量&l
73、t;/p><p><b> = </b></p><p> i----電動(dòng)機(jī)的速比,取10.5較合適。</p><p> GD-----回轉(zhuǎn)力矩 NM。</p><p> D------卷筒的直徑。</p><p> (GD2) = 774 K1()1.33</p>&
74、lt;p> K1------修正系數(shù),K1 = 1.2 。</p><p><b> 經(jīng)查表可得:</b></p><p> ------電動(dòng)機(jī)的額定功率,KW。</p><p> ------電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,r/m。</p><p> 所以 (GD2) = 774 × 1.2
75、15; ()1.33</p><p> = 7987.67 NM </p><p> = = 5628 </p><p> 導(dǎo)向輪的變位質(zhì)量查表可得為8925 kg</p><p> 提升機(jī)的變位質(zhì)量查表可得為22900 kg</p><p&
76、gt; 因此 ∑ = 16000 + 2×15000 + 4×6.8×637.2 + 3×9.06×568.075 + 2×178500 +22900 + 5628 kg</p><p> = 46000 + 17331.84 + 15338.025 + 17850 + 22900 + 5628 kg</p><p>
77、; = 125047.87 kg</p><p> 十三、提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算</p><p> <一>提升設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律</p><p> 提升設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),主要取決于提升容器在井筒中的運(yùn)行規(guī)律。而容器的運(yùn)行規(guī)律與容器的類型及控制方法有密切關(guān)系。</p><p> 提升設(shè)備在一個(gè)提升循環(huán)內(nèi)其提升速度隨時(shí)間變化的關(guān)
78、系圖形,叫提升速度圖。</p><p> 對于地卸式箕斗,為保證箕斗離開卸載曲軌時(shí)速度不能過高,需要有初加速階段;為使重箕斗上升到井口而進(jìn)入卸載曲軌內(nèi)運(yùn)行時(shí),減少對井架、曲軌的沖擊,提高停車的準(zhǔn)確性,應(yīng)有一個(gè)低速爬行階段(爬行速度一般限制在不大于0.5m/s),故應(yīng)采用六階段速度圖。注:六階段速度圖見后附表。</p><p> <二>提升加速度的確定</p>
79、<p> 1.箕斗提升初加速度的確定</p><p><b> ≤</b></p><p> 被限制在小于等于1.5</p><p><b> =2.35</b></p><p> 因此,≤=0.48 </p><p> 一般初加速度=0.5左右,取=0
80、.5</p><p><b> 2.主加速度的確定</b></p><p> 主加速度是按照安全經(jīng)濟(jì)的原則來確定的,主加速度的大小受</p><p> 《煤礦安全規(guī)程》減速器強(qiáng)度,電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷能力三個(gè)方面的限制</p><p> (1)《煤礦安全規(guī)程》對提升加速度,減速度的規(guī)定:</p><p
81、> 立井中升降的加速度,減速度沒有規(guī)定,一般立井,加速度最大不超過1.2,暫取0.75</p><p> (2)按電動(dòng)機(jī)的過負(fù)荷能力來確定:</p><p> 0.75≥ kmg +gH + ∑m</p><p> k------ 礦井阻力系數(shù),箕斗k=1.15。</p><p> m------ 提升貨載質(zhì)量,kg。<
82、/p><p> H------- 礦井提升高度,H=555m。</p><p> ------- 電動(dòng)機(jī)的額定拖動(dòng)力,N。</p><p> ------ 電動(dòng)機(jī)額定功率,取2300kw。</p><p> ------ 傳動(dòng)效率,取0.92。</p><p> λ------ 電動(dòng)機(jī)的過負(fù)荷系數(shù),取2。<
83、/p><p> ------ 最大實(shí)際提升速度,9.42m/s。</p><p> 所以 N</p><p> = 224628.45 N</p><p><b> m/</b></p><p> = 0.96 m/(3)按減速器允許的輸出傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩來確定&l
84、t;/p><p> [kmg +gH + (∑m </p><p> 式中----- 減速器輸出軸最大允許傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩,Nm,可由提升機(jī)規(guī)格表查出。</p><p> D----- 滾筒直徑,m 。</p><p> 所以 m/</p><p> = 0.97 m/</p>
85、<p> 綜合(1)、(2)、(3)三個(gè)條件,按其中最小者確定主加速度</p><p> 所,以= 0.75 m/</p><p> <三>提升減速度的確定</p><p> 提升減速度一般取與加速度相同的值,所以</p><p> = = 0.75 m/</p><p>
86、 = = 2.35 m </p><p> 查表可得 = 0.4 m/</p><p> <四>提升速度圖的參數(shù)計(jì)算</p><p> 速度圖是驗(yàn)算設(shè)備的提升能力、選擇提升機(jī)控制設(shè)備及動(dòng)力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)。</p><p> 在計(jì)算速度圖參數(shù)之前,必須已知提升高度H,最大實(shí)際提升速度,及速度圖
87、各主要參數(shù):、、、、及 。</p><p><b> 初加速階段</b></p><p> 卸載曲軌中初加速時(shí)間</p><p> = = s = 3 s</p><p> 箕斗在卸載曲軌內(nèi)的行程為 = 2.35 m 。</p><p><b> 2.主加速階段
88、</b></p><p><b> 加速時(shí)間 </b></p><p> = = s = 11.33 s</p><p><b> 加速階段的行程</b></p><p><b> = </b></p><p>
89、 = 65.15 m</p><p><b> 3.主減速階段</b></p><p><b> 減速階段時(shí)間</b></p><p><b> = s</b></p><p> = 12.8 s </p><p>
90、;<b> 減速階段行程</b></p><p> = = ×12.8 m</p><p> = 66.56 m</p><p><b> 4.爬行階段</b></p><p><b> 爬行時(shí)間</b></p><p
91、> = = s = 5.875 s</p><p><b> 爬行階段行程</b></p><p> = 2.35 m</p><p><b> 5.抱閘停車階段</b></p><p><b> 抱閘停車時(shí)間</b></p>
92、<p> = 1 s = 1 m/</p><p> = = 1×1 = 0.5 m (可不計(jì))</p><p><b> 6.等速階段</b></p><p><b> 等速階段的行程</b></p><p> = H - -
93、</p><p> = 555 – 2.35 – 65.15 – 66.56 – 2.35 m</p><p> = 418.59 m</p><p><b> 等速階段的時(shí)間</b></p><p> = = s = 41.9 s</p><p> 根據(jù)以上計(jì)
94、算出的數(shù)據(jù)可畫出提升速度圖,如下圖:</p><p> 十四、提升設(shè)備的動(dòng)力學(xué)計(jì)算</p><p> 提升設(shè)備動(dòng)力學(xué)是研究和確定在提升過程中,滾筒圓周上拖動(dòng)力的變化規(guī)律,為驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)功率及選擇電氣控制設(shè)備提供依據(jù)。</p><p> 各類速度圖所對應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方法大致相同,基本方法是將計(jì)算出的個(gè)提升階段的各個(gè)量代入提升動(dòng)力學(xué)基本方程式,計(jì)算出提示過程中各階段的拖
95、動(dòng)力。若把提升各階段的各始、終點(diǎn)的速度和拖動(dòng)力代入功率計(jì)算公式,即可求出滾筒軸上的功率。</p><p><b> <一>加速段</b></p><p><b> 變加速開始時(shí)</b></p><p> = KQ = Kmg</p><p> = 1.15×16
96、000×9.8 KN</p><p> = 180.32 KN</p><p><b> 等加速階段</b></p><p> = KQ + ∑m</p><p><b> = </b></p><p> = 274.11 K
97、N</p><p><b> <二> 等速段</b></p><p><b> 等速開始</b></p><p> = KQ = 180.32 KN </p><p><b> 等速終了</b></p><p> =
98、KQ = 180.32 KN</p><p><b> <三>加速段</b></p><p><b> 變減速開始</b></p><p> = KQ = 180.32 KN</p><p><b> 等減速階段</b></p&g
99、t;<p> = KQ - ∑m</p><p> = 86.53 KN</p><p><b> <四>爬行段</b></p><p><b> ?。?)等速開始</b></p><p><b> = KQ</b><
100、/p><p> = 180.32 KN</p><p><b> (2)等速終了</b></p><p><b> = KQ</b></p><p> = 180.32 KN</p><p><b> ?。?)變減速終了</b><
101、/p><p> = KQ - ∑m</p><p> = 86.53 KN</p><p> 根據(jù)以上計(jì)算出的數(shù)據(jù)可畫出力圖,根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定,力圖和速度圖是畫在一起的,如下圖所示:</p><p> 十五、提升機(jī)房尺寸的確定</p><p> <一>提升機(jī)房的布置</p>
102、<p> 提升機(jī)房的平面布置,首先取決于提升機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)及外形最大尺寸的需要,還應(yīng)滿足主機(jī)和電控設(shè)備的安裝、運(yùn)行及維護(hù)檢修的需要。在提升機(jī)的技術(shù)規(guī)格選定后,即可根據(jù)設(shè)備的輪廓尺寸,相應(yīng)確定提升機(jī)房的平面尺寸。</p><p> 在正常布置時(shí),應(yīng)考慮下列因素:</p><p> 根據(jù)設(shè)備操作、拆裝、檢修和運(yùn)輸?shù)男枰?,通道的凈距、主機(jī)部分的突出部位與墻的靜距離不小于1.5米。電
103、動(dòng)機(jī)端部與墻間的距離不小于電動(dòng)機(jī)加0.5米左右;對于設(shè)置有起重機(jī)的提升機(jī)房,在考慮將電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)后檢修抽出轉(zhuǎn)子的情況下,電動(dòng)機(jī)端部與墻間的距離也可以按不小于1.5米設(shè)計(jì)。</p><p> 所有設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與墻壁之間,都應(yīng)該有便于人員往返的通道,通道的寬度不應(yīng)小于0.7米。</p><p> 半地下式的提升機(jī)房,上層與下層安裝孔的位置,應(yīng)便于起重機(jī)從孔中升降設(shè)備;安裝孔的大小,應(yīng)
104、該允許下層設(shè)備中的最大設(shè)備中的最大尺寸的設(shè)備從孔中順利通過。在生產(chǎn)運(yùn)行中,安裝孔應(yīng)加裝蓋板。</p><p> 在提升機(jī)房與井筒相對的位置上,應(yīng)該適當(dāng)?shù)恼疹櫋俺颉钡膯栴}。即當(dāng)條件允許時(shí),要盡可能使提升機(jī)的主軸中心線為東西方向,這樣司機(jī)在操作時(shí),將是面向北方或南方,以避免太陽光直射向司機(jī),由于“耀眼”影響司機(jī)的正常操作。而且這種朝向有利于提升機(jī)房的采光和空氣對流。</p><p> 提
105、升機(jī)的凈高:室內(nèi)地坪至屋架(梁)下弦的高度按提升機(jī)滾筒直徑(m)加3m確定。有起重時(shí),該高度為地坪至起重機(jī)軌面的高度。</p><p> 電控設(shè)備間一般可配置在提升機(jī)房的右側(cè)或后側(cè),當(dāng)減速器和電動(dòng)機(jī)位于滾筒左側(cè)的提升機(jī)房時(shí),配置左側(cè)電控設(shè)備間。電控設(shè)備間可以作成一層或兩層,每層的凈高不小于3.5米。如果的二層電控設(shè)備間,應(yīng)將電阻架設(shè)置在上層,電阻架不應(yīng)超過六層,以利散熱。對于電阻架設(shè)在底層、半地下室的提升機(jī)房,
106、如果是建在炎熱地區(qū),可采用機(jī)械通風(fēng),并在樓板底面及樓板安裝孔處做隔熱處理。</p><p> 電控設(shè)備間的布置:要用不低于1.2m高的柵欄將高壓換向器及高壓采用動(dòng)力制動(dòng)時(shí)用的動(dòng)力制動(dòng)接觸器遮蓋起來,并在進(jìn)門處安裝閉鎖開關(guān)。帶有接觸器的磁力站應(yīng)與其它控制盤間留有不小于40mm的間隙,以避免由于接觸器動(dòng)作的震動(dòng),影響鄰近控制盤上是繼電器正常工作。磁力站正面留空距離不得小于1.5米;背面距離可以為1.2米;通行側(cè)不得
107、小于0.8m;如靠近電阻架時(shí),磁力站與電阻架間距不得小于1.5米。高壓換向器及高壓制動(dòng)接觸器,最突出背面距墻不小于0.3米;另一側(cè)應(yīng)留有寬度為0.8m的過道。高壓換向器如與動(dòng)力制動(dòng)接觸器平行布置,其凈間距應(yīng)不小于1.0米。</p><p> 除提升機(jī)的主電動(dòng)機(jī)外,所有其它電機(jī)和電器,在保證合適的間距的條件下,應(yīng)該合理的安排、盡可能的集中,便于接線以節(jié)省電纜,并有利于維修和管理。</p><p
108、> 電阻架的位置必須通風(fēng)良好,布置上不應(yīng)影響房屋窗扇的開啟;電阻架非通行側(cè)靠墻安裝時(shí),應(yīng)留有0.2米的間距;平行布置的電阻架之間,凈空間距可為1.0米左右。</p><p> 為了檢修的方便,滾筒直徑3m及以上的提升機(jī),遵照《規(guī)范》規(guī)定:“應(yīng)設(shè)手動(dòng)橋式起重機(jī)”,并設(shè)置爬梯;“其它主副井提升機(jī)和井下絞車峒室,應(yīng)設(shè)置固定起重梁”?;蚴謩?dòng)葫蘆用單軌行車。</p><p> 起重機(jī)的起
109、吊噸位,主要按電動(dòng)機(jī)的重量確定。起重機(jī)大梁的安設(shè)方向:當(dāng)鋼絲繩的仰角較小時(shí),一般宜垂直于提升機(jī)主軸方向安設(shè);當(dāng)鋼絲繩仰角較大,上出繩孔標(biāo)高高于起重機(jī)軌面時(shí),可以平行于主軸方向安設(shè)。</p><p> 起重梁或單軌行車應(yīng)盡量照顧到主軸承、盤形閘座、減速機(jī)上蓋和主電動(dòng)機(jī)的起吊方向而作相應(yīng)的配置。</p><p> 位于地震區(qū)的提升機(jī)房,根據(jù)《煤炭工業(yè)抗震設(shè)計(jì)規(guī)定》(試行)規(guī)定:直徑3.5m
110、及以下提升機(jī)時(shí),宜設(shè)固定起重梁,不宜設(shè)起重機(jī)。</p><p> 較大型的提升機(jī)主軸的軸線在一條直線上。安裝孔的尺寸,按設(shè)備不可拆的最大件尺寸考慮,寬度按最大件的寬度加0.8m,高度按最大件的高度加1.2m??梢岳么箝T運(yùn)進(jìn)的較小提升機(jī)設(shè)備,則不設(shè)安裝孔。</p><p> 提升機(jī)房的出繩孔位置、標(biāo)高和尺寸的確定,應(yīng)能滿足鋼絲繩在運(yùn)行時(shí)不碰出繩孔壁,為了防止鋼絲繩松弛時(shí)碰繩孔下緣,除了
111、設(shè)置松繩檢測裝置外,在繩孔下緣應(yīng)設(shè)托滾或墊木。對于立井提升機(jī)房,當(dāng)上繩孔距地面高度大于3m時(shí),為了便于檢驗(yàn)提升鋼絲繩,宜在室內(nèi)側(cè)設(shè)置驗(yàn)繩平臺(tái),如果室內(nèi)條件不允許,也可設(shè)在上繩孔側(cè)墻外壁處,并有梯子通達(dá)。位于寒冷地區(qū)的提升機(jī)房,應(yīng)在繩孔處加裝不妨礙正常運(yùn)行的、輕便的防護(hù)御寒設(shè)施。</p><p> 提升機(jī)需用壓縮空氣時(shí),應(yīng)盡可能從地面壓縮空氣站引入,而以提升機(jī)房的空氣壓縮機(jī)作為備用。提升機(jī)房的 空氣壓縮及盡量設(shè)置
112、在遠(yuǎn)離司機(jī)操縱臺(tái),最好是設(shè)置在隔間內(nèi),以免空氣壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的 噪聲影響正常操作。</p><p> 提升機(jī)房的 出繩孔一側(cè)墻壁不宜設(shè)床,窗戶應(yīng)設(shè)在司機(jī)的左、右、后側(cè),并設(shè)置窗簾,采光比以大于1 /5。</p><p> 主、副井提升機(jī)房室內(nèi)宜采用水磨石地面,只有在滾筒直徑為2m及以下時(shí),才采用水泥砂漿地面。地面溝蓋板面層應(yīng)與地面材料一致,蓋板縫隙要小,蓋板應(yīng)平整。內(nèi)墻全部抹灰粉刷,并做
113、油漆墻裙,墻裙可不高于1.5m。室內(nèi)繩孔兩側(cè)各0.5m寬的墻面做磁磚墻面,以便于清洗。直徑在2m及以下的提升機(jī)可用油漆代替磁磚。</p><p> 提升機(jī)房平面尺寸的確定,應(yīng)考慮建筑結(jié)構(gòu)模數(shù)的 要求,按《煤礦地面建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化工作會(huì)議》通知規(guī)定:跨度在12m以下者,按1.5m進(jìn)級,即6、7.5、9、10.5、12m;跨度超過12m者,按3m進(jìn)級??缍仍?5m以上的,柱距采用6m,跨度在12m及以下的,柱距采用4
114、m或6m,必要時(shí)也可以選用3m或3.6m。機(jī)房的高度采用0.3m的倍數(shù)。設(shè)有起重機(jī)時(shí),其跨度應(yīng)和平面布置的尺寸相適應(yīng)。</p><p> <二>提升機(jī)房尺寸的確定</p><p> (1)提升機(jī)房的高度</p><p> 提升機(jī)房的凈高指地坪至屋架下弦的高度按提升機(jī)滾筒直徑加3m確定,提升機(jī)滾筒直徑為4m。</p><p>
115、 所以提升機(jī)房高度為:3 + 4 m = 7 m</p><p> (2)提升機(jī)房的長度</p><p> 由查表可得提升機(jī)的長度為10.5m;微拖動(dòng)裝置長度暫取1.5m。按上述規(guī)定:拆裝檢修和運(yùn)輸?shù)男枰ǖ赖膬艟嗖糠值耐怀霾课慌c墻的距離不小于1.5m,暫取2m;電動(dòng)機(jī)端部與墻間的距離不小于電動(dòng)機(jī)長加0.5m。</p><p> 所以提升機(jī)房的長度為
116、:</p><p> 10.5 + 1.5 + 2 + 0.5 m = 14.5 m</p><p> ?。?)提升機(jī)房的寬度</p><p> 由查表可得提升機(jī)的寬度為10m;</p><p> 所以提升機(jī)房的長度為:</p><p> 10 + 2 + 0.5 m = 12.5 m</p>
117、<p> 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可作出提升機(jī)房布置圖,具體數(shù)據(jù)可看圖紙。</p><p> 注:后面附提升機(jī)房布置圖(圖紙),提升系統(tǒng)圖。</p><p><b> 參考書籍</b></p><p> 《礦山運(yùn)輸與提升設(shè)備》</p><p> 《礦井多繩提升選型設(shè)計(jì)》</p><p>
118、; 《礦山固定機(jī)械與運(yùn)輸設(shè)備》</p><p> 《礦山固定機(jī)械手冊》</p><p> 《礦山固定機(jī)械使用手冊》</p><p><b> 十六、設(shè)計(jì)心得小結(jié)</b></p><p> 我們這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是:淮北礦業(yè)集團(tuán)孫疃煤礦主井 提升設(shè)備選型設(shè)計(jì),通過這次設(shè)計(jì),讓我更系統(tǒng)、深入地學(xué)習(xí)了老師&
119、lt;/p><p> 在課堂上傳授給我們的知識(shí),使我受益匪淺。</p><p> 這也是最后一次在學(xué)校能與老師交流、同學(xué)配合完成這樣的工作,在那么多人幫助的情況下,特別是***老師的鼎力幫助,我也能夠獨(dú)立完成這次設(shè)計(jì)的部分工作,對我剛結(jié)束兩個(gè)月的實(shí)習(xí)以后,的確迫切地需要這樣的一次回顧實(shí)習(xí)成果的機(jī)會(huì)。而事實(shí)上通過這次設(shè)計(jì),我也收獲了不少,我想這將是我人生道路上的一筆重要的財(cái)富。</p&
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