第四章矿井提升容器与提升钢丝绳一、矿井提升系统的组成与分类:(任务:提升有用的矿物和矸石(付井)升降人员和设备(主井)下放材料(主付井)〈一〉矿井提升系统的组成:提升机、钢丝绳、提升容器、天轮、井架、装载设备、卸装设备、电控系统、安全保护装置及信号系统等组成。
〈二〉矿井提升系统的分类(有很多种:可以按用途分、也可以按提升容器分类、也可以按缠绳机构分、也可以按拖动原动机分、也可以按提升系统平衡方法分、也可以按井型和提升容器考虑)1、用途分a主井提升设备b副井提升设备2、提升容器分:a罐笼提升b箕斗提升c、矿车提升:d、吊桶提升〔专供竖井开凿或井筒延伸〕3、缠绳机构分:a单绳缠绕b多绳摩擦4、拖动原动机分:a交流电动机拖动提升b直流电动机拖动提升5、提升系统平衡方法分:a无尾绳b有尾绳6、井型和提升容器考虑分:a立井箕斗提升b立井罐笼提升c、斜井箕井提升d、斜井吊车提升总结:箕斗和罐笼提升区别:斜井吊车多用于产量较小的斜井中,矿井提升任务都是它完成的。
二、矿井提升系统的设备〈一〉提升容器:1、概念:提升容器是直接装运(提升任务)的提升工具2、分类:a、罐笼b、箕斗c、矿车d、吊桶3、区别与联系〈1〉立井、平、用普通的罐笼和底卸式箕斗〈2〉斜井、平、用后卸式箕斗和矿车和人车〈3〉罐笼既可以提煤炭、又可以提升矸石、运送材料、设备及人员箕斗:除了不可以升降人员外都可以〈4〉普通罐笼a单绳(必设防坠器)罐笼)〈二〉提升钢丝绳1、概念:提升钢丝绳是用以悬吊提升容器并传递动力2、结构:a由一定数量细钢丝捻成股,再由若个股捻成绳b绳的中间夹着绳芯a钢丝为优质炭素钢b绳芯为〈1〉纤维绳芯(黄麻、剑麻、马尼拉麻)特点:柔软、储藏绳油,防止生锈〈2〉金属绳芯特点:柔软性差,不易储藏绳油,不耐腐蚀,但抗破断力,耐横向力大补充:钢丝表面有:〈1〉光面的多用于缠绕式提升〈2〉镀锌,可以防生锈腐蚀,但强度稍有下降因此用于摩擦提升。
3、分类〈图〉〈1〉按捻向分:a按由股捻成绳的捻向分:左捻(S)右捻(Z)〔最终〕b按捻法分(丝在股中捻向与股在绳中的捻向):同向捻、交互捻〈2〉按股中钢丝接组情况分:a点接触式(相同直径的钢丝捻制,特点:易摩损、易断丝、而疲劳性能差例如:6×19,属于点接组钢丝b线接触式(多用不同直径的钢丝捻制,特点:绳较柔软,寿命较长,无二次弯曲现象。
例如:6×7,西鲁绳6×119,瓦林吞绳6W(26),填丝型6T(25)c面接触式(将线接组式绳股径特殊挤压加工)特点:结构紧密,寿命长,但柔软性差〈3〉绳股断面形状分:a普通圆钢丝,特点:易制造、价低、提升应用较多b异形股钢丝绳(a三角形b椭圆形,其中应用较多为△)〈4〉特种钢丝绳:a多层股不旋转钢丝绳:多用作尾绳及凿井提升,特点:不旋转。
b密封和半密封:多用作罐道绳也作提升用。
特点:光滑、耐摩耐腐,不旋转,挠性差(弯性)接头困难,制造复杂,价高。
C扁钢丝绳:多用作尾绳及凿井提升,特点:不旋转,运行平稳。
4、钢丝绳的安全系数(1)定义:钢丝绳的安全系数等于实测的合格钢丝的拉断力之和与其承受的最大静拉力﹝绳端载荷(容器自重和载重)和钢丝绳自重所引起的静拉力﹞之比。
(2)如何计算:计算时,按钢丝绳所受的最大静负荷计算。
如图:在A断面上钢丝绳受最大静张力即m(G载重+G自重+p×Ho)≤Gp式中p——钢丝绳每米的重量(Kg/米)Ho ——钢丝绳悬垂长度(米)对于罐笼Ho =Hj(井架高度罐笼)Hj=15~25米,箕斗Hj=30~35米HT井筒深度Hz装载高度即井底车伤水平至箕斗位置高度Hz=18~25米一般取20米罐笼提升Hz=0M——钢丝绳的安全系数Gp——钢丝绳所有钢丝的破断力之和(1)竖井提升时钢丝绳计算P=100×S×r0 S——钢丝绳所有钢丝横断面积之和(厘米2)P--钢丝绳重量=0.009(Kg/cm3)所以S=1.1×p Gp=100×S×(上称抗拉强度单位是kg/毫米)代入m(G载+ G自重+P×Ho)≤100×S×工称抗拉强度=110×工称抗拉强度×P→P≥G载+ G自重(110×工称抗拉强度/ m)﹣Ho= G载+ G自重(110×G公称/ m)﹣Ho计算中P即可在钢丝绳规格表中选中需要的标准钢丝绳直径,选出钢丝绳后再验称安全系数(提人或物)是否符合要求即。
m=G P选/ G载+ G自重+×P b选×Ho ﹛G P ——所选钢丝破断力之和(查表中)选——所选钢丝的第米长的重量(查表中)﹜m是否大于等于6.5或其它安全系数。
(2)有尾绳提升时a等重尾绳时P≥(G载+ G自重+G尾/2)/〔110×工称抗拉强度/ m﹙安全系数﹚﹣Ho〕(G——尾绳坠轮重量)b系用重尾绳时P≥G载+ G自重+G尾/2+△×Ho/(110×工称抗拉强度/ m﹣Ho)△:若重尾绳每米长的重量q(q﹥P)(3)竖井多绳提升时:用几根钢丝代替一根钢丝绳来悬吊提升容器,因此每根钢丝绳重量为单绳重量1/nP≥G载+ G自/﹛n/(110×工称抗拉强度/ m﹣Ho)﹜(Kg/米)验算安全系数m=G P选/﹛1/n(G载+ G自)+P b ×Ho﹜选P b选:(每根标准钢丝绳每米重量)(4)斜井提升钢丝绳的计算P≥(G载+ G自)×(r a+u1×cosa)/﹛110×工称抗拉强度/ m﹣Lo×(ra+ u2cosa)﹜(Kg/米)式中α——井筒倾角u1——提升容器在轨道上的阻力系数,对滚筒轴承u1=0.015对滑动轴承u1=0.02u1——提升钢丝绳运动时与地滚或底板间的阻力系数,一般取u2=0.15~0.2 Lo——斜井提升钢丝绳的全长(米)验算安全系数m=﹛G P选/(G载+ G自)×(r a+u1×cosa) + P b选×(ra+ u2cosa﹜≥安全规程例如:某竖井提升设备系用有效容器V=4.4米3(载重量为40吨)的箕斗,箕斗自重4.4吨,井筒深度300米,井架高度30米,装载高度20米,散煤容量rs=0.85吨/米3箕斗装满系数0.9试选择标准提升钢丝绳解:G载=4.4×0.85×0.9=3370(Kg)Ho=Hj+HT+Hz=30+300+20=350(米)P=(G载+ G自)/﹛110×工称抗拉强度/6.5(升物)﹜﹣Ho=(3370+4400)/(110×170)/6.5﹣350=3.07(Kg/米)170(查表算出)查表得出G P选/=66650 Kg P b选=3.686 Kg/米m=G P选/G载+ G自+ P b选×Ho=66650/3370+4400+3.686×350=7.35≥6.5(符合)新钢丝绳悬持时安全系数新钢丝绳悬挂前(单绳)使用中的钢丝绳①升降人员>9 ①专为升降人员>7②升降人员和物料的:升降人员>7 升降物料>6②升降物料>6.5(7)③专用升降物料>5实际上就9.7.7.55、钢丝绳的试验:a新钢丝绳悬挂前的试验(含验收实验)b在用钢丝绳的定期试验a试验种类,每根钢丝拉断,弯曲,扭转﹛(1)升降人员6% (2)升降物料﹜(了解不合格断丝与钢丝总断面积之比)b定期试验(1)升降人员(第1次6个月以后也是6个月有)(2)升降物料(第1次12个月以后也是6个月)定期试验不论升降人员或物料的不合格钢丝断面积之和与钢丝总断面积之比达到25%必须更换。
6、钢丝绳的检查:(1)提升必须每天检查一次(2)平衡钢丝绳每周查一次(3)捻距断丝达钢丝总断面积(①升降人员或物料不得小于5%②升降物料,制动绳,平衡绳不得小于10%③罐道绳为15%(4)钢丝绳直径减小到下列数值必须更换(①提升和制动绳为10%②罐道绳为15%)(5)钢丝绳达到突然拉力时必须停车检查(6)钢丝绳达到断丝或伸长突然加快时必须更换(7)钢丝绳有变黑,锈皮,点蚀等锈蚀,不得升降人员(8)检查方法:目前主要是眼看于捋绳分法7、钢丝绳的维护:使用中钢丝应至少每月涂油一次且只准使用专用钢丝绳油(戈培油)8、钢丝绳选用:(1)井筒沸水大,酸碱度高地方,出风井,选用镀锌的(2)摩损严重条件下的钢丝绳,斜井,应选用外层钢丝尽可能粗的钢丝(3)以弯曲疲劳应选用线接组或△(4)提升用同向捻好,单绳用右同向捻,多绳用左右捻各一半(5)罐道用半密封和三角形(6)矸石山上用金属绳芯9、钢丝绳损坏原因:(1)过度摩损(2)过度弯曲(3)锈蚀(4)选用不当(5)意外拉力几种钢丝绳的特点第五章矿井提升机及电控系统一、机房资料与制度(1)机房资料:a技术资料(出厂前有:包括操作规程和设备完好标准)b检查资料(使用中,包括更换、检修、检查、交接班、岗位责任制)(2)制度:a主提升司机:五不准、五注意、三知、四会、五严,持有两证b监护司机:持有两证,监护、提醒、巡回检查、对外接待联系工作(3)交接班制度:七交、七不接(4)巡回检查①概念②检查方法③检查项目二、单绳缠绕式提升面(1)工作原理:提升钢丝绳一端固定在滚筒上,另一端通过天轮悬持提升容器(2)分类:①单滚筒提升(1)单钩提升(效率低=浪费能源但易多水平提升)(2)双钩提升。
②双滚筒提升(1)固定滚筒(效率高、节约能源、不适合多水平提升)(2)活动滚筒(3)滚筒直径大于1.2m主要型号有KJ、JK、GK、KKJ(无)系列(4)提升机的张力及张力差静张力等于提升容器重量载重及钢丝绳自重(载重大、容器重、提升高度越大,静张力越大)静张力差:重载侧力张力与空载侧静张力差值总结:静张力及静张力差是提升机重量性能参数。
三、多绳摩擦提升机1、组成由(1)主导轮(单绳叫滚筒)(2)钢丝绳(偶数根)(3)尾绳(4)提升容器(5)导向轮2、多绳摩擦提升的几个特殊问题(1)车槽装置a作用:保证多绳槽直径相等,摩损均匀,使钢丝绳受力均匀b安装:塔式在正下方安装,落地式在正前方(2)深度指示器调零a深度指示器定义:显示提升容器在井筒实际位置的模拟装置b由于钢丝绳蠕动,受力钢丝绳会伸长,还会打滑,摩擦衬垫的摩损,因此调零。
(4)导向轮的应用:优点:增大了围包角,提高钢丝绳与主导轮摩擦力缺点:反向弯曲,加快钢丝绳疲劳损坏。
围包角不大于195°(小于、等于)(5)钢丝绳的绳长调整①为什么进行调整?(会钢丝绳长短不一致,个别损坏影响全部钢丝绳)②调绳器种类:a垫块式(原理)b螺旋式c螺旋滚压式(特点:精度高,张力平,操作快,方便)(6)多绳摩擦的优点和缺点优点:①提升机重量较小②主导轮较高转速电机和较轻减速器③数根安全性好缺点:①悬挂调整换绳复杂②服务年限不超过二年(7)提升机主轴装置①主轴装置的结构(左为游动滚筒右为固定滚筒,且双滚筒有调绳高合器)②原理五、提升机的减速电机(480~960r/min)减速器10~60r/min作用:减速和传递动力六、提升机的联轴器(1)作用a连接两轴b传递动力(扭矩)电动机蛇形弹器联轴器减速器齿轮联轴器主轴(2)分类a齿轮联轴器b蛇形弹器联轴器c弹性圈术销联轴器(一半减速箱侧,一半在电动机侧)七、矿用提升绞车(1)定义:滚筒直径在2m下(1.6m、1.2 m、0.8 m)(2)场所:①大中型矿井,井下倾斜巷道运矸石和物料②年产量低的矿井提升设备2JK2.5/20〔滚筒、卷扬、矿井、滚筒直径、减速器传动比〕(3)JT结构特点:①滚筒 1.2m,主轴上固定滚筒,减速器大齿轮②深度指示器为机械牌坊式③JT1200(滚筒直径)×1000(滚筒宽度)-24(传动比)§2提机的电控系统一、提升机电控系统组成(一)主电动机:(1)电机分类:电动机;①直流②交流(①同步②异步)(异步分为鼠笼式、绕绕式)定子与转子绕线式通过转子上滑环,向转子绕组接入电阻以便起动调速(2)变频调速优点:a运行速度平稳,节约能源(3)是电能转变为提升动能的原动力(4)提升电机型号:YR、JRZ、、JBT(×)系列(分为JR380伏,P min=20千瓦,Pmax =30千瓦,3000伏和6000伏,P min=75千瓦,Pmax=105千瓦,JRQ3000伏和6000伏,P mi=250千瓦,Pmax=1250千瓦,YR3000伏和6000伏,P min=250千瓦,Pmax=250千瓦)(二)高压开关柜(1)TGG技术性能:电压6KV,额定电流200A,适用于户内安装(2)电压互感器,电流互感器(3)高压换向器:主电机接通和切断高压电源、换向(4)主令控制器,起动,停上,换向,调速(5)起动电阻(6)原理图(7)设备操作,检查维护a高压开关柜的操作:送电、断电b电气系统检查内容:温升、仪表、换向器、电阻片第六章矿井提升机的安全运行与操作一提升机的安全装置(一、)制动装置(1)组成:a制动器(闸)直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力距的机构b传动装置控制并调节制动力距的机构(2)作用:①正常停车:提升机停止工作时,能可靠地闸住提升机②工作制动:减速阶段下放重物,参与提升机控制③安全制动:紧急或危险情况,安全闸住提升机④双滚筒提升,更换水平,调绳长时,将活动滚筒闸住(3)分类:a按制动器分1、块闸(①角移式特点:结构筒单围它角小制动力距小磨损不匀2.5mm,0.6S②平移式特点:结构复杂,调整困难,2 mm,0.5 S)2、盘闸:特点:可靠性高,操作方便,灵敏好,2 mm,0.3S)b制动器闸瓦调整由机电维修工进行,检查方法两种:塞尺、压铅)(二)深度指示器:(1)分类:a机械牌坊式,直观性强,指示精度不高,场所,多水平,凿井提升b龙门式c园盘式d数字式(2)用途二、提升容器的安全装置(1)罐笼,顶,底,门帘,阻车器,净高不小于1.9m,每人占人不少于0.18m2(2)罐耳:(提升容器与井筒内罐道相结合部件)平稳运行,减小挂动器,凹式,滑套式,组合式。