矿井提升设备的选型设计(有全套图纸）.doc

有全套图纸QQ1074765680摘 要为了防止提升机过卷事故的发生，人们在电控安全回路中设置了大、小过卷双重保护开关，但是由于人为的操作失误以及设备故障等原因，仍然会发生过卷事故，给企业造成了重大的损失。本设计就是为了防止矿井提升机重大事故之一 箕斗过卷后断绳下坠的发生而进行的。在设计中充分 分析了事故发生的原因,应用物理学、力学等理论知识，经过分析，方案比较、校核验算等步骤，设计出有效防止这一事故发生的装置箕斗逆止器。箕斗逆止器就是为了防止箕斗断绳下坠的装置。将其安装于正常的卸载位置以上处，当箕斗过卷时，逆止器快速动作，伸出承接装置，将下落的箕斗托于井架上，避免更大的事故的发生，等待事故处理完毕后，又可恢复正常工作。所以本设计是本着安全、可靠、灵活、简单的原则来进行设计的。关键词：提升机； 安全系数； 强度目 录绪论11 矿井提升设备的选型设计21.1副井提升机的选型设计21.1.1 设计依据21.1.2设备类型的确定21.1.3 提升钢丝绳的选型 31.1.4 提升机的选型51.1.5 校验提升机强度51.1.6 井塔高度的确定61.1.7预选电动机61.1.8天轮的选型计算71.1.9提升机与井筒相对位置的计算71.1.10运动学参数计算 91.2主井提升机的选型设计101.2.1设计依据111.2.2设备类型型的确定111.2.3箕斗的选型12 1.2.4提升钢丝绳的选型13 1.2.5选择电动机14 1.2.6井塔高度的确定14 1.2.7 预选电动机 15 1.2.8 提升系统总变位质量 15 1.2.9 提升机加减速度的确定 16 1.2.10 运动学参数的计算 16 1.2.11 动力学参数计算 18 1.2.12 电动机功率校验 19 1.2.13 防滑校验 19 1.2.14提升电耗及效率212 罐笼逆止器的设计22 2.1 方案的确定 23 2.2 托爪设计 272.3 复位弹簧的设计算 322.4 收爪油缸的设计 33 2.5 缓冲油缸的设计 382.6 底坐设计及计算 412.7 托梁强度校核 433 提升机信号联锁系统的改造 453.1原信号联锁系统的缺陷453.2改造后的电路及工作原理463.3主要元器件的选择47后记 48 参考文献 50绪 论矿山提升机是矿山大型固定机械之一，矿山提升机从最初的蒸汽机拖动的单绳缠绕式提升机发展到今天的交交变频直接拖动的多绳摩擦式提升机和双绳缠绕式提升机已经历了170多年的发展历史，它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，被喻为矿山运输的咽喉。因此矿山提升设备在矿山生产的全过程占有重要的地位。一个现代化的矿井在提升设备的选型上尤为重要。因为提升设备选型的合理与否，直接关系到矿井的安全和经济性，因此确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体条件选择合适的设备。根据矿井提升机工作原理和结构的不同，可分为缠绕式提升机和摩擦式提升机。单绳缠绕式提升机是较早出现的一种，它工作可靠，结构简单，但是仅适用于浅井及中等深度的矿井，而对于井深超过300米的矿井，宜选用多绳摩擦式绞车。在国内外，多绳摩擦式绞车飞跃发展，其发展速度远远超过单绳缠绕式提升机，这是因为它有着许多单绳缠绕式提升机无法比拟的优点，如提升钢丝绳直径较小，主导轮直径及整个机器的尺寸都相应缩小了，设备重量也减轻了，不需要设置防坠器等。下面是我针对不同的矿井的地质、煤层等情况，进行综合计算分析后，本着安全、经济等原则对这两种提升设备系统进行的选型设计。本设计充分贯彻以下设计原则：根据国家现有的设备生产状况，结合某些使用中的具体情况，以及经济角度出发尽量选用国产设备并力求在条件基本相当的情况下进行技术的方案比较，选择即经济又合理的设备。 由于本人水平有限，设计中难免出现错误和不足之处，敬请各位老师指正。1 矿井提升设备的选型设计1. 1副井提升机的选型设计1.1.1设计依据卧牛山煤矿位于徐州市西郊九里山大彭镇境内，东郊与九里山煤田比邻，矿层界限下石盒子组和山西组以F23断层分割，太原组以F27断层为界。西与新河煤矿相连。矿层开采上限为-40m水平，开采下限为-550水平。井下采煤方法主要为单一长壁采煤，以倾斜煤层为主，开拓方式为立井石门开拓，是央对角式通风。全矿区共划分为二个水平，-150水平，-310水平。，其具体的数据为:1)原煤的密度: =0.9 吨/米2)矸石的密度: 矸 =1.35 吨/米3)含矸率: 10%4)一水平井深: -190米5)二水平井深：-350米6)最大班下井人数: 260人7)坑木消耗: 9 米/千吨煤根据以上情况,假如先进行第一水平的开采年产量定为40万t,现对其进行副井提升设备的选型设计。1.1.2设备类型的确定由于第一水平井不深,且年产量不大,决定采用单绳缠绕式提升系统。罐笼的选定（1）吨位的确定：罐笼的吨位按井下运输使用的矿井名义载重量确定。卧牛矿拟选定矿车的名义载重量为1t。因而选用罐笼的吨位为1t。(2)层数的选择：层数的选择应根据运送最大班下井工人时间不超过40min或总作业时间是否超过5小时来确定。卧牛山煤矿最大班下井人数为260，显然选择一层罐笼不能够满足工作的要求。故选用二层罐笼。其具体的技术参数如下：型号：GLSY12/2 G罐笼 L-立井单绳 S-钢丝绳罐道 Y异側进出车 1煤车吨位 2煤车数 2层数自重：3000 Kg允许乘人数：24每层底有效面积: 2.3m3罐笼总高度 4550 罐笼宽度: 1246 罐笼长度: 2550 罐笼质量：3667Kg罐笼装载量：3235Kg最小井筒允许直径 3800 采用1 t 标准矿车，型号为 MG1.16自重 qc=6000N名义载煤量 1 t 有效容积 1.1m31.1.3提升刚丝绳的选型选择原则：钢丝绳在运转中受到许多应力的作用和各种因素的影响，如静应力、动应力、弯曲应力、扭转应力和挤压应力等。磨损和锈蚀也将损害钢丝绳的性能，综合考虑以上应力因素的计算是困难的，目前国内外都是按静载荷近似计算的。我国是按煤矿安全规程的规定来设计的，其原则是：钢丝绳应按最大静载荷考虑一定的安全系数来进行计算的。在经常性作业中，以提升作业载荷最重，故以此条件选择钢丝绳。（1）次提矸量Q:Q=2rqv=213501.12970 (kg)Rq 矸石容量1350kg/m3V 矿车有效容积 V=1.1m3（2）计算钢丝绳每米重P P图1-1 钢丝绳计算示意图 其中 Hc=Hj+Hs+Hz=14.13+190.14=204.27 m Qx 一次提升的QXg 一次提升的最大载荷,N; Qz 容器的重量，N 钢丝绳的抗拉强度 QXg=2r矸V=213501.1=2970 (kg)代入数字计算得： P= N/m根据上述计算值，从钢丝绳规格表中选取每米钢丝绳重量等于或大于P值的钢丝绳，选型号为：D619+1直径为31mm的钢丝绳。有关数据为：d=31 , , 33.83 N/m ,KN/cm2,Qq=690 KN由于实际所选钢丝绳的r0(钢丝绳的比重)不一定是0.09N/cm3，因而对所选钢丝绳是否满足安全系数的要求必须按实际所选每米绳重按下式进行验算，即所选钢丝绳的实际安全系数为： ma= (N/m) 式中: Qq为所选钢丝绳所有钢丝拉断力之和N P 为所选钢丝绳的每米重力，N/m.。经计算： ma=9所以所选钢丝绳可用。1.1.4选择提升机 提升机的主要参数有：图3-2 改进后信号联锁电路图当井口发出停车信号，或XC只动作一次时，XC的常开触点闭合，这时的正电压经R1、XC触点、J2-1、J1-1、R4，给BG2一个正向电压，同时给C2充电，BG2饱和导通，其集电极电位下降，BG3导通，J1得电吸合。同时J1-1触点打开，J1-2闭合，为J2吸合做准备。此时信号停止，XC断开。这时BG1的基极电位降低而导通，J2吸合，J2-1触点转换，J2-2闭合，为第二次信号的到来做准备。因为未发出第二次信号，J3不动作，SJJ不吸合，绞车制动手柄不能敞开闸，起信号联锁作用。当连续发出第二或多次信号时，给BG4一个正向电压，同时给C3电容充电，BG4、BG5导通，J3有电吸合，其J3-1打开，利用C3放电维持J3的吸合，约5秒。J3-2闭合，接通原电路中的J6，使SJJ得电吸合，设在安全回路的SJJ触点闭合。GZJ动作后，允许绞车正常运行。3.3主要元器件的选择3.2.1整流二极管选用型号IN4007，峰值反压为1000V，正向平均电流为1A，正向压降为1.1V,最大反向电流为10uA.3.2.2三极管选用型号3DG6C高频小功率三极管，3CG23C高频高反压三极管。参数如下表：表3-1 三极管参数表型 号Icm(mA)PCM(mw)TJM(0C)Vceo(V)3DG6020100150203CG23C150700150403.2.3继电器的选用继电器选用JQ-4F型，线包电阻为450欧姆，吸合电流为25mA,吸合电压为12V，实测小于9V，触点容量为220V、3A。3.24安装调试本电路是装在10cm10cm的电路板上，元器件经过严格的筛选，保证了其工作的可靠性。如要调整J1和J3的吸合时间，只需要改变C2和C3的电容量的大小，或者电阻R4或R5阻值的大小。延时时间整定在5秒左右即可。有全套图纸QQ1074765680后记在实习老师陈军、张有忠、蒋玉强、丁保华等老师的帮助指导下，从实习确定方案到设计完成经过二个月的努力，设计终于完成了。在实习期间还得了卧牛矿机电科葛肇云等工程师的帮助，在此深表感谢！通过这次实习设计，使我充分融汇了几年来所学习的知识，提高了认识分析解决问题的能力，锻炼了计算机使用和计算机绘图能力，为以后工作打下了良好的基础。 当然，由于所学有限，设计中难免会出现这样那样的错误，敬请各位老师批评指正，谢谢！参考文献1 周乃荣等.矿山固定机械手册.北京:煤炭工业出版社,19862 马新民.矿山机械.徐州:中国矿业大学出版社,19993 于忠升,宋伟刚.矿山运输提升.沈阳东北大学出版社,19924 孙玉蓉,周法礼.矿井提升设备.北京:煤炭工业出版社,19955 葛成远.煤矿提升设备的改造.煤炭工业出版社,20026 葛世荣.矿井提升机可选靠性技术.徐州: 中国矿业大学出版社,20017 马建民等.现代提升机数字控制系统.徐州:中国矿业大学出版社,20028 容观海.煤矿电工手册.北京:煤炭工业出版社,19809 章宏甲等.液压传动.北京:机械工业出版社,2000,910 张景松.流体力学与流体机械.徐州:中国矿业大学出版社,200111 洪晓华.矿井运输提升.徐州:中国矿业大学出版社,200512 潘英.矿山提升机械设计.中国矿业大学出版社,198913 顾惠琳,徐烈煊,王斌耀.工程力学.同济大学出版社,200214 范家骏.矿井多绳提升机造型设计.北京:煤炭工业出版社,198115 徐灏.机械设计手册.北京:机械工业出版社,199216 程居山.矿山机械.徐州:中国矿业大学出版社,199717 能源部编.煤矿安全规程.北京:煤炭工业出版社,1992