矿井提升机发展概况
1.1 矿井提升机组成
矿井提升机主要由电动机、减速器、卷筒（或摩擦轮）、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统等组成，采用交流或直流电机驱动。按提升钢丝绳的工作原理分缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机。缠绕式矿井提升机有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，运转时一个容器上升，另一个容器下降。缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120万吨以下、井深小于400 米的矿井中。摩擦式矿井提升机的提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。摩擦式矿井提升机根据布置方式分为塔式摩擦式矿井提升机（机房设在井筒顶部塔架上）和落地摩擦式矿井提升机（机房直接设在地面上）两种。按提升绳的数量又分为单绳摩擦式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机。后者的优点是：可采用较细的钢丝绳和直径较小的摩擦轮，从而机组尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。
年产120 万吨以上、井深小于2100 米的竖井大多采用这种提升机。
2 多绳摩擦式提升机的工作原理
1938年，瑞典的ASEA公司在拉维尔矿（Laver）安装了一台直径1.96m 双绳摩擦式提升机。1947 年德国G.H.H. 公司在汉诺威矿（Hannover）安装了一台四绳摩擦式提升机。多绳摩擦式提升机具有安全性高、钢丝绳直径细、主导轮直径小、设备重量轻、耗电少、价格便宜等优点，发展很快。除用于深立井提升外，还可用于浅立井和斜井提升。钢丝绳搭放在提升机的主导轮（摩擦轮）上，两端悬挂提升容器或一端挂平衡重（锤）。运转时，借主导轮的摩擦衬垫与钢丝绳间的摩擦力，带动钢丝绳完成容器的升降。钢丝绳一般为2?10根。
井塔式提升机的机房设在井塔顶层，与井塔合成一体，节省场地；钢丝绳不暴露在露天，不受雨雪的侵蚀，但井塔的重量大，基建时间长，造价高，并不宜用于地震区。落地式提升机房直接设在地面上，井架低，投资小，抗震性能好；缺点是钢丝绳暴露在露天，弯曲次数多，影响钢丝绳的工作条件及使用寿命。
多绳摩擦式提升机的主要部件有主轴、主导轮、主轴承、车槽装置、减速器、深度指示器、制动装置及导向轮等。主导轮表面装有带绳槽的摩擦衬垫。衬垫应具有较高的摩擦系数和耐磨、耐压性能，其材质的优劣直接影响提升机的生产能力、工作安全性及应用范围。目前使用较多的衬垫材料有聚氯乙烯或聚氨基甲酸乙酯橡胶等。由于钢丝绳与主导轮衬垫间不可避免的蠕动和滑动，停车时深度指示器偏离零位，故应设自动调零装置，在每次停车期间使指针自动指向零位。车槽装置用于车削绳槽，保持直
径一致，有利于每根钢丝绳张力均匀。为了减少震动，可采用弹簧机座减速器。
2.1 多绳摩擦式提升机的优点
多绳摩擦式提升机是一种普遍应用在各种矿山的竖、斜矿井中的提升装置，该提升装置主要用于提升矿物、人员及一些矿用作业的机械装置等。矿井提升机是矿井系统设备的咽喉，因此对于使用要求需要满足良好的可靠性、安全性和经济性能，在矿山生产中具有非常重要的地位。
摩擦式提升机工作时，由驱动电机带动主轴，主轴上摩擦轮带动钢丝绳升降以达到提升重物上升或下降的效果。在现阶段，矿用提升机主要具有以下几个优点：提升重量大、速度快、可靠稳定等。因为多绳摩擦轮提升机与单绳缠绕式提升机相比具有提升能力大、设备重量轻、电耗少和适用范围广等优点。所以，我国自六十年代起，已有数百座多绳提升机相继建成投入使用，其中百分之九十五以上为井塔式。但近十年来落地式多绳提升井架设计逐年增多。
具体分类主要有以下几个方面：根据钢丝绳的工作原理的不同可分为缠绕式和摩擦式；根据钢丝绳的个数可分为单绳和多绳摩擦式。摩擦式提升机一般由主轴、摩擦轮（主导轮）、主轴承、制动器、深度显示装置及导向轮等组成。工作原理：钢丝绳搭载在主轴摩擦轮轮筒上，工作时，电动机带动滚筒转动时，通过摩擦轮滚筒上的摩擦衬垫与钢丝绳间产生的摩擦力带动钢丝绳升
降，进而提升和下放重物。钢丝绳数量一般为2-10 根。
1）落地式井架与一般井塔的技术经济比较
a. 从经济上看
① 提升机械及电气设备费用：落地式比塔式多一套天轮，设备价格也稍贵，但可比塔式少用电缆和省一台电梯。二者投资相比，落地式设备费用略高于塔式。
② 提升系统的土建费用：如果结构形式相同，则落地式井架投资低于井塔，如果落地式井架采用钢结构，而井塔用钢筋混凝土结构，则二者投资相近。落地式钢井架虽然为了防寒增加了绳廊，但与钢筋混凝土井塔相比，投资并不增多。
b.从占用井口时间上看：
落地绞车而缩短了整个建井工期，则其经济效果是十分明显的。
c.从占地面积来看：
因落地式提升机必须修建绞车房，有的落地式井架还有后撑，所以显然比井塔要多占用一些面积（如布置得当未必一定要增加工业场地面积）。
d.从使用维护上看
塔式提升机在高处，对设备搬行、吊装和检修都不如落地式方便。当矿井改造需要更换提升机时，落地式比塔式容易。
2）落地式井架预制整移比井塔预制整移经济效益更为明显
落地式多绳绞车，井架采用预制整体平移，由于该井架为钢
筋混凝土框架式（带有两条斜腿后撑），故重量只有与井塔整体平移相比，具有明显的经济效益。
3）利用落地式永久井架凿并比利用永久井塔凿并具有更佳的技术经济效果
建井塔既不占工期，又不需要临时凿井井架，其技术经济效益确很明显。但先建永久井塔也需要一定的条件，如井筒和提升设计必须
先期完成，并提前建成一段井筒，还要求具有建永井塔的良好地基条件（特别是钢筋混凝土井塔，至今尚不敢用于有流砂采用冻结、沉井等特殊凿井法施工的立井）。建永久井塔打井困难较大。
矿井提升机控制技术研究现状与发展 在我国煤炭开采企业的发展进程中，矿井提升机的应用比较普遍，在保证矿井安全生产方面发挥着不可代替的作用。煤炭开采是一项较为特殊的工作，机械在使用过程中容易出现磨损，再加上操作不到位等状况，造成提升机容易出现故障，因此有必要加强对矿井提升机控制技术的研究应用，只有这样才能够在越来越严峻的煤炭开采事业中充分发挥其矿井提升机的优势。基于此，本文就矿井提升机控制技术进行了分析。 标签：矿井提升;机控制技术;研究现状;发展 引言 矿井提升机是煤矿、有色金属矿中的重要运输设备，主要负责矿石提升、人员运送、物料下放等工作，就当前我国煤炭开采工作中的矿井提升机应用现状来看，其具有容量大、能耗大、安全稳定等特点，而且基于周期性运转的特向，矿井提升机的电动机需要频繁的启动、制动和反向作业，故障隐患大幅度提升，有必要加强对其控制技术的研究分析，并明确其创新发展对策。 一、矿井提升机控制技术发展现状 （一）国外矿井提升机控制技术发展现状 二十世纪七十年代，国外的一些发达国家在矿井提升机的机械部分和电气部分已经实现了技术上的进步，具体表现在机械部分使用的减速机电动机到直流慢速电动机到后来的悬臂安装直接传动的电动机的应用。随着计算机的进步发展，在机电控制方面也开始利用可编程控制器（PLC）来优化矿井提升机操作，而且操作的安全性以及稳定性都得到了较大的提高。近几年，计算机技术发展迅速，通过计算机技术以及PLC的结合使用能够有效促进矿井提升机控制技术的发展水平。 （二）国内矿井提升机控制技术发展现状 我国的煤炭开采事业发展时间较长，但是矿井提升机控制技术的应用起步时间比较晚，具体是在1958年才开始使用了在地表和井下不断进行往复运行的提升机，在此基础上使用的提升机具有耗电大、控制系统复杂等却缺点。随着我国科学先进技术的发展进步，矿井提升机控制技术也得到了长足的进步，计算机技术以及PLC技术的引入也进一步增加了提升机的安全性和可靠性。数字技术的发展与成熟进一步促进了PLC技术的应用，“交—直—交”变频技术具有节能、精度高、无极调速等处理优势，将其应用在矿井提升机系统中能够带动该设备的升级优化，对系统安全运营具有不可低估的作用。 二、矿井提升机控制技术的主要特征
摘要 矿井提升机是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人员、下放材料的大型机械设备。它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽,故要求具有很高的安全性,其成本和耗电量也比较高。因此本次在矿井提升机选型设计中, 主要是根据所给参数确定矿井提升设备，包括选择提升容器、钢丝绳、提升机、卷筒及校核提升能力,并经过多方面的技术经济比较,结合矿井的具体条件,做到设计切合实际。保证提升机的选型及其的,确定具有经济安全合适的提升系统。 矿井排水是通过排水泵经过管路把井下的水排到地面，保证正常生产。本次设计主要是通过计算，设计从中央泵房把水从立井中的管路排放到地面。 矿井通风是采矿科学的一个重要组成部分。为了使井下各工作地点都有良好的通风，有足够的新鲜空气，使其中有毒，有害，粉尘不超过规定值。矿井通风在矿业工程中占重要地位。通风机分为轴流式和离心式，本次设计中主要是做到对通风机有合理的选型。 关键词：矿井提升机矿井排水矿井通风选型设计
绪论 本设计选题根据是解决煤矿矿井生产中的提升;排水及通风问题。 矿山提升设备是矿井运输中的非常重要设备，占有特殊地位，是井下与地面联系的主要工具。矿井提升机是矿山运输中的主装式交-交变频提升机。后者主回路和磁场回路均采用电力电子器件，实现变频和整流。由于采集设备，是井下与地面联系的重要工具。矿井提升机又是矿山最大的固定设备之一，它的耗电量占矿山总耗电量的30～40%。电力电子技术较早就用于矿井提升机的传动，并且发展迅速，从60年代的模拟控制SCR-D直流提升机发展到目前最先进的同步机内用交流电机，没有电刷问题，提升机容量可以大幅度增加，例如南非帕拉波矿井内装式提升机电机功率达6300kW。我国东欢坨、大雁、陈四楼等矿均引进了内装式提升机。目前，全数字电力电子器件构成的国产直流提升机已占领了国内市场，并开始出口。但是由于我国的科技和生产水平的限制，我国的矿井提升机还有很大一部分需要依赖于进口发达国家的设备。矿山提升机是大型固定机械之一。矿山提升机从最初的蒸汽拖动的单绳缠绕式提升机发展到今天的变频拖动的多绳摩擦式提升机和 双绳缠绕式提升机，经历了170多年的发展历史。目前，国内外经常使用的提升机有单绳式和多绳摩擦式两种形式。国产单绳缠绕式提升机有JT和JM两个系列。JT系列提升机卷筒直径为800—1600mm，主要用于井下运输提升工作；JM系列提升机卷筒直径2—5主要用于地面井口提升工作。 按提升钢丝绳(简称提升绳)的工作原理，可分为缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机两类。缠绕式矿井提升机,有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，提升机运转时一个容器上升，另一个容器下降。缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120万吨以下、井深小于400米的矿井中。摩擦式矿井提升机适用于凿井以外的各种竖井提升。提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。为提高经济效益和安全性，摩擦式矿井提升机采用尾绳平衡提升方式，即配有与提升绳重量相等的尾绳。尾绳两端分别与两个容器（或容器和平衡重）的底部连接，形成提升绳-容器-尾绳-容器(或平衡重)-提升绳的封闭环路。容器处于井筒中的任何位置时，摩擦轮两侧的提升绳和尾绳的重量之和总是相等的。一般将布置在井筒顶部塔架上的这种提升机称为塔式摩擦式矿井提升机。塔架高出地面几十米，在地震区和地表土层特厚的矿区建造井塔耗资较大。提升机布置在地
摩擦式提升机选型方法 1.提升容器的选择 1）小时提升量： t b CA A r f N h ?= 式中 C -----不均衡系数。《规范》规定：有井底煤仓时为1.10~1.15;无井底煤仓时为1.20; f ?----提升能力富裕系数。 2）提升速度： t m H V 4.0= 式中 t H ---提升距离，罐笼提升时：s t H H =；箕斗提升时：z s x t H H H H ++=。 3）一次提升时间估算： θ++++?= u v H v T m t m q 1 式中 1?---提升正常加速度，通常2 1/1s m ≤?； u ---容器启动初加速及爬行段延续的时间，取5~10s ； θ---提升容器在每次提升终了后的休止时间，s 。 4）一次提升量' Q 的确定：t b CT A Q r f q N 3600' '?= 2.钢丝绳的选择 1）钢丝绳的端部荷重：c d Q Q Q += 式中 Q ---容器的载重量，即实际一次提升量,kg ； c Q ---容器（包括连接装置）的重量,kg 。 2）提升钢丝绳的单重： c B d k H m Q P -= σ1.1' 式中 B σ---钢丝绳的公称抗拉强度，一般选B σ=155~1702/mm kg ； m----钢丝绳的静力安全系数； c H ---钢丝绳的最大悬垂长度，m 。 k t h c H H H H ' ++= 式中 h H ---尾环绳的高度，m 。 S H H g h 25.0++= 式中 S---两提升容器的中心距，m ；对于单容器带平衡锤的提升系统，则为提升容器与平 衡锤的中心距，m ； g H ---过卷高度, m ；t H ---提升高度 , m 。 p x s z t h H H H H +++= 式中 z H ---井底车场运输水平至在装载位置的提升容器底部的距离，在未最后确定前，一 般按18~25m 计算； s H ---矿井深度； x H ---井口至卸载煤仓的高度，在未最后确定前，一般可取13.5~14.5m ; p h --- 箕斗在卸载位置时，底部高出煤仓的高度，一般取0.3~0.5m 。
矿井提升机的选型原则 在选择提升设备之前，首先应确定合理的提升方式，它对提升设备的选型，矿山机械设备对矿山的基本建设投资、生产能力、生产效率及吨煤成本都有直接的影响。 当矿井的年产量、井深及开采水平确定之后，就要决定合理的提升方式。提升方式与井简的开拓、井上井下运输等环节有着密切的关系，原则上应考虑下列几个因素： (1)对于年产量大于600kt的大、中型矿井，由于提升煤炭及辅助工作最均较大，一般均设主、副井2套提升设备。主井采用箕斗提升煤炭，副井采用罐笼完成辅助提升任务，如提升矸石、升降入员和下放材料、设备等。矿山机械设备对于年产量小于300kt的小型矿井，如果仅用1套罐笼提升设备就可以完成全部主、副井的提升仟务时，则采用丨套提升设备是经济的。对于年产量大于1800kt的大型矿井，主井往往需要2套箕斗提升设备，副井除配备1套罐笼提升设备外，多数尚需要设置1套单容器平衡锤系统专门提升矸石。 (2)一般情况下，主井均采用箕斗提升方式。但在特殊条件下，例如矿井生产的煤质品种多，且需分别运送，或是保证煤炭有足够的块度，只好采用罐笼作为主井的提升设备。 (3)为了提高生产率，中型以上的矿井原则上都要采用双钩提升。矿山机械设备如果矿井同时开采水平数过多，采用平衡锤单容器提升方式也是比较方便的。 (4)根据我国H前的实际情况，对于小型矿并，以采用单绳缠绕式提升系统为宜。对于年产量9001ct以上的大甩矿井，以采用多绳摩擦提升系统为宜。矿山机械设备对于中型矿并，如井较浅，可采用单绳缠绕系统；井较深时，也可采用多绳摩擦提升系统，或主井采用单绳箕斗，副井采用多绳摩擦罐笼提升。 (5)矿井若有2个水平，且分前、后期开采时，提升机、井架或井塔等大型固定设备要按最终水平选择。提升容器、钢丝绳和提升电动机根据实际情况也可按第一水平选择，待井筒延伸到第二水平时，另行更换，但电动机以换装一次为宜。 (6)对于斜井，目前应采用单绳缠绕式提升机。 (7)地面生产系统靠近井口时，采用箕斗提升可以简化煤的生产流程；若远离井口，地面尚需一段窄轨铁路运输，应采用罐笼提升。 以上所述，仅提出了决定提升方式的一般原则。矿山机械设备在具体的设计工作中，要根据矿井的具体条件，提出若干可行的方案，然后对基建投资、运转费用、技术的先进性诸方面进行技术经济比较，同时还要考虑到我国提升设备的生产和供应情况，才能决定合理的方案。矿山机械设备特别是计算机技术在煤矿的日益广泛应用，为矿井设计和优化设计提供了更为有利的条件。
矿井提升机的选型原则 对于年产量大于600kt的大、中型矿井，由于提升煤炭及辅助工作最均较大，一般均设主、副井2套提升设备。主井采用箕斗提升煤炭，副井采用罐笼完成辅助提升任务，如提升矸石、升降入员和下放材料、设备等。矿山机械设备对于年产量小于300kt 的小型矿井，如果仅用1套罐笼提升设备就可以完成全部主、副井的提升仟务时，则采用丨套提升设备是经济的。对于年产量大于1800kt的大型矿井，主井往往需要2套箕斗提升设备，副井除配备1套罐笼提升设备外，多数尚需要设置1套单容器平衡锤系统专门提升矸石。(2) 一般情况下，主井均采用箕斗提升方式。但在特殊条件下，例如矿井生产的煤质品种多，且需分别运送，或是保证煤炭有足够的块度，只好采用罐笼作为主井的提升设备。(3) 为了提高生产率，中型以上的矿井原则上都要采用双钩提升。矿山机械设备如果矿井同时开采水平数过多，采用平衡锤单容器提升方式也是比较方便的。(4) 根据我国H前的实际情况，对于小型矿并，以采用单绳缠绕式提升系统为宜。对于年产量9001ct以上的大甩矿井，以采用多绳摩擦提升系统为宜。矿山机械设备对于中型矿并，如井较浅，可采用单绳缠绕系统；井较深时，也可采用多绳摩擦提升系统，或主井采用单绳箕斗，副井采用多绳摩擦罐笼提升。(5)
矿井若有2个水平，且分前、后期开采时，提升机、井架或井塔等大型固定设备要按最终水平选择。提升容器、钢丝绳和提升电动机根据实际情况也可按第一水平选择，待井筒延伸到第二水平时，另行更换，但电动机以换装一次为宜。(6) 对于斜井，目前应采用单绳缠绕式提升机。(7) 地面生产系统靠近井口时，采用箕斗提升可以简化煤的生产流程；若远离井口，地面尚需一段窄轨铁路运输，应采用罐笼提升。以上所述，仅提出了决定提升方式的一般原则。矿山机械设备在具体的设计工作中，要根据矿井的具体条件，提出若干可行的方案，然后对基建投资、运转费用、技术的先进性诸方面进行技术经济比较，同时还要考虑到我国提升设备的生产和供应情况，才能决定合理的方案。矿山机械设备特别是计算机技术在煤矿的日益广泛应用，为矿井设计和优化设计提供了更为有利的条件。
毕业设计矿井提升 机图
目录 前言4 1、绪论5 1.1矿井提升机的任务及其地位5 1.2矿井提升机的发展历程9 1.2.1缠绕式提升机的发展状况9 1.2.2各个系列提升机的主要特点9 1.3矿井提升机的类型和工作原理12 1.3.1矿井提升机的类型及其组成部分的特点12 1.3.2矿井提升机的工作原理10 2提升机的选型和计算20 2.1.1罐笼选择20 2.1.2钢丝绳设计及选择21 2.1.3提升机的选用21 2.2提升机的运动学计算22 2.2.1选择加减速度22 2.2.2速度各参数的计算22 2.3提升动力学计算23
2.3.1预选电动机23 2.3.2提升系统的变位质量23 2.3.3力图的计算24 3提升机减速器的设计25 3.1减速器的作用25 3.2减速器的国内外现状25 3.3减速器的总体设计27 3.3.1拟定传动方案27 3.3.2电机选型28 3.3.3传动装置的总传动比及其分配28 3.3.4计算传动装置的运动和动力参数28 3.4齿轮设计29 3.4.1高速级齿轮设计29 3.4.2低速级齿轮设计33 3.5轴的设计37 3.5.1减速器高速轴1的设计37 3.5.2中间轴2的设计41 3.5.3低速级轴3的设计42
4提升机制动装置的结构设计44 4.1矿井提升机制动装置的功用及类型44 4.1.1制动装置的功用44 4.1.2制动装置的类型45 4.1.3制动系统的要求45 4.2制动装置的有关规定和要求46 4.3制动器的主要类型47 4.3.1块闸制动器47 4.3.2综合式制动器49 4.3.3盘式制动器50 4.4液压盘式制动器的结构和工作原理51 4.4.1液压盘式制动器的结构51 4.4.2液压盘式制动器的工作原理52 4.5盘式制动器的设计计算53 4.5.1盘式制动器工作时所需制动力53 4.5.2每副闸应有的制动力矩55 4.6盘式制动器的调整和维护55 4.6.1闸瓦间隙的调整55
矿井提升机的主要组成及工作原理 矿井提升机作为一个大型的机械一电气机组，它的主要组成有：工作机构（包括主轴装置及主轴承）；制动系统（包括制动器和制动器控制装置）；机械传动装置（包括减速器、离合器和联轴器）；润滑系统（包括润滑油泵站和管路）；检测及操纵系统（包括操纵台、深度指示器及传动装置和测速发电装置）；矿山机械设备拖动、控制和自动保护系统（包括主电动机、电气控制系统、自动保护系统和信号系统）以及辅助部分（包括机座、机架、护罩、导向轮装置和车槽装置）等。 目前我国广泛使用的提升机可分为两大类：单绳缠绕式和多绳摩擦式。调速性能好，且与负荷大小无关；从一种工作方式向另一种工作方式转换方便；低速特性硬；调速时电能消耗小以及容易实现自动化等。但是直流拖动需要增加1套整流装置，特别是采用变流机组时，需要增加2个与主电机同等大小的大型电机。矿山机械设备交流拖动虽然没有直流拖动的优点，但在采用了双电机拖动、动力制动、低频制动和微机拖动等措施之后，交流拖动在技术性能基本满足了提升机的要求，因而获得了广泛的应用。 单绳缠绕式提升机的工作原理是：把钢丝绳的一端缠绕在提升机滚筒上，另一端绕过天轮悬挂提升容器，这样，利用滚筒转动方向的不同，矿山机械设备将钢丝绳缠紧或放松，就可以完成提升或下放提升容器的任务。目前这种提升机在我国矿山应用比较广泛。 多绳摩擦式提升机的工作原理是：把钢丝绳搭放在主导轮（摩擦轮）上，两端各悬挂1个提升容器（也可一端悬挂平衡锤），当电动机带动主导轮转动时，借助于安装在主导轮上的衬垫与钢丝绳之间的摩擦力传动钢丝绳，完成提升和下放重物的任务。矿山机械设备这种提升机体积小、质虽轻、提升能力大，适用于中等深度和比较深的矿井（不超过1700m)，是提升机发展的方向。
摘要 矿井被称作地下矿井系统的咽喉，是井下与地面最重要的通道。矿井提升机承担着矿井与井下人员、矿料、设备等物资运输的重任，是整个矿井系统中的核心部分，矿井提升机的安全可靠运行至关重要。所以设计一套安全可靠的矿井提升机控制系统具有极大的意义。PLC出现后以其显着优点迅速成为工业生产控制系统的主流发展方向，其可靠性高，抗干扰能力强；编程简单，使用方便；控制程序可变，具有很好的柔性功能完善；扩充方便，组合灵活，极大减少控制系统设计及施工工作量；体积小，重量轻；非常适用“机电一体化”设备。基于PLC 设计矿井提升机控制系统，极大满足对大型机械控制安全与可靠性的要求，且节能环保，便于操作与维护。 关键词：矿井提升机；PLC；控制系统。 Abstract The mine is called the throat of the underground mine, which is the most important channel of the underground mine. The mine hoist bears the heavy responsibility of the mine and the underground personnel, the ore material, equipment and so on. It is the core part of the entire mine system, and the safe and reliable operation of the mine hoist is very important. Therefore, it is of great significance to design a safe and reliable control system of mine hoist. PLC appears with its remarkable advantages quickly become industrial production control system of the mainstream of the development direction of, the high reliability, strong anti-interference ability; programming is simple, easy to use; variable control procedures, with perfect good flexible function; to facilitate the expansion, flexible combination, greatly reducing the control system design and construction work; has the advantages of small volume, light weight; very applicable electromechanical integration equipment. Design of mine hoist control system based on PLC, which greatly meets the requirements of safety and reliability of large mechanical control, and energy saving and environmental protection, easy to operate and maintain. Key words: mine hoist; PLC; control system. 目录 中文摘要......................................... .. (Ⅲ) 英文摘要......................................... .. (Ⅲ) 目录 (Ⅴ) 1 绪论 (1)
（冶金行业）毕业设计矿井提升机的选型设计
毕业设计（论文） （说明书） 题目： 姓名： 学号： 平顶山工业职业技术学院 年月日 平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）任务书
姓名 专业班级 任务下达日期年月日 设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目： 指导教师 系（部）主任 年月日
平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）答辩委员会记录 系专业，学生于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。 设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。 答辩委员会人，出席人 答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员：，，，，，。
平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）评语 第页 共页 毕业设计（论文）及答辩评语： 矿井提升机的选型设计
前言 矿井提升需要用壹些专用的提升设备，主要有提升容器，提升钢丝绳，提升机，井架，装卸载设备以及壹些辅助设备。矿井提升设备是矿山较复杂而庞大的几点设备，它不仅承担无聊的提升和下放任务，同时仍上下人员。矿井运输是煤炭生产过程的壹部分，煤炭的井工生产中，运输线路长，巷道条件多种多样，运输若不畅通，采掘工作就无法继续进行，井工生产的煤矿运输作业，包括从工作面到矿井地面的煤炭运输和辅助运输，辅助运输包括矸石、材料、设备和人员运输。本次毕业设计主要对中型矿井生产所用的运输设备以及固定机械设备的选型及电气控制进行的壹次合理选择。选择系统配套附件，根据各设备外形尺寸及安装要求，且考虑其运行条件，最终确定提升机房的布置图。 毕业设计，作为毕业前夕壹次综合性训练，是对我们所学理论知识的壹次总结、检验和完善。通过这次设计，对我们所学理论知识和生产实践相结合有很大帮助。对于培养分析问题和解决问题的能力以及融会贯通和巩固发展所学知识也受益非浅；我们要较系统的了解矿用提升设备和排水设备在设计中的各个环节，包括从总体选型原则，从煤的开采、运输，及提升设备的选型、校核以及强度计算和经济合理性等等。 且通过这壹实践，开阔了思维，丰富了知识，为我们即将做上工作岗位打下了良好的基础，能够说，毕业设计是壹次难得的锻炼机会。毕业设计是壹个重要的教学环节，通过毕业实习使我们了解到壹些实际和理论之间的差异。在各位老师及有关技术人员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决问题的能力，把我们所学的课本知识和具体实践结合起来，真正达到学为所用。 矿井提升机是矿山的大型固定设备之壹，是联系井下和地面的主要运输工具。矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地面才有实际应用价值。废石的提升，工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作来完成。 提升设备的安全运行，不仅直接影响整个矿井生产，而且涉及人身安全。随着工业进步以及对人的价值的更加重视，矿井提升设备的安全可靠性已经成为提升设备设计思想的重要内容。
矿井提升机的现状及发展 矿井提升机是煤矿、有色金属矿中的重要运输设备，是“四大运转设备”之一。矿井提升系统具有环节多、控制复杂、运行速度快、惯性质量大、运行特性复杂的特点，且工作状况经常交替转换。虽然矿井提升系统本身有一些安全保护措施，但是由于现场使用环境条件恶劣，造成了各种机械零件和电气元件的功能失效，以及操作者的人为过失和对行程监测研究的局限性，使得现有保护未能达到预期的效果，致使提升系统的事故至今仍未能消除。一旦提升机的行程失去控制，没有按照给定速度曲线运行，就会发生提升机超速、过卷事故，造成楔形罐道、箕斗的损坏，影响矿井正常生产，甚至造成重大人员伤亡，给煤矿生产带来极大的经济损失。 提升机电气控制系统在很大程度上决定了提升机能否实现平稳、安全、可靠地起制动运行，避免了严重的机械磨损，防止较大的机械冲击，减少机械部分维修的工作量，延长提升机械的使用寿命。所以，提升机电气控制系统的研究一直是社会各届人士共同关注的一个重大课题。随着矿井提升系统自动化，改善提升机的性能，以及提高提升设备的提升能力等的要求，对电气传动方式提出了更高的要求。对矿井提升机电气传动系统的要求是：有良好的调速性能，调速精度高，四象限运行，能快速进行正、反转运行，动态响应速度快，有准确的制动和定位功能，可靠性要求高等。 而随着科学技术的进步和矿井生产现代化要求的不断提高，人们对提升机工作特性的认识进一步深化，提升设备及拖动控制系统也逐步趋于完善，各种新技术、新工艺逐步应用于矿井提升设备中。特别是模拟技术、微电子技术、微电脑技术在提升机控制中的应用已成为必然的发展方向。 目前国内提升机电气传动系统现状：对于大型矿井提升机，主要采用晶闸管变流器—直流电动机传动控制系统和同步电动机矢量控制交一交变频传动控制系统。这两种系统大都采用数字控制方式实现控制系统的高自动化运行，效率高，有准确的制动和定位功能，运行可靠性高，但造价昂贵，中小矿井难以承受。 对于中、小型提升机，则多采用交流绕线式电动机转子切换电阻调速的交流电气传动系统，即TKD电控系统。这种电气传动系统设备简单，但属于有级调速，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，特别在负载变动时很难实现恒加
摘要 目前我国许多煤矿矿井已经转向中、深部开采，矿井提升设备作为煤矿的关键设备，在矿井机械化生产中占有重要地位。制动器是提升机(提升绞车)的重要组成部分之一，直接关系着提升机设备的安全运行。 多绳摩擦提升机具有体积小、质量轻、安全可靠、提升能力强等优点，适用于较深的矿井提升。本文针对JKMD型(φ4.5米?4多绳摩擦轮)提升机，对其制动系统进行设计。 在对提升机的制动器选型过程中，因盘式制动器是近年来应用较多的一种新型制动器，它以其独特的优点及良好的安全性能被广大用户认可，特别是在结合了液压系统和PLC 控制之后，液压系统和PLC 超强的控制性能为盘式制动器的应用提供了巨大的工作平台。制动盘的制动力，靠油缸内充入油液而推动活塞来压缩盘式弹簧来实现。 液压盘式制动器作为最新一种制动器，具有许多优点，所以它在现代多种类型提升机中获得广泛的应用。它具有制动力大、工作灵活性稳定、敏感度高等特点，对生产安全具有重要意义。 关键词：提升机；制动器；设计。
Abstract Currently many of our coal mine has turned to, deep mining, the mine hoist equipment as the key equipment of coal mine, occupies an important position in mechanized production of the mine. Brake is hoist (winch) is one of the important constituent, is directly related to the safe operation of hoist equipment. Hoist has the advantages of small volume, light weight, safe and reliable, enhance the ability of multi rope friction, apply to the deeper mine hoist. In this paper, based on the type of JKMD (4.5 m 4 of multi-rope friction hoist), its braking system design. In the process of hoist brake selection, because the disc brake is a new brake used more often in recent years, with its unique advantages and good safety performance recognized by the majority of users, especially in the light of the hydraulic system and PLC control, the control performance of hydraulic system and PLC super offers great working platform for the application of disc brake. Brake disc braking force, rely on the fuel tank filled with oil that drives the piston to compress the spring to achieve disc. Hydraulic disc brakes as the latest development of a brake, which has many advantages, so many types it in the modern elevator in the wide range of applications. It is the braking force, flexibility stability, high sensitivity, is of great significance to the safety in production. Keywords: Elevator; brake; design.
矿井提升机技术参数介绍及设备选型过程 目录 一、提升机相关参数 二、选型过程 三、MA标志查询办法 四、提升系统设计内容与步骤。 五、电机功率选择与校核 一、技术参数 1、卷筒宽度和直径 2、两卷筒中心距 3、最大静张力、最大静张力差 4、钢丝绳直径、绳速 5、提升高度、容绳量 6、减速器速比 7、电机功率、极数、电机型号简介 8、变位质量 JK-2/2JK-2提升机技术参数表 1、卷筒宽度和直径 卷筒直径：提升机卷筒上第一层钢丝绳中心到卷筒中心距离的2倍。 绞车卷筒的直径为：卷筒缠绳表面到卷筒中心距离的2倍。 二者概念有差别，相差1根钢丝绳的直径。 卷筒宽度：卷筒两个挡绳板内侧直间的距离。 卷筒直径和宽度决定了卷筒使用钢丝绳的最大直径和容绳量 2、最大静张力和最大静张力差 JK-2型提升机的最大静张力161KN，2JK-2型绞车的最大静张力和最大静张力差分别为61KN、40KN。 钢丝绳的张力，也就是钢丝绳的拉力。在单钩提升时，滚筒上只有一根钢丝绳，其拉力主要由提升容器、钢丝绳、提升载荷的重力构成。拉力最大值在天轮的切点处，载荷越大、井筒越深、容器重量越大钢丝绳的拉力就越大。最大静张力是针对提升机而言的，是强度允许的，滚筒上最大的拉力值 双钩提升时，滚筒上有两条钢丝绳，重载钢丝绳的拉力大，轻载钢丝绳的拉力小，两根钢丝绳拉力的差值就是静张力差。最大静张力差就是静张力差的最大值，是绞车强度所允许的，滚筒上两根钢丝绳拉力差的最大值。 通过以上分析，我们可以这样来理解二者。 对于单滚筒绞车，只有最大静张力，没有最大静张力差。最大静张力就是绞车强度所允许的容器、钢丝绳、提升载荷自重的总和。单位为重力单位：KN，最
矿井提升机的提升方式的选择 斜井提升在我国矿井应用极其广泛，它包括斜井串车、斜井箕斗及斜井带式输送机三种提升方式。采用斜井开拓具有初期投资少、建井快、地面布置简单等优点。但一般斜井提升能力小，钢丝绳磨损快，井筒维护费用高。 （1）斜井矿井提升机可分为单钩与双钩串车两种。其中，单钩串车提升井筒断面小，投资小，生产能力小，耗电量大，但可以用于多水平提升。双钩串车提升生产能力较大，但只能用于单水平提升。一般年产量在21万吨以下的小型矿井多采用单钩，年产量在30万吨左右的矿井多采用双钩，两者均适用于倾角在25°以下。 （2）斜井箕斗提升与串车提升相比，具有提升速度大，生产能力高，容器自重小及装卸载易实现自动化等优点。但需设置装卸载设备、建造煤仓，基建投资大。此外，为了提升矸石、下放材料、升降人员，需要外设置一套副井提升设备。箕斗提升一般采用双钩，适用于井筒倾角为25°~30°，年产量在30万t~60万t的矿井中。 （3）带式输送机提升这种提升方式具有安全可靠、运输量大，且易实现自动化，但初期投资较大，设备安装时间较长，并需要安装卸载煤仓等设备，一般用于年产量在60万吨以上，倾角小于18°的斜井中。《煤炭工业设计规定》规定：大型矿井的主斜井宜采用带式输送机提升。 注：矿井提升机按车场形式不同，又可以分为平车场和甩车场两种方式。甩车场提升方式的优点：地面车场及井口设备简单、布置紧凑、井架低、摘挂钩安全方便;缺点是提升循环时间长、提升能力小、每次提升电动机换向次数多、操纵复杂。矿井提升机平车场没有上述缺点，车场通过能力大，提升操作简单方便。但是，平车场需设置阻车器等辅助设备，故一般情况下甩车场多用于单钩提升，平车场多用于双钩提升。在串车提升中，为在车场内调车和组车方便，应注意一次升降的矿车数尽可能与电机车一次牵引的矿车数成倍数关系。
绞车提升能力计算 已知：α=25o L=960M f1= f2= n=7 每米钢丝绳mP= ，车皮重600kg, 煤重850kg, 矸石重1600kg（1350KG）已知：电动机型号JR127-6型，电机额定功率Ne 185KW,滚筒直径2m,二级传动系数y=,过负荷系数∮，提升机最大提升速度V=*2（滚筒直径）*979(转速)÷（60*30传动比）=s。 一、绳端负荷： 求 Qj（提6个煤车） Qj=n .g（Sin25o+f1COS25o）+ .g (Sin25o+f2 COS25o) =6*(850+600)+*+960**+* =37190 + 12093 =49283N 提4个矸石车时： Qj = n .g（Sin25o+f1COS25o）+ .g (Sin25o+f2 COS25o) =4*(1600+600)**（+*）+960***（ + * ）=37617 + 12093 =49710 N 提5个矸石车时： Qj = n .g（Sin25o+f1COS25o）+ .g (Sin25o+f2 COS25o) =5*(1600+600)**（+*）+960***（ + * ）=47022 + 12093 =59115 N 钢丝绳安全系数校验：
1、提6个煤车时，查表得出6*7FC ,公称强度1700Mpa钢丝 绳破断拉力总和为,所以钢丝绳安全系数：÷ = ＞符合《煤矿安全规程》要求。 2、提4个矸石车时，查表得出6*7FC ,公称强度1700Mpa钢 丝绳破断拉力总和为,所以钢丝绳安全系数：÷ = ＞符合《煤矿安全规程》要求。 3、提5个矸石车时，查表得出6*7FC ,公称强度1700Mpa钢 丝绳破断拉力总和为, ,所以钢丝绳安全系数：÷ = ＜，不符合《煤矿安全规程》要求。 一、电动机初选（按4个矸石车）： Ns =Fc * Vmax / （1000 * Y） = 49710* /（1000 * ） =204KW 选JR127-6型电动机 P=185KW, Ie=350A , Y= ，cos∮=, λ=, U2e=254V, I2e=462A, GD2=49kg/m2，Nd =980r/min, 所以Vmax = ∏D. Nd / 60t =*2*980/60*30=s 二、提升电动机变位质量 1、电动机 Gd =(Gd2)2、Dg2 = 49 *302/22=11025 2、天轮取Gt = 200KG 3、提升机变位质量Gj = 8200KG 4、钢丝绳变位质量Pk .Lk = *960 = 2043kg ∑G = Qj + Gt +Gd + Gj = +200 +11025 +8200=
阿克苏安全技术服务中心 课程名称提升机司机 授课班级提升机司机班 教师（签名） 2013年3月26日 说明： 本课程采用教材版本提升机司机操作资格培训考核教材（大二版） 【组织教学】检查出勤、装束、精神状态、师生互相问候。调动学员激情、调节课堂气氛。（调整情绪、提起精神） 【导入新课】 提升机房内有提升机及其供电系统和操作系统。建立健全提升机房的各项安全管理制度，规范人员的操作行为，严格按章操作，杜绝“三违”，是消除人为因素导致提升系统事故的根本措施。 【讲授新课】 第十章矿井提升机的操作与安全运行
第一节提升机房的安全管理制度 提升机房是矿井的重要动力要害部位，内有提升机及其供电系统和操作系统。建立健全提升机房的各项安全管理制度，规范人员的操作行为，严格按章操作，杜绝“三违”，是消除人为因素导致提升系统事故的根本措施。 一、提升机房的标准化内容 1.设备性能 （1）零部件完整齐全、由铭牌（主机、电动机、磁力站），设备完好并有完好牌及责任牌。 （2）合理使用、运行经济。 （3）性能良好。 （4）钢丝绳有出厂合格证，试验交叉符合《煤矿安全规程》的要求。 2.安全保护监测装置完善，动作灵敏可靠 （1）供电电源符合《煤矿安全规程》（第四百四十二条）的规定：主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵等主要设备房，应各有两条回路直接由变（配）电所馈出的供电线路；受条件限制时，其中的一回路可引自上述同种设备房的配电装置。 （2）高压开关柜的过流继电器、欠压释放继电器整定正确，动作灵敏可靠。 （3）脚踏开关动作灵敏可靠。 （4）过卷开关安装位置符合规定，动作灵敏可靠。
矿井提升机选型及控制设计——毕业设计
矿井提升机选型及控制设计 摘要 矿井提升机是矿井运输的重要设备，是沟通矿井上下的纽带的，其任务是沿井筒提煤、矿石、矸石，下放材料，升降人员和设备。矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属矿生产过程中的重要设备，它的可靠运行直接关系到煤矿生产的安全，矿井提升机信号系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运输的重要保证。 本设计主要对矿井生产所用的提升机械设备选型及控制进行的一次合理选择，了解了煤矿生产矿井的提升系统的基构造和原理，对提升设备的选型和设计有了初步的了解，而且对井下大巷和采区的机械有了进一步的深入了解，对提升机，皮带，以及绞车的设计和选择有了更深一步的认识。设计中运用PLC控制技术，PLC系统采用三菱公司的FX2N系列作为主控制器，对井口、井底、机房信号台进行信号联络。组态设计使用WINCC完成，能够实现上位监控功能。使用编程软件实现信号的联络。 采用PLC控制不但提高了信号传输的可靠性和准确性,而且具有极大的灵活性和扩展性。在不改变系统硬件的前提下,仅靠改变PLC内部的程序就可满足用户要求。有效地解决了信号系统中的远距离传输和可靠性问题。 关键词：矿井提升机信号系统；提升机；钢丝绳；电
动机PLC；上位监控; WINCC 前言 毕业设计是培训学生综合运用本专业所学的理论知识和专业知识来分析,解决实际问题的能力的重要教学环节,是对三年所学知识的复习与巩固，同样，也促使了同学们之间的互相探讨，互相学习。因此，我们必须认真、谨慎、塌实、一步一步的完成设计，给我们三年的学习生涯画上一个圆满的句号。 毕业设计是一个重要的教学环节，通过毕业实习使我们了解到一些实际与理 论之间的差异。通过毕业设计不仅可以巩固专业知识,为以后的工作打下坚实的基础 ,而且还可以培养和熟练使用资料,运用工具书的能力.在各位老师及有关技术人 员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决的能力，把我们所学的课本知识与实
| | | 1.提升容器的选择 1）小时提升量： 式中-----不均衡系数。《规范》规定：有井底煤仓时为~;无井底煤仓时为; ----提升能力富裕系数。 2）提升速度： 式中---提升距离，罐笼提升时：；箕斗提升时：。 3）一次提升时间估算： 式中---提升正常加速度，通常； ---容器启动初加速及爬行段延续的时间，取5~10s； ---提升容器在每次提升终了后的休止时间，s。 4）一次提升量的确定： 2.钢丝绳的选择 1）钢丝绳的端部荷重： 式中---容器的载重量，即实际一次提升量,kg；---容器（包括连接装置）的重量,kg。 2）提升钢丝绳的单重： 式中---钢丝绳的公称抗拉强度，一般选=155~170； m----钢丝绳的静力安全系数；---钢丝绳的最大悬垂长度，m。
式中---尾环绳的高度，m。 式中S---两提升容器的中心距，m；对于单容器带平衡锤的提升系统，则为提升容器与平衡锤的中心距，m；---过卷高度, m；---提升高度, m。 式中---井底车场运输水平至在装载位置的提升容器底部的距离，在未最后确定前，一般按18~25m计算；---矿井深度； ---井口至卸载煤仓的高度，在未最后确定前，一般可取~ ; ---箕斗在卸载位置时，底部高出煤仓的高度，一般取~。 3）尾绳单位长度重量计算： 式中---尾绳设置的数量 3.提升机的选择 1）滚筒直径：； 式中：---滚筒的计算直径，mm；---已选定的钢丝绳直径，mm； ---已选定的钢丝绳中最粗钢丝的直径，mm。 2）提升钢丝绳作用在主导轮上的最大静张力和最大静拉力差： 最大静张力的计算内容见下表所示，即重载侧的静拉力； 最大静张力差式中：为轻载侧的静拉力，其计算内容见下表。
学士学位论文 矿井提升机直流电控系统设计 作者姓名：董佩 导师姓名：张开如 专业名称：自动化 所在学院：信息与电气工程学院 山东科技大学 2009年6月
摘要 矿井直流提升机电控系统由直流电动机、卷筒、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操作系统等组成。与传统提升机电控系统相比，该系统具有单机容量大、体积小、重量轻、起动平滑性好、调速范围宽、精度高和安全可靠性高等优点。本文主要介绍该系统的硬件电路设计、保护电路的设计和系统的工作原理。 根据课题的设计要求，本系统从主电路结构的选择和计算、控制方案的选择、保护电路的设计和系统的动静态特性的分析计算等方面出发，进行矿井直流提升机电控系统的设计。该系统能完成对矿井直流提升机的起动、加速运行、匀速运行、减速运行和回馈制动的控制，并且可以实现提升机的四象限运行。 关键词：提升机电控系统磁场可逆逻辑无环流
ABSTRACT The mine DC hoist electric control system consists of the DC motor, drum, brake system, in-depth instruction systems, gun systems and operating systems and so on. With the traditional mechanical and electrical control system upgrade; this system has a single large capacity, small size, light weight, a good smooth start-up feature, high precision and high security and reliability. This paper describes hardware circuit design, protection circuit design and the working principle of the system. In accordance with the design requirements of the subject, the design of the mine DC hoist electric control system is from the choice and calculation of the main circuit of the system, the choice of the control program, the design of the protection system and system analysis and calculation of static and dynamic characteristics. The system is able to complete the start, the running of speed up, uniform running, deceleration running and feedback control, furthermore it can run in the four quadrants. Key words：Hoist The electric control system Reversible magnetic field The logic of non-circulation