第1章绪论
1.1 国内外提升及研究状况
近三十年来，国外提升机机械部分和电气部分都得到了飞速的发展，而且两者相互促进，相互提高。起初的提升机是电动机通过减速器传动卷筒的系统，后来出现了直流慢速电动机和直流电动机悬臂安装直接传动的提升机。上世纪七十年代西门子发明矢量控制的交一直一交变频原理后，标志着用同步电动机来代替直流电机实现调速的技术时代已经到来。1981年第一台用同步机悬臂传动的提升机在德国Monopol矿问世，1988年由MA VGHH和西门子合作制造的机电一体的提升机(习惯称为内装电机式)在德国Romberg矿诞生了，这是世界上第一台机械和电气融合成一体的同步电机传动提升机。在提升机机械和电气传动技术飞速发展的同时，电子技术和计算机技术的发展，使提升机的电气控制系统更是日新月异。早在上世纪七十年代，国外就将可编程控制器(PLC)应用于提升机控制。上世纪八十年代初，计算机又被用于提升机的监视和管理。计算机和PLC的应用，使提升机自动化水平、安全、可靠性都达到了一个新的高度，并提供了新的、现代化的管理、监视手段。特别要强调的是，此时期在国外一著名的提升机制造公司，如西门子、ABB、ALSTHOM都利用新的技术和装备，开发或完善了提升机的安全保护和监控装置，使安全保护性能又有了新的提高。
就在国外科学技术突飞猛进发展的时候，我国提升机电控系统很长时间都处于落后的状况。直到目前为止，我国正在服务的矿井提升机电控系统大多数还是转子回路串金属电阻的交流调速系统，设备陈旧、技术落后。国产提升机安全性、可靠性差，在关键部位—上下两井口减速区段没有配套的有效的速度监视装置，就提升机控制技术而言，依然是陈旧的，和国外相比，我们存在很大的差距。
矿井提升系统的类型很多，按被提升对象分:主井提升、副井提升;按井筒的提升道角度分:竖井(如图1.1所示为竖井井架设备)和斜井;按提升容器分:箕斗提升、笼提升、矿车提升;按提升类型分:单绳缠绕式和多绳摩擦式等。我国常用的矿用提升机主要是单绳缠绕式和多绳摩擦式。我国的矿井与世界上矿业较发达的国家相比，开采的井型较小、矿井提升高度较浅，煤矿用提升机较多，其他矿(如金属矿、非金属矿)则较少。因此在20世纪60年代开始单绳缠绕式矿井提升机采用较多。
(1) 井架
（2）天轮
目前我国提升机90%以上均采用交流绕线式异步电动机的拖动方式，其电控系统用于单绳缠绕式提升机的有TKD系列，多绳磨擦式提升机的有JKM、幻J系列。这几种提升机通常在电动机转子回路中串接附加电阻进行起动和调速。串电阻调速是一种恒转矩调速方法转子功率的损耗随着串入的电阻的增大而增大。尽管转子串电阻调速方法很不经济，低速特性也很软，稳定性差，但是由于这种调速方法比较简单易行，起动转矩较大在拖动起重机等中、小容量的绕线式异步电动机中仍然应用广泛。
20世纪80年代，我国从瑞典、西德等国引进20多套晶闸管—直流电动机控制系统。直流电动机传动有两种电控系统，一种为直流发电机—直流电动机机组，另一种为晶闸管—直流电动机系统。我国自己生产的晶闸管—直流电动机控制系统应用于20世纪90年代。这种控制系统的优点是:体积小、重量轻、占地面积小;基础省、安装方便、建筑费用低;无齿轮传动部分(不需要减速器)、总效率高、电能消耗少;单机容量大，适用范围广;调速平稳、调速范围广、调速精度高;易于控制，能实现自动化，安全可靠;节约电能。
矿井提升机对安全性、可靠性和调速性能的特殊要求，使得提升机电控系统的技术水平在一定程度上代表一个厂或国家的传动控制技术水平。比较国内外矿用提升机系统，具体来说国外矿井提升机在电控方面的应用特点有以下几个方面:
l)提升工艺过程微机控制
提升工艺过程大都采用微机控制，由于微机功能强，使用灵活，运算速度快，监视显示易于实现，并具有诊断功能，这是采用模拟控制无法实现的。
2)提升行程控制
提升机的控制从本质上说是一个位置控制，要保证提升容器在预定地点准确停车，要求准确度高，目前可达到 2cm。采用微机控制，可通过采集各种传感信号，如转角脉冲变换、钢丝绳打滑、井筒、滚筒及钢丝绳磨损等信号进行处理，计算出容器准确的位置而施以控制和保护。一般过程控制用微机作监视，行程控制也采用单独下位机完成。
3)提升过程监视
提升过程监视与安全回路一样，是现代提升机控制的重要环节。提升过程采
用微机主要完成如下参数的监视:a、提升过程中各工况参数(如速度、电流)监视:b、各主要设备运行状态监视;c、各传感器(如位置开关、停车开关)信号的监视。使各种故障在出现之前就得以处理，防止事故的发生，并对各被监视参数进行存储、保留或打印输出。甚至与上位机联网，合并于矿井监测系统中。
4)安全回路
安全回路是指提升机在出现机械、电气故障时控制提升机进入安全保护状态的极为重要的环节。为确保人员和设备的安全，对不同故障一般采用不同的处理方法。安全回路极为重要，它是保护的最后环节之一，英、德几家公司都采用两台PC微机构成安全回路，使安全回路具有完善的故障监视功能，无论是提升机还是安全回路本身出项故障时都能准确地实施安全制动。
而在电力拖动方面，近几年国外出现了不少新拖动方式，交一交变频供电方式就是最有前途的一种。20世纪80年代西欧一些工业先进国家将交流变频调速技术应用于提升机，有代表性的是西门子公司和ABB公司。我国在20世纪90年代也引进了交流变频调速提升机控制系统。变频调速方式类似于它励直流电动机取得很宽的调速范围、很好的调速平滑性和有足够硬度的机械特性，在提升机应用中显示了其独特的优势。
1.2课题研究的目的和意义
矿井提升机是煤矿，有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠、有效高速运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。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。
所以提升机调速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。电气控制方式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。随着矿井提升系统自动化，改善提统的性能，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。
目前，我国地下矿山矿井提升机的电气传动系统主要有：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减速控制，经常会造成过放或过卷事故。提升机频繁的启动和制动工作过程会使转子串电阻调速产生相当严重的能耗，另外转子串电阻调速控制电路复杂，接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏，影响生产效益。
将变频调速技术应用于矿井提升机是矿井提升机电气传动系统的发展方向。对于现采用TKD电控系统的中小型矿井，随着变频调速技术的发展，交一直一交电压型变频调速技术已开始在矿井提升机改造中应用。变频器的调速控制可以实现提升机的恒加速和恒减速控制，消除了转子串电阻造成的能耗，具有十分明显的节能效果[10]。变频器调速控制电路简单，克服了接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏的缺点，降低了故障和事故的发生。因此，变频器在提升机调速系统中的应用具有十分广阔的前景。本文介绍变频器在提升机调速控制系统中的应用。
1.3本论文承担的任务
本课题拟解决的关键问题是控制策略研究，提升机是矿山生产中的关键设备，它属于大转动惯量机-电-液系统，提升机要按所要求的速度图运行，否则在系统中容易产生大的惯性力，降低机器的寿命，甚至产生脱轨等恶性事故。控制策略研究就是要通过电液控实时地、准确地使提升机按给定的速度图运行，使控制系统的精度和稳定性满足提升机运行的要求。
本论文的研究目标是将可编程控制器（PLC）与变频器相结合并应用于矿山实际生产中，对现有的提升机电控系统进行改造设计，提高精度，在更安全的范围内保证矿山生产的顺利进行。设计中充分考虑到保护系统恶劣的使用环境，采用控制功能强大的PLC来代替传统的大型交流接触器，简化了控制线路，并应用各种现场抗干扰措施，包括采用电抗器、空气开关、及RC防浪涌震荡电路等。尤其在软件中采用提升机电控系统中断模块及故障处理模块，使超速报警更加科学合理。为了更直观的显示提升机的工作状态及故障来源，增加了提升机监视控制系统，通过显示器对整个提升系统进行监控。
本论文承担的主要任务如下：
1．提升机电控系统主电路部分
结合煤矿生产实际情况，分析提升机工作过程及工作特点。给出提升系统的整体控制方案；确定基于PLC控制的大功率矿井提升机变频调速控制系统组成。确定各部分所要完成的控制功能，并给出控制电路连接电路图，分析其功能的实现。并采取一些提高系统安全运行和抗干扰能力的措施。
2．控制系统软件设计部分
可编程控制器PLC有强大的可编程控制功能，它是编程软件STEP—7来完成的。对于复杂的矿山提升机变频调速电控系统采用PLC控制，在本文中设计出程序控制功能流程图，并给出其它基本控制功能的梯形图及控制程序编程语言。提升机系统是一个对安全性要求极高的控制单元，所以在软件设计部分应有对其系统的故障诊断处理内容，在出现故障时应能及时报警或停车。
3．提升机速度给定方式分析
由于矿山生产过程中，提升机所承受的载荷不同、提升的方式及提升行程不同，提升机的牵引力也就不同，应对其进行适当调节，提升速度也应能及时进行控制；如不做相应的处理和调整，系统将在较小的范围内产生极大的累计误差，导致系统的巨大波动，造成过载或松绳等，甚至导致矿车脱轨或过卷等重大事故，而造成巨大的损失。所以要寻求一种控制方法来提高控制精度。在实际中经常采用的转子串电阻调速因其为有级调速，调速不连续，且对电网冲击大。所以寻求一种理想的速度给定方式极为重要，以求能够提高电控系统控制性能，改善控制品质。
4．保护及抗干扰措施
传统交流电控系统可靠性差，其安全保护、闭锁及监测系统不完善，均为单线系统，且与控制系统相混联，多数共用一套线路，互相影响。本文针对制约提升安全的主要环节设置减速、超速报警及过载、松绳、过卷等安全保护措施，增加监视系统，对提升机的运行状态及故障来源进行时时监视，使提升安全状况有所改善。
为了保证其安全生产，在系统设计上应采用隔离、滤波、屏蔽、接地等抗干扰措施。安全回路应具有双重冗余功能。
1.4小结
本章详细介绍了矿井提升机信号系统的背景，阐述了本课题研究的目的意义。在此基础上提出了本文所承担主要任务和研究的主要内容为：提升机电控系统主电路设计部分、控制系统软件设计部分、提升机速度给定方式分析、保护及抗干扰措施。在完成以上设计内容时，此调速控制系统才能成为一个有机的整体，才能安全可靠的工作，并达到预期的控制效果。
第2章矿井提升机的组成及分类
2.1 科技名词定义
中文名称：矿井提升机
英文名称：mine winder;mine hoist
其他名称：矿井卷扬机;绞车;矿井绞车
定义：安装在地面，借助于钢丝绳带动提升容器沿井筒或斜坡道运行的提升机械。分“缠绕式提升机(mine drum winder)”和“摩擦式提升机(mine friction winder)”
百度名片：矿井提升机是矿井井下和地面的工作机械。
说明：矿井提升机是一种大型绞车。用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成输送物料和人员的任务。矿井提升机是由原始的提水工具逐步发展演变而来。现代的矿井提升机提升量大，速度高，已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山机械。
2.2 矿井提升机的组成
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
2.3 矿井提升机的分类
矿井提升机是联系矿井井下和地面的工作机械。用钢丝绳带动容器在井筒中升降，完成运输任务。按工作方式分类如下：
（一）缠绕式提升机：
缠绕式提升机的主要部件有主轴、卷筒、主轴承、调绳离合器、减速器、深度指示器和制动器等（图2）。双卷筒提升机的卷筒与主轴固接者称固定卷筒，经调绳离合器与主轴相连者称活动卷筒。中国制造的卷筒直径为 2～5m。随着矿井深度和产量的加大，钢丝绳的长度和直径相应增加。因而卷筒的直径和宽度也要增大，故不适用于深井提升。
矿井提升机
1.单绳缠绕式提升机根据卷筒数目可分为单卷筒和双卷筒两种：①单卷筒提升机，一般作单钩提升。钢丝绳的一端固定在卷筒上，另一端绕过天轮与提升容器相连；卷筒转动时，钢丝绳向卷筒上缠绕或放出，带动提升容器升降。②双卷筒提升机，作双钩提升（图1）。两根钢丝绳各固定在一个卷筒上,分别从卷筒上、下方引出,卷筒转动时，一个提升容器上升，另一个容器下降。缠绕式提升机按卷筒的外形又分为等直径提升机和变直径提升机两种。等直径卷筒的结构简单，制造容易，价格低，得到普遍应用。深井提升时，由于两侧钢丝绳长度变化大，力矩很不平衡。早期采用变直径提升机（圆柱圆锥形卷筒），现多采用尾绳平衡。
2.多绳缠绕式提升机提升机在超深井运行中，尾绳悬垂长度变化大，提升钢丝绳承受很大交变应力，影响钢丝绳寿命；尾绳在井筒中还易扭转，妨碍工作。20世纪 50年代末，英国人布雷尔（Blair）设计了一台直径
3.2m双绳多层缠绕式提升机(又称布雷尔式提升机)，提升高度1580～2349m，一次提升量10～20t。（二）摩擦式提升机
1938年，瑞典的ASEA公司在拉维尔（Laver）矿安装了一台直径1.96m双绳摩擦式提升机。1947年德国G.H.H.公司在汉诺威（Hannover）矿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。
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（图5）。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。
1.井塔式提升机机房设在井塔顶层，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（图3）。
2.落地式提升机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（图4）。
2.4小结
本章主要介绍了矿井提升机的科技名词，以及详细讲述了矿井提升机的组成
及分类，
第3章矿井提升机的制动装置及安全装置
3.1 矿井提升机的制动装置
3.1.1 制动装置的组成及种类
提升机制动系统是提升机重要组成部分，它直接关系到提升机设备得安全运行，它由制动器（闸）和传动装置组成。制动器直接作用到制动力矩的机构、传动装置是控制并调节制动力矩的机构。制动器按其结构可分为块闸(角移式和平移式)和盘问；传动装置按传动能源可分为液压、气动及弹簧等。
3.1.2 制动装置的作用
提升机在矿井中担负着提升煤炭、矸石。升降人员和设备、运送材料及丁具等任务。它是沟通矿井地面与井下的运输设备，是矿井的重要设备之一。而矿井提升机的制动和安全保护装置是提升系统的重要组成部分，它直接影响提升机正常丁作和安全运行，因此对提升机的制动器和安全保护装置必须给予充分的重视。并加强机房管理，为操作人员创造一个更好的更安全的工作环境。矿井提升机制动装置的用途是：
（1）在提升终了或提升机不工作时，可靠的闸住提升机——停车制动；
（2）减速阶段参与提升机的速度控制——工作制动；
（3）作为安全机构，发生紧急事故时，进行安全制动，对提升系统进行保护——紧急制动；
（4）双卷筒提升机动作调绳离合器时，应能闸住活卷筒，动作死卷筒。
3.1.3《煤矿安全规程》对制动力矩的规定
①对于立井或倾角大于30。的斜井最大制动力矩不得小于提升或下放最大静负力矩的3倍；
②对于双滚筒提升机．为了使离合器打开时能制动住游动滚筒、制动器在一个滚筒上的制动力矩，不得小于该滚筒悬挂提升容器和钢丝绳重力所产生的力矩的1.2倍；
③在同一制动力矩作用下,安全制动时，上提及下放货载。其减速度是不同的。在立井和倾斜巷道中使用的提升机，安全制动时，全部机械的减速度必须
符合下表的规定；
④对于摩擦式提升机工作制动或安全制动的减速度、不得超过钢丝绳的滑动极限。即不引起钢绳打滑；
⑤安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现，制动器的空动时间(由安全保护回路断电时起到闸瓦接触到闸轮上的时间)气压块闸不得超过0.5秒．液压块闸不得超过0.6秒，盘式制动器不得超过0.3秒。
3.1.4 制动装置的有关规定
（一）《煤矿安全规程》第428条规定：提升绞车必须装设深度指示器、开始减速时能自动示警与不离开座位即能操纵的常用闸和保险闸，保险闸必须能自动发生制动作用。
常用闸和保险闸共用1套闸瓦制动时，操纵和控制机构必须分开。双滚筒提升绞车的2套闸瓦的传动装置必须分开。
对具有2套闸瓦只有1套传动装置的双滚筒绞车，应改为每个滚筒各自有其控制机构的弹簧闸。
提升绞车除设有机械制动闸外，还应设有电气制动装置。
严禁司机离开工作岗位、擅自调整制动闸。
（二）《煤矿安全规程》第429条规定：保险闸必须采用配重式或弹簧式的制动装置，除可由司机操纵外，还必须能自动抱闸，并同时自动切断提升装置电源。常用闸必须采用可调节的机械制动装置。
保险闸或保险闸第一级由保护回路断电时起至闸瓦接触到闸轮上的空动时间：压缩空气驱动闸瓦式制动闸不得超过0.5s，储能液压驱动闸瓦式制动闸不得超过0.6s，盘式制动闸不得超过0.3s。
盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2mm。保险闸施闸时，杠杆和闸瓦不得发生显著的弹性摆动。
（三）提升绞车的常用闸和保险闸制动时，所产生的力矩与实际提升最大静载荷旋转力矩之比不得小于3。在调整双卷筒提升绞车卷筒旋转的相对位置时（此时游动卷筒与主轴脱离连接），制动装置在各滚筒闸轮上所发生的力矩，不得小于该滚筒所悬重量（钢丝绳重量与提升容量重量之和）形成的旋转力矩的1.2倍。在立井和倾角大于30°的倾斜井巷，提升装置的保险闸发生作用时，减速度必
须符合：下放重载时，不得小于1.5m/s;
3.2 矿井提升机的安全保护装置
《煤矿安全规程》第427条规定：提升机必须具有以下九种安全保护装置：防止过卷装置、防止过速装置、过负荷和欠电压保护装置、限速装置、深度指示器失效保护装置、闸间隙保护装置、松绳保护装置、满仓保护装置、减速功能保护装置
1、防止过卷装置：当提升容器超过正常终端停止位置（或出车平台）0.5m时，必须能自动断电，并能使保险闸发生制动作用。
2、防止过速装置：当提升速度超过最大速度15%时，必须能自动停电，并能使保险闸发生作用。
3、过负荷和欠电压保护装置：在提升机的配电开关上设有过电流和欠电压保护装置，在过负荷或欠电压情况下使配电开关自动跳闸，切断提升电动机电源，并使保险闸发生作用。
4、限速装置：提升速度超过3m/s的提升绞车必须装设限速装置，以保证提升容器（或平衡锤）到达终端位置时的速度不超过2m/s。如果限速装置为凸轮板，其在１个提升行程内的旋转角度应不小于270°。
5、深度指示器失效保护装置：当指示器失效时，能自动停电并能使保险闸发生作用。
6、闸间隙保护装置：当闸间隙超过规定值时，能自动报警或自动断电。
7、松绳保护装置：缠绕式提升绞车必须设置松绳保护装置并接入安全回路和报警回路，在钢丝绳松弛时能自动断电并报警。箕斗提升时，送绳保护装置动作后，严禁受煤仓放煤。
8、满仓保护装置：箕斗提升的井口煤仓仓满时能自动报警和自动断电。
9、减速功能保护装置：当提升容器（或平衡锤）达到设计减速位置时，能示警开始减速。
防止过卷装置、防止过速装置、限速装置、减速功能保护装置应设置为相互独立的双线型式。
3.2.1 提升机机房的管理
(1)提升机机房电控室消防及其灭火、提升机机房必备消防器材如消防砂箱、
消防砂袋以及防火锹、镐、钩、桶等；提升机机房必须配备必要的灭火器材。如二氧化碳灭火器、干粉灭火器等；25m长的消防软管等。
(2)提升机机房日常管理内容：要认真对灭火器定期检查，防止失效；砂箱砂量不得少于0.2m3，防火用具不得挪作他用、使用后应及时补充；消防用水应有一定的水量和压力。
(3)扑灭提升机机房电控室的电火和油火时应注意的事项和方法是，应尽快切断电源，防止火势蔓延，并且防止触电。切断电源时应注意：起火后绝缘降低，操作人员应使用绝缘用具；应先断开负荷开关，若无法断开开关时，应设法剪断线路。火灾发生后，应立即向矿调度室报告。灭火时，不可将身体或手持的用具触及导线和电气设备，防止触电。使用不导电的灭火器材(女[1--氧化碳灭火器、干粉灭火器等)若油着火时，不能用水直接灭火，只能用砂子以及二氧化碳灭火器、干粉灭火器等器材灭火。
3.2.2 设备电气火灾预防措施
(1)提升机机房保持电气设备的完好，发现故障及时处理。
(2)提升机机房避免电气设备的温度过高。
(3)提升机机房保持电气设备的清洁，电缆要吊挂整齐，及时清理电气设备的油污、粉尘。
(4)提升机机房电气设备近处不得存放易燃、易爆等物品。
(5)提升机机房配备足够数量、不同种类的消防器材，并加强管理，定期检查、试验。用后应及时补齐。
3.2.3 提升机机房的保安措施
(1)提高警踢，加强“三防”工作，保证设备的安全运转。
(2)非机房操作人员不准人内。外来人员必须经有关领导批准后，持介绍信，方可登记人内。
(3)遵守劳动纪律，不准脱岗或做与工作无关的事情。
(4)积极做好安全检查及事故预防工作。消防器材要完备可靠，发现隐患及时消除。
(5)发生电气设备事故时，必须妥善保护现场，如实汇报情况，及时处理。
(6)房门外要按规定悬挂“机房重地，闲人免进”的警示牌。
(7)机房应配应急灯。
3.2.4 井下提升机电控室对风量和温度的具体要求
(1)井下提升机主控室必须设有回风的通道或调节风窗。其回风断面和回风量应根据机电设备的类型、容量大小、提升能力、硐室断面等情况而确定。通风网路必须独立。
(2)保持适宜的温度井下提升机主控室内的温度不得超过30℃。当机电硐室的空气温度超过34℃时，必须采取降温措施。
(3)必须检查瓦斯。特别是设置在采区内的提升机主控室必须每班至少检查1次瓦斯浓度。
(4)检查机电硐室的风是否合格，应检查发热设备周围距机壳0.5m处的回风侧的温度不超过30℃为合格。
3.2.5 斜井(巷)提升，常用的跑车防护装置及设施类型
(1)电动式自动挡车门：由挡车门、提档装置、配重和电控系统等几部分组成。
(2)机械式旁侧处磕头跑车防护装置：当提升机正常运行时，车箱碰撞活动板，使活动板绕立轴上的撞板不会碰到作用杠杆上，于是车档不落下。一旦发生跑车，则立轴上的活动板被飞速跑下的矿车猛烈碰撞后，迫使撞板碰到作用杠杆上，使其绕轴转动，立即拉开脱扣，使钢丝绳失去拉力，挡往跑车。
(3)档杆式跑车防护装置：利用跑车的作用力，通过杠杆与连杆传动机构，使提档装置动作，迫使车杆迅速落下，挡住跑车。
(4)阻车叉跑车防护装置：当串车向上提升之前，把钩工将阻车叉挂在最后一辆矿车的尾部，一旦发生跑车，阻车叉能立即叉住矿车。
(5)挂历式跑车防护装置：当发生跑车事故时，下跑的矿车以高速度冲击摆秆，撞击销轴，致使钩秆绕轴转动，并与枢环相互脱开，此刻挡车门失去钢丝绳的牵引力，靠白重立即下落，挡往跑车。
(6)压工跑车防护装置：安设在井口和中部车场，矿车或串车正常运行时，提升钢丝绳拉紧，并将移动绳轮紧紧压下，通过连接钢丝绳将挡车门拉起。一旦发生跑车，提升钢丝绳松弛，对移动绳轮失去压力，挡车门因无牵引力而由于白重立即下落，挡住跑车。
第4章提升机调速控制系统硬件实现
4.1引言
经过分析比较，权衡各种控制方案的优劣，结合提升机调速系统属于恒转矩负载特性，最终选择PLC与变频器相结合的变频调速方案，其变频控制方式为：矢量变频调速控制。
此方案能够很好解决传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点，变频调速是通过改变定子供电频率来达到电机调速的目的，无论转速高低，其机械特性基本上与自然机械特性平行，能够满足提升机特殊工作环境的要求且有着明显的节电效果；采用PLC对提升系统进行保护和监控，使系统更加安全可靠。变频调速系统将是提升机电控系统的发展方向。
4.2提升机电控系统总体结构
基于PLC控制的大功率矿井提升机变频调速控制系统由动力装置、液压站、变频器、操作台和控制监视系统组成，系统框图如图3—1所示。各部分功能如下：动力装置：包括主电机、减速器、卷筒、制动器和底座，完成人、物、料的运输任务。主电机通过减速器向卷筒提供牵引所需的动力；
液压站：为提升机提供制动力，停车时先通过液压站给卷筒施加机械制动力，再取消直流制动力；提升机起动时，先对电机施加直流制动，再松开机械抱闸，防止溜车，以保证系统安全可靠地工作。
变频调速器：是动力装置的能量供给单元，通过它可将输入工频电能转换成频率可调的电能提供给交流电动机，以达到控制交流电动机转速的目的。
操作台：操作台设置两个手柄，分别用于速度辅助给定及制动力给定。它是整个矿井提升机运输系统的控制核心，通过它可以设定系统的工作方式和控制方式，可以发布系统的各种控制命令，以实现对提升机启动、加速、平稳运行、减速、停车以及紧急制动等各种控制功能。
控制监视系统：是操作人员和控制系统及运输系统之间的桥梁，它可以在线
监测提升机运输系统的各种工作参数、工作状态、故障参数和故障状态。
变频调速控制系统工作原理：
如图3—1，系统内部采用矢量控制思想，AC380V三相动力电源由隔爆接线腔R,S,T 3个接线柱接入隔爆主腔内，大功率变频（SB61G110KW）可以将工频三相交流电经过交—直变换之后经过逆变器，利用设定的参数进行逆变，使得输出为某一相应设定频率的交流电，经变频后输出U,V,W来驱动电机的运行。变频器输出频率的变化，将导致电动机的输出转速变化，二者之间的关系近似线性。这样，就起到了调速的作用。
在提升过程中，控制提升机运行的主速度给定S形速度曲线由PLC编程产生，经过A/D转换，由模拟量输出口输出，以驱动变频器工作；对变频器输出频率的调整控制，也可根据现场的工况需要，由操作台速度控制手柄以辅助给定的方式进行控制。
旋转编码器可以检测主电动机的转速，并将此信号传送给可编程控制器，PLC通过该信号可以累计计算提升机的行走距离。操作人员通过操作台向PLC 发送控制提升机运行的控制命令。控制监视系统通过与PLC的通信，将电动机的所有运行参数和故障参数都显示出来，并对矿车的位置及速度进行时时监控。为操作人员分析故障、判断故障和处理提供依据。
4.3提升机电控系统变频器选择
本调速控制系统包括：德国的西门子(Siemens)公司生产的模块式PLC S7-300和变频器各一台。变频器选用森兰公司的通用变频器系列SB61G110KW 通用变频器，功率为110kW。
根据变频调速原理，在变频器的控制输入回路中接入频率设定电路，由PLC 输出的模拟量，即电压或电流信号来控制变频器的输出频率，实现电机速度控制。本系统中调速采用PLC+D/A模块配合变频器进行，通过PLC输出电压信号(0~10V)来控制变频器的频率。此时的变频器输出频率与设定电压输入成正比。
为了便于监控变频器的运行状态并及时发现异常，应取出变频器的异常信号送到PLC的输入模块，以作为变频器的事故报警信号及安全制动。
为了与变频调速系统配合，保证在启动力矩、低频转矩、过载能力等方面满足系统的要求，选用冶金起重专用变频电动机。变频电动机的电磁设计、结构设计和绝缘系统设计既考虑了对变频器电源供电和宽范围变频调速的适应能力，又体现了冶金及起重专用三相异步电动机过载能力大、机械强度高的特点。与变频调速良好的起、制动功能相结合，特别适用于采用变频调速，短时间或断续周期运行、频繁启动和制动的场合，既能保证电动机在高频时的过载能力，又能在低频时保持恒转矩输出。
4.4变频控制部分设计
4.4.1变频调速主系统设计
变频调速单元采用森兰SB61系列SB61G110KW通用变频器，其变频调速系统主电路如图3—2所示。与标准的电压—频率控制装置相比较，在速度参数和负载转矩都改变的情况下，VVCPLus的动态和稳定性较优越，可实现一个全数字化的保护，即使在最恶劣的操作条件下，也可确保可靠运行。SB61G110KW 具有国际领先的无速度传感器矢量控制技术和拟超导技术，使电机低速时机械特性变硬。同时具有短路、接地和过载保护功能。
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
摘要 JT系列提升绞车可供煤矿、金属矿、非金属矿在倾斜巷道作升降物料和人员之用，也可作为小型竖井的提升设备。据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型(支轮为铸造，滚筒为焊接)和焊接型。 机械传动系统包括减速器和联轴器,矿井提升机主轴的转数由于受提升速度的限制，一般在l0一60转／|分之间，而用作拖动的电动机的转数，一般在480一960转／分之间。这样，除采用低速直流电动机拖动外，一般情况下不能将主轴与电动机直接联接，中间必须经过减速器。因而减速器的作用是减速印传递动力。联轴器由半联轴器、柱销等零件组成。由于柱销具有缓冲和减震作用，因而具有传动平稳、噪音小、安全可靠、易于维护等优点。主轴与减速器输出轴的连接采用齿式联轴器。 润滑系统是一切机械系统中很重要的一个环节。润滑系统的作用是：在提升机工作时，不间断地向主轴承、减边器轴承和啮合齿面压送润滑油，以保证轴承和齿轮能良好的工作润滑系统必须与自动保护系统和主电动机联锁 电动机通过主轴驱动滚筒．主轴也是传动的主要部件。提升绞车主轴应能承受工作过程中的外负荷而不发生残余变形和过量的弹性变形，同时要保证一定的使用寿命。主轴往往是提升机中重量最大的一个零件，其尺寸和传递的力矩也较大。 关键词：提升绞车减速器联轴器主轴
Abstract JT Series hoist for coal, metal mining, non-metallic mineral movements in the tilt of roadway materials and personnel for use in small shaft can also be used as the upgrading of equipment. According to the different manufacturing process which could take the drum hoist structure casting a hybrid welding (support wheel for the casting, roller for welding) and the welding-type. Reducer and the mechanical transmission system including the coupling, the main axis of mine hoist to raise the speed of a few because of the restrictions, generally 60 to 1 l0 / | between points, and the motor used to drag a few, generally 480 a 960 r / min between. In this way, in addition to the use of low-speed DC motor drag outside, under normal circumstances can not be directly connected to the motor spindle with the middle through reducer. Reducer thus slow down India's role is to transfer power. Coupling by the semi-coupling and column component parts inventory. Sales as a result of column buffer and shock-absorbing role, so they have a smooth drive, the noise of small, safe, reliable, easy to maintain and so on. Spindle and the reducer output shaft gear coupling used to connect. Lubrication of all mechanical systems is a very important aspect. Lubrication system is: in the elevator work, uninterrupted to the main bearings, bearings and browser side by tooth meshing Pressure lubricants, bearings and gears in order to ensure the work can be a good lubrication system with automatic protection systems and the main electrical interlock Drum through the spindle drive motor. Spindle drive is also the main components. Spindle hoist should be able to work outside the course of the load without the occurrence of excessive residual deformation and elastic deformation, at the same time to ensure that a certain life. Spindle is often the weight of hoisting machine in one of the biggest parts of their size and the torque delivery as well. Key words: spindle hoist reducer coupling
1 绪论 1.1液压提升机概述 1.1.1引言 液压提升机是利用液压马达直接或通过减速箱来拖动滚筒的一种提升机，液压提升机的用途很广泛，常用于船舶、港口、建筑、矿山、冶金和林业等许多行业。习惯把卷筒直径错误！未找到引用源。< 2000mm 时的称为提升机, 而把错误！未找到引用源。≥2000mm时的称为提升机,以下统称为提升机。自60年代中期提升机出现以来,40多年发展迅速,在工业发达国家的煤矿井下已广泛使用,从大到小,从单绳到多绳，从有极绳到无极绳,从缠绕式到摩擦式,各种品种规格比较齐全。液压提升机主要由液压驱动系统、液压制动系统、液压控制系统、卷筒-负载系统、操作系统及其它如深度指示、提升超速、过卷安全保护等辅助系统组成。 1.1.2液压提升机的用途、工作原理、类型 （1）用途 液压提升机主要用于煤矿井下,作为提升和下放人员、煤、矸石及运输材料、设备之用。在煤矿主要是用于采区上、下山运输,同时也可用于井下暗立井、暗斜井和掘进时的提升运输及井下辅助运输. （2）工作原理 液压提升机由机械、液压传动、电气部分等组成。采用鼠笼型防爆主电机驱动双向变量主油泵；主油泵和二台内曲线低速大扭矩液压马达组成闭合回路、衡扭矩液压调速系统；二台液压马达分别布置在主组装置两侧与主组联接,拖动提升机运转。提升机有二台辅助油泵，一台工作、一台备用。辅助油泵中，其大泵作补油泵用，给主液压传动补油；小泵作控制用，给制动系统、操作系统、调绳系统供油。 提升机采用远距离液控操纵方式。司机通过操作液压式比例先导伐给主油泵的比例油缸输入由低到高的压力油，使主油泵的行程调节器动作，改变主油泵摆动的缸体的倾角来改变主油泵的流量，以改变液压马达的转速，使提升机起动，加速运转。司机通过操作液压式比例先导伐的手柄扳到不同角度，就可使主油泵输出不同的流量，使提升机得到不同的提升速度。当液压式比例先导伐的手柄扳到最大位置时，提升速度最大。当液压式比例先导伐的手柄扳到中立位置时，提升机停车。当手柄反方向扳动时，提升机反方向运行。 提升机采用盘型闸制动，以实现提升机的正常和紧急制动。正常制动的制动力靠液压传动装置本身产生的。提升时负荷成为制动力。下放重物时液压马达变为泵。液压泵变为液压马达。使电动机产生发电反馈制动。盘型制动器不参与工作制动。只是在提升机卷筒停止运转后作为保险装置来使用。提升机在运行中出现故障，保险装置自动工作，也可由司机用脚踏开关进行紧急制动停车。 提升制动系统有压力油时，盘型闸制动打开，没有压力油盘型闸制动。司机操作的液压式比例先导阀共有4个减压阀，其中两个减压阀操纵主油泵正反向供油，另两个减压阀控制盘型闸的开起，当司机操作液压式比例先导伐时，同时压下两个阀，一个阀输出的压力油进主泵的比例油缸，使主泵向液压马达供油并使其运转。另一个阀输出的压力油供制动系统的液控换向阀，使制动系统向盘型制动器供油，盘型闸制动打开、使提升机运转。当司机扳回液压式比例先导伐的手柄扳到中立位置时，（比例油缸向中位返回）主泵流量逐渐减小到零，液
摘要 近几年来我国每年的GDP总值在不断的增长，人类追求优质生活的要求也在不断的增加，人类对煤的需要也在不断高于每年的需求量，同时煤矿的生产速率已满足不了各个工业生产的需求，而矿井煤矿中的继电式的提升机设备以逐步不在适用，逐步采用自动化式的提升设备，因此对矿井开采自动化煤矿提升设备的安全、稳定和高速控制装置有了更高的要求。 提升机是煤矿矿道中与外面联系的重要交通工具，是煤炭矿井与外面联系最重要的应用，是在从采面到地面过程当中最重要设备，是运送煤炭以及工作人员安全的重要设备；而煤矿中的提升机中是矿井井道中输送煤炭、矿石、人员等重要的运送装备。 对于矿井提升机来说，只运用到了立井和斜井当中。与此同时矿井提升机工作的稳定、安全性等是最重要的，而对于传统的矿井井道中的提升机多由继电器连线构成，构成的电控装置系统相对来说比较复杂、工作时间长、体积庞大，并且其触点繁多，机械性动作不灵活，有时会产生电火花摩擦，甚至会发生漏电、火灾事故；另一方面就是它的硬件接线比较麻烦、故障率的出现比较频繁，而且不便于检修，并且调速性能相对比较差、不灵活、稳定性能较差；在运作时硬件启停过程中，不仅存在着较大的起动电流，还会产生电弧，并且产生过大的电流损耗（包括线路损耗），还大大缩短了接触器、电动机等机械器件本身的寿命，严重时会发生矿车脱轨等安全事故，并且需要大量的人工操作维修、检测，不仅维护困难，而且严重影响矿山的生产和运行效益。 如今自动化水平的不断进步，可编程控制（PLC）技术也逐步进入人类的生产视线中，因此为了使电控装置拥有更好地运作前提，所以采取星—三角降压启动与PLC电控技术去相配合从而去改造传统矿山行业中井道提升机系统装备。 在本课题研究中采取可编程控制（PLC）技术去取代原有提升设备中继电器—接触器式电控装配，使用的是星—三角形降压启动的措施，电动机再启动的时候可以减少起动电流，从而保护了电动机内部器件的侵害；并设有两地控制、设有电磁抱闸安全系统、报警装置、电动机故障检测，以更好、更安全的方式提高生产效率的矿井提升机。 关键词：矿井提升机 PLC技应用术星—三角降压启动电动机的故障检测
摘要 单绳缠绕式矿井提升机的工作原理：钢丝绳的一端用钢丝绳夹持固定在卷筒幅板上，另一端经卷筒的缠绕后，通过井架天轮悬挂提升容器。这样，利用主轴旋转方式的不同，将钢丝绳缠绕上或放松，以完成提升或下降容器的工作。 主轴装置是单绳缠绕式矿井提升机的主要工作机构，它的作用是：①缠绕提升机钢丝绳；②承受各种正常载荷(包括固定载荷和工作载荷)； ③承受各种积极情况所造成的非常载荷。在非常载荷作用下，主轴装置部分不应有残余变形。单绳缠绕式矿井提升机的主轴装置是其核心部件，要求我们应认真设计，精心制造，这对于确保矿井提升机安全可靠运行，预防和杜绝故障及事故的发生，也具有十分重要的意义。 本设计根据生产实际和预选的数据，以提升机的配套设备为核心，经过科学的计算和分析，设计、选择了一套矿井提升机的传动系统设备，并采用了光电测速传感器作为深度指示系统的数据采集装置，实现了从机械控制到数电控制的转变，同时为提升机控制系统的技术改造奠定了基础。 关键词：提升机，主轴，制动器，光电测速传感器
ABSTRACT What the principle of the single rope twines mine pit elevator is that: One end of the steel wire rope is fixed to Winding by the steel wire rope nip, another end after twined hangs and promotes the vessel by derrick wheel. In this way, we make use of the differences of the revolve way to twine or relax the steel wire rope so that to complete the vessel to step up or drop down. Main axle is the core part of the mine elevator. Its functions are:① the steel wire rope of twines the type mine pit elevator ; ②endure a kind of normal load( including fixed load and work load );③endure the kinds of unusual load which is result from positive situation. Under the unusual load function, the part of the main axle equipment should not remain remaining distortion. It required us to be careful designing and manufacture when designing and manufacturing. Only in this way, we can prevent the occurrence of failures or accidents .Obviously, the possesses is very significance. This design is on the basis of the data which are chosen by advance and actually, take the elevator supplementary equipment as the core, after the analysis and computation in science, has designed and chosen a set of the transmission system of the mine pits elevators, and used the electrical-light sensor as the equipment of the indicating system which to measure the amount of the depth of the tank. It enforced the change from the mechanically control to the numerical control, at the same time, has laid the foundation for improve the control system of the elevator. KEY WORDS: elevator, main axle, brake, electrical-light measurement velocity sensor
毕业设计斗式提升机的设 计 Last revision on 21 December 2020
TH250斗式提升机的设计 摘要：本文在满足具有除尘除臭功能的冷凝吸附一体化设备吸附剂运送功能的前提下，分析了现有斗式提升机优缺点，设计了一套适合吸附剂运送的，安全，稳定，生产效率高的斗式提升机，介绍了该设备的结构、原理及性能特点。 关键词：斗式提升机；链式 Abstract：This paper satisfiedof transport function of having deodorizes function equipment ,In the analysis of existing bucket elevator on the basis of advantages and disadvantages，The research developed a set of bucket elevator that is safety，stabilize and efficient，Introduced this system structure，the principle and the Performance characteristics. Keyword：Bucket elevator, Chain 目录 1.绪论 (1) . 斗式提升机发展的历史背景 (1) . 斗式提升机国内外研究现状和发展趋势 (1) 斗式提升机国内外研究现状 (1) 发展趋势 (2) . 斗式提升机的工作原理 (3) 斗式提升机分类 (3) 斗式提升机的装载和卸载 (3) 常用斗提机选用及相关计算 (4) 斗式提升机的主要部件 (6) 斗式提升机的工作原理 (7) 2.设计方案拟定 (9) 3.TH250斗式提升机主要参数确定及主要结构设计 (10) . 提升功率的确定 (10) . 电动机选择 (11) . 减速机选择 (11) . 驱动轴设计及附件的选择 (11) 轴的材料及热处理 (11) 轴的结构设计 (11) 轴的强度校核计算 (13) 驱动链轮键的设计校核 (14) . 联轴器的选择 (15) . 提升机主要参数的计算 (16) . 头部罩壳的选材及连接 (17) . 中部区段的设计选材 (18) 4.设计总结 (19)
基于PLC的矿井提升机控制系统的设计 2010-7-12 16:30:00徐成毅供稿 1 引言 目前，我国绝大部分矿井提升机（超过70% ）采用传统的交流提升机电控系统（tkd-a为代表）。tkd控制系统是由继电器逻辑电路、大型空气接触器、测速发电机等组成的有触点控制系统。经过多年的发展，tkd-a系列提升机电控系统虽然已经形成了自己的特点，然而其不足之处也显而易见，它的电气线路过于复杂化，系统中间继电器、电气接点、电气联线多，造成提升机因电气故障停车事故不断发生。采用plc技术的新型电控系统都已较成功的应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。 2 总体设计方案 基于plc技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图1所示，要由以下5部分组成：高压主电路（包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源）、主控plc电路、提升行程检测与显示电路、提升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。 图1 矿井交流提升机电控系统框图 工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向
前推离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向（或反向）极端位置，主控plc通过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接入全部转子电阻启动，然后依次切除8段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转编码器跟随主电动机转动，输出2列a/b相脉冲，分别接到主控plc的高速计数器hsc0的a/b 相脉冲输入端，由主控plc根据a/b脉冲的相位关系，自动确定hsc0的加、减计数方式。根据hsc0的计数值，就可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的a相脉冲，主控plc进行加计数。根据hsc1在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。 3 硬件设计 3.1 提升机主回路部分设计 主回路用于供给提升电动机电源，实现失压、过流保护，控制电机的转向和调节转速。主回路由高压开关柜、高压换向器的常开触头、动力制动接触器的常开主触头、动力制动电源装置、提升电动机、电机转子电阻、加速接触器的常开主触头（1jc～8jc）和装在司机操作台上的指示电流表和电压表等组成。系统原理图如图2所示。
基于 PLC 的矿井提升机控制系统设计
2010-2-9 20:25:00 来源：
1 引言目前，我国绝大部分矿井提升机（超过 70% ）采用传统的交流提升机电控系统（tkd-a 为代 表）。tkd 控制系统是由继电器逻辑电路、大型空气接触器、测速发电机等组成的有触点控制系统。经 过多年的发展，tkd-a 系列提升机电控系统虽然已经形成了自己的特点，然而其不足之处也显而易见， 它的电气线路过于复杂化，系统中间继电器、电气接点、电气联线多，造成提升机因电气故障停车事 故不断发生。采用 plc 技术的新型电控系统都已较成功的应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经 验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。2 总体设计方案基于 plc 技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图 1 所示，要由以下 5 部分组成：高压主电路 （包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源）、主控 plc 电路、提升行程检测与显示电路、提 升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。
图 1 矿井交流提升机电控系统 框图 工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向前推 离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向（或反向）极端位置，主控 plc 通 过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接入全部转子电阻启 动，然后依次切除 8 段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转 编码器跟随主电动机转动，输出 2 列 a/b 相脉冲，分别接到主控 plc 的高速计数器 hsc0 的 a/b 相脉冲输 入端，由主控 plc 根据 a/b 脉冲的相位关系，自动确定 hsc0 的加、减计数方式。根据 hsc0 的计数值，就 可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的 a 相脉冲，主控 plc 进行加计数。根据 hsc1 在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。 3 硬件设计 3.1 提升机主回路部分设计主回路用于供给提升电动机电源，实现失压、过流保护，控制电机的转向和 调节转速。主回路由高压开关柜、高压换向器的常开触头、动力制动接触器的常开主触头、动力制动 电源装置、提升电动机、电机转子电阻、加速接触器的常开主触头（1jc～8jc）和装在司机操作台上的 指示电流表和电压表等组成。系统原理图如图 2 所示。
毕业设计说明书 TH200环链斗式提升机设计 专业过程装与控制工程 学生朝晨 班级B装备122 学号1210104210 指导教师周博
完成日期2016年6月3日 TH200环链斗式提升机设计 摘要：斗式提升机在我国由50年的发展历史了，本说明书主要从斗式提升机的驱动部分和紧部分分析研究斗式提升机，驱动部分主要由发动机、减速器以及大小链轮组成，在本设计的附录中有图纸有专门的图纸参考；紧部分的原理是杠杆原理，紧杆一端连接紧架，一段挂着坠重箱，中间部分连接尾轴装置，通过增加或者减少坠重箱的重量达到紧作用。本说明说会通过解析斗式提升机的工作原理和基本结构性质研究斗式提升机，会运用到三维图像进行研究。关键词：斗式提升机；坠重箱；工作原理；三维图像
Design of TH200 Ring chain hoist ABSTRACT：Bucket elevator in China from nearly 50 years of development history,This specification is mainly from the drive part of the bucket elevator and the tension part analysis and research of the bucket elevator.The driving part is mainly composed of an engine, a reducer and chain wheels.In the appendix of this design, there are drawings with special reference to the drawing.The principle of tension part is the lever principle.One end of the tension rod is connected with a tension frame, and a segment of the hanging heavy box is connected with the tail shaft device.By increasing or decreasing the weight of the heavy box to reach the tensioning effect.This note said that through the analysis of the working principle and basic structure of the bucket elevator.Will be applied to the study of three-dimensional images. Keywords:Bucket elevator;Drop weight box;Working principle;Three dimensional image.
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
目录 前言 (1) 2 本课题介绍及设计理论 (2) 2.1概述 (2) 2.2 斗式提升机的工作原理 (2) 2.2.1斗式提升机分类 (2) 2.2.2斗式提升机的装载和卸载 (2) 2.2.3常用斗提机选用及相关计算 (3) 2.2.4斗式提升机的主要部件 (5) 2.2.5斗式 (6) 3. 提升机主要参数确定及主要结构设计 (8) 3.1 提升功率的确定 (8) 3.2 电动机选择 (9) 3.3 减速机选择 (9) 3.4驱动轴设计及附件的选择 (9) 3.4.1轴的材料及热处理 (9) 3.4.2 轴的结构设计 (9) 3.4.3 轴的强度校核计算 (10) 3.4.4 轴承选用 (12) 3.4.5键的设计校核 (13) 3.5联轴器的选择 (13) 3.6驱动链轮的结构设计 (15) 3.7提升机主要参数的计算 (15) 3.8头部罩壳的选材及连接 (16) 3.9中部区段的设计选材 (16) 3.10料斗与环链的设计 (17) 4结论 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21) 附录 (22) 1
1前言 斗式提升机广泛用于垂直输送各种散状物料，国内斗提机的设计制造技术是50年代由前苏联引进的,直到80年代几乎没有大的发展。自80年代以后,随着国家改革开放和经济发展的需要,一些大型及重点工程项目从国外引进了一定数量的斗提机,从而促进了国内斗提机技术的发展。有关斗提机的部颁标准JB3926—85及按此标准设计的TD、TH及TB系列斗提机的相继问世,使我国斗提机技术水平向前迈了一大步, 但由于产品设计、原材料、加工工艺和制造水平等方面的原因,使产品在实际使用中技术性能、传递扭矩、寿命、可靠性和噪声等与国际先进水平相比仍存在相当大的差距。 斗式提升机按牵引形式主要分为胶带式、圆环链式和板链式三种,因经济条件、技术水平及使用习惯等原因,国内用户对圆环链式和胶带式斗提机需求量较大,这两种斗提机的技术发展受到较多的关注,而且有较为明显的发展。TH型是一种圆环链斗式提升机，采用混合式或重力卸料，挖取式装料。牵引件用优质合金钢高度圆环链。中部机壳分单、双通道两种形式为机内重锤箱恒力自动张紧。链轮采用可换轮缘组合式结构。使用寿命长，轮缘更换工作简便。下部采用重力自动张紧装置，能保持恒定的张紧力，避免打滑或脱链，同时料斗遇到偶然因素引起的卡壳现象时有一定的容让性，能够有效地保护下部轴等部件。该斗式提升机适用于输送堆积密度小于1.5t/m3易于掏取的粉状、粒状、小块状的底磨琢性物料。如煤、水泥、碎石、砂子、化肥、粮食等。TH型斗式提升机用于各种散状物料的垂直输送。适用于输送粉状、粒状、小块状物料，物料温度在250℃以下。 2
（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。
第1章绪论 1.1沥青混凝土搅拌设备概述 沥青混凝土搅拌设备是生产各种沥青混合料的机械装置，适用于公路、城市道路、机场、码头、停车场、货场等工程部门。沥青混泥土设备的功能是将不同粒径的骨料和填料按规定的比例掺和在一起，用沥青作结合料，在规定的温度下拌和成均匀的混合料。常用的沥青混合料有沥青混凝土、沥青碎石、沥青砂等。沥青混凝土搅拌设备是沥青路面施工的关键设备之一，其性能直接影响到所铺筑的沥青路面的质量。 1.2国内外水平及发发展方向 沥青混凝土搅拌设备在国外有着很久的历史，是在本世纪初就已问世。经过长期的发展，特别是随着电子技术的日益完善以及计算机技术和信息处理技术的突飞猛进，沥青混凝土搅拌设备在发达国家已经达到很高的技术水平，并仍在不断改进，产品更新换代较快。 1.2.1沥青混凝土搅拌设备的发展水平 (1)生产能力系列化目前，国际市场沥青混凝土搅拌设备型号规格十分齐全，有小时产量几吨的小型设备，也有小时产量上千吨的大型设备，使用较多的是350t/h以下的各种中小型设备。但是，随着沥青混凝土材料的商品化，间歇强制式搅拌设备生产能力最高已达700t/h连续滚筒式搅拌设备能力最高可达1200t/h. (2)技术性能先进化为适应工程对于产品的质量的需要，为满足社会对于节能、环保的要求，设备的各项技术指标越来越高。目前骨料和粉料的计量精度间歇强制式搅拌设备达1%；沥青计量精度间歇强制式搅拌设备达0.33%，连续滚筒式搅拌设备达0.5%热效率可达80%-85%；粉尘控制量都可控制在50mg/m3以内。 (3)控制操作自动化不论是间歇式还是连续滚筒式搅拌设备，其控制系统均采用计算机管理，并设置微机程序与手动相结合的控制方式；设备的工艺流程可在显示器屏幕上模拟显示，且具有故障自动诊断报警功能；有生产过程中的各种数据显示打印功能。另外，还可储存大量的级配配方，以供需要时更换。 1.2.2沥青混凝土搅拌设备的发展方向
毕业设计（论文） 题目：矿井提升机设计 姓名：饶祖文 2015年9月20日
摘要 毕业设计是培训学生综合运用本专业所学的理论和专业知识，用来分析和解决实际问题的能力的重要教学环节，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相互探讨，相互学习。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地使用资料、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、解决问题的能力，把我们所学的课本知识与实践相结合起来，起到温故而知新的作用。在毕业设计过程中，我们要较系统地了解矿井提升设计中的每一个环节，包括从总体设计原则。本次设计综合三年所学的专业课程，以《设计任务书》的指导思想为中心，参照有关资料，有计划、有头绪、有逻辑地把这次设计搞好！ 由于时间仓促，再加上所学知识有限，设计中，难免出现错误或不当之处，恳请各位教师给予一定的批评和建议，我表示非常感激，并诚恳地接受，以便将来在不断的商讨和探索中，有更好的改进，以便在今后的人生道路上，不断完善。
目录 第1章绪论 (1) 1.1国内外提升机的研究状况 (1) 1.2课题研究的目的和意义 (4) 1.3本论文承担的任务 (8) 1.4小结 (10) 第2章矿井提升机的组成及分类 (11) 2.1科技名词定义 (11) 2.2矿井提升机的组成 (11) 2.3矿井提升机的分类 (11) 第3章矿井提升机的制动装置与安全装置 (13) 3.1矿井提升机的制动装置 (13) 3.1.1制动装置的组成及种类 (13) 3.1.2制动装置的作用 (13) 3.1.3《煤矿安全规程》对制动力矩的规定 (13) 3.1.4制动装置的有关规定 (14) 3.2矿井提升机的安全保护装置 (14) 3.2.1提升机机房的管理 (15) 3.2.2设备电气火灾的预防措施 (14) 3.2.3提升机机房的保安措施 (16) 3.2.4井下提升机电控制室对风量和温度的具体要求 (16) 3.2.5斜井（巷）提升，常用的跑车防护装置及设施类型 (16) 第4章提升机调速控制系统硬件实现 (17) 4.1引言 (17) 4.2提升机电控系统总体结构 (17) 4.3提升机电控制系统变频器的选择 (18) 4.4变频控制部分设计 (19) 4.4.1变频调速主系统设计 (19) 4.4.2变频器外电路设计 (21) 4.5PLC 控制部分设计 (25) 4.5.1基本控制功能 (25) 4.5.2位置检测电路 (28) 4.6硬件调速控制系统保护措施 (29) 4.6.1调速控制系统抗干扰处理 (30) 4.7小结 (33) 第5章提升机调速控制系统软件实现 (31)
1滚筒的设计 滚筒的作用主要是通过一外啮合圆柱齿轮传动，通过主轴把减速器箱 传递给它的转速和转矩转化成绕在它上面的钢丝绳的线速度，以提升和下放物体。 1.1 滚筒有关尺寸的计算 1. 计算滚筒直径 由 式 D vi n d π60= 则 m n vi D d 32.1980 14.31875.36060=???==π 2. 验算滚筒直径 mm d mm D 10005.1280801320=?=≥= 故D=1320mm 合适 3. 计算滚筒宽度 ))(330(επ+++=d D H B mm 780)35.12)(31320 30210(=++?+=π 式中， H ——主井提升高度 X Z S H H H H ++= m 2161416180=++= ε———钢丝绳缠在滚筒上时，两绳圈之间间隙，取 mm 3=ε 1.2 滚筒的结构设计 矿井提升机的滚筒是缠绕钢丝绳的，并且承受钢丝绳的拉力所造成的各种载荷的主要部件和传递动力的元件。滚筒一般由三部分组成，即筒壳、
法兰盘（支轮）和支环。筒壳是滚筒最基本和最薄弱的元件，是滚筒的主要承载部分。其宽度一般为mm 10，本次设计中取为mm ~ mm20 30.支环的作用是增加滚筒的稳定性。筒壳和支轮的材料为Mn 16钢板。矿井提升机的运转实践证明，木衬对筒壳能起到一定的保护作用，故设计时在筒壳外装有木衬。但木衬对筒壳的保护只有在筒壳的形状比较规则，没有发生较大的变形，并且合适的木材制作木衬（现常用柞木、水曲柳或榆木等制作），使木衬与筒壳能各处均匀严密接触的情况下才是有效的，故，在安装提升机时，要求筒壳的外形是比较规则的圆柱体，木衬用上述木材制作，并按规定车制绳沟。装设木衬时，应使木衬衬条在长度方向上与筒壳均匀严密的接触，木衬衬条之间的缝隙应尽量予以消除。在使用过程中当木衬已经磨损时，应及时予以更换。 木衬每块的长度与滚筒宽度相等，即为780mm，每块的宽度为适宜于制造起见，不超过mm 150，每块的厚度应不少于钢丝绳直径的两倍， ~ 200 一般为100mm左右，取为80mm。固定滚筒木衬的螺钉头应沉入木衬厚度三分之一以上，当全部木衬固定完以后，应用木塞沾胶水将螺钉孔塞死，并须用木楔将木衬缝添满。使用中的木衬，当因磨损使螺钉头的沉入深度尚存10mm时，即应重新更换。筒木衬必须刻制绳槽， 则沟槽深度 ? .0= 35 = = dmm mm A7.0 2 35 .0 d——钢丝直径 两相邻沟槽的中心矩 )3 ~ + = 2(= ~ 4( mm mm d t)5 取mm = t5.4 由于筒壳是一个处于负荷不断变化和复杂应力状态下的壳体，故筒壳的结构设计应保证滚筒的各个部分有足够的强度和刚度，并应尽量使各部