矿井提升机课程设计
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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MAVGHH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。
3-4 矿井提升机的制动装置I教材分析:本章内容是全教材的中心内容之一,而“制动装置”又是全章的重要一节。
它从制动装置的功用出发,讨论了提升机上使用过的三种类型的制动装置,并侧重介绍了盘式制动器的布置方式、结构和工作原理。
可以说,教材系统地较全面地介绍了矿井提升机的制动装备。
关于重难点分析,首页已列。
n学员分析:大多数学员来自主提升机作业岗位, 从事本工种作业时间大约两年以上,具有比较丰富的实践经验,但理论知识不足。
所以,只有通过讲授,并结合生产实际案例讨论,才能真正达到本节课的教学目的。
另:鉴于春天容易犯困,须提醒学员集中精力听课。
皿教法确定:一、引言:由现场案例引入教学,以便导入新课。
二、新课:由于本节内容主要是传授新知识,而且本节课内容理论性较强,所以选用讲授法,用以阐述分析问题。
三、小结:作为本节课的要点归纳,选用总结法IV教学实施:引言:教师由提升机的组成部分引入制动装置,再通过事故案例说明制 动装置的重要性。
板书:提升机是矿井提升工作的重要工作机械制动装备是矿井提升机的重要组成部分 § 3-4矿井提升机制动装置(一)一、 功用教师列举制动装置的四项功用,并逐条讲解,最后归纳成 16个字,以突出重点。
1、 提升终了或提升机不工作时,可靠地闸住提升机一一正常停 车2、 在减速阶段或下放重物时,参与提升机的速度控制 工作 制动3、 发生紧急情况时,能迅速而安全地闸住提升机一一安全制动4、 双滚筒提升机更换水平、调节绳长时,松开死滚筒,闸住活 滚筒一一配合调绳二、 组成教师带领学生分析制动装置的组成,并介绍他们的分类情况 块闸式[角移式1平移式盘闸式_____________________ [油压式控制、调节制动矩的部分*、压气式教师结合生产实际中的应用实例说明制动装备的应用情况 板书:KJ 型2—3米系列提升机一一油压角移式制动装置KJ 型4—6米系列型提升机一一压气平移式制动装置板书: 1.制动器一一产生制动力矩的部分V三、应用JK型系列提升机一一油压盘形制动装置四、盘形制动器作为本节的重点和难点内容,教师采用讲授法完成这部分教学。
目录第一章. 概述 (1)1.1 矿井提升机的发展概况 (1)1.2 矿井提升机生产过程简介 (1)1.3矿井提升的特点 (2)第二章几种常见的提升机和运输设备的简介 (4)2.1缠绕式、摩擦式提升机的工作原理 (4)2.1.1单绳缠绕式提升机的工作原理 (4)2.1.2多绳摩擦式提升机的工作原理 (5)2.2 缠绕式、摩擦式提升机的特点、存在的问题以及解决的方法 (8)2.2.1. 缠绕式提升机的特点、缺点以及问题的解决 (8)2.2.2. 摩擦式提升机的特点、缺点以及问题的解决 (9)2.2.3多绳摩擦提升机的缺点: (9)2.3缠绕式、摩擦式提升机共同存在并难以解决的一些问题 (10)2.4 目前斜井提升常用的方式 (11)2.4.1.斜井串车提升的工作原理 (11)2.4.2. 斜井串车提升的优点和不足 (13)2.4.3. 斜井胶带输送机提升的工作原理 (14)2.4.4皮带输送机的分类 (15)2.4.5 斜井胶带输送机提升的优点及缺点 (15)第三章旋斗式连续提升机的简介与设计 (17)3.1旋斗式连续提升机简介 (17)3.1.1 旋斗式连续提升机的结构 (17)3.1.2 旋斗式连续提升机的工作原理 (17)3.1.3旋斗式连续提升机的构成 (18)3.1.4旋斗式连续提升机的优点: (19)3.1.5旋斗式提升机的不足 (20)3.2.旋斗式连续提升机的设计计算 (22)3.2.1 设计参数: (22)3.2.2主轴装置的设计计算 (22)3.2.2.1链斗的初步设计 (22)3.2.2.2提升链的设计与确定 (23)3.2.2.3斗链材料的选择 (25)3.3主动链轮计算 (28)3.3.1 驱动功率计算与电机选择 (30)3.3.2减速器选型 (32)3.3.3联轴器的选型 (33)3.3.4驱动链轮轴轴承和轴承座 (35)3.3.5主轴的设计及计算校核 (36)3.3.6链轮处键连接计算及校核 (39)3.4斗轴的设计 (40)3.4.1链的平衡轴设计 (41)3.4.2导向链轮的设计计算 (43)3.4.2.1导向链轮1的设计 (44)3.4.2.2a轴计算 (44)3.4.2.3b.导向链轮轴承选择 (46)3.4.2.4c.导向链轮轴校核 (46)3.4.3 制动器的选择计算 (47)第四章旋斗式连续提升机的改向方案设计 (48)4.1 四种传动方案的选择 (48)4.2 改向链轮联合传动的设计 (51)4.3改向轮系的设计 (52)第五章罐道梁以及管路的设计 (54)5.1概述 (54)5.2方案比较及选择 (54)5.3施工工艺 (54)5.3.1构件加工及防腐 (54)5.4封口及井盖门安装 (55)5.5 罐道梁梯子间的安装 (56)5.6 管路安装 (56)5.7井底套架安装 (56)5.8电缆敷设 (56)第六章回煤系统的设计 (57)参考文献 (58)外文翻译部分: (59)英文原文 (59)中文译文 (67)致谢 (75)第一章. 概述1.1 矿井提升机的发展概况矿山生产的全过程离不开矿山运输和提升工作。
毕业设计矿井提升机图目录前言41、绪论51.1矿井提升机的任务及其地位51.2矿井提升机的发展历程91.2.1缠绕式提升机的发展状况91.2.2各个系列提升机的主要特点91.3矿井提升机的类型和工作原理121.3.1矿井提升机的类型及其组成部分的特点121.3.2矿井提升机的工作原理102提升机的选型和计算202.1.1罐笼选择202.1.2钢丝绳设计及选择212.1.3提升机的选用212.2提升机的运动学计算222.2.1选择加减速度222.2.2速度各参数的计算222.3提升动力学计算232.3.1预选电动机232.3.2提升系统的变位质量232.3.3力图的计算243提升机减速器的设计253.1减速器的作用253.2减速器的国内外现状253.3减速器的总体设计273.3.1拟定传动方案273.3.2电机选型283.3.3传动装置的总传动比及其分配283.3.4计算传动装置的运动和动力参数283.4齿轮设计293.4.1高速级齿轮设计293.4.2低速级齿轮设计333.5轴的设计373.5.1减速器高速轴1的设计373.5.2中间轴2的设计413.5.3低速级轴3的设计424提升机制动装置的结构设计444.1矿井提升机制动装置的功用及类型444.1.1制动装置的功用444.1.2制动装置的类型454.1.3制动系统的要求454.2制动装置的有关规定和要求464.3制动器的主要类型474.3.1块闸制动器474.3.2综合式制动器494.3.3盘式制动器504.4液压盘式制动器的结构和工作原理514.4.1液压盘式制动器的结构514.4.2液压盘式制动器的工作原理524.5盘式制动器的设计计算534.5.1盘式制动器工作时所需制动力534.5.2每副闸应有的制动力矩554.6盘式制动器的调整和维护554.6.1闸瓦间隙的调整554.6.2蝶形弹簧的检查564.7提升机液压工作站的设计564.7.1液压站的功用564.7.2对交流拖动提升机液压站的工作要求574.7.3液压站的组成部分574.7.4液压站类型及其结构原理584.7.5制动力的调节624.7.6液压站的维护及注意事项66总结67致谢68参考文献69附录70前言我国是个能源大国,也是矿山机电设备制造和使用大国。
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。
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。
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)5.1引言 (31)5.2矿井提升机中S型速度曲线建模及实现 (31)5.2.1速度曲线的选择及给定方法 (33)5.2.2提升机理想S型速度曲线数学模型 (36)5.2.3理想速度曲线的实现 (39)5.3调速空间系统流程 (42)5.4小结 (43)第6章矿井提升机操作、维护与检修 (40)6.1 操作规程 (41)6.2设备运转过程中的检查及维护内容 (43)结束语 (47)参考文献 (49)致谢 (50)第1章绪论1.1国内外提升机的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。
矿井提升运输授课教案一、教学目标1. 让学生了解矿井提升运输的基本概念、类型及工作原理。
2. 使学生掌握矿井提升运输的主要设备及其功能。
3. 培养学生对矿井提升运输安全措施的认识。
二、教学内容1. 矿井提升运输的概念与分类1.1 矿井提升运输的定义1.2 矿井提升运输的分类2. 矿井提升运输的工作原理2.1 提升机的工作原理2.2 提升容器的工作原理2.3 钢丝绳的工作原理3. 矿井提升运输的主要设备3.1 提升机3.2 提升容器3.3 钢丝绳3.4 导向轮3.5 深度指示器4. 矿井提升运输的安全措施4.1 提升机的安全措施4.2 提升容器的安全措施4.3 钢丝绳的安全措施4.4 导向轮的安全措施4.5 深度指示器的安全措施5. 矿井提升运输的故障与处理5.1 常见故障分析5.2 故障处理方法三、教学方法1. 采用讲授法,讲解矿井提升运输的基本概念、类型及工作原理。
2. 采用案例分析法,分析矿井提升运输设备的功能及安全措施。
3. 采用提问法,引导学生思考矿井提升运输故障的处理方法。
四、教学准备1. 准备相关教材、课件及教学图片。
2. 准备矿井提升运输设备的实物模型或视频资料。
五、教学评价1. 评价学生对矿井提升运输基本概念、类型及工作原理的掌握程度。
2. 评价学生对矿井提升运输主要设备功能的了解程度。
3. 评价学生对矿井提升运输安全措施的认识。
4. 评价学生在矿井提升运输故障处理方面的能力。
六、教学重点与难点重点:1. 矿井提升运输的基本概念、类型及工作原理。
2. 矿井提升运输的主要设备及其功能。
3. 矿井提升运输的安全措施。
难点:1. 矿井提升运输设备的工作原理及故障处理方法。
2. 矿井提升运输的安全措施及实施要点。
七、教学进度安排1. 节课:讲解矿井提升运输的基本概念、类型及工作原理。
2. 第二节课:介绍矿井提升运输的主要设备及其功能。
3. 第三节课:讲解矿井提升运输的安全措施。
4. 第四节课:分析矿井提升运输的故障与处理方法。
提升机课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解提升机的定义、分类及基本工作原理;2. 学生能够掌握提升机在工业生产中的应用及其重要性;3. 学生能够描述提升机的主要组成部分及其功能。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析提升机的工作过程,并解决简单问题;2. 学生能够设计简单的提升机系统,进行实际操作和调整;3. 学生能够运用数学知识计算提升机的基本参数,如速度、功率等。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对工业生产和机械设备的学习兴趣,激发他们的探究欲望;2. 培养学生团队协作、积极思考、解决问题的能力,增强他们的自信心;3. 增强学生对我国工业发展的认识,培养他们的民族自豪感。
课程性质分析:本课程属于工程技术类课程,旨在让学生了解提升机的基本知识,提高他们在实际工程中的应用能力。
学生特点分析:六年级学生具有一定的逻辑思维能力和动手操作能力,对新鲜事物充满好奇,但需引导他们将理论知识与实际应用相结合。
教学要求:1. 注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力;2. 创设情境,引导学生主动探究,激发他们的学习兴趣;3. 强化团队合作,培养学生的沟通与协作能力。
二、教学内容1. 提升机概述- 定义与分类- 提升机的发展历程- 提升机在工业生产中的应用2. 提升机工作原理及组成部分- 提升机的基本工作原理- 提升机的四大组成部分:驱动装置、提升机构、传动装置、控制系统- 各部分的功能及相互关系3. 提升机的主要参数与计算- 提升速度的计算- 提升功率的计算- 提升机效率的计算4. 提升机的设计与操作- 提升机的设计原则与步骤- 提升机的操作方法与注意事项- 提升机的维护与保养5. 提升机在实际工程中的应用案例- 矿井提升机系统- 建筑工地提升机系统- 起重设备中的提升机应用教学内容安排与进度:第一课时:提升机概述第二课时:提升机工作原理及组成部分第三课时:提升机的主要参数与计算第四课时:提升机的设计与操作第五课时:提升机在实际工程中的应用案例教材章节关联:本教学内容与教材中“机械基础”章节相关,涉及提升机的基础知识、设计原理及实际应用。
第一章舌U板输送机 (1)第二章第三章第四章结束语参考文献第一章刮板输送机选型设计2.1 关于刮板输送机刮板输送机是一种挠性牵引机构的连续输送机械;主要用于采煤工作面和采区巷道等恶劣条件下的煤炭运输。
作为采区巷道用的刮板输送机是由刮板链、溜槽、机头部、机尾部等基本部件组成,当刮板输送机用于机械化采煤工作面与滚筒采煤机和输送机推移装置配套使用时,其结构组成除有以上基本部件外,根据设备配套要求和工作需要,还有铲煤板、挡煤板、机头支撑推移装置等一些其他部件。
根据设计条件,预选SG—730/180型号刮板输送机,其链速为v=0.92m/s,链单位长度质量q。
=36.26Kg/m,1条26*92的C级圆环链的破断拉力为850KN输送能力为Q=500t/h。
刮板输送机计验算的内容包括:运输能力、运行阻力、刮板链张力、电动机功率链子的安全系数等。
2.2 运输能力验算采煤机的工作面所需要的运输能力用下式计算:式中:Q 为采煤机工作面平均每小时生产率,300t/h ;v 为刮板输送机的链速,0.92m/s ;V 0为采煤机或刨煤机的牵引速度,4.6m/s 根据计算,输送能力满足要求。
2.3 电动机功率验算刮板输送机的运行阻力按直线段和曲线段分别计算。
运行时除了要克服煤和刮板链的运行阻力外, 还需克服煤和刮板链的重力。
通 常将它们一起计为总运行阻力。
取 0.6 , i °4 , 0.85 ,2.3.1 重段直线段运行的总阻力F zh =qLg( 3 cos B -sin [3 )+q i Lg( 3 i cos [3 -sin [3 )=97 x 200 x 9.8 (0.6 x cos12 ° -sin 12 ° ) +36.26 x 200x9.8 (0.4 x cos12° -sin 12 ° )=124725 N2.3.2 空段运行总阻力为:F k = q l Lg( 3 丨 cos 3 +sin 3 )=36.26 x 200x 9.8 (0.4 x cos12+sin12 ° )=42783 NQ C =Q J V_3OOXO L ?2 =320t/h v 500t/hED 0,^2式中:F zh为重段直线段的总阻力,N;F k为空段直线段的总阻力,N;q为中部槽单位长度上的装煤量,120Kg;q i为刮板链单位长度的质量,36.26Kg ;L为刮板输送机的长度,200m;3为煤在槽内运行的阻力系数,0.6 ;3 i为刮板链在槽内运行的阻力系数,0.4 ;B为倾斜角度,12 °。
多绳摩擦式矿井提升机毕业设计1. 简介矿井提升机是在矿井中用于将矿石或其他物质从井底提升到地面的设备。
多绳摩擦式矿井提升机是一种常用的提升机类型,它通过多根绳子与提升机箱体相连接,利用绳子与滑轮的摩擦力来实现物体的提升。
本文将介绍多绳摩擦式矿井提升机的设计方案及相关技术要点。
2. 设计方案多绳摩擦式矿井提升机的设计方案包括以下几个主要部分:2.1 提升机箱体提升机箱体是多绳摩擦式矿井提升机的主体结构,它承载着提升机的各个组件。
提升机箱体一般采用钢结构,具有足够的强度和刚度来支撑和保护提升机的工作部件。
2.2 绳轮系统绳轮系统是多绳摩擦式矿井提升机的关键组成部分,它由多个绳轮组成。
每根绳子穿过一个绳轮,绳轮与提升机箱体相连。
绳轮的作用是改变绳子的运动方向,增加绳子与滑轮的接触面积,从而提高提升机的提升效率。
2.3 电动机驱动系统电动机驱动系统是多绳摩擦式矿井提升机的动力源,它通过电动机转动绳轮,使绳子与滑轮摩擦产生足够的力来提升物体。
电动机驱动系统需要考虑电机的功率和扭矩输出以及与绳轮之间的传动装置。
2.4 控制系统控制系统是多绳摩擦式矿井提升机的核心部分,它负责控制提升机的启停、速度调节、运行方向以及安全保护等功能。
控制系统通常采用PLC控制或者单片机控制,通过传感器对提升机的运行状态进行监测,并根据程序进行相应的控制操作。
2.5 安全保护系统安全保护系统是多绳摩擦式矿井提升机设计中不可忽视的一部分,它包括制动系统、限位装置、紧急停机装置等。
制动系统用于在停机时保持提升机的位置稳定,限位装置用于监测提升机的上下界限,紧急停机装置用于在发生紧急情况时迅速停止提升机的运行。
3. 技术要点在设计多绳摩擦式矿井提升机时,需要考虑以下几个技术要点:3.1 绳子的选型和布置绳子的选型需要根据提升物体的质量和提升高度来确定,同时还需要考虑绳子的强度、耐磨性等性能指标。
绳子的布置要合理,尽量减小绳子间的干涉,提高提升机的工作效率。
《矿井运输提升》设计说明书矿井提升与运输课程设计第一节绪论一、课程设计的目的、任务及基本要求课程设计是继矿井提升运输课程后的一门设计实践性课程,理论与实践紧密结合,培养学生机械基本和综合设计以及提高创新设计能力。
基本要求:1、方案设计:根据课程设计任务的要求,在搜集、归纳、分析资料的基础上,明确系统的主要功能,确定实现系统主要功能的原理方案,需要时可以对方案进行选优。
2、课程设计的成果最后集中表现在课程设计说明书上,每个学生应独立完成课程设计说明书一份。
3、根据系统方案设计的分析、计算内容,写出设计说明,要求其内容密切结合设计课题,重点突出,用自己的语言认真书写,文字通顺流畅,要防止不加分析地长篇引用教科书,抄袭其它著作中的阐述,课程设计说明书要求必须有目录、正文和参考文献,打印说明书4、设计选题分班进行,每位同学采用不同方案(或参数)独立完成,注意目录、和正文的形式不要出现基本雷同现象,否则视为相互抄袭,成绩均为不及格。
二、课程设计的主要内容1、根据给定的矿井设计生产条件,完成矿井生产系统各运输环节的主要运输和辅助运输方式及矿井提升方式的技术方案论证;2、完成矿井运输系统设备的选型与配套、完成提升系统的设备选型,对主要运输环节的设备运输能力和提升能力进行计算;3、写设计说明书,不少于四千字,设计说明书按照统一封面,统一格式,内容包括矿井生产技术条件、主要设计要求、技术方案论证与选择、运输设备与提升设备的选型设计和生产能力计算,设计计算中的有关技术规范与要求等;4、应该根据自己的具体情况,在指导老师的指导下,按时完成设计任务。
三、课程设计的题目1、工作面刮板输送机的选型设计;2、带式输送机的选型设计;3、副井落地式按摩提升机选型设计;4、主井缠绕式提升机选型设计。
第二节刮板输送机选型设计2.0 刮板输送机选型要求已知某综采工作面运煤,运输生产能力Q=500t/h,煤的松散容重γ=0.85t/m3,采煤机的生产能力Q0=300t/h,牵引速度v0=4.6m/min,工作面长度L=200m,煤层倾角β=12︒,试选择合适的工作面刮板输送机。
目录1绪论 (2) (2) (2) (2) (3) (3)2系统方案设计 (5) (6) (9)3 PLC控制电路设计 (13)PLC的选型与端口分配 (13) (14)PLC的端口分配 (19)PLC的布线 (22) (23) (23) (24) (25)4变频器控制电路设计 (28) (28) (30) (30) (33) (33) (38)5软件设计 (43)PLC控制回路程序设计 (43) (43)S型速度控制子程序 (44) (44) (46) (47)结论 (51)致谢 (52)参考文献 (53)附录 (54)1绪论矿井提升机是煤矿安全生产的关键设备之一,其作用是提升煤炭、矿石,升降人员和下放物料等,在整个煤矿生产中占有十分重要的地位。
矿井提升机安全、可靠、高效、准确地运行集中体现在其电气控制系统中,电控系统性能的优劣直接影响全矿的安全生产及矿工生命的安全。
目前国内各大煤矿矿井提升机电控系统的调速方案大多数还是采用继电器—接触器控制的转子串电阻调速,设备陈旧、技术落后。
而且这种控制方式还存在以下问题: (1)转子回路串接电阻,消耗电能,造成能源浪费。
(2)电阻分级切换,为有级调速,设备运行不平稳,容易引起电气及机械冲击。
(3)继电器、接触器频繁动作,电弧烧蚀触点,影响接触器使用寿命,维修成本较高。
(4)交流绕线异步电动机的滑环存在接触不良问题,容易引起设备事故。
(5)电动机依靠转子电阻获得的低速,其运行特性较软。
(6)提升容器通过给定的减速点时,由于负载的不同,而将得到不同的减速度,不能达到稳定的低速爬行,最后导致停车位置不准,不能正常装卸载。
上述问题使提升机运行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。
因此,需研制更加安全可靠的控制系统,使提升机运行的可靠性和安全性得到提高。
通过在提升机控制系统中应用计算机控制技术和变频调速技术,对原有提升机控制系统进行升级换代,大大提高系统运行的可靠性与安全性。
矿井提升机的PLC设计目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................... I I 第1章绪论. (1)1.1 国内外矿井提升机研究现状与发展趋势 (1)1.2 课题研究目的和意义 (2)1.3 课题研究内容 (3)第2章系统控制方案设计 (4)2.1 控制单元基本原理 (4)2.2 控制系统总体设计 (6)2.3 可编程控制器(PLC)介绍 (7)2.3.1 PLC的基本特点 (7)2.3.2 PLC的基本结构 (8)2.3.3 PLC的工作原理 (9)2.3.4 可编程控制器的编程语言 (10)2.4 变频器介绍 (11)2.4.1 变频调速基本原理 (11)2.4.2 变频器按中间直流环节方式分类 (13)2.5 本章小结 (14)第3章控制系统硬件设计 (15)3.1 PLC的选型及特点 (15)3.2 变频器的选型及参数设置 (16)3.3 旋转编码器的选型及接线方式 (17)3.4 电动机的选择及参数 (18)3.5 变频调速主电路设计 (19)3.6 PLC控制系统设计 (21)3.7 本章小结 (23)第4章控制系统软件设计 (24)4.1 控制程序流程图 (24)4.2 系统控制程序梯形图 (25)4.3 本章小结 (26)第5章人机交互界面 (27)5.1 触摸屏概述 (27)5.2 触摸屏在工业控制中的应用 (27)5.3 PWS-3261触屏简介 (28)5.4 触摸屏在矿井提升机控制系统中的应用 (29)5.5 本章小结 (30)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (34)附录 A (35)第1章绪论1.1 国内外矿井提升机研究现状与发展趋势矿井提升机是机、电、液一体化的大型机械,广泛用于煤矿的竖井、斜井,是生产运输的主要工具。
实习成绩:河北工程大学成教学院实习报告多绳摩擦式矿井提升机设计摘要矿井提升系统是矿井运输设备的重要组成部分,是矿山运输的咽喉。
多绳摩擦式提升系统在现代矿山行业中的应用十分广泛,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。
多绳摩擦式矿井提升机主要由电动机、减速器、摩擦轮、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统组成,采用交流或直流电机驱动。
采用低速电动机时可不用减速器,电动机直接与卷筒主轴相连,或将电动机转子装在卷筒主轴的末端。
关键词:提升系统维护变频调速速度输出AbstractMines along the wellbore lifting equipment for coal and gangue, lifting ascension devolved materials, personnel and equipment oflarge mechanical equipment. It is of mines production system andground industrial square connected hub, mining transport throat.Therefore, the mine production equipment in the ascension of theutmost importance. In addition, mine shaft hoisting equipment is alarge comprehensive machinery electrical equipment, its cost andpower consumption is higher, so, in the new design of mine and the old mines to key design, the determination of reasonable liftingequipment, must go through various technical and economiccomparison, combined with the specific conditions of mine, ensure lifting equipment selection and operation in two aspects arereasonable, which requires mine with economy lifting equipment.Mine elevator equipment main component is: promote capacity, lifting rope, hoist (including drag control system), derrick (or Wells tower), changeless unloading equipment and install.Key word:lifting equipment;maintenance;variable frequency speed rejuvenation;output speed目录摘要 (1)Abstract (3)第1章提升系统概述 (1)1.1多绳摩擦式矿井提升机在国内外的发展现状 (1)1.2 多绳摩擦式矿井提升机在我国的应用情况 (1)第2章多绳摩擦式矿井提升机 (3)2.1 多绳摩擦式矿井提升机的种类及其结构分析 (3)2.2 多绳摩擦式矿井提升机的优点及其局限性 (3)2.3 多绳摩擦式矿井提升机提升工作原理 (5)第3章多绳摩擦式矿井提升机的方案设计 (6)3.1 矿井参数 (6)3.2 多绳摩擦式矿井提升机的主要组成部分 (7)3.2.1 多绳摩擦式提升机的类型选择 (8)3. 2. 2微拖动装置3. 2. 3深度指示器选择3车槽装置 (11)3.3 多绳摩擦式矿井提升机的附属设备 (12)罐道选型 (12)拉紧方式 (13)固定装置选择 (13)井架装置选择 (14)第4章多绳摩擦式矿井提升机设备选型 (16)4.1 提升方式确定 (16)4.2 提升容器型号选择 (16)4.3 提升钢丝绳选择计算 (18)4.4 计算滚筒直径 (20)4.5 联轴器型号选择 (20)4.6 提升系统确定 (21)4.7 提升速度图 (22)4.8提升能力计算 (24)4 .9预选电动机 (24)4.10提升速度图4.11提升能力计算第5章多绳摩擦式矿井提升机机械制动装置 (28)5.1 多绳摩擦式矿井提升机的机械制动装置 (35)5.2 盘式制动器的选择 (29)5.3多绳摩擦式矿井提升机安全保护29总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)第1章提升系统概述1.1多绳摩擦式矿井提升机在国内外的发展现状多绳摩擦式矿井提升机随着科学技术的发展,其增长速度很快,使用范围也日益增多,不仅立井使用,国外在斜井或露天斜坡也在使用,例如,联邦德国米尔斯露天矿,1954年在斜坡上使用了单箕斗四绳提升机,采用封闭式钢丝绳,直径为32mm。
矿井提升机课程设计 1 矿井提升机课程设计
绪论 1.1 矿井提升机简介 矿井提升机 (mine winder;mine hoist) 是安装在地面,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)”。它用钢丝绳带动容器(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。 1.2 矿井提升机的任务及其组成矿井提升机的任务: (1) 提升有用矿物,矿石、煤炭。 (2) 提升井下生产过程中产生的矸石、煤泥。 (3) 升降人员、运送设备和下放物料。 矿井提升设备的主要组成部分有:提升钢丝绳、平衡钢丝绳、提升容器、井架、天 轮、井筒设备(包括罐道、罐梁)等组成。一般的矿井提升机都有两个提升容器,并且 两个提升容器在矿井中做方向相反的直线运动,即一个提升容器以一定的速度上升时另 一个提升容器以相同的速度下降。 1.3 矿井提升机的特点 (1) 安全性 所谓安全性就是不能发生安全事故。由于矿井提升设备在矿山生产中所占的地位十分重要,其运转的安全性,不仅直接影响整个矿井的生产,而且还涉及人员的生命安全。因此全国都对矿井提升设备提出了极严格的要求,在我国这些规定包括在 «煤矿安全规程»中。 (2) 可靠性 所谓可靠性,是指能够可靠的连续长期运转而不需在短期内检修。矿井提升设备所担负的任务十分艰巨,不仅每年要把数十万吨到数百万吨的煤炭和矿石从井下提升到地面,而且还要完成其他辅助工作。 (3) 经济性 矿井提升设备是矿山大型设备之一,功率大,耗电多,大型矿井提升机的功率超过1000KW。因此矿井提升机的造价及其运转费用,也就成为影响矿井生产技术经济指标的重要因素之一。 1.4 矿井提升机的工作原理 缠绕式提升机是利用钢丝绳在滚筒上的缠绕和放出,实现容器的提升和下放。当滚筒由电动机拖动以不同的方向转动时,钢丝绳或在滚筒上缠绕或放出,以带动提升容器。缠绕式双卷筒提升机具有两个卷筒,每个卷筒上固定一根钢丝绳,钢丝绳在两卷筒上的缠绕方向相反。摩擦式提升机的工作原理是利用摩擦传递动力。钢丝绳搭放在摩擦轮的摩擦衬垫上,提升容器悬挂在钢丝绳的两端,在容器底部还悬挂平衡钢丝绳。提升机工矿井提升机课程设计 2 作时拉紧的钢丝绳以一定的正压力紧压在摩擦衬垫之间便产生摩擦力。在这种摩擦力的作用下,钢丝绳便跟随摩擦轮一起运动,从而实现容器的提升或下放。
2 矿井提升机控制系统设计要求 2.1 提升机的基本功能设计 本设计是通过PLC 来控制变频器实现提升机的变频调速,该提升系统主要设计为运 送人员,为立井形式,分井口,井底和中间三个停靠位。 可实现功能: (1) 可以动态显示目前提升机的各种运行状态和位置(位置以相对深度显示)加速,减速以及,提升机运行速度显示。 (2) 发生故障或者遇到紧急情况时会立即报警并进行自动处理。 (3) 可实现不同档位的提升控制,本设计为三档,即高速,中速和低速。 (4) 提升机启、停时以S 型曲线运行,能加减速、平稳运行以及紧急制动等。此处 的S 型曲线由变频器设置自动完成该功能。 (5) 设计上下过卷恢复功能,当提升机制动后,若出现过卷,则系统在下次启动之前需要先进行过卷恢复。 2.2 提升机速度要求及计算 1.提升机的速度要求 (1)加(减)速度符合国家有关安全生产规程的规定。提升人员时,加速度 a‘0.75m/:’,升降物料时,加速度a‘1.2m/s’。另外不得超过提升机的减速器所允许的动力矩。 (2)具有良好的调速性能。要求速度平稳,调速方便,调速范围大,能满足各种运 行方式及提升阶段(如加速、减速、等速)稳定运行的要求。 (3)有较好的起动性能。提升机不同于其他机械,不可能待系统运转后再装加物料, 因此,必须能重载启动,有较高的过载能力。 (4)特性曲线要硬。要保证负载变化时,提升速度基本上不受影响,防止负载不同 时速降过大,影响系统正常工作。 2.提升机速度给定方案的确定及设计 在速度给定方案上,目前主要有两种给定方式,时间给定,行程给定,两种方式各有优劣。以时间为给定方式的速度控制,易产生误差,特别是在减速段,这对矿井提升机的安全性有很大的不利影响,而以行程为给定方式的速度控制,其误差会即时被调节纠正,或不再经过积分扩大,因此控制精度高,能满足提升安全的需要。但初加速时刻的行程为零,此时速度给定也为零,若按行程给定的方式则会出现无法开车的状况。因此在选定速度控制方案的时候,考虑到各方面的因素,在对梯形图进行 S形转换的基础上,在提升加速阶段,采用以时间为给定方式的速度控制,在提升机减速采用以行程为给定方式的速度控制。 矿井提升机的工作过程是提升容器在井筒中往返运动的过程,通常以提升容器的运动速度或电动机的运行频率与时间的关系来表示其运动规律。 矿井提升机课程设计 3 如图2-1 所示为本设计系统提升机的运行曲线。
在图2-1 中,提升机无论正转、反转其工作过程是相同的,都有起动、加速、中速 运行、稳定运行、减速、低速运行、制动停车等七个阶段。每提升一次运行的时间,与 系统的运行速度,加速度及立井的深度有关,各段加速度的大小,根据工艺情况确定, 运行状况由程序来控制。图中各个阶段的工作情况说明如下: (1) 未松闸之前0~t0:为给变频器的转矩上升留有一定时间,在提升机启动之前,先将提升机锁死一段时间,待变频器将电机的转矩提升到150%左右时,再松闸,防止溜车现象发生。 (2) 第一次加速阶段t0~t1:电机以0.5m/s每秒的加速度带动提升机运行,直至电机频率达到25Hz。 (3) 中速阶段t1~t2:此阶段中提升机不变的速度在井筒中运行,此时电机的运行频率保持在25Hz,提升机速度保持在2.5m/s。 (4) 第二次加速阶段t2~t3:在电机以25Hz 平稳运行时,若一切正常,无故障,则再次加速到最高频率,以50Hz 运行。 (5) 高速阶段t3~t4:此时电机以50Hz 的频率平稳运行。 (6) 减速阶段t4~t5:此时提升机运行到减速点(本设计中假设运行至225m 时开始减速),电机开始以0.5m/s的加速度减速运行,直至电机频率降至10Hz 。 (7) 低速阶段t5~t6:此时提升机低速爬行,电机以10Hz 频率继续运行。 (8) 停车阶段t6~t7:此时提升机刹车,停止运行(本设计中假设运行至240m 时立即制动停车,并抱闸)。 注: 以上为PLC 自动操作程序工作,其中加速和减速段的时间均在变频器上设置。 各计时器的时间计算 在本设计中,矿井为立井,且深度为250m,为保证安全,矿井提升机的最大速度在此选择为5m/s,即当电机以50Hz ,高速运行时,其转速按1500rpm选择电机的轴比系数,相应矿井提升机课程设计 4 的中速阶段按2.5m/s选择,变频器频率给定为25Hz,低速阶段按速度为1m/s选择。 根据以上的设定,计算各个阶段的时间如下表(井深按250m取):
运行阶段 时间设定 实际位置 井底上升 井上下降 0~t0 松闸阶段 0.2s 井下停车点 井上停车点 t0~t1加速阶段 5s 5m-0m 0m-6.25m t1~t2中速阶段 10s 25m-5m 6.25m-31.25m t2~t3加速阶段 5s 200m-25m 31.25m-50m t3~t4高速阶段 35s 218.75m-200m 50m-225m t5~t6减速阶段 5s 243.75m-218.75m 225m-245m t6~t7低速阶段 5s 250m-243.75m 245m-250m t7~t8制动阶段 >2s 井上停车点 井下停车点
各行程开关的设置 根据以上的计算设定各行程开关的位置如下表: 行程开关 位置(井上算起) 行程开关 位置(井上算起) 上过卷 -3m 下减速点 245m 上停车点 -2m 下制动点 250m 上制动点 0m 下停车点 252m 上减速点 5m 下过卷 253m
3. 系统控制方案的确立 1.主控系统 本次课程设计采用三菱 FX2N 系列的可编程控制器,使用 PLC 集成高速计数输入口,对分别安装于电机轴和提升机辊筒主轴的两个编码器进行采集,并转化成提升机的下降速度和深度;在井筒安装行程开关,用以确定提升机的相对位置,并相互校对,达到对停车位的精确定位。程序编制满足提升机自动提升下降、手动调绳,超速警告与自动恢复,恒速监视等工作方式,满足提升阶段(如加速、减速、等速)稳定运行的要求。
2.调速系统 在交流异步电动机的诸多调速方法中,变频调速的性能最好,其调速范围大,静态稳定性好,运行效率高。因此本课程设计采用变频调速系统,不仅省去了原电控调速用的交流接触器及调速电阻,提高了系统的可靠性;调速连续方便,分段预置频率,能根据负荷情况连续平滑调节转速,无机械冲击现象;实现了低频低压的软起动和软停止,使停车运行更加平稳;启动及加速过程冲击电流小,提升机在重载下从低速平稳无级平滑地升至最高速,最大启动电流不超过 1.3 倍的额定电流,大大地减小了对电网的冲击;增加了直流制动功能,使重车停车时更加平稳,有效避免了“倒