矿井液压提升机设计

矿井液压提升机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。

AbstractCurrently 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.矿井液压提升机目录第1章矿井提升设备概述 (5)1.1提升机的定义 (5)1.2提升机的分类 (5)1.2.1 按用途分 (5)1.2.2 按拖动方式分 (5)1.2.3 按提升容器类型分 (5)1.2.4 按井筒的倾角分 (5)1.2.5 按提升机类型分 (5)1.3提升机的制动装置的功用、类型 (11)1.3.1 制动装置的功用 (11)1.3.2 制动装置的类型 (11)1.4提升机型号的选用及制动器的设计类型 (12)1.4.1提升机的选用 (12)1.4.2制动器的设计类型 (12)2.1制动装置的有关规定和要求 (13)2.2提升机制动器主要类型 (14)2.2.1 块式制动器 (14)2.2.2盘式制动器 (15)2.3盘式制动器的结构及工作原理 (16)2.3.1盘式制动器的布置方式 (16)23.2盘式制动器的结构 (17)2.4制动器的设计计算 (18)2.4.1 确定在工作状态下所需要的制动力 (18)2.4.2 确定制动器数量 (24)第3章制动器的工作可靠性评定 (28)3.1盘式制动器的安装要求及调整 (28)3.1.1 盘式制动器的要求（包括零部件） (28)3.1.2 盘式制动器闸瓦间隙的调整 (28)3.2制动器的故障模式及可靠性图框 (29)3.3制动器的优化设计及工作可靠性评定 (31)3.3.1 设计变量 (31)3.3.2 优化策略 (31)3.4制动器的维护可靠性评定 (32)第4章结论 (35)致谢 (36)参考文献 (38)矿井液压提升机第1章矿井提升设备概述1.1 提升机的定义矿井提升机是矿井大型固定设备之一，它的主要任务就是沿井筒提升煤炭、矿石和矸石；升降人员和设备；下放材料和工具等。

第三章矿井提升设备选型设计第一节提升方式的确定及提升设备选型依据一、矿并提升设备的作用矿井提升设备是矿井重要的大型机电设备之一，它是联系矿井井下与地面时主要生产设备.矿井提升设备的任务是提升有益矿物（煤炭、矿石等）和矸石，升降人员和设备，下放材料等。

矿井提升设备的工作特点是在一定的距离内，以变速和匀速作往复直线运动,而且起动和停止频繁，因此它须具有良好的控制系统和完善的保护装置，以保证安全可靠地运转。

矿井提升设备的合理选型和正确的维护、管理和使用,对确保矿井提升设备的经济与安全运转具有重大的意义.二、矿井提升设备的组成部分矿井提升设备一般包活捉升机、电动机、提升钢丝绳、提升容器、天轮、井架、装卸载设备，以及电控设备与安全保护装置等.矿井提升机主要由缠绕机构(或主导轮)、减速器、联铀器、离合器、制动系统、深度指示器、液压站及操纵台等部分组成。

三、矿井提升系统根据提升方式的不同,矿井提升系统可分为以下几种:(1)竖并普通罐笼提升系统（2）竖井箕斗提升系统（3)斜井箕斗提升系统(4)斜井串车提升系统四、矿井提升设备的分类(一）按用途分类(1）主井提升设备，专供提升煤炭用的提升设备。

在特大、大和中型矿井，提升容器多采用箕斗，小型矿井多采用罐笼或矿车；（2）副井提升设备,专供提升歼石、升降人员、运送材料和设备的提升设备。

提升容器多为普通罐笼或翻转罐笼。

(二)按缠绳机构的型式分类（1）单绳缠绕式提升机，即等直径圆柱形卷筒提升机，多用于井深在350m以下的大、中、小型矿井提升，此外还有变直径圆柱圆锥形卷筒提升机；（2)多绳摩擦式提升机，适用于井筒较深、产量较大的矿井提升.（三）按井筒倾角分类（1）竖并提升设备；（2)斜井提升设备.(四）按提升容器分类（1)罐笼提升设备;（2）箕斗提升设备；（3）串车提升设备；斜井串车提升（5）吊桶提升设备。

（五)按拖动装置分类（1）交流感应电动机施动的提升设备；（2)直流电动机施动的提升设备;（3）液压传动的提升设备。

矿井提升机电控系统原理设计摘要我国矿井提升机大多是采用交流异步电机拖动，其电气控制系统采用转子串、切电阻调速，由继电器-接触器构成逻辑控制装置。

本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，以可靠性原则为依据，对矿井交流提升机电控系统进行研究设计，由可编程控制器(PLC)代替继电器-接触器构成的逻辑控制装置。

其中简单介绍了国内外矿井提升机发展概况，提升机机械结构、工作原理，分析了其技术经济性。

对于PLC的控制原理及应用做了一般性的介绍。

详述了提升机电控系统和调速原理，如：测速部分和保护部分。

本文以TKD-NT 单绳缠绕式矿井提升机为例，提出了研究设计方案，并且在实践中成功实施。

PLC电控系统实现了对提升过程的程序控制，精度高；实现了速度、电流以及矢量的数字交换等，对提升机进行闭环调节；实现行程、速度等重要参数及提升状态的监视；实现无触点控制，寿命长，可靠性大大提高，具有良好的控制监视系统；实现了显示、记录等有关数据的全部自动化。

关键词：矿井交流提升机，PLC，调速，电控技术研究THE DESIGN OF ELECTRIC CONTROL SYSTEMBASED ON MINE ELEVATORABSTRACTIn China, mine elevator whose electric control system uses speed regulation by means of stringing and slicing the rotor resistance, and it constitutes the logic control device by the relay and contactor adopting the means of the drive of AC asynchronous motor in most cases. This paper which studies and designs the electric control system of AC mine elevator, adopting PLC which takes the place of the logic control device constituted by the relay and contactor takes the security, reliability, high efficiency, economy as a starting point, and takes the reliability principle as the basis. There into, this paper gives a brief introduction on the development of mine elevator in home and abroad, its framework and theory, while doing some economic study. Then, it introduces the theory and application of PLC simply. On the side, it goes into particulars about electric control system, for example, speed measurement and safeguard. This paper sets TKD-NT elevator for an example, proposes the research and design plan which puts in practice successfully. The electric control system based on PLC has carried out the procedure control of hoist process and high accuracy, closed-cycle control of mine elevator through speed, electric current as well as digital switching of vector and so on, the monitor of important parameters such as the distance of travel, speed, the state of hoist. In addition, the system also has carried out contact less control, long life-span, reliability greatly improved, good control supervisory system and completely automation of relevant data’s demonstration, recording and so on.KEY WORDS: AC mine elevator, PLC, speed regulation, electric controltechnology research目录前言 (1)第1章国内外矿井提升机发展概述 (2)§1.1国外矿井提升机现状 (2)§1.2我国矿井提升机电气控制系统的现状 (2)第2章提升机机械结构及工作原理 (4)§2.1机械结构 (4)§2.2工作原理 (5)第3章串电阻调速系统 (7)§3.1串电阻调速系统原理 (7)§3.2串电阻调速程序 (8)第4章提升机电控系统构成 (14)§4.1引言 (14)§4.2主回路 (15)§4.3测速回路 (16)§4.4安全回路 (16)§4.5控制回路 (18)§4.5.1 信号回路 (18)§4.5.2 电机正反转回路 (18)§4.5.3 制动回路 (19)§4.5.4 转子电阻控制回路 (19)§4.6监控系统 (20)§4.6.1 上位机 (20)§4.6.2 操作台 (21)第5章PLC 操作主控系统原理及应用 (22)§5.1PLC系统组成 (22)§5.2各单元基本特点 (22)第6章技术经济性分析 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)前言矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的关键设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。

JTP2-8010系列矿井提升机液压站使用说明书（1.2～1.6m）晋中昌虹液压实业有限公司目录一、概述二、液压站的结构原理三、液压站的工作原理四、液压站的调试五、液压站的常见故障及处理六、液压站的主要技术参数调节和二级制动油压值的选择七、液压站的日常使用注意事项八、液压站易损件表一、概述随着液压传动技术的不断发展和完善，为更有效地提高JTP系列矿井提升机的产品质量和使用可靠性，我们设计了JTP8010、2JTP8010矿井提升机新型液压站。

由于该类液压站使用了当今国内最先进的25MPa高压系列液压元件和液压辅件，同时还将先进的比例控制技术用于液压站的调压，再加上新颖、合理的结构设计，使液压站具有了良好的使用性能，高效的运行可靠性和方便的维护保养性。

JTP8010液压站适用于JTP系列单筒矿井提升机，2JTP8010液压站适用于2JTP系列双筒矿井提升机。

JTP8010、2JTP8010液压站的主要作用是：1、可以为盘形制动器提供流量稳定、压力可线性调节的压力油，以使提升机获得不同的制动力矩。

2、在事故状态下（包括全矿停电），可以使A管制动器（2JTP8010为固定卷筒端制动器）的全部油压迅速回到零，达到完全制动。

B管制动器（2JTP8010为游动卷筒端制动器）油压迅速降到预先调定的P1级压力。

经电气延时到预先调定的某一值后，制动器的全部油压迅速回到零，使制动器达到全制动状态，即二级制动。

或在紧急情况下，使制动器的全部油压一次都回到零，使制动器达到完全制动状态，即一级制动。

3、2JTP8010液压站还可以向双筒提升机提供调绳离合器所需的压力油。

JTP8010、2JTP8010液压站的主要技术参数：1、额定工作油压：6.3MPa2、油泵最大流量：9L/min/2～2.5 m3、油箱容积：400L4、正常工作油温：15℃～60℃5、液压油牌号：夏季：N46抗磨液压油冬季：N32抗磨液压油6、油泵驱动电机：Y90L1-4-B5 1.5KW 1400rpm 380V/2～2.5 m7、液压站油液清洁度：NAS1638-10级二、液压站结构原理JTP8010、2JTP8010液压站的原理图见附图1及附图2。

前言毕业设计一方面是在理论教学和生产实习及课程设计等理论和实践环节的基础上所进行的一次比较全面的综合性教学考察,另一方面也是学生送给几十年来辛勤耕耘,可敬可爱的老师们的一份最好的礼物。

毕业设计可以培养学生综合运用所学理论和所掌握的技能来分析和处理实际问题；可以培养学生树立正确的设计思想，掌握工程技术设计的一般步骤；可以培养学生树立严肃的认真的一丝不苟的工作态度和正确的生产观,经济观和全面观；同时也可以进一步提高学生制图,设计计算,编写技术文件,正确使用技术资料,国家标准,手册等工具书的独立工作能力,最终的目的是实现学生向工程技术人员的完美过渡,为毕业后参加工作奠定扎实的基础。

本次设计由于初次进行,经验不足,所学知识有限,难免出现错误和不妥之处,切望各位老师和同学们不吝批评指正。

最后忠心地祝愿老师们工作顺利,事事如意！摘要矿井提升机是矿山的大型固定设备之一，是联系井下与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。

深度指示器是矿井提升机系统的重要检测装置之一，它的安全运行，对矿井运输的安全生产有着重大的影响。

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，通过提升机的选型，齿轮副，丝杠的选择，并经过科学的计算和分析，运用一系列的辅助设备来设计深度指示器，并对其零部件进行了校核。

关键词：矿井提升机深度指示器齿轮变位质量AbstractMine hoist is one of the large-scale regular equipment of the mine,is a main conveyance to contact well bottom and ground tool.It is the whole of important link of mining in the course that the mine promotes the work.Must is it there is actual using value from underground coal,ore appeared to quarry to ground to promote.Abolishing the promotion of the stone, rising or falling of staff member,material and equipment,etc.will be all finished by the work of promoting.Depth indicator is one of detection device of mine hoist system.Its safe operation has a major impact of the transport of mine production safety。

副井提升设备选型设计副井为斜井，是辅助提升井,主要担负升降人员，升降大、中小型设备、下放坑木、材料、水泥、砂石、提升井下矸石等辅助提升任务。

单水平提升，井上、下均为甩车场，采用单钩串车提升方式。

一、设计依据1、矿井年产量：60万t2、副井井口标高：+1490.00m3、井底标高：+1100.00m4、井筒倾角：α=25°5、提升斜长：L=923m。

6、辅助任务量：①矸石：46t/班；②水泥：2.75t/班；③砂石：8m3/班；④坑木：2.5m3/班；⑤金属支架、背板1次/班；⑥最大件设备：5.5t（包括2t平板车质量）。

⑦人员：69人。

7、提升容器：矿车为1tU型固定车箱式标准矿车，600mm轨距，容积1.1m3，每车装煤1.0t，装矸1.75t，自重610kg，允许牵引力58.8kN；8、矿井工作制度年工作日 b=330d日净提升时间 t=16h9 、井底车场甩车增加的运行距离 LH=30m10、井口栈桥上串车增加的运行距离LB=30m二、计算一次提升量：1、一次提升循环时间提升斜长：LX =LH+L+LB=30+923+30=983m初步选定的绞车最大速度为2.56m/s则每次提升的持续时间T=0.213LX+80=0.213×983+80=289s 一次提升量：K 1·K2·A·TQ=————————b·t·36001.15×1.15×600000×289 =———————————————330×16×3600=12t确定每次可提煤车3辆，矸石车两辆人车（XRB15—6/6型）壹辆，自重2200kg三、提升钢丝绳的选择1、提升各种负荷的绳端载荷(1)提煤时，绳端荷重Q m=3×(1000+630)(Sina+f1cosa) =3×1630×0.3514=1718kg(2)提矸石时，绳端荷重Q G=2×（1600+630）(Sina+ f1cosa) =1567kg(3)提人时绳端荷重Q R=1×(2200+15×70)(Sina+f1cosa) =1142kg2、计算钢丝绳单位钢丝绳悬垂长度：Lc=566+30=596m钢丝绳单位长度重量：[提煤荷重最大1718kg]Pk=Qd[1.1δB/m-L(sinα+f2cosα)]=1718/[1.1×17029.26/7.5-596(sina+0.2cosa) =1718/(2498-316)=0.78kg/m选钢丝绳18NAT6×7+Fc1670Zs108破断力总和Q B=179kN ，单重Pk=1.14kg/m3、钢丝绳最大静张力及安全系数（1）提煤时静张力：Fz=Qd+Lt·Pk(Sinα+f2cosα)=1718+566×1.14(0.342+0.2×0.94)=2060kg安全系数： Q B/F Z.g=8.87＞7.5（2）提矸时静张力：F Z=1909kgm矸=Q B/F Z=9.56＞7.5（3）提人时静张力：F Z=1484kgm人=Q B/F Z=12.31＞9故所选钢丝绳满足《煤矿安全规程》要求（三）钢丝绳选择及校验１、提升容器选择矿车为1tU型固定车箱式标准矿车，600mm轨距，容积1.1m3，每车装煤1.0t，装矸1.75t，自重610kg，允许牵引力58.8kN；材料车为600mm轨距矿用材料车，运送坑木、背板、金属网等材料；平板车为二种，一种为矿用标准平板车，运送一般设备；另一种为专用重型平板车,专门运送大件物体、采煤机、支架等较重设备。

摘要矿山生产的全过程离不开矿山提升和运输工作。

因此，运输和提升工作的好坏直接影响到矿山生产能否正常高效进行。

如果说运输线路是矿山生产的动脉，那提升设备则是其咽喉，可见其重要性和必要性。

提升机是联系井下和地面的重要运输工具，矿井提升工作是整个采矿工程中的重要环节。

矿井提升机的主轴装置是其主要的工作机构，它不仅要承受各种正常载荷（包括固定载荷和工作载荷），还要承受各种紧急事故情况下所造成的非正常载荷。

为了使提升机高效、安全、可靠地为国内外矿山机械用户服务，实现广大用户和企业的经济双赢，实现矿山机械用户的高效、安全、低耗的良性经济发展态势。

设计者要综合运用机械设计等知识，通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关资料，完成预期设计任务，并使机械设计的基本技能得到训练。

本文简要介绍了提升绞车的工作原理，分类及性能要求，根据提供的技术规格和设计参数，提出了提升绞车的总体设计方案。

矿用绞车为例，着重说明了减速器系统的设计，确定了各部分结构尺寸，并对箱体进行了设计。

根据提升系统的基本要求，对滚筒的强度、受力进行了分析。

关键词：矿井提升机滚筒主轴设计AbstractThe whole process of production in mines from mining ascension and transport work. Therefore, transportation and ascension direct influence work on mine production can be normal efficient. If the transport line is the artery, the mine production lifting equipment is its throat, It is obvious that its importance and necessity.Hoist is an important transport machine that contacting underground and surface, And it is the important link in the whole mining engineering.The spindle device of mine hoist is the primary operating mechanism, it not only to bear a variety of normal load (including the fixed load and working load), but also bear abnormal load that caused by a variety of emergency situation. In order to improve machine efficiency, safety, reliable customer service for domestic and foreign mining machinery to achieve the majority of users and the enterprise's economic win-win situation, mining machinery users to achieve efficient, safe, low consumption of good economic development trend. Designers to design the integrated use of mechanical knowledge, through the design calculations, drawing and the use of technical standards, specifications, design manuals and other information, is expected to complete the design tasks, and mechanical design of the basic skills of training.Principle, catalogue and requirement of the lifting winch for coal mines are introduced simply. Based on requirements and the parameters provided ,the total design idea for the lifting winch is proposed. As the example ,JTB-0.8×0.6A utilized in coal mines is designed. The design for the retarder is introduced in detail. The dimensions of all the parts are determined. The box is also designed. In order to force applied on the lifting winch ,strength of the roller is calculated.Key words: Hoist Drum Spindle Design目录前言 (1)1 绪论 (2)1.1 矿井提升机的简介 (2)1.2 矿井提升机的用途和发展概况 (3)1.3 矿井提升机的工作原理 (5)1.4 矿井提升机的任务及其地位 (7)2 提升机的选型和计算 (9)2.1 设计依据 (9)2.2 罐笼的选择 (9)2.3 钢丝绳的选择 (9)2.4 卷筒的选择 (12)2.5 提升机的选择 (13)3 提升机减速器的设计 (15)3.1 拟定传动方案 (15)3.2 预选电动机 (15)3.3 计算传动装置的总传动比i分配传动比 (16)3.4 主轴的确定 (17)3.4.1主轴直径的确定 (17)3.4.2 轴的校核 (18)3.4.3 确定主轴部分的轴承及校核 (20)3.5 减速器的设计 (22)3.5.1齿轮的确定 (23)3.5.2 减速器各轴的确定 (32)3.5.3 各轴轴承的选择 (42)3.5.4联轴器的设计 (42)3.5.5 提升机各部分键的选择 (43)3.5.6减速器机体结构尺寸 (44)4 制动器设计 (47)4.1 制动器设计要求 (47)4.2 提升机制动器主要类型 (48)4.3 盘式制动器的结构及工作原理 (51)5 提升设备的运动学及动力学计算 (54)5.1 提升系统变位质量的计算 (54)5.2 提升加速度的确定 (55)5.2.1 选择加减速度 (55)5.3提升设备的动力学计算 (57)致谢 ........................................... 错误！未定义书签。