矿井提升机设计(完整版)

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毕业设计(论文)

题目:矿井提升机设计

姓名:***

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。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。上世纪八十年代初,计算机又被用于提升机的监视和管理上。计算机和PLC的应用,使提升机自动化水平、安全和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,我国提升机的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。国产提升机安全性和可靠性差,在关键部位和上下两井口减速区段没无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、罐笼提升、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。

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