毕业设计论文煤矿主井提升设备选型设计单绳缠绕式提升机.docx

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1、煤矿主井提升设备选型设计（单绳缠绕式提升机）煤矿的生产效率很大程度上依靠提升设备，而我国中小型矿井所使用的提升设备，存在明显不足之处，严重影响了矿井的工作效率，因此必须设法改进提升设备,满足设计要求，提高生产效率。本次设计选用单绳缠绕式提升机，严格按照生产要求进行选择设计。其装置主的选用设计、提升机天轮的选用设计、提升相对位置计算、电动机容量计算和提升运动学及动力学计算等。关键词：单绳缠绕式提升机；联轴器；主轴装置；制动器；减速器AbstractProductionefficiencyisheavi1ydependentoncoa1minehoistingequipmentand1ifting

2、equipmentusedinoursma11andmediumsizedmines,thereareobviousshortcomings,serious1yaffectingtheefficiencyofthemine,itisnecessarytofindwaystoimprove1iftingequipmenttomeetthedesignrequirements,improveproductioneffectiveness.Thisartic1eisdesignedtomeettheproductionrequirementsofasing1eropewindinghoistappa

3、ratus.Thisapparatusismain1ycomposedoffourmaincomponents,i.e.thecoup1ing,thespind1e,brakes,reducers.Amongthem,inadditiontothecoup1ing,theotherthreearesupportingaspecia1product,thedesignis1ess.Thus,itispossib1etoreducetheamountofon-sitemaintenancehoist,andeaseofuseandoperation,thusgreat1yimprovethepro

4、ductionefficiencyofthemachine.Thedesigninc1udesanumberofdesign,ca1cu1ationcontent,main1ytoenhancethese1ectionofcontainerdesign,se1ectionofhoistingcab1edesign,enhancemachinedesignchoicesheave,improvethere1ativepositionca1cu1ation,ca1cu1atethemotorcapacity,improvekinematicsanddynamicsca1cu1ation.Keywo

5、rds:Sing1eropewindinghoist；Coup1ing；Spind1edevice；Brakes；reducer摘要IIAbstractIII目录11绪论32提升机的发展和结构52.1 发展概述52.2 单绳缠绕式提升机的主要结构61.1.1 1主轴61.1.2 盘型制动器61.1.3 减速器71.1.4 联轴器71.1.5 2.5调绳离合器82. 2.6深度指示器83单绳缠绕式提升机的设计92.1 设计依据92.2 设计过程92.2.1 箕斗的选择92.2.2 提升钢丝绳的选择122.2.3 提升机卷筒的选择143. 2.4天轮的选择153.2.5 提升机与井筒的相对位置15

6、3.2.6 预选提升电动机173.2.7 计算传动装置的总传动比并分配传动比183.2.8 计算主轴的输入功率并选择轴径193.2.9 根据轴径确定主轴部分的安装轴承193.2.10 联轴器的设计203.2.11 制动器的设计214提升设备的运动学及动力学计算234.1 计算提升系统变位质量234.2 计算并选定提升加速度244.3 3计算并选定提升减速度244.4 计算六阶段速度图参数254.5 提升设备的动力学计算274.6 计算提升电动机容量294.7 提升设备的电耗及效率的计算305产品空转运行326提升机的维护与检修336.1 提升机的日常维护336.2 提升机的定期检、修337结论

7、358致谢369参考文献371绪论当代中国，是一个经济腾飞的中国，其资源基础是中国经济腾飞的引擎之一。为了保持中国经济的发展，中国的资源利用一直寻求多样性，例如天然气、潮汐能、风能、等等。资源的开采方式也一直在寻求突破，从原始的小规模开采，到现如今的大规模深海采集，中国对资源的需要，越发明显。而其中的煤矿资源，从某种意义上来说，是中国现阶段最重要、最经济的一次能源。21世纪初的时候，我国的煤矿产业就已经在含煤地区全面扎根，大规模地开采煤矿，以给中国工业的运转源源不断地提供能源。但我国煤矿的开采技术与提升技术，并没有跟得上时代节奏，很多中小型矿井依旧采取改革开放前的开采、提升方式，技术落后，设计

8、不合理，达不到生产要求，存在安全隐患等等，困扰着许多煤矿矿井，严重制约了矿井的生产能力。由于时代的发展、煤矿产量增加方法的改变、煤矿功能的拓展，煤矿的战略地位将变得越发紧要。党和国家为了完成实现“中国梦”的愿望，近两年制定了许多能源相关政策,也进一步地明确了煤矿能源、资源在中国资源布局中所占的战略地位。现阶段，中国煤矿采集方法首要是井下方式采集，这就要求使用提升装备以运送煤矿到地面。其中，要求非常高的一个环节就是提升环节，甚至可以这样说，提升环节在很多方面上限制着煤矿能源的生产或其他能力。提升装备的合适构造及，科学维修保护和经济效率运作，影响着工作效率和经济指标。我国一直对有拓展能力的煤炭公司

9、进行改革以确保解决如今能源紧缺的困局，为实现“中国梦”贡献“推力”支撑。如今，我国大部分的煤矿提升装备同世界大型先进水平煤矿相比，有非常大的距离，主要问题集中在下面三个方面：(1)提升装备的非手动控制装置与国外煤矿相比较，其系统较为落后；(2)配套的主要零部件的质量以及安全要求不达标，因而限制了提升装备的综合水平；(3)煤矿运作的监管检验方式跟不上时代节奏、制动系统存在明显缺陷。随着时代的进步，提升机技术也随之快速不停地发展，其发展特点也越发明显，主要趋向如下：(1)体积小、质量小，方便可靠；(2)效率高、能力大、性能稳定；(3)自动化、智能化；(4)向标准化、规范化方向发展，让机器的零部件愈

10、加规范、标准，从而保障其加工质量；(5)向高适应性发展，适应不同工作环境；所以，从发展经济、给社会带来长远利益的长远考虑的角度来讲，设计高效率提升设备是非常不错的选择。本篇文章从各种角度分析设计了各类提升机的综合性能，根据机器设计的基本原则，即经济利益最大化原则与使用程度最大化原则，选择了单绳缠绕式提升机，并对它进行了总体构造分析。尤其是关于其可靠性与可行性，设计了提升机的主轴装置、联轴器、减速器、制动器等零部件。文中电动机的选择方便灵活，而提升机的三个主要部件，即主轴装置、减速器与制动系统是配套装置，无论是维修还是保养，都非常方便。这样，就能减少装备的设计时间，提升机在日常应用、维护中，也能

11、灵活地替换损坏零部件，从而节省时间，提高提升机的工作效率和生产效率。2提升机的发展和结构2.1发展概述提升机的类型非常之多，大体上可以分成两大类，即摩擦式提升机与缠绕式提升机。其中，缠绕式提升机也可细分为三类，即单绳缠绕式提升机、多绳缠绕式提升机与绞轮式缠绕式提升机。而现在，全世界的煤矿大多使用多绳摩擦式提升机，或者单绳缠绕式提升机。提升机的详细分类与其主要特性如下：(1)缠绕式：为了使提升机完成提升工作，实现提升和下放动作，可以使用绳索，在提升机的卷筒上进行缠绕和放出。具体方法：把钢丝绳的一头巩固在提升机的卷筒上，另一头则和提升器相接，当电动机拖动卷筒向不同方向滚动时，提升容器也随之提升或者

12、下放。单绳缠绕式：单绳缠绕式提升机的适用范围，仅限于浅井和中等深度煤矿，因为它的构造相对简单。但是如果是深井或者大型矿井，提升机的钢丝绳直径要求就很大，这也要求提升机的体积非常巨大，从而给提升机的制造与运行非常不便利，因此这种提升机在一些条件下，受到了很大的限定。多绳缠绕式：多绳缠绕式提升机具有单绳缠绕式提升机的一些特性，在另一些方面,又具有多绳摩擦式提升机的特性。它可以在竖井提升和斜井提升中使用，并且充分弥补了单绳缠绕式提升机的不足，例如深井大于等于140Om时，就可以使用多绳缠绕式提升机工作。(2)摩擦式：煤矿的矿井开采产量与深度越大，跟着的这种提升机的优势就越加明显。电动机的容量和消耗相

13、对于其他方式，都在减小，其中原因是，它的主轴跨越比较小,主轴的直径和长度也都在减小；与此同时，它的摩擦轮宽度也很窄，没有增加提升高度的难题。当然，摩擦式提升机的缺点也很明显，它的主轴构造比缠绕式提升机要更为繁杂，其总体消耗的能量非常巨大，相对于中小型煤矿来说，这种能耗造成成本过高，非常浪费。而且摩擦式提升机相对来说，存在的安全隐患也比较大。综上所述，单绳缠绕式提升机工作比较稳固,摩擦力比较小,很可靠，并且消耗也非常少，构造相对简易，安全性能高,受力比较平均,最重要的是，它能够成功胜任工作任务及工作前提的要求,对于中小煤矿的提升系统来说，这是非常明显的优点。当然，单身缠绕式提升机本身的缺点也随之

14、存在，例如对提升绳索的直径要求较大；在运行过程中出现急停，可能会出现提升绳索拉断；在拉不同负载的绳索时会伸长或缩短，所以需要经常调绳等等。但综合考虑这次设计的适用领域以及生产要求，依旧选取单绳缠绕式提升机。方案确定之后，就要解决方案里经常出现的问题，主要包含制动系统不稳定和主轴性能不稳定等。主轴是提升机非常重要的组成部分,它们的性能，很大程度上影响着提升机的生产效率、事故率与可靠性。主轴比较容易出现的问题主要有筒壳径向轴向开裂、筒壳在与支轮链接螺栓孔处产生裂纹、主轴轴头产生裂纹等等。制动系统的问题主要是制动不稳定、制动力矩不足、不能快速制动。综上所述，为了解决这些问题，可以采取一些措施：(1)

15、针对卷筒开裂，可以更换加厚筒壳，增加卷筒整体强度；(2)针对筒壳径向轴向开裂，可以在筒壳中间增加支撑环，或者加内圆贴板；(3)针对筒壳在与支轮链接螺栓孔处产生裂纹，可以在圆周缝隙处紧塞钢制垫片；(4)针对主轴轴头产生裂纹，必须卸掉联轴器，处理裂纹；(5)针对制动不稳定，可以加强日常维护检修；(6)针对制动力矩不足，可以合理分配制动力矩的大小；(7)针对不能快速制动，可以采取液压盘式制动器。2. 2单绳缠绕式提升机的主要结构2.2. 1主轴本产品主要由卷筒、轮毂、主轴三个部件组成，使用双卷筒形式的主轴装置，作双钩提升，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：(1)主轴装置采用铸铁法兰盘；(2)滚筒为整体焊接结构；(3)滚筒部件与主轴结构都要求具有对称性；(4)使用装配式结构来联接卷筒和制动盘，客户在装配时缩减了制造制动盘的工作量，因为制动盘早已使用了精加工，从而方便装卸和运输，使制动盘的形变缩减，并且增加了制动盘的工作期限；(5)轴承的选择，主要依靠提升机的各个参数，需要装配好质量优良的轴承，以防止轴承损坏，影响提升机工作；另外，需要配备很好的润滑系统，因为其工作环境基本上是污染环境，如果润滑剂质量不好，容易造成轴承抱死，发热等情况；(6)双