礦井提升機(jī)機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)-

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1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） （說 明 書） 題 目： 姓 名： 學(xué) 號： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2014年5月8日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書 姓名 專業(yè)班級 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 2014 年 2 月 18 日 設(shè)計(jì)（論文）開始日期 2014 年

2、 2 月 25 日 設(shè)計(jì)（論文）完成日期 2014 年 4 月 30 日 設(shè)計(jì)（論文）題目： 指 導(dǎo) 教 師 院（部） 主 任 郭 宗 躍 2014 年5 月8日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢

3、業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會記錄 電力工程 學(xué)院 專業(yè)，學(xué)生 于 2014年 6 月 10 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。 設(shè)計(jì)題目： 專題（論文）題目： 指導(dǎo)老師： 答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生

4、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績?yōu)? 。 答辯委員會 人，出席 人 答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： ， ， ， ， ， , 。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評語 第 頁 共 頁

5、學(xué)生姓名： 專業(yè)班級 年級 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 評 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 2014 年6 月12日 成 績： 系（科）主任： （簽字） 2014 年6 月12

6、日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）及答辯評語：

7、

8、 5 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對變電站自動化的概念和發(fā)展趨勢，以及變電站綜合自動化系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)在發(fā)展的狀況的論述，探討了變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能，結(jié)構(gòu)，保護(hù)配置。并且進(jìn)一步討論了微機(jī)保護(hù)硬件的結(jié)構(gòu)

9、和特點(diǎn)。 變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括繼電保護(hù)、控制、測量、信號、 故障錄波、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等)的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。它是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。隨著自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，變電站綜合自動化技術(shù)得到了迅速發(fā)展。 目前，廣泛采用的變電站綜合自動化系統(tǒng)是通過后臺監(jiān)控機(jī)對變電站全部一次設(shè)備及二次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)

10、視、測量、記錄、并處理各種信息，對變電站的主要設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制操作功能。然而，在實(shí)際使用過程中也隨之出現(xiàn)了一些問題，通過對各個綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行歸納總結(jié)，探討分析，就目前變電站綜合自動化系統(tǒng)在實(shí)際工作中出現(xiàn)的共性問題進(jìn)行綜合分析。 關(guān)鍵詞：變電站綜合自動化； 微機(jī)保護(hù)；硬件配置；繼電保護(hù) 目 錄 摘 要 1 第一章 概述 3 1.1 礦井提升機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 3 1.2 礦井提升機(jī)生產(chǎn)過程簡介 4 1.3礦井提升的特點(diǎn) 5 第二章 幾種常見的提升機(jī)和運(yùn)輸設(shè)備的簡介 7 2.1 纏繞式、摩擦式提升機(jī)的工作原理 7 2.1.1單繩纏繞式提升機(jī)的工作原理 7 2.1

11、.2多繩摩擦式提升機(jī)的工作原理 9 2.2 纏繞式、摩擦式提升機(jī)的特點(diǎn)、存在的問題以及解決的方法 11 2.2.1. 纏繞式提升機(jī)的特點(diǎn)、缺點(diǎn)以及問題的解決 11 2.2.2. 摩擦式提升機(jī)的特點(diǎn)、缺點(diǎn)以及問題的解決 12 2.2.3多繩摩擦提升機(jī)的缺點(diǎn)： 13 2.3纏繞式、摩擦式提升機(jī)共同存在并難以解決的一些問題 14 2.4目前斜井提升上用的方式 16 2.4.1.斜井串車提升的工作原理 16 2.4.2. 斜井串車提升的優(yōu)點(diǎn)和不足 18 2.4.3. 斜井膠帶輸送機(jī)提升的工作原理 18 2.4.4皮帶輸送機(jī)的分類 19 2.4.5 斜井膠帶輸送機(jī)提升的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)

12、20 第三章 旋斗式連續(xù)提升機(jī)的簡介與設(shè)計(jì) 22 3.1旋斗式連續(xù)提升機(jī)簡介 22 3.1.1 旋斗式連續(xù)提升機(jī)的結(jié)構(gòu) 22 3.1.2 旋斗式連續(xù)提升機(jī)的工作原理 23 3.1.3旋斗式連續(xù)提升機(jī)的構(gòu)成 25 參考文獻(xiàn) 26 致 謝 27 第一章 概述 1.1 礦井提升機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 礦山生產(chǎn)的全過程離不開礦山運(yùn)輸和提升工作。因此，運(yùn)輸和提升工作的好壞直接關(guān)系到礦山生產(chǎn)能否正常高效進(jìn)行。如果說運(yùn)輸線路是礦山生產(chǎn)的動脈，那提升設(shè)備則是其咽喉，可見其重要性和必要性。提升機(jī)是聯(lián)系井下和地面的主要運(yùn)輸工具，礦井提升工作是整個采礦工程中的重要環(huán)節(jié)。從地下采出的煤炭、礦石必

13、須提升至地面才有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。廢石的提升、工作人員、材料及設(shè)備的升降等都要靠提升工作來完成。礦井提升機(jī)是礦井提升設(shè)備中的動力部分，由電動機(jī)、減速器、主軸裝置、制動裝置、深度指示器、電控系統(tǒng)和操縱臺等組成。根據(jù)提升機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)的不同，礦井提升機(jī)有以下一些類型： 我國目前廣泛使用的有單繩纏繞式雙圓柱卷筒提升機(jī)和多繩摩擦式提升機(jī)兩種。但在長期的使用中，它們的缺點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)出來，為了適應(yīng)高效安全的新生產(chǎn)要求，我們急需尋求一種新型的提升機(jī)來逐步代替這些原本陳舊的設(shè)備，本文我們所研究的旋斗式連續(xù)提升機(jī)就是在此環(huán)境下呼之欲出的新產(chǎn)品。目前它還處于研發(fā)階段，尚未得到大力推廣，但理論工作

14、已很充分，初步的投產(chǎn)使用情況也非常好，它的優(yōu)點(diǎn)在實(shí)踐中得到了很好的發(fā)揮。我相信，隨著研制工作的進(jìn)一步完善，旋斗式連續(xù)提升機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)，在未來的礦山生產(chǎn)中將發(fā)揮巨大的作用。 1.2 礦井提升機(jī)生產(chǎn)過程簡介 礦井提升機(jī)是沿井筒提運(yùn)礦石和廢石、升降人員、下放材料和工具的設(shè)備。提升容器有罐籠和箕斗。根據(jù)井筒傾角的不同,提升容器分為立井用和斜井用兩種.立井用提升容器主要是箕斗和罐籠,箕斗分為底卸式、側(cè)卸式和翻轉(zhuǎn)式,罐籠分為普通罐籠和翻轉(zhuǎn)罐籠。斜井箕斗分為翻轉(zhuǎn)式和后壁卸載式兩種。罐籠可用來提升礦石、人員、材料與設(shè)備等，但是箕斗不能用來提升人員。不同類型礦井提升機(jī)的工作方式和工作環(huán)境各有所相同，但其根

15、本的工作原理是相似的，礦井提升機(jī)提升原理示意圖如圖1-1所示： 通過滾筒或齒輪的旋轉(zhuǎn)帶動皮帶或鏈條升降，從而實(shí)現(xiàn)箕斗或罐籠的升降，在井下和地面之間往復(fù)運(yùn)動，進(jìn)行對煤和人員、貨物的運(yùn)輸。 1.3礦井提升的特點(diǎn) 安全性安全性 所謂安全性，就是不能發(fā)生突然事故。由于礦井提升設(shè)備在礦山生產(chǎn)中所占的地位十分重要，其運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性，不僅直接影響整個礦井的生產(chǎn)，而且還涉及人員的生命安全。因此各國都對礦井提升設(shè)備提出了極嚴(yán)格的要求。在我國這些規(guī)定包括在《煤礦安全規(guī)程》只中。 可靠性 所謂可靠性，是指能夠可靠地連續(xù)長期運(yùn)轉(zhuǎn)而不需在短期內(nèi)檢修。礦井提升設(shè)備所擔(dān)負(fù)的任務(wù)十分艱巨，不僅每年要把數(shù)

16、十萬噸到數(shù)百萬噸的煤炭和礦石從井下提升到地面，而且還要完成其他輔助工作。一個年產(chǎn)150萬噸的礦井，停產(chǎn)一天就要損失大約20萬元。因此礦井提升機(jī)至少要服務(wù)二十年以上而不需大修。 經(jīng)濟(jì)性 礦井提升設(shè)備是礦山大型設(shè)備之一，功率大，耗電多，大型礦井提升機(jī)的功率超過1000KW。因此礦井提升設(shè)備的造價(jià)以及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，也就成為影響礦井生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要因素之一。 第二章 幾種常見的提升機(jī)和運(yùn)輸設(shè)備的簡介 2.1 纏繞式、摩擦式提升機(jī)的工作原理 礦井提升機(jī)按照工作方式分類如下： 我國目前廣泛使用的有單繩纏繞式和多繩摩擦輪式兩種，以下就重點(diǎn)介紹此兩種提升機(jī)的工作原理。

17、2.1.1單繩纏繞式提升機(jī)的工作原理 纏繞式提升機(jī)的主要部件有主軸、卷筒主軸承調(diào)繩離合器、減速器、深度指示器和制動器。示意圖如下： ， 工作原理比較簡單，就是將鋼絲繩的一端固定在提升機(jī)的卷筒上，另一端繞過井架上的天輪與提升容器相連接，利用兩個卷筒上鋼絲繩的纏繞方向的不同，當(dāng)提升機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，使兩個容器一個上升一個下降，以完成提升任務(wù)，這種提升機(jī)在我國礦山中廣泛使用。纏繞式提升機(jī)提升系統(tǒng)示意圖如下： 我國使用的單繩纏繞式提升機(jī)，主要是圓筒形卷筒提升機(jī)，按卷筒數(shù)目的不同，有單筒及雙筒提升機(jī)兩種。雙筒提升機(jī)在主軸上裝有兩個卷筒，其中之一與主軸

18、固接（鍵裝或熱裝），稱為固定卷筒；另一卷筒則滑裝在主軸上，通過離合器與主軸連接，稱為游動卷筒。將兩種卷筒做成這樣的目的，是為了在需要調(diào)繩及更換提升水平時(shí)，兩個卷筒可以有相對運(yùn)動。單卷筒提升機(jī)只有一個卷筒，一般用于單鉤提升，但是如果在單卷筒上固定兩根鋼絲繩，且其纏繞方向相反，也可作雙鉤提升，這時(shí)，由于一根鋼絲繩自卷筒上松放，另一根則向卷筒上纏繞，卷筒表面得到了充分利用，所以單卷筒提升機(jī)相對于雙卷筒提升機(jī)來說，質(zhì)量和體積都小很多。不過單卷筒提升機(jī)做雙鉤提升時(shí)，繩長的調(diào)節(jié)頗為不便，為此，可以把單卷筒制成可分離式的兩部分，一部分與主軸固接，另一部分通過離合器與主軸相連，這種型式的稱為可分離式單卷筒提升

19、機(jī)。 2.1.2多繩摩擦式提升機(jī)的工作原理 多繩摩擦式提升機(jī)的主要部件有主軸、主導(dǎo)輪、主軸承、車槽裝置、減速器、深度指示器、制動裝置及導(dǎo)向輪。由于使用了數(shù)根鋼絲繩代替一根鋼絲繩，鋼絲繩的直徑變小，摩擦輪雖變?yōu)槟Σ镣玻ㄒ喾Q主導(dǎo)輪）而稍有加寬，但其直徑亦變小。鋼絲繩直徑有如下關(guān)系： 式中：——用n根鋼絲繩時(shí)提升鋼絲繩直徑； d ——單繩摩擦提升的鋼絲繩直徑 由于多繩不易在同一時(shí)間內(nèi)斷裂，故較為安全，多繩摩擦式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)圖示如下： 由于開采深度的增加，需要纏在卷筒上的提升鋼絲繩

20、變長，因而礦井提升機(jī)的卷筒寬度加大，這帶來了一系列問題，如提升機(jī)主軸太長、繩弦偏角太大、機(jī)器加重而使轉(zhuǎn)動慣量加大等。為了解決這個矛盾，德國人Koepe提出將鋼絲繩搭在摩擦輪上，利用摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來帶動鋼絲繩運(yùn)動。與卷筒纏繞式相比，摩擦輪的寬度顯著地變窄了，同時(shí)由于跨度變小，提升機(jī)主軸的直徑與長度均有所降低，結(jié)果顯著地減輕了機(jī)器的重力，而且由于回轉(zhuǎn)力矩的減少，亦將降低提升電動機(jī)的容量。 多繩摩擦提升設(shè)備的布置方式可分為塔式和落地式兩類。其提升系統(tǒng)示意圖如下： 。 多繩摩擦提升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是與它的動力傳遞原理以及安裝特點(diǎn)密切相關(guān)的。即由于它是靠

21、摩擦力來傳遞動力的，它必須有較高摩擦系數(shù)的襯墊，為了保持幾根繩的繩槽處的深淺相同，即各繩的摩擦半徑相同，需設(shè)切槽裝置，為了補(bǔ)償鋼絲繩蠕動或滑動對深度指示器指示位置的影響，設(shè)置了深度指示器自動調(diào)零裝置，為了在使用圓尾繩時(shí)尾繩可以松捻而避免打結(jié)，在罐籠底部下方設(shè)有尾繩懸掛裝置。摩擦提升依靠襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來傳遞動力，因此其工作可靠性就在于提升鋼絲繩與安在主導(dǎo)輪上的摩擦襯墊之間是否產(chǎn)生滑動，即是否有足夠的摩擦力。 2.2 纏繞式、摩擦式提升機(jī)的特點(diǎn)、存在的問題以及解決的方法 2.2.1. 纏繞式提升機(jī)的特點(diǎn)、缺點(diǎn)以及問題的解決 纏繞式提升機(jī)最大的特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)及工作原理十分簡單

22、，就是利用鋼絲繩的纏繞方向的不同來實(shí)現(xiàn)物料的提升。但是，正是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)、工作原理簡單也導(dǎo)致其存在以下很多的問題和不足。 (1).纏繞式提升機(jī)只能應(yīng)用于淺井或中等深度的礦井中。這是因?yàn)樵谏罹按蠼K端載荷時(shí)鋼絲繩和提升卷筒容繩面積要求太大，這導(dǎo)致了提升機(jī)體積龐大，質(zhì)量激增，使提升機(jī)的提升高度受到滾筒容繩量的限制，不適用于深井提升; (2).單繩纏繞式提升機(jī)的載荷由單根鋼絲繩承擔(dān)，因此單繩纏繞式提升機(jī)的鋼絲繩直徑往往很大； (3).纏繞式提升機(jī)的鋼絲繩纏繞在卷筒上，因此其卷筒直徑比較大，這就使其回轉(zhuǎn)力矩比較大，這就使纏繞式提升機(jī)的質(zhì)量比較大，從而使電動

23、機(jī)的容量和耗電量也增大，所以提升機(jī)的效率比較低； (4).卷筒的直徑比較大，這就使提升機(jī)的提升速度受到了限制，因此電動機(jī)的轉(zhuǎn)速也比較低，減速器比較大； (5).纏繞式提升機(jī)的鋼絲繩是纏繞在卷筒上，因此鋼絲繩的彎曲次數(shù)比較多，這就導(dǎo)致鋼絲繩的工作條件比較差，鋼絲繩的壽命降低； (6).單繩纏繞式提升機(jī)是用單根鋼絲繩提升容器，因此容器在提升過程中會發(fā)生轉(zhuǎn)動，這就使提升容器的罐耳和罐道發(fā)生摩擦，產(chǎn)生摩擦阻力； (7).單繩纏繞式提升機(jī)由單根鋼絲繩提升容器，因此它的安全性比較低。 纏繞式提升機(jī)存在的一些問題是可以通過改變其結(jié)構(gòu)而

24、解決的。例如：單繩纏繞式提升機(jī)的鋼絲繩直徑過大；單繩纏繞式提升機(jī)的提升容器的轉(zhuǎn)動；單繩纏繞式提升機(jī)的安全性比較低。這些都是由于提升是靠單根鋼絲繩承載造成的，要解決這些問題可以增加提升鋼絲繩的數(shù)量，即采用多繩纏繞式提升機(jī)。而另一些解決不了的問題就要靠改變提升機(jī)的工作原理，采用摩擦式提升機(jī)來解決了。 2.2.2. 摩擦式提升機(jī)的特點(diǎn)、缺點(diǎn)以及問題的解決 多繩摩擦式提升機(jī)與單繩纏繞式提升機(jī)比較其主要優(yōu)點(diǎn)： (1). 提升高度不受滾筒容繩量的限制，適用于深井提升； (2). 載荷是由數(shù)根鋼絲繩承擔(dān)，故鋼絲繩直徑較相同載荷下單繩提升小； (3). 摩擦輪直徑顯著減小； (4). 由于摩擦輪直

25、徑小，回轉(zhuǎn)力矩減小，在提升載荷相同的情況下，多繩摩擦提升機(jī)的質(zhì)量比單繩纏繞式提升機(jī)小1/4～1/5提升電動機(jī)的容量和耗電量也相應(yīng)降低，設(shè)備的效率提高； (5). 摩擦輪直徑較小，在相同提升速度下，可以使用轉(zhuǎn)速較高的電動機(jī)和較小的減速器； (6). 鋼絲繩是搭放在摩擦輪上，減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)，改善了鋼絲繩的工作條件； (7). 采用偶數(shù)跟提升鋼絲繩，鋼絲繩的捻向是左右捻各半，消除了提升容器在提升過程中的轉(zhuǎn)動，減少了容器的罐耳和罐道的摩擦阻力； (8). 數(shù)根鋼絲繩同時(shí)承受載荷，提升工作的安全性大為提高，數(shù)根鋼絲繩被同時(shí)拉斷的可能性極小，因此可以不再使用防墜器，從而減少了提升容器的質(zhì)量。

26、雖然多繩摩擦提升機(jī)解決了單繩纏繞式提升機(jī)存在的一些問題，但是多繩摩擦提升機(jī)自身也存在一定的缺陷與不足。 2.2.3多繩摩擦提升機(jī)的缺點(diǎn)： 1).數(shù)根鋼絲繩的懸掛、更換、調(diào)整、維護(hù)檢修工作復(fù)雜，而且有一根鋼絲繩損壞需要更換時(shí)，為保持各鋼絲繩具有相同的工作條件，往往需要更換所有的鋼絲繩； 2).因不能調(diào)節(jié)繩長，故雙鉤提升工作不適用于多水平提升； 3).當(dāng)井深超過1700m時(shí)，鋼絲繩與容器在連接處的應(yīng)力波動的較大，鋼絲繩的故障增多，故鋼絲繩摩擦提升不宜用于超深井提升。 要解決多繩摩擦式提升機(jī)鋼絲繩的懸掛、更換等檢修復(fù)雜、不適用于多水平提升、不宜用于超深井提升這些問題，不是單靠改變提升機(jī)的

27、結(jié)構(gòu)能夠解決的。多繩摩擦式提升機(jī)本身的原理是利用多根鋼絲繩和摩擦襯墊的摩擦力來傳動的，因此要解決多繩摩擦式提升機(jī)的這些問題就必須改變其工作原理，因此這些問題并不是摩擦式提升機(jī)自身可以解決的。 2.3纏繞式、摩擦式提升機(jī)共同存在并難以解決的一些問題 雖然纏繞式提升機(jī)的一些缺點(diǎn)是摩擦式提升機(jī)可以解決的，但是這兩種提升機(jī)都存在一些難以解決的問題，主要表現(xiàn)為以下幾個方面： 1).基礎(chǔ)配套設(shè)施投資大 現(xiàn)有提升機(jī)根據(jù)年開采量大小不同，一般都需5～8 m直徑的井筒，這樣才能滿足提升機(jī)配套要求，而目前井筒施工平均每立方米工程費(fèi)約為1000～1500元。再加上井架、井塔、絞車房和配電室等配套建筑（不

28、包括辦公設(shè)施），這些設(shè)施費(fèi)用一般占基礎(chǔ)設(shè)施投資的50％以上。對于新建的一些現(xiàn)代化礦井，此項(xiàng)投資費(fèi)用比例更高，一般按設(shè)計(jì)年產(chǎn)量計(jì)算，噸煤投資約為60萬元左右。 2).設(shè)備投資多 現(xiàn)有提升機(jī)價(jià)格主要由機(jī)械和電器兩部分組成，機(jī)械部分（包括容器鋼絲繩等）大約在200～400萬元之間。電控設(shè)備則懸殊很大，按直流或交流、模擬或數(shù)字、國產(chǎn)或進(jìn)口等區(qū)別，價(jià)格從幾十萬元到上千萬元不等。此外，容器自重比很大，一般自重和載重相比均在1以上，最高達(dá)到1.5～1.7。 3).可靠性差 現(xiàn)有提升機(jī)在使用中經(jīng)常發(fā)生機(jī)械和電器故障，特別是國產(chǎn)設(shè)備，維護(hù)、維修往往需要占用大量人力物力。其中絕大部分是電器故障，約占70～

29、80％，有的甚至更高，使用中因故障造成的停產(chǎn)事故時(shí)有發(fā)生，究其原因是現(xiàn)有提升機(jī)運(yùn)行狀態(tài)變化復(fù)雜，且控制參數(shù)、控制點(diǎn)和參控電器元件太多所造成的。 4).運(yùn)轉(zhuǎn)安全性差 由于現(xiàn)有提升機(jī)往往是往返運(yùn)行，上下止點(diǎn)要求非常嚴(yán)格，所以提升機(jī)需要頻繁啟動，加速、減速、停車這些程序式工作均是通過司機(jī)操控電器執(zhí)行元件來實(shí)現(xiàn)的，如操作失誤或執(zhí)行元件失效都會造成安全上的重大事故，如過卷、過放、滑繩等等。 5).維護(hù)、維修工作量大 由于現(xiàn)有提升機(jī)電控復(fù)雜、故障多，所以需要配備專門的電器和機(jī)械維修人員，每天都安排有一定的檢修時(shí)間，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每天的維修時(shí)間約占提升機(jī)工作時(shí)間的1/5～1/6左右，每臺提升機(jī)的維修

30、人員一般為5～8人之間，有的多達(dá)十幾人。 6).運(yùn)行效率低 現(xiàn)有提升機(jī)由于采用往返工作方式，所以每一工作循環(huán)都有爬行、加速、勻速、減速、裝卸載過程。其中，爬行、裝卸載時(shí)間占有很大比例，有些提升機(jī)特別是淺井提升，往往比正式運(yùn)行時(shí)間大的多，再加上維護(hù)維修時(shí)間，那么現(xiàn)有提升機(jī)實(shí)際運(yùn)行往往只能有30％～50％的時(shí)間。 7).經(jīng)濟(jì)效益差 現(xiàn)有提升機(jī)由于是間歇工作，往返制運(yùn)行，所以操作要求很嚴(yán)格，一般都要配置司機(jī)班組、維修班組，這就需要很多人員。另外現(xiàn)有提升機(jī)是間歇工作、頻繁啟動、短時(shí)高速運(yùn)行，所以需要拖動電機(jī)功率很大，往往是當(dāng)量勻速工作制的2～4倍，這就造成大量人力和物力的浪費(fèi)。

31、 除此之外，現(xiàn)有提升機(jī)還有對環(huán)境要求高，后備保護(hù)復(fù)雜等問題，有些問題可以通過科技進(jìn)步和技術(shù)改造解決或改善，但絕大多數(shù)問題都是由于運(yùn)動形式所決定的，是很難徹底解決的。這些問題的存在，嚴(yán)重影響現(xiàn)有提升機(jī)的發(fā)展和采礦業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。因此，現(xiàn)代采礦業(yè)正在尋求新的提升設(shè)備來代替現(xiàn)在這種往返間歇式提升機(jī)，常見的一種是帶式運(yùn)輸機(jī)，現(xiàn)已在許多企業(yè)采用，雖然其運(yùn)轉(zhuǎn)效率、安全可靠性都有所提高，但和現(xiàn)有提升機(jī)相比，在基礎(chǔ)投資、設(shè)備投資、經(jīng)濟(jì)效益等方面仍無明顯改變；另一種就是連續(xù)提升機(jī)，許多人預(yù)測這種提升機(jī)在二十一世紀(jì)礦山機(jī)械中將會被普遍采用，現(xiàn)已有雛形，如斗式提升機(jī)和夾持式皮帶機(jī)等，兩者都具有垂直連續(xù)提升之功能，

32、但因受力狀態(tài)、技術(shù)條件、材料、性能等一些問題難以解決，所以難以滿足大運(yùn)量、高運(yùn)距的要求。 2.4目前斜井提升上用的方式 2.4.1.斜井串車提升的工作原理 斜井串車提升有單鉤、雙鉤之分，按車場形式不同，又可分為甩車場和平車場兩種。斜井串車提升工作原理示意圖如下： (1).甩車場單鉤串車提升 甩車場單鉤串車提升式由提升重串車和下放空串車兩道工序組成。提升開始時(shí)，重串車在井底車場重串車甩車道上。由于甩車道的平坡度時(shí)變化的，并且串車又在彎道上運(yùn)行，礦車容易掉道，所以要求初始加速度不能太大，≤0.3，速度業(yè)不能太大，即以≤1.5合適。當(dāng)全部串車提過井底甩車場進(jìn)入井筒后，以加速度加速到最

33、大提升速度，然后等速運(yùn)行。接近井口時(shí)，串車開始以減速度減速。全部串車提過道岔后，絞車斷電并抱閘，重串車在棧橋停車點(diǎn)前停車。搬過道岔后，絞車松閘，重串車反向低速滑下甩入井口車場重串車甩車道。摘鉤后掛上空串車。絞車把空串車從井口車場空串車甩車道低速提過道岔，并在棧橋上停車。搬過道岔后，電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)，空串車沿車筒運(yùn)行至井底車場空車甩車道進(jìn)行摘鉤，再掛上重串車，這就完成了單鉤串車提升的整個循環(huán)。 (2).甩車場雙鉤串車提升 甩車場雙鉤串車提升與甩車場單鉤串車提升基本相同，其特點(diǎn)之一是井上、下摘掛鉤工作不同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)重串車提過道岔后，空串車甩入井底車場空車甩車道上，這時(shí)并不進(jìn)行摘鉤工作，而是將重串車

34、甩入井口車場重車甩車道進(jìn)行摘掛鉤，此時(shí)，井下空串車又被提起。當(dāng)井口空串車被提到道岔后，井下空串車再一次甩入井底車場空車甩車道上進(jìn)行摘掛鉤工作，然后開始下一循環(huán)。 另外，井口甩車場可以是兩側(cè)甩車，也可以是單側(cè)甩車。單側(cè)甩車即是左右兩鉤串車都甩向同一側(cè)，假如井口甩車場設(shè)在井筒左側(cè)，當(dāng)右側(cè)鉤頭上提重串車，提至井口道岔后，就要向左甩入井口車場，這時(shí)須從左鉤鋼絲繩上方通過，為防止壓繩，應(yīng)設(shè)置壓繩道岔。壓繩道岔形式很多，有的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。比較簡單的是在右鉤通往井口車場的軌道與左鉤鋼絲繩的相交處，將軌道做出缺口，使左鉤鋼絲繩陷入切口中運(yùn)行，這樣就避免了礦車壓繩。為了防止右鉤鋼絲繩磨損，只有將右天輪抬高。

35、 (3).平車場雙鉤串車提升 提升開始時(shí)，在井口平車場空車線上的空串車，由井口推車器以加速至1的低計(jì)速并向下推進(jìn)，同時(shí)井底重串車上提(與空串車相適應(yīng))。當(dāng)全部重串車進(jìn)入井筒后，絞車以加速到最大提升速度，并以此速度等速運(yùn)行，重串車運(yùn)行至井口空串車到井底時(shí)，絞車以進(jìn)行減速，使之由減至，空串車進(jìn)入井底車場時(shí)以低速運(yùn)行，最后減速、制動、停車。這時(shí)，井口平車場內(nèi)的重串車，在重車線上借慣性繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)鉤頭行至摘掛鉤位置時(shí)，迅速將鉤頭摘下并掛上空串車，此時(shí)，井下也摘掛鉤完畢，打開井口空車線上的阻車器，準(zhǔn)備下一循環(huán)。 平車場單鉤串車提升與雙鉤串車類似，只是上下無需同時(shí)進(jìn)行摘掛鉤，一般平車場多用于雙鉤串車提

36、升。 甩車場與平車場相比，甩車場較簡單，布置緊湊，摘掛鉤也安全，但由于甩車時(shí)電機(jī)需停車反轉(zhuǎn)，再加上甩車的時(shí)間，使提升循環(huán)時(shí)間加長，因而運(yùn)輸能力較小，平車場的提升循環(huán)時(shí)間較短，如果運(yùn)用得當(dāng)，生產(chǎn)能力較大，但平車場需設(shè)推車機(jī)及阻車器等輔助設(shè)備，較為復(fù)雜。否則推車笨重，需工人多。在重車前進(jìn)中摘掛鉤很不安全，現(xiàn)已多用自動摘鉤器。為改善勞動條件及維護(hù)車場設(shè)備，還需建筑井口棚。 2.4.2. 斜井串車提升的優(yōu)點(diǎn)和不足 斜井串車提升所需井筒的斷面較小，因此投資較少，設(shè)備的安裝比較容易，但斜井串車提升也有很多問題： 斜井串車提升的上下車場復(fù)雜，不便于多水平提升； 當(dāng)井筒傾斜角度過大時(shí)，用串車提升容

37、易撒煤； 由于串車在彎道上運(yùn)行，礦車容易掉道； 串車提升的速度比較小，而且和摩擦式提升機(jī)一樣，采用的是往返式的間歇運(yùn)動，提升過程需要經(jīng)歷加速、勻速、減速的過程，因此其工作效率比較低； 在串車提升的過程中需要摘掛鉤，因此需要較多的工人，而且安全性也得不到保障，而且由于這種工作方式很難做到自動化。因此這也是導(dǎo)致其工作效率低下的一個重要原因； 串車提升方式其機(jī)械設(shè)備也比較復(fù)雜，還需要在井下和井口建造車場，在井口還需要建造井口棚，因此設(shè)備的投資比較大，這也影響到了礦井的經(jīng)濟(jì)效益； 串車提升機(jī)在提升完畢后還要下放空串車，而且甩車也需要時(shí)間，因此串車提升方式的工作周期比較長，而且做不到連續(xù)提升，

38、這樣就影響了提升效率。 這一系列的問題都是由串車提升的工作方式和運(yùn)動形式?jīng)Q定的，因此想要通過改造現(xiàn)有設(shè)備來解決這些問題是比較困難的，如果想要解決這些問題只有通過改變其運(yùn)動形式來解決。 2.4.3. 斜井膠帶輸送機(jī)提升的工作原理 帶式輸送機(jī)是目前井下巷道、礦井地面、露天礦及選煤廠中廣泛應(yīng)用的一種連續(xù)動作式輸送貨載的設(shè)備。其組成部分及工作原理如圖所示： 帶式輸送機(jī)主要由輸送帶、托輥及機(jī)架、驅(qū)動裝置、制動裝置、拉緊裝置和清掃裝置等。 輸送帶多為膠帶。從上圖可見，膠帶1繞經(jīng)主動滾筒2和尾部換向滾筒3后，用機(jī)械接頭法（如鉸接活頁式、鉚釘固定夾板式及勾狀卡子接頭式等）或硫化膠

39、合法，將兩頭接在一起，使之成為封閉環(huán)形帶。膠帶由上、下托輥4支撐著。用拉緊裝置5將膠帶拉緊，以保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需要得張緊力。工作時(shí)，主動滾筒被電動機(jī)帶動而旋轉(zhuǎn)，是借助于主滾筒于膠帶之間的摩擦力帶著膠帶連續(xù)運(yùn)行。貨物裝在膠帶上和膠帶一起運(yùn)動。膠帶輸送機(jī)一般是利用上段膠帶運(yùn)送貨物的，并且在端部卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。托輥架由落地式的，也有繩架吊掛式的。而落地式的又有固定式的（機(jī)架固定在地基上）和可拆移式兩種。 輸送機(jī)的上段膠帶利用一組槽形托輥支承，形成槽形，以增加裝載斷面積，下段為平托輥所支承，托輥內(nèi)兩端裝有軸承，轉(zhuǎn)動靈活，運(yùn)行阻力較小。 2.4.4皮帶輸送機(jī)的分類 （1）.

40、通用固定式 簡稱普通式，它是煤礦最早使用的一種膠帶輸送機(jī)。它的特點(diǎn)式托輥安裝在固定的機(jī)架上，機(jī)架固定在地基上。由于它不能適應(yīng)采煤工作面經(jīng)常移動，輸送機(jī)經(jīng)常拆裝的要求，因此這種輸送機(jī)目前只適用于礦井地面選煤廠及井下主要運(yùn)輸巷道。 （2）.可拆式 有兩種可拆式輸送機(jī)：一種是無螺栓聯(lián)接機(jī)架的落地式，一種是繩架吊掛式。由于后者的拆裝和調(diào)節(jié)更為方便，故在采區(qū)得到更為廣泛的應(yīng)用，其主要特點(diǎn)是機(jī)身結(jié)構(gòu)用兩根縱向平行布置的鋼絲繩為機(jī)架，機(jī)身吊掛在巷道支架上，機(jī)身高度可以調(diào)，節(jié)。 （3）.可伸縮式 由于綜合機(jī)械化采煤的迅速發(fā)展，工作面的推移速度越來越快，因此出現(xiàn)了可伸縮式膠帶輸送機(jī)。它的機(jī)身可以很方便

41、地伸縮，比普通膠帶輸送機(jī)多一個儲帶裝置，可以儲存一卷膠帶。 為適應(yīng)更長的距離，大運(yùn)輸量的需要，目前膠帶輸送機(jī)又有兩種新的發(fā)展趨勢：一是降低膠帶的張力，如采用多點(diǎn)驅(qū)動的膠帶輸送機(jī)；二是提高膠帶的強(qiáng)度，采用高強(qiáng)度（如鋼繩芯）膠帶。 2.4.5 斜井膠帶輸送機(jī)提升的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn) 采用斜井膠帶輸送機(jī)提升，有其自己的優(yōu)點(diǎn)： （1）能連續(xù)運(yùn)輸、安全可靠而且運(yùn)輸量也比較大； （2）每臺設(shè)備運(yùn)輸距離長、運(yùn)輸能力大。因鋼絲繩承擔(dān)了牽引力，而膠帶只起承載物料的作用，因而一臺設(shè)備運(yùn)距可大大加長； （3）運(yùn)行平穩(wěn)，巷道清潔，中途物料散落少； （4）適合水平、傾斜運(yùn)輸，而且可以乘人； （5）由于單機(jī)長

42、度大，中途轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)少，操作簡單，因而便于實(shí)現(xiàn)自動化。 初期投資打，設(shè)備安裝時(shí)間長，并需要安設(shè)裝、卸載設(shè)備和煤倉； 要求井筒傾角不大于17，井巷要平直等； 為了升降人員、提升矸石、下放設(shè)備材料等，還需要鋪設(shè)軌道，因此膠帶式輸送機(jī)的投資比較大； 膠帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，機(jī)械設(shè)備比較多，因此其制造、安裝的成本比較大，而且安裝過程也比較復(fù)雜； 由于膠帶式輸送機(jī)式利用膠帶承載并提升物料，因此膠帶的用量比較大，由于膠帶的價(jià)格比較高，其在輸送機(jī)成本中占很大比例。而且膠帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，從而導(dǎo)致其機(jī)械設(shè)備也比較繁多，這就使膠帶輸送機(jī)的成本較高； 由于有棱角的貨物對膠帶的磨損比較嚴(yán)重，

43、因此膠帶輸送機(jī)不宜運(yùn)輸有棱角的物料。 由于以上這些提升方式問題的存在，嚴(yán)重影響現(xiàn)有提升機(jī)的發(fā)展和采礦業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。因此我們想到了改造現(xiàn)有提升設(shè)備，但是以上所介紹的這些提升形式的存在是由其設(shè)備的特點(diǎn)、工作原理以及運(yùn)動形式所決定的。所以這些提升設(shè)備存在的很多問題，單單靠對現(xiàn)有的設(shè)備做一些更新、改動是無法徹底解決的，最多也只是能減少這些問題對提升機(jī)工作的影響，那么這么多問題我們就沒有辦法解決了嗎？我們能否就現(xiàn)有提升設(shè)備存在 的問題設(shè)計(jì)研制新型的，能連續(xù)工作的連續(xù)提升機(jī)呢？而本次設(shè)計(jì)所研究的旋斗提升機(jī)就是一種新型的、連續(xù)工作的提升機(jī)，這種提升機(jī)采用數(shù)量眾多的可旋轉(zhuǎn)的小箕斗作為提升容器，它的工作

44、是連續(xù)的，因此可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)提升。旋斗提升機(jī)既可以實(shí)現(xiàn)縱向運(yùn)動，也可以實(shí)現(xiàn)橫向運(yùn)動，它既適用于垂直提升，也可用于斜井提升。下面我們對旋斗提升機(jī)做一下介紹。 第三章 旋斗式連續(xù)提升機(jī)的簡介與設(shè)計(jì) 3.1旋斗式連續(xù)提升機(jī)簡介 根據(jù)以上分析，生活園區(qū)變電所采用裝設(shè)一臺主變壓器的方法，型式采用S9，主變壓器容量應(yīng)不小于總計(jì)算負(fù)荷，而容量根據(jù)所得出來的數(shù)據(jù)，選=2500KVA >=1609KVA,考慮變壓器20%的余量問題，=2500KVA >（1+20%）=1931.7KVA 即選一臺S9-2500/10型的低損耗配電變壓器。 3.1.1 旋斗式連續(xù)提升機(jī)的結(jié)構(gòu) 旋斗提升機(jī)

45、主要由旋轉(zhuǎn)式小箕斗、提升承力連接件、主動換向卸載筒組成，和現(xiàn)有主井提升機(jī)相比差別在于容器尺寸減少，數(shù)量增多，運(yùn)行方式由正反向交替式改成連續(xù)式，速度降低，卸載點(diǎn)既可遠(yuǎn)離井口，也可靠近井口，既可垂直提升，也可水平、傾斜運(yùn)輸；和現(xiàn)有的普通斗式提升機(jī)相比差異在于斗容可任意增大，連續(xù)方式由固定改成轉(zhuǎn)動，承力中心線和旋斗重心重合，傾翻卸載位置任意；與夾持式、協(xié)持式膠帶輸送機(jī)相比，差異在于承力件單位化和單一化。目前廣泛應(yīng)用于垂直提升的纏繞式提升機(jī)和摩擦式提升機(jī)，用于斜井提升的串車提升方式，它們的運(yùn)動形式都是要經(jīng)過加速、勻速、減速的過程，而且它們的運(yùn)動方式都是往返運(yùn)動的間歇式提升方式，它們將滿載容器提升至地面

46、后都要下放空載容器到井下，因此無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)提升，從而大大影響了提升設(shè)備的工作效率。而旋斗式提升機(jī)的提升滿載容器和下放空載容器是同時(shí)進(jìn)行的，因此實(shí)現(xiàn)了連續(xù)提升，這樣就大大提高了提升機(jī)的工作效率。旋斗式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖3-1，它是一個完整的主提升系統(tǒng)。包括井上、井下和電控三大部分。 3.1.2 旋斗式連續(xù)提升機(jī)的工作原理 旋斗式提升機(jī)的工作原理如圖3-1所示，提升承力連接件（牽引構(gòu)件）4繞過驅(qū)動卷筒1和換向卷筒5，牽引構(gòu)件上每隔一定距離安裝一個旋轉(zhuǎn)式小箕斗3，由驅(qū)動卷筒驅(qū)動，形成一個具有上升的有載分支和下放的無載分支的無端閉合回路，這種結(jié)構(gòu)就實(shí)現(xiàn)了旋斗提升機(jī)的連續(xù)提升。旋斗能圍繞斗軸6作360

47、度任意角度旋轉(zhuǎn)，其作用在于旋斗縱向提升或橫向運(yùn)動時(shí)，不管旋斗時(shí)空載還是滿載，只要不進(jìn)入卡位裝置，旋斗的重心斗能保證和提升牽引力重心線重合，重心和旋轉(zhuǎn)軸形成的平面始終垂直于水平面，物料從井下裝入旋轉(zhuǎn)式小箕斗，再由旋轉(zhuǎn)式小箕斗提升至上部卸料口卸出，主動輪和導(dǎo)向輪中有一個作為卸載，卸載完畢后，當(dāng)旋斗離開該輪時(shí)又能自動恢復(fù)垂直狀態(tài)，從提升機(jī)的無載分支下放空載的小箕斗到井下，進(jìn)行裝載，從而完成提升機(jī)的一個工作循環(huán)?？v向?qū)蜉?，橫向?qū)蜉?在型鋼罐道10中運(yùn)動，從而使?fàn)恳龢?gòu)件和旋轉(zhuǎn)式小箕斗不能前后左右晃動，以此來保證提升機(jī)工作的平穩(wěn)。旋斗式提升機(jī)的牽引構(gòu)件采用的是高強(qiáng)度礦用圓環(huán)鏈，驅(qū)動和換向裝置采用的都

48、是鏈輪。 圖3-1  3.1.3旋斗式連續(xù)提升機(jī)的構(gòu)成 （1）除雜系統(tǒng) 剛從采煤面采掘的煤塊大小各異，而且夾雜著大量的石塊，由于我們采用的是旋斗提速，這些裝載煤塊的小箕斗體積較小，很大大塊煤不能順利裝入，因此要設(shè)置除雜系統(tǒng)進(jìn)行煤塊的破碎和除雜。 （2）裝載系統(tǒng) 煤塊被破碎和除雜后被皮帶輸送機(jī)輸送道煤倉，被破解成散裝的物料通過煤倉的底部散落到皮帶輸送機(jī)，再由皮帶輸送機(jī)輸送到裝載設(shè)備，然后由裝載設(shè)備不斷的注入上升的空載小箕斗。 （3）卸載系物料經(jīng)提升機(jī)提升至地面后，要經(jīng)過一段距離的橫向運(yùn)動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)式小箕斗橫向運(yùn)動

49、到主動輪時(shí)，主動輪和導(dǎo)向輪中有一卸載輪，當(dāng)旋斗運(yùn)動到卸載輪時(shí)通過卸載輪上配置的卡位裝置，經(jīng)過卡位裝置的準(zhǔn)確卡位，使旋斗垂直卡入卡座，并隨該輪同步旋轉(zhuǎn)而翻轉(zhuǎn)進(jìn)行卸載，當(dāng)物料從旋轉(zhuǎn)式小箕斗倒出后，經(jīng)過卸載輪下的皮帶輸送機(jī)被源源不斷的輸送到地面煤場。這時(shí)經(jīng)過卸載的空載箕斗就形成了提升機(jī)的無載分支，沿著井筒被提升機(jī)輸送到井下再進(jìn)行裝載，開始一個新的工作循環(huán)。 參考文獻(xiàn) 1. 程志紅.　機(jī)械設(shè)計(jì).　南京；東南大學(xué)出版社，2006年 2. 王洪欣、馮雪君.　機(jī)械原理.　南京；東南大學(xué)出版社，2005年 3. 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第三版）. 北京；化學(xué)工業(yè)出版社，1994年 4. 唐大放

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