多绳摩擦提升机说明书

矿井液压提升机
目录
第1章矿井提升设备概述 (3)
1.1提升机的定义 (3)
1.2提升机的分类 (3)
1.2.1 按用途分 (3)
1.2.2 按拖动方式分 (3)
1.2.3 按提升容器类型分 (3)
1.2.4 按井筒的倾角分 (3)
1.2.5 按提升机类型分 (3)
1.3提升机的制动装置的功用、类型 (9)
1.3.1 制动装置的功用 (9)
1.3.2 制动装置的类型.................................................................................................. 错误!未定义书签。

1.4提升机型号的选用及制动器的设计类型 ............................................ 错误!未定义书签。

1.4.1提升机的选用........................................................................................................ 错误!未定义书签。

1.4.2制动器的设计类型 .............................................................................................. 错误!未定义书签。

2.1制动装置的有关规定和要求 ....................................................................... 错误!未定义书签。

2.2提升机制动器主要类型................................................................................... 错误!未定义书签。

2.2.1 块式制动器 ........................................................................................................... 错误!未定义书签。

2.2.2盘式制动器............................................................................................................. 错误!未定义书签。

2.3盘式制动器的结构及工作原理.................................................................. 错误!未定义书签。

2.3.1盘式制动器的布置方式..................................................................................... 错误!未定义书签。

23.2盘式制动器的结构 ............................................................................................... 错误!未定义书签。

2.4制动器的设计计算.............................................................................................. 错误!未定义书签。

2.4.1 确定在工作状态下所需要的制动力............................................................ 错误!未定义书签。

2.4.2 确定制动器数量.................................................................................................. 错误!未定义书签。

第3章制动器的工作可靠性评定....................... 错误!未定义书签。

3.1盘式制动器的安装要求及调整.................................................................. 错误!未定义书签。

3.1.1 盘式制动器的要求（包括零部件）............................................................ 错误!未定义书签。

3.1.2 盘式制动器闸瓦间隙的调整.......................................................................... 错误!未定义书签。

3.2制动器的故障模式及可靠性图框....................................................... 错误!未定义书签。

3.3制动器的优化设计及工作可靠性评定.................................................. 错误!未定义书签。

3.3.1 设计变量................................................................................................................ 错误!未定义书签。

3.3.2 优化策略................................................................................................................ 错误!未定义书签。

3.4制动器的维护可靠性评定 ............................................................................. 错误!未定义书签。

第4章结论........................................................... 错误!未定义书签。

致谢....................................................................... 错误!未定义书签。

参考文献..................................................................... 错误!未定义书签。

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。

矿井提升设备是联系井下与地面的纽带，是主要的提升运输工具，因此它整个矿井生产中占有重要的地位。

1.2 提升机的分类
1.2.1 按用途分
(1) 主井提升设备
主井提升设备的任务是专门提升井下生产的煤炭。

年产30万吨以上的矿井，主井提升容器多采用箕斗；年产30万吨以下的矿井，一般采用罐笼(立井)或串车(斜井)。

(2) 副井提升设备
副井提升设备的任务是提升矸石、废料，下放材料，升降人员和设备等。

副井提升容器采用普通罐笼(立井)和串车(斜井)。

1.2.2 按拖动方式分
按提升机电力拖动方式分为交流拖动提升设备和直流拖动提升设备。

1.2.3 按提升容器类型分
分为箕斗、罐笼、串车等提升设备。

1.2.4 按井筒的倾角分
提升设备按井筒倾角可分为立井提升设备和斜井提升设备。

立井提升时，提升容器采用箕斗或罐笼等.斜井提升时，提升容器一般采用矿车(串车)或斜井箕斗。

串车提升适用于井
筒倾角不大于；斜井箕斗提升适用于井筒倾角在0
25~0
35范围内。

近年来大型斜井提升多采用胶带输送机。

1.2.5 按提升机类型分
(1) 单绳缠绕式提升设备
单绳缠绕式提升设备目前大部分为直径圆柱型滚筒，在个别的老矿井，还有使用变直径滚筒(如双圆柱圆锥型滚筒)提升设备。

1) KJ型(φ2~3m)和BM及JKA型单绳缠绕式提升机
KJ(φ2~3m)型单绳缠绕式提升机是我国在1958~1966年生产的仿苏BM-2A型提升机，按滚筒个数来分，有单滚筒和双滚筒的提升机；按布置方式来分，有带地下室和不带地下室的提升机，可根据设计而选用，但二者技术性能完全相同。

(A) KJ型(φ2~3m)提升机代号意义以KJ2⨯2.5⨯1.2D-20型为例说明如下：
K--------矿井；
J---------卷扬机(提升机)；
2---------双滚筒(单滚筒时为1)；
2.5-------滚筒名义直径，m；
1.2-------每个滚筒的两侧党绳板的距离，m；
D---------带地下室(无D字表示不带地下室)；
20--------减速器名义传动比。

(B) KJ型(φ2~3m)和BM型提升机的机构特点主要有：
(a) 制动装置采用角移式块型制动器,重锤制动传动，油压操纵装置；
(b) 双滚筒提升机采用手动涡轮涡杆式调绳离合器；
(c) 减速器采用渐开线人字形齿轮传动；
(d) 使用机械牌坊式深度指示器；
(e) 设有机械限速器。

(C) JKA型单绳缠绕式提升机是在KJ型提升机的基础上改进后制造的。

JKA型双滚筒提升机在结构上具有下列特点：
(a) 调绳装置即离合器为电动涡轮涡杆式离合器，因而调绳工作简便省力；
(b) 采用综合式制动器,改善了闸瓦的磨损情况；
(c) 液压站采用手动控制的低压电液调节阀和电磁铁控制的安全三通阀，分别对工作制动和安全制动进行控制；
(d) 减速器采用圆弧形人字齿轮传动，提高了减速器的承载能力，并减轻了重量。

2) KJ型(φ4~6m)和HKM3型单绳缠绕式提升机
苏联新克拉马托尔机械制造厂生产的HKM3型提升机的结构特点：
(a) 滚筒采用焊接结构；
(b) 采用气动齿轮式调绳离合器；
(c) 制动器为新平移式块闸；
(d) 采用压气制动传动装置；
(e) 使用机械牌坊式深度指示器；
(f) 减速器采用渐开线人字齿轮，有一级传动和二级传动两种；
(g) 有电气限速器,还有机械限速器。

矿井液压提升机
我国现有煤矿矿井多数是按照五十年代的标准设计的，为了快出煤、多出煤，当时主
要是建设中、小型矿井，并且首先开采浅部煤层。

五十年代，我国的矿井提升设备主要是从苏联进口的BM 型产品和国产仿苏KJ 型产品，设备的可选性小，主要是满足开采浅部煤层的需要。

进入80年代以后，我国许多煤矿矿井已逐渐转向中深部开采，国家统煤矿矿井的平均深度已由200米延伸到400米，现在已达600米、1000米。

根据国内外的实践经验，落地式摩擦提升设备，是在矿井延伸后使现有提升设备满足加大提升高度要求的行之有效的办法。

(A) 主提升钢丝绳的选择
(a) 钢丝绳的结构形式
应优先选用三角股钢丝绳及线接触圆股钢丝绳，当由于供应原因，亦可以选用普通圆
股点接触平行捻钢丝绳。

钢丝绳公称抗拉强度宜选用1550×610帕。

(b) 钢丝绳的安全系数
根据《煤矿安全规程》规定，钢丝绳的安全系数m 应符合下式：
升降人员和物料 9.20.0005m Hc ≥-
升降物料 7.20.0005m Hc ≥-
式中 Hc —提升钢丝绳的悬垂长度，m 。

(c) 钢丝绳数目选择
落地摩擦式提升机的钢丝绳树木以2~4绳为宜。

(B ) 尾绳的选择
目前，绝大多数使用多绳摩擦式提升机的矿井，都由原来选用扁钢丝绳作平衡尾绳而
改为使用圆股钢丝绳作平衡尾绳。

新建的矿井，设计中也已全部选用圆股钢丝绳作平衡尾绳。

这主要是因为扁钢丝绳生产效率低、供应困难。

选用圆股钢丝绳作平衡尾绳时，以多层股（不旋转）圆股钢丝绳中的18×7和34×7两
种结构较为合适。

但目前这两种产品尚不能满足需要，因而当供应困难时，也可选用普通圆股钢丝绳，如选用6×19和6×37等。

应注意的是，选用钢丝绳股中的钢丝不可过细，并应尽可能选用镀锌钢丝绳，以提高使用寿命。

当采用两条平衡尾绳时，可以选用左向交互捻和右向交互捻的钢丝绳各一条。

(a) 主导轮直径D 的确定
根据《煤矿安全规程》规定，主导轮直径D 应符合式：
无导向轮 80D d
≥ 有导向轮 100D d
≥ 式中 d —主提升钢丝绳直径， mm ；
主导轮直径D 除应符合上述规定外，还应按摩擦衬垫的许用比压〔q 〕来校核，即： s x p s s q q n dD
⎡⎤⎣⎦+=≤
式中 s s —主导轮上升（重载）侧钢丝绳静张力，N ；
x s —主导轮下降（重载）侧钢丝绳静张力，N ；
[q ]—摩擦衬垫的许用比压，取[q ]=420010⨯帕
p n —主绳数目。

根据经验，现有3米以下提升机改造后的主导轮直径D 可取为：
滚筒直径（m ） 主导轮直径（m ）
2.0 2.0~2.25
2.5 2.5~2.8
3.0 3.0~3.25
(C) 钢丝绳间距n A
200~250n A mm =
(D) 天轮直径w σ
100w dmm σ=
(E) 钢丝绳在摩擦衬垫上的围包角α
当井深大于300米时，取：
00~220180α=
如图1-1 （a ）、（b ）。

当井深小于300米时，取：
002702360a a ⎫⎪⎬⎪⎭
=≥ 如图1-1 （c ）、（d ）。

正常包围角a （井深大于300mm ）特殊加大包围角a （井深小于300mm
）
图1-1
矿井液压提升机
缠绕式提升机摩擦衬片上的包围角选择
(2) 多绳摩擦式提升设备
多绳摩擦式提升设备可分为塔式和落地式（KJM 和JKMD 型多绳摩擦轮提升机）。

多绳摩擦提升机的井架一般多采用钢结构四斜腿井架。

放绳挂罐后在主绳张力水平分力作用下，使井架产生弹性变形、井架有倾斜现象。

一般井筒采用冻结施工，井架基础随着井筒冻结层解冻变化。

基础会产生少量下降。

井架在受主绳张力作用下基础下沉不均衡．也会使井架倾斜。

由于井架倾斜、天轮轴心线相对位移，这种位移一般在投入使用初期产生，并渐渐逐于稳定。

另外，天轮绳槽摩擦衬垫一般采用国内产品尼龙1010、进口K25，由于衬垫是磨损材料，从初期使用到更换之前，即剩余厚度为钢丝绳直径一半之前，提升绳落绳点向绞车房方向渐变位移，一般位置变化范围0—30mm 。

多绳提升机由于使用了数根钢丝绳代替一根钢丝绳。

钢丝绳的直径变小了，摩擦轮的直径因而变小，但由于有多根钢丝绳，所以摩擦轮变为摩擦筒，宽度稍有加宽。

设采用n 根钢丝绳，则多绳与单绳提升机钢丝绳直径间有如下关系：
n d
=
同理，摩擦筒（主导轮）直径：
n D
=
多绳摩擦提升机如图1-2所示：
1--主导轮
2--天轮
3--提升机钢丝绳
4--提升容器
5--尾绳
1—主导轮 2—天轮 3—提升机钢丝绳 4—提升容器 5—尾绳
图1-2 多绳摩擦提升机
主轴装置的特点：它与缠绕式提升来代替木衬，由于摩擦提升是靠摩擦力来传递动力的，所以衬垫挤压固定在筒壳上。

摩擦衬垫形成衬圈，其
上再车出绳槽，初车时槽深为1/3绳径，槽距（即绳心距）约为绳径的10
倍利用熟知的柔索欧拉公式可知，摩擦轮两侧钢丝绳拉力的极限比值为
1122
ua ua F e F F e F ==或 式中 e —自然对数的底，等于2.71828；
a —钢丝绳对于摩擦轮的围包角；
u —钢丝绳与衬垫间的摩擦系数，通常取u =0.2 当钢丝绳拉力比12
F F 大于上式右端所给出的数值时，钢丝绳对摩擦轮产生相对滑动。

为了避免这种滑动，两侧拉力不能达到其极限比值，而应有一安全系数，式改写为
212(1)ua F F F e -=-
若考虑防滑而加入防滑安全系数σ，则有
122()(1)ua F F F e σ-=-
或者 212
(1)ua F e F F σ-=- 式中σ—防滑安全系数，如果式中1F 和2F 仅计及静力，则得防滑安全系数；如果计算1F 和2F 时考虑了惯性力的影响，则得动防滑安全系数d σ。

我国煤矿设计规范规定
1.251.75d i σσ⎫⎪⎬⎪⎭
≥≥ 有些国家不按拉力差来考虑防滑，而是把两侧的拉力比的极限值控制在1.5以内，即： 12
1.5F F ≤ 在某些特殊情况，例如进行紧急制动时，可能产生超前滑动，即钢丝绳的运动速度大于摩擦轮槽处的线速度，此时的防滑安全系数为
'121(1)ua d
F e F F σ-=- 《煤矿安全规程》规定，紧急制动时不能产生滑动，即'd σ≮1。

矿井液压提升机
当下放重物进行紧急制动时，更容易继发性滑动。

1.3 提升机的制动装置的功用、类型
提升机的安全运行,很大程度上取决于制动器的工作可靠性。

从狭义可靠性理解,盘式制动器包含不可维修因素，如制动弹簧失效之后,影响制动力矩，需要更换新弹簧才能使制动器可靠性达到原有水平；闸瓦与闸盘之间摩擦系衰减，也只能靠更换新闸瓦方能维持原有可靠性水平。

从广义可靠性理解,盘式制动器含有可维修因素，如闸瓦磨损后产生的间隙增大，经调整便可达到原有可靠性液压站零件发生故障，修理后也能使制动器可靠性达到设计水平。

由此可知，制动器的工作可靠性是固有可靠性和使用可靠性的综合反映。

固有可靠性是由制动器设计制造及材料等因素决定的，在制动器产品出厂时便已明确，使用可靠性则是装、维护及操作等因素决定的，它反映了制动器固有可靠性在实际运行中的发挥程度。

因此，固有可靠性的体现,受使用可靠性的限制，固有可靠性再高，使用可靠性却较低，制动器的实际工作可靠性依然不会高。

制动装置提升机(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。

它由两部分组成：制动器(通常称做闸)和传动装置。

制动器是直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的机构，传动装置是控制并调节制动力矩的机构。

1.3.1 制动装置的功用。