矿井提升机的设计说明

毕业设计（论文）（说明书）题目：矿井提升机的设计姓名：学号：工业职业技术学院工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书专业班级任务下达日期 2014 年 2 月 18 日设计（论文）开始日期 2014 年 2 月 25 日设计（论文）完成日期 2014 年 4 月 30 日设计（论文）题目：指导教师院（部）主任郭宗跃2014 年5 月8日工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录电力工程学院专业，学生于2014年 6 月 10 日进行了毕业设计（论文）答辩。

设计题目：专题（论文）题目：指导老师：答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。

答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：，，，，， , 。

工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页毕业设计（论文）及答辩评语：摘要本次毕业设计通过对变电站自动化的概念和发展趋势，以及变电站综合自动化系统国外现在发展的状况的论述，探讨了变电站综合自动化系统的功能，结构，保护配置。

并且进一步讨论了微机保护硬件的结构和特点。

变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。

它是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。

随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，变电站综合自动化技术得到了迅速发展。

目前，广泛采用的变电站综合自动化系统是通过后台监控机对变电站全部一次设备及二次设备进行监视、测量、记录、并处理各种信息，对变电站的主要设备实现远方控制操作功能。

然而，在实际使用过程中也随之出现了一些问题，通过对各个综合自动化系统进行归纳总结，探讨分析，就目前变电站综合自动化系统在实际工作中出现的共性问题进行综合分析。

关键词：变电站综合自动化；微机保护；硬件配置；继电保护目录摘要 (1)第一章概述 (3)1.1 矿井提升机的发展状况 (3)1.2 矿井提升机生产过程简介 (4)1.3矿井提升的特点 (5)第二章几种常见的提升机和运输设备的简介 (7)2.1 缠绕式、摩擦式提升机的工作原理 (7)2.1.1单绳缠绕式提升机的工作原理 (7)2.1.2多绳摩擦式提升机的工作原理 (9)2.2 缠绕式、摩擦式提升机的特点、存在的问题以及解决的方法 (11)2.2.1. 缠绕式提升机的特点、缺点以及问题的解决 (11)2.2.2. 摩擦式提升机的特点、缺点以及问题的解决 (12)2.2.3多绳摩擦提升机的缺点： (13)2.3缠绕式、摩擦式提升机共同存在并难以解决的一些问题 (14)2.4目前斜井提升上用的方式 (16)2.4.1.斜井串车提升的工作原理 (16)2.4.2. 斜井串车提升的优点和不足 (18)2.4.3. 斜井胶带输送机提升的工作原理 (18)2.4.4皮带输送机的分类 (19)2.4.5 斜井胶带输送机提升的优点及缺点 (20)第三章旋斗式连续提升机的简介与设计 (22)3.1旋斗式连续提升机简介 (22)3.1.1 旋斗式连续提升机的结构 (22)3.1.2 旋斗式连续提升机的工作原理 (23)3.1.3旋斗式连续提升机的构成 (25)参考文献 (26)致 (27)第一章概述1.1 矿井提升机的发展状况矿山生产的全过程离不开矿山运输和提升工作。

因此，运输和提升工作的好坏直接关系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主要运输工具，矿井提升工作是整个采矿工程中的重要环节。

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。

矿井提升机是矿井提升设备中的动力部分，由电动机、减速器、主轴装置、制动装置、深度指示器、电控系统和操纵台等组成。

根据提升机工作原理和结构的不同，矿井提升机有以下一些类型：我国目前广泛使用的有单绳缠绕式双圆柱卷筒提升机和多绳摩擦式提升机两种。

但在长期的使用中，它们的缺点逐渐显现出来，为了适应高效安全的新生产要求，我们急需寻求一种新型的提升机来逐步代替这些原本旧的设备，本文我们所研究的旋斗式连续提升机就是在此环境下呼之欲出的新产品。

目前它还处于研发阶段，尚未得到大力推广，但理论工作已很充分，初步的投产使用情况也非常好，它的优点在实践中得到了很好的发挥。

我相信，随着研制工作的进一步完善，旋斗式连续提升机的进一步改进，在未来的矿山生产中将发挥巨大的作用。

1.2 矿井提升机生产过程简介矿井提升机是沿井筒提运矿石和废石、升降人员、下放材料和工具的设备。

提升容器有罐笼和箕斗。

根据井筒倾角的不同,提升容器分为立井用和斜井用两种.立井用提升容器主要是箕斗和罐笼,箕斗分为底卸式、侧卸式和翻转式,罐笼分为普通罐笼和翻转罐笼。

斜井箕斗分为翻转式和后壁卸载式两种。

罐笼可用来提升矿石、人员、材料与设备等，但是箕斗不能用来提升人员。

不同类型矿井提升机的工作方式和工作环境各有所相同，但其根本的工作原理是相似的，矿井提升机提升原理示意图如图1-1所示：通过滚筒或齿轮的旋转带动皮带或链条升降，从而实现箕斗或罐笼的升降，在井下和地面之间往复运动，进行对煤和人员、货物的运输。

1.3矿井提升的特点安全性安全性所谓安全性，就是不能发生突然事故。

由于矿井提升设备在矿山生产中所占的地位十分重要，其运转的安全性，不仅直接影响整个矿井的生产，而且还涉及人员的生命安全。

因此各国都对矿井提升设备提出了极严格的要求。

在我国这些规定包括在《煤矿安全规程》只中。

可靠性所谓可靠性，是指能够可靠地连续长期运转而不需在短期检修。

矿井提升设备所担负的任务十分艰巨，不仅每年要把数十万吨到数百万吨的煤炭和矿石从井下提升到地面，而且还要完成其他辅助工作。

一个年产150万吨的矿井，停产一天就要损失大约20万元。

因此矿井提升机至少要服务二十年以上而不需大修。

经济性矿井提升设备是矿山大型设备之一，功率大，耗电多，大型矿井提升机的功率超过1000KW。

因此矿井提升设备的造价以及运转费用，也就成为影响矿井生产技术经济指标的重要因素之一。

第二章几种常见的提升机和运输设备的简介2.1 缠绕式、摩擦式提升机的工作原理矿井提升机按照工作方式分类如下：我国目前广泛使用的有单绳缠绕式和多绳摩擦轮式两种，以下就重点介绍此两种提升机的工作原理。

2.1.1单绳缠绕式提升机的工作原理缠绕式提升机的主要部件有主轴、卷筒主轴承调绳离合器、减速器、深度指示器和制动器。

示意图如下：，工作原理比较简单，就是将钢丝绳的一端固定在提升机的卷筒上，另一端绕过井架上的天轮与提升容器相连接，利用两个卷筒上钢丝绳的缠绕方向的不同，当提升机转动时，使两个容器一个上升一个下降，以完成提升任务，这种提升机在我国矿山中广泛使用。

缠绕式提升机提升系统示意图如下：我国使用的单绳缠绕式提升机，主要是圆筒形卷筒提升机，按卷筒数目的不同，有单筒及双筒提升机两种。

双筒提升机在主轴上装有两个卷筒，其中之一与主轴固接（键装或热装），称为固定卷筒；另一卷筒则滑装在主轴上，通过离合器与主轴连接，称为游动卷筒。

将两种卷筒做成这样的目的，是为了在需要调绳及更换提升水平时，两个卷筒可以有相对运动。

单卷筒提升机只有一个卷筒，一般用于单钩提升，但是如果在单卷筒上固定两根钢丝绳，且其缠绕方向相反，也可作双钩提升，这时，由于一根钢丝绳自卷筒上松放，另一根则向卷筒上缠绕，卷筒表面得到了充分利用，所以单卷筒提升机相对于双卷筒提升机来说，质量和体积都小很多。

不过单卷筒提升机做双钩提升时，绳长的调节颇为不便，为此，可以把单卷筒制成可分离式的两部分，一部分与主轴固接，另一部分通过离合器与主轴相连，这种型式的称为可分离式单卷筒提升机。

2.1.2多绳摩擦式提升机的工作原理多绳摩擦式提升机的主要部件有主轴、主导轮、主轴承、车槽装置、减速器、深度指示器、制动装置及导向轮。

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，摩擦轮虽变为摩擦筒（亦称主导轮）而稍有加宽，但其直径亦变小。

钢丝绳直径有如下关系：n dd n 式中：n d ——用n 根钢丝绳时提升钢丝绳直径；d ——单绳摩擦提升的钢丝绳直径由于多绳不易在同一时间断裂，故较为安全，多绳摩擦式提升机的结构图示如下：由于开采深度的增加，需要缠在卷筒上的提升钢丝绳变长，因而矿井提升机的卷筒宽度加大，这带来了一系列问题，如提升机主轴太长、绳弦偏角太大、机器加重而使转动惯量加大等。

为了解决这个矛盾，德国人Koepe提出将钢丝绳搭在摩擦轮上，利用摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来带动钢丝绳运动。

与卷筒缠绕式相比，摩擦轮的宽度显著地变窄了，同时由于跨度变小，提升机主轴的直径与长度均有所降低，结果显著地减轻了机器的重力，而且由于回转力矩的减少，亦将降低提升电动机的容量。

多绳摩擦提升设备的布置方式可分为塔式和落地式两类。

其提升系统示意图如下：。

多绳摩擦提升机的结构特点是与它的动力传递原理以及安装特点密切相关的。

即由于它是靠摩擦力来传递动力的，它必须有较高摩擦系数的衬垫，为了保持几根绳的绳槽处的深浅相同，即各绳的摩擦半径相同，需设切槽装置，为了补偿钢丝绳蠕动或滑动对深度指示器指示位置的影响，设置了深度指示器自动调零装置，为了在使用圆尾绳时尾绳可以松捻而避免打结，在罐笼底部下方设有尾绳悬挂装置。

摩擦提升依靠衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来传递动力，因此其工作可靠性就在于提升钢丝绳与安在主导轮上的摩擦衬垫之间是否产生滑动，即是否有足够的摩擦力。

2.2 缠绕式、摩擦式提升机的特点、存在的问题以及解决的方法2.2.1. 缠绕式提升机的特点、缺点以及问题的解决缠绕式提升机最大的特点是其结构及工作原理十分简单，就是利用钢丝绳的缠绕方向的不同来实现物料的提升。

但是，正是因为其结构、工作原理简单也导致其存在以下很多的问题和不足。

(1).缠绕式提升机只能应用于浅井或中等深度的矿井中。

这是因为在深井及大终端载荷时钢丝绳和提升卷筒容绳面积要求太大，这导致了提升机体积庞大，质量激增，使提升机的提升高度受到滚筒容绳量的限制，不适用于深井提升;(2).单绳缠绕式提升机的载荷由单根钢丝绳承担，因此单绳缠绕式提升机的钢丝绳直径往往很大；(3).缠绕式提升机的钢丝绳缠绕在卷筒上，因此其卷筒直径比较大，这就使其回转力矩比较大，这就使缠绕式提升机的质量比较大，从而使电动机的容量和耗电量也增大，所以提升机的效率比较低；(4).卷筒的直径比较大，这就使提升机的提升速度受到了限制，因此电动机的转速也比较低，减速器比较大；(5).缠绕式提升机的钢丝绳是缠绕在卷筒上，因此钢丝绳的弯曲次数比较多，这就导致钢丝绳的工作条件比较差，钢丝绳的寿命降低；(6).单绳缠绕式提升机是用单根钢丝绳提升容器，因此容器在提升过程中会发生转动，这就使提升容器的罐耳和罐道发生摩擦，产生摩擦阻力；(7).单绳缠绕式提升机由单根钢丝绳提升容器，因此它的安全性比较低。