单绳矿井提升机钢丝绳设计要点

淮南职业技术学院

毕业论文

题目：矿井单绳缠绕式提升机钢丝绳选型计算

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摘要

单绳缠绕式提升机是较早出现的一种提升机，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。提升钢丝绳是提升设备中非常关键部件，钢丝绳的选型计算与安全系数，提升效率息息相关。

关键字：提升机；钢丝绳

目录

1矿井提机的概述 (4)

1.1矿井提升机的介绍 (4)

1.2缠绕式的工作原理 (5)

1.2.1单绳缠绕式提升机工作原理 (5)

2矿井提升机钢丝绳的设计选型计算 (7)

2.1钢丝绳的分类 (7)

2.2钢丝绳的标示 (8)

2.3钢丝绳结构选择 (8)

2.4单绳缠绕立井钢丝绳选择计算 (9)

3总结与展望 (13)

3.1总结 (13)

3.2参考文献 (14)

1 矿井提升机的概述

1.1矿井提升机的介绍

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，矿井提升机分类如图1-1。[16]

图1-1矿井提升机分类

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。

根据井筒条件（竖井或斜井）及选用的提升容器和提升机的类型不同，可组成各种不同的矿井提升系统。较常见的有[17]：

⑴竖井单绳缠绕式箕斗提升系统；

⑵竖井单绳缠绕式罐笼提升系统；

⑶竖井多绳摩擦式箕斗提升系统；

⑷竖井多绳摩擦式罐笼提升系统；

⑸斜井箕斗提升系统；

⑹斜井串车提升系统

图1-2矿井提升机提升原理示意图

1.2 缠绕式的工作原理

我国目前广泛使用的有单绳缠绕式和多绳摩擦轮式两种，以下就重点介绍单绳缠绕式提升机的工作原理。

1.2.1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。示意图如图2-1所示。[13]

图1-3缠绕式矿井提升机

单绳缠绕式提升机是较早出现的一种类型，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。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。

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

矿井提升机钢丝绳设计选型计算

2.1钢丝绳的分类

按结构分类：分为点接触钢丝绳、线接触钢丝绳、面接触钢丝绳、多层股不旋转钢丝绳、异型股钢丝绳（三角股、扇形股、椭圆形股和扁平形）、满充式钢丝绳、涂塑钢丝绳等。

按绳芯分类：天然纤维芯钢丝绳、合成纤维芯钢丝绳、 金属绳芯钢丝绳、金属股芯钢丝绳。

按用途分类：可分为一般用途钢丝绳、重要用途钢丝绳。

擦提升系统示意图图1-4 井塔式多绳摩

图1-5落地式多绳摩擦提升系统示意图

2.2钢丝绳的标示

表面：光面钢丝绳用NAT表示，镀锌钢丝绳用 ZBB、ZAB、ZAA表示。

绳芯：纤维芯用FC表示（其中天然纤维芯用NF表示，合成纤维芯用SF表示，如：聚丙烯用PP表示，聚乙烯用PE表示）。金属绳芯用IWR表示，金属股芯用IWS表示。

捻法：右交互捻用ZS，左交互捻SZ，右同向捻用ZZ，左同向捻用SS。

绳股：圆股不用代号标记。“V”表示三角股；“Ｑ”表示椭圆股；“T”表示面接触钢丝绳；“S”表示西鲁式钢丝绳；“W”表示瓦林吞式钢丝绳；“SW”表示西鲁—瓦林吞式钢丝绳；“FI”填充式钢丝绳；

钢丝绳强度：1570、1670、1770、1960等等

钢丝绳完整表示方法

18 NAT 6×19S+FC 1770 ZS GB/T20118-2006

产品执行标准（一般用途）

钢丝绳捻向（右交互捻）

公称钢丝抗拉强度（MPa）

钢丝绳结构（西鲁式、麻芯）

钢丝绳表面状态（光面）

钢丝绳公称直径

2.3钢丝绳结构选择

1、对于单绳缠绕式提升，一般宜选用光面右同向捻、断面形状为圆形股或三角股、接触形式为点或线接触的钢丝绳；对于矿井淋水大、水的酸碱度高，以及在出风井中，由于腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳。

2、在磨损严重的条件下使用的钢丝绳，如斜井提升等，应选用外层钢丝尽可能粗的钢丝绳；斜井窜车提升时，宜采用交互捻钢丝绳。

3、对于多绳摩擦提升，一般应选用镀锌、同向捻（左右各半）的钢丝绳，断面形状最好是三角股。

4、罐道绳最好用半密封钢丝绳或三角股绳，表面光滑，比较耐磨。