第十章 矿井提升机2

2）种类
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3）齿轮离合器
（1）结构 齿轮离合器，液压控制。
§10-6 提升机制动系统
一、制动系统的作用及安全要求
1. 作用：
(1)正常停车 (2)工作制动 (3)安全制动 (4)调绳制动 在提升终了时能可靠地闸住提升机。 参与速度控制。 当发生紧急事故时，能迅速地按要求减速，制 双滚筒提升机在更换水平、调节绳长或更换钢
图10-17 JK双滚筒提升机主轴装置
1-主轴承；2-密封头；3-调绳离合器；4-尼龙套；5-游动滚筒；6-制动盘；7-挡绳板； 8-木衬；9-固定滚筒；10-切向键；11-主轴
2. 调绳离合器
使活滚筒与主轴连接或脱开，以便在调节绳 长或更换提升水平时，使活滚筒与死滚筒有相对运动。
1）作用
调绳离合器可分三种即齿轮离合器、摩擦离 合器、蜗轮蜗杆离合器。JK型提升机采用齿轮离合器。
目前，国产单绳缠绕式提升机有JT和JK两个系列：
JT系列提升机卷筒直径为800~1600mm,又称为小绞车，主要用于井 下运输工作。
JK系列提升机卷筒直径为2000~5000mm,又称为大绞车，主要用于地 面井口提升工作。
1. 主轴装置
（1）作用
①缠绕提升钢丝绳； ②承受各种正常载荷，并将载荷经轴承传给基础； ③承受在各种紧急事故下所造成的非常载荷； ④当更换提升水平时，调节钢丝绳的长度（双滚筒提升机）。
；另一个是游动滚筒（活滚筒），它滑装在主轴上，通过调绳离合器与 主轴连接。目的是为了在需要调绳及更换提升水平时，两个滚筒可以有 相对运动。
单滚筒提升机只有一个滚筒，一般用于单钩提升。
单卷筒提升机也可作双钩提升。在一个卷筒上固定两根缠绕方向相反 的提升钢丝绳。
优点：卷筒容绳表面得到了充分的利用，从而使得提升机的体积和重 力较小。 缺点：用作双钩提升时，两个容器分别在井口和井底水平的位置不易 调整。 办法：把单卷筒制成可以分离的两个部分：一部分与轴固接；另一部 分通过离合器与轴连接，因而称这种提升机为可分离式单卷筒提升机。 由于这种提升机只有一个卷筒，容绳量小，适用于提升能力较小的场合 （如产量较小的斜井或井下采区上、下山等）。
图10-29 数字式深度指示器工作原理简图
3．数字式深度指示器
3．数字式深度指示器
二、操纵台
操纵台上面装有操纵提升机的手把、开关和检测提升机工作情况的 各种仪表。
图10-30 JK型提升机操纵台
1-交流电压表（控制回路）；2-直流毫安表（指示调压装置动线圈电流）；3-直流电压表（测速发电机绳速指示）； 4-交流电压表（主电机）；5-交流电流表（主电机）；6-油压表（润滑油路）；7-油压表（制动油缸）8-信号灯； 9-安全制动脚踏开关；10-动力制动脚踏开关；11-自整角机（控制电液调压装置）；12-按钮开关；13-主令开关； 14-按钮开关；15-限位开关Ⅰ（控制主电机）；16-碰块Ⅰ；17-碰块Ⅱ；18-限位开关Ⅱ； 19-自整角机（直流拖动用）；20-操纵手把；21-制动手把；22-主令控制器
3. 制动装置的组成 制动器和传动机构。
制动器是直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的
部分（执行机构），分为盘闸和块闸； 传动机构是控制及调节制动力矩的部分，分为油压、气 压、弹簧式。 JK型提升机采用的是液压站与盘式制动器配合构成的盘
闸制动系统。
二、块闸制动系统
块闸制动系统用于老产品KJ系列提升机，它包括块式制 动器和油压或压气制动传动系统。 块式制动器按结构分为角移式、平移式和综合式等。 KJ2～3m提升机采用角移式制动器、油压制动； KJ4～6m提升机采用平移式制动器、压气制动；
特点：优点是指示清楚、直观、工
作可靠；缺点是不够精确。
2. 圆盘式深度指示器
组成：发送部分和接收部分 传动原理：传动轴经齿轮传动，将提升机旋转运动传给发送自整
角机，该自整角机再将信号传给圆盘式深度指示器上的接收自整 角机，二者组成电轴，实现同步联系，从而达到指示容器位置的 目的。深度指示盘装于司机台上，有粗针和精针两个指针，精针 只在容器接近井口时才转动，以便指示精确的停车位置。 深度指示器上还配有连击铃，当提升机减速开始时，此铃发 出声响，提醒司机作减速操纵。
传动原理：
在提升机工作时，其主轴带动深度指 示器上的传动轴，直齿轮，锥齿轮带 动两个直立的丝杠以相反方向旋转， 当丝杠旋转时，带有指针的螺母就上 下移动，因丝杠的转数与提升机主轴 的转数成正比，而提升机的转数又与 提升容器在井筒中的位置相对应。因 此螺母的位置也分别与提升容器的位 置相对应。当装有指针的螺母移动时， 则指明了提升容器在井筒中的位置。
动提升机，以防止事故的扩大。 丝绳时，能闸住游动滚筒。
2. 对制动系统的安全要求：
一是制动器必须给出一个恰当的制动力矩； 二是安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现。 (1)对于立井和倾角30°以上的斜井，工作制动或安全制动的制动力矩 都不得小于提升机实际提升最大静荷重旋转力矩的3倍；井筒倾角小于
30°时，应不小于表10-10所列要求。斜井倾角为变化者，按最大倾角
制动器
制动器 （2）平移式块闸
三、盘闸制动系统
制动力矩是靠闸瓦从轴向两侧压向 制动盘产生的。为了使制动盘不产生 附加变形，主轴不承受附加轴向力， 盘形闸都是成对使用，每一对叫做一 副。
盘形制动器
根据制动力矩的不同，每台提升机上可同时布置两副、四副或多副。各副 盘式制动器都是用螺栓安装在支座上。
1.牌坊式深度指示器
组成：
传动轴、 直齿轮、 锥齿轮、 直立的丝杠、 梯形螺母、 支柱、 标尺等组成。
图10-25 牌坊式深度指示器
1-座；2、3、4、5-螺母和丝杆；6—撞块；7-减速开关；8-过卷开关；9-铃锤；10-铃；11-蜗杆；12-蜗轮；13-限速凸 轮盘；14-限速电阻；15、16-齿轮副；17-伞齿轮副；18-离合器；19-标尺；20-导向轴；21-压板；22-销子孔
JK-A系列过渡型提升机采用综合式块闸制动系统。
（1）角移式制动器
图10-22 角移式制动器结构图
1-顶丝；2-前制动梁；3-轴承；4-拉杆；5-三角杠杆；6-闸瓦；7-后制动梁；8-调节螺母；9-制动轮
优点：结构比较简单。 缺点：围包角较小，所产生的制动力矩也较小，而且由于闸瓦表面的 压力分布不够均匀，闸瓦上下磨损也不均匀。
工作原理
制动力靠盘形弹簧产生， 松闸靠油压。
闸瓦压向制动盘的正压力大小 取决于油缸内的压力，当缸内压 力为最小值时(一般不等于零， 有残压)、弹簧力几乎全部作用 在活塞上，呈全制动状态。反之， 当工作油压为系统最大油压时，
机器全松闸。
工作原理
制动力靠碟形弹簧产生，松闸靠油压。
§10-7 提升机的操纵、监测与保护装置
一、深度指示器的作用及类型
深度指示器是矿井提升机的一个重要附属装置。作用是： （1）指示提升容器在井筒中的位置； （2）容器接近井口停车位置发出减速信号；
（3）过卷保护；
（4）减速阶段通过限速装置进行限速保护等。 类型：据动作原理可分为机械式、机械电气混合式及数字式等。 目前我国提升机应用较多的是机械牌坊式深度指示器和圆盘式深度指 示器。
表10-11 全部机械的减速度规定值
(4)对于多绳摩擦提升机，工作制动或安全制动产生的减速度，不得 超过钢丝绳的滑动极限，即不引起钢丝绳打滑。
(5)安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现其制动器的空动时间(由 保护回路断电时起至闸瓦刚刚接触到制动轮上的一段时间)，对于块式 闸不得超过0.5s；对于盘式闸不得超过0.3s。
§10-5 矿井提升机
一、提升机的类型：
提升机是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。 根据矿井提升机工作原理和结构不同，可分为如下类型：
单绳缠绕式提升机
较早，工作可靠，结构简单，仅适用于浅井及中等深度的矿井，且终端 载荷不能太大。对于深井且终端载荷较大时，提升钢丝绳和提升机卷筒的 直径很大，从而造成体积庞大，重力猛增，使得提升钢丝绳和提升机在制 造、运输和使用上都有诸多不便。
卷筒为焊接结构，两侧轮辐（支轮）由钢板制成，开有若干人孔。 筒壳和支轮的材料多使用16Mn钢板。 壳外边一般均设有木衬。在单层缠绕时，木衬上车有螺旋绳槽，以 使钢丝绳规则地排列，并减少钢丝绳的磨损。木衬的厚度应不小于2倍 钢丝绳直径，通常在100mm左右，木衬用柞木、水曲柳或榆木等木材制 作。装配木衬时，应尽可能与筒壳接触良好，否则会造成应力分布不均 。木衬在使用磨损后应及时更换，不然也会明显地影响到钢丝绳的使用 寿命。 双滚筒作双钩提升,右滚筒为上边出绳,左滚筒为下边出绳。
特点：圆盘式深度指示器结构简单，使用可靠，精度高，易实现
自动化，但直观性差。
图10-26 圆盘式深度指示器传动装置
1-传动轴；2-更换齿轮对；3-蜗轮；4-蜗杆；5-增速齿轮对；
6-发送自整角机；7-限速凸轮板；8-限速变阻器；9-机座； 10-滚轮；11-撞块；12-减速开关；13-过卷开关；14-后限速 圆盘；15-限速自整角机；16-前限速圆盘；17-摩擦离合器
（2）平移式制动
图10-23 平移式制动器结构图
1-安全制动重锤；2-安全制动气缸；3-工作制动气缸；4-制动立杆；5-辅助立柱；6-三角杠杆； 7-铰接立柱；8-制动杠杆；9-顶丝；10-前、后制动梁；11-横拉杆；12-可调节拉杆；13-闸瓦；14-制动轮
优点：围包角比较大，产生的制动力矩较大，闸瓦压力及磨损较均匀， 缺点：结构复杂
此外，随着自动化发展的需要还要求制动系统产生的工作制动力矩
可以自动控制，而且能方便地进行调节。
以上l、2、3项的规定，是最基本的和必须的；否则，若制动力矩过 小，就可能闸不住提升机，安全制动减速度过小，就可能制止不住事 故的发生和扩大。若制动力矩太大，产生的制动减速度过大，就会出 现过大的动负荷，这对提升系统很不利，会影响机械的使用寿命。
多绳摩擦式提升机
摩擦提升机，在一定程度上解决了单绳缠绕式提升机在深井条件下所出 现的问题。 摩擦提升具有的问题：一般均采用尾绳平衡，以减小两端张力差。因此， 在容器与提升钢丝绳连接处的钢丝绳断面上，静应力将随容器的位置变化 而变化。矿井越深，静应力的波动值越大，其许用极限值为165N/mm2, 因 此摩擦提升在深井的使用亦受到一定的限制。
二、单绳缠绕式提升机的结构和工作原理 工作原理：
把两根提升钢丝绳的一端以相反的方向分别缠绕并固定到提升机的滚 筒上，另一端绕过井架上的天轮悬挂提升容器。这样，利用滚筒转动方 向不同，将钢丝绳缠上或松放，以完成提升或下放容器的工作。
分单滚筒提升机和双滚筒提升机两种。
双滚筒提升机在主轴上装有两个滚筒：一个是固定滚筒（死滚筒）
3．数字式深度指示器
优点：指示精度高，结构简单，节约空间，使用维护方便等。 工作原理：在司机操作台上设置深度指示器，深度指示器有粗指示和数字 精指示两种。粗指示由61只发光二极管组成，这些发光二极管对应整个 井筒深度，因此它的分辨能力随提升距离而变化，容器运行时，点亮的 发光二极管就表示容器在井筒中的位置。数字精指示是由六位数字显示 器组成，用于显示容器所处的位置及正负号。精指示的分辨能力为0.01 m，最大指示为正负999.99 m。 提升容器的位置可在操作台上和在上位 机上显示。在操作台上，一是PLC控制系统 通过一个模拟输出直接驱动操作台上的光 柱深度指示器，作为粗针指示，形象地指 示容器在井筒中的位置；二是PLC控制系统 通过一个数字输出口，驱动一个数字深度 指示器，进行数字精指示。
（2）结构
主轴装置包括滚筒、主轴、主轴承及调绳离合器等。 固定卷筒的右轮毂用切向键固定在主轴上，左轮毂滑装在主轴上，其 上装有润滑油杯，应定期向油杯加润滑油，以免轮毂和主轴表面磨损。 游动卷筒的右轮毂经轴套滑装在主轴上，也装有润滑杯，保证润滑。 轴套的作用是保护主轴和轮毂，避免在调绳时轴和轮毂磨损。左轮毂用 切向键固定在轴上并经调绳离合器与卷筒连接。
计算。
表10-10 K值与井筒倾角的关系
(2) 双卷筒提升机在活卷筒与主轴脱开，用定车装置调整2个卷筒相 对位置时(如更换水平或调绳时)，制动装置在各卷筒上的制动力矩，不 得小于该卷筒所悬提升容器和钢丝绳重量造成的静力矩的1.2倍。
(3)在立井和倾角30°以上的斜井，制动系统所产生的安全制动减速 度：在下放重载(设计载荷)时，不得小于1.5m/s2；在提升重载时，不 得超过5m/s2。井筒倾角小于30°时，下放重载的安全制动减速度不得 小于0.75m/s2，提升重载的安全制动减速度不得大于表10-11所列规定。 斜井倾角为变化者，按最小倾角计算。