中礦傳動技術(shù)交流

行業(yè)資訊

2022年02月21日發(fā)布

1、科技名詞定義
中文名稱：礦井提升機(jī)
英文名稱：mine winder: mine hoist
其他名稱：礦井卷揚(yáng)機(jī)，絞車；礦井絞車
定義：安裝在地面,借助于鋼絲繩帶動提升容器沿井筒或斜坡道運(yùn)行的提升機(jī)械。

       分“纏繞式提升機(jī)( mine drum winder)”和“摩擦式提升機(jī) mine friction winder)”。

2、礦井提升機(jī)的發(fā)展
       礦井提升機(jī)是一種大型絞車。用鋼絲繩帶動容器(罐籠或箕斗)在井筒中升降，完成輸送物料和人員的任務(wù)。礦井提升機(jī)是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機(jī)提升量大，速度高，已發(fā)展成為電子計(jì)算機(jī)控制的全自動重型礦山機(jī)械。

3、提升機(jī)的任務(wù)
1）提升有用礦物,礦石、煤炭。
2）提升井下生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的矸石、煤泥。

3）升降人員、運(yùn)送設(shè)備和下放物料。

1、礦井提升機(jī)的主要組成
      礦井提升設(shè)備的主要組成部分有：提升鋼絲繩、平衡鋼絲繩、提升容器、井架、天輪、井筒設(shè)備(包括罐道、罐梁)等組成。
        一般的礦井提升機(jī)都有兩個(gè)提升容器，并且兩個(gè)提升容器在礦井中做方向相反的直線運(yùn)動，即一個(gè)提升容器以一定的速度上升時(shí)另個(gè)提升容器以相同的速度下降。

2、礦井提升設(shè)備的分類
      礦井提升機(jī)按不同的分類標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類：
1）按鋼絲繩在卷筒上的連接形式分為纏繞式提升機(jī)、摩擦式提升機(jī)[多輪的、單輪的(落地式,塔式)。

2）按井上或井下使用分為地面式提升機(jī)、井下式提升機(jī)[電氣防爆式、液壓傳動式、其他傳動」。
3）按卷筒結(jié)構(gòu)形式分為絞輪、圓錐形、圓柱圓錐形、圓柱形[圓柱卷筒型、可分離圓柱卷筒型]。

4）按電氣傳動形式分為交流式、直流式。
5）按傳動形式分為電傳動、液壓傳動。
6）按提升繩的多少分為單繩式、多繩式。

7）按卷筒數(shù)分為單筒式、多筒式。

1、纏繞式提升機(jī)工作原理
      纏繞式提升機(jī)是利用鋼絲繩在滾筒上的纏繞和放出，實(shí)現(xiàn)容器的提升和下放。鋼絲繩的端固定在滾筒上，另一端繞過天輪與提升容器連接，當(dāng)滾筒由電動機(jī)拖動以不同的方向轉(zhuǎn)動時(shí)，鋼絲繩或在滾筒上纏繞或放出，以帶動提升容器。
       纏繞式雙卷筒提升機(jī)具有兩個(gè)卷筒，每個(gè)卷筒上固定一根鋼絲繩，鋼絲繩在兩卷筒上的纏繞方向相反。

2、摩擦式提升機(jī)的工作原理
      摩擦式提升機(jī)的工作原理是利用摩擦傳遞動力。鋼絲繩搭放在摩擦輪的摩擦襯墊上，提升容器懸掛在鋼絲繩的兩端，在容器底部還懸掛平衡鋼絲繩。提升機(jī)工作時(shí)拉緊的鋼絲繩以一定的正壓力緊壓在摩擦襯墊之間產(chǎn)生摩擦力。在這種摩擦力的作用下，鋼絲繩便跟隨摩擦輪一起運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)容器的提升或下放。

3、多繩摩擦式提升機(jī)與單繩纏繞式提升機(jī)對比
優(yōu)點(diǎn)
1）摩擦式提升機(jī)一般采用多根鋼絲繩。在相同條件下，每根鋼絲繩直徑較細(xì)，摩擦輪直徑也相應(yīng)較小，寬度也較窄,整個(gè)提升機(jī)尺寸減小，質(zhì)量減輕。
2）由于摩擦輪直徑小，在相同提升速度時(shí)，可以使用較高轉(zhuǎn)速的電機(jī)和較輕的減速器。
3）多根鋼絲繩同時(shí)提升，安全性能好。
4）偶數(shù)根鋼絲繩，鋼絲繩捻向是左右各半，消除了提升容器在提升過程中的轉(zhuǎn)動，減輕了容器罐耳對罐道的摩擦。

缺點(diǎn)
1）對多根提升鋼絲繩與平衡鋼絲繩的懸掛、調(diào)整、更換、檢查和維護(hù)工作都比較復(fù)雜和困難。
2）由于摩擦式提升機(jī)鋼絲繩不能做試驗(yàn),故使用期限不得超過兩年，當(dāng)一根更換時(shí)，為了保持每根鋼絲繩的工作條件相同，不得不更換全部鋼絲繩
3）鋼絲繩外部不允許涂油太多，應(yīng)用特殊的增磨脂。

4、提升機(jī)速度圖
       礦井提升機(jī)的工作過程是提升容器在井筒中往返運(yùn)動的過程通常以提升容器的運(yùn)動速度與時(shí)間的關(guān)系來表示其運(yùn)動規(guī)律，稱為速度圖。
(1)加速階段t1：兩個(gè)提升容器離開卸載曲軌，以較大的加速度a1運(yùn)行,直至最大提升速度V。
(2)等速階段t2：此階段中兩個(gè)提升容器以不變的速度V在井筒中運(yùn)行。
(3)減速階段t3：此時(shí)上升的提升容器已接近井口，下降的提升容器接近裝載點(diǎn)，應(yīng)減速，減速度為a3，直至速度降至V4。
(4)爬行階段t4：此時(shí)提升容器進(jìn)入卸載曲軌，為減少沖擊，容器以低速V4進(jìn)行“爬行0”。

(5)停車休止階段t5：此時(shí)提升機(jī)剎車，停止運(yùn)行。

5、提升速度要求
      立井中用罐籠升降人員時(shí)的加速度和減速度，都不得超過0.75m/s2,其最大速度不得超過=0.5√H所求得的數(shù)值,且最大不得超過12m/s。
        斜井提升容器升降人員或者物料時(shí)的速度都不得超過5m/s,并不得超過人車設(shè)計(jì)的最大允許速度。升降人員時(shí)的加速度和減速度不得超過0.5m/s2。

       礦井提升機(jī)的系統(tǒng)并非只是上面所示的提升機(jī)部分,它還包括潤滑系統(tǒng)、機(jī)械傳動系統(tǒng)、觀測與操縱系統(tǒng)、拖動控制和自動保護(hù)系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)等。

1、主軸裝置
作用
1）纏繞或下放鋼絲繩。
2）承受各種正常載荷，并將載荷經(jīng)軸承傳給基礎(chǔ)。
3）承受在各種緊急事故下所造成的非常載荷。
4）當(dāng)更換提升水平時(shí)，調(diào)節(jié)鋼絲繩的長度(僅限雙滾筒提升機(jī))。

結(jié)構(gòu)
       主軸裝置包括滾筒、主軸、主軸軸承及調(diào)繩離合器(雙滾筒特有)等。
       滾筒的筒殼通過輪輻、輪轂用鍵和軸固定(固定滾筒)。筒殼外邊一般均設(shè)有木襯,木襯上有螺旋導(dǎo)槽，以便使鋼絲繩在滾筒上作規(guī)則排列，并減少鋼絲繩的磨損。兩米單滾筒只有一個(gè)制動盤。當(dāng)單滾筒作雙鉤提升，左側(cè)鋼絲繩為下邊出繩，右側(cè)鋼絲繩為上邊出繩。單滾筒由于調(diào)繩不方便，為此做成雙滾筒。雙滾筒的左滾筒通過調(diào)繩離合器與主軸連接。

調(diào)繩離合器
種類：
       調(diào)繩離合器可分三種即齒輪離合器、蝸輪蝸桿離合器。

作用：

       使游動滾筒與固定滾筒脫開，以便在調(diào)節(jié)繩長或更換提升水平時(shí)，使游動滾筒與固定滾筒有相對運(yùn)動。

2、減速器

提升機(jī)減速器的作用
1）把電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速降低到滾筒所需要的工作轉(zhuǎn)速。
2）把電機(jī)的輸出力或扭矩增加到滾筒所需要的力或扭矩。
常見結(jié)構(gòu)形式:
      平行軸齒輪減速器和漸開線行星齒輪減速器。

3、電機(jī)

電機(jī)作用：

       為整個(gè)工作系統(tǒng)提供動力。

4、深度指示器
       深度指示器是礦井提升機(jī)的一個(gè)重要附屬裝置。目前我國提升機(jī)應(yīng)用較多的是圓盤式深度指示器和牌坊式深度指示器。我礦使用的均是牌坊式深度指示器,機(jī)械式和電子式兩種。
作用:
1）向絞車司機(jī)指示提升容器在井筒的位置。
2）當(dāng)容器接近井口停車位置時(shí)，發(fā)出減速信號
3）當(dāng)提升容器過卷時(shí)，打開裝在深度指示器上的終端行程開關(guān)，切斷保護(hù)回路,進(jìn)行安全制動，防止過卷或過放事故的發(fā)生。

4)減速階段通過限速裝置進(jìn)行限速保護(hù)等。

5、制動系統(tǒng)
     礦井提升機(jī)制動系統(tǒng)由制動器和液壓站組成。
作用
1）正常工作制動：即在減速階段參與提升機(jī)的速度控制。
2）正常工作制動:即在提升終了或停車時(shí)閘住提升機(jī)。
3）安全制動:即當(dāng)提升機(jī)工作不正常或發(fā)生緊急事故時(shí)，迅速而及時(shí)停住提升機(jī)。
4）雙滾筒提升機(jī)在更換水平、調(diào)節(jié)繩長或更換鋼絲繩時(shí)，能停住游動滾筒，松開固定卷筒。

液壓站的主要功用

1）為盤形制動器提供可以無級調(diào)節(jié)的壓力油，以獲得不同的制動力矩，實(shí)現(xiàn)工作制動。
2）可根據(jù)需要迅速將系統(tǒng)油壓降至預(yù)先設(shè)定的某值,保持一定時(shí)間后再迅速降到零，實(shí)現(xiàn)有二級制動的安全制動。
3）據(jù)需要解除級制動,實(shí)施只有一級制動的安全制動。

4）液壓站可為調(diào)繩離合器提供所需要的壓力油。

      井口一級安全制動:當(dāng)發(fā)生故障的地點(diǎn)距離停車點(diǎn)非常近即井口時(shí)，制動系統(tǒng)應(yīng)立即投入一級緊急制動，盤形制動器的全部油壓值迅速回到零，使提升系統(tǒng)處于全制動狀態(tài)，確保提升機(jī)能可靠地制動，避免發(fā)生過卷或者過放事故。
       井中二級安全制動:當(dāng)電液比例溢流閥出現(xiàn)故障，不能正常工作，或出現(xiàn)其他不可控事故導(dǎo)致恒減速制動失效時(shí),需要立即投入二級制動。盤形制動器的油壓迅速降到預(yù)先調(diào)定的某一值,經(jīng)延時(shí)后，盤形制動器的全部油壓值迅速回到零,使提升系統(tǒng)處于全制動狀態(tài)。

盤形制動器
       制動器是直接作用于制動輪或制動盤上產(chǎn)生制動力矩的部分，分為盤式和塊式。
(1)結(jié)構(gòu)

1、盤形制動器   2、閘瓦磨損和彈簧疲勞開關(guān)  3、高壓油管  4、制動器支架   5、滲漏油管   6、汕管開關(guān)  7、集油瓶  8、高強(qiáng)度螺柱及螺母

(2)工作原理
       盤形制動器由閘瓦、碟型彈簣、液壓組件、帶筒體的襯板和動器體等組成，由碟型彈簧供制動力，用液壓站提供的高壓油實(shí)現(xiàn)松閘。

制動裝置的有關(guān)規(guī)定
       制動閘瓦同制動輪或制動盤接觸面積：盤形制動器制動時(shí)，接觸面積不小于60%。
      制動閘松閘時(shí)，閘瓦同閘輪或閘盤間隙：盤形制動器不大于2mm。
       各類制動器安全制動空行程時(shí)間:盤形制動器不能超過0.3s。保險(xiǎn)閘或保險(xiǎn)閘第一級由保護(hù)回路斷電時(shí)起至閘瓦接觸到閘輪上的空動時(shí)間。

6、電控系統(tǒng)
電控系統(tǒng)組成:
       系統(tǒng)由電動機(jī)正反轉(zhuǎn)回路、轉(zhuǎn)子電阻控制回路、手動可調(diào)閘回路、信號指示回路、故障開車回路、安全聯(lián)鎖保護(hù)回路等環(huán)節(jié)組成。
       根據(jù)信號的輕重級別不同，把故障細(xì)分成三種，思路清晰，便于實(shí)際故障查找與排除。
安全回路：故障發(fā)生后，提升機(jī)立即抱閘實(shí)施機(jī)械制動，提升機(jī)不能再啟動，直至故障被復(fù)位。

電氣停車回路：故障發(fā)生后，系統(tǒng)將立即實(shí)行電氣停車。之后，提升機(jī)將不能啟動，直至故障被復(fù)位。
閉鎖回路：故障發(fā)生后,仍允許提升機(jī)繼續(xù)完成本次提升。但在本周期完成之后，提升機(jī)將被閉鎖，不能啟動,直至故障被復(fù)位。
作用
     電控設(shè)備用以對礦用提升線車進(jìn)行啟動、加速，勻速、減速進(jìn)行控制，且具有必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖裝置。

1）普通電控
主要配置：定子屛、轉(zhuǎn)子屛、繼電器屛、動力制動屛、控制屛、金屬電阻器。
工作原理：串電阻調(diào)速方法是在繞線式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路內(nèi)接入金屬電阻，用控制器逐步切除電阻的方法進(jìn)行調(diào)速。異步電機(jī)+轉(zhuǎn)子串電阻加速+高壓接觸器換向+動力制動減速。
優(yōu)點(diǎn)
       一次性投入成本小，設(shè)備簡單維修方便。

缺點(diǎn)

       設(shè)備運(yùn)營后資源浪費(fèi)，調(diào)速性能差。

2）PLC變頻電控
主要配置：電源柜、操作臺、PLC控制柜、變頻柜、測速發(fā)電機(jī)、軸編碼器等。
工作原理：采用雙PLC控制,滿足《煤礦安全規(guī)程》保護(hù)雙線制要求,除完成絞車手動、半自動運(yùn)行過程的邏輯操作外，還通過高速計(jì)數(shù)器模塊接收編碼器發(fā)出的脈沖信號，精密計(jì)算并顯示罐籠(或礦車)所處位置及速度，并據(jù)此提供可靠的軟減速點(diǎn)及過速、軟過卷保護(hù)。
優(yōu)點(diǎn) 系統(tǒng)安全可靠,調(diào)速、節(jié)能、電機(jī)性能好工作穩(wěn)定。

1、提升裝置必須設(shè)置的保險(xiǎn)裝置
1）防止過卷裝置：當(dāng)提升容器超過正常終端停止位置0.5m時(shí)，必須能自動斷電，并能使保險(xiǎn)閘發(fā)生制動作用。
2）防止過速裝置：當(dāng)提升速度超過最大速度15%時(shí)必須能自動斷電，并能使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。
3）過負(fù)荷和欠電壓保護(hù)裝置：設(shè)置在配電開關(guān)上，在過負(fù)荷和欠電壓時(shí)配電開關(guān)自動跳閘，切斷電源，保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。
4）限速裝置：提升速度超過3m/s的提升絞車必須裝設(shè)限速裝置，以保證提升容器(或平衡錘)到達(dá)終端位置時(shí)的速度不超過2m/s。
5）深度指示器失效保護(hù)裝置：當(dāng)指示器失效時(shí)，能自動斷電并使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。

6）閘間隙保護(hù)裝置：當(dāng)閘間隙超過規(guī)定值時(shí)，能自動報(bào)警或自動斷電。
7）松繩保護(hù)裝置：纏繞式提升絞車必須設(shè)置松繩保護(hù)裝置并接入安全回路和報(bào)警回路，在鋼絲繩松弛時(shí)能自動斷電并報(bào)警。
8）滿倉保護(hù)裝置：箕斗提升的井口煤倉倉滿時(shí)能報(bào)警和自動斷電。
9）減速功能保護(hù)裝置：當(dāng)提升容器(或平衡錘)到達(dá)設(shè)計(jì)減速位置時(shí)，能示警并開始減速。
10）防止過卷裝置、防止過速裝置、限速裝置和減速功能保護(hù)裝置應(yīng)設(shè)置為相互獨(dú)立的雙線型式。

1、日檢的基本內(nèi)容
1）用檢查手錘檢查各部分的連接零件(如螺栓、鉚釘、銷軸等)是否松動，由檢查孔觀察減速器齒輪的嚙合情況。
2）檢查潤滑系統(tǒng)的供油情況及制動系統(tǒng)的工作狀況。
3）檢查深度指示器的絲杠螺母松動情況，以及保護(hù)裝置和儀表等動作是否正常。
4）檢查各轉(zhuǎn)動部分的穩(wěn)定性，如軸承是否振動,各部機(jī)座和基礎(chǔ)螺栓(螺釘)是否松動。
5）試驗(yàn)過卷保護(hù)裝置。
6）用手試一次松繩信號裝置，試驗(yàn)各種信號(包括滿倉、開機(jī)、停機(jī)、緊急信號等)。

7）檢查各接觸器(信號盤、轉(zhuǎn)子控制盤、換相器等)觸點(diǎn)磨損情況，對燒損者要進(jìn)行修理(用砂布和小銼刀)或更換，以保持其接觸良好。
8）檢查調(diào)繩離合器及天輪的轉(zhuǎn)動情況，如襯墊、軸承等。
9）檢查提升容器及其附屬機(jī)構(gòu)(如阻車器、連接裝置、罐耳等)的結(jié)構(gòu)情況是否正常。
10）檢查防墜器系統(tǒng)的彈簧、抓捕器、聯(lián)動桿等的連接和潤滑情況。
11）檢查井口裝載設(shè)備(如推車機(jī)、爬車機(jī)、翻車機(jī)、阻車器、搖臺或罐座、安全門等)的工作情況。
12）按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，檢查提升機(jī)鋼絲繩的工作狀況及鋼絲繩在滾筒上的排列情況。

2、周檢的基本內(nèi)容
1）檢查制動系統(tǒng)(盤式閘),尤其是液壓站和制動器的動作情況，調(diào)整閘瓦間隙,緊固連接機(jī)構(gòu)。
2）檢查各安全保護(hù)(如過卷、過速等)裝置的動作情況：檢查滾筒的鉚釘是否松動，焊縫是否開裂:檢查鋼絲繩在滾筒上的排列情況，以及繩頭固定得是否牢靠。
3）摩擦式提升機(jī)要檢查主導(dǎo)輪的壓塊堅(jiān)固情況及導(dǎo)向輪的螺栓和襯墊等。
4）檢查并清洗防墜器的抓捕器,必要時(shí)予以調(diào)整和注油，檢查制動鋼絲繩及其緩沖裝置的連接情況。
5）修理并調(diào)整井口裝載設(shè)備的易損零件，必要時(shí)進(jìn)行局部更換。
6）按《煤礦安全規(guī)程》第404、410條的要求，檢查平衡鋼繩的工作狀況。

3、月檢的基本內(nèi)容
1）打開減速器觀察孔蓋和檢查門，詳細(xì)檢查齒輪的嚙合情況，兩半齒輪用檢查錘檢查對口螺栓的緊固情況，還應(yīng)檢查輪輻是否發(fā)生裂紋等。
2）詳細(xì)檢查和調(diào)整保險(xiǎn)制動系統(tǒng)及安全保護(hù)裝置，必要時(shí)要淸洗液壓零件及管路。
3）拆開聯(lián)軸器,檢查其工作狀況，如間隙、端面傾斜、徑向位移、連接螺栓、彈簧及內(nèi)外齒等是否有斷裂、松動及磨損等。
4）檢查部分軸瓦間隙。
5）檢查和更換各部分的潤滑油,清洗部分潤滑系統(tǒng)中的部件(如油泵濾油器及管路等)。
6）清理防墜器系統(tǒng)和注油,調(diào)整間隙。
7）檢查并簡裝備,如罐道心罐道梁和防墜器用制動鋼絲繩、緩沖鋼絲繩等。

8）試驗(yàn)安全保護(hù)裝置和制動系統(tǒng)的動作情況。

        原文摘自2022年1月10日《礦山機(jī)械雜志社》公眾號，本文僅作論壇內(nèi)部學(xué)習(xí)交流使用，如有侵權(quán)，請聯(lián)系本論壇編輯部予以刪除。

  （本稿件由中礦傳動市場部整理編輯，經(jīng)中礦傳動技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)審核授權(quán)發(fā)布?。?/span>

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