礦井提升機系統(tǒng)介紹.ppt

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機電科 張承鵬,礦井提升機系統(tǒng)介紹,主要內(nèi)容,礦井提升機的定義及基本任務 礦井提升設備的主要組成和分類 提升機工作原理及運行曲線 提升系統(tǒng)的主要組成及各部分介紹 礦井提升機保護裝置介紹 礦井提升機檢查基本內(nèi)容 成莊礦提升機簡介,,一、礦井提升機的定義及基本任務,1 科技名詞定義,中文名稱：礦井提升機 英文名稱：mine winder；mine hoist 其他名稱：礦井卷揚機；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行的提升機械。分“纏繞式提升機(mine drum winder)”和“摩擦式提升機(mine friction winder)”。,2 礦井提升機的發(fā)展,礦井提升機是一種大型絞車。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。礦井提升機是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機提升量大，速度高，已發(fā)展成為電子計算機控制的全自動重型礦山機械。,3 提升機的任務,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、運送設備和下放物料。,,二、礦井提升設備的主要組成和分類,1 礦井提升機的主要組成,礦井提升設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、井筒設備（包括罐道、罐梁）等組成。 一般的礦井提升機都有兩個提升容器，并且兩個提升容器在礦井中做方向相反的直線運動，即一個提升容器以一定的速度上升時另一個提升容器以相同的速度下降。,2 礦井提升設備的分類,礦井提升機按不同的分類標準有不同的分類 (1)按鋼絲繩在卷筒上的連接形式分為纏繞式提升機、摩擦式提升機[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、井下式提升機[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],2 礦井提升設備的分類,(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,,三、提升機工作原理及運行曲線,1 纏繞式提升機工作原理,纏繞式提升機是利用鋼絲繩在滾筒上的纏繞和放出，實現(xiàn)容器的提升和下放。鋼絲繩的一端固定在滾筒上，另一端繞過天輪與提升容器連接，當滾筒由電動機拖動以不同的方向轉(zhuǎn)動時，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具有兩個卷筒，每個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 摩擦式提升機的工作原理,摩擦式提升機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。提升機工作時拉緊的鋼絲繩以一定的正壓力緊壓在摩擦襯墊之間便產(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動，從而實現(xiàn)容器的提升或下放。,3 多繩摩擦式提升機與單繩纏繞式提升機對比,優(yōu)點 1）摩擦式提升機一般采用多根鋼絲繩。在相同條件下，每根鋼絲繩直徑較細，摩擦輪直徑也相應較小，寬度也較窄，整個提升機尺寸減小，質(zhì)量減輕。 2）由于摩擦輪直徑小，在相同提升速度時，可以使用較高轉(zhuǎn)速的電機和較輕的減速器。 3）多根鋼絲繩同時提升，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。,3 多繩摩擦式提升機與單繩纏繞式提升機對比,缺點 1）對多根提升鋼絲繩與平衡鋼絲繩的懸掛、調(diào)整、更換、檢查和維護工作都比較復雜和困難。 2）由于摩擦式提升機鋼絲繩不能做試驗，故使用期限不得超過兩年，當一根更換時，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，應用特殊的增磨脂。,4 提升機速度圖,礦井提升機的工作過程是提升容器在井筒中往返運動的過程，通常以提升容器的運動速度與時間的關(guān)系來表示其運動規(guī)律，稱為速度圖。 (1)加速階段tl：兩個提升容器離開卸載曲軌，以較大的加速度al運行，直至最大提升速度V。 (2)等速階段t2；此階段中兩個提升容器以不變的速度V在井筒中運行。 (3)減速階段t3：此時上升的提升容器已接近井口，下降的提升容器接近裝載點，應減速，減速度為a3，直至速度降至V4 。 (4)爬行階段t4：此時提升容器進入卸載曲軌，為減少沖擊，容器以低速V4進行“爬行0”。 (5)停車休止階段t5：此時提升機剎車，停止運行。,5 提升速度要求,立井中用罐籠升降人員時的加速度和減速度，都不得超過0.75m/s2，其最大速度不得超過 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的速度，都不得超過5m/s，并不得超過人車設計的最大允許速度。升降人員時的加速度和減速度不得超過0.5m/s2。,,四、提升系統(tǒng)的主要組成及各部分介紹,礦井主提升系統(tǒng)主要組成,礦井提升機的系統(tǒng)并非只是上面所示的提升機部分，它還包括潤滑系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)、觀測與操縱系統(tǒng)、拖動控制和自動保護系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)等。,主軸裝置,減速器,電機,液壓站,作用,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）。筒殼外邊一般均設有木襯，木襯上車有螺旋導槽，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制動盤。當單滾筒作雙鉤提升，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。,提升機減速器的作用： 1）把電機的輸出轉(zhuǎn)速降低到滾筒所需要的工作轉(zhuǎn)速。 2）把電機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 漸開線行星齒輪減速器,電機的作用： 為整個工作系統(tǒng)提供動力。 YR,,,,,,,,,,級數(shù) 電機中心高 繞線轉(zhuǎn)子三相異步電機,深度指示器是礦井提升機的一個重要附屬裝置。目前我國提升機應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，機械式和電子式兩種。 作用： 1）向絞車司機指示提升容器在井筒的位置； 2）當容器接近井口停車位置時，發(fā)出減速信號； 3）當提升容器過卷時，打開裝在深度指示器上的終端行程開關(guān)，切斷保護回路，進行安全制動，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行限速保護等。,礦井提升機制動系統(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的速度控制； 2）正常工作制動：即在提升終了或停車時閘住提升機； 3）安全制動：即當提升機工作不正常或發(fā)生緊急事故時，迅速而及時的閘住提升機； 4）雙滾筒提升機在更換水平、調(diào)節(jié)繩長或更換鋼絲繩時，能閘住游動滾筒，松開死卷筒。,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，實現(xiàn)工作制動。 2）可根據(jù)需要迅速將系統(tǒng)油壓降至預先設定的某一值，保持一定時間后再迅速降到零，實現(xiàn)有二級制動的安全制動。 3）可據(jù)需要解除二級制動，實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：當發(fā)生故障的地點距離停車點非常近即井口時，制動系統(tǒng)應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)其他不可控事故導致恒減速制動失效時，需要立即投入二級制動。盤形制動器的油壓迅速降到預先調(diào)定的某一值，經(jīng)延時后，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、油管開關(guān) 7、集油瓶 8、高強度螺柱及螺母 (2)工作原理 盤形制動器由閘瓦、碟型彈簧、 液壓組件、帶筒體的襯板和制 動器體等組成，由碟型彈簧提 供制動力，用液壓站提供的高壓油實現(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，接觸面積不小于60％。 制動閘松閘時，閘瓦同閘輪或閘盤間隙：盤形制動器不大于2 mm 各類制動器安全制動空行程時間：盤形制動器不能超過0.3 s 。保險閘或保險閘第一級由保護回路斷電時起至閘瓦接觸到閘輪上的空動時間。,電控系統(tǒng)組成： 系統(tǒng)由電動機正反轉(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，把故障細分成三種，思路清晰，便于實際故障查找與排除。 安全回路：故障發(fā)生后，提升機立即抱閘實施機械制動，提升機不能再啟動，直至故障被復位。 電氣停車回路：故障發(fā)生后，系統(tǒng)將立即實行電氣停車。之后，提升機將不能啟動，直至故障被復位。 閉鎖回路：故障發(fā)生后，仍允許提升機繼續(xù)完成本次提升。但在本周期完成之后，提升機將被閉鎖，不能啟動，直至故障被復位。 作用： 電控設備用以對礦用提升絞車進行啟動、加速、勻速、減速進行控制，且具有必要的電氣保護和聯(lián)鎖裝置。,1、普通電控,主要配置：定子屏、轉(zhuǎn)子屏、繼電器屏、動力制動屏、控制屏、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行調(diào)速。異步電機+轉(zhuǎn)子串電阻加速+高壓接觸器換向+動力制動減速。 優(yōu) 點：一次性投入成本小，設備簡單維修方便。 缺 點：設備運營后資源浪費，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、軸編碼器等 工作原理：采用雙PLC控制，滿足《煤礦安全規(guī)程》保護雙線制要求，除完成絞車手動、半自動運行過程的邏輯操作外，還通過高速計數(shù)器模塊接收編碼器發(fā)出的脈沖信號，精密計算并顯示罐籠（或礦車）所處位置及速度，并據(jù)此提供可靠的軟減速點及過速、軟過卷保護。 優(yōu) 點：系統(tǒng)安全可靠，調(diào)速、節(jié)能、電機性能好、工作穩(wěn)定。,,五、礦井提升機保護裝置介紹,1 提升裝置必須設置的保險裝置,（一）防止過卷裝置：當提升容器超過正常終端停止位置0.5m時，必須能自動斷電，并能使保險閘發(fā)生制動作用。 （二）防止過速裝置：當提升速度超過最大速度15％時，必須能自動斷電，并能使保險閘發(fā)生作用。 （三）過負荷和欠電壓保護裝置：設置在配電開關(guān)上，在過負荷和欠電壓時配電開關(guān)自動跳閘，切斷電源，保險閘發(fā)生作用。 （四）限速裝置：提升速度超過3m/s的提升絞車必須裝設限速裝置，以保證提升容器（或平衡錘）到達終端位置時的速度不超過2m/s。 （五）深度指示器失效保護裝置：當指示器失效時，能自動斷電并使保險閘發(fā)生作用。,1 提升裝置必須設置的保險裝置,（六）閘間隙保護裝置：當閘間隙超過規(guī)定值時，能自動報警或自動斷電。 （七）松繩保護裝置：纏繞式提升絞車必須設置松繩保護裝置并接入安全回路和報警回路，在鋼絲繩松弛時能自動斷電并報警。 （八）滿倉保護裝置：箕斗提升的井口煤倉倉滿時能報警和自動斷電。 （九）減速功能保護裝置：當提升容器（或平衡錘）到達設計減速位置時，能示警并開始減速。 防止過卷裝置、防止過速裝置、限速裝置和減速功能保護裝置應設置為相互獨立的雙線型式。,,六、礦井提升機檢查基本內(nèi)容,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，各部機座和基礎螺栓(螺釘)是否松動。 （5）試驗過卷保護裝置。 （6）手試一次松繩信號裝置，試驗各種信號(包括滿倉、開機、停機、緊急信號等)。,1 日檢的基本內(nèi)容,（7）檢查各接觸器(信號盤、轉(zhuǎn)子控制盤、換相器等)觸點磨損情況，對燒損者要進行修理(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)檢查井口裝載設備（如推車機、爬車機、翻車機、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，緊固連接機構(gòu)。 （2）檢查各安全保護（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）摩擦式提升機要檢查主導輪的壓塊堅固情況及導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)整井口裝載設備的易損零件，必要時進行局部更換。 （6）按《煤礦安全規(guī)程》第404、410條的要求，檢查平衡鋼絲繩的工作狀況。,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，還應檢查輪輻是否發(fā)生裂紋等。 （2）詳細檢查和調(diào)整保險制動系統(tǒng)及安全保護裝置，必要時要清洗液壓零件及管路。 （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、連結(jié)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）檢查井簡裝備，如罐道、罐道梁和防墜器用制動鋼絲繩、緩沖鋼絲繩等。 （8）試驗安全保護裝置和制動系統(tǒng)的動作情況。,,七、成莊礦提升機簡介,1 副斜井提升設備,采用2JK-2.5/20型提升機，配套JR157-10型電動機，260kW，卷筒直徑為2.5米，寬度為2米，最大提升速度4m/s，額定最大靜張力90kN，額定最大靜張力差55kN。提升礦車規(guī)格為1噸或1.5噸礦車或平板車。鋼絲繩直徑：28mm ，提升斜角：18?，最大提升斜長 ：572m。,2 排矸井提升設備,采用2JK-3/20A型提升機，配套JRQ1410-8型電動機，280kW，最大提升速度5.7m/s，額定卷筒直徑為3米，寬度為1.5米，最大靜張力130kN，額定最大靜張力差80kN。提升礦車規(guī)格為1.5噸礦車或平板車。鋼絲繩直徑33mm ,提升高度260m。 2――雙卷筒；J――卷揚機；K――礦井；3――卷筒直徑；20――名義減速比。,3 段河進風井提升設備,采用JKMD-4*4(I)E型提升機，配套Z560—4A型電動機，1000kW，卷筒直徑為4米，寬度為2米，最大提升速度6.28m/s，額定最大靜張力680kN，額定最大靜張力差100kN。提升礦車規(guī)格為1.5噸礦車或平板車。鋼絲繩直徑：44mm，提升高度266.3m。 J――卷揚機；K――礦井；M――摩擦式；4――摩擦輪直徑；4――鋼絲繩根數(shù)；（I）――行星齒輪減速器；E――第4次改進設計。,4 段河副斜井提升裝備,采用JK-4×2.2/31.5E型單繩纏繞式提升機，配套Z560—4型電動機，830kW，卷筒直徑為4米，寬度為2.2米，最大提升速度2.726m/s，最大件提升速度1.0m/s。鋼絲繩直徑：50mm ，提升斜角：18?，最大提升斜長 ：928.4m。,,謝謝大家 歡迎各位批評指正！,