提升機(jī)發(fā)展概述

提升機(jī)發(fā)展概述 河南理工大學(xué)機(jī)械廠 2009年 1月 圖 1為塔式多繩摩擦提升機(jī)罐籠提升系統(tǒng)和圖 2為 單繩纏繞式提升機(jī)箕斗提升系統(tǒng)。 主要由提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)、天輪、 井架、裝卸載設(shè)備及電氣設(shè)備等組成。 礦井提升設(shè)備的組成 按卷筒直徑和用途分類 按主要結(jié)構(gòu)型式分類 提升機(jī)的分類 提升機(jī)是礦井的主要設(shè)備，用于升降人員 和物料。在煤礦對(duì)大型提升機(jī)（滾筒直徑大于 2米以上）稱提升機(jī)，對(duì)滾筒直徑小于 2米的提 升機(jī)俗稱提升絞車。按工作原理分為：?jiǎn)卫K纏 繞式礦井提升機(jī)和多繩摩擦式礦井提升機(jī)。 多繩摩擦式提升機(jī) 我廠生產(chǎn)的 2米單、雙筒單繩纏繞式礦井提升機(jī) 如今，在世界范圍內(nèi)運(yùn)行的提升機(jī)，最 大速度達(dá) 20 25m/s；一次提升量達(dá) 50t；電機(jī) 容量己超過 10000kw；井深超過 2000m(分段提 升超過 3600m)。由于礦井生產(chǎn)的強(qiáng)化和集中 化，一些礦井為了滿足生產(chǎn)量及不同提升任務(wù) 的要求，常在一個(gè)井筒安裝多臺(tái)提升機(jī)，例如 瑞典的基魯那礦，在一個(gè)矩形提升塔上安裝 12 臺(tái)多繩摩擦提升機(jī)，采用集中控制。 提升機(jī)的發(fā)展 中低壓及中高壓盤式制動(dòng)器及液壓站的應(yīng)用； 硬齒面行星齒輪傳動(dòng)等的應(yīng)用； 內(nèi)裝同步電機(jī)主軸裝置的問世 (德國(guó)西門子公司 )； 零部件設(shè)計(jì)中 CAD CAM及有限元法的應(yīng)用； 隨著現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步及采礦工業(yè)的發(fā)展，提升 設(shè)備在機(jī)械結(jié)構(gòu)、工藝、設(shè)計(jì)理論及方法、拖動(dòng) 控制及安全監(jiān)測(cè)等方面都有了很大發(fā)展。 例如： 利用系統(tǒng)工程方法進(jìn)行提升系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及 改造、提升系統(tǒng)仿真都取得了較新成就 ； 拖動(dòng)類型除異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)調(diào)速、直流電動(dòng) 機(jī)調(diào)速外，交流變頻器供電、同步電動(dòng)機(jī)拖 動(dòng)方式已在大型提升機(jī)中應(yīng)用； 可編程序控制器構(gòu)成的提升工藝控制、安全 回路、監(jiān)視回路、行程控制器、制動(dòng)控制以 及井筒信號(hào)系統(tǒng)，在工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家已有 典型產(chǎn)品。 單繩纏繞式提升機(jī)適用于淺井及中等深 度礦井。深井及大終端荷載時(shí)，鋼絲繩直徑和 卷筒容繩面積要求很大，這將導(dǎo)致提升機(jī)體積 龐大，給制造、使用帶來一定不便，限制了單 筒纏繞式提升機(jī)在深井條件下的使用。所以 深井多使用多繩摩擦式提升機(jī)。 我國(guó)纏繞式提升機(jī)及提升絞車型號(hào)發(fā)展過程 纏繞式提升機(jī)的發(fā)展是為適應(yīng)我國(guó)礦山建設(shè)的 需要，國(guó)產(chǎn)提升機(jī)大致可分為仿蘇、改進(jìn)及自行設(shè) 計(jì)等四個(gè)階段。 19531958年期間生產(chǎn)仿蘇產(chǎn)品 BM 系列提升機(jī)； KJ系列提升機(jī)是 19581966年期間生產(chǎn) 的仿蘇改進(jìn)產(chǎn)品； JKA系列是在 KJ型基礎(chǔ)上的改進(jìn)產(chǎn) 品； XKT系列提升機(jī)是 1971年 7月開始生產(chǎn)的自行設(shè) 計(jì)產(chǎn)品，后又改為 XKT-B系列， 1976年，針對(duì) XKT-B 型的不足，對(duì) XKT-B型又進(jìn)行改進(jìn)，并定型為 JK型， JK型是已成批生產(chǎn)的新型礦井提升機(jī)。 各個(gè)系列提升機(jī)主軸裝置的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn) KJ型 (BM型 )礦井提升機(jī)主軸裝置結(jié)構(gòu) 仿蘇 KJ型 3m以下仿蘇 BM型， 3m以上仿 蘇 型 ， 1953年撫順重機(jī)廠生產(chǎn)， 1958年 洛礦開始生產(chǎn)， 1965年停產(chǎn)，共計(jì) 900臺(tái)。 KJ型（ BM型）提升機(jī)主軸裝置 1-切向鍵 2-制動(dòng)輪 3-筒殼 4-木襯 5-錐齒輪 6- 手輪 7-主軸 8-小絞輪 9-蝸輪 10-蝸桿 11-支架 主軸裝置采用鑄鐵法蘭盤； 調(diào)繩裝置為手動(dòng)蝸輪蝸桿式； 制動(dòng)器為角移式； 液壓傳動(dòng)裝置為手動(dòng)杠桿控制的三通閥和電磁 鐵控制的四通閥； 深度指示器為機(jī)械牌坊式； 減速器為軟齒面漸開線人字齒輪減速器。 KJ型（ BM型）雙筒提升機(jī)主軸裝置 1-切向鍵 2-筒殼 3-主軸 4-制動(dòng)輪 5-蝸輪 6-切向鍵 7-銅軸 套 8-螺桿 9-調(diào)整環(huán) 10-軸 11-蝸桿 12-心軸 13-壓緊螺母 14-手輪 15螺母 JKA型礦井提升機(jī)主軸裝置結(jié)構(gòu) KJ型的修改產(chǎn)品 ,1968 1971年生產(chǎn)約 190 臺(tái)，單筒主軸裝置與 KJ型基本相同。 雙筒主軸裝置主要有下列區(qū)別： KJ型的兩制動(dòng)輪在兩個(gè)卷筒中間而 JKA型在 兩卷筒的兩外側(cè) ； 調(diào)繩裝置為電動(dòng)蝸輪蝸桿式 ； 制動(dòng)器為綜合式，改善了閘瓦的磨損情況 ； 液壓傳動(dòng)裝置為手動(dòng)控制的低壓電液調(diào)節(jié)閥和 電磁鐵控制的安全三通閥，操縱省力，易于實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)化和半自動(dòng)化控制 ； 減速器采用圓弧形人字齒輪減速器，提高了承 載能力并減輕了重量 。 JKA型雙筒提升機(jī)主軸裝置 1.傳動(dòng)螺桿 2-摩擦片式離合器 3-小蝸輪對(duì) 4-木襯 5-筒殼 6-制 動(dòng)輪 7-切向鍵 8-主軸 9-軸 10-蝸桿 11-切向鍵 12-心軸 13-蝸輪 14-小電動(dòng)機(jī) 15-傳動(dòng)螺母 XKT型、 JK型礦井提升機(jī)主軸裝置結(jié)構(gòu) XKT型 1969年設(shè)計(jì)，該型產(chǎn)品焊接式滾 筒、厚殼彈性支撐結(jié)構(gòu)，切向鍵聯(lián)結(jié)主軸與支 輪、摩擦傳遞動(dòng)力、盤型制動(dòng)器、軸向齒輪調(diào) 繩離合器、滑動(dòng)軸承、由于使用了不成熟的數(shù) 字式深度指示器、尼龍瓦、單面盤型閘、減速 器承載能力低、閘瓦磨損快、單套液壓系統(tǒng)、 金屬水冷電阻等，技術(shù)問題較多，于 1972年停 產(chǎn)。 XKT-B型是 XKT型的改進(jìn)。 1972 1976年生產(chǎn)， 約 530臺(tái)，針對(duì) XKT-B型的不足， 1976年，對(duì) XKT-B 型進(jìn)行改進(jìn)，并定型為 JK型。 這兩種系列主軸裝置的卷筒全部采用 Q345(16Mn)鋼板焊接而成，卷筒內(nèi)部設(shè)有支環(huán)屬于 彈性支撐結(jié)構(gòu)。 單筒主軸裝置由卷筒、主軸、主軸承、左右輪 毅等組成。主軸承為滑動(dòng)軸承。左輪轂與主鈾為滑動(dòng) 配合，右輪轂是壓配在主軸上，并用強(qiáng)力切向鍵與主 軸固定。卷筒與右輪轂的聯(lián)接全部采用精制配合螺栓， 卷簡(jiǎn)與左輪轂的聯(lián)接采用數(shù)量各為一半的精制配合螺 栓和普通螺栓。 雙筒主軸裝置由主軸、主軸承、兩個(gè)卷 筒、四個(gè)輪轂、調(diào)繩離合器等主要零部件組成。 固定卷筒裝在主軸的傳動(dòng)側(cè)，其與輪轂的聯(lián)接 與單筒主動(dòng)裝置相同。游動(dòng)卷筒在主軸的非傳 動(dòng)側(cè)，游動(dòng)卷筒與游筒有支輪的聯(lián)接采用數(shù)量 各一半的精制配合螺栓和普通螺栓。采用液壓 齒輪式快速調(diào)繩裝置，調(diào)繩省力省時(shí)。采用圓 盤制動(dòng)系統(tǒng)（包括圓盤式制動(dòng)器和液壓站兩部 分）。 XKT系列礦井提升機(jī)與 KJ和 JK（ A）系列 比較，有以下的優(yōu)點(diǎn)： 提升能力平均提高 25%，重量平均減輕 25%； 采用一些新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)，如：盤式制動(dòng)器、 液壓站、快速調(diào)繩裝置、微拖動(dòng)裝置等； 通用化程度高 。 XKT型、 JK型單筒提升機(jī)主軸裝置 1-主軸承 2-潤(rùn)滑油杯 3-左輪轂 4-主軸 5-輻板 6-擋繩板 7-木襯 8-筒殼 9-制動(dòng)盤 10-精制螺栓 11-右輪轂 12-切向鍵 XKT型， JK型雙筒提升機(jī)主軸裝置 1-密封頭 2-主軸承 3-游動(dòng)卷筒左輪轂 4-齒輪式調(diào)繩離合器 5-游動(dòng)滾筒 6、 14-潤(rùn)滑油杯 7-尼龍?zhí)?8-擋繩板 9-筒殼 10-木襯 11-銅制軸套 12-游動(dòng)卷筒右輪 轂 13-固定卷筒左輪轂 15-固定卷筒 16-制動(dòng)盤 17-精制螺栓 18-固定卷筒右輪轂 19-切向鍵 20-主軸 21-切向鍵 22-外齒輪 23-內(nèi)齒輪 24-輻板 25-角鋼 26-聯(lián)鎖閥 27-調(diào)繩液壓缸 28-油管 JKA JKE型 1978年后的提升機(jī)主要特征： & 調(diào)節(jié)范圍寬、安全性高、具有二級(jí)制動(dòng)； 硬齒面、高精度、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小的行星 齒輪減速器； & 緩沖性好，裝拆方便的高彈性套式棒銷聯(lián)軸器； & 徑向齒塊式調(diào)繩離合器； 無鍵聯(lián)結(jié)（ A結(jié)構(gòu)）和無輪轂聯(lián)結(jié) (B結(jié)構(gòu) )的提升機(jī) 主軸、高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)； & 大型球面滾子軸承代替滑動(dòng)軸承； & 高摩擦系數(shù)、高耐磨性的閘瓦； 可控硅動(dòng)力制動(dòng)、可控硅低頻制動(dòng)； 卷筒與制動(dòng)盤為兩半裝配式結(jié)構(gòu)； & 使用帶繩槽、過渡繩楔的工程塑料襯板、 （注：帶 &號(hào)表示我廠產(chǎn)品具有該項(xiàng)技術(shù)） 本系列主軸裝置有 A、 B兩種不同的結(jié)構(gòu)形 式，分別為卷筒上帶木襯、筒殼上方直接加工出 繩槽兩種結(jié)構(gòu)。 A種形式固定卷筒兩支輪與主軸 為過盈配合，卷筒輻板與支輪為高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接； B種形式為主軸上直接鍛制出兩個(gè)法蘭盤，用高 強(qiáng)度螺栓與卷筒輻板聯(lián)接。卷筒和制動(dòng)盤為兩半 裝配式結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)現(xiàn)場(chǎng)不再焊接和加工制動(dòng)盤。 主軸承采用調(diào)心滾子軸承。調(diào)繩離合器均采用徑 向齒塊離合器結(jié)構(gòu)，該裝置由齒塊、齒圈等工作 機(jī)構(gòu)，液壓缸、移功轂等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，操作閉鎖等 控制機(jī)構(gòu)三部分組成。該新結(jié)構(gòu)可滿足調(diào)繩過程 中安全、精確、快速、可靠的使用要求。 2JKA型雙筒提升機(jī)主軸裝置 1-滾動(dòng)軸承 2-調(diào)繩離合器 3-連接螺栓 4-制動(dòng)盤 5-銅套 6-繩槽結(jié)構(gòu) （在筒殼上直接加工出） 7-游動(dòng)卷筒 8-固定卷筒 9-高強(qiáng)度螺栓 10-木襯繩槽 11-支輪 12-圓錐齒輪 2JKE型雙筒提升機(jī)主軸裝置 1-滾動(dòng)軸承 2-調(diào)繩離合器 3-連接螺栓 4-制動(dòng)盤 5-銅套 6- 游動(dòng)卷筒 7-繩槽結(jié)構(gòu)（筒殼上加工） 8-固定卷筒 9-高強(qiáng)度螺栓 10-圓錐齒輪 11-木襯結(jié)構(gòu) 12-調(diào)繩對(duì)齒標(biāo) 1986年提升機(jī)的新技術(shù)： 多水平監(jiān)控器、硬齒面減速器。 1990年后技術(shù)：接觸器被真空接觸器、晶閘管開關(guān)電路替 代；繼電器被計(jì)算機(jī)編程的無觸點(diǎn)系統(tǒng)替代、晶閘管整流的 大功率低速直流直連電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)在礦上廣為使用；數(shù)字電路、 數(shù)字式深度指示器的使用。 說明：近幾年的提升機(jī)技術(shù)發(fā)展，在機(jī)械部分無太大的變化， 主要是在電控系統(tǒng)，較為先進(jìn)的 PLC控制代替原來的繼電器 技術(shù)， BP調(diào)速代替原來的串接電阻的調(diào)速方式。 正向著體積小、重量輕、提升運(yùn)輸能力大、效率高、 性能穩(wěn)定、安全可靠、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展。 名稱及類別 分等依據(jù) 國(guó)際水平 1、內(nèi)裝電機(jī)式、低速直聯(lián)式多繩提升機(jī)； 2、大型直聯(lián)單繩（ 5M及以上）多繩（ 4*4.5以上）提升機(jī)； 3、交 交變頻同步電機(jī)拖動(dòng)或晶閘管全數(shù)字直流傳動(dòng)系統(tǒng)； 4、 PLC控制、帶監(jiān)視器、有完善的安全保護(hù)監(jiān)測(cè)； 5、恒減速制動(dòng)系統(tǒng)； 6、參考機(jī)型： 80年代以來引進(jìn)的 ABB、 AEG、 SIEMENS、和 GHH、 SIMAGER產(chǎn)品。 國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平 1、直聯(lián)單、多繩提升機(jī)； 2、行星齒輪減速箱及卷筒帶繩槽的單繩提升機(jī)； 3、有二級(jí)制動(dòng)功能的盤式制動(dòng)器； 4、直流為晶閘管模擬量控制，交流采用 PLC監(jiān)控系統(tǒng)，高壓真空換向器，低壓真空磁力起 動(dòng)器； 5、有多水平控制器。 國(guó)內(nèi)一般水平 1、一般單、多繩提升機(jī)； 2、平行軸減速器； 3、盤型閘或經(jīng)改造后具有二級(jí)制動(dòng)功能彈簧閘； 4、具有電氣制動(dòng)功能的交流電控，直流電控； 5、保護(hù)齊全。 國(guó)內(nèi)落后水平 1、 60年代及以前生產(chǎn)的交流提升機(jī)； 2、蘇制、仿蘇聯(lián)角移閘提升機(jī)； 3、 50年代及以前進(jìn)口的 3M及以下提升機(jī)； 4、安全保護(hù)不全，不符合煤礦安全規(guī)程第 402條的。 國(guó)內(nèi)外提升機(jī)技術(shù)水平對(duì)比： 謝謝！