1、第一節(jié) 煤礦提機發(fā)展概述第二節(jié) 纏繞式提升機第三節(jié) 多繩摩擦輪式提升機復(fù)習(xí)思考題提升機是提升工作的主要設(shè)備。礦用提升機正向著體積小、重量輕、提升能力大、安全可靠、高效、性能穩(wěn)定、自動化和智能化的方向發(fā)展。近幾年提升機技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在電控系統(tǒng)上，如用先進的可編程控制裝置代替了原來的繼電器技術(shù)，用變頻調(diào)速代替了原來的串接電阻的調(diào)速方式。另外，從安全和經(jīng)濟效益考慮，電控系統(tǒng)上的靜態(tài)無功補償和變頻調(diào)速系統(tǒng)是提升機發(fā)展和普及的方向，它們對電網(wǎng)的安全運行、提高企業(yè)的經(jīng)濟效益、節(jié)能減排等方面意義重大。目前在世界范圍內(nèi)運行的提升機，最大速度可達2025 m/s，一次提升量可達50 t，電動機容量已超過10

2、 000 kW，井深超過2 000 m。由于煤礦生產(chǎn)的集中化，一些煤礦為了滿足生產(chǎn)的需求及不同的提升任務(wù)，常在一個井筒內(nèi)安裝多臺提升機，例如瑞典的基魯那礦，在一個矩形提升塔上安裝12臺多繩摩擦提升機。隨著現(xiàn)代采礦工業(yè)的不斷發(fā)展，提升設(shè)備在機械結(jié)構(gòu)、工藝、設(shè)計理論及方法、拖動控制及安全監(jiān)測等方面都有了很大發(fā)展。例如： 中低壓和中高壓盤式制動器及液壓站的投入使用。 硬齒面行星齒輪減速器的應(yīng)用。 內(nèi)裝同步電動機主軸裝置的問世（德國西門子公司）。 利用系統(tǒng)工程方法進行提升系統(tǒng)方案設(shè)計及改造、提升系統(tǒng)仿真等取得了新的成就。 異步電動機拖動、直流電動機拖動，同步交流電動機拖動、交流變頻調(diào)速方式已在大型提升

3、機中廣泛應(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、制動控制，以及井筒信號系統(tǒng)應(yīng)用。一、 纏繞式提升機的類型纏繞式提升機按鋼絲繩數(shù)目分單繩纏繞式提升機和多繩纏繞式提升機。1.單繩纏繞式提升機單繩纏繞式提升機按滾筒數(shù)目又分為單滾筒和雙滾筒提升機。（1） 單滾筒提升機，只有一個滾筒，一般用作單鉤提升。如在滾筒上固定兩根鋼絲繩，并且其纏繞方向相反時，也可作雙鉤提升，一根鋼絲繩放出，另一根鋼絲繩纏回，滾筒表面為2根鋼絲繩共用，所以相對于雙滾筒提升機，其質(zhì)量和體積都小。而且單滾筒提升機作雙鉤提升時，調(diào)節(jié)繩長及更換提升水平不大方便。為此，將單滾筒制成可分離的兩部分：一部分與主

4、軸固定連接，另一部分通過調(diào)繩離合器與主軸連接。這種形式的提升機稱為可分離式單滾筒提升機。（2） 雙滾筒提升機，主軸上裝有2個滾筒：一個安裝在主軸上，稱為固定滾筒；另一個滾筒用鍵滑裝在主軸上，通過調(diào)繩離合器與主軸連接，稱為游動滾筒。打開離合器時兩個滾筒可相對轉(zhuǎn)動，能方便地調(diào)節(jié)繩長或更換提升水平。雙滾筒提升機在我國礦山應(yīng)用最多。2.多繩纏繞式提升機多繩纏繞式提升機是用2根以上的鋼絲繩與提升容器相連，滾筒用附加擋板分隔開，每根鋼絲繩在各自的分段上作多層纏繞，利用平衡懸掛裝置調(diào)節(jié)鋼絲繩間的張力平衡。其工作原理同單繩纏繞式一樣，只是用多根鋼絲繩代替一根鋼絲繩與容器相連，同時在滾筒上多層纏繞，故繩徑、滾筒

5、直徑和寬度均相應(yīng)減少。二、 單繩纏繞式提升機的組成與工作原理1.組成煤礦提升機主要由工作機構(gòu)、機械傳動系統(tǒng)、拖動控制和安全保護系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、觀測和操作系統(tǒng)組成。2.工作原理單繩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提升機滾筒上，另一端繞過天輪與提升容器連接，當(dāng)滾筒由電動機拖動以不同的方向轉(zhuǎn)動時，鋼絲繩在滾筒上纏繞或放出，以帶動容器完成提升任務(wù)。三、 主軸裝置和調(diào)繩離合器主軸裝置和調(diào)繩離合器構(gòu)成提升機的工作機構(gòu)，其主要作用是：（1） 纏繞或搭放提升鋼絲繩。（2） 承受各種正常負載（包括固定靜載荷和工作載荷）。（3） 承受在各種事故情況下

6、因緊急停車所造成的沖擊載荷，此時主軸裝置的各部分不應(yīng)有殘余變形。（4） 當(dāng)更換提升水平時，能調(diào)節(jié)鋼絲繩的長度。（一） 主軸裝置主軸裝置包括滾筒、主軸和主軸承，如圖6-1所示。1.滾筒固定滾筒9的右輪轂與軸采用過盈配合無鍵連接，游動滾筒5通過調(diào)繩離合器3與主軸11連接。滾筒采用全焊接結(jié)構(gòu)，選用厚筒殼加強滾筒的強度與剛度，支輪采用圓板式或圓環(huán)式結(jié)構(gòu)，避免了因焊接工藝不良引起的加強筋附近焊接應(yīng)力過高，導(dǎo)致滾筒開裂的弊病。滾筒外邊一般設(shè)有刻制繩槽的木襯8，用以引導(dǎo)鋼絲繩規(guī)則排列，減少繩的磨損，并在一定范圍內(nèi)增加筒殼的強度與剛度。也有的提升機采用加厚筒殼，直接在筒殼上車槽，稱為帶繩槽滾筒。輪轂與支輪的連

7、接，近年來多采用高強度螺栓連接。2.主軸主軸是提升機承載和傳動的主要部件，主要安裝滾筒、軸承、離合器、聯(lián)軸器等。主軸應(yīng)能承受工作過程中的外負荷而不發(fā)生殘余變形和過量彈性變形，同時要保持一定的使用壽命。3.主軸承提升機用主軸承分為滑動軸承和滾動軸承2種。其中，滑動軸承多用在單繩纏繞式提升機主軸上，滾動軸承用在多繩摩擦輪式提升機的主軸上。（1） 滑動軸承。滑動軸承采用壓力潤滑，由提升機集中潤滑系統(tǒng)提供壓力潤滑油，潤滑油的壓力通常在0.20.3 MPa。主軸承的潤滑油量通過供油指示器觀察、調(diào)整，給油量以不間斷的線狀為宜。滑動軸承運行中的升溫規(guī)定：采用巴氏合金瓦時，不得超過65 ；采用銅瓦時，不得超過

8、75 。滑動軸承的潤滑要求：潤滑油質(zhì)合格，油量適當(dāng)；油圈或油鏈轉(zhuǎn)動靈活；壓力潤滑系統(tǒng)油路暢通，不漏油。滑動軸承常見故障有擦傷、磨損、疲勞剝落、腐蝕、燒瓦等現(xiàn)象。其造成故障的大多原因是瞬間缺油造成擦傷，潤滑不當(dāng)或潤滑油不足造成磨損，潤滑油變質(zhì)造成腐蝕，長時間缺油造成燒瓦。（2） 滾動軸承。滾動軸承大多采用潤滑脂潤滑，運行中滾動軸承的溫升不得超過75 。選用潤滑脂時，通常以針入度（即稠度，用以衡量潤滑脂的稠密程度）為主要指標。原則上是載荷大、速度低時，應(yīng)選用針入度較低的潤滑脂；反之，則選用針入度高的潤滑脂。滾動軸承的潤滑要求：潤滑脂合格，油量適當(dāng)，不漏油。滾動軸承常見故障有疲勞點蝕剝落、磨損、軸承

9、變藍或發(fā)黑、軸承溫度過高、運轉(zhuǎn)時有雜音或異響、塑變、內(nèi)外圈裂紋、保持架損壞、工作表面銹蝕等。其中，因潤滑不良、潤滑脂不清潔、潤滑中有水分等，可造成滾動軸承的磨損、軸承溫度過高以及工作表面銹蝕等故障。（二） 調(diào)繩離合器雙滾筒提升機都裝有調(diào)繩離合器，離合器的作用是使游動滾筒與主軸連接或脫開，以便需要調(diào)節(jié)繩長或更換提升水平時，兩個滾筒可以做相對運動。調(diào)繩離合器主要有蝸輪蝸桿式手動離合器、齒輪離合器和摩擦手動離合器3種類型。按其動力源可分為風(fēng)動和液動兩種離合器。蝸輪蝸桿式離合器調(diào)繩操作笨重，勞動強度大，操作時間長，已被淘汰。摩擦離合器可以無級調(diào)速，但超載時安全可靠性差，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，也逐步被淘汰。目前

10、應(yīng)用最多的是齒輪離合器，操作方式有手動、氣壓傳動、電動、液壓傳動等。JK型提升機的離合器均為液動齒輪離合器。徑向齒塊離合器傳動如圖6-2所示。其操作過程如下：（1） 離合器打開準備進行調(diào)繩。將操作臺上的調(diào)繩轉(zhuǎn)換開關(guān)置于調(diào)繩位置，此時安全電磁閥失電，提升機處于安全制動狀態(tài)，電磁閥G1、G2處于通電狀態(tài)，行程開關(guān)Q2顯示“脫開”信號，將電磁閥G1斷電，進行調(diào)繩操作。（2） 調(diào)繩操作。解除固定滾筒的安全制動（游動滾筒仍處于安全制動狀態(tài)），啟動電動機帶動固定滾筒轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)繩長或更換水平。（3） 離合器合上調(diào)繩結(jié)束。斷開安全電磁鐵，提升機處于安全抽動狀態(tài)，將電磁閥G2斷電、G1通電，行程開關(guān)Q1顯示“合

11、上”位置，斷開電磁鐵G1，并恢復(fù)調(diào)繩轉(zhuǎn)換開關(guān)至原位，調(diào)繩工作全部結(jié)束。為保證調(diào)繩工作的安全，除油路中的連鎖閥外，系統(tǒng)還設(shè)有防打齒的安全閉鎖，即在調(diào)繩時如果離合器事故性地由離開位置向合上位置移動時，行程開關(guān)Q2動作，提升機安全制動，實現(xiàn)閉鎖。防游動滾筒誤松閘的閉鎖，即在調(diào)繩過程中，游動滾筒應(yīng)處于制動狀態(tài)，如發(fā)生誤操作松閘時，行程開關(guān)Q3動作，提升機安全制動，以確保調(diào)繩工作的安全。四、 減速器和聯(lián)軸器減速器和聯(lián)軸器構(gòu)成提升機的機械傳動系統(tǒng)，減速器的作用是把電動機的轉(zhuǎn)速降低到滾筒所需的轉(zhuǎn)速；聯(lián)軸器的作用主要是用來連接提升機的旋轉(zhuǎn)部分，并傳遞動力。1.減速器減速器可分齒輪減速器、行星齒輪減速器和蝸輪蝸

12、桿減速器。其主要作用是減速和傳遞動力。2.聯(lián)軸器提升機配套的聯(lián)軸器有齒輪、蛇形彈簧聯(lián)軸器等。其中，BM型、BJ型提升機的高速軸和低速軸的聯(lián)軸器為齒輪聯(lián)軸器；2JK和JKM型提升機，低速軸均配套齒輪聯(lián)軸器，高速軸采用蛇形彈簧聯(lián)軸器。五、 深度指示器1.深度指示器的主要作用深度指示器是提升機操作作業(yè)人員的“眼睛”，也是提升機控制和保護中的一個不可缺少的環(huán)節(jié)。它的主要作用是： 檢測指示容器在井筒中的行程和實際位置。 容器接近井口卸載位置和井底時，發(fā)出減速信號。 當(dāng)提升機超速和過卷時，進行限速和過卷保護。 對于多繩摩擦輪式提升機，深度指示器還能自動調(diào)零，以消除鋼絲繩在導(dǎo)向輪摩擦襯墊上的滑動、蠕動和自然

13、伸長所造成的指示誤差。為保證調(diào)繩工作的安全，除油路中的連鎖閥外，系統(tǒng)還設(shè)有防打齒的安全閉鎖，即在調(diào)繩時如果離合器事故性地由離開位置向合上位置移動時，行程開關(guān)Q2動作，提升機安全制動，實現(xiàn)閉鎖。2.深度指示器的類型提升機用深度指示器有機械牌坊式、圓盤式和數(shù)字式3種類型。數(shù)字式深度指示器是TXKJ（T提升、X行程速度、K控制、J監(jiān)視保護）計算機提升行程速度控制器。為保證調(diào)繩工作的安全，除油路中的連鎖閥外，系統(tǒng)還設(shè)有防打齒的安全閉鎖，即在調(diào)繩時如果離合器事故性地由離開位置向合上位置移動時，行程開關(guān)Q2動作，提升機安全制動，實現(xiàn)閉鎖。六、 操作臺提升機的操作臺是主提升機操作作業(yè)人員向提升機發(fā)出各種運行

14、指令信號的傳遞機械，同時，各運行參數(shù)和工作狀態(tài)也能及時反映到操作臺上，以便操作作業(yè)人員隨時觀察和掌握，確保提升機安全運行。提升機操作臺如圖6-3所示。1.操作臺的組成以TKD-A電控系統(tǒng)的提升機為例，其操作臺主要由以下部分構(gòu)成：（1） 控制換向接觸器和轉(zhuǎn)子回路電阻的主令控制器。（2） 控制液壓制動系統(tǒng)的開關(guān)和自整角機。（3） 實現(xiàn)動力制動的腳踏開關(guān)和自整角機。（4） 深度指示器。（5） 監(jiān)視運行參數(shù)的儀表和顯示工作狀態(tài)的指示燈。（6） 控制輔助電源的按鈕開關(guān)和交換工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)。2.操作臺可以實現(xiàn)的功能操作作業(yè)人員在操作臺上通過操作手把、開關(guān)和按鈕等可以發(fā)出指令信號，使提升機按指令信號準確

15、運行。（1） 操作提升機正向或反向運行，使提升機實現(xiàn)快速制動或施加不等力矩的半自動運行。（2） 實現(xiàn)動力制動和對制動電流調(diào)節(jié)。（3） 通過按鈕開關(guān)啟動和停止?jié)櫥捅谩⒅苿佑捅茫刂齐娫春蛣恿χ苿与娫础＃?） 當(dāng)出現(xiàn)過卷或過放事故后可以短接被撞開的過卷接點，以便能啟動提升機，使提升容器回到過卷前的位置。（5） 通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)調(diào)繩、減速等工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。3.操作臺上可以觀察到的參數(shù)和工作狀態(tài)（1） 在速度表上可以觀察運行速度和提升方向。（2） 通過觀察深度指示器可以知道提升容器所在的位置。（3） 從交流電壓表上可以觀察高壓和低壓電源的電壓值。（4） 從交流電流表上可以觀察主電動機的工作電流。（5

16、） 實行動力制動運行，可以觀察制動激磁電流值。（6） 可以觀察電液調(diào)節(jié)裝置的KT線圈電流，掌握可調(diào)閘的制動程度。（7） 可以觀察液壓站壓力油的壓力。單繩纏繞式提升機的提升高度和提升能力受到滾筒容繩量和鋼絲繩強度的限制，當(dāng)?shù)V井產(chǎn)量大、井筒比較深時，一般采用多繩摩擦輪式提升機進行提升。多繩摩擦輪式提升機按布置方式分為塔式和落地式2種。如圖6-4、圖6-5所示。塔式多繩摩擦提升設(shè)備的布置不受礦井地形的限制，緊湊省地，可省去天輪；全部荷載垂直向下，井塔穩(wěn)定性好；鋼絲繩不裸露在外。但是井塔造價較高，施工周期較長，抗地震能力不如落地式。落地式多繩摩擦提升設(shè)備可以大大降低井塔的造價，減少礦井的初期投資，而且

17、還可提高抵抗地震災(zāi)害的能力。我國過去多采用塔式布置，近年來已開始設(shè)計落地式多繩摩擦輪式提升機。一、 提升機的組成JKM型多繩摩擦輪式提升機主要由主軸裝置、制動系統(tǒng)、主電動機、減速器、導(dǎo)向輪、深度指示器、齒輪聯(lián)軸器、測速發(fā)電機裝置及操作臺等部分組成。如圖6-6所示。多繩摩擦輪式提升機的傳動方式有以下3種類型：（1） 主導(dǎo)輪通過中心驅(qū)動共軸式的、具有彈簧基礎(chǔ)的減速器與電動機相連接，用于單機拖動。（2） 主導(dǎo)輪通過側(cè)動式的具有剛性基礎(chǔ)的減速器與電動機相連接，用于單機或雙機拖動。（3） 不帶減速器，主導(dǎo)輪通過耦合器直接與電動機相連接。二、 提升機的原理多繩摩擦輪式提升機的工作原理是：數(shù)根鋼絲繩（一般為

18、4根或6根）等距離地搭放在主導(dǎo)輪（摩擦輪）的襯墊上，兩端各懸掛一個提升容器，尾繩的兩端分別與兩容器的底部相連，自由地懸吊在井筒中，用來平衡提升鋼絲繩所造成的兩端張力差。當(dāng)電動機帶動主導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動時，通過襯墊與提升鋼絲繩之間產(chǎn)生的摩擦力，帶動提升鋼絲繩及容器往復(fù)升降，完成提升任務(wù)。三、 減速器國產(chǎn)多繩摩擦輪式提升機采用的減速器主要有：彈簧基礎(chǔ)中心驅(qū)動式減速器、圓弧齒輪平行軸減速器、硬齒齒輪平行軸減速器和行星齒輪減速器。四、 深度指示器及其調(diào)零裝置在摩擦輪式提升機的工作過程中，由于鋼絲繩靠摩擦力傳動，不可避免地要出現(xiàn)鋼絲繩的蠕動、相對滑動和彈性伸長，使深度指示器的指針與提升容器在井筒中的位置不相對應(yīng)。

19、因此，摩擦輪式提升機的深度指示器必須增加一個自動調(diào)零機構(gòu)，以消除因鋼絲繩滑動、蠕動、彈性伸長等所造成的指示誤差。目前，我國設(shè)計調(diào)零機構(gòu)除立式深度指示器的調(diào)零機構(gòu)外，還有水平選擇器的調(diào)零機構(gòu)。1.立式深度指示器及其調(diào)零機構(gòu)圖6-7所示為摩擦輪式提升機上應(yīng)用的立式（牌坊式）深度指示器原理圖。與普通牌坊式深度指示器相比，它具有兩個特點：有一個精確指示針27和具有自動調(diào)零功能。在正常工作狀態(tài)（提升鋼絲繩未發(fā)生滑動、蠕動、伸長）下，調(diào)零電動機31不轉(zhuǎn)動，與它相連的蝸桿30和蝸輪29也不轉(zhuǎn)動。此時，由主軸傳來的動力經(jīng)軸1和軸4使差動輪系的圓錐齒輪7、8、9轉(zhuǎn)動，帶動軸11、軸14和絲杠17轉(zhuǎn)動，粗針18上

20、下移動指示提升容器位置。為了更精細、準確地反映提升容器停車前的位置，在井筒中距離提升容器卸載水平前10 m處，裝有一控制電磁離合器25的磁感繼電器，提升容器經(jīng)過時，電磁離合器25合上，使齒輪24和軸26連接上，帶動精針27轉(zhuǎn)動。精針刻度盤28每格表示1 m的提升高度，這樣就精確地反映了提升容器在停車前的位置。如果鋼絲繩發(fā)生滑動、伸長和蠕動，使容器到達卸載位置時指針尚未到達零位或已超過零位，自整角機32的轉(zhuǎn)角同預(yù)定零位不對應(yīng)，輸出電壓達一定值時，通過電控系統(tǒng)使調(diào)零電動機31轉(zhuǎn)動。此時因提升機已停止運轉(zhuǎn)，故齒輪6和7不動，蝸桿30和蝸輪29便帶動軸11、14和絲杠17轉(zhuǎn)動，直到指針返回預(yù)定零位為止，調(diào)零電動機停止運轉(zhuǎn)，調(diào)零結(jié)束。2.水平選擇器的調(diào)零機構(gòu)圖6-8所示為水平選擇器的傳動系統(tǒng)。其特點是可自動調(diào)零，便于多水平提升。軸1與提升機主軸通過鏈傳動相連接，立軸4和5上都安裝有若干對控制器及觸頭，調(diào)零電動機ZD通過觸頭的開閉來控制其轉(zhuǎn)動和停止。自整角機CD轉(zhuǎn)動（此時，由于調(diào)零電動機ZD沒有通電，蝸桿Z0不動）。由于發(fā)送自整角機與安裝在操縱臺上的接收自整角機的同步聯(lián)系，將信息傳到接收自整角機上，從而指示提升容器在井筒中的位置。立軸4和立軸5由提升機主軸通過一系列齒輪、鏈輪傳動，所以其旋轉(zhuǎn)