矿井提升设备的组.ppt

第七章 矿井提升设备的组成,河北工程大学机电学院,第一节 提升容器的类型及结构,煤矿提升设备是由机械设备和电气设备组成的大型综合设备。其主要组成部分包括提升容器、提升钢丝绳、矿井提升机、电气控制装置、天轮及井架等。,第二节 提升钢丝绳的结构及其作用,第四节 提升机制动系统的作用及其类型,第三节 矿井提升机的组成部分及其作用,第一节 提升容器的类型及结构,提升容器按构造不同可分为罐笼、箕斗、矿车、斜井人车及吊桶等。罐笼可用来升降人员和设备，提升煤炭和矸石，以及下放材料等。当提升煤炭、矸石或下放材料时，可将煤车、矸石车或材料车装入罐笼内即可，当升降设备时可将设备直接放入罐笼内或将设备装在平板车上，再把平板车装入罐笼。箕斗只用于提升煤炭或矸石。当用箕斗时，井底需设井底煤仓(或矸石仓)和装载设备。煤炭或矸石通过翻笼从矿车中翻卸至煤仓或矸石仓，再经装载设备装入箕斗。根据井筒倾角的不同，箕斗可分为立井箕斗和斜井箕斗两种。煤矿立井多采用底卸式箕斗和普通罐笼。斜井多采用矿车和斜井箕斗。吊桶是立井凿井时使用的提升容器。,一、罐笼,罐笼分为普通罐笼和翻转罐笼2种。标准普通罐笼载荷按固定车箱式矿车的名义货载质量确定为lt、1.5t和3t三种。分单层和双层。1t和1.5t双层普通罐笼用于主井提升时，每层可装一辆矿车，当用于副井提升时，上层罐笼可不装阻车器。3t普通罐笼只考虑作为副井提升容器。,单绳1t单层普通罐笼结构：普通罐笼罐体采用混合式结构，由两个垂直的侧盘体用横粱7连接而成，两侧盘体各由四根立柱8包钢板9组成，罐体的节点采用铆焊结合型式，罐体的四角为切角型式，这样既有利于井筒布置又制造方便，罐笼顶部设有半圆弧形的淋水棚6和可以打开的罐盖14，以供运送长材料之用。罐笼两端设有帘式罐门l0。罐笼通过主拉杆3(不设保险链)和双面夹紧楔形绳环2与提升钢丝绳1相连。为了将矿车推进罐笼，罐笼底部设有轨道11。为了防止提升过程中矿车在罐笼内移动，罐笼底部还装有阻车器12及其自动开闭装置。为了防止罐笼在井筒运动过程中任意摆动，罐笼用罐耳5或15沿着安装在井筒内的罐道运行。罐道可分为刚性及柔性两种类型。刚性罐道有钢轨罐道、木罐道及方型钢罐道三种。柔性罐道即钢丝绳罐道。,为了便于矿车进出罐笼，在井口、中间水平及井底车场使用承接装置。承接装置有承接梁、罐座及摇台三种。承接梁是最简单的承接装置。仅用于井底车场，且易发生蹾罐事故。罐座用于井口，当罐笼提升至井口车场位置且稍超过井口时，操纵手柄可使罐座伸出，罐笼下放落在罐座上后，进行装卸车工作。罐笼下放时，要先将罐座上的罐笼稍为提起，待罐座靠配重自动收回后，罐笼才能下放。罐座不允许用于中间水平。罐座特点：停车准确，便于矿车的出入，承担冲击载荷；提升操作复杂，容易过卷，井口罐笼提升时对钢丝绳产生冲击载荷，影响使用寿命，容易产生蹲罐事故。摇台主要是由能绕转轴转动的两个钢臂组成。摇台的应用范围广，井底、井口及中间水平都可以使用，特别是多绳摩擦提升必须使用摇台。由于摇台的调节高度受摇臂长度的限制，因此对停罐准确性要求较高。它是由2个转轴2，2个钢臂1，1个连杆3，2个重锤4以及一套操作手把5组成。当将手把5向罐笼方向推动时，通过连杆3使转轴2转动，固定在转轴2上的钢臂t搭在题笼底上，即将绕内铁轨与车场轨道连接起来，矿车即可进、出罐笼。松开手把5，钢臂1在重锤4的作用下自动拍起。,为了保证人员和生产的安全。升降人员的罐笼必须装设可靠的防坠器。当钢丝绳或连接装置万一断裂时，防坠器可使罐笼支承在井筒内的罐道或防坠绳上，而不致坠入井底造成重大事故。防坠器的类型很多，其结构与罐道的类型有关系。我国防坠器主要有木罐道防坠器、钢轨罐道防坠器及制动绳防坠器三种。木罐道防坠器与钢轨罐道防坠器，其罐道本身既是罐笼运行的导向装置，又是断绳时防坠器的支承元件，但二者的制动原理不同，前者为切割式后者为摩擦式。虽然它们具有结构简单的优点，但很难控制其制动力达到设计要求，而且维护工作量大，故只在一些老矿井还有使用。制动绳防坠器是以井筒中专门设置的制动钢丝绳为支承元件的防坠器，它不仅能用于钢丝强罐道，而且同样可以用于刚性罐道。其特点是采用定点抓捕及用专设的缓冲器进行缓冲。,与单绳罐笼相比，多绳罐笼稍有不同。不同点为：罐笼质量较大；罐笼中留有添加配重的空间；罐笼内部常设有可以升降的自动框架，使轨道与矿车可同时升降，以保证与运输水平轨道良好相接；不设防坠器；设钢丝绳张力平衡装置，用来自动调节各绳的张力差等。,二、箕斗及其装载设备,箕斗是提升矿石的单一容器，仅用于提升煤炭、矿石或部分提升矸石。根据井筒倾角不同可分为立井用箕斗和斜井箕斗。（一）立井箕斗及其装载设备1.立井箕斗根据卸载方式可分为翻转式，侧卸式及底卸式。根据提升钢丝绳的数目有单绳和多绳箕斗。立井提煤采用底卸式箕斗，其型式有多种。其它地区一些矿井多采用曲轨连杆下开折页平板闸门底卸式箕斗。标准箕斗可用于刚性罐道或钢丝绳罐道，在采用绳罐道时，除箕斗本身应考虑平衡外，还要求装煤后仍保持平衡，故在斗箱上部装载口处增设了可调节的溜煤板3，以便调节煤堆顶部中心位置。,箕斗的结构是由斗箱4，框架2，闸门5及连接装置12等基本部件组成。此外，还有连杆6，卸载滚轮7及闭锁装置(2个防止闸门自动打开的扭转弹簧10)等。当箕斗提升至地面煤仓时，卸载滚轮7进入固定在井架上的卸载曲轨内。箕斗继续向上提升时，固定在箕斗框架上的曲轨赡同时向上运动。在井架上的曲轨作用下，迫使滚轮7沿箕斗框架上的13向下运动，并转动连杆6，便闸门5借助煤的压力打开，开始卸载，如图中点画线位置所示。箕斗下放时，以相反的顺序关闭闸门。,平板闸门特点：闸门结构简单、严密，关闭闸门时冲击小；卸载时撒煤少；由于闸门是向上关闭，对箕斗存煤有向上捞回的趋势，故当煤未卸完(煤仓已满)产生卡箕斗而造成断绳坠落事故的可能性小；箕斗卸载时，闸门开启主要借助煤的压力，因而传递到卸载曲轨上的力较小，改善了井架受力状态等。过卷时闸门打开后，即使脱离了卸载曲轨也不会自动关闭，因此可以缩短卸载曲轨的长度。缺点：箕斗运行过程中，由于煤和重力作用使闸门被迫打开。因此，箕斗必须装设可靠的闭锁装置(两个防止闸门自动打开的扭转弹簧)。闭锁装置一旦失灵，闸门就会在井筒中自行打开，同时打开的箕斗闸门，超出箕斗平面投影尺寸，因此将撞坏罐道、罐道梁及其它设备；并污染风流，增加井筒清理工作量；也有砸坏管道、电线等设备的危险。我国单绳箕斗系列有4、6、8t三种规格。,2立井箕斗的装载设备,过去采用鼓形自动定量方式的其斗装载设备洒煤量很大，一般达提煤量的10，有时竞高达40。目前已普遍采用新型箕斗装载设备采用预先定量装载方式，其洒煤量可以大大降低，一般仅为提升量的1，最大不超过3。还能保证提升工作的正常化。当前国内外广泛采用的预先定量装载设备，有定量斗箱式和定量运输机2种。当箕斗到达井底装煤位置时，通过一定的控制元件开动控制缸2，将定量斗箱闸门4打开，斗箱1中的煤便沿溜槽5全部装入箕斗；利用压磁测重装置6，来控制箕箱中的装煤量。,(二)斜井箕斗及其装载设备,当斜井倾角大于25，使用矿车提升煤炭，煤将洒出，因此采用斜井箕斗。箕斗提升的优点较多，即使倾角较小，但产量较大时仍应采用其斗提升。根据卸载方法不同，斜井其斗有前倾卸载式和后壁卸载式2种。斗箱1与主框2在箕斗中部以铰链连接，通过连接装置与提升钢丝绳相连。斗箱后部有与之铰连的扇形闸门6。闸门6上安有一对卸载滚轮7。斗箱1上安有前后两轮轴，前轮4的轮缘宽，后轮5的轮缘窄。,箕斗卸载过程：进行卸载时，轨道3弯曲，且在其外侧附加一轨距较宽的附加轨道8，因后轮轮缘窄，必随轨道3运动，而前轮轮缘宽可沿附加轨道8运动，因此，斗箱后部下落，而被附加轨道8拾起，自动进行卸载。装载设备主要有扇形闸门1，其上安有滚轮4和重物2。进行装载时，下行空箕斗5推动滚轮4将闸门1开启，煤即可装入箕斗中；待箕斗装满上升后，闸门1在重物2的作用下关闭。,箕斗实际货载质量用下式计算：式中 V 箕斗斗箱有效容积(m3)可从表7-6中查出；货载的散集密度，t/m3。在利用上式计算箕斗实际货载质量时，如果用箕斗斗箱几何容积Vs来计算，还应乘以装满系数（一般取0.9），这一点在自制箕斗时应注意。,第二节 提升钢丝绳的结构及其作用,提升钢丝绳是矿井提升设备的一个重要组成部分，它直接关系到矿井正常生产、人员生命安全及经济运转，因此应给予特别重视。一、矿用钢丝绳的机构及其分类提升钢丝绳是由一定数量的钢丝(直径为0.44mm)捻成股，再由若干个股围绕绳芯捻成绳。矿用钢丝绳的钢丝为优质碳素结构钢，直径小于0.4mm的钢丝易于磨损和腐蚀，直径超过4mm的钢丝在生产中难以保证理想的抗拉强度和疲劳性能。钢丝的公称抗拉强度有五级：1400、1550、1700、1850及2000MPa。在承受相同终端载荷的情况下，抗拉强度大的钢丝绳，其绳径可以选小，但是，抗拉强度过高的钢丝绳弯曲疲劳性能差。通常矿井提升用钢丝绳选用1550及1700MPa为宜。为了增加钢丝绳的抗腐蚀能力，钢丝表面可以镀锌加以保护。钢丝韧性可分为特号、号及号。专为升降人员用的以及升降人员和物料用的，不得低于特号，专为升降物料和平衡用的，不得低于号。,绳芯有金属绳芯和纤维绳芯两种，前者由钢丝组成，后者可用剑麻、黄麻或有机纤维制成。绳芯的作用是：支持绳股,减少股间钢丝的接触应力,从而减少钢丝的挤压和变形；钢丝绳弯曲时,允许股间或钢丝间相对移动,借以缓和其弯曲应力，并且起弹性垫层作用，使钢丝绳富有弹性；贮存润滑油，防止绳内钢丝锈蚀。,钢丝绳的结构，指的是钢丝绳股的数目、捻向、捻距以及绳股内钢丝数目、直径大小及排列方式等参数。这些参数直接影响钢丝绳的性能和使用寿命，了解各参数对钢丝绳性能的影响，对正确合理地选择钢丝绳是有益的。,（一）点接触、线接触及面接触钢丝绳,各层钢丝之间有点、线、面三种接触方式，故分为点、线、面接触钢丝绳。点接触钢丝绳的股内各层钢丝捻成等捻角(不等捻距)，所以各层钢丝间呈点接触，这样当钢丝绳受到拉伸载荷时，绳内各层钢丝的受力在理论上相等。,矿井常用的619，637钢丝绳就属于点接触钢丝绳。这种钢丝绳的缺点是当受拉伸、尤其是受弯曲时，由于钢丝间的点接触处应力集中而产生严重压痕，往往由此而导致钢丝疲劳断裂而早期损坏。,线接触钢丝绳的股内各层钢丝是等捻距编捻，从而使股内各层钢丝互相平行而呈线接触。线接触钢丝绳在承受拉伸载荷时，内层钢丝虽会承受较外层钢丝稍大的应力，但它避免点接触的应力集中和钢丝挤压凹陷变形，消除钢丝在接触点处的二次弯曲现象，减少了钢丝绳摩擦阻力，使钢丝绳在弯曲上有较大的自由度，抗疲劳性能显著增加。因此，线接触钢丝绳的寿命高于点接触钢丝绳。67、西鲁绳6X(19)、瓦林吞绳6W(19)、填充型绳6T(25)都属于线接触钢丝绳。线接触钢丝绳往往采用经过选配的不同直径的钢丝捻成，以使股内各层钢丝相互贴紧呈线接触。西鲁型绳是股内最外两层钢丝数目相等而直径不等，外粗内细，每根外层钢丝却紧贴在下层钢丝的沟槽内。瓦林吞型绳股外层钢丝是由粗细不同的两种直径钢丝交替捻制而成。填充型钢丝绳是股的外层钢丝嵌在一根细的填充钢丝和一根粗钢丝之间的沟槽中，因而外层钢丝数目为填充钢丝的两倍。,面接触钢丝绳是由线接触钢丝绳发展而来。它是将线接触钢丝绳股进行特殊碾压加工，使钢丝产生塑性变形而最后捻制成绳，股内各层钢丝呈面接触。所有线接触钢丝绳均可加工成面接触钢丝绳。面接触钢丝绳的特点是：结构紧密，表面光滑，与绳槽的接触面积大，耐磨，抗挤压性能好；股内钢丝接触应力极小，从疲劳观点看，钢丝绳寿命较长；钢丝绳有效断面积大，抗拉强度高；,钢丝间相互紧贴，耐腐蚀能力强；钢丝绳伸长变形较小。这种钢丝绳挠性较差，所以应采用放大的卷筒直径。,(二)左捻、右捻、同向捻及交互捻钢丝绳,钢丝绳绳股的捻向有左捻和右捻两种，分别称为左捻、右捻钢丝绳。由于绳股呈螺旋线，钢丝绳受到拉伸载荷时，便会沿松捻方向转动，因此，在选择钢丝绳结构时应注意其对捻向的要求。,一般选用捻向的原则：与钢丝绳在卷筒上缠绕时的螺旋线方向一致，这样绳在缠绕时就不会松劲。目前国产提升机在单层缠绕时，钢丝绳在卷筒上均做右螺旋缠绕，故钢丝绳也应选右捻钢丝绳，但双卷筒提升机作多层缠绕时，为避免两根钢丝绳在某一瞬间集中在主轴中部而影响主轴强度，死卷筒上的钢丝绳可以从左侧法兰盘出绳，此时应选左捻钢丝绳。对于立井多绳摩擦提升，为消除钢丝绳对提升容器的扭力(扭力大的会增加罐耳与罐道的磨损)，可采用规格相同左右捻各半数的钢丝绳。绳股中钢丝的捻向与绳中股的捻向相同者称同向捻(顺捻)钢丝绳；反之称交互捻(逆捻)钢丝绳。同向捻钢丝绳柔软、表面光滑，接触面积大，弯曲应力小，使用寿命长，绳有断丝时，断丝头部会翘起便于发现，故矿井常用同向捻钢丝绳。但同向捻钢丝绳有较大的恢复力，稳定性较差，易打结，因此不允许在无导向装置情况下使用这种绳。,前面讲过的几种钢丝绳的绳股均为圆形，称为圆形股钢丝绳。圆形股钢丝绳易于制造、价格低，是最通用的一种钢丝绳。异型股钢丝绳有三角股和椭圆股两种。,(三)圆形股和异形股钢丝绳,三角股钢丝绳的绳股断面近似三角形。三角股钢丝绳的特点：强度大，三角股钢丝绳较相同直径的圆股钢丝绳有较大的金属断面，其强度约比普通圆股绳提高715，承压面积大,可减小钢丝绳与绳槽间的比压，从面显著地提高了绳槽衬垫的寿命，接触表面大，还使钢丝绳外层钢丝磨损均匀；绳外层钢丝较粗，抗磨损性能好：表面钢丝的排列方式也增加了三角股钢丝绳的抗挤压能力，尤其当钢丝绳在卷筒上多层缠绕相互跨越时的稳定性较好。三角股钢丝绳韧性好，使用寿命约为圆股钢丝绳的23倍。椭圆股钢丝绳股断面呈椭圆形，因而也具有较大的支承面积和抗磨损性能，但是稳定性较圆股或三角股要稍差些，它不适于承受过大的挤压应力。椭圆股纲丝绳大都是与圆形或三角形绳股一起制成多层股不旋转钢丝绳。,(四)不旋转钢丝绳这种钢丝绳具有两层或三层绳股，且各层股捻向相反，当绳端承受负荷时，旋转性很小，故通常称为不旋转铜丝绳。主要用作摩擦提升设备的尾绳和凿井提升钢丝绳。(五)密封钢丝绳密封钢丝绳属于单股结构，绳的外层是用特殊形状的钢丝捻制而成。它有金属断面系数最大、表面平滑、耐磨性高、几乎不旋转、残余伸长小、表面致密、耐腐蚀等优点，但存在挠性差、接头困难、制造复杂、价格高等缺点。这种钢丝绳主要用作罐道绳。,(六)扁钢丝绳它通常是用偶数根等捻距的四股钢丝绳做纬线手工编织而成。为消除其扭转应力，将左右捻四股钢丝绳成对间隔排列。优点是柔性好，不旋转，运行平稳，多作尾绳用。,因其制造复杂，生产率低，价格高，近年来已为圆形不旋转钢丝绳所代替。(七)不松散钢丝绳不松散钢丝绳是在加工过程中，采用了将钢丝或绳股预变形或捻后定型的工艺，结构致密，绳股密合地贴紧在绳芯上。显著地改善了钢丝绳的性能和使用寿命。新的钢丝绳标准规定所有钢丝绳均需制成不松散的。,1)在矿井淋水大，酸碱度高和作为出风井的井筒中，由于锈蚀严重而影响了钢丝绳的使用寿命，应选用镀锌钢丝绳比较适宜；2)在磨损严重的矿井中，选用线接触圆形股或异型股外粗式，(即股的外层钢丝直径比内层粗)或面接触钢丝绳为宜。3)以疲劳断丝为钢丝绳损坏的主要原因时,可选用内外层钢丝直径差值小的线接触或异型股钢丝绳,以利于机械性能的发挥和力的均匀分布；4)缠绕式提升装置宜采用同向捻的提升钢丝绳，斜井提升宜采用交互捻钢丝绳，多绳摩擦提升主绳应采用对称左、右交互捻的钢丝绳数目应相等，斜井串车提升时，宜采用交互捻钢丝绳；5)平衡尾绳宜采用扁尾绳，如采用园尾绳，应选用交互捻且应力较低品种的钢丝绳，并要求与提升容器连接处采用旋转器。6)绳罐道和凿井提升钢丝绳应选用不旋转钢丝绳；7)用于温度很高或有明火的矸石山等处的提升用绳，可选用带金属绳芯的钢丝绳。,二、钢丝绳结构的选择,第三节 矿井提升机的组成部分及其作用,矿井提升机是由主轴、卷筒、减速器、联轴器、制动装置及深度指示器等所组成。提升机可分为两大类：单绳缠绕式和多绳摩擦式。单绳缠绕式提升机构工作原理：把钢丝绳的一端固定并缠绕在提升机的卷筒上，另一端绕过天轮悬挂容器，这样，利用卷筒转动方向的不同，将钢丝绳缠上或松放，以完成提升或下放容器的工作。这种提升机在我国矿山中使用比较普遍。多绳摩擦式提升机的工作原理：利用摩擦传递动力。这种提升机的特点是体积小，质量小，适用于中等深度和比较深的矿井。,国产单绳缠绕式提升机有两个系列：JT系列，卷筒直径为0.81.6m，主要用于井下，一般称为矿用绞车，有防爆及不防爆两种：JK系列，卷筒直径为25m，属大型矿井提升机，主要用于立井提升。,矿井提升机组成部分有：工作机构(包括主轴装置及主轴承)；制动系统(包括制动器和液压传动装置)；机械传动系统(包括减速器，离合器和联轴器)：润滑系统(包括润滑油站及管路)；检测及操纵系统(包括斜面操纵台、深度指示器及其传动装置以及测速发电机装置)；拖动、控制和自动保护系统(包括主电动机、电气控制系统、自动保护系统和信号系统)辅助部分(包括机座、机架、导向轮装置和车槽装置)。,一、缠绕式提升机的主要机构及作用,单绳缠绕式提升机，按其卷筒数目可以分为双卷筒和单卷筒。双卷筒提升机在主铀上装有2个卷筒，其中之一用键固定在主铀上，称为死卷筒，另一个卷筒滑装在主轴上，通过调绳离合器与主轴连接，称为活卷筒，2个卷筒可以做相对运动，以便调节绳长或更换水平。调绳离合器基本可分为3种类型：齿轮离合器，摩擦离合器和蜗轮蜗杆离合器。应用最多的是齿轮离合器。(一)工作机构工作机构的作用：1)缠绕或搭放提升钢丝绳；2)承受各种正常载荷(包括固定静载荷和工作载荷)；并将此载荷经过轴承传给基础；3)承受在各种紧急事故情况下所造成的非常载荷；4)当更换提升水平时，能调节钢丝绳的长度(仅限于单绳缠绕式双卷筒提升机)。主轴装置应保证主轴、卷筒和其它部分有足够的强度和刚度。,卷筒的构造：可分离单卷筒集中了单卷筒及双卷筒的特点，既是单卷筒又可用于双钩提升，但是由于构造复杂而且容绳量小，所以现在用的不多。双圆柱圆锥卷筒主要是为了克服提升机加速或减速阶段动力不平衡而设计的，这种提升机在个别矿山虽也有应用，但由于制造工艺复杂，所以大多数矿山不用，厂家也不生产。“布雷尔”卷筒是一种双绳缠绕式，它主要用于深井及超深井(1400m以上)的情况下。筒壳外边一般均包有木衬，木衬上车有螺旋导槽，以便使钢丝绳有规则地排列，并减少钢丝绳的磨损。木衬厚度不小于2倍钢丝绳直径，宽度在100mm左右。装配木衬时，应使其与筒壳接触良好，接触不匀会使筒壳应力分布不均。由于更换木衬费工费时费料，因此近年生产的提升机有的采用加厚筒壳，直接在筒壳上车槽，称为带绳槽卷筒。,主轴是承受所有外部载荷，并将此载荷经主轴传给地基的主要承力部件。主轴承支撑主轴，并承受机器旋转部件的轴向及径向负荷，一般采用滑动轴承。提升机采用中硬齿面平行轴减速器或行星齿轮减速器。行星齿轮减速器传动体积小、质量轻、效率高，与同等能力平行轴齿轮减速器相比，质量约为后者的30%40%，效率提高约5%。目前广泛应用于矿井提升机上。,(二)机械传动系统,机械传动系统包括减速器和联轴器。根据提升速度的要求，提升机主轴的旋转速度一般在2060r/min之间，而拖动提升机的电动机旋转速度通常在480960r/min的范围内。因此，除采用低速直流电动机拖动外，不能把电动机与主轴直接连接，必须经过减速器。JK型提升机的减速器为二级圆弧齿轮减速器，传动比为10.5；11.5；15.5；20；30。减速器的低速轴用齿轮联轴器与主轴相连，高速轴用弹性联轴器与电动机轴相连。JT系列矿用绞车采用的减速器，其入轴和出轴在同一中心线上，它的特点是结构紧凑，功率分两路传递。为了减少减速器质量和结构尺寸，近年来开始采用行星齿轮减速器，这种减速器的特点是：体积小，质量小，传动效率高。,(三)检测和操纵系统,检测和操纵系统包括斜面操纵台，深度指示器和测速发电机装置。深度指示器的作用：向司机指示提升容器在井筒中的位置；容器接近井口停车位置时发出减速信号；当提升容器过卷时，使装在深度指示器上的终点开关动作，切断安全保护回路，进行安全制动；减速阶段，通过限速装置进行过速保护等。,深度指示器根据其动作原理可分为机械式，机械电气混合式及数字式等。过去生产的KJ系列提升机采用机械牌坊式深度指示器。这种深度指示器在我国矿山应用较多。优点：指示清楚，工作可靠。缺点：体积比较大，指示精度不高，不便于实现提升机远距离控制。JK新系列提升机采用了结构紧凑同步联系式圆盘深度指示器。,圆盘式深度指示器由两部分组成，即深度指示器传动装置(发送部分)和深度指示盘(接收部分)。深度指示器传动装置中，传动轴经过齿轮传动，将其旋转运动传给发送自整角机。该自整角机再将讯号传给圆盘深度指示盘上的接收自整角机，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。深度指示盘中有粗针和精针。由于粗针在一次提升过程中仅转动250350，所以粗针所指示的容器位置是粗略的。为了精确的指示容器的位置，由接收自整角机经过齿轮带动精针指示盘(精针是块圆形有机玻璃板，其上刻有指针标记)进行精针指示。由于精针的旋转速度为粗针的几十倍，故精针能较精确地指示容器的位置。圆盘式深度指示器，采用了同步联系的原理，结构简单，使用可靠，其指示误差在200mm以内。如将其指示结构做适当的变动，就可以将旋转指针的指示方法，改为垂直式直线深度指示的方式。,(四)拖动、控制和自动保护系统,拖动、控制和自动保护系统包括主拖动电动机，电气控制系统和自动保护系统。主拖动电动机可采用交流绕线型感应电动机或直流它激电动机。直流拖动较之交流拖动的优点：调速性能好，且与负荷大小正负无关；从一种工作方式向另一种工作方式转换方便；低速特性硬；调速时电能消耗小以及容易实现自动化等。但是直流拖动需要增加一套整流装置。交流拖动在采用了双电机拖动、动力制动、低频制动和微机拖动等措施之后，获得了广泛的应用。在交流拖动提升机的控制方面，目前采用在电动机转子加金属电阻的控制方式。新型交流控制系统，如可控硅串级调速系统，可控硅交交变频低频电源电控系统、双闭环动力制动电控系统等，均已先后试运转获得成功。自动保护系统的作用：在司机不参与的情况下，发生故障时能自动将主电动机断电并同时进行安全制动而实现对系统的保护。,二、多绳摩擦提升机的结构特点,多绳摩擦提升机的特点主要在主导轮上。主导轮窄而小，轮上包有带绳槽的摩擦衬垫。摩擦衬垫承担着提升钢丝绳重力、容器自重、货载重力、平衡尾绳重力以及运行时的各种动载荷与冲击载荷，所以它必须有足够的抗压强度。此外，它与钢丝绳之间还必须具有足够的摩擦系数，从而使提升机达到设计生产能力，并防止提升过程中的滑动。,因此摩擦衬垫材质的优劣对提升机的工作性能，应用范围及工作安全等都有直接的影响。目前经常使用的有胶带、牛皮、热塑性塑料和聚氯乙烯塑料、聚氨脂橡胶等。,多绳摩擦提升机设有车槽装置，它的用途是在机器安装和使用过程中，在主导轮衬垫上车制绳槽及根据磨损情况，不定期地对绳槽进行车削，以保证各绳槽直径相等，磨损均匀，同时也能使每根钢丝的拉紧程度相近，受力均匀。多绳摩擦提升机主导轮宽度与绳数有关。绳数取决于终端载荷及提升高度，常见的有2、4及6根绳几种。采用偶数根绳的目的：可以采用一半左捻钢丝绳，一半右捻钢丝绳，以便消除容器与罐道间由于钢丝绳扭转而引起的附加阻力。为平衡提升钢丝绳的重力，在容器下面一般都没有平衡尾绳。平衡尾绳的数目取决于平衡尾绳重力，常见的尾绳有一根或两根，圆股绳有两根或三根，经过适当搭配，使主绳与平衡尾绳的总单重相等，或者尾绳比主绳总单重稍重些。为使多绳摩擦提升设备的几根提升钢丝绳张力保持平衡，在容器与钢丝绳连接处设有张力平衡装置。,多绳摩擦提升机采用带液压阻尼器的弹簧基础减速器。主要优点是可以减少在起动（加速）、停车和安全制动过程中产生的冲击载荷对井塔和齿轮的不良影响，同时也具有简化安装及缩小尺寸等优点。多绳摩擦提升机在工作过程中，会出现钢丝绳的蠕动现象。钢丝绳与主导轮间会产生相对位移；随着提升次数增多，相对位移虽亦不断增大。除了蠕动外，同时还可能存在着钢丝的滑动与伸长等问题。这些都影响深度指示器的准确性，为此，必须在多绳摩擦提升机的深度指示器上，增加一个自动调零机构。所谓“调零”，就是深度指示器结构本身能够在容器每次运行后，消除由于钢丝绳的滑动、蠕动和伸长等原因引起容器实际停车位置与深度指示器指针预定零位之间的误差。,导向轮在某些情况下，例如；当受到井筒断面积及其它条件的限制，两提升容器中心之间的距离小于主导轮直径，此时，为了使主导轮两侧的钢丝绳相互靠近一点，以适应两提升容器中心距的要求，就需要装设导向轮。装设导向轮后，提升钢丝绳在主导轮上的围包角增大，改善了多绳摩擦提升机的防滑性能。对于单容器带平衡锤的提升系统，当采用带导向轮的多绳摩擦提升机时，习惯上都是将导向轮设置在平衡锤的一侧。,三、国产提升机的类型,我国提升机的生产过程大约可分仿苏、仿苏改进及自行设计三个阶段。单绳缠绕式KJ型及JKA型为仿苏及仿苏改进产品。XKT型提升机为自行设计产品。XKT型的特点是：提升能力大、质量小、采用了一些新技术和新结构。为了提升机系列化，目前已把单绳缠绕式提升机型号改为JK型，其产品型号及技术性能见表6-11。1958年我国试制出第一台DJ 24型多绳摩擦提升机，并用于生产。目前我国已能成批生产JKM、JKD型提升机，其技术特征见表6-12及6-13。,第四节 提升机制动系统的作用及其类型,制动系统是提升机的重要组成部分，它由制动器(执行机构，也称为闸)和传动机构组成。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，按结构分为盘式闸和块式闸等。传动机构是控制及调节制动力矩的部分，按传动能源分为油压、压气或弹簧等。新型JK25m提升机采用油压盘闸制动系统；旧型KJ23m和KJ46m提升机分别采用油压和压气块闸制功系统。,1.制动系统的作用：1)在提升机停止工作时，能可靠地闸住提升机，即正常停车；2)在减速阶段及下放重物时，参与提升机的控制，即工作制动；3)当发生紧急事故时，能迅速而合乎要求地闸住提升机，即安全制动；4)双卷筒提升机在更换水平、调节钢丝绳长度或更换钢丝绳时，应能闸住提升机的活卷筒，松开死卷筒。,一、制动系统的作用及其安全要求,煤矿安全规程对制动系统的要求：1)对于立井和倾角在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三倍；井筒倾角小于30时，应不小于表6-14要求。斜井倾角为变化者，按最大倾角计算。2)双卷筒提升机在活卷筒与主轴脱开，用定车装置调整两个卷筒相对位置时(如更换水平或调绳时)，制动系统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1.5 m/s2；在提升重载时，不得超过5 m/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0.75 m/s2，提升重载的安全制动减速度不得大于表6-15的规定。斜井倾角为变化者，按最小倾角计算。,2.对提升机制动系统的安全要求,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)，对于块式闸不得越过0.5s；对于盘式闸不得超过0.3s。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1、2、3项的规定是最基本的和必须的。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。,二、块闸制动系统,块闸制动系统用于老产品KJ系列提升机上，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。在KJ 23m提升机上采用角移式制动器、油压制动传动系统；KJ46m提升机上采用平移式制动器、压气制动传动系统；JK-A系列过渡型提升机采用综合式块闸制动系统。这些产品已停止生产，但现场仍广泛地、并将在较长时期内继续应用。,(一)角移式制动器,角移式制动器结构：焊接结构的前制动梁2和后制动梁7，经三角杠杆5，用拉杆4彼此连接，木质或压制石棉塑料的闸瓦6固定于制动梁上。利用拉杆4左端的螺母8来调节闸瓦6与制动轮9之间的间隙。顶丝l用来支撑前制动梁，以保证制动轮两侧的松闸间隙相同。当进行制动时，三角杠杆5的右端按逆时针方向转动，带动前制动梁2，同时经拉杆4带动后制动梁7各自绕其轴承3转动一个不大的角度，使两个闸瓦压向制动轮9产生制动。角移式制动器的优点：结构比较简单。缺点是围包角较小(6070)，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。,(二)平移式制动器,平移式制动器结构：后制动梁10用铰接立柱7支承在地基上。后制动梁10的上、下端安设三角杠杆6，用可调节拉杆12保持联系；前制动梁10用铰接立柱7和辅助立柱5支承在地基上，前后制动架用三角杠杆6和横拉杆11彼此连接，通过制动立杆4，制动杠杆8，受工作制动气缸3和安全制动气缸2控制。工作制动气缸充气时抱闸，放气时松闸；安全制动气缸工作情况与之相反。当工作制动气缸3充气或安全制动气缸2放气时。都可使制动立杆4向上运动，退过三角杠杆6、横拉杆11等驱使前后制动梁上的闸瓦压向制动轮14产生制动作用。反之。若3放气，或2充气，都使制动立杆4向下运动，实现松闸。,平移式制动器前后制动梁是近似平移的。因为后制动梁只有一根立柱7来支承，很难保证其平移性，所以用顶丝9来辅助改善其工作情况。前制动梁受立柱7和辅助立柱5的支承，形成四连杆机构，当其接近垂直位置时(制动梁的位移仅2mm左右)，基本上可保证前制动梁的平移性。平移式制动器的优点：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但结构复杂些。,三、盘闸制动系统,盘闸制动系统是应用于矿井提升机上的新型制动系统，主要优点是结构紧凑，质量小，动作灵敏，安全性好，便于矿井提升自动化。盘闸制动系统包括两部分，即盘闸制动器和液压站。盘闸制动器的液压控制系统是同整个提升机的拖动类型、自动化程度相配合的。在直流拖动、自动化程度较高的系统中，由于系统的调速性能较好，机械闸一般只是在提升终了时起定车作用。而在交流拖动的提升系统中，制动器还要参与提升机速度的控制，因之，制动力矩必须在较宽的范围内进行调节，所以，相应的液压站应与之适应。现有JK型交流拖动提升机液压站和直流拖动提升机液压站。盘闸制动器的制动力矩是靠闸瓦沿轴向从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，盘闸都成对使用，每一对叫做一副。根据所要求的制动力矩的大小，每一台提升机上可以同时布置两副、四副或多副制动器。,盘闸制动器的结构：两个制动缸组件装在支座2上，支座2为整体铸钢件，经过垫板1用地脚螺栓固定在基础上，内装活塞5，柱塞11，调整螺栓6，碟形弹簧4等零件，筒体9可以在支座的内孔往复移动。闸瓦14用铜螺钉或燕尾槽的形式出定在衬板3上。盘闸制动器是由碟形弹簧4产生制动力，靠油压松闸的。当压力的注入油缸，推动活塞压缩碟形弹簧，并带动调整螺栓6、螺钉7及柱塞11右移时，筒体和闸瓦在回复弹簧和螺栓17的作用下也一起右移，闸瓦离开制动盘，呈松闸状态。当油缸内油压降低，碟形弹簧就回复其松闸状态时的压缩变形，推动活塞5向左移动，同时带动调整螺栓6、螺钉7、柱塞11推动筒体左移，使闸瓦压向制动盘，达到制动的目的。,制动状态时，闸瓦压向制动盘的正压力大小取决于油缸内工作油的压力，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，此时制动盘上正压力最大，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。第一次向制动油缸充油，或在使用中发现松闸时间较长时，应将放气螺钉拧松，把制动油缸内空气排尽，以免影响制动缸的正常工作。塞头20是排油用的，在使用过程中油缸有可能微量渗油，需定期将此塞头拧开排油，以免渗油沾污闸瓦及制动盘。,谢 谢！,下一章,