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1、提升機發(fā)展概述 河南理工大學機械廠 2009年 1月 圖 1為塔式多繩摩擦提升機罐籠提升系統(tǒng)和圖 2為 單繩纏繞式提升機箕斗提升系統(tǒng)。 主要由提升容器、提升鋼絲繩、提升機、天輪、 井架、裝卸載設備及電氣設備等組成。 礦井提升設備的組成 按卷筒直徑和用途分類 按主要結(jié)構(gòu)型式分類 提升機的分類 提升機是礦井的主要設備,用于升降人員 和物料。在煤礦對大型提升機(滾筒直徑大于 2米以上)稱提升機,對滾筒直徑小于 2米的提 升機俗稱提升絞車。按工作原理分為:單繩纏 繞式礦井提升機和多繩摩擦式礦井提升機。 多繩摩擦式提升機 我廠生產(chǎn)的 2米單、雙筒單繩纏繞式礦井提升機 如今,在世界范圍內(nèi)運行的提升機,最
2、大速度達 20 25m/s;一次提升量達 50t;電機 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)的強化和集中 化,一些礦井為了滿足生產(chǎn)量及不同提升任務 的要求,常在一個井筒安裝多臺提升機,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,采用集中控制。 提升機的發(fā)展 中低壓及中高壓盤式制動器及液壓站的應用; 硬齒面行星齒輪傳動等的應用; 內(nèi)裝同步電機主軸裝置的問世 (德國西門子公司 ); 零部件設計中 CAD CAM及有限元法的應用; 隨著現(xiàn)代技術(shù)進步及采礦工業(yè)的發(fā)展,提升 設備在機械結(jié)構(gòu)、工藝、設計理論及方法、拖動 控制
3、及安全監(jiān)測等方面都有了很大發(fā)展。 例如: 利用系統(tǒng)工程方法進行提升系統(tǒng)方案設計及 改造、提升系統(tǒng)仿真都取得了較新成就 ; 拖動類型除異步電動機拖動調(diào)速、直流電動 機調(diào)速外,交流變頻器供電、同步電動機拖 動方式已在大型提升機中應用; 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),在工業(yè)技術(shù)發(fā)達國家已有 典型產(chǎn)品。 單繩纏繞式提升機適用于淺井及中等深 度礦井。深井及大終端荷載時,鋼絲繩直徑和 卷筒容繩面積要求很大,這將導致提升機體積 龐大,給制造、使用帶來一定不便,限制了單 筒纏繞式提升機在深井條件下的使用。所以 深井多使用多繩摩擦式提升機。 我國
4、纏繞式提升機及提升絞車型號發(fā)展過程 纏繞式提升機的發(fā)展是為適應我國礦山建設的 需要,國產(chǎn)提升機大致可分為仿蘇、改進及自行設 計等四個階段。 19531958年期間生產(chǎn)仿蘇產(chǎn)品 BM 系列提升機; KJ系列提升機是 19581966年期間生產(chǎn) 的仿蘇改進產(chǎn)品; JKA系列是在 KJ型基礎上的改進產(chǎn) 品; XKT系列提升機是 1971年 7月開始生產(chǎn)的自行設 計產(chǎn)品,后又改為 XKT-B系列, 1976年,針對 XKT-B 型的不足,對 XKT-B型又進行改進,并定型為 JK型, JK型是已成批生產(chǎn)的新型礦井提升機。 各個系列提升機主軸裝置的主要結(jié)構(gòu)特點 KJ型 (BM型 )礦井提升機主軸裝置結(jié)構(gòu)
5、 仿蘇 KJ型 3m以下仿蘇 BM型, 3m以上仿 蘇 型 , 1953年撫順重機廠生產(chǎn), 1958年 洛礦開始生產(chǎn), 1965年停產(chǎn),共計 900臺。 KJ型( BM型)提升機主軸裝置 1-切向鍵 2-制動輪 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)繩裝置為手動蝸輪蝸桿式; 制動器為角移式; 液壓傳動裝置為手動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)雙筒提升機主軸裝置 1-切向鍵 2-筒殼 3-主軸 4-制動輪 5-蝸輪
6、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,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型的兩制動輪在兩個卷筒中間而 JKA型在 兩卷筒的兩外側(cè) ; 調(diào)繩裝置為電動蝸輪蝸桿式 ; 制動器為綜合式,改善了閘瓦的磨損情況 ; 液壓傳動裝置為手動控制的低壓電液調(diào)節(jié)閥和 電磁鐵控制的安全三通閥,操縱省力,易于實 現(xiàn)自動化和半自動化控制 ; 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
7、雙筒提升機主軸裝置 1.傳動螺桿 2-摩擦片式離合器 3-小蝸輪對 4-木襯 5-筒殼 6-制 動輪 7-切向鍵 8-主軸 9-軸 10-蝸桿 11-切向鍵 12-心軸 13-蝸輪 14-小電動機 15-傳動螺母 XKT型、 JK型礦井提升機主軸裝置結(jié)構(gòu) XKT型 1969年設計,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、摩擦傳遞動力、盤型制動器、軸向齒輪調(diào) 繩離合器、滑動軸承、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。 1
8、972 1976年生產(chǎn), 約 530臺,針對 XKT-B型的不足, 1976年,對 XKT-B 型進行改進,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。主軸承為滑動軸承。左輪轂與主鈾為滑動 配合,右輪轂是壓配在主軸上,并用強力切向鍵與主 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、兩個卷 筒、四個輪轂、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側(cè),其與輪轂
9、的聯(lián)接 與單筒主動裝置相同。游動卷筒在主軸的非傳 動側(cè),游動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。采用圓 盤制動系統(tǒng)(包括圓盤式制動器和液壓站兩部 分)。 XKT系列礦井提升機與 KJ和 JK( A)系列 比較,有以下的優(yōu)點: 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:盤式制動器、 液壓站、快速調(diào)繩裝置、微拖動裝置等; 通用化程度高 。 XKT型、 JK型單筒提升機主軸裝置 1-主軸承 2-潤滑油杯 3-左輪轂 4-主軸 5-輻板 6-擋繩板 7-木襯 8-筒殼 9-制動盤 10-精制螺栓
10、 11-右輪轂 12-切向鍵 XKT型, JK型雙筒提升機主軸裝置 1-密封頭 2-主軸承 3-游動卷筒左輪轂 4-齒輪式調(diào)繩離合器 5-游動滾筒 6、 14-潤滑油杯 7-尼龍?zhí)?8-擋繩板 9-筒殼 10-木襯 11-銅制軸套 12-游動卷筒右輪 轂 13-固定卷筒左輪轂 15-固定卷筒 16-制動盤 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年后的提升機主要特征: & 調(diào)節(jié)范圍寬、安全性高、具有二級制動; 硬齒面、高精度、結(jié)構(gòu)緊湊、
11、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 主軸、高強度螺栓聯(lián)結(jié); & 大型球面滾子軸承代替滑動軸承; & 高摩擦系數(shù)、高耐磨性的閘瓦; 可控硅動力制動、可控硅低頻制動; 卷筒與制動盤為兩半裝配式結(jié)構(gòu); & 使用帶繩槽、過渡繩楔的工程塑料襯板、 (注:帶 &號表示我廠產(chǎn)品具有該項技術(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度螺栓聯(lián)接; B種形式
12、為主軸上直接鍛制出兩個法蘭盤,用高 強度螺栓與卷筒輻板聯(lián)接。卷筒和制動盤為兩半 裝配式結(jié)構(gòu),安裝時現(xiàn)場不再焊接和加工制動盤。 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 機構(gòu),液壓缸、移功轂等驅(qū)動機構(gòu),操作閉鎖等 控制機構(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型雙筒提升機主軸裝置 1-滾動軸承 2-調(diào)繩離合器 3-連接螺栓 4-制動盤 5-銅套 6-繩槽結(jié)構(gòu) (在筒殼上直接加工出) 7-游動卷筒 8-固定卷筒 9-高強度螺栓 10-木襯繩槽 11-支輪 12-圓錐齒輪 2JKE型雙筒提升機主軸裝置 1-滾動
13、軸承 2-調(diào)繩離合器 3-連接螺栓 4-制動盤 5-銅套 6- 游動卷筒 7-繩槽結(jié)構(gòu)(筒殼上加工) 8-固定卷筒 9-高強度螺栓 10-圓錐齒輪 11-木襯結(jié)構(gòu) 12-調(diào)繩對齒標 1986年提升機的新技術(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、晶閘管開關電路替 代;繼電器被計算機編程的無觸點系統(tǒng)替代、晶閘管整流的 大功率低速直流直連電動機拖動在礦上廣為使用;數(shù)字電路、 數(shù)字式深度指示器的使用。 說明:近幾年的提升機技術(shù)發(fā)展,在機械部分無太大的變化, 主要是在電控系統(tǒng),較為先進的 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
14、體積小、重量輕、提升運輸能力大、效率高、 性能穩(wěn)定、安全可靠、自動化、智能化的方向發(fā)展。 名稱及類別 分等依據(jù) 國際水平 1、內(nèi)裝電機式、低速直聯(lián)式多繩提升機; 2、大型直聯(lián)單繩( 5M及以上)多繩( 4*4.5以上)提升機; 3、交 交變頻同步電機拖動或晶閘管全數(shù)字直流傳動系統(tǒng); 4、 PLC控制、帶監(jiān)視器、有完善的安全保護監(jiān)測; 5、恒減速制動系統(tǒng); 6、參考機型: 80年代以來引進的 ABB、 AEG、 SIEMENS、和 GHH、 SIMAGER產(chǎn)品。 國內(nèi)先進水平 1、直聯(lián)單、多繩提升機; 2、行星齒輪減速箱及卷筒帶繩槽的單繩提升機; 3、有二級制動功能的盤式制動器; 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 動器; 5、有多水平控制器。 國內(nèi)一般水平 1、一般單、多繩提升機; 2、平行軸減速器; 3、盤型閘或經(jīng)改造后具有二級制動功能彈簧閘; 4、具有電氣制動功能的交流電控,直流電控; 5、保護齊全。 國內(nèi)落后水平 1、 60年代及以前生產(chǎn)的交流提升機; 2、蘇制、仿蘇聯(lián)角移閘提升機; 3、 50年代及以前進口的 3M及以下提升機; 4、安全保護不全,不符合煤礦安全規(guī)程第 402條的。 國內(nèi)外提升機技術(shù)水平對比: 謝謝!