第6章煤矿提升机

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1、第一节 煤矿提机发展概述第二节 缠绕式提升机第三节 多绳摩擦轮式提升机复习思考题提升机是提升工作的主要设备。矿用提升机正向着体积小、重量轻、提升能力大、安全可靠、高效、性能稳定、自动化和智能化的方向发展。近几年提升机技术的发展主要体现在电控系统上，如用先进的可编程控制装置代替了原来的继电器技术，用变频调速代替了原来的串接电阻的调速方式。另外，从安全和经济效益考虑，电控系统上的静态无功补偿和变频调速系统是提升机发展和普及的方向，它们对电网的安全运行、提高企业的经济效益、节能减排等方面意义重大。目前在世界范围内运行的提升机，最大速度可达2025 m/s，一次提升量可达50 t，电动机容量已超过10

2、 000 kW，井深超过2 000 m。由于煤矿生产的集中化，一些煤矿为了满足生产的需求及不同的提升任务，常在一个井筒内安装多台提升机，例如瑞典的基鲁那矿，在一个矩形提升塔上安装12台多绳摩擦提升机。随着现代采矿工业的不断发展，提升设备在机械结构、工艺、设计理论及方法、拖动控制及安全监测等方面都有了很大发展。例如： 中低压和中高压盘式制动器及液压站的投入使用。 硬齿面行星齿轮减速器的应用。 内装同步电动机主轴装置的问世（德国西门子公司）。 利用系统工程方法进行提升系统方案设计及改造、提升系统仿真等取得了新的成就。 异步电动机拖动、直流电动机拖动，同步交流电动机拖动、交流变频调速方式已在大型提升

3、机中广泛应用。 可编程序控制器构成的提升工艺控制、安全回路、监视回路、行程控制器、制动控制，以及井筒信号系统应用。一、 缠绕式提升机的类型缠绕式提升机按钢丝绳数目分单绳缠绕式提升机和多绳缠绕式提升机。1.单绳缠绕式提升机单绳缠绕式提升机按滚筒数目又分为单滚筒和双滚筒提升机。（1） 单滚筒提升机，只有一个滚筒，一般用作单钩提升。如在滚筒上固定两根钢丝绳，并且其缠绕方向相反时，也可作双钩提升，一根钢丝绳放出，另一根钢丝绳缠回，滚筒表面为2根钢丝绳共用，所以相对于双滚筒提升机，其质量和体积都小。而且单滚筒提升机作双钩提升时，调节绳长及更换提升水平不大方便。为此，将单滚筒制成可分离的两部分：一部分与主

4、轴固定连接，另一部分通过调绳离合器与主轴连接。这种形式的提升机称为可分离式单滚筒提升机。（2） 双滚筒提升机，主轴上装有2个滚筒：一个安装在主轴上，称为固定滚筒；另一个滚筒用键滑装在主轴上，通过调绳离合器与主轴连接，称为游动滚筒。打开离合器时两个滚筒可相对转动，能方便地调节绳长或更换提升水平。双滚筒提升机在我国矿山应用最多。2.多绳缠绕式提升机多绳缠绕式提升机是用2根以上的钢丝绳与提升容器相连，滚筒用附加挡板分隔开，每根钢丝绳在各自的分段上作多层缠绕，利用平衡悬挂装置调节钢丝绳间的张力平衡。其工作原理同单绳缠绕式一样，只是用多根钢丝绳代替一根钢丝绳与容器相连，同时在滚筒上多层缠绕，故绳径、滚筒

5、直径和宽度均相应减少。二、 单绳缠绕式提升机的组成与工作原理1.组成煤矿提升机主要由工作机构、机械传动系统、拖动控制和安全保护系统、制动系统、润滑系统、观测和操作系统组成。2.工作原理单绳缠绕式提升机是利用钢丝绳在滚筒上的缠绕和放出，实现容器的提升和下放。钢丝绳的一端固定在提升机滚筒上，另一端绕过天轮与提升容器连接，当滚筒由电动机拖动以不同的方向转动时，钢丝绳在滚筒上缠绕或放出，以带动容器完成提升任务。三、 主轴装置和调绳离合器主轴装置和调绳离合器构成提升机的工作机构，其主要作用是：（1） 缠绕或搭放提升钢丝绳。（2） 承受各种正常负载（包括固定静载荷和工作载荷）。（3） 承受在各种事故情况下

6、因紧急停车所造成的冲击载荷，此时主轴装置的各部分不应有残余变形。（4） 当更换提升水平时，能调节钢丝绳的长度。（一） 主轴装置主轴装置包括滚筒、主轴和主轴承，如图6-1所示。1.滚筒固定滚筒9的右轮毂与轴采用过盈配合无键连接，游动滚筒5通过调绳离合器3与主轴11连接。滚筒采用全焊接结构，选用厚筒壳加强滚筒的强度与刚度，支轮采用圆板式或圆环式结构，避免了因焊接工艺不良引起的加强筋附近焊接应力过高，导致滚筒开裂的弊病。滚筒外边一般设有刻制绳槽的木衬8，用以引导钢丝绳规则排列，减少绳的磨损，并在一定范围内增加筒壳的强度与刚度。也有的提升机采用加厚筒壳，直接在筒壳上车槽，称为带绳槽滚筒。轮毂与支轮的连

7、接，近年来多采用高强度螺栓连接。2.主轴主轴是提升机承载和传动的主要部件，主要安装滚筒、轴承、离合器、联轴器等。主轴应能承受工作过程中的外负荷而不发生残余变形和过量弹性变形，同时要保持一定的使用寿命。3.主轴承提升机用主轴承分为滑动轴承和滚动轴承2种。其中，滑动轴承多用在单绳缠绕式提升机主轴上，滚动轴承用在多绳摩擦轮式提升机的主轴上。（1） 滑动轴承。滑动轴承采用压力润滑，由提升机集中润滑系统提供压力润滑油，润滑油的压力通常在0.20.3 MPa。主轴承的润滑油量通过供油指示器观察、调整，给油量以不间断的线状为宜。滑动轴承运行中的升温规定：采用巴氏合金瓦时，不得超过65 ；采用铜瓦时，不得超过

8、75 。滑动轴承的润滑要求：润滑油质合格，油量适当；油圈或油链转动灵活；压力润滑系统油路畅通，不漏油。滑动轴承常见故障有擦伤、磨损、疲劳剥落、腐蚀、烧瓦等现象。其造成故障的大多原因是瞬间缺油造成擦伤，润滑不当或润滑油不足造成磨损，润滑油变质造成腐蚀，长时间缺油造成烧瓦。（2） 滚动轴承。滚动轴承大多采用润滑脂润滑，运行中滚动轴承的温升不得超过75 。选用润滑脂时，通常以针入度（即稠度，用以衡量润滑脂的稠密程度）为主要指标。原则上是载荷大、速度低时，应选用针入度较低的润滑脂；反之，则选用针入度高的润滑脂。滚动轴承的润滑要求：润滑脂合格，油量适当，不漏油。滚动轴承常见故障有疲劳点蚀剥落、磨损、轴承

9、变蓝或发黑、轴承温度过高、运转时有杂音或异响、塑变、内外圈裂纹、保持架损坏、工作表面锈蚀等。其中，因润滑不良、润滑脂不清洁、润滑中有水分等，可造成滚动轴承的磨损、轴承温度过高以及工作表面锈蚀等故障。（二） 调绳离合器双滚筒提升机都装有调绳离合器，离合器的作用是使游动滚筒与主轴连接或脱开，以便需要调节绳长或更换提升水平时，两个滚筒可以做相对运动。调绳离合器主要有蜗轮蜗杆式手动离合器、齿轮离合器和摩擦手动离合器3种类型。按其动力源可分为风动和液动两种离合器。蜗轮蜗杆式离合器调绳操作笨重，劳动强度大，操作时间长，已被淘汰。摩擦离合器可以无级调速，但超载时安全可靠性差，结构也较复杂，也逐步被淘汰。目前

10、应用最多的是齿轮离合器，操作方式有手动、气压传动、电动、液压传动等。JK型提升机的离合器均为液动齿轮离合器。径向齿块离合器传动如图6-2所示。其操作过程如下：（1） 离合器打开准备进行调绳。将操作台上的调绳转换开关置于调绳位置，此时安全电磁阀失电，提升机处于安全制动状态，电磁阀G1、G2处于通电状态，行程开关Q2显示“脱开”信号，将电磁阀G1断电，进行调绳操作。（2） 调绳操作。解除固定滚筒的安全制动（游动滚筒仍处于安全制动状态），启动电动机带动固定滚筒转动，调节绳长或更换水平。（3） 离合器合上调绳结束。断开安全电磁铁，提升机处于安全抽动状态，将电磁阀G2断电、G1通电，行程开关Q1显示“合

11、上”位置，断开电磁铁G1，并恢复调绳转换开关至原位，调绳工作全部结束。为保证调绳工作的安全，除油路中的连锁阀外，系统还设有防打齿的安全闭锁，即在调绳时如果离合器事故性地由离开位置向合上位置移动时，行程开关Q2动作，提升机安全制动，实现闭锁。防游动滚筒误松闸的闭锁，即在调绳过程中，游动滚筒应处于制动状态，如发生误操作松闸时，行程开关Q3动作，提升机安全制动，以确保调绳工作的安全。四、 减速器和联轴器减速器和联轴器构成提升机的机械传动系统，减速器的作用是把电动机的转速降低到滚筒所需的转速；联轴器的作用主要是用来连接提升机的旋转部分，并传递动力。1.减速器减速器可分齿轮减速器、行星齿轮减速器和蜗轮蜗