摘
十年提高劳动生产率项济技术指标世界范围进行着矿井根性技术改造种改造趋着更集中更型发展
矿井提升设备务井筒提升煤炭矸石放材料升降员设备矿井提升设备联系井面重生产设备矿山运输咽喉整综合机械化生产中 占重位
着科学技术发展生产机械化集中化着矿井技术改造进程提升设备高效型动化方面着飞速进步代化提升设备已发展成型机械电气组机组群箕斗效载重国外已超50吨提升速度接20米秒拖带功率达10000千瓦拖动控制方面已广泛采集中控制动控制设备
文容单绳缠绕式矿井提升机选型设计分六部分：第部分提升容器第二部分提升钢丝绳第三部分矿井提升机第四部分提升机井筒相位置第五部分矿井提升运动学动力学第六部分矿井提升机拖动控制
关键词 提升机提升容器钢丝绳选型设计拖动控制
Abstract
Be rate of production and various economic technique index signs for the sake of the exaltation labor in the last several decades carry on a reformation to the basic sex technique of the mineral well within the scope of world what this kind of reform's incline to is a facing more concentrated larger type development
The mineral well promotes the mission of equipments to be to follow a well tube to promote coal Gan stone and descend to put material ascend and descend personnel and equipments so the mineral well promotes an equipments is contact the bottom of the well and ground of important produce equipments is a mineral mountain the throat of conveyance therefore it occupies an important position in wholely comprehensively the mechanization the production
Because mechanization and concentration of the science technical development and the production turn promote an equipments along with the progress of the mineral well technique reformation at efficiently large automation the aspect all have to fly soon of progressModern age's turning to promote an equipments has already developped to become large set or the machine sets of the machineelectricityThe Ji Dou effectively carries heavy abroad already more than 50 tons promote speed to near 20 meters eachDrag along to take power to reach to 10000 kilowatts aboveHave already extensively adopted concentrated control and automatic control equipments in the aspects of dragging along to move control
The textual and main contents ties up the round type mineral well to promote choose of machine a design to the single ropeIs divided into six partsThe first part is to promote containerThe second part is to promote a steel wire ropeThe third part is a mineral well to promote machineThe fourpart cent is the opposite position which promotes machine and well tubeThe fifth part is a mineral well to promote kinetics and dynamicsThe sixth part is a mineral well to promote drag along of machine to move with control
Keyword promotes machine Promote container Steel wire rope Choose a designDrag along to move a control
目 录
1绪……………………………………………………………………………………………1
11提升设备发展概况……………………………………………………………………1
12选型设计基原……………………………………………………………………3
13选型设计…………………………………………………………………………4
2提升容器………………………………………………………………………………………5
21箕斗装载设备………………………………………………………………………5
211箕斗……………………………………………………………………………………5
212箕斗装载设备…………………………………………………………………………5
22罐笼承接装置………………………………………………………………………5
221普通罐笼………………………………………………………………………………5
222承接装置………………………………………………………………………………6
23容器导装置…………………………………………………………………………6
231刚性组合罐道…………………………………………………………………………6
232钢丝绳罐道……………………………………………………………………………6
24竖井提升容器选择……………………………………………………………………7
241提升容器较应……………………………………………………………7
242箕斗规格选择………………………………………………………………………7
3提升钢丝绳…………………………………………………………………………………11
31提升钢丝绳结构分类选择………………………………………………11
311提升钢丝绳结构……………………………………………………………………11
312提升钢丝绳分类……………………………………………………………………11
313提升钢丝绳选择………………………………………………………………11
32提升钢丝绳选择计算………………………………………………………………12
33提升钢丝绳维护试验………………………………………………………………14
331提升钢丝绳维护……………………………………………………………14
332提升钢丝绳检查试验……………………………………………………………14
4矿井提升机…………………………………………………………………………………15
41缠绕式提升机…………………………………………………………………………15
42提升机天轮选型计算………………………………………………………………15
421提升机选型计算…………………………………………………………………15
422天轮选型计算………………………………………………………………………17
43提升机结构作…………………………………………………………17
431轴装置………………………………………………………………………………17
432调绳离合器……………………………………………………………………………18
433减速器…………………………………………………………………………………19
434制动装置………………………………………………………………………………19
435制动器设计…………………………………………………………………………21
436液压站…………………………………………………………………………………22
5提升机井筒相位置…………………………………………………………………24
51缠绕式提升机安装点选择…………………………………………………………24
52提升机井筒相位置计算…………………………………………………………24
521井架高度井筒提升中心线井筒中心线距离………………………………24
522计算钢丝绳弦长偏角……………………………………………………………25
523钢丝绳外偏角偏角……………………………………………………………26
524提升机滚筒出绳角…………………………………………………………………27
6矿井提升运动学动力学…………………………………………………………………28
61矿井提升运动学………………………………………………………………………28
611提升速度图……………………………………………………………………………28
612箕斗六阶段速度图运动参数计算………………………………………………28
613提升加速度确定……………………………………………………………………30
614提升减速度确定……………………………………………………………………31
615提升电动机预选……………………………………………………………………32
616传动装置总传动分配传动………………………………………………33
617轴输入功率轴颈确定…………………………………………………………33
618减速器设计…………………………………………………………………………34
62矿井提升动力学………………………………………………………………………38
621提升系统静阻力……………………………………………………………………38
622提升系统变位质量计算……………………………………………………………39
623提升设备动力学计算…………………………………………………………………40
63提升设备需拖动力变化规律……………………………………………………42
7矿井提升机拖动控制…………………………………………………………………44
71拖动装置种类性………………………………………………………………44
72提升电动机容量计算电动机选择………………………………………………44
721提升电动机容量计算………………………………………………………………44
722提升电动机选择……………………………………………………………………45
73交流拖动提升设备电耗效率计算……………………………………………47
结……………………………………………………………………………………………49
致谢……………………………………………………………………………………………50
参考文献………………………………………………………………………………………51
附录……………………………………………………………………………………………52
附录1…………………………………………………………………………………………52
1绪
11提升设备发展概况
矿井提升设备务井筒提升煤炭矸石放材料升降员设备矿井提升设备联系井面重生产设备矿山运输咽喉整综合机械化生产中 占重位
十年提高劳动生产率项济技术指标世界范围进行着矿井根性技术改造种改造趋着更集中更型发展
着科学技术发展生产机械化集中化着矿井技术改造进程提升设备高效型动化方面着飞速进步代化提升设备已发展成型机械电气组机组群箕斗效载重国外已超50吨提升速度接20米秒拖带功率达10000千瓦拖动控制方面已广泛采集中控制动控制设备
矿井提升设备组成部分：提升容器提升钢丝绳滚筒天轮电动机等设备
井筒条件选提升容器提升机类型组成特点矿井提升系统较常见提升系统：
（1） 竖井单绳缠绕式箕斗提升系统
（2） 竖井单绳缠绕式罐笼提升系统
（3） 竖井绳摩擦式箕斗提升系统
（4） 竖井绳摩擦式罐笼提升系统
（5） 斜井箕斗提升系统
（6） 斜井串车提升系统
图11 单绳缠绕式提升机箕斗提升系统
1提升机2天轮3井架4箕斗5卸载曲轨6煤仓
7钢丝绳 8翻笼 9煤仓10煤机11装载设备
图示单绳缠绕式箕斗提升系统示意图处井底车场重矿车推车机推入翻车机8（称翻笼）矿车煤炭卸入井底煤仓装载设备11煤炭装入井底箕斗时已提井口卸载位置重箕斗通井架卸载曲轨作箕斗底部闸门开启煤炭卸入面煤仓6处井井两箕斗分通装置两根提升钢丝绳7相连接两根提升钢丝绳7端绕安装井架3天轮2相反方固定提升机卷筒1启动提升机根钢丝绳卷筒缠绕井底重箕斗运动时根钢丝绳卷筒放松井口轻箕斗运动完成提升煤炭务
种常见提升系统竖井普通罐笼提升系统述箕斗提升系统处采容器装卸载方法位井口井底车场罐笼通工机械装卸矿车生产效率较箕斗提升低种提升系统副井作辅助提升型矿兼作井提升
根提升设备特点提升设备分：
途分：井提升设备副井提升设备
提升机类型分：缠绕式提升设备摩擦式提升设备
拖动类型分：交流拖动提升设备直流拖动提升设备
12选型设计基原
提升设备选型设计否合理矿山基投资生产力生产效率吨煤成着直接影响
提升设备选型设计提升方式确定进行
矿井年产量井深开采水确定决定合理提升方式提升方式井筒开拓井运输等运输环节着密切关系做新井初步设计时提升方式全面综合考虑决定合理提升方式时原考虑素：
（1） 年产量60万吨中型矿井提升煤炭辅助提升工作量均较般均设副井两套提升设备井采箕斗提升煤炭副井采罐笼完成辅助提升务：提升矸石升降员放材料设备等年产量30万吨型矿井果仅套罐笼提升设备完成全部副井务时采套提升设备济合理年产量180万吨型矿井需两套箕斗提升设备副井配备套罐笼设备外数尚需设置套单容器衡锤系统专门提升矸石
（2） 般情况井均采箕斗提升方式箕斗提升方式力运转费较低外控制易实现动化特殊条件例矿井生产媒质品种需分运送保证煤炭足够块度时采罐笼作井提升设备
（3） 提高生产效率中等矿井原采双钩提升果矿井开采水数较采衡锤单容器提升方式较方便济合理
（4） 根国目前实际情况型矿井采单绳缠绕式提升系统宜年产量90万吨型矿井采绳摩擦提升系统宜中型矿井果井较浅采单绳缠绕式系统井筒较深时采绳摩擦提升系统者井采单绳箕斗系统副井采绳罐笼
（5） 煤矿企业两水分前期开采时提升机井架等型固定设备终水选择提升容器钢丝绳提升电动机根实际情况第水选择井筒延深第二水时行更换
（6） 确定斜井提升合理提升方式时般说型矿井井串车产量较时考虑单钩型斜井提升宜胶带运输机双钩箕斗井筒倾角中等井型箕斗提升方式防煤炭洒出斜井副井升降员时采车
述决定合理提升方式般原具体设计工作中应该根实际情况结合矿井条件全面综合考虑
加快煤矿建设速度适应国民济发展需国煤炭工业部颁发定型成套装备成套设备补充部分两份材料中产量井型规定开拓提升运输方式外采设备作规定仅利改善设备供应状况走矿井标准化系列化定型化力措施两份规范新井设计新井设计应量参考选然设计中确困难允许做局部调整
13选型设计
假定某煤矿年矿生产量130万吨进行提升设备设计达正常工作目标已知数：
（1） 矿井年生产量130万吨
（2） 提升机工作制度年工作日300天天工作14时
（3）单水提升井筒深度H1260m
（4）箕斗装载深度H220m
（5）松散煤密度09tm3
（6） 采双筒单绳缠绕式提升
（7）套箕斗提升设备
2提升容器
提升容器直接装运煤炭矸石员材料设备工具结构分：箕斗罐笼矿车车吊桶五种
21箕斗装载设备
211箕斗
国煤矿立井广泛采固定斗箱底卸式箕斗形式种矿井普遍采扇形闸门底卸式箕斗现新建矿井采板闸门底卸式箕斗箕斗斗箱框架联接装置闸门等部分组成
箕斗导装置采钢丝绳罐道采钢轨组合罐道采钢丝绳罐道时应考虑箕斗身衡外考虑装煤维持衡年斗箱部装载口处安置调节溜煤板便调节煤堆顶部中心位置
212箕斗装载设备
国广泛采鼓形箕斗装载设备种装载设备缺点洒煤量般达煤量千分十竟达千分四十装载时保证箕斗装载量新箕斗装载设备采预先定量装载方式洒煤量降低般仅提煤量千分定量装载方式保证提升工作正常化利实现提升动化目前新建改建矿井设计中已普遍采定量装载设备
目前国外广泛采定量装载设备定量斗箱式定量输送机式两种
立井箕斗定量斗箱装载设备斗箱溜槽闸门控制缸测重装置组成箕斗达井底装煤位置时通控制元件开动控制缸闸门开斗箱中煤边溜槽全部装入箕斗利压磁测重装置控制斗箱中装煤量
定量斗箱装载设备具结构简单环节少装载时辅助机械等优点国已定标准装载设备
定量输送机装载设备优点：
（1）需井筒附开凿较峒室
（2）减少装倒次数减少煤破碎量
（3）箕斗装载均匀减少提升钢丝绳击负荷
（4）装载时间受煤质变化影响利实现提升动化
22罐笼承接装置
221普通罐笼
单绳普通罐笼罐体横梁立柱组成金属框架结构两侧包钢板罐体接点采铆焊结合形式罐体四角切角形式样利井筒布置制作方便罐笼顶部设半圆弧形淋水棚开罐盖供运送长材料罐笼两端装帘式罐门矿车推进罐笼罐笼底部铺设轨道防止提升程3矿车罐笼移动罐笼底部装阻车器动开闭装置罐笼装罐耳橡胶滚轮罐耳罐笼装设井筒罐道运行罐笼部装动作防坠器保护生产升降员安全罐笼通立拉杆双面夹紧锲形环提升钢丝绳相连保证矿车利进出罐笼井井装卸载位置设置承接装置
222承接装置
便矿车出入罐笼必须罐笼承接装置罐笼承接装置承接梁罐座摇台三种形式承接梁简单承接装置井底车场易发生事罐座利托爪罐笼托住罐笼停车位置准确推入矿车击托爪承担放位井口罐座罐笼时必须先罐笼提起托爪配重动收回操作复杂化罐笼落井底罐座钢丝绳容易松弛提升时钢丝绳受击载荷操作时容易发生事
设计矿车般井口罐座井底承接梁中间水摇台新设计矿井中采罐座承接梁采摇台
摇台绕转轴转动两钢臂组成安装通罐笼进出口处罐笼停卸载位置时动力缸中压缩空气排装轨道钢臂重绕轴转动落搭罐笼底座罐笼轨道车场轨道连接起矿车进入罐笼压缩空气进入动力缸推动滑车滑车推动摆杆套滚子致轴转动钢臂抬起动力缸发生障原动作时时进行工操作时销子掉配重部分重力钢臂部分重力时钢臂落手转动轴抬起配重实现
23容器导装置
提升容器井筒运行需设导装置提升容器导装置（罐道）分刚性挠性两种挠性罐道采钢丝绳刚性罐道般钢轨种型钢方木刚性罐道固定型钢罐道梁罐道形式钢轨罐道型钢焊接成矩形组合罐道钢轨罐道缺点侧刚度易造成容器横移动刚性罐耳磨损太钢轨罐道般提升速度终端载荷提升容器
231刚性组合罐道
刚性组合罐道截面空心矩形般槽钢焊接成优点侧弯曲扭转强度罐道刚性强配合摩擦数橡胶滚动罐耳种罐道容器运行稳罐道罐耳磨损服务年限长年国外种罐道矿井逐渐增尤终端负荷提升速度时种罐道更合适
232钢丝绳罐道
钢丝绳罐道刚性罐道相具安装工作量建设时间短维护简便高速运行稳通风阻力等优点钢丝绳罐道时容器间容器井臂间间隙求较必须增井筒净断面积井塔井架荷重增限制钢丝绳罐道特压较井筒垂直中心线发生错动甚井筒发生弯曲时采钢丝绳罐道时应采刚性罐道
容器般采四根罐道绳罐道绳应采刚性耐磨防腐性强钢丝绳密封式钢丝绳较采三角股普通圆股钢丝绳罐道绳端双契块固紧式固定装置固定井架端采连接装置重锤拉紧
24提升容器选择
241提升容器较应
立井提升容器箕斗罐笼等条件箕斗罐笼相质量占井筒断面装卸载快提升力电动机功率提升效率高便实现动化缺点途单需设置煤仓装卸载设备需设辅助提升设备井架较高井筒较深根矿井生产力确定提升容器类型提升容器类型确定计算提升容器容量容器规格表中选择标准容器根现场求行设计非标准容器
矿井年产量工作制度定情况选择容量容器低速提升选择容量容器高速提升两种提升方式前者容器需提升钢丝绳直径粗提升机直径电动机功率设备初期投资高运行电费低者反实际工作中确定提升方案时先两种方案进行选型计算初期投资运行电费等方面进行技术济较考虑现场特殊需确定济合理提升方案做方案设计时采济提升速度方法
242箕斗规格选择
箕斗设计选应考虑结构坚固足够刚度装卸载快闸门工作
煤矿安全规程规定立井升降物料时提升容器速度超列公式求数值：
图21 单绳缠绕式提升机箕斗提升系统
1提升机2天轮3井架4箕斗5卸载曲轨6煤仓
7钢丝绳8翻笼 9煤仓10煤机11装载设备
根选择原进行箕斗基参数计算：
（1）提升高度H：
HHz+Hs+Hx20+260+20300m
（2）济提升速度Vm
Vm06061039ms
式中
H —提升高度（m）
Hs —矿井深度
Hx —卸载高度箕斗提升取1525m罐笼提升 取20米
HZ—装载高度箕斗提升取1825m罐笼提升 取20米
（3) 次提升循环估算时间Tx
初估加速度 a08ms求Tx：
6186 s
式中
a1—提升加减速度(开始假定加减速度相等)罐笼暂取07～075ms2箕斗暂取08ms2
—容器爬行阶段附加时间罐笼暂取5s箕斗暂取10s
—容器装卸载休止时间暂取10s
估算出完成生产务需提升速度值 ：
作选择提升速度实际提升速度 应根实际选提升机直径减速器减速提升电动机额定转速计算
（4）式估算次提升质量
734吨
式中
—矿井年产量（吨年）
—提升力富裕系数第水求 ≥12取12
—提升工作均衡系数提升均匀系数
井底煤仓时c11～115井底煤仓时c12
矿井两套提升设备时c115套提升设备时c125
t—日工作时数取14时
br—年工作日取300天
根计算 表立井单绳箕斗规格表中选取次提升质量相标准箕斗写出选箕斗型号容器质量（kg） 效容积(m3)两箕斗井筒中中心矩S（m）等参数
箕斗型号：JL—8容器质量55（kg） 效容积88 (m3)两箕斗井筒中中心矩2100（mm）等
立井单绳箕斗规格表中选取次提升质量相标准箕斗写出选箕斗型号容器质量（kg） 效容积(m3)两箕斗井筒中中心矩S（m）等参数考虑加矿井生产力选箕斗名义装载量8吨箕斗
技术规格：
重：Qz55吨
全高：9250mm
效容积：88m3
终端载荷145吨
实际载重量Q：
Qv
Q0988792吨
式中
V—箕斗效容积m3
ρ—货载散集密度煤ρ08tm3～10tm3取09
表2—1 立井单绳箕斗规格表
型号
JL3
JL4
JL5
JL6
名义装载质量(t)
3
4
6
8
效容积
33
44
66
88
钢丝绳直径(mm)
31
37
40
43
箕斗质量(t)
38
44
50
55
负荷质量(t)
8
95
12
145
提升高度(m)
500
650
700
500
箕斗总高(mm)
7780
8650
9450
9250
箕斗中心距(mm)
1830
1830
1870
2100
适应井筒直径(m)
45
45
455
5
适应提升机型号
2JK—25
2JK—252JK3
2JK—32JK—35
2JK—35
3提升钢丝绳
31提升钢丝绳结构分类选择
311提升钢丝绳结构
矿井提升钢丝绳丝股—绳结构先钢丝捻成绳股绳股捻成绳
制造提升钢丝绳钢丝优质碳素结构圆钢冷拔成般直径04—4毫米钢丝抗拉强度1400—2000牛方毫米国1550牛方毫米1700牛方毫米两种增加抗腐蚀力钢丝表面度锌称度锌钢丝外钢丝韧性标志分特号号二号三种提升矿物钢丝绳选特号号钢丝制造提升员钢丝绳允许特号钢丝制造
钢丝捻成股时股芯股捻成绳时绳芯股芯般钢丝绳芯金属绳芯纤维绳芯两种绳芯作支持绳股绳富弹性存储润滑油防止部钢丝腐蚀生锈
312提升钢丝绳分类
提升钢丝绳种结构性根特点分类方法实际角度说明钢丝绳结构特点解特点认识钢丝绳性正确选择合理益
(1)绳股绳中捻分：左捻钢丝绳股绳中方左螺旋方捻绕右捻钢丝绳股绳中方右螺旋方捻绕
(2)钢丝股中股绳中捻关系分：捻钢丝绳交叉捻钢丝绳捻钢丝绳较柔软表面较光滑弯曲应力较寿命长较恢复力容易旋转结交叉捻钢丝绳述情况相反
(3)钢丝股中接触情况分钢丝绳股中接触形式点接触线接触面接触三种点接触钢丝绳股中外层钢丝绳等捻角等捻距捻制般相直径钢丝制造线接触钢丝绳股中外层钢丝绳等捻角等捻距捻制造般直径钢丝制造两绳相较线接触较柔软压力集中现象寿命较长面接触式钢丝绳结构紧密表面光滑抗磨损抗腐蚀性
（4）绳股断面形状分常圆股钢丝绳种绳绳断面圆形外异形股绳断面形状三角形椭圆形提升应三角绳股
（5）特种钢丝绳面介绍钢丝绳外结构较特殊钢丝绳矿井提升中应：层股旋转钢丝绳密封钢丝绳半密封钢丝绳扁钢丝绳
313升钢丝绳选择
选择钢丝绳时应根条件钢丝绳特点考虑国提升钢丝绳选择原：绳捻绳卷筒缠绕螺旋线方致国单绳缠绕式提升机右螺旋缠绕应选右捻绳目防止钢丝绳松捻绳摩擦提升克服绳旋转性容器导装置造成磨损般选左右捻半
外应考虑素：
（1）井筒淋水水酸碱度较高处出风井中提升钢丝绳腐蚀严重应选镀锌钢丝绳
（2）磨损损坏原时应选外层钢丝绳较粗钢丝绳
（3）弯曲疲劳损坏原时应优先选线接触式三角股钢丝绳6T（25）6W（19）等
（4）高温明火方煤矿矸石山等应选金属绳芯钢丝绳
32提升钢丝绳选择计算
提升钢丝绳选择计算提升设备选型设计中关键环节钢丝绳运转中受许应力作种素影响静应力动应力弯曲应力扭转应力挤压应力等磨损锈蚀会损害钢丝绳性
立井单绳缠绕式提升般选6×19钢丝绳条件许选线接触钢丝绳异型股钢丝绳
钢丝绳品种选定具体确定钢丝绳直径型号参数提升钢丝绳选择煤矿安全规程规定应采静载荷进行计算考虑定安全系数
种提升设备钢丝绳悬挂时安全系数必须符合列规定：
ａ．专升降员低9
ｂ．升降员物料升降员时低9升降物料时低75
ｃ．专升降物料低65
ｄ．绳摩擦提升钢丝绳专升降员低9200005 升降员升降员物料 升降员时低9200005 升降物料时低8200005 专升降物料7200005
提升机钢丝绳进行计算选：
（1）钢丝绳悬垂长度Hc
预估井架高度Hj30m：
HcHj+Hs+Hz30+260+20310m
Hc—钢丝绳悬垂长度m
Hj—井架高度m值计算钢丝绳时尚精确确定
采列数值：罐笼提升Hj15～25m箕斗提升Hj 30～35m 取30
Hs—矿井深度m
Hz—井底车场水容器装载距离（m）罐笼提升Hz 0m
箕斗提升Hz 18～25m取20
（2）估算钢丝绳米重量P计算：
取钢丝绳抗拉强度17000 kg／cm2安全系数ma65
＝526千克米
式中
Q—次提升货载重量千克
Qz—容器身重量千克
Ma—安全系数煤矿安全规程规定井箕斗提升ma等65取ma65
P—钢丝绳米重量千克米
选普通圆形股619型钢丝绳
技术特征：
钢丝绳直径d40mm
钢丝直径26mm
钢丝绳全部钢丝断裂力总Qq102500千克
米重P5717千克／米
钢丝钢丝绳极限抗拉强度 B 17000kg／cm2
（3）钢丝绳安全系数校核
＝671
65
式中
Qq—选钢丝绳全部钢丝破断拉力总N
Q+QZ+pHc—货载容器钢丝绳重量总
安全系数煤矿安全规程规定井箕斗提升等65取65实际安全系数65
校核安全选钢丝绳满足安全求
合格
33钢丝绳维护试验
331钢丝绳维护
提升钢丝绳提升设备中重组成部分合理选择钢丝绳结构外应正确维护钢丝绳便延长钢丝绳工作状态寿命仅定济意义提升设备安全重作
煤矿安全规程提升钢丝绳运转维护求
必须符合规定绳轮直径绳径
（1） 绳槽直径符合求
（2） 缠绕式提升机钢丝绳必须定期涂油润滑润滑油符合钢丝绳制造厂提出求摩擦提升钢丝绳涂专钢丝绳油
（3） 严禁布条类东西捆钢丝绳作提升深度指示标记防该处钢丝绳良润滑发生腐蚀断丝
（4） 钢丝绳运送存放悬挂应严格求做
（5） 提升钢丝绳必须天03米秒速度进行认真检查记录断丝情况关断丝钢丝绳断面缩极限求见煤矿安全规程关规定
（6） 钢丝绳遭受卡罐突然停车等猛烈拉伸时必须立停车检查遭受击拉伸段果长度增加百分05明显损伤更换新绳
（7） 层缠绕时层转层段绳磨损严重必须加强检查季度错绳四分圈
332钢丝绳检查试验
确保钢丝绳安全防止断绳事发生钢丝绳进行定期检查试验
提升钢丝绳衡尾绳前试验试验合格备钢丝绳必须妥善保
煤矿安全规程规定钢丝绳必须定期切段进行试验验证中钢丝绳性否符合求
（1） 新绳前均必须进行试验
（2） 摩擦式提升钢丝绳尾绳倾角30度斜井专门升降物料钢丝绳外提升钢丝绳程中必须定期切段做试验升降员升降员物料钢丝绳悬挂日起6月试验次专门升降物料钢丝绳悬挂日起年进行第次试验6月试验次
4矿井提升机
41缠绕式提升机
根矿井提升机工作原理结构分缠绕式提升机摩擦式提升机
单缠绕式提升机较早出现种提升机工作原理：两根提升钢丝绳端相反方分缠绕固定提升机两卷筒端绕井架天轮分两提升容器相连样通电动机改变卷筒转动方提升钢丝绳分两卷筒缠绕放松达提升放容器完成提升务目目前单绳缠绕式提升机国矿山中较普遍
单绳缠绕式提升机种圆柱形卷筒提升机根卷筒数目分双卷筒单卷筒两种
双卷筒提升机两卷筒轴连接方式：中卷筒通挈键热装轴固接起称固定卷筒称死卷筒滑装轴通离合器轴连接称游动卷筒称活卷筒采种结构目考虑矿井生产程中提升钢丝绳终端载荷作产生弹性伸长水提升中提升水转换需两卷筒间够相转动调节绳长两容器分准井口井底水
单卷筒提升机卷筒般仅作单钩提升果单卷筒提升机做双钩提升卷筒固定两根缠绕方相反提升钢丝绳提升机运行时根钢丝绳卷筒缠绕时根钢丝绳卷筒放松
优点：卷筒容绳表面充分利提升机体积重力较缺点：作双钩提升时两容器分井口井底水位置容易调整解决问题单卷筒制成分离两部分：部分轴固接部分通离合器轴连接称种提升机分离式单卷筒提升机种提升机卷筒容绳量适提升力较场合
42提升机天轮选型计算
421提升机选型计算
选择提升机参数：卷筒直径D卷筒宽度B提升机静张力静张力差中卷筒直径D选择提升机规格型号三参数校核参数
选择提升机卷筒直径原：钢丝绳卷筒缠绕时产生弯曲应力保证提升钢丝绳具定承载力寿命理实践已证明绕卷筒天轮钢丝绳弯曲应力疲劳寿命取决卷筒钢丝绳直径值
提升机滚筒直径D计算选择提升机技术数选择滚筒直径原钢丝绳滚筒缠绕时产生弯曲应力保证承载力寿命
（1）提升机卷筒直径D：
80×40
3200毫米
1200×26
3120 毫米
取卷筒直径 D 3500mm
（2）提升机卷筒宽度B：
卷筒容绳宽度
142029 mm
式中
d—钢丝绳直径mm
ε—钢丝绳绳圈间间距般取2～3mm
需滚筒宽度标准提升机宽度17米提升时滚筒宽度满足求
考虑误差等实际情况取B1421mm
卷筒选单绳缠绕卷筒直径D3500mm宽度B1421mm
滚筒宽度应容纳部分长度钢丝绳
①提升高度H
②钢丝绳试验长度煤矿安全规程规定升降员升降员物料钢丝绳悬挂时起隔6月试验1次专门升降物料钢丝绳悬挂时起1年进行1次试验隔6月试验1次试验时次剁掉5m果绳寿命三年考虑试验绳长30m
③滚筒表面应保留三圈绳动(称摩擦圈)减轻绳滚筒固定处拉力
④层缠绕时层层段钢丝绳季需错动1／4圈根绳子年限般取错动圈n′＝24圈
⑤缠绕滚筒圆周表面相邻两绳圈间隙宽度
单层缠绕时
滚筒实际宽度BB′≤B绳滚筒缠绕单层B≤B′≤2B绳滚筒需缠绕两层
缠绕层数煤矿安全规程规定：立井中升降员升降入员物料准缠绕层专升降物料准许缠两层倾斜井巷中升降员准许缠两层升降物料准许缠三层建井期间立井倾斜井巷中升降员物料准许缠绕两层
缠绕层数超煤矿安全规程规定需改选直径较提升机重新验算滚筒宽度直缠绕层数满足求止层缠绕时公式中需增加错动圈n′
需滚筒宽度标准提升机宽度17米提升时滚筒宽度满足求滚筒出绳角影响提升机轴受力情况设计JK型提升机轴时出绳角零度出绳角β15°考虑滚筒实际出绳角度增时提升机轴工作利限制出绳角β值15°考虑β时钢丝绳提升机基础接触增钢丝绳磨损提升机出绳角β令15
算出HjLs偏角满足求般适增Ls值会L满足α1α2求总应根实际条件具体分析妥善解决
保证提升机足够强度必须验算选提升机静张力Fjmax（关系滚筒轴强度）静张力差选提升机静张力Fc（关系轴强度）应满足式：
（3)面进行提升机强度验算
8000+5500+5717×30013500+17151152151 kg17000 kg
8000+5717×3008000+1715197151 kg11500 kg
式中
Fjmax—选提升机静张力
Fc —选提升机静张力差
强度校验合格
422天轮选型计算
天轮安装井架作支承引导钢丝绳转根原煤碳工业部标准天轮分三种：井固定天轮凿井井固定天轮游动天轮结构形式分三种类型：直径3500毫米时采模压焊接结构直径3000毫米时采整体铸造结构直径围4000毫米时采模压铆接结构
天轮直径选择：根煤矿安全规程规定面设备钢丝绳天轮围抱角90度时
根定型成套装备中规定计算钢丝绳直径选名义直径3500毫米绳槽直径235毫米天轮
43提升机结构作
431轴装置
提升机轴装置包括卷筒轴轴承双筒提升机（分离式单筒提升机）中包括调绳离合器
图知固定卷筒右轮毂切键固定轴左轮毂滑装轴装润滑油杯应定期润滑油杯加润滑油免轮毂轴表面磨损游动卷筒右轮毂轴套滑装轴装润滑杯保证润滑轴套作保护轴轮毂避免调绳时轴轮毂磨损左轮毂切键固定轴调绳离合器卷筒连接卷筒焊接结构特点筒壳没支撑结构两侧轮辐钢板制成开干入口种孔壳支撑结构弹性铸造支轮定范围降低筒壳局部应力筒壳支轮材料普通3号钢板提高强度目前16Mn钢板筒壳外边般均设木衬单层缠绕时木衬车螺旋绳槽钢丝绳规排列减少钢丝绳磨损木衬厚度应2倍钢丝绳直径通常宽100毫米左右木衬杵木水曲柳榆木等木材制作装配木衬时应筒壳接触良否会造成应力分布均木衬磨损应时更换然会明显影响钢丝绳寿命
生产卷筒壳薄壳焊接结构筒壳开裂现象时发生加木衬更换颇费工时现矿山中研究设计厚壳卷筒筒直接加工绳槽层缠绕情况煤矿安全规程规定：卷筒必须设带绳槽衬垫没规定绳槽形式目前国采螺旋绳槽圆环形直槽文献推荐直槽底种绳槽较需进步试验研究
432调绳离合器
离合器作活卷筒轴连接脱开便调节绳长更换水时调节两容器相位置
调绳离合器分三种类型：齿轮离合器摩擦离合器蜗轮杆离合器应较齿轮离合器
JK系列提升机调绳离合器结构采齿轮离合器液压控制活卷筒轮毂通键轴相连活卷筒左支轮圆周三孔中放入调绳油缸调绳油缸端齿轮孔中样齿轮固定轮辐齿轮相啮合时调绳油杠便相三销子轮毂齿轮连接起传递力矩
调绳油缸左端盖连缸体起螺钉固定齿轮齿轮滑装活卷筒左轮毂活塞通活塞杆右端盖起固定轮毂压力油进入油缸时活塞动缸体着缸套移动油缸左腔接压力油右腔接回油池时缸体便压力油作连齿轮起左移动齿轮齿圈脱离啮合活卷筒轴脱开相反右腔供压力油左腔回油时离合器连接活圈筒轴连接调绳离合器提升机正常工作时左右腔均压力油
齿轮左移动齿轮脱开轴带动死卷筒旋转时轮毂便安装齿轮尼龙瓦做相运动开离合器前应扭动油杯便油脂压入尼龙瓦
调绳离合器液压控制系统中连锁阀阀体固定齿轮侧面阀中活塞销弹簧作牢牢插轮毂凹槽中防止提升机运转中震动等原齿轮脱出造成事
现数矿山研究设计制造更方便径动作齿轮离合器结构图轴线表示离合器脱开位置轴线表示离合器合位置
433减速器
根提升速度求提升机轴转速般40—60转分钟拖动提升机交流电机转速通常290—980转分钟范围采低速直流电机拖动外电机轴直连必须通减速器
JK型提升机采圆弧齿轮减速器速1152030型号ZHL—115ZHLR—130ZHLR150ZHfLR—170等符号意义：Z圆柱H圆弧齿L两级减速R字齿数字115170代表中心距直径35米提升机采双机拖动相应减速器型号ZHD2R—180ZD—2x200型两种减速器具双端出轴
减速器低速轴齿轮连轴器轴相连高速轴弹性连轴器电机轴相连
绳摩擦提升机JK系列矿提升机中采轴减速器种减速器入轴出轴中心线功率两路传递中间齿轮轮缘轮毂间设弹簧消齿轮加工误差引起负荷分配均减少减速器启动停止时击负荷种减速器加工制造精度达求装配齿轮受力较布置较合理塔式绳摩擦提升机减少提升机运转时井塔震动击减速器放减震弹簧基础减速器质量结构尺寸较起重运输机械矿井提升机中已开始采行星齿轮减速器种减速器体积质量轻传动效率高
434制动装置
制动装置制动器（称闸）传动系统组成制动器结构形式分盘闸快闸传动系统控制调节制动力矩传动源分油压气压弹簧制动装置JK系列提升机采油压盘闸制动系统旧型JK系列采油压气压块闸系统
（） 制动器作制动装置求
制动器作四
（1） 提升机正常操作中参提升机速度控制提升终时闸住提升机通常说工作制动
（2） 发生紧急事时迅速求减速制动提升机防止事扩安全制动
（3） 减速阶段参提升机速度控制
（4） 双卷筒提升机调节绳长更换水更换钢丝绳时应分闸住提升机活卷筒死卷筒便轴带动死卷筒起旋转时活卷筒闸住动
制动装置仅工作机构时重安全机构确保提升工作安全利进行煤矿安全规程提出系列求纳起两点：制动器必须出恰制动力矩二安全制动必须动迅速实现
恰制动力矩包括三方面含义：
（1） 制动力矩应足够例竖井倾角30度斜井工作制动安全制动制动力矩提升系统静负荷力矩三倍
（2） 双卷筒提升机开离合器调绳时制动装置卷筒产生制动力矩该卷筒悬挂提升容器钢丝绳重力造成静力矩12倍
（3） 制动力矩数值必须保证安全制动减速度定范围减速度会提升设备产生较动载荷设备运载员健康利减速度时制止事发生扩
提升系统制动力矩作提货载时减速度放货载时减速度前者静阻力矩制动力矩方致利制动者相反
确定提升机制动力矩时时兼顾方面制动力矩求时满足安全制动二级制动
摩擦提升机工作制动安全制动产生减速度受防滑条件限制
制动装置第二求参见煤矿安全规程377—385条
目前国生产矿井提升机采盘闸制动系统块闸制动系统相较优点重量结构紧凑动作灵敏安全性
（二）盘闸制动器
盘闸制动器制动力矩闸瓦轴压制动盘时产生摩擦力矩制动盘产生附加变形轴承受附加轴力盘闸成做副制动器求制动力矩台提升机时布置副数制动器
制动油缸结构图知道油缸装活塞柱塞调整螺栓碟形弹簧等零件筒体支座孔复移动闸瓦铜螺钉燕尾槽等形式固定衬板
制动力碟形弹簧产生松闸油压压力油入油缸推动活塞压缩碟形弹簧带动调整螺栓螺钉柱塞右移时筒体闸瓦回复弹簧缸紧螺栓作起右移闸瓦离开制动盘呈松闸状态油缸油压降低碟形弹簧回复压力变形推动活塞左移动时带动调整螺栓螺钉柱塞推动缸体左移闸瓦压制动盘达制动目
闸瓦压制动盘正压力取决油缸压力缸压力值时弹簧力全部作活塞呈全制动状态反工作油压系统油压时机器全松闸
改进密封情况制造厂设计生产碟簧前置活塞置制动器进步改善盘式制动器性
435制动器设计
制动装置制动器传动机构组成制动器直接作制动盘产生制动力矩部分结构分块式闸盘式闸传动机构控制调节制动力矩部分动力源分油压压气弹簧等传动系统
制动装置作纳：
（1）提升终提升机工作时闸住提升机
（2）减速阶段参提升机速度控制
（3）作安全机构发生紧急事时进行安全制动提升系统进保护
次设计采盘式制动器装配简图图41示器装支座碟形弹簧作力衬板闸瓦推制动器产生力矩松闸时压力油送入工作腔通活塞连接螺栓闸瓦衬板拉回弹簧压缩闸瓦离开制动盘调节螺母调整闸瓦间隙
图41 盘式制动器装配简图
盘式制动器采液压控制液压站盘式制动器提供压力油源控制油路实现制动器项制动功液压站控制系统整提升机拖动类型动化程度相配合盘式闸制动器优点结构紧凑闸副数根制动力灵活增减制动盘受附加载荷轴受轴力盘式制动器均成盘式制动器令特点动作快空行程时间超03s远块式闸制动系统空行程时间短盘式闸工作原理图42：
图42 盘式制动器工作原理图
1闸瓦2盘形弹簧3油缸4活塞
5盖6筒体7制动器8制动盘
436液压站
制动器液压控制系统提升机拖动类型动化程度相配合直流拖动动化程度较高系统中调速性机械闸般提升终时起定车作交流拖动系统中机械闸参提升机速度控制求制动力较宽范围进行调节
2JK型提升机液压工作站交流拖动系统中具体作三
(1)实际提升操作求生产工作油压调节控制盘闸制动力矩实现工作制动
(2)安全制动时迅速动回油实现二级制动
(3)根水提升需钢丝绳伸长调绳需控制双筒提升机活卷筒调绳离合器时闸住活卷筒
矿井提升机深度指示器
深度指示器矿井提升机重保护检测装置作：
(1)司机指示提升容器井筒中运行位置
(2)容器接井口停车位置时发出减速信号
(3)提升容器卷时推动装深度指示器终嵌开关切断安全保护回路进行安全制动
(4)减速阶段通限速装置进行速保护
深度指示器类型较根动作原理分机械式机械电气混合式数字式等
5提升机井筒相位置
51缠绕式提升机安装点选择原
井筒位置已确定正确选择提升机装点十分重决定提升机安装点时通常考虑问题：矿井面工业广场布置井筒四周形条件井留安全煤柱位置尺寸面运输生产系统等
根矿井具体生产条件双容器井筒中布置形式箕斗提升提升机房应建筑井筒卸载位置侧罐笼提升提升机房应建筑重车运行方侧种布置方式井架高度稍提升机房离井筒位置国数煤矿采种置方式
矿井开采水时选单滚筒提升机作双钩提升种布置方法两天轮水垂直面
矿井井筒装备两套提升设备两套提升机井筒相位置：侧式侧式垂直式斜角式侧式优点井架负载易衡侧式斜角式优点提升机房占较紧凑
井筒中布置套两套提升设备选择提升机安装点时重根具体情况制宜考虑
52提升机井筒相位置计算
提升机安装点选具体确定提升机轴线井筒中心线距离便安装提升机修建提升机房外算出井架高度计算数值时必须考虑钢丝绳弦长钢丝绳偏角卷筒出绳角等素安全运转条件井架高度提升机轴线井筒中心线距离钢丝绳弦长偏角倾角影响提升机井筒相位置五素彼相互影响相互制约
521井架高度井筒提升中心线卷筒中心线距离
罐笼提升：般说均井口水装卸载时Hx＝0箕斗提升面装设煤仓煤仓高度煤仓容积生产环节动化程度箕斗卸载方式等素关般Hx＝18—25m
Hr——容器全高容器底连接装置面绳卡距离m值容器规格表中查
Hg——卷高度(容器卸载时正常位置提升容器连接装置绳卡天轮轮缘接触点高度煤矿安全规程立井提升卷高度取值规定见表
Rt——天轮半径m
表51： 立井提升卷高度取值表
提升速度ms
≤3
4
6
8
≥10
卷高度放距离m
40
475
65
825
100
注提升速度表中列速度中间值时插值法计算
井架高度Hj
20 +925+4+075×
3456米
计算选择钢丝绳时估取井架高度Hj30米述精确计算说明原估取数值需校验钢丝绳Hj圆整成35米
滚筒中心线井筒中提升钢丝绳间水距离Ls
般说井筒提升机房间难设置建筑物节省占面积滚筒中心线井筒中钢丝绳间水距离Ls愈愈紧凑根井架天轮受力情况出提高井架稳定性具较受力状态井筒提升机房间．设井架斜撑斜撑基础井筒中心水距离约06Ｈj左右外应机房基础斜撑基础保证接触考虑述原Ls值Lsmin面验公式计算
Ls≥06Ｈj+35+D
≥ 06×35+35+35
≥28米
取28
式中：
Hj—井架高度m
D—提升机滚筒直径m
522计算钢丝绳弦长偏角
钢丝绳弦长Lx
钢丝绳弦长钢丝绳离开滚筒处钢丝绳天轮接触点段绳长参阅图出两条弦长完全相等似滚筒中心天轮中心距离计算弦长误差国煤矿工程设计中处理
Lx式求出：
4217米
式中：
Rt——天轮直径
——滚筒中心线井口水高差提升机轴中心线高出井口水距离值决定滚筒直径形土壤等情况般1～2m
防止运行中钢丝绳振动跳出天轮绳槽钢丝绳弦长般限制60m井筒中仅布置套提升设备时弦长数满足述求井筒中布置两套提升设备两台提升机采侧布置方案时台提升机弦长超60m时适方加设支撑导轮．减弦长跨度
523钢丝绳外偏角偏角
钢丝绳偏角指钢丝绳弦通天轮面成角度偏角外偏角偏角分提升程中着滚筒转动钢丝绳滚筒缠绕放松偏角变化煤矿安全规程规定：外偏角 偏角 均超1°30′作单层缠绕时偏角 应保证咬绳
外偏角
4818
式中：
B—滚筒标准宽度B17米
s—两箕斗中心距表31查S21米
a—两滚筒间间隙型式提升机相通提升机规格表中关参数计算出查2JK35型提升机两滚筒中心距184米
a18417014米
d—钢丝绳直径d004米
ε—钢丝绳缠滚筒绳圈间隙般取2～3毫米取3毫米
Lx—钢丝绳弦长Lx 4217米
式中：
H—提升高度米
D—提升机滚筒直径米
偏角
116
分析述结果
完全符合煤矿安全规程求
安全
524提升机滚筒出绳角
tan1[(352)(28175)]+sin1[(35+35)(2×4217)]
5135
实际出绳角允许值15°
安全
6矿井提升运动学动力学计算
61矿井提升运动学
611提升速度图
竖井提升速度图提升容器般分箕斗提升速度图罐笼提升速度图
常采交流拖动双箕斗提升系统六阶段速度图分六阶段名速度图表达提升容器提升循环运动规律现简述：
（1）初加速度阶段提升循环开始处井底装载处箕斗提起处井口卸载位置箕斗卸载曲轨行减少容器通卸载曲轨时井架 击初加速度容器卸载曲轨运行速度加限制
（2）加速阶段箕斗离开曲轨应较加速度运行直达提升速度减少加速阶段运行时间提高提升效率
（3）等速阶段箕斗阶段提升速度运行直重箕斗接井口开始减速时止
（4）减速阶段重箕斗接井口时开始减速度运行实现减速
（5）爬行阶段重箕斗进入卸载曲轨时减轻重箕斗井架击利准确停车重箕斗应V4低速爬行
（6）停车休止阶段重箕斗运行终点时提升机施闸停车处井底 箕斗进行装载处井口 箕斗卸载
612箕斗六阶段速度图运动参数计算
速度图参数计算
速度图验算设备提升力选择提升机控制设备动力学计算基础类速度图计算方法致相
计算速度图参数前必须已知提升高度H实际提升速度Vm速度图参数等
面箕斗提升六阶段速度图例介绍速度图参数计算步骤方法
（1）卸载曲轨中初加速时间
初加速阶段时间t0
（2）箕斗卸载曲轨行程h0235米
（3）加速时间
（4）加速阶段行程h1
（5）爬行时间t4：提升设备采取动控制方式取爬行距离h425米爬行速度V4取05米秒
（6）减速阶段时间
（7）减速阶段行程
（8）刹车阶段
刹车制动减速度般取a51ms2阶段时间短计
（9）等速阶段行程
h2H（h0+h1+h3+h4）
3602356134850125
1488米
等速阶段时间t2
（10）次提升循环时间
Tx t0+t1+t2+t3+t4+t5+θ
313+921+1259+138+5+1+10
5473秒
式中
θ—次提升循环休止时间s
（11）提升设备年实际提升量提升力富裕系数
式中
An—矿井设计年产量吨年
br—年工作日数般300日
t—日工作时数般14时
c—提升工作均衡系数
井底煤仓c11115
井底煤仓c12
at—提升设备富裕系数提升设备第水12
613提升加速度确定
保证提升开始时空箕斗卸载曲轨井架击致取空箕斗曲轨运动时速度V015米秒箕斗卸载曲轨行程h0235m213m初加速度a0
式中V015ms箕斗脱离卸载曲轨时速度
初加速阶段时间t0
加速度确定
加速度安全济原确定加速度受煤矿安全规程减速器强度电动机负荷力三方面限制
（1）煤矿安全规程提升加减速度限制：立井中罐笼升降员加减速度超0．75m／s2斜井中升降员加减速度超0．5m／s2升降物料加减速度规程没规定般立井加减速度超1．2m／s z
(2) 电动机负荷力确定电动机均出力应等加速阶段实际需出力
112米秒2
λ—电动机负荷系数电动机规格表中查出2
075—加速度时电动机次切转子电阻拖动力起伏变化
取电动机时出力拖动力075倍
Fe—电动机作滚筒缠绕圆周额定拖动力
k—矿井阻力系数箕斗提升取k115
（3）减速器允许输出传动转矩确定
电动机通减速器作滚筒轴拖动力矩必须减速器允许输出转矩
112米秒2
式中
—减速器输出轴允许输出转矩N·M
提升机规格表查
D —滚筒直径m
根述算结果取加速度112米秒2
614提升减速度确定
提升减速度满足述煤矿安全规程规定外提升设备采减速方式方式关目前常见减速方式三种
（）滑行减速方式
减速开始时电动机电网切容器系统惯性卸载位置运行速度逐渐降低电力拖动制动器制动称滑行减速方式
采滑行减速方式时电动机已电网断开时拖动力0根基动力方程
（二）电动机减速方式
电动机缓慢减速电动机转子附加电阻逐级接转子回路电动机较软工特性运行较控制电动机时出力应35％额定值
（三）制动状态减速方式
提升系统惯性力时整减速运行阶段减速度提升系统合理减速度必须系统施加足够制动力称制动状态减速需制动力时采动力制动低频发电制动等电气制动方式时减速度需确定需制动力时采机械制动减速采机械制动减速时避免闸瓦度发热磨损制动力应03Qg
定减速方式时应首先考虑采滑行减速方式种方式达减速目充分利提升系统动操作简单节省电减速度值太采制动减速方式时制动力03Qg考虑采机械制动减速03Qg需采电气制动方式
副井安全应采电气制动方式绳摩擦提升斜井提升设备常电动机减速方式
算出相应减速度做提升系统减速度
082米秒2
615提升电动机预选
矿井提升机煤矿型固定设备矿井生产中占极重位正确合理选择提升机．具重济意义
提升设备进行动力学计算必须预选电动机便计算电动机转子变位质量预选电动机必须满足功率转速电压三方面求
(1)确定电机额定转数ne计算：
i减速器传动
箕斗容积较预定步转数nt750rmin
(2)预选电动机功率Pe：
nt估定额定转速 ne742rmin
实际提升速度
电动机功率：
式中：
k—矿井阻力系数取k115
—减速器传动效率二级减速器取085
—动力系数取12
根计算选择YR200081730三相异步电动机
技术特征：
额定功率2000KW
转速742rmin
效率093
飞轮转矩(GD2)d36310NM2
（3）电动机额定拖动力计算
14382403 N
616 传动装置总传动分配传动
1）前面初步预算减速器传动115
2）分配传动：
iⅠ
i Ⅱ
617 轴输入功率轴径确定
轴输入功率电动机输出功率运动传递程中相连部件传递效率密切相关计算：
2000
1771KW
中轴承齿轮卷筒传递效率
分取
轴输入转矩T轴 计算：
T轴 955×106 × 955 ×106 × 2830×106 N mm
转矩法初步确定该轴直径
计算
112 7168毫米
直径连轴器处外轴键槽应放3左右
7168（1+3）7383mm圆整750mm材料45钢
式中：
P轴轴传递功率
n轴转速
c许应力确定值选45钢正火处理取c112
618减速器设计
减速器设计传动传动稳性方面考虑进行计算设计考虑综合素满足求情况济性传动效率减速器设计程中需特注意关系量利程度解决问题定程度节省资源提高济
预选电动机功率Pe2000KW742rmin效率093查手册电动机轴径d电机110mm
1）计算减速器轴运动动力参数
①轴转速
高速轴 742rmin
中间轴 185rmin
低速轴 645rmin
② 轴输入功率
高速轴 PPe×2000×0991980千瓦
中间轴 P P×1980×098×0971882千瓦
低速轴 PⅢ P×1882×098×0971789千瓦
转矩法减速器轴直径进行确定：
求 dmin
中c材料关
轴材料45钢时c115
轴材料40Cr时c105
P输入功率n该轴转速
2）计算减速器轴直径
① 高速轴直径确定：
高速轴直径
dmin 105× 14613 毫米
中c受材料影响参数查轴40Cr时c105
二级减速器高速轴键槽计算值加3
dmin14613(1+3)14851mm
圆整150mm
中间轴直径确定
中间轴直径
dmin 105×23139毫米
该轴两键槽23139（1+3+3）24527mm圆整取252mm
③ 低速轴直径确定：
低速轴直径
dmin 105×32325毫米
该轴设键槽
32325（1+3）33295mm
圆整 360mm
(3）齿轮参数确定
根GBT135787选标准模数系列取齿轮模数m32mm
第齿轮：
取164011664
压力角GBT135688取
分度圆直径：
齿顶高
齿根高
中1025国规定标准化数值
称齿顶高系数
称顶隙系数
齿全高
齿顶圆直径
齿根圆直径
基圆直径
齿距
基圆齿距
齿厚
齿槽宽
顶隙
标准中心距
节圆直径
传动
表61取圆柱齿轮齿宽系数
装置状况
两支承相齿轮作称布置
两支承相齿轮作称布置
齿轮作悬臂布置
0914（1219）
07115（11165）
0406
齿宽
般情况齿轮齿轮宽310mm
前知道 1056mm
第二齿轮：
低速级齿轮传动
取模数m32
压力角GBT135688取
分度圆直径：
齿顶高
齿根高
中 1025国规定标准化数值
称齿顶高系数称顶隙系数
齿全高
齿顶圆直径
齿根圆直径
基圆直径
齿距
基圆齿距
齿厚
齿槽宽
顶隙
标准中心距
节圆直径
传动
表61取圆柱齿轮齿宽系数1
齿宽
具体结构（低速齿轮）数值：
前知道576mm
62矿井提升动力学
提升电动机必须出恰拖动力系统设计速度图运转节研究 速度加速度代表着提升容器钢丝绳 速度加速度卷筒圆周处线速度线加速度研究电动机作卷筒圆周处拖动力问题较简便
621提升系统静阻力
提升系统静阻力容器益载荷容器重钢丝绳重矿井阻力等组成矿井阻力指提升容器井筒中运动时气流容器 阻力容器罐耳罐道摩擦阻力提升机卷筒天轮 轴承阻力等
国矿山竖井双容器提升两容器重互相抵消剩益载荷变化中绳重
似认井口车场天轮钢丝绳重力等钢丝绳绳弦重力静阻力应等两根钢丝绳 静拉力差
通分析出提升系统静阻力X线性关系目前产量较深矿井均优先选择绳摩擦提升系统防止摩擦提升机提升钢丝绳产生滑动均带尾绳时克服静力衡系统缺点
622提升系统变位质量计算
提升系统运行时设备做直线运动设备做旋转运动作直线运动设备提升容器容器益载荷提升钢丝绳尾绳运动时加速度卷筒圆周处加速度部分需变位做旋转运动 设备天轮提升机中 卷筒减速器齿轮电动机转子等需变位
计算总变位质量首先分计算出运动部件变位质量然相加运动部件质量变位原必须保证该部件变位前动相等
提升系统中三部分作直线运动提升载荷提升容器(罐笼提升包括罐笼重矿车重)提升钢丝绳直接作滚筒圆周速度加速度滚筒圆周速度加速度变位身质量变位质量
提升系统中三部分作旋转运动提升机(包括减速器)天轮电动机转子提升程中部件运动质点围绕轴回转半径回转速度旋转需变位滚筒圆周部件变位质量值等原数值
提升机(包括减速器)变位质量mj天轮变位质量mt技术规格表中查出必计算电动机转子变位质量需计算
（1）电动机转子变位质量md式求
式中
3919998千克
式中
(GD2)d—电动机转子回转力矩电动机规格表中查(GD2)d 36310牛米2
D—提升机滚筒直径
i—减速已知i115
30—试验钢丝绳长度
H—提升高度
—提升机滚筒减速器变位重量2JK35115型提升机查29700公斤
—天轮变位重量查35米直径天轮变位重量1133公斤
（2）提升系统总变位质量
[80000+255000+25717（310+4217+3×314×35+30）+297000+2×11330]+3919998
01×（509660+4746711+3919998
5571271+3919998
9491269千克
式中
—钢丝绳悬垂长度
—钢丝绳弦长
3pD—滚筒缠绕三圈摩擦圈绳长
623提升设备动力学计算
提升动力学研究确定提升程中滚筒圆周拖动力变化规律验算电动机功率选择电气控制设备提供
类速度图应动力学计算方法致相基方法计算出提升阶段量代入提升动力学基方程式计算出提升程中阶段拖动力提升阶段始终点速度拖动力代入功率计算公式求出滚筒轴功率
(1)初加速度阶段
利FKQ+p(H2x)+ma方程式进行计算阶段代相应xa值
提升开始时拖动力F0
①初加速度开始x0t0aa0
F0KQ+PH+a0
115×8000+5717×300+949127×048
15471千克
t0阶段终时拖动力F0ˊ
②初加速度终xh0tt0aa0
F0ˊKQ+P（H2h0）+a0
115×8000+5717×(3002×235)+949127×048
15444千克
(2)加速度阶段
t1阶段开始时拖动力F1
①加速度开始：xh0tt0aa1
F1KQ+P（H2h0）+a1
115×8000+5717×(3002×235)+949127×112
21518千克
t1阶段终时拖动力F1ˊ
②加速度终xh0+h1tt0+t1aa1
F1ˊKQ+P（H2h02h1）+a1
115×8000+5717×(3002×2352×6134)+949127×112
20817千克
(3)等速度阶段
等速度t2开始时拖动力F2
①等速度开始：xh0+h1tt0+t1a0
F2KQ+P（H2h02h1）
115×8000+5717×(3002×2352×6134)
10187千克
②等速阶段终时拖动力F2ˊ
等速度终：xh0+h1+h2tt0+t1+t2a0
F2ˊKQ+P（H2h02h12h2）
115×8000+5717×(3002×2352×61342×1488)
8485千克
（4）减速度开始终时拖动力均认等零
（5）爬行阶段
爬行距离h4爬行速度v4
表62爬行阶段表
容器
爬行阶段
动控制
手动控制
箕斗
爬行距离h4m
25—33
50
爬行速度v4ms
05(定量装载)04(旧式装载设备)
罐笼
爬行距离h4m
20—25
50
爬行速度v4ms
04
①爬行开始：xh0+h1+h2+h3tt0+t1+t2+t3a0
F4 KQp（H2h4）
115×80005717×(3002×25)
7513千克
②爬行终：xh0+h1+h2+h3+h4tt0+t1+t2+t3+t4 a0
F4ˊKQ+P（H2h02h12h22h32h4）
115×8000+5717×(3002×2352×61342×14882×85012×25)
7485千克
力图速度图绘制起提升工作图
提升工作图
图61提升工作图
63提升设备需拖动力变化规律
箕斗提升设备需拖动力变化规律
加速度常量带尾绳系统例分析拖动力变化规律
清说明问题阶段 静阻力拖动力变化规律速度图加速度图画起通述箕斗提升系统拖动力分析计算纳出特点：
(1)提升程中开始时需拖动力提升开始时静阻力整提升程中拖动力变化幅度拖动力图计算电动机等效容量
(2)减速阶段 拖动力正负似等零 取决减速度提升系统 关参数
(3)利公式PFv1000求出阶段提升机卷筒轴需功率变化规律
(4)提升系统速度图加速度图拖动力图功率图画起称提升设备工作图反映提升循环提升设备参数 变化规律
7矿井提升机拖动控制
71拖动装置种类性
提升机拖动装置两种：交流拖动装置直流拖动装置
目前国广泛采交流拖动装置够利外接电阻调速必须交流绕线型感应电动机调速时产生附加电损失交流电动机外接电阻运转时电动机工特性曲线陡低速运转时稳定性较差目前换器容量影响交流单机拖动装置容量限制1000千瓦矿井提升机需功率超1000千瓦时想采交流拖动装置双机拖动交流拖动装置少优点：系统较简单设备价格较低验较成熟等
采安全电气动力制动低频拖动制动微机拖动等措施交流拖动装置控制系统安全性动化程度均幅度提高
直流拖动装置中采激直流电动机拖动提升机调速时应改变激直流电动机电枢电压矿井采交流电源增设变流设备者采价格昂贵变流机组者采控硅整流设备采变流机组需增设两电动机容量相仿型电机采控硅整流直流拖动设备发展前途
直流拖动装置交流拖动装置相较优点：
（1）调速时附加电损失
（2）低速调速性
（3）易实现动化
提升机需拖动装置容量超1000千瓦应量采直流拖动装置
72提升电动机容量计算电动机选择
提升系统速度图力图出提升循环T中速度v拖动力F变化时显然根某阶段速度负载选择电动机选择电动机容量电机线圈发热量电动机变速度变力矩运转时产生热量电动机额定转速固定力矩运转时产生热量相等根该固定力矩额定转速计算选择电动机容量通常称固定力矩等效力矩
721提升电动机选择
矿井提升机煤矿型固定设备矿井生产中占极重位正确合理选择提升机．具重济意义
（1）确定电机额定转数ne计算：
i减速器传动
箕斗容积较
预定步转数nt750rmin
（2）预选电动机功率Pe
nt估定额定转速ne742rmin
实际提升速度
电动机功率：
式中：
k—矿井阻力系数取k115
—减速器传动效率二级减速器取085
—动力系数取12
根计算选择YR200081730三相异步电动机技术特征：
额定功率2000KW
转速742rmin
效率093
飞轮转矩(GD2)d36310NM2
（3）电动机额定拖动力
14382403 N
722提升电动机容量计算
提升力图速度图出次提升循环中提升机滚筒圆周拖动力速度变化初选提升电动机否满足种运行状态求通验算确定验算容温升条件负荷条件特殊力条件分进行
提升电动机等效容量计算
次提升程中拖动力速度电动机绕组中电流产生热量样简化定负荷运转时固定力提升速度作选择电动机容量固定力做等效力
影响提升电动机温升产生热量外散热条件散热条件电动机转数等素关．高速运转时电动机带风扇散热条件较低速运转较差停止运转时更差计算电动机容量时实际运行时间计算等效时间计算
等效力变化力关系
式中 作简单计算箕斗提升六阶段力图计算：
747864949+4127792199 +1100394911+537266665
6245×106千克秒2
05（313+921+138+5）+1259+ ×10
315秒
中
α—低速运行时散热良系数α12
β—停机散热良系数β13
电动机等效功率
温升条件
预选电动机合适
73交流拖动提升设备电耗效率计算
电动机功率等力速度力速度提升程中变化交流提升电动机计算电耗时应该提升速度Vm绕线式感应电动机加速减速阶段转子回路般串接金属电阻调速电机转数较低时功较定子旋转磁场步转数旋转着消耗电磁功率减少转子电阻发热形式出现谓功计算提升电耗时加减速阶段提升速度Vm原
电耗等功率时间提升电耗计算
（1）次提升电耗
次提升电耗w
1858度次
+
48382+194953+58507+37428
339270千克．秒
式中
F—力图中阶段变化力N
Vm—提升容器实际提升速度m／s
102—考虑提升机附屑设备(润滑油泵制动油泵磁力站等)耗电量附加系数
—减速器效率
—电动机效率
结
矿井提升设备联系矿井井底生产面生产运输重枢纽矿山运输咽喉矿井提升设备设计否合理直接影响矿井生产成效率
通次设计根设计具体求结合实际情况根相关计算公式选择合适提升容器提升钢丝绳提升设备重组成部分提升钢丝绳选择否合理直接关系着提升设备安全性济性严格求选择合适钢丝绳确定提升机卷筒直径宽度进行严格校核选择合适天轮提升设备进行运动学动力学计算计算出提升阶段速度等选择合适拖动控制设备提升机部分进行严格设计便达需工作求
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附录
附录1
英文原文：
Welding and Electroplating
Where Welding Is Used
Welding is essential to the expansion and productivity of our industries Welding has been become one of the principal means of fabricating and repairing metal products It is almost impossible to name an industry large or small that does not employ is type of welding Industry has found that welding is an efficient dependable and economical means of joining metal inprtactically all metal fabricating operations and in most construction
In toolingup for a new model automobile a manufacturer may spend upward of a
million dolla on we~ing e~pmenti Many buildings bridgesi and ships are fabricated by welding Where construction noise must be kept at a minimum such as in the building of hospital additions the value of welding as the chief means of joining steel sections is particularly significant
Without welding the aircraft industries would never be able to meet the enormous demands for planes rockets and missiles Rapid progress in the space been made possible by new methods and knowledge of welding metallurgy
Probably the most sizable contribution welding has made to society is the manufacture ofspecial products for household use Welding processes are employed in the construction of suchitems as television sets refrigerators kitchen cabinets dishwashers and other similar products
As a means of fabrication Welding has proved fast dependable and flexible It lowers production costs by simplifying design and eliminates costly patterns and machining operations
Welding is used extensively for the manufacture and repair of farm equipment mining and oil machinery machine tools jigs and fixtures and in the construction of boilers furnaces and railway cars With improved techniques for adding new metal to worn parts welding has also resulted in economy for highly competitive industries
Types of Welding Processes
Of the many processes of welding in use today oxyfuel gas welding arc and resistance dominate the field These processes are best explained from the standpoint of the operator's duties
The principal duty of the operator employing oxyfuel gas welding equipment is to control and direct the heat on the edges of metal to be joined while applying a suitable metal filler to the molten pool The intense heat is obtained from the combustion of gas usually acetylene and oxygen For this reason this process is called oxyacetylene welding In some applications other gasessuch as Map propane or natural gasmay beutilized to generate the intense heat necessary for welding
The skills required for this job are adjustment of the regulators selection of proper tips and filler rod preparation of the metal'edges to be joined and the technique of flame and rodmanipulation The gas welder may also be called upon to do flame cutting with a cutting attachment and extra oxygen pressure Flame or oxygen cutting is employed to cut various metals to a desired size or shape or to remove excess metal from castings
The three main types of arc welding processes used today are shielded metalarc welding gas tungstenarc welding and gas metalarc welding Shielded metalarc welders perform their skill by first striking an arc at the starting point of a weld and maintaining this electric arc to fuse the metal joints The molten metal from the tip of the electrode is then deposited in the joint together with the molten metal of the edges and solidifies to form a sound and uniform connection The arc welding operator is expected to select the proper electrodes for the job or be able to follow instructions as stated in the job specifications to read welding symbols and to weld any type of joint using the technique required
Gasshielded arc processes have gained recognition as being superior to the metal arc process With gasshielded arc both the arc and molten puddle are covered by a shield of inert gas The shield of inert gas prevents atmospheric contamination thereby producing a sounder weld The processes knownas gas tungsten arc welding and gas metal arc welding sometimes called TIG and MIG are either manually or automatically operated
Resistance welding operators are responsible for the control of machines which fuse metals together by heat and pressure If two pieces of metal are placed between electrodes which become conductors for a low voltage and high amperage current the materials because of their own resistance will become heated to a plastic state To complete the weld the current is interrupted before pressure is released thereby allowing the weld metal to cool for solid strenqth
The operator's duty is to properly adjust the machine current pressure and feedsettings suitable for the material to be welded The welder usually will be responsible for the alignment of parts to be assembled and for controlling the passage of parts through the welding machine
Selection of the Proper Welding Process
There are no hard and fast rules which govern the type of welding that is to be used for a particular job In general the controlling factors are kind of metals to be joined costs involved nature of products to be fabricated and production techniques Some welding jobs are best completed using the oxyfuel welding process as compared to shielded metal arc welding process
Oxyacetylene welding the most pular oxyfuel gas welding process is used in all matal working industries and in the field as well as for plant maintenance Because of flexibilityand mobility it is widely used in maintenance and repair work The welding unitcan be moved on a twowheeled cart or transported by truck to any field job where breakdowns occurIts adaptability makes the oxyacetylene process suitable for weldingbrazingcuttinganfdheat treating
The chief advantages of shielded metal arc welding are the rapidity with which a high quality weld can be made at a relatively low cost and the variety of applications Specific applications of this process are found in the manufacture of structural steel for buildingsbridge and machinery shield metal arc welding is considered ideal for making storage and pressure tanks as well as for production line products using standard commercial metals
Since the development of gasshielded arc processes there are indications that they willi be used extensively in the future welding all types of ferrous and nonferrous metals in both gauge and plate thicknesses
Resistance welding is primarily a production welding' process It is especially designed for the mass production of domestic goods automobile bodies electrical equipment hardware etc Probably the outstanding characteristic of this type of welding is itsadap tability to rapid fusion of seams
Electroplating
Electroplating is a process in which a metal is deposited onto a metallic substrate The plated metal is normally of a thickness less than 0002 in and in most applications approximately 00001～00003 in Metals are plated to afford the substrate properties That it would not otherwise have such as improved corrosion resistance aesthetic appeal greater abrasion resistance improved surface hardness changed electrical characterisitics and adjusted dimension to tolerance as well as imparting other deesired properties
The greatest rse of plating is probably plating zinc on steel thereby providing both a corrosionresistant surface and one that is attractive in appearance Such articles as nuts bolts washers wire goods casting and numerous stampings are processed in this manner Another extensive use of plating on steel is decorative chrome this usually comprises a triplate of copper nickel and chromium This finish has found widespread use on automotive and houseware applications where both a corrosionresistant and an attractive surface must be provided
Many metals other than steel are electroplated Metal substrates such as aluminumbrass copper and zinc are plated to provide various desired properties
Electroplating of plastic articles is finding increasing acceptance in industry
Itemsfabricated of molded plastics such as automotive grilles tail light assemblies trim andnumerous household appliances as well as plumbing fixtures are being electroplated Aspecial process is required whereby the plastic part is metallized to make it conductive sothat it can be plated to the desired finish
The design engineer is able to select from numerous substrates to fabricate a part
considering such factors as strengthand cost The part once fabricated can then be finished by electroplating or by other related processes to provide the desired properties and appearance
The process used for electroplating is similar for all metals The part to be processed is cleansed of all surface soil and then activated The activated metal is placed immediately into the plating solution where the actual electroplating is to be achieved The exact plating cycle and various solutions used will vary somewhat depending upon the base metal and the type of plating to be done
In the actual electroplating operation the parts to be plated are made cathodic in the plating solution In a simplified operation these parts are suspended by a hook or wire from a cathode bar Lowvoltage direct current is supplied by a rectifier and is connected by a cable or buss to both the anode and cathode circuits in the plating tank
The anode and cathode bars are fabricated of copper and are positioned on but insulated from the tank rim These bars are designed to carry the weights of the anodes and suspended
The anodes are electrodes that are suspended in the plating solutionthey are normal of the same metal is to be plated that is copper plating or nickel anodes for nickel plating During the plating operation the anode dissolves to replenish the solution of metallic ions deplated by metal deposition on the cathode This type of anode is known as a soluble anode Certain situations however require an insoluble (inert) anode whose only purpose is to provide current to the electrolyteExamples of typical insoluble anodes are carbon for certain processes and lead anodes for chromium plating Insoluble anodes are used in situations where the electrolyte woulddissolve the anode at a rate faster than the metal would be plated out of solution or in situations
where the cost of a pure anode would be prohibitive
During plating lowvoltage direct current is supplied to the electrolyte by a
rectifierGenerators are also used from time to time but have largely been replaced by the newer rectifiers Depending upon the process the current supplied by the rectifier is in the range of 6 ~ 12V with current density depending upon the surface area of the cathode Typical current densities for many plating operations are 20 ~ 100Aft2 area to be plated Hence a cathode area of 10 ft2 would require a rectifier capable of 200 ~ 1 000A In actual production plants rectifiers with a capacity of 5 000 ~ 20000A are quite usual
The plating solution that is the electrolyte is generally an aqueous solution that containsdissolved salts of the metal to be plated and other chemicals as may be required Some electrolytes are quite simple in nature and may contain as few as two ingredientsAcid copper plating for example uses a solution of only copper sulfate and sulfuric acidOther electrolytes however may be quite complex The solution for nickel plating may contain as many as six to eight ingredients such as nickel sulfate nickel chloride boric acid sulfuric acid and wetting agents as well as several organic addition agents
These electrolytes are conductive media that allow the current to pass from anode to cathode As direct current is applied to the anode metal is dissolved and ionized The current causes these positively charged metallic ions to migrate toward the cathode where they are reduced to the metallic state and deposited onto the cathode For the most part he anode and cathode act independently of each other in the electrolyte The simplified eaction also causes the migration of negatively charged ions to the anode where they are eutralized by the positive charge Byproducts that are caused by this electrolysis include the release of oxygen at the anode and hydrogen at the cathode Due to the complexity of some electrolytes numerous other
side reactions may also occur
Most plating electrolytes can be operated over an indefinite period of time and seldom if ever require discarding As the plating process continues and various chemicals are consumedreplenishment is required in order to maintain the electrolyte within the Prescribed concentrationlimits The plating solution may become umbalaneced during continued operation due to
1 Depletion of metallic ions
2 Incomplete reactions
3 Decomposition of ingredients
4 Dragin from previous solutions
5Dragout of the plating solutions
6External contaminationl
Due to these factors it is important to have the electrolyte analyzed on a periodic basis with chemical additions or purification steps taken as may be required
Lathes and Other machines
From Product Design for Manufact and Assemble by GBoothroyd Lathes
Lathes are design to rotate the workpiece ang feed the cutting tool in the direction necessaryto generate the required machined surface
The most common form of lathe is the turret lathe shown diagrammatically it consists of a horizontal bed supporting the carriage and the turret The workpiece is gripped in a chuck or collet or is mounted on a faceplate mounted on the end of the main spindle of the machine
Rotation of the workpiece is provided by an electric motor driving the main spindle through a series of gears
Cutting tool are mounted on the cross slide angform the turret The tool on the cross slide can be driven or fed parallel to the axis of rotation of the workpiece turret can be indexed to bring the various tools into position and can be driven or fed along the bed of the lathe
Modern turret lathes are provided with computer control of all of the workpiece and tool motions These are known as computer numerical control (CNC) lathes and the tool or the cross slide can be fed in any direction in the horizontal plane to generate a required contour on the workpiece
It shows a cylindrical surface being generated by rotation of the workpiece and the movement of the carriage along the lathe bed this operation is known as cylindrical turning
The feedmotion setting on the lathe is the distance moved by the tool during each
revolution of the workpiece The feed f for all machine tools is defined as the displacement of the tool relative to the workpiece in the direction of feed motion per stroke or perrevolution of the workpiece or tool Thus to turn a cylindrical surface of length lw the number of revolutions of the workpiece is lwf and the machining time tm is given by
Tm lw (fnw)
where nw is the rotational speed of the workpiece
It should be emphasized at this point that tm is the time for one pass of the tool (one cut) along the workpiece This single pass does not necessarily mean however that the machining operation is completed If the first cut is designed to remove a large amount of material at high feed (rouqhing cut) the forces generated during the operation will probably have caused significant deflections in the machine structure The resulting loss of accuracy may necessitate a further machining operation at low feed (finish cut) to bring the workpiece diameter within the limits specified and to provide a smooth machined surface For these reasons the workpiece leaving a small amount of material cut
A horizontalspindle lathe is not suitable for turning heavy large diameter worrkpieces The axis of the machine spindle would have to be so elevated that the machine operator could not easily reach the tool and workholding devices In addition it would be difficult to mount the workpiece on a vertical faceplate or support it between centers for this reason a machine that operates on the same principle as a lathe but has a vertical axis is used and is known as a verticalboring machine Like the lathe this machine rotates the workpiece and applies continuous linear feed motion to the tool
Singlepoint tools are employed and the operations carried out are generally limited to turning facing and boring
The horizontal workholding surface which facilitates the positioning of large
HorizontalBoring Machine
Another machine described here that uses singlepoint tool and has a rotary primary motion is a horiaontalboring machine is needed mostly for heavy noncylin drical workplace in which an internal cylindrical surface is to be machinedIn generalthe words horizontal or vertical used when describing a machine tool refer to the orientation of the machine spindle that provides primary motion thusin the horizontal borer the main spindle is horizontal
The principal feature of the machine is that workpiece remains stationary during
machiningand all the generating motions are applied to the tool The most common machining pricess is boring anf is show in the figureBoring acheveed by rotating the toolwhich is mountedon a boring bar connect to the spindleand then feeding the spindleboring barand tool along the axis od rotationThemachinetool motions which can be use to move the workplace are for positioning of workpiece and are not generally employ white machining is taking placeA facing operation can be carried out by using a special toolholder thant feeds the tool radially as it rotates
Againthe equation developed earlier for the machining timeand the metalremoval rate in boring and facing will apply
Planning Machine
The planer is suitabe for generating flat surface on very large parts with this machine a linear primary motion is applied to the workpiece and the tool is fed at right angles to this motionThe primary motion is normally accomplished by a rackandpinion drive using a variable speed motion is intermittentthe work is held on the machine table using the T slots providedthe machining time tm and metalremoval rate Zw can be estimated as follows
tmbw(fnr)
where bw is the width of the surface to be machined nr is the frequency of cutting strokes and f is the feed the metal removal rate zw during cutting is given by
zwfapv
where v is the cutting speed and ap is the depth of cut(the depth of the layer of material to be removed)
中文译文：
焊接电镀
焊接
焊接工业发展生产率说必少已成金属制品制造修理手段工业列举出焊接形式工业中已发现焊接实际制造工序数设计中种高效济手段里焊接
种新车型准备加工工具时制造商会焊接设备花费高达100万美元许楼桥梁船通焊接制造成建筑噪音必须保持方医院扩建楼焊接作接合金属部件手段价值尤重
没焊接飞机制造工业永远满足飞机 火箭导弹巨需焊接冶金学新方法新知识已航天计划迅速发展成
许焊接社会贡献家特殊制品焊接工艺样部件结构中电视机冰箱厨房橱柜洗碗机类似产品
作制造手段焊接已证明快速灵活通简化设计省花费模型加工工序降低制造成
焊接广泛农场设备采矿石油机械机床模具夹具生产修理锅炉熔炉铁路机车建造中采磨损部件中加入新金属改进技术焊接已竞争强工业变济
天许焊接工艺中气焊电弧焊电阻焊统治该领域操作者务角度解释工艺
焊接工艺类型
气焊设备操作者务合适焊料熔池时控制引导接合金属边缘热量高热气体通常乙炔氧燃烧获种原种工艺做乙炔焊应中利气体Mapp（甲基乙炔丙二烯）丙烷天然气产生焊接需高热
种工作需技术调节器调节适焊嘴焊条选择接合金属边缘准备火焰焊条操作技术气焊技术切割附件特氧气压力进行火焰切割火焰氧气切割种金属切割成需形状者铸件余金属
3种电弧焊工龋电焊气体保护钨极电弧焊熔化极气体保护电弧焊电焊焊工焊接技巧焊缝起点处撞击电弧然保持该电弧融合金属接缝电极端部熔化金属接着边缘熔化酌金属起沉积接合处凝固形成坚固均匀接合期电弧焊操作工选择适合该工作电极够遵工作规范中叙述说明读懂焊接符号运需技巧焊接类型接缝
气体保护弧焊工艺金属电弧干艺高级已获认利气体保护电弧电弧熔池通惰性气体屏蔽罩起惰性气体屏蔽防止气污染形成更结实焊接称气体保护钨极电弧焊熔化极气体保护电弧焊眸工艺时称TIG(钨极惰性气体保护焊)MIG(属焊条惰性气体保护焊)工操作动操作
电阻焊操作工负责控制机器利热莉压力金属熔合起果两块金属放电极间金属成低电压高安培数导馇材料手慕串身电阻加热成塑态完成焊接减轻压力前断开电流便焊接金属冷具固态强度
操作者务恰调节机器电流压力印进设置适合焊接材料
焊工通常负责齐装配部件控制部件通焊机通道
正确焊接工艺选择
没限定某特殊焊接形式固定规定般说控制素：焊接金属种类关成制造产品性质生产技术电焊工艺相焊接工作气焊工艺完成
乙炔焊普气焊工艺金属力杠工业设备维修领域灵活性机动性乙炔焊广泛维护修理工作焊接装置放双轮车移动者卡车送损坏发生方现场作业适应性乙炔焊工艺适合焊接硬钎焊切割热处理
电焊优势快速性应样性利快速性优势较低成进行高质量焊接工艺具体应楼桥梁莉机械结构钢船电焯理想应储油罐压力箱制造标准工业金属生产道制品
气体保护弧焊工艺发展迹象表明会广泛类规格板厚度黑色金属色金属
电阻焊生产焊接工艺专门晕生产家庭品汽车车身电气设备五金器具等许类焊接显著特征快速熔合焊缝适应性
电镀种金属沉积金属基底工艺镀金属厚度通常0．002 英寸数应中约00001—00003 英寸镀金属提供方法具基底性提高防腐力审美作提高抗磨力提高表面硬度改变电特性调整尺寸满足公差予需性
电镀途钢镀锌时提供防腐表面外观吸引表面螺帽螺栓垫圈丝状物铸件许压件样物品种方式加工种钢广泛电镀饰铬通常包含铜镍铬3种金属合镀种精加工已广泛汽车家品等必须时具防腐吸引表面方
钢外许金属需电镀金属基底铝黄铜铜锌进行电镀提供种需性
塑料物品电镀正越越工业接受模制塑料制造零件汽车格栅尾灯组件边饰许家电器道固定设备电镀塑料零件需金属化具传导性方需种专工艺藉零件镀需光洁度
考虑样素长度适成时设计工程师够数基底中进行选择制造零件零件旦制成通电镀关工艺进行精加工提供需性外观
电镀工艺金属类似加工零件需清表面脏物活化活化金属立放电镀液中里完成实际电镀具体电镀周期电镀液根基金属进行电镀类型变化
实际电镀作业中电镀零件电镀液中作阴极简化作业中零件通阴极棒钩子金属丝(图13—1)吊起低压直流电整流器提供通电缆汇流条连接电镀槽阴极阳极阳极棒阴极棒铜制造放置槽边需绝缘棒承受阳极阴极重量传导施加电流
阳极悬吊电镀液中电极通常镀金属相说铜阳极镀铜者镍阳极镀镍电镀作业程中阳极溶解补充阴极金属分解金属离子溶液种类型阳极称溶阳极某情况需溶(惰性)阳极惟目电解液提供电流典型溶阳极例子某工艺碳镀铬铅阳极溶阳极电解液溶液中电镀金属快速率溶解阳极场合纯金属阳极成高敢问津场合
电镀程中低压直流电整流器提供电解液间发电机已程度新格流器取代根具体工艺格流器供电流范围6—12V电流密度取决阴极表面积许电镀作业典型电流密度方英尺镀面积20—100A面积10 方英尺阴极需整流器容量200—1000A现行生产车间中容量5000～20000A整流器常见
电镀液电解液般包含镀金属溶解盐需化学药品水溶液电解液性质相简单仅包含少2种成分例酸性镀铜溶液仅硫酸铜硫酸然电解液非常复杂镀镍溶液包含达68种成分硫酸镍氯化镍硼酸硫酸湿润剂干种机添加剂
电解液导电介质允许电流阳极通阴极阳极施加直流电时金属溶解电离电流引起正电荷金属离子阴极迁移阴极减弱金属状态沉积阴极部分情况·阳极朋极电解液中彼独立作简单反应引起负电荷离子阳极迁移里通正电荷中电解产生副产品包括阳极释放氧气阴极释放氢气某电解液复杂性发生副反应
数电镀电解液时间长度定少废弃着电镀工艺继续种化学药品消耗需补充维持电解液规定浓度极限电镀液连续作业程中变衡：
1．金属离子消耗
2．完全反应
3．成分分解
4．先前溶液带
5．电镀液带出
6．外界污染
素影响利化学添加物定期分析电解液采取需净化步骤重
车床机床
车床
车床旋转工件生成需加工表面需方进切削刀具
常见车床形式六角车床支承床头箱拖板六角刀架水床身组成工件夹卡盘夹头中者安装机床轴端部花盘
工件旋转台电机通齿轮系驱动轴提供
切削刀具安装横滑板六角刀架横滑板刀具行工件旋转轴线方工件旋转轴线法线方驱动进六角刀架通改变种刀具定位车床床身方驱动进
现代六角车床计算机控制工件刀具运动车床称计算机数字控制(CNC)车床刀具横滑板水面方进工件产生需廓形
说明通工件旋转拖板车床床身运动产生柱面工序称外圆车削
车床进运动设置工件转圈刀具移动距离机床进量f 规定刀具相工件进运动方刀具工件行程转圈位移样车削长度lw柱面工件转数lw／f加工时间tm式出
Tmlw／(fnw)
式中nw工件旋转速度
应强调tm刀具工件通次(次切削)时间次通意味着加工工序完成果首次切削高进量材料(粗切)操作程中产生力引起机床结构明显挠酶引起带度损失需进量进步加工(精切)工件直径规定界限提供光滑加工表面原粗切时常加工成稍点尺寸留少量材料精加工中
立式镗床
水轴车床适车削沉重直径工件否机床轴轴线升高机床操作工易够固定刀具固定工件装置高度外垂直花盘安装零件顶尖间支撑零件会困难种车床相工作原理具垂直轴线机床称立式镗床(图14—2)种机床车床样旋转工件刀具施加连续线性进运动 ’
单刃刀具进行作业般限车削端面车削镗削
便定位型工件水工件固定面带径T型槽起夹持作旋转工作台组成
卧式镗床
里介绍种单刃刀具具旋转运动机床卧式镗床种机床沉重非圆柱形工件种工件加工圆柱形表面般讲描述机床时卧立式两词指提供运动机床轴（轴）方样卧式镗床中轴水
机床特征工件加工程中保持静止造型运动施加刀具常见加工工艺镗削通旋转刀具实现镗削刀具安装接轴镗杆然旋转轴线进轴镗杆刀具移动机床运动工件定位进行加工时般端面车削工序通专刀具架旋转时进刀具实现
外先前推导镗削端面车削加工时间金属切削率方程
刨床
刨床适合非常部件产生面种机床线性运动施加工件刀具垂直 该运动方进运动通常利变速马达通齿条齿轮传动实现进运动断续工件提供T 型槽固定机床工作台加工时间tm金属切削率zm式估算
tmbw（fnr）
式中bw加工面宽度nr切削行程频率f进量金属切削率zw式
出
Zwfapv
式中v切削速度ap切口深度（材料层深度）
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摘
十年提高劳动生产率项济技术指标世界范围进行着矿井根性技术改造种改造趋着更集中更型发展
矿井提升设备务井筒提升煤炭矸石放材料升降员设备矿井提升设备联系井面重生产设备矿山运输咽喉整综合机械化生产中 占重位
着科学技术发展生产机械化集中化着矿井技术改造进程提升设备高效型动化方面着飞速进步代化提升设备已发展成型机械电气组机组群箕斗效载重国外已超50吨提升速度接20米秒拖带功率达10000千瓦拖动控制方面已广泛采集中控制动控制设备
文容单绳缠绕式矿井提升机选型设计分六部分：第部分提升容器第二部分提升钢丝绳第三部分矿井提升机第四部分提升机井筒相位置第五部分矿井提升运动学动力学第六部分矿井提升机拖动控制
关键词 提升机提升容器钢丝绳选型设计拖动控制
Abstract
Be rate of production and various economic technique index signs for the sake of the exaltation labor in the last several decades carry on a reformation to the basic sex technique of the mineral well within the scope of world what this kind of reform's incline to is a facing more concentrated larger type development
The mineral well promotes the mission of equipments to be to follow a well tube to promote coal Gan stone and descend to put material ascend and descend personnel and equipments so the mineral well promotes an equipments is contact the bottom of the well and ground of important produce equipments is a mineral mountain the throat of conveyance therefore it occupies an important position in wholely comprehensively the mechanization the production
Because mechanization and concentration of the science technical development and the production turn promote an equipments along with the progress of the mineral well technique reformation at efficiently large automation the aspect all have to fly soon of progressModern age's turning to promote an equipments has already developped to become large set or the machine sets of the machineelectricityThe Ji Dou effectively carries heavy abroad already more than 50 tons promote speed to near 20 meters eachDrag along to take power to reach to 10000 kilowatts aboveHave already extensively adopted concentrated control and automatic control equipments in the aspects of dragging along to move control
The textual and main contents ties up the round type mineral well to promote choose of machine a design to the single ropeIs divided into six partsThe first part is to promote containerThe second part is to promote a steel wire ropeThe third part is a mineral well to promote machineThe fourpart cent is the opposite position which promotes machine and well tubeThe fifth part is a mineral well to promote kinetics and dynamicsThe sixth part is a mineral well to promote drag along of machine to move with control
Keyword promotes machine Promote container Steel wire rope Choose a designDrag along to move a control
目 录
1绪……………………………………………………………………………………………1
11提升设备发展概况……………………………………………………………………1
12选型设计基原……………………………………………………………………3
13选型设计…………………………………………………………………………4
2提升容器………………………………………………………………………………………5
21箕斗装载设备………………………………………………………………………5
211箕斗……………………………………………………………………………………5
212箕斗装载设备…………………………………………………………………………5
22罐笼承接装置………………………………………………………………………5
221普通罐笼………………………………………………………………………………5
222承接装置………………………………………………………………………………6
23容器导装置…………………………………………………………………………6
231刚性组合罐道…………………………………………………………………………6
232钢丝绳罐道……………………………………………………………………………6
24竖井提升容器选择……………………………………………………………………7
241提升容器较应……………………………………………………………7
242箕斗规格选择………………………………………………………………………7
3提升钢丝绳…………………………………………………………………………………11
31提升钢丝绳结构分类选择………………………………………………11
311提升钢丝绳结构……………………………………………………………………11
312提升钢丝绳分类……………………………………………………………………11
313提升钢丝绳选择………………………………………………………………11
32提升钢丝绳选择计算………………………………………………………………12
33提升钢丝绳维护试验………………………………………………………………14
331提升钢丝绳维护……………………………………………………………14
332提升钢丝绳检查试验……………………………………………………………14
4矿井提升机…………………………………………………………………………………15
41缠绕式提升机…………………………………………………………………………15
42提升机天轮选型计算………………………………………………………………15
421提升机选型计算…………………………………………………………………15
422天轮选型计算………………………………………………………………………17
43提升机结构作…………………………………………………………17
431轴装置………………………………………………………………………………17
432调绳离合器……………………………………………………………………………18
433减速器…………………………………………………………………………………19
434制动装置………………………………………………………………………………19
435制动器设计…………………………………………………………………………21
436液压站…………………………………………………………………………………22
5提升机井筒相位置…………………………………………………………………24
51缠绕式提升机安装点选择…………………………………………………………24
52提升机井筒相位置计算…………………………………………………………24
521井架高度井筒提升中心线井筒中心线距离………………………………24
522计算钢丝绳弦长偏角……………………………………………………………25
523钢丝绳外偏角偏角……………………………………………………………26
524提升机滚筒出绳角…………………………………………………………………27
6矿井提升运动学动力学…………………………………………………………………28
61矿井提升运动学………………………………………………………………………28
611提升速度图……………………………………………………………………………28
612箕斗六阶段速度图运动参数计算………………………………………………28
613提升加速度确定……………………………………………………………………30
614提升减速度确定……………………………………………………………………31
615提升电动机预选……………………………………………………………………32
616传动装置总传动分配传动………………………………………………33
617轴输入功率轴颈确定…………………………………………………………33
618减速器设计…………………………………………………………………………34
62矿井提升动力学………………………………………………………………………38
621提升系统静阻力……………………………………………………………………38
622提升系统变位质量计算……………………………………………………………39
623提升设备动力学计算…………………………………………………………………40
63提升设备需拖动力变化规律……………………………………………………42
7矿井提升机拖动控制…………………………………………………………………44
71拖动装置种类性………………………………………………………………44
72提升电动机容量计算电动机选择………………………………………………44
721提升电动机容量计算………………………………………………………………44
722提升电动机选择……………………………………………………………………45
73交流拖动提升设备电耗效率计算……………………………………………47
结……………………………………………………………………………………………49
致谢……………………………………………………………………………………………50
参考文献………………………………………………………………………………………51
附录……………………………………………………………………………………………52
附录1…………………………………………………………………………………………52
1绪
11提升设备发展概况
矿井提升设备务井筒提升煤炭矸石放材料升降员设备矿井提升设备联系井面重生产设备矿山运输咽喉整综合机械化生产中 占重位
十年提高劳动生产率项济技术指标世界范围进行着矿井根性技术改造种改造趋着更集中更型发展
着科学技术发展生产机械化集中化着矿井技术改造进程提升设备高效型动化方面着飞速进步代化提升设备已发展成型机械电气组机组群箕斗效载重国外已超50吨提升速度接20米秒拖带功率达10000千瓦拖动控制方面已广泛采集中控制动控制设备
矿井提升设备组成部分：提升容器提升钢丝绳滚筒天轮电动机等设备
井筒条件选提升容器提升机类型组成特点矿井提升系统较常见提升系统：
（1） 竖井单绳缠绕式箕斗提升系统
（2） 竖井单绳缠绕式罐笼提升系统
（3） 竖井绳摩擦式箕斗提升系统
（4） 竖井绳摩擦式罐笼提升系统
（5） 斜井箕斗提升系统
（6） 斜井串车提升系统
图11 单绳缠绕式提升机箕斗提升系统
1提升机2天轮3井架4箕斗5卸载曲轨6煤仓
7钢丝绳 8翻笼 9煤仓10煤机11装载设备
图示单绳缠绕式箕斗提升系统示意图处井底车场重矿车推车机推入翻车机8（称翻笼）矿车煤炭卸入井底煤仓装载设备11煤炭装入井底箕斗时已提井口卸载位置重箕斗通井架卸载曲轨作箕斗底部闸门开启煤炭卸入面煤仓6处井井两箕斗分通装置两根提升钢丝绳7相连接两根提升钢丝绳7端绕安装井架3天轮2相反方固定提升机卷筒1启动提升机根钢丝绳卷筒缠绕井底重箕斗运动时根钢丝绳卷筒放松井口轻箕斗运动完成提升煤炭务
种常见提升系统竖井普通罐笼提升系统述箕斗提升系统处采容器装卸载方法位井口井底车场罐笼通工机械装卸矿车生产效率较箕斗提升低种提升系统副井作辅助提升型矿兼作井提升
根提升设备特点提升设备分：
途分：井提升设备副井提升设备
提升机类型分：缠绕式提升设备摩擦式提升设备
拖动类型分：交流拖动提升设备直流拖动提升设备
12选型设计基原
提升设备选型设计否合理矿山基投资生产力生产效率吨煤成着直接影响
提升设备选型设计提升方式确定进行
矿井年产量井深开采水确定决定合理提升方式提升方式井筒开拓井运输等运输环节着密切关系做新井初步设计时提升方式全面综合考虑决定合理提升方式时原考虑素：
（1） 年产量60万吨中型矿井提升煤炭辅助提升工作量均较般均设副井两套提升设备井采箕斗提升煤炭副井采罐笼完成辅助提升务：提升矸石升降员放材料设备等年产量30万吨型矿井果仅套罐笼提升设备完成全部副井务时采套提升设备济合理年产量180万吨型矿井需两套箕斗提升设备副井配备套罐笼设备外数尚需设置套单容器衡锤系统专门提升矸石
（2） 般情况井均采箕斗提升方式箕斗提升方式力运转费较低外控制易实现动化特殊条件例矿井生产媒质品种需分运送保证煤炭足够块度时采罐笼作井提升设备
（3） 提高生产效率中等矿井原采双钩提升果矿井开采水数较采衡锤单容器提升方式较方便济合理
（4） 根国目前实际情况型矿井采单绳缠绕式提升系统宜年产量90万吨型矿井采绳摩擦提升系统宜中型矿井果井较浅采单绳缠绕式系统井筒较深时采绳摩擦提升系统者井采单绳箕斗系统副井采绳罐笼
（5） 煤矿企业两水分前期开采时提升机井架等型固定设备终水选择提升容器钢丝绳提升电动机根实际情况第水选择井筒延深第二水时行更换
（6） 确定斜井提升合理提升方式时般说型矿井井串车产量较时考虑单钩型斜井提升宜胶带运输机双钩箕斗井筒倾角中等井型箕斗提升方式防煤炭洒出斜井副井升降员时采车
述决定合理提升方式般原具体设计工作中应该根实际情况结合矿井条件全面综合考虑
加快煤矿建设速度适应国民济发展需国煤炭工业部颁发定型成套装备成套设备补充部分两份材料中产量井型规定开拓提升运输方式外采设备作规定仅利改善设备供应状况走矿井标准化系列化定型化力措施两份规范新井设计新井设计应量参考选然设计中确困难允许做局部调整
13选型设计
假定某煤矿年矿生产量130万吨进行提升设备设计达正常工作目标已知数：
（1） 矿井年生产量130万吨
（2） 提升机工作制度年工作日300天天工作14时
（3）单水提升井筒深度H1260m
（4）箕斗装载深度H220m
（5）松散煤密度09tm3
（6） 采双筒单绳缠绕式提升
（7）套箕斗提升设备
2提升容器
提升容器直接装运煤炭矸石员材料设备工具结构分：箕斗罐笼矿车车吊桶五种
21箕斗装载设备
211箕斗
国煤矿立井广泛采固定斗箱底卸式箕斗形式种矿井普遍采扇形闸门底卸式箕斗现新建矿井采板闸门底卸式箕斗箕斗斗箱框架联接装置闸门等部分组成
箕斗导装置采钢丝绳罐道采钢轨组合罐道采钢丝绳罐道时应考虑箕斗身衡外考虑装煤维持衡年斗箱部装载口处安置调节溜煤板便调节煤堆顶部中心位置
212箕斗装载设备
国广泛采鼓形箕斗装载设备种装载设备缺点洒煤量般达煤量千分十竟达千分四十装载时保证箕斗装载量新箕斗装载设备采预先定量装载方式洒煤量降低般仅提煤量千分定量装载方式保证提升工作正常化利实现提升动化目前新建改建矿井设计中已普遍采定量装载设备
目前国外广泛采定量装载设备定量斗箱式定量输送机式两种
立井箕斗定量斗箱装载设备斗箱溜槽闸门控制缸测重装置组成箕斗达井底装煤位置时通控制元件开动控制缸闸门开斗箱中煤边溜槽全部装入箕斗利压磁测重装置控制斗箱中装煤量
定量斗箱装载设备具结构简单环节少装载时辅助机械等优点国已定标准装载设备
定量输送机装载设备优点：
（1）需井筒附开凿较峒室
（2）减少装倒次数减少煤破碎量
（3）箕斗装载均匀减少提升钢丝绳击负荷
（4）装载时间受煤质变化影响利实现提升动化
22罐笼承接装置
221普通罐笼
单绳普通罐笼罐体横梁立柱组成金属框架结构两侧包钢板罐体接点采铆焊结合形式罐体四角切角形式样利井筒布置制作方便罐笼顶部设半圆弧形淋水棚开罐盖供运送长材料罐笼两端装帘式罐门矿车推进罐笼罐笼底部铺设轨道防止提升程3矿车罐笼移动罐笼底部装阻车器动开闭装置罐笼装罐耳橡胶滚轮罐耳罐笼装设井筒罐道运行罐笼部装动作防坠器保护生产升降员安全罐笼通立拉杆双面夹紧锲形环提升钢丝绳相连保证矿车利进出罐笼井井装卸载位置设置承接装置
222承接装置
便矿车出入罐笼必须罐笼承接装置罐笼承接装置承接梁罐座摇台三种形式承接梁简单承接装置井底车场易发生事罐座利托爪罐笼托住罐笼停车位置准确推入矿车击托爪承担放位井口罐座罐笼时必须先罐笼提起托爪配重动收回操作复杂化罐笼落井底罐座钢丝绳容易松弛提升时钢丝绳受击载荷操作时容易发生事
设计矿车般井口罐座井底承接梁中间水摇台新设计矿井中采罐座承接梁采摇台
摇台绕转轴转动两钢臂组成安装通罐笼进出口处罐笼停卸载位置时动力缸中压缩空气排装轨道钢臂重绕轴转动落搭罐笼底座罐笼轨道车场轨道连接起矿车进入罐笼压缩空气进入动力缸推动滑车滑车推动摆杆套滚子致轴转动钢臂抬起动力缸发生障原动作时时进行工操作时销子掉配重部分重力钢臂部分重力时钢臂落手转动轴抬起配重实现
23容器导装置
提升容器井筒运行需设导装置提升容器导装置（罐道）分刚性挠性两种挠性罐道采钢丝绳刚性罐道般钢轨种型钢方木刚性罐道固定型钢罐道梁罐道形式钢轨罐道型钢焊接成矩形组合罐道钢轨罐道缺点侧刚度易造成容器横移动刚性罐耳磨损太钢轨罐道般提升速度终端载荷提升容器
231刚性组合罐道
刚性组合罐道截面空心矩形般槽钢焊接成优点侧弯曲扭转强度罐道刚性强配合摩擦数橡胶滚动罐耳种罐道容器运行稳罐道罐耳磨损服务年限长年国外种罐道矿井逐渐增尤终端负荷提升速度时种罐道更合适
232钢丝绳罐道
钢丝绳罐道刚性罐道相具安装工作量建设时间短维护简便高速运行稳通风阻力等优点钢丝绳罐道时容器间容器井臂间间隙求较必须增井筒净断面积井塔井架荷重增限制钢丝绳罐道特压较井筒垂直中心线发生错动甚井筒发生弯曲时采钢丝绳罐道时应采刚性罐道
容器般采四根罐道绳罐道绳应采刚性耐磨防腐性强钢丝绳密封式钢丝绳较采三角股普通圆股钢丝绳罐道绳端双契块固紧式固定装置固定井架端采连接装置重锤拉紧
24提升容器选择
241提升容器较应
立井提升容器箕斗罐笼等条件箕斗罐笼相质量占井筒断面装卸载快提升力电动机功率提升效率高便实现动化缺点途单需设置煤仓装卸载设备需设辅助提升设备井架较高井筒较深根矿井生产力确定提升容器类型提升容器类型确定计算提升容器容量容器规格表中选择标准容器根现场求行设计非标准容器
矿井年产量工作制度定情况选择容量容器低速提升选择容量容器高速提升两种提升方式前者容器需提升钢丝绳直径粗提升机直径电动机功率设备初期投资高运行电费低者反实际工作中确定提升方案时先两种方案进行选型计算初期投资运行电费等方面进行技术济较考虑现场特殊需确定济合理提升方案做方案设计时采济提升速度方法
242箕斗规格选择
箕斗设计选应考虑结构坚固足够刚度装卸载快闸门工作
煤矿安全规程规定立井升降物料时提升容器速度超列公式求数值：
图21 单绳缠绕式提升机箕斗提升系统
1提升机2天轮3井架4箕斗5卸载曲轨6煤仓
7钢丝绳8翻笼 9煤仓10煤机11装载设备
根选择原进行箕斗基参数计算：
（1）提升高度H：
HHz+Hs+Hx20+260+20300m
（2）济提升速度Vm
Vm06061039ms
式中
H —提升高度（m）
Hs —矿井深度
Hx —卸载高度箕斗提升取1525m罐笼提升 取20米
HZ—装载高度箕斗提升取1825m罐笼提升 取20米
（3) 次提升循环估算时间Tx
初估加速度 a08ms求Tx：
6186 s
式中
a1—提升加减速度(开始假定加减速度相等)罐笼暂取07～075ms2箕斗暂取08ms2
—容器爬行阶段附加时间罐笼暂取5s箕斗暂取10s
—容器装卸载休止时间暂取10s
估算出完成生产务需提升速度值 ：
作选择提升速度实际提升速度 应根实际选提升机直径减速器减速提升电动机额定转速计算
（4）式估算次提升质量
734吨
式中
—矿井年产量（吨年）
—提升力富裕系数第水求 ≥12取12
—提升工作均衡系数提升均匀系数
井底煤仓时c11～115井底煤仓时c12
矿井两套提升设备时c115套提升设备时c125
t—日工作时数取14时
br—年工作日取300天
根计算 表立井单绳箕斗规格表中选取次提升质量相标准箕斗写出选箕斗型号容器质量（kg） 效容积(m3)两箕斗井筒中中心矩S（m）等参数
箕斗型号：JL—8容器质量55（kg） 效容积88 (m3)两箕斗井筒中中心矩2100（mm）等
立井单绳箕斗规格表中选取次提升质量相标准箕斗写出选箕斗型号容器质量（kg） 效容积(m3)两箕斗井筒中中心矩S（m）等参数考虑加矿井生产力选箕斗名义装载量8吨箕斗
技术规格：
重：Qz55吨
全高：9250mm
效容积：88m3
终端载荷145吨
实际载重量Q：
Qv
Q0988792吨
式中
V—箕斗效容积m3
ρ—货载散集密度煤ρ08tm3～10tm3取09
表2—1 立井单绳箕斗规格表
型号
JL3
JL4
JL5
JL6
名义装载质量(t)
3
4
6
8
效容积
33
44
66
88
钢丝绳直径(mm)
31
37
40
43
箕斗质量(t)
38
44
50
55
负荷质量(t)
8
95
12
145
提升高度(m)
500
650
700
500
箕斗总高(mm)
7780
8650
9450
9250
箕斗中心距(mm)
1830
1830
1870
2100
适应井筒直径(m)
45
45
455
5
适应提升机型号
2JK—25
2JK—252JK3
2JK—32JK—35
2JK—35
3提升钢丝绳
31提升钢丝绳结构分类选择
311提升钢丝绳结构
矿井提升钢丝绳丝股—绳结构先钢丝捻成绳股绳股捻成绳
制造提升钢丝绳钢丝优质碳素结构圆钢冷拔成般直径04—4毫米钢丝抗拉强度1400—2000牛方毫米国1550牛方毫米1700牛方毫米两种增加抗腐蚀力钢丝表面度锌称度锌钢丝外钢丝韧性标志分特号号二号三种提升矿物钢丝绳选特号号钢丝制造提升员钢丝绳允许特号钢丝制造
钢丝捻成股时股芯股捻成绳时绳芯股芯般钢丝绳芯金属绳芯纤维绳芯两种绳芯作支持绳股绳富弹性存储润滑油防止部钢丝腐蚀生锈
312提升钢丝绳分类
提升钢丝绳种结构性根特点分类方法实际角度说明钢丝绳结构特点解特点认识钢丝绳性正确选择合理益
(1)绳股绳中捻分：左捻钢丝绳股绳中方左螺旋方捻绕右捻钢丝绳股绳中方右螺旋方捻绕
(2)钢丝股中股绳中捻关系分：捻钢丝绳交叉捻钢丝绳捻钢丝绳较柔软表面较光滑弯曲应力较寿命长较恢复力容易旋转结交叉捻钢丝绳述情况相反
(3)钢丝股中接触情况分钢丝绳股中接触形式点接触线接触面接触三种点接触钢丝绳股中外层钢丝绳等捻角等捻距捻制般相直径钢丝制造线接触钢丝绳股中外层钢丝绳等捻角等捻距捻制造般直径钢丝制造两绳相较线接触较柔软压力集中现象寿命较长面接触式钢丝绳结构紧密表面光滑抗磨损抗腐蚀性
（4）绳股断面形状分常圆股钢丝绳种绳绳断面圆形外异形股绳断面形状三角形椭圆形提升应三角绳股
（5）特种钢丝绳面介绍钢丝绳外结构较特殊钢丝绳矿井提升中应：层股旋转钢丝绳密封钢丝绳半密封钢丝绳扁钢丝绳
313升钢丝绳选择
选择钢丝绳时应根条件钢丝绳特点考虑国提升钢丝绳选择原：绳捻绳卷筒缠绕螺旋线方致国单绳缠绕式提升机右螺旋缠绕应选右捻绳目防止钢丝绳松捻绳摩擦提升克服绳旋转性容器导装置造成磨损般选左右捻半
外应考虑素：
（1）井筒淋水水酸碱度较高处出风井中提升钢丝绳腐蚀严重应选镀锌钢丝绳
（2）磨损损坏原时应选外层钢丝绳较粗钢丝绳
（3）弯曲疲劳损坏原时应优先选线接触式三角股钢丝绳6T（25）6W（19）等
（4）高温明火方煤矿矸石山等应选金属绳芯钢丝绳
32提升钢丝绳选择计算
提升钢丝绳选择计算提升设备选型设计中关键环节钢丝绳运转中受许应力作种素影响静应力动应力弯曲应力扭转应力挤压应力等磨损锈蚀会损害钢丝绳性
立井单绳缠绕式提升般选6×19钢丝绳条件许选线接触钢丝绳异型股钢丝绳
钢丝绳品种选定具体确定钢丝绳直径型号参数提升钢丝绳选择煤矿安全规程规定应采静载荷进行计算考虑定安全系数
种提升设备钢丝绳悬挂时安全系数必须符合列规定：
ａ．专升降员低9
ｂ．升降员物料升降员时低9升降物料时低75
ｃ．专升降物料低65
ｄ．绳摩擦提升钢丝绳专升降员低9200005 升降员升降员物料 升降员时低9200005 升降物料时低8200005 专升降物料7200005
提升机钢丝绳进行计算选：
（1）钢丝绳悬垂长度Hc
预估井架高度Hj30m：
HcHj+Hs+Hz30+260+20310m
Hc—钢丝绳悬垂长度m
Hj—井架高度m值计算钢丝绳时尚精确确定
采列数值：罐笼提升Hj15～25m箕斗提升Hj 30～35m 取30
Hs—矿井深度m
Hz—井底车场水容器装载距离（m）罐笼提升Hz 0m
箕斗提升Hz 18～25m取20
（2）估算钢丝绳米重量P计算：
取钢丝绳抗拉强度17000 kg／cm2安全系数ma65
＝526千克米
式中
Q—次提升货载重量千克
Qz—容器身重量千克
Ma—安全系数煤矿安全规程规定井箕斗提升ma等65取ma65
P—钢丝绳米重量千克米
选普通圆形股619型钢丝绳
技术特征：
钢丝绳直径d40mm
钢丝直径26mm
钢丝绳全部钢丝断裂力总Qq102500千克
米重P5717千克／米
钢丝钢丝绳极限抗拉强度 B 17000kg／cm2
（3）钢丝绳安全系数校核
＝671
65
式中
Qq—选钢丝绳全部钢丝破断拉力总N
Q+QZ+pHc—货载容器钢丝绳重量总
安全系数煤矿安全规程规定井箕斗提升等65取65实际安全系数65
校核安全选钢丝绳满足安全求
合格
33钢丝绳维护试验
331钢丝绳维护
提升钢丝绳提升设备中重组成部分合理选择钢丝绳结构外应正确维护钢丝绳便延长钢丝绳工作状态寿命仅定济意义提升设备安全重作
煤矿安全规程提升钢丝绳运转维护求
必须符合规定绳轮直径绳径
（1） 绳槽直径符合求
（2） 缠绕式提升机钢丝绳必须定期涂油润滑润滑油符合钢丝绳制造厂提出求摩擦提升钢丝绳涂专钢丝绳油
（3） 严禁布条类东西捆钢丝绳作提升深度指示标记防该处钢丝绳良润滑发生腐蚀断丝
（4） 钢丝绳运送存放悬挂应严格求做
（5） 提升钢丝绳必须天03米秒速度进行认真检查记录断丝情况关断丝钢丝绳断面缩极限求见煤矿安全规程关规定
（6） 钢丝绳遭受卡罐突然停车等猛烈拉伸时必须立停车检查遭受击拉伸段果长度增加百分05明显损伤更换新绳
（7） 层缠绕时层转层段绳磨损严重必须加强检查季度错绳四分圈
332钢丝绳检查试验
确保钢丝绳安全防止断绳事发生钢丝绳进行定期检查试验
提升钢丝绳衡尾绳前试验试验合格备钢丝绳必须妥善保
煤矿安全规程规定钢丝绳必须定期切段进行试验验证中钢丝绳性否符合求
（1） 新绳前均必须进行试验
（2） 摩擦式提升钢丝绳尾绳倾角30度斜井专门升降物料钢丝绳外提升钢丝绳程中必须定期切段做试验升降员升降员物料钢丝绳悬挂日起6月试验次专门升降物料钢丝绳悬挂日起年进行第次试验6月试验次
4矿井提升机
41缠绕式提升机
根矿井提升机工作原理结构分缠绕式提升机摩擦式提升机
单缠绕式提升机较早出现种提升机工作原理：两根提升钢丝绳端相反方分缠绕固定提升机两卷筒端绕井架天轮分两提升容器相连样通电动机改变卷筒转动方提升钢丝绳分两卷筒缠绕放松达提升放容器完成提升务目目前单绳缠绕式提升机国矿山中较普遍
单绳缠绕式提升机种圆柱形卷筒提升机根卷筒数目分双卷筒单卷筒两种
双卷筒提升机两卷筒轴连接方式：中卷筒通挈键热装轴固接起称固定卷筒称死卷筒滑装轴通离合器轴连接称游动卷筒称活卷筒采种结构目考虑矿井生产程中提升钢丝绳终端载荷作产生弹性伸长水提升中提升水转换需两卷筒间够相转动调节绳长两容器分准井口井底水
单卷筒提升机卷筒般仅作单钩提升果单卷筒提升机做双钩提升卷筒固定两根缠绕方相反提升钢丝绳提升机运行时根钢丝绳卷筒缠绕时根钢丝绳卷筒放松
优点：卷筒容绳表面充分利提升机体积重力较缺点：作双钩提升时两容器分井口井底水位置容易调整解决问题单卷筒制成分离两部分：部分轴固接部分通离合器轴连接称种提升机分离式单卷筒提升机种提升机卷筒容绳量适提升力较场合
42提升机天轮选型计算
421提升机选型计算
选择提升机参数：卷筒直径D卷筒宽度B提升机静张力静张力差中卷筒直径D选择提升机规格型号三参数校核参数
选择提升机卷筒直径原：钢丝绳卷筒缠绕时产生弯曲应力保证提升钢丝绳具定承载力寿命理实践已证明绕卷筒天轮钢丝绳弯曲应力疲劳寿命取决卷筒钢丝绳直径值
提升机滚筒直径D计算选择提升机技术数选择滚筒直径原钢丝绳滚筒缠绕时产生弯曲应力保证承载力寿命
（1）提升机卷筒直径D：
80×40
3200毫米
1200×26
3120 毫米
取卷筒直径 D 3500mm
（2）提升机卷筒宽度B：
卷筒容绳宽度
142029 mm
式中
d—钢丝绳直径mm
ε—钢丝绳绳圈间间距般取2～3mm
需滚筒宽度标准提升机宽度17米提升时滚筒宽度满足求
考虑误差等实际情况取B1421mm
卷筒选单绳缠绕卷筒直径D3500mm宽度B1421mm
滚筒宽度应容纳部分长度钢丝绳
①提升高度H
②钢丝绳试验长度煤矿安全规程规定升降员升降员物料钢丝绳悬挂时起隔6月试验1次专门升降物料钢丝绳悬挂时起1年进行1次试验隔6月试验1次试验时次剁掉5m果绳寿命三年考虑试验绳长30m
③滚筒表面应保留三圈绳动(称摩擦圈)减轻绳滚筒固定处拉力
④层缠绕时层层段钢丝绳季需错动1／4圈根绳子年限般取错动圈n′＝24圈
⑤缠绕滚筒圆周表面相邻两绳圈间隙宽度
单层缠绕时
滚筒实际宽度BB′≤B绳滚筒缠绕单层B≤B′≤2B绳滚筒需缠绕两层
缠绕层数煤矿安全规程规定：立井中升降员升降入员物料准缠绕层专升降物料准许缠两层倾斜井巷中升降员准许缠两层升降物料准许缠三层建井期间立井倾斜井巷中升降员物料准许缠绕两层
缠绕层数超煤矿安全规程规定需改选直径较提升机重新验算滚筒宽度直缠绕层数满足求止层缠绕时公式中需增加错动圈n′
需滚筒宽度标准提升机宽度17米提升时滚筒宽度满足求滚筒出绳角影响提升机轴受力情况设计JK型提升机轴时出绳角零度出绳角β15°考虑滚筒实际出绳角度增时提升机轴工作利限制出绳角β值15°考虑β时钢丝绳提升机基础接触增钢丝绳磨损提升机出绳角β令15
算出HjLs偏角满足求般适增Ls值会L满足α1α2求总应根实际条件具体分析妥善解决
保证提升机足够强度必须验算选提升机静张力Fjmax（关系滚筒轴强度）静张力差选提升机静张力Fc（关系轴强度）应满足式：
（3)面进行提升机强度验算
8000+5500+5717×30013500+17151152151 kg17000 kg
8000+5717×3008000+1715197151 kg11500 kg
式中
Fjmax—选提升机静张力
Fc —选提升机静张力差
强度校验合格
422天轮选型计算
天轮安装井架作支承引导钢丝绳转根原煤碳工业部标准天轮分三种：井固定天轮凿井井固定天轮游动天轮结构形式分三种类型：直径3500毫米时采模压焊接结构直径3000毫米时采整体铸造结构直径围4000毫米时采模压铆接结构
天轮直径选择：根煤矿安全规程规定面设备钢丝绳天轮围抱角90度时
根定型成套装备中规定计算钢丝绳直径选名义直径3500毫米绳槽直径235毫米天轮
43提升机结构作
431轴装置
提升机轴装置包括卷筒轴轴承双筒提升机（分离式单筒提升机）中包括调绳离合器
图知固定卷筒右轮毂切键固定轴左轮毂滑装轴装润滑油杯应定期润滑油杯加润滑油免轮毂轴表面磨损游动卷筒右轮毂轴套滑装轴装润滑杯保证润滑轴套作保护轴轮毂避免调绳时轴轮毂磨损左轮毂切键固定轴调绳离合器卷筒连接卷筒焊接结构特点筒壳没支撑结构两侧轮辐钢板制成开干入口种孔壳支撑结构弹性铸造支轮定范围降低筒壳局部应力筒壳支轮材料普通3号钢板提高强度目前16Mn钢板筒壳外边般均设木衬单层缠绕时木衬车螺旋绳槽钢丝绳规排列减少钢丝绳磨损木衬厚度应2倍钢丝绳直径通常宽100毫米左右木衬杵木水曲柳榆木等木材制作装配木衬时应筒壳接触良否会造成应力分布均木衬磨损应时更换然会明显影响钢丝绳寿命
生产卷筒壳薄壳焊接结构筒壳开裂现象时发生加木衬更换颇费工时现矿山中研究设计厚壳卷筒筒直接加工绳槽层缠绕情况煤矿安全规程规定：卷筒必须设带绳槽衬垫没规定绳槽形式目前国采螺旋绳槽圆环形直槽文献推荐直槽底种绳槽较需进步试验研究
432调绳离合器
离合器作活卷筒轴连接脱开便调节绳长更换水时调节两容器相位置
调绳离合器分三种类型：齿轮离合器摩擦离合器蜗轮杆离合器应较齿轮离合器
JK系列提升机调绳离合器结构采齿轮离合器液压控制活卷筒轮毂通键轴相连活卷筒左支轮圆周三孔中放入调绳油缸调绳油缸端齿轮孔中样齿轮固定轮辐齿轮相啮合时调绳油杠便相三销子轮毂齿轮连接起传递力矩
调绳油缸左端盖连缸体起螺钉固定齿轮齿轮滑装活卷筒左轮毂活塞通活塞杆右端盖起固定轮毂压力油进入油缸时活塞动缸体着缸套移动油缸左腔接压力油右腔接回油池时缸体便压力油作连齿轮起左移动齿轮齿圈脱离啮合活卷筒轴脱开相反右腔供压力油左腔回油时离合器连接活圈筒轴连接调绳离合器提升机正常工作时左右腔均压力油
齿轮左移动齿轮脱开轴带动死卷筒旋转时轮毂便安装齿轮尼龙瓦做相运动开离合器前应扭动油杯便油脂压入尼龙瓦
调绳离合器液压控制系统中连锁阀阀体固定齿轮侧面阀中活塞销弹簧作牢牢插轮毂凹槽中防止提升机运转中震动等原齿轮脱出造成事
现数矿山研究设计制造更方便径动作齿轮离合器结构图轴线表示离合器脱开位置轴线表示离合器合位置
433减速器
根提升速度求提升机轴转速般40—60转分钟拖动提升机交流电机转速通常290—980转分钟范围采低速直流电机拖动外电机轴直连必须通减速器
JK型提升机采圆弧齿轮减速器速1152030型号ZHL—115ZHLR—130ZHLR150ZHfLR—170等符号意义：Z圆柱H圆弧齿L两级减速R字齿数字115170代表中心距直径35米提升机采双机拖动相应减速器型号ZHD2R—180ZD—2x200型两种减速器具双端出轴
减速器低速轴齿轮连轴器轴相连高速轴弹性连轴器电机轴相连
绳摩擦提升机JK系列矿提升机中采轴减速器种减速器入轴出轴中心线功率两路传递中间齿轮轮缘轮毂间设弹簧消齿轮加工误差引起负荷分配均减少减速器启动停止时击负荷种减速器加工制造精度达求装配齿轮受力较布置较合理塔式绳摩擦提升机减少提升机运转时井塔震动击减速器放减震弹簧基础减速器质量结构尺寸较起重运输机械矿井提升机中已开始采行星齿轮减速器种减速器体积质量轻传动效率高
434制动装置
制动装置制动器（称闸）传动系统组成制动器结构形式分盘闸快闸传动系统控制调节制动力矩传动源分油压气压弹簧制动装置JK系列提升机采油压盘闸制动系统旧型JK系列采油压气压块闸系统
（） 制动器作制动装置求
制动器作四
（1） 提升机正常操作中参提升机速度控制提升终时闸住提升机通常说工作制动
（2） 发生紧急事时迅速求减速制动提升机防止事扩安全制动
（3） 减速阶段参提升机速度控制
（4） 双卷筒提升机调节绳长更换水更换钢丝绳时应分闸住提升机活卷筒死卷筒便轴带动死卷筒起旋转时活卷筒闸住动
制动装置仅工作机构时重安全机构确保提升工作安全利进行煤矿安全规程提出系列求纳起两点：制动器必须出恰制动力矩二安全制动必须动迅速实现
恰制动力矩包括三方面含义：
（1） 制动力矩应足够例竖井倾角30度斜井工作制动安全制动制动力矩提升系统静负荷力矩三倍
（2） 双卷筒提升机开离合器调绳时制动装置卷筒产生制动力矩该卷筒悬挂提升容器钢丝绳重力造成静力矩12倍
（3） 制动力矩数值必须保证安全制动减速度定范围减速度会提升设备产生较动载荷设备运载员健康利减速度时制止事发生扩
提升系统制动力矩作提货载时减速度放货载时减速度前者静阻力矩制动力矩方致利制动者相反
确定提升机制动力矩时时兼顾方面制动力矩求时满足安全制动二级制动
摩擦提升机工作制动安全制动产生减速度受防滑条件限制
制动装置第二求参见煤矿安全规程377—385条
目前国生产矿井提升机采盘闸制动系统块闸制动系统相较优点重量结构紧凑动作灵敏安全性
（二）盘闸制动器
盘闸制动器制动力矩闸瓦轴压制动盘时产生摩擦力矩制动盘产生附加变形轴承受附加轴力盘闸成做副制动器求制动力矩台提升机时布置副数制动器
制动油缸结构图知道油缸装活塞柱塞调整螺栓碟形弹簧等零件筒体支座孔复移动闸瓦铜螺钉燕尾槽等形式固定衬板
制动力碟形弹簧产生松闸油压压力油入油缸推动活塞压缩碟形弹簧带动调整螺栓螺钉柱塞右移时筒体闸瓦回复弹簧缸紧螺栓作起右移闸瓦离开制动盘呈松闸状态油缸油压降低碟形弹簧回复压力变形推动活塞左移动时带动调整螺栓螺钉柱塞推动缸体左移闸瓦压制动盘达制动目
闸瓦压制动盘正压力取决油缸压力缸压力值时弹簧力全部作活塞呈全制动状态反工作油压系统油压时机器全松闸
改进密封情况制造厂设计生产碟簧前置活塞置制动器进步改善盘式制动器性
435制动器设计
制动装置制动器传动机构组成制动器直接作制动盘产生制动力矩部分结构分块式闸盘式闸传动机构控制调节制动力矩部分动力源分油压压气弹簧等传动系统
制动装置作纳：
（1）提升终提升机工作时闸住提升机
（2）减速阶段参提升机速度控制
（3）作安全机构发生紧急事时进行安全制动提升系统进保护
次设计采盘式制动器装配简图图41示器装支座碟形弹簧作力衬板闸瓦推制动器产生力矩松闸时压力油送入工作腔通活塞连接螺栓闸瓦衬板拉回弹簧压缩闸瓦离开制动盘调节螺母调整闸瓦间隙
图41 盘式制动器装配简图
盘式制动器采液压控制液压站盘式制动器提供压力油源控制油路实现制动器项制动功液压站控制系统整提升机拖动类型动化程度相配合盘式闸制动器优点结构紧凑闸副数根制动力灵活增减制动盘受附加载荷轴受轴力盘式制动器均成盘式制动器令特点动作快空行程时间超03s远块式闸制动系统空行程时间短盘式闸工作原理图42：
图42 盘式制动器工作原理图
1闸瓦2盘形弹簧3油缸4活塞
5盖6筒体7制动器8制动盘
436液压站
制动器液压控制系统提升机拖动类型动化程度相配合直流拖动动化程度较高系统中调速性机械闸般提升终时起定车作交流拖动系统中机械闸参提升机速度控制求制动力较宽范围进行调节
2JK型提升机液压工作站交流拖动系统中具体作三
(1)实际提升操作求生产工作油压调节控制盘闸制动力矩实现工作制动
(2)安全制动时迅速动回油实现二级制动
(3)根水提升需钢丝绳伸长调绳需控制双筒提升机活卷筒调绳离合器时闸住活卷筒
矿井提升机深度指示器
深度指示器矿井提升机重保护检测装置作：
(1)司机指示提升容器井筒中运行位置
(2)容器接井口停车位置时发出减速信号
(3)提升容器卷时推动装深度指示器终嵌开关切断安全保护回路进行安全制动
(4)减速阶段通限速装置进行速保护
深度指示器类型较根动作原理分机械式机械电气混合式数字式等
5提升机井筒相位置
51缠绕式提升机安装点选择原
井筒位置已确定正确选择提升机装点十分重决定提升机安装点时通常考虑问题：矿井面工业广场布置井筒四周形条件井留安全煤柱位置尺寸面运输生产系统等
根矿井具体生产条件双容器井筒中布置形式箕斗提升提升机房应建筑井筒卸载位置侧罐笼提升提升机房应建筑重车运行方侧种布置方式井架高度稍提升机房离井筒位置国数煤矿采种置方式
矿井开采水时选单滚筒提升机作双钩提升种布置方法两天轮水垂直面
矿井井筒装备两套提升设备两套提升机井筒相位置：侧式侧式垂直式斜角式侧式优点井架负载易衡侧式斜角式优点提升机房占较紧凑
井筒中布置套两套提升设备选择提升机安装点时重根具体情况制宜考虑
52提升机井筒相位置计算
提升机安装点选具体确定提升机轴线井筒中心线距离便安装提升机修建提升机房外算出井架高度计算数值时必须考虑钢丝绳弦长钢丝绳偏角卷筒出绳角等素安全运转条件井架高度提升机轴线井筒中心线距离钢丝绳弦长偏角倾角影响提升机井筒相位置五素彼相互影响相互制约
521井架高度井筒提升中心线卷筒中心线距离
罐笼提升：般说均井口水装卸载时Hx＝0箕斗提升面装设煤仓煤仓高度煤仓容积生产环节动化程度箕斗卸载方式等素关般Hx＝18—25m
Hr——容器全高容器底连接装置面绳卡距离m值容器规格表中查
Hg——卷高度(容器卸载时正常位置提升容器连接装置绳卡天轮轮缘接触点高度煤矿安全规程立井提升卷高度取值规定见表
Rt——天轮半径m
表51： 立井提升卷高度取值表
提升速度ms
≤3
4
6
8
≥10
卷高度放距离m
40
475
65
825
100
注提升速度表中列速度中间值时插值法计算
井架高度Hj
20 +925+4+075×
3456米
计算选择钢丝绳时估取井架高度Hj30米述精确计算说明原估取数值需校验钢丝绳Hj圆整成35米
滚筒中心线井筒中提升钢丝绳间水距离Ls
般说井筒提升机房间难设置建筑物节省占面积滚筒中心线井筒中钢丝绳间水距离Ls愈愈紧凑根井架天轮受力情况出提高井架稳定性具较受力状态井筒提升机房间．设井架斜撑斜撑基础井筒中心水距离约06Ｈj左右外应机房基础斜撑基础保证接触考虑述原Ls值Lsmin面验公式计算
Ls≥06Ｈj+35+D
≥ 06×35+35+35
≥28米
取28
式中：
Hj—井架高度m
D—提升机滚筒直径m
522计算钢丝绳弦长偏角
钢丝绳弦长Lx
钢丝绳弦长钢丝绳离开滚筒处钢丝绳天轮接触点段绳长参阅图出两条弦长完全相等似滚筒中心天轮中心距离计算弦长误差国煤矿工程设计中处理
Lx式求出：
4217米
式中：
Rt——天轮直径
——滚筒中心线井口水高差提升机轴中心线高出井口水距离值决定滚筒直径形土壤等情况般1～2m
防止运行中钢丝绳振动跳出天轮绳槽钢丝绳弦长般限制60m井筒中仅布置套提升设备时弦长数满足述求井筒中布置两套提升设备两台提升机采侧布置方案时台提升机弦长超60m时适方加设支撑导轮．减弦长跨度
523钢丝绳外偏角偏角
钢丝绳偏角指钢丝绳弦通天轮面成角度偏角外偏角偏角分提升程中着滚筒转动钢丝绳滚筒缠绕放松偏角变化煤矿安全规程规定：外偏角 偏角 均超1°30′作单层缠绕时偏角 应保证咬绳
外偏角
4818
式中：
B—滚筒标准宽度B17米
s—两箕斗中心距表31查S21米
a—两滚筒间间隙型式提升机相通提升机规格表中关参数计算出查2JK35型提升机两滚筒中心距184米
a18417014米
d—钢丝绳直径d004米
ε—钢丝绳缠滚筒绳圈间隙般取2～3毫米取3毫米
Lx—钢丝绳弦长Lx 4217米
式中：
H—提升高度米
D—提升机滚筒直径米
偏角
116
分析述结果
完全符合煤矿安全规程求
安全
524提升机滚筒出绳角
tan1[(352)(28175)]+sin1[(35+35)(2×4217)]
5135
实际出绳角允许值15°
安全
6矿井提升运动学动力学计算
61矿井提升运动学
611提升速度图
竖井提升速度图提升容器般分箕斗提升速度图罐笼提升速度图
常采交流拖动双箕斗提升系统六阶段速度图分六阶段名速度图表达提升容器提升循环运动规律现简述：
（1）初加速度阶段提升循环开始处井底装载处箕斗提起处井口卸载位置箕斗卸载曲轨行减少容器通卸载曲轨时井架 击初加速度容器卸载曲轨运行速度加限制
（2）加速阶段箕斗离开曲轨应较加速度运行直达提升速度减少加速阶段运行时间提高提升效率
（3）等速阶段箕斗阶段提升速度运行直重箕斗接井口开始减速时止
（4）减速阶段重箕斗接井口时开始减速度运行实现减速
（5）爬行阶段重箕斗进入卸载曲轨时减轻重箕斗井架击利准确停车重箕斗应V4低速爬行
（6）停车休止阶段重箕斗运行终点时提升机施闸停车处井底 箕斗进行装载处井口 箕斗卸载
612箕斗六阶段速度图运动参数计算
速度图参数计算
速度图验算设备提升力选择提升机控制设备动力学计算基础类速度图计算方法致相
计算速度图参数前必须已知提升高度H实际提升速度Vm速度图参数等
面箕斗提升六阶段速度图例介绍速度图参数计算步骤方法
（1）卸载曲轨中初加速时间
初加速阶段时间t0
（2）箕斗卸载曲轨行程h0235米
（3）加速时间
（4）加速阶段行程h1
（5）爬行时间t4：提升设备采取动控制方式取爬行距离h425米爬行速度V4取05米秒
（6）减速阶段时间
（7）减速阶段行程
（8）刹车阶段
刹车制动减速度般取a51ms2阶段时间短计
（9）等速阶段行程
h2H（h0+h1+h3+h4）
3602356134850125
1488米
等速阶段时间t2
（10）次提升循环时间
Tx t0+t1+t2+t3+t4+t5+θ
313+921+1259+138+5+1+10
5473秒
式中
θ—次提升循环休止时间s
（11）提升设备年实际提升量提升力富裕系数
式中
An—矿井设计年产量吨年
br—年工作日数般300日
t—日工作时数般14时
c—提升工作均衡系数
井底煤仓c11115
井底煤仓c12
at—提升设备富裕系数提升设备第水12
613提升加速度确定
保证提升开始时空箕斗卸载曲轨井架击致取空箕斗曲轨运动时速度V015米秒箕斗卸载曲轨行程h0235m213m初加速度a0
式中V015ms箕斗脱离卸载曲轨时速度
初加速阶段时间t0
加速度确定
加速度安全济原确定加速度受煤矿安全规程减速器强度电动机负荷力三方面限制
（1）煤矿安全规程提升加减速度限制：立井中罐笼升降员加减速度超0．75m／s2斜井中升降员加减速度超0．5m／s2升降物料加减速度规程没规定般立井加减速度超1．2m／s z
(2) 电动机负荷力确定电动机均出力应等加速阶段实际需出力
112米秒2
λ—电动机负荷系数电动机规格表中查出2
075—加速度时电动机次切转子电阻拖动力起伏变化
取电动机时出力拖动力075倍
Fe—电动机作滚筒缠绕圆周额定拖动力
k—矿井阻力系数箕斗提升取k115
（3）减速器允许输出传动转矩确定
电动机通减速器作滚筒轴拖动力矩必须减速器允许输出转矩
112米秒2
式中
—减速器输出轴允许输出转矩N·M
提升机规格表查
D —滚筒直径m
根述算结果取加速度112米秒2
614提升减速度确定
提升减速度满足述煤矿安全规程规定外提升设备采减速方式方式关目前常见减速方式三种
（）滑行减速方式
减速开始时电动机电网切容器系统惯性卸载位置运行速度逐渐降低电力拖动制动器制动称滑行减速方式
采滑行减速方式时电动机已电网断开时拖动力0根基动力方程
（二）电动机减速方式
电动机缓慢减速电动机转子附加电阻逐级接转子回路电动机较软工特性运行较控制电动机时出力应35％额定值
（三）制动状态减速方式
提升系统惯性力时整减速运行阶段减速度提升系统合理减速度必须系统施加足够制动力称制动状态减速需制动力时采动力制动低频发电制动等电气制动方式时减速度需确定需制动力时采机械制动减速采机械制动减速时避免闸瓦度发热磨损制动力应03Qg
定减速方式时应首先考虑采滑行减速方式种方式达减速目充分利提升系统动操作简单节省电减速度值太采制动减速方式时制动力03Qg考虑采机械制动减速03Qg需采电气制动方式
副井安全应采电气制动方式绳摩擦提升斜井提升设备常电动机减速方式
算出相应减速度做提升系统减速度
082米秒2
615提升电动机预选
矿井提升机煤矿型固定设备矿井生产中占极重位正确合理选择提升机．具重济意义
提升设备进行动力学计算必须预选电动机便计算电动机转子变位质量预选电动机必须满足功率转速电压三方面求
(1)确定电机额定转数ne计算：
i减速器传动
箕斗容积较预定步转数nt750rmin
(2)预选电动机功率Pe：
nt估定额定转速 ne742rmin
实际提升速度
电动机功率：
式中：
k—矿井阻力系数取k115
—减速器传动效率二级减速器取085
—动力系数取12
根计算选择YR200081730三相异步电动机
技术特征：
额定功率2000KW
转速742rmin
效率093
飞轮转矩(GD2)d36310NM2
（3）电动机额定拖动力计算
14382403 N
616 传动装置总传动分配传动
1）前面初步预算减速器传动115
2）分配传动：
iⅠ
i Ⅱ
617 轴输入功率轴径确定
轴输入功率电动机输出功率运动传递程中相连部件传递效率密切相关计算：
2000
1771KW
中轴承齿轮卷筒传递效率
分取
轴输入转矩T轴 计算：
T轴 955×106 × 955 ×106 × 2830×106 N mm
转矩法初步确定该轴直径
计算
112 7168毫米
直径连轴器处外轴键槽应放3左右
7168（1+3）7383mm圆整750mm材料45钢
式中：
P轴轴传递功率
n轴转速
c许应力确定值选45钢正火处理取c112
618减速器设计
减速器设计传动传动稳性方面考虑进行计算设计考虑综合素满足求情况济性传动效率减速器设计程中需特注意关系量利程度解决问题定程度节省资源提高济
预选电动机功率Pe2000KW742rmin效率093查手册电动机轴径d电机110mm
1）计算减速器轴运动动力参数
①轴转速
高速轴 742rmin
中间轴 185rmin
低速轴 645rmin
② 轴输入功率
高速轴 PPe×2000×0991980千瓦
中间轴 P P×1980×098×0971882千瓦
低速轴 PⅢ P×1882×098×0971789千瓦
转矩法减速器轴直径进行确定：
求 dmin
中c材料关
轴材料45钢时c115
轴材料40Cr时c105
P输入功率n该轴转速
2）计算减速器轴直径
① 高速轴直径确定：
高速轴直径
dmin 105× 14613 毫米
中c受材料影响参数查轴40Cr时c105
二级减速器高速轴键槽计算值加3
dmin14613(1+3)14851mm
圆整150mm
中间轴直径确定
中间轴直径
dmin 105×23139毫米
该轴两键槽23139（1+3+3）24527mm圆整取252mm
③ 低速轴直径确定：
低速轴直径
dmin 105×32325毫米
该轴设键槽
32325（1+3）33295mm
圆整 360mm
(3）齿轮参数确定
根GBT135787选标准模数系列取齿轮模数m32mm
第齿轮：
取164011664
压力角GBT135688取
分度圆直径：
齿顶高
齿根高
中1025国规定标准化数值
称齿顶高系数
称顶隙系数
齿全高
齿顶圆直径
齿根圆直径
基圆直径
齿距
基圆齿距
齿厚
齿槽宽
顶隙
标准中心距
节圆直径
传动
表61取圆柱齿轮齿宽系数
装置状况
两支承相齿轮作称布置
两支承相齿轮作称布置
齿轮作悬臂布置
0914（1219）
07115（11165）
0406
齿宽
般情况齿轮齿轮宽310mm
前知道 1056mm
第二齿轮：
低速级齿轮传动
取模数m32
压力角GBT135688取
分度圆直径：
齿顶高
齿根高
中 1025国规定标准化数值
称齿顶高系数称顶隙系数
齿全高
齿顶圆直径
齿根圆直径
基圆直径
齿距
基圆齿距
齿厚
齿槽宽
顶隙
标准中心距
节圆直径
传动
表61取圆柱齿轮齿宽系数1
齿宽
具体结构（低速齿轮）数值：
前知道576mm
62矿井提升动力学
提升电动机必须出恰拖动力系统设计速度图运转节研究 速度加速度代表着提升容器钢丝绳 速度加速度卷筒圆周处线速度线加速度研究电动机作卷筒圆周处拖动力问题较简便
621提升系统静阻力
提升系统静阻力容器益载荷容器重钢丝绳重矿井阻力等组成矿井阻力指提升容器井筒中运动时气流容器 阻力容器罐耳罐道摩擦阻力提升机卷筒天轮 轴承阻力等
国矿山竖井双容器提升两容器重互相抵消剩益载荷变化中绳重
似认井口车场天轮钢丝绳重力等钢丝绳绳弦重力静阻力应等两根钢丝绳 静拉力差
通分析出提升系统静阻力X线性关系目前产量较深矿井均优先选择绳摩擦提升系统防止摩擦提升机提升钢丝绳产生滑动均带尾绳时克服静力衡系统缺点
622提升系统变位质量计算
提升系统运行时设备做直线运动设备做旋转运动作直线运动设备提升容器容器益载荷提升钢丝绳尾绳运动时加速度卷筒圆周处加速度部分需变位做旋转运动 设备天轮提升机中 卷筒减速器齿轮电动机转子等需变位
计算总变位质量首先分计算出运动部件变位质量然相加运动部件质量变位原必须保证该部件变位前动相等
提升系统中三部分作直线运动提升载荷提升容器(罐笼提升包括罐笼重矿车重)提升钢丝绳直接作滚筒圆周速度加速度滚筒圆周速度加速度变位身质量变位质量
提升系统中三部分作旋转运动提升机(包括减速器)天轮电动机转子提升程中部件运动质点围绕轴回转半径回转速度旋转需变位滚筒圆周部件变位质量值等原数值
提升机(包括减速器)变位质量mj天轮变位质量mt技术规格表中查出必计算电动机转子变位质量需计算
（1）电动机转子变位质量md式求
式中
3919998千克
式中
(GD2)d—电动机转子回转力矩电动机规格表中查(GD2)d 36310牛米2
D—提升机滚筒直径
i—减速已知i115
30—试验钢丝绳长度
H—提升高度
—提升机滚筒减速器变位重量2JK35115型提升机查29700公斤
—天轮变位重量查35米直径天轮变位重量1133公斤
（2）提升系统总变位质量
[80000+255000+25717（310+4217+3×314×35+30）+297000+2×11330]+3919998
01×（509660+4746711+3919998
5571271+3919998
9491269千克
式中
—钢丝绳悬垂长度
—钢丝绳弦长
3pD—滚筒缠绕三圈摩擦圈绳长
623提升设备动力学计算
提升动力学研究确定提升程中滚筒圆周拖动力变化规律验算电动机功率选择电气控制设备提供
类速度图应动力学计算方法致相基方法计算出提升阶段量代入提升动力学基方程式计算出提升程中阶段拖动力提升阶段始终点速度拖动力代入功率计算公式求出滚筒轴功率
(1)初加速度阶段
利FKQ+p(H2x)+ma方程式进行计算阶段代相应xa值
提升开始时拖动力F0
①初加速度开始x0t0aa0
F0KQ+PH+a0
115×8000+5717×300+949127×048
15471千克
t0阶段终时拖动力F0ˊ
②初加速度终xh0tt0aa0
F0ˊKQ+P（H2h0）+a0
115×8000+5717×(3002×235)+949127×048
15444千克
(2)加速度阶段
t1阶段开始时拖动力F1
①加速度开始：xh0tt0aa1
F1KQ+P（H2h0）+a1
115×8000+5717×(3002×235)+949127×112
21518千克
t1阶段终时拖动力F1ˊ
②加速度终xh0+h1tt0+t1aa1
F1ˊKQ+P（H2h02h1）+a1
115×8000+5717×(3002×2352×6134)+949127×112
20817千克
(3)等速度阶段
等速度t2开始时拖动力F2
①等速度开始：xh0+h1tt0+t1a0
F2KQ+P（H2h02h1）
115×8000+5717×(3002×2352×6134)
10187千克
②等速阶段终时拖动力F2ˊ
等速度终：xh0+h1+h2tt0+t1+t2a0
F2ˊKQ+P（H2h02h12h2）
115×8000+5717×(3002×2352×61342×1488)
8485千克
（4）减速度开始终时拖动力均认等零
（5）爬行阶段
爬行距离h4爬行速度v4
表62爬行阶段表
容器
爬行阶段
动控制
手动控制
箕斗
爬行距离h4m
25—33
50
爬行速度v4ms
05(定量装载)04(旧式装载设备)
罐笼
爬行距离h4m
20—25
50
爬行速度v4ms
04
①爬行开始：xh0+h1+h2+h3tt0+t1+t2+t3a0
F4 KQp（H2h4）
115×80005717×(3002×25)
7513千克
②爬行终：xh0+h1+h2+h3+h4tt0+t1+t2+t3+t4 a0
F4ˊKQ+P（H2h02h12h22h32h4）
115×8000+5717×(3002×2352×61342×14882×85012×25)
7485千克
力图速度图绘制起提升工作图
提升工作图
图61提升工作图
63提升设备需拖动力变化规律
箕斗提升设备需拖动力变化规律
加速度常量带尾绳系统例分析拖动力变化规律
清说明问题阶段 静阻力拖动力变化规律速度图加速度图画起通述箕斗提升系统拖动力分析计算纳出特点：
(1)提升程中开始时需拖动力提升开始时静阻力整提升程中拖动力变化幅度拖动力图计算电动机等效容量
(2)减速阶段 拖动力正负似等零 取决减速度提升系统 关参数
(3)利公式PFv1000求出阶段提升机卷筒轴需功率变化规律
(4)提升系统速度图加速度图拖动力图功率图画起称提升设备工作图反映提升循环提升设备参数 变化规律
7矿井提升机拖动控制
71拖动装置种类性
提升机拖动装置两种：交流拖动装置直流拖动装置
目前国广泛采交流拖动装置够利外接电阻调速必须交流绕线型感应电动机调速时产生附加电损失交流电动机外接电阻运转时电动机工特性曲线陡低速运转时稳定性较差目前换器容量影响交流单机拖动装置容量限制1000千瓦矿井提升机需功率超1000千瓦时想采交流拖动装置双机拖动交流拖动装置少优点：系统较简单设备价格较低验较成熟等
采安全电气动力制动低频拖动制动微机拖动等措施交流拖动装置控制系统安全性动化程度均幅度提高
直流拖动装置中采激直流电动机拖动提升机调速时应改变激直流电动机电枢电压矿井采交流电源增设变流设备者采价格昂贵变流机组者采控硅整流设备采变流机组需增设两电动机容量相仿型电机采控硅整流直流拖动设备发展前途
直流拖动装置交流拖动装置相较优点：
（1）调速时附加电损失
（2）低速调速性
（3）易实现动化
提升机需拖动装置容量超1000千瓦应量采直流拖动装置
72提升电动机容量计算电动机选择
提升系统速度图力图出提升循环T中速度v拖动力F变化时显然根某阶段速度负载选择电动机选择电动机容量电机线圈发热量电动机变速度变力矩运转时产生热量电动机额定转速固定力矩运转时产生热量相等根该固定力矩额定转速计算选择电动机容量通常称固定力矩等效力矩
721提升电动机选择
矿井提升机煤矿型固定设备矿井生产中占极重位正确合理选择提升机．具重济意义
（1）确定电机额定转数ne计算：
i减速器传动
箕斗容积较
预定步转数nt750rmin
（2）预选电动机功率Pe
nt估定额定转速ne742rmin
实际提升速度
电动机功率：
式中：
k—矿井阻力系数取k115
—减速器传动效率二级减速器取085
—动力系数取12
根计算选择YR200081730三相异步电动机技术特征：
额定功率2000KW
转速742rmin
效率093
飞轮转矩(GD2)d36310NM2
（3）电动机额定拖动力
14382403 N
722提升电动机容量计算
提升力图速度图出次提升循环中提升机滚筒圆周拖动力速度变化初选提升电动机否满足种运行状态求通验算确定验算容温升条件负荷条件特殊力条件分进行
提升电动机等效容量计算
次提升程中拖动力速度电动机绕组中电流产生热量样简化定负荷运转时固定力提升速度作选择电动机容量固定力做等效力
影响提升电动机温升产生热量外散热条件散热条件电动机转数等素关．高速运转时电动机带风扇散热条件较低速运转较差停止运转时更差计算电动机容量时实际运行时间计算等效时间计算
等效力变化力关系
式中 作简单计算箕斗提升六阶段力图计算：
747864949+4127792199 +1100394911+537266665
6245×106千克秒2
05（313+921+138+5）+1259+ ×10
315秒
中
α—低速运行时散热良系数α12
β—停机散热良系数β13
电动机等效功率
温升条件
预选电动机合适
73交流拖动提升设备电耗效率计算
电动机功率等力速度力速度提升程中变化交流提升电动机计算电耗时应该提升速度Vm绕线式感应电动机加速减速阶段转子回路般串接金属电阻调速电机转数较低时功较定子旋转磁场步转数旋转着消耗电磁功率减少转子电阻发热形式出现谓功计算提升电耗时加减速阶段提升速度Vm原
电耗等功率时间提升电耗计算
（1）次提升电耗
次提升电耗w
1858度次
+
48382+194953+58507+37428
339270千克．秒
式中
F—力图中阶段变化力N
Vm—提升容器实际提升速度m／s
102—考虑提升机附屑设备(润滑油泵制动油泵磁力站等)耗电量附加系数
—减速器效率
—电动机效率
结
矿井提升设备联系矿井井底生产面生产运输重枢纽矿山运输咽喉矿井提升设备设计否合理直接影响矿井生产成效率
通次设计根设计具体求结合实际情况根相关计算公式选择合适提升容器提升钢丝绳提升设备重组成部分提升钢丝绳选择否合理直接关系着提升设备安全性济性严格求选择合适钢丝绳确定提升机卷筒直径宽度进行严格校核选择合适天轮提升设备进行运动学动力学计算计算出提升阶段速度等选择合适拖动控制设备提升机部分进行严格设计便达需工作求
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[22] 张敏刘玉进矿井提升机减速器选[M]洛阳：矿山机械19984142
附录
附录1
英文原文：
Welding and Electroplating
Where Welding Is Used
Welding is essential to the expansion and productivity of our industries Welding has been become one of the principal means of fabricating and repairing metal products It is almost impossible to name an industry large or small that does not employ is type of welding Industry has found that welding is an efficient dependable and economical means of joining metal inprtactically all metal fabricating operations and in most construction
In toolingup for a new model automobile a manufacturer may spend upward of a
million dolla on we~ing e~pmenti Many buildings bridgesi and ships are fabricated by welding Where construction noise must be kept at a minimum such as in the building of hospital additions the value of welding as the chief means of joining steel sections is particularly significant
Without welding the aircraft industries would never be able to meet the enormous demands for planes rockets and missiles Rapid progress in the space been made possible by new methods and knowledge of welding metallurgy
Probably the most sizable contribution welding has made to society is the manufacture ofspecial products for household use Welding processes are employed in the construction of suchitems as television sets refrigerators kitchen cabinets dishwashers and other similar products
As a means of fabrication Welding has proved fast dependable and flexible It lowers production costs by simplifying design and eliminates costly patterns and machining operations
Welding is used extensively for the manufacture and repair of farm equipment mining and oil machinery machine tools jigs and fixtures and in the construction of boilers furnaces and railway cars With improved techniques for adding new metal to worn parts welding has also resulted in economy for highly competitive industries
Types of Welding Processes
Of the many processes of welding in use today oxyfuel gas welding arc and resistance dominate the field These processes are best explained from the standpoint of the operator's duties
The principal duty of the operator employing oxyfuel gas welding equipment is to control and direct the heat on the edges of metal to be joined while applying a suitable metal filler to the molten pool The intense heat is obtained from the combustion of gas usually acetylene and oxygen For this reason this process is called oxyacetylene welding In some applications other gasessuch as Map propane or natural gasmay beutilized to generate the intense heat necessary for welding
The skills required for this job are adjustment of the regulators selection of proper tips and filler rod preparation of the metal'edges to be joined and the technique of flame and rodmanipulation The gas welder may also be called upon to do flame cutting with a cutting attachment and extra oxygen pressure Flame or oxygen cutting is employed to cut various metals to a desired size or shape or to remove excess metal from castings
The three main types of arc welding processes used today are shielded metalarc welding gas tungstenarc welding and gas metalarc welding Shielded metalarc welders perform their skill by first striking an arc at the starting point of a weld and maintaining this electric arc to fuse the metal joints The molten metal from the tip of the electrode is then deposited in the joint together with the molten metal of the edges and solidifies to form a sound and uniform connection The arc welding operator is expected to select the proper electrodes for the job or be able to follow instructions as stated in the job specifications to read welding symbols and to weld any type of joint using the technique required
Gasshielded arc processes have gained recognition as being superior to the metal arc process With gasshielded arc both the arc and molten puddle are covered by a shield of inert gas The shield of inert gas prevents atmospheric contamination thereby producing a sounder weld The processes knownas gas tungsten arc welding and gas metal arc welding sometimes called TIG and MIG are either manually or automatically operated
Resistance welding operators are responsible for the control of machines which fuse metals together by heat and pressure If two pieces of metal are placed between electrodes which become conductors for a low voltage and high amperage current the materials because of their own resistance will become heated to a plastic state To complete the weld the current is interrupted before pressure is released thereby allowing the weld metal to cool for solid strenqth
The operator's duty is to properly adjust the machine current pressure and feedsettings suitable for the material to be welded The welder usually will be responsible for the alignment of parts to be assembled and for controlling the passage of parts through the welding machine
Selection of the Proper Welding Process
There are no hard and fast rules which govern the type of welding that is to be used for a particular job In general the controlling factors are kind of metals to be joined costs involved nature of products to be fabricated and production techniques Some welding jobs are best completed using the oxyfuel welding process as compared to shielded metal arc welding process
Oxyacetylene welding the most pular oxyfuel gas welding process is used in all matal working industries and in the field as well as for plant maintenance Because of flexibilityand mobility it is widely used in maintenance and repair work The welding unitcan be moved on a twowheeled cart or transported by truck to any field job where breakdowns occurIts adaptability makes the oxyacetylene process suitable for weldingbrazingcuttinganfdheat treating
The chief advantages of shielded metal arc welding are the rapidity with which a high quality weld can be made at a relatively low cost and the variety of applications Specific applications of this process are found in the manufacture of structural steel for buildingsbridge and machinery shield metal arc welding is considered ideal for making storage and pressure tanks as well as for production line products using standard commercial metals
Since the development of gasshielded arc processes there are indications that they willi be used extensively in the future welding all types of ferrous and nonferrous metals in both gauge and plate thicknesses
Resistance welding is primarily a production welding' process It is especially designed for the mass production of domestic goods automobile bodies electrical equipment hardware etc Probably the outstanding characteristic of this type of welding is itsadap tability to rapid fusion of seams
Electroplating
Electroplating is a process in which a metal is deposited onto a metallic substrate The plated metal is normally of a thickness less than 0002 in and in most applications approximately 00001～00003 in Metals are plated to afford the substrate properties That it would not otherwise have such as improved corrosion resistance aesthetic appeal greater abrasion resistance improved surface hardness changed electrical characterisitics and adjusted dimension to tolerance as well as imparting other deesired properties
The greatest rse of plating is probably plating zinc on steel thereby providing both a corrosionresistant surface and one that is attractive in appearance Such articles as nuts bolts washers wire goods casting and numerous stampings are processed in this manner Another extensive use of plating on steel is decorative chrome this usually comprises a triplate of copper nickel and chromium This finish has found widespread use on automotive and houseware applications where both a corrosionresistant and an attractive surface must be provided
Many metals other than steel are electroplated Metal substrates such as aluminumbrass copper and zinc are plated to provide various desired properties
Electroplating of plastic articles is finding increasing acceptance in industry
Itemsfabricated of molded plastics such as automotive grilles tail light assemblies trim andnumerous household appliances as well as plumbing fixtures are being electroplated Aspecial process is required whereby the plastic part is metallized to make it conductive sothat it can be plated to the desired finish
The design engineer is able to select from numerous substrates to fabricate a part
considering such factors as strengthand cost The part once fabricated can then be finished by electroplating or by other related processes to provide the desired properties and appearance
The process used for electroplating is similar for all metals The part to be processed is cleansed of all surface soil and then activated The activated metal is placed immediately into the plating solution where the actual electroplating is to be achieved The exact plating cycle and various solutions used will vary somewhat depending upon the base metal and the type of plating to be done
In the actual electroplating operation the parts to be plated are made cathodic in the plating solution In a simplified operation these parts are suspended by a hook or wire from a cathode bar Lowvoltage direct current is supplied by a rectifier and is connected by a cable or buss to both the anode and cathode circuits in the plating tank
The anode and cathode bars are fabricated of copper and are positioned on but insulated from the tank rim These bars are designed to carry the weights of the anodes and suspended
The anodes are electrodes that are suspended in the plating solutionthey are normal of the same metal is to be plated that is copper plating or nickel anodes for nickel plating During the plating operation the anode dissolves to replenish the solution of metallic ions deplated by metal deposition on the cathode This type of anode is known as a soluble anode Certain situations however require an insoluble (inert) anode whose only purpose is to provide current to the electrolyteExamples of typical insoluble anodes are carbon for certain processes and lead anodes for chromium plating Insoluble anodes are used in situations where the electrolyte woulddissolve the anode at a rate faster than the metal would be plated out of solution or in situations
where the cost of a pure anode would be prohibitive
During plating lowvoltage direct current is supplied to the electrolyte by a
rectifierGenerators are also used from time to time but have largely been replaced by the newer rectifiers Depending upon the process the current supplied by the rectifier is in the range of 6 ~ 12V with current density depending upon the surface area of the cathode Typical current densities for many plating operations are 20 ~ 100Aft2 area to be plated Hence a cathode area of 10 ft2 would require a rectifier capable of 200 ~ 1 000A In actual production plants rectifiers with a capacity of 5 000 ~ 20000A are quite usual
The plating solution that is the electrolyte is generally an aqueous solution that containsdissolved salts of the metal to be plated and other chemicals as may be required Some electrolytes are quite simple in nature and may contain as few as two ingredientsAcid copper plating for example uses a solution of only copper sulfate and sulfuric acidOther electrolytes however may be quite complex The solution for nickel plating may contain as many as six to eight ingredients such as nickel sulfate nickel chloride boric acid sulfuric acid and wetting agents as well as several organic addition agents
These electrolytes are conductive media that allow the current to pass from anode to cathode As direct current is applied to the anode metal is dissolved and ionized The current causes these positively charged metallic ions to migrate toward the cathode where they are reduced to the metallic state and deposited onto the cathode For the most part he anode and cathode act independently of each other in the electrolyte The simplified eaction also causes the migration of negatively charged ions to the anode where they are eutralized by the positive charge Byproducts that are caused by this electrolysis include the release of oxygen at the anode and hydrogen at the cathode Due to the complexity of some electrolytes numerous other
side reactions may also occur
Most plating electrolytes can be operated over an indefinite period of time and seldom if ever require discarding As the plating process continues and various chemicals are consumedreplenishment is required in order to maintain the electrolyte within the Prescribed concentrationlimits The plating solution may become umbalaneced during continued operation due to
1 Depletion of metallic ions
2 Incomplete reactions
3 Decomposition of ingredients
4 Dragin from previous solutions
5Dragout of the plating solutions
6External contaminationl
Due to these factors it is important to have the electrolyte analyzed on a periodic basis with chemical additions or purification steps taken as may be required
Lathes and Other machines
From Product Design for Manufact and Assemble by GBoothroyd Lathes
Lathes are design to rotate the workpiece ang feed the cutting tool in the direction necessaryto generate the required machined surface
The most common form of lathe is the turret lathe shown diagrammatically it consists of a horizontal bed supporting the carriage and the turret The workpiece is gripped in a chuck or collet or is mounted on a faceplate mounted on the end of the main spindle of the machine
Rotation of the workpiece is provided by an electric motor driving the main spindle through a series of gears
Cutting tool are mounted on the cross slide angform the turret The tool on the cross slide can be driven or fed parallel to the axis of rotation of the workpiece turret can be indexed to bring the various tools into position and can be driven or fed along the bed of the lathe
Modern turret lathes are provided with computer control of all of the workpiece and tool motions These are known as computer numerical control (CNC) lathes and the tool or the cross slide can be fed in any direction in the horizontal plane to generate a required contour on the workpiece
It shows a cylindrical surface being generated by rotation of the workpiece and the movement of the carriage along the lathe bed this operation is known as cylindrical turning
The feedmotion setting on the lathe is the distance moved by the tool during each
revolution of the workpiece The feed f for all machine tools is defined as the displacement of the tool relative to the workpiece in the direction of feed motion per stroke or perrevolution of the workpiece or tool Thus to turn a cylindrical surface of length lw the number of revolutions of the workpiece is lwf and the machining time tm is given by
Tm lw (fnw)
where nw is the rotational speed of the workpiece
It should be emphasized at this point that tm is the time for one pass of the tool (one cut) along the workpiece This single pass does not necessarily mean however that the machining operation is completed If the first cut is designed to remove a large amount of material at high feed (rouqhing cut) the forces generated during the operation will probably have caused significant deflections in the machine structure The resulting loss of accuracy may necessitate a further machining operation at low feed (finish cut) to bring the workpiece diameter within the limits specified and to provide a smooth machined surface For these reasons the workpiece leaving a small amount of material cut
A horizontalspindle lathe is not suitable for turning heavy large diameter worrkpieces The axis of the machine spindle would have to be so elevated that the machine operator could not easily reach the tool and workholding devices In addition it would be difficult to mount the workpiece on a vertical faceplate or support it between centers for this reason a machine that operates on the same principle as a lathe but has a vertical axis is used and is known as a verticalboring machine Like the lathe this machine rotates the workpiece and applies continuous linear feed motion to the tool
Singlepoint tools are employed and the operations carried out are generally limited to turning facing and boring
The horizontal workholding surface which facilitates the positioning of large
HorizontalBoring Machine
Another machine described here that uses singlepoint tool and has a rotary primary motion is a horiaontalboring machine is needed mostly for heavy noncylin drical workplace in which an internal cylindrical surface is to be machinedIn generalthe words horizontal or vertical used when describing a machine tool refer to the orientation of the machine spindle that provides primary motion thusin the horizontal borer the main spindle is horizontal
The principal feature of the machine is that workpiece remains stationary during
machiningand all the generating motions are applied to the tool The most common machining pricess is boring anf is show in the figureBoring acheveed by rotating the toolwhich is mountedon a boring bar connect to the spindleand then feeding the spindleboring barand tool along the axis od rotationThemachinetool motions which can be use to move the workplace are for positioning of workpiece and are not generally employ white machining is taking placeA facing operation can be carried out by using a special toolholder thant feeds the tool radially as it rotates
Againthe equation developed earlier for the machining timeand the metalremoval rate in boring and facing will apply
Planning Machine
The planer is suitabe for generating flat surface on very large parts with this machine a linear primary motion is applied to the workpiece and the tool is fed at right angles to this motionThe primary motion is normally accomplished by a rackandpinion drive using a variable speed motion is intermittentthe work is held on the machine table using the T slots providedthe machining time tm and metalremoval rate Zw can be estimated as follows
tmbw(fnr)
where bw is the width of the surface to be machined nr is the frequency of cutting strokes and f is the feed the metal removal rate zw during cutting is given by
zwfapv
where v is the cutting speed and ap is the depth of cut(the depth of the layer of material to be removed)
中文译文：
焊接电镀
焊接
焊接工业发展生产率说必少已成金属制品制造修理手段工业列举出焊接形式工业中已发现焊接实际制造工序数设计中种高效济手段里焊接
种新车型准备加工工具时制造商会焊接设备花费高达100万美元许楼桥梁船通焊接制造成建筑噪音必须保持方医院扩建楼焊接作接合金属部件手段价值尤重
没焊接飞机制造工业永远满足飞机 火箭导弹巨需焊接冶金学新方法新知识已航天计划迅速发展成
许焊接社会贡献家特殊制品焊接工艺样部件结构中电视机冰箱厨房橱柜洗碗机类似产品
作制造手段焊接已证明快速灵活通简化设计省花费模型加工工序降低制造成
焊接广泛农场设备采矿石油机械机床模具夹具生产修理锅炉熔炉铁路机车建造中采磨损部件中加入新金属改进技术焊接已竞争强工业变济
天许焊接工艺中气焊电弧焊电阻焊统治该领域操作者务角度解释工艺
焊接工艺类型
气焊设备操作者务合适焊料熔池时控制引导接合金属边缘热量高热气体通常乙炔氧燃烧获种原种工艺做乙炔焊应中利气体Mapp（甲基乙炔丙二烯）丙烷天然气产生焊接需高热
种工作需技术调节器调节适焊嘴焊条选择接合金属边缘准备火焰焊条操作技术气焊技术切割附件特氧气压力进行火焰切割火焰氧气切割种金属切割成需形状者铸件余金属
3种电弧焊工龋电焊气体保护钨极电弧焊熔化极气体保护电弧焊电焊焊工焊接技巧焊缝起点处撞击电弧然保持该电弧融合金属接缝电极端部熔化金属接着边缘熔化酌金属起沉积接合处凝固形成坚固均匀接合期电弧焊操作工选择适合该工作电极够遵工作规范中叙述说明读懂焊接符号运需技巧焊接类型接缝
气体保护弧焊工艺金属电弧干艺高级已获认利气体保护电弧电弧熔池通惰性气体屏蔽罩起惰性气体屏蔽防止气污染形成更结实焊接称气体保护钨极电弧焊熔化极气体保护电弧焊眸工艺时称TIG(钨极惰性气体保护焊)MIG(属焊条惰性气体保护焊)工操作动操作
电阻焊操作工负责控制机器利热莉压力金属熔合起果两块金属放电极间金属成低电压高安培数导馇材料手慕串身电阻加热成塑态完成焊接减轻压力前断开电流便焊接金属冷具固态强度
操作者务恰调节机器电流压力印进设置适合焊接材料
焊工通常负责齐装配部件控制部件通焊机通道
正确焊接工艺选择
没限定某特殊焊接形式固定规定般说控制素：焊接金属种类关成制造产品性质生产技术电焊工艺相焊接工作气焊工艺完成
乙炔焊普气焊工艺金属力杠工业设备维修领域灵活性机动性乙炔焊广泛维护修理工作焊接装置放双轮车移动者卡车送损坏发生方现场作业适应性乙炔焊工艺适合焊接硬钎焊切割热处理
电焊优势快速性应样性利快速性优势较低成进行高质量焊接工艺具体应楼桥梁莉机械结构钢船电焯理想应储油罐压力箱制造标准工业金属生产道制品
气体保护弧焊工艺发展迹象表明会广泛类规格板厚度黑色金属色金属
电阻焊生产焊接工艺专门晕生产家庭品汽车车身电气设备五金器具等许类焊接显著特征快速熔合焊缝适应性
电镀种金属沉积金属基底工艺镀金属厚度通常0．002 英寸数应中约00001—00003 英寸镀金属提供方法具基底性提高防腐力审美作提高抗磨力提高表面硬度改变电特性调整尺寸满足公差予需性
电镀途钢镀锌时提供防腐表面外观吸引表面螺帽螺栓垫圈丝状物铸件许压件样物品种方式加工种钢广泛电镀饰铬通常包含铜镍铬3种金属合镀种精加工已广泛汽车家品等必须时具防腐吸引表面方
钢外许金属需电镀金属基底铝黄铜铜锌进行电镀提供种需性
塑料物品电镀正越越工业接受模制塑料制造零件汽车格栅尾灯组件边饰许家电器道固定设备电镀塑料零件需金属化具传导性方需种专工艺藉零件镀需光洁度
考虑样素长度适成时设计工程师够数基底中进行选择制造零件零件旦制成通电镀关工艺进行精加工提供需性外观
电镀工艺金属类似加工零件需清表面脏物活化活化金属立放电镀液中里完成实际电镀具体电镀周期电镀液根基金属进行电镀类型变化
实际电镀作业中电镀零件电镀液中作阴极简化作业中零件通阴极棒钩子金属丝(图13—1)吊起低压直流电整流器提供通电缆汇流条连接电镀槽阴极阳极阳极棒阴极棒铜制造放置槽边需绝缘棒承受阳极阴极重量传导施加电流
阳极悬吊电镀液中电极通常镀金属相说铜阳极镀铜者镍阳极镀镍电镀作业程中阳极溶解补充阴极金属分解金属离子溶液种类型阳极称溶阳极某情况需溶(惰性)阳极惟目电解液提供电流典型溶阳极例子某工艺碳镀铬铅阳极溶阳极电解液溶液中电镀金属快速率溶解阳极场合纯金属阳极成高敢问津场合
电镀程中低压直流电整流器提供电解液间发电机已程度新格流器取代根具体工艺格流器供电流范围6—12V电流密度取决阴极表面积许电镀作业典型电流密度方英尺镀面积20—100A面积10 方英尺阴极需整流器容量200—1000A现行生产车间中容量5000～20000A整流器常见
电镀液电解液般包含镀金属溶解盐需化学药品水溶液电解液性质相简单仅包含少2种成分例酸性镀铜溶液仅硫酸铜硫酸然电解液非常复杂镀镍溶液包含达68种成分硫酸镍氯化镍硼酸硫酸湿润剂干种机添加剂
电解液导电介质允许电流阳极通阴极阳极施加直流电时金属溶解电离电流引起正电荷金属离子阴极迁移阴极减弱金属状态沉积阴极部分情况·阳极朋极电解液中彼独立作简单反应引起负电荷离子阳极迁移里通正电荷中电解产生副产品包括阳极释放氧气阴极释放氢气某电解液复杂性发生副反应
数电镀电解液时间长度定少废弃着电镀工艺继续种化学药品消耗需补充维持电解液规定浓度极限电镀液连续作业程中变衡：
1．金属离子消耗
2．完全反应
3．成分分解
4．先前溶液带
5．电镀液带出
6．外界污染
素影响利化学添加物定期分析电解液采取需净化步骤重
车床机床
车床
车床旋转工件生成需加工表面需方进切削刀具
常见车床形式六角车床支承床头箱拖板六角刀架水床身组成工件夹卡盘夹头中者安装机床轴端部花盘
工件旋转台电机通齿轮系驱动轴提供
切削刀具安装横滑板六角刀架横滑板刀具行工件旋转轴线方工件旋转轴线法线方驱动进六角刀架通改变种刀具定位车床床身方驱动进
现代六角车床计算机控制工件刀具运动车床称计算机数字控制(CNC)车床刀具横滑板水面方进工件产生需廓形
说明通工件旋转拖板车床床身运动产生柱面工序称外圆车削
车床进运动设置工件转圈刀具移动距离机床进量f 规定刀具相工件进运动方刀具工件行程转圈位移样车削长度lw柱面工件转数lw／f加工时间tm式出
Tmlw／(fnw)
式中nw工件旋转速度
应强调tm刀具工件通次(次切削)时间次通意味着加工工序完成果首次切削高进量材料(粗切)操作程中产生力引起机床结构明显挠酶引起带度损失需进量进步加工(精切)工件直径规定界限提供光滑加工表面原粗切时常加工成稍点尺寸留少量材料精加工中
立式镗床
水轴车床适车削沉重直径工件否机床轴轴线升高机床操作工易够固定刀具固定工件装置高度外垂直花盘安装零件顶尖间支撑零件会困难种车床相工作原理具垂直轴线机床称立式镗床(图14—2)种机床车床样旋转工件刀具施加连续线性进运动 ’
单刃刀具进行作业般限车削端面车削镗削
便定位型工件水工件固定面带径T型槽起夹持作旋转工作台组成
卧式镗床
里介绍种单刃刀具具旋转运动机床卧式镗床种机床沉重非圆柱形工件种工件加工圆柱形表面般讲描述机床时卧立式两词指提供运动机床轴（轴）方样卧式镗床中轴水
机床特征工件加工程中保持静止造型运动施加刀具常见加工工艺镗削通旋转刀具实现镗削刀具安装接轴镗杆然旋转轴线进轴镗杆刀具移动机床运动工件定位进行加工时般端面车削工序通专刀具架旋转时进刀具实现
外先前推导镗削端面车削加工时间金属切削率方程
刨床
刨床适合非常部件产生面种机床线性运动施加工件刀具垂直 该运动方进运动通常利变速马达通齿条齿轮传动实现进运动断续工件提供T 型槽固定机床工作台加工时间tm金属切削率zm式估算
tmbw（fnr）
式中bw加工面宽度nr切削行程频率f进量金属切削率zw式
出
Zwfapv
式中v切削速度ap切口深度（材料层深度）
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