矿山提升设备,运行理论

第八章矿井提升设备的运行理论提升设备的运行理论是研究提升设备在一 次提升过程中提升容器的速度变化规律和电动 机作用在提升机滚筒圆周上力的变化规律的， 以确定合理的运动参数。 2011/1/9河南理工大学高等职业学院节提升系统基本动力学方程/>一、提升系统基本动力方程式作用在提升机主轴上的力矩有提升系统的静阻力矩Mj，提 升系统的惯性力矩Md及由电动机产生的拖动力矩M。

处于平衡状 态，得M-Mj-Md=0在等直径提升系统中，可以写成为：F-Fj-Fd=0式中 F——电动机作用在滚筒圆周上的拖动力，N；Fj——提升系统的静阻力，N； Fd——提升系统的惯性力，N。 2011/1/9河南理工大学高等职业学院二、提升系统的静阻力提升系统的静阻力包括静力和阻力，静力包括货载重力、容曲阻力及天 轮轴承、滚筒轴承的阻力等。

提升运行理论

2011/1/9河南理工大学高等职业学院提升系统示意图 2011/1/9提升系统静阻力随x的变化河南理工大学高等职业学院由于矿井运行阻力与很多因素有关，难以精确计算。

在实际设 计过程中，通常按提升货载的百分数来估算。 ?s? ?x ? k? mg式中 k′ —对于箕斗= 0.15，对于罐笼= 0.2。 则公式变为 F ? kmg ? p ?H ? 2 x ?j式中 k—矿井阻力系数，对于箕斗= 1.15，对于罐笼 = 1.20。

由公式可以看出：(1)静阻力与容器的自重无关；(2)在提升过 程中，静阻力随提升容器位置即值的不同，而发生变化，是随的增 大而以斜率减小的一条斜线。 这种静阻力在提升过程中是变化的现 象称之为静力不平衡；(3)在深井中以及钢丝绳较重时，Fj有可能在 提升终止前出现负值。 2011/1/9河南理工大学高等职业学院对于立井有尾绳系数，其静阻力为Fj? kmg ??p? q ?? H ? 2 x ?式中q—尾绳每米重量，N/m。 当提升主绳和尾绳重力相等，即p=q时，Fj =kmg =常 数。 静阻力不再随提升容器位置的改变而改变，如图中直 线3所示，属静力平衡系统。

提升系统运动部分可分成直线运动和旋转运动两部分， 作直线运动的部件为提升容器及货载、提升钢丝绳、尾绳。 它们的速度和加速度与提升机滚筒表面速度、加速度相同， 所以其变位质量与实际质量相等；作旋转运动的部件为：提 升机（包括减速器）、天轮和电动机转子。 提升机和天轮的 变位质量在其技术规格表中可分别查出。 提升设备运 动学是研究提升容器运动速度随时间的变化规律， 以求得合理的运转方式。 提升设备运动学的基本任务是确定合理的加 速度与减速度、各运动阶段的延续时间以及与之 相对应的容器行程，并绘制出速度图和加速度图。 本节以我国矿山广泛采用的无尾绳静力不平 衡提升系统为例，介绍提升设备运动学计算的基 本内容和方法。 2011/1/9河南理工大学高等职业学院一、提升设备的运行规律提升设备在一个提升循环内其提升速度随时间变化的关 系图形，叫做提升速度图。 对于罐笼提升， 因无卸载曲轨的限制，故无需初加速 阶段，开始以较大的主加速度加速，但是为了准确停车（ 使罐笼内的轨道与车场轨道对齐），也需要有一爬行阶段， 因此，普通罐笼提升采用如图（b）所示的五阶段速度图。 2011/1/9河南理工大学高等职业学院六阶段和五阶段速度图二、提升加速度的确定 1．箕斗提升初加速度的确定 箕斗卸载曲轨行程h0=2.35m或2.13m。 初加速度a0为? v02a02h0初加速阶段时间t0为t0?v a0 0式中2011/1/9v0=1.5m/s，箕斗脱离卸载曲轨时的速度。 河南理工大学高等职业学院2．主加速度a1的确定 主加速度是按安全经济的原则来确定的，主 加速度的大小受《煤矿安全规程》、减速器强度、 电动机过负荷能力三个方面的限制。 （1）《煤矿安全规程》对提升加、减速度的限 制：“立井中用罐笼升降人员时加速度和减速度， 都不得超过0.75 m/s2；斜井中升降人员的加速度 和减速度，不得超过0.5 m/s2。 ”对升降物料的 加、减速度规程没有规定，一般在竖井，加、减 速度不超过1.2 m/s2 ，斜井不超过0.7 m/s2。 Fe ——电动机作用到滚筒缠绕圆周上的额定拖动力，N；2011/1/9Fe ?1000 Pe? vmj河南理工大学高等职业学院ηj——传动效率。 Pe— 电动机额定功率，kW；（3）按减速器允许的输出传动转矩来确定。

综合考虑上述三个条件，按其中最小者确定主加速度a1的大小。

2011/1/9河南理工大学高等职业学院三、提升减速度的确定提升机减速度可以采取多种方式，常用的有自由滑行减速、制动减速和 电动机拖动减速。 1.自由滑行减速 减速一开始，电动机便从电网上断开，提升系统拖动力为零，靠惯性自 由滑行。 当采用自由滑行减速方式其减速 度太大时，必须采用正力减速。 此时，将电动机转子电阻接入转子 回路中，使电动机在较软的人工特性曲线上运行。

当采用自由滑行减速方式减速度 太小时，必须对系统施加制动力。 制动减速方式有机械制动和 电气制动两种，机械制动即机械闸制动，电气制动有动力制动 和低频制动两种。

2011/1/9河南理工大学高等职业学院4.爬行阶段 箕斗提升的爬行距离和爬行速度可参考下表。