矿井提升机基础知识教案(机械部分)

矿井提升基础知识教案

（机械部分）

一、提升机分类

提升机是矿井主要设备，用于升降人员和物料。在煤矿对大型提升机（滚筒直径2m以上）称提升机，对滚筒直径小于2m的提升机俗称提升绞车。提升机按照工作原理分为单绳缠绕式矿井提升机，和摩擦式提升机。单绳缠绕式提升机又分为单滚筒提升机（单钩提升）、可分离式单滚筒提升机、双滚筒提升机（双沟提升）。摩擦式提升机又分为单绳提升机和多绳提升机，根据布置方式又分为塔式和落地式两种。

1、缠绕式单滚筒提升机作单钩提升时，提升钢丝绳的一端固定在提升机滚筒上，并缠绕在滚筒上。钢丝绳的另一端由滚筒上方引出，绕过天轮后与提升容器连接。当提升机的滚筒向不同的方向转动时，提升容器相应地作上升或下降运动，以完成所担负的提升任务。

2、缠绕式双滚筒提升机有两个滚筒，其中一个为活（游动）滚筒，另一个为固定滚筒。主要用于双钩提升。在每个滚筒上固定一根钢丝绳。通常活滚筒位于操作台的的左方，并由下方出绳，固定滚筒则在右边，并有上方出绳。

3、矿井提升绞车主要作用于井下采区的上、下山，以及其他辅助性的斜坡运输（包括地面斜坡运输）。根据运输量的提升距离的实际需要，也有单钩提升和双钩提升两种。

4、摩擦式提升机的工作原理与缠绕式提升机不同，他的提升钢

丝绳不像缠绕式提升机那样缠绕在滚筒上，而是依靠钢丝绳与主导论上的衬垫之间的摩擦力，使提升钢丝绳与主导轮一起运动，并带动钢丝绳端部悬挂的提升容器作上行或下行运动。为了提高运行效率，保持在运行过程中两侧提升钢丝绳的拉力基本不变，通常都是在提升容器的底部悬挂有平衡尾绳。当提升机运动时，提升钢丝绳的自重和悬挂的提升容器重量，以一定的拉力压在摩擦衬垫上，产生的摩擦力使钢丝绳和提升容器随主导论的转动而上行或下行。摩擦式提升机的机械结构、技术性能和应用范围等都是根据上述特点确定的。摩擦式提升机可以分为塔式和落地式两种，国际上两种都广泛使用，国内目前使用的落地式摩擦轮提升机较多。

二、提升机主要组成部分

矿井提升机作为一个完整的机械-电气组，它的组成部分及其功能如下：

1、工作机构

主轴装置和主轴承（包括滚筒和摩擦轮），作为缠绕或搭放提升钢丝绳，以承受各种正常载荷（静载荷、动载荷）及非常载荷。

2、制动系统

制动器和液压传动系统，用于机器停止时，能可靠的闸住机器。并能在正常（工作）制动和紧急制动时，参与控制机器的速度，能使机器迅速停车。

3、机械传动系统

减速器和联轴器，用以减速和传递动力。

4、润滑系统

润滑油站及管路，当机器工作时，不断向轴承，减速器轴承及啮合齿面压送润滑油。

5、观测和操纵系统

包括操作台、深度指示器等。操作台主要控制主电机的速度和换向及对制动系统进行控制；深度指示器指示提升容器的运行位置，在提升容器接近井口（或井底）时发出减速信号，当机器过卷或超速时，进行限速和过卷保护。

6、拖动、控制和自动保护系统

原拖动系统有交流、直流两大系统。随着技术的发展，现在又增加了变頻调速系统。自动保护系统具有：过速、过卷、闸间隙、润滑油超压或欠压、制动油超压或欠压，轴承温升超限，制动油温升超限、电动机过流或欠压等自动保护。

7、辅助部分

包括死机座椅，机座、机架、护栏、护罩等辅助用具及材料。对于多绳摩擦式提升机还包括导向轮装置及摩擦轮衬垫的车槽装置。

以下对矿井主提升机的主要组成部分分别作一些介绍：

(1) 主轴装置

单滚筒提升机

筒壳用螺栓固定在法兰盘上，法兰盘的轮毂用切向键固定在主轴上，滚筒上有木衬，在滚筒的两外侧，有两个制动轮，并与法兰盘铸成一个整体。

双滚筒提升机

一边为固定滚筒，一边为游动滚筒。固定滚筒的法兰盘的轮毂使用切向键固定在主轴上，内侧法兰盘带有制动闸轮。筒壳使用螺栓定在法兰上。活动滚筒的法兰盘经过铜轴套浮动的装在主轴上，整个滚筒通过离合器由主滚筒带动。

多绳摩擦轮式提升机主轴

多绳摩擦式提升机的主轴为了减少轴的跨度，采用滚动轴承。主轴与铸钢轮毂的连接为热压配合，而不用键。制动盘与主导论焊接在一起。

多绳摩擦式提升机的钢丝绳是搭放在主导论的衬垫上，提升容器是悬挂在钢丝绳的两端。容器的底部还悬挂有平衡尾绳。提升机工作时，拉紧的钢丝绳必须以一定的正压力紧压在主导论的衬垫上，主导轮向某一方向旋转时，提升钢丝绳与主导轮衬垫之间产生很大的摩擦力，钢丝绳在摩擦力的作用下，跟主导轮一起运动，从而实现提升容器的升降。

（2）减速器

缠绕式提升机一般配套使用渐开线人字齿减速器。减速器由箱体、高速轴、中间轴、和主轴等部件组成。

多绳摩擦式提升机多使用行星齿轮减速机。其主要传动结构为:行星轮、太阳轮、外齿圈。行星减速机具有高刚性,高精度,高传动效率高、终身免维护等特点。

（4）深度指示器

深度指示器用来指示提升容器在运行中的相应位置。目前多使用牌坊式深度指示器。

牌坊式深度指示器是由两部分组成，一个是与提升机主轴轴承端成直角连接的装置叫做深度指示器传动装置，另一个通过联轴器与传动装置连接叫做牌坊式深度指示器。

牌坊式深度指示器通过更换齿轮对、涡轮、蜗杆来匹配井筒的深度（提升高度）。多绳摩擦式提升机的深度指示器与缠绕式提升机深度指示器的主要区别在于：摩擦式提升机提升运行时，钢丝绳与主导论之间不可避免的会产生蠕动和滑动，摩擦衬垫在运行中也有磨损，这些都会造成提升容器在井筒中的实际位置与深度指示器上对应的位置之间有误差，要求深度指示器能够自动消除这些误差，以保证深度指示器能够正确的指示出提升容器在井筒中的实际位置，为此设置有自动调零装置。即在每次提升之后的停车期间，将指针调到零位。

5、盘式制动器及液压站

（1）盘式制动器

一、用途与型号

TP系列液压制动器主要与制动盘配套组成盘型制装置，用于提升机工作制动和紧急安全制动，实现可控制动停车。由于其属常闭式结构，因此也具有定车作用。其型号的含义为：

T P --

制动正压力（KN）

制动

液压

二、主要技术性能

1、提供平稳均匀的摩擦制动力；

2、产品及零部件互换性好；

3、与电控和液压系统配合，使提升机的停车减速度保持在0.05-0.3m/s2

4、系统突然断电时，仍能保证提升机备平稳地减速停车；

三、TP系列盘型制动器的结构原理及工作原理

液压制动器的结构如图所示，主要有调整螺母1、活塞2、缸体3、基架4、碟形弹簧5、闸盘6、闸瓦7、制动盘8组成。液压组件可单独整体拆下并更换。

液压制动器的制动力是由闸瓦7与制动器8摩擦而产生的。因此调节闸瓦对制动盘的正压力即可改变制动力。而制动器的正压力N的大小决定于油压P与蝶簧5的作用结果。提升机正常工作时，液压P 达最大值，此时正压力N为0，并且闸瓦与制动盘间留有1-1.5mm的间隙。即制动器处于松闸状态。当提升机需制动时，根据工况和指令情况，电液控制系统将按预定的程序减小油压以达到制动要求。当闸瓦7磨损，制动器与制动盘的间隙大于2mm时，通过调整螺母1来调整闸瓦间隙。

四、TP系列盘型制动器的调整及调试要求

1、盘型制动器的调整

（1）将制动器与液压系统相连，液压系统正常工作后，调整制动盘与制动闸瓦间隙在1～1.5mm。调整时，一副制动器的两个闸瓦应同时调整。调整好后，应进行试运转，并重新测量其间隙，如有变化应进一步调整。

（2）闸瓦间隙调整好后，系统突然断电，观察制动器闸瓦是否能立刻贴到制动面上，如达不到要求应重新检查，直到调整正常为止。

2、盘型制动器的安装调试要求

（1）各制动器的制动缸对称中心线水平面与主轴轴心线应在同一水平面内，其偏差△不得大于±3mm。

（2）在闸瓦与制动盘全接触的情况下，实际的平均摩擦半径不得小于设计的平均摩擦半径。

（3）支架两侧面与闸盘两侧面的不平行度不大于0.2mm（中心

平面）。

（4）闸瓦粗糙度不大于Ra3.2um，偏摆不大于0.5mm。

（5）同一副制动器的支架断面与制动盘中心线距离偏差不大于±0.5mm。制动器的支架端面与制动盘的中心平面的平行度误差不得大于0.2mm。

（6）同一副制动盘两闸瓦工作面的平行度不应超过0.5 mm。

（7）闸盘与闸瓦的接触面积必须大于60%，为保证闸瓦接触面积以减少贴摩时间，并保证闸瓦与制动液压缸中心安装后垂直，应先将闸瓦取下，以衬板为基准刨削闸瓦，直到刨平，再装配到制动器上。

（8）装配好的制动器小心地吊到各个已找正好的垫板上，穿上地脚螺栓，但螺母不要拧紧，由液压站向制动器充油，各制动器开始制动使各闸座在正压力的作用下移到正确位置。再重复动作2～3次观察各闸座有无偏移。若无变形就可以将地脚螺栓的螺母拧死，进行二次灌浆，将垫板灌在水泥沙浆中，闸座不要灌死，以便大修时取出。

3、闸瓦间隙的调整要求

为避免切断柱塞上的密封圈而产生漏油现象，在安装或检修而拆装后第一次调整闸瓦间隙时，必须首先将调整螺栓向前拧入使闸瓦和闸盘贴合，然后分三级进行调整，即每一次充入最大工作油压的1/3油压，此时闸瓦由于蝶形弹簧压缩使之后移。随之将调栓向前拧，推动闸瓦与闸盘贴上，第二次充入最大工作油压的2/3油压，第三次充入最大工作油压调到闸瓦间隙为1mm。

闸盘两侧每对盘形制动器的闸瓦间隙应调整得相等。其偏差不应

超过0.1mm。调整螺栓拧紧程度应尽量一致，否则将影响制动力。

调整闸瓦间隙时要相应的调整返回弹簧，调整时以保证闸瓦能迅速返回为宜，弹簧预压力不宜过大，以避免影响制动力矩，如返回弹簧全部压死可使制动力矩全部丧失（注：液压缸后置式盘行制动器无此要求）。

五、盘形制动器的使用维护注意事项和常见事故及处理方法

1、盘形制动器的使用维护注意事项

a）闸瓦不得沾油，使用中闸盘不得有油，以免降低闸瓦的摩擦系数影响制动力。

b）在正常使用中应经常检查闸瓦间隙，如闸瓦间隙超过2mm 时应及时调整，以免影响制动力。

c）在作重物下放使用的矿井，不能全靠机械制动，这样会使闸盘发热，一旦出现紧急情况就会影响制动力矩、造成重大事故，应采用动力制动等。

d）更换闸瓦时应注意将闸瓦压紧，尺寸不符合时应修配。

e）在提升机正常运转时，若发现制动器液压缸漏油应及时更换密封圈。

f）修理制动盘时应将容器搁在井底或井口的罐坐上（空容器），或将两容器提升到中间平衡状态进行检修。检修时要有一、二副制动器处理制动状态。

g）闸盘粗糙度不够和闸盘端面偏摆量大都将加速闸瓦的磨损，建议重车闸盘。

h）单绳提升机由于主轴承轴瓦磨损引起闸盘轴向窜量大，将加速闸瓦的磨损，建议修主轴承轴瓦。

i）提升机在正常运行中发现松闸慢时应用放气阀放气。

j）每年或经5×105次制动作用后，应检查蝶形弹簧组。

2、常见故障及其处理方法

（1）制动时滑行距离长、制动力小。

原因可能是：超负荷使用、超速使用。

闸瓦间隙太大。

制动盘和闸瓦上有油。

蝶形弹簧有毛病，找出原因对症采取处理措施。

（2）闸瓦磨损不均匀、磨损太快。原因是制动器安装不正，制动盘偏摆太大，窜动或主轴倾斜太长，查明原因分别处理。

（3）松闸和制动缓慢。原因是：

液压系统有空气。

闸瓦间隙太大。

密封圈损坏，查明原因并修理。

（2）液压站（见原理图）

（3）调绳

提升机在对绳和换绳情况下需要调绳

1、对绳操作步骤

先将游动滚筒提升至正常卸载位置，用定车装置将游动滚筒锁死，把通往游动滚筒制动闸的油路关闭，打开离合器，打开深度指示

器离合器，使深度指示器传动装置与主轴分离，在操作台上转换成调绳方式，推动制动手把，打开离合器，启动提升机，根据需要上提或下放，使固定滚筒牵引提升容器运行到正常装载位置，合上离合器，调整深度指示器指针位置，使指针与提升容器相对应，合上深度指示器离合器，解除定车装置，打开通往游动滚筒制动器的油路闸门，恢复提升。

2、换绳步骤

先将定车装置将游动滚筒锁死，打开离合器，使固定滚筒单独运行，拆除固定滚筒上的旧绳，合上离合器，解除定车装置，开动提升机，拆除游动滚筒上的旧绳，再在游动滚筒上缠新绳，做好钩头，挂上提升容器，下放到正常装载位置，再锁死游动滚筒，打开离合器，在固定滚筒上缠新绳，做好钩头，挂上提升容器，提升到正常装载位置，合上离合器，试运行，如果两提升容器位置偏差不符合要求时，需要重新对绳。