毕业设计（论文）-矿井提升机设计.docVIP

摘 要 随着科学技术的不断发展, 我国矿井提升机产品已系列化，分两大类型：与JK型单绳缭绕式提升机配套使用的TKD型(包括TKD-A改进型)；与JKM型多绳摩擦提升机配套使用的JKMK／JJKMK-A／JTKD-A型电控系统一律附加八级起动电阻：JKMK／J 矿井提升机是矿井提升设备的动力部分，由电动机、主轴装置、制动装置、深度指示器、系统和操作台等组成。我国目前广泛使用的矿井提升机，从工作原理和结构来分，主要是缠绕式(多为单绳，多绳较少使用)和摩擦式(多为多绳，单绳较少使用)；从拖运方式上来分,有交流拖运和直流拖运两种。 交流拖动装置，一般利用外接电阻来调整，多选用绕线型异步电动机。交流拖运提升机的控制系统。 直流拖运装置是利用改变直流电动机外供电压的方法来调整。直流拖运装置的变流设备可分为两大类：发电机一电动机组(F—D)系统和可控硅-电动机(SCR-D)系统。若采用发电机一电动机组系统时，还需增加两个和主电动容量相同的大型电机，即直流发电机和拖运它的交流同步电动机。由于F-D系统设备费用高、占地面积大，目前已趋于淘汰。而SCR-D系统，随着设备技师及自动化程度提高，将会有广阔的发展前景。因此在有条件的矿井，提升电动机容量低于1000KW 时，也可以考虑选用直流拖运装置。 目前，我国可以成批生产各种大型矿井提升机及各种配套设备。从设备的整体水平来说，同西方发达国家仍有一定差距，现今，国外的一次提升量最大已达50吨，提升速度达到20至25米/秒，最大拖动功率可达104千瓦，井深从数百米到20000米以上。现在提升设备正向大型、高效和自动控制方向发展。 本文针对多绳摩擦提升系统进行控制系统设计。 1 提升系统的基本结构和六阶段提升控制加速度及力图分析 1.1 多绳摩擦提升系统基本结构 如图l—l为摩擦式提升机的示意图，摩擦式提升机与缠绕式提升机比较，具有整体重量小，安全性高，可使罐耳、罐道寿命长，不受滚筒容绳量的限制，故适用于深井提升。 图l一1多绳摩擦式提升机工作原理示意图 l—主导轮；2—导向轮；3—主钢丝绳；4—容器；5—平衡尾绳； a—围包角；s—提升中心距 由图可知，摩擦式绞车钢绳3搭放在主导轮l的衬垫上，提升容器4悬挂在钢丝绳的两端，在容器4的底部悬挂有平衡尾绳5。提升机工作时，当主导轮向某一方向转动时，钢丝绳便在与摩擦衬垫的摩擦力的作用下，跟主导轮一起运动，使提升容器提升和下放。 导向轮的作用是：改变钢丝绳对主导轮的包角，从而可改变钢丝绳与衬垫间的磨擦力。 本系统采用等重尾绳，使得提升系统在整个提升范围内的提升阻力均匀不变。 1.2 六阶段提升控制加速度及力图分析 图1—2所示为常采用的交流拖动双箕斗提升系统六阶段速度一加速度一力图，速度图表达了提升容器在一个提升循环内的运动规律。力图表达了提升过程中系统的受力情况。各阶段中： 1.2.1 初加速阶段t1提升循环开始，处于井底装载处的箕斗被提起，而处于卸载位置的箕斗则沿卸载曲轨下行，为了减少容器通过曲轨时对井架的冲击，对初加速度a，及容器在卸载曲轨内的运行速度υ1要加以限制，一般υ1≤1．5m／s1.2.2 主加速阶段t：当箕斗离开曲轨时，则应较大的加速度a2运行，直至达到正常提升速度υm，以减少加速阶段的运行时间，提高提升效率。此时要加大起动转矩，则应按速度反馈和电流反馈原则来逐级切断起动电阻，正力提升。 1.2.3 等速阶段t3箕斗在此阶段以最大提升速度υm运行，不再加速即a3=O直至重箕斗将接近减速点。电动机的所有电阻都已切除，电动机运行于自然特性曲线上的额定运行点，正力提升。 1.2.4 减速阶段t4重箕斗将要接近井口时应开始以减速度a4减速运行，此时一般将电动机断电，系统靠惯性运行并由自动可调闻系统根据给定速度和实际速度反馈来控制制动器实现减速时的速度控制，负力提升。 1.2.5 爬行阶段t5重箕斗将要进入卸载曲轨时，为了减轻重箕斗对井架的冲击并有利于准确停车，重箕斗应以υ4的低速爬行。一般υ5=O.4～O.5m／s2.5～5m0.5m／s 图1—2箕斗提升六阶段运动图 1.2.6 停车休止阶段t6当重箕斗运行至终点时提升机施闸停车。处于井底的箕斗装载，处于井口的重箕斗卸载。 根据提升系统对六阶段速度控制要求设计具体的控制电路。 2 单机拖动，多绳摩擦等重尾绳提升控制系统的设计 2.1 电气系统组成和控制原则及特点 2.1.1电气系统组成 2.1.1.1主电路 1)、使用了交流绕线式异步电动机作为提升机的主电机。 2)、高压断路器。当电动机高压供电电路发生故障时及时切断高压电源，同时提升机安全制动。 3)、高压换向器。用来