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AA煤矿提升设备

2012．6

AAA煤矿机运系统

技能培训教案—机械部分

AA煤矿临时提升系统

（机械部分）

AA煤矿四大件——AA

目录

1、矿井提升机的组成

1、一些设备简介

2、传动系统

3、工作系统

4、制动系统

一、矿井提升机的组成及分类

矿井提升机主要由电动机、减速器、卷筒（或摩擦轮）、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统等组成，采用交流或直流电机驱动。

二、矿井提升机按提升钢丝绳的工作原理分：

缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机。

缠绕式矿井提升机有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。

单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。

双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，运转时一个容器上升，另一个容器下降。

缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120万吨以下、井深小于400米的矿井中。

摩擦式矿井提升机的提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。

提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。

摩擦式矿井提升机根据布置方式分为塔式摩擦式矿井提升机（机房设在井筒顶部塔架上）和落地摩擦式矿井提升机（机房直接设在地面上）两种。

按提升绳的数量又分为单绳摩擦式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机。

后者的优点是：

可采用较细的钢丝绳和直径较小的摩擦轮，从而机组尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。

年产120万吨以上、井深小于2100米的竖井大多采用这种提升机。

（一）缠绕式提升机：

缠绕式提升机的主要部件有主轴、卷筒、主轴承、调绳离合器、减速器、深度指示器和制动器等。

双卷筒提升机的卷筒与主轴固定联接者称固定卷筒（靠近动力设备），经调绳离合器与主轴相连者称活动卷筒。

国内制造的卷筒直径为2～5m。

随着矿井深度和产量的加大，钢丝绳的长度和直径相应增加。

相应地卷筒容绳量增大，因而卷筒的直径和宽度也要增大，故不适用于深井提升。

1.单绳缠绕式提升机根据卷筒数目可分为单卷筒和双卷筒两种：

①单卷筒提升机，一般作单钩提升。

钢丝绳的一端固定在卷筒上，另一端绕过天轮与提升容器相连；卷筒转动时，钢丝绳向卷筒上缠绕或放出，带动提升容器升降。

②双卷筒提升机，作双钩提升（图1）。

两根钢丝绳各固定在一个卷筒上,分别从卷筒上、下方引出,卷筒转动时，一个提升容器上升，另一个容器下降。

缠绕式提升机按卷筒的外形又分为等直径提升机和变直径提升机两种（现在很少见）。

等直径卷筒的结构简单，制造容易，价格低，得到普遍应用。

深井提升时，由于两侧钢丝绳长度变化大，力矩很不平衡（有的地方也采用尾绳平衡解决这一问题）。

2.多绳缠绕式提升机提升机在超深井运行中，尾绳悬垂长度变化大，提升钢丝绳承受很大交变应力，影响钢丝绳寿命；尾绳在井筒中还易扭转，妨碍工作（这种提升机在国内很少使用）。

20世纪50年代末，英国人布雷尔设计了一台直径3.2m双绳多层缠绕式提升机，提升高度1580～2349m，一次提升量10～20t。

（二）摩擦式提升机

多绳摩擦式提升机的主要部件有主轴、主导轮、主轴承、车槽装置、减速器、深度指示器、制动装置及导向轮等。

主导轮表面装有带绳槽的摩擦衬垫。

衬垫应具有较高的摩擦系数和耐磨、耐压性能,其材质的优劣直接影响提升机的生产能力、工作安全性及应用范围。

目前使用较多的衬垫材料有聚氯乙烯或聚氨基甲酸乙酯橡胶等。

由于钢丝绳与主导轮衬垫间不可避免的蠕动和滑动，停车时深度指示器偏离零位，故应设自动调零装置，在每次停车期间使指针自动指向零位。

车槽装置用于车削绳槽，保持直径一致，有利于每根钢丝绳张力均匀。

1.井塔式提升机机房设在井塔顶层，与井塔合成一体，节省场地；钢丝绳不暴露在露天，不受雨雪的侵蚀，但井塔的重量大，基建时间长，造价高，并不宜用于地震区（图3）。

2.落地式提升机机房直接设在地面上，井架低（相对于井塔式），投资小，抗震性能好；缺点是钢丝绳暴露在露天，弯曲次数多,影响钢丝绳的工作条件及使用寿命（图4）。

三、设备名称：

2JK-2/30E（风井临时绞车2JK—3.5/15.5）单绳缠绕式提升机，型号2表示提升为双滚筒，“J”表示卷扬机类，“K”矿井提升机组，“2”滚筒直径Φ2m，“30”减速机速比，“E”产品系列。

四、绞车整个工作过程由六个系统及一些附属部分组成：

1、动力系统：

（电动机YP2355S-6S交流变频电动机）

2、传动系统：

行星减速器（ZZL630.30），（风井绞车减速器：

ZHLR—170K）弹性棒销联轴器，齿轮联轴器，蛇形弹簧联轴器，另为减速器配备TE086润滑站（两台油泵，一备一用）

1）、行星减速器（ZZL630.30）

选择优良的齿轮材料，采用先进工艺精工制造，具有体积小、重量轻、效率高及可靠性好等优点，它可与规范内的各种设备配套使用，必须另外配备润滑站，在强制润滑条件下完成减速和传递功率

2）、弹性棒销联轴器

在电动机和行星减速器之间采用的弹性棒销联轴器，其结构主要由外套、两个半联轴器和弹性棒销组成。

该联轴器因采用弹性元件和整体式外套结构，特点：

减少了启动、停止时的冲击负荷，而且能确保两个联轴器联接的安全可靠，另外现场维护量减少，维修方便。

3）、齿轮联轴器

本产品在减速器与主机之间采用了齿轮联轴器，其结构主要由外齿轮套、内齿圈、防尘密封圈等组成（主井绞车）。

该联轴器因采用内外啮合的齿轮，所以传递扭矩大，并能补偿安装时对两轴的微量偏斜和不同心，降低了安装难度，减少了维护工作量。

4）、润滑站

a）稀油润滑站设有压力、温度、流量、压差、液位等控制点。

只有在供油正常时，减速器才能启动。

在减速器运转过程中，供油系统应一直处于正常状态。

b）油压控制

油泵出油口管路上设置一只电接点压力表，用于油压的监控。

当油压降到其下限设定值（推荐值0.05-0.15Mpa）时，发出声光报警信号，启动备用油泵电机，同时工作油泵停止并计时；当油压恢复正常时，取消声光报警信号；当油压继续下降或没有恢复到正常值时（15秒内可调），发出故障报警信号。

当油压上升达到或超过其上限设定值（推荐值0.55Mpa）时，发出声光报警信号。

油站出油口管路上设一只压力表和一只压力控制器，油压低于设定值时发出声光报警信号。

c）油温控制

油箱上设电接点温度计1只，用于监测油箱中的温度、控制电加热器并与油泵电机连锁。

当油温低于电接点温度计的下限值（推荐值5-10℃）时，油泵不能启动（油温高于该下限值时，油泵才能启动）。

手动投入电加热器加热，当油温达到该电接点温度计的上限值（推荐值25℃）时，自动或手动停止电加热器

供油温度

油站出油口处设有1只电接点温度计，用于监控供油油温。

当出油口油温达到电接点温度计上限值（推荐值35-50℃）时，控制柜发出报警信号指示“需启动冷却器”。

注意：

在启动冷却器时，切忌快速打开冷却器进水阀门，因冷却水大量流入冷却器，会使换热管表面形成一层导热性很差的“过冷层”，以后即使大量的水进入冷却器，结果还是起不到良好的冷却作用。

冷却器的使用要领，拧下冷却器回水盖排气接口上的螺塞，然后徐徐开启冷却水的进水阀（排出阀处于闭合状态），当有水溢流时，关闭进入阀，拧上螺塞。

当冷却器内水温升高5-10℃后，开启冷却水的进入阀，打开冷却水排出阀，冷却水流动。

d）油流控制

在供油管道上靠近减速器润滑点处，设1只流量控制器，用于监控供油流量。

当油流充足时，发出声光报警信号并与主电机连锁。

e）压差控制

双筒滤油器进出油口设有1只压差开关，当压差超过其设定值（推荐值0.35Mpa）时，发出声光报警信号。

f）液位控制

油箱上设有1只液位控制器，当油箱液面降至下限位时，发出声光报警信号。

限制油泵启动；向油箱内加油当液面达到上限位时，发出高油位灯光信号。

注意：

本润滑站冷却器（列管式）

3、工作系统：

主要由主轴、滚筒（卷筒）、轴承座及调绳离合器等部件组成。

a）主轴是主要受力件和关键件，采用优质碳素结构钢45#制成。

这也是国产提升机经过多年实践形成的定型产品的材料。

b）主轴承采用轴瓦，近几年中信重工生产的绞车采用双列向心球面滚子轴承，这是一种调心球轴承，调心球轴承有圆柱孔和圆锥孔两种结构，保持架的材质有钢板、合成树脂等。

其特点是外圈滚道呈球面形，具有自动调心性，可以补偿不同心度和轴挠度造成的误差，但其内、外圈相对倾斜度不得超过30。

调心球轴承适用于承受重载荷与冲击载荷、矿山、石油、造纸、

水泥等行业及一般机械等。

使用方面有两方面好处：

1）结构简单，体积小，干油润滑，维护简单，使用寿命长，传动效率高，承载力大，使用中只需定期加注润滑脂即可，减少了用户的维修工作量；

2）拆装方便，间隙可调，轴向位移：

（受力弯曲、热胀冷缩等）可通过一端轴承端盖止口与双列向心球面滚子轴承外圈之间留有1～2mm的间隙进行调节（在编码器装置部件图上已明显标出，轴承内外圈调整间隙为2mm）。

·角位移：

它通过双列向心球面滚子轴承的外圈内表面呈球面状，自身允许绕轴承中心有一定的微量转动特点，这一特点可补偿由于轴向受力而带来角位移。

采用双列向心球滚子轴承，这也是中信重工近年来在绞车技术改进上的一大“飞跃”。

多年来中信使用的都是轴瓦。

但是这一创新受国内产品的限制，一些国内轴承厂家的产品性能与国外厂家同类产品相比存有一定差距，还不能满足大型提升机的要求，用于大型提升机的调心滚子轴承多采用进口，如选用瑞典SKF、德国的FAG等品牌的轴承。

像我们副井绞车采用调心滚子轴承：

SKF轴承SKF241/600ECA/W33600mm980mm375mm副井天轮）、

4、提升机在正式使用中必须加强维护与保养，应注意到：

1）双筒提升机在调绳操作过程中，提升容器内必须空载，不得有人员和矿物等；

2）在连续下放重物时，必须使用动力制动。

不宜采用带闸下放方式。

如必须采用带闸下放时，必须密切注意制动闸瓦温升，其最高温度不得超过120℃，以免降低摩擦系数甚至烧焦闸瓦，严重时发出“跑车”事故；

3）要定期检查闸瓦的磨损情况和制动器的工作状态，如闸瓦间隙超过2mm或碟簧疲劳超过行程1mm时要及时调整或更换；

4）新换闸瓦要采用与原闸瓦相同的品牌，不得随意用其它材料或品牌替代，以免影响制动力矩，危及整个提升系统中人员和设备的安全。

不宜一次更换所有的闸瓦，应分批更换，这样做不会对制动力产生较大的影响，可保证系统的安全运行。

5）要定期检查各安全保护装置，以免失效；

6）在提升机工作中，制动盘和闸瓦表面应保持干净，不得有油污和水珠，否则会降低闸瓦的摩擦系数，影响提升机的制动力，严重时会造成设备事故和人员伤亡事故。

7）检修制动器和液压站时，应使提升机处于空载，务必使液压站上的安全电磁铁断电，为确保安全，还应用锁紧装置将卷筒锁定；

8）应经常检查液压站，如油面低于最低指示线，应及时补充；如液压站内出现大量泡沫或沉淀物时，应及时更换；一般情况下，应一年更换一次，新换的液压油必须与原来的品牌相同或采用《液压站使用说明书》中允许的液压油。

9）每个作业班都要检查安全阀动作是否可靠；

10）在检修完制动器或液压站后，都应排出液压系统中残留的空气，其方法；

11）应经常检查减速器的运行情况，如有异常，应立即停车查明原因，及时处理，并做好检修记录。

减速器除日常维护外，一般不可拆卸，如因特殊原因需要拆卸时，须与生产商联系；

12）当箕斗提升时，应在保护回路中增加松绳保护装置，以防止因箕斗在卸载曲轨段因被卡而出现松绳事故；

14）外部电源或控制电源突然断电，提升机在下次运行前，必须先进行对罐一次，已校正指示器误差。

（副井天轮）图纸明显标明外购SKF或FAG。

c）调绳离合器

双筒缠绕式提升机在使用过程中，当提升水平发生变化（产品不特指对于矸石山）或由于钢丝绳的弹性伸长量过大使得提升容器不能准确停车时，都需使用调绳离合器来调节钢丝绳的长度。

本产品所使用的是新型径向齿块式调绳离合器，如图8所示。

其特点是工作安全可靠，动作快速准确。

该装置由齿块、齿圈、油缸、移动毂、联锁阀等组成。

它的调绳精度达50毫米。

其工作原理如下：

提升机正常工作时齿块和内齿圈处于啮合状态，驱动油缸的离、合腔通过电磁阀34D-10BY处于回油状态，进入驱动油缸的油路关闭，联锁阀锁闭，以保证齿块和内齿圈可靠地啮合。

调绳时按下列步骤操作：

A.调绳准备

首先将操作台上的调绳转换开关扳至跳绳位置，使制动器安全电磁阀G3、G4断电，提升机处于安全制动状态；接着使液压站上的电磁阀G1得电，高压油首先进入联锁阀，使联锁阀的柱销从凹槽中移出，然后高压油才可以进入驱动油缸的离开腔，推动活塞杆向右（与现场实际位置不同）移动，通过与活塞杆相固接的移动毂，使齿块与齿圈脱离啮合，达到游动卷筒与主轴分离的目的，从而完成调绳前的准备工作。

B.调绳操作

高压油使活塞杆继续向右（现场安装实际位置向左）移动，当移动至设定距离时，活塞杆触压开关Q2（北侧调绳油缸离开极限），操作台上的指示灯便会发出“脱开”讯号。

这时操作者首先应解除固定卷筒的安全制动（使液压站上控制制动器的安全电磁阀得电），而此时游动卷筒仍处于安全制动状态；接着低速启动提升机，提升方向依实际情况或正或反，固定卷筒和游动卷筒间便会产生相对转动，调整钢丝绳的长度到准确的停车位置或更换到需要的提升水平，并使游动卷筒与固定卷筒上黑白相间标记块相互对准时即停车，从而完成调绳操作。

C.恢复正常工作阶段

在完成了调绳操作后，还应将调绳齿块恢复到原来的工作状态。

首先要恢复固定卷筒的安全制动（使液压站上控制制动器的安全电磁阀失电），接着使电磁阀G2失电，油缸的离开腔内的高压油腔回油；然后使电磁阀G1得电，高压油进入油缸的合上腔，活塞杆向右移动，带动移动毂使齿块与内齿圈啮合。

在活塞杆回到原来的位置时，触压开关Q1（南侧调绳液压缸合上腔极限）,操作台上的指示灯便会发出“合上”讯号。

最后操作者使用电磁阀G1断电，并恢复调绳转换开关到原来的位置，此时电磁阀34D2-10BY处于回油状态。

至此调绳的全过程结束，提升机处于正常的工作制动状态。

调绳过程中的联锁保护

a.在调绳操作过程中，如果离合器万一从原来的离开位置移向合上腔位置，这时开关Q2将会动作，固定卷筒立即安全制动，避免齿面损坏。

b.在整个调绳操作过程中，游动卷筒处在安全制动状态，若万一司机误操作或其它原因，导致游动卷筒松闸时，则开关Q3（制动器限位开关）会动作，提升机将处于安全制动状态，以保证调绳过程的安全。

4、制动系统

提升机制动系统是提升机的重要组成部分，它直接关系到提升机设备得安全运行，它由制动器和液压系统组成。

制动器直接作用到制动盘上。

制动器的动力来源于蝶形弹簧。

制动装置的作用

（1）在提升终了或提升机不工作时，可靠的闸住提升机——停车制动；

（2）减速阶段参与提升机的速度控制——工作制动；

（3）作为安全机构，发生紧急事故时，进行安全制动，对提升系统进行保护——紧急制动；

（4）双卷筒提升机动作调绳离合器时，应能闸住活卷筒，动作死卷筒。

液压站工作原理：

A工作制动部分的原理：

（工作制动时的油路图）

液压站可以为盘形制动器提供不同油压的压力油。

油压的变化由电液比例溢流阀8（风井称为电液调压装置6）来调节。

系统正常工作时，电磁铁G3、G4、G5通电、（风井含有延时阀11断开），压力油经过液动换向阀15、电磁阀9、23、滤油器17，球式截止阀18分别进入盘形制动器；司机可以通过调节电液比例溢流阀8的电压大小来实现油压的变化，从而达到调节制动力矩的目的。

当电液比例溢流阀8的比例电磁铁控制电压增加时，系统油压升高，制动器开闸；当电液比例溢流阀8的比例电磁控制电压减小时，系统油压下降，制动器合闸；当电液比例溢流阀8的比例电磁铁控制电压减小到零时，这时系统的油压最低，为残压。

提升机处于完全制动状态。

B安全制动部分的原理：

全制动（二级制动）时的油路图

系统发生故障时，如全矿停电等，提升机必须实现紧急制动。

此时电机，KT线圈，电磁铁G3、G4断电，固定卷筒的盘形制动器油压立刻降为零，游动卷筒的盘形制动器油压降为溢流阀10（风井液压站为8）调定的压力PⅠ级值（选择见提升机说明书，最终由设计院和矿机电主管部门共同确定。

），即第一级制动油压值（风井暂定为3MPa），保压到时间继电器（延时0～10s由设计院和矿机电主管部门共同确定。

）动作（风井通过延时阀11来完成），电磁铁G5断电，（G6通电），油压降到零，实现全制动。

在延时过程中，蓄能器起稳压补油作用，调节单向截流截止阀的开口度可调节其补充油量，使延时过程中PI值基本稳定在要求值。

以上这个过程，使提升机在紧急制动时，获得了良好的二级制动性能，先投入一组工作，间隔一定时间后，投入第二组，即实现了二级制动，满足《煤矿安全规程》第433条对立井提升安全制动减速度的要求，对于大型提升机的安全制动都要求具有二级制动特性，二级制动既能快速、平稳的闸住提升机，又能使提升机在制动时产生的制动减速度不致过大，可避免减速时产生过大的动载荷，对电气、机械设备都有好处。

只有在安全制动时才考虑二组同时投入制动，产生最大的制动力矩。

特性见图3。

从图３上来看：

从Ａ点（即Ｐ２点）降到Ｂ点，固定卷

图3

筒的盘形制动器处于制动状态，整个卷筒受力到１／２以上的制动力矩。

游动卷筒的盘形制动器的油压降到一级制动油压ＰＩ级（从Ｂ点到Ｃ点）延时t1秒后到达D点，此时提升机已停车，电磁换向阀G5延时后断电，G6延时后通电，油压从PI级降到零压（即从D点到E点），完成二级制动。

盘形制动器以三倍的静力矩将卷筒牢牢地闸住，使其安全的停止传动。

盘形制动器装置与液压站组成了矿井提升机的制动系统，用于实现提升机的工作制动和安全制动。

每个制动器单独装有截止阀，实现与油系统单独解除。

盘形制动器装置是制动系统的执行原部件，它具有下列优点：

体积小、重量轻、惯性小、动作快、可调性好、可靠性高、通用性高、基础简单、维修、调整方便。

该部件主要由若干个单独的盘形制动器用高强度螺栓成对地固在支架上，所需制动器规格和对数可根据提升机所需的制动力矩选定。

盘形制动器的结构:

由闸瓦、蝶形弹簧、液压组件、带筒体的衬板、密封圈和制动器体等组成。

它由蝶形弹簧提供制动力，用液压站提供的高压油来实现松闸。

C电动机制动器

本产品配用的是行星齿轮减速器，在启动、停止或紧急制动时，为减少行星减速器齿轮的冲击，在电动机与减速器之间的联轴器处，专门安装了电动机制动器。

该装置的结构如图26所示。

它主要由油缸装置、机架、弹簧、闸体和调整螺母等组成。

其工作过程是：

该装置的液压缸与提升机的盘形制动器油路相连，动作与盘形制动器始终保持“同步”，这样提升机在减速，特别是在紧急制动时，能吸收绝大部分的电动机转子的转动惯量，从而使行星减速器的齿轮免受冲击损坏，提高减速器使用寿命.

D、提升液压站的维修及保养

（1）、每一次检修后油箱、内部通道、所有的液压元件，油路管道等必须仔细进行清洗，不允许有铁屑、杂质等存留在系统中。

（2）、油箱注油到规定的油位，注入油箱的液压油必须是清洁的。

即是注入的是新油，也一定要过滤，过滤精度不低于20μm。

（3）、液压站用油应具有合适的粘度，良好的粘温特性、抗氧化性、防腐性、抗乳化。

液压站用液压油的性能应符合下表的规定。

运动粘度

粘度指数

氧化安定性

抗泡沫性（每分钟）

50℃（CST）

不小于

不小于

不大于（ml）

27-33

130

1000

20

（4）、液压站与盘式制动器的外接管接头、油管等必须用20%的盐酸溶液洗涤，然后用30%的石灰水冲洗，最后用清水洗净，干燥后涂上清洁的机油后才能安装使用。

（5）、油箱、液压元件、蓄能器、盘式制动器等清洗时切忌用棉纱等易掉纤维的织物清洗，以免纤维掉入系统或粘在元件上。

最好用绸布，尼龙布擦洗。

或用面粉和好后粘去油箱壁、液压元件等上的脏物，但必须注意不要让面屑留在元件或系统内。

（6）、液压元件拆装或更换时应先清洗干净后才能装配和使用。

应避免污物带入。

（7）、滤油器要定期清洗，一般半年清洗一次。

滤油器的滤芯要经常检查是否有被脏物堵塞，一般半年清洗一次。

清洗和排除滤芯中脏物和微粒，以保证过滤效果（建议更换）。

（8）、液压站用油要定期过滤或更换，一般半年过滤或更换一次。

特别要强调的是所谓的新油并不是真正的干净油，因为装油的桶一般很少清洗，抽油器上也难免带上脏物，这样，即使是新油也已被污染，所以要求加入油箱的油一定要过滤。

有条件的可购置一台LU4—40滤油车，过滤精度为20um（上海高行液压件厂生产），让油打循环，反复过滤后油就干净了。

（9）、每个作业班应检查各电磁换向阀动作是否灵活。

可用螺丝刀推动电磁换向阀的推杆，要求动作灵活，若有卡阻现象，应立即拆下电磁换向阀进行清洗，排除故障。

（10）、在正常工作时，是不会进行安全制动的，为了确保在事故状态下，安全制动可靠，要求每隔半个月人为地进行安全制动试验，（此时提升机不能开车，右侧制动器、左侧制动器分别进行），检查安全制动是否可靠；安全制动一级制动油压和一级制动延时时间是否符合要求；各阀动作是否灵活可靠，若有异常现象，应立即排除。

安全制动试验应将试验结果记录在值班记录本上。

（11）、液压站正常工作半年以后，应把所有液压元件清洗一次，并更换液压油，确保可靠工作。

（12）、用户应建立值班工作日记，把故障现象，发生故障的原因，排除方法等详细记录在值班记录本上，以便提升机司机、维修人员及时总结经验，提高维护水平。