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1、第三章第三章 矿井提升机矿井提升机 第三章第三章 矿井提升机矿井提升机 根据矿井提升机根据矿井提升机工作原理和结构工作原理和结构的不同，的不同，可分为如下类型：可分为如下类型：矿井矿井提升提升机机缠绕提升机缠绕提升机单绳缠绕单绳缠绕多绳缠绕多绳缠绕-布雷尔式布雷尔式单卷筒单卷筒可分离单卷筒可分离单卷筒双卷筒双卷筒摩擦提升机摩擦提升机单绳摩擦单绳摩擦塔式塔式落地式落地式多绳摩擦多绳摩擦塔式塔式落地式落地式r 单绳缠绕式提升机：单绳缠绕式提升机：工作可靠，结构简单，仅工作可靠，结构简单，仅适用于浅井及中等深度的矿适用于浅井及中等深度的矿井，且终端载荷不能太大井，且终端载荷不能太大。对于深井且终端载
2、荷较大时，。对于深井且终端载荷较大时，提升钢丝绳和提升机卷筒的直径很大，从而造成体积庞大，提升钢丝绳和提升机卷筒的直径很大，从而造成体积庞大，重力猛增，使得提升钢丝绳和提升机在制造、运输和使用重力猛增，使得提升钢丝绳和提升机在制造、运输和使用上都有诸多不便。因此在一定程度上限制了单绳缠绕式提上都有诸多不便。因此在一定程度上限制了单绳缠绕式提升机在深井条件下的使用。升机在深井条件下的使用。p 摩擦提升机：摩擦提升机：在一定程度上解决了单绳缠绕式提升机在深井条件下所出现在一定程度上解决了单绳缠绕式提升机在深井条件下所出现的问题。但是，摩擦提升一般均采用尾绳平衡，以减小两端张的问题。但是，摩擦提升一
3、般均采用尾绳平衡，以减小两端张力差，提高运行的可靠性。因此力差，提高运行的可靠性。因此在容器与提升钢丝绳连接处的在容器与提升钢丝绳连接处的钢丝绳断面上，静应力将随容器的位置变化而变化。矿井越深，钢丝绳断面上，静应力将随容器的位置变化而变化。矿井越深，静应力的波动值越大静应力的波动值越大，因此，摩擦提升在深井的使用亦受到一，因此，摩擦提升在深井的使用亦受到一定的限制，一般限制定的限制，一般限制H1400m。落地摩擦提升机落地摩擦提升机塔式提升机塔式提升机p 多绳缠绕式提升机多绳缠绕式提升机(布雷尔式提升机布雷尔式提升机)：工作原理与单绳缠绕式相同，不同的工作原理与单绳缠绕式相同，不同的是几根提升
4、钢丝绳同时缠绕在一个分段的是几根提升钢丝绳同时缠绕在一个分段的卷筒上，它属于多绳多层缠绕式，主要用卷筒上，它属于多绳多层缠绕式，主要用于深井和超深井中，其工作原理如图于深井和超深井中，其工作原理如图3-13-1所所示。示。图3-1 双绳布雷尔式提升机工作原理图 三峡三峡工程的钢丝绳卷扬工程的钢丝绳卷扬平衡重式垂直升船机平衡重式垂直升船机可一次可一次通过通过一艘一艘3000吨级客轮吨级客轮。升船机最大升降高度。升船机最大升降高度113米，米，最大升降重量最大升降重量11800吨吨。这一升船机建成后，。这一升船机建成后，在世界同类型升船机中是在世界同类型升船机中是规模最大规模最大的。的。提升系统提
5、升系统有有8台卷扬机台卷扬机，卷筒和电动机均安装有可靠，卷筒和电动机均安装有可靠的制动装置。由于卷扬机钢丝绳一端系住承船箱，的制动装置。由于卷扬机钢丝绳一端系住承船箱，另一端系住重量相等的平衡重铁块，卷扬机只要能另一端系住重量相等的平衡重铁块，卷扬机只要能克服钢丝绳弯曲阻力、滑轮阻力、惯性力和承船箱克服钢丝绳弯曲阻力、滑轮阻力、惯性力和承船箱内正误差范围内水体的重量即可，计算内正误差范围内水体的重量即可，计算总提升力为总提升力为600吨吨。钢丝绳为特制镀锌钢丝绳，。钢丝绳为特制镀锌钢丝绳，直径为直径为85毫米毫米，共共192根根，安全系数大于或等于安全系数大于或等于8，提升速度为提升速度为0.
6、2米米秒秒。提升高度。提升高度113米时，只需要约米时，只需要约10分钟。分钟。第一节第一节 缠绕式提升机缠绕式提升机p工作原理：工作原理：将两根提升钢丝绳的一端以相反的方向分别将两根提升钢丝绳的一端以相反的方向分别缠绕并固定在提升机的两个卷筒上；另一端绕过缠绕并固定在提升机的两个卷筒上；另一端绕过井架上的天轮分别与两个提升容器连接。这样，井架上的天轮分别与两个提升容器连接。这样，通过电动机改变卷筒的转动方向，可将提升钢丝通过电动机改变卷筒的转动方向，可将提升钢丝绳分别在两个卷筒上缠绕和松放，以达到提升或绳分别在两个卷筒上缠绕和松放，以达到提升或下放容器，完成提升任务的目的。目前，单绳缠下放容
7、器，完成提升任务的目的。目前，单绳缠绕式提升机在我国矿山中使用较为普遍。绕式提升机在我国矿山中使用较为普遍。p 类型：类型：按卷筒的数目，分为按卷筒的数目，分为双卷筒双卷筒和和单卷筒。单卷筒。双卷筒双卷筒提升机：它的两个卷筒在与轴的连接提升机：它的两个卷筒在与轴的连接方式上有所不同：其中一个卷筒通过楔键或热装方式上有所不同：其中一个卷筒通过楔键或热装与主轴固接在一起，称为与主轴固接在一起，称为固定卷筒固定卷筒，又称为死卷，又称为死卷筒；另一个卷筒滑装在主轴上，通过离合器与主筒；另一个卷筒滑装在主轴上，通过离合器与主轴连接，故称之为轴连接，故称之为游动卷筒游动卷筒，又称为活卷筒。，又称为活卷筒。
8、采用这种结构的目的是考虑到在矿井生产过采用这种结构的目的是考虑到在矿井生产过程中提升钢丝绳在终端载荷作用下产生弹性伸长，程中提升钢丝绳在终端载荷作用下产生弹性伸长，或在多水平提升中提升水平的转换，需要两个卷或在多水平提升中提升水平的转换，需要两个卷筒之间能够相对转动，以调节绳长，使得两个容筒之间能够相对转动，以调节绳长，使得两个容器分别对准井口和井底水平。器分别对准井口和井底水平。单卷筒单卷筒提升机：提升机：只有一个卷筒，一般仅用只有一个卷筒，一般仅用作单钩提升。作单钩提升。国产单绳缠绕式提升机有国产单绳缠绕式提升机有JT和和JK两个系列：两个系列：JT系列提升机卷筒直径为系列提升机卷筒直径为
9、8001600mm,主主要用于井下运输提升工作；要用于井下运输提升工作；JK系列提升机卷筒直径为系列提升机卷筒直径为25m，主要用，主要用于地面井口提升工作。于地面井口提升工作。第二节第二节 提升机和天轮的选型计算提升机和天轮的选型计算一、提升机的选型计算一、提升机的选型计算选择提升机的主要参数有：选择提升机的主要参数有：卷简直径卷简直径D；卷筒宽度卷筒宽度B；提升机最大静张力提升机最大静张力Fjmax及最大静张力差及最大静张力差Fjc。其中卷筒直径其中卷筒直径D为选择提升机规格型号的依为选择提升机规格型号的依据据;其他三个参数为校核参数。其他三个参数为校核参数。选择提升机卷筒直径的主要原则是
10、：选择提升机卷筒直径的主要原则是：使钢丝绳在卷筒上缠绕时所产生的弯使钢丝绳在卷筒上缠绕时所产生的弯曲应力不要过大，以保证提升钢丝绳具有曲应力不要过大，以保证提升钢丝绳具有一定的承载能力和使用寿命一定的承载能力和使用寿命。理论与实践。理论与实践已证明，绕经卷筒和天轮的钢丝绳，其弯已证明，绕经卷筒和天轮的钢丝绳，其弯曲应力的大小及其疲劳寿命取决于卷筒与曲应力的大小及其疲劳寿命取决于卷筒与钢丝绳直径的比值。钢丝绳直径的比值。图图3-23-2所示是所示是锁股锁股(密封密封)钢丝绳进行弯曲钢丝绳进行弯曲试验的结果试验的结果，由图示可知，在同一钢丝绳直，由图示可知，在同一钢丝绳直径条件下，卷简直径愈大，弯
11、曲应力愈小径条件下，卷简直径愈大，弯曲应力愈小;在在相同卷简直径条件下，绳径愈小，弯曲应力相同卷简直径条件下，绳径愈小，弯曲应力愈小，即比值愈小，即比值D Dd d愈大，弯曲应力愈小。愈大，弯曲应力愈小。图图3-2 3-2 钢丝绳弯曲应力图钢丝绳弯曲应力图 图图3-33-3所示为在不同的所示为在不同的D Dd d弯曲条件下，钢弯曲条件下，钢丝绳试验载荷与其耐久性的关系。由图丝绳试验载荷与其耐久性的关系。由图3-33-3可可知，在试验载荷相同时，知，在试验载荷相同时，D Dd d愈大，钢丝绳所愈大，钢丝绳所能承受的反复弯曲次数愈多，疲劳寿命愈长。能承受的反复弯曲次数愈多，疲劳寿命愈长。图图3-3
12、3-3不同的不同的D/dD/d时载荷时载荷与耐久性的关系与耐久性的关系 v 煤矿安全规程煤矿安全规程规定，对于安装在地面的提规定，对于安装在地面的提升机，其直径与钢丝绳直径的关系如下：升机，其直径与钢丝绳直径的关系如下：式中式中：DD为提升机卷筒直径；为提升机卷筒直径；d d为提升钢丝绳直为提升钢丝绳直径；径；为提升钢丝绳中最粗钢丝绳直径。为提升钢丝绳中最粗钢丝绳直径。v 对于安装在井下的提升机则有：对于安装在井下的提升机则有：(3-1)(3-1)(3-2)(3-2)(3-3)(3-3)(3-4)(3-4)根据计算值根据计算值D，选择标准卷筒直径，选择标准卷筒直径 。选定了标准卷简直径后，卷筒
13、的标准宽度选定了标准卷简直径后，卷筒的标准宽度B则则为巳知，然后根据实际需要在卷筒上缠绕的钢丝为巳知，然后根据实际需要在卷筒上缠绕的钢丝绳长度来计算卷筒的实际宽度绳长度来计算卷筒的实际宽度B。在提升机卷筒。在提升机卷筒上应容纳以下几部分钢丝绳：上应容纳以下几部分钢丝绳：(1)提升高度提升高度H，m;(2)提升钢丝绳试验长度，规定每半年剁绳头一提升钢丝绳试验长度，规定每半年剁绳头一次，每次剁掉次，每次剁掉5m，按提升钢丝绳的使用寿命为，按提升钢丝绳的使用寿命为三年计，则试验长度为三年计，则试验长度为30m；(3)为了减少钢丝绳在卷筒上固定处的拉力，为了减少钢丝绳在卷筒上固定处的拉力，钢丝绳在卷筒
14、上松绳时，不能全部松放，应在钢丝绳在卷筒上松绳时，不能全部松放，应在卷筒表面保留三圈摩擦圈，则卷筒的实际容绳卷筒表面保留三圈摩擦圈，则卷筒的实际容绳宽度宽度B为：为：式中：式中：H为提升高度；为提升高度；D为提升机卷筒直径；为提升机卷筒直径；d为提升为提升钢丝绳直径；钢丝绳直径；为提升钢丝绳绳圈间的间隙，一般为为提升钢丝绳绳圈间的间隙，一般为2-3mm，卷筒直径较大时，取大值。，卷筒直径较大时，取大值。(3-5)(3-5)p 如果如果BB：若提升机若提升机用于有升降人员的竖井副井提升用于有升降人员的竖井副井提升，根据根据煤矿安全规程煤矿安全规程规定，钢丝绳在卷筒上只规定，钢丝绳在卷筒上只能缠绕
15、一层。但是如果能缠绕一层。但是如果B比比B稍大一点，所选提稍大一点，所选提升机仍可满足宽度要求，但是要是升机仍可满足宽度要求，但是要是B-B的差值暂的差值暂时固定在卷筒内。如果时固定在卷筒内。如果B-B的差值较大，则所选的差值较大，则所选提升机的宽度不满足要求，则应采取措施：提升机的宽度不满足要求，则应采取措施：一是另选强度较高的提升钢丝绳型号；一是另选强度较高的提升钢丝绳型号；二是把提升机卷筒直径增大一级。重新计算二是把提升机卷筒直径增大一级。重新计算B到满足到满足BB为止。为止。若提升机若提升机用于竖井主井提升用于竖井主井提升，当提升钢丝绳在，当提升钢丝绳在卷筒上作单层缠绕时，当卷筒上作单
16、层缠绕时，当BB。根据。根据煤矿安全煤矿安全规程规程规定竖井主井提升的提升钢丝绳可在卷筒上规定竖井主井提升的提升钢丝绳可在卷筒上缠两层，作双层缠绕时，提升钢丝缠在卷筒上的实缠两层，作双层缠绕时，提升钢丝缠在卷筒上的实际缠绕宽度际缠绕宽度B可按下式计算：可按下式计算：(3-6)(3-6)式中：式中：DpDp为平均缠绕直径；为平均缠绕直径；K K为缠绕层数；为缠绕层数；nn为错绳圈数。为错绳圈数。其中：其中：为了避免绳圈总在一个地方过渡，每季为了避免绳圈总在一个地方过渡，每季度要将提升钢丝绳错动度要将提升钢丝绳错动1/41/4圈，根据提升钢圈，根据提升钢丝绳的使用年限，一般取丝绳的使用年限，一般取
17、n=2n=24 4圈。圈。(3-7)(3-7)p 为了保证提升机在其设计强度范围内工为了保证提升机在其设计强度范围内工作，使提升机的工作负荷不超过其设计值，作，使提升机的工作负荷不超过其设计值，还必须还必须验算提升工作的最大静张力验算提升工作的最大静张力F Fjmaxjmax及最及最大静张力差大静张力差F Fjcjc使其满足所选提升机规定的数使其满足所选提升机规定的数值值FFjmaxjmax 和和FFjcjc，可按下式计算：，可按下式计算：(3-8)(3-8)(3-9)(3-9)二、天轮的选型计算二、天轮的选型计算p 类型：类型：天轮安装在井架上，作支承、引导天轮安装在井架上，作支承、引导钢丝
18、绳转向之用，根据原煤炭工业部的标准，钢丝绳转向之用，根据原煤炭工业部的标准，天轮分为三种：天轮分为三种：井上固定天轮井上固定天轮；凿井及井下凿井及井下固定天轮固定天轮；游动天轮游动天轮。其结构形式也分为三种类型：其结构形式也分为三种类型：直径为直径为3500mm时，采用模压焊接结构；时，采用模压焊接结构；直径小于直径小于3000mm时，采用整体铸钢结构；时，采用整体铸钢结构；直径为直径为4000mm时，采用模压铆接结构。时，采用模压铆接结构。v天轮直径的选择：天轮直径的选择：根据根据煤矿安全规程煤矿安全规程的规定，对于地面的规定，对于地面设备，当钢丝绳对天轮围抱角大于设备，当钢丝绳对天轮围抱角
19、大于9090时：时：当围抱角角小于当围抱角角小于9090时：时：(3-10)(3-10)(3-13)(3-13)(3-12)(3-12)(3-11)(3-11)对于井下设备：对于井下设备：矸石山天轮：矸石山天轮：(3-14)(3-14)(3-15)(3-15)(3-16)(3-16)第三节第三节 提升机的主要结构及其作用提升机的主要结构及其作用第三节第三节 提升机的主要结构及其作用提升机的主要结构及其作用一、主轴装置一、主轴装置p 组成：组成：包括卷筒、主轴、主轴承，在双包括卷筒、主轴、主轴承，在双筒提升机筒提升机(或可分离式单筒提升机或可分离式单筒提升机)中还包中还包括有调绳离台器。图括有调
20、绳离台器。图3-43-4所示为所示为JKJK系列双筒系列双筒提升机主轴装置结构简图。提升机主轴装置结构简图。由图由图3-43-4可知，固定卷筒的右轮毂用切可知，固定卷筒的右轮毂用切向键固定在主轴上，左轮毂滑装在主轴上，向键固定在主轴上，左轮毂滑装在主轴上，其上装有润滑油杯，应定期向油杯加润滑其上装有润滑油杯，应定期向油杯加润滑油，以免轮毂和主轴表面磨损。油，以免轮毂和主轴表面磨损。游动卷筒的右轮毂经轴套滑装在主轴上，游动卷筒的右轮毂经轴套滑装在主轴上，也装有润滑杯，保证润滑。也装有润滑杯，保证润滑。轴套的作用：保护主轴和轮毂，避免在轴套的作用：保护主轴和轮毂，避免在调绳时轴和轮毂磨损。调绳时轴
21、和轮毂磨损。左轮毂用切向键固定在轴上并经调绳离左轮毂用切向键固定在轴上并经调绳离合器与卷筒连接。合器与卷筒连接。卷筒为焊接结构，其特点是筒壳下没有卷筒为焊接结构，其特点是筒壳下没有其他其他(如支环和斜撑等如支环和斜撑等)支撑结构，两侧轮支撑结构，两侧轮辐辐(支轮支轮)是由钢板制成的，开有若干人孔。是由钢板制成的，开有若干人孔。筒壳外边一般均设有木衬。筒壳外边一般均设有木衬。在单层缠绕时，木衬上车有螺旋绳槽，在单层缠绕时，木衬上车有螺旋绳槽，以使钢丝绳规则地排列，并减少钢丝绳以使钢丝绳规则地排列，并减少钢丝绳的磨损。木村的厚度应不小于的磨损。木村的厚度应不小于2倍钢丝绳倍钢丝绳直径，通常宽在直径
22、，通常宽在100mm左右。左右。在多层缠绕情况下在多层缠绕情况下煤矿安全规程煤矿安全规程规规定：卷筒必须设有带绳槽的衬垫。定：卷筒必须设有带绳槽的衬垫。二、调绳离合器二、调绳离合器p作用：作用：是使活卷筒与主轴连接或脱开，以是使活卷筒与主轴连接或脱开，以便在调节绳长或更换水平时，能调节两个便在调节绳长或更换水平时，能调节两个容器的相对位置。容器的相对位置。p类型：类型：齿轮离合器、摩擦离合器和蜗轮蜗齿轮离合器、摩擦离合器和蜗轮蜗杆离合器杆离合器。应用较多的是齿轮离合器。应用较多的是齿轮离合器。图图3-5(a)3-5(a)所示为所示为JKJK系列提升机调绳离合机系列提升机调绳离合机构示意图，采用
23、齿轮离合器，液压控制。构示意图，采用齿轮离合器，液压控制。图图3-5(a)3-5(a)轴向移轴向移动齿轮离合器动齿轮离合器1-1-主轴；主轴；2-2-键；键；3-3-轮毂；轮毂；4-4-油缸；油缸；5-5-椽胶缓冲垫；椽胶缓冲垫；6-6-齿轮；齿轮；7-7-尼龙瓦；尼龙瓦；8-8-内齿轮；内齿轮；9-9-卷筒轮辐；卷筒轮辐；10-10-油管；油管；11-11-轴承座；轴承座；12-12-密封头；密封头；13-13-闭锁阀闭锁阀p结构：结构：活卷筒的左轮毂活卷筒的左轮毂3通过键通过键2与主轴与主轴1相联，在相联，在活卷筒左支轮上沿圆周的三个孔中，放入调绳油活卷筒左支轮上沿圆周的三个孔中，放入调绳
24、油缸缸4，调绳油缸的另一端插在齿轮，调绳油缸的另一端插在齿轮6的孔中。这样，的孔中。这样，当齿轮当齿轮6与固定在轮辐与固定在轮辐9上的内齿轮上的内齿轮8相啮合时，调相啮合时，调绳油缸便相当于三个销子将绳油缸便相当于三个销子将3与与6连接在一起，传连接在一起，传递力矩。递力矩。p工作原理：工作原理：调绳油缸的左端盖连同缸体一起用螺调绳油缸的左端盖连同缸体一起用螺钉固定在齿轮钉固定在齿轮6上。如图上。如图3-5(b)而齿轮而齿轮6则滑装在活则滑装在活卷筒的左轮毂上。活塞通过活塞杆和右端盖一起卷筒的左轮毂上。活塞通过活塞杆和右端盖一起固定在轮毂上。因此，当压力油进入油缸时，活固定在轮毂上。因此，当压
25、力油进入油缸时，活塞不动，缸体沿缸套移动，塞不动，缸体沿缸套移动，工作原理工作原理(续续)：当油缸左腔接压力油，右腔接回油当油缸左腔接压力油，右腔接回油池时，缸体便在压力油作用下，连同齿轮池时，缸体便在压力油作用下，连同齿轮6 6一起一起向左移动，使齿轮向左移动，使齿轮6 6与内齿圈脱离啮合，活卷筒与内齿圈脱离啮合，活卷筒与主轴脱开。与此相反，当向右腔供压力油而左与主轴脱开。与此相反，当向右腔供压力油而左腔回油时，离合器接合，活卷筒与主轴连接。调腔回油时，离合器接合，活卷筒与主轴连接。调绳离合器在提升机正常工作时，左右腔均无压力绳离合器在提升机正常工作时，左右腔均无压力油。油。当齿轮当齿轮6
26、6向左移动与内齿轮向左移动与内齿轮8 8脱开后，主轴带脱开后，主轴带动死卷筒旋转时，轮毂动死卷筒旋转时，轮毂3 3便与安装在内齿轮上的便与安装在内齿轮上的尼龙瓦尼龙瓦7 7作相对运动。作相对运动。图3-5(b)调绳离合器简图1-轮毂；2-活塞销；3-O型密封圈；4-阀体；5-弹簧；6-缸体;7-活塞杆；8-活塞；9-缸套；10-橡胶缓冲垫；11-齿轮；12-尼龙瓦；13-内齿轮；14-主轴；15-空心管；l6-空心轴；17-轴套，18-密封体；19-钢球；20-弹簧优缺点:图图3-6 3-6 径向径向动动作式作式调绳调绳离舍器离舍器1-1-联锁阀联锁阀；2-2-油缸装置；油缸装置；3-3-卡箍
27、；卡箍；4-4-拨动环拨动环；5-5-连连板板 6-6-盖板；盖板；7-7-齿块齿块体；体；8-8-内内齿齿圈圈；9-9-移移动动彀彀三、减速器三、减速器 p JK型提升机采用型提升机采用圆弧齿轮减速器圆弧齿轮减速器，其速比，其速比为为11.5，20，30。型号为。型号为ZHL-115，ZHLR-130，ZHLR-150，ZHfLR-170等。等。p 符号意义是：符号意义是：Z为圆柱；为圆柱；H为圆弧齿；为圆弧齿；L为为两级减速；两级减速；R为人字齿；数字为人字齿；数字115、170代表中代表中心距。心距。减速器的低速轴用齿轮联轴器与主轴相联，减速器的低速轴用齿轮联轴器与主轴相联，高速轴用弹性
28、联轴器与电机轴相联。高速轴用弹性联轴器与电机轴相联。在多绳摩擦提升机及在多绳摩擦提升机及JKJK系列矿用提升机中，系列矿用提升机中，有采用有采用共轴减速器共轴减速器的。这种减速器的入轴和出轴的。这种减速器的入轴和出轴在同一中心线上，功率为两路传递，在中间齿轮在同一中心线上，功率为两路传递，在中间齿轮的轮缘和轮毂间设有弹簧，用以消除由于齿轮加的轮缘和轮毂间设有弹簧，用以消除由于齿轮加工误差引起的负荷分配不均，并减少减速器在起工误差引起的负荷分配不均，并减少减速器在起动和停止时的冲击负荷。动和停止时的冲击负荷。为了使减速器质量和结构尺寸较小，在起重为了使减速器质量和结构尺寸较小，在起重运输机械及矿
29、井提升机中，已开始采用运输机械及矿井提升机中，已开始采用行星齿轮行星齿轮减速器减速器，这种减速器体积小，重量轻，传动效率，这种减速器体积小，重量轻，传动效率高。高。四、制动装置四、制动装置 组成：制动器组成：制动器(也称闸也称闸)和传动系统。和传动系统。制动器分类：制动器分类：按结构形式分：盘闸及块闸。按结构形式分：盘闸及块闸。按传动能源分：油压、气压或弹簧制动按传动能源分：油压、气压或弹簧制动装置。装置。JKJK系列提升机采用油压盘闸制动系统，系列提升机采用油压盘闸制动系统，旧型旧型KJKJ系列采用油压和气压块闸系统。系列采用油压和气压块闸系统。传动系统控制并调节制动力矩。传动系统控制并调节
30、制动力矩。(一一)制动器的作用和对制动装置的要求制动器的作用和对制动装置的要求 v 制动器的作用有四个：制动器的作用有四个：(1)(1)在提升机正常操作中，参与提升机的在提升机正常操作中，参与提升机的速度控制，在提升终了时可靠地闸住提升机，速度控制，在提升终了时可靠地闸住提升机，即通常所说的工作制动。即通常所说的工作制动。(2)(2)当发生紧急事故时，能迅速地按要求当发生紧急事故时，能迅速地按要求减速，制动提升机，以防止事故的扩大，即安减速，制动提升机，以防止事故的扩大，即安全制动。全制动。(3)(3)在减速阶段参与提升机的速度控制。在减速阶段参与提升机的速度控制。(4)(4)对于双卷筒提升机
31、，在调节绳长、更换对于双卷筒提升机，在调节绳长、更换水平及换钢丝绳时，应能分别闸住提升机活卷水平及换钢丝绳时，应能分别闸住提升机活卷筒及死卷筒，以便主轴带动死卷筒一起旋转时筒及死卷筒，以便主轴带动死卷筒一起旋转时活卷筒闸住不动活卷筒闸住不动(或锁住不动或锁住不动)。v 制动装置的要求：制动装置的要求：一是制动器必须给出一个恰当的制动力矩；一是制动器必须给出一个恰当的制动力矩；二是安全制动必须能自动、迅速和可靠地实二是安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现。现。恰当的制动力矩包括三方面含义：恰当的制动力矩包括三方面含义：(1)(1)制动力矩应足够大。例如，对于竖井和倾制动力矩应足够大。例如，对于竖
32、井和倾角角3030度以上的斜井，工作制动和安全制动的制动度以上的斜井，工作制动和安全制动的制动力矩不得小于提升系统最大静负荷力矩的三倍。力矩不得小于提升系统最大静负荷力矩的三倍。即：即：(2)(2)双卷筒提升机打开离合器调绳时，制动装双卷筒提升机打开离合器调绳时，制动装置在各卷筒上产生的制动力矩不得小于该卷筒所置在各卷筒上产生的制动力矩不得小于该卷筒所悬挂提升容器和钢丝绳重力造成的静力矩的悬挂提升容器和钢丝绳重力造成的静力矩的1.21.2倍，即：倍，即：(3-17)(3-18)(3)(3)制动力矩的数值必须保证安全制动减制动力矩的数值必须保证安全制动减速度在一定范围内，过大的减速度会对提升速度
33、在一定范围内，过大的减速度会对提升设备产生较大动负荷，对设备及运载人员健设备产生较大动负荷，对设备及运载人员健康不利；过小的减速度则不能及时制止事故康不利；过小的减速度则不能及时制止事故的发生或扩大。的发生或扩大。对于上提货载，如图对于上提货载，如图3-7(a)3-7(a)所示，由力所示，由力的平衡方程式：的平衡方程式：式中：式中：为上提货载安全制动动力矩为上提货载安全制动动力矩；(3-19)图图3-7 3-7 安全制动时的力矩安全制动时的力矩(a)(a)上提贷载；上提贷载；(b)(b)下放货载下放货载 依规定依规定a5m/s2，由此得出：，由此得出：同理，对于下放货载，根据平衡方程式：同理，
34、对于下放货载，根据平衡方程式：式中：式中：为下放货载安全制动动力矩。为下放货载安全制动动力矩。依规定依规定a1.5m/s2，所以：，所以：(3-20)(3-21)(3-22)由上面的式子可以看出，提升系统在同一制由上面的式子可以看出，提升系统在同一制动力矩作用下，上提货载时的减速度比下放货载动力矩作用下，上提货载时的减速度比下放货载时的减速度大，这是因为前者的静阻力矩与制动时的减速度大，这是因为前者的静阻力矩与制动力矩方向一致，有利于制动，而后者则相反。力矩方向一致，有利于制动，而后者则相反。在确定提升机制动力矩时，要同时兼顾以上在确定提升机制动力矩时，要同时兼顾以上(1)，(2)，(3)三方
35、面对制动力矩的要求，若不能三方面对制动力矩的要求，若不能同时满足，安全制动可用二级制动。同时满足，安全制动可用二级制动。对于摩擦提升机，工作制动或安全制动所产对于摩擦提升机，工作制动或安全制动所产生的减速度，还要生的减速度，还要受到防滑条件的限制受到防滑条件的限制。(二二)盘闸制动器盘闸制动器 盘闸制动器的盘闸制动器的制动力矩制动力矩是闸瓦沿轴向压制是闸瓦沿轴向压制动盘时产生的摩擦力矩。为了使制动盘不产动盘时产生的摩擦力矩。为了使制动盘不产生附加变形，主轴不承受附加轴向力，盘闸生附加变形，主轴不承受附加轴向力，盘闸都成对使用，每一对叫做一副制动器。都成对使用，每一对叫做一副制动器。图图3-8所
36、示为制动油缸的简图，油缸所示为制动油缸的简图，油缸3内装有内装有活塞活塞5、柱塞、柱塞11、调整螺栓、调整螺栓6、碟形弹簧、碟形弹簧4等零等零件，筒体件，筒体9能在支座内孔往复移动，闸瓦能在支座内孔往复移动，闸瓦14用用铜螺钉或燕尾槽等形式固定在衬板铜螺钉或燕尾槽等形式固定在衬板13上。上。图图3-8 3-8 制动油缸结构图制动油缸结构图 1-1-垫板；垫板；2-2-支座；支座；3-3-油缸；油缸；4-4-碟形弹簧；碟形弹簧；5-5-调整螺栓；调整螺栓；7-7-螺钉；螺钉；8-8-盖；盖；9-9-筒体；筒体；10-10-密封圈；密封圈；11-11-柱塞；柱塞；12-12-销子；销子；13-13
37、-村板；村板；14-14-闸瓦；闸瓦；15-15-放气螺钉；放气螺钉；16-16-回复弹簧回复弹簧17-17-螺栓；螺栓；18-18-垫；垫；19-19-螺母；螺母；20-20-塞头；塞头；21-21-垫垫 p工作原理：工作原理：制动力靠碟形弹簧产生，松闸靠油压。当制动力靠碟形弹簧产生，松闸靠油压。当压力油充人油缸，推动活塞压缩碟形弹簧，并压力油充人油缸，推动活塞压缩碟形弹簧，并带动调整螺栓带动调整螺栓6 6、螺钉、螺钉7 7及柱塞及柱塞1111右移时，筒体右移时，筒体和闸瓦在回复弹簧和闸瓦在回复弹簧1616和缸紧螺栓和缸紧螺栓1717的作用下一的作用下一起右移，闸瓦离开制动盘，呈松闸状态。当
38、油起右移，闸瓦离开制动盘，呈松闸状态。当油缸内油压降低，碟形弹簧回复其压缩变形，推缸内油压降低，碟形弹簧回复其压缩变形，推动活塞动活塞5 5向左移动，同时带动调整螺栓向左移动，同时带动调整螺栓6 6，螺钉，螺钉7 7，柱塞，柱塞1111推动筒体左移，使闸瓦压向制动盘，推动筒体左移，使闸瓦压向制动盘，达到制动的目的。达到制动的目的。闸瓦压向制动盘的正压力闸瓦压向制动盘的正压力大小取决于油缸内的大小取决于油缸内的压力，当缸内压力为最小值时压力，当缸内压力为最小值时(一般不等于零，一般不等于零，有残压有残压)，弹簧力几乎全部作用在活塞上，呈全，弹簧力几乎全部作用在活塞上，呈全制动状态。反之，当工作油
39、压为系统最大油压制动状态。反之，当工作油压为系统最大油压时，机器全松闸。时，机器全松闸。螺钉螺钉15(C-C截面截面)是放空气用的，第一次向制是放空气用的，第一次向制动油缸充油之前，或使用一段时间之后，应把动油缸充油之前，或使用一段时间之后，应把排气螺钉拧松并将油缸内空气排尽，以免影响排气螺钉拧松并将油缸内空气排尽，以免影响制动缸的正常工作。制动缸的正常工作。塞头塞头20(c-c截面截面)是排油用的，在使用过程中，是排油用的，在使用过程中，油缸有可能微量渗油，需定期将塞头拧开排油，油缸有可能微量渗油，需定期将塞头拧开排油，应避免渗油沾污闸瓦及制动盘。应避免渗油沾污闸瓦及制动盘。(三三)液压站液
40、压站 制动器的液压控制系统是同提升机的拖动制动器的液压控制系统是同提升机的拖动类型、自动化程度相配合的。在直流拖动自类型、自动化程度相配合的。在直流拖动自动化程度较高的系统中，由于调速性能好，动化程度较高的系统中，由于调速性能好，机械闸一般只是在提升终了时起定车作用。机械闸一般只是在提升终了时起定车作用。在交流拖动系统中，机械闸还要参与提升机在交流拖动系统中，机械闸还要参与提升机的速度控制，因此，要求制动力能在较宽的的速度控制，因此，要求制动力能在较宽的范围内进行调节。范围内进行调节。图图3-93-9所示是所示是2JK2JK型提升机液压站液压系统图型提升机液压站液压系统图图图3-9 2JK型提
41、升机液压站液压系统图型提升机液压站液压系统图1-油箱；油箱；2-电接触压力温度计；电接触压力温度计；3-网式滤油器；网式滤油器；4-电动机；电动机；5-叶片泵；叶片泵；6-电液调压装置；电液调压装置；7-溢流阀；溢流阀；8-纸质滤油器；纸质滤油器；9-手动换向阀；手动换向阀；10-压力表；压力表；11-二级制动安全阀；二级制动安全阀；12-压力继电器；压力继电器；13-五通阀；五通阀；14-四通阀四通阀该液压站主要用于交流拖动系统中，其具体该液压站主要用于交流拖动系统中，其具体作用有三：作用有三：(1)(1)按实际提升操作的需要，产生不同的按实际提升操作的需要，产生不同的工作油压，调节、控制盘
42、闸的制动力矩，从工作油压，调节、控制盘闸的制动力矩，从而实现工作制动；而实现工作制动；(2)(2)安全制动时能迅速自动回油，并实现安全制动时能迅速自动回油，并实现二级制动；二级制动；(3)(3)根据多水平提升换水平的需要以及钢根据多水平提升换水平的需要以及钢丝绳伸长后调绳的需要，控制双筒提升机活丝绳伸长后调绳的需要，控制双筒提升机活卷筒的调绳离合器，同时闸住活卷筒。卷筒的调绳离合器，同时闸住活卷筒。p JK型提升机液压站有两套油泵，一套工作，型提升机液压站有两套油泵，一套工作，一套备用。一套备用。工作过程：工作过程：在提升机工作时，电动机在提升机工作时，电动机4带动油泵带动油泵5连续运连续运转
43、，油泵产生的压力经滤油器转，油泵产生的压力经滤油器8、手动换向阀、手动换向阀9送入二级制动安全阀送入二级制动安全阀11，在正常工作时二级，在正常工作时二级制动安全阀有电，压力油通过安全阀送入制动安全阀有电，压力油通过安全阀送入A，B管，分别送人死卷筒及活卷筒制动缸。管，分别送人死卷筒及活卷筒制动缸。工作油压的调节：工作油压的调节：由并联油路的电液调压装置及溢流阀由并联油路的电液调压装置及溢流阀相互配合进行。若安全阀电磁铁断电，相互配合进行。若安全阀电磁铁断电，压力油将不能进入制动油缸，制动油缸压力油将不能进入制动油缸，制动油缸则与回油管相通，处于制动状态。则与回油管相通，处于制动状态。工作制动
44、力矩的调节：工作制动力矩的调节：由电液调压装置由电液调压装置(电液阀与溢流阀的电液阀与溢流阀的联合体联合体)实现，其结构如图实现，其结构如图3-103-10所示。所示。图图3-10电液调压装置电液调压装置1-固定螺钉；固定螺钉；2-十字弹簧；十字弹簧；3-动线圈；动线圈；4-永久磁铁；永久磁铁；5-控制杆；控制杆；6-喷头，喷头，7-中孔螺母；中孔螺母；8-导阀；导阀；9-调压螺栓，调压螺栓，10-定压弹簧；定压弹簧；11-辅助弹簧；辅助弹簧；12-滑阀；滑阀；13-节流阀；节流阀；14-滤芯滤芯 工作原理：工作原理：由油泵产生的压力油从由油泵产生的压力油从K管进入管进入c腔，另一路经节流孔腔
45、，另一路经节流孔13进入进入G腔到腔到D腔。滑阀向上移动离开阀座，使滑阀与腔。滑阀向上移动离开阀座，使滑阀与阀座间的间隙加大，经回油管流人油箱的流量增加，于阀座间的间隙加大，经回油管流人油箱的流量增加，于是是c腔压力相应下降，滑阀处于新的平衡位置，腔压力相应下降，滑阀处于新的平衡位置，K管压力管压力保持某一定值。当保持某一定值。当D腔压力大于腔压力大于c腔压力时，滑阀向下移腔压力时，滑阀向下移动使其与阀座的开口度减小，于是动使其与阀座的开口度减小，于是K管处于压力上升状管处于压力上升状态，滑阀又重新处于平衡状态。总之，在调压过程中，态，滑阀又重新处于平衡状态。总之，在调压过程中，溢流阀的滑阀跟
46、随溢流阀的滑阀跟随D腔内压力的变化经常处于上下运动腔内压力的变化经常处于上下运动状态，其平衡状态是暂时、相对的。状态，其平衡状态是暂时、相对的。p D D腔内压力受电液阀的控制。腔内压力受电液阀的控制。电液阀是一个电气机械转换器，它将输入的电液阀是一个电气机械转换器，它将输入的电讯号转变成机械位移。从图中可以看到，控制电讯号转变成机械位移。从图中可以看到，控制杆杆5 5悬挂在十字弹簧悬挂在十字弹簧2 2上，在控制杆上还固定一个上，在控制杆上还固定一个可动线圈可动线圈3 3，当司机操纵控制手柄向动线圈送入，当司机操纵控制手柄向动线圈送入直流讯号后，动线圈便在永久磁铁直流讯号后，动线圈便在永久磁铁
47、4 4作用下产生作用下产生位移，此位移的大小决定于输入信号的数值。在位移，此位移的大小决定于输入信号的数值。在输入信号达最大值时，控制杆的挡板与喷嘴间的输入信号达最大值时，控制杆的挡板与喷嘴间的距离最小，此时距离最小，此时G G腔内压力达最大值；若电流减腔内压力达最大值；若电流减小，控制杆就相应离开喷嘴一定距离，小，控制杆就相应离开喷嘴一定距离，G G腔内油腔内油位也相应下降。由于位也相应下降。由于G G腔与腔与D D腔连通，所以腔连通，所以G G腔的腔的压力亦随压力亦随D D腔的压力变化。腔的压力变化。综上所述，综上所述，调压过程调压过程可归纳为：可归纳为：制动手柄角位移制动手柄角位移自整角
48、机电压变化自整角机电压变化动线圈电流变化动线圈电流变化挡板位移挡板位移G G腔及腔及D D腔压力变化腔压力变化溢流滑阀位移溢流滑阀位移K K管压力管压力变化变化制动油缸压力变化。制动油缸压力变化。本系统在安全制动时，可以实现二级制本系统在安全制动时，可以实现二级制动。动。二级制动的好处二级制动的好处是既能快速、平稳地闸是既能快速、平稳地闸住提升机，又不致使提升机减速度过大。住提升机，又不致使提升机减速度过大。二级制动原理二级制动原理：盘闸制动器分成两组，分别与液压站的盘闸制动器分成两组，分别与液压站的“A”管，管，“B”管相连。安全制动时，二级制动安全阀断电，管相连。安全制动时，二级制动安全阀
49、断电，与与“A”管相联的制动器通过安全阀直接回油，很快管相联的制动器通过安全阀直接回油，很快抱闸，所产生的力矩为最大力矩之半，提升速度下抱闸，所产生的力矩为最大力矩之半，提升速度下降。同时与降。同时与“B”管相联的制动器则通过安全阀的节管相联的制动器则通过安全阀的节流阀以较缓慢的速度回油，产生第二级制动力矩。流阀以较缓慢的速度回油，产生第二级制动力矩。二级制动力矩特性可以通过调节安全阀的节流杆来二级制动力矩特性可以通过调节安全阀的节流杆来改变。改变。五、矿井提升机深度指示器五、矿井提升机深度指示器 深度指示器是矿井提升机的重要保护检测装置深度指示器是矿井提升机的重要保护检测装置之一，它的之一，
50、它的作用是：作用是：(1)(1)向司机指示提升容器在井筒中的运行位置；向司机指示提升容器在井筒中的运行位置；(2)(2)容器接近井口停车位置时发出减速信号；容器接近井口停车位置时发出减速信号；(3)(3)当提升容器过卷时，推动装在深度指示器上当提升容器过卷时，推动装在深度指示器上的终嵌开关，切断安全保护回路，进行安全制动；的终嵌开关，切断安全保护回路，进行安全制动；(4)(4)减速阶段，通过限速装置进行过速保护。减速阶段，通过限速装置进行过速保护。p分类：根据动作原理可分为分类：根据动作原理可分为机械式机械式、机械电气机械电气混合式混合式及及数字式数字式等。等。我国生产的提升机主要采用我国生产