提升机基础讲座.docx

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提升机基础讲座

矿

井

提

升

机

基

础

讲

座

编制：

袁钟煜

第一章提升机概论

一、提升机的分类

提升机是矿井的主要设备，用于升降人员、提升矿物、运送材料以及升降设备。

对滚筒直径2米以上（包括2米）的称为提升机，滚筒直径2米以下的成为提升绞车。

提升机按工作原理分为：

单绳缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机。

单绳缠绕式提升机分为：

单滚筒提升机（单钩提升）、可分离式单滚筒提升机及双滚筒提升机（双钩提升）。

摩擦式矿井提升机分为：

单绳摩擦式提升机和多绳摩擦式提升机

摩擦式矿井提升机按安装位置不同分为：

塔式和落地式

二、提升机的工作原理

单绳缠绕式单滚筒提升机的提升钢丝绳的一端固定在滚筒的一侧，并缠绕在滚筒上，钢丝绳的另一端由滚筒上方引出，绕过天轮与提升容器相连接，当提升机的滚筒向不同方向转动时，提升容器相应地作上升或下降运动。

以完成提升任务。

单绳缠绕式双滚筒提升机有两个滚筒，其中一个活（游动）滚筒，另一个为固定滚筒。

在每个滚筒的一侧固定一根钢丝绳，经缠绕后一根由滚筒的上方出绳（固定滚筒），另一根由滚筒的下方（活滚筒）出绳，绕过天轮与提升容器相连接，当提升机的滚筒向不同方向转动时，两个提升容器将分别作上升和下降运动，当滚筒旋转改变后，提升容器的运动方向也将随之改变。

单绳缠绕式双滚筒提升机一般用于双钩提升，建井期间经常用作单钩提升，单钩提升时使用固定滚筒。

选用时应按照允许的最大静张力差选用提升机。

摩擦式矿井提升机的工作原理与缠绕式提升机不同，它的提升钢丝绳不是缠绕在滚筒上，而是依靠钢丝绳与主导轮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做上升或下降运动。

三、国产提升机的发展概况

为了适应我国矿山建设的需要，我国提升机大致分为仿前苏联、改进及自行设计三个阶段。

1953—1958年期间生产仿前苏联BM系列提升机

1958—1966年生产仿前苏联改进产品KJ系列

1966—1971年生产JKA系列（KJ基础上改进）

1971年7月开始生产自行设计XKT系列，后改为XKT-B系列

1978年开始生产JK系列，代替XKT-B系列。

JK系列提升机经过多次改进已发展到JK（E），

重庆矿上机器厂生产GKT1.2—2.5米系列提升机及提升绞车。

特点是双力线中心驱动减速箱。

国外提升机发展较快，提升速度达到20米/秒，一次有效提升量超过60吨，电机容量达到15000KW，滚筒直径达到9米，多绳摩擦式最多绳数为10，罐笼一次乘人数达到300人，提升机机电一体程度已发展到只有一个滚筒（滚筒、减速器、电动机一体化）。

四、提升机主要组成部分

1、工作机构

主轴装置和主轴承（包括滚筒或摩擦轮），作为缠绕或搭放提升钢丝绳，以承受正常载荷及非常载荷。

（图）

2、制动系统

制动器和液压传动系统，用于机器停止时，能可靠地闸住机器。

并能在正常（工作）制动和紧急制动时，参与控制机器速度，能使机器迅速停车。

现在主要使用盘形制动系统。

（图）

3、机械传动系统

减速箱和联轴器，用于减速和传递力矩。

矿井提升机的负荷类型是属于中等冲击、中等应力，正、反向运转，起动、制动非常频繁（一般情况下，一个小时起动30～60次），起动时的负荷一般是正常工作的1.5～2倍。

矿井提升机的特点决定了所配用的减速器具有载荷大，起动频繁，制动力矩大，要求双向工作等特点，所以齿轮要有足够的接触强度和弯曲强度。

对于井塔式提升机所配用的减速器不仅要求足够的承载能力，而且还要求体积小，重量轻，振动小等。

属于特种专用减速器。

联轴器有很多种，主轴装置与减速器主要使用齿轮联轴器，减速器与电动机主要使用蛇形弹簧联轴器和弹性棒销联轴器。

（图）

4、润滑系统

润滑油站及管路，当机器工作时不断的向轴承、减速箱轴承及啮合齿面压送润滑油

5、观测和操纵系统

包括操纵台、深度指示器及测速发电机（PLC系统的编码器）等

6、拖动、控制和自动保护系统

拖动有直流、交流两大系统。

交流拖动包括：

交流电动机、金属电阻及控制接触器、动力制动装置（或低频制动）或微拖动装置。

（现在最新的是变频控制）

直流拖动包括：

直流电动机、直流电源（电动发电机组、可控硅整流）

拖动系统是为了实现机器的稳定起动、等速、减速、停车和换

自动保护系统具有：

过速、过卷、闸瓦磨损超限、润滑油超压或欠压、制动油超压或欠压、轴承温度超限、电动机过流或欠压等自动保护作用。

7、辅助部分

包括司机座椅、机座、机架、护栏、挡板、护罩等。

五、提升机的常用语

1、工作制动

实现正常的减速、停车的制动

2、安全制动

发生异常或事故时的迅速停车的制动

3、钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力

立井：

Fj=Qd+PkHC

斜井：

Fj=Qd（sinα+f1cosα）+PkLC（sinα+f2cosα）

4、钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力差

立井：

Fc=Q+PkHt（双滚筒提升机做单筒提升时最大静张力差等于最大静张力）

斜井：

Fc=Q（sinα+f1cosα）+PkLC（sinα+f2cosα）

符号说明：

Qd=Q+QC

Q----容器的载重量（kg）

QC----容器的重量（包括连接装置）

α----井筒的倾角

f1----提升容器在倾斜运输道上的运动阻力（矿车为滚动轴承去0.01；滑动轴承取0.015）

f2----钢丝绳的摩擦阻力（钢丝绳全部在托滚上取0.15—0.2；局部在托滚上取0.25---0.4；全部在底板或轨枕上去0.4---0.6）

Pk----钢丝绳的单重（kg/m）

HC----钢丝绳的最大悬垂长度（m）

LC----提升距离（m）

5、过卷

提升容器提到超过正常停车位置0.5米

6、过速

提升速度超过提升机最大速度的15%

7、滚筒直径

第一层钢丝绳的中心

8、容绳量

钢丝绳缠绕在滚筒上的有效长度

9、安全制动空行程时间

保护回路断电时起至闸瓦接触到闸轮上的空动时间。

盘形闸0.3秒。

压缩空气驱动的0.5秒，储能液压驱动的0.6秒。

10、二级制动

安全制动时，将制动力矩以两个阶段施加在滚筒上的制动过程。

11、二级制动延时时间

安全制动时第一阶段开始施加制动力矩与第二阶段开始施加的制动力矩的时间间隔。

（图）

12、钢丝绳出绳角

滚筒与天轮之间的钢丝绳与水平线的夹角。

JK系列提升机为0—50度。

六、提升机型号含义

1、2JK—3.5/20为例

2----代表有两个卷筒J----代表卷扬机

K----代表矿井3.5----代表滚筒直径3.5米

20----代表减速箱速比为20

2、XKT2×3×1.5—20

X----代表新系列K----代表矿井

T----代表提升机2----代表两个滚筒

3----代表滚筒直径3米1.5----代表滚筒宽度1.5米

20----代表减速箱速比20

3、JKZ—2.8/15.5

Z----代表凿井专用

4、ZHLR---170减速箱

Z----代表圆柱齿轮H----代表圆弧齿

L----代表两级减速R----代表人字齿

170----代表输入、输出轴中心线为1.7米。

5、其他绞车

JKM2.8*4JKMD2.8*4JZ—10/600

JZM—25/8002JZ—16/800JH—180

JM—1.5JD—25（16）

第二章提升机主轴装置的安装

一、提升机安装的准备工作

1、熟悉图纸、确定劳动组织及编制施工进度表

首先要求负责施工的领导及技术人员，反复细致阅读安装说明书及设备图纸，并对所安装的提升机的结构原理、机械性能、部件规格、安装顺序、安装方法及质量标准等，做系统的了解，以便有预见地组织施工。

然后组织班组长及工人骨干进行学习和讨论，确定劳动组织、施工顺序及进度。

讨论中要注意工程的衔接，照顾平行作业和交叉作业，保持劳动定员的平衡性，防止施工中人员剧减或窝工。

2、为了保证工作安全和监督质量，必须细致地制定操作规程和组织施工人员学习质量标准。

3、按照图纸对主要的机械、电气设备零件进行清点检查。

查明个零件是否符合装配图纸尺寸和运输保管情况，如有不符或残缺，应提前请有关部门处理。

4、制定工具、仪器、设备使用计划和材料消耗计划，

5、对所缺零件和损坏变形零件进行加工修理。

6、根据提升机的特征挂安装准线。

二、提升机基础验收

基础验收标准见《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（MT5009—94）

三、机座与主轴承座的安装

1、根据实测基础标高，设计标高及设备底座、轴承高度，计算出垫铁总高度。

在根据垫铁总高度确定平垫铁及一对斜垫铁的厚度，根据设备底座宽度，确定垫铁长度，垫铁的宽度根据相关规范来定。

垫铁尺寸确定后绘制垫铁加工图。

垫铁的数量根据设备底座大小、地脚螺栓的数量来确定。

2、将安放垫铁的地方要研平，使垫铁与基础良好接触。

3、将主轴承梁下部的垫铁放好，根据标高将两根主轴承梁下的垫铁用水平尺（或水准仪）初步找平。

其标高比设计标高低1mm左右，便于二次精确找平。

4、将主轴承座安装在轴承梁上，用0.05mm的塞尺检查轴承梁与轴承座的接合面，其接合面应使任何一处都不能塞入时为合格，否则必须刮研其接合面。

合格后拧紧连接螺栓。

（图）

5、将装配好的轴承梁及轴承座，放在垫铁上，根据提升中心线及主轴中心线，找好轴承梁的位置，装好轴承梁的地脚螺栓。

6、洗净轴瓦与轴承座之间的赃物，并用红铅油检查接触情况，其接触程度应达到70%以上，并保持均匀，否则需要进行刮研。

7、划出下轴瓦的轴向中心线和横向中心线，以便于挂线坠时作为找中心位置的标准。

（图）

8、根据提升中心线和主轴中中心线及主轴设计标高，对轴承座进行操平找正工作。

调整水平度时可打入斜垫铁，合乎要求后，拧紧地脚螺栓，拧紧地脚螺栓后再检查一次，直到合格为止。

四、主轴的安装

a）事先在滚筒基础坑内架一定高度的木垛，将固定卷筒无键槽的半扇及活动卷筒半扇放在木垛上。

为了不妨碍主轴安装，两半扇卷筒应比主轴低150—200mm。

（图）

b）将主轴放在轴承上，再按设计标高，测轴颈外径上表面标高，间接测出主轴标高和检查其水平度，合格后打紧轴承座两侧的斜铁，并焊好斜垫铁，最后对两个主轴承梁进行二次灌浆。

五、卷筒的安装

a）清除卷筒与支轮接触处的锈斑及涂料。

根据拆除或出厂时做的记号，起吊卷筒下半部，使其紧贴主轴上的左右支轮，分别穿入连接螺栓。

再起吊卷筒上半部，与支轮贴合后，将所有螺栓拧紧。

卷筒筒壳应均匀贴紧在支轮上，螺栓固定处的接合面不得有间隙，其余结合面的间隙不得大于0.5mm。

（图）

b）对主轴瓦进行刮研，合格后用铅丝压出间隙，装上上瓦及轴承盖，并拆除木垛。

第三章盘形制动器的安装

一、盘形制动器简介

国产XKT、JK、JKM、JKMD、JKZ、JTP及JKYB系列提升机都配备了盘形制动系统，与过去的轮式制动器（平移式、角移式）最大的区别是：

盘形闸布置于卷筒制动盘的周边上，它的制动力方向是径向的；轮式制动器制动力方向是轴向的。

主要优点是：

结构紧凑、可调性好、动作灵敏、惯性小、安全可靠度高、通用性好，而且盘形闸是成对使用的，制动时主轴上不受轴向的附加力，可实现二级制动。

如果有一组发生故障，仍然有一组制动器工作，不会使制动器完全失效。

它是靠盘形弹簧制动，专用液压站提供可调油压来实现可调制动力矩及松闸。

（图）

二、盘形制动器安装

1、打开盘形制动器，清洗干净盘形制动器的所有部件，更换磨损的零部件，干燥后涂上机油（机油型号与液压站一致）再进行装配，装配后闸块间隙要大于制动盘厚度5—10mm，以便就位方便。

2、在制动盘上找出主轴中心线，并画出明显标志。

3、制动器就位（垫铁、地脚螺栓。

。

。

。

。

）

4、操平找正后焊接垫铁，拧紧地脚螺栓，最后二次灌浆。

5、操平找正要求及测量方法。

（图）

第四章减速器及联轴器的安装

1、根据减速器的中心线、主轴齿轮联轴器端面位置、减速器底座尺寸、减速器齿轮联轴器与底座高差，确定垫铁的高度。

2、将安放垫铁的地方要研平，使垫铁与基础良好接触。

3、将减速器下部的垫铁放好，根据标高将减速器下的垫铁用水平尺（或水准仪）初步找平。

其标高比设计标高低1mm左右，便于二次精确找平。

4、揭开减速器的上盖清洗个传动轴瓦（滚动轴承），各级齿轮及减速器内部的赃物，用和好的白面对油箱内部清渣。

5、初步找正是以主轴齿轮联轴器为基准，调整两个联轴器之间的间隙及中心位置。

（图）

6、在找正联轴器的同时，用水准仪测量箱体对口加工面的水平度，轴向和横向都不能大于0.15/1000。

圆柱齿轮减速器还应测量输入轴与主轴装置的平行度，行星齿轮减速器应测输入轴与主轴装置的同心度。

（图）

7、拧紧地脚螺栓，然后对各项要求再测量一次，合格后浇灌地脚螺栓。

7—14天后进行第二次找正工作（精调）。

刮研减速器轴瓦和二次找正同时进行。

刮研轴瓦的同时测量齿轮的精度，

8、如果齿轮精度不符合要求，即需要进行跑合研磨。

9、盖好减速器盖及轴承盖，试运转前给减速器加好润滑油。

第五章电动机的安装

一、电动机安装前的检查

电动机安装前应按照《煤矿安装工程质量检验评定标准》（MT5010—95）进行检验，结果必须符合上述规定。

不具备条件的情况下用摇表测绝缘电阻，检查间隙（转子与定子、轴瓦）

二、电动机的安装

1、垫铁、地脚螺栓按照通用规范安装。

2、初步找正是以减速器输入轴联轴器为标准找正电动机。

3、用水准仪对电动机轴的水平度进行调整，标准为0.15/1000，同时利用电动机与主轴装置中心线的距离来对电动机进行精确定位。

4、浇灌地脚螺栓。

过5—7天后进行精确操平找正工作，同时对转子瓦进行刮研。

5、电动机接线。

第六章电控设备的安装

电控设备的安装包括：

高压进线柜、高压换向器（柜）、主控柜、转子柜、动力制动柜、金属电阻、操纵台、测速发电机设备的安装。

1、检验基础预埋槽钢或角钢是否符合《煤矿安装工程质量检验评定标准》（MT5010—95）规定。

2、设备就位。

运输、就位时注意不能硬拉、硬拖，以免柜内零件损坏。

操平找正后将柜与预埋件点焊。

（操平找正标准同上）

3、对所有电控设备进行电气试验，更换不合格的零件。

试验标准同上

4、柜内零件检查，包括零部件是否完好，接线是否可靠，线号是否正确，绝缘是否良好及符合标准，触头接触是否良好。

5、对高压电缆按照规定进行电气试验，低压电缆只需做绝缘、外观检查。

按照接线图敷设电缆，按照图纸对电缆及电缆芯线编号，并安装线号管。

最后按照图纸进行接线。

6、金属电阻安装前的检查：

是否变形、裂纹、断裂；绝缘是否合格，连接是否紧固，主要是箱号是否正确，没有箱号的不能使用。

（ZX-1型）

7、动力制动柜输出电流为电动机额定电流的1.2—1.25倍。

第七章提升机试运转

一、试运转的准备工作

1、人员组织：

要组织试运转的临时组织，确定临时负责人、指挥人、操作人员、修理人员和记录人员。

2、建立必要的管理制度：

现场管理制度和工作人员守则；指挥联系信号；操作规程及注意事项；安全措施；试运转检查记录簿。

3、清理好现场，将安装用的设备、工具及剩余材料等移出场外或放在指定地点，清除垃圾，给试运转创造良好的环境。

4、对提升机的每个润滑点注润滑油或脂。

5、对各部连接螺栓进行紧固。

二、试运转

1、低压控制部分送电，控制回路进行空试。

2、送高压，试验电动机的转向，电动机进行空运转。

3、安装电动机与减速器的联轴期，对减速器进行空负荷运转。

4、液压站试运转，调整盘形制动器的贴闸压力。

5、连接减速器与主轴装置的联轴器，整台提升机进行空负荷运转，磨闸板及制动盘。

6、试验游动卷筒的离合器是否灵活。

三、试运转注意事项

1、首次启动时，应先用随开随停的办法作数次试验，观察各部分动作正确良好后方可正式运转，并由低速逐渐增加至额定转速。

2、观察各油路是否畅通，各部均不得有漏油现象。

3、齿轮传动、滚动轴承不得有冲击和异常噪音。

4、检查各轴的串量是否超过允许值。

5、检查各部螺栓是否松动。

6、运转中试验安全保护设施是否准确可靠。

7、检查各部轴承温度。

提升机8小时空负荷及48小时带负荷运转，各部轴承温度不超过：

滑动轴承主轴50oC；二轴55oC；三轴65oC；滚动轴承65oC。

8、其它详见《煤矿安装工程质量检验评定标准》（MT5010—95）规定。

第八章液压系统工作原理及安装

提升机一般有两个液压站，一个是润滑站，另一个是制动液压站。

一、润滑站

润滑站是用来给减速器齿轮、减速器轴承及滑动轴承提供润滑油源的。

圆柱齿轮减速器一般把减速器的箱体作为油箱，输出油压一般在0.2—0.3mpa。

行星齿轮减速器由于减速器箱体较小不能储存足够的油量，而专门设计一个润滑站，它的各项功能比前者全，输出压力根据减速器的不同而不同。

二、制动液压站

制动液压站的主要用途是向盘形制动器提供不同的压力油，以控制盘形制动器工作制动力矩，进行工作制动，以满足提升机的实际操作需要。

并能在安全制动时，迅速回油实现二级制动，还能给双卷筒提升机的游动卷筒离合器提供油源，实现两个卷筒的分合。

（图）

三、液压传动基础

利用封闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动称为液压传动。

液压传动由液压动力源、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件和工作液组成。

液压传动最基本的参数是压力和流量，压力单位是：

帕（Pa）或兆帕（Mpa），过去国内用kgf/cm2，关系是：

1Mpa=10kgf/cm2，流量单位是：

升/秒（l/s）。

液压传动职能符号。

（图）

四、液压站的安装

1、根据设计将液压站就位，操平找正后地脚螺栓灌浆。

二级制动安全阀的回油管口必须高于盘形制动器油缸中心线80mm。

2、吊起液压站的上盖，对邮箱内部进行清洗，最后用和好的白面对油箱内部清渣。

3、清洗所有阀，干燥后涂上机油装配。

与液压站同型号机油。

4、清洗管路。

清洗方法是：

用20%的盐酸清洗管路内部，然后用3%的石灰水冲洗，最后用清水洗净，，干燥后内部涂上机油。

5、根据图纸配管，并对管路进行耐压试验，试验压力为0.7Mpa油压下无漏油。

6、油箱灌油前要将油桶提前一天运输到液压站旁边，静止24小时后灌油，抽油器及其它容器清洗干净，抽油器底部必须在油桶底部往上200mm，底部机油不能加入，以免进入杂质。

7、油箱灌油静止24小时后，液压站才能试运转。

8、液压站调试要求：

制动残压小于0.5Mpa；制动手把在全松闸位置毫安表为250Ma，油压为最大，手把中间位置时一半最大油压且是线性变化。

第九章提升机常见故障的判断及处理

1、闸瓦（制动块）磨损严重，制动盘发热严重

凿井期间下放重物较多，比如下混凝土、伞钻等设备，尤其是井深度达到一定程度，提升机满负荷或接近满负荷。

原因就是刹车时间长造成的。

解决办法就是使用动力制动。

2、金属电阻发热、电阻片之间打火、个别连线发热。

电阻发热原因有电阻配置不合适、长时间慢速开车、通风不好。

电阻片之间打火主要原因是接触不良。

个别连线发热主要原因是三相电阻不平衡，或电缆截面不够。

3、液压站油压不稳、没有油压

液压站油压不稳主要原因是滤油器或电液调压阀被杂物堵塞，或输入电流不稳。

液压站没有油压原因是油泵不上油，或管路漏油。

4、活动卷筒内部有响声

活动卷筒内部有响声原因是卷筒内的铜瓦磨损严重，会引起游动卷筒偏摆超限。

5、电液调压阀电流不稳

电液调压阀电流不稳原因是：

自整角机输出电压不稳、线路的滤波电容坏。

6、启动后不能正常加速

启动后不能正常加速加速回路接点松动或线圈坏。

7、减速器齿轮撞击声大

减速器齿轮撞击声大原因是减速器齿轮间隙大或不均匀。

8、钢丝绳跑偏，咬绳

钢丝绳跑偏，咬绳主要原因是提升机安装不合格，或设计原因

9、电动机发热、振动

电动机发热、振动原因是定子、转子间隙不均匀，安装水平度不够，定子与底座的绝缘板损坏等。

10、电动机扫膛

电动机扫膛原因是安装时定子、转子间隙调整不合格，减速器三轴瓦间隙大导致电动机轴瓦间隙大。

11、制动盘出现划痕

制动盘出现划痕原因是闸板材料不合格，或调入铁屑。

12、安全回路送不上电

安全回路有接点断开，检查每一个接点是否可靠。

第一十章提升机TKD电控简介

提升机TKD控制系统是国内单绳缠绕式提升机交流拖动的典型控制系统，该线路采用高压供电，转子电阻采用八级金属电阻并带有动力制动。

第十一章限速凸轮板的制作

限速凸轮板是安装在深度指示器上的，JK系列提升机有两种深度指示器，分别是牌坊式和圆盘式。

深度指示器的结构及传动系统。

（图）

参考文献

1、《矿山固定机械手册》，煤炭工业出版社，1986年。

2、《煤矿安全规程》读本，煤炭工业出版社，2005年。

3、《职业技能鉴定规范》采掘电钳工，煤炭工业出版社，1999年。

4、《煤矿安装工程质量检验评定标准》MT5010—95,煤炭工业出版社，1995年。

5、《煤矿井巷工程质量检验评定标准》MT5009—94,煤炭工业出版社，1995年。

6、《主提升机司机》，煤炭工业出版社，2003年。

7、《矿山运输与提升设备》，煤炭工业出版社，1984年。

8、《煤矿机械修理与安装》，煤炭工业出版社，1983年。

9、《煤矿电工手册》第六册煤炭工业出版社，1980年。

10、《矿井提升机故障处理和技术改造》，机械工业出版社，2006年。