提升机发展概述

提升机发展概述 河南理工大学机械厂 2009年 1月 图 1为塔式多绳摩擦提升机罐笼提升系统和图 2为 单绳缠绕式提升机箕斗提升系统。 主要由提升容器、提升钢丝绳、提升机、天轮、 井架、装卸载设备及电气设备等组成。 矿井提升设备的组成 按卷筒直径和用途分类 按主要结构型式分类 提升机的分类 提升机是矿井的主要设备，用于升降人员 和物料。在煤矿对大型提升机（滚筒直径大于 2米以上）称提升机，对滚筒直径小于 2米的提 升机俗称提升绞车。按工作原理分为：单绳缠 绕式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机。 多绳摩擦式提升机 我厂生产的 2米单、双筒单绳缠绕式矿井提升机 如今，在世界范围内运行的提升机，最 大速度达 20 25m/s；一次提升量达 50t；电机 容量己超过 10000kw；井深超过 2000m(分段提 升超过 3600m)。由于矿井生产的强化和集中 化，一些矿井为了满足生产量及不同提升任务 的要求，常在一个井筒安装多台提升机，例如 瑞典的基鲁那矿，在一个矩形提升塔上安装 12 台多绳摩擦提升机，采用集中控制。 提升机的发展 中低压及中高压盘式制动器及液压站的应用； 硬齿面行星齿轮传动等的应用； 内装同步电机主轴装置的问世 (德国西门子公司 )； 零部件设计中 CAD CAM及有限元法的应用； 随着现代技术进步及采矿工业的发展，提升 设备在机械结构、工艺、设计理论及方法、拖动 控制及安全监测等方面都有了很大发展。 例如： 利用系统工程方法进行提升系统方案设计及 改造、提升系统仿真都取得了较新成就 ； 拖动类型除异步电动机拖动调速、直流电动 机调速外，交流变频器供电、同步电动机拖 动方式已在大型提升机中应用； 可编程序控制器构成的提升工艺控制、安全 回路、监视回路、行程控制器、制动控制以 及井筒信号系统，在工业技术发达国家已有 典型产品。 单绳缠绕式提升机适用于浅井及中等深 度矿井。深井及大终端荷载时，钢丝绳直径和 卷筒容绳面积要求很大，这将导致提升机体积 庞大，给制造、使用带来一定不便，限制了单 筒缠绕式提升机在深井条件下的使用。所以 深井多使用多绳摩擦式提升机。 我国缠绕式提升机及提升绞车型号发展过程 缠绕式提升机的发展是为适应我国矿山建设的 需要，国产提升机大致可分为仿苏、改进及自行设 计等四个阶段。 19531958年期间生产仿苏产品 BM 系列提升机； KJ系列提升机是 19581966年期间生产 的仿苏改进产品； JKA系列是在 KJ型基础上的改进产 品； XKT系列提升机是 1971年 7月开始生产的自行设 计产品，后又改为 XKT-B系列， 1976年，针对 XKT-B 型的不足，对 XKT-B型又进行改进，并定型为 JK型， JK型是已成批生产的新型矿井提升机。 各个系列提升机主轴装置的主要结构特点 KJ型 (BM型 )矿井提升机主轴装置结构 仿苏 KJ型 3m以下仿苏 BM型， 3m以上仿 苏 型 ， 1953年抚顺重机厂生产， 1958年 洛矿开始生产， 1965年停产，共计 900台。 KJ型（ BM型）提升机主轴装置 1-切向键 2-制动轮 3-筒壳 4-木衬 5-锥齿轮 6- 手轮 7-主轴 8-小绞轮 9-蜗轮 10-蜗杆 11-支架 主轴装置采用铸铁法兰盘； 调绳装置为手动蜗轮蜗杆式； 制动器为角移式； 液压传动装置为手动杠杆控制的三通阀和电磁 铁控制的四通阀； 深度指示器为机械牌坊式； 减速器为软齿面渐开线人字齿轮减速器。 KJ型（ BM型）双筒提升机主轴装置 1-切向键 2-筒壳 3-主轴 4-制动轮 5-蜗轮 6-切向键 7-铜轴 套 8-螺杆 9-调整环 10-轴 11-蜗杆 12-心轴 13-压紧螺母 14-手轮 15螺母 JKA型矿井提升机主轴装置结构 KJ型的修改产品 ,1968 1971年生产约 190 台，单筒主轴装置与 KJ型基本相同。 双筒主轴装置主要有下列区别： KJ型的两制动轮在两个卷筒中间而 JKA型在 两卷筒的两外侧 ； 调绳装置为电动蜗轮蜗杆式 ； 制动器为综合式，改善了闸瓦的磨损情况 ； 液压传动装置为手动控制的低压电液调节阀和 电磁铁控制的安全三通阀，操纵省力，易于实 现自动化和半自动化控制 ； 减速器采用圆弧形人字齿轮减速器，提高了承 载能力并减轻了重量 。 JKA型双筒提升机主轴装置 1.传动螺杆 2-摩擦片式离合器 3-小蜗轮对 4-木衬 5-筒壳 6-制 动轮 7-切向键 8-主轴 9-轴 10-蜗杆 11-切向键 12-心轴 13-蜗轮 14-小电动机 15-传动螺母 XKT型、 JK型矿井提升机主轴装置结构 XKT型 1969年设计，该型产品焊接式滚 筒、厚壳弹性支撑结构，切向键联结主轴与支 轮、摩擦传递动力、盘型制动器、轴向齿轮调 绳离合器、滑动轴承、由于使用了不成熟的数 字式深度指示器、尼龙瓦、单面盘型闸、减速 器承载能力低、闸瓦磨损快、单套液压系统、 金属水冷电阻等，技术问题较多，于 1972年停 产。 XKT-B型是 XKT型的改进。 1972 1976年生产， 约 530台，针对 XKT-B型的不足， 1976年，对 XKT-B 型进行改进，并定型为 JK型。 这两种系列主轴装置的卷筒全部采用 Q345(16Mn)钢板焊接而成，卷筒内部设有支环属于 弹性支撑结构。 单筒主轴装置由卷筒、主轴、主轴承、左右轮 毅等组成。主轴承为滑动轴承。左轮毂与主铀为滑动 配合，右轮毂是压配在主轴上，并用强力切向键与主 轴固定。卷筒与右轮毂的联接全部采用精制配合螺栓， 卷简与左轮毂的联接采用数量各为一半的精制配合螺 栓和普通螺栓。 双筒主轴装置由主轴、主轴承、两个卷 筒、四个轮毂、调绳离合器等主要零部件组成。 固定卷筒装在主轴的传动侧，其与轮毂的联接 与单筒主动装置相同。游动卷筒在主轴的非传 动侧，游动卷筒与游筒有支轮的联接采用数量 各一半的精制配合螺栓和普通螺栓。采用液压 齿轮式快速调绳装置，调绳省力省时。采用圆 盘制动系统（包括圆盘式制动器和液压站两部 分）。 XKT系列矿井提升机与 KJ和 JK（ A）系列 比较，有以下的优点： 提升能力平均提高 25%，重量平均减轻 25%； 采用一些新技术、新结构，如：盘式制动器、 液压站、快速调绳装置、微拖动装置等； 通用化程度高 。 XKT型、 JK型单筒提升机主轴装置 1-主轴承 2-润滑油杯 3-左轮毂 4-主轴 5-辐板 6-挡绳板 7-木衬 8-筒壳 9-制动盘 10-精制螺栓 11-右轮毂 12-切向键 XKT型， JK型双筒提升机主轴装置 1-密封头 2-主轴承 3-游动卷筒左轮毂 4-齿轮式调绳离合器 5-游动滚筒 6、 14-润滑油杯 7-尼龙套 8-挡绳板 9-筒壳 10-木衬 11-铜制轴套 12-游动卷筒右轮 毂 13-固定卷筒左轮毂 15-固定卷筒 16-制动盘 17-精制螺栓 18-固定卷筒右轮毂 19-切向键 20-主轴 21-切向键 22-外齿轮 23-内齿轮 24-辐板 25-角钢 26-联锁阀 27-调绳液压缸 28-油管 JKA JKE型 1978年后的提升机主要特征： & 调节范围宽、安全性高、具有二级制动； 硬齿面、高精度、结构紧凑、重量轻、体积小的行星 齿轮减速器； & 缓冲性好，装拆方便的高弹性套式棒销联轴器； & 径向齿块式调绳离合器； 无键联结（ A结构）和无轮毂联结 (B结构 )的提升机 主轴、高强度螺栓联结； & 大型球面滚子轴承代替滑动轴承； & 高摩擦系数、高耐磨性的闸瓦； 可控硅动力制动、可控硅低频制动； 卷筒与制动盘为两半装配式结构； & 使用带绳槽、过渡绳楔的工程塑料衬板、 （注：带 &号表示我厂产品具有该项技术） 本系列主轴装置有 A、 B两种不同的结构形 式，分别为卷筒上带木衬、筒壳上方直接加工出 绳槽两种结构。 A种形式固定卷筒两支轮与主轴 为过盈配合，卷筒辐板与支轮为高强度螺栓联接； B种形式为主轴上直接锻制出两个法兰盘，用高 强度螺栓与卷筒辐板联接。卷筒和制动盘为两半 装配式结构，安装时现场不再焊接和加工制动盘。 主轴承采用调心滚子轴承。调绳离合器均采用径 向齿块离合器结构，该装置由齿块、齿圈等工作 机构，液压缸、移功毂等驱动机构，操作闭锁等 控制机构三部分组成。该新结构可满足调绳过程 中安全、精确、快速、可靠的使用要求。 2JKA型双筒提升机主轴装置 1-滚动轴承 2-调绳离合器 3-连接螺栓 4-制动盘 5-铜套 6-绳槽结构 （在筒壳上直接加工出） 7-游动卷筒 8-固定卷筒 9-高强度螺栓 10-木衬绳槽 11-支轮 12-圆锥齿轮 2JKE型双筒提升机主轴装置 1-滚动轴承 2-调绳离合器 3-连接螺栓 4-制动盘 5-铜套 6- 游动卷筒 7-绳槽结构（筒壳上加工） 8-固定卷筒 9-高强度螺栓 10-圆锥齿轮 11-木衬结构 12-调绳对齿标 1986年提升机的新技术： 多水平监控器、硬齿面减速器。 1990年后技术：接触器被真空接触器、晶闸管开关电路替 代；继电器被计算机编程的无触点系统替代、晶闸管整流的 大功率低速直流直连电动机拖动在矿上广为使用；数字电路、 数字式深度指示器的使用。 说明：近几年的提升机技术发展，在机械部分无太大的变化， 主要是在电控系统，较为先进的 PLC控制代替原来的继电器 技术， BP调速代替原来的串接电阻的调速方式。 正向着体积小、重量轻、提升运输能力大、效率高、 性能稳定、安全可靠、自动化、智能化的方向发展。 名称及类别 分等依据 国际水平 1、内装电机式、低速直联式多绳提升机； 2、大型直联单绳（ 5M及以上）多绳（ 4*4.5以上）提升机； 3、交 交变频同步电机拖动或晶闸管全数字直流传动系统； 4、 PLC控制、带监视器、有完善的安全保护监测； 5、恒减速制动系统； 6、参考机型： 80年代以来引进的 ABB、 AEG、 SIEMENS、和 GHH、 SIMAGER产品。 国内先进水平 1、直联单、多绳提升机； 2、行星齿轮减速箱及卷筒带绳槽的单绳提升机； 3、有二级制动功能的盘式制动器； 4、直流为晶闸管模拟量控制，交流采用 PLC监控系统，高压真空换向器，低压真空磁力起 动器； 5、有多水平控制器。 国内一般水平 1、一般单、多绳提升机； 2、平行轴减速器； 3、盘型闸或经改造后具有二级制动功能弹簧闸； 4、具有电气制动功能的交流电控，直流电控； 5、保护齐全。 国内落后水平 1、 60年代及以前生产的交流提升机； 2、苏制、仿苏联角移闸提升机； 3、 50年代及以前进口的 3M及以下提升机； 4、安全保护不全，不符合煤矿安全规程第 402条的。 国内外提升机技术水平对比： 谢谢！