【摘要】：煤礦資源是我國的主要能源,隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,淺層煤礦日益消耗,使得我國礦產(chǎn)資源逐漸向深部開采。礦井提升機(jī)作為運輸煤礦資源的有效設(shè)備,不僅需要有良好的提升運行能力,還需保證足夠的安全可靠性。現(xiàn)階段,我國對于應(yīng)用于淺井(1000 m以內(nèi))的單繩纏繞式和多繩摩擦式提升機(jī)的設(shè)計制造技術(shù)趨于成熟,而對于超深(大于1500 m)礦井的提升,若采用傳統(tǒng)提升設(shè)備,會使單繩纏繞式提升機(jī)鋼絲繩和卷筒直徑極大,摩擦式提升機(jī)鋼絲繩交變應(yīng)力幅過大,均不適用于超深井提升。經(jīng)研究,多繩纏繞式提升機(jī)是滿足超深礦井重載(150 t)、高速(18 m/s)、高效和高安全性的最有效提升設(shè)備。本文針對多繩纏繞式提升機(jī)用于超深井提升遇到的難題,以形成抑制提升系統(tǒng)變形失諧技術(shù)和安全可靠理論為目的,探討多種工況下鋼絲繩的出繩對主軸的影響并提出鋼絲繩的最佳出繩型式;考慮提升循環(huán)中鋼絲繩的張力時變,分析鋼絲繩與繩槽的接觸壓力分布和內(nèi)應(yīng)力分布特征;以及探究不同摩擦系數(shù)下忽略節(jié)距和考慮節(jié)距時鋼絲繩與繩槽的相對滑移規(guī)律。本文主要研究包括:(1)針對鋼絲繩的出繩型式影響提升機(jī)主軸承載的優(yōu)劣問題,建立了主軸受力的力學(xué)模型,推導(dǎo)了鋼絲繩變載荷的計算通式,編寫了16種工況下的計算程序,并通過建立有限元模型驗證了數(shù)值結(jié)果的正確性,最終比較提出了鋼絲繩的最佳出繩型式,結(jié)果表明,腹板對稱或非對稱(L_8、L_1 _0差值150 mm以內(nèi))時,均宜采用游筒兩繩區(qū)左、下出繩和固筒兩繩區(qū)右、上出繩。(2)針對鋼絲繩在整個提升循環(huán)中張力降低量、張力及徑向力的變化,建立了多層纏繞時鋼絲繩與卷筒的受力模型,推導(dǎo)出了一層和多層纏繞時張力變化的計算式,同時考慮了卷筒變形、鋼絲繩變形及腹板支撐的影響,求解得出了鋼絲繩張力等的變化規(guī)律,結(jié)果表明,加減速階段對張力影響較大,左右繩區(qū)同一繩圈離左右腹板距離差值越大引起的張力差亦越大。(3)針對鋼絲繩與平行折線繩槽的協(xié)調(diào)表面接觸,建立了直線區(qū)和折線區(qū)的協(xié)調(diào)表面無摩擦接觸模型,給出了接觸壓力分布、接觸半角和應(yīng)力場的表達(dá)式,并通過數(shù)值方法得到了封閉型式的解,結(jié)果表明,鋼絲繩與繩槽的接觸半角僅受鋼絲繩徑向力影響,鋼絲繩與繩槽接觸邊界處因局部應(yīng)力集中易發(fā)生疲勞破壞。(4)針對鋼絲繩與繩槽運行過程中的微動滑移,建立了鋼絲繩與繩槽考慮節(jié)距和忽略節(jié)距時的滑移模型,給出了滑移弧度、滑移量和摩擦功的解析式并得到了封閉型式的數(shù)值解,最后分析了不同摩擦系數(shù)下無節(jié)距和有節(jié)距時鋼絲繩與繩槽的滑移特性,結(jié)果表明,繩槽節(jié)距遠(yuǎn)小于卷筒直徑時可忽略節(jié)距的影響,鋼絲繩與繩槽間摩擦系數(shù)不小于0.2較好。
【圖文】：

在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用比較普遍。 提升機(jī) 提升系統(tǒng)，國內(nèi)外對其設(shè)計制造方法和。單繩纏繞式提升機(jī)通過電動機(jī)帶動減，一端通過天輪與提升容器連接[1]，從終端提升載荷由物料、提升容器和鋼擔(dān)。針對超深井提升，當(dāng)井深超過 15全和穩(wěn)定運行，提升鋼絲繩的直徑將繩的長度和直徑的增加將導(dǎo)致鋼絲繩繩繩難以平穩(wěn)纏繞。為了控制鋼絲繩的彎更大，從卷筒上容繩量角度考慮，鋼絲。而鋼絲繩直徑過大對于制造、安裝以成本也會大大增加，因此單繩纏繞式提天輪

1 緒 論 載荷的提升和下放。雖然尾繩在一定程度上減小提升但會引起首繩的張力隨著提升高度的變化而交替變化繩在井口時應(yīng)力達(dá)到最大，在井底時應(yīng)力最小，從而對于超深井提升，隨著井深和提升載荷的增加，鋼絲將大大增加，，使得首繩和摩擦輪襯墊之間的比壓增大比壓不能超過 3 MPa[2,7]，故只能通過減小提升機(jī)的運行，而這將導(dǎo)致提升效率降低，生產(chǎn)成本增加。而升鋼絲繩的交變應(yīng)力幅增大，從而加劇鋼絲繩的疲勞勞壽命。因此多繩摩擦式提升機(jī)對于高速、重載和大。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD534

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2693700