專利名稱：多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦井設(shè)備，具體地說是一種多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)。
豎井礦用提升機(jī)是聯(lián)系井上，井下的咽喉要道，它擔(dān)負(fù)著礦石、廢石、人員、材料和設(shè)備的垂直提升任務(wù)。豎井礦用提升機(jī)的選擇影響因素很多，諸如礦山規(guī)模、運(yùn)輸方式、礦井通風(fēng)、具體提升任務(wù)(主井、副井或混合提升)、開拓深度等。因此豎井礦用提升機(jī)一般須經(jīng)過多方案比較后方可確定。豎井礦用提升機(jī)的選擇及豎井礦用提升機(jī)的運(yùn)行又是方案確定過程中兩個(gè)關(guān)鍵因素。這也是多年來開展各類提升系統(tǒng)在我國的適用條件和經(jīng)濟(jì)性研究、提升理論、提升設(shè)備強(qiáng)度及動(dòng)力學(xué)探討的焦點(diǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)的豎井礦用提升機(jī)主要分單繩纏繞提升和多繩摩擦提升兩大類。多繩摩擦提升又分為塔式摩擦提升和落地摩擦提升。單繩纏繞提升多用于深度小于600m的礦井，多繩摩擦提升用于深度300m～1400m的礦井。國外布雷式僅用于井深大于1400m的礦井。因我國礦井絕大多數(shù)在1000m以內(nèi)，故國內(nèi)豎井提升限在單繩纏繞提升和多繩摩擦提升兩種形式。
單繩纏繞豎井礦用提升機(jī)工作原理比較簡單，就是把鋼絲繩的一端固定并纏繞在提升機(jī)的滾筒上，另一端繞經(jīng)井架天輪懸掛提升容器。這樣利用滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出繩方向不同(右上出繩、左下出繩)，將鋼繩纏上或松放。以完成提升或下放容器的工作。
單繩提升的使用范圍在深井條件下受到限制，這是因?yàn)樵谏罹蠼K端荷重時(shí)，為了承擔(dān)終端荷重及鋼絲繩本身的重量，鋼繩的直徑往往要求很大，而過大直徑的鋼絲繩除了在制造和使用上都不方便外，還將為滿足鋼絲繩繞經(jīng)滾筒時(shí)所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不能過大，為保持鋼繩的一定承載能力和使用壽命直接加大提升機(jī)直徑和寬度。提升機(jī)規(guī)格的升級(jí)不光增加設(shè)備投資，主機(jī)變位質(zhì)量明顯加大。單繩提升無尾繩平衡所產(chǎn)生的較大拉力差和主機(jī)變位質(zhì)量增加這兩個(gè)關(guān)鍵因素，造成拖動(dòng)功率的明顯加大。因此龐大的設(shè)備及大功率電機(jī)對(duì)維修管理和運(yùn)行都是不經(jīng)濟(jì)的。
多繩摩擦提升與單繩纏繞提升的不同在于鋼絲繩不是纏繞在滾筒上而是搭放在主導(dǎo)輪上，并且以幾根較細(xì)鋼繩(均為偶數(shù)2、4、6、8布置)代替一根粗的鋼繩，將提升容器懸掛在鋼絲繩的兩端。當(dāng)提升機(jī)工作時(shí)承受著拉力的鋼絲繩必然以一定的正壓力緊壓在摩擦襯墊上并產(chǎn)生一定的摩擦力。這樣當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)主導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過主導(dǎo)上的摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力帶動(dòng)鋼絲繩隨著主導(dǎo)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了容器的提升和下放。
塔式多繩摩擦豎井礦用提升機(jī)與落地多繩摩擦提升機(jī)的區(qū)別為塔式多繩摩擦提繩是將整套提升設(shè)備安裝在井塔的頂層，優(yōu)點(diǎn)是不受礦井地形限制，簡化了工業(yè)場(chǎng)地，鋼絲繩不受雨雪天氣的影響，但井塔造價(jià)很高，施工工期太長。落地多繩摩擦豎井礦用提升機(jī)是將提升機(jī)安裝在地表，提升鋼繩經(jīng)井架上的兩組多繩天輪分別與容器相掛接。雖然減少了初期投資和工期，但鋼繩露天設(shè)置受雨雪天氣影響比較嚴(yán)重，防滑性能明顯降低，并因鋼繩絃長抖動(dòng)而增加繩間距。因此多繩摩擦豎井礦用提升機(jī)雖然利用幾根細(xì)的鋼繩代替了一根粗的鋼繩工作，解決了主導(dǎo)輪直徑過大的問題。但存在提升過程中鋼繩滑動(dòng)、提升鋼繩強(qiáng)度以及主導(dǎo)輪摩擦襯墊的抗壓強(qiáng)度等一直是需要克服的問題。
綜上所述單繩纏繞提升和多繩摩擦提升雖然在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用但都存在局限性及不易克服的缺點(diǎn)。尤其在設(shè)備重量和降低能耗方面一直停止在原有水平上沒有明顯的改進(jìn)。人們致力于提升理論的研究就是為了尋求更為理想的豎井提升方式，目的是在技術(shù)可行、運(yùn)行可靠、便于管理的前提下盡量減少投資和最大限度地節(jié)約能源。
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、投資少、施工周期短的多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)是由單繩纏繞提升機(jī)、提升罐籠、平衡尾繩、尾繩懸掛裝置、多繩天輪、多繩平衡輪、提升首繩、防扭式張力全自動(dòng)平衡懸掛裝置等部分組成。其中對(duì)稱偶數(shù)鋼繩搭接在多繩平衡輪上，兩端分別與提升容器上部的懸掛裝置掛接，中間的鋼繩一端分別與提升容器上部的防扭裝置掛節(jié)，另一端分別繞經(jīng)上層平衡輪和下層多繩天輪的中間繩槽(當(dāng)上部平衡輪的直徑滿足兩提升容器中心距時(shí)也可采用在多繩平衡輪上部設(shè)兩個(gè)單繩天輪，去掉下層的多繩天輪，形成三天輪結(jié)構(gòu)。)固接于單繩纏繞提升機(jī)上，即右為上出繩，左為下出繩。
本實(shí)用新型的多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)是通過防扭式張力全自動(dòng)平衡懸掛裝置將多繩摩擦提升和單繩纏繞提升有機(jī)的結(jié)合，使國內(nèi)外多繩摩擦提升的首繩由偶數(shù)懸掛變?yōu)槠鏀?shù)懸掛，即提升鋼繩為1、3、5、7、9根布置。集多繩摩擦提升和單繩纏繞提升的優(yōu)點(diǎn)于一體，形成一種新的提升裝置。其工作原理為當(dāng)單繩纏繞提升機(jī)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩根出繩方向不同的鋼絲繩分別繞經(jīng)井架上層的平衡輪和下層的多繩天輪的中間繩槽與提升容器上部懸掛裝置中間的防扭結(jié)構(gòu)掛接，形成容器的提升和下放。此時(shí)由于張力全自動(dòng)平衡裝置的作用使奇數(shù)根鋼繩受力完全一致。而中間的鋼繩在提升過程中出現(xiàn)的扭力由防扭裝置抵消掉。兩側(cè)偶數(shù)布置的鋼繩所產(chǎn)生的扭力因其左右捻本身抵消，從而保證不產(chǎn)生容器罐耳與罐道的額外摩擦力。
附

圖1為多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)防扭自動(dòng)張力平衡懸掛的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)的驅(qū)動(dòng)繩防扭自動(dòng)張力平衡懸掛的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)的驅(qū)動(dòng)繩防扭自動(dòng)張力平衡懸掛的結(jié)構(gòu)示意圖。
參照說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)作以下詳細(xì)地說明。
本實(shí)用新型的多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)，其結(jié)構(gòu)是由單繩纏繞驅(qū)動(dòng)機(jī)1、驅(qū)動(dòng)鋼繩2、提升鋼繩3、多繩天輪4、多繩平衡輪5、提升罐籠6及平衡尾繩7構(gòu)成，提升鋼繩3的兩端饒過多繩平衡輪5與提升罐籠6的上部相接，平衡尾繩5的兩端與提升罐籠6的底部相接，與單繩纏繞驅(qū)動(dòng)機(jī)1相接的驅(qū)動(dòng)鋼繩2饒過多繩天輪4與提升罐籠6的上部相接。
在提升罐籠6的上部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)鋼繩防扭張力自動(dòng)平衡懸掛和提升鋼繩張力自動(dòng)平衡懸掛，驅(qū)動(dòng)鋼繩防扭張力自動(dòng)平衡懸掛是由鋼繩連接軸承8和液壓張力平衡架9組成，鋼繩連接軸承8與液壓張力平衡架9的上部相接，下部與提升罐籠6的殼體上部相接。
提升鋼繩張力自動(dòng)平衡懸掛是由鋼繩連接器10和液壓張力平衡架9組成，提升鋼繩3的端部通過鋼繩連接器10與液壓張力平衡架9的上部相接，下部與提升罐籠6的殼體上部相接。
實(shí)施例本實(shí)用新型的多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)其加工制作非常簡單方便，按說明書附圖所示加工制造即可。單繩纏繞提升機(jī)和多繩提升機(jī)均為通用礦用設(shè)備。張力自動(dòng)平衡架的使用是通過調(diào)整與每根鋼繩相接的張力平衡架中的液壓缸將鋼繩拉緊，然后通過管道將各個(gè)張力平衡架中液壓缸的油路并在一起，通過液壓缸中液壓油的流動(dòng)平衡各個(gè)鋼繩的張緊度。
本實(shí)用新型的多繩懸掛尾繩平衡防扭式全自動(dòng)張力平衡的單繩纏繞提升裝置的特點(diǎn)該提升裝置克服了多繩摩擦提升和單繩纏繞提升的缺點(diǎn)形成一種比較理想的提升裝置。因此具有以下明顯的特點(diǎn)
1.大幅度降低基建投資因提升設(shè)備選型的幾個(gè)關(guān)鍵因素制約了設(shè)備規(guī)格降不下來(規(guī)程要求的取值范圍不能突破，因?yàn)橐?guī)程是血的教訓(xùn)。)而使設(shè)備規(guī)格有時(shí)很大。采用該裝置整個(gè)系統(tǒng)的最大靜拉力全布落在井架上部的平衡輪上，因此所匹配的單繩纏繞提升機(jī)可降2～4個(gè)規(guī)格，若將其附屬設(shè)施考慮在內(nèi)，在可比情況下的投資最少降低40～65％。
2.明顯降低了經(jīng)營費(fèi)主機(jī)規(guī)格減小，系統(tǒng)總的變位質(zhì)量明顯減少，防扭張力全自動(dòng)平衡裝置的作用使系統(tǒng)拉力差成倍下降，從靜力系統(tǒng)及動(dòng)力系統(tǒng)綜合分析得出結(jié)論(在可比狀況下)配用功率可減少25～45％。
3.解決了單繩纏繞提升提人時(shí)不能多層纏繩的問題規(guī)程規(guī)定單繩纏繞提升提升人員時(shí)不許纏兩層，該提升裝置因張力全自動(dòng)平衡的作用(液壓瞬間平衡)消除了鋼繩纏兩層過度時(shí)鋼繩的顫動(dòng)，而且可纏多層。
4.去掉單繩纏繞提升必設(shè)的防墜裝置規(guī)程規(guī)定提人的單繩纏繞提升必須設(shè)防墜系統(tǒng)(多升提升可以不設(shè))。該系統(tǒng)是以奇數(shù)根鋼懸掛，加上井架上部多繩平衡輪的制動(dòng)系統(tǒng)形成多繩提升運(yùn)行，因而不需設(shè)防墜系統(tǒng)。
5.提高了老礦山的挖潛能力我國二十世紀(jì)六、七十年代左右建成的礦山(基本都是單繩纏繞提升機(jī))都存在擴(kuò)建和向深部開采的問題，但提升設(shè)備都還能用，但擴(kuò)大規(guī)?；蜓由詈?，原設(shè)備都無法滿足要求。經(jīng)全面計(jì)算論證采用該提升裝置在產(chǎn)量增加50～80％的情況下提升深度可增加1.5～2.0倍。
6.直接縮短礦山建設(shè)工期對(duì)礦山建設(shè)地形條件限制的情況下必需采用塔式摩擦提升時(shí)工期是必須考慮的。采用該提升裝置井架上部的多繩平衡輪直接代替了塔式多繩摩擦提升，井架可在遠(yuǎn)離井口的地方加工，豎井施工不受影響，大大縮短了基建工期。
7.解決了落地多繩摩擦提升受氣候的影響由于落地多繩摩擦提升是將提升機(jī)安裝在地面，其提升鋼繩的絃長部分暴露在外，雨雪天直接使雨水及結(jié)的冰帶到主導(dǎo)上而使鋼繩與襯墊間的摩擦力降低，形成打滑現(xiàn)象影響提升效果。采用新的提升裝置是以單繩纏繞出繩，其絃長部分一點(diǎn)也不受雨雪天氣的影響。從而提高了整個(gè)提升系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
8.防扭式全自動(dòng)張力平衡消除了單繩纏繞提升鋼繩扭轉(zhuǎn)而造成的容器罐耳與罐道之間的摩擦由于提升過程中容器的罐耳與罐道之時(shí)刻處在摩擦受力過程中，不僅損壞容器及罐道同時(shí)也影響提升機(jī)主機(jī)和電機(jī)的運(yùn)行，造成系統(tǒng)運(yùn)行不平穩(wěn)及易發(fā)生事故。采用新的提升裝置其防結(jié)構(gòu)直接消除了提升過程中鋼繩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力，使提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和容器罐耳與罐道少更換。
五.社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益我國幾十年來一直沿用建國初期蘇聯(lián)的提升設(shè)備制造技術(shù)及工藝布置，雖然在某些地方進(jìn)行了改進(jìn)，比設(shè)備老型譜有提高。但大馬拉小車的現(xiàn)象在新建和擴(kuò)建礦山一直存在，有時(shí)幾十年處在高能耗狀態(tài)，這與社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步是不相適應(yīng)的。因此說采用新的提升裝置會(huì)改變我國所有礦山的面貌和現(xiàn)狀，并提高了提升的安全性及管理水平。
該提升裝置的經(jīng)濟(jì)效益可以下例說明如山東省某轉(zhuǎn)產(chǎn)礦山(30萬噸/年的煤礦因礦源枯竭，幾千人回家，現(xiàn)轉(zhuǎn)產(chǎn)準(zhǔn)備籌建50萬噸/年的鐵礦)要建的鐵礦垂深近500m，需兩條豎井開拓，按正常設(shè)計(jì)采用單繩纏繞提繩機(jī)時(shí)，主井需φ4.50m的雙筒單繩纏繞提升機(jī)，配用功率N＝1250KW。副井需φ3.5m雙筒單繩纏繞提升機(jī)，配用功率N＝800KW。若采用多繩摩擦提升機(jī)，主井需φ2.8的四繩摩擦提升機(jī)，配用功率N＝1000KW，副井需φ2.25的四繩摩擦提升機(jī)配用功率N＝600KW。
如采用多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)，主井只需φ2.5m單雙筒單繩纏繞提升機(jī)均可，配用功率N＝500KW，副井用φ2.0m單雙筒單繩纏繞提升機(jī)均可，配用功率為N＝200KW。該礦原用的φ2.5m雙筒單繩纏繞提升機(jī)，及φ2.0m單筒單繩纏繞提升機(jī)檢修后可直接用于新建礦山，不僅大幅度減少基建投資緩解礦山資金困難的矛盾，同時(shí)配用功率也大大降低，直接降低了經(jīng)營成本。
基于上例我國新建的礦山都能按此考慮的話，將會(huì)給國家節(jié)約不可估量的投資。若將改擴(kuò)建礦山納入考慮的范圍之內(nèi)，節(jié)約的投資及減少能耗是無法計(jì)算的。
我國地大物博，礦產(chǎn)資源豐富，每年有大批的礦上馬，并且建國以來有成千上萬的礦山生產(chǎn)多年，都面臨擴(kuò)大規(guī)模和延深。按已往設(shè)計(jì)原有提升設(shè)備都很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。而采用新的提升裝置對(duì)原有系統(tǒng)稍微改造便可滿足要求。
據(jù)統(tǒng)計(jì)我國20世紀(jì)50年代探明的淺部礦產(chǎn)資源已接近枯竭，以后的礦山均向深部發(fā)展。采用原有的提升裝置雖然能滿足基建要求但投資和能耗也是驚人的。同時(shí)成千上萬的老礦山向深部開采時(shí)原有豎井和設(shè)備全部報(bào)廢太可惜，不僅浪費(fèi)了資金，人員安排也是問題。而采用新的提升裝置可在很短的時(shí)間內(nèi)搞好生產(chǎn)接續(xù)。因此說該裝置是有很好的推廣價(jià)值和前景。
權(quán)利要求1.多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)，包括單繩纏繞驅(qū)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)鋼繩、提升鋼繩、多繩天輪、多繩平衡輪、提升罐籠及平衡尾繩，其特征在于提升鋼繩的兩端饒過多繩平衡輪與提升罐籠的上部相接，平衡尾繩的兩端與提升罐籠的底部相接，與單繩提升機(jī)相接的驅(qū)動(dòng)鋼繩饒過多繩天輪與提升罐籠的上部相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)，其特征在于在提升罐籠的上部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)鋼繩防扭張力自動(dòng)平衡懸掛和提升鋼繩張力自動(dòng)平衡懸掛，驅(qū)動(dòng)鋼繩防扭張力自動(dòng)平衡懸掛是由鋼繩連接軸承和液壓張力平衡架組成，鋼繩連接軸承與液壓張力平衡架的上部相接，下部與提升罐籠殼體上部相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)，其特征在于提升鋼繩張力自動(dòng)平衡懸掛是由鋼繩連接器和液壓張力平衡架組成，提升鋼繩的端部通過鋼繩連接器與液壓張力平衡架的上部相接，下部與提升罐籠殼體上部相接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī),其結(jié)構(gòu)是由單繩纏繞驅(qū)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)鋼繩、提升鋼繩、多繩天輪、多繩平衡輪、提升罐籠及平衡尾繩構(gòu)成,提升鋼繩的兩端繞過多繩平衡輪與提升罐籠的上部相接,平衡尾繩的兩端與提升罐籠的底部相接,與單繩提升機(jī)相接的提升首繩繞過多繩天輪與提升罐籠的上部相接。該多繩懸掛尾繩平衡單繩纏繞驅(qū)動(dòng)式礦用提升機(jī)和現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備投資少、工作安全穩(wěn)定、易于操作和管理等特點(diǎn),因而具有很好的推廣使用價(jià)值。
文檔編號(hào)B66B15/00GK2441785SQ0024870
公開日2001年8月8日 申請(qǐng)日期2000年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月30日
發(fā)明者楊光良 申請(qǐng)人:楊光良