1、項目五 提升設備課題一 提升機的操作與維護任務1 提升機的組成和結構知識點u 提升機的作用及工作過程u 提升機的組成和結構技能點u 提升機的操作u 提升機的日常維護一、 任務描述礦井提升運輸是采煤生產過程中的重要環節，井下各工作面采掘出來的煤和矸石，由刮板輸送機、橋式轉載機、膠帶輸送機、電機車等運輸設備運送到井底車場，然后再由提升設備提到地面。同時，生產所需的人員、材料、設備也要通過提升設備來運輸。“運輸是礦井的動脈，提升是礦井的咽喉”形象地描述了礦井提升運輸的重要性。圖5-1-1為一立井提升運輸系統的示意圖。采煤工作面A采出的煤和掘進工作面B采出的矸石，經運輸巷道中的運輸設備運到采區下部車場

2、6（或運輸大巷4），再經石門5和大巷4的運輸設備運到井底車場3，最后經提升設備提到地面。而材料、設備則按相反的路線從地面運到井下指定地點。二、 相關知識礦井提升設備主要由提升機、提升鋼絲繩、提升容器、天輪（或導向輪）、井架（或井塔）、輔助裝置等組成。提升機包括機械設備和拖動控制系統，按其工作原理及結構不同分為纏繞式提升機和摩擦式提升機兩大類。提升容器按結構不同分為罐籠、箕斗、礦車等。由于使用的提升機不同，煤礦提升運輸可分為摩擦提升、纏繞提升；使用的提升容器不同，可分為主井箕斗提升、副井罐籠提升、斜井串車提升；所處的井筒不同，可分為立井提升、斜井提升等。但不論哪一種提升，都是靠提升機拖動提升鋼絲

3、繩，從而拖動提升容器來實現提升貨載的。所以我們首先要學習提升機的工作原理和結構。三、 任務分析（一） 單繩纏繞式提升機的工作原理及結構1. 單繩纏繞式提升機的工作原理單繩纏繞式提升機的工作原理如圖5-1-2所示。提升鋼絲繩的一端固定在提升機滾筒上，另一端繞經井架上的天輪，固定在提升容器上。電動機經齒輪減速器帶動主軸及滾筒以不同方向旋轉時，提升鋼絲繩在滾筒上纏入或放出，從而實現容器的提升或下放。2. 單繩纏繞式提升機的結構單繩纏繞式提升機按其滾筒個數可分為單滾筒提升機和雙滾筒提升機。單滾筒提升機一般用于產量較小的礦井，雙滾筒提升機在礦山應用最多。國產的單繩纏繞式提升機有兩個系列：JT系列，滾筒直

4、徑為0.81.6m，一般稱為絞車，有防爆和不防爆兩種。JK系列，滾筒直徑為25m，一般稱為提升機，主要用于立井提升。JK系列提升機的外形如圖5-1-2所示。其結構組成如圖5-1-3所示。3.主軸裝置結構JK系列雙滾筒提升機的主軸裝置由主軸、主軸軸承、固定滾筒、活動滾筒、四個輪轂、調繩離合器等組成，如圖5-1-4所示。（1）主軸與滾筒連接主軸軸承為滑動軸承，起支撐主軸的作用。固定滾筒裝在主軸的靠電動機側，其左側輪轂滑裝在主軸上，其右側輪轂壓裝在主軸上，并用強力切向鍵與主軸聯接。滾筒與左側輪轂的連接采用螺栓連接，螺栓一半為精制配合螺栓，一半為普通螺栓。滾筒與右側輪轂的連接采用螺栓連接，螺栓全部為精

5、制配合螺栓。活動滾筒裝在主軸的遠離電動機側，其右側輪轂滑裝在主軸上，其左側輪轂壓裝在主軸上，并用強力切向鍵與主軸聯接。活動滾筒與右側輪轂的連接采用螺栓連接，螺栓一半為精制配合螺栓，一半為普通螺栓，活動滾筒與左側輪轂的連接采用齒輪離合器連接（見圖5-1-5）。這樣做的目的是方便調繩。（2）調繩離合器結構雙滾筒提升機都裝有調繩離合器，其作用是使活滾筒與主軸連接或脫開，以便調節繩長時，能使兩滾筒相對運動。JK型提升機的調繩離合器曾為軸向移動齒輪離合器，其結構原理如圖5-1-5所示。三個調繩油缸4沿圓周均布在輪轂3上，其一端與外齒輪6相連接，相當于三個銷子將外齒輪6和輪轂3連接在一起。外齒輪6滑套在輪

6、轂3上，可以沿軸向滑動。當調繩離合器處于合上狀態（如圖位置）時，外齒輪6與固定在活滾筒輪輻9上的內齒圈8嚙合，從而帶動活滾筒隨主軸一起旋轉。當調繩離合器處于脫開狀態時，三個調繩油缸伸出，使外齒輪6沿軸向向左滑動，與固定在活滾筒輪輻9上的內齒圈8脫開嚙合，活滾筒不隨主軸一起旋轉。軸向移動齒輪離合器的缺點是對齒稍困難，需反復幾次才能對上。為了克服這一缺點，JK型提升機已改用徑向齒塊式離合器，其結構如圖5-1-6所示。內齒圈1固定在活滾筒的輻板上，徑向齒塊2通過滑動轂4的帶動與內齒圈1嚙合或脫開，滑動轂4由離合油缸6的活塞桿推動。當壓力油進入離合油缸6的合上腔時，活塞桿伸出，推動滑動轂4、撐桿3，使

7、齒塊2向外撐開（類似撐開雨傘）與內齒圈1嚙合，使活滾筒隨主軸一起旋轉。當壓力油進入離合油缸6的離開腔時，活塞桿伸縮回，拉動滑動轂4、撐桿3，使齒塊2向內收回（類似收雨傘）與內齒圈1脫開嚙合，使活滾筒不隨主軸一起旋轉。（二） 多繩纏繞式提升機多繩纏繞式提升機是用兩根以上的鋼絲繩與提升容器相連接，滾筒用附加檔板分隔開，每根鋼絲繩在各自的分段上纏繞，利用平衡懸掛裝置調節鋼絲繩間的張力平衡。多繩纏繞式提升機有三種不同的結構布置形式：同軸直線布置，前后排列布置，直聯電動機分別拖動。如圖5-1-7所示。多繩纏繞式提升機與單繩纏繞式提升機相比，其鋼絲繩直徑、滾筒直徑、滾筒寬度均相應減少。與多繩摩擦式提升機相

8、比，多繩纏繞式提升機不用尾繩，克服了深井提升時尾繩帶來的問題。故多繩纏繞式提升機適合于深井、大負載的提升。在不宜采用摩擦式提升機，單繩纏繞式提升機又不能滿足要求時，可以采用多繩纏繞式提升機。（三） 多繩摩擦式提升機1. 多繩摩擦式提升機工作原理多繩摩擦式提升機工作原理如圖5-1-8所示。主導輪1（摩擦輪）安裝在提升井塔上（圖5-1-8 a、 b），或安裝在地面機房（圖5-1-8c），幾根鋼絲繩3等距離地搭在主導輪的襯墊上，鋼絲繩兩端分別與容器4相連，平衡尾繩5的兩端分別與容器的底部相連后自由地懸掛在井筒中。當電動機帶動主導輪轉動時，通過襯墊與提升鋼絲繩之間產生的摩擦力帶動容器往復升降，完成提升

9、任務。導向輪2用于增大鋼絲繩在主導輪上的圍包角或縮小提升中心距。2. 多繩摩擦式提升機的結構多繩摩擦式提升機的結構如圖5-1-9所示。摩擦提升機有塔式和落地式兩種。塔式布置緊湊省地，可省去天輪，全部載荷垂直向下，井塔穩定性好，鋼絲繩不裸露在外經受風雨；但井塔造價高，抗地震能力不如落地式。我國生產的多繩摩擦式提升機主要有JkM系列，JKMD系列、JKD系列、JKMX系列、JKMXD系列。3.主要部件結構（1）主軸裝置多繩摩擦式提升機的主軸裝置由主軸、摩擦輪、摩擦襯墊、滾動軸承、軸承座、軸承蓋、軸承梁、固定塊、壓塊、夾板、高強度螺栓組件等組成，如圖5-1-10所示井塔式與落地式的主軸裝置不同之處僅

10、在于：井塔式的摩擦襯墊為單繩槽，而落地式的摩擦襯墊為雙繩槽。（2）摩擦輪摩擦輪多采用整體全焊接結構，少數大規格提升機由于受運輸吊裝條件限制，需要做成兩半剖分結構，在結合面處用定位銷及高強度螺栓連接。摩擦輪與主軸連接有兩種方式，一種是采用單法蘭、單面摩擦聯接。如圖5-1-10中摩擦輪的右側輻板與主軸法蘭采用高強度螺栓單面摩擦聯接，左側輪轂與主軸采用過盈配合連接。一般中、小規格的提升機采用此結構，廠家已裝配好。另一種是采用雙法蘭、雙夾板、雙面摩擦與主軸聯接。摩擦輪直徑在4m以上的多采用這種結構。（3）摩擦襯墊摩擦襯墊的作用有三個：一是保證襯墊與鋼絲繩之間有足夠的摩擦系數能傳遞一定的動力；二是有效地

11、降低鋼絲繩張力分配不均；三是起保護鋼絲繩的作用。上述作用中最主要的是保證摩擦系數。目前國內主要采用聚氨酯襯墊和高性能摩擦襯墊，其摩擦系數分別為0.2、0.23和 0.25。（4）車槽裝置為了保證幾根鋼絲繩的繩槽處直徑相等，以使各鋼絲繩的張力均衡，多繩摩擦提升機設有車槽裝置。對于塔式多繩摩擦提升機，車槽裝置設在摩擦輪的正下方，車刀數與繩槽數相等；對于落地式多繩摩擦提升機，由于鋼絲繩向上引出，直接安裝車槽裝置及操作都比較困難，可以采用雙繩槽襯墊，車槽時用專用的撥繩裝置將鋼絲繩從要車的繩槽中撥到另一繩槽中工作，空出來的繩槽就可以車削、校正，這樣車槽裝置仍可放在摩擦輪下，但要求車刀能橫向移動，以適應雙

12、槽車削。（5）減速器多繩摩擦提升機的減速器均采用同軸式功率分流齒輪減速器。根據安裝方式不同，又分彈簧基礎和剛性基礎兩種。彈簧基礎減速器主要安裝在井塔上，其低速聯軸器一般為剛性法蘭聯軸器；剛性基礎減速器主要安裝在地面，其低速聯軸器一般為齒輪聯軸器。剛性基礎減速器結構如圖5-1-11所示，彈簧基礎減速器結構如圖5-1-12所示。（6）鋼絲繩張力平衡裝置多繩摩擦提升機上各鋼絲繩的張力往往很難保持一致，其原因是：1）材質及捻制工藝的不均造成每根鋼絲繩剛度的偏差；2）各繩槽直徑車削的偏差；3）安裝誤差造成各鋼絲繩長度的偏差；4）鋼絲繩蠕動量（即變形）偏差。改善各鋼絲繩張力不平衡的措施有：1）盡量消除各鋼

13、絲繩材質及捻制工藝的差異。一組鋼絲繩最好使用連續生產的制品。2）定期及時車削繩槽。3）采用張力平衡機構，各種張力平衡機構如圖5-1-13所示。4）定期調整鋼絲繩張力，螺旋液壓調繩器的結構如圖5-1-14所示。（四） 深度指示器1. 深度指示器的作用深度指示器有以下作用：1）向司機指示容器在井筒中的位置；2）容器接近井口停車位置時發出減速信號；3）在減速階段，通過限速裝置進行限速保護；4）通過過卷保護裝置進行過卷保護。深度指示器的種類有牌坊式和圓盤式兩種。2牌坊式深度指示器牌坊式深度指示器由傳動裝置和指示器兩部分組成，兩者通過聯軸器相連接。傳動裝置的結構如圖5-1-15，指示器的結構如圖5-1-

14、16。牌坊式深度指示器的工作原理如圖5-1-17所示。提升機主軸的旋轉運動由傳動裝置傳給深度指示器，經過齒輪對帶動絲桿，使兩根絲桿以相反的方向旋轉。當絲桿旋轉時，帶有指針的兩個梯形螺母也以相反的方向移動，即一個向上，一個向下。絲桿的轉數與主軸的轉數成正比，因而也與容器在井筒中的位置相對應。因此螺母上指針在絲桿上的位置也與容器位置相對應。梯形螺母上不僅裝有指針，另外還裝有掣子和碰鐵。當提升容器接近井口停車位置時，掣子帶動信號拉桿上的銷子，將信號拉桿逐漸抬起，同時，銷子在水平方向也在移動。當達到減速點時，銷子脫離掣子下落，裝在信號拉桿上的撞針敲擊信號鈴，發出減速信號。在信號拉桿旁邊的立柱上安裝有一

15、個減速極限開關，當提升容器到達一定位置時，信號拉桿上的碰鐵碰壓減速極限開關的滾子進行減速，直至停車。若提升機發生過卷，則梯形螺母上的碰鐵將把過卷極限開關壓開，使提升機斷電進行過卷保護。信號拉桿上的銷子可根據需要移動位置，減速極限開關和過卷極限開關的上下位置可以很方便地調整，以適應不同的減速距離和過卷距離的要求。限速凸輪由蝸輪，通過限速變阻器或自整角機進行限速保護。在一次提升過程中每個凸輪的轉角應在270330范圍內。3.圓盤式深度指示器圓盤式深度指示器也是由傳動裝置和指示器兩部分組成，但兩部分之間靠自整角機連接。圓盤式深度指示器的傳動裝置如圖5-1-18所示。它由傳動軸2、更換齒輪1、蝸桿蝸輪

16、12、左右限速圓盤14、15、機座等組成。提升機主軸的轉動通過傳動軸2、更換齒輪1、蝸桿蝸輪12帶動左右限速圓盤旋轉。左右限速圓盤上均裝有碰板7和限速凸輪板9，但方向相反，對應提升機的正、反轉，每次只有一個圓盤起作用。機座兩側與左右限速圓盤對應位置安裝有減速開關6、過卷開關3和限速自整角機13。通過限速圓盤上的碰板碰壓減速開關、過卷開關發出減速信號和進行過卷保護。通過限速凸輪板帶動限速自整角機13進行限速保護。同時，提升機主軸的轉動通過傳動軸、更換齒輪、蝸桿、齒輪帶動自整角機發送機10發出提升容器位置信號，經導線傳送給指示器上的自整角機接收機。圓盤指示器的結構如圖5-1-19所示。它由指示圓盤

17、1、精針2、粗針3、有機玻璃罩4、接收自整角機5、停車標記6、齒輪7、外殼8等組成。接收自整角機5接收到來自發送自整角機的信號后，經過三對減速齒輪帶動粗針轉動，進行粗針指示。經過一對減速齒輪帶動精針轉動，進行精針指示。指示圓盤上有兩條環形槽，槽中備有數個紅、綠色橡膠標記，用來表示減速或停車位置。（五） 制動裝置制動裝置的作用是：1）在正常工作中減速或停車時對提升機進行制動，即工作制動；2）在發生緊急事故時對提升機進行制動，即安全制動；3）在進行調繩時對活滾筒進行制動，即調繩制動。制動裝置由盤式制動器（盤形閘）和液壓站兩部分組成。1. 盤式制動器（盤形閘）的結構原理盤式制動器的結構如圖5-1-2

18、0所示。它由閘瓦26、帶筒體的襯板25、碟形彈簧2和液壓組件、連接螺栓12、后蓋11、密封圈13、制動器體1等組成。液壓組件由擋圈4、骨架式油封5、YX形密封圈22、8、液壓缸21、調整螺母20、活塞10、密封圈14、16、17、液壓缸蓋9等組成。液壓組件可單獨整體拆下并更換。盤式制動器的制動力矩是靠閘瓦沿軸向從兩側壓向制動盤產生的，為了使制動盤不產生附加變形，主軸不承受附加軸向力，盤式制動器都是成對使用，每一對為一副。根據所需制動力矩的大小，一臺提升機可以同時布置兩副、四副或多副。盤式制動器是由碟形彈簧產生制動力，靠油壓產生松閘力。制動狀態時，閘瓦壓向制動盤的正壓力大小取決于液壓缸內油壓的大

19、小。當缸內油壓為最小值時，彈簧力幾乎全部作用在閘瓦上，此時閘瓦壓向制動盤的正壓力最大，制動力矩也最大，呈全制動狀態；當缸內油壓為液壓系統整定的最大值時，碟形彈簧被壓縮，彈簧力被液壓力克服，閘瓦壓向制動盤的正壓力為零，呈松閘狀態。 正壓力與油壓的關系如圖5-1-21所示。2.液壓站（1）液壓站的作用是：1）工作制動時產生不同的油壓以控制盤式制動器獲得不同的制動力矩；2）安全制動時能控制盤式制動器的回油快慢以實現二級制動；3）調繩制動時能控制盤式制動器閘住活滾筒，并控制調繩離合器的離、合，完成調繩。（2）液壓站的種類由于提升機的不斷更新換代，液壓站的結構、性能和型號也在不斷更新換代，現在有以下類型

20、和型號的液壓站：1）電氣延時實現二級制動的液壓站，有B157、B159、TE130、TE131、TE132等。其中TE130和B157的結構原理完全相同，用于JK型提升機；TE131和B159的結構原理完全相同，用于多繩摩擦式提升機，B159與B157的差別是沒有調繩制動部分。TE132是在TE131的基礎上增加了兩個壓力繼電器和一個壓力傳感器，這是與采用PLC控制系統相配套的液壓站。2）液壓延時實現二級制動的液壓站，有TE002，用于JK型提升機；TE003，用于多繩摩擦式提升機，TE003與TE002的差別是沒有調繩制動部分。（3）液壓站的工作原理1）B157液壓站的工作原理B157液壓站

21、的組成如圖5-1-22所示。該液壓站有兩臺葉片泵，一臺工作，一臺備用，兩臺泵替換工作時，由液動換向閥13自動轉接到系統。u 工作制動提升機正常工作時，電磁鐵G3、G4、G5通電，G1、G2、G6斷電， 葉片泵4輸出的壓力油經過濾器5、液動換向閥13、電磁換向閥11、17進入各制動器，油壓的大小通過司機操作制動手把控制電液調壓裝置6的電流大小來改變，從而達到調節制動力矩的目的。同時壓力油經減壓閥9、單向閥10、進入蓄能器12，其壓力由溢流閥8限定，達到一級油壓值P1級。u 安全制動當提升機因故障進行安全制動時，電動機3斷電，液壓泵4停止供油，電液調壓裝置線圈、電磁鐵G3、G4斷電，固定滾筒制動器

22、的壓力油經電磁換向閥17迅速流回油箱，實施抱閘，實現一級制動。活動滾筒制動器的壓力油經電磁換向閥11一部分流到蓄能器12內，一部分經溢流閥8流回油箱，使活動滾筒制動器的油壓保持為一級油壓值P1級，暫時不能抱閘。經延時繼電器延時后，電磁鐵G5斷電復位，使活動滾筒制動器的油流回油箱，實施抱閘，實現二級制動。u 調繩制動調繩時要求活動滾筒處于制動狀態，調繩離合器處于離開狀態，而固定滾筒應處于松閘狀態。各閥的動作情況如下：電磁鐵G1、G2、G3、G4、G5、G6斷電，盤式制動器全處于制動狀態。打開截止閥21，然后給G2通電，電磁換向閥18切換，壓力油進入調繩離合器油缸離開腔，使活動滾筒與主軸脫開。接著

23、再給G3通電，使壓力油進入固定滾筒制動器，解除對固定滾筒的制動，即可進行調繩。調繩結束后，G3斷電，固定滾筒制動，G2斷電、 G1通電，電磁換向閥18切換，壓力油進入調繩離合器油缸合上腔，使活動滾筒與主軸接合。然后G1斷電，電磁換向閥18切換回中位，斷開油路。最后關閉截止閥21。2）TE002液壓站的工作原理TE002液壓站的組成如圖5-1-23所示。該液壓站有兩臺葉片泵，一臺工作，一臺備用，兩臺泵替換工作時，由液動換向閥18自動轉接到系統。u 工作制動提升機正常工作時，電磁鐵G3、G4、G5通電，G1、G2斷電， 葉片泵4輸出的壓力油經過濾器5、液動換向閥18、電磁換向閥15、20進入各制動

24、器，油壓的大小通過司機操作制動手把控制電液調壓裝置6的電流大小來改變，從而達到調節制動力矩的目的。同時壓力油經減壓閥9、單向閥10、進入蓄能器13，其壓力由溢流閥8限定，達到一級油壓值P1級。u 安全制動當提升機因故障進行安全制動時，電動機3斷電，液壓泵4停止供油，電液調壓裝置線圈、電磁鐵G3、G4斷電，固定滾筒制動器的壓力油經電磁換向閥20迅速流回油箱，實施抱閘，實現一級制動。活動滾筒制動器的壓力油經液壓延時閥11的“1”、“2”口一部分流到蓄能器12內，一部分經溢流閥8流回油箱，使活動滾筒制動器的油壓保持為一級油壓值P1級，暫時不能抱閘。經液壓延時閥延時后，閥11的“1”、“3”口連通，使

25、活動滾筒制動器的油流回油箱，實施抱閘，實現二級制動。u 調繩制動調繩時要求活動滾筒處于制動狀態，調繩離合器處于離開狀態，而固定滾筒應處于松閘狀態。各閥的動作情況如下：電磁鐵G1、G2、G3、G4、G5斷電，盤式制動器全處于制動狀態。打開截止閥22，然后給G2通電，電磁換向閥21切換，壓力油進入調繩離合器油缸離開腔，使活動滾筒與主軸脫開。接著再給G3通電，使壓力油進入固定滾筒制動器，解除對固定滾筒的制動，即可進行調繩。調繩結束后，G3斷電，固定滾筒制動，G2斷電、 G1通電，電磁換向閥21切換，壓力油進入調繩離合器油缸合上腔，使活動滾筒與主軸接合。然后G1斷電，電磁換向閥21切換回中位，斷開油路

26、。最后關閉截止閥22。這兩種液壓站在緊急情況下，井口二級制動解除，G5斷電一級制動。在井中G5通電二級制動。（六） 操縱臺操縱臺結構如圖5-1-24。其上裝有兩個手把，即制動手把和操縱手把。操作人員左手扳動的是制動手把，該手把的下面與自整角機（BD-404A型）相連。當手把推到最前面（遠離操作人員）時，自整角機的輸出電壓約為30V，輸入到電液調壓裝置線圈的直流電流為最大（Imax=250mA），液壓站油壓為最大工作壓力（約6MPa），提升機為全松閘狀態。當手把拉回到最后面（靠近操作人員）時，自整角機的輸出電壓為零，輸入到電液調壓裝置線圈的直流電流為零，液壓站油壓為最小工作壓力（約0.3MPa），提升機為全抱閘狀態。手把由全松閘位置到全抱閘位置的回轉角度約為70，當手把位置在這個角度范圍內改變時，自整角機的輸出電壓和輸入到電液調壓裝置線圈的直流電流相應改變，盤形閘的制動力矩也相應改變。操作人員右手扳動的是操縱手把，其