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河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院 第 36 頁 共 36 頁 畢 業(yè) 實(shí) 習(xí) 報 告 姓 名：孫建坤 專業(yè)班級：07機(jī)制2班 學(xué) 號：0720150117 指導(dǎo)老師：向道輝 前言 本周五，在任老師的帶領(lǐng)下我們到神華重型機(jī)械廠進(jìn)行了我們大學(xué)里的最后一次實(shí)習(xí)：畢業(yè)實(shí)習(xí)。畢業(yè)實(shí)習(xí)是我們機(jī)自專業(yè)知識結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分，并作為一個獨(dú)立的項(xiàng)目列入專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的。其目的在于通過實(shí)習(xí)使學(xué)生獲得基本生產(chǎn)的感性知識，理論聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大知識面；同時專業(yè)實(shí)習(xí)又是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生業(yè)務(wù)能力及素質(zhì)的重要渠道，培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生具有吃苦耐勞的精神，也是學(xué)生接觸社會、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國情的一個重要途徑，逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到社會的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們初步擔(dān)任技術(shù)工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗(yàn)企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實(shí)際知識，對我們學(xué)習(xí)后面的課程乃至以后的工作，都是十分必要的基礎(chǔ)。 （一）.神華簡介 焦作神華重型機(jī)械制造有限公司（原焦作重型機(jī)械制造有限責(zé)任公司）是集科技開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營、技術(shù)服務(wù)于一體，具有百年歷史的國家二級企業(yè)，國家二級計(jì)量單位，省級文明單位，中國煤礦機(jī)械裝備公司及河南省煤礦機(jī)械制造公司成員廠。公司現(xiàn)有職工二千多人，其中各類專業(yè)技術(shù)人員300余人，中、高級專業(yè)技術(shù)職稱人員50余人。擁有固定資產(chǎn)5000萬元，年產(chǎn)值7000萬元，各種機(jī)加工設(shè)備300臺（套），其中5m立車、5m滾齒機(jī)、大型數(shù)顯落地鏜銑床等精良設(shè)備50臺（套）。公司技術(shù)力量雄厚，下設(shè)機(jī)械加工、鉚焊、鑄造、熱處理、檢測及安裝等分廠，有先進(jìn)的理化實(shí)驗(yàn)、計(jì)量檢測、產(chǎn)品檢測、信息中心等。本公司面向煤礦、建材、化工、冶金、電力、環(huán)保等行業(yè)，可承攬年產(chǎn)120萬噸煤炭設(shè)備、30萬噸水泥成套設(shè)備、15萬千瓦電煤磨設(shè)備及20萬噸純堿成套設(shè)備、0.6—30萬千瓦燃煤電廠環(huán)保設(shè)備制造及安裝，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷全國二十六個省、市、自治區(qū)，曾多次為國家重點(diǎn)工程配套。2000年12月獲得中國方圓認(rèn)證委員會質(zhì)量認(rèn)證中心ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證。我們的質(zhì)量方針是：滿足顧客的需要是我們永恒的追求。質(zhì)量目標(biāo)是：質(zhì)量體系按ISO9001標(biāo)準(zhǔn)保持穩(wěn)定有效運(yùn)行，產(chǎn)品一次交驗(yàn)合格率95%。以高質(zhì)量、低成本、優(yōu)質(zhì)服務(wù)、達(dá)到顧客滿意為宗旨。本公司面向煤礦、建材、化工、冶金、電力、環(huán)保等行業(yè)。多次為國家重點(diǎn)工程配套帶式輸送機(jī)，在用戶中享有較高聲譽(yù)。 （二）.實(shí)習(xí)內(nèi)容 由于畢業(yè)后我要到煤礦去工作，所以對于這次實(shí)習(xí)，我主要參觀了帶式礦井提升機(jī)，輸送機(jī)和離心泵的工藝和流程。 礦井提升機(jī) 說明 是一種大型提升機(jī)械設(shè)備。由電機(jī)帶動機(jī)械設(shè)備，以帶動鋼絲繩從而帶動容器在井筒中升降，完成輸送任務(wù)。礦井提升機(jī)是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機(jī)提升量大，速度高，安全性高，已發(fā)展成為電子計(jì)算機(jī)控制的全自動重型礦山機(jī)械。 組成 　　礦井提升機(jī)主要由電動機(jī)、減速器、卷筒（或摩擦輪）、制動系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機(jī)驅(qū)動。按提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機(jī)和摩擦式礦井提升機(jī)。纏繞式礦井提升機(jī)有單卷筒和雙卷筒兩種，鋼絲繩在卷筒上的纏繞方式與一般絞車類似。單筒大多只有一根鋼絲繩，連接一個容器。雙筒的每個卷筒各配一根鋼絲繩，連接兩個容器，運(yùn)轉(zhuǎn)時一個容器上升，另一個容器下降。纏繞式礦井提升機(jī)大多用于年產(chǎn)量在120萬噸以下、井深小于400米的礦井中。摩擦式礦井提升機(jī)的提升繩搭掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。提升繩的兩端各連接一個容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。摩擦式礦井提升機(jī)根據(jù)布置方式分為塔式摩擦式礦井提升機(jī)（機(jī)房設(shè)在井筒頂部塔架上）和落地摩擦式礦井提升機(jī)（機(jī)房直接設(shè)在地面上）兩種。按提升繩的數(shù)量又分為單繩摩擦式礦井提升機(jī)和多繩摩擦式礦井提升機(jī)。后者的優(yōu)點(diǎn)是：可采用較細(xì)的鋼絲繩和直徑較小的摩擦輪，從而機(jī)組尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年產(chǎn)120萬噸以上、井深小于2100米的豎井大多采用這種提升機(jī)。 分類 　　聯(lián)系礦井井下和地面的工作機(jī)械。用鋼絲繩帶動容器在井筒中升降，完成運(yùn)輸任務(wù)。按工作方式分類如下： 纏繞式提升機(jī) 　　單繩纏繞式提升機(jī) 根據(jù)卷筒數(shù)目可分為單卷筒和雙卷筒兩種：①單卷筒提升機(jī)，一般作單鉤提升。鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端繞過天輪與提升容器相連；卷筒轉(zhuǎn)動時，鋼絲繩向卷筒上纏繞或放出，帶動提升容器升降。②雙卷筒提升機(jī)，作雙鉤提升（圖1）。兩根鋼絲繩各固定在一個卷筒上,分別從卷筒上、下方引出,卷筒轉(zhuǎn)動時，一個提升容器上升，另一個容器下降。纏繞式提升機(jī)按卷筒的外形又分為等直徑提升機(jī)和變直徑提升機(jī)兩種。等直徑卷筒的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，價格低，得到普遍應(yīng)用。深井提升時，由于兩側(cè)鋼絲繩長度變化大，力矩很不平衡。早期采用變直徑提升機(jī)（圓柱圓錐形卷筒），現(xiàn)多采用尾繩平衡。 　　纏繞式提升機(jī)的主要部件有主軸、卷筒、主軸承、調(diào)繩離合器、減速器、深度指示器和制動器等（圖2）。雙卷筒提升機(jī)的卷筒與主軸固接者稱固定卷筒，經(jīng)調(diào)繩離合器與主軸相連者稱活動卷筒。中國制造的卷筒直徑為 2～5m。隨著礦井深度和產(chǎn)量的加大，鋼絲繩的長度和直徑相應(yīng)增加。因而卷筒的直徑和寬度也要增大，故不適用于深井提升。 ?? 多繩纏繞式提升機(jī) 提升機(jī)在超深井運(yùn)行中，尾繩懸垂長度變化大，提升鋼絲繩承受很大交變應(yīng)力，影響鋼絲繩壽命；尾繩在井筒中還易扭轉(zhuǎn)，妨礙工作。20世紀(jì) 50年代末，英國人布雷爾（Blair）設(shè)計(jì)了一臺直徑3.2m雙繩多層纏繞式提升機(jī)(又稱布雷爾式提升機(jī))，提升高度1580～2349m，一次提升量10～20t。 摩擦式提升機(jī) 　　1938年，瑞典的ASEA公司在拉維爾（Laver）礦安裝了一臺直徑1.96m雙繩摩擦式提升機(jī)。1947年德國G.H.H.公司在漢諾威（Hannover）礦安裝了一臺四繩摩擦式提升機(jī)。多繩摩擦式提升機(jī)具有安全性高、鋼絲繩直徑細(xì)、主導(dǎo)輪直徑小、設(shè)備重量輕、耗電少、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展很快。除用于深立井提升外，還可用于淺立井和斜井提升。鋼絲繩搭放在提升機(jī)的主導(dǎo)輪（摩擦輪）上，兩端懸掛提升容器或一端掛平衡重(錘)。運(yùn)轉(zhuǎn)時，借主導(dǎo)輪的摩擦襯墊與鋼絲繩間的摩擦力,帶動鋼絲繩完成容器的升降。鋼絲繩一般為2～10根。 ?? 井塔式提升機(jī) 機(jī)房設(shè)在井塔頂層，與井塔合成一體，節(jié)省場地；鋼絲繩不暴露在露天，不受雨雪的侵蝕，但井塔的重量大，基建時間長，造價高，并不宜用于地震區(qū)（圖3）。 　　礦井提升機(jī) 　　落地式提升機(jī) 機(jī)房直接設(shè)在地面上，井架低，投資小，抗震性能好；缺點(diǎn)是鋼絲繩暴露在露天，彎曲次數(shù)多,影響鋼絲繩的工作條件及使用壽命（圖4）。 　　礦井提升機(jī) 　　多繩摩擦式提升機(jī)的主要部件有主軸、主導(dǎo)輪、主軸承、車槽裝置、減速器、 ?? 深度指示器、制動裝置及導(dǎo)向輪等（圖5）。主導(dǎo)輪表面裝有帶繩槽的摩擦襯墊。襯墊應(yīng)具有較高的摩擦系數(shù)和耐磨、耐壓性能,其材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響提升機(jī)的生產(chǎn)能力、工作安全性及應(yīng)用范圍。目前使用較多的襯墊材料有聚氯乙烯或聚氨基甲酸乙酯橡膠等。由于鋼絲繩與主導(dǎo)輪襯墊間不可避免的蠕動和滑動，停車時深度指示器偏離零位，故應(yīng)設(shè)自動調(diào)零裝置，在每次停車期間使指針自動指向零位。車槽裝置用于車削繩槽，保持直徑一致，有利于每根鋼絲繩張力均勻。為了減少震動，可采用彈簧機(jī)座減速器。 　　礦井提升機(jī) 礦井提升機(jī)制動裝置 　　提升機(jī)中確保人、物安全的重要組成部分，其工作制動和安全制動性能應(yīng)符合安全規(guī)程規(guī)定。 ?? 礦井提升機(jī) 按制動器的結(jié)構(gòu)分為塊式和盤式兩種。盤式制動器外形尺寸小，動作靈敏可靠，維修安裝方便，應(yīng)用廣泛。 礦井提升機(jī)是礦山運(yùn)輸系統(tǒng)中的一個主要設(shè)備，它承擔(dān)礦石的提升、人員的升降及材料和設(shè)備的運(yùn)輸，是礦山“四大”固定設(shè)備(壓氣、排水、提升、通風(fēng))之一，礦井提升設(shè)備也是聯(lián)系井上、井下的進(jìn)出口主要設(shè)備，因此又被稱為礦山的“咽喉設(shè)備”，所以礦井提升設(shè)備的性能優(yōu)勢，質(zhì)量好壞不僅直接影響礦井生產(chǎn)，而且也與礦山人員的生命安危息息相關(guān)。礦井提升設(shè)備重量大，可達(dá)幾十噸至上百噸；價值高，有些甚至幾十萬元至幾百萬元；耗電大，幾乎占整個礦山總耗電的10％-30％。所以礦井提升設(shè)備在礦井中占十分重要的地位，是礦山要害設(shè)備，為此在設(shè)計(jì)、制造提升設(shè)備時就要精心設(shè)計(jì)與制造，對礦山而言，提高安裝質(zhì)量，合理使用，確保礦井提升設(shè)備運(yùn)行準(zhǔn)確，安全可靠，同時配備性能良好的控制設(shè)備和保護(hù)裝置。提升機(jī)按原理分為兩大類，纏繞式提升機(jī)和摩擦式提升機(jī)，提升機(jī)系列主要以滾筒直徑劃分，纏繞式提升機(jī)分單筒與雙筒兩種結(jié)構(gòu)型式，單筒系列直徑有0．8、1．2、1．6、2、2．5、3米提升機(jī)；雙筒系列有1．6、2、2．5、3、4、5、6米提升機(jī)，對于直徑小于2米的提升機(jī)廣泛應(yīng)用于大、中型礦山，型號為JT系列，是地下礦不可缺少的設(shè)備窿1?，F(xiàn)在正在向研制大型、可靠、高效的提升機(jī)方向發(fā)展，我國多年來一直以生產(chǎn)單繩纏繞式提升機(jī)為主，已經(jīng)成了一整套設(shè)計(jì)與制造的完整體系，技術(shù)已比較成熟，但是，隨著大型礦井的不斷出現(xiàn)和井筒的延伸，單繩纏繞式提升機(jī)己越來 越顯示出它的不足，因?yàn)檫@種提升機(jī)的提升高度受滾筒容繩量的限制，提升能力又受到單根鋼絲繩強(qiáng)度的限制。例如，我國制造的2JK-5／lO．5型單繩纏繞式提升機(jī)，由計(jì)算知，提升機(jī)的最大提升高度約為1150米，但這時容許的終端載荷卻只有8．7噸，若終端載荷量增到15噸時，則提升高度必須降到450米左右。隨著礦井開采深度的增加和一次提升量的增大，如仍采用單繩纏繞式提升機(jī)，就必須制造和采用更大的提升機(jī)和直徑更大的鋼絲繩，這樣一來，不但會過多的增加基建費(fèi)用，并帶來制造和使用維護(hù)上的一系列缺點(diǎn)。而多繩摩擦式提升機(jī)也就充分發(fā)揮了它的優(yōu)點(diǎn)，在提升能 力相同時，它具有安全可靠性能高，提升能力大，提升深度較深，生產(chǎn)效率高，重量輕，易于制造，電能消耗少等優(yōu)點(diǎn)。并且井筒延伸時，提升能力不受太大影響，彌補(bǔ)了單繩纏繞式提升機(jī)容繩量和一次提升負(fù)荷受到限制的缺陷。但是，多繩摩擦式提升機(jī)不適合應(yīng)用于淺井，特別是淺井提升，因?yàn)槠鋸埩﹄y以控制和調(diào)整，且成本高。 近十幾年來，礦井提升機(jī)研究水平得到了迅速的提高，突出表現(xiàn)在追求體積小、纏繞式提升機(jī)主軸裝置的結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)重量輕、提升能力大、運(yùn)行準(zhǔn)確性和高可靠性。礦山機(jī)械的發(fā)展趨勢可歸結(jié)為五個方面：產(chǎn)品品種多樣化、模塊化、大型化與小型化、成套化、機(jī)電液一體化。大型化首先是指能力大型化，尺寸和裝機(jī)功率的大型化只有在充分發(fā)掘和優(yōu)化已有設(shè)備能力基礎(chǔ)上才是有意義的。小型化是指露天設(shè)備地下化和為滿足薄窄礦脈開采需要而使外形尺寸盡可能小的設(shè)備開發(fā)，小型化要追求尺寸盡可能小，能力盡可能大。無論大型化還是小型化，都需要一定的技術(shù)等實(shí)力做基礎(chǔ)。成套化是各礦山機(jī)械廠商注重首先研究各種用戶工藝流程的需要和發(fā)展趨勢，然后就自己的礦山機(jī)械產(chǎn)品現(xiàn)狀和企業(yè)發(fā)展目標(biāo)，通過自主開發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓或兼并重組的方式向工藝流程兩頭延伸嘲。 一．提升機(jī)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大以及自動化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的礦山機(jī)械在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中的作用越來越大、應(yīng)用越來越廣，世界銷售市場對礦山機(jī)械的需求量不斷增加的同時，對提升機(jī)的要求也越來越高，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展推動了現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造能力的提高，激烈的國際市場競爭也越來越依賴于技術(shù)的競爭，這些都促使國內(nèi)外各種提升機(jī)制造企業(yè)在生產(chǎn)中更多地采用各種先進(jìn)技術(shù)去提高勞動生產(chǎn)率，增強(qiáng)市場競爭力。 二．國外提升機(jī)研究現(xiàn)狀 國外礦井提升機(jī)的發(fā)展已有150多年的歷史，其中幾個有代表性的時期是：1827年出現(xiàn)第一臺蒸汽提升機(jī)；1877年制造了第一臺單繩摩擦提升機(jī)：1905年使用了第一臺電動提升機(jī)，1938年制造了第一臺多繩摩擦提升機(jī)；1957年發(fā)明了多繩纏繞式提升機(jī)(Blair提升機(jī))H1。此外，提升設(shè)備的各項(xiàng)具體技術(shù)也都有飛速的發(fā)展，諸如新型制動器，提升鋼絲繩，電力拖動和自動化控制等。事實(shí)證明，生產(chǎn)需求是推動技術(shù)發(fā)展的最大動力，現(xiàn)在國外的提升機(jī)一次提升量最大已達(dá)50噸，提升速度接近20米／秒，最大拖動功率達(dá)10000千瓦，井深百米到2000米以上。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，直流拖動正在廣泛使用，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也在逐漸推廣，所有這些，都說明礦井提升設(shè)備正在日新月異，向大型化，高效率和自動控制方向發(fā)展。 近年來，隨著世界銷售市場對礦山機(jī)械需求量的不斷增加，國外各種提升機(jī)制造企業(yè)在生產(chǎn)中不斷的采用優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)械自動化和自動化設(shè)備以提高勞動生產(chǎn)率。機(jī)械產(chǎn)品的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法研究及應(yīng)用在美國、日本、德國等國均有較高的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益∞1，就提升機(jī)領(lǐng)域而言，采用CAD技術(shù)，可節(jié)約成本20％左右，而且其使 用壽命可長達(dá)15年左右。S．U．Dzholdasbekov將提升機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于4000m深的礦井，通過減小鋼絲繩動載荷來減小鋼絲繩安全系數(shù)，并對纏繞式提升機(jī)8．5m直徑的滾筒設(shè)計(jì)運(yùn)用了有限元分析，用有限元分析研究提升機(jī)的正常頻率，該研究能在滿足要求的前提下節(jié)約成本，有～定的使用價值陽1。在加拿大、美國和南非的許多礦都已經(jīng)達(dá)到提升最高限度，德洛姆也提出用更深的礦井來減小提升鋼絲繩的安全系數(shù)，斯波坎研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員已經(jīng)開發(fā)新技術(shù)通過虛擬分析來提高提升的安全性和生產(chǎn)力口1。AEG公司運(yùn)用可編程控制器的可靠性和安全控制保護(hù)系統(tǒng)，取得了實(shí)際的 成就。SiemagJ丕開發(fā)出裝在汽車底盤上的用作礦山各種用途的移動式豎井提升機(jī)和移動式雙筒摩擦提升機(jī)等。美國卡特皮勒公司、日本小松公司和南韓現(xiàn)代公司等的合作、合資，加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代口1，礦山機(jī)械行業(yè)有了長足的進(jìn)步，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能和外觀有了提高和改進(jìn)，制造工藝技術(shù)水平有了提升。近年來，各種技術(shù)方法的運(yùn)用推動了國外礦山機(jī)械的發(fā)展。國外提升機(jī)發(fā)展到今天，己經(jīng)到了比較成熟的地步，其結(jié)構(gòu)形式基本上都是經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，許多國外提升機(jī)制造商應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)(CAD)以及模塊化設(shè)計(jì)方法，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)備迅速組合和安裝，減少標(biāo)準(zhǔn)件外組合部分的加工制造。組合構(gòu)件的使用對生產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)件提升機(jī)來講，有助于減少成本。 三．國內(nèi)提升機(jī)研究現(xiàn)狀 我國早在公元1100年左右就發(fā)明和使用了轆轤提水和提升重物，這也就是現(xiàn)代提升機(jī)的始祖，但由于我國長期處于封建社會，工業(yè)技術(shù)得不到發(fā)展，直到解放后，我國才建立了自己的提升機(jī)制造業(yè)，并且不斷發(fā)展，1953年撫順重型機(jī)器廠制造了第一臺單繩纏繞式提升機(jī)；1958年洛陽礦山機(jī)器廠制造了第一臺2x4多繩摩擦提升機(jī)?，并于1961年開始運(yùn)轉(zhuǎn)。這種提升機(jī)與纏繞式提升機(jī)相比，具有重量輕，體積小，安全可靠，適合較深礦井的特點(diǎn)。在我國，提升機(jī)的發(fā)展不容忽視。中國礦業(yè)大學(xué)可靠性工程研究所葛世榮陽將可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)用于礦井提升機(jī)滾筒的設(shè)計(jì)，并取得了顯著的效果。華中科技大學(xué)刁柏青陽3等人開展對礦井提升鋼絲繩安全系數(shù)可靠性的評估研究，建立了鋼絲繩可靠性設(shè)計(jì)的理論方法。益陽第一技工學(xué)校機(jī)械系郭燕華n∞在多繩摩擦提升機(jī)的設(shè)計(jì)中科學(xué)地運(yùn)用了NISA有限元法，對JKD4×4多繩摩擦提升機(jī)輪殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力和變形規(guī)律的研究，設(shè)計(jì)一種剛度、強(qiáng)度更趨于合理的輪殼結(jié)構(gòu)型式，大大提高了有效提升能力。遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院郭宏n¨等人運(yùn)用大型有限元分析軟件ANSYS對纏 纏繞式提升機(jī)主軸裝置的結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)繞式提升機(jī)滾筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，通過分析得出了滾筒支輪位置和支輪厚度對滾筒產(chǎn)生的影響，從而為滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。黑龍江科技學(xué)院何鳳梅n21運(yùn)用ANSYS軟件建立了纏繞式提升機(jī)滾筒的有限元模型，計(jì)算了滾筒在采用木襯和不用木襯時滾筒的變形和應(yīng)力，分析了木襯對滾筒強(qiáng)度的影響，證明木襯能夠改變滾筒應(yīng)力分布規(guī)律，減小筒壁應(yīng)力，為提升機(jī)滾筒的設(shè)計(jì)提供有價值的理論依據(jù)。隨著各種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在提升機(jī)研究中的應(yīng)用，改善提升機(jī)的設(shè)計(jì)手段，克服以往靠經(jīng)驗(yàn)和模仿的設(shè)計(jì)狀態(tài)，避免簡化計(jì)算帶來的設(shè)計(jì)誤差，提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)精度。而現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在計(jì)算機(jī)方面的廣泛應(yīng)用，也預(yù)示著提升機(jī)研究的特點(diǎn)：采用專家系統(tǒng)技術(shù)、用于復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、按設(shè)計(jì)進(jìn)程綜合而成、完全自主開發(fā)。 帶式輸送機(jī) 1.帶式輸送機(jī)的概述 帶式輸送機(jī)是煤礦最理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，與其他運(yùn)輸設(shè)備(如機(jī)車類)相比，具有輸送距離長、運(yùn)量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動化和集中化控制，尤其對高產(chǎn)高效礦井，帶式輸送機(jī)已成為煤炭開采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。隨著我國高產(chǎn)高效礦井的出現(xiàn)，原有的帶式輸送機(jī)無論是主參數(shù)還是運(yùn)行性能都已不能滿足要求，必須向長距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率的大型化方向發(fā)展，并要改善和提高運(yùn)行性能，確保安全可靠。 中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的雛形；17世紀(jì)中，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料；19世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。 1868年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)；1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，輸送機(jī)受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動化不可缺少的組成部分。 2 礦用帶式輸送機(jī)各機(jī)型介紹 （1） 固定高強(qiáng)度帶式輸送機(jī) 這是目前煤礦井下用量最多的一種機(jī)型，主要用于水平或傾角小于18゜的場合。由于受到輸送帶強(qiáng)度及零部件的限制，單機(jī)長度不宜過長，國內(nèi)現(xiàn)在鋼繩芯帶最高為ST4000，整芯帶為PVG3150S，高強(qiáng)度機(jī)械接頭要靠進(jìn)口，為了降低膠帶強(qiáng)度，減小驅(qū)動裝置尺寸，國內(nèi)外通常采用中間直線摩擦驅(qū)動和中間卸載式驅(qū)動，并采用軟起動技術(shù)。國內(nèi)現(xiàn)有近10種軟起動方式，較好地解決了大型輸送機(jī)的起動問題。目前國內(nèi)井下使用的輸送機(jī)的最大主參數(shù)為：運(yùn)量Q=1000～3000t/h，運(yùn)距L=1000～5000m，帶速V=2.5～4.5m/s，驅(qū)動總功率N=750～2000kW，傾角已達(dá)30゜。國外帶式輸送機(jī)的主參數(shù)為：運(yùn)距L=30.4 km，運(yùn)量Q=37500 t/h，帶速V=6～15m/s，帶寬B=4m。 （2） 可伸縮帶式輸送機(jī) 該機(jī)型主要用于煤礦采煤工作面順槽輸送原煤，當(dāng)輸送能力和運(yùn)距較大時，可配中間驅(qū)動裝置來滿足要求。美國、德國、英國等國家的一些廠商公司都可為各種生產(chǎn)規(guī)模的高產(chǎn)高效工作面提供配 套的順槽用可伸縮帶式輸送機(jī)，其主參數(shù)為：運(yùn)量Q=2 000t／h，運(yùn)距L=5 000m，帶速v=3.5～4 m/s，驅(qū)動總功率N=2400 kW。1998年的 “九五”行業(yè)重點(diǎn)攻關(guān)課題《高產(chǎn)高效工作面順槽配套可伸縮帶式輸送機(jī)》，可滿足國內(nèi)年產(chǎn)200萬噸級高產(chǎn)高效工作面配套，其主參數(shù)為：運(yùn)量Q=1600～2000 t/h，運(yùn)距L=2500m，帶速B=3.5～4 m/s，裝機(jī)總功率N=1200kW，帶寬B=1.2 m，輸送傾角β≤1゜。在2001年完成了工業(yè)性試驗(yàn)，同年10月份通過了中國煤炭工業(yè)協(xié)會的技術(shù)鑒定。最近又有一條年產(chǎn)800萬噸的高產(chǎn)高效工作面用可伸縮帶式輸送機(jī)研制成功，其主參數(shù)為：運(yùn)量Q=2500 t/h，運(yùn)距L=3 000 m，帶速V=3.5 m/s, 帶寬B=l400mm，輸送傾角β≤3゜，功率N=3×375 kW，整芯帶PVGl800S，設(shè)有儲帶倉，機(jī)尾可隨采煤工作面的推進(jìn)伸長或縮短，結(jié)構(gòu)緊湊，可不設(shè)基礎(chǔ)，直接在巷道底板上鋪設(shè)，也可懸吊在巷道的頂板上，機(jī)架輕巧，拆裝十分方便。輸送帶一般采用整芯帶，用機(jī)械接頭聯(lián)結(jié)，與山西晉城礦務(wù)局從ACE公司引進(jìn)的一臺可伸縮帶式輸送機(jī)的主參數(shù)基本一致。 （3） 大傾角上、下運(yùn)帶式輸送機(jī) 該機(jī)型是國家“七五”攻關(guān)項(xiàng)目，其關(guān)鍵技術(shù)“雙排交錯深槽V型托輥組”已申請專利。到目前為止，已投入使用50多臺，其中傾角為25゜的有11臺，26゜～28゜的有5臺，30゜的有2臺，基本上形成了定型產(chǎn)品，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。近年來，根據(jù)國內(nèi)煤礦帶式輸送機(jī)現(xiàn)狀，許多煤礦紛紛要求推廣使用大傾角上運(yùn)帶式輸送機(jī)。在大傾角上運(yùn)帶式輸送機(jī)研制成功的基礎(chǔ)上，進(jìn)行大傾角上運(yùn)帶式輸送機(jī)系列化設(shè)計(jì)，擴(kuò)大使用范圍，以滿足不同帶寬、功率、運(yùn)量、運(yùn)距的需要，改進(jìn)和研制不同帶寬的雙排V形深槽托輥組，最大限度地提高導(dǎo)來摩擦系數(shù)，從而擴(kuò)大了輸送機(jī)輸送傾角范圍，使輸送傾角提高到了30゜，下運(yùn)輸送機(jī)傾角也可達(dá)-25゜，并使大傾角上運(yùn)帶式輸送機(jī)系列既能實(shí)現(xiàn)軟起動和均載，又能改善逆止性能。 在原有基礎(chǔ)上，又對大傾角上運(yùn)帶式輸送機(jī)進(jìn)行系列化設(shè)計(jì)，使輸送機(jī)帶寬由800mm增加到1 200mm，功率從160 kW增加到1 500 kW，運(yùn)距達(dá)到1 500m以上，帶速從2 m/s提高到3.15 m/s，運(yùn)量從300t/h提高到630t/h，原煤允許含水量從10％放寬到20％。 （4） 水平轉(zhuǎn)彎輸送機(jī) 法國、前蘇聯(lián)、奧地利、德國、美國等國家都很重視水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的理論研究和試驗(yàn)，并已在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。1963年法國在地鐵工程中首次設(shè)計(jì)安裝了一臺水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)，其主參數(shù)為：運(yùn)距L=700m，帶速V=1.7 m/s，帶寬B=800 mm，轉(zhuǎn)彎半徑R=700m，提升高度H=3 m，運(yùn)量Q=300 t/h。1980年法國為某礦鋪設(shè)了一條水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)，其主參數(shù)為：機(jī)長L=11.12 km，高差H=5.77m，最大坡度為30％，運(yùn)量Q=560 t/h，用以運(yùn)送鎳礦石。據(jù)統(tǒng)計(jì)，法國制造使用的水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)長度占全世界總長度的20％。 我國對水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的研究較早，但發(fā)展并不快，主要原因是用戶對該機(jī)型認(rèn)識不夠，當(dāng)時國內(nèi)也沒有成熟的應(yīng)用實(shí)例。到了20世紀(jì)90年代，國內(nèi)試制成功了水平轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)角裝置，輸送機(jī)通過轉(zhuǎn)角裝置的轉(zhuǎn)載來改變運(yùn)行方向，該機(jī)型在煤礦井下已成功應(yīng)用。我國的陶莊、協(xié)莊和良莊等煤礦，也都先后使用了多臺水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 2001年，水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)被應(yīng)用在地鐵工程施工中，隧道長度2 000m，多處轉(zhuǎn)彎，最小水平彎曲半徑為360 m。其主參數(shù)為：機(jī)長L=2000m，運(yùn)量B=180～200 t/h，帶速V=1.6 m/s，帶寬B=650mm，多處轉(zhuǎn)彎，目前該機(jī)運(yùn)行正常。 （5） 下運(yùn)帶式輸送機(jī) 長距離、大運(yùn)量、較大傾角的下運(yùn)帶式輸送機(jī)的使用，可較大幅度地減少開采區(qū)的巷道工程量，降低基建費(fèi)用和縮短施工周期，發(fā)電運(yùn)行時還可向電網(wǎng)輸電，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，是一種極具發(fā)展前途的節(jié)能設(shè)備。但由于帶速高，移動部分和轉(zhuǎn)動部分的慣性很大，其下滑的慣性力矩也很大，生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)打滑、滾料、飛車等事故，因此制動是關(guān)鍵問題。目前國內(nèi)外煤礦常用的制動方式有液力制動裝置、液壓制動裝置和盤式制動裝置等3種。帶液力制動系統(tǒng)的下運(yùn)機(jī)是國家“六五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，主要是通過在輸送機(jī)的驅(qū)動裝置中安裝液力制動系統(tǒng)，分2步實(shí)現(xiàn)制動，即先由該系統(tǒng)將輸送機(jī)運(yùn)行速度減慢(加速度保持在0.1～0.3 m/s2的范圍內(nèi))，降至額定速度的1／3，然后由機(jī)械抱閘最終制動，當(dāng)井下發(fā)生突然停電事故時，仍可實(shí)現(xiàn)二級制動。目前能夠達(dá)到的主參數(shù)為：傾角β=-25゜,運(yùn)量Q=1 500 t/h，帶速V=3.15 m/s，運(yùn)距L=2000m。 阻尼式下運(yùn)帶式輸送機(jī)也具有較為廣闊的應(yīng)用前景，它在輸送帶底面施加阻尼力來抵消載荷下運(yùn)時產(chǎn)生的下滑力，其驅(qū)動裝置可以布置在輸送機(jī)的下端，使電動機(jī)在驅(qū)動中始終保持電動狀態(tài)，改善了輸送帶受力情況，同時可解決下運(yùn)可伸縮帶式輸送機(jī)不易伸縮的難題。在傾角不大于16゜的下運(yùn)工況均可應(yīng)用，其防下滑的阻尼力可隨時任意調(diào)整，十分靈活方便。這種帶式輸送機(jī)不僅具有膠帶張力小，結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)現(xiàn)長距離運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，而且具有軟起動和功率平衡功能，安全保護(hù)設(shè)施完善，微機(jī)控制、傳感器監(jiān)測，能滿足煤礦防爆要求。目前該機(jī)已有多臺在井下使用，運(yùn)行情況良好。 （6） 垂直提升輸送機(jī) 國外從20世紀(jì)60年代末開始發(fā)展垂直提升技術(shù)，德國Trellex Flexowell公司一直從事這種機(jī)型的研制，其產(chǎn)品已有5萬余臺，分布于90多個國家和地區(qū)，應(yīng)用于各行各業(yè)。1996年5月，該公司成功地將料袋式垂直提升技術(shù)應(yīng)用于美國紐約北部一個水庫開發(fā)的隧道豎井開采中，該料袋式輸送機(jī)的連續(xù)垂直提升高度為208m，帶速2.42 m/s。 我國由于垂直提升技術(shù)起步晚，該技術(shù)在煤礦井下應(yīng)用尚屬空白。根據(jù)我國大型煤礦的情況，若要滿足主井提升需要，主參數(shù)必須滿足運(yùn)量Q≥1200 t/h，高度H≥400m。垂直提升輸送機(jī)目前存在輸送帶的阻燃性、安全性、冷粘技術(shù)、國產(chǎn)化、清掃以及整機(jī)凸弧段的拋料等問題。 2001年在上海地鐵施工設(shè)計(jì)了一條垂直提升輸送機(jī)，其主參數(shù)為：額定連續(xù)輸送量Q=180～200t/h，輸送水平距離L=8.96 m，垂直提升高度H≥25 m，帶速V=1.25 m/s，帶寬B=1 000 mm，驅(qū)動功率N=45 kW，目前該機(jī)正在使用中。 （7） 管狀帶式輸送機(jī) 20世紀(jì)70年代末，日本管狀帶式輸送機(jī)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，并逐步形成了一套設(shè)計(jì)理論和系列產(chǎn)品，在32個國家獲得專利，向12個國家和地區(qū)轉(zhuǎn)讓了此項(xiàng)技術(shù)，形成了國際性的管狀帶式輸送機(jī)學(xué)術(shù)團(tuán)體，每年由Bridge Stone公司主辦一次管狀帶式輸送機(jī)技術(shù)研討會。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自20世紀(jì)70年代以來，日本國內(nèi)共生產(chǎn)帶式輸送機(jī)1 000多臺，最大運(yùn)量Q=3 000 t/h，最大機(jī)長L=3 414 m，最大輸送傾角α=35゜42’。90年代初，我國首臺管狀帶式輸送機(jī)在淮南礦務(wù)局新莊孜礦地面使用，用于輸送原煤，運(yùn)量Q=600 t/h，運(yùn)輸長度L=227.65 m，總提升高度H=6.52 m，帶速V=175 m/min，繞過了精煤倉，有一個圓心角為40.15゜、曲率半徑R=115 m的垂直彎曲段。該機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：封閉輸送物料；可彎曲和大傾角輸送；可分別利用膠帶的上、下分支同時輸送物料；斷面積??；整機(jī)移動方便，重量輕，環(huán)保；可以減少轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，便于實(shí)現(xiàn)控制等。其缺點(diǎn)為：對輸送物料的塊度有一定要求；不適于多點(diǎn)受、卸料；不適于給料不均勻的場合。這3點(diǎn)，正是井下帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)，因此，管狀帶式輸送機(jī)不適于井下輸送。 在經(jīng)濟(jì)性方面，如果采用進(jìn)口膠帶，就輸送機(jī)本身而言：當(dāng)機(jī)長L<200 m時，為普通帶的2.5倍；當(dāng)機(jī)長L>200m時，為普通帶的2倍。膠帶國產(chǎn)化后，費(fèi)用會有所下降。目前沈陽膠帶股份有限公司可生產(chǎn)配套的膠帶。如果將含走廊及轉(zhuǎn)載點(diǎn)的整個運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行比較，則費(fèi)用基本相同。 （8） 壓帶式輸送機(jī) 壓帶式輸送機(jī)也是為增大輸送傾角而設(shè)計(jì)的，1979年美國大陸輸送機(jī)設(shè)備公司開始研制壓帶式輸送機(jī)，并于1983年研制出壓帶式大傾角帶式輸送機(jī)HAC，這臺樣機(jī)的輸送傾角為30゜～60゜，最大輸送能力為2 900 t/h，其壓帶是通過旋轉(zhuǎn)的托輥組加載的。此后，大陸公司已生產(chǎn)40多臺HAC。1991～1994年德國的MAN TAKPR FODERTECHNIK公司研制了3臺用于卸船機(jī)的壓帶式輸送機(jī)。前蘇聯(lián)和日本等國也研制了這種帶式輸送機(jī)。國內(nèi)生產(chǎn)的壓帶式輸送機(jī)傾角可達(dá)90゜，物料最大塊度可達(dá)300 mm。這種輸送機(jī)由于本身結(jié)構(gòu)的缺陷和經(jīng)濟(jì)上的原因，目前還沒有在煤礦井下應(yīng)用。 3.帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢 國外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個方面：一方面是帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運(yùn)量、高帶速等大型帶式輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于了帶式輸送機(jī)動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)已達(dá)到表1所示的主要技術(shù)指標(biāo)，其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個特點(diǎn)： （1） 設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300~500萬t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。 （2） 應(yīng)用動態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)，采用大功率軟起動與自動張緊技術(shù)，對輸送機(jī)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動張力，設(shè)備運(yùn)行性能好，運(yùn)輸效率高。 （3） 采用多機(jī)驅(qū)動與中間驅(qū)動及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性。 （4） 新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。如英國FSW生產(chǎn)的FSW1200/（2～3）×400（600）工作面順槽帶式輸送機(jī)就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置，運(yùn)輸能力達(dá)3000 t/h以上，它的機(jī)尾與新型轉(zhuǎn)載機(jī)（如美國久益公司生產(chǎn)的S500E）配套，可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。 表1-1 國外帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 主參數(shù) 順槽可伸縮帶式輸送機(jī) 大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式輸送機(jī) 運(yùn)距/m 2000～3000 ﹥3000 帶速/m.s-1 3.5～4 4～5，最高達(dá)8 輸送量/t.h-1 2500～3000 3000～4000 驅(qū)動總功率/kW 1200～2000 1500～3000，最大達(dá)10100 4.國內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀 我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并對帶式輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。 5.國內(nèi)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的差距 （一） 大型帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵核心技術(shù)上的差距 （1） 帶式輸送機(jī)動態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù) 長距離、大功率帶式輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動態(tài)設(shè)計(jì)與監(jiān)測，它是制約大型帶式輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。目前我國用剛性理論來分析研究帶式輸送機(jī)并制訂計(jì)算方法和設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)中對輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)（一般取n=10左右），與實(shí)際情況相差很遠(yuǎn)。實(shí)際上輸送帶是粘彈性體，長距離帶式輸送機(jī)其輸送帶對驅(qū)動裝置的起、制動力的動態(tài)響應(yīng)是一個非常復(fù)雜的過程，而不能簡單地用剛體力學(xué)來解釋和計(jì)算。已開發(fā)了帶式輸送機(jī)動態(tài)設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用軟件，在大型輸送機(jī)上對輸送機(jī)的動張力進(jìn)行動態(tài)分析與動態(tài)監(jiān)測，降低輸送帶的安全系統(tǒng)，大大延長使用壽命，確保了輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，從而使大型帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)達(dá)到了最高水平（輸送帶安全系數(shù)n=5～6），并使輸送機(jī)的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低。 （2） 可靠的可控軟起動技術(shù)與功率均衡技術(shù) 長距離大運(yùn)量帶式輸送機(jī)由于功率大、距離長且多機(jī)驅(qū)動，必須采用軟起動方式來降低輸送機(jī)制動張力，特別是多電機(jī)驅(qū)動時。為了減少對電網(wǎng)的沖擊，軟起動時應(yīng)有分時慢速起動；還要控制輸送機(jī)起動加速度0.3～0.1 m/s2，解決承載帶與驅(qū)動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對元部件的沖擊。由于制造誤差及電機(jī)特性誤差，各驅(qū)動點(diǎn)的功率會出現(xiàn)不均衡，一旦某個電機(jī)功率過大將會引起燒電機(jī)事故，因此，各電機(jī)之間的功率平衡應(yīng)加以控制，并提高平衡精度。國內(nèi)已大量應(yīng)用調(diào)速型液力偶合器來實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的軟起動與功率平衡，解決了長距離帶式輸送機(jī)的起動與功率平衡及同步性問題。但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外，長距離大功率帶式輸送機(jī)除了要求一個運(yùn)煤帶速外，還需要一個驗(yàn)帶的帶速，調(diào)速型液力偶合器雖然實(shí)現(xiàn)軟啟動與功率平衡，但還需研制適合長距離的無級液力調(diào)速裝置。當(dāng)單機(jī)功率>500 kW時，可控CST軟起動顯示出優(yōu)越性。由于可控軟起動是將行星齒輪減速器的內(nèi)齒圈與濕式磨擦離合器組合而成（即粘性傳動）。通過比例閥及控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)軟起動與功率平衡，其調(diào)節(jié)精度可達(dá)98% 以上。但價格昂貴，急需國產(chǎn)化。 （二） 技術(shù)性能上差距 我國帶式輸送機(jī)的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機(jī)尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。 （1） 裝機(jī)功率 我國工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)最大裝機(jī)功率為4×250 kW，國外產(chǎn)品可達(dá)4×970 kW，國產(chǎn)帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率約為國外產(chǎn)品的30%～40%，固定帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率相差更大。 （2） 運(yùn)輸能力 我國帶式輸送機(jī)最大運(yùn)量為3000 t/h，國外已達(dá)5500 t/h。 （3） 最大輸送帶寬度 我國帶式輸送機(jī)為1400 mm，國外最大為1830 mm。 （4） 帶速 由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國帶式輸送機(jī)帶速為4m/s，國外為5m/s以上。 （5） 工作面順槽運(yùn)輸長度 我國為3000 m，國外為7300m。 （6） 自移機(jī)尾 隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷出現(xiàn)，要求順槽可伸縮帶式輸送機(jī)機(jī)尾隨著工作面的快速推進(jìn)而快速自移。國內(nèi)自移機(jī)尾主要依賴進(jìn)口，主要有2種：（a）隨轉(zhuǎn)載機(jī)一起移動的由英國LONGWALL公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置。（b）德國DBT公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置。前者只有一個推進(jìn)油缸，后者則有2個推進(jìn)油缸。LONGWALL公司生產(chǎn)的自稱機(jī)尾用于在國內(nèi)帶寬1.2 m的輸送機(jī)上，缺點(diǎn)是自移機(jī)尾輸送帶的跑偏量太小，糾偏能力弱，剛性差。德國生產(chǎn)的自移機(jī)尾在國內(nèi)使用效果優(yōu)于前者，水平、垂直2個方向均有調(diào)偏油缸，糾偏能力強(qiáng)。因此，前者還需完善，后者則需研制。但對自移機(jī)尾的要求是共同的，既要滿足輸送機(jī)正常工作時防滑的要求，又要滿足在輸送機(jī)不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)快速自移。 （7） 高效儲帶與張緊裝置 我國采用封閉式儲帶結(jié)構(gòu)和絞車紅緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設(shè)備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。 （8） 輸送機(jī)品種 機(jī)型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用；另外，我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大，在運(yùn)輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（>+25°）直至垂直提升等，應(yīng)開發(fā)特殊型專用機(jī)種帶式輸送機(jī)。 （三） 可靠性、壽命上的差距 （1） 輸送帶抗拉強(qiáng)度 我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm，國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm，國外為7000 N/mm。 （2）輸送帶接頭強(qiáng)度 我國輸送帶接頭強(qiáng)度為母帶的50%～65%，國外達(dá)母帶的70%～75%。 （3） 托輥壽命 我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運(yùn)行阻力小，軸承采用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為高速托輥應(yīng)用于帶式輸送機(jī)上，使用面廣，經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國輸送機(jī)托輥壽命為2萬h，國外托輥壽命5～9萬h，國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30%～40%。 （4） 輸送機(jī)減速器壽命 我國輸送機(jī)減速器壽命2萬h，國外減速器壽命7萬h。 （5） 帶式輸送機(jī)上下運(yùn)行時可靠性差 （四） 控制系統(tǒng)上差距 （1） 驅(qū)動方式 我國為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動方式多樣，如BOSS系統(tǒng)、CST可控傳動系統(tǒng)等，控制精度較高。 （2） 監(jiān)控裝置 國外輸送機(jī)已采用高檔可編程序控制器PLC，開發(fā)了先進(jìn)的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機(jī)僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機(jī)的啟動、正常運(yùn)行、停機(jī)等工作過程。雖然能與可控啟（制）支裝置配合使用，達(dá)到可控啟（制）動、帶速同步、功率平衡等功能，但沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。 （3） 輸送機(jī)保護(hù)裝置 國外帶式輸送機(jī)除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵等保護(hù)裝置外，近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置：傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng)；煙霧報警及自動消防滅火裝置；纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng)；防爆電子輸送帶秤自動計(jì)量系統(tǒng)。這些新型保護(hù)系統(tǒng)我國基本處于空白。而我國現(xiàn)有的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉保護(hù)，防跑偏、超溫灑水，煙霧報警裝置的可靠性、靈敏性、壽命都較低。 離心泵 1.1 離心泵的基本構(gòu)造 　　 離心泵的基本構(gòu)造是由六部分組成的分別是葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環(huán)，填料函。 　　1.1.1、葉輪是離心泵的核心部分，它轉(zhuǎn)速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實(shí)驗(yàn)。葉輪上的內(nèi)外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。 　　1.1.2、泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。 　　1.1.3、泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動機(jī)相連接，將電動機(jī)的轉(zhuǎn)距傳給葉輪，所以它是傳遞機(jī)械能的主要部件。 　　1.1.4、軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構(gòu)件，有滾動軸承和滑動軸承兩種。滾動軸承使用牛油作為潤滑劑加油要適當(dāng)一般為2/3～3/4的體積太多會發(fā)熱，太少又有響聲并發(fā)熱！滑動軸承使用的是透明油作潤滑劑的,加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出并且漂賤，太少軸承又要過熱燒壞造成事故！在水泵運(yùn)行過程中軸承的溫度最高在85度一般運(yùn)行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有雜質(zhì)，油質(zhì)是否發(fā)黑，是否進(jìn)水）并及時處理！ 　　1.1.5、密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進(jìn)口與泵殼間的間隙過大會造成泵內(nèi)高壓區(qū)的水經(jīng)此間隙流向低壓區(qū)，影響泵的出水量，效率降低！間隙過小會造成葉輪與泵殼摩擦產(chǎn)生磨損。為了增加回流阻力減少內(nèi)漏，延緩葉輪和泵殼的所使用壽命，在泵殼內(nèi)緣和葉輪外援結(jié)合處裝有密封環(huán)，密封的間隙保持在0.25～1.10mm之間為宜。其作用是:從泵腔高壓區(qū)引出一部分液體,經(jīng)過液封環(huán)對填料進(jìn)行潤滑和冷卻.泵工作時,密封部分會出現(xiàn)負(fù)壓,為了防止空氣進(jìn)入泵內(nèi),這部分液體還起液封作用.在輸送含有固體顆粒的泵上,為了防止軸套磨損,阻封液體對密封要進(jìn)行清洗. 　　1.1.6、填料函主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內(nèi)的水流不流到外面來也不讓外面的空氣進(jìn)入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空！當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻！保持水泵的正常運(yùn)行。所以在水泵的運(yùn)行巡回檢查過程中對填料函的檢查是特別要注意！在運(yùn)行600個小時左右就要對填料進(jìn)行更換。 D系列多級離心泵結(jié)構(gòu)圖為: 圖1-1 臥式、單吸、多段式多級水泵 1－進(jìn)水段 2－中段 3－出水段 4－尾蓋 5－軸套 6－葉輪 7－導(dǎo)水圈 8－泵軸 9－填料壓蓋 10－填料 11－水封環(huán) 12－密封環(huán) 13－平衡盤 14－平衡環(huán) 15－軸承部件 16－滾柱軸承 17連軸節(jié) 18－拉緊螺栓 19－放氣栓 1.2 離心泵的過流部件 　　 離心泵的過流部件有：吸入室，葉輪，壓出室三個部分。吸水室位于葉輪的進(jìn)水口前面，起到把液體引向葉輪的作用；壓水室主要有螺旋形壓水室（蝸殼式）、導(dǎo)葉和空間導(dǎo)葉三種形式；葉輪室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通過葉輪對液體的作功，使其能量增加。葉輪按液體流出的方向分為三類： 　?。?）徑流式葉輪（離心式葉輪）液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪。 　?。?）斜流式葉輪（混流式葉輪）液體是沿著軸線傾斜的方向流出葉輪。 　?。?）軸流式葉輪液體流動的方向與軸線平行的。 　　葉輪按吸入的方式分為二類： 　　（1） 單吸葉輪（即葉輪從一側(cè)吸入液體）。 　?。?） 雙吸葉輪（即葉輪從兩側(cè)吸入液體）。 　　葉輪按蓋板形式分為三類： 　?。?） 封閉式葉輪。 　?。?） 敞開式葉輪。 　?。?） 半開式葉輪。 　　其中封閉式葉輪應(yīng)用很廣泛，前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。 離心泵工作前，先將泵內(nèi)充滿液體，然后啟動離心泵，葉輪快速轉(zhuǎn)動，葉輪的葉片驅(qū)使液體轉(zhuǎn)動，液體轉(zhuǎn)動時依靠慣性向葉輪外緣流去，同時葉輪從吸入室吸進(jìn)液體，在這一過程中，葉輪中的液體繞流葉片，在繞流運(yùn)動中液體作用一升力于葉片，反過來葉片以一個與此升力大小相等、方向相反的力作用于液體，這個力對液體做功，使液體得到能量而流出葉輪，這時液體的動能與壓能均增大。? ?? ?離心泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對液體的作用把原動機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體。由于離心泵的作用液體從葉輪進(jìn)口流向出口的過程中，其速度能和壓力能都得到增加，被葉輪排出的液體經(jīng)過壓出室，大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后沿排出管路輸送出去，這時，葉輪進(jìn)口處因液體的排出而形成真空或低壓，吸水池中的液體在液面壓力（大氣壓）的作用下，被壓入葉輪的進(jìn)口，于是，旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。 1.3 離心泵的工作原理 　　 離心泵的工作原理是：離心泵所以能把水送出去是由于離心力的作用。水泵在工作前，泵體和進(jìn)水管必須罐滿水行成真空狀態(tài)，當(dāng)葉輪快速轉(zhuǎn)動時，葉片促使水快速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區(qū)域。水原的水在大氣壓力（或水壓）的作用下通過管網(wǎng)壓到了進(jìn)水管內(nèi)。這樣循環(huán)不已，就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)抽水。在此值得一提的是：離心泵啟動前一定要向泵殼內(nèi)充滿水以后，方可啟動，否則將造成泵體發(fā)熱，震動，出水量減少，對水泵造成損壞（簡稱“氣蝕”）造成設(shè)備事故！ 離心泵的種類很多，分類方法常見的有以下幾種方式: 1 按葉輪吸入方式分：單吸式離心泵 、雙吸式離心泵; 2 按葉輪數(shù)目分：單級離心泵 、多級離心泵; 3 按葉輪結(jié)構(gòu)分：敞開式葉輪離心泵、 半開式葉輪離心泵、封閉式葉輪離心泵; 4 按工作壓力分：低壓離心泵、 中壓離心泵 、高壓離心泵; 5 按泵軸位置分：臥式離心泵邊 、立式離心泵。 1.4 離心泵的幾條重要的性能曲線 　　水泵的性能參數(shù)如流量Q 揚(yáng)程H 軸功率N 轉(zhuǎn)速n 效率η之間存在的一定的關(guān)系。他們之間的量值變化關(guān)系用曲線來表示，這種曲線就稱為水泵的性能曲線。 　 水泵的性能參數(shù)之間的相互變化關(guān)系及相互制約性：首先以該水泵的額頂轉(zhuǎn)速為先決條件的。 　 水泵性能曲線主要有三條曲線：流量—揚(yáng)程曲線，流量—功率曲線，流量—效率曲線,如下圖: 圖1-2 A、流量—揚(yáng)程特性曲線 　　它是離心泵的基本的性能曲線。比轉(zhuǎn)速小于80的離心泵具有上升和下降的特點(diǎn)（既中間凸起，兩邊下彎），稱駝峰性能曲線。比轉(zhuǎn)速在80～150之間的離心泵具有平坦的性能曲線。比轉(zhuǎn)數(shù)在150以上的離心泵具有陡降性能曲線。一般的說，當(dāng)流量小時，揚(yáng)程就高，隨著流量的增加揚(yáng)程就逐漸下降。 B、流量—功率曲線 　　軸功率是隨著流量而增加的，當(dāng)流量Q=0時，相應(yīng)的軸功率并不等于零，而為一定值（約正常運(yùn)行的60%左右）。這個功率主要消耗于機(jī)械損失上。此時水泵里是充滿水的，如果長時間的運(yùn)行，會導(dǎo)致泵內(nèi)溫度不斷升高，泵殼，軸承會發(fā)熱，嚴(yán)重時可能使泵體熱力變形，我們稱為“悶水頭”，此時揚(yáng)程為最大值，當(dāng)出水閥逐漸打開時，流量就會逐漸增加，軸功率亦緩慢的增加。 C、流量—效率曲線 　　它的曲線象山頭形狀，當(dāng)流量為零時，效率也等于零，隨著流量的增大，效率也逐漸的增加，但增加到一定數(shù)值之后效率就下降了，效率有一個最高值，在最高效率點(diǎn)附近，效率都比較高，這個區(qū)域稱為高效率區(qū)。 1.5 合理配置、安全運(yùn)行、優(yōu)質(zhì)供水 　　 以上四個方面了解了離心泵構(gòu)造，工作原理、特性曲線以后，如何合理配置電機(jī)水泵的功率，是保證水泵的安全運(yùn)行，優(yōu)質(zhì)供水，降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵，合理配置水泵功率，發(fā)揮水泵最佳工作區(qū)域的安全運(yùn)行，我廠供水的實(shí)際情況，足已說明設(shè)備合理配置的重要性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 　1.5.1、 機(jī)泵設(shè)備合理配置的重要性 水廠的主要任務(wù)是保證全市人民的生產(chǎn)和生活用水，南廠原來日最大供水量90萬噸，進(jìn)水量、出水量能滿足地區(qū)壓力，但最近十年時間，隨著市政動遷，用水大戶的遷移，供水量日趨減少，隨著人民生活質(zhì)量提高，對水質(zhì)的需求越來越高，出廠水達(dá)到0.3NTU, 如何確保優(yōu)質(zhì)供水，企業(yè)采取了一系列措施：（a）調(diào)整機(jī)泵設(shè)備的合理配置，實(shí)行人機(jī)最佳組合。（b）加大科技創(chuàng)新，投入大量的資金改造原來落后的凈水設(shè)備。（c）投入資金、改造舊設(shè)備、老管網(wǎng)，提高水力條件，安裝靜態(tài)混合器等。（d）安裝四十臺儀表，運(yùn)用現(xiàn)代化監(jiān)測系統(tǒng)，對水質(zhì)進(jìn)行全過程的監(jiān)測和控制，確保優(yōu)質(zhì)水。這些措施充分說明了機(jī)泵設(shè)備和凈水設(shè)備合理配置的重要性。 　1.5.2、機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性 為了確保機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行，企業(yè)對機(jī)泵設(shè)備管理更加規(guī)范，每年一次的大檢修，每月一次的二級保養(yǎng)，每日一次的一級保養(yǎng)制度，這些ISO9002質(zhì)量管理，是保證機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行的各項(xiàng)措施，為了保證安全運(yùn)行的可靠性，操作工人的技術(shù)素質(zhì)的培訓(xùn)、提高，安全操作規(guī)程執(zhí)行都要嚴(yán)格執(zhí)行，這些安全操作制度的落實(shí)，是確保機(jī)泵設(shè)備運(yùn)行的可靠性的保證。 　1.5.3、機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 一談到經(jīng)濟(jì)性就是企業(yè)制水的成本，包括電、礬、氯、氨，要以最安全的運(yùn)行方式，最佳的調(diào)度模式，最低的制水成本，來控制企業(yè)的經(jīng)濟(jì)活動，提高經(jīng)濟(jì)效益，在這方面企業(yè)已經(jīng)積累了一定經(jīng)驗(yàn)。如：最安全的運(yùn)行方式，上海的城市供水管網(wǎng)是互通的，有公司中心調(diào)度室來控制地區(qū)的供水壓力，過高容易造成爆管，給人民、國家造成財產(chǎn)損失，水壓過低，影響部分用戶的用水，造成企業(yè)的不良形象。因此，白天保持地區(qū)的壓力是30—35千帕左右，夜間地區(qū)壓力保持在30以下千帕。根據(jù)管網(wǎng)壓力的要求，白天開高揚(yáng)程機(jī)泵，夜間開高、低揚(yáng)程組合，有效地控制了出廠水壓力，保證了地區(qū)管網(wǎng)和賓館高樓的用水，采用這些最佳的機(jī)泵組合，既節(jié)約了電耗，又合理地控制了壓力，這些方法保證了機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 　　隨著科技的不斷發(fā)展，水泵的現(xiàn)代化程度也不斷提高，減少了許多的人為管理操作?，F(xiàn)在大多采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控的自動操作模式，這也就對操作人員的自身素質(zhì)提出了更高的要求。因?yàn)橐慌_水泵的異常狀況會影響到整各供水系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，造成嚴(yán)重的后果。經(jīng)過幾年的實(shí)際工作和理論的學(xué)習(xí)，把所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)踐工作中去，合理安排好水量的分配和調(diào)度，利用各臺水泵的特性使用最少的功率達(dá)到水泵的最大出水量，達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。并做到安全，優(yōu)質(zhì)，低耗供水！ 結(jié)語 在2010年畢業(yè)的我們，面臨著比往屆畢業(yè)生更大的就業(yè)壓力，但是這也是一個挑戰(zhàn)和機(jī)遇，因?yàn)樗ネ诵嬷硪粋€發(fā)展，為了發(fā)展，我們必須在各個方面向國內(nèi)外的競爭對手宣戰(zhàn)，如果我們沒有清醒的認(rèn)識到這一點(diǎn)，沒有過硬的技術(shù)支持，我們將處于被動挨打的地步，這是我們都不愿意看到的，也是我們發(fā)展的動力。 經(jīng)過這次實(shí)習(xí)，我們對自己以后的工作環(huán)境和工作目的有了更深層次的認(rèn)識，我相信這對我們能更好的融入社會有著重大的作用。 36