钢带橡胶式过卷缓冲装置的缓冲性能研究

发布时间：2020-05-06 08:32

【摘要】：立井提升系统作为连接井下和地面的核心设备,其安全可靠性不仅关系到煤矿生产效率,更关系到工作人员的生命安全,虽然在立井提升系统中设有多道机械制动装置和多种电气设备保护,但过卷事故仍时有发生,而立井提升系统中的过卷缓冲装置无疑为立井提升系统的安全可靠提供了最后的保障。目前,钢带式过卷缓冲装置因具有结构简单,缓冲性能稳定等优点在立井提升系统中被广泛应用,但在受到高速冲击时其钢带易断裂,从而产生安全事故。针对这一问题,本文提出将过卷缓冲装置的钢带缓冲元件替换成钢带加橡胶的组合形式,利用橡胶的弹性、吸振、缓冲能力,减小钢带所受的缓冲应力,提高缓冲装置的安全可靠性,主要研究内容如下:首先,以塑性变形式(钢带式、钢带橡胶式)过卷缓冲装置为研究对象,阐述其结构和工作原理,计算了该过卷缓冲装置的最小和最大阻力,分别对钢带式和钢带加橡胶式两种缓冲元件在过卷情况下进行受力分析,根据现场调研拟定了钢带式缓冲元件和钢带加橡胶式缓冲元件的有限元仿真参数,进行了对比仿真分析。分析结果表明:在钢带中间加入橡胶后可有效减小缓冲元件所受的应力,且缓冲元件受到的应力基本与缓冲元件的变形量成正比关系。其次,对几组厚度一定的钢带,利用有限元分析,对不同厚度的橡胶和同一厚度钢带组合的缓冲元件做仿真分析;对橡胶厚度相同而夹在钢带中间位置不同的组合的缓冲元件做仿真分析。分析结果表明:橡胶的厚度不宜太厚,橡胶过厚反而会使缓冲元件所受的应力增加;橡胶位置大约在钢带中间稍偏向动压辊一侧的位置处缓冲元件所受的应力最小。最后,对过卷缓冲装置缓冲元件进行参数设计,分别从过卷距离、缓冲元件的变形吸能量、过卷缓冲装置的制动力三个方面计算出缓冲元件的长度、变形吸能和制动力,并以受力分析和仿真分析结果为依据,设计出缓冲元件的结构尺寸,确定出所需缓冲元件的个数。图[49]表[14]参[62]
【图文】：

示意图,单绳缠绕式提升机,箕斗提升,示意图

21.提升机 2.提升钢丝绳 3.天轮 4.井架 5.灌道 6.提升容器图 1 单绳缠绕式提升机箕斗提升系统示意图.1 Schematic diagram of the single rope winding hoist bucket hoisting sy升系统为煤炭行业的生产带来了很大的效益，，但同时也埋立井提升系统容易发生钢丝绳打滑、松绳、提升系统过卷丝绳断裂等事故，而在这些事故中，提升系统过卷事故发害也非常大[16]。目前，我国已经发生了多起提升系统过01 年 3 月 19 日，芦岭煤矿的主井在提升煤的时候，箕斗底，造成重大事故[17]；2006 年 1 月 3 日，山西同煤集团晋墩罐事故[18]；2009年 2月 24日，广西南丹县的五一煤矿副了过卷事故，导致停车时罐笼整体被淹没在水中[19]，等等井提升设备的严重损毁和巨大的经济损失，甚至是人员伤亡

示意图,多绳摩擦,罐笼提升,示意图

1.主导轮 2.导向轮 3.井塔 4.提升容器 5.提升钢丝绳 6.尾绳图 2 塔式多绳摩擦罐笼提升系统示意图 Schematic diagram of tower multi-rope friction cage hoisting统过卷事故的因素主要有下列几种[20-22]：控制器失灵，包括：a.控制回路故障、保护功能装置故障、保护措施失效等问题，可能会发生一提升设备采用交流拖动，难以实现自动控制，有的条件下，某些电气元件的性能和质量不能满足b.深度指示器失灵。原因有传动部件损坏、离合指示位置严重失真等。控，包括：a.超载后不能继续提升，设备失控，，反向开车。装置失灵，包括：a.制动杆断裂，制动能力完全丧法建立；c.闸瓦间隙太大，制动力不足；d.制动盘
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD53

【参考文献】