矿井提升系统基础理论

1 矿井提升系统 1

1.1 矿井提升系统的组成及分类 1

1.2 斜井缠绕式提升系统 3

1.3 立井提升系统 4

2 矿井提升系统的设计计算 10

2.1 矿井提升系统的设计依据 10

2.2 提升容器的选择与计算 12

2.3 平衡锤的选择与计算 20

2.4 提升钢丝绳的选择与计算 20

2.5 提升机的选择与计算 31

2.6 提升电动机的选择与计算 35

2.7 立井多绳摩擦式提升系统几何参数的计算 41

2.8 单绳缠绕式提升系统几何参数的计算 46

2.9 提升系统设计计算实例 49

3 矿井提升机电控系统 53

3.1 提升机电控系统设计原则 53

3.2 提升机电气传动系统 56

3.3 提升机控制系统设计 60

4 立井提升钢丝绳的工作特性 66

4.1 立井提升钢丝绳的拉伸与扭转应力 66

4.2 提升钢丝绳的弯曲应力与接触应力 74

4.3 摩擦式提升钢丝绳的旋向及捻距变化 77

4.4 摩擦式提升中钢丝绳的扭转变化过程 79

4.5 立井提升钢丝绳的应力分布计算 80

4.6 提升钢丝绳扭矩与旋转圈数的计算 88

4.7 不同类型提升钢丝绳的使用寿命 91

4.8 提升钢丝绳的断裂分析 93

5 提升设备拖动系统弹性动力学 97

5.1 单电机拖动系统的弹性动力学 97

5.2 双电机同轴拖动的弹性动力学 100

5.3 电动机拖动力矩的计算 102

5.4 立井提升系统静阻力矩的计算 105

5.5 立井提升系统矿井阻力的计算 106

5.6 提升系统总变位质量的计算 110

6 立井提升系统钢丝绳弹性动力学 112

6.1 立井提升系统多自由度振动特性分析 113

6.2 摩擦式提升系统二自由度振动特性分析 122

6.3 立井提升钢丝绳连续弹性体振动特性分析 127

7 提升系统冲击限制理论 137

7.1 梯形加速度控制曲线 137

7.2 抛物线形、正弦形、三角形加速度控制曲线 138

7.3 梯形加速度的动态响应 140

7.4 抛物线形加速度的动态响应 144

7.5 正弦形加速度的动态响应 147

7.6 三角形加速度的动态响应 150

7.7 梯形加速度钢丝绳动张力的计算 153

7.8 提升机紧急制动时的冲击限制设计 155

8 提升系统卡罐的弹性动力学 160

8.1 提升系统卡罐的原因 160

8.2 提升系统卡罐时的二自由度振动特性分析 160

8.3 提升系统卡罐时的单自由度振动特性分析 164

8.4 卡罐时提升钢丝绳的动张力计算示例 168

9 提升机过卷或过放的动力学 181

9.1 提升机过卷的原因 181

9.2 防止过卷和过放的相关规定和要求 182

9.3 提升机过卷时的制动力计算 184

9.4 提升机过卷时的单自由度弹性振动特性分析 188

9.5 计算示例 191

10 摩擦式提升系统的滑动特性 194

10.1 摩擦式提升机的工作原理 194

10.2 摩擦式提升系统的滑动特性 196

10.3 摩擦式提升系统的安全滑动计算 199

11 摩擦式提升系统的防滑特性 202

11.1 紧急制动和防滑安全的相关规定和要求 202

11.2 双容器提升的防滑安全特性 203

11.3 单容器提升的防滑安全特性 209

11.4 考虑钢丝绳弹性振动时的防滑特性分析 215

11.5 防滑安全设计 218

11.6 最不利运行工况的确定与提升容器最小防滑质量的计算 221

11.7 各种工况的防滑安全计算 223

11.8 防滑安全计算示例 231

12 斜井提升系统弹性动力学 250

12.1 斜井提升系统二自由度数学模型的建立与振动分析 250

12.2 斜井提升钢丝绳不松绳条件分析 252

12.3 各种事故状态下斜井提升钢丝绳的张力计算 255

12.4 斜井提升系统断绳计算示例 259

13 提升系统运动学计算 262

13.1 提升系统运动学计算基本公式 262

13.2 斜井提升恒加速七阶段速度图的计算 263

13.3 立井提升恒加速五阶段速度图的计算 265

13.4 立井提升恒加速六阶段速度图的计算 266

13.5 冲击限制值（加、减速度变化率）的计算 267

13.6 立井提升梯形加速五阶段速度图的计算 268

13.7 立井提升梯形加速六阶段速度图的计算 270

13.8 立井提升梯形加速三阶段速度图的计算 272

13.9 计算示例 273

14 提升系统刚体动力学计算 277

14.1 斜井单钩提升恒加速七阶段力图的计算 277

14.2 斜井双钩提升恒加速七阶段力图的计算 279

14.3 立井双卷筒提升恒加速五阶段力图的计算 280

14.4 立井提升梯形加速五阶段力图的计算 281

14.5 立井提升梯形加速六阶段力图的计算 283

14.6 立井提升梯形加速三阶段力图的计算 284

14.7 提升电动机的容量校核 284

14.8 采用梯形加、减速时电动机各运行阶段的功率计算 286

14.9 提升设备的电耗计算 289

14.10 计算示例 289

15 提升设备经济运行特性 293

15.1 传统提升系统经济运行速度的推导 293

15.2 现代提升设备的效率计算与电耗计算 298

15.3 提升机的效率分析 301

15.4 提升过程中的电动机功率消耗分析 302

15.5 不平衡提升系统的提升特点分析 303

15.6 采用最佳S型速度曲线（梯形加速）的功率冲击特性分析 306

15.7 提升系统的节能计算 307

15.8 计算实例 308

参考文献 310