多繩纏繞式超深礦井提升機(jī)張力平衡裝置性能分析.pdf

1、提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的重要提升裝備。隨著我國(guó)的煤炭資源不斷向深層開(kāi)采，提升機(jī)也正在向多繩纏繞、超深、超重的方向發(fā)展。張力平衡裝置作為多繩式超深礦井提升機(jī)的重要張力調(diào)節(jié)裝備，其動(dòng)態(tài)性能的好壞直接影響著提升機(jī)的安全性和穩(wěn)定性。因此深入研究張力平衡裝置的性能對(duì)多繩纏繞式超深礦井提升機(jī)的應(yīng)用具有十分重要的意義。
　　本文基于張力平衡裝置的結(jié)構(gòu)和液壓工作原理，采用理論分析、數(shù)值仿真、和 AMESim仿真驗(yàn)證相結(jié)合的方法，研究了不同工況時(shí)，

2、在張力平衡裝置作用下多繩纏繞式超深礦井提升鋼絲繩張力、張力差、活塞桿與液壓缸相對(duì)位移及罐籠偏轉(zhuǎn)角度隨提升高度的變化規(guī)律，并研究了液壓缸泄漏和管道直徑等參數(shù)對(duì)張力平衡裝置性能的影響規(guī)律，最后完成了張力平衡裝置性能分析試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　研究結(jié)果表明：在理想工況下，隨著提升高度的增加，鋼絲繩張力逐漸減小。同時(shí)在提升狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)刻，鋼絲繩張力會(huì)發(fā)生突變。
　　在鋼絲繩振動(dòng)工況下，鋼絲繩的張力不僅隨著提升高度的增加而減小，還產(chǎn)

3、生了正弦的張力波動(dòng)并伴隨著張力不平衡。張力差的峰值隨著振動(dòng)幅值和頻率的增大而增大。隨著提升高度的增大，張力差會(huì)振蕩衰減。但是和振動(dòng)的幅值相比，振動(dòng)的頻率對(duì)張力平衡裝置性能的影響程度更大?；钊麠U與液壓缸的相對(duì)位移呈正弦規(guī)律變化，且兩個(gè)活塞桿的運(yùn)動(dòng)方向相反，其幅值約為振動(dòng)幅值的一半，頻率與振動(dòng)的頻率一致。罐籠的偏轉(zhuǎn)角度也呈現(xiàn)出正弦變化的規(guī)律，具體表現(xiàn)為罐籠的上下擺動(dòng)，擺動(dòng)頻率與振動(dòng)的頻率相一致。增大液壓缸泄漏系數(shù)時(shí)，鋼絲繩的張力變化很小，基

4、本無(wú)差別，即泄漏對(duì)張力平衡裝置性能的影響不大。隨著管道直徑的增加，張力平衡裝置的調(diào)繩效果越來(lái)越理想，但是當(dāng)直徑增大到50mm以后時(shí)，張力平衡裝置的性能增加很有限，因此50mm是本文研究的多繩纏繞式超深礦井提升鋼絲繩張力平衡裝置比較合適的管道直徑。
　　換層纏繞工況下，鋼絲繩張力的變化規(guī)律與理想工況基本相同，只是在50s施加階躍信號(hào)時(shí)，被施加階躍信號(hào)的鋼絲繩張力會(huì)突然增大。隨后在張力平衡裝置的作用下，沒(méi)有施加信號(hào)的鋼絲繩張力也相應(yīng)增

5、大，同時(shí)被施加階躍信號(hào)的鋼絲繩張力則相應(yīng)減小。鋼絲繩張力差首先突然增大，然后振蕩衰減，最終減小到零。提升系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性隨著階躍信號(hào)幅值的增大而減小。
　　仿真結(jié)果表明：仿真模型得到的結(jié)果相對(duì)于理論模型的結(jié)果數(shù)值偏小，但是規(guī)律的趨勢(shì)是一致的，證明了張力平衡裝置理論模型和仿真模型的正確性。而數(shù)值差異產(chǎn)生的主要原因是理論模型采用的是集中質(zhì)量法，等效載荷相對(duì)較大，造成系統(tǒng)頻率低且振幅較大；AMESim中鋼絲繩的仿真模型采用的是連續(xù)質(zhì)量法