立井多绳摩擦提升系统启动控制方式研究.pdf

扫码移动阅读第４５卷第４期２０１９年４月工矿自动化ＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＭｉｎｅＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＶｏｌ．４５Ｎｏ．４Ａｐｒ．２０１９檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾殧殧殧殧分析研究文章编号１６７１－２５１Ｘ（２０１９）０４－００１３－０６ＤＯＩ１０．１３２７２／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－２５１ｘ．２０１８１１００６３立井多绳摩擦提升系统启动控制方式研究钱壮壮１，张安宁１，２（１．安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南２３２００１；２．中国煤炭学会煤矿机电一体化专业委员会，上海２０００３０）摘要为了研究不同启动控制方式对立井多绳摩擦提升系统的影响，建立了提升系统数学模型；以某矿主井提升系统为例，确立了矩形、抛物线形、正弦形、三角形和梯形５种不同启动加速度控制曲线；利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对不同启动加速度控制曲线下的钢丝绳动张力变化情况及提升系统防滑安全性能进行了仿真分析。分析结果表明，该矿主井提升系统启动加速阶段采用矩形加速度控制曲线形式，虽然满足防滑要求，但钢丝绳受到的动张力较大；通过对各启动加速度控制曲线的比较发现，对于同一提升系统，在相同的启动加速时间内，合理的梯形加速度控制曲线形式要优于其他加速度控制曲线形式；梯形启动加速度控制曲线的第１段加速度时间的合理取值范围为１～１．５ｓ，在该范围内钢丝绳的受力情况得到改善且满足提升系统的防滑安全要求。关键词立井；多绳摩擦提升系统；启动控制；启动加速度控制曲线；钢丝绳张力；防滑安全性能中图分类号ＴＤ６３３文献标志码Ａ收稿日期２０１８－１１－２８；修回日期２０１９－０３－０７；责任编辑胡娴。基金项目安徽省教育厅科学研究重大项目（ＫＪ２０１５ＺＤ１９）。作者简介钱壮壮（１９９３－），男，安徽芜湖人，硕士研究生，主要研究方向为矿山机械设计及理论，Ｅ－ｍａｉｌ２３９０６７７６５０＠ｑｑ．ｃｏｍ。引用格式钱壮壮，张安宁．立井多绳摩擦提升系统启动控制方式研究［Ｊ］．工矿自动化，２０１９，４５（４）１３－１８．ＱＩＡＮＺｈｕａｎｇｚｈｕａｎｇ，ＺＨＡＮＧＡｎｎｉｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｔａｒｔｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｏｆｍｕｌｔｉ－ｒｏｐｅｆｒｉｃｔｉｏｎｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｓｈａｆｔ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＭｉｎｅＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１９，４５（４）１３－１８．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｔａｒｔｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｏｆｍｕｌｔｉ－ｒｏｐｅｆｒｉｃｔｉｏｎｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｓｈａｆｔＱＩＡＮＺｈｕａｎｇｚｈｕａｎｇ１，ＺＨＡＮＧＡｎｎｉｎｇ１，２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉｎａｎ２３２００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＣｏｍｍｉｔｔｅｅｏｆＣｏｌｌｉｅｒｙＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，ＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３０，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｒｔｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｓｏｎｍｕｌｔｉ－ｒｏｐｅｆｒｉｃｔｉｏｎｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｓｈａｆｔ，ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｆｉｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｒｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｒｅｃｔａｎｇｌｅ，ｐａｒａｂｏｌｉｃ，ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ，ｔｒｉａｎｇｌｅａｎｄｔｒａｐｅｚｏｉｄｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔａｋｉｎｇｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｍａｉｎｓｈａｆｔｉｎａｍｉｎｅａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ．Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｄｙｎａｍｉｃｔｅｎｓｉｏｎｃｈａｎｇｅｓｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｒｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅｓａｎｄａｎｔｉ－ｓｋｉｄｓａｆｅｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅｓｔａｒｔ－ｕｐａｎｄａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｓｔａｇｅｏｆｔｈｅｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎｍｅｅｔａｎｔｉ－ｓｋｉｄｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｂｕｔｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｔｅｎｓｉｏｎｏｆｔｈｅｗｉｒｅｒｏｐｅｉｓｌａｒｇｅ；Ｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｓｔａｒｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅｓ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｌｉｆｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅｆｏｒｍｉｓｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｏｔｈｅｒａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅｆｏｒｍｓａｔｔｈｅｓａｍｅｓｔａｒｔｉｎｇａｎｄａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｔｉｍｅ；Ｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｖａｌｕｅｒａｎｇｅｏｆａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｔｉｍｅｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｓｔｅｐｏｆｔｈｅｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅｉｓ１－１．５ｓ，ｉｎｔｈｉｓｒａｎｇｅ，ｔｈｅｆｏｒｃｅｏｆｔｈｅｗｉｒｅｒｏｐｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｎｄｃａｎｍｅｅｔａｎｔｉ－ｓｌｉｐｓａｆｅｔｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｌｉｆｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｖｅｒｔｉｃａｌｓｈａｆｔ；ｍｕｌｔｉ－ｒｏｐｅｆｒｉｃｔｉｏｎｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｓｔａｒｔｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｔａｒｔｉｎｇａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅ；ｔｅｎｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅ；ａｎｔｉ－ｓｋｉｄｓａｆｅｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ０引言随着矿井向大型化方向发展，多绳摩擦提升系统因其提升能力强、提升高度高等优点被越来越广泛地应用于矿井提升中［１－３］。国内外专家学者对多绳摩擦提升系统进行了大量研究，但主要集中在提升系统动力学模型建立及钢丝绳振动特性分析方面［４－６］，而对提升系统启动控制方面的研究较少。李玉瑾［７］提出了冲击限制理论，从理论上分析了不同启动加速度形式下的钢丝绳张力动态响应，虽然有效地限制了提升钢丝绳的弹性振动，但未考虑在不同启动加速度形式下提升系统可能存在的防滑安全问题。由于提升钢丝绳是弹性体，在提升机的启动过程中受到启动力矩的冲击时，钢丝绳的动张力变化很大，提升容器等承受着强烈的冲击，严重时可能导致钢丝绳与摩擦轮之间摩擦传动失效而发生打滑［８］。因此，研究立井多绳摩擦提升系统的启动控制对于改善钢丝绳的受力情况、保障提升系统的防滑安全及平稳高效运行都具有重要意义［９－１０］。本文结合提升系统具体参数对不同启动加速度控制曲线下的动力学模型进行了求解，分析了不同控制曲线下钢丝绳动张力变化情况及提升系统的防滑安全性能，为优化系统启动控制方式的设计提供了一定的参考。１提升系统数学模型建立１．１钢丝绳动力学方程立井多绳摩擦提升系统一般采用等重尾绳提升，其简化示意如图１所示。图１立井多绳摩擦提升系统Ｆｉｇ．１Ｍｕｌｔｉ－ｒｏｐｅｆｒｉｃｔｉｏｎｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｓｈａｆｔ摩擦轮ａ侧为提升重载，ｂ侧为下放空载，根据参考文献［１１］，基于瑞利法得到带尾绳立井多绳摩擦提升系统摩擦轮两侧钢丝绳的动力学方程为Ｆａ烅烄烆＝ＥＡ（ｇ＋ａ（ｔ））－ＥＡＱＺ＋Ｑｍａｘ＋ｎ１ｐＬａ（ｔ）３＋ｎ２ｑＬ０ａ（ｔ）３＋ａ（ｔ熿燀燄燅）Ｆａ－２ ∫ ｔ０ａ（ｔ）ｄｔＦ烍烌烎ａＬａ（ｔ）（１）Ｆｂ烅烄烆＝ＥＡ（ｇ－ａ（ｔ））－ＥＡＱＺ＋ｎ１ｐＬｂ（ｔ）３＋ｎ２ｑＬ０ｂ（ｔ）３－ａ（ｔ熿燀燄燅）Ｆｂ－２ ∫ ｔ０ａ（ｔ）ｄｔＦ烍烌烎ｂＬｂ（ｔ）（２）式中Ｆａ，Ｆｂ为摩擦轮切点ａ，ｂ处钢丝绳的动张力，Ｎ；Ｅ为钢丝绳的弹性模量，ＧＰａ；Ａ为首绳总截面积，ｍｍ２；ｇ为重力加速度，ｍ／ｓ２；ｔ为提升系统运行时间，ｓ；ａ（ｔ）为提升系统运行加速度，ｍ／ｓ２；ＱＺ为提升容器自重，Ｎ；Ｑｍａｘ为提升容器载重，Ｎ；ｎ１，ｎ２为首绳、尾绳的根数；ｐ，ｑ为每根首绳、尾绳的单位质量，ｋｇ／ｍ；Ｌａ（ｔ），Ｌｂ（ｔ）为摩擦轮切点ａ，ｂ两侧提升首绳的长度，ｍ；Ｌ０ａ（ｔ），Ｌ０ｂ（ｔ）为摩擦轮切点ａ，ｂ两侧悬挂尾绳的长度，ｍ。根据挠性体摩擦传动的欧拉公式［１２］，摩擦轮切点ａ，ｂ处钢丝绳动张力的比值应满足式（３）ＦａＦｂ ≤ｅｘｐ（ μ α）（３）式中 μ为钢丝绳与摩擦衬垫间的摩擦因数； α为钢丝绳在摩擦衬垫上的围包角，ｒａｄ。式（３）是判断立井多绳摩擦提升系统防滑安全的一个总原则。１．２提升系统模型参数确定立井是指井筒垂直于地面的矿井，可作为主井、副井和风井，其中主井专门用于提升矿物，如煤炭、矿石等。以安徽淮南某矿区主井（立井）多绳摩擦提升系统为例，提升系统参数见表１，加速度和速度运行曲线如图２所示。２不同启动加速度控制曲线下的提升系统仿真分析２．１不同启动加速度控制曲线启动加速度控制曲线除了常见的矩形启动加速度控制曲线，还有抛物线形、正弦形、三角形和梯形加速度控制曲线。以淮南某矿区主井提升系统具体参数为例，各启动加速度控制曲线如图３所示，相应４１工矿自动化２０１９年第４５卷的速度控制曲线如图４所示。表１某矿区主井提升系统参数Ｔａｂｌｅ１Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍａｉｎｓｈａｆｔｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆａｍｉｎｉｎｇａｒｅａ提升系统参数数值提升系统参数数值提升机型号ＪＫＭ－４４（Ⅲ）提升容器自重／Ｎ２４４０００提升容器载重／Ｎ１７８０００每根首绳单位质量／（ｋｇｍ－１）７．３０５每根尾绳单位质量／（ｋｇｍ－１）１４．６１首绳／尾绳根数４／２钢丝绳环高度／ｍ１８．５摩擦轮中心距地面高度／ｍ４５摩擦因数０．２５围包角 π 重力加速度／（ｍｓ－２）１０钢丝绳弹性模量／ＧＰａ１００首绳总截面积／ｍｍ２５０２４提升高度／ｍ５５０．４图２某矿区主井提升系统加速度和速度运行曲线Ｆｉｇ．２Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｓｐｅｅｄｒｕｎｎｉｎｇｃｕｒｖｅｓｏｆｍａｉｎｓｈａｆｔｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎａｍｉｎｉｎｇａｒｅａ图３各启动加速度控制曲线Ｆｉｇ．３Ｓｔａｒｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅｓ图４各启动速度控制曲线Ｆｉｇ．４Ｓｔａｒｔｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅｓ２．２钢丝绳动张力分析比较由于主井提升只有提升重载这一种工况，所以针对提升重载工况，将提升系统相关参数代入动力学方程（式（１）、式（２）），利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ进行求解，提升系统启动加速阶段钢丝绳动张力仿真结果如图５图９所示。（ａ）提升侧动张力（ｂ）下放侧动张力图５矩形加速度控制曲线下的钢丝绳动张力Ｆｉｇ．５Ｄｙｎａｍｉｃｔｅｎｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅｕｎｄｅｒｒｅｃｔａｎｇｌｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅ（ａ）提升侧动张力（ｂ）下放侧动张力图６抛物线形加速度控制曲线下的钢丝绳动张力Ｆｉｇ．６Ｄｙｎａｍｉｃｔｅｎｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅｕｎｄｅｒｐａｒａｂｏｌｉｃａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅ由图５图９可得各启动加速度控制曲线下的钢丝绳最大动张力，见表２。５１２０１９年第４期钱壮壮等立井多绳摩擦提升系统启动控制方式研究（ａ）提升侧动张力（ｂ）下放侧动张力图７正弦形加速度控制曲线下的钢丝绳动张力Ｆｉｇ．７Ｄｙｎａｍｉｃｔｅｎｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅｕｎｄｅｒｓｉｎｕｓｏｉｄａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅ（ａ）提升侧动张力（ｂ）下放侧动张力图８三角形加速度控制曲线下的钢丝绳动张力Ｆｉｇ．８Ｄｙｎａｍｉｃｔｅｎｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅｕｎｄｅｒｔｒｉａｎｇｌｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅ由表２可知，在提升侧，三角形加速度控制曲线下钢丝绳动张力的最大值最大，为５．５７１０５Ｎ；梯形加速度控制曲线下钢丝绳动张力的最大值最小，为５．２２１０５Ｎ；在矩形加速度控制曲线下钢丝绳动张力并非最大，但也达到５．５６１０５Ｎ，而且在所有加速度控制曲线中其振荡幅值最大，达到１．２１１０５Ｎ，对钢丝绳的使用不利，说明矩形加速度控制曲线与其他加速度控制曲线相比并不是最优选择；其他加速度控制曲线下动张力振动幅值较小，动张（ａ）提升侧动张力（ｂ）下放侧动张力图９梯形加速度控制曲线下的钢丝绳动张力Ｆｉｇ．９Ｄｙｎａｍｉｃｔｅｎｓｉｏｎｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅｕｎｄｅｒｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅ表２各启动加速度控制曲线下的钢丝绳最大动张力Ｔａｂｌｅ２Ｍａｘｉｍｕｍｄｙｎａｍｉｃｔｅｎｓｉｏｎｓｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅｕｎｄｅｒｅａｃｈｓｔａｒｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅｓ１０５Ｎ启动加速度形式最大动张力提升侧下放侧矩形５．５６２．７３抛物线形５．４０３．１２正弦形５．４２３．１２三角形５．５７３．１３梯形５．２２３．１０力逐渐增大，变化趋势与启动加速度控制曲线变化趋势相似，与矩形加速度控制曲线相比，钢丝绳的受力情况得到改善，减小了提升冲击。在下放侧，矩形加速度控制曲线下钢丝绳最大动张力最小，主要是因为启动初期矩形加速度比其他形式加速度都大，导致钢丝绳动张力偏小。但钢丝绳动张力并不是越小越好，下放侧动张力越小，摩擦轮两侧钢丝绳动张力差越大，反而容易发生打滑。因此，需要综合考虑两侧钢丝绳动张力。其他加速度控制曲线下钢丝绳动张力变化趋势与启动加速度控制曲线变化趋势刚好相反，相比于提升侧，下放侧钢丝绳动张力曲线更密集，主要是因为下放侧提升首绳较短，钢丝绳的振动频率较大。随着下放侧提升首绳长度不断增大，振动频率也逐渐减小，钢丝绳动张力变化曲线也越来越稀疏。６１工矿自动化２０１９年第４５卷２．３防滑安全性能分析比较相比于矩形加速度控制曲线，其他加速度控制曲线下的钢丝绳受力情况虽然得到了改善，但提升系统的防滑安全是否满足要求，还有待验证。根据防滑安全的总原则（式（３）），钢丝绳的最大动张力比应不大于摩擦常数２．１９，从动张力比极限的角度验证提升系统防滑安全性能也是煤炭工业设计规范中推荐的方法。各加速度控制曲线下摩擦轮两侧钢丝绳动张力比如图１０所示。由图１０可得各启动加速度控制曲线下摩擦轮两侧钢丝绳最大动张力比，见表３。表３各启动加速度控制曲线下的摩擦轮两侧钢丝绳最大动张力比Ｔａｂｌｅ３Ｍａｘｉｍｕｍｄｙｎａｍｉｃｔｅｎｓｉｏｎｒａｔｉｏｓｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅｏｎｂｏｔｈｓｉｄｅｓｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｗｈｅｅｌｕｎｄｅｒｅａｃｈｓｔａｒｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅｓ启动加速度形式矩形抛物线形正弦形三角形梯形最大动张力比２．１５２．３１２．３２２．４８２．１８由图１０和表３可知，抛物线形、正弦形、三角形加速度控制曲线下摩擦轮两侧钢丝绳最大动张力比大于摩擦常数２．１９，不满足防滑安全要求；矩形和梯形加速度控制曲线下提升系统满足防滑安全要求，且梯形加速度控制曲线下钢丝绳受力情况要优于矩形加速度控制曲线，所以应优先采用梯形加速度控制曲线形式。２．４梯形加速度控制曲线的合理选择梯形加速度控制曲线是分段函数，如图１１所示。在相同的加速时间内，第１段加速度时间ｔ１的取值直接关系到加速度ａ１的大小，而加速度ａ１的大小又对提升系统的防滑安全性能有着重要影响，所以，ｔ１的合理选择至关重要。通过仿真分析得出钢丝绳最大动张力比随ｔ１变化的曲线，如图１２所示。由图１２可知，当ｔ１小于１ｓ时，钢丝绳最大动张力比大于摩擦常数２．１９，因为启动加速度突然增大，钢丝绳受到严重冲击，导致钢丝绳最大动张力比较大；当ｔ１大于１．５ｓ时，在０～ｔ１内加速度曲线斜率变小，增长缓慢，在最终速度相同的情况下，ｔ１～ｔ２段加速度ａ１增大，导致钢丝绳的动张力变化较大，从而导致钢丝绳的最大动张力比增大；当ｔ１在１～１．５ｓ内时，提升系统钢丝绳的最大动张力比小于摩擦常数２．１９，意味着提升系统是安全的，所以，ｔ１的合理取值范围是１～１．５ｓ。（ａ）矩形曲线（ｂ）抛物线形曲线（ｃ）正弦形曲线（ｄ）三角形曲线（ｅ）梯形曲线图１０各启动加速度控制曲线下的摩擦轮两侧钢丝绳动张力比Ｆｉｇ．１０Ｄｙｎａｍｉｃｔｅｎｓｉｏｎｒａｔｉｏｓｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅｏｎｂｏｔｈｓｉｄｅｓｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｗｈｅｅｌｕｎｄｅｒｅａｃｈｓｔａｒｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅ７１２０１９年第４期钱壮壮等立井多绳摩擦提升系统启动控制方式研究图１１梯形加速度控制曲线Ｆｉｇ．１１Ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｕｒｖｅ图１２钢丝绳最大动张力比与第１段加速度时间的关系Ｆｉｇ．１２Ｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｍａｘｉｍｕｍｄｙｎａｍｉｃｔｅｎｓｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅａｎｄｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｔｉｍｅｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｓｔｅｐ３结论（１）淮南某矿区主井提升系统启动加速阶段采用矩形加速度控制曲线形式，虽然满足防滑要求，但钢丝绳受到的动张力较大。（２）通过对各启动加速度控制曲线的比较发现，对于同一提升系统，在相同的启动加速时间内，合理的梯形加速度控制曲线形式要优于其他加速度控制曲线形式。（３）梯形加速度控制曲线第１段加速度时间的合理取值范围是１～１．５ｓ，在该范围内可确保提升系统的防滑安全。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］何晓群．矿井提升机调速和控制系统的发展［Ｊ］．工矿自动化，２００９，３５（７）１２１－１２５．ＨＥＸｉａｏｑｕｎ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｐｅｅｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｍｉｎｅｈｏｉｓｔ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＭｉｎｅＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２００９，３５（７）１２１－１２５．［２］邓小盾．基于西门子变频ＰＬＣ的矿井提升机控制系统［Ｊ］．煤炭技术，２０１２，３１（１０）１３１－１３３．ＤＥＮＧＸｉａｏｄｕｎ．ＭｉｎｅｈｏｉｓｔｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＳｉｅｍｅｎｓｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎＰＬＣ［Ｊ］．ＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２，３１（１０）１３１－１３３．［３］李玉瑾，寇子明．矿井提升系统基础理论［Ｍ］．北京煤炭工业出版社，２０１３．［４］李占芳．矿井提升系统振动特性及典型故障诊断研究［Ｄ］．徐州中国矿业大学，２００８．［５］秦强．基于动力学的煤矿立井摩擦提升系统安全性研究［Ｄ］．合肥合肥工业大学，２００８．［６］王琦．矿井提升钢丝绳动力学仿真与实验研究［Ｊ］．煤矿机电，２０１３（６）２８－３１．ＷＡＮＧＱｉ．Ｄｙｎａｍｉｃｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｍｉｎｅｈｏｉｓｔｉｎｇｗｉｒｅｒｏｐｅ［Ｊ］．ＣｏｌｌｉｅｒｙＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３（６）２８－３１．［７］李玉瑾．立井特大罐笼全无轨运输系统装备及安全保障技术［Ｊ］．煤炭工程，２０１８，５０（６）１１－１４．ＬＩＹｕｊｉｎ．Ｆｕｌｌ－ｔｒａｃｋｌｅｓｓｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｓａｆｅｔｙｇｕａｒａｎｔｅｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｅｘｔｒａ－ｌａｒｇｅｓｈａｆｔｃａｇｅ［Ｊ］．ＣｏａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１８，５０（６）１１－１４．［８］李占芳，肖兴明，刘正全，等．矿井提升钢丝绳的动力学研究［Ｊ］．煤矿安全，２００７，３８（１０）１１－１４．ＬＩＺｈａｎｆａｎｇ，ＸＩＡＯＸｉｎｇｍｉｎｇ，ＬＩＵＺｈｅｎｇｑｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｄｙｎａｍｉｃｓｓｔｕｄｙｏｆｍｉｎｅｈｏｉｓｔｉｎｇｗｉｒｅｒｏｐｅ［Ｊ］．ＳａｆｅｔｙｉｎＣｏａｌＭｉｎｅｓ，２００７，３８（１０）１１－１４．［９］曹春岩，崔建明，刘红丽．永磁直线同步电动机垂直提升系统的仿真与实现［Ｊ］．工矿自动化，２０１０，３６（６）５７－６０．ＣＡＯＣｈｕｎｙａｎ，ＣＵＩＪｉａｎｍｉｎｇ，ＬＩＵＨｏｎｇｌｉ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｄｒｉｖｅｎｂｙＰＭＬＳＭａｎｄｉｔｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＭｉｎｅＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１０，３６（６）５７－６０．［１０］曾跃翔，杨兆建，王淑平，等．典型工况下垂直救援车载提升系统动力学分析［Ｊ］．工矿自动化，２０１７，４３（１２）４４－４７．ＺＥＮＧＹｕｅｘｉａｎｇ，ＹＡＮＧＺｈａｏｊｉａｎ，ＷＡＮＧＳｈｕｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｄｙｎａｍｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｒｅｓｃｕｅｖｅｈｉｃｌｅ－ｍｏｕｎｔｅｄｈｏｉｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒｔｙｐｉｃａｌｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＭｉｎｅＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１７，４３（１２）４４－４７．［１１］郭永波，张德坤，王大刚．摩擦式提升机动态摩擦弧的理论建模及其变化规律［Ｊ］．煤炭学报，２０１５，４０（９）２２０７－２２１２．ＧＵＯＹｏｎｇｂｏ，ＺＨＡＮＧＤｅｋｕｎ，ＷＡＮＧＤａｇａｎｇ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｖａｒｉａｔｉｏｎｌａｗｏｆｄｙｎａｍｉｃｆｒｉｃｔｉｏｎａｒｃｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｈｏｉｓｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１５，４０（９）２２０７－２２１２．［１２］陈维健，肖林京．矿井运输与提升设备［Ｍ］．徐州中国矿业大学出版社，２０１４．８１工矿自动化２０１９年第４５卷

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 立井摩擦提升系统启动控制方式研究技术规范煤矿开采 20201218141637758191 煤矿开采采矿技术煤矿文库，行业标准法律法规培训课件案例分析规程措施技术规范煤矿论文考试题库技术方案技术标书施工组织技术总结安全管理通知公告设计图纸实用文档图书资料文档下载在线阅读视频课程培训视频

矿业文库所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。