[发明专利]一种可消除应力波动的超深井摩擦提升系统及使用方法

说明书

本发明公开一种可消除应力波动的超深井摩擦提升系统及使用方法，包括上天轮组、平衡尾轮、首绳、尾绳、左容器、右容器、第一提升绳组和第二提升绳组；空载容器在底部装载且满载容器在顶部卸载时，空载容器侧的天轮逐渐向上运动，使空载容器侧的提升绳组拉力为F1‑1；满载容器侧的天轮逐渐向下运动，使满载容器侧的提升绳组拉力为F1‑2；满载容器上升且空载容器下降的加速阶段，上升侧的提升绳组拉力为F2‑1，下降侧的提升绳组拉力为F2‑2；满载容器由上升至停止且空载容器由下降至停止的减速阶段，上升侧的提升绳组拉力为F3‑1，下降侧的提升绳组拉力为F3‑2。通过改进提升绳的连接关系并增加相应的拉力控制，消除了提升系统工作时载重变化和加减速产生的应力波动。

技术领域

本发明涉及矿山设备领域，具体涉及一种可消除应力波动的超深井摩擦提升系统。

背景技术

对于现有的摩擦提升系统，由于受到提升系统的钢丝绳应力波动值不能过大的限制，普遍提升高度不高。对于多绳摩擦提升系统，其波动应力不仅包含了钢丝绳自重变化，还包含有容器装卸载以及加减速运行产生的附加载荷，这会缩短钢丝绳的使用寿命，且成本和能耗较高，不利于提升系统的生产效率。在发明专利公开号：CN1397482A（一种多绳尾绳悬挂平衡式提升机）中，其提升绳与平衡首绳上所设置的张力自动平衡悬挂装置通过液压缸共同联通，保证了每根钢丝绳上的张紧力均衡，但是无法实现载重仅由提升绳承担，也无法消除容器中的载重等造成的应力波动，比如以等重尾绳情况下的提升系统为例，空载侧的容器自重、尾绳自重被所有钢丝绳平衡。

而提升绳承担了小部分的载荷以及提升绳自重，则在一个提升循环中平衡首绳上的最大张紧力波动值远大于平衡首绳的自重，这将不利于平衡首绳的使用寿命。

同时，在加减载荷时，系统会失去平衡，此时提升绳的静拉力最大，虽然提升系统的有效载荷和无效载荷分别由提升机和上天轮组承担，但是在提升系统装卸载过程中，提升系统中的应力波动仍然存在，这将不利于延缓提升系统的有效寿命。此外，装卸载的冲击特性，造成悬挂钢丝绳和提升容器产生惯性力，从而造成载重时的附加交变应力，导致悬挂钢丝绳除了自重的交变应力外，还附加了装载过程的部分交变应力。

发明内容

为了解决在提升循环中，提升绳、首绳和尾绳拉力分配不均，在提升系统中出现应力波动的问题，本发明提供一种可消除应力波动的超深井摩擦提升系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种可消除应力波动的超深井摩擦提升系统，包括上天轮组和平衡尾轮，以及绕在上天轮组的首绳和绕在平衡尾轮上的尾绳；所述首绳的两端分别与左容器和右容器顶端的首绳张力自平衡装置连接；所述尾绳的两端分别与左容器和右容器底端的尾绳张力自平衡装置连接；还包括绕在驱动滚筒上的第一提升绳组和第二提升绳组；所述第一提升绳组和第二提升绳组的两个自由端分别连接左容器和右容器顶端的平衡点位置；

所述第一提升绳组绕在左天轮组调节器的左天轮上，且左天轮设在左支撑缸的顶端；所述第二提升绳组绕在右天轮组调节器的右天轮上，且右天轮设在右支撑缸的顶端；

空载容器在底部装载且满载容器在顶部卸载阶段，空载容器侧的天轮逐渐向上运动，使空载容器侧的提升绳组增加至F1-1的拉力，且满载容器侧的天轮逐渐向下运动，使满载容器侧的提升绳组释放至F1-2的拉力；

满载容器上升且空载容器下降的加速阶段，上升侧的提升绳组拉力增加至F2-1，下降侧的提升绳组拉力减少至F2-2；

满载容器由上升至停止且空载容器由下降至停止的减速阶段，上升侧的提升绳组拉力减少至F3-1，下降侧的提升绳组拉力增加至F3-2。

进一步地，力F1-1、F1-2、F2-1、F2-2、F3-1和F3-2分别是：

F1-1 = F0+ n1*p* H *g+ m* g/ (t2-t1)*(t-t1)，t1< t< t2；