矿用天轮是矿山提升系统中的重要设备,主要用于支撑提升钢丝绳并引导其转向,天轮广泛应用于煤矿、金属矿等各类矿山。以下从定义、分类、结构组成、工作原理、选型要点及维护保养等方面详细介绍:
### **一、定义与作用** - **定义**:矿用天轮是安装在井架或固定机架上,用于支撑提升机卷筒与提升容器之间的钢丝绳,并引导钢丝绳转向的定滑轮。
- **核心作用**: 1. **改变钢丝绳运动方向**:使钢丝绳从提升机卷筒平稳过渡到提升容器(如箕斗、罐笼)。 2. **承受钢丝绳张力**:支撑钢丝绳重量及提升过程中的动载荷,保证提升系统稳定运行。 3. **减少钢丝绳磨损**:通过天轮轮缘的圆弧设计,降低钢丝绳与轮体的摩擦损耗。
### **二、分类方式及类型** #### **1. 按使用场景分类** - **井上天轮**:安装在地面井架上,用于地面提升系统(如主井、副井提升)。 - **井下天轮**:安装在井下巷道或硐室内,用于辅助提升(如暗立井、斜井提升)。
#### **2. 按结构形式分类** - **固定式天轮**:轮体固定在轴上,不可转动,适用于小功率、低速提升系统。 - **游动式天轮**:轮体通过轴承安装在轴上,可自由转动,能自动调整钢丝绳位置,减少偏磨,应用更广泛。 - **整体式天轮**:轮体为整体铸造或锻造结构,强度高,适用于大直径、重载荷场景。 - **装配式天轮**:轮体由多个部件组装而成,便于运输和安装,适合中小型矿山。
#### **3. 按直径大小分类** - **小型天轮**:直径<1.5米,用于小型矿山或辅助提升。 - **中型天轮**:直径1.5-3米,适用于中型矿山主提升系统。 - **大型天轮**:直径>3米,用于大型矿山或高产量提升系统(如直径4米以上的天轮常见于煤矿主井)。
### **三、结构组成** 矿用天轮通常由以下部件组成: 1. **轮体**: - **材质**:一般为铸钢(如ZG35SiMn)或锻钢,表面经热处理提高naimo性;大型天轮可能采用钢板焊接结构。 - **轮缘**:呈圆弧状,开有绳槽(槽形多为半圆形或V形),槽底半径略大于钢丝绳半径,减少挤压损伤。 2. **轴**: - 采用youzhi碳素钢(如45#钢)或合金钢(如40Cr)制成,承受全部载荷。 3. **轴承装置**: - 包括轴承座、滚动轴承(如调心滚子轴承)及润滑系统,保证轮体灵活转动。 4. **支架与固定装置**: - 支架多为型钢焊接或螺栓连接结构,用于将天轮固定在井架或机架上。
### **四、工作原理** 矿用天轮的工作原理与定滑轮类似,具体流程如下: 1. **动力传递**:提升机卷筒转动时,钢丝绳通过天轮改变方向,带动提升容器(箕斗、罐笼)升降。 2. **力的平衡**:天轮承受钢丝绳的张力(等于提升容器重量+钢丝绳自重+提升载荷),并将载荷传递至井架或机架。 3. **磨损控制**:轮体转动时,钢丝绳与轮缘绳槽相对滑动,通过润滑(如定期涂抹黄油)和合理的槽形设计减少磨损。