主井提升设备选型岳海岩.docx

目录1主井提升容器的计算11）按经济提升速度选择最大提升速度12）估算一次提升循环时间23）一次提升量的计算24）提升最大速度的确定32提升钢丝绳的选择31)计算钢丝绳需要的每米质量32）验算主提升钢丝绳的安全系数53提升机的计算选择61）摩擦轮直径计算62）提升系统的最大静张力和最大静张力差计算73）提升机的选择74天轮的选择85提升机与井筒相对位置的计算81）计算井塔的高度92）计算滚筒中心与井筒提升线的距离106选择提升电动机101）估算电动机的容量102）估算电动机转速113）选择电动机114）确定提升机的最大提升速度117计算提升系统的变位质量118提升运动学计算129提升动力学计算1510防滑验算161）静防滑验算162）正常提升的动防滑验算173）提升载荷安全制动的动防滑验算1810提升电耗和效率的计算20设计依据设计按照落地式多绳摩擦提升机来设计，同侧装载布，双箕斗提升。原始资料：矿井年产量 600000t 矿井深度 330m 装载高度 18m 卸载高度 18m 煤的容重 0.9 提升不均匀系数 1.15 提升富余系数 1.2 日提升时间 18h 年提升日 300d 1主井提升容器的计算1） 按经济提升速度选择最大提升速度煤矿安全规程规定： （m/s） 一般取 （m/s）取 （m/s） 式中：提升高度，m； 装载高度，取18m； 井筒深度，330m； 卸载高度，取18m。取提升速度8 m/s2）估算一次提升循环时间 式中：提升主加速度，取=0.70.8，取；箕斗在卸载曲轨内减速与爬行时间，取=10s；箕斗休止时间，s，见参考资料【1】矿山运输与提升表7-1，按16t箕斗初选，取。3）一次提升量的计算 式中：矿井年产量，； C提升不均匀系数，箕斗提升C=1.15； 提升能力富裕系数； 年工作日数，天； 日提升时间，h。根据计算的，查参考资料【1】矿山运输与提升表5-5选择JDS-4/554的标准箕斗，其技术规格如下：有效容积4.4；箕斗自重6.5t;实际载重4）提升最大速度的确定根据箕斗实际载重核定实际需要的一次提升时间为： （s） （）根据所选的箕斗查参考资料【1】矿山运输与提升表7-1确定箕斗休止时间为8s，作为选取提升机标准速度的一个依据2提升钢丝绳的选择多绳摩擦式提升一般选用镀锌三角股钢丝绳，优先采用4根，主绳半数左捻，半数右捻，交错排列悬挂。尾绳可选用扁钢丝绳或多层股不旋转钢丝绳。1)计算钢丝绳需要的每米质量 式中 箕斗自重，kg； m 一次提升重量，kg； n 主提升钢丝绳根数； 主提升钢丝绳的公称抗拉强度，； 钢丝绳安全系数，取7，对于多绳摩擦钢丝绳，煤矿安全规程规定：当专为升降物料时：； 钢丝绳的悬垂长度，m 尾绳环的高度，m；卸载点距多绳摩轮中心的高度，m；井架（塔）高度，可暂按下表取值：表4-1提升机布置方式井架（塔）高度,m说明井塔式3550箕斗提升取较大值罐笼提升取较小值落地式2535卸载高度，18m；尾绳连接装置高度，约取；过卷高度，8.25m，同前按煤矿安全规程要求取值两提升容器的中心距，2.2m。从提升容器的技术规格表中查取。装载高度，18m；=2+8.25+0.5+4.4=15.15m初选钢丝绳的抗拉强度为1700Mpa，代入公式得： 初选绳加股纤维芯绳型的绳18.5 ZAA 6（0+12+12）+FC 1665 ZZ(SS) 192 112主要参数 钢丝绳直径 18.5mm 全部钢丝的断面积 113.18 破断拉力总和 192KN 参考质量 112kg/100m尾绳的选择，平衡尾绳是为了平衡提升钢丝绳的重力设置的，由于它只担负自重而无其他载荷，因此对材料的抗拉强度无特殊要求，但为了安全而要求它具有不旋转,不扭结的特点,通常采用扁钢丝绳.按等重尾绳设计:选抗拉强度=1400Mpa2）验算主提升钢丝绳的安全系数 式中： n主提升钢丝绳数目；每条钢丝绳的破断拉力，N；钢丝绳的终端载荷重量，kg；选出的主钢丝绳单位长度重量，kg/m；尾绳的数目；选出的每条尾绳单位长度重量，kg/m；钢丝绳安全系数，按规程要求选取；与同上。应改选钢丝绳 19.5 ZAA 6（0+12+12）+FC 1665 ZZ(SS) 266 155尾绳选=310kg/100m主要参数 钢丝绳直径 19.5mm 全部钢丝的断面积 156.56 破断拉力总和 266KN 参考质量 155kg/100m重新验算钢丝绳安全系数：满足要求3提升机的计算选择1）摩擦轮直径计算根据煤矿安全规程，摩擦轮直径应符合下表要求表4-2 摩擦轮直径安装地点结构型式井上井下落地式及有导向轮的塔式提升机无导向轮的塔式提升机上表中，d为提升钢丝绳的直径，mm；为提升钢丝绳中最粗的钢丝直径，mm。2）提升系统的最大静张力和最大静张力差计算 （N） （N）式中：一次提升货载重量，kg。 其他符号意义大小同上。 不平衡系数，由于按平衡尾绳设计，忽略不计。即尾绳与主绳每米重量差，kg/m。3）提升机的选择根据计算的、查摩擦提升机规格表，详见参考资料【1】矿山运输与提升的表11-1、2、3，选取标准提升机，并得到该提升机的有关技术参数，如主导轮直径D、导向轮直径、最大静张力、最大静张力差、提升机变位质量、导向轮变位质量等。必须满足，。选择JKD1850 4型落地式多绳摩擦轮提升机 技术规格： 摩擦轮直径 1850mm 最大静张力 220KN 最大静张力差 65KN 钢丝绳根数 4 最大提升速度 9.7m/s 减速器型号 ZGH70 机器总质量 15.7t 变位质量 5.7t4天轮的选择钢丝绳与天轮的围包角大于： 根据参考资料【1】矿山运输与提升表5-6选固定天轮，,主要的参数如下：名义直径 1600mm绳槽半径 11mm适用钢丝绳直径 18.520mm允许的钢丝绳全部钢丝破断拉力总和 304.5KN两轴承中心距 660mm轴承中心高 140mm变位质量 222kg自身重量 593kg5提升机与井筒相对位置的计算 1）计算井架的高度 = 43.3 （m） 上式中： 井架高度，m； 尾绳环的高度，m；s两容器的中心距，2.2m过卷高度，按煤矿安全规程规定选取8.25m； 天轮半径，0.8m； 箕斗在卸载位置时，高出容受仓的高度，可取0.30.4m； 上天轮与下天轮中心高差。其大小与包围角有关，并决定于提升机的构造，可采用以下近似值。 D=1.85，2.0，2.25米时，米 D=2.8米时， D=3.25米时，米 D=4.0米时，米圆整后取井架高43米2）计算滚筒中心与井筒提升线的距离43+3.5+1.6=30.9m取=32m6选择提升电动机1）估算电动机的容量式中m一次提升质量,3.96t；提升机最大速度；2）估算电动机转速式中 i减速器速比，选11.5； D提升机滚筒直径,1.85m；3）选择电动机根据以上计算结果查矿山运输与提升表7-5JR系列三相交流绕线型异步电机选择JR158-4型三相交流绕线型异步电动机额定功率 680KW额定电压 6600v转速 1480r/min定子电流 77A功率因数 0.9最大转矩/额定转矩 2.5转子电压 768v转子电流 552A飞轮转矩 1700 电机质量 4.6t4）确定提升机的最大提升速度7计算提升系统的变位质量 1）有益载荷变位质量Q，3960kg 2）提升容器变位质量，kg 双箕斗提升：式中提升容器箕斗自重，kg； 3）主提钢丝绳变位质量 4）尾绳变位质量 kg 5）天轮变位质量 6）提升机变位质量 7）电动机变位质量 式中：电动机转子飞轮力矩，1700。 8）提升系统的变为质量m 8提升运动学计算1）提升速度阶段数确定采用六阶段速度图2）箕斗初加速度的确定 初加速度一般取=0.5 3）提升主加速度的确定主加速度的大小确定受到四方面因素的限定：即煤矿安全规程要求、减速器能力、电动机过载能力以及防滑条件的约束。下面按双容器提升方式考虑。（1）满足煤矿安全规程要求，对升降物料的加.减速度，煤矿安全规程没有规定，一般竖井，最大不超过1.2。（2）按电动机最大输出转矩计算 （） 式中电动机输出最大允许输出转矩， R摩擦轮半径，0.93m； K矿井阻力系数，箕斗1.15，罐笼1.2； Q一次提升量，3960kg； 其他符号同前。（3）按充分利用电动机负荷能力计算 式中 电动机额定功率，kw； 提升机的实际最大速度，； 其他符号同前。根据以上1）、2）、3）项规定和计算结果，确定合理的主加速度值为。4）、提升主减速度速度的确定 主减速度的大小确定受到三方面因素的限定，即煤矿安全规程规定、减速方式以及防滑条件的约束。下面按双容器提升方式考虑。（1）、满足煤矿安全规程要求，同主加速度，小于1.2。（2）、根据减速方式计算按自由滑行方式减速 减速阶段的行程，取35m；根据上述（1）、（2）、（3）项的规定和计算结果，取最作为主减速度。5)速度图计算（1）卸载曲规主加速时间为主加速行程为（2）主减速时间为主减速行程为爬行时间为抱闸停车时间为1s，减速度。（3）等速行程为等速阶段时间为6)一次提升循环时间为 7）提升设备每小时提升能力年提升量为提升能力富裕系数9提升动力学计算双容器提升系统动力学计算所依据的基本公式为：上提动力学公式： 提升开始 主加速阶段等速阶段减速阶段爬行阶段画出速度图和力图10防滑验算 为了防止钢丝绳滑动，保证摩擦提升安全可靠的进行，必须进行防滑验算。对于主井提升，只需要进行提升货载的静防滑，动防滑和安全制动的动防滑验算即可。必须满足规定：静防滑安全系数，动防滑安全系数。1）静防滑验算静防滑安全系数最小点为：等重尾绳提升系统，提升中之任意点；重尾绳提升系统，提升之终点；轻尾绳提升系统，提升之始点。轻尾绳使用较少，下面主要验算等重尾绳及重尾绳提升终了的静防滑安全系数。双容器提升以一侧提升重物，另一侧下放容器时防滑最差。 1、计算提升终了时，上升侧钢丝绳静张力 2、计算提升终了时，下放侧钢丝绳静张力 3、验算静防滑安全系数 式中： 钢丝绳与主导轮衬垫间的摩擦系数；取0.25， 钢丝绳绕过摩擦轮的围包角，弧度，为3.4。2）正常提升的动防滑验算 提升货载时，容易发生滞后滑动，并以正常提升加速阶段的动防滑安全系数最小，要求动防滑安全系数。 加速段动防滑安全系数最小点：对等重尾绳提升系统为加速段之任意点；对重尾绳提升系统为加速段之终点；对轻尾绳提升系统为加速度之始点。下面主要验算等重尾绳及重尾绳提升系统加速终了的动防滑安全系数。 双容器提升，以提升重物下放空容器之加速段，且导向轮在下降侧防滑最差。1、主加速终了时，上升侧钢丝绳的静张力 上式中 自提升开始至主加速度终了容器运行的距离，34.3m。2、主加速终了时，下放侧钢丝绳的静张力 3、上升侧运动部分变位质量 （kg）4、下放侧运动部分变位质量 5、验算动防滑安全系数 3）提升载荷安全制动的动防滑验算提升机进行安全制动时，由于制动减速度较大，容易发生超前滑动。必须根据煤矿安全规程规定，确定需要的制动力矩，并对安全制动减速度进行验算。煤矿安全规程规定，提升机进行安全制动时，必须满足：第一、式中：提升机制动系统产生的最大制动力矩（N·m）；提升系统实际的最大静力矩（N·m）。第二、安全制动时，全部机械的减速度在提升重载时不得大于5，下放重载时不得小于1.5；第三、安全制动时，全部机械的减速度不得超过钢丝绳的滑动极限减速度。1、根据煤矿安全规程规定，计算安全制动时所需要的制动力矩进行安全制动时，为了既安全平稳的闸住提升机，又不致使提升机减速过大，防止钢丝绳打滑，一般应采用二级制动。制动时，首先施加第一级制动力矩，使制动减速度大于1.5，待速度降到零时，再施加第二级制动力矩，第二级制动力矩应大于三倍静阻力矩，以保证安全可靠的将提升机闸住。第一级制动力矩为：双容器提升：第二级制动力矩，即最大制动力矩为：双容器提升： 2、验算提升载荷实际的安全制动减速度双容器提升： 3、验算提升载荷的滑动极限减速度双容器提升： 式中：箕斗提升： 满足：11提升电耗和效率的计算吨煤电耗年电耗一次提升有益电损提升设备效率参考资料【1】 陈维健 齐秀丽 肖林京 张开如主编 矿山运输与提升 中国矿业大学出版社 2008【2】 国家安全生产监督管理局 煤矿安全规程 煤炭工业出版社 201131