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=(555+100+6×
3.14×
3.5)×
(42+3)/(3.14×
3.5×
1700)
=1.9(层)<2(层)
故双箕斗提升选用钢丝绳18×
7-42-1870,能够满足《金属非金属矿山安全规程》的要求。
1.1.3、提升偏角验算:
滚筒中心与天轮中心距离为52.3m,钢丝绳距提升中心线的最大偏移量为0.85m。
钢丝绳最大偏角α=arctg(0.85/52.3)=0.93°
<
1.5°
,满足要求。
1.1.4、天轮校验
Dg=3000≥80d=60×
42=2520(mm)
Dg=3000≥1200d0=1200×
2.5=3000(mm)
1.2、提升绞车选型计算
1.2.1、基础数据
井口标高+33.3m,井底改绞最后水平标高-480m
提升高度:
517m过放(卷)高度取6m。
7200kg
1.2.2、原提升机型号及技术参数
绞车型号:
2JK-3.5/20
滚筒直径:
3500mm
滚筒宽度:
1700mm
滚筒数量:
2
最大静张力:
170KN
最大静张力差:
115KN
主滚筒:
42mm,副滚筒:
42mm
提升速度:
5.6m/s
减速机传动比:
20
电动机:
功率1000KW
转速592r/min
1.2.3、提升机校核
1.2.3.1、滚筒直径
Dg=3500≥60d=60×
Dg=3500≥1200d0=1200×
绞车滚筒直径3.5m满足要求。
1.2.3.2、最大静张力(提料时)
Fj=12385+560×
6.88=16237(kg)<17000(kg)符合要求
1.2.3.3、最大静张力差(提料时)
Fc=7200+560×
6.88=11053(kg)<11500(kg)符合要求
1.2.3.4、估算电动机功率
Po=(KQV/102×
0.85)ρ
=1.2×
7200×
5.6/(102×
0.85)×
1.3
=725(kw)<1000(kw)所选电机为满足使用要求。
1.2.4、绞车提升能力计算(-480m水平出矸计算,a取0.6m/s2)
1)最大提升速度Vm=5.6m/s计算
2)加减速度:
a1=a3=0.6m/s2
3)加减速段时间:
t1=t3=Vm/a1=5.6/0.6=9.3s
4)加减速段运行距离:
h1=h3=h1/2Vmt1=1/2×
5.6×
9.3=26m
5)等速运行距离h2=ht-(h1+h3+h4)=550-(26+26)=494m
6)等速段运行时间t2=h2/Vm=494/5.6=88s
7)提升循环时间,θ—提升休止时间取40s。
Tx=t1+t2+t3+θ=9.3+9.3+88+40≈146s
8)提升能力计算
每小时提升能力
At=3600×
V/(K×
Tx)=3600×
4.0/(1.2×
146)
=74m3/h
按照每天20小时出矸计算,则可出矸1479m³
/d,矸石的松散系数取1.6,可折算每月提升的实体矸石量为27740m³
。
1.3、提升绞车液压站计算
1.3.1、最大力矩确定:
⑴最大静张力差
由前面计算可知:
Fjc=11053×
9.81=108429N
⑵最大静张力矩
Mjmax=Fjc×
D/2=108429×
1.75=189752N·
M
式中:
D—滚筒直径,3.5m;
3最大制动力矩
A、未考虑残压影响所需制力矩:
Mz'max≥3×
Mjmax=3×
189752=569257N·
B、考虑残压影响所需制动力矩:
Mz"max≥Mz'max+9.81×
2n·
Pz·
a·
Rcp·
μ
=569257+9.81×
2×
8×
5×
142×
1.87×
0.45
=663035N·
n—盘形制动器对数;
Pz—电液调节阀残压,取Pz=5kg/cm2;
A—盘形制动器活塞面积,查得A=142cm2;
Rcp—盘形闸磨擦半径,查得Rcp=1.87m;
μ—闸瓦磨擦系数,查得μ=0.45。
C、根据上述计算确定最大制动力矩:
Mmax=663035N·
1.3.2、制动油压确定
⑴制动系统贴闸皮油压Pt:
Mmax
Pt=—————————×
0.0981
μ·
g
663035
=———————————×
2×
0.45×
9.81
=3.46MPa
⑵最大制动油压
Ps=Pt+C=3.46+1.62=5.08MPa<
6.3MPa
C—制动闸综合阻力,查得16.5kg/cm2(1.62Mpa)。
1.4、提升绞车电气部分计算
1.4.1失压脱扣器整定
吸引电压不高于额定电压的85%
即U吸=0.85Ue/Ky=0.85×
6000/60=85V
释放电压约为额定电压的60%
即U放=0.6Ue/Ky=0.6×
6000/60=60V
Ky--电压互感器变比,6000/100
1.4.2电流速断
电流速断用做电动机的短路保护。
Iaq=Krel·
Kc·
λm·
I1n/Ki=1.6×
1×
1.8×
96.3/40=6.9A,取7A
Krel-可靠系数,取1.6;
Kc--接线系数,接相电流取1;
λm--电动机最大力矩相对值;
I1N--电动机定子额定电流,96.3A;
Ki-电流互感器变比,为200/5;
1.4.3过流保护
反时限动作用做电动机的过流保护。
Iaoc=Krel·
I1n/(Ki·
Kret)=1.2×
96.3×
1/(0.85×
40)=3.4A,取4A
Krel--可靠系数,取1.2;
Kret--继电器返回系数,取0.85;
Kc、I1N、Ki同上。
查该过流继电器电流与时限关系表得知:
反时限时间整定为7s。
1.4.4加速电流继电器
采用纯时间控制,把电流继电器作为限流元件:
吸引电流
iat=1.05λ1·
I1N=1.05×
1.2×
96.3=121.3A
λ1-起动切换力矩上限相对值。
1.2;
释放电流
ir=Kret·
iat=0.8×
121.3=97A
Kret-返回系数,取0.8
I吸200/5=3A,I放200/5=2.4A
1.4.5过速继电器
GSJ2继电器,作为等速阶段过速保护用,按规程要求过速15%起保护作用,所以整定值为:
Uat=1.15EN=1.15×
220=253(V)
EN-测速发电机直流输出,V;
1.4.6各级时间整定(采取PLC控制)
继电器
1SJ
2SJ
3SJ
4SJ
5SJ
6SJ
7SJ
8SJ
XHJ
时长
0.75
1
0.56
0.31
0.17
0.1
0.05
0.5
1.5、罐道钢丝绳选型计算
1)根据每百米张紧力1T计算:
Fx=(H0/100)×
10000=57000N=57kN
根据刚性系数最低值计算:
且L
=
=63986N≈64KN
根据上述计算结果,选两个中的大值,则
=64kN
2)钢丝绳单重
Pk=
=2.56(kg/m)
3)钢丝绳规格选择
根据《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2006第6.3.3.10条中规定罐道钢丝绳的直径应不小于28mm。
初选钢丝绳规格型号:
7-28-1670
d=28(mm)
Pk=3.06(kg/m)
钢丝破断拉力总和:
Qq=53098(kg)
安全系数校核
m=Qq/(Fx+HcPk)=53098×
9.81/(64000+570×
3.06×
9.81)=6.4>6
4)刚性系数校核
K=4×
Pk/ln(1+a)
=4×
3.06/ln(1+0.2673)
=51.6>50.9kg/m(金属非金属矿山安全规程规定罐道绳钢性系数不小于500N/m)
其中:
a=9.81×
PK×
H0/FX=9.81×
570/64000=0.2673
根据以上计算结果,箕斗罐道绳选用不小于18×
7-28-1670型号钢丝绳即可,根据现场情况1#箕斗罐道钢丝绳选型为:
7-28-1670,23箕斗罐道钢丝绳神选择为:
7-30-1770.
紧绳压力计算:
(18×
7-28-1670)
7-28-1670型号钢丝绳单重为:
3.06kg/m,箕斗的张紧装置最大荷载为:
1.15×
64000/9.81+570×
3.06=9246Kg
选用SGY-10紧绳装置,该装置为双缸,每缸直径为10cm
所容许最高紧绳压力为:
10000×
9.81×
2÷
3.14÷
10000=6.24Mpa
该罐道钢丝绳紧绳压力为:
3.06=8268Kg
显示在表上张紧压力应为:
P=8268×
(3.14×
100×
100)=5.2MPa
同理根据现场实际情况:
2#箕斗罐道绳选择为:
7-30-1770
7-30-1770型号钢丝绳单重为:
3.51kg/m,箕斗的张紧装置最大荷载为:
3.51=9503Kg
3.51=8524Kg
P=8524×
100)=5.3MPa
根据现场实际情况:
罐笼罐道绳选择为:
7-36-1770
7-36-1770型号钢丝绳单重为:
5.05kg/m,罐笼的张紧装置最大荷载为:
5.05=10381Kg
选用SGY-20紧绳装置,该装置为双缸,每缸直径为10cm
20000×
10000=12.28Mpa
5.05=9402Kg
P=9402×
100)=5.9MPa
根据内侧张紧力大,外侧张紧力小的原则,内外差在5%-10%之间的原则应合理安排。
具体张紧力按照下图布置。
罐道绳布置图
1-1罐道绳张紧力:
5.2MPa1-2罐道绳张紧力:
5.2MPa
1-3罐道绳张紧力:
5.6MPa1-4罐道绳张紧力:
5.6MPa
2-1罐道绳张紧力:
5.9MPa2-2罐道绳张紧力:
5.9MPa
2-3罐道绳张紧力:
5.3MPa2-4罐道绳张紧力:
5.3MPa
3-1罐道绳张紧力:
6.4MPa3-2罐道绳张紧力:
3-3罐道绳张紧力:
5.4MPa3-4罐道绳张紧力:
1.6、过卷高度计算
上过卷:
箕斗正常停车位置距离防撞高度为:
6180+7003-900=12283mm实际测量高度为:
12130mm
下过卷:
箕斗正常停车位置距离井底防撞梁距离为:
7820mm,实际测量为7920
大于煤矿安全规定的6.2m符合要求
二、单罐笼提升系统的选型
2.1提升绳及天轮选型计算
2.1.1基础数据
井口标高+33.3m,改绞最后一个水平标高-480m
单罐笼提升
规格:
单层钢罐笼
自重:
3200kg(含13T卸力)
乘人数:
24人
最大单钩载重量:
7000kg(考虑下放设备的最大解体重量)
2.1.2钢丝绳选择
1)绳端荷载
提物时:
Qd矸=3200+7000=10200(kg)
提人时:
Qd人=3200+24×
75=5000(kg)
Pk矸=
=10200/(2596-560)=5.0(kg/m)
2)钢丝绳规格选择
7-40-1770
d=40(mm)
Pk=6.24(kg/m)
Qq=114829(kg)
3)安全系数校核
提物时:
m矸=Qq/(Qd矸+HCPk)=114829/(10200+560×
6.24)=8.3>7.5
m人=Qq/(Qd矸+HCPk)=114829/(5000+560×
6.24)=13.5>9
4)缠绳层数
2.8)×
(40+3)/(3.14×
2.8×
2200)
=1.6(层)<2(层)故选用钢丝绳18×
7-40-1770,能够满足《金属非金属矿山安全规程》的要求。
2.2单罐笼提升绞车校核
2.2.1基础数据
井口标高+36.3m,改绞最后一个水平标高-480m
3200kg
2.2.2原提升机型号及技术参数
JKZ-2.8/15.5
2800mm
2200mm
1500KN
40mm
15.5
电动机功率:
1000KW
2.2.3提升机校核
1)滚筒直径
Dg=2800≥1200d0=1200×
2.25=2700(mm)
根据此绞车技术参数要求,提升钢丝绳最大直径为φ42mm,因为所选提升钢丝绳直径为φ40mm,所以该绞车能够满足需要。
2)最大静张力(提物时)
Fj=102000+560×
6.24=13694(kg)<15000(kg)符合要求。
3)电动机选择
估算电动机功率
Po=FCV/102×
0.9=13694×
0.85)=885(kw)<1000(kw)2.3、提升偏角验算:
滚筒中心与天轮中心距离为52.3m,钢丝绳距提升中心线的最大偏移量为0.71m和1.29m。
钢丝绳最大偏角α=arctg(0.71/52.3)=0.93°
钢丝绳最大偏角α=arctg(1.29/52.3)=1.41°
2.4、天轮校验
40=2400(mm)
2.3罐道钢丝绳选择
2.3.1罐笼提升钢丝绳罐道系统
(1)基础数据
井口标高+33.3m,井底最后一个改绞水平标高-480m
罐道绳最大悬垂高度:
H0=570m
罐笼规格:
罐笼自重:
2.3.2罐道绳选择
1)最下端张紧力:
根据每百米张紧力1T计算:
罐笼罐道绳选型结论:
所以罐笼罐道绳选用18×
7-28-1670钢丝绳。
根据现场实际情况选择18×
7-36-1770,紧绳装置选型及压力计算见箕斗提升罐道钢丝绳选型计算。
2.4罐笼防坠装置
根据罐笼要求,罐笼内配置BF152抓捕器,罐笼配置2根制动绳,规格为18×
7-28-1770。
井底固定在张紧装置平台上,井上固定在天轮平台钢梁上。
制动绳校验
(1)制动绳最大动载荷计算
Zmax=1.2Qf(g+az)/2g
Qf-提升钢丝绳最大始端载荷Qf=Q终=10200kg
Qh-最小始端载荷Qh=3200+75=3275kg(空罐笼外加一个人的重量)
az-制动减速度az=g(6/r-1)
r=Qf/Qh=10200/3275=3.11
az=g(6/r-1)=9.81×
(6÷
3.11-1)=9.1m/s2
最大动载荷Zmax=1.2Qf(g+az)/2g=1.2×
10200×
(9.81+9.1)÷
(2×
9.81)=11803kg
(2)制动绳安全系数校验
经试选计算后选择18×
7-28-1770钢丝绳,其破断力总和Qd=59437kg
钢丝绳自重PSH0=3.06×
570=1744kg
M=Qd/(Zmax+PSH0)=59437/(11803+1744)=4.3>
3符合《煤矿安全规程规定》及相关规范要求。
2.5、液压站整定压力
1、确定最大力矩:
(1)最大静张力差
Fjc=13694×
9.81=134338N
(2)最大静张力矩
D/2=134338×
2.8/2=188073N·
D----滚筒直径,2.8m;
(3)最大制动力矩
①未考虑残压影响所需制动力矩:
Mjmax=564219N·
②考虑残压影响所需制动力矩:
A·
=564219+9.81×
10×
138×
1.572×
=659985N·
n----盘形制动器对数,10;
Pz----电液调节阀残压,取Pz=5kg/cm2;
A----盘形制动器活塞面积,查得A=138cm2;
Rcp----盘形闸磨擦半径,查得Rcp=1.572m;
μ----闸瓦磨擦系数,查得μ=0.45。
③根据上述计算确定最大制动力矩:
Mmax=659985N·
2、制动油压确定
(1)制动系统贴闸皮油压Pt:
Pt=Mzmax/(2n·
g)×
=659985/(2×
9.81)×
=3.38MPa
(2)最大制动油压
Ps=Pt+C=3.38+1.62=5.0Mpa<
C----制动闸综合阻力,查得16.5kg/cm2(1.62Mpa)。
2.6电气方面调试
2.8.1失压脱扣器整定
i.吸引电压不高于额定电压的85%
6000/60=85V
ii.释放电压约为额定电压的60%
6000/60=60V
2.8.2电流速断
1.9×
120/40=9.12A,取9.0A。
Krel----可靠系数,取1.6;
Kc----接线系数,接相电流取1;
Λm----电动机最大力矩相对值,1.9;
I1N----电动机定子额定电流,120A;
Ki----电流互感器变比,为200/5。
2.8.3过流保护
120×
40)=4.24A,取4.5A
Krel----可靠系数,取1.2;
Kret----继电器返回系数,取0.85;
查该型号过流继电器,反时限时间整定为6S
2.8.4加速电流继电器
i.吸引电流
I1N/Ki=1.05×
1.4×
40=4.41A
λ1-起动切换力矩上限相对值,1.4
ii.释放电流
4.41=3.52
2.8.5过速继电器
220=253V
EN----测速发电机直流输出,V;
2.8.6时间继电器
级数
一级
二级
三级
四级
五级
六级
七级
八级
2.7过卷高度计算
罐笼高度为:
2866mm,封口盘距离撞梁高度为:
18120mm,过卷高度为:
15254mm,实际测量为:
15260mm
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