架空乘人装置设计说明.docx
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架空乘人装置设计说明.docx
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架空乘人装置设计说明
RJY37-36°/500
煤矿架空乘人装置
设计方案
贵阳高原矿山机械有限公司
设计方案
一、设计方案及说明
一、巷道原始资料
斜长约500米
平均坡度36度(a=sin-1头尾高差/巷道全长)
最大坡度36度
上平巷长10米
下平巷长20米
断面(头、尾、中间巷)
巷道支护情形(主、副、出风井实测图等)
用户其他要求
二、设计方案
主要参数的选择,计算的结果:
2.1.1运行速度0.8m/s
2.1.2单边(上或下)运人效率:
180人/小时
2.1.3单边最大同时乘人数:
27人
2.1.4钢丝绳最大受力36KN(一般为S1)
2.1.5驱动力16KN(S1~S2)
2.1.6选用钢丝绳型号6*19φ20——右交,无油,麻芯。
2.1.7钢丝绳安全系数:
2.1.8驱动轮衬垫比压:
T1+T2/D·d=278N/cm2
2.1.9计算驱动功率:
22KW
2.1.10所选电机型号:
YB2-225M-6 30KW
2.1.11驱动轮直径φ米
2.1.12变速器型号:
B3HV07-63
我国《煤矿安全规程》(2010年版)中对架空乘人装置有关规定如下:
第368条第
(二)款要求:
“蹬座中心至巷道一侧的距离不得小于0.7米,运行速度不得超过1.2米/秒,乘座间距不得小于5米”。
第416条第(三)款:
“井下架空乘人装置的主导轮和尾导轮、围包角大于90oC的天轮”,其直径不得小于钢丝绳直径的60倍。
第400条规定:
“架空乘人装置钢丝绳悬挂时的安全系数的最低值为6”。
设计说明
2.3.1电机功率
计算驱动功率为22KW,考虑增加运量、速度、变坡多等因素选定电机功率为30KW。
2.3.2由计算可知选用钢丝绳6*19—201670右同钢丝绳,其安全系数为。
为加大驱动摩擦系数,要求绳不涂油,钢丝涂增摩剂。
2.3.3按照主动轮与钢丝绳直径,本方案选用驱动轮直径为米。
2.3.4横梁的安装方式
一、下图为贯通梁。
安装中有一端掏洞为梁插入壁深的2倍,但该方式牢固靠得住,外形整齐,条件允许者为首选方式。
二、下图为有支座安装方式。
一般适用煤巷通过锚杆插入较长的深度,以保证横梁的稳固性。
在必然的巷道条件下,如岩巷巷道低矮情形,支座也可采取下图形式。
四、下图为锚杆支撑梁,要求顶部岩石较好,施工难掌握,但节省材料,适用巷道低矮。
横梁的安装方式视巷道围巷情形、用户的具体需要具体决定。
贵矿选用第种横梁。
主要部件介绍
本方案确定驱动装置结构形式为单槽架空驱动装置。
该驱动装置主要包括防爆主电机、防爆液力推杆制动器、连轴器、硬齿面减速机、驱动轮及机架;主要特点为:
结构紧凑、运行平稳。
减速机按最新弗兰德硬齿面减速机标准生产,齿轮采用高强度低碳合金钢经渗碳淬火而成,齿面硬度达HRC58-62,齿轮均采用数控磨齿工艺,精度高,接触性好,精度达到6级;运转平稳,噪音低,体积小,重量轻;传动效率高达95%(蜗轮蜗杆为70%);使用寿命长:
寿命是蜗轮蜗杆减速机的2倍以上;驱动轮衬块为德国技术生产的K25硬橡胶轮衬,该轮衬摩擦系数大、耐磨性好。
G-2型固定抱索器:
采用碟形弹簧产生预紧力能更加安全可靠的夹紧钢丝绳,最大使用坡度能达到45度,在大坡度的条件下大大提高了猴车的安全性。
(普通抱索器是靠一个直径16的小聚安脂棒的弹性来夹紧钢丝绳的,但聚安脂棒容易被压坏或老化,从而经常发生抱索器夹不紧钢丝绳而打滑出现安全事故)
变坡点使用多双托轮:
使用多托绳轮组(双托轮或四托轮),受力均匀,自动调节定位,适用于不同的变坡情况。
轮衬为聚安脂材料,耐磨弹性好,寿命是橡胶材质的倍
变坡点还设有掉绳保护装置(即捕绳器),一旦钢丝绳掉道发生,捕绳器捕绳后猴车自动停车,确保矿工人身安全。
托压轮装置:
适当安装托压轮能使钢丝绳不易掉道。
轮衬具有耐压、耐油、耐磨、阻燃、防静电等性能。
尾轮装置:
一般采取架空安装,结构简单、运行平稳。
吊椅防过摆装置:
该装置能有效防止吊椅因左右摆动较大时,托绳轮卡住吊椅而将人向上翻转造成人身伤害事故。
张紧收绳装置:
能自由调节迂回轮和重锤位置,并根据索道的负荷,自动调节钢丝绳的拉力,确保猴车有足够的牵引力,避免索道打滑和飞车的现象发生,只要1人扳动小绞车手轮收绳,即可调整重锤高度,操作简便。
紧急停车装置:
在架空乘人装置运行的沿途中,设置突发事件的紧急停车装置,以确保乘人安全。
架空乘人装置电控系统
PLC可编程电控箱
液晶触摸屏操作台
下车语音提示箱
架空乘人装置电控系统功能说明
1.本控制系统按照GB3836.1-4-2000及有关煤矿行业标准设计。
此系统由驱动电机的控制开关、制动油泵控制开关以及127型矿用隔爆兼本质安全型电气控制箱、24型矿用本质安全型电气操作台、外围传感器和信号开关等部分组成。
主电控箱采用日本三菱/西门子PLC,实现可编程控制,操作台配有液晶触摸屏,能中文和模拟图形动画显示。
2、保护功能
1)、机头、机尾越位保护:
当人员乘坐吊椅上下井越位进入机头或机尾的禁止部位点时,系统自动停机并发出故障报警声,同时显示窗口显示相应的故障。
2)、全程紧急停车保护:
在架空乘人装置的中心线每间隔50米装有紧急停车拉线开关1个,并由钢丝绳连接起来。
当巷道内有紧急情况时,在沿线的任意一个地方只在拉动该钢丝绳,架空乘人装置能自动停止运行,并发出故障报警,同时显示窗将显示“急停故障”。
3)、过速飞车保护:
在系统运行中,速度传感器检测到的运行速度超过设定速度的20%时,架空乘人装置能自动停止运行,并发出故障报警声,同时显示窗口显示相应的“过速保护”。
4)、欠速打滑保护:
在系统运行中,速度传感器检测到的运行速度超过设定速度的30%时,架空乘人装置能自动停止运行,并发出故障报警声,同时显示窗口显示相应的“欠速保护”。
5)、脱绳保护:
在系统运行中,当钢丝绳脱落时,触碰脱绳保护开关,架空乘人装置自动停车。
6)、配重限位保护。
该保护开关是用于防止配重落地而使系统失去张紧力的保护装置。
7)、变坡点掉绳保护:
当钢丝绳从托绳轮上往下掉落时,安装在变坡点的捕绳轮会自动捕绳,架空乘人装置同时自动停机。
8)、钢丝绳寿命保护:
钢丝绳在长期运行中出现断绳现象后,这时尾轮会迅速向后滑动,并触动断绳保护装置,架空乘人装置能自动停止运行,并发出故障报警,同时窗口显示断绳保护。
9)、吊椅防过摆保护装置:
当乘坐人员在乘坐途中未遵守安全守则,导致座椅横向摆动过大,吊椅防过摆保护装置能减小吊椅摆动,能防止吊椅过托轮时被托轮挂住。
以上任一安全保护项目发生时,控制系统自动检测信号,架空乘人装置立即停车,同时发出声光报警,显示屏上显示安全保护项目。
只有消除故障后,系统才会解除闭锁和重新启动运行。
3、自动控制系统的运行方式控制
架空乘人装置具有三种机能运行模式:
即连续运行、间断运行、自动停止运行。
1)、连续运行:
当上下班人员高峰时段,启动连续运行模式,24小时不间断的运行。
2)、间断运行:
当有零散人员上下井时,启动间断运行模式。
只要有人在机头或机尾上车点乘坐猴车,控制系统感应后自动开车,等最后上车的人下车后延时自动停车。
实现无人职守功能。
3)、停止运行:
当没有人员上下时,架空乘人装置处于停止运行状态。
4、选配功能
1)、声光信号器:
机头、机尾及沿线安装声光信号器,实现对讲通讯和打点等。
2)、语音提示箱:
上下车点安装语音提示(“前方到站,准备下车”)装置。
3)、双速运行:
即没有人乘座时,架空乘人装置慢速运行,一旦有人乘座时,控制系统自动提速到设计速度运行。
这样既减少因频繁启动对电机和减速机的冲击,又便于慢速时检查钢丝绳及其他部件。
4)、MP3音乐播放系统:
沿线布置MP3音乐播放音箱,实现沿线背景音乐、安全宣传语等内容播放。
5)、提供远程监控接口,实现远程监控功能。
6)、软启动器:
实现系统慢速启动,降低对减速机的冲击,延长钢丝绳的寿命,乘坐更安全。
7)、变频调速:
实现系统运行速度的调节,提高运行效率,节约能源。
计算说明书
架空乘人装置设计算说明书
一
已知参数
1
斜长(m)=
500
S1
2
坡度(°)=
36
二
主要参数的确定
1
预选电动机
YB2-225M-6,30KW,Ne=980转/分
2
预选驱动轮直径(m)
3
预选减速机(减速比)
钢丝绳运行速度(m/s)V=
V=K×(∏D/60)×Ne/i
钢丝绳运行时蠕动系数K=
4
预选钢丝绳(重量)
6×19-φ20,q0=m
5
设定乘座间距(m)L1=
16
运输效率(人/小时)=
Qr=3600×V/L1
180
6
托轮间距(m)L2=
9
7
驱动轮绳槽与牵引钢丝绳间的摩擦系数μ
8
牵引绳在驱动轮上的围包角α
180
三
牵引钢丝绳张力的计算
1
最小点张力的计算
Smin=C×q0×g
Smin——最小张力点的张力,N
C——钢绳的挠度系数
900
q0——预选牵引钢绳的每米质量
g——重力加速度
Smin=
12965
N
2
各点张力的计算
①
当下放侧无人乘坐而上升侧满员时(动力运行状态):
线路运行阻力:
W4-1=[q+(Q1+Q2)/L1]×(ωcosα+sinα)Lg
22847
N
W2-3=[q+W2/L1]×(ωcosα-sinα)Lg
-6743
N
各点张力:
S3=Smin=
12965
N
S4==
13095
N
S1=S4+W4-1=
35942
N
S2=S3-W2-3=
19708
N
驱动力=S1-S2=
16233
N
式中:
q——每米钢丝绳质量
Q1——每人人体重量加带物重,取Q2=85kg
Q2——每把吊椅重量,取Q2=15kg
ω——牵引钢丝绳运行阻力系数,动力运动时,取ω=;制动运动时,取ω=。
L——井筒斜长
②
当下放侧满员而上升侧无人乘坐时(动力运行状态):
线路运行阻力:
W4-1=[q+Q2/L1]×(ωcosα+sinα)Lg
7125
N
W2-3=[q+(Q1+Q2)/L1]×(ωcosα-sinα)Lg
-21623
N
各点张力:
S3=Smin=
12965
N
S4==
13095
N
S1=S4+W4-1=
20220
N
S2=S3-W2-3=
34588
N
四
驱动轮防滑校验
当下放侧无人乘座而上升侧满员乘座时,处于动力运行状态:
且S1-S2>0,S1/S2=
<eμα(),符合要求。
且S1-S2<0,S2/S1=
<eμα(),符合要求。
式中:
钢丝绳与驱动轮衬垫摩擦系数取μ
α——钢丝绳在驱动轮上的围包角。
五
电动机功率的计算
1
动行运行时,
Ne=K(S1-S2)v/1000η
kw
式中:
K为电动机功率备用系数,一般取
η——传动功率,取
2
制动运行时:
Ne=K(S1-S2)v/1000η
kw
选取电动机型号为YB2-225M-6,功率=
30
kw
六
牵引钢丝绳计算
m=Sk/Smax
式中:
Sk—钢丝绳破断拉力总和
20
钢丝绳其最小破断拉力=220400N
Smax——最大张力点张力
m—钢丝绳的安全系数,m=
>6,符合要求。
七
拉紧力的确定
Si=S3+S4=
26060
N
拉紧力为
N
八
拉紧行程确定
Li=*2=
5
m
考虑富裕系数,最终确定L=7m。
九
驱动轮衬垫比压
T1+T2/D•d=
278
N/cm2
十
减速机的效核
1
设备运行输出扭矩:
T=
(S1-S2)*D/2
N/m
8117
N/m
设计选定减速机为B3HV07-63:
额定输出扭矩为:
20000>T,满足要求
2
设备运行输出功率:
P=
T*n/*i*1000kw
13
kw
减速机额定功率为:
33>2P,满足要求
十一
制动器的选型:
制动器的最大制动力应不小于额定制动力的倍
1
根据电机功率计算制动扭矩为:
T=9550*(Pw/n)
292
*T=
439
上式中:
T—计算扭矩,;Pw—驱动功率,kw;n—转速,转/分
选定制动器为:
BYWZ-300/45,制动力为,符合要求
2
安全闸的选型:
安全闸的最大制动力矩不小于额定负荷力矩的2倍。
预选安全闸型号为YLBZ-25
其最大制动力为:
50000
N
其制动力矩为:
M2=2*N*f*Rm
26000
式中:
N—制动力,N;f—闸瓦制动盘的摩擦系数,取f=;Rm—制动盘的平均摩擦半径(m)
2倍额定负荷力矩为:
2T=
16233
因M2>2T,所选安全闸符合要求
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