滴道盛和煤矿立井付井改.docx
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滴道盛和煤矿立井付井改
滴道盛和煤矿立井付井
提升机改造
滴道盛和煤矿立井付井提升机改造前
安全性能及提升能力
一、改造前提升机型号为JKM1.85×4,使用罐笼为双层单车罐笼,矿车为1.2m3,载重1.8吨;提升能力为73.7万t/a
(一)基本参数
1、绞车型号:
JKM1.85×4
减速器速比:
7.35
滚筒直径:
1.85m
制动轮直径:
2m
额定静张力:
204000kg
额定静张力差:
6000kg
2、电动机型号:
功率:
500KW转速:
500转/分
[GD2]=400kg·m
3、钢丝绳
主绳规格:
236△(30)单位重量:
2.15kg/m
根数:
4根长度:
800m
尾绳规格:
扁18×4×7.94×16单位重量:
4.4kg/m
根数:
2根长度:
800m
4、提升容器:
罐笼(双层)
自重:
6800kg
矿车自重:
766kg矿车载重:
1800kg
5、提升机变位重量:
7470kg
围抱角:
1800
衬垫磨擦系数:
0.25
6、提升系统
HO=26mH=714mHh=26m
(二)、提升机安全系数验算
1、钢丝绳安全系统验算
经常作业中,以提矸作业载荷最重,计算一次提矸量;
Q=2rq·V=2×1.5×1.2=3.6t
式中:
rq—矸石比重1.5t/m
V—矿车容积1.2m3
《煤矿安全规程》规定,摩擦式提升机的安全系数如下:
升降物料时安全系数
ma≥8.2-0.0005H
ma≥7.84
安全系数校验
式中Qq——全部钢丝绳破断力总和,419.14KN(实测);
m——有效载荷,3600+1532=5132Kg;
mz——提升容器质量,6800Kg;
qk——每米长度重量,2.15㎏/m。
提升人员时安全系数
ma≥9.2-0.0005H
ma≥8.84
安全系数校验
式中Qq——全部钢丝绳破断力总和,419.14KN(实测);
M人——有效载荷,按每层罐载乘23人每人按80Kg)
2×23×80=3680kg
mz——提升容器质量,6800Kg;
qk——每米长度重量,2.15㎏/m。
因此,所用钢丝绳符合《煤矿安全规程》规定,可用使用
2、最大静张力验算
(1)根据矿井实际提升情况计算最大静张力Fjm
最大静张力(重载侧的静张力)
=180
轻载侧的静张力
(2)验算Fjm≤[Fjm]
其中[Fjm]----提升机设计许用最大静张力(查提升机规格表),204kN。
Fjm=180KN<[Fjm]=204KN合格。
3、衬垫的压力验算
提升钢丝绳作用在主导轮衬垫上的压力
=(180+143.41)/(4×18.5×2.3)=1.9Mpa
衬垫摩擦系数
摩擦系数μ≥0.25许用比压2.0—2.5
4、电动机功率
FCVm
P=-----------------
102η1
=5274.8×6.5/102×0.85
=395.5kw>500kw
合格
式中P——提升电动机估算功率,KW;
Vm——提升机最大提升速度,6.5m/s;
η1—减速器效率,取0.85
5、过卷距离计算:
V0=9.2/sAc=g=9.8t=0.6
S=V02/2Ac×t
=9.22/2×9.8+9.2×0.6=9.92m
(三)、制动力矩
1、最大静张力差(没有加配重空矿车)
Fcmax=G+(n2q-n1p)H
=2(1800+766)+(2×4.4-4×2.15)×714
=5274.8kg
验算Fcmax=5274.8<[Fcmax]=6000kg
其中[Fcmax]---提升机设计许用最大静张力差(查提升机规格表),6000kg。
2、静力矩
Mj=Fcmax·D/2
=5274.8×1.85/2
=4879.2kg
3、制动力矩
Mz=K·Mj=3×4879.2=14637.6kg·m
(四)、驱动器的调整及液压站工作油压
1、驱动器的负荷
0.55Mz
Qz=———————————————————
2·I·ƒu·Rz·η
0.55×14637.6
=———————————————
2×9.14×0.35×1×0.95
=1324.5kg
式中I—制动系统杠杆比
1650900
I=———×———=9.14
650250
2、单片弹簧压缩量
C·he
h=QZ·————
Pƒ
0.3×4
=1324.5×———————
1414.6
=1.12mm
3、驱动器弹簧组的预压缩量
每组驱动中装Ф140碟形弹簧72片,3个15mm厚的间隔,则弹簧组的自由高度为
72×9+3×15=693mm
预压缩量:
693-1.12×72=612.36取610mm
4、松闸时油缸的行程
ζ=2I·△ζmax×φ
=2×9.14×2.5×1.35=61.7mm
则松闸时单片弹簧的压缩量为:
hˊ=61.7/72+1.12=1.98mm
5、松闸时驱动器的负荷
hˊ·Pƒ/
Qmax=———————
C·h0
2117
=1.98×——————=2095.8kg
0.5×4
6、液压站的工作油压
Qmax2095.8
P=———————=————————=48.96kg/cm2
Л/4·d2·ηЛ/4×82×0.85
(五)、防滑条件的计算
1、重载侧钢丝绳的静张力
1)井口时
F1j=G+GZ+npH0+nˊq(H+Hh)
=2(1800+766)+6800+4×2.15×26+2×4.4(714+26)
=18685.2kg
2)井底时
Fˊ1j=G+GZ+np(H0+H)+nˊqHh
=2(1800+766)+6800+4×2.15(26+714)+2×4.4×26
=18534.6kg
2、轻载侧钢丝绳的静张力
1)井底时
Fˊ2j=GZ+np(H0+H)+nˊqHh
=6800+2×766+4×2.15(26+714)+2×4.4×26
=14924.8kg
2)井口时
Fˊ2j=GZ+npH0+nˊq(H+Hh)
=6800+2×766+4×2.15×26+2×4.4(714+26)
=15067.6kg
3、提升重载时,减速过程的防滑条件
1)井底时
kˊjeµa-1
aˊ1x=g—————
kˊjeµa+1
1.329×e0.25Л-1
=9.8×———————=3.66m/s2
1.329×e0.25Л+1
Fˊ1j18534.6
kˊj=———=——————=1.23
Fˊ2j15067.6
2)井口时
kjeµa-1
a1x=g—————
kjeµa+1
1.351e0.25Л-1
=9.8———————=3.65m/s2
1.351e0.25Л+1
F1j18685.2
kj=———=——————=1.25
F2j14924.8
4、下放重载时,减速过程的防滑条件
1)井口时
eµa-kj
a2x=g—————
eµa+kj
e0.25Л-1.351
=9.8———————=2.32m/s2
e0.25Л+1.351
2)井底时
eµa-kˊj
aˊ2x=g—————
eµa+kˊj
e0.25Л-1.329
=9.8———————=2.4m/s2
e0.25Л+1.329
5、防滑验算
1)静防滑验算
σj=Fjm2(eµа-1)/Fjm1-Fjm2=180(2.19-1)/36.59=5.8
σ1=1.75﹤σj=5.8
式中:
Fjm1、Fjm2----重载侧和轻载侧钢丝绳静张力,
µ----计算摩擦因数0.25
а----围抱角180°
σ1—设计值1.75
σj—实测值4.7
2)动防滑验算
(1)提升重载时,加速段的防滑验算
σd=(Fjm2-m2a1)(eµа-1)/(Fjm1-Fjm2)+(m1+m2)a1
=(180-14.63×0.51)(2.19-1)/(180-143.41)+(18.36+14.63)×0.51
=3.84
σd=3.84﹥σ2=1.25
式中:
a1—实测加速度0.51m/s2
Fjm1、Fjm2----重载侧和轻载侧钢丝绳静张力
m1=Fjm1/g=18.36t
m2=Fjm2/g=14.63t
σ2—设计值。
(2)提升重载时,减速段的防滑验算
σd=(Fjm2+m2a2)(eµа-1)/(Fjm1-Fjm2)-(m1+m2)a2
σd=3.8﹥σ2=1.25
式中,a2----实测减速度,0.1m/s2。
其余同上。
(六)、提升系统总变位质量Σm计算
1)电动机的变位质量
[GDъ]d·i2
Ga=———————
D2
400×7.352
=—————————
1.852
=6313.8kg
2)提升系统的变位重量
G=G+2Gz+npL1+nˊqL2+Gj+Gd
=2(1800+766)+2×6800+4×2.15×800+2×4.4×800+7470+6313.8
=46435.8
3)变位质量
ΣM=G/g=46435.8/9.8=4738.3kg·s2/m
(七)、提升系统安全制动时的制动减速度
1、上提重载时
MZ+Mj
a1=———————
m·R
14637.6+4879.2
=—————————=4.3m/s2
4879.2×0.925
2、下放重载时
MZ-Mj
a2=———————
m·R
14637.6-4879.2
=—————————=2.15m/s2
4879.2×0.925
根据制动力矩的倍数n=3,提升设备重量特性系数ν=Q/m=2×(1800+766)/4879.2=1.05,提升重量系数ν=0.75~1.25时,安全制动满足防滑条件。
(八)副井提升机提升能力的计算
式中:
A—副井提升能力万t/a;
R—出矸率15%;
—每次提矸石重量3.6t/次;
—提矸一次循环时间180s;
M—吨材料比重17%;
—每次提材料重量2.4t;
—每次提升材料循环时间180s/次;
D—提其他材料次数5次;
—下其他材料每次循环时间180s/次;
—每班上下人的总时间2400s/班。
5×3600-2400-5×180
A=330×3----------------------------------
104(0.17/3.6×180+0.15/2.4×180)
=73.7万t/a
结论:
改造前提升机通过计算;
1、钢丝绳安全系数验算
提矸时ma=9.16≥8.2-0.0005H合格
提人时ma=9.95≥9.2-0.0005H合格
2、钢丝绳最大静张力验算Fjm≤[Fjm]
Fjm=180KN>[Fjm]=204KN合格
3、衬垫压力验算Ρ=1.9Mpa
摩擦系数μ≥0.25在许用比压2.0—2.5范围内,合格
4、电动机功率验算,所得功率为395.5kw<500kw,
5、改造前提升机提升能力为73.7万t/a
二、改造后提升机型号为JKM1.85×6,使用罐笼为双层单车罐笼,矿车为1.7m3,载重2.55吨;
(一)基本参数
1、绞车型号:
JKM1.85×6
减速器速比:
7.35
滚筒直径:
1.85m
制动轮直径:
2.5m
额定静张力:
300KN
额定静张力差:
90KN
2、电动机型号:
功率:
800KW转速:
700转/分
[GD2]=400kg·m
3、钢丝绳
主绳规格:
23-6△(30)单位重量:
2.15kg/m
根数:
6根长度:
800m
尾绳规格:
扁18×4×7.94×16单位重量:
6.5kg/m
根数:
2根长度:
800m
4、提升容器:
罐笼(双层)
自重:
6800kg
矿车自重:
766kg矿车载重:
2550kg
5、提升机变位重量:
7470kg
围抱角:
1800
衬垫磨擦系数:
0.25
6、提升系统
HO=26mH=714mHh=26m
(二)、提升机安全系数验算
根据要求,将提升机首绳由4根改为6根,提升系统为等重尾绳,要计算时要把2根尾绳重量等同6根首绳重量计算;
首绳重量6×2.15×740=9546
尾绳重量2×6.5×740=9546单重取6.5kg/m
1、钢丝绳安全系统验算
经常作业中,以提矸作业载荷最重,计算一次提矸量;
Q=2rq·V=2×1.5×1.7=5.1t
式中:
rq—矸石比重1.5t/m
V—矿车容积1.7m3
《煤矿安全规程》规定,摩擦式提升机的安全系数如下:
升降物料时安全系数
ma≥8.2-0.0005H
ma≥7.84
安全系数校验
式中Qq——全部钢丝绳破断力总和,430KN;
m——有效载荷,5100+1532=6632Kg;
mz——提升容器质量,6800Kg;
qk——每米长度重量,2.15㎏/m。
提升人员时安全系数
ma≥9.2-0.0005H
ma≥8.84
安全系数校验
式中Qq——全部钢丝绳破断力总和,430KN;
M人——有效载荷,按每层罐载乘23人每人按80Kg)
2×23×80=3680kg
mz——提升容器质量,6800Kg;
qk——每米长度重量,2.17㎏/m。
因此,所用钢丝绳符合《煤矿安全规程》规定,可用使用
2、最大静张力验算
(1)根据矿井实际提升情况计算最大静张力Fjm
最大静张力(重载侧的静张力)
轻载侧的静张力
(2)验算Fjm≤[Fjm]
其中[Fjm]----提升机设计许用最大静张力(查提升机规格表),300kN。
Fjm=225KN<[Fjm]=300KN
3、衬垫的压力验算
提升钢丝绳作用在主导轮衬垫上的压力
=(225+175.9)/(6×18.5×2.3)=1.57Mpa
衬垫摩擦系数
摩擦系数μ≥0.25许用比压2.0—2.5
合格
4、电动机功率
FCVm
P=-----------------
102η1
=5180×9.7×/102×0.85
=579.5kw<800kw
合格
式中P——提升电动机估算功率,KW;
Vm——提升机最大提升速度,9.7m/s;
η1—减速器效率,取0.85
5、过卷距离计算:
V0=9.2/sAc=g=9.8t=0.6
S=V02/2Ac×t
=9.22/2×9.8+9.2×0.6=9.92m
(三)、制动力矩
1、最大静张力差(没有加配重空矿车)
Fcmax=G+(n2q-n1p)H
=2(2550+766)+(2×6.5-6×2.15)×714
=6703.4kg
验算Fcmax=6703.4<[Fcmax]=9000kg
其中[Fcmax]---提升机设计许用最大静张力差(查提升机规格表),9000kg。
2、静力矩
Mj=Fcmax·D/2
=6703.4×1.85/2
=6200kg
3、制动力矩
Mz=K·Mj=3×6200=18600kg·m
(四)、驱动器的调整及液压站工作油压
1、绞车全部制动力距M=2N·Rm·n·ƒ
N–盘形闸产生的正压力N=6300
ƒ-制动闸摩擦系数取0.35
n-制动闸副数n=8
Rm–制动闸平均摩擦半径Rm=1.25
M=2×6300×1.25×8×0.35
=44100
⑶安全系数验算:
M=M/mj
M-绞车全部制动力矩;
Mj-绞车实际静力矩;
m=44100/6200
=7.1
m﹥3可以
⑷最大工作油压的计算
液压站型号:
TE161B
最大输油量:
9升/分
油箱储油量:
490升
允许最高油温:
65C0
制动油牌号:
22井
Px=(S2/S1×P1)+C
式中:
Px-最大工作油压
S1-机器最大静张力9000
S2-实际最大静张力6200
P1-最大静张力差时油压值43.1
C-制动器内阻力
Kδmax/n+R+R`
C=-------------------
A
式中:
K-盘形弹簧刚度4100
δmax–制动器最大间隙取2mm
n-盘形弹簧片数8片
R-盘形制动器在松闸时制动器运动部分返回弹簧的阻力取500kg
R`-活塞移动阻力取500kg
4100×2/8+500+500
C=-------------------
101
=20
Px=(6200/9000×43.1)+20
=49.69kg/cm2
(五)、防滑条件的计算
1、重载侧钢丝绳的静张力
1)井口时
F1j=G+GZ+npH0+nˊq(H+Hh)
=2(2550+766)+6800+6×2.15×26+2×6.5(714+26)
=23387.4kg
2)井底时
Fˊ1j=G+GZ+np(H0+H)+nˊqHh
=2(2550+766)+6800+6×2.15(26+714)+2×6.5×26
=23316kg
2、轻载侧钢丝绳的静张力
1)井底时
Fˊ2j=GZ+np(H0+H)+nˊqHh
=6800+2×766+6×2.15(26+714)+2×6.5×26
=18216kg
2)井口时
Fˊ2j=GZ+npH0+nˊq(H+Hh)
=6800+2×766+6×2.15×26+2×6.5(714+26)
=18287.4kg
3、提升重载时,减速过程的防滑条件
1)井底时
kˊjeµa-1
aˊ1x=g—————
kˊjeµa+1
1.27×e0.25Л-1
=9.8×———————=3.66m/s2
1.27×e0.25Л+1
Fˊ1j23316
kˊj=———=——————=1.27
Fˊ2j18287.4
2)井口时
kjeµa-1
a1x=g—————
kjeµa+1
1.28e0.25Л-1
=9.8———————=3.65m/s2
1.28e0.25Л+1
F1j23387.4
kj=———=——————=1.28
F2j18216
4、下放重载时,减速过程的防滑条件
1)井口时
eµa-kj
a2x=g—————
eµa+kj
e0.25Л-1.28
=9.8———————=2.57m/s2
e0.25Л+1.28
2)井底时
eµa-kˊj
aˊ2x=g—————
eµa+kˊj
e0.25Л-1.27
=9.8———————=2.6m/s2
e0.25Л+1.27
(六)、提升系统总变位质量Σm计算
1)电动机的变位质量
[GDъ]d·i2
Ga=———————
D2
400×7.352
=—————————
1.852
=6313.8kg
2)提升系统的变位重量
G=G+2Gz+npL1+nˊqL2+Gj+Gd
=2(2550+766)+2×6800+6×2.15×800+2×6.5×800+7470+6313.8
=54735.8
3)变位质量
ΣM=G/g=54735.8/9.8=5585.3kg·s2/m
(七)、提升系统安全制动时的制动减速度
1、上提重载时
MZ+Mj
a1=———————
m·R
18600+6200
=—————————=3.55m/s2
5585.3×1.25
2、下放重载时
MZ-Mj
a2=———————
m·R
18600-6200
=—————————=1.77m/s2
5585.3×1.25
根据制动力矩的倍数n=3,提升设备重量特性系数ν=Q/m=2×2550/5585.3=0.91,提升重量系数ν=0.75~1.25时,安全制动满足防滑条件。
(八)改造后副井提升机提升能力的计算
式中:
A—副井提升能力万t/a;
R—出矸率15%;
—每次提矸石重量5.1t/次;
—提矸一次循环时间150s;
M—吨材料比重17%;
—每次提材料重量3.4t;
—每次提升材料循环时间150s/次;
D—提其他材料次数5次;
—下其他材料每次循环时间150s/次;
—每班上下人的总时间2400s/班。
5×3600-2400-5×150
A=330×3----------------------------------
104(0.17/5.1×150+0.15/3.4×150)
=131万t/a
结论:
改造后提升机为六根首绳,通过计算;
1、钢丝绳安全系数验算
提矸时ma=11.22≥8.2-0.0005H合格
提人时ma=12.88≥9.2-0.0005H合格
2、钢丝绳最大静张力验算Fjm≤[Fjm]
Fjm=225KN<[Fjm]=300KN
3、衬垫压力验算Ρ=1.57Mpa
摩擦系数μ≥0.25在许用比压2.0—2.5范围内,合格
4、电动机功率验算,所得功率为579kw<800kw,
5、最大静张力差验算
重载侧罐笼提矸时,空载侧不加配重空车时
Fcmax=6774.8<[Fcmax]=9000kg
其中[Fcmax]提升机设计许用最大静张力差(查提升机规格表),9000kg。
合格;
6、改造后提升系统提升能力为131万t/a
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