矿井提升机技术参数介绍及设备选型过程.ppt

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1、矿井提升机技术参数介绍及设备选型过程,河南理工大学机械厂,目 录 一、提升机相关参数 二、选型过程 三、MA标志查询办法 四、提升系统设计内容与步骤。 五、电机功率选择与校核,一、技术参数,1、卷筒宽度和直径 2、两卷筒中心距 3、最大静张力、最大静张力差 4、钢丝绳直径、绳速 5、提升高度、容绳量 6、减速器 速比 7、电机功率、极数、电机型号简介 8、变位质量,JK-2/2JK-2提升机技术参数表,1、卷筒宽度和直径,卷筒直径：提升机卷筒上第一层钢丝绳中心到卷筒中心距离的2倍。 绞车卷筒的直径为：卷筒缠绳表面到卷筒中心距离的2倍。 二者概念有差别，相差1根钢丝绳的直径。 卷筒宽度：卷筒两个

2、挡绳板内侧直间的距离。 卷筒直径和宽度决定了卷筒使用钢丝绳的最大直径和容绳量。,2、两卷筒中心距离,双卷筒提升机：活动卷筒与固定卷筒中心之间的距离。 该参数在计算绳偏角时要用到。,3、最大静张力和最大静张力差,JK-2型提升机的最大静张力161KN，2JK-2型绞车的最大静张力和最大静张力差分别为61KN、40KN。 钢丝绳的张力，也就是钢丝绳的拉力。在单钩提升时，滚筒上只有一根钢丝绳，其拉力主要由提升容器、钢丝绳、提升载荷的重力构成。拉力最大值在天轮的切点处，载荷越大、井筒越深、容器重量越大钢丝绳的拉力就越大。最大静张力是针对提升机而言的，是强度允许的，滚筒上最大的拉力值。,双钩提升时，滚筒

3、上有两条钢丝绳，重载钢丝绳的拉力大，轻载钢丝绳的拉力小，两根钢丝绳拉力的差值就是静张力差。最大静张力差就是静张力差的最大值，是绞车强度所允许的，滚筒上两根钢丝绳拉力差的最大值。 通过以上分析，我们可以这样来理解二者。 对于单滚筒绞车，只有最大静张力，没有最大静张力差。最大静张力就是绞车强度所允许的容器、钢丝绳、提升载荷自重的总和。单位为重力单位：KN，最大静张力的值除9.8就为上述三者的质量。即为提升量的质量，单位为：kg。 对于双滚筒绞车。最大静张力也是绞车强度所允许的容器、钢丝绳、提升载荷自重的总和。而最大静张力差是绞车强度所允许的钢丝绳、提升载荷自重的总和。单位为重力单位：KN， KN除

4、9.8就为提升量的质量，单位为：kg,最大静张力为什么分为载人和载物？二者的数值不同？ 是因为提升人员和物料时，其安全系数要求不同， 提人要求9倍的安全系数，提物要求7.5倍的系数。 安全系数允许提升量与实际最大提升量的比值。 提升机强度允许的提升量一定的情况下，安全系数越大，允许的实际提升量就就越小。,4、钢丝绳的速度与直径,绳速：单位时间内钢丝绳在卷筒上缠绕的长度或通过摩擦轮的长度。 有最外层绳速、最内层绳速、平均绳速等概念。一般是指平均绳速。 钢丝绳直径：允许缠绕的最大钢丝绳直径与卷筒直径有关。根据规程规定：提升装置的滚筒的最小直径与钢丝绳直径之比值，围抱角大于90不得小于80；围抱角小

5、于90的天轮，不得小于60。矸石山绞车的滚筒和导向轮，不得小于50。滚筒上绕绳部分的最小直径与钢丝绳中最粗钢丝的直径之比值，必须符合下列要求：井上的提升装置，不小于1200。 按照这一规定：2米直径卷筒允许使用的最大钢丝绳直径为：25mm。,5、提升高度、容绳量,提升高度和斜长：提升容器在两终端起停位置处，允许运行的最大距离。 容绳量：按照规定，卷筒上允许缠绕的钢丝绳的最大长度。 从以上可知：容绳量提升高度3圈摩擦圈（3050）米预留绳 规程规定：的滚筒上缠绕的钢丝绳层数严禁超过下列规定： 立井中升降人员或升降人员和升降物料的，1层；专为升降物料的，2层。 倾斜井巷中升降人员或升降人员和物料的

6、，2层；升降物料的，3层。 建井期间升降人员和物料的，2层。 现有生产矿井在用的绞车，如果在滚筒上装设过渡绳楔，滚筒强度满足要求且滚筒边缘高度符合本规程第四百二十条规定，可按本条第一款第（一）项、第（二）项所规定的层数增加1层。 移动式的或辅助性的专为升降物料的（包括矸石山和向天桥上提升等）以及凿井时期专为升降物料的，准许多层缠绕。,6、减速器,减速器作用：增加力矩，降低速度。 减速器速比：内部大小齿轮的总的齿数比。反映增加力矩、降低速度的能力。提升机一般常用两种：31.5、20 我厂减速器速比：1080箱：1：20、1：24；850箱：1：24，1：28；1100箱：1：28；1米车：28；

7、0.8车：1：30 型号含义：ZHLR-1050 Z：圆柱齿轮；H：圆弧齿面；L：两级传动； R：人字齿轮；1050：输出轴与输入轴之间距离 ZL-850/ZL-1100/ZL-1080,7、电机,电机型号：YRJ315-8 Y：异步电动机； R：绕线式电机； J：绞车专用； 315：电机底座平面到电机轴中心距离；8：电机极数。,8、变位质量,提升机或绞车旋转运动部分的转动惯量换算到卷筒直径上的质量。 为了计算总的惯性力，提升系统中把各运动部分的质量都变位（折算）到滚筒缠绕圆周上，使其与滚筒缠绕圆周的速度和加速度相等，条件是变位前后的动能相等，这种变位后的质量，叫作变位质量，全系统各个变位质量

8、的总和为提升系统的总变位质量m。 变位质量在计算提升机的运动学、动力学、电阻等的计算中需要用到，属于理论计算。,二、选型过程,1、要了解的情况 2、容绳量的计算 3、速度的选择 4、提升一个循环时间 5、电机功率的校核 6、计算提升能力 7、确定配置,2.1需要了解的情况,1、一次提升量（直接决定设备规格） 2、井深或坡长（与容绳量、深度指示器有关） 3、立井或斜井 4、箕斗提升或罐笼提升 5、提人还是提物（与容绳、电机功率有关） 6、主井提升还是副井提升 7、电压等级要求,2.2容绳量的计算,以立井 井深350米为例。 拟选用JK-21.5提升机，提升人员。校核容绳量能否满足有关规定。 容绳

9、量（卷筒宽度（钢丝绳直径绳间隙）3.14卷筒直径）允许缠绕层数 JK-21.5提升机立井提升人员时允许单层缠绕，选用24.5mm钢丝绳，绳间隙选用1.5mm。 容绳量（150026）3.142362米 提升高度为350米，3圈摩擦圈50米预留绳70米 共需要卷筒容绳420米。卷筒宽度不满足要求，可选用JK-21.8提升机，其容绳量435米，可满足要求。,2.3提升速度计算,以JK-2提升机，31.5速比，8极电机为例 绳速（电机转数速比60）3.14卷筒直径 （72531.560）3.1422.4米/秒,2.4提升一个循环需要时间,以：JK-2提升机，2.4米绳速，350米井深为例 循环时间2

10、（提升高度绳速加、减速时间装载时间） 2（3502.41020）350秒6分钟 装卸载时间与提升方式有关。20秒为大约估计。 加减速时间与很多因素有关。10秒为经验数据。若为双筒提升， 循环时间（提升高度绳速加、减速时间装载时间）,2.5电机功率校核,速度定好后，最大静张力确定后，即可校核电机功率能否满足要求。 速度2.4米/秒，最大静张力6吨（煤4吨绳重500公斤容器重1.5吨）（60KN) 电机功率速度最大静张力1.22.4601.2172KW 取185KW 电机即可,2.6提升量的计算,以一个循环6分钟，每次提煤4吨计算，每天14小时，每年300天。 每小时提升量606440吨 每天提升

11、量4014560吨 年提升量56030016.8万吨。,2.7确定配置,根据前述计算：如满足用户要求，即可确定： 1、卷筒直径、宽度 2、电机功率、极数、电压等级 3、制动系统（一般配置比例阀控制液压站) 3、电控配置，PLC控制或传统控制、 4、是否带动力制动，与用户要求有关。一般单筒推荐带动力制动，双筒可不带该装置。 5、是否带工程塑料衬板。,三、MA标志的查询办法,矿井提升设备的选择计算,矿井提升设备的选择计算是否经济合理，对矿山的基本建设投资、生产能力、生产效率及吨煤成本都有直接的影响。因此，在进行提升设备选择计算时，首先确定提升方式，在确定提升方式时要考虑下列各点：,1、对于年产量大

12、于60万吨的大中型矿井，由于提升煤炭和辅助提升任务较大，一般均设主井、副井两套提升设备。因为箕斗提升能力大、运转费用较低、又易于实现自动化控制，一般情况主井均采用箕斗提升煤炭，副井采用罐笼提升矸石、升降人员和下放材料设备等辅助提升。 对于年产量30万吨以下的小型矿井，可采用一套罐笼提升设备，使其完成全部主、副井提升任务是最经济的，也有采用两套罐笼设备的。 对于180万吨的大型矿井，有时主井需要采用两套箕斗同时工作才能完成生产任务。副井除配备一套罐笼设备外，多数尚需设置一套单容器平衡锤提升方式，提升矸石。,2、对于同时开采煤的品种在两种及以上并要求不同品种的煤分别外运的大、中型矿井，则应考虑采用

13、罐笼提升方式作为主井提升。 对煤的块度要求较高的大、中型矿井，由于箕斗提升对煤的破碎较大，也要考虑采用罐笼作为主井提升。 当地面生产系统距离井口较远，尚需一段窄轨铁路运输时，采用罐笼提升地面生产系统较为简单。 3、中等以上矿井，主井一般都采用双容器提升，对于多水平同时开采的矿井（特别是采用摩擦提升机）可采用平衡锤单容器提升方式。 对于中、小型矿井，一般采用单绳缠绕式提升系统为宜。对于年产量大于90万吨的大型矿井，可采用,摩擦提升系统，中型矿井的井筒较深时也可采用摩擦提升系统，或主井采用单绳箕斗，副井采用多绳罐笼。 4、矿井若有两个水平，且分前后期开采时，提升机、井架等大型固定设备要按照最终水平

14、选择。提升容器、钢丝绳和提升电动机根据实际情况也可以按照第一水平选择，待井筒延深至第二水平时，再更换。 对于新矿井如没有什么特殊要求，可参照定型成套设备的规定确定提升方式，并尽量选用定型设备。但因各个矿井具体情况不同，副井提升量也不一致，因此，可结合具体条件计算、选择，或验算选用的定型成套设备。定型成套设备中未规定的如钢丝绳、提升机与井筒相对位置、生产能力与耗电量等也要计算。,一、计算选择提升机时的必要已知条件 （一）计算选择主井提升机时的必要已知条件 1、矿井年产量An（吨/年）； 2、工作制度：年工作日数、日工作小时数； 3、矿井开采水平数，各水平井深，及各水平服务年限； 4、卸载水平与井

15、口的高差，装载水平与井下运输水平的高差； 5、井筒尺寸、井筒中布置的提升设备套数、井筒附近地形图； 6、散煤密度（吨/米3）。,提升系统设计内容与步骤：,一次提升量估算：,式中 c提升工作不均衡系数；提升不均匀系数，有井底煤仓时，c=1.11.15，无井底煤仓时，c=1.2，当矿井有两套提升设备时，c=1.15，只有一套提升设备时，c=1.25； af提升能力富裕系数，对第一水平一般为1.2； br一年工作日，一般为300（日）； t一日工作时数，一般为14h。 根据m值在箕斗规格表中，选取标准箕斗容量m。选箕斗时，应在不增大提升机，及井筒直径的前提下，尽量采用大容量箕斗，以降低提升速度、节省

16、电耗。若采用罐笼应按矿车规格选择。,（二）提升钢丝绳的选择 （三）提升机的选择 1、滚筒直径 2、滚筒宽度 提升机强度校核,（四）提升机与井筒相对位置 1、天轮直径 2、井架高度 3、滚筒中心至井筒钢丝绳之间的水平距离 4、钢丝绳的弦长 5、钢丝绳的偏角 6、滚筒下绳的出绳角,（五）提升系统的变位质量计算 （六）确定运动各参数 （七）各阶段拖动力 （八）验算提升电动机容量 （九）耗电量计算,（一）电动机容量验算 在提升系统的变位质量计算中，已经预选了电动机，它是否能满足提升系统各种运动状态下的要求，要通过对电动机温升、过负荷能力和特殊力等条件验算才能确定。,电动机容量验算及提升电耗计算,1、按

17、电动机温升条件验算 电动机的额定功率是指电动机在额定负载下以额定转速连续运转，其绕组的温升不超过允许值时的功率。由于在一次提升循环中，提升机滚筒圆周上的拖动力和速度是变化的。这样就不能直接按某一时间的负载和转速计算电动机功率。但是电动机在长时间运转过程中是否过负荷的标志是其温升，若电动机在变化负荷下运转时的温升与其在某一固定负荷下运转时的温升相等，就可以用这个固定力作为验算电动机功率的依据，这个力称为等效力Fd。,影响电动机温升的条件除了产生的热量外，还有散热条件，而散热条件又与电动机转速等因素有关。如高速运转时其冷却风流散热较低速时好些。考虑到散热因素，计算电动机容量时不以实际时间计算，而以

18、等效时间计算。 等效力为 ，N 式中 可作简单计算，对于箕斗提升六阶段力图可计算为：,在计算上式中，减速阶段的拖动力是否计入，与减速方式有关。自由滑行减速或机械制动减速时，由于电网与电动机已经断开，电动机不再发热，则F3、F3的值不应计入；若采用电动机减速制动方式时，其力值应计入，这是由于此时电动机内有电流通过而产生热量的缘故；当采用动力制动时，应将F3、F3与分别乘以1.4和1.6的系数，再进行计算，系数1.4和1.6是考虑到动力制动时，力与电流之比值与电动机运转方式不同，因为此时电动机定子为两相通入直流电的缘故；对于爬行阶段，若采用微机拖动，也不应计入其力值。最后的刹车制动阶段，一般均采用

19、机械制动，所以力值不计算在上式中。,其中 低速运行时散热不良系数，=1/2； 停机散热不良系数，=1/3。,电动机的等效功率为,，KW,电动机的温升条件是,2、按正常运行时电动机过负荷能力验算,式中 电动机的过负荷系数，可由电动机规格表查得。,N所选电动机作用于滚筒上的额定力。,3、按特殊过负荷能力验算,式中 Ft作用在滚筒缠绕圆周上的特殊力，在下列情况下产生特殊力。,（1）在设有罐座的罐笼提升设备中，当空罐笼位于井底罐座上，仅把重罐笼从井口稍稍提起时其特殊力为：,，N,，N,（2）在更换水平或调节绳长打开离合器作单钩提升空容器时,式中 动力附加系数取1.051.1。,预选电动机全部符合上述要求时，就确定为正式选用的电动机，并记录其全部技术规格。若在上述验算过程，有一项不能满足要求时，应重新选择电动机，并重新进行运动学、动力学计算，直到合适为止。如果仅在特殊力验算中的第（1）项不满足时，可用摇台代替罐座。,