主井提升機驗算

1、主井提升系統改造方案及驗算根據我礦實際生產情況，為了滿足生產需要，擴大生產能力，提高經濟效益，現決定對制約我礦生產能力的主井提升系統進行改造，以滿足生產需要，具體改造方案如下：一、提升系統現狀我礦主井井筒直徑4.5m，裝備一對6T多繩箕斗，一臺JKM-2.8/4（II）型多繩摩擦式提升機，礦井初期設計生產能力為45萬噸/年，提升高度521.97m，根據設計院設計標準，我礦最大提升能力為72萬噸/年（一鉤6T、25鉤/時、16小時/天、300天）。我礦主井提升機為洛陽礦山機械廠上世紀八十年代生產的JKM系列提升機，根據出廠技術參數及說明書，鋼絲繩最大靜張力30T，鋼絲繩最大靜張力差9.5T，最大

2、提升速度11.8m/s，傳動方式分為單機拖動和雙機拖動，單機最大輸入功率為800KW，雙機最大輸入功率為1000KW，目前在用的為單機800KW拖動，已經達到最大設計標準，更換大功率的電動機已不能實現拖動，建議采用雙電機（2800KW）拖動，使現有提升機達到其最大提升能力。2、 改造方案根據我礦現有情況，主井提升機改造方案如下：1、 不更換箕斗，現有單機拖動改為雙機拖動，使現有提升機達到最大提升能力。我礦箕斗為6T，根據實際裝煤情況干煤可裝7T、濕煤可裝9T，按8T計算，提升機、電動機、鋼絲繩、防滑系統等均能滿足生產要求（驗算詳見附件二），全年出煤96萬噸（一鉤8T、25鉤/時、16小時/天、

3、300天），此種方案須由現在的單機拖動改為雙機拖動，電控系統需全部進行更換高壓變頻系統，更換為高壓變頻系統的優(yōu)點：變頻調速系統節(jié)省了電阻調速環(huán)節(jié)，對車房環(huán)境溫度有很大的改善，變頻調速可有效減少重物下放和制動時的能量損失，節(jié)約電能；變頻調速在電動機運行方面的優(yōu)勢，減少換向不當而燒毀電動機的問題。變頻調速加減速時間比較平緩，起動電流較小，可以進行較高頻率的起停。變頻調速系統制動時，變頻器可以利用自己的制動回路，將電能回饋給供電電網；改成雙電機拖動后，可降低單臺電動機的輸出功率，增加電動機使用壽命，同時更換為變頻系統運行穩(wěn)定可靠，調速特性優(yōu)越，能實現自動化控制。根據中信重工機械股份有限公司提供的資料

4、，更換全套電控系統改造資金約為300萬元左右，生產周期為3月，安裝調試周期為10天。2、更換輕型箕斗提高產量（驗算詳見附件一）。更換輕型箕斗提高產量，經選型驗算存在以下問題：（1） 根據我國煤炭工業(yè)設計規(guī)范規(guī)定：提升重物時，動防滑安全系數不得小于1.25；靜防滑安全系數不得小于1.75。驗算得出靜防滑系數為1.525小于1.75，不滿足防滑要求。（2） 更換輕型箕斗現用800KW電動機不能滿足生產需要需更換為1050KW電動機，我礦提升機雙電機拖動最大輸入功率為1000KW，所以提升電動機也不滿足更換要求。 綜上所述，更換輕型箕斗提升機不能滿足需要。附件一： 1、 概述本礦井設計生產能力按10

5、0萬噸/年計算，根據實際情況，主井采用多繩摩擦式箕斗提升。二、主井提升1、提升容器需根據提升任務的大小來確定。本礦井主井采用箕斗提升，主要參數如下：An礦井年產量，100萬噸/年；Hs井筒深度，522m；礦井工作制度：年工作日按300天計，日工作小時數t，取16h； 防撞梁高度：13+8.22+11=32.22 井塔高度：32.22+6.78+4.95=43.95m 尾繩環(huán)高度：10+4.5=14.5m 鋼絲繩懸垂長度：43.95-13+522+14.5=567.45m r煤的散集容積質量，kg/m3，取11、確定小時提升量式中： Ah小時提升量，th；An礦井年產量，100萬噸年；c提升不均

6、衡系數。煤炭工業(yè)設計規(guī)范規(guī)定：有井底煤倉時為1.10；無井底煤倉時為1.20。本設計取1.10；af提升能力富裕系數，取1.2；br年工作日，300天；t日工作小時數，16h； 2、合理的經濟提升速度在選擇提升容器時，一般都采用經濟速度法，常用的經濟提升速度為vm=(0.40.5) ，m/s式中 H提升長度，522m。取vm=(0.40.5)=0.5代入數據計算得：3、估算一次提升循環(huán)時間Tx 簡化后可得：式中： a提升加速度，通常a11m/s，罐籠提升一般取0.5-0.75ms，箕斗提升一般取0.7-0.8ms；取a =0.8ms2u爬行時間，箕斗可取10 s；休止時間，箕斗提煤的休止時間，

7、容量6T及以下箕斗提煤休止時間為8s；8t-9t箕斗為10s；12-30t箕斗按每噸1s計算，休止時間取得=10 s。4、一次合理提升量的確定根據上述計算值，從箕斗規(guī)格表中選取8T的標準箕斗。其特征見表1-1表1-1 輕型箕斗特征表箕斗型號裝載重量（t）自重(t)箕斗容積(m3)提升鋼絲繩直徑（mm）最大提升高度(m)JG-7Q83.38.85、根據所選箕斗，計算一次提升循環(huán)時間Tx和所需提升速度vm式中 Q箕斗的載重質量，8t。三、提升鋼絲繩的選擇計算按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，提升鋼絲繩應按最大靜載荷，并考慮一定的安全系數的方法進行計算。1、計算鋼絲繩終端荷重F=(Q+Qz)sin式中 F鋼絲繩

8、終端載荷，t；Qz容器自重，11.6t；井筒傾角，90。代入數據計算得：F=11.3t 2、鋼絲繩懸垂長度：43.95-13+522+14.5=567.45m3、鋼絲繩單位長度重量P/式中B鋼絲繩公稱對拉強度，2； ma鋼絲繩安全系數；煤礦安全規(guī)程規(guī)定，專門升降物料的鋼絲繩ma6.939。從鋼絲繩規(guī)格表中選取直徑為28。其特征見表1-2。表1-2 鋼絲繩特征表鋼絲繩直徑()鋼絲直徑（mm）參考重量(m)公稱對拉強度(Mpa)破斷拉力總和（KN）28.023.331670494鋼絲繩安全系數驗算驗算公式為：式中 Qq全部鋼絲繩破斷力總和，50408kg； m有效載荷，8000KG； mz提升容器

9、質量，3300KG；qk每米長度重量，3.33m。因此，所選鋼絲繩符合煤礦安全規(guī)程規(guī)定，可用使用。 四、提升機的選擇計算多繩摩擦式提升機主要特征參數有：摩擦輪直徑D，最大靜張力，最大靜張力差及摩擦襯墊的比壓。在選擇計算時，首先確定摩擦輪直徑D，然后驗算其它參數。 1、提升機滾筒直徑 D選擇摩擦輪直徑的原則是使鋼絲繩在摩擦輪上纏繞時不致產生過大的彎曲應力，以保證鋼絲繩的使用壽命。根據煤礦安全規(guī)程的規(guī)定：摩擦式提升機有導向輪井上安裝，摩擦輪直徑為D90d=9028=2520mm；無導向輪時D80d=2240mm。根據滾筒直徑初選型號為JKM-2.8/4()的提升機。其主要特征見表1-3。表1-3

10、提升機主要特征表型號主導輪直徑m導向輪直徑m鋼絲繩最大凈張力KN最大凈張力差KN最大提升速度m/sJKM-2.8/4()2.82.529493.111.8提升鋼絲繩作用在主導輪上的最大靜張力和最大靜張力差最大靜張力F1即重載側的靜張力F1=8000+3300+43.33522=18253.04kg=178.88KN輕載側的靜張力F2=3300+26.81522=10409.64kg=102.014KN提升機強度校驗從所選提升機的規(guī)格表中可以查得提升機允許的最大靜張力=294KN最大靜張力差=93.1KN按下式式驗算： 經校驗，初選提升機滿足要求。五、襯墊的壓力驗算 提升鋼絲繩作用在主導輪襯墊上

11、的壓力 襯墊的壓力滿足生產需要六、防滑計算 1、靜平衡系統摩擦式提升機的防滑計算提升機重載側的靜張力F1j，提升機輕（空）載側的靜張力F2j：F1j=178.88KNF2j=100.48KN摩擦式提升機主繩輪上的分離點與相遇點處鋼絲繩的靜張力之比為Kj=1.78Kjo 不滿足設計要求。 （1）對應于靜防滑系數j的臨界值【Kjo】目前設計要求 靜防滑不滿足生產要求。式中提升鋼絲繩與主導輪襯墊間的摩擦系數，取0.25； 提升鋼絲繩在主導輪上的圍抱角； e自然對數的底，2.718。令 （2）對應于動防滑系數d的臨界值【Kjo】D設計要求 動防滑系數滿足要求。七、提升電動機的估算 電動機功率P 式中

12、k礦井阻力系數，箕斗提升k=1.15，罐籠提升k=1.2； m一次提升貨物質量，kg； vm所選提升機標準速度，m/s； 考慮到提升系統運轉時，加、減速度及鋼絲繩重力等因素的影響系數，箕斗提升=1.21.4；罐籠提升=1.4； 減速器傳動效率，取0.92。 現用電動機功率為800KW，需更換電動機。根據以上驗算得出選用8T輕型箕斗不符合設計要求。附件二： 導向輪直徑：2.5m主導輪直徑：2.8m鋼絲繩直徑：28mm鋼絲繩根數：4根鋼絲繩最大靜張力：30T=294KN鋼絲繩最大靜張力差：9.5T=93.1KN減速機型號：ZHD2R-140減速比：10.5電機功率：單電機800KW、雙電機1000

13、KW提升高度：522m防撞梁高度：13+8.22+11=32.22井塔高度：32.22+6.78+4.95=43.95m尾繩環(huán)高度：10+4.5=14.5m鋼絲繩懸垂長度：43.95-13+522+14.5=567.45m繩端載荷：8471+8000=16471kg提升方式：箕斗提升，一對6T多繩箕斗，箕斗重量8471kg（包括首尾繩懸掛裝置）1、鋼絲繩安全系數煤礦安全規(guī)程規(guī)定，摩擦式提升機的安全系數如下：專為升降物料用的ma6.939安全系數校驗式中 尾繩每米質量，kg/m；H0提升鋼絲繩的懸垂長度，m；Fq鋼絲繩的破斷拉力，KN；n1鋼絲繩的數量；n2尾繩的數量；m提升貨載的質量，kg；m

14、z提升容器的自重，kg。ma=8.33經校驗，鋼絲繩滿足煤礦安全規(guī)程要求。2、提升鋼絲繩作用在主導輪上的最大靜張力和最大靜張力差 最大靜張力（重載側的靜張力）輕載側的靜張力最大靜張力差3、襯墊的壓力驗算提升鋼絲繩作用在主導輪襯墊上的壓力4、襯墊摩擦系數采用K25高性能摩擦襯墊，摩擦系數0.255、提升鋼絲繩在主導輪上圍包角 圍包角=192.76、防滑計算（1）靜平衡系統摩擦式提升機的防滑計算提升機重載側的靜張力F1j，提升機輕（空）載側的靜張力F2j：F1j=235.48KNF2j=157.08KN摩擦式提升機主繩輪上的分離點與相遇點處鋼絲繩的靜張力之比為Kj=1.499對應于靜防滑系數j的臨

15、界值【Kjo】目前設計要求 式中提升鋼絲繩與主導輪襯墊間的摩擦系數，取0.25；提升鋼絲繩在主導輪上的圍抱角；e自然對數的底，2.718。令對應于動防滑系數d的臨界值【Kjo】D設計要求由防滑分析可知，在提升重物正常加速時，F1與F2的差別最大，此時加速度限制在1m/s以內。只要滿足此種狀態(tài)的防滑，其他正常加、減速狀態(tài)時的防滑要求均可滿足。即式中a加速度，m/s；g重力加速度，m/s。計算得出 a1.39m/s令緊急制動時的臨界值【Kjo】s和【Kjo】x根據防滑分析，若忽略礦井阻力和導向輪的影響，上提重物緊急制動時，不發(fā)生超前滑動的條件是F2F1e下放重載時的條件是F1F2e上提制動減速度下

16、放制動減速度上提重載和下放重載緊急制動時，對于額定負載的實際減速度為式中Mj靜力矩，Nm，且Mj=（F1j-F2j）R=m0gR；總變位質量，且=m1+m2+兩側運動部分合計的變位質量，kg，其中m1=，m2=；Mz制動力矩，Nm，且Mz=nMj；n制動力矩倍數，；R主繩輪半徑，m；Fz轉換到主繩輪半徑上的制動力，N。7、電動機電動機的估算功率式中N提升電動機估算功率，KW；Vm提升機的標準速度，m/s；K礦井阻力系數，箕斗提升1.15，罐籠提升1.2；m一次提升載荷，kg；考慮到提升系統運轉時，有加減速度及鋼絲繩重力等因素影響的系數，箕斗提升時取1.21.4，罐籠提升時取1.4；j減速器的傳動效率，單級傳動時0.92，雙級傳動時0.85.電動機的估算轉速8、提升速度的確定提升加速度的確定（1）按減速器允許的最大力矩計算出的加速度 式中阻力系數不包括電