活動抱索器技術(shù)方案液壓

1、 活動抱索器架空乘人裝置（液壓驅(qū)動）技術(shù)方案湘潭市恒欣實業(yè)有限公司2013年4月1、設(shè)計依據(jù)和設(shè)計規(guī)范 1.1、巷道的基本情況； 總長350m，最大16，平均坡度14,有效安裝寬度1.7m，高3.0m。 變坡點共2個 巷道有一處轉(zhuǎn)彎，彎道夾角160、中心半徑3米；。1.2、煤礦安全規(guī)程2007版；1.3、中華人民共和國煤炭行業(yè)標準（AQ1038-2007）煤礦用架空乘人裝置 安全檢驗規(guī)范。1.4、企業(yè)標準Q/DNGF001-2010；2 設(shè)備運行環(huán)境及使用條件2.1 乘人裝置工作時周圍空氣中的甲烷、煤塵和硫化氫、二氧化碳等不得超過煤礦安全規(guī)程中所規(guī)定的安全含量；2.2 環(huán)境溫度不超過40，相對

2、濕度不超過90%；2.3 煤礦巷道工作坡度不超過16；2.4 無強烈振動和沖擊以及巷道容易變形的地方；2.5 無破壞絕緣的腐蝕氣體和導(dǎo)電塵埃的環(huán)境中；2.6 無滴水的地方；3、設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)序號名稱單位參數(shù)值序號名稱單位參數(shù)值1適應(yīng)最大坡度1615驅(qū)動防滑安全系數(shù)1.642最大工作距離m35016托輪間距m83驅(qū)動電機功率Kw4517張緊最大配重量Kg4004運輸速度（單泵）m/s0-1.218張緊鋼絲繩直徑mm12.55最大輸送效率人/h43219張緊行程m76驅(qū)動輪直徑m1.220鋼絲繩安全系數(shù)10.37迂回輪直徑m1.221鋼絲繩離地面距離m2.08鋼絲繩間距m0.622系統(tǒng)工作電壓V

3、380/6609牽引鋼絲繩直徑mm2023液壓站最大輸出流量L/min18510最小乘人間距m1024液壓馬達排量mL/r8011同時乘坐人數(shù)人3525額定工作壓力MPa2512鋼絲繩最大牽引力KN10.226吊椅長度m1.713鋼絲繩鋼絲破斷拉力總和KN27014鋼絲繩與驅(qū)動輪圍抱角1874、主要設(shè)備選型4.1 液壓站型號：YZ45-FGD，最大輸出流量185 L/min 防爆電動機型號：YBK2-225M-4，功率 45KW，電壓 380/660 V，轉(zhuǎn)速 1480轉(zhuǎn)/分 主油泵型號：HPV105-02R ，排量 105 mL/r，最大流量185 L/min，額定工作壓力 25MPa 4.

4、2 液壓馬達型號：A4VG125 ，排量：125 mL/r，額定工作壓力 25 MPa4.3 減速機型號：311-81.1，速比81.1，額定輸出扭矩40000 Nm減速機高速端制動器制動力矩630 Nm4.4 低速端輪邊制動器型號：YQP50-112/335T，制動力50KN4.5 鋼絲繩型號為 20NAT636WS+FC1670ZZ,必須是繩芯少油表面無油，右同向捻 以上選型依據(jù)詳見設(shè)計計算說明。5 安全技術(shù)指標一覽表：序號AQ1038-2007中規(guī)定 MT/T873-2000 中規(guī)定煤礦安全規(guī)程 中規(guī)定GB21008-2007中規(guī)定本方案實際值1驅(qū)動輪和尾輪與鋼絲繩直徑的倍數(shù)60無規(guī)定6

5、045/28602驅(qū)動輪與鋼絲繩外層鋼絲直徑的倍數(shù)900無規(guī)定 無規(guī)定無規(guī)定10353蹬座中心至巷幫的距離0.7m無規(guī)定0.7m0.7m0.84牽引鋼絲繩的安全系數(shù)666610.35張緊鋼絲繩的安全系數(shù)6無規(guī)定66236高速制動力矩與高速端輸入扭矩的倍數(shù)1.521.521.521.528.37輪邊制動力與最大牽引力的倍數(shù)1.52無規(guī)定1.521.524.98驅(qū)動輪輪襯的摩擦系數(shù)0.2無規(guī)定0.250.250.259鋼絲繩最大運行速度1.2m/s無規(guī)定1.2m/s2.5m/s0-1.2m/s3m/s(靜態(tài)上下時)1.6m/s（坡度16）10鋼絲繩的插接長度不應(yīng)小于鋼絲繩直徑的倍數(shù)10001000

6、1000100012006、設(shè)計方案說明：6.1液壓驅(qū)動部分在惡劣工作環(huán)境（多塵、潮濕和要求防爆）條件下，液壓傳動的可靠性高于機械傳動?？紤]到煤礦架空乘人裝置的工作環(huán)境和使用要求，液壓驅(qū)動裝置采用閉式液壓傳動系統(tǒng)，這種傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)速方便且能適用于惡劣的環(huán)境。用閉式液壓傳動系統(tǒng)時，其液壓油流在液壓泵和馬達之間循環(huán)流動，主油路沒有直接和空氣接觸，因而不會產(chǎn)生吸空以及不容易污染系統(tǒng)。 驅(qū)動部分的組成,該驅(qū)動部分主要包括液壓站、液壓馬達總成、驅(qū)動輪、機架及聯(lián)接裝置等圖1 架空單驅(qū)動 液壓站（圖2）液壓站由隔爆電動機、液壓泵、液壓控制閥組、油箱、油液冷卻系統(tǒng)、溫度和油壓控制系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、液壓

7、管路系統(tǒng)、儀表及信號變送系統(tǒng)、油泵變量及制動控制系統(tǒng)等組成。液壓站分為單動力和雙動力兩種，雙動力液壓站中電機和液壓泵均為兩臺，可以互為備用。本方案中液壓站設(shè)計為單動力液壓站。 圖2 單動力液壓站 液壓驅(qū)動的主要優(yōu)點.1 液壓驅(qū)動能實現(xiàn)無級調(diào)速和正反轉(zhuǎn)運動，可以在很低的速度（可以任意設(shè)定）下正反轉(zhuǎn)，以便檢查鋼絲繩；.2 可以實現(xiàn)電機空載起動，從而提高電動機和電氣元件的使用壽命；.3 可以任意設(shè)定起動和停車的加、減速特性（可設(shè)定啟動加速和停車減速的時間），從而提高乘坐的舒適性；.4 液壓驅(qū)動系統(tǒng)的單件質(zhì)量較小，便于在巷道中安裝和維護；.5 在惡劣工作環(huán)境（多塵、潮濕和要求防爆）條件下，抗污染能力強

8、； .6 液壓馬達可以安裝于任何方位；.7 與同等功能的機械驅(qū)動+變頻裝置相比，對其附近的電氣和通訊設(shè)備沒有影響、性能穩(wěn)定，使用壽命長，不易出故障，且造價偏低。本液壓驅(qū)動裝置克服了機械驅(qū)動+變頻調(diào)速裝置的以下缺陷：一是產(chǎn)生諧波干擾，對附近的電氣和通訊設(shè)備影響較大；二是性能不是很穩(wěn)定，內(nèi)部關(guān)鍵元件容易出故障；三是成本較高；四是電機不能空載啟動。 液壓系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠.1 液壓系統(tǒng)的密封液壓站中的油泵和馬達均為進口件，其制造材料的材質(zhì)較國產(chǎn)的好得多，另一方面其熱處理采用先進的滲鉬技術(shù)（此技術(shù)我國還沒有掌握），使得其內(nèi)部元件（如滑靴）有很好的性能，經(jīng)久耐磨，因此油泵和馬達不會發(fā)生漏油現(xiàn)象，容積效率較

9、高；液壓油管為多層鋼絲高耐壓（35MPa）油管，液壓站內(nèi)多半采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼管，管接頭采用獨特的24度錐度加密封圈的聯(lián)接方式，嚴格杜絕了漏油的現(xiàn)象，經(jīng)用戶使用兩年多時間，未發(fā)現(xiàn)有漏油現(xiàn)象。.2 液壓系統(tǒng)的散熱 閉式系統(tǒng)主要通過散熱器散熱冷卻高溫油液；冷卻方式可以采用水冷，也可以采用風(fēng)冷方式。油箱溫度在55左右?？紤]到井下水資源的局限性且冷卻水不便循環(huán)利用，因此采用風(fēng)冷方式。液壓馬達還可以采用冷油沖洗方式降溫，馬達溫度不超過80.3 馬達和油泵的使用壽命馬達和油泵的壽命取決于馬達和油泵的質(zhì)量、運行參數(shù)的設(shè)定以及使用當中的維護。.3.1我公司使用的馬達為原裝進口，性能和質(zhì)量較好，選型時按極端負荷計算

10、，再考慮了一定的富余量；.3.2進口馬達的工作壓力較高，最高可達42MPa，而我公司設(shè)計選型時，計算馬達的最高工作壓力為25MPa，而實際工作壓力一般都不高于20MPa；.3.3 有效的維護。按照使用要求定期更換過濾器和液壓油，保證液壓系統(tǒng)油液清潔度達到規(guī)定要求；因此，在上述情況下，馬達和油泵的使用壽命一般可在10年以上。.4 液壓系統(tǒng)的抗污染能力液壓系統(tǒng)采用的是閉式回路，主油路與外部不接觸，只要更換過濾器和液壓油時注意清潔，則液壓系統(tǒng)不會被污染，因此本液壓系統(tǒng)抗污染能力很強。綜上所述，采用液壓驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)速具有傳統(tǒng)的機械傳動+變頻調(diào)速無法比擬的優(yōu)點。 6.2 驅(qū)動部結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計（見圖1）經(jīng)計

11、算單輪驅(qū)動時，鋼絲繩與驅(qū)動輪之間的圍包角187可以滿足驅(qū)動力的要求，因此本方案采用單輪架空驅(qū)動方式。6.3 驅(qū)動輪(和迂回輪)的選取煤礦安全規(guī)程（2007版）中第416條第三項：井下提升絞車和鑿井提升絞車的滾筒、井下架空乘人裝置的主導(dǎo)輪及尾導(dǎo)輪和圍抱角大于90的天輪，其直徑不得小于鋼絲繩直徑的60倍，圍抱角小于90的天輪，其直徑不得小于40倍；據(jù)規(guī)程主傳動輪直徑與鋼絲繩直徑60倍的關(guān)系，驅(qū)動輪直徑應(yīng)大于或等于1200 mm，本方案選用驅(qū)動輪直徑為1200mm，迂回輪直徑為1200mm。驅(qū)動輪輪襯為進口材料生產(chǎn)，該輪襯與鋼絲繩的摩擦系數(shù)為0.25以上，該輪襯摩擦系數(shù)大、耐磨性好，耐油、耐水，能提

12、供較大的牽引力，減小系統(tǒng)張緊力，從而減小鋼絲繩的張力，提高鋼絲繩壽命，使系統(tǒng)運行更加合理。6.4 制動器的設(shè)計 高速端制動器為與高速馬達匹配的減速機內(nèi)所帶的高速端制動器，該制動器制動可靠，其開啟壓力油由驅(qū)動液壓站提供，開啟壓力一般為25MPa。 低速端輪邊制動器為低速端制動器，用于制動驅(qū)動輪的輪邊，用于高速端制動器失效時或其它原因造成驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速過快時的安全制動。工作原理為彈（碟）簧制動，液壓松閘。輪邊制動器有電液制動器和液壓制動器兩種，本方案選用 液壓輪邊制動器。6.5 鋼絲繩的選取根據(jù)重要用途鋼絲繩國家標準GB8918-2006中規(guī)定，架空乘人裝置（乘人索道）用鋼絲繩為右同向捻的線接觸型，不

13、得使用交互捻鋼絲繩，為了保證鋼絲繩與驅(qū)動輪之間有較大的靜摩擦力，滿足驅(qū)動力的需要，鋼絲繩表面應(yīng)無油且繩芯少油。根據(jù)煤礦安全規(guī)程第四百條的規(guī)定，架空乘人裝置的鋼絲繩安全系數(shù)不得小于6。由計算可知，牽引鋼絲繩的最大張力為26267 N,選取牽引鋼絲繩為20NAT636WS+FC1670ZZ，其抗拉強度為 1670MPa,鋼絲繩鋼絲破斷拉力總和為270KN，安全系數(shù)為10.3。驅(qū)動輪直徑為鋼絲繩直徑的60倍、為外層鋼絲直徑的1035倍，符合煤礦安全規(guī) 程和煤礦用架空乘人裝置 安全檢驗規(guī)范的規(guī)定。此鋼絲繩為西瓦式結(jié)構(gòu)，軔性較好，適合于變坡點較多的情況下使用。6.6 安全距離的確定 煤礦安全規(guī)程（200

14、7版）中第368條第二項：蹬座中心至巷道一側(cè)的距離不得小于0.7m,本方案為 0.8 m，符合安全要求。6.7 托、壓繩輪的選用方案 配套的托繩輪有三種結(jié)構(gòu)形式：單托輪、托壓繩輪、雙輪托（壓）繩輪，直線段托輪間距為 8米，每隔6個單托輪安裝一個壓繩輪。雙輪托壓繩輪組主要用在變坡點處，每組雙托（壓）繩輪有二個輪體，兩個托輪為浮動式，可繞中間橫軸回轉(zhuǎn)，吊椅平滑過渡各輪受力均勻；單輪托繩輪支撐軸為整體加工；托繩輪與壓繩輪配合使用；托壓繩輪不但有效避免鋼絲繩的跳動、擺動和脫槽，而且解決了吊椅通過時的卡阻和震動問題。托繩輪輪體為鑄造件加工而成，每一個托繩輪輪體均為雙軸承結(jié)構(gòu)，保證了輪體運行平穩(wěn)無噪聲；輪

15、體與鋼絲繩接觸部分均鑲有非金屬高耐磨材料輪襯，輪襯采用壓板螺栓固定，更換輪襯只需拆卸螺栓即可，簡單方便。該輪襯具有耐磨性能好、使用壽命長的特點，能有效降低鋼絲繩的磨損，提高鋼絲繩的壽命。雙托(或雙壓)繩輪直徑為 240 mm、托繩輪直徑均為240mm、壓繩輪直徑均為180mm，吊椅通過時平穩(wěn)無振動。托、壓繩輪安裝在巷道橫梁上，所有吊架均可在橫梁上旋轉(zhuǎn)，托輪在吊架上可上下移動調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)托壓繩輪的四向可調(diào)，因此可彌補橫梁的水平度和垂直度安裝誤差，從而降低了橫梁的施工難度。直線段每個托輪約承受120kg重量,變坡點托輪隨鋼絲繩張力與變坡坡度大小不同而不同,最大可達530kg。因此，直線段采用單托

16、輪，變坡點根據(jù)受力大小的不同采用相應(yīng)組數(shù)的雙托輪或雙壓輪，雙托（壓）輪均為絞支結(jié)構(gòu)，各托（壓）輪受力相等，且能減少對托（壓）輪的沖擊，能減緩?fù)?、壓輪襯墊的磨損，提高托、壓輪的使用壽命和乘坐的舒適性。托、壓輪輪襯均為耐磨的材料制成，摩擦系數(shù)小，且阻燃、抗靜電，其中變坡點雙托、壓輪輪襯材料為聚氨脂或其它耐磨材料，直線段托輪和壓輪輪襯材料一般為橡膠。6.8 乘人器的設(shè)計：乘人器由HM- B型抱索器和H型換向吊椅組成，吊椅總高1700mm。座椅按人的正常座姿進行優(yōu)化設(shè)計，使其符合人機工程學(xué)，由于座墊為膠墊，故乘坐舒適，上下車安全；抱索器的外形設(shè)計滿足繩輪襯墊要求，使之與輪襯吻合較為充分，并在過輪時無太

17、大振動，因而乘坐安全、舒適。6.9 靜態(tài)上下車裝置 靜態(tài)上下車裝置在機頭機尾平巷上下車處安裝靜態(tài)上下車裝置，設(shè)備不停車的情況下，乘人可在靜止狀態(tài)中上下車，安全、方便。靜態(tài)上下車裝置一般安裝在平巷。6.10 機尾部分的設(shè)計機尾部分主要包括迂回輪裝置、張緊小車、滑道、導(dǎo)繩輪和張緊重錘；迂回輪直徑為1200 mm，繩槽內(nèi)鑲嵌有硬橡膠輪襯； 迂回輪裝置在滑道內(nèi)可自由移動，保持系統(tǒng)恒定的張緊力；回繩站采用重錘張緊，并通過導(dǎo)繩輪將重錘置于巷幫硐室中。由于鋼絲繩使用初期伸長較大，故滑道長度（即拉緊行程）設(shè)計為7米，避免由于鋼絲繩的伸長造成系統(tǒng)不能正常運行。6.12 電氣控制部分的設(shè)計 可達到的控制要求：.1

18、 運行信息顯示：日期、時間、速度、驅(qū)動壓力、泵控壓力、補泵壓力、制動壓力、油箱溫度、緊急停車區(qū)域、安全保護項目等；.2 機頭機尾之間相互打點；.3 機頭機尾之間相互通話；.4 運行控制智能化：系統(tǒng)的運行控制由PLC可編程控制器實現(xiàn)自動檢測和自動控制；.5 安全保護控制智能化：系統(tǒng)的安全保護控制由PLC可編程控制器實現(xiàn)自動檢測和自動控制；.6 提供遠程控制安裝接口； 異地呼叫：當猴車巷道內(nèi)安裝有程控電話時，利用程控電話與猴車電控系統(tǒng)并網(wǎng)，實現(xiàn)機頭異地呼叫功能，當全巷道安裝有背景音樂系統(tǒng)時，可實現(xiàn)全巷道異地呼叫功能（選配）。 安全保護功能：.1 機頭機尾越位保護靜態(tài)上下車裝置可以阻止乘人越位乘車。

19、.2 鋼絲繩欠速、過速保護當乘人裝置運行速度低于設(shè)計速度的20%或高于設(shè)計速度的20%時，會出現(xiàn)欠速或過速現(xiàn)象，出現(xiàn)此情況時，系統(tǒng)能自動停止運行；.3 液壓馬達超速保護一級保護：當調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可能導(dǎo)致液壓馬達超速旋轉(zhuǎn)，本保護裝置能使液壓馬達總是在設(shè)定的最高速度內(nèi)轉(zhuǎn)動；二級保護：若一級保護失效，當馬達超過設(shè)定的最高轉(zhuǎn)速時，則程序能控制系統(tǒng)停車；三級保護：若一、二級保護失效，則系統(tǒng)能自動瞬間斷電保護。.4 重錘限位保護當張緊裝置不能使牽引鋼絲繩保持恒張力，系統(tǒng)無法安全運行時，系統(tǒng)能自動停止運行；.5 全巷道突發(fā)事件緊急停車保護 乘坐人員在乘坐途中，若發(fā)現(xiàn)緊急情況需要停車，則在乘車區(qū)域內(nèi)的任一

20、點，拉動急停開關(guān)拉線均可使系統(tǒng)停止運行，同時顯示臺顯示故障發(fā)生的區(qū)間編號。當繩間距大于或等于1600mm或乘人裝置中間行駛軌道車時，應(yīng)安裝二套全線急停裝置，并分設(shè)在巷道的兩邊。.6 上變坡點掉繩捕繩停車保護（我公司專利產(chǎn)品，專利號：ZL200520049803.2）當上變坡點處的牽引鋼絲繩脫離托輪往外掉下時，捕繩器捕住鋼絲繩，阻止鋼絲繩繼續(xù)往下掉，同時系統(tǒng)自動停止運行，以防止掉繩時吊椅和人落地而傷人。.7 驅(qū)動壓力高、低壓保護 當驅(qū)動壓力超過最高或低于最低設(shè)定值時，系統(tǒng)停止運行。.8 油箱溫度超溫保護當油箱溫度超過允許的最高值時，系統(tǒng)停止運行。.9 制動器動作失效保護 液壓馬達轉(zhuǎn)動前，制動器未完全打開時，系統(tǒng)應(yīng)無法啟動。6.12.2.10 減速機溫度保護當減速機因某種原因而引起外殼溫度超過允許值時，系統(tǒng)自動停止運行。.11 乘人間距控制保護當前一位乘人到達乘人間距控制點后，系統(tǒng)會發(fā)出“可以放行，注意安全”的聲光提示，后一位乘人才可以上車；如果連續(xù)兩位提前強行上車，則系統(tǒng)會發(fā)出“乘人間距過近”的警示音并自