-50绞车提升校验.doc

1 50 绞车提升系统技术核算绞车提升系统技术核算 一 原始资料 一 原始资料 1 矿井年产量 85 万吨 2 井筒全长 642 米 3 井筒倾角 16 4 年工作天数 300 天 5 每天工作时间 14 小时 6 提升方式 上部为甩车场 下部为平车场 单勾串车提升 7 绞车型号 JK 2 20 8 允许最大静张力 6000kg 允许最大静张力差 4000 kg 9 卷筒 数量 1 直径 2m 宽度 1500mm 10 钢丝绳 型号 6 7 26 特 右 155 850m 绳重 2 468Kg m 最大破断力 40050 Kg 11 提升容器 矿车 1 2 吨 自重 730kg 载重 2080kg 数量 5 个 人行车 XRC 15 6 自重 4841kg 载重 3010kg 数量 3 节 12 钢丝绳允许缠绕层数 三层 13 电机 型号 JRQ157 8 功率 320Kw 转速 739rpm 定子电流 39A 定子电压 6000V 转子电流 427A 424A 转子电压 476V 478V 效率 92 5 功率因数 0 8 转动惯量 230kg 额定转矩 2 1 14 减速机 型号 ZHLR 115K 速比 20 15 最大提升速度 Vm 3 7m s 16 车场内速度 V0 1 5 m s 17 初加速度 a0 0 3 m s2 18 主加速度 a1 0 5 m s2 19 电机换向时间 Q1 5s 20 摘挂勾时间 Q2 30s 21 上下人员时间 Q3 30s 二 运动学计算 二 运动学计算 1 井底车场运行阶段 t1 V0 a0 1 5 0 3 5s L1 V02 2 a0 1 52 2 0 3 3 75m L2 25 3 75 21 25m 2 t2 L2 V0 21 25 1 5 14 2s t0 t1 t2 5 14 2 19 2s 2 主加速阶段 t3 Vm Vo a1 3 7 1 5 0 5 4 4s L3 Vm Vo t3 2 3 7 1 5 4 4 2 11 44m 3 主减速阶段 t5 Vm a2 3 7 0 5 7 4s L5 Vm2 2 a2 3 72 2 0 5 13 69m 4 等速运行阶段 L4 L L3 L5 600 11 44 13 69 574 87m t4 L4 Vm 574 87 3 7 155 37s 5 井口甩车场阶段 t7 V0 a0 1 5 0 3 5s t9 V0 a0 1 5 0 3 5s L7 V02 2 a0 1 52 2 0 3 3 75m L9 V02 2 a0 1 52 2 0 3 3 75m t8 Lk L7 Lg V0 25 3 75 2 1 5 11 67m tk t7 t8 tg 5 5 11 67 21 67s L8 25 L7 Lg 17 5m Lk 甩车场停车点与主巷停车点的距离 取 25m 6 提升周期 T 提人时 T人 2 t3 t4 t5 Q3 2 4 4 155 37 7 4 30 394 34s 提物时 T物 2 t0 t3 t4 t5 t5 Q1 Q2 2 19 2 4 4 155 37 7 4 21 67 5 30 486s 根据以上计算可做出速度图 见图 1 三 动力学计算 三 动力学计算 1 提升系统的变位质量 ms n G Go G Gg Gd Lop 式中 n 5 Q 2080kg 矿车载重 GO 730 kg 矿车自重 G 360 kg 天轮变位质量 查 矿井提升设备 Gg 6758kg 机器旋转部分变位质量 不包括天轮和电机 Gd GD2 g i D 2 230 20 2 2 23000kg 电动机转子变位质量 式中 GD2 g 转动惯量 故 ms 5 2080 730 360 6758 23000 642 2 468 45752kg 2 卷筒圆周上的拖动力计算 F n G Go sin 1cos g Lo X sin 2cos g ms a 5 2080 730 sin16 0 015cos16 g 2 468 642 0 sin16 0 15cos16 3 g 45752 a t1阶段开始 F1 5 2080 730 sin16 0 015cos16 9 8 2 468 642 sin16 0 15cos16 9 8 45752 0 3 18120N t1阶段终了 F2 137690 0 015 24 19 642 3 75 0 15 45752 0 3 18106N t2阶段开始 F3 137690 0 015 24 19 642 3 75 0 15 4381N t2阶段终了 F4 137690 0 015 24 19 642 25 0 15 4304N t3阶段开始 F5 137690 sin16 0 015cos16 24 19 642 25 sin16 0 15cos16 45752 0 5 69069N t3阶段终了 F6 137690 sin16 0 015cos16 24 19 642 36 44 sin16 0 15cos16 45752 0 5 68956N t4阶段开始 F7 137690 sin16 0 015cos16 24 19 642 36 44 sin16 0 15cos16 46080N t4阶段终了 F8 137690 sin16 0 015cos16 24 19 642 611 3 sin16 0 15cos16 40243N t5阶段开始 F9 137690 sin16 0 015cos16 24 19 642 611 3 sin16 0 15cos16 45752 0 5 17367N t5阶段终了 F10 137690 sin16 0 015cos16 24 19 642 625 sin16 0 15cos16 45752 0 5 17228N t7阶段开始 F11 137690 sin16 0 015cos16 24 19 642 36 44 sin16 0 15cos16 45752 0 5 17066N t7阶段终了 F12 137690 sin16 0 015cos16 24 19 17 3 75 sin16 0 15cos16 4 45752 0 3 17099N t8阶段开始 F13 137690 sin16 0 015cos16 24 19 17 3 75 sin16 0 15cos16 30824N t8阶段终了 F14 137690 sin16 0 015cos16 24 19 17 21 25 sin16 0 15cos16 30974N t9阶段开始 F15 137690 sin16 0 015cos16 24 19 17 21 25 sin16 0 15cos16 45752 0 3 47775N t9阶段终了 F15 137690 sin16 0 015cos16 24 19 17 25 sin16 0 15cos16 45752 0 3 47807N 根据以上计算结果 可做出提升机的力图 见图 1 四 电动机容量校验 四 电动机容量校验 1 计算等值力 T0F2dt F12 F22 2 t1 F32 F42 2 t2 F52 F62 2 t3 F72 F7 F8 F82 2 t4 F92 F102 2 t5 4 57 1011N Tdn t1 t3 t5 t2 t4 0 25Q2 185s 2 1 等值力 Fdn T0F2dt Tdn 4 9 104N 2 计算等值功率 Ndn Fdn Vm 1000 4 9 104 3 7 1000 0 92 197 320kw 故 所选电机合格 3 验算 Ft 1000 N Vm 1000 0 92 320 3 7 79568N Fzd Ft 81035 79868 1 02 0 75 0 75 2 1 1 515 F d Ft 56426 7 79868 0 7 0 75 0 75 2 1 1 515 式中 F d K Q PH g 1 1 5 730 2 468 642 9 8 56426 7N 2 1 电机过载能力 故 所选电机过负荷能力满足要求 五 五 电动机转子电阻的计算及选择 电动机转子电阻的计算及选择 1 第一预备级 对于斜井串车提升平车场 单钩 第一预备级所产生的力 5 Fpr1 g G Go sin 1cos PL sin 2cos g g G Go 3 n 3 2n 1 i 9 8 2080 730 sin16 0 015cos16 2 468 642 sin16 0 15cos16 3 5 5 9 8 2810 0 015 20746 6N 3 2 1000 5 式中 n 串车组的车数 G 矿车载重 公斤 Go 矿车自重 公斤 a 斜井倾角 度 1 矿车车轮与轨道摩擦系数 取 0 015 2 钢丝绳与地滚摩擦系数 取 0 15 P 钢丝绳单重 公斤 米 L 斜井长度 米 i 下部车场坡度 上提时取正值 下放时取负值 第一预备级电动机所产生力的相对值 pr1 Fpr1 FN 20746 6 73513 5 0 2822 式中 FN 1000PN nj Vm 1000 320 0 85 3 7 73513 5N PN 电动机额定功率 KW nj 减速机传动效率 一级传动取 0 92 二级传动取 0 85 Vm 提升机最大速度 m s 第一预备级电阻 Rpr1 RN pr1 0 6436 0 2822 2 2807 式中 RN E2N I2N 476 427 0 643633 E2N 电动机转子额定电压 476V I2N 电动机转子额定电流 427A 2 第二预备级 斜井串车单钩提升 Fpr2 1 15 n G Go sin 1cos PL sin 2cos g 1 15 5 2810 sin16 0 015cos16 2 468 642 sin16 0 15cos16 9 8 53415 6N 第二预备级电动机所产生力的相对值 pr2 Fpr2 FN 53415 6 73513 5 0 7266 第二预备级电阻 Rpr2 RN pr2 0 6436 0 7266 0 8858 3 主加速级 6 主加速平均起动力相对值 av F5 F6 2FN 69069 68956 2 73513 5 0 9388 式中 F5 主加速段起始力值 N F6 主加速段终了力值 N 电动机额定转差率 SN ns nN ns 750 735 750 0 02 自然特性曲线上的临界转差率 Smo SN m m2 1 0 02 2 1 2 12 1 0 0789 式中 m 最大转矩 故 2 m av 2 2 2 1 0 9388 2 20 与同步转速对应的提升速度 Vs D ns 60i 3 14 2 750 60 20 3 8465m s 故 Si Vs Vi Vs 3 84 0 75 3 84 0 8046 式中 Vi 初加速终了时提升速度 根据经验取 0 75 m s S11 Si 0 8046 Smo Smo S11 0 0789 0 8046 0 098 根据计算的 2 m av 2 Smo 值和主加速级 n 查曲线图 煤矿电工手册 第 6 册查出公比 q 1 75 S10 S11 qn 0 8046 1 756 0 028 S20 S10 q 0 028 1 75 0 016 1 2 m S10 Smo Smo S10 2 2 1 0 028 0 0789 0 0789 0 028 1 32 0 9 2 1 1 89 2 2 m S20 Smo Smo S20 2 2 1 0 016 0 0789 0 0789 0 016 0 8 1 05 1 1 s 0 68 式中 s F5 F6 2ma 2FN 69069 68956 2 0 5 45752 2 73513 5 0 619 av 1 2 1 32 0 8 1 0 0 9388 经以上验算可知 条件满足 av av 起动电阻公比值 q 可以采用 q 1 75 4 各段电阻计算 电动机转子固有电阻 r20 RN SN 0 6436 0 02 0 01287 各级电阻计算值各段电阻计算值 R6r20 q 0 01287 1 75 0 0225 r6 R6 r20 0 0096 R5R6 q 0 0393 r5 R5 R6 0 0168 R4R5 q 0 0687 r4 R4 R5 0 0294 R3R4 q 0 1202 r3 R3 R4 0 0515 R2R3 q 0 2103 r2 R2 R3 0 0901 R1R2 q 0 3680 r1 R1 R2 0 1577 Rpr1Rpr2 0 8858 rpr1 rpr2 R1 0 5178 Rpr2Rpr1 2 2807 rpr2 rpr1 rpr2 1 3949 7 50 绞车调速电阻 2001 年 8 月 15 日河北建筑科技学院测定值 序号ABBCAC Ry14 264 394 47 Ry21 571 541 65 R10 6330 5940 651 R20 3760 3780 396 R30 2830 2820 287 R40 1590 1480 130 R50 08630 09230 0910 R60 04850 05120 0503 六 起动时间计算 六 起动时间计算 各级电阻上的加速时间 to us a1 s10 s20 3 7 0 5 0 028 0 016 0 0888s t6 to q 0 1554s t5 t6 q 0 27195s t4 t5 q 0 4759s t3 t4 q 0 8328s t2 t3 q 1 457s t1 t2 q 2 549s tpr1取 0 75 秒 tpr2取 5 秒 即 1SJ 延时量 0 75s 2SJ 延时量 5s 3SJ 延时量 0 2559s 4SJ 延时量 1 46s 5SJ 延时量 0 330s 6SJ 延时量 0 48s 7SJ 延时量 0 27s 8SJ 延时量 0 16s 各级电阻通电持续率计算 第一预备级 tr H 0 3 642 0 3 2140s 选 14 电阻箱 发热时间常数 T 555s 即 tr T 1070 555 1 92 2 选 JCpr1 40 当 t1 0 7 2 时 JCpr1 40 第二预备级 JCpr2 tpr1 tpr2 trcl T 100 0 75 0 5 7 4 482 2 5 4 式中 trcl 取减速段时间 7 4 秒 主加速 JC1 tpr1 tpr2 t1 T 100 0 75 0 5 2 5 243 100 3 4 JC2 tpr1 tpr2 t1 t2 T 100 0 75 0 5 1 5 2 5 243 100 4 JC3 tpr1 tpr2 t1 t2 t3 T 100 0 75 0 5 2 5 1 5 0 8 8 243 100 4 3 JC4 tpr1 tpr2 t1 t2 t3 t4 T 100 0 75 0 5 2 5 1 5 0 8 0 5 243 100 4 5 JC5 tpr1 tpr2 t1 t2 t3 t4 t5 T 100 0 75 0 5 2 5 1 5 0 8 0 5 0 3 243 100 4 6 JC5 tpr1 tpr2 t1 t2 t3 t4 t5 t6 T 100 0 75 0 5 2 5 1 5 0 8 0 5 0 3 0 15 243 100 4 7 6 各级电阻起动电流计算 Ipr1 pr1 I2N 0 28 427 119A Ipr2 pr2 I2N 0 72 427 307A IaN 1 2 1 2 2 I2N 1 2 1 89 0 8 2 427 655A ZX 1 电阻 电阻值 JC 起动电流 A一相电阻箱 电阻段 计算值采用值计算值采用值计算值电阻箱允许值箱号片数 tpr1 1 39491 34011941010 130 10 10 tpr2 0 51780 4925 46307410 14 28 14 2 6 r1 0 15770 1223 46655 2 156 20 2 8 r2 0 09010 0846655 2 410 20 2 8 20 2 4 r3 0 05150 0474 36655 2 410 7 2 2 r4 0 02940 0284 56655 2 410 7 2 8 r5 0 01680 0214 66655 2 410 7 2 6 r6 0 00960 014 76655 2 410 5 2 4 合计2 26782 1 七 主要电气元件的整定调试 七 主要电气元件的整定调试 1 过流脱扣器 速断动作电流整定值 iaq Krel Kc m I1N Ki 1 6 1 2 1 39 50 5 13 1A 取 13A 式中 Krel 可靠系数取 1 6 Kc 接线系数 接相电流时取 1 接两相电流之差时取3 m 电动机最大力矩相对值 I1N 电动机定子额定电流 Ki 电流互感器变比 9 2 加速电流继电器 以电流为主时间为辅的控制方式整定值计算 1 释放电流 ir 1 05 1 1 2 I1N Ki 1 05 0 8 39 50 5 3 3A 式中 2 起动切换力矩下限相对值 2 吸引电流 iat ir Kret 3 3 0 85 4A 式中 Kret 继电器返回系数 取 0 85 0 9 3 加速时间继电器 考虑到现场继电器实际情况 时间选择如下 以电流为主时间为辅的控制方式 继电器1SJ2SJ3SJ4SJ5SJ6SJ7SJ8SJXHJ 延时 s 0 5 0 750 7510 560 310 170 10 050 5 4 电气测速回路继电器整定 1 过速继电器 GSJ2等速阶段过速保护 按规程要求过速 15 时应起保护作用 其整定值 Uat 1 15EN 1 15 220 253V 式中 EN 测速发电机额定电压 V 2 低速继电器 SDJ 继电器为低速控制继电器 提升运行速度达到 1 5m s 吸合 0 5m s 释放 其整定为 吸合电压 Uat 1 5 Vmax EN 1 5 3 7 220 89V 释放电压 Ur 0 5 Vmax EN 0 5 3 7 220 29V 3 速度继电器整定 速度继电器 1VJ 2VJ 3VJ 一般整定为 75 50 25 的最大运行速度 当测速发电机额定电压为 220V 时可分别整定为 1VJ 吸合 180V 释放 160V 2VJ 吸合 120V 释放 100V 3VJ 吸合 65V 释放 50V 5 提升方向断电器 整定值 1 48V 继电器 ZJ FJ 吸合电压 14 16V 释放电压 3 3 5V 2 24V 继电器 ZJ FJ 吸合电压 6 7V 释放电压 1V 6 欠电压脱扣器的整定 整定值 1 吸合电压 35 85 额定电压 高于 85 额定电压 必须可靠吸 合 2 释放电压 60 额定电压 低于 35 额定电压 必须可靠释放 7 后备保护调整 1 坡长 579 2m 过卷保护 579 7m 2 速度保护 4 73m s 3 井口限速 2m s 4 失效运行超过 0 3m 动作 10 1 5m s 1 5m s V m s t s 重车在井底车场重车在井筒换 向 重车放井口车场 井上 搞挂 钩 F1 F2 F5 F4 F3 F10 F9 F8 F7 F6 F11 F12 F13 F14 F15 F16 t s 图 1 50 绞车提升速度图及力图 F N a m s2 0 300 500 50 300 3 L m 3 7521 2511 44574 8713 63 7517 53 75 t s 514 24 4155 377 455 11 6 7 530 t1t2t3t4t5t6t7t8t9t10 3 7m s 11 八 绞车其他技术指标校验 八 绞车其他技术指标校验 1 钢丝绳安全系数校验 提物时钢丝绳最大静荷重 F物 n G Go sin 1cos Lo sin 2cos 5 2080 730 sin16 0 015cos16 2 468 642 sin16 0 15cos16 4740 提人时钢丝绳最大静荷重 F人 Q Qo sin 1cos Lo sin 2cos 4841 3010 sin16 0 015cos16 2 468 642 sin16 0 15cos16 2942 钢丝绳安全系数 m