第一部分煤矿单绳缠绕式提升设备竖井箕斗提升选择设计_第1页
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文档简介

1、第一部分煤矿单绳缠绕式提升设备竖井箕斗提升选择设计.原始资料:1 .矿井年产量:A=60万吨,主井提升设备,采用箕斗;2 .工作制度:br=300d,每天两班提升,每班t=7h;3 .井筒深度为:Hr=412m;4 .受煤仓距井口水平高度为:Hx=16.1m;5 .装煤仓距井底车场水平高度为:Hz=21.6m;6 .煤的散集密度:r=0.87t/m3;7 .提升方式,采用箕斗提升;8 .矿井电压等级为.U=6kv.提升容器的选择:1 .经济提升速度提升高度:H=H r +H x+H z=412+16.1+21.6=449.7 m经济提升速度:Vj =0.4 H=0.4449.7=8.48 m/

2、s2.加速度a,暂取0.8m/s2,爬行阶段时间u,暂取10s,一次提升装卸时间e ,暂取8s.Vj HT 二一 一u 1j a Vj8.48 449.7 “= 10 80.88.48=81.6s3 .一次经济提升量:因没有井底煤仓,不均衡系数 C,取1.15 一个水平提升,富容系数af=1.2;一次经济提升量:ACafTjQj)3600tbr一4一 一一二 60 101.15 1.2 81.63600 7 2 300=4.47 t4 .箕斗选择:根据矿山运输及提升设备教科书,表75,选择竖井单纯提升煤箕斗型号为ML6型其主要参数如下:箕斗名义货载质量:6t;箕斗斗箱有效容积:V=6.6m3;

3、箕斗质量:Qz =5000kg ;箕斗全高:Hr=9735mm;两箕斗中心距: s=1830mm.5 .一次实际提升量:Q=r V=0.87 6.6=5.7 t6 .所需一次提升时间:T,_3600Qbrt _ 3600M 5.7父 300父7父2 104s一 CAa - 1.15 60 104 1.2 一7 .所需一次提升速度:,aT -(u 肛-a2T -(u 肛2 -4aHV 二20.8 104 (10 8)0.82 104 (10 8)2 -4 0.8 449.71 2=5.7 m/s三.提升钢丝绳的选择:2 .钢丝纯每米的质量:钢丝绳公称抗拉强度选用:6b =1666Mpa;安全系数

4、ma ,按规程规定为6.5;井架高度Hj暂取为35m.钢丝绳最大悬垂长度:Hc=Hj+Hs+Hx=35+412+16.1=463.1 m钢丝纯每米质量P为:Q Qz110THCmag5700 5000110 16666.5 9.8-463.1=4.4 kg/m3 .选择钢丝纯:考虑矿井提升深度和经济选型,选用 6x19股型的钢丝纯。 按矿山运输 及提升设备书。选用GB112074,钢丝纯:6x19 371666一特一光一右同。 其参数如下:钢丝绳直径:d=37 mm最粗钢丝绳直径:=2.4 mm钢丝纯每米质量:P=4.871kg/m钢丝绳破断拉力总和:Qq =858480 N4 .验算钢丝绳安

5、全系数:Qqm =(Q Qz PHc)g二858480一(5700 5000 4.871 463.1) 9.8=6.9既:6.9>ma =6.5所以:选择钢丝纯合适,达到验算安全系数要求。四.提升机的选择:1 .卷筒直径:D=80d =80 37=2960 mmD=1200、=1200 2.4=2880 mmD=3m;根据矿山运输及提升设备书,查表714,选用标准卷筒直径2 .卷筒宽度:对主井提升钢丝绳可以缠绕两层,卷筒平均缠绕直径Dp为:Dp= D .4d2-(d ;)22 -122= 3000 . 4 372 -(37 3)2=3031 mmk一缠绕层数;名一钢丝绳圈间的间隙卷筒宽度

6、B为:H Ly (n n)-:D(d )(37 3)449,7 30 (3 4) 3.14 3=2 3,14 3.031=1146.6 mmLy一钢丝绳的实验圈长度.根据表714,应选用卷筒宽度1.8m合适:3 .确定减速器传动比:按上(一次提升速度)计算的,v,=5.7m/s.在矿山运输及提升设备书,表 714中,选用相近速度:5.6m/s,则减速器的传动比i=20.4 .选用提升机:查书表714,选用2JK4/20型矿井提升机,其主要参数如下:卷筒直径:3 m;卷筒厚度:1.5 m;最大静张力差:78.4 KN;最大静张力:127.4 KN;减速器传动比:i=20;钢丝绳最大速度:v=5.

7、6m/s;机器旋转部分的变位质量;mj =19175kg;两滚筒中心距:1628 mm.5 .最大静张力验算:(Q+Qz+PH) g=(5700+5000+4.871x449.7)x9.8=126326.8 < Fj=127400N6 .最大静张力差验算:(Q+PH) g=(5700+4.871 449.7) 9.8=77326.8 <Fc=78400N通过上试验算,提升机符合要求.五.提升电动机的预选:1.提升电动的功率:矿井阻力系数:k=1.15;动力系数:。=1.2.对于二级传动,传动效率 =0.85;电动机功率的估算:N=kQv10001.15 5700 5.6 =9.81

8、000 0.85=423 KW2 .电动机转速:60vi 60 5.6 20 n713.4r /m i n二 D 3.14 33 .选择电动机:按电动机功率N和转速n及电压等级,查书矿山运输及提升设备表86;选用YR6308/1180型三相交流绕线型异步电动机,其参数如下:额定功率:Ne=630 KW;额定电压:Ue=6000V;转 速: ne=741r/min;过负荷系数:九=2.18 ;转子飞轮力矩 GD2=4689N.m2 .六.提升机与井筒的相对位置:1 .天轮直径Dt的确定.按 Dt之80d及 Dt=12006 ,查表 86 ;选用:TSG陋型天轮,其主要参数:20大轮名义直径:Dt

9、=3m;变位质量:mt =781 kg.2 .架高度:Hj=Hx+ Hr+Hg+0.75Rt=16.1+9.735+4+0.75 1.5=30.96 mHg一过圈高度.取4即:井架高度取31米。3 .井筒提升中心与提升机卷筒中心线间水平距离:两箕斗中心距:S=1830 mm两卷筒间距离为:aa二卷筒中心距一B=16281500=128 mm外偏角:A"为1-0 .按外偏角条件计算最小弦长_ s-a _B -3(d;)L2x mintga max1830 -128 c、1500 -3 (37 3)tg1 30=20206.26 mm查表得:1 30 =0.02618因为是双层缠绕,故钢

10、丝绳的缠绕宽度 B=B1a2max 为 1 15,.由于是双层缠绕,可考虑咬纯对内偏角的限制,取内偏角,钢丝绳最小弦长为:s-a1830 -128-(B -Bi)-Lxmin- =2 = 42550 mmtgazmaxtg1 15取:Lxmin =42m提升机主轴中心距井口水平垂直距离 C取1.5m,则最小水平距离为:i 22Ls m i n V L xm i n (H j - c)Rt=.1422 -(31 -1.5)2 1.5=31.4m对于有斜支撑的井架,水平距离为:Ls 0.6H j D 3.5=0.6 31+3+3.5=25.1 m根据上面式子计算,确定水平距离 Ls=25 m;4

11、.钢丝纯弦长Lx:Lx二,(H j -c)2 (Ls -Rt)2=.(31 -1.5)2 (25 -1.5)2=37.72 m取:38m5.提升机卷筒的下出纯角:=arctgHj -c . Rt R arcsinLs - RtLx=arctg31 -1.5. 1.5 1.5arcsin25 -1.538=56 38 >156.绘制提升机也井筒相对位置图:七.计算提升系统的变位质量:1 .最大悬垂长度:Hc = H j Hr Hz=31+412+21.6 =464.6 m2 .一根钢丝绳全长:Lp =Hc Lx Ly n n 二D =464.6+38+30+ (3+4) =<3.14

12、x3 =598.54mn 一错纯参数;n一摩擦圈数.3 .开电动机变位质量:md(GD2)i2gD2_ 24689 209.8 32=2125Kg4.提升系统的变位质量:m = Q 2Qz 2 PLp 2mt mj md =5700+2 5000+2 4.871 589.54+2 781 19175 17893=60161Kg八.速度图各参数的确定:1.提升机的实际速度:2.提升加速度:Vm二 Dne-6qT_3,14 3 74160 20 =5.82m/s(1) .初加速度:a0 =0.5m/s(V0 =1.5m/s)(2) .主加速度:查书矿山运输及提升设备:表91选择ZHLR 170m型

13、减速器.最大输出力矩M max = 294KN m.按此力矩求主加速度a"-max - (KQ - pH )gm - md294000-(1.15 5700 4.871 449.7) 9.860161-17893额定拖动力Fe为:2=1.45m/ sFe1 00NHvm1000 630 c”=0.855.82=92010N初加速行程:ho按电动机过负荷能力产生的最大加速度现为:0.75 Fe -KQ P(H -2ho)g= 0.75 2.16 92010 -1.15 5700 4.871 (449.7 -2 2.25) 9.8一601612=1.08 m/s考虑到安全规程的有关规定,

14、最后确定主加速为1.08 m/s2.3 .提升减速度:暂取 h3 + h4 =35m :采用自由滑行减方式,具减速a3h为:KQ -PH -2(h3 h4)ga3h =m_1.15 5700 -4.871 (449.7 -2 30) 9.8一601612=0.67m/s考虑到有关规程中的规定,最后确定减速度a3为0.67m/s2.4 .爬行阶段参数:对于定量装载,自动操作的箕斗.查书表:93,可取爬行距离:hu =3.3m ,爬行速度:V4 =0.5m/s.九.提升机速度图计算:初加速阶段:主加速度:t0h0V0a。t°v。1.53s0.5Vm -V03 1.5=2.25m25.82

15、 -1.5 =4s1.08hivm v0t15.82 1.5 4 = 14. 6 m2t3vmIda35.82 -0.5 =7s0.67h3vm v45.82 0.5 一7 : 23.87m2爬行阶段:t43.3停车阶段:tsV4V4a50.50.5=6.6s= 0.5sh5V4t50.5 0.5 =0.125m2h? = H - h0 - hi - h3 - h4 - h5=449.7-2.25-14.64-23.87-3.3-0.125=405.5 mt2h2405.5vm 5.82= 70s一次提升运行时间:T =t。 t112 t3 t4 t5=3+4+70+7+6.6+0.5 =91

16、.1 s一次提升总时间:Tx =T二-91.1 8-99.1s按完成生产任务所需时间:Tt_ 3600Qbrt一 C A a_3600 5.7 300 7 2 - 1.15 600000 1.2= 104.08C一提升机主轴中心距井口水平垂直距离.故:TSTx所以合适.十.提升动力学:1 .初加速阶段: rF0 二(KQ PH )g ma0二 (1.15 5700 4.871 449.7) 9.8 60161 0.5= 115786N rrF0 =F0-2Ph°g=1157862 4.871 2.25 9.8=115571N2 .主加速度阶段: FifF1 = F°m(a1

17、 - a。)= 115571 60161 (1.08 -0.5)=150464NFF1 =F -2Ph1g= 150464 -2 4.871 14.64 9.8=149067N3等速阶段: FJfF2 = F1 - ma1= 149067 -60161 1.08=84093 NF2 = F2 -2Ph2g= 84093 -2 4.871 405.5 9.8=45379N4 .减速阶段:FrrF3 = F2- ma3= 45379 -60161 0.67=343 N rrrF3 =F3 -Ph3g= -343 -2 4.871 23.87 9.8=2622 N5 .爬行阶段: FfFF4 ; F

18、3 ma3=-2622 60161 0.67=43100N JfFF4 =F4 -2Ph4g= 43100 -2 4.871 3.3 9.8=42785N6 .停车阶段: FfFF5 = F4 - ma5= 42785 -60161 1= -17376 NF5 =F5 -2Ph5g=-17376 -2 4.871 0.125 9.8=-17388N7.按照上式参数绘制出速度图及力图:5 nA1一.电动机的功率验算:1.按温升条件验算:.222F2 F2吓2, F4 F4,t2 - t4222222"FoFo xFlFl,F2F dt :to ti 0222242_21157862 1

19、155712 1504642 1490672=3 422840932 84093 45379 453792 “ 4310) 04 278 570 6.6 32=44.37 1010N2 m等效时间:Td = a(t0 11t2 t4) 12v1 ,cc c、 c 1 c= -(3 4 7 6.6) 70823=83s等效力:T 44.37 1010 083=73115N等效功率:Fd vmN d10 0 073115 5.82 1000 0.85=500.62kw < Ne=630kw故按温开条件验算合格;2 .按过负荷条件验算:Fmax1504641.635920100.75 = 0.

20、75 2.18 =1.635因:1.635=1.635.故预选电动机过负荷条件03 .按特殊力验算:更换水平调节纯长打开离合器作单钩提升时,特殊力:Ft =ug(Qz PH)= 1.1 9.8 (5000 4.871 449.7)=77513 Nu 一动力系数.Ft7 75 1 7c,=0.84Fe92 0 1 00.9 =0.9 2.18 =1.96故特殊力验算合格.十二.提升设备的效率及电耗:。"公2 Tt4115786 115571 150464 149067:3 42284093 45379431 0(42785706.622= 57.6 105N s1.提升电耗:Y1.02

21、Vm FtW =01000 3600 d_ 1.02 5,82 57.6 105 1000 3600 0.85 0.92= 12.1 kw h/次2 .吨煤电耗:W 12.1.Wt = = =2.13 kw h /吨Q 5.73 .一次提升有用电耗:WyQgH36005.7 9.8 449.73600=7kw h /次4 .提升设备的效率:WyW712.1= 57.8%十三.设备实际年提升能力:1,实际提升能力:3600brtQCTx 1073600 300 7 2 57001.15 99.1 107=75.6万吨/年2.实际富容系数:An75.6 =1.26 1.260第二部分矿用电机车运输

22、选型计算某煤矿年产60万吨,出肝率为ip =15% , 一级瓦斯矿井用7t架线机车和 1t标准固定车箱式矿车,轨距 600mm,轨道平均坡度为3 %0 ,矿井生产采区为 3个,其运输距离分别为:Li = 2104m, L2 = 2502m, L3 = 1956m.其年产量分别为: A =14.6万吨,A2 =14.3万吨,A3 =35.8万吨.井底和采区车场调车时间分别为: 13.5min和8min,矿井年工作日为br =300d ,两班运煤,一班整修。试确定该 列车中的矿车数目和需电机车台数:根据已知条件得:选用ZK76/250型电机车,配用1.1m3 ,型号MG 1.1 -6A固定车箱试矿

23、车.(G。=0.595t,G=1t)进行运输工作时,试确定列车数目 及水平需要的电机车台数.列车组成的计算:1.按机车粘着质量计算:QzPg(wz ip)g 1.075a-p7 9.8 0.24一 (0.0135 0.003) 9.8 1.075 0.04=73.4 tP 电机车质量;中一电机车撒沙起动时的粘着系数;w;一重列车起动时的阻力系数;ip一运输线路的平均坡度;a一起动时的加速度.2 .按机车电动机的温升条件计算:平均速度:Vp =0.75Vch= 0.7516,9 10003600=3.52 m/s查表得:Vch =16.9 km/h加权平均运输距离 通过计算:各采区每班的的出煤量

24、为:A1 = 243.3wt, A2 = 238.3wt,A3 = 596.7wt2104 243.3 2502 238.3 1956 596.7243.3 238.3 596.7=2110 m列车运行时间:Tr2L60Vp2 2110 =19.9 min60 3.53TrT =T fr19.919.9 22=0.475e一停车及调车时间,查书矿山运输及提升设备表 3-1:Fch = 3332NQzFch1000a (wz -id)g-P33321000 1.15 、0.475 (0.009-0.002) 9.8=54.8 tFch一长时牵引力;Wz一重列车运行阻力系数id 一等阻坡度.3 .

25、按制动条件计算重车组质量:减速度:Qz(16.9 1000)2 . 2= 0.275m/sPg ;1.075b(ip -Wz)g3600 2 407 9.8 0.171.075 0.275 (0.003 -0.009) 9.8=42.25 t按上试三个Qz取:Qz=42.25 t4 .车组矿车数_ Qz 42.25Z = 26.49辆G G01 0.595取:Z=26辆.列车组成的验算:1.验算实际电动机温升:按平均坡度i及最长运输距离Lmax效验. p重空列车实际所需牵引力:Fz =1000P Z(G G0)(Wz -ip)g= 1000 7 26 (1 0.595) (0.009 -0.0

26、03) 9.8=2850NFk =1000(P ZG°)(Wk ip)g= 1000 (7 26 0.595) (0.011 0.003) 9.8=3083N每台电动机牵引力:1 1FzFz2 8501 42N2 21 1Fk = -Fk= 3083 =1541N2 2根据Fz及Fk查牵引力电动机特性曲线得:I z 30AVz 17.5km/ h = 4.86m/ sVzp =0.75Vz -0.75 4.86 -3.65m/s z pzIk 32AVk =17km/h =4.7m/sVkp =0.75Vk =0.75 4.7 = 3.53m/s重列车及空车及其平均运输速度在最长运输距

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