JBT 15242-2025 永磁电机内装单绳缠绕式矿井提升机标准立项发展报告

永磁电机内装单绳缠绕式矿井提升机标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PermanentMagnetMotorBuilt-inSingleRopeWindingMineHoist摘要本报告围绕行业标准《永磁电机内装单绳缠绕式矿井提升机》（JB/T15242-2025）的制定与发布，系统阐述了该标准的立项背景、编制过程、核心技术内容及未来展望。随着绿色矿山建设和智能制造战略的深入推进，传统矿井提升机面临能耗高、效率低、维护复杂等瓶颈。永磁电机内装技术作为一种新型驱动方案，通过将永磁同步电机直接集成于提升机卷筒内部，实现了机电一体化设计，显著提升了传动效率、降低了系统能耗、简化了安装维护流程。本标准旨在规范该类设备的设计、制造、检验与验收要求，填补了国内在该领域的标准空白。报告详细介绍了标准的技术指标体系，包括电机性能、制动系统、安全保护装置及检验方法等关键内容。同时，重点介绍了主要起草单位——洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司在标准制定过程中发挥的核心作用。本标准的实施将为提升我国矿井提升设备的技术水平与市场竞争力提供重要技术支撑。关键词：永磁电机；矿井提升机；单绳缠绕式；标准化；能效提升；机电一体化；JB/T15242-2025Keywords:PermanentMagnetMotor;MineHoist;SingleRopeWinding;Standardization;EnergyEfficiencyImprovement;Mechatronics;JB/T15242-20251.引言矿井提升机是矿山生产的关键咽喉设备，承担着矿石、人员、材料的垂直运输任务，其安全性和经济性直接关系到矿山的运行效益与生产安全。长期以来，国内矿井提升机主要采用“异步电动机+减速器+卷筒”的传统驱动模式。该模式存在传动链长、机械损耗大、能效转换率偏低、维护工作量大等固有问题。随着稀土永磁材料技术、变频调速控制技术及大功率永磁同步电机技术的飞速发展，将其应用于矿井提升机领域，实现“去减速器化”的直接驱动，成为行业技术革新的重要方向。永磁电机内装单绳缠绕式矿井提升机技术应运而生。该技术将永磁同步电机的定子与转子分别集成于提升机的卷筒壁和主轴上，省去了传统的联轴器、减速器等中间传动环节，形成了“电机即卷筒”的紧凑型结构。这种机电融合设计不仅从物理空间上减少了传动链，更从能量转换效率上实现了质的飞跃。然而，由于缺乏统一的设计、制造及检测标准，市场上的产品质量参差不齐，安全隐患、性能不达标、互换性差等问题时有发生。为规范市场秩序、引导技术创新、保障安全生产，制定行业标准《永磁电机内装单绳缠绕式矿井提升机》具有重大的现实意义和紧迫性。本报告旨在全面记录并深入分析《永磁电机内装单绳缠绕式矿井提升机》（JB/T15242-2025）的标准化发展历程，以期为相关技术人员、设备制造商、矿山用户及行业管理者提供专业参考。2.标准立项背景与必要性2.1行业技术演进与痛点分析传统矿井提升机传动系统由异步电机、减速器、联轴器、卷筒等多级机械部件串联组成。这一传统结构在低速重载工况下暴露出显著不足：*能效瓶颈：减速器齿轮啮合、轴承摩擦及联轴器对中误差导致机械传动效率通常在90%以下，电机运行效率仅为85%左右，系统综合效率难以突破75%。*维护成本高：减速器需要定期更换润滑油、进行齿轮磨损检测及对中调整，维护周期短、成本高，且润滑油脂泄漏存在环保风险。*安装空间大：减速器、电机及辅助设备占用大量硐室空间，增加了基建投资。*控制响应慢：长传动链导致系统惯量大、响应迟滞，不利于实现精确的速度与位置控制，影响自动化、智能化水平提升。2.2永磁内装技术的优势凸显永磁电机内装技术通过将定子绕组直接嵌入卷筒外缘或内壁，转子磁钢固定在主轴上，形成外转子结构或盘式结构，实现了电机转子与卷筒的刚性一体化。该技术具备以下核心优势：*极致能效：省略减速器机械传动环节，系统传动效率提升至95%以上，电机效率可达97%以上。综合节电率可达20%至30%。*高度集成：电机与卷筒结构合一，大幅减小占地面积和重量。*低噪音、免维护：无减速器齿轮啮合噪声，且无需进行减速器润滑维护，降低了运行噪音和维护工作量。*优良的动态性能：采用低速大扭矩永磁同步电机直接驱动，配合高性能矢量变频器，可实现毫秒级响应、零速满转矩输出，提升提升系统的安全冗余和自动化控制精度。2.3标准制定的政策与市场驱动力国家“十四五”规划及《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》明确提出要推进矿山装备的绿色化、智能化升级。工信部等部门发布的《电机能效提升计划（2021-2023年）》及《工业能效提升行动计划》大力推广高效节能电机应用。永磁内装提升机完全契合上述政策导向。同时，随着矿山对提产增效、安全升级、减人少人的需求日益迫切，市场对节能、智能、紧凑型提升机的需求呈井喷式增长。但缺乏统一标准导致产品良莠不齐，用户选型困难，设备间兼容性差。因此，制定《永磁电机内装单绳缠绕式矿井提升机》标准，既是落实国家产业政策的需要，也是规范市场、引导行业健康发展的重要举措。3.标准主要内容与技术解析JB/T15242-2025标准完整涵盖了永磁电机内装单绳缠绕式矿井提升机的术语定义、型式与基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。其主要技术内容体现在以下几个方面：3.1术语与定义标准首先明确了“永磁电机内装单绳缠绕式矿井提升机”的定义，即：将永磁同步电机直接集成于单绳缠绕式提升机卷筒内部，形成电机转子与卷筒、电机定子与主轴一体化结构的新型矿井提升设备。同时，界定了“内装式永磁电机”、“低速大扭矩”、“零速满转矩”、“安全制动”、“工作制动”等核心术语，为后续技术条款的准确理解奠定了基础。3.2型式与基本参数标准对该类提升机的型式进行了分类，包括卧式和立式两种基本安装型式，以及单卷筒和双卷筒两种结构型式。明确了其适用的提升高度、最大静张力、最大静张力差及钢丝绳直径等关键参数范围。标准规定了电机额定功率等级、额定电压、额定频率及功率因数等电性能参数，确保设备能够满足不同工况需求，并与现有矿山供电系统兼容。3.3技术要求技术要求是标准的核心部分，涵盖机械、电气、安全及环境适应等多个维度。*机械性能要求：规定了卷筒筒壳的强度、刚度及疲劳寿命要求；主轴及轴承承载能力要求；制动盘端面跳动、制动闸瓦摩擦系数及制动系统空动时间、制动力矩等关键指标；对电机转子与卷筒的联接强度及动平衡精度提出了具体量化指标。*电气性能要求：规定了永磁电机在额定工况下的效率、功率因数、温升限值；变频调速系统需实现恒转矩启动、四象限运行及平稳加减速；要求具备过载、过压、欠压、缺相、绝缘监测等完备的电气保护功能。*安全保护装置要求：标准强制规定了超速保护、过卷保护、深度指示器失效保护、松绳保护、闸瓦磨损保护、温度传感器、振动监测等安全装置的技术指标和联锁逻辑，确保在多重故障状态下提升机能够安全制动。*环境适应性及可靠性要求：针对井下潮湿、粉尘、振动等恶劣环境，对电机绝缘等级、防护等级、冷却方式及关键零部件耐腐蚀性制定了专门条款。3.4试验方法与检验规则标准详细列出了出厂试验和型式试验的规程。出厂试验包括绝缘电阻和介电强度试验、空载运行试验、负载运行试验、制动系统动作试验、保护装置联锁试验及噪声、振动测试。型式试验则需增加温升试验、过载能力试验、效率试验、疲劳寿命试验及环境试验。标准规定了判定合格与否的量化指标，以及抽样方案（对于批量产品）和逐台检验（对于关键设备）的规则。4.主要起草单位介绍本标准的主导起草单位为洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司。该研究院隶属于中信重工机械股份有限公司，是国内矿山机械领域综合实力最强的国家级科研设计机构之一。4.1历史沿革与行业地位洛阳矿山机械工程设计研究院成立于1956年，与共和国矿山机械工业共同成长，是我国“一五”期间156项重点工程中唯一从事矿山机械设计的科研机构。历经六十余年的发展，该院已发展成为拥有国家级企业技术中心、国家重点实验室（矿山重型装备国家重点实验室）的综合性研究院。其业务覆盖矿山、建材、冶金、电力等多个领域，尤其在大型矿井提升机、破碎机、磨机、回转窑等核心装备的设计与研发方面处于国内领先、国际先进水平。4.2核心技术与研发实力研究院拥有一支由院士、勘测设计大师领衔的近千人专业技术团队，其中高级工程师及研究员占比超过40%。在矿井提升机领域，该研究院积累了极其深厚的技术底蕴。*技术沉淀：成功设计了国内首台落地式多绳摩擦式提升机、首台塔式多绳摩擦式提升机、首台4米直径单绳缠绕式提升机，并持续引领大型化、智能化发展方向。*创新突破：针对永磁内装技术，研究院提前布局，投入大量资源进行理论计算、有限元分析、热管理仿真及样机试制。其研发的永磁内装提升机在多个标杆矿山实现了良好应用，解决了低速大扭矩电机温升控制、轴向磁拉力平衡、大尺寸卷筒与电机精密装配等工程难题，积累了宝贵的第一手数据。*标准化引领：作为全国矿山机械标准化技术委员会（SAC/TC488）的副主任委员单位和多个分技术委员会的秘书处承担单位，该研究院长期主导和参与矿山机械领域国家及行业标准的制修订工作。在《永磁电机内装单绳缠绕式矿井提升机》标准制定过程中，该院充分发挥了技术引领者和协调组织者的作用。4.3对本标准的贡献洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司承担了本标准草案的起草工作。基于其丰富的工程实践和详实的试验数据，研究院提出了科学、合理且具有前瞻性的技术指标体系，如高效电机效率判定阈值、制动系统安全冗余系数、永磁体不可逆退磁保护要求等。同时，研究院联合国内主要电机厂商、矿用变频器厂家及重点矿山用户，组织了多轮意见征求和标准审查会议，广泛吸纳各方建议，确保了标准的先进性与可操作性。可以说，洛阳矿山机械工程设计研究院为本标准的顺利出台提供了最核心的技术支撑和组织保障。5.标准实施意义与影响5.1推动技术进步与产品升级5.2保障安全生产与降低运维成本标准中详尽且严格的安全保护装置要求，从源头上提升了设备的本安安全性。例如，强制配置多重制动保护、温度及振动在线监测系统，可以大幅降低因制动失效、电机过热或机械损坏引发的恶性事故概率。同时，由于永磁内装技术本身的高可靠性及免维护特性，标准对其的规范将进一步降低用户的日常运维成本和备件库存压力。5.3促进节能降耗与绿色矿山建设通过对电机效率、功率因数、系统综合能效等指标做出明确且高要求的规定，本标准将有力推动用户采购高效节能设备。根据测算，全面推广符合本标准的永磁内装提升机，全国矿山每年可节约电力数十亿千瓦时，减少二氧化碳排放数百万吨。标准的实施是落实国家“双碳”目标在矿山机电装备领域的具体行动，为建设绿色矿山、实现可持续发展贡献了标准力量。6.结论与展望《永磁电机内装单绳缠绕式矿井提升机》（JB/T15242-2025）行业标准的成功制定与发布，是我国矿山机械领域标准化工作的一项重大成果。它系统解决了该类新型设备在技术定义、性能指标、安全要求和检验规则等方面的标准缺失问题，为产品的设计、制造、检验、使用提供了统一的行业准则。展望未来，随着智能化、大数据、人工智能技术与矿山装备的深度融合，该标