主井提升系统设计Word文档格式.docx
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F<
钢丝绳最大静张力（60KN）
2、钢丝绳最大静张力差校验：
差
F差=（Q2＋qL）×
=（3200＋365.3×
2.34）×
=39737.06N
F差<
钢丝绳最大静张力差（40KN）
小结：
由1、2校验可知，计算出的数值都不超过所选定的
提升机允许值。
3、钢丝绳安全系数校验：
钢丝绳选用6×
19＋FC?
24.51670331
GB8918-2006；
其参数见下表：
提升主钢丝绳参数表
名称规格
钢丝绳直径d24.5mm
钢丝绳单位长度重量L2.34kg/m
公称抗拉强度Σ1670N/mm
钢丝绳破断拉力总和Fq331×
1.214=401.834KN
F
q
m
a（）
QQqL
2
g
式中：
Fq——钢丝绳破断拉力总和
g———9.8N/kg
a
（32001950
401834
365.3
2.34）9.8
=6.83>
6.5（提物时）
钢丝绳的安全系数满足《煤矿安全规程》规定:
专为
升降物料用的不小于6.5。
故钢丝绳可以使用。
4、提升设备选型及校验：
提升设备选用2JK—2/11.5型双筒单绳缠绕式矿井提升机
一台，其主要技术参数见下表。
提升机主要技术参数表
名称参数
提升机型号2JK—2/11.5
滚筒直径DN2m
滚筒宽度B1m
天轮直径Dt2m
行星齿轮减速器速比11.5
允许最大静张力F60KN
允许最大静张力差F差40KN
提升机变位质量Gj10010kg
天轮变位质量Gt307kg
提升机校验：
Dg/≥（60-80）d
滚筒直径验算：
绳径d=24.5mm
80×
24.5=1960mm<
DN=2000mm
天轮直径：
60×
24.5=1470mm<
Dt=2000mm
对滚筒和天轮的计算直径均小于所选，故所选提升机
满足要求。
5、电动机选型
1）提升电动机估算
N
KmgV
1000
max
N——所需提升机电机功率，KW；
K——矿井提升的阻力系数，箕斗提升取1.15；
m——一次提煤重量，kg;
Vmax——提升机选定的最大速度，m/s;
（6.65m/s）
η——减速器的传动效率，《煤炭工业矿井设计规范》规
定：
提升机与电动机连接装置传动效率的选择在无厂家规定值
时，行星齿轮减速器取0.92；
ρ——动负荷的影响系数，箕斗提升取1.2～1.3。
电机功率:
1.15
3200
6.65
0.92
9.8
1.25
=325.85KW
电动机转速：
n
60V
'
dD
i
n'
d——电动机的转速，r/min；
Vmax——提升机选定的最大速度，m/s;
i——减速机传动比，11.5；
Dg——滚筒直径，m;
Π取3.14。
d
606.6511.5
730.65r
3.142
/min
由以上计算初选用YR500—8/355型电机，其相关技
术参数如下：
电机功率355KW,转速741r/min,Ve=10KV,λ=1.8，
η=93.37%,Jd=55kg·
m2。
提升机的最大速度验算：
V
D
60i
Vmax——提升机的最大速度，m/s；
d——所选电动机的额定转速，r/min
3.142741
V6.74m/
6011.5
s
2）提升系统运动学计算
选定数据：
v0——进出曲轨时的最大速度；
h0——箕斗在曲轨中的行程，3m；
Vmax——最大提升速度，6.74m/s；
V4——低速爬行速度，0.75m/s；
h4——爬行阶段运行距离，12m（因我矿为钢丝绳罐
道，卸载高度6米，箕斗高度6米，故出井口速度受限制，爬行
距离设定为12米）；
HT——提升距离，353.8m。
Vmax——减速器轴端输出允许的最大力矩69KN·
m
①爬行速度和爬行距离的选定
h
4
爬行时间:
16
t
②初出加速度
0h
1.5
23
0.375
取0.38
③正常加速度（按减速器输出轴端允许的最大力矩计算）
1
M（
Km
M
k
H）
69000
（1.15
.94
27084
2.34
7273
353.8）
.75
1.22
按电动机计算（充分利用电动机的过负荷能力计算）
Fq（KmqH）
kt
0.75
e
10
3
Fq——启动阶段电动机产生的平均力；
λ——电动机最大转矩与额定转矩之比（取1.8）；
Fe——电动机额定量；
Ne——电动机额定功率，（355KW）。
0.751.8
355
6.74
（1.15
27084.94
2.34
353.8）
0.78
取a1=0.75m/s
2。
④电动机运转方式的减速度
Kmq（H2h3
3M
）g0.75
0.99
h3——减速段运行距离，可取30～40，因Vmax=6.74>
6.7
故取40米。
提升系统运动学计算见表
序号名称计算公式计算结果
1初加速度阶段时间st0=v0/a05
2初加速度阶段运行距离mh0=v0t0/23.75
3加速时间st1=（vmax－v0）/a16.99
4加速距离mh1=（vmax＋v0）t1/228.8
5减速时间st3=（vmax-v4）/a37.99
6减速距离mh3=（vmax-v4）t3/223.93
7爬行时间st4=h4/v416
8制动时间st5=v4/a51
9制动距离mh5=a5t5/20.38
10等速距离sh2=HT－h0—h1－h3－h4－h5284.94
11等速时间mt2=h2/vmax42.28
12一次运行时间stC=t0＋t1＋t2＋t3＋t4＋t579.26
13休止时间sθ8
提升系统提升速度图;
Tg=tc＋θ=87.26s
6、动力学计算
提升系统各部位变位质量：
ΣM=m＋2mc＋2LPPK＋2Mt＋Mj＋Md
ΣM——提升系统的变位质量，kg；
m————一次提煤重量，3200kg;
mc————提升容器重量，1950kg；
LP————提升钢丝绳的全长，m；
PK————钢丝绳每米重量，2.34kg/m；
Mt————天轮的变位质量，查表得：
307kg；
Mj————提升机变位质量，查表得：
10010kg；
Md————电动机变位质量，kg
钢丝绳全长：
LP=HC＋LX＋30＋3πDg＋πDt/2
HC———钢丝绳最大悬垂长度，362m；
LX———钢丝绳弦长，32m；
Dg—滚筒直径，2m；
Dt—天轮直径，2m。
LP=362＋32＋30＋3×
3.14×
2＋3.14×
2/2=445.98m
电动机转子变位质量：
4J（
）
Jd————电动机最大力矩，查表取55kg·
m2；
i————减速器速比，11.5；
Dg———滚筒直径，2m。
M455
11.5
（）
2
7273.75
提升系统变位质量总和：
=3200＋2×
1950＋2×
445.98×
2.34＋2×
307＋10010＋
=27084.94kg
动力学计算见表：
动力学计算表
序号名称计算公式计算结果（N）
1提升开始时F0=（Km＋qkHt）g＋ΣMa052303.28
2初加速终了时F0'
=F0－2qkh0g52131.29
3加速开始时F1=F0'
＋ΣM（a1－a0）64319.51
4加速终了时F2=F1－2qkh1g62998.75
5等速开始时F3=F2－ΣMa142685.04
6等速终了时F4=F3－2qkh2g29617.69
7减速开始时F5=F4－ΣMa39303.99
8减速终了时F6=F5－2qkh3g8206.56
9爬行开始时F7=F6＋ΣMa328520.27
10爬行终了时F8=F7－2qkh4g27969.95
11制动开始时
F9=F10=（Km＋qkHt）g－ΣMa524599.61512制动终了时
表中：
K——一次提升重量，kg；
qk——每米钢丝绳重量，kg/m；
Ht——提升距离
7、提升机电动机校验：
2t=（F2＋F
0'
ΣF
2）t
0/2＋（F12＋F2）t
2＋F2）t
1/2＋（F33F4＋F42＋F2）
2＋F2）
t2/3
＋（F52＋F2）t
6
3/2＋（F72＋F2）/2
2＋F2）/2
8
=80803684410
等效时间计算：
T
ttttt
01345t
56.997.991618
Td42.2863.44s
等效力计算：
dT
80803684410
63.44
35688.97
等效容量计算：
FV
NdmaxK
10000.85
1.1311.29
式中；
Nd——电动机等效容量，KW；
η——减速器的效率，二级取0.85；
K——电动机容量备用系数取1.05～1.1，
通过等效容量的计算可知，初选的电机容量大于等效
容量，故算选电机容量满足要求。
电动机过载系数校验：
max
0.8~0.85
Fmax——在力图上的最大运动力，N；
λ——电动机过载能力，取1.8；
Fe——电动机额定力，N；
Ne——电动机额定功率，KW；
η——取0.85；
Vmax——最大速度，m/s。
0.74
0.8
λ<
0.85转子变频功率下降10%。
特殊力的校核计算：
当跳绳时打开离合器作单钩提升时，产
生的特殊力为
t（mqH）
1ckt
特殊情况下电动机的过载能力校验：
tF
0.9
Ft——作用在卷筒上的特殊力，N。
1.1
（1950
0.85
6.74
0.670.91.81.62
由以上校验可知所选用的电动机能够满足运转中的实
际需要。
8、提升设备的能力校核计算：
tbmg
（万ta
A3600/）
A——主井提升能力，（万t/a）；
t——日提升时间，16h；
b——年工作日，300天；
m——一次提煤重量，t；
T——一次循环时间，s。
300163.2
A360063.37（万t/a）
87.26
小时最大提升量：
mg3.2
A'
36003600132.02t/
T87.26
总结：
综上选型与校验可知：
提升设备选用2JK-2/11.5型
单绳缠绕式矿井提升机；
提升电机选用YR500-8/355型，箕斗选
用：
钢铝轻型箕斗；
箕斗自重：
Q=1950Kg一次提煤重量：
Q2=3200kg均能满足实际提升需要。
电控采用转子变频技术，实现自动控制，通过切换柜与原控
制系统互为备用避免因电控故障影响生产；
需费用约48万元；
电动机由原YR500—8/315更换为YR500—8/355电动机，需费用
约为20万元，整流变压器：
电流密度≤1.7A/㎜2磁通≤10000
高斯，短路阻抗≥6%，容量500KVA10KV/690V干式变压器需费
用约为11万元；
箕斗由原来的容积3m3自重2.2吨更换为容积
4m3自重1.95吨的钢铝轻型箕斗，需费用22万；
经改造后可以
满足年产量63.37万吨；
增加箕斗卸空检测装置，可实时监控，
箕斗卸载情况，避免重斗下放，提高提升自动化安全程度，需费
用35万元；
安装费用10万元，其它材料费用4万元，共计150
万元。
主井改造可行性分析：
1、提升系统的基本情况
主井提升采用竖井提升。
主井使用2JK—2/11.5型号的提升
机，提升距离为353.8m，钢丝绳罐道，箕斗自重2.2T吨，采用
天津深蓝电控设备公司的TKSL型电控设备，一次提升时间为
110s，年提升量可达45万多吨。
2、改造后的主井生产工艺：
配备一对单绳1.95t提煤轻型
定量箕斗，一次提煤重量3.2t，井口设有FHT型过卷柔性缓冲
装置，防撞梁及托罐装置；
井底设有缓冲装置及防撞梁。
改用变
频控制实现自动化控制提高系统安全性能，通过切换柜与原控制
系统互为备用避免因电控故障影响生产，提高设备运转率。
改造
后的年提升能力达到了63.37万t/a，小时提升能力达到了
132.02t/h，较现有的提升能力有了很大的提高。
3、提升系统的可行性分析：
提升钢丝绳选用：
6×
16+FC通过对钢丝绳最大静张力和最
大静张力差的校验均小于算选的钢丝绳的最大静张力和最大静
张力差。
钢丝绳安全系数为6.83大于《规程》中专为提升降物
料用的安全系数不小于6.5的规定。
故所选钢丝绳合适。
提升设备选用2JK-2/11.5型单绳缠绕式矿井提升机，滚
筒、天轮的计算直径均能满足Dg＞（60-80）d，故所选提升机满
足要求。
提升机电动机的选择：
选用YR500-8/355型电机。
提升电动
机估算初选355KW，电机转速nd｀为730.65r/min，矿井地面提
升机的大容量电动机可选用YR系列电动机，随着我国近年来变
频技术的成熟和完善，更好地提高可靠性和实现自动化控制，综
合以上条件初选YR500-8/355型电机。
其相关技术参数如下：
电
机功率355KW,转速741r/min,Ve=10KV,λ=1.8，η
=93.37%,Jd=55kg·
提升电动机的校验：
据提升系统运动学各计算公式，得出提
升系统各阶段的速度图，见以上方案。
据各个阶段的速度图并结
合动力学计算公式得出五、六阶段的运动力，见附表。
根据电动
机的发热条件计算等效力并由该力得出等效容量，代入相关数据
得出等效容量小于所初选的电机容量，故所选的电机容量能满足
要求。
通过对电动机过载能力的校验和特殊力下电机的过载能力
的校验可知所选用的电动机能够满足运转中的实际需要。
现有的
YR500-8/315可作为备用。
通过本次改造实现了以下目标：
提高系统的安全性和可靠
性，提高了劳动生产率和产量，实现了与原有系统的互为备用，
避免了因电控故障影响生产，并实现全自动化提升。
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