皮带和绞车的选型确定办法.docx
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皮带和绞车的选型确定办法
11071工作面运输（主、辅助）设备安装设计方案
第一章皮带运输部分
一、概况
11071工作面位于三煤组东翼采区，机巷长度约970m。
机巷沿煤层底板施工，坡度较小。
二、输送机型号选择和线路设计
根据11071实际运输条件，运送的大多为有磨损性的中小物料，查表得带式输送机推荐带速为1.0—2.5m/s之间，准备使用DSJ100/630/2×75型带式输送机运送，带速为1.9m/s。
长度约930米，其后搭接转载输送机。
机巷人行道设在巷道北帮，带式输送机距巷帮的距离行人侧不得小于700㎜，另一侧不得小于400㎜，并满足起吊检修要求。
另外一部DSJ80/630/2×75型带式输送机安装在11071改造机巷，长度约110米，机巷人行道设在巷道西帮，带式输送机距巷帮的距离行人侧不得小于700㎜，另一侧不得小于400㎜，并满足起吊检修要求。
需扩帮时，及时和生产科联系。
第一部皮带机
一）运行阻力的计算
1、基本阻力
带式输送机的基本阻力计算包括重段阻力和空段阻力两部分。
它们分别由下式计算
＝（61.7＋11.3＋14.667）930×10×0.04×cos5°-（61.7+11.3）930×10×sin5°
=-26582.62（A）
=（11.3+5.667）930×10×0.035cos5°+11.3×930×10×sin5°
＝14643.497N（B）
式中q——每米输送带的货载质量，kg/m，q=A/3.6ν=61.7；
qd——每米输送带的质量，kg/m；初选1000s，每米11.3kg/m。
L——输送机的铺设长度，m；930
g——重力加速度，m/s2；
β——输送机的铺设倾角；5°
、
——输送机在重段、空段的运行阻力系数；
工作条件槽型托辊平型托辊
清洁干燥0.020.018
少量尘埃，正常湿度0.030.025
取大量尘埃，湿度大0.040.035
、
——重段、空段折算到单位长度上的托辊转动部分的质量，kg/m，用下式计算
＝22/1.5＝14.667
＝17/3＝5.667
式中
、
——重段、空段每个托辊转动部分的质量，kg；
带宽B/mm
托辊形式100012001400
、
/kg
槽型托辊（铸铁座）222527
平型托辊（铸铁座）172023
、
——重段、空段的托辊间距，m。
式（A）、（B）中，运输带向上运行取“＋”；向下运行取“－”。
两个公式的正负号总是相反的。
2、附加阻力
附加阻力包括：
输送带在滚筒处的弯曲阻力以及滚筒转动阻力，凸弧段附加阻力，物料在装载处的加速阻力，导料槽的摩擦阻力，清扫装置的清扫阻力等。
和基本阻力比较，附加阻力项目较多，但数值都不大。
有时作粗略计算，附加阻力可忽略。
二）电动机功率的计算
带式输送机的主轴牵引力W0可由下式得出
W0＝1.1（
）=1.1*（-26582.62+14643.497）=-13133.035
输送机的主轴功率
N＝
=-29.356kW
输送机的主轴功率N=-29.356kW﹤150kw，满足生产要求。
第二部带式输送机
第二部带式输送机运输距离较短（110m）、上级输送为SGB620/110刮板输送机，输送带强度的效核、宽度完全满足要求。
计算略。
三．安装标准
1、机头部的安装：
（1）机头必须在底板平整且无顶板淋水的地点安装，确有淋水必须采取有效地防护措施。
（2）胶带机头用6根地锚固定，且牢固可靠。
（3）机头架连接部位不准缺紧固螺丝,且要连接牢靠。
各种紧固件齐全，辅助滚筒、卸载滚筒护栏、机头架护栏、清扫器等辅助设施必须安装配备齐全；
（4）机头架、清扫器等辅助设施连接部位必须使用紧固螺栓进行紧固，严禁使用其他东西代替。
2、机尾部的安装：
（1）机尾必须在底板平整且无顶板淋水的地点安装，确有淋水必须采取有效地防护措施。
（2）正规胶带机尾用4根地锚固定；
（3）机尾向前第一个H架处装设一个皮带清扫器，保证清扫器完好且固定牢靠正常使用；机尾架滑靴应平整、螺栓齐全且连接紧固；
（4）机尾滚筒上方应装设滚筒护罩，保证护罩完好且固定牢靠；护罩必须和机尾安装尺寸相匹配，紧固螺栓齐全。
（5）机尾滚筒应装设刮煤板，刮煤板离滚筒的距离适当，既保证能刮掉滚筒上的煤泥又不能碰到机尾滚筒。
3、各种随机保护的安装：
（1）堆煤保护传感器应安装在浇煤点上方，保证在浇煤点堆煤高度在600mm时起作用，并且保证在皮带机正常运行时传感器不会被大块煤砸住；
（2）烟雾传感器应装设在机头上方，保证在胶带机过载运行皮带摩擦冒烟时立即起作用；
（3）跑偏保护传感器应装设在机头向后第二个托辊座上，用螺丝固定，使传感器连杆和竖直方向成15度角度，保证在皮带跑偏时起作用，跑偏保护确保动作后能自动复位；
（4）温度传感器应固定在电动滚筒端盖处，用螺丝上紧，保证在电动滚筒温度上升到75度时起作用。
4、机头电气开关的安装：
（1）所有开关杜绝失爆，保证台台完好，且无锈蚀现象，上架（台）并摆放整齐一致，；
（2）控制开关应放在顶板支护完好，无淋水的地点，当开关数量超过3台时应打局部接地极，局部接地极的装设标准以《煤矿安全规程》和矿相关规定为准；
（3）控制开关整定电流值符合规定；
（4）照明信号综保开关辅助接地极连接符合规定。
5、五小电器、电缆的安装：
（1）所有五小电器和电缆杜绝失爆现象；
（2）五小电器上板管理；
（3）动力电缆、控制线、信号线吊挂整齐，符合要求；
（4）机头至少装设2盏以上的防爆日光灯，保证机头有足够的照明。
6、附11071机巷运输设备安装示意图。
第二章轨道运输部分：
一、概况
11071综采面风巷长度约880m最大坡度3°～8°（铺道轨后）。
共计投入绞车：
JSDB-16双速多用绞车一部、JY-55绞车一部、JD-40绞车一部、JD-11.4型调度绞车6部。
绞车布置见附图。
二、绞车、钢丝绳设计、选型
（1）、JSDB-16型双速多用绞车技术参数
牵引力
kN
慢速185/快速24
钢丝绳直径
mm
28
容绳量
m
300
电动机功率
kW
37
电压
V
380/660
外形尺寸（长×宽×高）
mm
3340×968×1111
1、运输距离校核
该部绞车设计运输距离60m<300m，运输距离符合要求
2、运输强度校核
F——运载所需拉力；
——运载物体重量，3000/11/25型支架取10600×9.8（N）；
——运载工具重量，取800×9.8（N）；
——倾斜井巷角度，取180；
——矿车和轨道间摩擦系数:
0.01～0.015,此处取0.012
——提升钢丝绳运动时的阻力系数，取0.15～0.20,此处取0.17；
P——钢丝绳每米重量，直径为21.5mm，1.658×9.8（N/m）；
L——牵引斜长，60m。
带入数据：
F=（10600+800）×9.8×（sin180+0.012×cos180）+1.658×60×9.8×（sin180+0.17×cos180）
计算得
F=36.2kN
1）、绞车牵引力185>F=185>36.2
所以运送支架时需用慢速档位时绞车牵引力符合要求；
2）∮21.5mm的钢丝绳破断拉力总和：
Qp=271.5kN
安全系数m=钢丝绳破断力总和/F=271.5/36.2=8.2>6.5
结论：
JSDB-16型双速多用绞车在选用∮21.5mm钢丝绳时，各项指标满足《煤矿安全规程》规定和实际运输需要。
（2）、JY-55型运输绞车技术参数
牵引力
kN
35
钢丝绳直径
mm
21.5
容绳量
m
850
电动机功率
kW
55
电压
V
380/660
外形尺寸（长×宽×高）
mm
2650×1965×2092
1、运输距离校核
该部绞车使用∮21.5mm钢丝绳时，容绳量为850m，当选用∮18.5mm钢丝绳时，容绳量为：
850×21.52/18.52≈1148m>880m（设计运输距离），运输距离符合要求
2、运输强度校核
F——运载所需拉力；
——运载物体重量，3000/11/25型支架取10600×9.8（N）；
——运载工具重量，取800×9.8（N）；
——倾斜井巷角度，取80；
——矿车和轨道间摩擦系数:
0.01～0.015,此处取0.012
——提升钢丝绳运动时的阻力系数，取0.15～0.20,此处取0.17；
P——钢丝绳每米重量，直径为18.5mm，1.218×9.8（N/m）；
L——牵引斜长，300m。
带入数据：
F=（10600+800）×9.8×（sin80+0.012×cos80）+1.218×300×9.8×（sin80+0.17×cos80）
计算得
F=29.9kN
1）、绞车牵引力35>F=29.9
绞车牵引力符合要求；
2）直径为18.5mm的钢丝绳Qp=219kN
安全系数m=钢丝绳破断力总和/F=219/29.9=7.3>6.5
结论：
JY-55型双速多用绞车各项指标满足《煤矿安全规程》规定和实际运输需要。
三、绞车安装标准
1、绞车
（1）卷筒：
卷筒无裂纹和变形，固定螺钉和油堵不得高出卷筒表面，钢丝绳在滚筒上固定牢靠，绳卡不少于两付，无打结并符合《规定》第401、409条规定；
（2）闸和闸轮：
闸带和闸皮使用铜或铝铆钉接，铆钉埋入深度不得少于闸带厚度的30%，闸带和闸皮铆接后应紧贴，不得有间隙，闸带和闸轮的接触面积不少于闸带面积的70%，闸皮不得断裂，闸带磨损的厚度小于1.5mm，闸轮磨损小于2mm，拉杆螺栓、叉头、闸把、销轴不得有损伤或变形，拉杆螺栓使用背帽背紧，闸把及杠杆系统动作灵活可靠，施闸后闸把不得达极限位置；
（3）底座：
底座无裂纹，基础螺栓必须紧固，护板完整齐全无变形；（临时使用可用四压两戗）；
（4）试运行和安装：
安装平稳、牢固、运行无异响、无漏油现象；
（5）信号装置应声光兼备、清晰、可靠。
2、牌板及刷漆：
（1）各工种操作规程齐全、完整，牌板应统一、悬挂整齐；
（2）各种管理制度、岗位责任制齐全、完整，牌板应统一、悬挂整齐；
四、附11071工作面绞车布置图
11071工作面供电设计方案
第一章绞车供电部分
一、供电计划
计划：
绞车电源由三煤东翼采区变电所2＃生产4-242低压馈电开关负荷侧出线。
二、供电网络校核和设备选择
绞车线总负荷为：
55+40+37+6*11.4＝200.4kw，绞车线初选为3×35㎜2，IP=138A
Ica=kxPn×103/（
VN·COSφ·ηmo）
=0.3×200.4×103/（
×660×0.91×0.87）
=66（A）式中：
Ica——电缆最大长时工作电流A
KX——需用系数
Pn——所有电气设备功率之和KW
VN——电网额定电压V
COSφ——平均功率因数，一般为0.6－0.8
ηmo——0.87
从上述计算过程中，可知所选的35mm2的橡套电缆符合要求
为保证驱动电机的端电压不低于额定电压的95％，按允许电压损失的大小对所选电缆进行校验。
A、660V供电系统允许的电压损失
660V供电网线路末端的最低电压Umin为627V，允许电压损失△UY为63V
B、660V供电网的实际电压损失
ΔVbl=PN·Kr·Ll×103/rsL·VN·Abl·ηmo
=200.4×0.3×880×103/42.5×660×35×0.87
=61（V）
△U网＝61V＜63V
所以所选电缆符合要求。
三、开关的选择
（一） 低压电气设备的选择原则：
1.用电设备的额定电压应和其所在的电网的电压等级相符。
开关的额定电流应大于或等于用电设备的实际工作电流。
2.作馈电用的总开关或分路开关，应选用DW80系列或其他系列的自动馈电开关
3. 直接控制电动机或其他动力设备的开关，应选用隔爆型磁力启动器，其具体结构，型号应分别根据工作机械及控制方式，按下述原则定：
a. 对需要远方控制的生产机械，如运输机、采煤机等，均应选用真空磁力起动器。
b. 对需经常进行远方控制正、反转的生产机械，应选用QC83-80N等系列可逆磁力起动器。
c. 对于向电钻、照明设备供电的开关，一般应选ZXZ8-2.5/4系列综合保护装置。
4. 开关电器的继电保护装置，应和电网和生产机械的要求相符，具体选择原则为：
a、配电点的总开关，除需有短路、过载保护外，还应设有漏电闭锁或选择性检漏保护装置
b、向机械化采煤工作面馈电的移动变电站的低压馈电开关，除应有短路、过载保护外，还应当设有漏电闭锁和漏电保护装置。
c、直接控制电动机的各种起动器，一般均应有短路、过载、断相的保护装置
d、井下低压真空开关，应有过电压保护装置。
根据开关的选择原则，用电设备的额定电压应和其所在的电网的电压等级相符。
开关的额定电流应大于或等于用电设备的实际工作电流。
1、11.4kw绞车开关选择：
Iek＞Ie
Iek——QBZ-80N开关的额定电流
∑Ie——QBZ-80N开关所控制所有负荷的额定电流
Iek=80A
Ie=11.4*1.1＝12.54A
根据经验换算系数额定电压为660伏的负荷，1KW约等于1.1个额定电流。
根据以上计算Iek＞∑Ie，故选择QBZ-80N开关是合理的。
2、JSDB-16型绞车选用QBZ-80N开关；
3、JD-40型绞车选用QBZ-80N开关；
4、JY-55型绞车选用QBZ-120N开关。
第二章皮带输送机供电部分
一、供电计划
计划：
SDJ-1000/2*75KW皮带机电源由三煤东翼采区变电所1＃生产4-243低压馈电开关负荷侧出线，SDJ-800/2*40KW皮带机的电源从第一部SDJ-1000/2*75KW皮带机电源上并接。
二、供电网络校核和设备选择：
（一）第一部皮带机支线选择：
初选为3×70㎜2，IP=215A
Ica=PN·Kr×103/（
UN·COSφ·η）
=2×75+2*40×0.6×103/（
×660×0.91×0.87）
=152.5（A）为保证驱动电机的端电压不低于额定电压的95％，按允许电压损失的大小对所选电缆进行校验。
1）先查表知660V电网允许电压损失为ΔV=63V
2）对供电距离较长、容量较大的顺槽刮板输送机支线，求电压损失
ΔV=P·KrLbl×103/D·UN·A·η
=2×75+2×40×0.6×80×103/42.5×660×70×0.87
=6.5（V）
3）不考虑变压器的电压损失VT
4）求干线电缆Wtl·6的允许电压损失为
ΔVP=ΔV-Vbl）
=63-6.5
=56.5（V）
5）根据干线Wtl·6允许电压损失值，由
Atl=∑Pe·KrL×103/D·UN·ΔVP
=[2×75+2×40×80×103]/42.5×660×56.5
=1.2（㎜2）
式中，电导系数=42.5m/Ω·㎜2
根据以上计算,选择标准截面AS=70㎜2>Atl=1.2㎜2
知其长时允许载流量IP=215A,计算干线电缆最大工作电流Ica
Ica=∑Pe·Kr×103/
UN·COSφ
=2×75+2×40×0.6×103
/[
×660×（2×75×0.87+2×40*0.87）/2×75+2×40]
=105（A）
因其小于上述IP=215A,故知所选截面满足载流量要求。
故,作为干线电缆供电的橡套电缆型号为MY3*70+1*250.38/0.66KV80M
（二）第二部皮带电源线选用：
初选为3×50㎜2，IP=173A
Ica=PN·Kr×103/（
UN·COSφ·η）
=2×40×0.6×103/（
×660×0.91×0.87）
=53（A）为保证驱动电机的端电压不低于额定电压的95％，按允许电压损失的大小对所选电缆进行校验。
1）先查表知660V电网允许电压损失为ΔV=63V
2）对供电距离较长、容量较大的顺槽刮板输送机支线，求电压损失
ΔV=P·KrLbl×103/D·UN·A·η
=2×40×0.6×780×103/42.5×660×50×0.87
=31（V）
3）不考虑变压器的电压损失VT
4）求干线电缆Wtl·6的允许电压损失为
ΔVP=ΔV-Vbl）
=63-31
=32（V）
5）根据干线Wtl·6允许电压损失值，由
Atl=∑Pe·KrL×103/D·UN·ΔVP
=[2×40×0.6×780×103]/42.5×660×32
=41.7（㎜2）
式中，电导系数=42.5m/Ω·㎜2
根据以上计算,选择标准截面AS=50㎜2>Atl=41.7㎜2
知其长时允许载流量IP=173A,计算干线电缆最大工作电流Ica
Ica=∑Pe·Kr×103/
UN·COSφ
=2×40×0.6×103
/[
×660×（2×40*0.87）/2×40]
=48.3（A）
因其小于上述IP=173A,故知所选截面满足载流量要求。
故,作为干线电缆供电的橡套电缆型号为MY0.38/0.66KV3*50+1*16780M
三、开关的选择：
根据开关的选择原则，用电设备的额定电压应和其所在的电网的电压等级相符。
开关的额定电流应大于或等于用电设备的实际工作电流。
1、75kw电机开关选择：
Iek＞Ie
Iek——QCZ83-120开关的额定电流
∑Ie——QCZ83-120开关所控制所有负荷的额定电流
Iek=120A
Ie=75*1.1＝82.5A
根据经验换算系数额定电压为660伏的负荷，1KW约等于1.1个额定电流。
根据以上计算Iek＞∑Ie，故选择QCZ83-120开关是合理的。
2、40kw电机选用QCZ83-120开关；
3、涨紧绞车电机选用QBZ-80N开关；
4、机头总馈电开关选用BKD9-400开关；
四、附件
1、皮带机供电图
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