马家沟矿59皮带更换电机复核计算书.docx

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马家沟矿59皮带更换电机复核计算书

唐山马家沟矿业有限责任公司

5～9皮带机改造设计

说

明

书

唐山开滦勘察设计有限公司

二○○八年十月

唐山马家沟矿业有限责任公司

5～9皮带机改造设计说明书

编制：

冯树凯刘桂山

审核：

张建军赵国忠

副经理：

赵纯发

经理：

边继敏

唐山开滦勘察设计有限公司

二○○八年十月

目录

1前言1

2皮带计算说明书1

2.1计算依据参数1

2.2输送能力的计算1

2.3输送带与牵引钢丝绳的规格2

2.4牵引钢丝绳张力计算2

2.5驱动机功率计算4

2.6满载启动功率验算4

2.7启动时驱动轮围包角的验算5

2.8拉紧力计算6

2.9结论6

3.供配电7

3.1负荷等级7

3.2供电电源7

3.3电力负荷7

3.4供电电压7

3.5供配电7

3.6接地、照明8

1前言

唐山马家沟矿业有限责任公司5～9皮带机担负井下煤炭的提升任务。

该皮带为GD型钢绳牵引胶带皮带机，皮带机长度1364m，宽度1m，提升高度398.8m，倾角17°，双直流电动机拖动，电动机功率400kW。

5～9皮带机是上世纪80年代初期安装的，最初为5～8皮带，后经过改造延长到九水平。

马家沟矿为瓦斯高突矿井，按照《煤矿安全规程》要求井下必须使用防爆型电机。

由于原装电机为直流电机不防爆，需要更换为隔爆型鼠笼电机，同时配以防爆变频调速运行方式来进行提升作业。

受马家沟矿业有限责任公司的委托，我公司编制了《唐山马家沟矿业有限责任公司5～9皮带机改造设计说明书》。

通过计算可知，5～9皮带机的400kW直流电动机可以更换为400kW交流电动机，电压1140V，同步转速429r/min，变频控制。

2皮带计算说明书

2.1计算依据参数

1.输送物料特性：

原煤ρ=20°，γ=0.9t/m3，Xmax=0.3m

2.输送长度：

L=1364m，皮带机倾角：

β=17°

3.皮带机带速：

运货速度V=2.2m/s；验绳速度V=0.3m/s

4.输送带宽度B=1000mm，输送带单位质量25.6kg/m

5.牵引钢丝绳型号φ40.5-6×19+1，抗拉强度170kg/mm2，重量5.72kg/m，安装长度L=1504m

6.钢绳驱动轮直径3.5m，衬垫为牛皮，围包角254°，导向轮直径2.8m

7.减速机型号ZHJ1700，减速比i=35.64

8.工作环境与装载点：

煤矿井下，工作条件一般，机尾装载，机头卸载。

2.2输送能力的计算

由带速、带宽计算运煤输送能力

=

=474t/h

式中k1、k2——带面上物料流断面系数，取k1=140，k2=120

B——带宽，m

V——带速，m/s

γ——堆积密度，t/m3

C1——皮带机倾斜系数，取C1=0.93

C2——带面上物料不均匀系数，取C2=0.99

输送带上单位长度物料的质量

kg/m

2.3输送带与牵引钢丝绳的规格

输送带的规格：

胶带宽度B=1000mm，胶带的单位重量qA=25.6kg/m，安装长度L=1364m

胶带中弹簧钢条规格5×5×1034，钢条间距40mm

牵引钢丝绳的规格：

钢丝绳型号φ40.5-6×19+1，抗拉强度170kg/mm2，重量5.72kg/m，安装长度L=1504m

2.4牵引钢丝绳张力计算

1.各种阻力计算

有载段阻力

=

=41380kg

式中q——带面上单位长度物料的质量，kg/m

qA——胶带的单位长度质量，kg/m

qk——钢丝绳的单位长度质量，kg/m

q＇——有载段转动部分质量，kg/m

w＇——有载段托轮的阻力系数，w＇=0.02

空载段阻力

=

=-13656kg

式中q〃——空载段转动部分质量，kg/m

w〃——空载段托轮的阻力系数，w〃=0.02

2.张力计算

有载段最小张力在皮带机机尾处，为S5

kg

式中C0=0.015～0.03，取0.02

L0——有载段最小张力点处托架间距，m

根据逐点计算法计算各点受力：

机头驱动滚筒处受力Sn

Sn=S5+W＇=2315+41380=43695kg

机尾滚筒空载段受力S4

S4=S5=2315kg

S1=S4-W〃=2315+13656=15971kg

2.5驱动机功率计算

1.轴功率

2.电动机功率

式中m1——电动机功率备用系数，取1.1

η——驱动装置的传动效率，取0.91

本系统采用两台电动机驱动，每台电动机的功率为723/2=362kW，选择电动机额定功率为400kW。

2.6满载启动功率验算

1.皮带机启动时所增加的动张力

⑴启动时由物料引起的阻力Pq

⑵启动时胶带引起的阻力PA

⑶启动时钢绳引起的阻力Pk

⑷启动时托轮引起的阻力Pq＇

⑸启动时导绳轮、张紧轮等引起的阻力Pd

⑹启动时驱动轮引起的阻力Pt

⑺启动时电动机转子、减速器及联轴器等转动部分引起的阻力Ps

式中t——皮带机启动时间，按a=0.1～0.3m/s2计算得t=22～8s,取最短启动时间t=8s为最不利工况。

启动时所增加动张力

=2286+1958+875+562+56+278+4119

=10134kg

2.皮带机启动时所增加功率

3.验算满载启动功率

因为

，所以电动机满足启动功率要求。

2.7启动时驱动轮围包角的验算

皮带机在启动时，钢丝绳与驱动轮不发生滑动的条件为

驱动轮围包角

=2.88＜4.19

因此，皮带机的围包角符合要求。

2.8拉紧力计算

1.拉紧重锤质量计算

式中Gk——拉紧重锤总量，kg

η3——滑轮总效率

S4——尾部钢丝绳张力，kg

u＇——拉紧车轮与轨道摩擦系数

G0——拉紧车重，kg

2.胶带拉紧力计算

式中L——皮带机胶带头、尾滚筒中心距

u0——胶带与钢丝绳间附着系数，取0.5

Ek——钢丝绳弹性模数，Ek=0.375E

EA——胶带弹性模数，EA=1～1.5×104kg/cm2

Fk——钢丝绳断面积

FA——胶带的断面积

2.9结论

通过以上复核计算可知，5～9皮带机的400kW直流电动机可以更换为400kW交流电动机，电压1140V，同步转速429r/min，变频控制。

3.供配电

3.1负荷等级

根据《煤炭工业矿井设计规范》规定，本工程负荷等级为二级。

3.2供电电源

本工程双回路6kV电源引自原有皮带配电室6kV不同母线段，高压电缆选用MYJV22-6/6-3*70型。

3.3电力负荷

电力负荷统计如下：

皮带机电动机工作容量：

2*400kW

需用系数：

0.82

计算负荷：

657kW

3.4供电电压

高压供电采用6kV。

皮带机电动机电压采用1140V，其它低压动力采用660V，照明采用127V。

3.5供配电

本工程中两台皮带机电动机采用两套ZJT系列隔爆兼本安变频调速装置分别控制，由两台KBSG2-T-630/6/1.2型隔爆干式变压器为变频调速装置提供1140V电源。

该变频调速装置采用矢量控制技术，主要器件采用原装进口，保证了长期运行的可靠性，可实现皮带机的软起动、软停止、重载起动、低速验带、自动调速、应急工频等功能。

皮带机电动机供电示意图

3.6接地、照明

本工程中在巷道排水沟内设局部接地极，局部接地极采用面积不小于0.6m2,厚度不小于3mm的钢板，平放在巷道排水沟内，具体安装位置现场确定；并用扁钢连接形成接地网，接地干线选用镀锌扁钢-40*4，接地支线选用镀锌扁钢-25*4。

高低压配电设备、变压器外壳通过接地干线与接地极连接，用电设备外壳通过电缆芯线与接地网连接，电缆芯线断面不小于25mm2。

所有电气设备的金属外壳，电缆的铠装、铅皮、接地芯线、构架及预埋件等，都必须有保护接地，并与主接地极连成一个总接地网。

接地网上任意一保护接地点测得的接地电阻值，不得超过2欧。

接地干线沿电缆支架敷设。

照明灯具沿碹顶吊挂。

吊挂电缆的吊钩间距不大于1.5米。

接灯具时，应采用L1、L2、L3相间的方式。

灯具的外壳用电缆的中性线与总接地网做可靠连接。