25m绞车选型设计.docx
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25m绞车选型设计
主井提升设备选型计算
机
电
科
二00九年十二月
∮2.5m绞车选型设计
一、已知条件:
立井直径为3.5m,装载标高为-194m,卸载标高为+48m,井口标高为+35.5m。
提升容器采用非标箕斗,自重3000kg、载重2500kg。
年产量为45万t/a。
二、提升速度的选择:
Vm=0.6
=0.6
=9.3m/s
在提升机技术规格表中预选最大速度Vm=4.8m/s
三、提升容器的选择:
一次提升时间的估算
Tx=Vm/a1+H/Vm+t1+
=9.2+50.4+10+8
=77.6S
a1---加速度,暂选为0.52m/s2
t1---容器减速与爬行的估算附加时间
---箕斗休止时间
1、一次提升量:
A时=
=
=2.28t/次
C---提升工作不均衡系数
af---提升设备富裕系数
t日-年提升天数取350天(改扩建矿井)
t时–每天提升时间取16小时
选用非标箕斗技术数据如下:
箕斗自重:
3000kg
箕斗载重:
2500kg
四、钢丝绳的选择:
1、钢丝绳单位长度重量计算:
mp=(m0+m1)/{[(1.1×δ)/n]-HC}
=(3000+2500)/{[(1.1×17000)/6.5]-258.5}
=2.1kg/m
式中:
m0――箕斗自重3000kg
m1――箕斗载重2500kg
δ――钢丝绳的抗拉强度17000kgf/cm2
1.1――系数
HC――天轮中心线至装载水平的高度258.5m
2、钢丝绳的选择:
根据现场使用情况决定选用,鞍钢钢绳有限责任公司生产的钢丝绳
名称:
光面多股钢绳;结构:
18×7+NF;直径:
30㎜;捻法:
ZS;级别:
1770MPA;破断拉力:
546.5KN;1470KG/400M
4、钢丝绳安全系数:
ma=PK/Fjm=546.5/63.209=8.6>6.5
式中:
PK为钢丝绳破断力,KN
Fjm为绳端总负载,KN
五、提升机选择:
1、卷筒直径
Dg≥80d=80×30=2400mm
式中:
Dg――滚筒直径,mm
d――钢丝绳直径,mm
Dg≥δ=1200×2=2400mm
δ――最粗钢丝直径,mm
2、滚筒宽度:
B={(H+15)/πD+n}×(d+ε)
={(242+15)/(π×2.5)+3}×(30+3)
=1179mm
式中:
H――井筒提升高度,242m
15——试验绳长
n——摩擦圈数
D――提升机直径,2.5m
d--钢丝绳直径30mm
ε――钢丝绳缠绕相邻两绳圈间隙宽度,3mm
故选用2JK-2×1.2/20E型提升机
其参数如下:
滚筒直径2.5m,滚筒宽度1.2m
最大静张力为Fjm=9000kg
最大静张力差为Fjc=5500kg
提升速度为4.8m/s
减速器型号为ZZL710速度比为20
提升机的变位重量为14000kg
滚筒中心高0.7m
两筒中心距1.51m
3、提升机强度校验:
最大静张力:
Fjm={(m0+m1)+mPHc}g
={(3000+2500)+3.675×258.5}×9.8
=63209N<90000N
式中:
m0――箕斗自重,3000kg
m1――箕斗载重量,2500kg
mP――钢丝绳每米重量,3.675kg
Hc――从天轮轴线到装载水平高度,258.5m
最大静张力差:
Fjc=(mP×Hc+m1)g=(3.675×258.5+2500)×9.8
=33809N<55000N
式中:
Hc――从天轮轴线到装载水平高度,258.5m
故符合要求.
六、天轮选择计算:
1、天轮直径
D天≥80d=80×30=2400mm
式中:
D天――天轮直径,mm
d――钢丝绳直径,mm
D天≥δ=1200×2=2400mm
δ――最粗钢丝直径,mm
2、选择天轮
天轮直径D天=2.5m
天轮变位重力:
G天=5500N
七、井架与提升机的相对位置
1、主轴中心线与井筒中心线水平距离
Lsmin≥0.6Hj+3.5+D=0.6×29+3.5+2.5=21.4m
Hj=29m
根据实际情况选择主轴中心线与井筒中心线水平距离为26m
2、钢丝绳弦长LX=
=
=37.5m
3、两个天轮中心距1510mm
4、外偏角、内偏角、出绳角验算:
天轮中心高――29000mm
天轮直径――2500mm
井口中心离滚筒中心距――26000mm
滚筒中心高――700mm
最大外偏角:
а1=arctg
=arctg
=0.550<1030′
故符合要求。
最大内偏角:
а2=arctg
=arctg
=0.970<1030′
故符合要求。
上出绳角:
β2=arctg
=arctg
=370>15°
下出绳角:
β1=arctg
+arcsin
=arctg
+arcsin
=370+3.70=40.70>15°
故符合要求。
八、提升力学计算:
1、提升系统变化质量总和
∑m=m+2mz+2mplp+2mt+mi+md
=2500+2×3000+2×3.675×350+2×550+14000+17306
=43478kg
式中:
m――箕斗载重量2500kg
mz――箕斗自重3000kg
mp――钢丝绳每米质量为3.675kg/m
lp――钢丝绳总长度350m
mt――天轮变位质量,查表得550kg
mi――提升机变位质量,查表得14000kg(包括滚筒)
md――是电动机转子的变位质量17306kg
电动机的选择计算:
1)估算电动机的功率:
P=(KQVm″/1000ηj)∮
=(1.2×2500×4.8×9.8/1000×0.85)×1.4
=232KW
式中:
Q――1次提升货载重量,kg
Vm″――提升机的标准速度,v/m
ηj――减速器传动效率
∮――提升系统运转时的动力系数
2)估算电动机的转速:
n=60iVm″/πD=(60×20×4.8)/(3.14×2.5)=733r
根据N,n及矿电压等级为6KV,查电动机规格表,选用提升电动机型号为Y400-8型,其参数如下:
功率280KW,电压6KV,电流为35.6A,转速为738r/min
3)提升机的最大提升速度:
Vm=πDne/60i=(3.14×2.5×738)/(60×20)=4.82m/s
式中:
ne――电动机额定转速,r/min
九、提升速度、加速度计算:
1、初加速
取V0=0.4m/sh0=1.54mt0=2h0/V0=7.7s
a0=V20/2h0=0.05m/s2
2、提升加速度
取α1=0.52m/s2
t1=(Vm-V0)/α1=8.46s
h1=1/2×(Vm+V0)t1=21.99m
1000×280×0.85/4.8=49583N
0.93m/s2
满足要求
3、提升减速度
取V3=0.5m/sα3=0.47m/s2
t3=(Vm-V3)/α3=9.14s
h3=1/2×(Vm+V3)t3=24.22m
4、爬行阶段
取V4=0.5m/sh4=6mt4=h4/V4=12s
5、等速阶段速度为4.8m/s
h2=H-h0-h1-h3-h4=182.25m
t2=h2/Vm=37.96s
6、一次纯运行时间
T=t0+t1+t2+t3+t4=75.26s
7、一次提升总时间84.6s
TX=T+
=75.26+8=83.26s
8、提升能力校验
矿井可完成产量
=55(万t/a)
矿井富裕系数
af=55/45=1.22>1.2
十、动力学计算:
F=KQ+P(H-2X)+∑ma
式中:
K――提升系统阻力系数取1.15
Q――1次提升货载重力(牛)kg
P――每米钢丝绳重量3.675kg/m
H――提升高度242m
a――提升加速度
X――提升各段行程
1、初加速阶段
F0=KQ+PH+∑ma0
=1.15×25000+36.75×242+43478×0.05
=39816N
F0‘=F0-2PHO
=39816-2×36.75×1.54
=39702N
2、主加速阶段
F1=F0‘+∑m(a1-a0)
=39702+43478×(0.52-0.05)
=60136N
F1‘=F1-2Ph1
=60136-2×36.75×21.99
=58519N
3、等速度阶段
F2=F1‘-∑ma1
=58519-43478×0.52
=35910N
F2‘=F2-2Ph2
=35910-2×36.75×182.25
=22514N
4、减速阶段
F3=F2‘-∑ma3
=22514-43478×0.47
=2079N
F3‘=F3-2Ph3
=2079-2×36.75×24.22
=298N
5、爬行阶段
F4=F3‘+∑ma3
=298+43478×0.47
=20732N
F4‘=F4-2Ph4
=20732-2×36.75×6
=20291N
3、电动机的功率计算:
1)电动机等效率计算:
Fd=
=
=35500N
Td=
=
=59.3
低速段不良散热系数取
,停车时不良散热系数取
。
=
+
+
+
+
=799×108
3、电动机的功率计算:
2)电动机等效率计算:
Fd=
=
=36700N
2)等效功率
Pd=
=
=207KW
预选电动机容量280KW,大于等效力计算的等效容量,因此预选电机温升满足要求。
按允许温升条件验算:
1.1Pd=227<Pe=280kW
工作过负荷验算:
=49583N
Fmax为力图中最大托动力60136N
Fmax/Fe≤0.75
=0.75×2.8=1.575
Ft为调绳时绞车负荷
Ft=u·(QZ+PH)=1.1×(3000+258.5×3.675)=4345kg
Ft/Fe≤0.9
=0.9×2.1=1.89
u—动力影响系数
Pe—选用电动机功率
通过以上验算,说明预选的电动机是合理的。
3)提升吨煤耗电量计算:
W=
=
=1.45度
4、制动力矩的计算
1)预选工作油压Pxˊ=50kg/cm2
2)一个制动油缸所产生的正压力
N=(Pxˊ-C)×94=(50-21)×94=2726kg
C—盘式制动器阻力之和
油缸面积为94cm2
3)制动力矩
M制=2N×u×Rm×n
=2×2726×0.3×1.35×8
=17664kg·m
M制---制动力矩,N.m
u----闸瓦对制动盘的摩擦系数,取u=0.3
Rm---制动盘平均摩擦半径,m
n----提升机制动器副数
4)静力矩
M静=(m+mp×H)R
=(2500+3.675×258.5)1.25
=4312kg·m
K=
=
=4.1﹥3满足要求
5)提重物制动减速度计算
a=
=
=3.96m/s2﹤5m/s2
6)调绳力矩
M调=R(mP×Hc+mZ)
=(3.675×258.5+3000)×1.25
=4937kg﹒m
M制/2≥1.2M调满足要求
7)下放重物制动减速度计算
a=
=
=2.4m/s2>1.5m/s2