架空乘人裝置設(shè)計(jì)說明

1、RJY37-36°/500煤礦架空乘人裝置設(shè)計(jì)方案貴陽高原礦山機(jī)械有限公司設(shè)計(jì)方案一、設(shè)計(jì)方案及說明1、巷道原始資料1.1斜長約 500 米1.2平均坡度 36 度（a=sin-1 頭尾高差/巷道全長）1.3最大坡度 36 度1.4上平巷長 10 米1.5下平巷長 20 米1.6斷面（頭、尾、中間巷）1.7巷道支護(hù)情況（主、副、出風(fēng)井實(shí)測(cè)圖等）1.8用戶其他要求2、設(shè)計(jì)方案2.1主要參數(shù)的選擇，計(jì)算的結(jié)果：運(yùn)行速度 0.8 m/s單邊（上或下）運(yùn)人效率： 180 人/小時(shí)單邊最大同時(shí)乘人數(shù)： 27 人鋼絲繩最大受力 36 KN（一般為S1）驅(qū)動(dòng)力 16 KN（S1S2）選用鋼絲繩型號(hào)

2、6*1920 右交，無油，麻芯。 鋼絲繩安全系數(shù)：6.9驅(qū)動(dòng)輪襯墊比壓：T1+T2/D·d=278N/cm2計(jì)算驅(qū)動(dòng)功率： 22 KW所選電機(jī)型號(hào)：YB2-225M-630KW驅(qū)動(dòng)輪直徑 1.0 米變速器型號(hào)：B3HV07-632.2我國煤礦安全規(guī)程（2010年版）中對(duì)架空乘人裝置有關(guān)規(guī)定如下：第368條第（二）款要求：“蹬座中心至巷道一側(cè)的距離不得小于0.7米，運(yùn)行速度不得超過1.2米/秒，乘座間距不得小于5米”。第416條第（三）款：“井下架空乘人裝置的主導(dǎo)輪和尾導(dǎo)輪、圍包角大于90oC的天輪”，其直徑不得小于鋼絲繩直徑的60倍。第400條規(guī)定：“架空乘人裝置鋼絲繩懸掛時(shí)的安全系

3、數(shù)的最低值為6”。2.3設(shè)計(jì)說明電機(jī)功率計(jì)算驅(qū)動(dòng)功率為 22 KW，考慮增加運(yùn)量、速度、變坡多等因素選定電機(jī)功率為 30 KW。由計(jì)算可知選用鋼絲繩6*1920 1670右同鋼絲繩，其安全系數(shù)為 6.9 。為加大驅(qū)動(dòng)摩擦系數(shù)，要求繩不涂油，鋼絲涂增摩劑。根據(jù)主動(dòng)輪與鋼絲繩直徑，本方案選用驅(qū)動(dòng)輪直徑為 1.0 米。2.3.4橫梁的安裝方式一、下圖為貫通梁。安裝中有一端掏洞為梁插入壁深的2倍，但該方式牢固可靠，外形整齊，條件允許者為首選方式。二、下圖為有支座安裝方式。一般適用煤巷通過錨桿插入較長的深度，以保證橫梁的穩(wěn)定性。在一定的巷道條件下，如巖巷巷道低矮情況，支座也可采取下圖形式。四、下圖為錨桿

4、支撐梁，要求頂部巖石較好，施工難掌握，但節(jié)省材料，適用巷道低矮。橫梁的安裝方式視巷道圍巷情況、用戶的具體需要具體決定。貴礦選用第 種橫梁。2.4主要部件介紹本方案確定驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)形式為單槽架空驅(qū)動(dòng)裝置。該驅(qū)動(dòng)裝置主要包括防爆主電機(jī)、防爆液力推桿制動(dòng)器、連軸器、硬齒面減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)輪及機(jī)架；主要特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)。減速機(jī)按最新弗蘭德硬齒面減速機(jī)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，齒輪采用高強(qiáng)度低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火而成，齒面硬度達(dá)HRC58-62，齒輪均采用數(shù)控磨齒工藝，精度高，接觸性好，精度達(dá)到6級(jí)；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，體積小，重量輕；傳動(dòng)效率高達(dá)95%（蝸輪蝸桿為70%）；使用壽命長：壽命是蝸輪蝸桿減速機(jī)的2倍以上

5、；驅(qū)動(dòng)輪襯塊為德國技術(shù)生產(chǎn)的K25硬橡膠輪襯，該輪襯摩擦系數(shù)大、耐磨性好。G-2型固定抱索器：采用碟形彈簧產(chǎn)生預(yù)緊力能更加安全可靠的夾緊鋼絲繩，最大使用坡度能達(dá)到45度，在大坡度的條件下大大提高了猴車的安全性。（普通抱索器是靠一個(gè)直徑16的小聚安脂棒的彈性來夾緊鋼絲繩的，但聚安脂棒容易被壓壞或老化，從而經(jīng)常發(fā)生抱索器夾不緊鋼絲繩而打滑出現(xiàn)安全事故）變坡點(diǎn)使用多雙托輪：使用多托繩輪組（雙托輪或四托輪），受力均勻，自動(dòng)調(diào)節(jié)定位，適用于不同的變坡情況。輪襯為聚安脂材料，耐磨彈性好，壽命是橡膠材質(zhì)的1.5倍變坡點(diǎn)還設(shè)有掉繩保護(hù)裝置（即捕繩器），一旦鋼絲繩掉道發(fā)生，捕繩器捕繩后猴車自動(dòng)停車，確保礦工人身

6、安全。托壓輪裝置： 適當(dāng)安裝托壓輪能使鋼絲繩不易掉道。輪襯具有耐壓、耐油、耐磨、阻燃、防靜電等性能。尾輪裝置：一般采取架空安裝，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)。吊椅防過擺裝置：該裝置能有效防止吊椅因左右擺動(dòng)較大時(shí)，托繩輪卡住吊椅而將人向上翻轉(zhuǎn)造成人身傷害事故。張緊收繩裝置：能自由調(diào)節(jié)迂回輪和重錘位置，并根據(jù)索道的負(fù)荷，自動(dòng)調(diào)節(jié)鋼絲繩的拉力，確保猴車有足夠的牽引力，避免索道打滑和飛車的現(xiàn)象發(fā)生，只要1人扳動(dòng)小絞車手輪收繩，即可調(diào)整重錘高度，操作簡(jiǎn)便。緊急停車裝置：在架空乘人裝置運(yùn)行的沿途中，設(shè)置突發(fā)事件的緊急停車裝置，以確保乘人安全。架空乘人裝置電控系統(tǒng)PLC可編程電控箱液晶觸摸屏操作臺(tái)下車語音提示箱架空乘

7、人裝置電控系統(tǒng)功能說明1.本控制系統(tǒng)按照GB3836.1-4-2000及有關(guān)煤礦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。此系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制開關(guān)、制動(dòng)油泵控制開關(guān)以及KXJ1-1.5/127型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電氣控制箱、TH1-0.5/24型礦用本質(zhì)安全型電氣操作臺(tái)、外圍傳感器和信號(hào)開關(guān)等部分組成。主電控箱采用日本三菱/西門子PLC，實(shí)現(xiàn)可編程控制，操作臺(tái)配有液晶觸摸屏，能中文和模擬圖形動(dòng)畫顯示。2、保護(hù)功能1）、機(jī)頭、機(jī)尾越位保護(hù)：當(dāng)人員乘坐吊椅上下井越位進(jìn)入機(jī)頭或機(jī)尾的禁止部位點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)并發(fā)出故障報(bào)警聲，同時(shí)顯示窗口顯示相應(yīng)的故障。2）、全程緊急停車保護(hù)：在架空乘人裝置的中心線每間隔50米裝有緊急停車

8、拉線開關(guān)1個(gè)，并由鋼絲繩連接起來。當(dāng)巷道內(nèi)有緊急情況時(shí)，在沿線的任意一個(gè)地方只在拉動(dòng)該鋼絲繩，架空乘人裝置能自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警，同時(shí)顯示窗將顯示“急停故障”。3）、過速飛車保護(hù)：在系統(tǒng)運(yùn)行中，速度傳感器檢測(cè)到的運(yùn)行速度超過設(shè)定速度的20%時(shí)，架空乘人裝置能自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警聲，同時(shí)顯示窗口顯示相應(yīng)的“過速保護(hù)”。4）、欠速打滑保護(hù)：在系統(tǒng)運(yùn)行中，速度傳感器檢測(cè)到的運(yùn)行速度超過設(shè)定速度的30%時(shí)，架空乘人裝置能自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警聲，同時(shí)顯示窗口顯示相應(yīng)的“欠速保護(hù)”。5）、脫繩保護(hù)：在系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)鋼絲繩脫落時(shí)，觸碰脫繩保護(hù)開關(guān)，架空乘人裝置自動(dòng)停車。6）、配重限位

9、保護(hù)。該保護(hù)開關(guān)是用于防止配重落地而使系統(tǒng)失去張緊力的保護(hù)裝置。7）、變坡點(diǎn)掉繩保護(hù)：當(dāng)鋼絲繩從托繩輪上往下掉落時(shí)，安裝在變坡點(diǎn)的捕繩輪會(huì)自動(dòng)捕繩，架空乘人裝置同時(shí)自動(dòng)停機(jī)。8）、鋼絲繩壽命保護(hù)：鋼絲繩在長期運(yùn)行中出現(xiàn)斷繩現(xiàn)象后，這時(shí)尾輪會(huì)迅速向后滑動(dòng)，并觸動(dòng)斷繩保護(hù)裝置，架空乘人裝置能自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警，同時(shí)窗口顯示斷繩保護(hù)。9）、吊椅防過擺保護(hù)裝置：當(dāng)乘坐人員在乘坐途中未遵守安全守則，導(dǎo)致座椅橫向擺動(dòng)過大，吊椅防過擺保護(hù)裝置能減小吊椅擺動(dòng),能防止吊椅過托輪時(shí)被托輪掛住。以上任一安全保護(hù)項(xiàng)目發(fā)生時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)信號(hào)，架空乘人裝置立即停車，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，顯示屏上顯示安全保護(hù)項(xiàng)

10、目。只有消除故障后，系統(tǒng)才會(huì)解除閉鎖和重新啟動(dòng)運(yùn)行。3、自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式控制架空乘人裝置具有三種機(jī)能運(yùn)行模式：即連續(xù)運(yùn)行、間斷運(yùn)行、自動(dòng)停止運(yùn)行。1）、連續(xù)運(yùn)行：當(dāng)上下班人員高峰時(shí)段，啟動(dòng)連續(xù)運(yùn)行模式，24小時(shí)不間斷的運(yùn)行。2）、間斷運(yùn)行：當(dāng)有零散人員上下井時(shí)，啟動(dòng)間斷運(yùn)行模式。只要有人在機(jī)頭或機(jī)尾上車點(diǎn)乘坐猴車，控制系統(tǒng)感應(yīng)后自動(dòng)開車，等最后上車的人下車后延時(shí)自動(dòng)停車。實(shí)現(xiàn)無人職守功能。3）、停止運(yùn)行：當(dāng)沒有人員上下時(shí)，架空乘人裝置處于停止運(yùn)行狀態(tài)。4、選配功能1）、聲光信號(hào)器：機(jī)頭、機(jī)尾及沿線安裝聲光信號(hào)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)講通訊和打點(diǎn)等。2）、語音提示箱：上下車點(diǎn)安裝語音提示（“前方到站，準(zhǔn)

11、備下車”）裝置。3）、雙速運(yùn)行：即沒有人乘座時(shí)，架空乘人裝置慢速運(yùn)行，一旦有人乘座時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)提速到設(shè)計(jì)速度運(yùn)行。這樣既減少因頻繁啟動(dòng)對(duì)電機(jī)和減速機(jī)的沖擊，又便于慢速時(shí)檢查鋼絲繩及其他部件。4）、MP3音樂播放系統(tǒng)：沿線布置MP3音樂播放音箱，實(shí)現(xiàn)沿線背景音樂、安全宣傳語等內(nèi)容播放。5）、提供遠(yuǎn)程監(jiān)控接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。6）、軟啟動(dòng)器：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)慢速啟動(dòng)，降低對(duì)減速機(jī)的沖擊，延長鋼絲繩的壽命，乘坐更安全。7）、變頻調(diào)速：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)，提高運(yùn)行效率，節(jié)約能源。2.5計(jì)算說明書 架空乘人裝置設(shè)計(jì)算說明書一已知參數(shù)1斜長(m)=500 S12坡度(°)=36 二主要參數(shù)的確

12、定1預(yù)選電動(dòng)機(jī) YB2-225M-6，30KW，Ne=980轉(zhuǎn)/分2預(yù)選驅(qū)動(dòng)輪直徑(m)1.00 3預(yù)選減速機(jī)（減速比）63.0 鋼絲繩運(yùn)行速度（m/s）V= V=K×（D/60）×Ne/i0.80 鋼絲繩運(yùn)行時(shí)蠕動(dòng)系數(shù)K=0.984預(yù)選鋼絲繩(重量)1.47 6×19-20，q0=1.47kg/m5設(shè)定乘座間距（m）L1=16 運(yùn)輸效率(人/小時(shí))= Qr=3600×V/L1180 6托輪間距（m）L2=9 7驅(qū)動(dòng)輪繩槽與牽引鋼絲繩間的摩擦系數(shù)0.25 8牽引繩在驅(qū)動(dòng)輪上的圍包角180 三牽引鋼絲繩張力的計(jì)算1最小點(diǎn)張力的計(jì)算Smin=C×q

13、0×gSmin最小張力點(diǎn)的張力，NC鋼繩的撓度系數(shù)900 q0預(yù)選牽引鋼繩的每米質(zhì)量1.47 g重力加速度9.8 Smin=12965 N2各點(diǎn)張力的計(jì)算 當(dāng)下放側(cè)無人乘坐而上升側(cè)滿員時(shí)（動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)）：線路運(yùn)行阻力：W4-1=q+(Q1+Q2)/L1×(cos+sin）Lg22847 NW2-3=q+W2/L1×(cos-sin）Lg-6743 N 各點(diǎn)張力：S3=Smin=12965 NS4=1.01S3=13095 NS1=S4+W4-1=35942 NS2=S3-W2-3=19708 N驅(qū)動(dòng)力=S1-S2=16233 N式中：q每米鋼絲繩質(zhì)量Q1每人人體重

14、量加帶物重，取Q2=85kgQ2每把吊椅重量，取Q2=15kg牽引鋼絲繩運(yùn)行阻力系數(shù)，動(dòng)力運(yùn)動(dòng)時(shí)， 取=0.02；制動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，取=0.02。L井筒斜長 當(dāng)下放側(cè)滿員而上升側(cè)無人乘坐時(shí)（動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)）：線路運(yùn)行阻力：W4-1=q+Q2/L1×(cos+sin）Lg7125 NW2-3=q+（Q1+Q2）/L1×(cos-sin）Lg-21623 N 各點(diǎn)張力：S3=Smin=12965 NS4=1.01S3=13095 NS1=S4+W4-1=20220 NS2=S3-W2-3=34588 N四驅(qū)動(dòng)輪防滑校驗(yàn) 當(dāng)下放側(cè)無人乘座而上升側(cè)滿員乘座時(shí)，處于動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)：且S1-S2

15、0，S1/S2=1.82 e（2.4），符合要求。且S1-S20，S2/S1=1.71 e（2.4），符合要求。 式中：鋼絲繩與驅(qū)動(dòng)輪襯墊摩擦系數(shù)取0.25 鋼絲繩在驅(qū)動(dòng)輪上的圍包角。五電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算1動(dòng)行運(yùn)行時(shí)，Ne=K（S1-S2）v/100021.60 kw式中：K為電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)，一般取1.50 傳動(dòng)功率，取0.90 2制動(dòng)運(yùn)行時(shí)：Ne=K（S1-S2）v/100019.11 kw選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YB2-225M-6,功率=30kw六牽引鋼絲繩計(jì)算21.5-282/23.5-336m=Sk/Smax式中：Sk鋼絲繩破斷拉力總和20 鋼絲繩其最小破斷拉力=220400NSmax最大

16、張力點(diǎn)張力m鋼絲繩的安全系數(shù)，m=6.87 >6，符合要求。七拉緊力的確定Si=S3+S4=26060 N拉緊力為26060.45 N八拉緊行程確定Li=0.005L*2=5 m考慮富裕系數(shù)，最終確定L=7m。九驅(qū)動(dòng)輪襯墊比壓T1+T2/Dd=278 N/cm2十減速機(jī)的效核1設(shè)備運(yùn)行輸出扭矩：T=(S1-S2)*D/2N/m8117 N/m設(shè)計(jì)選定減速機(jī)為B3HV07-63：額定輸出扭矩為： 20000 >T,滿足要求2設(shè)備運(yùn)行輸出功率：P=T*n/(9.55*i*0.98)1000 kw13 kw減速機(jī)額定功率為： 33 >2P,滿足要求十一制動(dòng)器的選型：制動(dòng)器的最大制動(dòng)力應(yīng)不小于額定制動(dòng)力的1.5倍1根據(jù)電機(jī)功率計(jì)算制動(dòng)扭矩為：T=9550*(Pw/n) N.m292 N.m1