凯马公司主井提升系统更新改造方案可行性研究 一、主井提升系统现状及改造理由 凯马公司现使用的主井提升系统为1954年安装，系2БМ2000/1020A型缠绕式提升机，电动机为绕线式仿AM6128－8电动机，功率为155kW，提升机速度V=3.7m/s。提升机电控为老式的逻辑控制方式，型号为KKX，为比较落后的电控系统，控制线路已经老化，故障率比较高，且金属电阻发热耗能较大。制动方式为块式弹簧闸制动。提升容器为4t斜井箕斗。运输方式为斜井轨道运输，轨距为1300mm，轨道长度为417m，在近两年的轨道运行中出现过几次断道现象，安全运行可靠度降低。钢丝绳使用周期短，磨损量较大，一般情况是8个月更换一次钢丝绳，更换钢丝绳比较频繁，维护量比较大，每天需要工作人员观察检查检测钢丝绳。现2БМ2000/1020A型提升机已经被列入国家淘汰设备，被限制使用。根据以上情况我公司决定对主井提升系统进行改造。 二、拟定的改造方案 1、原系统需做的工作及效果分析 根据主井提升系统运行情况和当前提倡节能、高效、安全可靠的要求，改造原系统需要做很多工作。 更换主井提升机卷筒，拆除原系统的所有机构，重新安装新型提升机，重新打基础进行预制，需要垫铁、基础螺栓二次灌浆。 主电动机选用变频电动机，功率155KW。电控选用交流变频调速系统，甩掉原提升系统转子回路串金属电阻部分，可以节能20%左右。 原设备进行更新改造时还要从以下几个方面考虑： （1）从设备生产性来说，改造后的设备与原设备没有太大差别，不能实现连续运输，生产能力没有提高，所以从生产效率来考虑，生产效率没有提高，生产性较差。 （2）从设备可靠性来说，现在的现代化技术可以达到设备可靠运行，但斜井运输存在易断绳、箕斗下滑等事故，事故率较高。 （3）从设备维修性来说，改造后的设备比原来设备检修时减少了电气方面的维修强度和难度，但从机械设备方面考虑和原来提升系统没有多大区别，设备的拆卸、安装难度较大，维修强度较大，维修时间较多，每天必须进行检查检修，每年必须进行大型的检修任务，钢丝绳更换率高，维修费用较高，显然维修性较差。 （4）从安全性来说，斜井提升机运输井架维护需要蹬高，井架高度为18米，维护工作人员需要蹬上井架进行天轮维修，属于高空作业，安全性较低，且斜井提升机运输事故率较高，所以安全性方面较差。 （5）从耐用性来说，提升设备使用寿命较长，但从整个系统来说，就出现了较多问题，钢丝绳使用寿命短，每年必须进行零部件的检修和更换，比如提升机主轴必须每年进行探伤，天轮轴必须探伤，每4年必须起大轴进行检查检修，费用和强度都很高，从整个系统来考虑耐用性不高。 综合考虑，改造后的提升系统不能消除以上几个方面的弊端，需要从新考虑改造方案，决定不选用提升机提升系统运输。 2、改造为DX型主皮带提升的研究 （1）设计参数及计算 凯马公司主井基础数据，斜井倾角为30度，斜长416m。运输物料为原煤，松散度为1.2t/m3。输送距离为412m，上运高度为212m，倾角为30度。 运输量计算Q=94.6816*330500000t/h 根据运输机械设计选用手册选择：94.68/0.76=124.6t/h 所以选用运输量为150t/h。 参数及计算 A、选择带宽为800mm。 B、带速选择为0.5～2.0m/s。 C、输送能力计算 Q=CρQ0 =0.68*1.2*388 =316.6t/h 式中：Q-输送量，t/h C-倾角系数，取0.68 ρ物料松散密度，1.2t/m3。 Q0-水平输送能力，m3/h。 D、其他参数 （a）每米钢绳芯输送带质量q0取20.2kg/m2(输送带强度为1250N/mm,带宽为800mm)。 （b）每米输送机上物料质量q的计算 q=vQ6.3=150*1.2/（3.6*2.0）=25kg/m 式中：q-每米输送机上物料质量，kg/m； Q-输送量，t/h； v-带速，m/s。 （c）每米输送机上托辊转动部分质量q1及下托辊转动部分质量q11，采用冲压座。 q1=11.7kg/m q11=4.0kg/m （d）运行阻力系数ω，ω值与托辊形式有关。侧辊前倾角为3～5度。选用双侧前倾角，运行阻力系数ω为0.030（灰尘较多，输送摩擦较大的物料）。 （f）上分支允许挠度下的输送带力S1，按公式S1=flqq8)20（g 计算S1=（25+20.2）*1.2*1.2*9.8/（8*0.） =3322N 式中：S1-上托辊间输送带力，N； q、 q0-物料和输送带每米质量，kg/m； l-上托辊间距，1.2m； f-挠度，推荐f=0.02l=0.02*1.2=0.。 （g）下分支允许挠度下的输送带力S1，查表为14kN。 （h）校核倾斜输送机最小力Sk，查表（运输机械设计手册表6-14）得：8.0kN。注：倾斜输送机最小力不得小于该值。 （j）传动滚筒选择：1000mm滚筒面纹为菱形的滚筒。 （k）带强Gx选择为1250N/mm。 （2）选型设计计算 根据主井情况选择上运输送机计算方式 （a）运行时的总阻力与总圆周力的计算 运行时的总阻力：F=F1+F2+F3+F1 式中：F-运行时的总阻力，N； F1-上分支运行阻力，N。 计算F1=（q+q0+q1）ωLgcosβ =（25+20.2+11.7）*0.03*412*9.8*COS300 =5969N 式中：q-每米物料质量，kg/m; q0-每米输送带质量，kg/m； q1-每米输送机上托辊转动部分质量，kg/m； ω-运行阻力系数，0.03； L-输送机长度，m; β-输送机倾角，300。 F2-下分支运行阻力，N 计算F2=（q0+q11）ωLgcosβ =（20.2+4.0）*0.03*412*9.8* COS300 =2539N 式中：q11-下托辊转动部分质量，kg/m； 计算F3=qLsinβg=qHg=25*212*9.8=51940N 式中：H-输送机提升高度，即物料输送高度，m。 F1-附加阻力，N； .计算出输送机正常运行时传动滚筒的总圆周力FU FU=F= F1+F2+F3+F1 简化计算时，F1暂时不考虑， 则FU= F1+F2+F3 =5969+2539+51940 =60448N .正常运行时传动滚筒的轴功率P0 P0= FU*v/1000 =60448*2/1000 =121kW 式中：P0-传动滚筒轴功率，kW; v-带速，m/s，v=2.0m/s. （b）力计算 选用单传动滚筒，围包角φ=210度，单传动滚筒计算简图。此时，在传动滚筒趋入点的力S1最大，传动滚筒奔离点的力S2最小，在下分支中最小力为S3，在上分支中最小力为S4。 按式FU= F1+F2+F3和式Fm= S1-S2则有：FU= F1+F2+F3= S1-S2 先确定S2，化简得 S1= S2+ FU S3= S4= S2+ F2- q0Hg或S4= S1- F1- F3- q0Hg S1= FU*1.3=60448*1.3=78582N=79 kN S2= S1- FU=79-60=19kN S3= S4=19+2.5-20.2*212*9.8/1000 =21.5-42 =-20.5kN 上述算式应满足以下条件： a.应满足不打滑条件，即S1/ S2=4.25<4.33满足要求； b. S3=20.5kN大于下分支最小力14kN,满足要求。 c. S4=20.5kN大于上分支最小力3.9kN，满足要求。 d.最大力S1=79kN小于于表中所列带强为1250N/mm的所列100kN值，满足要求。 （c）电动机功率计算 a.计算公式 PM=K1*K2*P0 式中：PM-电动机功率，kW; K1-电动机功率系数； K2-电动机起动方式系数，一般情况选取K2=1； P0-传动滚筒轴功率，kW。 b.电动机功率系数的选取 采用绕线型电动机时，其值如下： 一般情况，单机驱动时取K1=1.2～1.3。选取1.3。 采用防爆鼠笼型电动机配安全型液力偶合器时其值如下： 一般情况，单机驱动时取K1=1.2. 计算PM=1.2*1*121=145kW (d)钢绳芯胶带强度计算 m=BGX/ S1=0.8*(1250*1000)/79000=12.65 式中：B-胶带宽度，0.8m； GX-胶带破断强度，1000000N/m; S1-胶带最大力，79000N； m-安全系数 （3）附加阻力及附加功率计算 a.清扫器阻力及其附加功率

每组弹簧清扫器：F11=（700～1000）B=560～800N 每组空段清扫器：F11=200B=160N 式中：F11-附加阻力，N； B-带宽，m。 附加功率：P4=∑F11v/1000=(560～800)*2/1000 =(1120～1600)/1000 =1.12～1.6kW 取值为2kW。 式中：P4-清扫器附加功率，kW； ∑F11-附加阻力和，N；