摩擦式提升机使用0．25的摩擦衬垫的探讨.pdf

2 0 0 7 年 第3 期 山童 蠛蔗 舛艘 5 7 摩擦式提升机使用 0 ． 2 5的摩擦衬垫的探讨 孙长岭 济南煤炭设计研究院， 山东 济南2 5 0 0 3 1 关键词 摩擦式提升机摩擦衬垫计算校验 摩擦式提升机在我国立井开拓的煤矿中被广泛应用， 其 中摩擦衬垫的摩擦系数， 是影响防滑安全和经济运行的灵敏 因素。近年研究开发的衬垫材料的摩擦系数已经达到 0 ． 2 5 以上。2 0 0 3 年以前是按照 0 ． 2 3的摩擦系数设计的提升系 统。如果改用 0 ． 2 5的摩擦衬垫并对提升系统重新设计， 可 提高现有提升设备的安全可靠性。 1 设备情况 某矿主井装备一对 1 2 t 多绳箕斗 ， 提升机为 J K MD一3 。 5 x 4 Ⅲ落地摩擦式提升机， 最大静 张力 5 7 0 k N ， 最大静张力差 1 8 0 k N， 最大提升速度 8 、 6 1 m ／ s 。配主 电机 Z K T D型， 1 4 0 0 k W 4 7 r ／ ra i n 低速直联直流电机。主钢丝绳 4根， c I 3 6 ． 5 m m， 钢丝 破断拉力总 和 9 6 7 ． 3 k N ． 单重 5 ． 6 3 4 k g t m， 最粗钢丝 2 ． 2 mm 。 扁尾绳 2根， 单重 1 1 ． 1 7 k g ／ m。井口标高 ．4 o 、 5 m， 卸载标高 5 7 ． 5 m， 井下装载点标高一3 6 0 ． 0 m。 提升机摩擦衬垫的摩擦系数 0 ． 2 3 ， 为了满足 煤矿安 全规程 的防滑要求 ， 即立井提升各种载荷时保险闸所产生 的制动减速度， 上提时≤5 l l l ， ； 下放时≥1 ． 5 H l ， 的要求。箕 斗自重 1 6 ． 5 t ， 为了满足防滑要求增加配重 6 、 5 t ， 箕斗总重达 2 3 t 。钢丝绳的安全系数 8 ． 6 8 。 提升系统 的最大 运行 速度 8 ． 6 1 m ／ s ， 年 工作 制 3 5 0 d ， l 8 h ／ d ， 年生产能力 3 1 2 ． 9 万 t 。 2 技术经验 2 ． 1 提高生产能力 为了提高主井的生产能力， 使用 K 2 5 S C摩擦衬垫， 摩擦 系数 0 ． 2 5 。重新设计的新箕斗与旧箕斗横断面一样 ， 可 以不用改造井筒箕斗罐道 ， 新箕斗本体比旧箕斗加长 1 ． 2 m， 有效载重 1 4 t ， 箕斗自重 2 1 t ， 最大限度的减少箕斗配重。 新箕斗的绳端载荷 3 5 t 与旧箕斗相同， 钢丝绳规格也没 有改动， 因此井架的安全系数没变。 2 ． 1 ． 1 提升机校验 钢丝绳的实际最大静张力 4 4 9 ． 7 k N ， 小于提升机允许的 最大静张力 5 7 0 k N 。 钢丝绳的实际最大静张力差 1 3 7 ． 2 k N， 小于提升机允许 的最大静张力差 1 8 0 1 0 ／ 。 钢丝绳直径 9 倍等于3 ． 2 8 5 m， 小于 3 ． 5 m。 钢丝绳最粗钢丝直径 1 2 0 0 倍等于 2 ． 6 4 m， 小于 3 ． 5 m 。 提升机允许衬垫比压 M P a 2 ． 0 1 ． 5 1 实际值 2 ． 1 ． 2 提升系统 下绳弦长 4 4 ． 6 9 m 上绳弦长 5 0 ． 7 8 r a 下绳仰角 阡 6 2 ． 4 4 0 上绳仰角 5 9 ． 7 9 o 围包角 a 3 ． 1 8 6 a r e 2 ． 2 1 8 2 、 1 ． 3 运动学计算 提升采用六阶段速度图， 最大运行速度 8 ． 6 1 m ／ s ， 主加速 度 0 ． 7 0 m／ ， 主减速度1 ． 0 Ⅱ l ， s 2 ， 箕斗提煤休止时间 1 4 s 。 一 次提升循环时间 8 1 ． 1 s 运动学的计算结果见图 l a 。 彻 t 【 S 图 1 主井提升速度图及力图 2 ． 1 ． 4 提升动力学计算 提升系统的总变位质量∑M1 1 9 4 7 ． 2 k s ／ m， 动力学计算按首尾绳平衡系统计算。 电动机等效时间 T d 8 1 ． 1 s 电动机等效力 r d 1 5 1 ． 6 k N 电动机额定力 F o 1 8 2 ． 1 k N 电动机等效容量 P d 1 4 6 5 k W1 6 0 0 k W 选用 1 6 0 0 k W， 4 7 r ／ ra i n 低速直联直流电机。 动力学的计算结果见图 1 b 。 2 ． 1 ． 5 钢丝绳防滑安全校验 1 提升钢丝绳滑动极限减速度计算 ①重载上提滑动极限减速度 。 Q HQ E ． 5 4 m 1 Q 一 Q l Q ， Q E 一 ②重载下放滑动极限减速度 维普资讯 58 童瞧j i ； 舛救 n v- g1 ． 8 1 c “ 一 Q ，Q D Q Q HQ Ev ③空载上提滑动极限减速度 n 1 箭 一- - g 3 15 m ／d na／ 。 1 一 ④空载下放滑动极限减速度 n 等 g 3 ． 17 “ 一 Q ， Q D Q 十 Q ，， ￡ “ 式中 一一侧平衡质量； p 一不平衡质量； 一 提升高度段主尾绳质量差； 、 一 上、 下天轮变位质量； a 一 围包 角。 2 提升钢丝绳安全制动减速度计算 保险闸的变位制动力取 F3 1 3 ， 6 L N ， K2 ， 2 93 采用 二级恒力矩制 动。 ①重载上提安全制动速度 ； 氐3 ， 8 6 m ／ ②重载下放安全制动减速度 a x 1 ， 5 1 r r d s 2 ③空载上提安全制动速度； a b3 ， 0 3 m ／ s 2 ④空载下放安全制动减速腰 ； a k l 3 ． 0 5 m ／ 故重载上提安全制动减速度 3 ． 8 6 I l1 ， s 2重载上提滑动 极限减速度 4 ． 5 4 m ／ s 2 ， ‘ I l 1 ， s 2 ； 重载下放安全制动减速度 1 ． 5 1 I I l ， s 2 1 ． 5 r n ， ； 空 载上提安全制动减 速度 3 ． o 3 I l 1 ， s 2空载 上提 滑动极 限减 速 度 3 ． 1 5 m ／ s 2 ， 5 m i d； 空载下放安全制动减速度3 ． 0 5 m ／ 1 ， 5 I l 1 ， s 2 。故钢丝绳 防滑 要求可以保证。 2 ． 1 ． 6电机过载 能力校验 工作最大出力 f 2 3 9 ， 7 k N 电动机的额定过载倍数 2 ， 一 ⋯1 6 5 2 所选电机合格0 8 F 一 ． e一0． 8 1 82． 1一 ＼ ‘ 屯 口 ’ 2 0 0 7年第 3期 1 6 0 0 k W主电机的制造要求电机厂家尽嚣按旧电机的基 础尺寸制造 ， 以减少安装 【作篮。提升机踉倘的摩擦衬垫换 成 0 ， 2 5的摩擦衬垫， 年生产能力达 3 5 6 ． 1 万 t ， 比改造前提高 4 3 ， 2万 t 。 2 ． 2 提高安全可靠性 提高主井提升机的安全可靠悔 ． 其箕斗防滑配耍 可 减少 4 t ， 箕斗总重 1 9 t 。 根据 煤炭安全规程 算出提升钢丝绳的最小安全系数 6 ． 9 7 其实际安全系数由原来的 8 ， 6 8 提高到 9 ， 5 1 。 根据提升系数的配置情况算出 0 ． 2 5时， 提升钢丝绳 重载上提安全制动减速度 4 4 1 n , ／ d ； 蘑载下放安全制动减 速度 1 ． 9 o d ； 空载上提安 制动减速度 3 ． 1 2 m ／ d ； 空载 下放安全制动减速度 3 ． 1 4 m ／ s 。 保险闸采用两级恒力矩制动， 其变位制动力取 2 9 4 k N 。 算出提升钢丝绳重载上提安全制动减速度 3 ， 7 6 i n ／ s 2 4 ． 4 1 I n ／ s 2 ； 重载下放安 全制动减 速度 l _ 6 2 m ／ d 1 ， 9 0 m ／ d ； 空载上提滑动极极限减速度 3 ． 0 0 n 1 ， 3 1 2 i , u d ； 空载 下放安全制动减速度 3 ． 0 2 I l 1 ， s 2 3 ， 1 4 n J， 。满足钢丝绳 防滑要求 ， 在各种提升状态下， 保险闸产生的制动减速度的 计算值 ， 不能超过滑动极限， 且上提重载时 5 H L， s 2 ， 下放重载 时 1 ． 5 m／ s 2 。 3 结论 箕斗、 ； a动机、 滚筒的摩擦衬垫， 运行一年效果非常好。 提高摩擦衬垫的摩擦系数可以减少箕斗配重 ， 提高箕斗的有 效载荷 ， 提高生产能力、 安全可靠性和节省能源。 作者简介孙长岭男， 1 9 8 0年参加工作， 现在济南煤炭设 计研究院从事煤矿提升、 通风 、 排水、 压风设计。 上接 第 5 6页 为 2 4 0 0 m ／ d 。 3 设计 内容探讨 3 ． 1 井下消 防洒水设计 1 井下消火栓总 流量。 煤 炭工业矿 井设计规范 G B 5 0 2 1 5 2 0 0 5 第 1 3 ， 6 ． 9条第 1 款要求“ 井下消火栓用水 量应为 5 ～l O Us ， 其消火栓用水量大小应根据矿井生产能力 与井下火灾危险程度确定。 ” 煤矿井下消防、 洒水设计规范 G B 5 0 3 8 3 2 o o 6 第 3 ． 1 2 条第 2款要求“ 一个矿井井下消火 栓总流量应按 7 ． 5 Us 计算” ， 且该条条文为强制性条文。这 两部规范的要求存在不同之处， 因此设计人员在确定矿井井 下消火栓总流量时应留有安全余地 ， 以保证同时满足这两部 规范 的要求。 2 井下消防洒脉管道管材。 煤炭工业矿井设计规范 未对井下消防洒水管道管材作具体规定。 煤矿井下消防 洒水设计规范 笫 8 ． 1 ． 1条推荐 下消防洒水管道使埔钢 管， 第 8 ． 1 ． 2条给出了钢管壁厚的计算 公式。但随着近年来 各种矿用新型管材投入使刷 探讨萁他管柑作为井下消防洒 水管道管材的可能性 ， 也是符合设计发展力向的。 3 井下自动喷水灭火装簧。 煤炭工业矿井设计规范 第 1 3 ． 6 。 5条第 2 款要求在带式输送机巷道易发火点处设置 由烟感或温感控制的自动喷水灭火装簧 ， 第 1 3 ， 6 9条第 2款 也对自动喷水灭火装置的设计参数做出了规定。从中可知， 井下自动喷水灭火装置与地面建筑所设置的 自动喷水灭火 装置有较大不同。井下 自动喷水灭火装置的烟感或温感控 制设备的选型是设计及施工时的难点， 设计人员有必要收集 有关设备的详细资料， 以丰富设计方法。 3 ． 2 地 面消 防设计 1 室内外 消防流量。 煤炭工业给水排水设计规范 M T ／ T 5 0 1 4 9 6 第 2 ． 3 ， 4条规定， 锅炉房、 主厂房等火灾危险 住较小的工业建筑可不发室内消防绐水 ， 而这些建筑通常体 积较大， 根据 建筑设计防火规范 G B 5 0 0 1 6 ～2 o o 6 ， 其室外 消舫流量较大。因此， 设计人员在设计相关建筑消防给排水 工程时， 即使建筑内不没消防给水， 也不应忽略其室外消防 设 计的要求 。 2 消防水幕。 煤炭工业给水排水设计规范 r I T I S O 1 4 维普资讯