摩擦可摘挂抱索器乘人装置方案液压.docx

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1、第二代“猴车”液压驱动式智能型矿用摩擦可摘挂抱索器架空乘人装置设计方案*有限公司20年月1设计依据和设计规范1.1巷道的基本情况；1.1.1总长因2b最大坡度25,平均坡度25；其中斜长m,坡度一,斜长m,坡度,上平巷m,下平巷mo驱动部分有效安装宽度m,高度u机身部分有效安装宽度m,高度m0机尾部分有效安装宽度m,高度m01.1.2变坡点共一个1.1.3巷道转弯(只能是同向弯)处数:处,弯道夹角或中心角一、中心半径一米；弯道夹角或中心角、中心半径一米；弯道夹角或中心角一、中心半径_米。1. 1.4运输大件的最大高度为m,最大宽度为n01.2煤矿安全规程2016版1.3中华人民共和国煤炭行业标

2、准(AQ1038-2007)煤矿用架空乘人装置安全检验规范。2设备主要技术参数一序号名称单位参数值序号名称单位参数值1适应最大坡度O2515钢丝绳与驱动轮围抱角O1802最大工作距离m50016钢丝绳防滑系数1.783驱动电机功率Kw4517托轮间距m84运输速度m/s1.218张紧最大配重量Kg4505最大输送效率人/h28819张紧钢丝绳直径mm12.56驱动轮直径mm140020张紧行程m77副驱动轮直径mm21钢丝绳离地高度m8迂回轮直径mm140022钢丝绳安全系数8.699钢丝绳间距m23系统工作电压V380/66010牵引钢丝绳直径mm2224吊椅长度m11最小乘人间距m1525

3、液压站最大输出流量1/min155.4012同时乘坐人数人26液压马达排量m1/r10513钢丝绳最大牵引力N1632827额定工作压力MPa2514钢丝绳最小钢丝破断拉力总和KN3243主要设备选型3.1液压站型号：YZ-FGD,最大输出流量155.401/min3.1.1防爆电动机型号：YB3-225M-4,功率45KW,电压380/660V,转速1480转/分3. 1.2主油泵型号:HPV105,排量105m1r,最大流量155.401min,额定工作压力25MPa3.2液压马达型号：HMF105,排量：105m1r,额定工作压力25MPa3. 3减速机型号：B3VHC-HX,速比63,

4、额定输出扭矩35700Nm,额定功率57Kw3.4 高速端制动器型号BYWZ4B-400/50,制动力矩IOOONm3.5 低速端轮边制动器型号：YQP50-C112,制动力500OON3.6 钢丝绳型号为22NAT6X19S+FC1670,必须是绳芯少油表面无油，右同向捻。以上选型依据详见设计计算说明。4安全技术指标一览表序号项目AQ1038-2007中规定煤矿安全规程中规定本方案实际值1驱动轮和尾轮与钢丝绳直径的倍数6060642驱动轮和尾轮与钢丝绳中最粗钢丝的直径的倍数900无规定9803蹬座中心至巷帮的距离20.7m0.7m4牵引钢丝绳的安全系数26268.695张紧钢丝绳的安全系数2

5、626156高速制动力矩与高速端输入扭矩的倍数1521.525.517轮边制动力与最大牵引力的倍数1.5-21.5-23.18驱动轮轮衬的摩擦系数0.20.250.259钢丝绳最大运行速度1.2ms1.7ms（静态上下时）14o1.23ms（静态上下时）14ms（静态上下时）14。V坡度W18。5设计方案说明5.1 液压驱动部分在恶劣工作环境（多尘、潮湿和要求防爆）条件下，液压传动的可靠性高于机械传动。考虑到煤矿架空乘人装置的工作环境和使用要求，液压驱动装置采用闭式液压传动系统，这种传动系统的结构紧凑，调速方便且能适用于恶劣的环境。用闭式液压传动系统时，其液压油流在液压泵和马达之间循环流动，主

6、油路没有直接和空气接触，因而不会产生吸空以及不容易污染系统。5.1.1 驱动部分的组成该驱动部分主要包括液压站、液压马达总成、驱动轮、机架及联接装置等。5.1.2液压站液压站由隔爆电动机、液压泵、液压控制阀组、油箱、油液冷却系统、温度和油压控制系统、调速系统、液压管路系统、仪表及信号变送系统、油泵变量及制动控制系统等组成。液压站分为单动力和双动力两种，双动力液压站中电机和液压泵均为两台，可以互为备用。双动力液压站比单动力液压站的成本高出很多，因此，如果是间断使用（每天三个班，每班运行34小时），则建议选用单动力液压站，如果是长时间连续使用（每天运行20小时以上），则建议选用双动力液压站。本方案

7、中液压站设计为动力液压站。5.1.3液压驱动的主要优点5.1.3.1液压驱动能实现无级调速和正反转运动，可以在很低的速度（可以任意设定）下正反转，以便检查钢丝绳；5.1.3.2可以实现电机空载起动，从而提高电动机和电气元件的使用寿命；5.1.3.3可以任意设定起动和停车的加、减速特性（可设定启动加速和停车减速的时间），从而提高乘坐的舒适性；5.1.3.4液压驱动系统的单件质量较小，便于在巷道中安装和维护；5.1.3.5在恶劣工作环境（多尘、潮湿和要求防爆）条件下，抗污染能力强；5.1.3.6液压马达可以安装于任何方位；5.1.3.7与同等功能的机械驱动+变频装置相比，对其附近的电气和通讯设备没

8、有影响、性能稳定，使用寿命长，不易出故障，且造价偏低。本液压驱动装置克服了机械驱动+变频调速装置的以下缺陷：一是产生谐波干扰，对附近的电气和通讯设备影响较大；二是性能不是很稳定，内部关键元件容易出故障；三是成本较高；四是电机不能空载启动。5.1.4液压系统性能稳定可靠5.1.4.1液压系统的密封液压站中的油泵和马达均为进口件，其制造材料的材质较国产的好得多，另一方面其热处理采用先进的渗铝技术（此技术我国还没有掌握），使得其内部元件（如滑靴）有很好的性能，经久耐磨，因此油泵和马达不会发生漏油现象，容积效率较高；液压油管为多层钢丝高耐压（35MPa）油管，液压站内多半采用优质不锈钢管,管接头采用独

9、特的24度锥度加密封圈的联接方式，严格杜绝了漏油的现象，经用户使用两年多时间，未发现有漏油现象。5.1.4.2液压系统的散热闭式系统主要通过散热器散热冷却高温油液；冷却方式可以采用水冷，也可以采用风冷方式。油箱温度在55C左右。考虑到井下水资源的局限性且冷却水不便循环利用，因此采用风冷方式。液压马达还可以采用冷油冲洗方式降温，马达温度不超过80。5.1.4.3马达和油泵的使用寿命马达和油泵的寿命取决于马达和油泵的质量、运行参数的设定以及使用当中的维护。（1）我公司使用的马达为原装进口，性能和质量较好，选型时按极端负荷计算，再考虑了一定的富余量；（2）进口马达的工作压力较高，最高可达42MPa,

10、而我公司设计选型时，计算马达的最高工作压力为25MPa,而实际工作压力一般都不高于20MPa;（3）有效的维护。按照使用要求定期更换过滤器和液压油，保证液压系统油液清洁度达到规定要求；因此，在上述情况下，马达和油泵的使用寿命一般可在10年以上。5.1.4.4液压系统的抗污染能力液压系统采用的是闭式回路，主油路与外部不接触，只要更换过滤器和液压油时注意清洁，则液压系统不会被污染，因此本液压系统抗污染能力很强。综上所述，采用液压驱动系统调速具有传统的机械传动+变频调速无法比拟的优点。5.2 驱动部结构形式的设计经计算单轮驱动时，钢丝绳与驱动轮之间的围包角180完全可以满足驱动力的要求，因此本方案采

11、用单轮驱动方式。经计算单轮驱动时，钢丝绳与驱动轮之间的围包角180难以满足驱动力的要求，因此本方案采用双轮驱动方式,钢丝绳与驱动轮的围包角为360。，确保架空乘人装置在大负载时的运行可靠性。经计算单轮驱动收绳时,钢丝绳与驱动轮之间的围包用180完全可以满足驱动力的要求，因此本方案采用单轮驱动方式。180完生可以满足弗Z力的要求，因此本方案采用单轮驱动方式。5.3 驱动轮（和迂回轮）的选取煤矿安全规程（2016版）中第417条：井下提升绞车和凿井提升绞车的滚筒、井下架空乘人装置的主导轮及尾导轮和围抱角大于90的天轮，其直径不得小于钢丝绳直径的60倍，围抱角小于90的天轮，其直径不得小于40倍；据

12、规程主传动轮直径与钢丝绳直径60倍的关系，驱动轮直径应大于或等于1320mm,本方案选用驱动轮直径为1400mm,迂回轮直径为140Ommo驱动轮轮衬为进口材料生产，该轮衬与钢丝绳的摩擦系数为0.25以上，该轮衬摩擦系数大、耐磨性好，耐油、耐水，能提供较大的牵引力，减小系统张紧力，从而减小钢丝绳的张力，提高钢丝绳寿命，使系统运行更加合理。5.4 制动器的设计5.4.1 高速端制动器为电力液压块式制动器，安装在马达和减速机之间，用于制动高速轴5. 4.2低速端轮边制动器低速端制动器，用于制动驱动轮的轮边，用于高速端制动器失效时或其它原因造成驱动轮转速过快时的安全制动。工作原理为弹（碟）簧制动，液

13、压松闸。轮边制动器有电液制动器和液压制动器两种，本方案选用液压制动器。5.5 钢丝绳的选取根据重要用途钢丝绳国家标准GB8918-2006中规定，架空乘人装置（乘人索道）用钢丝绳为右同向捻的线接触型，不得使用交互捻钢丝绳，为了保证钢丝绳与驱动轮之间有较大的静摩擦力，满足驱动力的需要，钢丝绳表面应无油且绳芯少油。根据煤矿安全规程第四百条的规定，架空乘人装置的钢丝绳安全系数不得小于6o由计算可知，牵引钢丝绳的最大张力为37300N,选取牵引钢丝绳为22NAT6X19S+FC1670,其抗拉强度为侬MPa,钢丝绳最小钢丝破断拉力总和为324KN,安全系数为8.69o驱动轮直径为钢丝绳直径的64倍、符

14、合煤矿安全规程和煤矿用架空乘人装置安全检验规范的规定。此钢丝绳为西鲁式结构，物性较好，适合于转弯和变坡点较多的情况下使用。5.6 安全距离的确定煤矿安全规程（2016版）中第383条第二项：蹬座中心至巷道一侧的距离不得小于0.7m,本方案为m,符合安全要求。5.7 托、压绳轮的选用方案配套的托绳轮有三种结构形式：单托轮、托压绳轮、双轮托（压）绳轮，直线段托轮间距为8米，每隔3个单托轮安装一个托压绳轮。双轮托压绳轮组主要用在变坡点和头尾轮出入绳口处，每组双托（压）绳轮有二个轮体，两个托轮为浮动式,可绕中间横轴回转，吊椅平滑过渡各轮受力均匀；单轮托绳轮支撑轴为整体加工；托绳轮与压绳轮配合使用；托压绳轮不但有效避免钢丝绳的跳动、摆动和脱槽，而且解决了吊椅通过时的卡阻和震动问题。托绳轮轮体为铸造件加工而成，每一个托绳轮轮体均为双轴承结构，保证了轮体运行平稳无噪声；轮体与钢丝绳接触部分均镶有非金属高耐磨材料轮衬，轮衬采用螺栓限位固定，更换轮衬只需拆卸螺栓即可，简单方便。该轮衬具有耐磨性能好、使用寿命长的特点，能有效降低钢丝绳的磨损，提高钢丝绳的寿命。双托（或双压）绳轮直径为248mm、直线段托绳轮直径均为248mm,压绳轮直径均