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1、 活动抱索器架空乘人装置（液压驱动）技术方案湘潭市恒欣实业有限公司2013年4月1设计单位：湘潭市恒欣实业有限公司 兵工技术和质量的保证 诚心诚意 恒守诚信项目名称：HXFA130206架空乘人装置项目1、设计依据和设计规范 1.1、巷道的基本情况；1.1.1 总长350m，最大16，平均坡度14,有效安装宽度1.7m，高3.0m。 1.1.2 变坡点共2个1.1.3 巷道有一处转弯，弯道夹角160、中心半径3米；。1.2、煤矿安全规程2007版；1.3、中华人民共和国煤炭行业标准（AQ1038-2007）煤矿用架空乘人装置 安全检验规范。1.4、企业标准Q/DNGF001-2010；2 设备
2、运行环境及使用条件2.1 乘人装置工作时周围空气中的甲烷、煤尘和硫化氢、二氧化碳等不得超过煤矿安全规程中所规定的安全含量；2.2 环境温度不超过40，相对湿度不超过90%；2.3 煤矿巷道工作坡度不超过16；2.4 无强烈振动和冲击以及巷道容易变形的地方；2.5 无破坏绝缘的腐蚀气体和导电尘埃的环境中；2.6 无滴水的地方；3、设备主要技术参数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1615驱动防滑安全系数1.642最大工作距离m35016托轮间距m83驱动电机功率Kw4517张紧最大配重量Kg4004运输速度（单泵）m/s0-1.218张紧钢丝绳直径mm12.55最大输送效率人/h
3、43219张紧行程m76驱动轮直径m1.220钢丝绳安全系数10.37迂回轮直径m1.221钢丝绳离地面距离m2.08钢丝绳间距m0.622系统工作电压V380/6609牵引钢丝绳直径mm2023液压站最大输出流量L/min18510最小乘人间距m1024液压马达排量mL/r8011同时乘坐人数人3525额定工作压力MPa2512钢丝绳最大牵引力KN10.226吊椅长度m1.713钢丝绳钢丝破断拉力总和KN27014钢丝绳与驱动轮围抱角1874、主要设备选型4.1 液压站型号：YZ45-FGD，最大输出流量185 L/min4.1.1 防爆电动机型号：YBK2-225M-4，功率 45KW，电
4、压 380/660 V，转速 1480转/分 4.1.2 主油泵型号：HPV105-02R ，排量 105 mL/r，最大流量185 L/min，额定工作压力 25MPa 4.2 液压马达型号：A4VG125 ，排量：125 mL/r，额定工作压力 25 MPa4.3 减速机型号：311-81.1，速比81.1，额定输出扭矩40000 Nm减速机高速端制动器制动力矩630 Nm4.4 低速端轮边制动器型号：YQP50-112/335T，制动力50KN4.5 钢丝绳型号为 20NAT636WS+FC1670ZZ,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。5 安全技术指标一览
5、表：序号AQ1038-2007中规定 MT/T873-2000 中规定煤矿安全规程 中规定GB21008-2007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60无规定6045/28602驱动轮与钢丝绳外层钢丝直径的倍数900无规定 无规定无规定10353蹬座中心至巷帮的距离0.7m无规定0.7m0.7m0.84牵引钢丝绳的安全系数666610.35张紧钢丝绳的安全系数6无规定66236高速制动力矩与高速端输入扭矩的倍数1.521.521.521.528.37轮边制动力与最大牵引力的倍数1.52无规定1.521.524.98驱动轮轮衬的摩擦系数0.2无规定0.250.250.259钢丝绳
6、最大运行速度1.2m/s无规定1.2m/s2.5m/s0-1.2m/s3m/s(静态上下时)1.6m/s（坡度16）10钢丝绳的插接长度不应小于钢丝绳直径的倍数100010001000100012006、设计方案说明：6.1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。6.1.1 驱动部分的组成,该驱动
7、部分主要包括液压站、液压马达总成、驱动轮、机架及联接装置等图1 架空单驱动6.1.2 液压站（图2）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。本方案中液压站设计为单动力液压站。 图2 单动力液压站6.1.3 液压驱动的主要优点6.1.3.1 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；6.1.3.2 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
8、命；6.1.3.3 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；6.1.3.4 液压驱动系统的单件质量较小，便于在巷道中安装和维护；6.1.3.5 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； 6.1.3.6 液压马达可以安装于任何方位；6.1.3.7 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
9、是电机不能空载启动。6.1.4 液压系统性能稳定可靠6.1.4.1 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钼技术（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。6.1.4.2 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
10、温度在55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806.1.4.3 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。6.1.4.3.1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；6.1.4.3.2进口马达的工作压力较高，最高可达42MPa，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；6.1.4.3.3 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
11、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。6.1.4.4 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。 6.2 驱动部结构形式的设计（见图1）经计算单轮驱动时，钢丝绳与驱动轮之间的围包角187可以满足驱动力的要求，因此本方案采用单轮架空驱动方式。6.3 驱动轮(和迂回轮)的选取煤矿安全规程（2007版）中第416条第三项：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
12、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1200 mm，本方案选用驱动轮直径为1200mm，迂回轮直径为1200mm。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。6.4 制动器的设计6.4.1 高速端制动器为与高速马达匹配的减速机内所带的高速端制动器，该制动器制动可靠，其开启压力油由驱动液压站提供，开启压力一般为2
13、5MPa。6.4.2 低速端轮边制动器为低速端制动器，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 液压轮边制动器。6.5 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6。由计算可知，牵引钢丝绳的最大张力为26267 N,选取牵引钢丝绳为20NAT636WS+FC1670ZZ，其抗拉强度为 1670MPa,钢丝绳钢丝破断拉力总和为270KN，安全系数为10.3。驱动轮直径为钢丝绳直径的60倍、为外层钢丝直径的1035倍，符合煤矿安全规 程和煤矿用架空乘人装置 安全检验规范的规定。此钢丝绳为西瓦式结构，轫性较好，适合于变坡点较多的情况下使用。6.6 安全距离的确定 煤矿安全规程（2007版）中
