主井提升系统更新改造方案可行性研1
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=C ρQ 0 =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/m 3。 Q 0-水平输送能力，m 3/h 。
D 、其他参数
（a ）每米钢绳芯输送带质量q 0取20.2kg/m 2(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=
v
Q
6.3=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q 1及下托辊转动部分质量q 11，采用冲压座。
q 1=11.7kg/m q 11=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S 1，按公式
S 1
=f
l q q 8)20 （g
计算S 1=（25+20.2）*1.2*1.2*9.8/（8*0.）
=3322N
式中：S 1-上托辊间输送带力，N ； q 、 q 0-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S 1，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=F
1+F
2
+F
3
+F1
式中：F-运行时的总阻力，N；F
1
-上分支运行阻力，N。
计算F
1=（q+q
+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;
q
-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。
F
2
-下分支运行阻力，N
计算F
2=（q
+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F
3
=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F
U
F
U =F= F
1
+F
2
+F
3
+F1
简化计算时，F1暂时不考虑，
则F
U = F
1
+F
2
+F
3
=5969+2539+51940
=60448N
.正常运行时传动滚筒的轴功率P
P
0= F
U
*v/1000
=60448*2/1000
=121kW
式中：P
-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S
1最大，传动滚筒奔离点的力S
2
最小，
在下分支中最小力为S
3，在上分支中最小力为S
4
。
按式F
U = F
1
+F
2
+F
3
和式F m= S
1
-S
2
则有：F
U
= F
1
+F
2
+F
3
= S
1
-S
2
先确定S
2
，化简得