架空乘人装置(猴车)设计方案

架空乘人装置（猴车）

设计方案

1、提升方式

根据开拓布置在主斜井设置一套架空乘人装置，完成井下作业人员的升降任务。

2、设计依据

1）巷道倾角17°，斜长431m，垂高126.1m；

2）井下最大班人员：80人；

3）设备运行方式：单线循环式；

4）荷载设备：载人吊椅；

5）抱绳形式：固定式抱索器；

6）运行速度：预选0.8m/s；

7）吊椅容积：1人/椅；

8）吊椅间隔时间：25s；

9）吊椅间距：20m；

10）吊椅重量：15kg；

11）人员有效载荷：95kg；

12）最大允许运输时间：45min；

13）巷道净宽；4500mm，净高3450mm；

14）张紧装置：尾部重锤式。

3、选型计算

(1)吊椅数量计算

N=L/l=451/20=22.55

取n=20个。

式中：n——沿线长度每侧所挂吊椅个数，

L——巷道有效长度，451m（包括上下车场）；

l——吊椅间距，20m；

(2)牵引钢丝绳选择计算

①单位重量计算

P=[mG d（sinβ+ωcosβ）+S min]/[11σ/m-L（sinβ+ωcosβ）]=[50×110×（sin17°+0.015×cos17°）

+1000]/[11×1770/6-451×（sin17°+0.015×cos17°）]

=0.78kg/m，

式中：n——沿线长度每侧所挂吊椅个数，

G d——吊椅有效载荷，Gd=15+95=110kg；

σ——钢丝绳抗拉强度，1770kg/mm2；

m——钢丝绳安全系数，据《煤矿安全规程》规定取m=6；

L——运输线路长度，L=451m；

S min——钢丝绳最小张力，取1000kg；

ω——托绳轮转动阻力系数，滚动轴承取0.015；

β——运行线路倾角，取巷道倾角17度。

②钢丝绳选择

经计算并考虑有关因素，选择20NAT6V×19+FC-1770特型钢丝绳，钢丝绳直径20mm，每米重量1.27kg/m，总破断接力为284.076kN，总长度451m。

③运行阻力计算

A、上运侧运行阻力

重载时

W s1=（nG d+PL）（sinβ+ωcosβ）g=（22×110+1.19×451）（sin17°+0.015×cos17°）×9.8=8888N

空载时

W S2=（nG0+PL）（sinβ+ωcosβ）g=（22×15+1.19×451）（sin17°+0.015×cos17°）×9.8=2605N

B、下运侧运行阻力

重载时

W x1=（nG d+PL）（-sinβ+ωcosβ）g=（22×110+1.19×451）（-sin17°+0.015×cos17°）×9.8=-8056

空载时

W x2=（nG0+PL）（-sinβ+ωcosβ）g=（22×15+1.19×451）（-sin17°+0.015×cos17°））×9.8=-2361N

（4）设备牵引力及电机功率计算

①设备牵引力

按牵引力最大的情况考虑（上运侧重载、下运侧空载时考虑）

W=1.1（W sh1+W x2）=1.1（8888-2361）=7179N

②电机功率计算

N=kWv/（1000η）=1.2×7179×0.8/（1000×0.75）=9.2kW 选择YB3-225L-4型防爆电机，功率22kW，电压380V，转速1470r/min。式中：k——电机功率备用系数，取1.15-1.2，取1.2；

η——机械传动效率，取0.75；

v——吊椅运行速度，0.8m/s；

W——设备牵引力，N；

(5)钢丝绳张力计算及校核

①张力计算

钢丝绳受力见图7-1-7。

图7-1-7 钢丝绳受力图

②最小张力计算

S min=Cq0g=1000×1.19×9.8=11662N

式中：S min——最小张力，N；

C——钢丝绳挠度系数，取C=1000N；

q0——钢丝绳每米重量，q0=1.27kg/m；

g——重力加速度，9.8m/s。

③各张力计算

（A）当下放侧无人乘座而上升侧满员（动力运行状态）时

S3=S min=11662N，

S4=1.04S3=12128N，

S1=S4+W s1=21016N，

S2=S3-W s2=14267N

（B）当下放侧满员而上升侧无人乘座制动状态时

S3=S min=11662N，

S4=1.04S3=12128N，

S1=S4+Wx=4071N，

S2=S3-W sh=9766N

④钢丝绳最大张力计算

钢丝绳最大张力发生在当下放侧无人乘座而上升侧满员（动力运行状态）时，其值为S1=21016N

⑤钢丝绳安全系数校核

m=ΣP/s=284076/21016

=13.5＞6

符合要求。

（6）计算驱动轮及尾轮直径

D=60d=60×20

=1200mm

选择直径为1200mm的驱动轮。

（7）确定最大张紧力

本设计采用重垂力张紧装置，其最大张紧力为：

S=S3+S4=11662+12128=23790（N）