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=2605NB、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）=7179N②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=9766N④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=21016N⑤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）考虑采用四滑轮四绳牵引张紧重垂，拉紧重垂力为23790/4=5947N，取7000N。

（8）确定设备型号根据计算及考虑矿井的运输条件，选择RJY22-17/451型煤矿用架空乘人装置。

技术参数见表7-1-8。

表7-1-8RJY22-17/451型煤矿用架空乘人装置技术参数表4）辅助装置选择（1）选择制动器计算制动器力矩T=9550kP w/n=9550×2×22/1470=284.88（Nm）式中：K——工作情况系数，取K=2；Pw——电机功率，kW，22kW；n——电机转速，r/min，1470r/min；T——制动器力矩，Nm。

确定制动器型号根据制动力矩选择BYT1-454Z/6制动器，制动力矩为1000Nm。

(2)托绳轮直径计算D=kd=10×20=200（mm）式中：k——工作情况系数，k=8-12，取k=10；d——钢丝绳直径，mm，20mm；D——托绳轮直径，mm。

(3)抱索器选择选择G-Ⅱ型固定式抱索器。

(4)选择减速器计算减速比i=kπDne/（60v）=0.98×3.14×1.2×1470/（60×0.8）=113.5，取i=100。

式中：k——工作情况系数，k=0.98；ne——电机额定转速，1470r/min；D——主动轮直径，1.2m。

v——预选钢丝绳运行速度，0.8m/s。

选择行星齿轮减速器，减速比100。

5）有关参数校核(1)钢丝绳运行速度校核i=πDne/（60i）=3.14×1.2×1470/（60×100）=0.93（m/s）＜1.2（m/s）符合要求。

式中：ne——电机额定转速，1470r/min；D——主动轮直径，1.2m。

i——减速器传动比，i=100。

(2)牵引力校核W min=0.75×1000N/（kv）=0.75×1000×22/（1.2×0.93）=14.84kN＜17.8kN，满足要求。

式中：N——电机额定功率，22kW；k——电机备用系数，取1.2；v——钢丝绳运行速度，0.93m/s。

(3)电机功率校核N=（kWv）/（1000η）=（1.2×7179×0.93）/（1000×0.75）=10.6kW＜22kW，满足要求。

式中：k——电机功率备用系数，1.1-1.2，取1.2；v——钢丝绳运行速度，0.93m/s。

η——减速装置及电机综合效率，取0.75。

(4)主动轮防滑校验当下放侧无人乘座而上升侧满员（动力运行状态）时S 1-S 2=21016-14267=6749（N ）＞0，同时S 1/S 2=21016/14267=1.47＜19.2=μαe符合要求。

当下放侧满员而上升侧无人乘座制动状态时S 1-S 2=4071-9766=-5695（N ）＜0，同时S 1/S 2=4071/9766=-0.42＜19.2=μαe符合要求。

(5)巷道断面尺寸校核宽×高=4.5m×3.45m ＞2.4m×2.0m ，满足要求。

(6)小时最大运输量校核Q=（3600v-L ）/l=（3600×0.93-451）/20=145人>80人，满足要求。

式中：l ——吊椅间距，20m ；L ——钢丝绳一侧运行长度，451m ；v ——员椅运行速度，0.93m/s 。

(7)运输人员时间校核T=（knl+L ）/（60v ）=（1.2×80×20+451）/（60×0.93）=42.66min ＜45min ，满足要求。

式中：k ——乘车延误系数，取1.2；n ——每班最大乘车人数，80人；l ——吊椅间距，20m ；L ——钢丝绳一侧运行长度，451m 。

经校核，主斜井选用RJY22-17/451型煤矿用架空乘人装置满足要求。

5、电控及安全设施1）电气控制选用PLC 控制装置实现架空乘人装置预警、启动、运行、停车及全方位保护等的自动化集中控制，运行安全可靠，操作简单，维护方便，功能扩展灵活，可以进行数字控制，模拟控制，全中文状态显示，可以实现远程监控及无人职守。

2）保护装置（1）越位保护机头与机尾分别有越位传感器，越位开关所使用的是无触电、无火花、本安型电子开关，在越位传感器前5m处安装红外线传感器，当传感器检测到人员到站时，会触发“到站请下车”的语言提示，如若人员继续前行，就会触发越位开关，系统报警，控制台上显示机头或机尾越位。

（2）过欠速保护由速度传感器取得绳索运行速度（实际速度）与PLC内正常速度（设定速度）进行比较，低于80 %或高于115 %自动停车并显示欠速或超速，待故障解除后按一下故障复位按钮，使系统进入待机状态。

（3）拖绳保护拖绳保护开关使用于防止猴车钢丝绳脱离拖轮而设置的保护装置。

当钢丝绳脱落时，猴车自动停车，待故障解除后按一下故障复位按钮，使系统进入待机状态。

（4）重锤落地保护重锤落地保护开关是防止猴车钢丝绳松动导致重锤掉落而设置的保护装置。

当重锤到达限定的高度时，开关作用，猴车自动停车，待故障解除后按一下故障复位按钮，使系统进入待机状态。

（5）沿线路布置的紧急停车的开关装置。

（6）张紧装置限位保护。

（7）控制开关具有过流、过压、欠压保护装置；（8）上下人地点设声、光信号装置。

（9）上坡点设掉绳保护装置及捕绳器装置。

（10）在架空乘人装置与主斜井带式输送机之间靠近主斜井带式输送机侧并设置隔离网。