摘要：在矿区中因为所处环境的原因导致了员工浪费了很多在路上的时间，于是上山架空乘人装置的安装显得尤为重要，但是因为矿区所处环境较为复杂，安装架空乘人装置需要经过慎重的选择与精密的计算才可以应用。
关键词：架空乘人装置；选型；安装
目前许多的矿区都开始采用架空乘人装置，因为这种装置方便运输，极大的提高了时间效率与工作效率，对于工作的提升有着十分重要的意义，但是因为所处环境恶劣，需要经过慎重的选择才能实施安装，本文对架空乘人装置的选择以及安装计算进行简单的分析。
一、环境分析
该采区为上山开采，按照轨道巷、运输巷、人行巷、回风巷的标准设计，其中人行巷道的下平巷长20 m，上平巷长15 m，斜长450 m，随煤层走向，平均坡度为15°。根据《煤矿安全规程》第三百六十五条“人员上下的主要倾斜井巷，垂深超过50 m时，应采用机械运送人员”的规定，目前国内立井开采的煤矿多采用斜井人车或架空乘人装置运送人员。由于该矿地压较大，巷道经常底鼓，所以普遍采用架空乘人装置输送人员。该输送方式适用于长距离、多变坡的巷道，无需等待，安全可靠，操作简单，维修方便。下山开采采区的架空乘人装置驱动部分布置在上部，上山开采采区的也布置在上部，且大多采用电动机、齿箱直接驱动的方式。该布置方式对下山开采的采区比较有利，对上山开采的采区则有很多不利因素：驱动部分布置在顶端，维修不便，在设备出现故障不能运行的情况下，必须到斜巷顶部才能维修，维修时所需要的设备也要运到顶部，费时费力。电动机、齿箱直接驱动方式不能实现无级调速和软启软停，安全性较差。变频特性会给电网和控制系统带来污染和干扰，导致变频调速控制系统容易发生故障。电动机、齿箱直接驱动方式占据的巷道空间较大，一般高度要做到4.4 m以上。由于在高地压的情况下巷道经常变形，所以该驱动方式的适应能力很差。
二、设备的选择
2.1驱动设备的选择
2.1.1液压马达
要求液压马达的最大输出扭矩T= 1.5 Tf，则T= 7 157 N•m。液压马达的最大转速n，max为n，max= 60v/ kπ D。式中：k为钢丝绳蠕动系数，取为0.98，将v= 1.2 m/s、D= 1 400 mm代入上式，得n，max= 16.7 r/min。液压马达的最大排量V为V= 2π T/（ΔPη1）式中：ΔP为液压马达进出口压力差，一般取为16 MPa；η1为液压马达的机械效率，齿轮及柱塞马达取将相关参数值代入上式，得V= 2 957 mL/r。根据对液压马达排量和压力的要求，选定马达的型号为NHM31- 4000（INTERMOT），其排量为4 000 mL/r，最高工作压力可达20 MPa，完全满足使用要求。选定的液压马达输出扭矩校核：TN•m=VΔPη1/（2π）= 4 000× 10- 6× 16× 106× 0.95/（2π）= 9 681，如果按照最高工作压力为20 MPa计算，最高输出扭矩可达12 102 N•m，均大于要求的扭矩7 157 N•m，完全能够满足驱动的要求。液压马达的最大工作流qmax L/min= Vnmax/1 000= 4 000× 16.7/1 000= 66.8。
2.1.2液压油泵
液压油泵的最大工作流量Qmax为Qmax= KLqmax式中：KL为考虑系统泄漏和容积效率下降的系数，一般为1.1～ 1.3，这里取为1.15。将相关参数值代入，可得Qmax=76.8 L/min。液压油泵最大工作压力pmax为pmax= K（p+Δp′）。式中：K为液压系统压力备用系数，取为1.1；p为液压马达最大工作压力，MPa；Δp′为油泵的回油压力损失，对于闭式回路取为2.4 MPa。将相关参数值代入，可得pmax=20.24 MPa。根据上述参数，选用德国SAUER液压油泵90R055HS，其排量为55 mL/r，流量达99 L/min，最大工作压力可达42 MPa，满足使用要求。
2.1.3驱动电动机
驱动电动机功率N为N= PNqp/（60η2） 式中：PN为液压泵额定工作压力；qp为液压泵额定流量，L/min；η2为液压泵总效率，柱塞泵取为0.85。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆令PN= 16 MPa，并将其它参数值代入得N= 24 kW。结合电动机功率并考虑预留一定的富余系数，取N= 37 kW。选择电动机型号为YB2- 225M- 4，其额定功率为37 kW，额定电压为660 V/1 140 V。
2.2整体设备
根据以上计算分析的架空乘人装置相关技术参数及液压马达、液压泵、驱动电动机参数，初步选定RJY- 37- 15/485YU型液压驱动架空乘人装置。该型号的架空乘人装置能够实现无级调速、软启软停，且安装方便。
三、装置的参数计算
3.1基本参数钢
丝绳的运行速度v= 1.2 m/s；预选的钢丝绳型号为6× 19S- 22- 1670，其单位质量q0=1.78 kg/m，抗拉强度σ= 1 670 MPa，破断拉力总和Fk= 304 kN；设定乘坐间距λ1= 15 m，则最大运输效率Qr= 3 600 v/λ1= 288人次/h；托轮间距λ2=8 m；驱动轮直径D= 1 400 mm；驱动轮绳槽与牵引钢丝绳的摩擦系数μ= 0.25，钢丝绳与托轮间阻力系数为ω，动力运行时ω= 0.02，制动运行时ω=0.015；牵引绳在驱动轮上的围包角β= 180°。
3.2拉紧装置和负载扭矩
根据巷道长度，选择拉紧行程S= 7 m。尾轮拉紧力F拉= F3+ F4= 42 009 N，根据1 kg物体所受重力为9.8 N可计算出拉力需要的配重为4 287 kg。利用滑轮组原理，采用四滑轮八绳牵引尾轮，拉紧重锤的质量选为600 kg，拉紧力可达47 040 N，满足张紧要求。对于负载扭矩，由于动力运行状态的驱动轮张力差（即F1- F2= 6 815 N）大于制动运行状态的驱动轮张力差（即F′2- F′1= 4 774 N），所以应当选择在动力运行状态下计算负载扭矩。负载扭矩公式为Tf=（F1- F2）D/2 已知D= 1 400 mm，则Tf= 4 771 N•m。
四、装置的安装
4.1驱动装置的安装
电动机、联轴器、减速器安装的同轴度偏差不大于0.5mm。弹性联轴器间的同轴度允差≤0.1mm，联轴器两端面应将梅花型弹性件压紧。制动闸瓦与闸轮的间隙≤2.5mm，制动状态最小接触面积应≥60%。驱动轮的与纵横向中心线的偏差，不得大于 2mm。绳槽中心线必须与出入侧的牵引索的中心线吻合，偏移量不得大于钢丝绳直径的 1/20，偏斜不得大于 1/1000。驱动轮的水平度不得大于 0.3/1000。变坡点与驱动轮出绳处的有效距离不小于 6m。
4.2钢丝绳安装
钢丝绳的插接长度为钢丝绳直径的 1000 倍，安全系数不得小于 6，插接后的接头处直径增粗量不超过 10%。钢丝绳安装后应空转 4 小时，才能安装固定抱索器和吊椅。
4.3乘人器安装
固定吊椅的安装：安装固定抱索器时，必须使用专用扭矩扳手，根据线路坡度的大小，选择扭矩值为 22.5（N•m），将抱索器固定在钢丝绳上。抱索器锁紧在钢丝绳上后，不允许产生任何情况下的滑动，抱索器的抗滑力不得小于吊椅总载荷（4250N）或线路最大变坡点沿绳索切线方向的分力的二倍。为延长绳索的使用寿命，应不定期地移动抱索器的夹紧位置（向运行方向移动），移动距离不得小于 400mm，移动位置的间隔时间为 190h。
五、结束语
在架空乘人装置的选取中应该首先选择安全性高的装置，其次应该选择简单易行的装置，在本文的分析中发现液压驱动架空乘人装置占地小，简单方便，满足了要求。而且在维护上也比较简单。减少了时间的消耗，提高了工作效率。
参考文献：
[1] 赵振宇.三百子煤矿采区上山人员运输方式选择[J].煤炭工程，2016，48（1）
[2] 黄辉，王欣.智能型液压驱动架空乘人装置控制系统设计[J].能源与环保，2013（11）
论文作者:田颖
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
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