電動機的選擇及設(shè)計公式

1、一、電動機的選擇1、空氣壓縮機電動機的選擇1.1電動機的選擇(1)空壓機選配電動機的容量可按下式計算P=Q(Wi+Wa) H000qni2 (kw)式中P空氣壓縮機電動機的軸功率，kwQ空氣壓縮機排氣量，m3/sn空氣壓縮機效率，活塞式空壓機一般取0.70.8 (大型空 壓機取大值，小型空壓機取小值)，螺桿式空壓機一般取0.50.6ni傳動效率，直接連接取ni=i；三角帶連接取ni=0.92Wi等溫壓縮1m3空氣所做的功，N-m/m3Wa等熱壓縮1m3空氣所做的功，N-m/m3Wi及Wa的數(shù)值見表Wi及Wa的數(shù)值表(N-m/m3)項目排氣絕對壓力/Mpa0.30.40.50.60.70.80.

2、91.0WiWa110000129001390001710001610002050001790002350001950002610002080002860002200003070002300003270001.2空氣壓縮機年耗電量W可由下式計算W= Q(Wi+Wa)T 1000nninmns2 (kw*h)式中nm電動機效率，一般取0.90.92ns 電網(wǎng)效率，一般取0.95空壓機有效負荷年工作小時2、通風設(shè)備電動機的選擇通風設(shè)備拖動電動機的功率可按下式計算P=KQH/1000nni (kw)式中K電動機功率備用系數(shù)，一般取1.11.2Q通風機工況點風量，m3/sH通風機工況點風壓軸流式通風機

3、用靜壓，離心式通風機 用全壓，Pan通風機工況點效率，可由通風機性能曲線查得ni傳動效率，聯(lián)軸器傳動取0.98，三角帶傳動取0.92通風機年耗電量W可用下式計算w=QHT/i000nninmns式中nm電動機效率，ns 電網(wǎng)效率，一般取0.95T通風機全年工作小時數(shù)3、礦井主排水泵電動機的選擇(1)電動機的選擇排水設(shè)備拖動電動機的功率可按下式計算P=KyQH/1000n (kw)式中K電動機功率備用系數(shù)，一般取1.11.5Y礦水相對密度，N/m3Q水泵在工況點的流量，m3/sH水泵在工況點的揚程，mn水泵在工況點的效率(2)排水電耗量估算W=Y QH(ZnNnTn+ZmNmTm)/100(n

4、n mn s (kw h)式中n m電動機效率，n s 電網(wǎng)效率，一般取0.95Zn、Zm正常涌水期和最大涌水期天數(shù)Nn、Nm正常涌水期和最大涌水期開泵臺數(shù)Tn、Tm正常涌水期和最大涌水期每臺水泵一晝夜工作小時數(shù)4、提升電動機的選擇(1)電動機的選擇對于斜井提升的拖動電動機，其軸功率估算公式為P=KFum/1000qi (kw)式中k一礦井阻力系數(shù)取1.2F 升機實際使用時的最大靜張力差，Num最大提升速度，m/sni速器傳動效率，直連傳動取1對于立井提升的拖動電動機，其軸功率估算公式為P=KQump/1000ni (kw)式中K 并阻力系數(shù)，罐籠提升取1.2；容量在20t以下的箕斗提升取1.

5、15；容量在2020t帶滾動罐耳的箕斗多繩提升取1.1Q有效提升重量，Num最大提升速度，m/sni速器傳動效率，直連傳動取1p 動力系數(shù)，對于非翻轉(zhuǎn)箕斗提升取1.31.4；對于翻轉(zhuǎn)箕 斗提升取1.41.5；對于非翻轉(zhuǎn)罐籠提升取1.51.6；多繩提升設(shè)備取 1213(2)提升機電耗估算交流提升噸礦電耗計算交流提升噸礦電耗Wt應(yīng)根據(jù)工作圖計算其計算公式為Wt=umFiti/3600 x1000nmniQ (kw-h/t)式中EFiti 作圖各階段，電動力Fi與相應(yīng)時間ti的乘積之和，NsQ提升容器有效載重，t直流提升噸礦電耗計算直流提升噸礦電耗Wt可由下式計算Wt=EPiti/3600 x100

6、0nmninyQ (kw-h/t)式中EPiti 升工作圖各階段，電動機功率Pi與相應(yīng)時間ti的乘 積之和，kw*sQ提升容器有效載重，tny直流電源效率，發(fā)電機組取0.8左右，晶閘管變流裝置取0.9提升機年電耗量計算主提升機年電耗W的計算公式為W=1.05WtQ1式中Q1主提升機年提升量，tWt 升噸礦電耗量，kW-h/t1.05輔助電氣設(shè)備電話系數(shù)副提升機年電耗Wg的計算公式為Wg=1.05x1.15 WtQ2式中：Wt升1t矸石的電耗，kW-h/tQ2提升機年提升矸石量，t1.15升降人員、下放材料等輔助提升電話系數(shù)提升礦物、矸石、下放材料、運輸人員等混合提升時，年電JWh的 計算公式為

7、Wh =（1.11.2）WtQ3式中：Q3 升機年提升量，包括礦物、矸石等，tWt提升噸礦物電耗量，kW -h/t1.11.2升降人員、下放材料等輔助提升電話系數(shù)二、鋼絲繩的選擇1、單纏繞式（無尾繩）立井提升機鋼絲繩選擇計算Q =Q+Q +ph式中Qmax鋼絲繩承受的最大計算靜載荷NQ 次提升貨載的重量 NQz容器自身重力，NP 鋼絲繩每米重力，N/m鋼絲繩懸垂長度，mH =H +H +HHjHjHsHz鏡架高度礦井深度容器裝載高的計算過程：設(shè)為鋼絲繩的抗拉強度，單位為N/m2； BSo為鋼絲繩中所有鋼絲繩面積之和，單位為m2.根據(jù)安全規(guī)程的規(guī)定必須滿足下式氣.So/ Q+Qz+ph cMma

8、（3-2）式中ma為新鋼絲繩的安全系數(shù)上式中P和So為未知數(shù)，為了求解上式，必須首先求出P和So的關(guān)系。令Yo表示鋼絲繩的比重，單位為N/m3，Yo= g，此處Yg為剛的比重，其值為78x103N/m3-，p是一 個大于1的系數(shù)，它是考慮捻繞關(guān)系，每米鋼絲繩中所用鋼絲的長度大于1m。一般鋼絲繩的平均比重近似值取90 X103N/m3于是有下式P=YoSo（3-3）將（3-3 ）代入式（3-2）并簡化整理得(3-4)代入Yo的值后，得出選擇每米鋼絲繩重力的公式為(3-5)Q + Q z 11 x 10 - 6 W - H mc(3-5)由上式計算出P值后，可從鋼絲繩規(guī)格表中選取每米鋼絲繩等于或稍

9、大于P值的鋼絲繩。由于實際所選鋼絲繩的 Yo不一定是 90 x103N/m3,因此所選繩是否滿足安全系數(shù)的要求必須按實際所 選每米繩重按下式驗算，即所選繩安全系數(shù)為m a Q m a Q + Q + PH（3-6）式中；QqP 所選繩的每米長度重力，N/m所選鋼絲繩所有鋼絲拉斷力之和，N如果式（3-6）不能滿足安全系數(shù)的要求必須重選鋼絲繩，但應(yīng) 首先考慮選取大一級公稱抗拉強度的鋼絲繩或改變鋼絲繩結(jié)構(gòu)類型， 最后才考慮選大一級直徑的鋼絲繩，經(jīng)驗算滿足安全系數(shù)要求。三、初步設(shè)計中涉及到的公式1、生產(chǎn)能力按下式驗證:A=n.q.O.t.E/ （ 1-Z）式中：A礦山生產(chǎn)能力，t/a;Q中段礦塊生產(chǎn)能

10、力，t/d;n 分別為中段可布置的礦塊數(shù)，個；O礦塊利用系數(shù)，%；T年工作天數(shù)，d;E地質(zhì)影響系數(shù)；Z副產(chǎn)礦石率。2、礦山的服務(wù)年限按下式計算：T=QHAx （1-C）s式中：T礦山服務(wù)年限（年）Qs預(yù)可采礦產(chǎn)資源儲量（。萬t）;A生產(chǎn)規(guī)模（。萬t/年）；C石貧化率（。%）。3、采出礦石品位計算a，= （1-p） a式中：a，一采出品位a 一米場地質(zhì)品位p 礦石貧化率4、回采工作面所需風量可按如下公式進行計算:Qh=VxBxH式中：v 一巷道型采場的排塵風速，m/s；B,巷道型采場的平均寬度，m；B,H巷道型采場的平均高度，m；5、掘進工作面所需風量可按如下公式進行計算：Qh=VxS式中：V

11、進工作面的排塵風速，m/s；S 進工作面的斷面面積，m2；6、按柴油設(shè)備運行功率計算風量井下的柴油設(shè)備為柴油三輪車，單臺功率為50kw。共需要2臺 同時使用，按同時作業(yè)機臺數(shù)每千瓦每分鐘供風量4m3計算。4m3 / min X 50X2=400 m3 / min=6.67nt / s7、按爆破量計算風量Q = “乙 st0式中：Q工作面需風量；A一次爆破裝藥量;L0采場長度的一半mS一采場橫斷面積m2t通風時間S8、風壓計算h= aPLQ 2/S3=RQ2式中，a摩擦阻力系數(shù)，kgS2/m*井巷工程的斷面周長，m；L井巷工程的計算長度，m；Q通過井巷工程的風量，(m3/s)S井巷工程的斷面面積

12、，m2；局部阻力計算公式為：局部阻力=hx20%9、初選風機風量計算單臺主扇風量計算公式：Q = KQK式中：K風機裝置漏風系數(shù)；Qk并需風量，m3/s擬安裝主扇風壓按下式計算：H全=日總+H動+H 自+AH式中：H動風機擴散器后之動壓損失H =臣 y mmH O = 2.26 Pa動2g2H 總礦井總壓差，mmH2O (1 mmH2O=9.81 Pa)H 自自然總壓差，mmH2O (1 mmH2O=9.81 Pa)H 自=(P 1-P2)HgP1-井風井空氣平均密度,kg/m3 ；P2-井風井空氣平均密度,kg/m3 ；H-F井深度，m；H 自=(p 1-p2) Hg=0.1x3x9.81=

13、2.94 PaAH風機裝置阻力之和，取180 PaH 全=94.91+2.26+2.94+180= 280.11Pa10、日平均充填料漿需用量Qd=Vd.K1.K2=40 x1.05x1.3=54.6 血/d式中：Qd一日平均充填料漿需用量，m3/d；V 一采空區(qū)日平均充填體積，m3/d； dK1流失系數(shù)，取=1.05；K2沉縮比，取K2=1.3。11提升鋼絲繩選擇最大允許提升速度Vmax=0.5*;H =5.67m/s式中：H一提升高度，提升鋼絲繩選擇計算每米鋼絲繩質(zhì)量Q + Qz_ =2100= 0.70kg/m11 X B H 11 X 1870 - 144 m o6.5akg/m；式中

14、：Pskg/m；。一鋼絲繩的抗拉強度，1870MpaQd一鋼絲繩終端懸掛質(zhì)量，2100kg；Q 罐籠質(zhì)量800 kg gQ裝載量1300kgH0一鋼絲繩最大懸垂長度144m m一鋼絲繩安全系數(shù)，取6.5。12、安全系數(shù)驗算提升貨物時安全系數(shù):（箕斗）(Qd + PsH 0)g。6.5（符合規(guī)定）提升貨物時安全系數(shù):（罐籠）(Qd + PsH 0)g。7.5（符合規(guī)定）提升人員時安全系數(shù):(Qg (Qg + 10 Qren + PH。)g。9 （符合規(guī)定）m一鋼絲繩實際安全系數(shù);Q 一鋼絲繩破斷拉力總和，329560 N； pQd一鋼絲繩終端懸掛質(zhì)量Qren一人員單 重75kg；皿罐籠白重 OP

15、每米鋼絲繩的質(zhì)量.鋼絲繩最大懸垂高度g 重力加速度;13、最大靜張力 F0=（Q+ Qr+PSH0）gkN式中 F 鋼絲繩最大靜張力，kN0Q一次提升量，kgQr罐籠質(zhì)量，kg14、鋼絲繩在滾筒上的纏繞寬度:B = (Ht+Lm)/nDg+3 (d+s)=(70+30) (1.6x3.14) +3 x(20+2) =0.9047m式中Ht提升高度Lm預(yù)留的剪繩長度(取30m)Dg滾筒直徑d鋼絲繩直徑S兩鋼絲繩間隙15、電動機預(yù)選Ns= kxFjXV -(1000 xn)(kW)=(1.15x42510 x2.45)1000 x0.85)=141kw式中Fj最大靜張力V標準提升速度16、提升機的

16、實際運行速度:V=(nxD xnd)i(60i)g式中V一實際運行速度Dg滾筒直徑nd額定轉(zhuǎn)速i傳動比(1)天輪中心到井口距離Hja= Hr+%+1Dt=。=。m式中Hr提升容器的高度H圖過卷高度Dt天輪直徑(2)卷筒中心至井筒提升中心線的水平距離b . 0.6H.+3.5+D =。=0000 m式中Hja天輪中心到井口距離滾筒直徑取 b=20m弦長L = J(b - D-)2 + (H- c)2 = J(20 0.8) 2 + (12 0) 2 = 22.64 m式中b卷筒中心至井筒提升中心線的水平距離Dt天輪直徑Hja天輪中心到井口距離C 提升機中心軸線到井口的水平高度(一般取0)(4)偏

17、角tga = B-n( d +)= L2 一3(0.0165 + 0.2)a = 0.02431 a =1.45。1.5。L22.64XI式中B滾筒長度Lxi 弦長中 =tg -1 -j=tg -112 0= 3 7.5。2b - D / 220 - 0.8式中H.a天輪中心到井口距離b卷筒中心至井筒提升中心線的水平距離Dt天輪直徑17、提升運動學(xué)計算及提升能力驗證加速度與減速度的確定按照規(guī)程規(guī)定取ai = a3 = 0.5m/s2加速與減速運行時間ti=t3=Vmax/ai = 2.4/0.5=4.8 s加速與減速運行距離hh3=Vt戶2=2.4x4.8i2=5.76m等速運行距離h2=H-

18、(hi+h3)=94-5.76-5.76=82.48m等速運行時間t2=h2/V皿x=82.482.4=34.37s一次提升的運行時間Ti=ti+t2+t3=4.8+34.37+4.8=44s一次提升的全時間T = 2(Ti+0 = 2x(44+30)= i48s(5)提升能力年實際提升能力A= (3600 xbrXtxQ片(CxTg)=(3600 x300 x2x6x1)(1.1x148)=75524(t/年)小時的最大提升能力Ah=3600Q/Tg=3600 x1156=23.1t/h18、按排水高度估算排水設(shè)備的揚程H=KH =1.1x70m=77mpHp 井筒深度19、確定排水設(shè)備所必須的排水能力Q= 20240 Q= 20240 m 3=12 m3 / h20 h20、排水管直徑按下面的公式計算:4nQ:4 x 12.5氣3600 兀 v 一 3600 x 3.14 x 46mm Tj式中：dp排水管所需要的直徑，m；n向排水管中輸水的水泵臺數(shù)，取1臺；Q水泵的流量，m3/h；X排水管中的經(jīng)濟流速，一般可取1.22.2m/s,這里取2m/so21、壁厚計算:-許壓 -1) + a =2.88m mR -