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350米载人载物深竖井起重机技术

编辑:中国葛洲坝集团第二工程有限企业   发布时间:2016-04-29

       起重机作为物料垂直运输的主要设备,是一种重要的工程机械,它在经济生产建设中已经承担越来越重要的角色;也是现代化生产过程中必不可少的机械设备,其作用不可忽视。随着时代的发展,受电力、石油、化工等行业基础设施建设加大,起重机械的种类也越来越多, 起重技术向大吨位、大型化、多样化、自动化、专业化、智能化、高安全性和高可靠性的趋势发展。
       本文所载“350米载人载物深竖井起重机技术”就是其中一项深竖井起重机技术,其除具有起重高度350米,载人起重量3吨,载物起重量10吨外;经专业开发和设计具有电气制动、机械制动两级保护,还具有电动机内置电磁制动器、液压推杆支撑制动器和安全液压盘式制动器三重安全防护,具有高度的专业化和自动化,其安全性和可靠性完全能够满足350米竖井中作业人员和货物的垂直运输任务。
       一、技术背景
       在该技术研发中可借鉴的经验仅为锦屏二级水电站引水隧洞竖井施工中曾用过起重高度310米起重机,该系统由卷扬机、钢丝绳、吊装横梁、横梁支撑腿、定滑轮、安全托盖和施工吊篮组成。采用一台10吨级的主卷扬机和两台5吨级的稳绳卷扬机,两稳绳卷扬机保持同步运行状态。主钢丝绳采用与10吨卷扬机标配的Φ28钢丝绳,配10吨级定滑轮;两条稳绳采用标配的Φ19的钢丝绳,配5吨级定滑轮。但该系统在使用中仅承担压力钢管和施工机具的运输任务,在压力钢管和施工机具的运输作业中对井内施工人员的危害可以避免,潜在的安全风险较少;且不承担作业人员的垂直运输任务,安全防护和等级不同。
       企业中标承建的厄瓜多尔保特-索普拉多拉水电站在互联井(垂直高度66米)、调压井(垂直高度38米)、电缆井(垂直高度366米)和高压竖井(垂直高度337米)的施工中需配置一种承担施工人员、施工机具和工程材料垂直运输的起重机,其必须确保施工交叉作业中施工人员的安全,具有极高的安全性和可靠性。为此,企业组织起重机械行业专业技术专家、专业技术厂家共同联合研发了深竖井载人载物起重机,形成本文所载“350米载人载物竖井起重机技术”。该技术经安全技术评估和鉴定、技术方案优选、设计方案确定、产品定型而投产,投入使用。
       二、技术参数
       1.额定起重量:10/3吨。其中:10吨吊钩(BOX管安装、拆除、检修),3吨吊笼(主要承担人员上下、钢筋、小型施工机具的输送)。
       2.各机构速度:
       10吨起升速度:2-20米/分钟;10吨小车运行速度:1-10米/分钟;3吨载人机构起升速度:载人:3-30米/分钟;载物:2-20米/分钟;3吨载人机构小车运行速度:5米/分钟;大车运行速度:1-10米/分钟。
       3.桥机跨度:7.85米。  
       4.整机工作级别:A6(其中10吨起升机构为M6,运行机构为M3;3吨载人起升机构为M6,运行机构为M3;大车运行机构为M3)。
       5.起升高度:10吨:轨面以上3.9米,轨面以下350米。
       6.3吨载人机构:轨面以下290米。
       7.大车运行距离:4.9米,大车轨道型号:43千克/米。
       8.大车供电形式:电缆。
       9.电源:440伏,60赫兹。
       三、工作原理
       本机为非标的桥式起重机,大车驱动方式为分别驱动。起升机构主要由电动机、半齿联轴器、浮动轴、带制动轮半齿联轴器、制动器、安全制动器、减速器、开式大、小齿轮、卷筒组、吊具(扁担梁)、吊钩、高度指示装置、荷重指示装置等组成。当得电时,电动机作正向或反向转动,通过带制动轮联轴器、减速器、开式大、小齿轮带动卷筒转动,旋转的卷筒转动使钢丝绳缠绕卷绕或释放,带动吊具、吊钩或吊笼作上升或下降运动,以达到起吊物品或载人的目的。其中下层10吨起升机构由两套卷筒组成,3吨载人起升机构由两套卷筒组成,上层10吨起升机构由单卷筒、单根钢丝绳组成。


10吨载物和3吨载人立面图(左图)及平面图(右图)

10吨载物机构图及3吨载人机构图


3吨载人机构钢丝绳缠绕示意图


       1.小车架。
       小车架为整体构件,由钢板焊接而成。载重梁截面为工字梁或箱形截面梁。受运输条件限制,运输时小车架需打截,打截处由螺栓及连接板连接而成。
       2.电动机。
       为确保电机能适用于高卷扬低速长时间工作状态,并考虑电机长时间工作发热的情况,选取了起重专用变频电机,电机能在0-60赫兹频率范围内恒转矩输出,且能在440±5伏压降范围内安全工作。其中
       (1)10吨起升电机型号为:YZPE280S1-6,S2,60分钟,63千瓦,969转/分钟。
       (2)3吨载人起升电机型号为:YZPE200L-6,S2,60分钟,22KW,964转/分钟。
       3.减速系统。
       10吨起升机构减速机采用起重机专用TB系列硬齿面减速机,许用能力强。型号为:TB3HM13-71。
       3吨载人起升机构减速机采用起重机专用TB系列硬齿面减速机,焊接壳体,许用能力强。型号为:TB3HM06-28。
       减速机的使用、维护和保养按减速机使用说明书进行。
       4.卷筒组。
       卷筒组由卷筒轴、卷筒、超载限制器和轴承座等组成。(其中3吨载人超载限制器为旁压式传感器,安装在平衡臂端钢丝绳上)卷筒轴采用滚动轴承支承。卷筒为钢板卷制卷筒。10吨卷筒组为双卷筒、双层缠绕,钢丝绳在卷筒上自由双层缠绕,在卷筒两端设有挡板,以防止钢丝绳从卷筒上脱落,同时起到3吨载人起升机构卷筒组为双卷筒、三层缠绕,为保证钢丝绳排列有序,3吨载人起升机构卷筒采用折线卷筒,同时在卷筒两端焊有挡板及过渡环,挡板能防止钢丝绳从卷筒上脱落,过渡环能使钢丝绳很好地完成层间过渡。
       5.制动器。
       选用YWZ4型液压推杆制动器,其作用是使物品或人按需要停止在任一高度位置上。为保证故障时或紧急状态下,能安全制动,在各起升机构的卷筒尾部设置有液压盘式常闭式安全制动器,其型号分别为:SB50和SB160,安全系数不小于1.5。
       6.高度指示装置。
       10T和3T主要由高度仪(编码器、主令控制器和显示仪)、DXZ旋转限位+编码器组成,所带的增量编码器都接入PLC,与电机所带编码器作比较,检测电机超速、断轴、失速等等信息,驱动安全制动器工作,从而有效安全保护起升电机的使用。
       高度仪的显示仪安装在司机室内,用于显示物品或人的起升高度,并吊具的上下极限。DXZ旋转限位亦用于控制吊具的上下极限,它与高度显示仪一起实现对吊具上下极限的双重保护。各起升机构还装有重锤限位开关,对起升上极限又多一重安全保护。
       7.荷重指示装置。
       10T双卷筒荷重指示装置采用轴承座式传感器,其荷重的显示仪表装在司机室内。当荷重达90%额定负荷时仪表发出声光报警,当荷重达105%额定负荷时自动断电停机。超载控制器设有1路4-20mA模拟量输出接点到PLC,准确采集载荷的信息。
       10T分2路4-20mA模拟量输出接点:传感器A载荷输出1路,传感器B载荷输出1路。分别显示卷筒各个载重信息(分别显示屏);同时带有断绳保护,当传感器A与传感器B的实时比值,超过一个范围(5%),即有一个传感器失去负载或失去信号,输出动作;同时超载带有一个总显示屏(传感器A和B载荷之和)。
       3T荷重指示装置采用旁压式传感器,分别有传感器A、B、C、D四个传感器;超载控制器设有2路4-20mA模拟量输出接点(传感器A和B载荷之和输出1路,传感器C和D载荷之和输出1路);同时带有断绳保护,当传感器A与传感器B的实时比值,超过一个范围(5%),即有一个传感器失去负载或失去信号,输出动作;传感器C与传感器D的实时比值,超过一个范围(5%),即有一个传感器失去负载或失去信号,输出动作;
       3T分载人和载物,当通过在司机室操作台上“3T载人/载物”开关,切换到载人,当总载荷实际起重量超过2T时,超载限制器输出动作;起升电机自动断电停机。当为载物时,限制重量变为3T。3T超载限制器也同时具有分显和总显的显示屏。
       8.扁担梁装置。
       10吨卷筒连接扁担梁,扁担梁主要吊运钢筋、滑膜安装、辅助BOX安装、吊运工具等诸多任务。它由10吨吊钩、梁体、平衡梁、重力旋转环、各部位链条等组成。
       9.3吨载人吊笼。
       3吨载人吊笼主要承担人员上下、小型施工机具的输送。它由主滑轮系、副滑轮系、吊笼体、防摆轮系、卷帘门、防脱绳装置等部分组成。
       正常工作时主滑轮系钢丝绳处于绷紧受力状态,副滑轮系处于绷紧不受力状态。当主滑轮系钢丝绳断裂时,副滑轮系代替主滑轮系受力工作,从而起到断绳保护。
       防摆轮与吊笼体刚性连接,每对放摇摆轮中间穿有稳绳装置的钢丝绳,从而实现升降时吊笼不产生过大的浮动。
       10.3吨载人稳绳装置。
       稳绳装置主要使3吨载人吊笼在升降过程中不产生过大的晃动。它主要由卷筒组、摇把、开式齿轮组、底座等组成。稳绳装置现场安装在预埋好了的地脚螺栓组上面。钢丝绳为单根钢丝绳,一头连接卷筒,另一头固定在电缆井下滑膜上,钢丝绳始终处于绷紧状态。
       11.电气部分简述。
       电气系统根据招标及合同条款而设计,并适应竖井现场的实际工作需要。为保证竖井起重机具有良好的运行性能,竖井门机的主要电气元件选用进口名牌产品和国内知名产品,并具有通用化、标准化、互换性强特点。电气系统具有较高的控制功能和完善的保护功能,电控设计采用成熟设计方式:PLC+触摸屏+变频器+制动单元+电阻器+电动机。10T起升和地面3T起升机构均设计有旁路系统,备用应急使用。操作方式为司机室操作。
       (1)电源及供电。
       起重机上使用AC440伏、AC220伏、AC36伏、DC24伏四种电源,分别是:
       1)供电电源:三相,AC440伏±10%,60赫兹(-2%±1%)动力回路。
       2)电源:三相,AC440伏,60赫兹。
       3)照明电源:单相,AC220伏,60赫兹。
       4)控制电源:交流,AC220伏,直流,DC 24伏。
       5)电源插座:单相,AC220伏、60赫兹,AC36伏,60赫兹。
       起重机上不同的供电电源、不同的控制电路均有各自的断路器控制,彼此分开。
       电源由拖缆滑车引入起重机上控制柜配电盘上,由隔离开关引出动力、照明、控制等电源。
       设有一台单独的照明变压器,变压器的原端和副端均设有断路器保护,为照明、维护插座及辅助电路提供220伏、36伏电源。
       设有一台单独的控制变压器,变压器的原端和副端均设有断路器保护,为控制电路提供220伏控制电源,并通过整流单元模块提供DC24伏直流电源。
       (2)起重机供电方式。
       双梁起重机供电拖缆滑车导电,以大车行驶的端部为原点 向一端运行收放拖缆;
       (3)各机构基本配置。
       双梁10吨起升机构配置1个YZPE280S1-6/63千瓦电动机,控制方式为PLC+2台变频器+编码器分别精确驱动,其中,电动机内置电磁制动器,另外,电动机外部分别设置一个支撑制动器及一套安全液压盘式制动器(一个泵站两个盘式制动器),保证能够安全停止。
       10吨小车机构配置2个TFA78-VE-0.75P/0.75千瓦电动机,控制方式为PLC+1台变频器,其中,电动机内置电磁制动器。
       地面3吨起升机构配置1个YZPE200L-6/22千瓦电动机,控制方式为PLC+变频器+编码器精确驱动,其中,电动机内置电磁制动器,另外,电动机外部分别设置一个支撑制动器及一套安全液压盘式制动器(一个泵站两个盘式制动器),保证能够安全停止。
       地面3吨小车机构配置2个YDE802-4D/0.8千瓦电动机,控制方式为直接启动方式,电动机为软启动电机且内置电磁制动器。
       大车运行机构配置2个TKAT88-VE-1.1P/1.1千瓦电动机,控制方式为PLC+1台变频器,其中,电动机内置电磁制动器。
       (4)电气设备组成。
       起重机电气设备由电动机动力配电设备和控制设备及现地传感器(荷重、开度传感器等)等设备组成。
       具体电气设备主要有一个电气控制柜、三摞电阻器、一套司机室及联动台、倆个端子接线箱、仪表等相关器件。电气控制柜安装在10T双梁起重机走台上,电阻器安装在走台(电气控制柜旁)上,司机室安装在双梁起重机走台下,端子箱安装在各个小车机构运行的电缆转接部位。
       (5)电气系统描述。
       起重机的电气系统主要由电气控制柜、电动机、电阻器、司机室、联动台、照明信号、通信、检测保护元件、仪表指示等部分组成。
       起重机的配电保护电路、照明电路、各机构主电路及控制电路、PLC控制电路分别装两个联体控制柜内,照明控制,通信、操作信号仪表指示系统设在司机室,各机构限位保护、电机超速保护、松绳保护、安全制动等设置在相应的部位(详见随机附带的电气原理)。各个部分设计分明总组装成一套完整的电气控制系统:
       1)配电保护电路。
       配电系统由总断路器、总电源接触器及各机构的断路器组成,从而可以使发生故障的支路被隔离维修,而不影响其它支路的操作,把故障的影响压缩到最小范围。配电控制回路中,设有电源指示、工作指示、门开关及起升上、下限位开关、电机超速保护等环节,设有短路、过流、过负荷及失压、欠压、过压保护等 。在司机室内设有无线操作系统,各机构的操作指令及整机的启动、停止、急停等控制门机上的各机构控制屏。
       ①保护屏BX作为全车的配电保护装置,由断路器-QF1和总接触器KMO作为全车的总电源开关,在KMO后面引出各机构的主电路和控制电路。
       ②整机的启动、紧急停车、启动警示由司机室内操控来实现;操作人员开始操作时,第一步先确认门机是正常的;
       ③启动警笛按钮,提示车间其他人员注意,本台车要开始操作使用了;第二步操作启动按钮,总交接触器KM0吸合后,操作人员可正常操作其他机构开始吊运工作;紧急停车是在行车有故障或需要紧急停车的状态下,拍下操作台上的红色蘑菇头按钮,门机停止工作,下次启动操作时,再把红色蘑菇头旋转松开;
       ④电源指示-1HL、工作指示-2HL用于显示行车电源的工作状态,指示灯安装在电气室保护屏上,电源指示-1HL正常工作状态为红色“亮”;工作指示-2HL正常工作状态为绿色“亮”;
       ⑤门开关1SQ是为防止其他人员在行车正在运行时误上车,造成事故而设计的,采用滚轮式限位开关,在人员上车打开栏杆门时,门开关断开,总交接触器KM0断电,行车停止运行,待人员上车完成后,关闭栏杆门,门开关闭合,操作人员从新启动,总交接触器KM0吸合后开始正常操作;门开关上的滚轮在正常情况下必须是被栏杆门上的碰头紧压着;若有松动会造成总交接触器KM0接触不良;门开关安装在行车栏杆门上;
       ⑥在电源主回路中按照有错断相保护器,用于检测电路的断相、错相、过压、欠压等,主要起保护护电路的作用;该错断相保护器安装在保护屏内;设备发生重大故障时设计有声、光2种同时报警功能,并能自动紧急停机,小故障时设计有预报警方式。
       2)照明通讯。
       司机室内设置有AC220伏、20瓦萤光照明灯,用于司机室内照明,其设计有单独的控制回路。
       为保证门机在夜间或环境不太明亮的地方操作人员可正常工作,在门机走台下方设置400瓦/220伏防震照明灯2盏,其设计有独自的照明回路和单独的照明变压器。
       另外,在司机室内设置220伏、36伏检修插座,配套提供手提灯一套,为方便用户安装、检修使用。
       3)PLC控制系统。
       整车采用PLC 控制,所有信号输入PLC 系统,在PLC 系统内部进行运算、处理,输出到各相关单元进行相应的控制。 PLC 采用西门子S7-200系列,另外,配置特殊AD转换模块。司机室状态显示及故障诊断采用人机触摸式显示屏。为了解及监控整个系统各种运行状态,监控系统通过与PLC通讯采集数据实现多画面实时监控,参数修改;能以内容丰富、画面鲜明生动的动态形式,实时反映设备的各种运行状态;软硬件安全电路,真实的反映了所发生的故障及故障发生的原因、日期和时间。
       4)各机构电气原理。
       ——10T起升机构。
       ①10T主升小车箱柜内有以下元件:A、2号主起升变频器-2US,B、断路器-2QFS2及主接触器-KM1S2,C、制动接触器-KM2S2及断路器-Q2S2、-Q1S2,D、制动单元BUS2E、风机接触器-KM3S2、及断路器-Q3S2、F、2号主起变频器故障控制和制动开启抱闸  G、安全制动器断路器-Q4S2,H、旁路控制断路器-Q5S2等主要元件。
       ②10T主变频器的主要功能:通过控制端子接收PLC发出的控制命令运行信号 ,变频器通过内部运算和变频器设定的参数为电动机提供三相动力电源,电动机带有速度检测脉冲编码器,变频器通过带有的A7AP接口接收实时电动机速度信号形成闭环控制,进而达到安全精确调速目的;设定速度为10赫兹、30赫兹、50赫兹;同时变频器还具有过流、过压、欠压、故障自诊断等保护功能,变频器在自保护的同时也保护电机的正常工作;变频器本身具有顺控制动控制功能,变频器开始以0赫兹输出时,电动机先工作,当变频器输出频率达3赫兹时,及电机的输出转矩达到额定转矩时,变频器内部顺控制动控制回路打开,控制制动器工作的继电器得电,制动器接触器闭合,制动器打开,电机正常工作,当停车时,变频器由50赫兹-0赫兹开始减速,当变频器减速至3赫兹时,顺控制动控制回路断开,控制制动器工作的继电器失电,制动器抱闸,此时电机还在工作,防止吊钩所吊物溜钩或发生其他事故;电机风机用于电机散热,滞后电机停止。
       ③10T主起升机构设有旁路系统,当PLC出现故障时,通过在司机室内转换“下层10T旁路”开关,切换到旁路状态,使起升机构应急使用完成当前工作。
       ④10T主起升工作过程中可实现电气制动、机械制动、安全制动三级制动状态,正常工作中一般采用电气制动和机械制动,当机构电机速度超过电机额定转速的1.1-1.25倍时(可调整),安全制动器工作,实现马上制动抱闸,保证设备作业安全可靠。
       ⑤10T主起升电气控制回路中设置有起升上、下停止限位、上、下预限位、超载、欠载保护、超速保护、断绳保护、制动器松闸检测开关、过卷保护等 。
       ——10T小车机构。
       ①10T主升小车箱柜内有以下元件:A、10T小车变频器-1UX2,B、小车主接触器-KM1X2断路器-1QFX2,C,制动接触器-KM2X2及断路器-Q2X2,D、10T小车变频器故障控制和制动开启抱闸。
       ②10T小车变频器的主要功能:通过控制端子接收PLC发出的控制命令运行信号 ,变频器通过内部运算和变频器设定的参数为主起电动机提供三相动力电源,变频器采用开环V/F控制方式,进而达到调速目的,设定速度为10赫兹、30赫兹、50赫兹;变频器具有恒转矩输出,当变频器运行时输出运行信号控制制动抱闸输出。同时变频器还具有过流、过压、欠压、故障自诊断等保护功能,变频器在自保护的同时也保护电机的正常工作。
       ③2号小车工作过程中可实现电气制动、机械制动、两级制动状态,正常工作中先采用电气制动,当减速到稳定状态再机械制动,保证设备作业安全可靠。在小车行进方向上,分别设置向前、向后限位开关,用来控制小车的终点位置。 小车运行机构的电气保护有短路及过电流保护, 过载保护, 失压及零位保护,当变频器出现故障信号时, 必须通过联动台上的故障复位按钮进行复位。
       ——地面3T起升机构。
       ①主升大车箱柜内有以下元件:3T主起升变频器-3US,B、断路器-2QFS3及主接触器-KM1S3,C、制动接触器-KM2S3及断路器-Q2S3、-Q1S3,D、制动单元BUS3  E、风机接触器-KM3S3、及断路器-Q3S3、F、3T主起变频器故障控制和制动开启抱闸  G、安全制动器断路器-Q4S3,H、大车变频器-Ud,I、大车主接触器-KM1d断路器-1QFd,J,制动接触器-KM2d及断路器-Q2d,K、大车变频器故障控制和制动开启抱闸。L、3T小车断路器-Q1X3及正反接触器-KM1X3、-KM1X3、M、旁路控制断路器-Q5S3等主要元件。
       ②3T主变频器的主要功能:通过控制端子接收PLC发出的控制命令运行信号 ,变频器通过内部运算和变频器设定的参数为电动机提供三相动力电源,电动机带有速度检测脉冲编码器,变频器通过带有的A7AP接口接收实时电动机速度信号形成闭环控制,进而达到安全精确调速目的;设定速度为10赫兹、30赫兹、50赫兹;同时变频器还具有过流、过压、欠压、故障自诊断等保护功能,变频器在自保护的同时也保护电机的正常工作;变频器本身具有顺控制动控制功能,变频器开始以0赫兹输出时,电动机先工作,当变频器输出频率达3赫兹时,及电机的输出转矩达到额定转矩时,变频器内部顺控制动控制回路打开,控制制动器工作的继电器得电,制动器接触器闭合,制动器打开,电机正常工作,当停车时,变频器由50赫兹-0赫兹开始减速,当变频器减速至3赫兹时,顺控制动控制回路断开,控制制动器工作的继电器失电,制动器抱闸,此时电机还在工作,防止吊钩所吊物溜钩或发生其他事故;电机风机用于电机散热,滞后电机停止。
       ③3T主起升机构设有旁路系统,当PLC出现故障时,通过在司机室内转换“地面3T旁路”开关,切换到旁路状态,使起升机构应急使用完成当前工作。
       ④3T主起升工作过程中可实现电气制动、机械制动、安全制动三级制动状态,正常工作中一般采用电气制动和机械制动,当机构电机速度超过电机额定转速的1.1-1.25倍时(可调整),安全制动器工作,实现马上制动抱闸,保证设备作业安全可靠。
       ⑤3T主起升电气控制回路中设置有起升上、下停止限位、上、下预限位、超载、欠载保护、超速保护、断绳保护、制动器松闸检测开关、过卷保护等。
       ——大车运行机构。
       ①3T主升大车箱柜内有以下元件:A、大车变频器-Ud,B、大车主接触器-KM1d断路器-1QFd,C,制动接触器-KM2d及断路器-Q2d,D、大车变频器故障控制和制动开启抱闸。
       ②大车变频器的主要功能:通过控制端子接收PLC发出的控制命令运行信号 ,变频器通过内部运算和变频器设定的参数为主起电动机提供三相动力电源,变频器采用开环V/F控制方式,进而达到调速目的,设定速度为20赫兹、50赫兹;变频器具有恒转矩输出,当变频器运行时输出运行信号控制制动抱闸输出。同时变频器还具有过流、过压、欠压、故障自诊断等保护功能,变频器在自保护的同时也保护电机的正常工作;
       ③大车工作过程中可实现电气制动、机械制动、两级制动状态,正常工作中先采用电气制动,当减速到稳定状态再机械制动,保证设备作业安全可靠。在大车行进方向上,分别设置向左、向右限位开关,用来控制大车的终点位置。 大车运行机构的电气保护有短路及过电流保护, 过载保护, 失压及零位保护,当变频器出现故障信号时, 必须通过联动台上的故障复位按钮进行复位。
       ——地面3T运行机构。
       ①主升大车箱柜内有以下元件:A、3T小车断路器-Q1X3及正反接触器-KM1X3、-KM1X3、M、3#小车控制断路器-Q1X3等主要元件。
       ②地面3T小车运行距离短,速度慢且使用频率小,控制方式采用直接启动方式,为减小冲击不稳定及对机械的损害,采用三合一软启动型电动机。
       ——其他系统。
       ①门机使用的供电电源、控制以及信号电缆用CEFR型船用橡套软电缆,最高温度大于65℃. 选用国内知名品牌产品;
       ②除电子线路外,电缆的最小截面积不小于1.5平房毫米,电缆固定采用耐高温电缆固定扎带固定。
       ③多芯控制电缆留有10%的余量。
       ④所有电缆两端标有永久性标识,上面有与电缆接线图一致的线号标识。
       12.各机构间防止误操作保护功能。
       (1)设定10吨起升及小车运行机构为1号和2机构,地面3吨起升及小车运行机构为3号和4机构,大车运行机构为5号机构。
       (2)1、3号两个机构任何一个机构的吊具在井内时,5号机构不能开动。
       (3)1-5号机构触动各自的行程限位时,相应机构不能工作。
       (4)1、3号机构任一机构过载、欠载时相应机构不能工作。
       (5)1号机构高度高于3号机构高度时,2、4、5号才能动作。
       (6)所有操作手柄在操作过程中,必须在操作人员将档杆调至相应档位并对档杆适压轻微重力时,方能在该档位正常工作;否则操作过程中,操作人员手臂离开档杆轻微重力消失后,档杆自动回归零位,机构停止工作,以确保操作安全。
       四、选型计算
       1.小车钢丝绳计算。
       由G吊具=1.155吨,绳径φ26理论单位长度自重:2.91千克/米。
       绳长L=4×385.5米=1542;起升高度H=385.5米。
       所以,钢丝绳自重:G=2.91×1542=4488千克。
       查表得:φ2634×7-IWS1870钢丝绳,最小破断拉力为F=402千牛。
       钢丝绳安全系数:
       

其中:G0:额定起重量,G0=10000×9.8=98000牛;
       G吊具:吊具的自重,G吊具=1155×9.8=11319牛;
       G绳:钢丝绳重量。
       按照规范载物时钢丝绳的安全系数不小于[n]=5.6
       因为,n绳>[n];
       所以,钢丝绳的选择能满足使用要求。
       2.小车起升电机计算。
       当G吊=10吨(G吊为起重量)时,提升速度V=2-20米/分钟;
       此时电机功率为P:


       式中:η:机械效率,η=0.9;G0:额定起重量;G吊具:吊具的自重;G绳:钢丝绳重量。
       参考电机样本选取电机型号为YZPE280S1-6,P0=63千瓦,额定功率为63千瓦,转速n电=981转/分钟。
       因为,所选电机功率P0=63千瓦>P=56.78千瓦;
       所以,电机的选取能满足使用要求。
       3.减速机选型计算。
       1)减速机承受转矩M:
       其中:D0:卷筒直径,D=1.5米;d0:钢丝绳直径,d0=26毫米=0.026米;G0:额定起重量,G0=10000×9.8=98000牛;G吊具,G绳均同上。
       2)卷扬机构总速比i:


       其中:D0:卷筒直径,D=1.5米;V:提升速度,V=20米/分钟;n电:电机在50赫兹时的转速,n电=981转/分钟。
       因为,z1/z2=125/32=3.9;
       所以,减速机速比
       3)确定减速机的额定功率,应满足:
       
       查通力样本额定功率表,选TB型,3级传动,规格13减速器,in=71,n1=1000转/分钟对应的额定功率为130千瓦。
       参考减速器样本选TB3HH-13-71-C,i=71;
       因为,P额>PN;
       所以,减速机的选型满足使用要求。
       4.制动器选型计算。
       1)机构在高速轴上的转矩为M制
       
       i:减速机总速比,i=282;η:机构效率,η=0.9;其余符号同上。
       参考制动器样本选取制动器型号为:YWZ4-300/80最大制动力矩为T=1000N·m。
       制动器安全系数n=1000/380=2.63;
       因为,n>[n]=1.5;
       所以,制动器的选型满足使用要求。
       2)低速轴制动器选取计算。
       安全制动器型号SB160,夹紧力F夹=160千牛。
       
       其中:D夹:安全制动器夹持中心圆直径,(2.02m)。
       μ:摩擦系数,取0.35;n安 :安全制动器安全系数,取1.5;M制:安全制动器制动力矩;M吊:吊重产生的力矩;其它符号同上。
       因为,n>[n]=1.5;
       所以,安全制动器的选择能满足使用要求。
       五、应用情况评价
       本文所载“350米载人载物深竖井起重机技术”已在厄瓜多尔保特—索普拉多拉水电站高压竖井施工配置起重机中应用,该起重机经50%、75%、100%、125%动静载荷试验和125%(12.5吨)的急停试验,达到设计标准,符合安全性和可靠性要求,其各项技术指标满足深竖井施工使用功能需要。该起重机于2015年4月13日验收投入运行,截止目前已安全可靠运行三个月。
       六、展望
       随着现代化经济建设发展,敬重生命、敬畏生命的安全理念和观念不断深入人心,体现“以人为本”的科学发展观, 人们对起重机的安全性和可靠性越来越高。本文所载“350m载人载物深竖井起重机技术”可以推广适用电力、石化、钢铁、交通等领域对专业化、自动化、安全性高,性能可靠,维护简便的需求,具有广阔的应用市场和发展空间,其行业前景看好。该技术目前已成功推广应用于白鹤滩水电站引水隧洞竖井的施工建设中。(主创人员:陈立新、曹东林、蔡国忠、李  胜、戴海蓉、彭世权、兰国原、耿  越、饶昌福、周振兴、伊  哲、覃在云、付文彬、张龙波、王  雁、高艳海)

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