煤矿主提升绞车选型设计

1、煤矿主提升绞车选型设计作者: 日期：副斜井提升系统设计报告一、XXX煤矿概况2.二、绞车选型设计2?（一）、提升系统概况?2（二）、设计计算的依据2（三）、一次提升量和车组中矿车数的确定.错误!未定义书签。（四一提升钢丝绳的选择3.（五）、绞车的选型计算 错误!未定义书签。（六卜 绞车电机功率计算8?三、结论及存在的问题9?（一）、结论9.（二）、设计存在的问题 9.四、过卷距离计算依据 1.0A、XXX煤矿概况矿井设计生产能力15万吨，井田面积0. 6 488km2,剩余可采储量 162. 6万吨，服务年限7. 7年;开采二1煤层，煤层平均厚度6 . 4 8m,煤层平均倾角7o;煤尘无爆炸危

2、险性，煤层自燃发火等级m级， 为不易自燃煤层；瓦斯相对涌出量0.97 m3/t,绝对涌出量为4 .94 m 3/mi n，属瓦斯矿井；矿井水文地质条件简单，矿井设计正常涌水量 3 050m3/h最大涌水量为1 50m3/h。采用主、副斜井提升。其中副 斜井斜长220m、坡度22度、断面12m2,提升物料及提研任务，主斜 井皮带运输。:、绞车选型设计（一）、提升系统概况XXX提升系统示意图（二）、设计计算的依据1、年生产量An= 1 5 t / a ,肝石率2 5%。2、斜井倾角:B =223、副井斜长220m,根据绞车房的位置，实际提升斜长为Lt = 2 50m4、工作制度：年工作日br =3

3、 00天，二班作业，每天净提升时间t = 1 2小 时。,5、提升不均衡系数：C=1. 2 5 （有井底煤仓时C=1. 1 1 .1 5 ,无井底煤仓时C=1 . 2;矿井有两套提升设备时C=1. 1 5 ,只有一套提升设备时C = 1 .25）。6、煤矿提煤与什时，选用1 .0m3U型侧翻式矿车。矿车自身质量：Qk=600kg;矿车载煤量：Qzm=10O 0 kg；矿车载什石量：Qzg =1500 kg。（三）、一次提升量和车组中矿车数的确定初步确定最大提升速度Vmax,根据煤矿安全规程规定：倾斜井巷内升降人员或用矿车升降货物时,Vmax&5m/s,目前单纯缠绕式提升初步确定最大提升

4、速度。本设计初步确定最大提升速度Vmax=2. 5my7 s 。1、每次提升的持续时间计算正常加速时段取10 S,正常减速时段取 车换车时间取100 s ,10s,爬行及抱闸停车时间取5s,停Tg (0.263Lt 125) 2 434 . 1 g(s)2、一次提升量的确定CafA(1 25%) TgQ3.77brt 3600(t)式中af 提升富裕能力，取1. 2 。3、计算一次提升矿车数3. 77Qn Qzm则取矿车数为4辆。（四）、提升钢丝绳的选择1、选择计算方法钢丝绳是矿井设备的重要组成部分, 也是矿山钢材消耗量较大的项目之一。它关系到提升设备的安全可靠地运行；正确地选择钢丝纯，不仅有

5、助于矿井的安全生产，而且将可以节约大量的优质钢材。 生产矿井几十年来的实践以及国外的 经验证明，必须根据不同的工作条件，相应选用不同结构的钢丝纯，才能去得较好 的经济效果。斜井提升钢丝绳的磨损是影响钢丝纯寿命的主要因素，因此钢丝纯直径相同时，组成的钢丝直径较粗，将具有较高的使用寿命。钢丝绳在工作时受多种动、静应力的作用，如弯曲应力、扭转应力，接触应 力及挤压应力等，这些应力的反复作用将导致疲劳破断 ，这是钢丝绳损坏的主要 原因；另外磨损及锈蚀将加速损坏。因此综合反映上述应力的疲劳计算是一个较 复杂的问题，虽然国内外在这方面作了大量的研究工作，取得了一些成就，但是 由于钢丝纯的结构复杂，影响因素

6、较多，强度计算理论尚未完善，一些计算公式还 不能确切地反映真正的应力情况。因此，目前我国矿用钢丝绳的强度计算仍按最 大静载荷并考虑一定安全系数的方法进行计算。2、计算选择钢丝纯由于斜井筒倾角小于9 0 °，作用在钢丝绳上的最大静张力是由重车组、钢丝绳的重力和摩擦阻力组成。下图为斜井单纯提升钢丝纯计算示意图。由图可知, 钢丝纯最大静载荷是在A点。 5 .斜井钢丝绳计算图作用在A点的井筒方向的分力包括：重用车的重力分力n(Qz Qk)gsin ?重用车的摩擦阻力n(Qz Qk)g?3cos钢丝绳的分力mpgLoSin钢丝绳的摩擦阻力fzmpgLo cos按钢丝绳承受的最大静负荷并考虑一定

7、的安全系数，可得出下式n(Qz Qk)(sinf1cos )gmpL0(sinBsf2 cos )g ma每米钢丝纯质量为n(Qz Qk)(sinf cos )mp :9.5 10 6L0(sinf2 cos )ma4 (600 1500)(sin25 0.015cos25)6 1600 1069.5 106 前 350(sin250.2cos25)4 2100 0.402338.46 350 0.571.57(kg/m)式中Lo 钢丝绳由A点至用车尾车在井下停车点之间的斜长,m；钢丝纯悬垂长度250米;f1矿车运行摩擦阻力系数，矿车为滚动轴承时取f1 = 0 .015,为滑动轴承时取fi =

8、0.02 ;f2 钢丝绳沿托辗和底板移动阻力系数，钢丝绳全部支承在托辗上时取f2=0. 150. 2 0，局部支承在托辗上时取 f2=0. 2 50. 4 0;g重力加速度，10m/s2;ma 钢丝纯安全系数。单纯缠绕式提升设备所用新钢丝绳安全系数:1）专为升降人员2）升降人员和物料3）升降物料时mma<9;升降人员或混合提升时<7.5 ;4）专为升降物料ma< 6.5;S为钢丝绳所有钢丝断面积之和（单位m2）；为解式mp,需找出mp和S的关系:p pmp式中P 0钢丝纯密度，k g / m3,取5000钢丝绳公称抗拉强度,MPa股以选用15501 7 00为宜，本计算取16

9、00。根据上式计算的数据，查钢丝纯规格表选择标准钢丝纯。斜井提升一般选6 股7丝标准钢丝纯，因为这种钢丝纯的钢丝较粗、 耐磨。若有面接触钢丝纯供应 时，也应尽量先选用。此设计选用6 19 FC 24.5 1670的钢丝纯。全部钢丝 纯破断力总和 Qp =2 9 1 0 0kg, d= 2 1.5mm, mp = 1 . 7 k g/m3、钢丝绳安全系数验算选择后，按下式验算钢丝绳安全系数。(1 )、提升煤、肝及物料时安全系数验算纯端最大载荷(以什石计算)Qgmax=n(Qzg Qk)(sin% cos ) mpL°(sinf2 cos )= 4(150 0 +600) ( s i n

10、2 5 0 +0.0 1 5Xcos25° )+1.7 X350(sin25° +0.2 X cos 25° ) =369 9.2 ( kg)安全系数ma -Q =里些=7. 87>6. 5。Qg max 3699.2式中Qp 所选择准钢丝绳的钢丝破断拉力总和,kg 04、结论计算和验算表明，选用6 19 FC 24.5 1670钢丝纯，符合安全生产需要 是正确的。(五)、绞车的选型计算1、绞车滚筒直径的确定提升机滚筒直径Dg ,是计算选择提升机的主要技术数据。选择滚筒直径的原则是钢丝绳在滚筒上缠绕时不产生过大的弯曲应力以保证其承载能力和寿命。 根据煤矿安全

11、规程有关规定，结合 xx x煤矿实际情况，主绞车滚筒直径必须 满足下式：Dg >60d式中Dg滚筒直径,mm ;d钢丝绳直径，mm则本设计中滚筒直径为：Dg >60 d=60 X 2 1.5 = 1290mm g根据计算，选用JTP-1. 6X1.5型单筒提升机：滚筒直径Dg =1. 6 nl滚筒 y宽度B=1. 5 m ;钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力 Fjmax=42 KN(载人3 1KN);vmax = 2. 5m/s 。2、绞车滚筒缠绳宽度确定滚筒宽度应容纳以下几部分长度的钢丝纯。(1)提升斜长L"(2)钢丝纯试验长度，煤矿安全规程规定，升降人员或升降人员和物料用

12、 的钢丝纯，自悬挂起每隔六个一月试验一次； 专门升降物料用的钢丝纯，自悬挂 起经过一年进行一次试验，以后每隔六个月试验一次，试验时每次剁掉5米。根据煤矿的实际情况，每根钢丝绳的使用时间一般为五个月，为确保安全，期间试验 一次，则试验纯长为5米。(3)滚筒表面应保留三圈绳不动(称摩擦圈)，以减轻绳与滚筒固定处的拉 力。(4 )多层缠绕时，上层到下层段钢丝纯每季需错动四分之一圈，根据绳子的使用年限，一股取错动圈24圈。(5)缠绕在滚筒圆周表面上相邻两绳圈间隙宽度，=23 mm滚筒应有的宽度由下面公式求出：单滚筒或双滚筒提升机，每个滚筒的纯绳宽度为：单层缠绕时B (L-30 3)(d)Dy多层缠绕时

13、B (Lt 30 (4 3) Dy 3)(d)k Dp式中k 缠绕层数，计算公式如下：Lt 5 (4 3) Dy (d )k DpBB滚筒宽度，mmDp 多层缠绕时平均缠绕直径，计算公式如下：一 一 k 1 -22Dp Dg 2 .,4d2 (d )2对于缠绕层数煤矿安全规程规定：立井中升降人员或升降人员、物料的, 只准缠绕一层；专为升降物料的准许缠绕两层；倾斜井巷中升降人员的，准许缠绕 两层；升降物料，准许缠绕三层；煤矿副井为斜井，提升物料，绞车为单滚筒，k取2,因此滚筒的纯绳宽度为B5 (4 3) Dgk Dp3)(d(350 5 716 3)(21.5 3)21.618=1 30 0 .

14、83 m mk 1 一 cc汪：. 这里 Dp Dq J4d2 (d )2 1618mm p g 2.这里取3。通过计算，绞车滚筒宽度取1500mm3、验算最大静张力(1)提升什石时钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力Fjmaxgn(Qzg Qk)(sinf1 cos )gmpLt(sinf2 cos )10 4 2100(sin250.015cos25 ) 10 1.7 350(sin 250.2cos25 )84000 0.4 5950 0.57=3 69 91.5N<42K N式中mp所选择的钢丝纯单位长度的重量，kg/m。(2)运送人员时钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力Fjmax g(Q

15、r Qc)(sinf cos ) gmpLt(sinf2 cos )=2 52 39. 5 N<31KN3、结论通过计算各验算，x x x煤矿选择可见所选用J T P-1.6 X 1. 5型单滚筒提升 绞车为主绞车是合适的。(六)、绞车电机功率计算1、电动机的容量应满足下述条件：1)、等于或大于根据电动机温开散热条件计算的等效容量2)、启动时的力矩，应不超过电动机最大力矩的8 5 %;特殊情况下，允许达 到 90%。3)、提升过程中，任何特殊力都不应超过电动机最大力矩的90%。2、斜井单滚筒提升机电动机功率计算向上提升重车时：N KBWzdV = 1.2 36991.5 3.8= 120

16、. 5 KW10001000 0.85下放重车时.N KBFzd 1.05v = 1.2 32159 1.05 3.8 0.85 10001000=100.9KW(Fzd=n(Qzg Qk)(sin fcos )g mpL0(sin f2cos )g=32 159)式中 N所需电动机功率，KW;Kb电动机功率备用系数，一般为1.1 51. 20。v绞车的最大速度，m/ s ;绞车的机械效率，一级传动为0.9,二级传动为0.8 5 ;Wzd上提重车时，钢丝绳所受最大张力，N;F zd下放重车时，钢丝绳所受最大张力，N，此时电动机按发电机方式 运行；1 .05 按发电机方式运行时，考虑电机转速比正

17、常转速大的系数。根据计算结果，取最大值1 20.5 KW选择型号为YR31 5M1-6的电动机，N=160Kw,nd = 7 3 0 rpm, =0.93。三、结论及存在的问题(一)、结论根据煤矿安全规程及有关设计规范，结合xx x煤矿实际情况，关于xxx 煤矿主提升绞车的设计选型结论如下：1、绞车钢丝绳型号为：6 19 FC 24.5 1670(宁夏新日恒力钢纯股份 有限公司)；2、主绞车型号：J TP-1.6 X1, 5型单滚筒矿用提升绞车(滚筒直径 Dg =1.6 m;滚筒宽度B=1. 5m;钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力 Fjmax = 42KN(载人3 1 KN ;vmax=3.8m

18、/s )。3、电机型号：YR315M 1-6( N=1 6 0K w , nd =73 0 rpm, =0.93)。(二)、设计存在的问题由于设计者水平有限，设计不够细致，本设计难免存在一些问题，具体如下：1、根据刘碧煤矿实际情况，实际提升斜长为L t=22 0m,其中井筒220m倾角 为2 2。，地面50m倾角为6° ,在设计计算时，统一按照2 2计算。由此计算 出的结果，使最大静张力偏高，计算出来的安全系数偏小，电机功率偏大，但不影 响安全生产。2、设计中的矿车载重重量，考虑到取最大值，全部按肝石计算，也使得计算 出来最大静张力偏高，安全系数偏小，电机功率偏大。如果按煤车计算，计算出来 的电机功率为120. 5KW在实际选型时，可参考此结果，同时考虑提升什石时 , 将车数减少为3车。四、过卷距离计算依据第三百七十