矿井提升课程设计 - 副本

1、中国矿业大学银川学院 课程设计说明书题目名称:煤矿主井提升设备选型设计系 部:专业班级:矿山机电 10级机械一班 学生姓名:彭鑫指导教师:张继荣完成日期:中国矿业大学银川学院信息课程设计评定意见设计题目:煤矿主井提升设备选型设计学生姓名:彭鑫 专业 矿山机电 班级 10级机械一班 评定意见:评定成绩:指导教师(签名 :年 月 日矿山系课程设计任务书 教研室主任(签名 系(部主任(签名 年 月 日目 录一 计算条件 .1二 提升容器的确定 .1三 钢丝绳计算 .1四 提升机的选用 .1五 提升系统 .2六 电动机预选 .3七 变位重量计算 .3八 提升机速度图的计算 .3九 提升能力 .5十 电

2、动机等效功率计算 .5 十一 电耗及提升机效率计算 .7立井笠斗提升系统1. 计算条件 1 矿井年产量 A n 为 165万吨 /年 .2 工作制度:年工作日 b r 为 350天日工作时数 t s =16小时, 3 井深 210m , 4 矿井服务年限 80年, 5 提升方式为双箕斗提升, 6 卸载高度 H x 米 23=。 7装载高度 H z 米 22=8散煤容重可取 =0.9吨 /M3或 0.92吨 /M3,单水平开采2. 提升容器的确定在提升任务确定之后, 选择提升容器的规格有两种情况, 一是选择大规格容 器,一次提升量大,则提升次数少,二是选择小规格的容器,初期投资少,而运 转费较多

3、。 其选择原则是一次提升量应该使得初期投资费和运转费的加权平均总 和最小。(1确定合理的经济速度 :m 8. 62894. 04. 0v m =H提升高度: H=Hs+Hz+Hx=210+22+23=255m经济速度: V 97. 152554. 04. 0=V M /s(2 估算一次提升时间 :Tx:s 7110108. 62898. 08. 6u Vm a Vm x 1=+=+=H T a 为提升加速度一般取 a=0.8m/s2 , u 为箕斗低速爬行时间一般取 u=10s, 为箕斗装卸载休止时间一般取 =10s(3小时提升量 : (t/h714. 29514*30010*90*2. 1*

4、15. 1t b a 4s r n f s =A C AC 为提升不均衡系数箕斗提升 C=1.15, a f 为富裕提升系数一般取为 1.2。(4小时提升次数 n s =3600/Tx=3600/71=50.70(次 (5一次合理提升量 Qkg589270. 5010*714. 295n 3s s =A Q根据以上结果可知:应该选用名义装载量 6t 的 JL 6型的单绳箕斗。其有关数据是:自重 Qz=5t, 容器全高 Hr=9.45m, 有效容积 V=6.6m3, 两箕斗中心距 S=1.87m。 (参看矿井运输提升第二篇表 1 1因散煤容重 =950kg/m3,故一次实际提升量 Q 为Q=95

5、0*6.6= 6270kg 3. 钢丝绳的选择计算钢丝绳的选择原则是:钢丝绳应该按最大静载荷并考虑一定的安全系数。 (1 计算单位绳重力 P43.73N/mg 3005. 617000011. 050006270m 11. 0c a =-+=-+=H Q Q P B X式中选用 B =170KN/cm3, ma=6.5,而 Hc=Hz+Hj+Hs=29+31+240=300m。在井架高度未确定时,选用箕斗提升 Hj=3035m。根据上述 P 值选用 619普通圆股钢丝绳单位重力为 48.71N/m绳径为37.0mm ,钢丝绳钢丝拉断力之和为 Qq=876000N,(2 验算安全系数5. 696

6、. 6300*73. 435000062700876000=+=+=c z pH g Q Qg Qq ma所以钢丝绳合格。4. 提升机的选型计算选择提升机的主要参数有:卷筒直径 D ; 卷筒宽度 B ; 提升机最大静张力 Fjmax及最大静张力差 Fjc(1 直径 D80d=80*37=2960mm1200max=1200*2.4=2880mm (2宽度 Bmm d d n D D mm mm Dpd D H B 13. 3030 337(37*4*2123 (421150089. 808 337(* 23*730289( (Dp n 43302222=+-+=+-+=+=+= (式中:n 为

7、缠绕层数取 n=2; Dp 平均缠绕直径,而绳间间隙 取 3mm 。(3计算强度最大静拉力 F jmax477. 73289*04871. 04. 59pH g F FjckN477. 123289*04871. 0504. 59pH g g jc z jmax =+=+=+=+=Q Q Q F 最大静拉力差根据滚筒直径及其张力,可选用 2JK-3/11.5型单绳缠绕式提升机,滚筒钢丝绳在滚筒上的缠绕宽度 BB mm D H B g =+=57. 1474 d (330(则所选提升机满足要求。5. 提升系统天轮直径:取 Dt=Dg=3000(mm井筒提升中心线到滚筒中心的距离:(1. 2835

8、. 3366. 05. 36. 0m in m D H L g j S =+=+考虑到降低偏角。可适当加大 min S L ,取 min S L =31m.提升钢丝绳弦长 x L :(62. 45 2. 136( 2331( ( 2(2222min m C H D L L o j t x s =-+-=-+-= 注:通常工业场地较平坦时, o C 取 1.2m.钢丝绳的偏角:最大外偏角:30178. 360107. 045620=x ga L d a s B t查 的 2JK-3/11.5型 提 升 机 的 两 卷 筒 中 心 距 为 1.64m. 所 以 =1.64-1.5=0.14m;天轮

9、的中心距 s=1 最大内偏角: 61x 2a -s arctano 2=L 根据不咬绳的条件, 又图 4-4中可查的允许的内偏角为 111 。 内偏角 2 111 , 满足不咬绳的条件。下绳弦与水平线夹角 : 145362. 45233sin 5. 1312. 1362sin 1111min =+-=+-=-tg L D D R L C Hj tg x t t s o 卷筒的下出绳角大于允许值 15,满足要求。6. 提升电动机预选 :(1 电动机的功率N Q P k 829. 7403. 1*85. 0*10006.8*7. 62*15. 1j 1000gv k m =(2电动机转速的确定 m

10、in /r 09. 4983*14. 38. 6*5. 11*60v *i *60n m e =D . 1160591360s m i n D V e s = 7. 变位重量计算 电动机转子的变位重力:kN i D GD G d d 065. 1055. 1197150 (2222= 有查表可知。提升机旋转部分的变为重力为:G j =1800010=180kN天轮的变为重力:G t =7.81kN.一根提升钢丝绳的全长: m 85. 4413018*14. 362. 453*14. 3*5. 030530 n 3x t 21c p =+=+=D L D H L (钢丝绳尾绳全长:Lq=H+2H

11、w=289+6=295m Hw=Hg+Hh=4.5+1.5=6m Hh 为尾绳环高度取为 1.5m 。则提升系统变位重力 G 为N Q Q G k 029. 5021050657810*2103*18085. 441*73. 43*210*5000*210*6270G 2G G pL 2g 2g dt j p z =+=+=则变为质量 m :kg 23. 5117581. 9502029g m =G8. 提升速度图的计算按六阶段速度图计算(1提升加速度 a 1和减速度 a 3的确定提升加速度 a 1的确定 :1根据设计规程箕斗提升加速度 a 1 1.2m/s2, ,2 按减速器最大输出扭矩确定

12、最大加速度 a1 (148663534. 010/10506523. 51175 305*73. 436270*10*15. 1(148663*2 m m p g k 2a m ax 1=-+-=-+-dH Q M (3按电动机过负荷能力确定最大加速度 a1i 为减速器的传动效率,一般取 i =0.85N V P F H Q F 66. 78049068. 885. 0*829. 740*10001000m/s69. 023. 51175305*73. 4310*6270*15. 166. 78049*06. 2*75. 0m p g k 75. 0a s i e e e 12=+-=+-=

13、( ( 根据以上计算主加速度 a1=0.34m/s2。提升减速度 a3的确定 :根据自由滑行减速计算2m /s 148. 123. 51175305*73. 43-10*6270*15. 1m p -g k a 3=H Q 所以提升减速度 a3=1.148m/s2(2计算箕斗六阶段速度图各运动参数1初加速阶段:为减少容器通过卸载曲轨对井架的冲击,对初加速度 o 及容器在卸载曲轨 内的运行速度 o V 要加以限制,一般取 o V 1.5m/s。 h o 为卸载距离,取 h o =2.35m2000000m/s479. 013. 35. 1t v a s 13. 35. 135. 2*2v h 2

14、t =2主加速度阶段m 43. 9232. 19*25. 1068. 8t 2v v h s 32. 1934. 05. 1068. 8a v -v t 10m 110m 1=+=+=-=3减速阶段m 23. 2859. 6*25. 0068. 8t 2v v h3s 59. 6148. 15. 0-068. 8a v -v t 34m 34m 3=+=+=V4为爬行速度一般取为 v4=0.40.5m/s4爬行阶段s 65. 03v4h4t4=h4为爬行阶段运行距离取 h4=2.55m5等速阶段 s 18. 22068. 899. 178v h t m99. 178323. 2843. 923

15、5. 2305h -h -h -h h 22243102=-=-=H6抱闸停车阶段抱闸停车时间 t 5,一般取为 t 5=1sm 25. 01*25. 02 t*v h5m/s5. 015. 0t v a 545452=则一次提升时间 T 为s 13. 66813. 58x =+=+=T T为装卸载及休止时间查表 5 1可得 为 8s(3提升能力验算箕斗提升设备每小时提升次数 n s次 44. 5413. 663600x 3600n s =T 小时提升能力 As(t /h 328. 34113. 666270*6. 36. 3s =TX Q A 年实际提升能力 A n 年 (万吨 /322.

16、1301. 1328. 341*14*300 =c A t b n A s s rC 为提升不均衡系数取 c=1.11.15箕斗提升设备的实际富裕系数 a f 45. 190322. 130 a f =An n A(4电动机等效功率计算 :2初加速阶段, a0=0.478N a M pH Q F c 59. 109955479. 0*23. 51175305*73. 4362700*15. 1*g k 0=+=+= 加速终了:N F F 06. 10975035. 2*73. 43*2-59. 109955ph 2-c 12=2主加速阶段加速开始N M F F 23. 102842479. 0

17、-34. 0*23. 5117559. 109955 a -a (21211=+=+= ( 加速结束N P F F 07. 9475892.43*73. 43*2-23. 102842h 211112=-=3 等速阶段等速开始N M F F 77. 8298723. 0*23. 51175-07. 94758a *11213=-= 等速结束67333.305N 178.99*73. 43*2-77. 82987h 221314=-=P F F4 减速阶段减速开始8584. 14N1. 148*23. 51175-305. 67333a *31415=-=M F F 减速结束6115.00N 2

18、8.23*73. 43*2-14. 85842ph -31516=F F5 爬行阶段加速度 a=0爬行开始N H KQ F 73. 5902928.23*2-178.99*2-92.43*2-2.35*2-305*43.7362700*15. 1h 2-h 2-h 2-h 2c p g 321017=+=-+=( 爬行结束N F F 62. 587663*73. 43*2-73. 59029ph 2-41718= 等效力计算10* 62. 5876673. 59029(5. 018. 22*305. 6733377. 829875. 032. 19*07. 9475823. 1028425.

19、013. 3*06. 10975059. 1099555. 0t 21t 21t (21t 2121t =+=+= ( ( ( F F F F F F F F F 注:由于减速段采用自由滑行,该段运动力接近于零,故未列入计算。 等效时间:( s 03. 478*3138. 291841. 742. 1014. 321312t 5t 4t 3t 1t 0t 21d =+=+=T等效力: (N T F F 85. 8924603. 4710*746. 3t 11d dx 2=等效功率:kw kw i V F dx 800968. 71310000858. 6*85. 892461000p max d = 故所选的电动机容量是合适的。(5电动机过负荷系数 :(5. 84283068. 885. 080010001000N v P F m je e = 22. 15. 8428323. 102842e max =F F 特殊力作