采矿工程专业毕业论文--矿井提升机设计

1、矿井提升机是沿井筒提升煤炭、肝石、升降人员、下放材料的大型机械设备。它是矿 山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，故要求具有很高的安全性，其成本和耗电 量也比较高。因此本次在矿井提升机选型设计中，主要是根据所给参数确定矿井提升设备，包括选择提升容器、钢丝纯、提升机、卷筒及校核提升能力，并经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体条件，做到设计切合实际。保证提升机的选型及其运转两个方面都 是合理的，最终确定具有经济安全合适的提升系统。本次在对主要部件主轴装置的设计计 算中，采用计算主轴上的正常载荷，根据其分别求出轴上的弯矩、扭矩及其相应的力，校核 轴危险断面的安全系数及刚度。并对零部件轴、切向

2、键、齿轮进行校核，充分保证了各部 件设计的合理性，尽可能地确定经济合理的最优设计方案。关键词：矿井提升机选型设计主轴装置设计-1AbstractMine Hoist is along the shaft upgrade coal, coal, movements, a large delegation of material mechanical equipment. It is underground mine production systems and the ground industry square connected to the hub, it requires high se

3、curity, costs and power consumption is relatively high. So this in the mine hoist type design, the main according to the parametersof mine to upgrade equipment, including the option of upgrading containers, rope, hoist, and checking drum capacity and the result of technical and economic comparison w

4、ith the specific conditions of mine, so design realistic. Hoist guarantee the selection and operation of two aspects are reasonable,and ultimately determine a suitable economic security system upgrade. The main components of the spindle device design, computational spindle on the normal load, calcul

5、ated according to their respective shafts moment, and their corresponding torque, checking axis dangerous sections of the safety coefficient and stiffness. As well as parts axis, tangential key, gears checked and fully guarantee the design of the various components is reasonable, possible to determi

6、ne the optimal economic rational design.Key words: Mine Hoist Spindle in Design strength of Calculation-9 -第1章绪论1.1 多绳摩擦式矿井提升机在国内外的发展现多纯摩擦式矿井提升机随着科学技术的发展， 其增长速度很快，使用范围也日益增多， 不仅立井使用，国外在斜井或露天斜坡也在使用，例如，联邦彳惠国米尔斯露天矿，1954年在斜坡上使用了单箕斗四绳提升机，采用封闭式钢丝纯，直径为 32mm。又如，奥地利 Wodzyki矿井是斜井，1960年以前就使用了双纯摩擦式矿井提升机，井筒倾角是 24

7、度， 斜长1138m,用车提升，绳速8m/s,提升6辆煤车和2辆什石车，有效负荷13.56t,为了 防止钢丝绳在主导轮上产生滑动，在井底尾纯环处安装种锤拉紧的导向轮。国内是使用的 多纯摩擦式提升机也日益增多，1960年第一台多纯摩擦式提升机投入运行以来， 大量的这 种提升机在我国安装运行。目前，国外多纯摩擦式矿井提升机的发展方向是：发展落地式和斜井多绳摩擦式提升 机，研究其用于特浅井、盲井的可能性，以扩大起使用范围；采用新结构，以减小机器的 外形尺寸和重量；实现自动化和遥控，以提高工作的可靠性和生产效率，以适应深矿井和 大生产量的需求多年来；大量采用先进的拖动、控制系统，甚至是全液压型等。随着

8、矿井开采深度不断加深和采用集中提升方式，多纯摩擦式矿井提升机有较大的 发展前途。并为此探索具有耐磨性好、摩擦系数高的摩擦衬垫材料。新结构的多纯缠绕式 矿井提升机开始在一些国家使用，它对提升高度大的深井开采有重要意义；采用液压马达 代替电动机的防爆提升机受到重视；气力提升也正在研究和发展中。现在，各国为争夺用户市场，开发了各种形式、规格的矿井提升机，以适应各国矿井 的开采深度，达到高效、低能耗、低成倍的目的。矿井提升机的发展总趋势可归结为：在 总体上向大负荷、高速、大型化方向发展。实用、经济、高效、可靠的提升机产品是使用 者和制造者共同的追求。1.2 多绳摩擦式矿井提升机在我国的应用情况我国多纯

9、摩擦式矿井提升机的系列参数从 1960年开始制订，目前的品种有塔式和落 地式；绳数上有二纯、四纯、六纯；直径结构已达 5.5m；主传动形式有电动机通过减速器 拖动和低速电动机直联两种。我国1958年设计生产了第一台2m四纯塔式摩擦式矿井提升 机，应用在阜新五龙矿。1960年又设计生产了 3m四纯摩擦式矿井提升机，在宁夏石嘴山 二矿使用。从此我国也开始应用塔式多绳摩擦式矿井提升机。由于防震的需要，各矿山用户纷纷要求有落地式多纯摩擦式矿井提升机供货，所以在 1977年利用河南大峪沟因地面面积限制，原设计的双筒单纯提升机无法安装的情况下，在无任何落地式多纯摩擦提升机参考资料的情况下，完全依靠自己力量

10、，经5个月的努力和攻关，于1977年10月，使我国第一台2m双纯落地式矿井提升机在我国大峪沟诞生。随 后在1982年洛阳矿山机械研究所设计试制的一台四纯落地式摩擦矿井提升机在广东红工 矿运行，1983年由上海冶金矿山机械厂设计生产了 3m四纯直流低速的落地式摩擦提升机 在我国浙江长广煤矿应用和鉴定。从此，我国的塔式和落地式多纯摩擦矿井提升机被矿山 广泛采用。1.3 多绳摩擦式矿井提升机的种类及其结构分析多纯摩擦式矿井提升机的控制方式有手动、半自动和全自动等几种。一般将布置在井 筒顶部塔架上的这种提升机称为塔式多绳摩擦式矿井提升机，塔架高出地面几十米，在地 震区和地表土层特厚的矿区建造井塔耗资较

11、大，但塔式的优点有：1）紧凑省地；2）不需大轮；3）全部载荷垂直向下，井架稳定性良好；4）可获得较大围包角；5）钢丝绳不致因无保护地裸露在雨雪之中而影响摩擦系数及使用寿命。其缺点是：设备费用比落地式高，因为提升塔比普通井架更为庞大复杂，需要更多 的钢材。塔式多绳摩擦式矿井提升机又可分为无导向轮系统和有导向轮系统两种，前者 简单，后者的优点是可使提升容器在井筒中的中心距不受摩擦轮直径的限制，可以减少井 筒的断面，同时可以加大钢丝绳在摩擦轮上的围包角， 具缺点是使钢丝绳产生了反向弯曲， 直接影响钢丝绳的使用寿命。因此设计时应尽量不采用导向轮系统。提升机布置在地面的 称为落地摩擦式矿井提升机，这种提

12、升机的提升纯通过井架大轮引入井筒，与容器相连。 因落地式可以同时安装提升井架和提升机，井架高度也低，故这种型式的多纯摩擦式提升 机在我国受到重视。多纯摩擦式矿井提升机主要由电动机、减速器、摩擦轮、制动系统、深度指示系统、 测速限速系统和操纵系统组成，采用交流或直流电机驱动。采用低速电动机时可不用减速 器，电动机直接与卷筒主轴相连，或将电动机转子装在卷筒主轴的末端。传动功率大时， 可采用2台或4台电动机同时驱动。一台提升机的总功率已达到 11600千瓦。制动系统是 保证提升机安全运行的重要装置。遇紧急情况时，制动系统应通过可调节制动力矩的液压系统产生两级安全制动，以保证提升机及时停车又不产生制动

13、过猛现象。交流电动机驱动 的提升机，具制动系统还要具有灵敏的制动力矩可调性能，以准确控制提升机在临近停车 点时的运行速度。1.4多绳摩擦式矿井提升机的优点及其局限性在国内外，多纯摩擦式提升机得到飞跃发展，同单纯缠绕式提升机相比，它具备以 下优点1）由于钢丝绳不是缠绕在卷筒上，所以提升高度不受卷筒容纯量的限制，更适用于 深井提升，这是多纯提升机较突出的优点。例如瑞典某矿井使用50t箕斗的8绳提升机，提升高度为1300m主导轮的直径仅为4m,若用单纯缠绕式提升机，则滚筒直径将达7.2到8m,缠绕宽度将达5到4.5m,钢丝绳直径将为80mm,不仅设备重量大，而且设备和 钢丝绳直径过大，制造和安装使用

14、维修都较困难。2）由于提升容器是由数根钢丝绳所承担，提升钢丝绳直径就比相同载荷下单纯提升 的小，并导致主导轮直径小，因而在同样提升载荷下，多纯提升机具有体积小，重量轻， 节省材料，制造容易，安装和运输方便等特点。3）由于多纯摩擦式提升机运动质量小，拖动电动机的容量与耗电量都相应减少。4）由于多根钢丝绳提升，几根钢丝绳被同时拉断的可能性极小，因此提高了提升设 备的安全性，可不设断纯保险器（防坠器），这就给使用钢丝纯罐道矿井提供了有利条件。5）在卡罐和过卷的情况下，有打滑的可能性，可避免断绝事故发生。6）由于多纯提升机的提升钢丝绳一般都是偶数，因而可以用相同数量的左捻和右捻 钢丝纯，这样，提升钢丝

15、绳在运行中产生的阻力就可以相互抵消，从而减轻了提升容器因 钢丝绳扭力而产生对罐道的侧向压力，既降低了运行中的摩擦阻力，又可以减轻罐耳和罐 道的单向摩擦，从而延长了罐耳和罐道的使用寿命。7）由于主导轮宽度较小，轴的跨度也小，改善了主轴的负载性能。8）主导轮上不纯纯，提升钢丝绳没有在纯纯时沿轴中心方向上的挤压力（单纯缠绕 式矿井提升机上会受这种力的影响，通常称之为“咬纯”），而且，由于钢丝绳承受的动应 力和静应力都低，因而有利于钢丝纯使用寿命的提高。但多纯摩擦式矿井提升机也有它的局限性1）数根钢丝绳的悬挂、更换时工作量大，维护检修、调整工作较复杂。2）当有一根钢丝绳损坏而需要更换时，为了保持各钢丝

16、绳具有相同的工作条件，则需要更换所有的钢丝纯3）因不能调解纯长，故双钩提升不能用于几个中段提升，也不适用于凿井提升。4）当矿井很深时（例如超过 1200到1500m）,钢丝纯故障较多，故不适用于特别深 的矿井提升。5）由于使用数根直径较细的钢丝绳提升，钢丝纯的外露总面积增加了，在井筒中受 矿井腐蚀气体侵蚀的面积就相应增加，加之由于钢丝绳直径较细，钢丝纯的纯股中钢丝直 径也较细，耐磨性也明显降低，诸因素对钢丝纯的使用寿命产生了不利的影响。尤其是对 于某些矿井的淋水呈酸性，腐蚀性则是影响钢丝纯使用寿命的重要原因之一。综上所述，多纯摩擦式矿井提升机的优越性是显著的，特别是对提升量大的深井，单 纯缠绕

17、式提升机是无法比拟的。通过对多纯摩擦式矿井提升机的缺点进行分析，可以发现,这些缺点是可以克服和减轻的。例如，对于井筒中涌水较大的矿井，除了采取堵水的措施， 以减轻对钢丝绳的锈蚀外，还可以采用镀锌钢丝纯，以提高抗腐蚀性能。另外在运行中还 可以定期对钢丝纯涂以防腐防滑的戈培油，以改善钢丝绳的工作条件，总之，多纯摩擦式 矿井提升机已成为现代提升的发展方向之一。1.5多绳摩擦式矿井提升机提升工作原理摩擦式提升机具特点是靠摩擦轮与钢丝绳之间的摩擦力传动。它又可以分为单纯和 多纯两种。近年来多采用多纯摩擦式提升机。摩擦式矿井提升机适用于凿井以外的各种竖 并提升。提升纯搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦

18、力使容器上升。提升纯的两端 各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。为提高经济效益和安全性，摩擦 式矿井提升机采用尾纯平衡提升方式，即配有与提升纯重量相等的尾纯。尾纯两端分别与 两个容器（或容器和平衡重）的底部连接，形成提升纯 -容器-尾纯-容器（或平衡重）-提升纯 的封闭环路。容器处于井筒中的任何位置时，摩擦轮两侧的提升纯和尾纯的重量之和总是 相等的。第2章选型设计2.1 选型计算依据2.1.1 选型设计的主要内容A设计依据(1)矿井年产量An, 50万t/年。(2)工作制度：即年工作日br,日工作小时数t。设计规范规定：br=300天，t=14h.(3)矿井开采水平数1,各水平井

19、深Hs=390m,以及各水平的服务年限；(4)卸载水平与井口的高差 Hx： 16m；(5)装载水平与井下运输水平的高差 Hz： 18m；(6)煤的散集密度：0.97t/m3;(7)提升方式：箕斗；(8)富裕系数：af =1.2;(9)不均匀系数：C=1.15;B设计的主要内容1)计算并选择提升容器；2)计算并选择提升钢丝绳;3)计算滚筒直径并选择提升机；4)计算大轮直径并选择大轮；5)提升机与井筒相对位置的计算；6)运动学及动力学计算；7)电动机功率的验算；8)计算吨煤电耗及效率2.1.2提升方式的确定A单容器提升与双容器提升的确定原则(1)矿井为多水平时，因多纯提升机无活滚筒，不能用做双容器

20、多水平提升。因此， 当矿井为多水平时，应采用单容器平衡锤提升。单容器平衡锤提升具有使用灵活，两绳的最大静张力差较小，改善了防滑条件等优点。但提升能力比双容器提升减少一半，提升电 耗比双容器提升大5%-10%。(2)矿井为单水平时，为充分利用设备能力，一般选用双容器提升，如防滑条件不 能满足时，可加大容器配重，改善防滑条件。(3)对单水平窑笼提升，除上述条件外，尚应考虑准确停车问题，单容器提升是以 窑笼到达井上下出车水平作为停车标志，故停车准确度高，双容器提升是以井下出车水平 作为停车标准，而井上窑笼则因钢丝绳的弹性与结构不同，变形较大，加之不可避免的钢 丝纯蠕动，其停车准确度较差。B确定提升方

21、式由于本矿是一个年产量 50万吨的中型矿井，提升煤炭及辅助提升工作量均较大，一 股均设主副井两套设备，主井采用箕斗提升煤炭，采用双箕斗提升方式，副井采用罐笼完 成辅助提升。一般情况下，主井均采用箕斗提升方式，因为，箕斗提升方式能力大，运转费用较低, 在控制上易于实现自动化。2.1.3提升容器的选择(1)提升高度HH Hx Hs Hz 390 18 16 424m(2)先确定经济提升速度为：y =(0.3 0.5) yH m/s=0.4V424 =8.237m/s(3)根据经济提升速度，估算一次提升循环时间Tj Vj/a H /Vj u =79.771s(4)根据矿井年产量及估算出的一次提升循环

22、时间，求出一次合理经济提升量为:mjAn C afTj3600 br t=3.64t/次名义载货量：10000N轨距：600mm(6)选择提升容器最大载重量：18000N轴距：550mm(5)根据条件选矿车为：MG1.1-6A 1t固定车厢式矿车(注该矿轨道轨距为：600mm)自重：5950N容积：1.1m3由于该井要求年产量50万吨，属于中型矿井，提升煤炭及辅助提升工作量均较大, 故主井采用箕斗提升。JDS 4/55*4J-提煤箕斗 D-立井多纯 S-钢丝绳罐道Y一异侧进出车 4一名义载重量 55每根钢丝绳悬挂装置的载荷为 55t4提升钢丝纯根数具体参数为：名义载重：40KN有效容积：4.4

23、m3提升钢丝绳直径22mm箕斗自重65KN箕斗总高：10900mm 纯间距:200mm2.2 提升钢丝绳选择计算2.2.1 选择钢丝纯类型根据国内外经验，由于井筒淋水大，腐蚀严重，所以选用镀锌钢丝纯。至于尾纯可选 扁纯和多层股不旋转钢丝纯，由于扁纯生产率低，价格高，应尽量选用多层股不旋转钢丝 纯。但其与提升容器的连接装置应为转环式。为了减少提升时容器的扭动，左右捻钢丝纯 数目应该相等，并相互交错排列。2.2.2 主提升钢丝纯选择计算箕斗提升系统：由于箕斗自重小，为了改善防滑条件，有意加大钢丝绳直径，一般可 按下面方法计算：图2-1为竖井多纯提升钢丝纯计算示意图：图 2-1由图可知，钢丝绳终端荷

24、重：G=Q+QZ =4000+6500=105000N车冈丝绳悬垂长度:Hc=Hj+Hs+Hz=32+390+23=445mA选择并校核首纯(1)计算首纯单位纯重力PKB Hc) 4 (10500=14.96N(注钢丝纯安全系数 m=7.0提升煤110 140445)7.0炭)根据Pk值，选用6 30三角股股钢丝纯，其有关数据为:d=22mm B=140kg/mm2p=19.37N(2)验算安全系数MaMa=nQs=Q Qc nPK Hc 40004 273506500 4 1.937 445=7.84 >7所选钢丝纯合格。B尾纯选择计算尾纯单位长度重量：q =P = 4 1.937 3

25、8.74Nn 2根据计算的q ,自钢丝纯规格表中选择尾纯，因尾纯负荷小(只负担本身自重)，其25抗拉强度可选用140kg/mm2,而且不必校验其安全系数根据计算数据可以选择尾绳： 636月£(6+12+12)纯维纤芯，参考重量40.57N,B =140Kg/mm 2，钢丝绳直径：32.5mm2.3 多绳摩擦式提升机选择计算2.3.1 计算主导轮直径并选择提升机根据<规程规定：对有导向轮提升系统：D> 100d=100X 22=2200mm根据计算值选取滚筒直径为：2250mm2.3.2 计算提升系统最大静拉力最大静拉力FjmaxFjmax =Q+Qc+n PK Hc=40

26、00+6500+4X 1.937X 445=139.4786KN< 210KN最小静拉力Fj min :Fjmin = F1-Q=13947.86-4000=99.4786KN最大静拉力差：S Fjmax FjminS=40KN根据以上各项计算提升机：JKM-2.25/4多纯摩擦轮提升机可以使用2.3.3 确定减速器速比i和电动机转数加60 i Vm 60 10.5 8.237i=10.5 电机转数 nC =734.51r/minD3.14 2.25选择最大转速为750r/min的电机在留Dm nd 2.25 750,计算 Vmax =8.41m/s60 i 60 10.5根据以上几个方

27、面条件选提升机为：JKM2.25/4/10.5多纯摩擦轮提升机卷筒：个数：1,直径2.25m钢绳最大静张力：210KN最大钢丝绳直径：22.5 mm减速器速比：10.5最大提升速度：11.8 m/s两根钢绳最大静张力差：60KN导向轮变位质量：13.6KN电动机转速（不大于）：750r/min2.3.4 选择大轮天轮直径为 Dt 80d 80 22 1760mm 取 Dt =2m根据条件选择大轮为：TSG空0012.5T一大轮S一井上 G一滚动轴承2000名义直径12.5纯槽半径2.3.5 验算主导轮衬垫比压Pb :Q 2Qz nP H 2Hj n q(H 2Hh)Pb =nDd二 4000

28、2 6500 4 1.937 (424 2 28) 2 4.057 (424 2 23)-4 225 2.2=12.39kg/cm2 15kg / cm2其中，HX=16m, H j :井塔高度暂取44mH J = HJ - HX=44-16=28m计算的主导轮衬垫比压Pb,应小于摩擦衬垫的许用值 R。即PBPb 0见表41表4 1衬垫材料橡胶皮带皮革聚氯乙烯塑料聚氨基甲酸酯 橡胶摩擦系数0.20.20.250.25许用比压PB(kg / cm2)151520-2520选择摩擦衬垫材料为聚氯乙烯（P.VC） : =0.2,Pb=15 kg/cm22.4 提升机与井筒相对位置2.4.1 井塔高度

29、Hj如图51所示，为塔式多绳摩擦式提升机井塔高度示意图图5 1井塔高度示意图1 防撞梁；2一锲形罐道Hj =Hx+Hr + Hg + 0.75R +He Hzx =13.29+10.9+10.01+0.75 1 0.75 4.5=44.2 m式中：Hx 容器卸载高度m； Hr 容器高度m；Hg 过卷高度m； Rt 导向轮半径m；Hzx主导轮与导向轮中心高差m；He 容器最上纯卡接触导向轮处至导向轮中心高差mHe = 0.75Rt2.4.2 确定主导轮与导向轮中心线水平距离如图52所示，为摩擦轮与导向轮相对位置示意图图52摩擦轮与导向轮相对位置L0 S Rx R=1.85+1-1.125=1.7

30、25m2.4.3确定围包角1800 +=sin1HZX=sina 1 0.441 tg10.383 =5.2101800 5.210 185.210 19502.5提升系统变位质量2.5.1 预选电动机A估算电动机功率:KGS Vmax1.15 6000 8.237p _max 1.2 726.79KW102 j102 0.92式中：K矿井阻力系数，取1.15;j 减速器传动效率，单级传动 0.92,双级传动0.85;动力系数，取1.2B估算电动机转速:60vm i n二D60 8.237 10.53.14 2.25=734.51r/minC初选电动机：初步选择YR8008/1180型异步电动

31、机具体参数如下:额定功率800KW,额定电压：562V, 额定转速：740r/min效率：0.92，功率因数：0.82，飞轮转矩：5760N m2额定力矩：2.3D确定提升机的实际最大提升速度vm8.30m/s.D.nc = 3.14 2.25 740 60i 60 10.52.5.2提升系统变位质量mA提升系统变位重量：(1)有效载荷变位重量Q=40000N(2)提升容器变位重量Gz：双箕斗提升Gz=2Qz=2 6.5t=130KN(3)主提升钢丝纯变位重np(H+2 H J )=4 1.937 (424 2 28) =37190.4N(4)尾纯变位重量：nq(H 2Hh) 2 4.057

32、(424 2 23) 38135.8N(5)导向轮(或天轮)变位重量： Gx=1.36 104N(6)提升机变位重量 Gj =54000N(7)电动机转子变位重量Gd22Gd = (GD2)L i2 =576 -y=125440ND22.252式中(GD"为电动机转子的飞轮力矩，由电动机规格表中查到D提升机滚筒直径，i为减速器传动比。(8)提升机总变位重量：Gi =Q+Gz+np(H+2H j )+nq(H 2H h)+G d + Gx+Gj=4000+13000+4 1.937X (424+2 X 28)+2 X 4.057X (424+2 X23)+12544+1360+ 540

33、0=438366.2NB提升系统变位质量Gi 43836.62m=g 9.82 .4473.12kg s /m2.6 运动学计算2.6.1 提升速度阶段的确定对于底卸式箕斗，为了保证箕斗脱离卸载曲轨速度不大于 1.5m/s。需要有初加速阶段, 在停车之前为了补偿减速行程之误差，提高停车准确度，应有一低速爬行阶段，故应采用 六阶段速度图。2.6.2 提升加速度a1的确定A规程规定:立并升降人员时，a1 0.75m/s2 ;对升降物料无限制，一般a1 1.2 m/s2B按减速器允许的最大输出转矩来确定减速器型号：ZG70II (弹簧基础)总中心距：2 700mm, Mmax=11.5 104N m

34、塔式多绳提升机均采用弹簧基础中心驱动共轴式减速器。优点：缓冲性好，对提升井 塔和齿轮寿命有一定好处；缺点：结构复杂，制造成本高，安装，调整，检修不方便。2.2511500 1.15 4000 2- m/s2 =1.68 m/ s2验 4473.12 您449.8高速级采用斜齿轮传动,一,八DM max kQ-a1 <m/s 2DGdm 2g低速级采用人字齿轮传动0C按电动机的过负荷能力来确定 -0.75 Fe (kQ H 0.75 2.3 9044.82 1.15 4000 0.366 424ai0 =4473.12一 一 .2=2.42m/soo l102Pe i 102 800 0.

35、92其中:2.3, Fe L2 90448.2NVmax8.30D按防滑条件计算允许的加速度(按提升开始考虑)计算上升侧钢丝纯静张力FsFs Q Qz np H Hj nqHh Q= 4000 6500 4 1.937 424 282 4.057 23 0.1 4000=145887.18N计算下放侧钢丝纯静张力FxFx=Qz npHjnq(HhH) Q=6500+4 1.937 28+24.057 (424+23)-0.1 4000=99439.02N(3)计算上升侧运动部分变位质量ms：1 -ms= - Q Qz np(H Hj ) nqHh g1=4000 6500 4 1.937 (4

36、24 28) 29.84.057 23=1447.83kg(4)计算下放侧运动部分变位质量mx一 1''mx= Qz nqH j nq(H H h) gGt16500 4 1.937 28 29.84.057 424231360=1194.28kg(5)按防滑条件计算加速度:e 1 Fx 1.25 Fs Fx 0.908 9943.902 1.25 14588.718 9943.902 ai =e 1 mx 1.25 ms mx0.908 1194.28 1.25 1447.83 1194.28=0.73m/s2从满足防滑条件出发，且满足减速器扭矩和电动机过负荷能力的要求，经计

37、算后，取 a1=0.73m/s2,引值符合设计规范要求。2.6.3 确定减速度a3A规程规定对升降物料无限制，一般a3 1.2m/s2B根据减速方式进行计算(1)自由滑行减速:kQ H 1.15 4000 424 0.3662a30=1.06m/sm4473.12(2)机械制动方式减速：)kQ H 0.3Q 1.15 4000 0.366 424 0.3 4000 ，2a3 <=1.33m/sm4473.12(3)电动机方式减速：一 kQ a30 H 0.35Fem2=0.36m/sC按防滑条件计算允许的减速度(按提升终了考虑) (1)计算上升侧钢丝纯静张力FsFs Q Qz np Hj

38、 nq(H H h)Q=4000+6500+4 1.937 28+2 4.057 (424+23)+0.1 4000 =147439.02N(2)计算下放侧钢丝纯静张力Fx:Fx = Qz np(Hj H) nqHh Q=6500+4 1.937 (424+28)+2 4.057 23-0.1 4000 =97887.18N(3)计算上升侧运动部分变位质量ms = 1 Q QZgnpHj nq(HhH) Gx1=4000 6500 4 1.937 28 2 4.057 (23 424) 13609.8=1602.44kg(4)计算下放侧运动部分变位质量mx :1八mX=QZ np(H J H

39、) nq Hhg16500 4 1,937 (28 424) 2 4.0579.823=1039.67kg(5)按防滑条件计算减速度a3e1Fs1.25FsFx2a3 =4.12m/se1 ms1.25msmx取最小减速度为0.36m/s22.6.4速度图参数的计算A初加速阶段初速度v0=1.5 m/s,卸载曲轨长度：hx =2.35m初加速度：°V02,21.52m / s =2hx 2 2.35_. 20.48 m/s Vc 1 5初加速时间：t0 = 3.125 s00.48B主加速阶段主加速度：a 二0.73m/s2主加速时间：LVm V08.30 1.5a10.739.32

40、s主加速阶段的行程,VmV。，%t1 =28.30 1.5 9,32 45.67mC减速阶段减速度 a3=0.36m/s2主减速时间t3VmV4 _ 8.30 0.5a3-0.3621.67 s主减速阶段的行程h3包_，3=幽室 21.67 95.348m 22D爬行阶段M v4 =0.5m/sh4 =3.0m爬行时间t4 h_ = 32 6sV40.5E等速阶段的行程H2=H-hi-h3- hx -h4=(424-45.67-95.348-2.35-3)m=277.63m等速阶段的时间t2a=27763 33.45sVm8.30时间/S行程/m速度/(ms 1)力口速度4m.s 2)ti =

41、9.32h1 =45.67t2 =33.45h2 =277.63Vm=8.3t3 =21.67h3=95.348a3 =0.36t4 =6h4=3mv4=0.5F 一次提升循环时间抱闸停车的时间t5,定为1s,减速度a5取1 m/s2Tx t t2 t3 t4 t5=9.32+33.45+21.67+6+1+8=79.44s2.7 防滑验算2.7.1 提升载荷的静防滑验算静防滑安全系数j最小点为：等重尾纯提升系统，提升中之任意点；重尾纯提升系统, 提升之终点；轻尾绳提升系统，提升之始点。轻尾绳使用较少，本设计选用等重尾纯双容器提升以一侧提升重物，另一侧下放空容器时防滑最差，单容器提升以提升平衡

42、 锤下放空容器时防滑最差。这时易发生滞后滑动。(e1)Fx =0.908 9877.718 = 1.7» 1.75FS FX 14743.902 9788.718式中：Fx 提升终了时，下放侧钢丝纯静张力;提升终了时，上升侧钢丝绳静张力。2.7.2 正常提升的动防滑验算提升货载时，容易发生滞后滑动，并以正常提升加速阶段的动防滑安全系数最小，要求动防滑安全系数 d 1.25加速段动防滑安全系数d最小点：对等重尾纯提升系统为加速段之任意点；对重尾纯提升系统为加速段之终点；对轻尾绳提升系统为加速段之始点。双容器提升，以提升重物下放空容器之加速度，且导向轮在下降侧防滑最差。本设计 为双容器提

43、升。A计算加速终了时，上升侧钢丝绳的静张力FS Q Qz np Hj H h1n q(' Hh) Q=4000+6500+4 1.937 (28+424-45.67)+2 4.057 (45.67+23)+0.1 4000=146054.3NB计算加速终了时，下放侧钢丝绳的静张力Fx = Qz np(Hjh1) nq(Hh H 几)Q=6500+4 1.937 (28+45.67)+2 4.057 (23+424-45.67)-0.1 4000=99271.9NC计算上升侧运动部分变位质量ms-27 -hi)14000 6500 4 1.9379.8(4242845.67) 2 4.0

44、57 (23 45.67)1 -ms= Q Qz np(H Hj 几)n q(H h g-31=1449.53kgD计算下放侧运动部分变位质量mX1 -mx =Qz np(H jh) n q HgHhhiGx145.67)2 4,057 (424 23 45.67) 13606500 4 1.937 (289.8=1192.57kgE验算动防滑安全系数(e1)(Fxmxa)d '7(Fs Fx) (ms mx)&1.250.908 9927.191192.570.7(14605.43 9927.19) (1449.53 1192.57) 0.7=1.26 1.252.7.3 提

45、升载荷安全制动的动防滑验算规程规定：提升机进行安全制动时，必须满足：第一：Mz 3Mj Mz：提升机制动系统产生的最大制动力矩（kg.m） Mj：提升机系统的最大静力矩（kg.m）第二：安全制动时，全部机械的减速度在提升重载时不得大于5m/s2,下放重载时不小于 1.5 m/s2第三：安全制动时，全部机械的减速度不得超过钢丝绳的滑动极限减速度。A根据 规程规定，计算安全制动时所需要的制动力矩进行安全制动时，为了既安全平稳的闸住提升机，又不致使提升机减速过大，防止钢 丝绳打滑，一般应采用二级制动。制动时，首先施加第一级制动力矩，使得制动减速度大 于1.5m/s2,待速度降为零时，再施加第二级制动

46、力矩，第二级制动力矩应大于三倍静阻 力矩，以保证安全可靠的将提升机闸住。第一级制动力矩Mz1为M Z1 1.5m （kQ H） D kg.m2.25=1.5 4473.12+ (1.15 4000+0.366 424) =128979.7N m第二级制动力矩Mz为D 2 25MZ 3(Q H) y =3 (4000+0.366X424)=140237.5N mB验算提升载荷实际安全制动减速度azsD2.25Mz1 azs = 一(KQ H)D 12897.97 (1.15 4000 0.366 424)44732箸=3.56m/JC验算提升载荷的滑动极限速度 a zsFk(e1) Qe (e

47、1)a zs=Fk (e 1) (Q Gx)e10188.718 0.908 4000 1.908 0.1 2.908 0.366 4249.810188.718 2.908 (4000 1360) 1.908 0.366 424=4.38m/s2满足：azs< a zs式中Fk 空载侧钢丝绳的静张力 箕斗提升：Fk =Q z+np(H+ H j)+ n qHh=6500+4X 1.937X (424+28) +2X4.057X 23=101887.18N2.7.4 下放载荷的防滑验算A静防滑验算下放载荷时，一般不会发生滞后滑动，但容易发生超前滑动。下放载荷静防滑安全系数的最小点：等重尾

48、纯提升系统为下放中之任意点；重尾纯提 升系统为下放之始点。因此，应该验算下放开始的时候的静防滑安全系数。双容器提升按一侧下放重物，一侧提升空容器计算，单容器提升应按下放平衡锤，提升容器计算(1)计算下放开始时，下放侧钢丝纯静张力FxFx=Q+Qz qc npH j nq(H Hh) Q=4000+6500+595+4X 1.937X 44.2+2 X 4.057X ( 424+23) 0.1 X 4000 =146644.2N(2)计算下放开始时，上升侧钢丝纯静张力 FsFs Qz qc np(H Hj) nqHh Q6500 595 4 1.937 (424 44.2) 2 4.057 23

49、 0.1 4000107226.136N(3)验算静防滑安全系数j_(ej =-；1)Fs二 0908 10722.6136FxFs14664.42 10722.613=2.47>1.75B正常下放的动防滑验算下放载荷时，容易发生超前滑动，对于等重尾绳及重尾纯提升系统，以减速开始点的 动防滑系数最小。因此，应验算减速开始时的动防滑安全习系数，要求 d 1.25。(1)计算减速开始时，下放侧钢丝绳的静张力FxFx Q Qz qc np(H Hj h3 h4) nq(Hh h3 h4)Q4000 6500 595 4 1.937 (424 44.2 95.348 3) 2 4.057 (23

50、 95.348 3) 0.1 4000 145452.3N(2)计算减速度开始时，上升侧钢丝绳的静张力FsFs Qzqcnp(H j hg hu)nq(H Hhhg 1%)Q65005954 1.937(44.295.348 3)24.057(42423 95.348 3) 400114284.2N(3)计算下放侧运动部分变位质量mxFx Q2mxx- 1525.023kg s2/mg(4)计算上升侧运动部分变位质量msms FsQ-Gx 1264.12kg s2 / m(5)验算动防滑安全系数(e1)(Fs ms-3)d(Fx Fs) (ms mx)-32.021 1.250.908 (11

51、428.42 1264.12 0.36)(14545.23 11428.42)""(1264.12 1525.023) 0.362.7.5 按防滑条件计算容器自重Qfz(1)按静防滑条件计算容器自重QFz(1 2Q npHc(12 0.1) 1.75 0.9080.1 4000 4 1.937 445 62032.41N(2)按动防滑条件计算容器自重Qfza1(1 2-1)(-g e1电(1gHq史(1 g亘(1 g)e 1-G Gx npHcje 10.1(1 2 0.10.73 1.2598)(0.908)0.732 1.251(1 )9.80.9087164.25kg

52、 >65000N40000.731.25、(1)909081360 4 1.937 4450.732 1.251(1 )9.80.908防滑需要的容器自重，应取静防滑条件及动防滑条件计算结果之较大者。如果设计时所选用的容器自重Qz小于按防滑条件计算的容器自重Qfz,就应采用防滑容器自重Qfz,或者在容器上加配重。配重 Qb Qfz Qz 7164.256500 6642.5N重新校验提升钢丝纯：M-nQs4 27350749 )Q Qc npkHc4000 7164.25 4 1.937 4457原来的钢丝纯合格2.8动力学计算2.8.1 初加速阶段拖动力提升开始：F0 KQ H ma0 1.15 4000 0.366 424 4473.12 0.48 69022.8N初加速终了：F0F0 2 hx 6902.28 2 0.366 2.35 69005.6N2.8.2 主加速阶段拖动力主加速开始：F1 F0 m(a1 a0) 6900.56 4473.12 (0.73 0.48) 80188.4N主加速终了： F1 F1 2 h1 79854.1N2.8.3 等速阶段拖动力等速开始：F2 F1 ma1 7985.41 4473.12 0.73 47200.3N等速终了：F2F2 2 h2 4720.03 2 0.366