多绳摩擦提升机选型设计计算

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"目录1\o"CurrentDocument"第一章前言2\o"CurrentDocument"第二章矿井提升机设备选型设计4一、计算条件4二、提升容器的确定4三、钢丝绳的选择8\o"CurrentDocument"四、提升机的选择10五、提升系统的确定11六、提升容器的最小自重15七、钢丝绳与提升机的校验16八、衬垫材料单位压力17九、预选电动机17\o"CurrentDocument"十、提升系统变位质量18\o"CurrentDocument"十一、提升速度图18十二、提升能力23十三、电动机等效功率计算23十四、电耗计算26十五、提升机的防滑验算27十六、微拖电机的选择29\o"CurrentDocument"小结30\o"CurrentDocument"参考文献31第一章前言随着煤炭开采的机械化程度的提高，矿井提升工作是重要环节，从井下采出的煤炭及砰石的提升，材料的下放，人员和设备的升降，都是由提升设备来完成的，所以提升有着咽喉部位的重要性。如果提升部位发生了故障，轻者造成工作停止和设备损坏，重者造成人身安全和重大经济损失，因此提升系统的确定有着非常重要的意义。矿井提升设备的选择计算是否经济合理，对矿山的基本建设投资、生产能力、生产效率及吨煤成本都有直接的影响。因此，在进行提升设备选择计算时，首先确定提升方式，在确定提升方式时要考虑下列各点：1、对于180万吨的大型矿井，有时主井需要采用两套箕斗同时工作才能完成生产任务。副井除配备一套罐笼设备外，多数尚需设置一套单容器平衡锤提升方式，提升砰石。2、对于同时开采煤的品种在两种及以上并要求不同品种的煤分别外运的大、中型矿井，则应考虑采用罐笼提升方式作为主井提升。对煤的块度要求较高的大、中型矿井，由于箕斗提升对煤的破碎较大，也要考虑采用罐笼作为主井提升。当地面生产系统距离井口较远，尚需一段窄轨铁路运输时，采用罐笼提升地面生产系统较为简单。3、对于年产量大于90万吨的大型矿井，主井容器一般可采用箕斗提升，主井提升系统一般采用多绳摩擦提升系统，4、矿井若有两个水平，且分前后期开采时，提升机、井架等大型固定设备要按照最终水平选择。提升容器、钢丝绳和提升电动机根据实际情况也可以按照第一水平选择，待井筒延深至第二水平时，再更换。对于新矿井如没有什么特殊要求，可参照《定型成套设备》的规定确定提升方式，并尽量选用定型设备。但因各个矿井具体情况不同，副井提升量也不一致，因此，可结合具体条件计算、选择，或验算选用的定型成套设备。《定型成套设备》中未规定的如钢丝绳、提升机与井筒相对位置、生产能力与耗电量等也要计算。随着矿井开发深度的增加和一次提升量的增大，如仍采用单绳缠绕式提升，就必须制造和选用更大的提升机滚筒和直径更粗的钢丝绳，不但会使设备的尺寸加大，投资增加，并带来制造，使用和维护上的一系列的问题.正是在这种条件下，制成了单绳与多绳摩擦式提升机。多绳摩擦式提升机最大的优点是适用于深井，完成单绳缠绕式提升机不能承担的提升任务。当多绳摩擦轮提升机安装在井塔上时，减少了工业广场的占地面积，并为地面生产系统的布置创造了有利条件。所以说多绳摩擦式提升机是今后提升设备发展的方向之一。随着提升在矿井生产过程中地位的逐渐提高，要求提升设备安全可靠地运转。此外，由于提升设备投资大，电耗大，因此在选型设计时，应结合矿井的实际条件做出最经济、合理的设计方案。根据设计内容已知的原始资料，经过多方面的比较，选用多绳摩擦提机，多绳摩擦提升机也是一种等直径卷筒提升机，因此在计算方法上与单绳缠绕式提升机大体相同。容器、钢丝绳及卷筒直径等计算原理基本相同；动力学计算理论也完全一致。此次我主要是设计的主井提升设备。第二章主井提升设备选型与设计一、设计依据1、矿井年产量182万吨2、年工作日br=300天3、每日工作t=14小时4、井筒深度Hs=400m，单水平提升5、装载高度Hz=20m，6、卸载高度Hx=20m7、煤的松散密度为1t/m38、电压等级6000伏根据以上资料，现设计如下：二、提升容器选择（一）提升高度H计算H=Hs+H+H（米）=400+20+20=440（米）式中Hs——井筒深度400米H——卸载高度20米H——装载高度20米Z（二）合理的经济速度VJ匕=0.4pH（米/秒）=0.4顼440=8.39（米/秒）式中H——提升高度400（米）（三）估算一次提升循环时间TjT=-j+H+日+。（秒）jaV1j8.39440——+——+10+160.758.39=89.63（秒）式中气——初定主加速度值，箕斗可取ai=0.75米/秒2；日一一箕斗在卸载曲轨内减速或爬行所需附加时间，箕斗提升取10秒;e——装卸载休止时间取16秒;（四）估算一次合理的经济提升量Q'

AACaT3600xb-1182x104x1x1.15x89.63AACaT3600xb-13600x300x14=12.41（吨/次）式中A：一矿井设计年产量182万吨;=12.41（吨/次）af——提升能力富裕系数；仅考虑：水平提升取a,=1C——不均匀系数；考虑井底设置煤仓取C=1.15br——年工作日300天；t日工作小时数14小时。根据一次合理的经济提升量m，查表选箕斗选择JDG—16/150X6型多绳箕斗（注意：箕斗钢丝绳根数应与主提升钢丝绳根数一致），箕斗主要技术参数：箕斗名义载荷16吨；箕斗有效容积17.6米3；箕斗最大终端载荷60吨；提升主绳根数6根；箕斗自身质量17.81吨；箕斗全高15.69米。（五）计算实际一次提升量1、定量装载实际一次提升量Q实二Q'2、实际装载Q实=v•r=17.6x1=17.6吨/次式中：Q实一一标准箕斗有效容积，吨r——煤的松散密度，吨/米3,r=1考虑到Q=16吨/次。已能满足生产要求，故后面计算中取Q=16000kg/次采用定量装载。3、计算一次提升循环时间「_3600xQbtT=r—g1a-c-A_3600x17.6x300x14=1.2x1.15x182x104=96.32(s)4、计算提升机所需的提升速度V,=aT，(^+0)]-Ja2[T—(=+0)R—4aHm20.75x[96.32—(10+16)]—J0.752x[96.32—(10+16)]2—4x0.75x440=2=7.26(米/秒)提升机的最大提升速度应符合《煤矿安全规程》的规定:对立井箕斗V<06/H=0.6^440=12.59（m/s）mv'=7.26叹<12.59叹满足要求三、提升钢丝绳选择（一）绳端载荷重Q广Q+Q广16000+17870=33810（kg）（二）钢丝绳悬垂长度H=H+H'+HC=胃+2H+H+H+H+H=440+2x15.69+7.6+1.8+6.5+15=502.28（m）取507m式中：H——容器的全高15.69m（JDG-16箕斗参数中获得）Hg——过卷高度取7.6m（查表经计算得）H——导向轮轴中心距导向轮层地板的高度取1.8mH^——导向轮与主导轮轴中心的高度差取6.5mHh——尾绳环的高度取15m（三）、首绳单位长度重量计算

P「=Qd410X。口n(b—H_33810=~"Z"6x(——-———507)=2.92(kg/m)式中：m——安全系数。B——P「=按表1-22推荐，选用（YB829-79）6A*（37）-34.5-155型三角股钢丝绳，左右捻各三根，查钢丝绳规格表（矿用钢丝绳参考资料汇编），其规格为：P=5.067kg/mkd=34.5mm8=2.1mmQ=80950kga=155kg/mm2B（四）、尾绳单位长度重量计算q‘=npsn'k=-X5.0673=10.134（kg/m）n首绳数量n’尾绳数量规格表选用(GB1102-74)6A(37)-48-140型普通三角股钢丝绳三根，查钢丝绳如上q=9.901kg/md=48mmQ=142500kg=140kg/mm2°B因q’*2pk所以下列计算均按平衡系统考虑四、提升机的选择(一)、主导轮直径《煤矿安全规程》规定：对有导向轮塔式摩擦轮提升机D>90dg=90x34.5=3105mmd——钢丝绳直径>1200x8=1200x2.1=2520mm8绳中最粗钢丝直径6=2.1mm(二)、最大静拉力和拉力差的计算s广（Q+Q^+npkHc）g=（33810+6x5.067乂507）乂9.8=49223.81x9.8=482.4kN（重侧）s=s-Qg2=482393.34-16000x9.8=325.6kN（轻侧）s'=s-s1=482393.34-325593.34=156.8kN（差值）选择JKM-3.5/6-10.53型多绳摩擦轮提升机（书中表6-12）其主要技术数据如下：主导轮直径D=3.5m;导向轮直径Pd=3m主导轮变位质量（矿山固定机械手册表1-1-12）G=22.4tDM导向轮变为质量G=2.52tDd最大静张力F=784kNjE最大静张力差Fce=225.4kN五、提升系统的确定（附图图1）

Ht.t气口MlHr=15,S9mHIj=7.6itlH1=.—1-ButL>-&5m.=57.6m

k=4dOmHh=15mhHc=5O7mS—2.2mDm=3.5m.D1—3.Om.dH=4OOmuH广30m图1提升系统图（一）井塔高度H=H*H*H*H*H+Ah=20+15.鬲+土6+1.8+65+4.61=56.2m式中：H——容器的全高15.69m（JDG-16箕斗参数中获得）H过卷高度取7.6mRd——导向轮的半径H——导向轮轴中心距导向轮层地板的高度取1.8mH——导向轮与主导轮轴中心的高度差取6.5m△h——为导向轮楼层地板（包括有关的梁）的厚度（二）、尾绳环高度H=H+1.5s=7.6+1.5x2.2=10.9m取15m式中：S是两容器中心距，通过手册表1-5-23查得s=2.2m（三）、悬垂长度h=h^h^h^h^h°=400+56.2+2。+15+15.69=506.89m取507m（四）、主导轮与导向轮之水平中心距（附图图2）L=s+R—R=2.2+1.521.75=1.95(m)R广L5mS=2.NmLq=1■95ntH空羽・Smb=6.Sin图2摩擦轮与导向轮相对位置图、围包角a的确定以=180。+0R+R,L0=arcsi^—d-arctg—卜哗+LH=arcsin'切+1.5_arctg195(6.52+1.9526.5=28.6—16.7=11.90以=1800+11.90=191.90式中：规程规定a不超过195度取u=0.2,^I"必+1查表1-5-9,得0.955六、提升容器的最小自重（一）、按静防滑条件，容器自重为Q'>[(1；+w]Q-npHc(eua-1)1kcr(1+2x0.075)x1.750.955=34917-15413=19504(kg)=[-+0.075]x16000-6x5.0670.955=34917-15413=19504(kg)（二）、按动防滑条件，容器自重为Qc'>[abw+(1Qc'>[abw+(1+2w+—)(——)a2b1--1(1+—)geua—1"(1+-^]Q+[1-3(1+—&geua—1)-]xQ一npH)D'k0.07+(1+2x0.07+一J(一-)一(1+一-)=[x16000[0.60x昌x252-6x5.06x5071-(1+—j1-(1+—j9.80.9559.80.955=35094+508-15414=20188kg配重至24000kg配重块24000-17810=6190kg七、钢丝绳与提升机的效验（一）首绳安全系数nQgm=snQgm=s(Q+Qzp+叩晔%x8095016000+24000+15414=8.77m>7.2-0.0005x507=6.95合格(二)最大静拉力和拉力差1.s1=(Q+Qz+叩双=(16000+24000+15414)x9.8=49284x9.8=543055.34Ns1<784kN符合条件2.s=s一Qg2=543055.34-16000x9.8=386255.34Ns'=s一s1=543055.34—386255.34=156.8kNs;<225.4kN符合条件八、衬垫材料单位压力S+Sq=―-—nDd_543055.34+386255.346x350x3.45=1282692.45(P)=1.3(MP)q<2(MP)合格九、预选电动机（一）、依据所需的提升速度V：计算电动机的转数nd60v'id兀Dm_60x8.39x10.53兀x3.5=482.33（r/min）（二）依据七，取n广492r/min计算提升机的最大速度vv:四二幌max60i_兀x3.5x492-60x10.53=8.56(m/s)（三）预算电动机功率N=^O-Vmax

s1000]1.15x16000x8.56x9.84_=x1.21000x0.92=2013.312(kw)式中：对箕斗的的提升取P=1.2

减速器的效率，以及传动n=0.92得到技术参选择YR1250-12/1730型电动机二台，查电动机产品样本，数如下：N=1250kwn=492（rpm）u=6000vGD2=36258N•m2人=2.06EG=Si+S2+6G+G+2GggDdDmdGD2xi36258X10.5323.52x9.8二33488.71(kg)十、提升系统的变为质量D2g

mEG=Si+S2+6G+G+2GggDdDmdGD2xi36258X10.5323.52x9.8二33488.71(kg)EG=543055.34+386255'34+6x2520+22400+2x33488.719.8=199325.04(kg)EM=圣=顶9；2；04=20339.29kg-s2/m卜一、提升速度图（一）采用六阶段速度图（附图图3）

财S)S.561.50.5//\\L』J/10a（血砰而=。43旬司.的垢Cl.9。4!h(珂ho=235hi=54.63、=339.皿也=4O.5SM诵）to=3.125ti=10.S612=39.42始10.07W1.1e=idiF(N)FlFi27599630P8S1180320KF?.80321IF0906：!4Fiofl7.46F9图3六阶段速度图(二)加减速度的确定1、加速度的确定V21.52⑴初加速度：a=7^=二c&=在48伽/$2)02七2x2.35取h=2.35m取v=1.5m/s(2)正常加速度：按减速度最大力矩计算&=当壬=竺竺±竺冬=13504.86耘•Em)g9.8ZM'——不包含电机变为质量时的提升系统变为质量f_M-*R_68000-16000x1.75ai—RiaZMm—1.75x13504.86—险式中：R——主导轮半径1.75mM——矿山机械手册表1-2-5查得68000kg.m按电动过负荷系数计算F=0.75人100唧=0.75x2.06x1000x125000.9=203051.99NPv8.56F,——启动阶段提升电动机产生的平均力2F-Qg

ZG203051.99x2-16000x9.8

199325.04=1.25(m/s2)按防滑条件计算a1=0.65m/s2，在计算容器最小自重时已定，综合上列计算，最后取a=0.65m/s212、减速度的确定按自由滑行KQg-AH—£Gt1.15x16000x9.8-0199325.04=0.9(m/s2)式中△——提升钢丝绳与平衡尾绳的总单重之差等于0即A=n1p.-n2q，按防滑条件，查表1-5-10得到当a=191.9°,u=0.2时，eua+0.251.25eua+0.251.25=1.764eua+0.25s1.25(j+seua+0.25,s“、|T+fJ+6G)Igg1.25gDdI0.15x16000、八。，386255.340.15x16000、八。1.764x9(+)x9.8—(—)x9.829.8°1〜，543055.34,+1.764x(+6x2520)9.8978694.26163835.46374495.34163835.46=3.69(m/s2)978694.26163835.46374495.34163835.46=3.69(m/s2)式中：R1——矿山阻力R「0.15Q=0.15X16000最后取a3=0.9m/s2（三）爬行速度和距离按自动控制：v4=0.5（四）速度图计算已知：v=8.56m/sH=440mv=1.5m/sh0=2.35ma=0.84m/s21、初加速度阶段：m/s,h=3ma=0.65m/s2a=0.9m/s2v4=0.5m/sh=3m二'=L5=3.125(s)a00.48=1x1.5x3.125=2.34(m)212、=—vt

2=1x1.5x3.125=2.34(m)22、正常加速度阶段：8.56—1.5=10.862(s)0.653、h1正常减速度阶段:=Vmax+V0t28.56+1.5=x10.862=54.63(m)4、V-Vt=-—max4-3a3hV+V=—max432h_3_—4V0.54爬行阶段:t4t3=8-56+0-5=10.07(s)0.98.56-0.5「=x10.07=40.58(m)6(s)5、制动阶段:0.5——=1.1(s)a0.456、等速阶段:6、等速阶段:=H-h-h-h-h=440-2.35-54.63-40.58-3=339.44(m)h冬=39.65(s)8.562Vmax（五）提升一次循环所需时间T=t+th冬=39.65(s)8.562VmaxT=T+0=71+16=87(s)十二、提升能力。年实际提升能力3600»-1-QA=cXTg_3600x300x14x161.15x87=2417991(吨/年)川===662.07(t/h)hT87Aa=—tAn_241.79911^=1.33十三、电机等效功率计算运动力计算(按平衡系数计算AHt=0)1、提升开始F=(KQ-AH)xg+ZGa=1.15x16000x9.8+199325.04x0.48=275996N2、初加速结束：F'=Fq3、加速开始F=F'+ZG(a-a)

1010=275996+199325.04x(0.65-0.48)=3098814、加速终了：F=F15、等速开始F=F-SGa=309881.26-199325.04x0.65=180320N6、等速终了：F4=F7、减速开始F=F-SGa=180320-199325.04x0.65=927.468、减速终了：F=F9、爬行开始F=F+ZGa=927.46+199325.04x0.9=18032010、爬行终了：F=F8711、制动减速开始F=F-SGa=180320-199325.04x0.45=90624N12、制动终止：F=F109（二）等效力计算1、求£F2t

TOC\o"1-5"\h\zZF2t=(F2t+F2t+F2t+F2t+F2t)0011327495=(275996x3.125+309882x10.86+18032。x39.65+180320x6)=2.77x1012N2-s2、等效时间E1/1T——(t+1+1+1+1)+1+—0d2。13452311——x(3.125+10.86+10.07+6+1.1)+39.65+—x1623—60.56S)3、等效力d_12.77x1012—Y60.56—213868.56N（三）等效功率dxmaxdx1000x门_213868.56x8.561000x0.9—2034(kw)%<2x1250—2500(kw)dxmaxdx1000x门（四）校核电机多负荷系数F—1cmax<0.75人2x些Nv3098811000*1000*1250x*x28.56_309881=262850.47=1.1791.179<0.75x2.06=1.545Fnax—一般是主加速阶段开始的力预选电机负荷要求十四、电耗计算（一）提升一次电耗E=QgHt11000x3600_16000x9.8x4401000x3600=19.164（kw-h/次）（二）一次提升实际电耗1.02SFtxvF==max100成3600］不d£Ft=27599^3.125^30988k10.8@180320<39.6并18032仪6+906244.1=12559089.56（kg・s）「1.02x12559089.5x8.56E=1000x3600x0.9x0.92=36.79（kw・h/次）勺一电动机的效率92（三）每吨煤耗电量Et=5_36.7916=2.30(kw-h/1)（四）提升机效率E门=—卜tE_19.16436.79=0.5209=52.09%十五、提升机的防滑验算由于以上计算的提升容器自重，是根据防滑条件确定的，故不需要再进行防滑验算，但考虑到《规定》的要求，结合具体条件，对防滑验算的内容和方法介绍于下：（一）静防滑安全系数_s（eua一1）js一s_386255.34x0.955156800=2.35>1.75（二）动防滑安全系数上提重物时，加速段动防滑安全验算：s'（eua一1）n=gs'-s'_339048x0.955=590834-339048=1.286>1.25

Rg2=543055.34+Rg2=543055.34+543055.3498-x0.65+0.15x16000x9.82=590834N