钢丝绳最大静张力和静张力差计算.docx
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钢丝绳最大静张力和静张力差计算.docx
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钢丝绳最大静张力和静张力差计算
钢丝绳管理台账—主井提升钢丝绳
提升机
型号
JKMD-4×4(Ⅲ)E
提升钢丝绳选型
6×28TS+FC-42-1770-ZZ
钢丝绳根数
4根
钢丝绳破断拉力
1390.1KN
提升高度
636米
绳长
800米
最大载荷
25T
生产厂家
英国布顿钢丝绳
最大载荷差
25.5T
提升机最大静张力
800kN
提升机最大静张力差
270KN
尾绳型号(南北)
34×7+NF-52-1570-ZS
尾绳型号(中)
34×7+NF-48-1570-SZ
提升钢丝绳选择
1水平:
MC1≥7.2-0.0005HC1=6.855
2水平:
MC2≥7.2-0.0005HC2=6.756
HC-天轮钢丝绳悬垂长度
绳端载重:
Qd
Qd=(Qm+Qz)×9.81
=(25+31.5)×9.81
=554.27KN
主钢丝绳选用英国布顿钢丝绳:
6×28TS+FC-42-1770-左右各二根
其技术规格如下:
钢丝绳直径:
dk=42mm
钢丝的直径:
f=2.55mm
抗拉强度:
1770Mpa
破断拉力总和:
Q`d=1390.1KN
单位质量:
Pk=7.3kg/m
祁南矿主井提升机防滑系数安全验算说明
主要检验计算公式:
l、提升系统总变位质量Σm计算
Σm=(Q+2QZ+n1pLp+n2qLq+Gt+Gj+Gd)
=25000+2×31500+4×7.3×830+(2×10.5+8.99)×665+2×8900+20500+9500
=25000+2×31500+24236+19943+17800+20500+9500
=179979kg
式中Q一一次提升载荷重量,N=25t;
Qz_提升容器自重,N=31.5t;
n1—主绳根数,n1=4;
p—主绳每米重量,7.3kg;
LP—每根提升主绳实际全长,830m;
n2—尾绳根数;n2=3
q—尾绳每米重量,10.5kg、8.99kg;
Lq—尾绳实际全长,665m;
Gt—天轮的变位重量,8900kg(查天轮规格表);
Gj-提升机的变位重量,20500kg(查提升机的规格表);
Gd——电动机转子的变位重量,
Gd=4Jd*i2/D2=4×38000×12/42=9500。
Jd——电动机转子的转动惯量:
Jd=38000kg.m2
i——减速箱减速比,取1
D——滚筒直径,4m
2、提升机强度验算(承载25T)
2.l最大静张力验算
(1)根据矿井实际提升情况计算最大静张力Fjm
Fjm1=(Q+Qz)g+(n1pLp+n2qLq)g/1000
=(25+31.5)×9.8+{4×7.3×15+(2×10.5+8.99)×686.18}g/1000
=759.7KN
Fjm2=Qzg+(n1pLp+n2qLq)g/1000
=31.5×9.8+{4×7.3×686.18+(2×10.5+8.99)×15}g/1000
=509.4N
(2)验算Fjm≤[Fjm]
其中[Fjm]----提升机设计许用最大静张力(查提升机规格表),800kN。
Fjm=759.7KN<[Fjm]=800KN
合格。
2.2最大静张力差验算
(1)根据矿井实际提升情况计算最大静张力差Fjc
Fjm1=759.7KNFjm2=509.4KN
Fjc=Fjm1-Fjm2=2KN
(2)验算Fjc=250.3KN<[Fjc]<Fdj
其中[Fjc]---提升机设计许用最大静张力差(查提升机规格表),270KN。
Fdj---电动机额定出力
Fdj=(1000×P×60×i×ηj)/(D×π×N)
=(1000×4200×60×1×1)/(4.0×3.1415×60)
=334kN=34.1T
3、防滑验算
3.1静防滑验算
σj=Fjm2(eµа-1)/Fjm1-Fjm2=509.4(1.9-1)/250.3=1.83
>σ1=1.75
式中:
Fjm1、Fjm2----重载侧和轻载侧钢丝绳静张力,
µ----计算摩擦因数0.25
а----围抱角183.44°
σ1—设计值1.75
3.2动防滑验算
3.2.1提升重载时,加速段的防滑验算
σd=(Fjm2-m2a1)(eµа-1)/(Fjm1-Fjm2)+(m1+m2)a1
=(509.4-51×0.59)×0.9/(250.3+128×0.59)
=1.32﹥σ2=1.25
式中:
a1—实测加速度0.59m/s2
Fjm1、Fjm2----重载侧和轻载侧钢丝绳静张力
m1=Fjm1/g=77t
m2=Fjm2/g=51t
σ2—设计值。
3.2.2提升重载时,减速段的防滑验算
σd=(Fjm2+m2a2)(eµа-1)/(Fjm1-Fjm2)-(m1+m2)a2
=(509.4+51×0.6)×0.9/(250.3-128×0.6)
=2.8﹥σ2=1.25
式中,a3----实测减速度,0.6m/s2。
其余同上。
4、制动性能验算
4.1制动力矩计算
MZh=ΣFZ·RZ=1552.56×1.6=2484.1KN·m
Mjc=FJC·R=250.3×2=500.6KN·m
K=2484.1/500.6=4.96倍
式中:
ΣFi----实测各组闸的制动力之和;
RZ----实验时,FZ的作用半径。
1.6m
4.2安全制动减速度校验
提升机安全制动减速度设置为恒减速。
满足1.5m/s2-5.0m/s2。
主井钢丝绳安全系数校验
(2018年3月)
1、已知
箕斗(包括悬挂)自重Qz=31500kg
最大载重Q=25000kg
钢丝绳悬垂长度Hc=662+15=677m
钢丝绳单重P=7.3kg/m
由此可计算出钢丝绳最大拉力
F=(Q+Qz+4*P*Hc)*9.81*10-3
=(25000+31500+4×7.3×677)×9.81×10-3
=750.8KN
每根绳平均拉力F1=187.7KN
2、经检验4根钢丝绳的破断拉力Sp分别为:
1398.64、1404.06、1389.44、1402.48
3、钢丝绳安全系数校验
1#钢丝绳安全系数为Sp/F=7.45>7.2-0.0005Hc
=6.87合格
2#钢丝绳安全系数为Sp/F=7.48>7.2-0.0005Hc
=6.87合格
3#钢丝绳安全系数为Sp/F=7.4>7.2-0.0005Hc
=6.87合格
4#钢丝绳安全系数为Sp/F=7.47>7.2-0.0005Hc
=6.87合格
钢丝绳管理台账—副井1#车提升钢丝绳
提升机型号
JKMD-3.5×4ⅢE
提升钢丝绳选型
6×30/F-33-1570-ZZ(SS)
钢丝绳根数
4根
钢丝绳破断拉力
826.28KN
提升高度
574米
绳长
700米
最大提升载荷
8.83T
生产厂家
英国布顿钢丝绳
最大提升载荷差
9.68T
尾绳型号
18*7+NF-40-1470-SZ
提升机最大静张力
515kN
提升机最大静张力差
137KN
祁南矿副井1#车提升机防滑系数安全验算说明
主要检验计算公式:
l、提升系统总变位质量Σm计算
Σm=(Q+2QZ+n1pLp+n2qLq+Gt+Gj+Gd)
=9685.6+2×12500+4×4.65×700+3×6.52×607+2×6000+14000+8020
=9685.6+2×12500+13020+11873+12000+14000+8020
=93598.6kg
式中Q一一次提升载荷重量4×(621.4+1800)=9685.6kg;
其中1800为小罐装载重量
Qz_提升容器自重12.5t;
n1—主绳根数,n1=4;
p—主绳每米重量,4.65kg;
LP—每根提升主绳实际全长,700m;
n2—尾绳根数;n2=3
q—尾绳每米重量,6.52kg;
Lq—尾绳实际全长,607m;
Gt—天轮的变位重量,6000kg(查天轮规格表);
Gj-提升机的变位重量,14000kg(查提升机的规格表);
Gd——电动机转子的变位重量,
Gd=4Jd*i2/D2=4×24560×12/3.52=8020。
Jd——电动机转子的转动惯量:
Jd=24560kg.m2
i——减速箱减速比,取1
D——滚筒直径,3.5m
2、提升机强度验算
2.l最大静张力验算(中罐满载在副井上口,边罐空载)
(1)根据矿井实际提升情况计算最大静张力Fjm
Fjm1=(Q+Qz)+(n1pLp+n2qLq)g/1000
=(9.68+12.5)×9.8+(4×4.65×44.35+3×6.52×591.45)×9.8/1000
=338.7KN
Fjm2=Qz+(n1pLp2+n2qLq2)g/1000
=12.5×9.8+(4×4.65×607.35+3×6.52×17.45)×9.8/1000
=235.4KN
(2)验算Fjm1≤[Fjm]
其中[Fjm]----提升机设计许用最大静张力(查提升机规格表),515kN。
Fjm=338.7KN<[Fjm]=515KN合格。
2.2最大静张力差验算
(1)根据矿井实际提升情况计算最大静张力差Fjc
Fjm1=338.7KNFjm2=235.4KN
Fjc=103.3KN
(2)验算Fjc=103.3KN
Fdj 其中: [Fjc]---提升机设计许用最大静张力差(查提升机规格表),137KN。 Fdj---电动机额定出力 Fdj=(1000×P×60×i×ηj)/(D×π×N) =(1000×800×60×1×1)/(3.5×3.1415×46) =94.9kN=9.68T (3)以Fdj为最大静载荷差重新计算 最大静载荷差Fjc=Fdj=94.9kN=9.68T Fjm1=Fjc+Fjm2=330.3KN Q=8828.6kg=86.5KN 车皮平均最大装载量为: (*1000/9.8)/4-621.4=1585kg 3、防滑验算 3.1静防滑验算 σj=Fjm2(eµа-1)/Fjm1-Fjm2=235.4(1.89-1)/94.9=2.2 >σ1=1.75 式中: Fjm1、Fjm2----重载侧和轻载侧钢丝绳静张力 µ----计算摩擦因数0.2 а----围抱角182.8° σ1—设计值1.75 3.2动防滑验算 3.2.1提升重载时,加速段的防滑验算 σd=(Fjm2-m2a1)(eµа-1)/(Fjm1-Fjm2)+(m1+m2)a1 =(235.4-24.25×0.72)×0.89/(94.9+57.6×0.72) σd=1.41﹥σ2=1.25 式中: a1—实测加速度0.72m/s2 Fjm1、Fjm2----重载侧和轻载侧钢丝绳静张力 m1=Fjm1/g=33.6t m2=Fjm2/g=24.0t σ2—设计值。 3.2.2提升重载时,减速段的防滑验算 σd=(Fjm2+m2a2)(eµа-1)/(Fjm1-Fjm2)-(m1+m2)a2 =(235.4+24.25×0.73)×0.89/(94.9-57.6×0.73) σd=4.32﹥σ2=1.25 式中,a3----实测减速度,0.73m/s2。 其余同上。 4、制动性能验算 4.1制动力矩计算 MZh=ΣFZ·RZ=943KN·m Mjc=FJC·R=94.9×1.75=166KN·m K=943/166=5.68倍 式中: ΣFi----实测各组闸的制动力之和; RZ----实验时,FZ的作用半径。 1.6m 4.2安全制动减速度校验 第一级制动力FZ1=290.53KN(实测值) 第一级制动力矩为: MZ1=FZ1·RZ=464.848kN·m 重载上提安全制动减速度: as=(MZ1+MJC)/ ·R=(464848+173250)/93598.6×1.75 =3.89 重载下放安全制动减速度: ax=(MZ1-MJC)/ ·R=(464848-173250)/93598.6×1.75 =1.78 副井1#车提升钢丝绳安全系数校验 (2018年3月) 1、已知 宽罐自重Qz=12500kg(包括首、尾绳悬挂装置) 最大载重Q=4×(621.4+1800)=9685.6kg 钢丝绳悬垂长度Hc=44.35+591.45m 钢丝绳单重P=4.65kg/m 尾绳单重P=6.52kg/m 由此可计算出钢丝绳最大拉力 F=(Q+Qz+4*P*Hc)*9.81*10-3 =(9685.6+12500+4×4.65×44.35+3×6.52×591.45)×9.81×10-3 =339KN 每根绳平均拉力F1=84.7KN 2、经检验4根钢丝绳的破断拉力Sp分别为: 847.72KN、823.00KN、827.46KN、847.42KN 3、分别对进行钢丝绳安全系数校验 1#钢丝绳M1′=M′=Sp/F1=10.0>9.2-0.0005Hc =8.891合格 1#钢丝绳M2′=M′=Sp/F1=9.71>9.2-0.0005Hc =8.891合格 1#钢丝绳M3′=M′=Sp/F1=9.77>9.2-0.0005Hc =8.891合格 1#钢丝绳M4′=M′=Sp/F1=10.00>9.2-0.0005Hc =8.891合格 钢丝绳管理台账—副井2#车提升钢丝绳 提升机型号 JKMD-3.5×4ⅢE 提升钢丝绳选型 6×28TS+FC-34.5-1770-ZZ 钢丝绳根数 4根 钢丝绳破断拉力 826.28KN 提升高度 574米 绳长 700米 最大提升载荷 14T 生产厂家 英国布顿钢丝绳 最大提升载荷差 9.68T 尾绳型号 18*7+NF-42-1470-ZS 提升机最大静张力 515kN 提升机最大静张力差 137KN 主钢丝绳选择和计算 按规程规定,主钢丝绳安全系数不低于以下数值: 一水平: 提人 Mh=9.2-0.0005HC2=9.2-0.0005×627.95=8.886 提物 Mh=9.1-0.0005HC2=9.2-0.0005×627.95=8.786 式中HC2为下天轮下钢丝绳悬垂长度 钢丝绳选用三角股钢丝绳 6△(28)-34.5-1770-左右同,各2根 钢丝绳技术规格 钢丝绳直径: 34.5mm 最大钢丝直径: 2.1mm 抗拉强度δB: 1770MPa 钢丝绳破断拉力总和Qg: 794119.5N 单位质量: 4.93kg/m 祁南矿副井2#车提升机防滑系数安全验算说明 主要检验计算公式: l、提升系统总变位质量Σm计算 Σm=(Q+QZ1+QZ2+n1pLp+n2qLq+Gt+Gj+Gd) =14000+18945+13192+4×4.93×750+3×7.24×613 +2×6000+14000+8020 =12000+32137+14790+13314+12000+14000+8020 =108261kg 式中Q一一次提升载荷重量14000kg; QZ1一一宽罐自重10100+2688=12788kg; QZ2一一平衡锤自重16901+2688=19589kg n1—主绳根数,n1=4; p—主绳每米重量,4.93kg; LP—每根提升主绳实际全长,750m; n2—尾绳根数;n2=3 q—尾绳每米重量,7.24kg; Lq—尾绳实际全长,613m; Gt—天轮的变位重量,6000kg(查天轮规格表); Gj-提升机的变位重量,14000kg(查提升机的规格表); Gd——电动机转子的变位重量, Gd=4Jd*i2/D2=4×24560×12/3.52=8020。 Jd——电动机转子的转动惯量: Jd=24560kg.m2 i——减速箱减速比,取1 D——滚筒直径,3.5m 2、提升机强度验算 工况: 不额外加配重,提升14T。 2.l最大静张力验算 (1)根据矿井实际提升情况计算最大静张力Fjm Fjm=(Q+Qz)+(n1pLp+n2qLq)g/1000 =(14+12.8)×9.8+(4×4.93×49.85+3×7.24×595.95)×9.8/1000 =399.1KN (2)验算Fjm≤[Fjm] 其中[Fjm]----提升机设计许用最大静张力(查提升机规格表),515kN。 Fjm=399.1KN<[Fjm]=515KN合格。 (3)平衡锤侧静张力为: Fjm2=(QZ2+n1*P1*Hc1+n2*P2*Hc2)*9.81*10-3 =(19589+4*4.93*611.5+3*7.24*21.95)*9.81*10-3 =314KN<[Fjm]=515KN合格。 2.2最大静张力差验算 (1)根据矿井实际提升情况计算最大静张力差Fjc Fjm1=399.1KNFjm2=314.8KN Fjc=Fjm1-Fjm2=84.3KN (2)验算Fjc=84.3KN<Fdj<[Fjc] 其中: [Fjc]---提升机设计许用最大静张力差(查提升机规格表),137KN。 Fdj---电动机额定出力 Fdj=(1000×P×60×i×ηj)/(D×π×N) =(1000×800×60×1×1)/(3.5×3.1415×46) =94.9Kn=9.68T 以最大静张力差Fjc=Fdj=94.9KN验算 Fjm2=314.8KN Fjm1=314.8+94.9=409.7KN 3、防滑验算 3.1静防滑验算 σj=Fjm2(eµа-1)/Fjm1-Fjm2=314.8(1.885-1)/94.9=2.93 >σ1=1.75 式中: Fjm1、Fjm2----重载侧和轻载侧钢丝绳静张力, µ----计算摩擦因数0.2 а----围抱角181.86° σ1—设计值1.75 3.2动防滑验算 3.2.1提升重载时,加速段的防滑验算 σd=(Fjm2-m2a1)(eµа-1)/(Fjm1-Fjm2)+(m1+m2)a1 =(314.8-32×0.55)×0.885/(84.3+73.8×0.55) σd=2.1﹥σ2=1.25 式中: a1—实测加速度0.55m/s2 Fjm1、Fjm2----重载侧和轻载侧钢丝绳静张力 m1=Fjm1/g=41.8t m2=Fjm2/g=32t σ2—设计值。 3.2.2提升重载时,减速段的防滑验算 σd=(Fjm2+m2a2)(eµа-1)/(Fjm1-Fjm2)-(m1+m2)a2 =(314.8+32×0.58)×0.885/(84.3-73.8×0.58) σd=7.1﹥σ2=1.25 式中,a3----实测减速度,0.58m/s2。 其余同上。 4、制动性能验算 4.1制动力矩计算 MZh=ΣFZ·RZ=502.48×1.62=814.02KN·m Mjc=FJC·R=94.9×1.75=166KN·m K=814/166=4.9倍 式中: ΣFi----实测各组闸的制动力之和; n----分组实验数; RZ----实验时,FZ的作用半径。 1.62m μ—摩擦系数。 4.2安全制动减速度校验 第一级制动力FZ1=253.9KN(实测值) 第一级制动力矩为: MZ1=FZ1·RZ=411.318kN·m 重载上提安全制动减速度: as=(MZ1+MJC)/ ·R=(411318+135800)/108261×1.75 =2.88<5m/s2合格 重载下放安全制动减速度: ax=(MZ1-MJC)/ ·R=(411318-135800)/108261×1.75 =1.45<1.5m/s2不合格 需要提高第一级制动力矩,根据技术测定报告显示,左后下(13\14)、左前下(19\20)盘形闸压力偏低,需要更换盘形闸碟簧。 副井2#车提升钢丝绳安全系数校验 (2016年6月最大载重) 1、已知 宽罐自重Qz=13192kg(包括首、尾绳悬挂装置) 最大载重Q=14000kg 钢丝绳悬垂长度Hc=37.5+595.95=633.45m 钢丝绳单重P=4.93kg/m 尾绳单重: P=7.24kg/m 由此可计算出钢丝绳最大拉力 F=(Q+Qz+4*P*Hc)*9.81*10-3 =(14000+13192+4×4.93×595.95+3×7.24×37.5)×9.81×10-3 =390.3KN 每根绳平均拉力F1=97.6KN 2、经检验4根钢丝绳的破断拉力Sp分别为: 996.56、1008.48、967.92、972.84 3、分别对进行钢丝绳安全系数校验 1#钢丝绳M1′=Sp/F1=996.56/97.6 =10.2>8.2-0.0005Hc=7.88合格 2#钢丝绳M2′=Sp/F1=1008.48/97.6 =10.3>8.2-0.0005Hc=7.88合格 3#钢丝绳M3′=Sp/F1=967.92/97.6 =9.9>8.2-0.0005Hc=7.88合格 4#钢丝绳M4′=Sp/F1=972.84/97.6 =9.97>8.2-0.0005Hc=7.88合格 附公式依据: 一、钢丝绳临界滑动公式 FS-FX=FX(eua-1) 式中: U为钢丝绳与衬垫间摩擦系数; A为钢丝绳对摩擦轮的围包角; FX为下放侧(轻载侧)钢丝绳拉力; FS为上升侧(重载侧)钢丝绳拉力; 静防滑安全系数为: σ=FX(eua-1)/(FS-FX) 动防滑安全系数为: σd=(Fx+m2a2)(eµа-1)/((Fs–Fx)-(m1+m2)a2) 煤炭工业设计规定: σ≥1.75 σd≥1.75
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- 钢丝绳 最大 张力 和静 计算