副井钢丝绳选型计算.docx

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副井钢丝绳选型计算

1#副井绞车钢丝绳选型

1.计算条件

井筒斜长：

L=1440m，提升距离：

1507m，钢丝绳最大悬垂长度：

Lc=1537m，井筒平均倾角α=17°33′，最大倾角β=18°30′。

采用6辆1吨固定车箱式矿车，矿车自重Qz=650kg，最大载重量QK=1800kg.

2.钢丝绳的选择

绳端荷重：

Qd＝n（Qz+Qk）（sinβ＋cosβ）

=6×（650+1800）×（sin18°30′＋f1cos18°30′）

=4873.48（kg）

式中f1----矿车与轨道运行之间的摩擦系数，0.015。

钢丝绳单位长度的重量计算

PK′=

=

=2.50kg/m

选用6T×7+Fc-32-1570－特钢丝绳，全部钢丝破断拉力总和Qs=671KN，d=32mm，Pk=3.99kg/m。

安全系数：

m=

=

＝8.67＞6.5，符合《规程》规定。

2#付井绞车钢丝绳的选型计算

1.计算条件

井筒斜长：

L=1453米，提升距离L物＝1500m，L人＝1430米，钢丝绳最大悬挂长度：

Lc＝1560米，井筒坡度：

α＝17°33′。

2.钢丝绳的选择

提人时，最大乘车人数（含押车工1人）55人，乘人重量Q人＝55×70＝3850kg，人行车的重量Q车＝Q头＋3Q尾＝1591＋3×1625＝6466kg。

绳端荷重

Qd＝（Q车＋Q人）（sinα+f1cosα）=（6466+3850）（sin17°33′＋0.01cos17°33′）=3200.47（kg）

式中f1---人行车与轨道之间的摩擦系数，f1=0.01

钢丝绳单位长度的重量：

Pk′＝

=

=2.44kg/m

选用6T×7+Fc-30-1670－特钢丝绳，最小全部钢丝破断拉力总和QS=627KN，d=30mm，Pk=3.51kg/m。

安全系数：

m=

=

＝10.85＞9，符合《规程》规定。

提物时绳端荷重

Qd′=n（QZ＋QK）（sinα+f1cosα）=5×（650+1800）（sin17°33′＋0.01cos17°33′）=3800.48kg

钢丝绳的安全系数

m`=

=

=9.84＞7.5

符合《规程》规定。

地面矸石山绞车钢丝绳的选型计算

1.计算条件

井筒斜长：

L=325.1m，钢丝绳最大悬挂长度：

Lc=L,井筒倾角17°21′,

采用3吨翻车（3.4m3）,矿车自重Qz=3588kg，载重量QK=5400kg.

2.钢丝绳的选择

绳端荷重：

Qd＝（Qz+Qk）（sinα＋f1cosα）

=（3588+5400）×（sin21°＋0.01cos21°）

=3304.92（kg）

式中f1----人行车与轨道运行之间的摩擦系数取0.01。

钢丝绳单位长度的重量计算

PK′=

=

=1.306kg/m

选用6×25Fi+Fc-24-1570－特钢丝绳，全部钢丝破断拉力总和Qs=278KN，d=24mm，Pk=2.14kg/m。

安全系数：

m=

=

＝8.14＞6.5，符合《规程》规定。

-650管子井绞车钢丝绳的选型计算

1.计算条件

井筒斜长：

L=1100米，提升距离L物＝1100m，L人＝1080米，钢丝绳最大悬挂长度：

Lc＝1100米，井筒坡度：

α＝21°。

提升容器：

4辆XRC15-6/6人行车，Q头＝1519kg，Q尾＝Q挂＝1625kg，5辆1t固定箱式矿车，Qz=650kg,Qk=1800kg。

2.钢丝绳的选择

绳端荷重

提人时，最大乘车人数（含押车工1人）55人，乘人重量Q人＝55×70＝3850kg，人行车的重量Q车＝Q头＋3Q尾＝1591＋3×1625＝6466kg。

Qd＝（Q车＋Q人）（sinα+f1cosα）=（6466+3850）（sin21°＋0.01cos21°）=3793.23（kg）

式中f1---人行车与轨道之间的摩擦系数，f1=0.01

钢丝绳单位长度的重量：

Pk′＝

=

=2.56kg/m

选用6T×7+Fc-30-1670－特钢丝绳，最小全部钢丝破断拉力总和Qs=627KN，d=30mm，Pk=3.51kg/m。

安全系数：

m=

=

＝10.84＞9，符合《规程》规定。

提物时绳端荷重

Qd′=n（QZ＋QK）（sinα+f1cosα）=5×（650+1800）（sin21°＋0.01cos21°）=4504.37kg

钢丝绳的安全系数

m′=

=

=9.67＞7.5

符合《规程》规定。

-650矸石井绞车钢丝绳的选型计算

1.井筒斜长：

L=1170米，提升距离L提＝1220米，钢丝绳最大悬挂长度：

Lc＝1316米，井筒坡度：

α＝21°。

采用6辆1t固定在箱式矿车，矿车自重Qz=650kg，Qk=1800kg。

2.钢丝绳的选择

绳端荷重

Qd＝n（Qz＋Qk）（sinα+f1cosα）=6（650+1800）（sin21°＋0.01cos21°）=5405.25（kg）

式中f1---矿车与轨道之间的摩擦系数，f1=0.01

钢丝绳单位长度的重量：

Pk′＝

=

=2.715kg/m

选用6T×7+Fc-32-1570－特钢丝绳全部破断拉力总和Qs=671KN，d=32mm，Pk=3.99kg/m。

安全系数：

m=

=

＝8.273＞6.5，符合《规程》规定。

-650后一绞车钢丝绳的选型计算

1.计算条件

井筒斜长：

L=851米，提升距离L物＝876.5m，L人＝830米，钢丝绳最大悬挂长度：

Lc＝876.5米，井筒坡度：

α＝16°30′，最大倾角β=19°。

提升容器：

2辆XRC15-6/6人行车，Q头＝1720kg，Q尾＝1819kg，4辆1t固定在箱式矿车，Qz=650kg,Qk=1800kg。

2.钢丝绳的选择

绳端荷重：

提人时，最大乘车人数（含押车工1人）为25人，乘人重量Q人＝25×70＝1750kg

Qd＝（Q头＋Q尾＋Q人）（sinα+f1cosα）=（1720＋1819+1750）（sin19°＋0.01cos19°）=1771.94（kg）

式中f1---人行车与轨道之间的摩擦系数，f1=0.01

钢丝绳单位长度的重量：

Pk′＝

=

=1.15kg/m

选用6T×7+Fc-28-1570－特钢丝绳，钢丝绳破断拉力总和Qs=513KN，d=28mm，Pk=3.06kg/m。

安全系数：

m=

=

＝17.16＞9，符合《规程》规定。

提物时绳端荷重

Qd′=n（QZ＋QK）（sinβ+f1cosβ）=4×（650+1800）（sin19°＋0.01cos19°）=3283.23kg

钢丝绳的安全系数

m′=

=

=11.47＞7.5

符合《规程》规定。

提升容器连接装置选择

一、1#付井

（一）提升容器

1#付井主要用于提矸，速度为4.48m/s，提升斜长崐1500m，倾角17°33′，提矸一次时间t矸=453″。

矿井年生产能力为120万吨，矸石占产量的比重为30％，则年排矸量为120×0.30=36万吨/年。

年工作制按350天，每班净作业时间为5h,则每天排矸量为360000/350=1028.57吨/天。

每班排矸量1028.57/2=514.28吨/班,则每钩的提矸量：

514.28/（5×3600/453″）=12.94吨/钩。

选标准1吨矿车（V=1.1m3），则每钩提升矿车数n=12.94/1.8=7（辆）。

故1#付井提7辆1吨标准矿车符合年生产能力要求。

（二）连接装置

矿车与矿车之间，矿车与滑头之间采用的连接装置为大环，大环的连接强度为6000kg，挂7辆重车时，滑头处大环承受拉力为：

7×（1800+650）（sinα+fcosα）

=7×2450×（sin17°33′+0.015cos17°33′）

=5416.65kg

5416.65＜6000

即采用的大环连接符合要求。

二、-650矸石井

（一）提升容器

-650矸石井主要用于提矸，提升速度为4.56m/s，提升距离为1220m,倾角为21°，提矸一次时间t矸=334.5″。

矿井年生产能力为120万吨/年，矸石占产量的比重为25％，则年排矸量为120×0.30=36万吨/年。

年工作制按350天，每班净作业时间为5h,则每天排矸量为360000/350=1028.57吨/天。

每班排矸量：

1028.57/2=514.28吨/班。

则每钩的提矸量:

514.28/（5×3600/334.5）=9.6吨/钩。

选1吨标准矿车，则每钩提升矿车数n=9.6/1.8=6（辆）。

故-650矸石井提6辆1吨标准矿车满足生产能力要求。

（二）连接装置

挂6辆1吨重车时钢丝绳滑头处大环承受拉力为：

6×（1800+650）（sin21°+0.015cos21°）=5473.86kg

5473.86＜6000

故所采用的大环连接符合要求。

-650钢缆机钢丝绳选型

-650钢缆机主要用于运煤和三八制运人

一、钢丝绳单位长度重量计算

qk=

式中：

L-钢丝绳牵引机长度1692m

β-钢丝绳牵引倾角15°30′

ω-钢丝绳运行阻力系数0.02

q′-每米上托轮旋转部分重量q`=11.52Kg/m

q″--每米下托轮旋转部分重量q″=5.76Kg/m

nk--牵引钢丝绳根数2

C3--牵引钢丝绳载荷分布不均匀系数1.05

σk--钢丝绳抗拉强度取1570MPa=160.04×106公斤/米2

m--钢丝绳安全系数

γk-钢丝绳的比重rk=9000Kg/m3

Smin-钢丝绳最小涨力Smin=1000Kg

q--胶带承载的单位长度的物料重为330/（3.6×2.5）=36.7Kg/m

qL-每米长度上的胶带重量25.6Kg/m

则qk=

=4.19Kg/m

选用6×26SW+PPC-40-1570-光-ZZ，qk=6.08Kg/m,Qp=828KN，

σK=1570MPa

二、运煤时钢丝绳安全系数校验

运行阻力计算

重载段运行阻力W′

W′=L[（q+qL+2qk）（ωcosβ+sinβ）+q′ω]

=1692[（36.7+25.6+2×6.08）（0.02cos15º30′+Sin15º30¹）+0.02×11.52]

=36486.3Kg

空载段运行阻力W″

W″=L[（qL+2qk）（ωCosβ+Sinβ）+q″

=1692[（25.6+2×6.08）（（0.02cos15°30′-sin15°30′）+0.02×5.76]

=-15647.60Kg

求各点张力

Smin=S2=

=969.6Kg

S1=S2-W″=969.6-（-15647.6）=16617.2Kg

S3=K0S2=1.02×969.6=988.99Kg

S4=S3+W′=988.99+36486.3=37475.3Kg

钢丝绳安全系数

m=

=4.5>4.0

符合《规程》运煤要求。

三、运人时钢丝绳安全系数校验

按设计运人时：

运人量1000人/h,每米运人重量q人=10.8Kg/m

运人间距Lm=6.48m，运人距离L人=1612m

上下均运人上段运行阻力

W′=L[（qL+2qk）（ωcosβ+sinβ）+qω]+L人×q人（ωcosβ+sinβ）

=1692[（25.6+2×6.08）（0.02cos15°30′+sin15°30′）+11.52×0.02]+1612×10.8（0.02cos15°30′+sin15°30′）

=23683.04Kg

下段运行阻力W″

W″=L[（qL+2qk）（ωcosβ-sinβ）+q″ω]+L人q人（ωcosβ-sinβ）=1692[（25.6+2×6.08）（0.02cos15°30′+sin15°30′）+11.52×0.02]+1612×10.8（0.02cos15°30′+sin15°30′）

=-19964.58Kg

然后求各点强力

S2=1214.5Kg

S1=S2-W″=1214.5-（-19964.58）=21179.08Kg

S3=K0S2=1.02×1214.5=1238.79（kg）

S4=S3+W′=1238.79+23683.04=24921.83Kg

此时钢丝绳安全系数

m=

=

=6.77>6

符合《规程》提人时要求。

-250钢缆机钢丝绳选型

-250钢缆机主要用于运煤和三八制运人

钢丝绳单位长度重量计算

qk=L[（q+qL）（sinβ+cosβ）+q′ωcosβ]+

[

-L（sinβ+ωcosβ）]

式中:

L-钢丝绳牵引长度1565米

β-钢丝绳牵引倾角17°33′

ω-钢丝绳运行阻力系数0.02

q′-每米上托轮旋转部分重量,查表8-3-1为9.6

q″-每米下托轮旋转部分重量,查表8-3-1为4.8

nk-牵引钢丝绳根数2

C3-牵引钢丝绳载荷部分不均匀系数一般取1.03-1.05,取1.05

-钢丝绳抗拉强度,取

=1670MPa=1670×106/9.81=170.23×106（公斤/米2）

m-钢丝绳安全系数

rk-钢丝绳的比重,rk=9000公斤/米

Smin-钢丝绳最小张力,一般水平及倾斜向上运输时,取1000-1500公斤,取Smin=1000Kg.

q-胶带承载的单位长度的物料重为

=28.67（Kg/m）

qL-每米长度上的胶带重量24.8Kg/m则qk=1565[（28.67+24.8）（sin17°33′+0.02cos17°33′）+9.6×0.02cos17°33′]+1000×

-1565（sin17°33′+0.02cos17°33′）]=3.492

选用6×19S+NF-32.5-1670钢丝绳,该绳为特殊绳直径d=32.5mm,最小破断拉力总和Qs≥720KN,钢丝绳每米重量qk=3.97Kg/m

运行阻力

图中L1=46mL2=1565mL3=5mL4=5mL5=25m

阻力计算

W2-2′=2qkL5（ωcos0°51′36″-sin0°51′36″-sin0°51′36″）=0.99Kg

W2′-3=2qkL4[（ωcos0°51′36″-sin0°51′36″）+q″ω]=2×3.97×5[（0.02cos0°51′36″-sin0°51′36″）+28.8×0.02=23.07Kg

W3-4=2qkL3（ωcosβ-sinβ）=2×3.97×5×（0.02cos17°33′-sin17°33′）=-11.21Kg

W4-5=L[（qL+2qk）（ωcosβ-sinβ）+q″ω]=1565[（24.8+2×3.97）（0.02cos17°33′-sin17°33′）+4.80×0.02]

=-14322.93（Kg）

W5-6=2qkL1（ωcosβ-sinβ）=2×3.97×46（0.02cos17°33′-sin17°33′）=-103.18Kg

W7-8=2qkL1（ωcosβ+sinβ）=2×3.97×46（0.02cos17°33′+sin17°33′）=117.1Kg

W8-9=L[（q+qc+2qk）（ωcosβ+sinβ）+q′ω]

=1565[（28.67+24.8+2×3.97）（0.02cos17°33′+sin17°33′+9.6×0.02）=31112.95Kg

W9-10=2qkL3（ωcosβ+sinβ）=2×3.97×5（0.02cos17°33′+sin17°33′）=12.72（Kg）

W10-11=2qkL4[（ωcos0°51′36″+sin0°51′36″）+q′ω]

=2×3.97×5[（0.02cos0°51′36″+sin0°51′36″）+0.02×28.8]=24.26Kg

W11-12=2qkL5（wcos0°51′36″+sin0°51′36″）=2×3.97×25（0.02cos0°51′36″+sin0°51′36″）

=6.95Kg

各点张力的计算

取钢丝绳经过一个导向轮的阻力系数K0=1.02,按钢丝绳的允许绕度,确定皮带机尾处钢丝绳的张力

S5=Smin=nk

其中:

C3-牵引钢丝绳卸荷分布不均匀系数取1.05

C0-钢丝绳绕度系数0.01-0.03,取0.02

S5=Smin=nk

=2

=1274.25Kg

求各点张力

S6=S5+w5-6=1274.25-103.18=1171.07Kg

S7=S6+0.02S6=1171.07×1.02=1194.49KgS8=S7+W7-8=1194.49+117.1=1311.59Kg

S9=S8+W8-9=1311.59+31112.95=32424.54Kg

S10=S9+W9-10=32424.54+12.72=32437.26Kg

S11=S10+W10-11=32437.26+24.26=32481.52Kg

S12=S11+W11-12=32461.52+6.95=32468.47Kg

S4=S5-W4-5=1274.25+14322.93=15597.18Kg

S3=S4-W3-4=15597.18-（-12.21）=15609.39Kg

S2′=S3-W2′-3=15609.39-23.07=15586.32Kg

S2=S2′-W2-2′=15586.32-0.99=15585.33Kg

S1=S2=15585.33Kg

安全系数校验

m=

=

=4.52＞4合格

二、运人时钢丝绳安全系数

1、原始数据：

运人速度：

1.8m/s运人间距:

L>8m，运人距离:

1448m

人平均重量：

70Kg/人，其它同运煤。

2、验算

W2-2′=2L5qk（ωcos0°51′36″-sin0°51′36″）=2×3.8×25（0.02cos0°51′36″-sin0°51′36″）=0.95Kg

W2′-3=2qkL4[（cos0°51′36″-sin0°51′36″）+q''ω]=23.07Kg

W3-4=2qkL3（ωcosβ-sinβ）=-11.21Kg

W4-5=L[（qL+2qk）（ωcosβ-sinβ）+q″ω]+L人q人（ωcosβ-sinβ）=1565[（24.8+2×3.97）（0.02cos17°33′-sin17°33′）+4.8×0.02]+1448×8.75（0.02cos17°33′-sin17°33′）

=-17901.81Kg

W5-6=-103.18Kg

W7-8=117.1Kg

W8-9=L[（qL+2qk）（ωcosβ+sinβ）+q′ω]+L人q人（ωcosβ+sinβ）=1565[（24.8+2×3.97）（0.02cos17°33′+sin17°33′）+9.6×0.02]+1448×8.75（0.02cos17°33′+sin17°33′）=20789.87Kg

W9-10=2qkL3（ωcosβ+sinβ）=12.72Kg

W10-11=2qkL4[（cos0°51′36″+sin0°51′36″）+q′ω]=24.26Kg

W11-12=2qkL5（cos0°51′36″+sin0°51′36″）=69.5Kg

各点张力计算

S5=Smin=1274.25

S6=S5+W5-6=1274.25+（-103.18）=1171.07Kg

S7=S6+0.02S6=1.02×1171.07=1405.28Kg

S8=S7+W7-8=1522.38+117.1=1522.38Kg

S9=S8+W8-9=22312.25+0789.87=22312.25Kg

S10=S9+W9-10=22312.25+12.72=22324.97Kg

S11=S10+W10-11=22324.57+24.26=22349.23Kg

S12=S11+W11-12=22349.23+6.95=22356.18Kg

S4=S5-W4-5=1274.25-（-17901.8）=19176.05Kg

S3=S4-W3-4=19176.05-（-11.21）=19187.26Kg

S2′=S3-W2′-3=19187.26-23.07=19164.19Kg

S2=S2′-W2-2′=19164.19-0.95=19163.24Kg

S1=S2=19163.24

钢丝绳安全系数

m==6.57>6

符合《规程》提人要求。