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運輸設備選型計算講義 主講人 鮑乾坤山東能源棗礦集團機電運輸處2016年5月 運輸設備選型計算講義內(nèi)容 1 調(diào)度絞車選型計算2 無極繩絞車選型計算3 電機車制動距離計算4 帶式輸送機選型計算 1 調(diào)度絞車選型計算 斜坡物件受力分析F f Gsina f GcosaF Gsina Gcosa F f G a 選型計算參照公式小絞車最大拉力計算Fmax n G G0 sina 1 cosa P L sina 2 cosa g式中Fmax 實際提升所需最大牽引力 N n 提升礦車 平板車 數(shù)量 G 礦車 平板車 中載貨重量 kg G0 礦車 平板車 重量 kg a 巷道坡度 1 礦車 平板車 運行阻力系數(shù) 一般取0 01 0 015 P 鋼絲繩單位長度重量 kg m L 鋼絲繩長度 m 2 鋼絲繩運行阻力系數(shù) 與支撐情況有關(guān) 鋼絲繩全部支撐在地輥上 取0 15 0 2 鋼絲繩局部支撐在地輥上 取0 25 0 4 鋼絲繩全部在底板或枕木上 取0 4 0 6 g 重力加速度 取9 8m s2 鋼絲繩安全系數(shù)校驗鋼絲繩安全系數(shù)校驗ma QP Fmax ma式中Fmax 實際提升所需最大牽引力 kN QP 鋼絲繩最小破斷拉力 kN ma 鋼絲繩安全系數(shù) ma 煤礦安全規(guī)程規(guī)定系數(shù) 6 5 電機功率校核電機功率校核N kFmaxv N式中Fmax 實際提升所需最大牽引力 kN N 電機運行額定功率 kW N 電機運行所需功率 kW 機械傳動效率 取0 85 v 絞車運行速度 m s k 備用系數(shù) 取1 1 1 2 連接裝置驗算 煤礦安全規(guī)程 規(guī)定 斜巷中使用的礦車連接插銷安全系數(shù)不小于6 各種環(huán)鏈按材料屈服強度計算的安全系數(shù)不小于2 5及其以模擬使用狀態(tài)下拉斷力計算的安全系數(shù)不小于13 注 1 專為升降物料用的提升容器的連接裝置安全系數(shù)不小于10 這里提升容器指的是罐籠 箕斗 帶乘人間的箕斗 吊桶等 2 各種保險鏈及礦車的連接環(huán) 鏈和插銷等初次使用和使用后每2年必須逐個以2倍于其最大靜載荷重的拉力進行試驗 這里的2倍最大靜載荷重是用于試驗用 不應用于驗算連接裝置安全系數(shù) 連接插銷 連接環(huán)安全系數(shù)校驗Aa QL FLmax AaFLmax Mg sina 1 cosa 式中FLmax 連接插銷 連接環(huán) 牽引最大載荷 kN M 連接件牽引總質(zhì)量 kg QL 連接件最小破斷拉力 kN Aa 連接件安全系數(shù) Aa 煤礦安全規(guī)程規(guī)定系數(shù) 跑車防護裝置安裝距離計算 L E 0 5Mv2 Mg sina 1cosa 式中 L 斜巷緩沖長度 m E 擋車欄吸收最大動能 J M 最大提升質(zhì)量 kg v 提升速度 m s 1 串車運行阻力 一般取0 01 0 015 調(diào)度絞車選型驗算示例 1 巷道概況及工作條件提升坡度 10 提升距離 360m1t礦車自重 600kg礦車載重 1800kg掛車數(shù) 2量 鋼絲繩局部支撐在地輥上 2 選用絞車及鋼絲繩性能參數(shù) 絞車型號 JD 25額定牽引力 16kN絞車容繩量 400m絞車運行速度 1 2m s鋼絲繩行型號 15 5NAT6 19 FC1665GB 1102鋼絲繩每米質(zhì)量 0 846kg m鋼絲繩最小破斷拉力 152kN 3 選型計算 1 最大拉力驗算Fmax n G G0 sina 1 cosa P L sina 2 cosa g 2 1800 600 sin10 0 015 cos10 0 846 360 sin10 0 35 cos10 9 8 10 406kN F 16kN故絞車的牽引力符合提升要求 2 鋼絲繩安全系數(shù)校驗ma QP Fmax 152 10 406 14 6 ma 6 5 煤礦安全規(guī)程規(guī)定 故鋼絲繩抗拉強度符合要求 3 電機功率校核N kFmaxv 1 2 10 406 1 2 0 85 17 63kW N 25kW式中v 絞車運行速度 1 2m s k 備用系數(shù) 取1 2 故電機功率符合要求 經(jīng)驗算JD 25型絞車能夠滿足10 軌道上山提升2量1t載重礦車的需要 4 連接件驗算此斜巷串車提升所使用的連接插銷型號 38 290 連接插銷質(zhì)量m 4 5kg 剪切破斷力為555 7kN 連接環(huán)型號 32 140 60 3 連接環(huán)質(zhì)量m 10kg 破斷力為590kN 材質(zhì)為Q235鎮(zhèn)靜鋼 FLmax Mg sina 1 cosa 2 600 1800 4 4 5 1 10 9 8 0 174 0 015 0 985 8931 64N 連接插銷安全系數(shù)校驗A a1 QL1 FLmax 555 7 8 93 62 6連接環(huán)抗拉強度安全系數(shù)校驗A a2 QL2 FLmax 590 8 93 66 13 經(jīng)上述計算 此斜巷串車提升所使用連接件的安全系數(shù)符合要求 2 無極繩絞車選型計算 選型計算參照公式1 運輸牽引力計算F k G1 G0 sin max 1cos max 2 2PL g 式中F 實際提升所需要的牽引力 N G1 最大牽引重量 含承重車 kg G0 梭車自重 kg max 運行路線最大坡度 1 梭車滾輪摩擦阻力系數(shù) 一般取0 01 0 03 2 鋼絲繩摩擦阻力系數(shù) 一般取0 2 0 4 P 鋼絲繩單位長度重量 kg m L 運輸距離 m g 重力加速度 取9 8m s2 k 阻力系數(shù) k 1 1n n為拐彎次數(shù) 一般取0 1 2 鋼絲繩安全系數(shù)校驗 鋼絲繩安全系數(shù)校驗ma QP S4 ma式中QP 鋼絲繩最小破斷拉力 kN ma 鋼絲繩安全系數(shù) ma 煤礦安全規(guī)程規(guī)定系數(shù) ma 5 0 001L 且不得小于3 5 電機功率校核N kFv N式中F 實際提升所需要的牽引力 kN N 電機運行額定功率 kW N 電機運行所需功率 kW 機械傳動效率 取0 8 0 85 v 牽引速度 m s k 備用系數(shù) 取1 1 連接裝置驗算 煤礦安全規(guī)程 規(guī)定 斜巷中使用的礦車連接插銷安全系數(shù)不小于6 各種環(huán)鏈按材料屈服強度計算的安全系數(shù)不小于2 5及其以模擬使用狀態(tài)下拉斷力計算的安全系數(shù)不小于13 注 1 專為升降物料用的提升容器的連接裝置安全系數(shù)不小于10 這里提升容器指的是罐籠 箕斗 帶乘人間的箕斗 吊桶等 2 各種保險鏈及礦車的連接環(huán) 鏈和插銷等初次使用和使用后每2年必須逐個以2倍于其最大靜載荷重的拉力進行試驗 這里的2倍最大靜載荷重是用于試驗用 不應用于驗算連接裝置安全系數(shù) 連接插銷 連接環(huán)安全系數(shù)校驗Aa QL FLmax AaFLmax Mg sina 1 cosa 式中FLmax 連接插銷 連接環(huán) 牽引最大載荷 kN M 連接件牽引總質(zhì)量 kg QL 連接件最小破斷拉力 kN Aa 連接件安全系數(shù) Aa 煤礦安全規(guī)程規(guī)定系數(shù) 無極繩絞車選型驗算示例 1 巷道概況及工作條件運輸長度 1000m最大坡度 14 無轉(zhuǎn)彎最大單件運輸重量 含平板車 18t軌距 600mm軌型 24kg m 2 擬選用無極繩絞車及鋼絲繩主要技術(shù)參數(shù) 型號 SQ 80 75B牽引力 53kN 80kN牽引速度 0 67 1 12m s功率 75kW滾筒直徑 1200mm變速方式 機械變速鋼絲繩型號 22NAT6 19S FC1670GB 8918鋼絲繩最小破斷拉力267kN鋼絲繩質(zhì)量 1 74kg m 3 選型驗算 1 鋼絲繩的選用依據(jù)MT 988 2006 無極繩連續(xù)牽引車 行業(yè)標準第5 4 7規(guī)定 絞車滾筒上的繩襯直徑應滿足以下要求 a 拋物線滾筒繩襯直徑至少應為牽引鋼絲繩直徑的50倍 b 繩槽式主滾筒繩襯直徑至少應為牽引鋼絲繩直徑的40倍 副滾筒直徑至少應為牽引鋼絲繩直徑的28倍 鋼絲繩直徑22mm 50 1100mm 滾筒直徑1200mm 則選用的鋼絲繩的直徑符合要求 2 運輸牽引力計算a 低速運輸大件時F k G1 G0 sin max 1cos max 2 2PL g 1 18000 2000 sin14 0 015cos14 2 0 25 1 74 1000 9 8 58 78kN 80kNb 高速串車提升時F k G1 G0 sin max 1cos max 2 2PL g 1 12000 2000 sin14 0 015cos14 2 0 25 1 74 1000 9 8 44 6kN 53kN 3 鋼絲繩安全系數(shù)校驗 4 電機功率校核N kFv 1 1 62 2 0 67 0 8 57 3kW 75kWN kF v 1 1 47 2 1 12 0 8 72 7kW 75kW所選絞車功率能滿足使用要求 根據(jù)以上計算 該絞車牽引力高速 低速均能滿足使用要求 牽引重車時為獲取足夠的牽引力應使用低速擋 回程或牽引較輕載荷時為提高效率可使用高速擋 5 連接件驗算此斜巷串車提升所使用的連接插銷型號 38 290 連接插銷質(zhì)量m 4 5kg 剪切破斷力為555 7kN 連接環(huán)型號 32 140 60 3 連接環(huán)質(zhì)量m 10kg 破斷力為590kN 材質(zhì)為Q235鎮(zhèn)靜鋼 1 運輸大件時F1Lmax Mg sina 1 cosa 18000 9 8 0 242 0 015 0 97 45255 42N 2 串車提升時F2Lmax Mg sina 1 cosa 5 600 1800 10 4 5 4 10 9 8 0 242 0 015 0 97 30384N 3 電機車制動距離驗算 1 列車運行基本方程式列車在牽引狀態(tài)下 作用于列車的作用力瞬時平衡關(guān)系 即F Wj Wa 0式中F 列車牽引力 N Wa 列車的慣性阻力 N Wj 列車的靜阻力 N 1 慣性阻力Wa 1000 P Q 1 r a g式中P 電機車重力 kN Q 車組重力 kN g 重力加速度 取10m s2 r 慣性系數(shù) 對礦用電機車一般取平均值0 075 也可近似取0 10 a 列車加速度 對井下電機車一般取0 03 0 05m s2 將r和g帶入上式得Wa 110a P Q 2 靜阻力列車運行的靜阻力包括基本阻力和坡道阻力 因列車的運行速度較低 故彎道阻力 道岔阻力 空氣阻力等等 均不計入 1 基本阻力W0 P Q 式中W0 列車運行的基本阻力 N 列車運行的基本阻力系數(shù) N kN 其值見表1 2 坡道阻力Wj 1000 P Q sin 式中Wi 坡道阻力 N 坡度傾角 因電機車運輸?shù)?很小 故將sin tan tan 1000式中 表示上坡 表示下坡 軌道坡度 單位N kN或m km 在計算中常用平均速度值3 即當P與Q的單位為kN時 i 3 4 帶式輸送機的選型計算 一 輸送帶的運輸能力與帶寬 速度的計算與選擇 二 運行阻力與輸送帶張力的計算 帶式輸送機選型驗算示例1 一 原始資料