主立井單繩纏繞式提升設(shè)備的選型計算

1、第六章主立并單繩纏繞式提升設(shè)備的選型計算一、提升容器的選擇Vj=0.4 VHm/ s；1.確定合理的經(jīng)濟速度 立井提升的合理經(jīng)濟速度為式中V j經(jīng)濟提升速度，H 提升高度，H=H s +H x+HZH-卸載水平與井口高差，簡稱卸載高度，m箕斗:Hz裝載水平與井下運輸水平高差，簡稱裝載高度,Hs 一井筒深度，mi2 .估算一次提升循環(huán)時間（按五階段速度圖估算 式中T j-根據(jù)經(jīng)濟提升速度估算的一次提升循環(huán)時間，H =18m m箕斗:s；25m,罐籠 H=0;Hz=18m25m 罐籠 Hz =0;丁 Vj H0.75m/s2,箕斗提升時,Tj 一 一 uavja 一提升加速度，m/s2,在以下范圍

2、內(nèi)選?。汗藁\提升時， 2& 0.8m/s ;u一容器爬行階段附加時間，箕斗提升可取10s,罐籠提升可取0 休止時間。3、計算一次合理的經(jīng)濟提升量.AcafTjmj L3600brt式中rn j- 一次合理的經(jīng)濟提升量，t;A n 一礦井年產(chǎn)量，t/a;11. 15,無井底煤倉時,1. 2的富裕系數(shù);C 一提升不均衡系數(shù)，對于主井提升設(shè)備：有井底煤倉時, 1 . 2;af提升能力富裕系數(shù)，主井提升設(shè)備對第一水平應(yīng)留有b r 提升設(shè)備年工作日數(shù)，一般取 b r =300d ;t 提升設(shè)備日工作小時數(shù)，一般取 t=14h。根據(jù)計算出的一次合理的提升量m取之相近的標準容器，并列表記錄其技術(shù)規(guī)格

3、。, . . . . . ' 、 、 . 一 . '4 .確定實際一次提升循環(huán)時間T x及完成年產(chǎn)量 An的最大提升速度 Vm(1)根據(jù)所選出的型號，計算一次提升循環(huán)所需要的時間為Tx3600brtmcAnaf(2)計算提升機所需的提升速度aTx (u ) Ja2Tx (u )2 4aHvm(3)2二、提升鋼絲繩的選擇計算當選定標準容器之后，則可按下邊的公式計算鋼絲繩每米質(zhì)量m mzmp Hcgma 0m-一次提升貨載質(zhì)量，kgM提升容器自身質(zhì)量，kg ;m p提升鋼絲繩每米質(zhì)量，kg/m;g 重力加速度，m/s2;H c 一鋼絲繩最大懸垂長度，mH s -井筒深度，m;H z

4、 裝載高度，m,罐籠提升，Hz =0 ,箕斗提升，Hz =18m 25m；H j井架高度，井架高度在尚未精確確定時，可按下面數(shù)值選?。汗藁\提升，15m 25m；箕斗提升，30m 35mo(T b-鋼絲繩的抗拉強度，Pa,m-鋼絲繩的安全系數(shù)。計算出m后，從鋼絲繩技術(shù)規(guī)格表中選取與之相近或稍大的鋼絲繩，列表摘錄有關(guān)鋼絲繩的數(shù) 據(jù)，并按規(guī)定和國標，寫出所選鋼絲繩的完整標記。鋼絲繩選出后，應(yīng)按照實際所選鋼絲繩的數(shù)據(jù)驗算其安全系數(shù)。Qp-:maQ Qz pH。式中Qp 所選鋼絲繩所有鋼絲破斷力之和，N,在鋼絲繩規(guī)格表中查取。三、礦井提升機和天輪的選擇計算1、 提升機滾筒直徑的確定煤礦安全規(guī)程規(guī)定，提升

5、機滾筒直徑的確定與鋼絲繩直徑、鋼絲直徑的關(guān)系如下: 對于地面使用的提升機D 80dD 1200d式中D滾筒直徑， mmd鋼絲繩直徑， mm鋼絲繩中最粗的鋼絲直徑，mm其值在鋼絲繩規(guī)格表中查取。根據(jù)計算值選取標準的滾筒直徑。2、提升機滾筒寬度的驗算單滾筒或雙滾筒提升機，每個滾筒的實際容繩寬度為：單和多層纏繞時分別為式中B '一提升機所需的滾筒纏繩寬度，mmD-多層纏繞時平均纏繞直徑，即k-纏繞層數(shù)。3、提升機的最大靜張力和最大靜張力差的計算為了保證提升機有足夠的強度，還必須驗算所選提升機的最大靜張力及最大靜張力差, 使其滿足下式，F(xiàn)j max QQzPH Fj max FcmaxQ PH

6、Fcmax4、確定提升機的標準速度根據(jù)公式(7 6)計算出B和根據(jù)D、Fjmax、Fcmax選出的提升機型號，在提升機規(guī)格表中選 出提升機的標準速度Vm,同時，減速器的傳動比也就隨之確定。5、天輪的選擇天輪也按確定滾筒直徑的公式計算，同樣選定后要摘錄其有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。四、礦井提升機與井筒相對位置的計算1、井架高度Hj Hx Hr Hg 0.75Rt式中：r天輪半徑，mH g一過卷高度，m；Hr-容器全高，m此值可由容器規(guī)格表中查得將上式的計算值圓整為稍大的整數(shù)。2、滾筒中心線至井筒中提升鋼絲繩間水平距離Lsmin 0.6Hj 3.5 D式中H j井架高度，m；D 一提升機滾筒直徑，m,計算結(jié)果一

7、般取較大的圓整值。3、鋼絲繩弦長Lx /(Hj Co)2 (Ls 仔)2式中D 一天輪直徑，m;c o滾筒中心線至井口水平的高差，m,此數(shù)值決定于提升機滾筒直徑、提升機房的結(jié)構(gòu)和地形等情況，設(shè)計時一般取co： 1m- 2nl4、鋼絲繩的外偏角和內(nèi)偏角(1)、雙滾筒提升機單層纏繞時aiarctanLx最大外偏角和內(nèi)偏角 3(d)a2s a2-arctanB (H 30DLx"3)(d)式中B 提升機滾筒寬度，m；S 提升機兩天輪間距離，m,此值決定于容器規(guī)格及容器在井筒中的布置方式，與采用的罐道形式也有關(guān)；a一兩滾筒之間的間隙，m不同形式的提升機。值不盡相同，可參閱提升機規(guī)格表的有關(guān)參

8、數(shù)得出；d 鋼絲繩直徑， m；鋼絲繩纏繞在滾筒上的繩圈間隙，m;Lx鋼絲繩弦長， m)H提升高度，成D 提升機滾筒直徑，mi(2) 雙滾筒提升機多層纏繞時aiarctanLxs a2- a1arctanLx5、提升機滾筒的下出繩角H j CoDt Darctan arcsin Ls R2Lx五、提升電動機的初選計算1、電動機的估算功率P kmg%kQ%1000 j 1000 j式中P 提升電動機估算功率，kWV m一提升機的標準速度，m/s；k 礦井阻力系數(shù)，箕斗提升 K=1. 15,罐籠提升k=1 . 2;m 一次提升實際貨載質(zhì)量，kg;Q 一次提升實際貨載重量，N;4 考慮提升系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時，

9、有加、減速度及鋼絲繩重力等因素影響的系數(shù)，箕斗提升:1.21.4 ,罐籠提升1.4 ;y j-減速器傳動效率，單級傳動功0.92 ,雙級傳動0.85。2、電動機的估算轉(zhuǎn)數(shù)60Vmin D式中i 減速器的傳動比；D 提升機滾筒直徑，mi3、初選電動機按上面計算出來的 P、V"m在電動機技術(shù)數(shù)據(jù)表中選用合適的電動機，并摘取有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。 4、確定提升機的實際最大提升速度VmDne60i式中Vm-提升機實際最大提升速度，mZs;n已選出電動機的額定轉(zhuǎn)數(shù)，r/min。由上式計算出來的Vm之值還應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程對最大提升速度的要求。 六、提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量m m 2mz 2mpLp 2mt

10、mj n式中：Lp一提升鋼絲繩全長，Lp=H+Lx+3JT D+30+n'/D, m；H一鋼絲繩的懸垂長度，m；Lx一鋼絲繩弦長，m；3ttD-3圈摩擦圈繩長度，m；30 一試驗繩長度， 項n'兀D-多層纏繞的錯繩用繩長，m； n' =24圈；mi提升鋼絲繩的每米質(zhì)量，kg/m;m天輪的變位質(zhì)量，ks;m 一提升機(包括減速器)的變位質(zhì)量，kg。GD 主加速度ai的確定主加速度ai是按安全經(jīng)濟的原則來確定的，主加速度的大小受煤礦安全規(guī)程、減速器強度、電動機過負荷能力三個方面的限制。(1)煤礦安全規(guī)程 對提升加、減速度的規(guī)定：“立井中用罐籠升降人員時加速度和減速度， 都不

11、得超過0. 75mzs2；對升降物料的加、減速度規(guī)程沒有規(guī)定，一般在豎井，力口、減速度最大不 超過 1. 2 m/ s2。(2)按電動機的過負荷能力來確定。md七、提升設(shè)備的運動學計算1.5m/s ,需要有初加速階段，在停車 保護裝載設(shè)備，提高停車的準確性,1、提升速度的階段的確定立井底卸式箕斗，為了保證箕斗脫離卸載曲軌時的速度不大于 前為了補償減速行程的誤差及限制重箕斗對井架和曲軌的沖擊, 故需要設(shè)爬行階段，幫采用六階段速度圖。2、提升加速度的確定(1) 箕斗提升初加速度 ao的確定如上所述，為了保證提升開始時，空箕斗對卸載曲軌及井架的沖擊不致過大，箕斗離開卸載 曲軌時的速度被限制在 VoW

12、1. 5m/ Soa。Vo2ho0.75 Fe kmg mpgHma10.75 Fe kmg mpgHai m式中Fe 電動機的額定拖動力，N;1000Pe jFe LvmPe-電動機額定功率，kWY j傳動效率；入一一電動機過負荷系數(shù)。(3)按減速器允許的輸出傳動轉(zhuǎn)矩來確定。2M max (kmgmpgH)m md式中M max 減速器輸出軸最大允許輸出轉(zhuǎn)矩，Nl- m可由提升機規(guī)格表查得；D 滾筒直徑，m綜合考慮上述三個條件，按其中最小者確定主加速度d1的大小。3、提升減速度的確定提升減速度一般取與加速度相同值。它不僅需要滿足上述煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，同 時還與提升設(shè)備所采用的減速方式有關(guān)。

13、目前提升機的減速方式有以下三種：1 .自由滑行減速kmg mpgH a3 m2 .電動機減速方式kmg mpgHma3 0.35Fekmg mpgH 0.35F a3 m3 .制動減速方式kmg mpgHma_ 0.3mgp3kmg mpgH 0.3mga3m4、提升速度圖參數(shù)計算(1) 卸載曲軌中初加速時間V0a0(2) 主加速階段加速時間加速階段的行程(3) 主減速階段減速階段時間tiVm V0aihiVm V0 "t1減速階段行程VmV4VmV4 t23(4) 爬行階段爬行時間t也13V4爬行速度階段的爬行距離及爬行速度值由表81查出。(5) 抱閘停車階段t 5=1S ,(6)

14、 等速階段等速階段的行程h2=H-ho-h i -h 3-h 4等速階段的時間t2反Vm7. 一次提升循環(huán)時間Tx=t0+t i+t 2+t 3+t 4+t 5+0速度圖計算完后，需重新驗算提升能力富裕系數(shù)af。提升設(shè)備小時提升能力為As3600mTx提升設(shè)備的年實際提升量為A提升能力的富裕系數(shù)為afAnA式中A n 礦井設(shè)計年產(chǎn)量，t/年；b r 年工作日數(shù)，日/年；r 每日提升小時數(shù)， h/日；1. 101. 15;無井下煤倉時取c 提升不均衡系數(shù)，主井提升，一般有井下煤倉時取1 . 20最后繪制出提升速度圖。八、提升設(shè)備的動力學計算單繩纏繞式無尾繩提升設(shè)備的基本動力方程式為F kmg m

15、pg(H2x) ma(1)初加速度階段 提升開始時，x=0, a=a0,故拖動力Fo為Fokmg mpgHma0出曲軌，x=ho, a=a°,拖動力為Fo'為Fokmg mpg(H 2h0)ma0(2)主加速階段a=a1 , x=ho開始時，拖動力為FiFikmg mpg(H 2與)ma1,a=a, x=ho+ h1 拖動力為 Fi'Fi kmg mpg(H 2h0 2%)ma1(3)等速階段x=ho+ h 1, a=0開始時，拖動力F2為F?=F 1-!2ma終了時, F 2=F2-2 m pg h 2(4)減速階段 開始時，拖動力F3為F3= F 2- Emc3終

16、了時,F 3=F3-2 m pg h 3(5)爬行階段開始時，拖動力F4= F 3+E ma終了時l'L C.F 4=F4-2 m pg h 4根據(jù)本節(jié)計算結(jié)果畫出力圖，數(shù)值標人圖中。在設(shè)計說明書中，速度圖和力圖是繪制在一起的。九、提升電動機容量的計算1、提升電動機等效容量的計算式中 -Idq r式中 F dT d-比例常數(shù)；-電動機定子繞組中通過的電流；-一電動機定子繞組產(chǎn)生的熱量。提升電動機作用在滾筒圓周上的等效力,N；等效時間，s,對于強制通風電動機 Td=Tx。對于自帶風扇裝置的電動機，其等效時間為式中a - - -T d=a(t o+t1+t2+t3+t 4+)+t 2+ 3

17、 9 一考慮電動機在低速運轉(zhuǎn)時的散熱不良系數(shù)； 考慮停車間歇時間的散熱不良系數(shù)；休止時間,s。Tx F 2 F 2F 2dt FS t002F； F12 t212f22 f2ff22一 t2F；F32 t23F；F42 t24利用上式計算時，若采用減速方式不同, 電動機的等效容量為F3、F3的數(shù)值也不同，爬行階段也類同。PdFdVm1000 jVm1000 jTxF2dt0Td式中Vm-提升容器的最大提升速度，m/s；r j-提升機減速器的效率，一級傳動時刀j =0 . 92;二級傳動時刀j =0 . 85。2、電動機容量的驗算根據(jù)上式計算出電動機的等效容量Pd后，需按如下三個條件來驗算前面初

18、選的電動機的容量是否合適。(1) 按電動機允許發(fā)熱條件應(yīng)滿足PdPe式中Pd-初選電動機的額定功率。(2) 按正常運行時電動機過負荷能力應(yīng)滿足maxFe0.75式中F max力圖中最大拖動力，N；F e-初選電動機的額定出力，N；入一一初選電動機的最大過負荷系數(shù)。(3) 在特殊情況下，電動機過負荷能力應(yīng)滿足F 0.9FeFt為特殊過負荷力，在下列情況下發(fā)生：(i) 普通罐籠提升時，空罐籠位于井底支撐裝置上，而把井口重罐籠稍向上提起時產(chǎn)生的特殊力為FtQ Qz pH式中F ' t 考慮到動力的WO口系數(shù)，取/ J'二1. 051. 10;Q一一一次提升貨載重量；Q z容器自重。(ii) 在更換水平或調(diào)節(jié)繩長時，打開離合器而單獨提升空容器時產(chǎn)生的特殊力為FtQz pH按上述三個條件驗算時，其中有一個條件不滿足，則必須重選電動機，并重新計算提升系 統(tǒng)變位質(zhì)量，計算運動學、動力學、校驗電動機容量，直到合適為止。如果僅條件3中的(1)不滿足, 可考慮改用搖臺代替罐座。十、提升設(shè)備的電耗及效率的計算1、一次提升電耗Tx1.02vm n FdtW 0j d式中F 力