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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第七章 立井提升设备选型设计4 课时第一节竖井提升容器的挑选一、提升容器的比较及其应用范畴 提升容器主要是底卸式箕斗和一般罐笼；箕斗的优点是：质量轻,所需井筒断面积小,装 卸载可自动化,且时间短,提升才能大；箕斗的缺点是：井底及井口需要设置煤仓和装卸 载设备,只能提升煤炭,不能升降人员、设备和材料,井架较高,需要另设一套帮助提升 设备；罐笼的优点是：井底及井口不需设置煤仓,可以提升煤炭、矸石,下放材料,升降人 员和设备,井架较矮,有利于煤炭分类运输,罐笼的缺点是：质量大,所需井筒断面积大,装卸载不能自动化,而且时间较长,生产效率较低；挑选箕斗仍
2、是挑选罐笼,需要依据多方面的技术、经济指标来确定；二、主井箕斗规格的挑选进行提升设备选型设计时,矿井年产量A n和矿井深度 Hs为已知条件；当提升容器的类型确定后,仍要挑选容器的规格；在提升任务确定之后,挑选提升容器的规格有两种情形：一 是挑选较大规格的容器,一次提升量较大,就提升次数少；这样,由于一次提升量较大,所需的提升钢丝绳直径和提升机直径较大,因而初期投资较多；但提升次数较少,运转费 用较少；二是挑选较小规格的容器,情形和上述的相反,因而初期投资较少,而运转费用就较多；那么,应当如何挑选提升容器的规格才是合理的呢.其原就是：一次合理提升量应该使得初期投资费和运转费的加权平均总和最小；为
3、了确定一次合理提升量,从而挑选标 准的提升容器,可按以下步骤运算：1确定合理的经济速度 V j 与一次合理提升量相对应的,有一个合理的经济速度；经讨论证明,合理的经济速度 V j可 用下式运算：估算一次提升循环时间m,Hz=1825m ,Hs为矿井的运算小时提升量 As 运算小时提升次数 ns次） 运算一次合理提升量）依据式 运算一次实际提升量选取标准箕斗后,依据所选箕斗的有效容积和煤的松散容重运算一次实际升量 Q 依据井下运输使用的矿车名义载重量主井为箕斗提升时按帮助运输矿车名义载重量确定罐笼的吨位；2依据运输最大班下井工人的时间不超过 40 min或每班总作业时间是否超过 求时再挑选双层罐
4、笼；5h来确定罐笼的层数；一般应先考虑单层罐笼,不满意要此外,罐笼的挑选仍应考虑如下规定：1升降工人的时间,按运输最大班下井工人时间的 1.5倍运算；2升降其他人员的时间,按升降工人时间的 20运算；升降人员的休止时间按以下规定取值；单层罐笼每次升降 5人及以下时,休止时间为 20s,超过 5人,每增加 1人增加 ls；双层罐笼升降人员,如两层同时进出人员,休止时间比单层增加 2 s信号联系时间；当人员只从一个平台选出罐笼时,休止时间比单层增加一倍,另外增加 6 s换置罐笼时间；3一般罐笼进出材料车和平板车休止时间为 4060s；4提升矸石量按日出矸石量的 50运算；运输坑木、支架按日需量的
5、50运算；5最大班净作业时间为上述各项提升时间与休止时间之和,一般不得超过 5 h；6能够运输井下设备的最大和最重部件；7对于混合提升设备,每班提煤和提矸时间均应计人 宜超过 5.5 h；1.25不均衡系数,其提升才能不其次节提升钢丝绳的挑选运算2 / 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 提升钢丝绳的挑选运算是提升设备造型设计中的关键环节之一；钢丝绳在运转中受有 很多应力的作用和各种因素的影响,如静应力、动应力、弯曲应力、扭转应力和挤压应力 等,磨损和锈蚀也将损害钢丝绳的性能；综合考虑以上应力因素的精确运算是很困难
6、的,目前国内外都是按静载荷近似运算的；我国是按煤矿安全规程的规定来设计的,其原 就是：钢丝绳应按最大静载荷并考虑肯定的安全系数来进行运算；安全系数是指钢丝绳钢丝拉断力的总和与钢丝绳的运算静拉力之比；但是应当留意,安全系数并不代表钢丝绳真正具有的强度储备,只不过表示经过实践证明在此条件下钢丝 绳可以安全运行；一、单绳缠绕式 无尾绳 立井提升钢丝绳挑选计 算 图 2-5 所示为一立井单绳提升钢丝绳运算示意图；钢丝绳的最大静拉力作用于 A 点处,其值为： 2-1 式中：为钢丝绳承担的最大运算静载荷；为一次提升矿的有益载荷为容器质量；为钢丝绳每M 重力；为钢丝绳悬垂长度,；为井架高度；井深度；为容器装
7、载高度；图2-5 钢丝绳运算示意图依据煤矿安全规程对安全系数的规定,必需满意下式： 2-3 ）式中： ma为新钢丝绳的安全系数；一般钢丝绳的平均比重近似取0.09 Ncm3,于是有下式： 代入式 23并化简整理得： 2-5 ）代人 0 的值后,得出挑选每 M 钢丝绳重的公式为： 2-6 ）由于实际所选钢丝绳的 0 不肯定是0.09 N cm3,因此所选绳是否满意安全系数的要求必需按实际所选每 M 绳重按下式进行验算,即所选绳的实际安全系数为：3 / 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 有n根提升钢丝绳,每根绳承担的
8、终端载荷为 Q+Q z/n ；2有n1根尾绳,设每根尾绳每 M 重力为 q Nm,而且依据主、尾绳每 M 重力的不同,又有等重尾绳 np=nlq、轻尾绳 npnlq和重尾绳 npnlq之分；一般多采纳等重尾绳,重尾绳有时也有采纳,但轻尾绳就很少采纳；因此下面也分两种情形来分析；等重尾绳情形：图 2-6 多绳摩擦提升钢丝绳运算示意图运算公式 ： 2-8 ）验算公式： 2-9 ）重尾绳情形 : 运算公式 2-10）验算公式4 / 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 钢丝绳进行弯曲试验的结果,由图示可知,在同一钢丝绳直径
9、条件下,卷简直径愈大,弯曲应力愈小；在相同卷简直径条件下,绳径愈小,弯曲应力愈小,即比值Dd愈大,弯曲应力愈小；图 3-3 所示为在不同的Dd弯曲条件下,钢丝绳试验载荷与其耐久性的关系；由图3-3可知,在试验载荷相同时,愈长；D d愈大,钢丝绳所能承担的反复弯曲次数愈多,疲惫寿命图3-2 钢丝绳弯 图3-3 曲应力图 不向的 D/d 时载荷与耐对于安装在地面的提升机,其直径与钢丝绳直径的关系如下：3-1 3-2 5 / 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 式中： D 为提升机卷筒直径；d为提升钢丝绳直径；为提升钢丝
10、绳中最粗钢丝绳直径；对于安装在井下的提升机就有： 3-3 3-4 选定了标准卷简直径后,卷筒的标准宽度B就为巳知,然后依据实际需要在卷筒上缠绕的钢丝绳长度来运算卷筒的实际宽度 B ；在提升机卷筒上应容纳以下几部分钢丝绳：1提上升度 H,m；2提升钢丝绳试验长度,规定每半年剁绳头一次,每次剁掉 5 m,按提升钢丝绳的使用寿命为三年计,就试验长度为 30 m；3为了削减钢丝绳在卷筒上固定处的拉力,钢丝绳在卷筒上松绳时,不能全部松放,应在卷筒表面保留三圈摩擦圈,就卷筒的实际容绳宽度 B为： 3- 式中： H为提上升度； D为提升机卷筒直径；d为提升钢丝绳直径；为提升钢丝绳绳圈间的间隙,一般为 2-3
11、mm,卷筒直径较大时,取大值；假如 BB：如提升机用于有升降人员的竖井副井提升,依据煤矿安全规程规定,钢丝绳在卷筒上只能缠绕一层；但是假如 B 比 B稍大一点,所选提升机仍可满意宽度要求,但是要是 B -B的差值临时固定在卷筒内；假如 B -B的差值较大,就所选提升机的宽度不满意要求,就应实行措施：一是另选强度较高的提升钢丝绳型号；二是把提升机卷筒直径增大一级；重新运算 B 到满意 BB；依据煤矿安全规程规定：竖井主井提升的提升钢丝绳可在卷筒上缠两层,作双层缠绕时,提升钢丝缠在卷筒上的实际缠绕宽度 B可按下式 3-6 式中： Dp为平均缠绕直径；K为缠绕层数； n为错绳圈数；其中： 3-9式中：为提升机工作状态的最大静张力；为提升机工作状态的最大静张力差；Q为有益载荷；为提升容器质量；p为提升钢丝绳单位长度重力；H为提上升度；提升机最大静张力 Fjmax及最大静张力差 F jc在产品规格表中给出；6 / 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 7 / 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页