【正文】 。 c j s zH H H H? ? ?設(shè) ζB為鋼絲繩公稱抗拉強度 (Pa)， S為鋼絲總斷面積 (m2)。 要保證鋼絲繩安全 工作 ， 必須滿足 (810) 式中 ma —— 鋼絲繩安全系數(shù) 。 上式中 p和 S是兩個未知數(shù) ， 為解上式需找出 p和 S的關(guān)系 。 (811) 式中 γ0 —— 鋼絲繩密度 ， kg/m3。 將式 (811)代入 (810)式并化簡 (812) ? ? BzcaSg Q Q pHm?? ? ?0pS??0zBcapHgm?????鋼絲繩的密度值 γ0見表 85， 也可近似按鋼絲繩的平均密度為 9000kg/m3計算 ， 則式 (812)變?yōu)? (813) 由式 (8l2)或 (813)計算出 p值后 ， 從鋼絲繩規(guī)格表中選取與計算值相近的較大標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩 。 鋼絲繩選出后 ， 要按實際所選鋼絲繩的數(shù)據(jù)校核其安全系數(shù) 。 (814) 式中 Qq —— 鋼絲破斷拉力總和 ， N。 如果校核結(jié)果不能滿足式 (814)要求 ， 則應(yīng)重選鋼絲繩進行校核 ， 直至滿足式 (814)為止 。 9000zBcapHgm????? ?qazcQ mg Q Q p H ???二 、 鋼絲繩的安全系數(shù) 《 煤礦安全規(guī)程 》 規(guī)定單繩纏繞式提升設(shè)備采用的鋼絲繩安全系數(shù) ma： 1) 專為升降入員用的鋼絲繩不得小于 9； 2) 升降人員和物料用的鋼絲繩：升降人員時不得小于 9；提升物料時不得小于 ；混合提升時不得小于 9； 3) 專為升降物料用的鋼絲繩不得小于 。 對于多繩摩擦提升設(shè)備鋼絲繩的安全系數(shù)見第八章 。 注意： 由于提升鋼絲繩在工作過程中所引起的應(yīng)力非常復(fù)雜 ， 影響鋼絲繩使用壽命的因素又很多 ， 所以安全系數(shù)并不代表鋼絲繩真正強度安全儲備值 ， 而僅僅表示經(jīng)過實踐證明在規(guī)定的安全系數(shù)的條件下 ， 鋼絲繩才能安全可靠地運行 。 第四節(jié) 提升機的選擇計算 在選擇提升機時，應(yīng)首先計算卷筒的直徑和寬度，并以這兩個基本參數(shù)做依據(jù)，進行提升機的選擇。 一 、 卷筒直徑 選擇卷筒直徑的主要原則： 使鋼絲繩繞經(jīng)卷筒時所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不要過大 ， 以便保持鋼絲繩的一定承載能力和使用壽命 。 繞經(jīng)卷筒的鋼絲繩彎曲應(yīng)力的大小 ，取決于卷筒和鋼絲繩直徑之比 。 圖 72所示為索股鋼絲繩內(nèi)的彎曲應(yīng)力 。 在同一鋼絲繩直徑 d條件下 ， 卷筒直徑D越大 ， 彎曲應(yīng)力 σ越低； 在不同鋼絲繩直徑 、 相同卷筒直徑條件下 ， 繩徑 d越小 ， 彎曲應(yīng)力 σ越小 ，亦即 D/d越大 ， 彎曲應(yīng)力 σ越低 。 《 煤礦安全規(guī)程 》 規(guī)定： 對于安裝于地面的提升機： (815) (816) 式中 δ —— 鋼絲繩中最粗鋼絲直徑 ， mm； d —— 鋼絲繩直徑 ， mm。 ? 對于井下提升機： (817) (818) 依據(jù)計算值選取標(biāo)準(zhǔn)卷筒直徑 。 80Dd?1200D ??60Dd?900D ??二、卷筒寬度 卷筒寬度只應(yīng)根據(jù)所需容納的鋼絲繩長度確定 ， 在卷筒表面應(yīng)容納以下幾部分鋼絲繩； 1) 提升高度 H， m； 2) 鋼絲繩試驗長度 ， 規(guī)定每半年剁繩頭一次進行試驗 ， 一次剁掉 5m，如果鋼絲繩的壽命以 3年計算 ， 則試驗長度為 30m； 3) 卷筒表面應(yīng)保留三圈摩擦圈 ， 以便減輕鋼絲繩在卷筒固定處的張力； 4) 當(dāng)鋼絲繩在卷筒上作多層纏繞時 ， 為了避免上下層鋼絲繩總是在一個地方過渡 ， 每季要將鋼絲經(jīng)錯動約 1/4圈 ， 根據(jù)鋼絲繩的使用年限 ， 取錯繩圈 n39。=2~4圈 。 對于單層纏繞 ， 每個卷筒的寬度為 (819) 對于多層纏繞 ， 每個卷筒的寬度為 (820) 式中 d —— 鋼絲繩直徑 ， mm； ε —— 鋼絲繩圈間的間隙 ， 一般取 2~3， mm； k —— 纏繞層數(shù)； Dp —— 平均纏繞直徑 ， m， (821) ? ?30 3HBdD ?????? ? ?????? ? ? ?3 0 39。 3pH n DBdkD? ??? ? ???? ? 221 42p kD D d d ??? ? ? ?卷筒上纏繞鋼絲繩的層數(shù)必須符合 《 煤礦安全規(guī)程 》 的規(guī)定： 立井中升降人員或升降人員和物料的 ， 只準(zhǔn)纏繞一層； 專為升降物料的 ， 準(zhǔn)許纏繞兩層； 在 45176。 以下的傾斜井巷中升降人員的 ， 準(zhǔn)許纏繞兩層； 在 30176。 以下 、 斜長超過 600m的傾斜井巷中升降人員的 ， 準(zhǔn)許纏繞三層； 暗井 (包括立井 、 絞車道 、 輪子坡 )中專為升降物料和地面運輸 (傾斜或水平 )用的 ， 準(zhǔn)許纏繞三層 。 選擇卷筒寬度時 ， 應(yīng)注意以下幾個問題： 1) 當(dāng)計算寬度比標(biāo)準(zhǔn)寬度稍大時 ， 可適當(dāng)減少繩間間隙 ε 值或設(shè)法將長出的那幾米鋼絲繩先儲存在卷筒內(nèi)； 2) 當(dāng)計算寬度小于標(biāo)準(zhǔn)寬度時 ， 可適當(dāng)加大 ε 值 ， 使鋼絲繩在卷筒上均勻分布 ， 而不致集中于一側(cè) ， 惡化卷筒工作狀態(tài)； 3) 計算副井單繩纏繞式卷筒寬度時 ， 應(yīng)考慮過卷高度 。 三、驗算最大靜張力及最大靜張力差 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Fj(它影響卷筒的強度和主軸的強度 )及最大靜張力差 Fc(它影響主軸的強度 )， 使其滿足 (822) (823) ? 式中 Q —— 容器一次提升貨載質(zhì)量 ， kg； Qz —— 容器的質(zhì)量 ， kg； p —— 鋼絲繩每米質(zhì)量 ， kg/m； H —— 提升高度 ， m； g —— 重力加速度 ， 取 。 提升機最大靜張力 Fj及最大靜張力差 Fc由表 711查得 ， 如驗算不滿足 ， 則需要重選較大規(guī)格提升機 。 ? ?jzF Q Q p H g? ? ?? ?czF Q p H g??四、減速器傳動比 確定提升機減速器傳動比時 ， 應(yīng)先確定提升速度 。 提升速度是按上式計算出的 v1查表 711選用標(biāo)準(zhǔn)速度 ， 同時傳動比即可確定 。 按己確定的傳動比同時可查出所需提升電動機的轉(zhuǎn)速 。 ? ? ? ? 2211142a T u a T u aHv ??? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??第五節(jié) 提升電動機的預(yù)選 為了對提升設(shè)備進行動力學(xué)計算，應(yīng)預(yù)選提升電動機。此外，在進行提升設(shè)備的方案比較時，也需要粗略地選擇提升電動機。 提升電動機應(yīng)滿足 功率 、 電壓及轉(zhuǎn)速 三個方面的要求 。 提升電動機的功率與一次實際提升量和標(biāo)準(zhǔn)速度 (鋼絲繩最大速度 )有關(guān) ， 一般雙容器提升用下列公式估算 (824) ?式中 N — 提升電動機估算功率 ， kW； Q — 一次實際提升量 ， kg； v— 標(biāo)準(zhǔn)速度 ， m/s； η— 減速器的傳動效率 。 當(dāng)一級傳動時 η＝ ；二級傳動時 η＝ ； K— 礦井阻力系數(shù)，即考慮提升容器在井筒中運動時的風(fēng)阻、罐道阻力及鋼絲繩彎曲阻力等的阻力系數(shù)：箕斗提升時 K＝ ；罐籠提升時 K＝ ； ρ— 動力系數(shù) ， 即考慮動負荷影響的系數(shù) ， 一般 ρ＝ ~， 箕斗提升取小值 ，罐籠提升取大值； g —— 重力加速度 ， 取 m/s2。 1000K Q v gN ???提升電動機的旋轉(zhuǎn)速度 n、 減速器的傳動比 i、 提升速度 v及卷筒直徑 D有如下關(guān)系 (825) 按上面計算出的 N與 n在電動機技術(shù)數(shù)據(jù)表 (YR系列電動機表 86)中選用合適的電動機 。 所選提升電動機的電壓應(yīng)與所設(shè)計的礦井電壓等級相適應(yīng) ， 而其旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)與式 (825)計算出來的數(shù)值相接近 。 但選出電動機后 ， 其轉(zhuǎn)速不一定與式 (825)計算出的完全相同 。 此外 ， 在選擇電動機時 ， 還應(yīng)注意盡量選用過負荷系數(shù)較大者 ， 以滿足提升設(shè)備起動力矩較大的需要 。 電動機旋轉(zhuǎn)速度最后確定下來之后 ， 提升機實際提升速度 vm應(yīng)重新計算 (826) 式中 ne —— 已選定的電動機額定負載時的旋轉(zhuǎn)速度 ， r/min。 由上式計算出的 vm， 將做為運動學(xué)及動力學(xué)計算的原始參數(shù) 。 60 vinD??60emDnvi??第六節(jié) 提升機與井筒的相對位置的確定 當(dāng)井筒位置已經(jīng)確定后，應(yīng)該研究并確定提升機的安裝地點。 在確定提升機安裝地點時，通常要考慮如下問題： 礦井地面工業(yè)廣場布臵、井筒四周地形條件、井下所留安全煤柱位臵及尺寸以及地面運輸生產(chǎn)系統(tǒng)等。 無論在井筒中布置一套或兩套提升設(shè)備 ， 在選擇提升機安裝地點時 ， 重要的是根據(jù)具體條件 ， 因地制宜地去考慮 。 提升機安裝地點一經(jīng)確定 ， 就具體確定了提升機軸線與井筒中心線的距離 ， 另外還要算出井架高度 。 但在計算這些數(shù)值時 ， 必須考慮到鋼絲繩弦長 、 鋼絲繩偏角以及卷筒出繩角等因素的安全運轉(zhuǎn)條件 。 井架高度 、 提升機軸線與井筒中心線的距離 、 鋼絲繩弦長和出繩角 是影響提升機與井筒相對位臵的五個因素 。 它們被此相互影響相互制約 。 一、天輪 天輪安裝在井架上 ， 作支撐 、 引導(dǎo)鋼絲繩轉(zhuǎn)向之用 。 根據(jù)煤炭工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)天輪分為： ? 井上固定天輪；鑿井及井下固定天輪及游動天輪 。 天輪結(jié)構(gòu)型式分為三種類型： 直徑為 3500mm時采用模壓焊接結(jié)構(gòu)； 直徑 ≤ 3000mm時采用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)； 直徑為 4000mm時采用模壓鉚接結(jié)構(gòu) 。 天輪直徑的選擇 ， 根據(jù) 《 煤礦安全規(guī)程 》 規(guī)定 ， 對于地面設(shè)備 ， 若鋼絲繩與天輪的圍包角大于 90176。 時 ， 則 Dt≥80d， Dt≥1200δ； 若圍包角小于 90176。 ， 則 Dt≥60d， Dt≥1200δ。 對于井下設(shè)備 ， 若圍包角大于 90176。 ， 則 Dt≥60d， Dt≥900δ； 若圍包角小于 90176。 ， 則 Dt≥40d， Dt≥900δ。 其中 Dt —— 天輪直徑 ， mm； d —— 鋼絲繩直徑 ， mm； δ—— 最粗鋼絲直徑 ， mm。 單繩纏繞式提升機多采用鋼結(jié)構(gòu)井架 。 為了節(jié)省鋼材 ， 不能任意加大井架高度 。 但井架高度不符合要求時 ， 工作不安全 ， 甚至可能造成重大事故 。 井架高度 Hj， 為從井口到天輪軸線的垂直距離 (827) 式中 Hx — 卸載距離 ， 即由井口水平到卸載位置的容器底座高度 ， m， 對于罐籠提升 ， 一般來說 ， 均在井口水平裝 、 卸載 ， 這時 Hx＝ 0； 對于箕斗提升 ， 地面要裝設(shè)煤倉 ， 煤倉的高度與煤倉容積 、 生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化程度和箕斗卸載方式等因素有關(guān) ， 一般 Hx＝ 18~25m； Hr —— 容器全高 ， 即由容器底至連接裝置最上面一個繩卡的距離 ， m， 此 值可由容器的規(guī)格表中查到； Hg —— 過卷高度 ， m； Rt —— 天輪半徑 ， m。 將井架高度 Hj按式 (827)的計算值圓整為較大整數(shù)值 。 二、井架高度 Hj 0 .7 5j x r g tH H H H R? ? ? ?Hg —— 過卷高度 ， m， 即從正常卸載位置容器的連接裝置最上一繩卡至連接裝置上繩頭同天輪輪緣接觸時的高度 。 根據(jù) 《 煤礦安全規(guī)程 》 規(guī)定； 對于罐籠提升 ， 當(dāng)最大速度 vm＜ 3m/s