【正文】 。 c j s zH H H H? ? ?設(shè) ζB為鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)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(gè)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(jiǎn) (812) ? ? BzcaSg Q Q pHm?? ? ?0pS??0zBcapHgm?????鋼絲繩的密度值 γ0見(jiàn)表 85， 也可近似按鋼絲繩的平均密度為 9000kg/m3計(jì)算 ， 則式 (812)變?yōu)? (813) 由式 (8l2)或 (813)計(jì)算出 p值后 ， 從鋼絲繩規(guī)格表中選取與計(jì)算值相近的較大標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩 。 鋼絲繩選出后 ， 要按實(shí)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(jìn)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(shí)不得小于 9；提升物料時(shí)不得小于 ；混合提升時(shí)不得小于 9； 3) 專為升降物料用的鋼絲繩不得小于 。 對(duì)于多繩摩擦提升設(shè)備鋼絲繩的安全系數(shù)見(jiàn)第八章 。 注意： 由于提升鋼絲繩在工作過(guò)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(qiáng)度安全儲(chǔ)備值 ， 而僅僅表示經(jīng)過(guò)實(shí)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(yùn)行 。 第四節(jié) 提升機(jī)的選擇計(jì)算 在選擇提升機(jī)時(shí)，應(yīng)首先計(jì)算卷筒的直徑和寬度，并以這兩個(gè)基本參數(shù)做依據(jù)，進(jìn)行提升機(jī)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(shí)所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不要過(guò)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(duì)于安裝于地面的提升機(jī)： (815) (816) 式中 δ —— 鋼絲繩中最粗鋼絲直徑 ， mm； d —— 鋼絲繩直徑 ， mm。 ? 對(duì)于井下提升機(jī)： (817) (818) 依據(jù)計(jì)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(zhǎng)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(yàn)長(zhǎng)度 ， 規(guī)定每半年剁繩頭一次進(jìn)行試驗(yàn) ， 一次剁掉 5m，如果鋼絲繩的壽命以 3年計(jì)算 ， 則試驗(yàn)長(zhǎng)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(shí) ， 為了避免上下層鋼絲繩總是在一個(gè)地方過(guò)渡 ， 每季要將鋼絲經(jīng)錯(cuò)動(dòng)約 1/4圈 ， 根據(jù)鋼絲繩的使用年限 ， 取錯(cuò)繩圈 n39。=2~4圈 。 對(duì)于單層纏繞 ， 每個(gè)卷筒的寬度為 (819) 對(duì)于多層纏繞 ， 每個(gè)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(zhǎng)超過(guò) 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(yùn)輸 (傾斜或水平 )用的 ， 準(zhǔn)許纏繞三層 。 選擇卷筒寬度時(shí) ， 應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題： 1) 當(dāng)計(jì)算寬度比標(biāo)準(zhǔn)寬度稍大時(shí) ， 可適當(dāng)減少繩間間隙 ε 值或設(shè)法將長(zhǎng)出的那幾米鋼絲繩先儲(chǔ)存在卷筒內(nèi)； 2) 當(dāng)計(jì)算寬度小于標(biāo)準(zhǔn)寬度時(shí) ， 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(jì)算副井單繩纏繞式卷筒寬度時(shí) ， 應(yīng)考慮過(guò)卷高度 。 三、驗(yàn)算最大靜張力及最大靜張力差 為了保證提升機(jī)有足夠的強(qiáng)度 ， 還必須驗(yàn)算所選提升機(jī)的最大靜張力Fj(它影響卷筒的強(qiáng)度和主軸的強(qiáng)度 )及最大靜張力差 Fc(它影響主軸的強(qiáng)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(jī)最大靜張力 Fj及最大靜張力差 Fc由表 711查得 ， 如驗(yàn)算不滿足 ， 則需要重選較大規(guī)格提升機(jī) 。 ? ?jzF Q Q p H g? ? ?? ?czF Q p H g??四、減速器傳動(dòng)比 確定提升機(jī)減速器傳動(dòng)比時(shí) ， 應(yīng)先確定提升速度 。 提升速度是按上式計(jì)算出的 v1查表 711選用標(biāo)準(zhǔn)速度 ， 同時(shí)傳動(dòng)比即可確定 。 按己確定的傳動(dòng)比同時(shí)可查出所需提升電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 。 ? ? ? ? 2211142a T u a T u aHv ??? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??第五節(jié) 提升電動(dòng)機(jī)的預(yù)選 為了對(duì)提升設(shè)備進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算，應(yīng)預(yù)選提升電動(dòng)機(jī)。此外，在進(jìn)行提升設(shè)備的方案比較時(shí)，也需要粗略地選擇提升電動(dòng)機(jī)。 提升電動(dòng)機(jī)應(yīng)滿足 功率 、 電壓及轉(zhuǎn)速 三個(gè)方面的要求 。 提升電動(dòng)機(jī)的功率與一次實(shí)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(dòng)機(jī)估算功率 ， kW； Q — 一次實(shí)際提升量 ， kg； v— 標(biāo)準(zhǔn)速度 ， m/s； η— 減速器的傳動(dòng)效率 。 當(dāng)一級(jí)傳動(dòng)時(shí) η＝ ；二級(jí)傳動(dòng)時(shí) η＝ ； K— 礦井阻力系數(shù)，即考慮提升容器在井筒中運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí) K＝ ；罐籠提升時(shí) K＝ ； ρ— 動(dòng)力系數(shù) ， 即考慮動(dòng)負(fù)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(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度 n、 減速器的傳動(dòng)比 i、 提升速度 v及卷筒直徑 D有如下關(guān)系 (825) 按上面計(jì)算出的 N與 n在電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表 (YR系列電動(dòng)機(jī)表 86)中選用合適的電動(dòng)機(jī) 。 所選提升電動(dòng)機(jī)的電壓應(yīng)與所設(shè)計(jì)的礦井電壓等級(jí)相適應(yīng) ， 而其旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)與式 (825)計(jì)算出來(lái)的數(shù)值相接近 。 但選出電動(dòng)機(jī)后 ， 其轉(zhuǎn)速不一定與式 (825)計(jì)算出的完全相同 。 此外 ， 在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí) ， 還應(yīng)注意盡量選用過(guò)負(fù)荷系數(shù)較大者 ， 以滿足提升設(shè)備起動(dòng)力矩較大的需要 。 電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度最后確定下來(lái)之后 ， 提升機(jī)實(shí)際提升速度 vm應(yīng)重新計(jì)算 (826) 式中 ne —— 已選定的電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度 ， r/min。 由上式計(jì)算出的 vm， 將做為運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)計(jì)算的原始參數(shù) 。 60 vinD??60emDnvi??第六節(jié) 提升機(jī)與井筒的相對(duì)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(jī)的安裝地點(diǎn)。 在確定提升機(jī)安裝地點(diǎn)時(shí)，通常要考慮如下問(wèn)題： 礦井地面工業(yè)廣場(chǎng)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(yùn)輸生產(chǎn)系統(tǒng)等。 無(wú)論在井筒中布置一套或兩套提升設(shè)備 ， 在選擇提升機(jī)安裝地點(diǎn)時(shí) ， 重要的是根據(jù)具體條件 ， 因地制宜地去考慮 。 提升機(jī)安裝地點(diǎn)一經(jīng)確定 ， 就具體確定了提升機(jī)軸線與井筒中心線的距離 ， 另外還要算出井架高度 。 但在計(jì)算這些數(shù)值時(shí) ， 必須考慮到鋼絲繩弦長(zhǎng) 、 鋼絲繩偏角以及卷筒出繩角等因素的安全運(yùn)轉(zhuǎn)條件 。 井架高度 、 提升機(jī)軸線與井筒中心線的距離 、 鋼絲繩弦長(zhǎng)和出繩角 是影響提升機(jī)與井筒相對(duì)位臵的五個(gè)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(dòng)天輪 。 天輪結(jié)構(gòu)型式分為三種類型： 直徑為 3500mm時(shí)采用模壓焊接結(jié)構(gòu)； 直徑 ≤ 3000mm時(shí)采用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)； 直徑為 4000mm時(shí)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(duì)于地面設(shè)備 ， 若鋼絲繩與天輪的圍包角大于 90176。 時(shí) ， 則 Dt≥80d， Dt≥1200δ； 若圍包角小于 90176。 ， 則 Dt≥60d， Dt≥1200δ。 對(duì)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(jī)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(shí) ， 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(duì)于罐籠提升 ， 一般來(lái)說(shuō) ， 均在井口水平裝 、 卸載 ， 這時(shí) Hx＝ 0； 對(duì)于箕斗提升 ， 地面要裝設(shè)煤倉(cāng) ， 煤倉(cāng)的高度與煤倉(cāng)容積 、 生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)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(gè)繩卡的距離 ， m， 此 值可由容器的規(guī)格表中查到； Hg —— 過(guò)卷高度 ， m； Rt —— 天輪半徑 ， m。 將井架高度 Hj按式 (827)的計(jì)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(guò)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(shí)的高度 。 根據(jù) 《 煤礦安全規(guī)程 》 規(guī)定； 對(duì)于罐籠提升 ， 當(dāng)最大速度 vm＜ 3m/s