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正文內(nèi)容

[工學(xué)]8章立井提升設(shè)備的選型計算-wenkub

2023-03-02 17:44:34 本頁面
 

【正文】 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 。 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)。 鋼絲繩的強度計算按 《 煤礦安全規(guī)程 》 的規(guī)定:鋼絲繩應(yīng)按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)的方法進行計算。 據(jù)此即可求出提升速度 。 在其它各種輔助提升需要兩層同時工作時 , 也應(yīng)首先考慮一個水平進出車 , 以簡化進出車水平的運輸系統(tǒng) 。 13600 rfQ b tTC A a?111vHTuav ?? ? ? ?? ?21 1 1 0v a T u v a H?? ? ? ? ?????? ? ? ? 2211142a T u a T u aHv??? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? 《 煤礦安全規(guī)程 》 規(guī)定: 立井中用罐籠升降人員的最大速度 vm, 不得超過表 83中的數(shù)值(即度 )。 根據(jù)表中的斗箱有效容積 Vr計算一次實際提升量 Q (85) 式中 γ —— 煤的散集密度 , t/m3。 普通罐籠進出礦車休止時間按表 82選取 。 容器的容量與提升速度之間又存在著密切的聯(lián)系 。 2.副井提升 1) 計算并選擇提升容器; 2) 計算并選擇提升鋼絲繩 , 3) 計算并選擇提升機; 4) 提升電動機的預(yù)選; 5) 提升機與井筒相對位置的計算; 6) 運動學(xué)及動力學(xué)計算; 7) 電動機功率的驗算; 8) 計算噸煤電耗 (對于主井提升 ); 9) 制定最大班作業(yè)時間平衡表 (對于副井 )。 二、選型設(shè)計的依據(jù)和主要內(nèi)容 (一 ) 設(shè)計依據(jù) 1. 主井提升 1) 礦井年產(chǎn)量 A(t/a); 2) 工作制度即年工作日數(shù) br, 日工作小時數(shù) t, 《 煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范 》規(guī)定: br = 330d, t = 16h; 3) 礦井開采水平數(shù)及各水平服務(wù)年限; 4) 礦井深度 Hs, 即井口至各開采水平的深度; 5) 卸載水平與井口的高差 Hx(m), 可按下列數(shù)據(jù)選取: ? 對于底卸式箕斗: Hx= 15~25m, ? 對于普通罐籠: Hx= 0~15m; 6) 裝載水平與井下運輸水平的高差 Hz(m), 對于底卸式箕斗: Hz= 18~25m; 7) 煤的散集密度 (t/m3); 8) 提升方式:箕斗或罐籠; 9) 礦井電壓等級 。對于 設(shè)計產(chǎn)量在 Mt/a以上的大型礦井,以采用多繩摩擦提升系統(tǒng)為宜。另外,在控制上易于自動化。 主井采用箕斗提升煤炭,副井采用罐籠完成輔助提升任務(wù):如提升矸石、升降人員和下放材料、設(shè)備等。提升方式與井筒開拓、井上下運輸?shù)拳h(huán)節(jié)都有著密切的關(guān)系。第八章 立井提升設(shè)備的選型計算 河北工程大學(xué)機電學(xué)院 第一節(jié) 選型的一般原則和主要內(nèi)容 第二節(jié) 提升容器的選擇與計算 第三節(jié) 提升鋼絲繩的選擇計算 第四節(jié) 提升機的選擇計算 第五節(jié) 提升電動機的預(yù)選 第六節(jié) 提升機與井筒的相對位臵的確定 第七節(jié) 提升容器的運動規(guī)律 第八節(jié) 提升系統(tǒng)的動力方程式 第九節(jié) 變位質(zhì)量的計算 第十節(jié) 速度圖參數(shù)的確定 第十一節(jié) 提升動力學(xué)計算 第十二節(jié) 電動機功率的驗算 第十三節(jié) 交流拖動提升設(shè)備電耗和效率的計算 第一節(jié) 選型的一般原則和主要內(nèi)容 一、選型的一般原則 提升設(shè)備的選型設(shè)計是否經(jīng)濟合理,對礦山的基建投資、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率及噸煤成本有著直接的影響。 在決定合理的提升方式時,原則上要考慮下列幾個因素: 1) 一般應(yīng)遵照 1個井筒能設(shè) 1套就裝備 2套提升設(shè)備的原則。 對于設(shè)計產(chǎn)量小于 ,如果僅用一套罐籠提升設(shè)備就可以完成全部主副井任務(wù)時,采用一套提升設(shè)備是經(jīng)濟的。 ? 在特殊條件下,例如礦井生產(chǎn)的煤質(zhì)品種多,且需分別運送,或是保證煤炭有足夠的塊度,這時只好采用罐籠做為主井提升設(shè)備。 ? 對于中型礦井,如井較淺,可采用單繩纏繞系統(tǒng),井較深時也可采用多繩摩擦系統(tǒng),或主井采用單繩箕斗,副井采用多繩罐籠。 1) 矸石年產(chǎn)量: 如無特別指出時 , 可取煤炭產(chǎn)量的 15~20%; 最大班出矸石按日出矸石量的 50%計算; 2) 最大班下井人員數(shù)目 (人 /班 );立井的最大班工人下井時間 , 不應(yīng)超過 40min;最大班作業(yè)時間按 6h計算 。 (二 ) 設(shè)計的主要內(nèi)容 第二節(jié) 提升容器的選擇與計算 在確定了提升容器的類型后,要計算并選擇提升容器。 一 、 提升速度選擇 研究表明 , 經(jīng)驗提升速度為 (81) 式中 vj —— 經(jīng)驗提升速度 , m/s; H —— 提升高度 , m; 一般情況下 , 取中間值進行設(shè)計 , 即 (82) ? ?0 . 3 ~ 0 . 5jvH?0 .4jvH? 對于箕斗提升 式中 Hs —— 礦井深度 , m; Hx —— 卸載水平與井口的高差 , m; Hz —— 裝載水平與井下運輸水平的高差 , m。 普通罐籠單層進出材料車或平板車的休止時間按 40s計算 。 有些情況下 , Qj介于 2個箕斗名義貨載質(zhì)量之間 , 這時可以同時選用 2個箕斗 , 并分 2個方案進行設(shè)計 , 直到提升機選擇出來后 ,再從中最后確定一個 。 立井升降物料時 , 最大速度 , m/s。 只用作上下人的平臺 , 最好做成活動式的 , 在下放長材料 ( 鋼軌 、管材 ) 時 , 應(yīng)能拆除方便 , 適應(yīng)下放長材料的需要 。 第三節(jié) 提升鋼絲繩的選擇計算 鋼絲繩損壞的原因: 鋼絲繩在工作時受多種應(yīng)力的作用,如靜應(yīng)力、動應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、接觸應(yīng)力、擠壓應(yīng)力及捻制應(yīng)力等,這些應(yīng)力的反復(fù)作用將導(dǎo)致鋼絲的疲勞破斷,這是鋼絲繩損壞的主要原因; 鋼絲繩的磨損及銹蝕也將導(dǎo)致鋼絲繩的損壞。 一、按最大靜載荷計算 由圖 81可知 , 鋼絲繩最大靜載荷 Qmax是在 A點 。 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) 。 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) 。 對于多繩摩擦提升設(shè)備鋼絲繩的安全系數(shù)見第八章 。 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 。 ? 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 。 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。 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 。 按己確定的傳動比同時可查出所需提升電動機的轉(zhuǎn)速 。 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 。 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 。 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。 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 。 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 。 , 則 Dt≥60d, Dt≥1200δ。 其中 Dt —— 天輪直徑 , mm; d —— 鋼絲繩直徑 , mm; δ—— 最粗鋼絲直徑 , mm。 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。 注意:過卷高度: 在正常情況下 , 提升機早在停車位臵之前業(yè)已經(jīng)減速 。 三、鋼絲繩的外偏角 α 1和內(nèi)偏角 α 2 在提升過程中 , 隨著卷筒的轉(zhuǎn)動 , 偏角是變化的 。 磨損嚴(yán)重時 , 還可能引起斷繩事故 。 在圖中 A點所示 。 即或在偏角不太大的情況下 , 例如符合 1186。它遠(yuǎn)小于 1186。所以避免 “ 咬繩 ” 的有效措施是適當(dāng)?shù)卦龃?ε 值。但是提升機及鋼絲繩都是根據(jù)礦井產(chǎn)量及井深確定的,一般來說很難因 “ 咬繩 ” 問題而任意減小。 當(dāng)鋼絲繩在卷筒上做多層纏繞時, “ 咬繩 ” 是不可避免的,尤其在過渡層的跨越點處鋼絲繩磨損嚴(yán)重。 由圖 83可看出 , 上下兩條弦長不完全相等 。 對于單層纏繞可按式 (719);對于多層纏繞 , 則 B=B1; S —— 兩天輪間距離 , m, 即兩容器中心距 , 此值取決于容器規(guī)格 、 容器在井筒中的布置方式及罐道型式等 。一般限制弦長在 60m以內(nèi) 。 這時 , 可在地面適當(dāng)?shù)牡胤郊釉O(shè)支撐導(dǎo)輪 , 以減少弦長跨度 。 可由所選的提升機規(guī)格表中查得; 2) 提升機房地面與室外地坪的高差 。 這樣 , 只要提升機房地下室高度決定后 , 就可算出提升機房與室外地坪的高差 。 ? ? 22m in m in 0s x j tL L H C R? ? ? ?一般來說 , 在井筒與提升機房之間很難再建筑其它建筑物 。 如果 Ls取得過小 , 以致無法安裝斜撐是不合理的 。 ? ? ? ?2 20x j s tL H C L R? ? ? ?? ?132xSaBdarc tgL???? ? ??? ?122xSa BBarc tg L?? ???22xSaa
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