【正文】 繩應按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)的方法進行計算。 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)生的彎曲應力不要過大 ， 以便保持鋼絲繩的一定承載能力和使用壽命 。 提升速度是按上式計算出的 v1查表 711選用標準速度 ， 同時傳動比即可確定 。 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 。； 2) 在某些情況下 ， 當鋼絲繩纏向卷筒時會發(fā)生 “ 咬繩 ” 現(xiàn)象 。 從圖 85也可看出，采用同樣的繩圈間隙 ε 時，直徑小的提升機允許的內(nèi)偏角大些；同一直徑的提升機，鋼絲繩直徑較小時，允許的內(nèi)偏角也大些。 為了防止在運轉(zhuǎn)中鋼絲繩跳出天輪輪緣 ， 鋼絲繩弦長不宜過長 。 應根據(jù)礦井地形條件決定 。 為此 ， 對于 JK型提升機 ，只需檢驗下出繩角 β， 令其不小于 15176。 在最后 ， 箕斗到達停車位臵 。 利用此式可以研究提升系統(tǒng)的力與加速度或減速度的關(guān)系 。 到了減速階段 ， 又必須用足夠大的制動力施閘 。 由于容器下面尾繩長度是變化的 ， 主繩將承受一個波動較大的變動負荷 。 提升系統(tǒng)中有三部分作旋轉(zhuǎn)運動 ， 即提升機的旋轉(zhuǎn)部件 、 天輪和電動機的轉(zhuǎn)子 。 天輪的變位質(zhì)量用 mt表示 ， 也可由天輪的規(guī)格表中查出 。如果某礦采用的加速度比其中最小值還小得多，又沒有什么其它原因，就應該設法提高。 有時大到不符合要求 。 下面以箕斗提升六階段速度圖為例 ， 列出速度圖參數(shù)的計算方法 。 39。39。4 0 1 2 3 4 4 42 2 2 2 2 2F k Q p H h h h h h g F p h g? ? ? ? ? ? ? ? ?????六、抱閘停車階段 抱閘停車開始 ， x＝ H – h5， a＝ a5， 故拖動力 F539。 但是電動機在長期運轉(zhuǎn)過積中是否過負荷的標志是它的 溫升 。39。 對于其它各階段 ， 可近似地簡化為 的形式 ， 因此得 (893) 式 (891)中之等效時間 Td可計算如下 (894) 式中 α —— 考慮低速運轉(zhuǎn)時電機散熱不良系數(shù) ， 一般取 α＝ 1/2； β —— 考慮停車間歇時間電機散熱不良系數(shù) ， 一般取 β＝ 1/3； θ —— 休止時間 ， s。 通過對其中一個階段作典型分析 ， 就可將計算式推廣到其它階段 。 驗算內(nèi)容按 溫升條件、過負荷條件及特殊力條件 分別進行。39。39。 對于單繩纏繞式無尾繩提升設備 ， 動力方程式為 根據(jù)上節(jié)計算的每階段行程 ， 將選定的加 、 減速度代入上式 ， 就可以計算出提升過程中各階段的拖動力 。 二、速度圖參數(shù)的計算 速度圖是驗算設備提升能力 、 選擇提升機的控制設備及動力學計算的基礎 。 此時為了減少閘瓦磨損 ， 在主井提煤工作時 ， 制動力應限制在 ， N以下 。在計算時可取平均值。 ? ?24dGDJ g?? ?221 2dG D imgD?每根鋼絲繩的質(zhì)量是全繩長 Lp乘上每米繩質(zhì)量 p， 所以兩根鋼絲繩總質(zhì)量為 (849) 式中 Hc —— 鋼絲繩由天輪到井底裝載位置的懸垂長度 ， m； Lx —— 鋼絲繩由天輪到提升機卷筒的弦長 ， m； 3πD —— 為了減少鋼絲繩固定點的張力 ， 在卷筒上纏三圈摩擦圈繩長 ， m； 30 —— 試驗用繩長度 ， m； n39。系統(tǒng)變位質(zhì)量的總和稱為提升系統(tǒng)的 總變位質(zhì)量 。 掛尾繩的影響： 要掛尾繩就要增加費用 ， 還要為尾繩環(huán)延深井筒 。 當井很深繩很重時 ， 斜線的傾角就比較大 。 第八節(jié) 提升系統(tǒng)的動力方程式 根據(jù)達倫培爾原理 ， 提升機在主軸上的拖動力矩 M與提升系統(tǒng)的靜阻力矩及慣性力矩 Md處于平衡狀態(tài) 。 當重箕斗提升接近井口時 ， 以減速度 a3進行減速 。 考慮的 。 提升機房地下室內(nèi)標高一般低于室外地坪標高 ~。 1． 按外偏角 α1max計算 (828) 2． 按內(nèi)偏角 α2max計算 (829) ? ?1 m in1 m a x32xSaBdLtg???? ? ??B —— 已選提升機標準寬度 ， m； B1 —— 鋼絲繩的實際纏繞寬度 。1939。 鋼絲繩偏角過大時會產(chǎn)生下列情況： 1) 加劇鋼絲繩與天輪輪緣的磨損 ， 降低了鋼絲繩的使用年限 。 ， 則 Dt≥40d， Dt≥900δ。 由上式計算出的 vm， 將做為運動學及動力學計算的原始參數(shù) 。 選擇卷筒寬度時 ， 應注意以下幾個問題： 1) 當計算寬度比標準寬度稍大時 ， 可適當減少繩間間隙 ε 值或設法將長出的那幾米鋼絲繩先儲存在卷筒內(nèi)； 2) 當計算寬度小于標準寬度時 ， 可適當加大 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 ， 應考慮過卷高度 。 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 。 據(jù)此即可求出提升速度 。 普通罐籠進出礦車休止時間按表 82選取 。對于 設計產(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。第八章 立井提升設備的選型計算 河北工程大學機電學院 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 提升設備的選型設計是否經(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。 ? 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。 普通罐籠單層進出材料車或平板車的休止時間按 40s計算 。 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力的作用，如靜應力、動應力、彎曲應力、扭轉(zhuǎn)應力、接觸應力、擠壓應力及捻制應力等，這些應力的反復作用將導致鋼絲的疲勞破斷，這是鋼絲繩損壞的主要原因； 鋼絲繩的磨損及銹蝕也將導致鋼絲繩的損壞。 對于多繩摩擦提升設備鋼絲繩的安全系數(shù)見第八章 。 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 。 60 vinD??60emDnvi??第六節(jié) 提升機與井筒的相對位置的確定 當井筒位置已經(jīng)確定后，應該研究并確定提升機的安裝地點。 其中 Dt —— 天輪直徑 ， mm； d —— 鋼絲繩直徑 ， mm； δ—— 最粗鋼絲直徑 ， mm。 磨損嚴重時 ， 還可能引起斷繩事故 。所以避免 “ 咬繩 ” 的有效措施是適當?shù)卦龃?ε 值。 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 。 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 。 卷筒實際的出繩角度增大時 ， 無疑對提升機主軸的工作是有利的 。 設計時應保證容器減速至卸載曲軌進口時 ， 速度不大于 ， 這階段稱為 主減速階段 。 即 (837) 在等直徑提升系統(tǒng)中可以用力的關(guān)系表示 。 甚至在提升終了前就出現(xiàn)負靜阻力 ， 形成圖 89b的形式 。 生產(chǎn)中維修工作量增加了 ， 掛繩和換繩的工作量也增加了 。 一個部件的質(zhì)量變位原則是： 必須保持該部件變位前后的動能相等 。πD — 多層纏繞時為了在上 、 下層過渡處每季度錯動四分之一圈所用繩長； 尾繩質(zhì)量為 (850) 式中 Hh —— 尾繩環(huán)高度 (一般取 15m)； Lq —— 尾繩長 ， m。一般情況下初步估算，可以認為電動機的平均出力不大于最大拖動力的 。 即 (861) 用上式可求得機械制動時的減速度 a3z (862) 一般應取用小于此計算值的值 。 各類速度圖參數(shù)的計算方法大致相同 。 一 、 初加速階段 初加速開始 ， x＝ 0， 故拖動力 F0‘為 (879) 初加速終了， x＝ h0，故拖動力 F0‘’為 (880) ? ?2F k Q p H x g m a? ? ? ?????? ?39。 39。4 0 1 2 3 3 32 2 2 2F k Q p H h h h h g F m a? ? ? ? ? ? ? ?????? ?39。 一 、 按電動機溫升條件驗算 ? 已知在一次提升循環(huán)中 ， 提升機卷筒上的圓周力和圓周速度是變化的 。 20TF dt?20 ,TddF dtFNT??20TF dt?現(xiàn)以等速階段為例 ， 如圖 812所示 ， 設在該階段運轉(zhuǎn)時任意點的力為 F，則 F與 t的關(guān)系式為 (892) ? ?39。 電動機的等效功率 Nd等于等效力乘最大提升速度 ， 因而 (895) 式中 vm —— 提升容器的最大速度 ， m/s； η —— 提升機減速器的效率 ， 當一級傳動時 η＝ ；二級傳動時 η＝ 。 39。 無法直接按某一時間的負載和轉(zhuǎn)速計算電動機功率 。 39。為 (885) 減速終了， x＝ h0 + h1 + h2 + h3， a＝ a3，故拖動力 F339。39。 在計算速度圖參數(shù)之前 ， 必須已知提升高度 H、 最大提升速度 vm及速度圖各主要參數(shù) a0、 a a v h4及 v0等 。 ? ?? ?3 3 4 32 0 . 3 ,zF k Q p H h h g m a Q g N? ? ? ? ? ? ?????? ?? ?34 232 0 . 3 ,zk Q p H h h Q ga m sm? ? ? ??????2) 若提升容器掛有尾繩 ， 同時總變位質(zhì)量相對于有益載荷的比值較小 ， 這時自由滑行的減速度