【導讀】本設計主要對礦井生產(chǎn)所用的提升及運輸設備的選型進行的一次合理選擇。礦井提升需要用一些專用的提升設備，主要有提升容器，提升鋼絲繩，提升機，井架，裝卸載設備以及一些輔助設備。礦井提升設備是礦山較復雜而龐大的機電設備，它不僅承擔物料的提升與下放任務，同時還上下人員。和輔助運輸，輔助運輸包括矸石、材料、設備和人員運輸。本書分四篇就以上幾種設備的選型計算方法進行系統(tǒng)論述。

　　

【正文】 rH =15600mm. 第二節(jié) 選擇提升鋼絲繩 提升鋼絲繩是提升系統(tǒng)的重要組成部分，它直接關系到礦井的正常生產(chǎn)和人員的安全，還是提升系統(tǒng)中經(jīng)常更換的易耗品．在礦井提升中，根據(jù)用途，選用合適的鋼絲繩，揚長避短，充發(fā)揮它們的效能。 選擇鋼絲繩的類型，首先應按以下原則確定： （ 1）使用中不松股； （ 2）符合使用場合及條件； 新疆工程學院機械工程系 第六章 主井提升設備選型計算 第 28 頁 （ 3）符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。 同時還應考慮以下因素： （ 1）在井筒淋水大，水的酸堿度高，以及在出風井中，由于腐蝕嚴重，應選用鍍鋅鋼絲繩； （ 2）在磨損嚴重條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升等，應選用外層鋼絲盡可能粗的鋼絲繩； （ 3）彎曲疲勞為主要損壞原因時，應選用接觸式或三角股繩； （ 4）實踐證明，提升鋼絲繩用同向捻繩較好，多繩摩擦提升用左右捻各半：單繩纏繞式提升鋼絲繩的選用原則是：為防止纏繞時松捻，鋼絲繩的捻向應與繩在卷筒上纏繞時的螺旋線方向一致，目前單繩纏繞多為右旋，所以多 選右同向捻繩； （ 5）罐道繩最好用半密封繩或三角股繩，表面光滑，耐磨損； （ 6）用于溫度高或有明火的地方．如矸石山等，最好用金屬繩芯鋼絲繩。 一、單繩端荷重 4 zd Q ?? 式中： Q —— 一次提升量， Q =16000 kg； ZQ —— 容器質(zhì)量， ZQ =15000 kg； 二、鋼絲繩懸垂長度 c j s zH H H H? ? ? 式中： jH —— 井架高度，近似取值 jH =34ｍ ； sH —— 礦井深度， sH =350m zH —— 裝載高度， zH =18m 則： 34 350 18 402cHm? ? ? ? 新疆工程學院機械工程系 第六章 主井提升設備選型計算 第 29 頁 三、鋼絲繩單位長度質(zhì)量 39。 dkB cQPHm?? ? 式中： 39。kP —— 鋼絲繩單位長度質(zhì)量（ /kgm ）； B? —— 鋼絲繩的公稱抗拉強度，取 B? =160 2/kg mm ； ｍ —— 鋼絲繩的靜力安全系數(shù)，查表取 ｍ =； 則： 39。 7750 2 / 160 00 k g m??? ? 按《礦山固定機械》手冊表１－ 5－ 5 推薦，選用 619 普通圓股鋼絲繩，其技術特征為： 鋼絲繩直徑： d=40 mm； 繩中最粗鋼絲直徑： D= mm； 鋼絲繩全部鋼絲斷裂力總和： 1025000DQN? 。 每米重 :p=。 四 鋼絲繩安全系數(shù)校核 1025000 1 0 . 27 7 5 0 1 0 5 7 . 1 7 4 0 2DdcQm Q p H? ? ?? ? ? ?＞ 所選鋼絲繩滿足安全要求，合格可用。 五、鋼絲繩的使用與維護 使用中的鋼絲繩潤滑是非常重要的，它關系到鋼絲繩的使用壽命及安全運行。潤滑的作用歸納有三： 1）保護鋼絲不銹蝕； 2）起潤滑作用，減少鋼絲繩的磨損； 3）防止?jié)駳?、水分浸入繩內(nèi)，并補充繩芯油量。 在使用中要正確地選用潤滑油。對潤滑油提出以下要求： 1）粘稠性好，能使油脂緊密粘 附在繩上，振動、淋水也甩沖不掉； 新疆工程學院機械工程系 第六章 主井提升設備選型計算 第 30 頁 2）要有較好的粘溫特性，低溫時不硬化（龜裂），高溫時不流失； 3）防銹和潤滑性能要好，不含酸堿性，應有一定的透明度，以便發(fā)現(xiàn)磨損及斷絲。 六、鋼絲繩的檢查和試驗 提升鋼絲繩每天必須以 。有關斷絲和鋼絲繩斷面縮小的極限要求和換繩要求見《煤礦安全規(guī)程》有關規(guī)定。 鋼絲繩如遭受卡罐或突然停車等猛烈拉伸時必須立即停車檢查，遭受沖擊拉伸的一段如果長度增長 %以上或有明顯損傷，應更換新繩。 多繩纏繞時由下層轉(zhuǎn)到上層的一段繩，由于磨損嚴重，必 須加強檢查并且每季度移繩四分之一圈。 鋼絲繩的檢查方法目前大量采用眼睛觀察和用手捋繩檢查，這不僅勞動條件差而且不能檢查繩內(nèi)部斷絲情況，為此國內(nèi)外已研制出了多種鋼絲繩探傷儀器。例如“ GXT1 型鋼絲繩在線無損探傷儀”，采用漏磁交聯(lián)放大原理檢查鋼絲繩內(nèi)外斷絲、磨損、銹蝕；對鋼絲繩接頭焊點及斷面等有一定的定性、定量精度。 新繩在使用前均應進行試驗。試驗合格的備用鋼絲繩必須妥善保管。 使用中的鋼絲繩必須定期試驗，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定除摩擦式提升機用鋼絲繩和平衡尾繩以及 30 度以下斜井專為升降物料用的鋼絲繩外，提升鋼絲 繩在使用過程中要定期作剁繩頭試驗。 升降人員或升降人員和物料的鋼絲繩自懸掛之日起每隔 6 個月試驗 1 次，升降物料用的鋼絲繩，自懸掛時起經(jīng)過 1 年以后進行第一次試驗，以后每隔 6 個月試驗 1次。鋼絲繩的試驗應嚴格遵守《煤礦安全規(guī)程》。 第三節(jié) 選擇提升機和天輪 一、提升機卷筒直徑 D 〈〈規(guī)程〉〉規(guī)定：井上提升滾筒圍包角大于 90 度的天輪，最小直徑與鋼絲繩直徑之比不得小于 80；立井天輪與鋼絲繩二者直徑比不得小于 1200。 則： 80 80 40 3200D d mm? ? ? ? 1200 1200 3120D m m?? ? ? ? 新疆工程學院機械工程系 第六章 主井提升設備選型計算 第 31 頁 據(jù)此選用 2 ? 提升機，其技術特征為： 卷筒直徑 D=； 卷筒寬度 B=； 許用最大靜張力 170jmF KN? ； 最大靜張力差 115jcF KN? ； 變位重量 297jG KN? ； 減速器最大輸出動扭矩 300nmM KN m??； 兩卷筒間隙 140a mm? ； 兩卷筒中心距 1870S mm? 。 二、實際需要卷筒的容繩寬度 ? ? ? ?39。 3 0 3 8 8 3 03 3 3 4 0 3 1 6 3 53 . 1 4 3 . 5HB d m mD? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? 由于 39。B ＞ B，因而要考慮多層纏繞 三、計算實際纏繞層數(shù) ? ? ? ?1 30 1 388 303 4 3 4 40 3170 0 4 cHndBD ??? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?? 所以纏繞兩層，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》箕斗提升許可纏繞兩層，因而卷筒寬度可滿足該礦井使用要求。 四、鋼絲繩實際最大靜張力的校驗 ? ? ? ?1 6 0 0 0 1 5 0 0 0 1 0 5 7 . 1 7 3 8 844jm Q Q z gF p H? ? ?? ? ? ? ? ? ＜ 170000N 五、鋼絲繩實際最大靜張力差的校驗 160000 5 7 . 1 7 3 8 844jc QF p H? ? ? ? ? 新疆工程學院機械工程系 第六章 主井提升設備選型計算 第 32 頁 ? ＜ 115000N 由以上鋼絲繩實際最大靜張力和最大靜張力差的校驗可知所選提升機強度滿足要求。 六、天輪的選擇 80 80 40 320 0tD d mm? ? ? ? 120 0 120 0 312 0tD m m?? ? ? ? 據(jù)此可選用井上 型固定天輪。其技術特征為： 天輪直徑 tD =； 變位重量 11330tGN? 。 第四節(jié) 提升機與井筒相對位置的計算 一、確定井架高度 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第 373 條規(guī)定，考慮實際提升速度低于 8m/ｓ 取過卷高度8gHm? 。 20 8 tj x r gDH H H Hm? ? ? ? ? ? ? ? ?? 確定 39jHm? 二、計算卷筒中心至井筒中鋼絲 繩間的水平距離 0 .6 3 .5 0 .6 3 9 3 .5 3 .53 0 .4sjL H Dm? ? ? ? ? ? ?? 確定 31sLm? 三、計算鋼絲繩弦長 提升機卷筒中心與機房地平高差 ，機房地平與井筒高差 ，所以取0 ? 新疆工程學院機械工程系 第六章 主井提升設備選型計算 第 33 頁 則 ? ? ? ?222 20 3 . 53 9 1 . 2 3 122x j s DL H C L? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? = 因為 xL ＜ 60m 故不會引起繩弦強烈跳動，鋼絲繩弦長合理。 四、鋼絲繩最大外偏角 ? ? ? ?1187 0 1403 170 0 3 40 322a r c a r c 100 0xsaBdt g t gL ????? ? ? ? ? ? ??? ? =? ＜ 39。130 五、鋼絲繩最大內(nèi)偏角 2 3187 0 14022a r c a r c 47. 8 10xSatg tgL????? ? 39。104?? ＜ 39。130 六、鋼絲繩下出繩角 0a r c a r c s i n 22j tt xsHC DDtgD LL?? ???? 39 r c a r c si n 2 2tg ???? ?? ?? ＞ 15 所以鋼絲繩下出繩角合格。 第五節(jié) 預選提升電動機 一、確定電機額定轉(zhuǎn)數(shù) 60 6 0 1 1 . 5 8 8 5 5 2 / m in3 . 1 4 3 . 5me iVnrD? ??? ? ?? 新疆工程學院機械工程系 第六章 主井提升設備選型計算 第 34 頁 考慮到箕斗容積選用較大，故預定同步轉(zhuǎn)數(shù) 500 / mintnr? 有 tn 可估定額定轉(zhuǎn)速 492 / minenr? ； 二、預選電動機功率 實際提升速度 3 . 1 4 3 . 5 4 9 2 7 . 8 4 /6 0 6 0 1 1 . 5m DnV m si? ??? ? ?? 則電動機功率； 1000me jkQVP ??? 式中： k —— 礦井阻力系數(shù)，箕斗提升時 k =； j? —— 減速器傳動效率， j? =； ?—— 動力系數(shù)，取 ? =； 則： 1 . 1 5 1 6 0 0 0 1 0 7 . 8 41 . 2 2 0 0 01 0 0 0 0 . 8 5eP K W? ? ?? ? ?? 根據(jù)以上計算，選擇 2 0 0 0 1 2 / 1 7 3 0YR ?? 繞線型異步電動機其技術特征如下： 額定功率 2021eP KW? ； 額定轉(zhuǎn)速 495 / minenr? ； 電動機效率 ? ? ； 過載 能力 。?? 飛輪慣量 2252560GD N m?? 三、電動機額定拖動力 1000 1 0 0 0 2 0 0 0 0 . 8 5 2 1 6 8 3 6 . 7 37 . 8 4ejemPFNV ? ??? ? ? 第六節(jié) 提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量 提升系統(tǒng)有多個運動部件組成，為便于計算系統(tǒng)總的慣性力，必須將各部件的質(zhì)量變位到共同的基點上，例如卷筒表面纏繞圓周上，該處的線速度為提升容器的線速度。 質(zhì)量的變位原則是保持變位前后的動能相等。系統(tǒng)變位質(zhì)量的總和稱為提升系統(tǒng)新疆工程學院機械工程系 第六章 主井提升設備選型計算 第 35 頁 的總變位質(zhì)量，用 m? 表示。 一、電動機轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量 222 5 2 5 6 0 1 1 . 5 578429 . 8 3 . 5d G D im k ggD? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 二、提升機變位質(zhì)量 297000 302809 .8jj Gm kgg? ? ? 三、天輪變位質(zhì)量 2 2 1 1 3 3 0 23109 . 8tt Gm k gg ?? ? ? 四、鋼絲繩變位質(zhì)量 ? ?2 3 0 3 4s c xpm H L D Dg ??? ? ? ?