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运输设备选型计算讲义 主讲人 鲍乾坤山东能源枣矿集团机电运输处2016年5月 运输设备选型计算讲义内容 1 调度绞车选型计算2 无极绳绞车选型计算3 电机车制动距离计算4 带式输送机选型计算 1 调度绞车选型计算 斜坡物件受力分析F f Gsina f GcosaF Gsina Gcosa F f G a 选型计算参照公式小绞车最大拉力计算Fmax n G G0 sina 1 cosa P L sina 2 cosa g式中Fmax 实际提升所需最大牵引力 N n 提升矿车 平板车 数量 G 矿车 平板车 中载货重量 kg G0 矿车 平板车 重量 kg a 巷道坡度 1 矿车 平板车 运行阻力系数 一般取0 01 0 015 P 钢丝绳单位长度重量 kg m L 钢丝绳长度 m 2 钢丝绳运行阻力系数 与支撑情况有关 钢丝绳全部支撑在地辊上 取0 15 0 2 钢丝绳局部支撑在地辊上 取0 25 0 4 钢丝绳全部在底板或枕木上 取0 4 0 6 g 重力加速度 取9 8m s2 钢丝绳安全系数校验钢丝绳安全系数校验ma QP Fmax ma式中Fmax 实际提升所需最大牵引力 kN QP 钢丝绳最小破断拉力 kN ma 钢丝绳安全系数 ma 煤矿安全规程规定系数 6 5 电机功率校核电机功率校核N kFmaxv N式中Fmax 实际提升所需最大牵引力 kN N 电机运行额定功率 kW N 电机运行所需功率 kW 机械传动效率 取0 85 v 绞车运行速度 m s k 备用系数 取1 1 1 2 连接装置验算 煤矿安全规程 规定 斜巷中使用的矿车连接插销安全系数不小于6 各种环链按材料屈服强度计算的安全系数不小于2 5及其以模拟使用状态下拉断力计算的安全系数不小于13 注 1 专为升降物料用的提升容器的连接装置安全系数不小于10 这里提升容器指的是罐笼 箕斗 带乘人间的箕斗 吊桶等 2 各种保险链及矿车的连接环 链和插销等初次使用和使用后每2年必须逐个以2倍于其最大静载荷重的拉力进行试验 这里的2倍最大静载荷重是用于试验用 不应用于验算连接装置安全系数 连接插销 连接环安全系数校验Aa QL FLmax AaFLmax Mg sina 1 cosa 式中FLmax 连接插销 连接环 牵引最大载荷 kN M 连接件牵引总质量 kg QL 连接件最小破断拉力 kN Aa 连接件安全系数 Aa 煤矿安全规程规定系数 跑车防护装置安装距离计算 L E 0 5Mv2 Mg sina 1cosa 式中 L 斜巷缓冲长度 m E 挡车栏吸收最大动能 J M 最大提升质量 kg v 提升速度 m s 1 串车运行阻力 一般取0 01 0 015 调度绞车选型验算示例 1 巷道概况及工作条件提升坡度 10 提升距离 360m1t矿车自重 600kg矿车载重 1800kg挂车数 2量 钢丝绳局部支撑在地辊上 2 选用绞车及钢丝绳性能参数 绞车型号 JD 25额定牵引力 16kN绞车容绳量 400m绞车运行速度 1 2m s钢丝绳行型号 15 5NAT6 19 FC1665GB 1102钢丝绳每米质量 0 846kg m钢丝绳最小破断拉力 152kN 3 选型计算 1 最大拉力验算Fmax n G G0 sina 1 cosa P L sina 2 cosa g 2 1800 600 sin10 0 015 cos10 0 846 360 sin10 0 35 cos10 9 8 10 406kN F 16kN故绞车的牵引力符合提升要求 2 钢丝绳安全系数校验ma QP Fmax 152 10 406 14 6 ma 6 5 煤矿安全规程规定 故钢丝绳抗拉强度符合要求 3 电机功率校核N kFmaxv 1 2 10 406 1 2 0 85 17 63kW N 25kW式中v 绞车运行速度 1 2m s k 备用系数 取1 2 故电机功率符合要求 经验算JD 25型绞车能够满足10 轨道上山提升2量1t载重矿车的需要 4 连接件验算此斜巷串车提升所使用的连接插销型号 38 290 连接插销质量m 4 5kg 剪切破断力为555 7kN 连接环型号 32 140 60 3 连接环质量m 10kg 破断力为590kN 材质为Q235镇静钢 FLmax Mg sina 1 cosa 2 600 1800 4 4 5 1 10 9 8 0 174 0 015 0 985 8931 64N 连接插销安全系数校验A a1 QL1 FLmax 555 7 8 93 62 6连接环抗拉强度安全系数校验A a2 QL2 FLmax 590 8 93 66 13 经上述计算 此斜巷串车提升所使用连接件的安全系数符合要求 2 无极绳绞车选型计算 选型计算参照公式1 运输牵引力计算F k G1 G0 sin max 1cos max 2 2PL g 式中F 实际提升所需要的牵引力 N G1 最大牵引重量 含承重车 kg G0 梭车自重 kg max 运行路线最大坡度 1 梭车滚轮摩擦阻力系数 一般取0 01 0 03 2 钢丝绳摩擦阻力系数 一般取0 2 0 4 P 钢丝绳单位长度重量 kg m L 运输距离 m g 重力加速度 取9 8m s2 k 阻力系数 k 1 1n n为拐弯次数 一般取0 1 2 钢丝绳安全系数校验 钢丝绳安全系数校验ma QP S4 ma式中QP 钢丝绳最小破断拉力 kN ma 钢丝绳安全系数 ma 煤矿安全规程规定系数 ma 5 0 001L 且不得小于3 5 电机功率校核N kFv N式中F 实际提升所需要的牵引力 kN N 电机运行额定功率 kW N 电机运行所需功率 kW 机械传动效率 取0 8 0 85 v 牵引速度 m s k 备用系数 取1 1 连接装置验算 煤矿安全规程 规定 斜巷中使用的矿车连接插销安全系数不小于6 各种环链按材料屈服强度计算的安全系数不小于2 5及其以模拟使用状态下拉断力计算的安全系数不小于13 注 1 专为升降物料用的提升容器的连接装置安全系数不小于10 这里提升容器指的是罐笼 箕斗 带乘人间的箕斗 吊桶等 2 各种保险链及矿车的连接环 链和插销等初次使用和使用后每2年必须逐个以2倍于其最大静载荷重的拉力进行试验 这里的2倍最大静载荷重是用于试验用 不应用于验算连接装置安全系数 连接插销 连接环安全系数校验Aa QL FLmax AaFLmax Mg sina 1 cosa 式中FLmax 连接插销 连接环 牵引最大载荷 kN M 连接件牵引总质量 kg QL 连接件最小破断拉力 kN Aa 连接件安全系数 Aa 煤矿安全规程规定系数 无极绳绞车选型验算示例 1 巷道概况及工作条件运输长度 1000m最大坡度 14 无转弯最大单件运输重量 含平板车 18t轨距 600mm轨型 24kg m 2 拟选用无极绳绞车及钢丝绳主要技术参数 型号 SQ 80 75B牵引力 53kN 80kN牵引速度 0 67 1 12m s功率 75kW滚筒直径 1200mm变速方式 机械变速钢丝绳型号 22NAT6 19S FC1670GB 8918钢丝绳最小破断拉力267kN钢丝绳质量 1 74kg m 3 选型验算 1 钢丝绳的选用依据MT 988 2006 无极绳连续牵引车 行业标准第5 4 7规定 绞车滚筒上的绳衬直径应满足以下要求 a 抛物线滚筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的50倍 b 绳槽式主滚筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的40倍 副滚筒直径至少应为牵引钢丝绳直径的28倍 钢丝绳直径22mm 50 1100mm 滚筒直径1200mm 则选用的钢丝绳的直径符合要求 2 运输牵引力计算a 低速运输大件时F k G1 G0 sin max 1cos max 2 2PL g 1 18000 2000 sin14 0 015cos14 2 0 25 1 74 1000 9 8 58 78kN 80kNb 高速串车提升时F k G1 G0 sin max 1cos max 2 2PL g 1 12000 2000 sin14 0 015cos14 2 0 25 1 74 1000 9 8 44 6kN 53kN 3 钢丝绳安全系数校验 4 电机功率校核N kFv 1 1 62 2 0 67 0 8 57 3kW 75kWN kF v 1 1 47 2 1 12 0 8 72 7kW 75kW所选绞车功率能满足使用要求 根据以上计算 该绞车牵引力高速 低速均能满足使用要求 牵引重车时为获取足够的牵引力应使用低速挡 回程或牵引较轻载荷时为提高效率可使用高速挡 5 连接件验算此斜巷串车提升所使用的连接插销型号 38 290 连接插销质量m 4 5kg 剪切破断力为555 7kN 连接环型号 32 140 60 3 连接环质量m 10kg 破断力为590kN 材质为Q235镇静钢 1 运输大件时F1Lmax Mg sina 1 cosa 18000 9 8 0 242 0 015 0 97 45255 42N 2 串车提升时F2Lmax Mg sina 1 cosa 5 600 1800 10 4 5 4 10 9 8 0 242 0 015 0 97 30384N 3 电机车制动距离验算 1 列车运行基本方程式列车在牵引状态下 作用于列车的作用力瞬时平衡关系 即F Wj Wa 0式中F 列车牵引力 N Wa 列车的惯性阻力 N Wj 列车的静阻力 N 1 惯性阻力Wa 1000 P Q 1 r a g式中P 电机车重力 kN Q 车组重力 kN g 重力加速度 取10m s2 r 惯性系数 对矿用电机车一般取平均值0 075 也可近似取0 10 a 列车加速度 对井下电机车一般取0 03 0 05m s2 将r和g带入上式得Wa 110a P Q 2 静阻力列车运行的静阻力包括基本阻力和坡道阻力 因列车的运行速度较低 故弯道阻力 道岔阻力 空气阻力等等 均不计入 1 基本阻力W0 P Q 式中W0 列车运行的基本阻力 N 列车运行的基本阻力系数 N kN 其值见表1 2 坡道阻力Wj 1000 P Q sin 式中Wi 坡道阻力 N 坡度倾角 因电机车运输的 很小 故将sin tan tan 1000式中 表示上坡 表示下坡 轨道坡度 单位N kN或m km 在计算中常用平均速度值3 即当P与Q的单位为kN时 i 3 4 带式输送机的选型计算 一 输送带的运输能力与带宽 速度的计算与选择 二 运行阻力与输送带张力的计算 带式输送机选型验算示例1 一 原始资料