某大学矿山固定机械与运输设备课程设计(doc21页)

1、矿程山固定机械与运输设备课设计学院：职业技术学院专业：矿山机电班级：2008级学号：082002000098学生姓名：彭波指导教师：张传艳2010 年 12月 21日教师评语：目 录封面 - - - -1教师评 语 - - -2前言 - - - - -6设计题 目 - - - -7设 计 内 容 - - -7第一部 分： 箕斗 的选 定- - -71 ）提升高度的计算 - - 72 ）经济提升速度的计算 - - 73 ）一次提升循环估算时间Tx 的计算- -74 ）4、小时提升次数的计算- -85 ）小时提升量 As 的计算 - -86）一次合理提升量 - -8第二部 分：提升钢丝绳的选择 -

2、 -81）钢丝绳最大悬重长度 Hc- -82）绳端荷重- - - -93） 估算钢丝绳每米重力 P- -94）钢丝绳安全系数校验： -9第三部 分： 提升机和天轮的选择 -91） 提升机卷筒直径 D- -92 ） 实际需要卷筒的容绳宽度 B- -:10第四部 分 ： 提升机与井筒相对位置的计算- -101）确定井架高度 Hj -102）计算卷筒中心至井筒中钢丝绳间的水平距离Ls-103）计算钢丝绳弦长 Lx -104）钢丝绳最大外偏角 1-115）钢丝绳最大内偏角 2-116）钢丝绳下出绳角 -11-第五部 分预选提升电动机 -111）预选电动机功率 - -112）提升机实际运行速度 - -1

3、2第六部 分：提升系统总变位质 m-121）电动机转子变位质 -122）提升机（包括减速器）变位质量- 123）天轮变位质量 - - 124）提升钢丝绳的全长L p - -125）容器变位质量 - - 126）荷载变位质量 - - 12第七部分：运动学参数计算 - - 121）、加速度的确定： - - - - - - - - 122、）按减速器输出轴允许的最大力矩力计算- -133）按充分利用电动机的过负荷能力计算：- - -134）减速度 a3 的确定 - - -135）提升能力校核 - - -15第八部分：动力学参数计算- - - - - - - -15第九部分：电动机等效功率计算- -

4、- - - - -171) 等效时间 Td 之计算 - - 172) 等效力 Fd- - - -173) 电动机等效功率 Pd- - -174) 电动机过负荷系数的校验- -175) 特殊里作用下电动机过负荷系数-17第十部分：提升电耗及效率- -181）提升一次的有效电耗 -182）提升一次的实际电耗 - - 183）提升每吨煤的实际电耗：- -184)提升效率- - - -18第十一部分：参考文献 - -19第十二：结束 语 - -20第十三：提升机布置图及提升机与滚筒的相对位置图 -21前 言课程设计是培训学生运用本专业所学的理论知识和专业知识来分析解决实际问题的重要教学环节， 是对三年

5、所学知识的复习和巩固。同样，也促使了同学们的相互探讨，相互学习。因此，我们必须认真、谨慎、踏实、一步一步的完成设计。给我三年的学习生涯画上一个圆满的句号。课程设计是一个重要的教学环节，通过课程设计使我们了解到一些实际与理论之间的差异。通过课程设计不仅可以巩固专业知识，为以后的工作打下了坚实的基础，而其还可以培养和熟练使用资料，运用工具书的能力， 把我们所学的课本知识与实践结合起来，起到温故而知新的作用。在课程设计过程中。 我们要交系统的了解矿运及提升的设计中的每一个环节，包括从总体设计原则，本次设计综合三年所学的专业课程，以设计任务书的指导思想为中心， 参照有关资料， 有计划有头绪、 有逻辑地

6、把这次设计搞好！该设计力求内容精炼，重点突出，在整个设计过程中，辅导老师给予我们许多指导与帮助，在此，我们表示深深的感激。由于时间仓促， 再加上所学知识有限，设计中， 难免出现错误或不当之处、恳请各位老师给予一定的批评建议，我们非常感激，并诚恳地接受，以便将来在不断的商讨和探索中，有更好的进步！以便在今后的人生道路上，不断完善，不断成熟!设计题目：矿山提升选型设计一、设计依据已知数据1、提升年产量 An=60 万 T。2、提升工作制度为年工作日300 天，每日工作 14h。3、单水平提升，井筒深度350m。4、箕斗御载高度 Hx=20m。5、箕斗装载深度 Hz=20m。6、松散煤的密度为1.1

7、5t/m37、矿井电压等级 6kv。8、提升方式：采用主井双箕斗提升方式。9、井型和同时开采水平：竖井，一个水平同时采出。二、设计内容1 二、计算选择（一）箕斗的选定1、提升高度H=Hs+Hz+Hx=350+20+20=390m2、经济提升速度Vm=0. 4H=0.4390 =7.9m/s3、一次提升循环估算时间Tx x=V m + H +U+a V m初估加速度 0.8m/s容器爬行阶段附加时间10s每次提升终了后的休止时间10sx V m + H+20= 7.9+ 390 +20=82.6saV m0.87.94、小时提升次数Ns= 3600= 3600=43.6 次T x82.65、小时

8、提升量As取提升不均衡系数C=1.15As= cAn = 600000 1.15 =164t/hbr t300 146、一次合理提升量Q= AsT x = 82.6 164 =3.76t36003600考虑为以后矿井生产能力加大留有余地，由双绳箕斗规格表中选择名义装载重量为 4000kg 的箕斗，查表 1-3-5 其主要技术规格如下：自重： Qz=4060kg全高： Hr=8063mm有效容积： 5.5m3容器间中间距 S=1680mm（二）提升钢丝绳的选择1、钢丝绳最大悬重长度Hc预估井杂高度 Hj=Hx +Hc+Hp+Hg+0.75Rt=20+8.1+0.5+4+0.751.5=33.35

9、取 Hj =35mHc=Hj+H+Hz=35+390+20=445m2、绳端荷重：Qd=Q+Qc=4000+4060=8060kg3、估算钢丝绳每米重力P钢绳的安全长度Lo=1.1 B/ma式中： 为钢绳的公称抗拉强度，一般选用2BB =15500N/mm只提重物时的安全系数Ma=6.5P=Qd= 1.18060=3.7kg/mB155001.1kM aH C6.5445结合推荐表1-4-12 从钢丝标准（ YB829-79 ）中可选用： 6（ 37）-31-155- - 右同三角股钢丝绳： P =3.966kg/m P ；max =1.85mm；kkQq=63350kg4、钢丝绳的静力安全系

10、数校验：M=Qq=63350= 6.456.53.966QdPk H c8060445所选钢丝绳满足安全要求，合格可用。（三）提升机和天轮的选择1、提升机卷筒直径DDg80d=8031=2480mmDg1200=1200.85=2220mm最大静张力：Fj=Qd+PkHc=8060+3.966445=9824.87kg最大精力差：Fc=Q+PkH=4000+3.966445=5764.87据此查表 1-1-5 决定选用 2JK3/11.5 型矿井提升机，其技术特征为：卷筒直径Dg=3mDg ；卷筒宽度B=1.5m；需用最大静张力Fj=13000kgFj；最大静张力差Fce=8000kgFc；i

11、=11.5；V max=8m/s； 两 滚 筒 中 心 距 离s=2050mm ； 两 滚 筒 间 隙a=134mm ；M mac=18000kg.m。2、钢丝绳在滚筒上的缠绕宽度BB= H t Lm3 d e = 445 303 31 3 =1816mmDg33.14由于 BB，因而选双层缠绕。四、提升机与井筒相对位置的计算1、天轮直径：取Dt=Dg=3000mm井架高度：Hj=Hx+Hc+Hp+Hg+0.75Rt=20+8.1+0.5+4+0.751.5=33.35m取井架高度： Hj=35m2、计算卷筒中心至井筒中钢丝绳间的水平距离Lxbmin =0.6Hj +3.5+Dg=0.635+

12、3.5+3=27.5m取 b=35m3、计算钢丝绳弦长LxLx =(bD t)2(H jC )2= (3532(35 1)2=47.72 t)2t4、钢丝绳最大外偏角1Bsa3 ( d)1 =arctg（2Lx)20501343(313)15002=) =3144130477005、钢丝绳最大内偏角2（ s a）=arctg (2050134)2=arctg2 Lx247000x=18441306、钢丝绳下出绳角 HjCDt=arctg+ arcsinDtb Dt(b)2( H jC)222= arctg35 1+ arcsin3000353(35 3000t )2(35 1)222=arct

13、g 1.01 +arcsin 0.067=4517+35030=4973015合格（五）预选提升电动机1 预选电动机功率Ns= KQV max= 1.154000 8 1.31021020.85=552kw式中： K矿井阻力系数，箕斗提升时，K=1.15=0.85；动力系数取=1.3据以上计算，选择 YR630-12/1180 绕线型异步电动机， 其技术特征如下：额定功率 Ne=800kw，nd=592rpm；V=6000v ；过载能力 =1.8，飞轮惯量 GD2=820kg.m22、提升机实际运行速度Vmax= D g nd = 3.14592 3 =8m/s60i6011.5（六）提升系统

14、总变位质量m1、电动机转子变位质量Gd=(GD ) 2i 2=820011.52=12050kg232Dg2、提升机（包括减速器）变位质量Gj=2（150+150B）GD2=2 (150+150 1.5)820=615000kg3、天轮的变为位量Gt2Gt= (GD 2 ) = 8202 =80kgDt34、提升钢丝绳的全长L pLp=Hc+Lx+30+35、容器变位质量1D g+D t=445+47.7+3+3=498.7m2Mr=2Qz =24060 =8120kg6、荷载变位质量 m（Hc+Lx+3.5Dg+Lm）PGD 2i 2G=Q+2Qc+2k+2Gt+Gj +Dg2=4000+2

15、4060+2 （ 445+47.7+3.533.14+30 ） 3.966+282011.5280+61500+32=45037kgM=G = 90237 =4590.9kg.s2/mM9.81（七）运动学参数计算1、加速度的确定：a0= v02= 1.52=0.45m/s22 H 02 2.5式中 V0箕斗脱离御载曲轨时的速度，取1.5m/s ；H0御载轨迹中的行程，取2.5m正常加速度：2、按减速器输出轴允许的最大力矩力计算：M max( KQpK H t )18000 (1.15 4000 3.966445)Rg=1.5a1=Gd9198.5 120.5Mg9.81= 12000 (46

16、00 1765) =1.26m/s24590.9 1233、按充分利用电动机的过负荷能力计算：0.8102 Ne(KQpK H ta1=V macM0.81.81026300.85(1.1540003.966445)=84590.9= 9831.86364.8 =0.76m/s2 ；取 a1=0.7 m/s24590.94、减速度 a3 的确定按自由滑行：KQk (H t2 h3) 1.15 40003.966 (445 2 50)a3=P=4590.9M=0.703 m/s2;取 a3=0.7爬行段计算：爬行速度： V4=0.5m/s爬行距离： h4=3m速度图的具体计算：初加速段：初加速时

17、间： t0= v0= 1.5=3.3sa00.451 初加速运行距离： h0= 1t0=2 v021.5 3.3=2.5m正常加速度段：加速时间： t1=V maxv0 = 81.5 =9.3sa10.7maxv0t18 1.5加速运行段距离： h1=V2=29.3=44.5m正常减速段：减速时间： tV maxv4=80.5=10.7s3=a30.7减速运行距离：h3=V max v4t3 =80.510.7 =44.5m22爬行阶段：爬行阶段运行时间： t4= h4= 3 =6sv40.5制动阶段：行程忽略不计，运行时间按1s 计算等速阶段：等速运行距离： h2=ht-(h0+h1+h3+

18、h4)=445-（2.5+44.5+44.5+3）=351.5m等速运行时间： t2= h2 = 351.5 =43.9svmax8提升一次的持续时间：纯运行时间： tc=t0+t1+t2+t3+t4=3.3+9.3+43.9+10.7+6=73.2s提升一次的持续时间：tg=tc+=73.2+8=81.2s4、提升能力的的校核：年实际提升能力：A= 3600brtQ = 3600300 14 4=679474（t/年）C T g1.1577.4小时提升的最大能力：Ab= 3600Q = 3600 4 =186.05（t/h）T g77.4提升能力富裕系数：at= A = 679474=1.1

19、3An 600000八、动力学参数计算提升开始时：F0=K Q+Pk +Ma0=1.15 4000+3.966445+4590.90.45=8430.78kg初加速度时：F0 =F0-2Pk h0=8430.78-2 3.966 2.5=8410.9kg加速开始时：F1= F0+M（a1-a0 ）=8410.9+4590.9（0.7-0.45）=9558.6kg加速终了时：F2= F1-2Pk h1=9558.6-2 3.966 44.5=9205.7kg等速开始时：F3= F2-Ma1=9205.7-4590.9 0.7=5992kg等速终了时：F4= F3-2Pkh2=5992-2 3.9

20、66 351.5=3203.9kg减速开始时：F5= F4-Ma3=3203.9-4590.9 0.7=-9.73kg减速终了时：F6= F5-2pk h3=-9.73-2 3.966 44.5=-362.7kg爬行段开始时：F7=F6+M a3=- 362.7+4590.9 0.7=2850.09kg爬行段终了时：F8= F7-2Pkh4=2850.09-2 3.966 3=2827.13kg等效力的计算：Fo=8430.78kgFo=8410kgF1=9958.6kgF2=9205.7kgF3=5992kg ；F4=3203.9kgF7=2850.09kgF8=2827.13kg22Ft=

21、1( Fo+ Fo)t0+1(F1221221Ft= Fd+F2)t1+(F3 + F3F +F )t2+223442(F72+F82)t4= 1 （8430.782+84102）3.3+ 1 （9958.62+9205.72）9.322+1 （599222）43.7+ 1 （2850.0922）63+5992 3203+32032+2827.13=2.1 109第九部分：电动机等效功率计算1、等效时间：Td= 1(to+t1+t3+t4+t5)+t2+ 123= 1 （3.3+9.3+10.7+6+1 ）+43.9+ 8 =61.72s232、等效力：Fdx= F t =2.1 109=58

22、33.06kgT d61.723、等效功率：Ndx= K F dx V max = 1.15833.06 8 =427.76kw630kw1021020.85故所选的电动机容量是合适的。4、电动机过负荷系数的校验：= F max =9500=9500=1.391F e102 Ne1026306300.858vmax（0.75 0.8 ）=1.35 1.445、特殊里作用下电动机过负荷系数：当打开离合器后，调绳作单钩时：Ft =u1（Qc+Pkhc）=1.1 （4060+3.966445）=6407.357kgt = F t =F t=6407.357=0.938F e102 N e102 630 0.85V max8t 0.9=0.9 1.8=1.62故所选的电动机是能够满足运转中的实际需要十、电耗及提升机效率的计算1、提升一次的有效电耗：E1=QH= 4000445 =4.84(kwh/ 次)102360010236002、提升一次的实际电耗：Ft = 1 0+112134 2178 42( Fo + Fo )t2(F +F )t1+2(F +F )t +2(F +F )t= 1 （8430.78+8410）3.3+ 1 （9958.6+9205.7）9.322+ 1（5992+320