運(yùn)輸設(shè)備選型計(jì)算講義

1、運(yùn)輸設(shè)備選型計(jì)算講義 主講人：鮑乾坤 山東能源棗礦集團(tuán)機(jī)電運(yùn)輸處 2016年5月 運(yùn)輸設(shè)備選型計(jì)算講義內(nèi)容 1、調(diào)度絞車(chē)選型計(jì)算 2、無(wú)極繩絞車(chē)選型計(jì)算 3、電機(jī)車(chē)制動(dòng)距離計(jì)算 4、帶式輸送機(jī)選型計(jì)算 1、調(diào)度調(diào)度絞車(chē)絞車(chē)選型計(jì)算選型計(jì)算 型 號(hào)JYB-401.25JYB-501.4 JYB- 601.25 基準(zhǔn)層上鋼絲繩最大牽引力，KN405060 最外層鋼絲繩最大牽引力，KN324051 最內(nèi)層鋼絲繩最大牽引力，KN546876 基準(zhǔn)層最快牽引速度， m/s1.251.401.25 滾筒直徑/寬度, mm580/600580/600710/800 容繩量， m680560750 鋼絲繩直徑

2、, mm222426 電動(dòng)機(jī) 型 號(hào)YBK2-280M-6 YBK2-280S-4 YBK2-315M-6 功率 kw557590 轉(zhuǎn)速 r/min9901480989 電壓 v660/1140 外形 尺寸 mm 長(zhǎng)22802723 寬26502850 高21502290 電力液壓推動(dòng)器BYT1-180/12 BYT1- 320Z/12 絞車(chē)質(zhì)量(包括電機(jī)) kg462046806200 附屬 電器 隔爆型真空可逆 磁力起動(dòng)器 QBZ-120NDQBZ-200ND 隔爆型控制按鈕BZA10-5/36-3 斜坡物件受力分析斜坡物件受力分析 Ff+Gsina，f=Gcosa F Gsina+Gco

3、sa F f G a 選型計(jì)算參照公式選型計(jì)算參照公式 小絞車(chē)最大拉力計(jì)算 Fmax=n（GG0）（sina1cosa）PL（sina2cosa）g 式中 Fmax實(shí)際提升所需最大牽引力， N； n提升礦車(chē)（平板車(chē)）數(shù)量； G礦車(chē)（平板車(chē)）中載貨重量，kg ； G0礦車(chē)（平板車(chē)）重量，kg； a巷道坡度，； 1礦車(chē)（平板車(chē)）運(yùn)行阻力系數(shù)，一般取0.010.015； P鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量，kg/m； L鋼絲繩長(zhǎng)度，m； 2鋼絲繩運(yùn)行阻力系數(shù)，與支撐情況有關(guān)： 鋼絲繩全部支撐在地輥上，取0.150.2； 鋼絲繩局部支撐在地輥上，取0.250.4； 鋼絲繩全部在底板或枕木上，取0.40.6。 g重力

4、加速度，取9.8m/s2。 鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn) 鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn) ma=QP/Fmaxma 式中 Fmax實(shí)際提升所需最大牽引力，kN； QP鋼絲繩最小破斷拉力，kN； ma鋼絲繩安全系數(shù)； ma煤礦安全規(guī)程規(guī)定系數(shù),6.5。 電機(jī)功率校核電機(jī)功率校核 電機(jī)功率校核 N=kFmaxv/N 式中 Fmax實(shí)際提升所需最大牽引力， kN； N電機(jī)運(yùn)行額定功率，kW； N電機(jī)運(yùn)行所需功率，kW； 機(jī)械傳動(dòng)效率，取0.85； v絞車(chē)運(yùn)行速度，m/s； k備用系數(shù)，取1.11.2。 連接裝置驗(yàn)算連接裝置驗(yàn)算 煤礦安全規(guī)程規(guī)定，斜巷中使用的礦車(chē)連接插銷(xiāo)安全系數(shù)不小于 6，各種環(huán)鏈按材料

5、屈服強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)不小于2.5及其以模擬 使用狀態(tài)下拉斷力計(jì)算的安全系數(shù)不小于13。 注：1、專(zhuān)為升降物料用的提升容器的連接裝置安全系數(shù)不小于10。 這里提升容器指的是罐籠、箕斗、帶乘人間的箕斗、吊桶等。 2、各種保險(xiǎn)鏈及礦車(chē)的連接環(huán)、鏈和插銷(xiāo)等初次使用和使用后每2 年必須逐個(gè)以2倍于其最大靜載荷重的拉力進(jìn)行試驗(yàn)。這里的2倍最大 靜載荷重是用于試驗(yàn)用，不應(yīng)用于驗(yàn)算連接裝置安全系數(shù)。 連接插銷(xiāo)、連接環(huán)安全系數(shù)校驗(yàn)連接插銷(xiāo)、連接環(huán)安全系數(shù)校驗(yàn) Aa=QL/FLmaxAa FLmax =Mg（sina+1cosa） 式中 FLmax連接插銷(xiāo)（連接環(huán)）牽引最大載荷，kN； M連接件牽引總質(zhì)量，kg

6、； QL連接件最小破斷拉力，kN； Aa連接件安全系數(shù)； Aa煤礦安全規(guī)程規(guī)定系數(shù)。 跑車(chē)防護(hù)裝置安裝距離計(jì)算跑車(chē)防護(hù)裝置安裝距離計(jì)算 L=（E-0.5Mv2）/Mg（sina-1cosa） 式中 L斜巷緩沖長(zhǎng)度，m； E擋車(chē)欄吸收最大動(dòng)能，J； M最大提升質(zhì)量，kg； v提升速度，m/s； 1串車(chē)運(yùn)行阻力，一般取0.010.015。 調(diào)度絞車(chē)選型驗(yàn)算示例調(diào)度絞車(chē)選型驗(yàn)算示例 1）巷道概況及工作條件）巷道概況及工作條件 提升坡度：10 提升距離：360m 1t礦車(chē)自重：600kg 礦車(chē)載重：1800kg 掛車(chē)數(shù)：2量， 鋼絲繩局部支撐在地輥上 2）選用絞車(chē)及鋼絲繩性能參數(shù)）選用絞車(chē)及鋼絲繩性能

7、參數(shù) 絞車(chē)型號(hào)：JD-25 額定牽引力：16kN 絞車(chē)容繩量：400m 絞車(chē)運(yùn)行速度：1.2 m/s 鋼絲繩行型號(hào)：15.5NAT619+FC1665 GB/1102 鋼絲繩每米質(zhì)量：0.846kg/m 鋼絲繩最小破斷拉力：152kN 3）選型計(jì)算）選型計(jì)算 （1）最大拉力驗(yàn)算 Fmax=n（GG0）（sina1cosa）PL（sina2cosa）g =2（1800+600）（sin100.015cos10）0.846360 （sin100.35cos10） 9.8 =10.406kN ma =6.5（煤礦安全規(guī)程規(guī)定） 故鋼絲繩抗拉強(qiáng)度符合要求。 （3）電機(jī)功率校核 N=kFmaxv/=1.

8、210.4061.2/0.85 =17.63 kW 6 連接環(huán)抗拉強(qiáng)度安全系數(shù)校驗(yàn) Aa2 =QL2/FLmax =590/8.93=6613 經(jīng)上述計(jì)算，此斜巷串車(chē)提升所使用連接件的安全系數(shù)符合要經(jīng)上述計(jì)算，此斜巷串車(chē)提升所使用連接件的安全系數(shù)符合要 求。求。 2、無(wú)極繩無(wú)極繩絞車(chē)絞車(chē)選型計(jì)算選型計(jì)算 選型計(jì)算參照公式選型計(jì)算參照公式 1）運(yùn)輸牽引力計(jì)算 F=k（G1+G0）（sinmax+1cosmax）+22PLg 式中 F實(shí)際提升所需要的牽引力，N； G1最大牽引重量（含承重車(chē)），kg； G0梭車(chē)自重，kg； max運(yùn)行路線(xiàn)最大坡度，； 1梭車(chē)滾輪摩擦阻力系數(shù)，一般取0.010.03；

9、 2鋼絲繩摩擦阻力系數(shù)，一般取0.20.4； P鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量，kg/m； L運(yùn)輸距離，m； g重力加速度，取9.8m/s2； k阻力系數(shù)，k=1.1n，n為拐彎次數(shù)，一般取0，1，2。 鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn) 鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn) ma=QP/S4ma 式中 QP鋼絲繩最小破斷拉力，kN； ma鋼絲繩安全系數(shù)； ma煤礦安全規(guī)程規(guī)定系數(shù)，ma=5-0.001L(且不得小于 3.5)。 電機(jī)功率校核電機(jī)功率校核 N=kFv/N 式中 F實(shí)際提升所需要的牽引力，kN； N電機(jī)運(yùn)行額定功率，kW； N電機(jī)運(yùn)行所需功率，kW； 機(jī)械傳動(dòng)效率，取0.80.85； v牽引速度，m/s；

10、k備用系數(shù)，取1.1。 連接裝置驗(yàn)算連接裝置驗(yàn)算 煤礦安全規(guī)程規(guī)定，斜巷中使用的礦車(chē)連接插銷(xiāo)安全系數(shù)不小于 6，各種環(huán)鏈按材料屈服強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)不小于2.5及其以模擬 使用狀態(tài)下拉斷力計(jì)算的安全系數(shù)不小于13。 注：1、專(zhuān)為升降物料用的提升容器的連接裝置安全系數(shù)不小于10。 這里提升容器指的是罐籠、箕斗、帶乘人間的箕斗、吊桶等。 2、各種保險(xiǎn)鏈及礦車(chē)的連接環(huán)、鏈和插銷(xiāo)等初次使用和使用后 每2年必須逐個(gè)以2倍于其最大靜載荷重的拉力進(jìn)行試驗(yàn)。這里的2倍 最大靜載荷重是用于試驗(yàn)用，不應(yīng)用于驗(yàn)算連接裝置安全系數(shù)。 連接插銷(xiāo)、連接環(huán)安全系數(shù)校驗(yàn)連接插銷(xiāo)、連接環(huán)安全系數(shù)校驗(yàn) Aa=QL/FLmaxAa

11、 FLmax =Mg（sina+1cosa） 式中 FLmax連接插銷(xiāo)（連接環(huán)）牽引最大載荷，kN； M連接件牽引總質(zhì)量，kg； QL連接件最小破斷拉力，kN； Aa連接件安全系數(shù)； Aa煤礦安全規(guī)程規(guī)定系數(shù)。 無(wú)極繩絞車(chē)選型驗(yàn)算示例無(wú)極繩絞車(chē)選型驗(yàn)算示例 1）巷道概況及工作條件）巷道概況及工作條件 運(yùn)輸長(zhǎng)度：1000m 最大坡度：14無(wú)轉(zhuǎn)彎 最大單件運(yùn)輸重量（含平板車(chē)）：18t 軌距：600mm 軌型：24kg/m 2）擬選用無(wú)極繩絞車(chē)及鋼絲繩主要技術(shù)參數(shù)）擬選用無(wú)極繩絞車(chē)及鋼絲繩主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào)：SQ-80/75B 牽引力：53kN/80kN 牽引速度：0.67/1.12m/s 功率：7

12、5kW 滾筒直徑：1200mm 變速方式：機(jī)械變速 鋼絲繩型號(hào)：22NAT619S+FC1670 GB/8918 鋼絲繩最小破斷拉力267kN 鋼絲繩質(zhì)量：1.74 kg/m 3）選型驗(yàn)算）選型驗(yàn)算 （1）鋼絲繩的選用）鋼絲繩的選用 依據(jù)MT/988-2006無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)第5.4.7規(guī)定，絞 車(chē)滾筒上的繩襯直徑應(yīng)滿(mǎn)足以下要求： a拋物線(xiàn)滾筒繩襯直徑至少應(yīng)為牽引鋼絲繩直徑的50倍； b繩槽式主滾筒繩襯直徑至少應(yīng)為牽引鋼絲繩直徑的40倍，副滾筒直徑 至少應(yīng)為牽引鋼絲繩直徑的28倍。 鋼絲繩直徑22mm50=1100mm滾筒直徑1200mm，則選用的鋼絲 繩的直徑符合要求。 （2）運(yùn)輸牽

13、引力計(jì)算）運(yùn)輸牽引力計(jì)算 a低速運(yùn)輸大件時(shí) F=k（G1+G0）（sinmax+1cosmax）+22 PLg =1（18000+2000）（sin14+0.015cos14） +20.25 1.7410009.8 =58.78kN80 kN b高速串車(chē)提升時(shí) F=k（G1+G0）（sinmax+1cosmax）+22PLg =1（12000+2000）（sin14+0.015cos14） +20.251.7410009.8 =44.6 kN53kN （3）鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)）鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn) （4）電機(jī)功率校核）電機(jī)功率校核 N=kFv/ =1.162.20.67/0.8 =57.3kW

14、75kW N =kFv/ =1.147.21.12/0.8 =72.7kW 75kW 所選絞車(chē)功率能滿(mǎn)足使用要求。 根據(jù)以上計(jì)算，該絞車(chē)牽引力高速、低速均能滿(mǎn)足使用要求。 牽引重車(chē)時(shí)為獲取足夠的牽引力應(yīng)使用低速擋，回程或牽引較 輕載荷時(shí)為提高效率可使用高速擋。 （5）連接件驗(yàn)算）連接件驗(yàn)算 此斜巷串車(chē)提升所使用的連接插銷(xiāo)型號(hào)38290，連接插銷(xiāo)質(zhì)量 m=4.5kg，剪切破斷力為555.7kN；連接環(huán)型號(hào)32140603， 連接環(huán)質(zhì)量m=10kg，破斷力為590kN，材質(zhì)為Q235鎮(zhèn)靜鋼。 1運(yùn)輸大件時(shí) F1Lmax =Mg（sina+1cosa） =180009.8（0.242+0.0150.

15、97） =45255.42N 2串車(chē)提升時(shí) F2Lmax =Mg（sina+1cosa） =5（600+1800）+104.5+4109.8 （0.242+0.0150.97） =30384N 3、電機(jī)車(chē)制動(dòng)距離驗(yàn)算電機(jī)車(chē)制動(dòng)距離驗(yàn)算 1）列車(chē)運(yùn)行基本方程式）列車(chē)運(yùn)行基本方程式 列車(chē)在牽引狀態(tài)下，作用于列車(chē)的作用力瞬時(shí)平衡關(guān)系，即 F-Wj-Wa=0 式中 F列車(chē)牽引力，N； Wa列車(chē)的慣性阻力，N； Wj列車(chē)的靜阻力，N。 （1）慣性阻力 Wa =1000(P+Q)（1+r）a/g 式中 P電機(jī)車(chē)重力，kN； Q車(chē)組重力，kN； g重力加速度，取10m/s2； r慣性系數(shù)，對(duì)礦用電機(jī)車(chē)一般取

16、平均值0.075， 也可近似取0.10； a列車(chē)加速度，對(duì)井下電機(jī)車(chē)一般取0.03 0.05m/s2。 將r和g帶入上式得 Wa=110a（P+Q） （2）靜阻力 列車(chē)運(yùn)行的靜阻力包括基本阻力和坡道阻力。因列車(chē)的運(yùn) 行速度較低，故彎道阻力、道岔阻力、空氣阻力等等，均不計(jì) 入。 1基本阻力 W0=（P+Q） 式中 W0列車(chē)運(yùn)行的基本阻力，N； 列車(chē)運(yùn)行的基本阻力系數(shù)，N/kN，其值見(jiàn)表1。 2坡道阻力 Wj=1000（P+Q）sin 式中 Wi坡道阻力，N； 坡度傾角。 因電機(jī)車(chē)運(yùn)輸?shù)暮苄?，故將sintan，tan=/1000 式中 “+”表示上坡，“-”表示下坡； 軌道坡度，單位N/kN或m/km，在計(jì)算中常用平 均速度值3，即當(dāng)P與Q的單位為kN時(shí)，i=3。 4、帶式輸送機(jī)的選型計(jì)算帶式輸送機(jī)的選型計(jì)算 一、輸送帶的運(yùn)輸能力與帶寬、速度的計(jì)算一、輸送帶的運(yùn)輸能力與帶寬、速度的計(jì)算 與選擇與選擇 二、運(yùn)行阻力與輸送帶張力的計(jì)算二、運(yùn)行阻力與輸送帶張力的計(jì)算 帶式輸送機(jī)選型驗(yàn)算示例帶式輸送機(jī)選型驗(yàn)算示例1 1 一、原始資料一、原始資料 （1）輸送長(zhǎng)度L ，680