單繩礦井提升機鋼絲繩設(shè)計

1、淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計淮 南 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢業(yè)論文題目：礦井單繩纏繞式提升機鋼絲繩選型計算 專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 完成日期 摘要單繩纏繞式提升機是較早出現(xiàn)的一種提升機，工作原理比較簡單，就是將鋼絲繩的一端固定在提升機的卷筒上，另一端繞過井架上的天輪與提升容器相連接，利用兩個卷筒上鋼絲繩的纏繞方向的不同，當(dāng)提升機轉(zhuǎn)動時，使兩個容器一個上升一個下降，以完成提升任務(wù)。提升鋼絲繩是提升設(shè)備中非常關(guān)鍵部件，鋼絲繩的選型計算與安全系數(shù)，提升效率息息相關(guān)。關(guān)鍵字：提升機；鋼絲繩目錄 1礦井提機的概述······

2、;··································41.1礦井提升機的介紹··············

3、;······························41.2纏繞式的工作原理··················

4、;··························51.2.1單繩纏繞式提升機工作原理·····················

5、;·············52礦井提升機鋼絲繩的設(shè)計選型計算························72.1鋼絲繩的分類········&#

6、183;······································72.2鋼絲繩的標(biāo)示·········

7、3;·····································82.3鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇···········

8、;···································82.4單繩纏繞立井鋼絲繩選擇計算············

9、······················93總結(jié)與展望···························

10、;···············133.1總結(jié)·································

11、3;····················133.2參考文獻····························&

12、#183;······················141 礦井提升機的概述1.1礦井提升機的介紹礦山生產(chǎn)的全過程離不開礦山運輸和提升工作。因此，運輸和提升工作的好壞直接關(guān)系到礦山生產(chǎn)能否正常高效進行。如果說運輸線路是礦山生產(chǎn)的動脈，那提升設(shè)備則是其咽喉，可見其重要性和必要性。提升機是聯(lián)系井下和地面的主要運輸工具，礦井提升工作是整個采礦工程中的重要環(huán)節(jié)。從地下采出的煤炭、礦石

13、必須提升至地面才有實際應(yīng)用價值。廢石的提升、工作人員、材料及設(shè)備的升降等都要靠提升工作來完成。礦井提升機是礦井提升設(shè)備中的動力部分，由電動機、減速器、主軸裝置、制動裝置、深度指示器、電控系統(tǒng)和操縱臺等組成。根據(jù)提升機工作原理和結(jié)構(gòu)的不同，礦井提升機分類如圖1-1。16 圖1-1礦井提升機分類我國目前廣泛使用的有單繩纏繞式雙圓柱卷筒提升機和多繩摩擦式提升機兩種。根據(jù)井筒條件（豎井或斜井）及選用的提升容器和提升機的類型不同，可組成各種不同的礦井提升系統(tǒng)。較常見的有17：豎井單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng)；豎井單繩纏繞式罐籠提升系統(tǒng)；豎井多繩摩擦式箕斗提升系統(tǒng)；豎井多繩摩擦式罐籠提升系統(tǒng)；斜井箕斗提升系統(tǒng)；

14、斜井串車提升系統(tǒng) 圖1-2礦井提升機提升原理示意圖1.2 纏繞式的工作原理我國目前廣泛使用的有單繩纏繞式和多繩摩擦輪式兩種，以下就重點介紹單繩纏繞式提升機的工作原理。1.2.1單繩纏繞式提升機的工作原理纏繞式提升機的主要部件有主軸、卷筒主軸承調(diào)繩離合器、減速器、深度指示器和制動器。示意圖如圖2-1所示。13 圖1-3纏繞式礦井提升機單繩纏繞式提升機是較早出現(xiàn)的一種類型，工作原理比較簡單，就是將鋼絲繩的一端固定在提升機的卷筒上，另一端繞過井架上的天輪與提升容器相連接，利用兩個卷筒上鋼絲繩的纏繞方向的不同，當(dāng)提升機轉(zhuǎn)動時，使兩個容器一個上升一個下降，以完成提升任務(wù)，這種提升機在我國礦山中廣泛使用。

15、按卷筒數(shù)目的不同，有單筒及雙筒提升機兩種。雙筒提升機在主軸上裝有兩個卷筒，其中之一與主軸固接（鍵裝或熱裝），稱為固定卷筒；另一卷筒則滑裝在主軸上，通過離合器與主軸連接，稱為游動卷筒。將兩種卷筒做成這樣的目的，是為了在需要調(diào)繩及更換提升水平時，兩個卷筒可以有相對運動。單卷筒提升機只有一個卷筒，一般用于單鉤提升，但是如果在單卷筒上固定兩根鋼絲繩，且其纏繞方向相反，也可作雙鉤提升，這時，由于一根鋼絲繩自卷筒上松放，另一根則向卷筒上纏繞，卷筒表面得到了充分利用，所以單卷筒提升機相對于雙卷筒提升機來說，質(zhì)量和體積都小很多。不過單卷筒提升機做雙鉤提升時，繩長的調(diào)節(jié)頗為不便，為此，可以把單卷筒制成可分離式的

16、兩部分，一部分與主軸固接，另一部分通過離合器與主軸相連，這種型式的稱為可分離式單卷筒提升機。圖1-5落地式多繩摩擦提升系統(tǒng)示意圖 擦提升系統(tǒng)示意圖圖1-4 井塔式多繩摩 裝置，為了在使用圓尾繩時尾繩可以松捻而避免打結(jié)，在罐籠底部下方設(shè)有尾繩懸掛裝置。摩擦提升依靠襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來傳遞動力，因此其工作可靠性就在于提升鋼絲繩與安在主導(dǎo)輪上的摩擦襯墊之間是否產(chǎn)生滑動，即是否有足夠的摩擦力。， 2礦井提升機鋼絲繩設(shè)計選型計算2.1鋼絲繩的分類按結(jié)構(gòu)分類：分為點接觸鋼絲繩、線接觸鋼絲繩、面接觸鋼絲繩、多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩、異型股鋼絲繩（三角股、扇形股、橢圓形股和扁平形）、滿充式鋼絲繩、涂塑鋼絲繩等

17、。按繩芯分類：天然纖維芯鋼絲繩、合成纖維芯鋼絲繩、 金屬繩芯鋼絲繩、金屬股芯鋼絲繩。 按用途分類：可分為一般用途鋼絲繩、重要用途鋼絲繩。2.2鋼絲繩的標(biāo)示表面：光面鋼絲繩用NAT表示，鍍鋅鋼絲繩用 ZBB、ZAB、ZAA表示。繩芯：纖維芯用FC表示（其中天然纖維芯用NF表示，合成纖維芯用SF表示，如：聚丙烯用PP表示，聚乙烯用PE表示）。金屬繩芯用IWR表示，金屬股芯用IWS表示。捻法：右交互捻用ZS，左交互捻SZ，右同向捻用ZZ，左同向捻用SS。繩股：圓股不用代號標(biāo)記。 “V”表示三角股；“”表示橢圓股；“T”表示面接觸鋼絲繩；“S”表示西魯式鋼絲繩；“W”表示瓦林吞式鋼絲繩；“SW”表示西

18、魯瓦林吞式鋼絲繩；“FI”填充式鋼絲繩；鋼絲繩強度：1570、1670、1770、1960等等鋼絲繩完整表示方法18 NAT 6×19S+FC 1770 ZS GB/T20118-2006產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（一般用途）鋼絲繩捻向（右交互捻）公稱鋼絲抗拉強度（MPa）鋼絲繩結(jié)構(gòu)（西魯式、麻芯）鋼絲繩表面狀態(tài)（光面）鋼絲繩公稱直徑2.3鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇1、對于單繩纏繞式提升，一般宜選用光面右同向捻、斷面形狀為圓形股或三角股、接觸形式為點或線接觸的鋼絲繩；對于礦井淋水大、水的酸堿度高，以及在出風(fēng)井中，由于腐蝕嚴重，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。2、在磨損嚴重的條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升等，應(yīng)選用外層鋼絲盡

19、可能粗的鋼絲繩；斜井竄車提升時，宜采用交互捻鋼絲繩。3、對于多繩摩擦提升，一般應(yīng)選用鍍鋅、同向捻（左右各半）的鋼絲繩，斷面形狀最好是三角股。4、罐道繩最好用半密封鋼絲繩或三角股繩，表面光滑，比較耐磨。2.4單繩纏繞式立井提升鋼絲繩選擇計算 提升鋼絲繩的選擇計算是提升設(shè)備造型設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。鋼絲繩在運轉(zhuǎn)中受有許多應(yīng)力的作用和各種因素的影響，如靜應(yīng)力、動應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和擠壓應(yīng)力等，磨損和銹蝕也將損害鋼絲繩的性能。綜合考慮以上應(yīng)力因素的精確計算是很困難的，目前國內(nèi)外都是按靜載荷近似計算的。我國是按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定來設(shè)計的，其原則是：鋼絲繩應(yīng)按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)來進行計算

20、。圖2-1 鋼絲繩計算示意圖安全系數(shù)是指鋼絲繩鋼絲拉斷力的總和與鋼絲繩的計算靜拉力之比。但是應(yīng)當(dāng)注意，安全系數(shù)并不代表鋼絲繩真正具有的強度儲備，只不過表示經(jīng)過實踐證明在此條件下鋼絲繩可以安全運行。圖2-1所示為一立井單繩提升鋼絲繩計算示意圖。 鋼絲繩的最大靜拉力作用于A點處，其值為： (式3-7)式中：為鋼絲繩承受的最大計算靜載荷；為一次提升的有益載荷,Q=3N為容器重量；=3.8N為鋼絲繩每米重力；為鋼絲繩懸垂長度，=34+283+20=337m；為井架高度；礦井深度；為容器裝載高根據(jù)煤礦安全規(guī)程對安全系數(shù)的規(guī)定5，必須滿足下式 ： （3-8）式中：ma為新鋼絲繩的安全系數(shù)，其值必須嚴格按照

21、煤礦安全規(guī)程規(guī)定選取。S0為鋼絲繩所有鋼絲斷面面積之和，m2B為鋼絲繩抗拉強度，Pa一般鋼絲繩的平均比重近似取0.09 Ncm3 ，于是有下式： （3-9）式中：0為鋼絲繩的比重，0=9.0×104 N/m3將式(3-9)代入式(3-8)得： BP P(B- （3-10） 代人0=9.0×104 N/m3的值后，得出選擇每米鋼絲繩重的公式為： （3-11）查表2-2，鋼絲繩的抗拉強度B數(shù)值有 表2-2 鋼絲繩的抗拉強度B鋼絲繩公稱抗拉強度/MPa14701570167017701870鋼絲繩抗拉強度/MPa14701570167017701870表3-3-1取B=1770M

22、Pa表2-3 鋼絲繩安全系數(shù)ma最低值5用途分類安全系數(shù)最低值單繩纏繞式提升裝置轉(zhuǎn)為升降人員9升降人員和物料升降人員時9混合升降時9升降物料事7.5專為升降物料6.5本次設(shè)計的為專為升降物料提升裝置，因此ma=6.5所以=23.4 N/m=234 kg/100m根據(jù)計算結(jié)果查圖2-4選取鋼絲繩型號1圖2-4鋼絲繩型號選取直徑為30mm，天然纖維芯鋼絲繩，抗拉強度為1770MPa，其型號表示為：30 NAT 6×19S+FC 1770 Z GB/T20118-2006由于實際所選鋼絲繩的0不一定是0.09 Ncm3，因此所選繩是否滿足安全系數(shù)的要求必須按實際所選每米繩重按下式進行驗算，即所選繩的實際安全系數(shù)為： （3-12）式中Qq為所選鋼絲繩全部鋼