單繩礦井提升機(jī)鋼絲繩設(shè)計(jì)

1、淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jī)鋼絲繩選型計(jì)算 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 完成日期 摘要單繩纏繞式提升機(jī)是較早出現(xiàn)的一種提升機(jī)，工作原理比較簡(jiǎn)單，就是將鋼絲繩的一端固定在提升機(jī)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(gè)卷筒上鋼絲繩的纏繞方向的不同，當(dāng)提升機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使兩個(gè)容器一個(gè)上升一個(gè)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(jì)算與安全系數(shù)，提升效率息息相關(guān)。關(guān)鍵字：提升機(jī)；鋼絲繩目錄 1礦井提機(jī)的概述······

2、;··································41.1礦井提升機(jī)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(jī)工作原理·····················

5、;·············52礦井提升機(jī)鋼絲繩的設(shè)計(jì)選型計(jì)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(jì)算············

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

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

11、3;····················133.2參考文獻(xiàn)····························&

12、#183;······················141 礦井提升機(jī)的概述1.1礦井提升機(jī)的介紹礦山生產(chǎn)的全過程離不開礦山運(yùn)輸和提升工作。因此，運(yùn)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(jìn)行。如果說運(yùn)輸線路是礦山生產(chǎn)的動(dòng)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(jī)是聯(lián)系井下和地面的主要運(yùn)輸工具，礦井提升工作是整個(gè)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(shí)際應(yīng)用價(jià)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(jī)是礦井提升設(shè)備中的動(dòng)力部分，由電動(dòng)機(jī)、減速器、主軸裝置、制動(dòng)裝置、深度指示器、電控系統(tǒng)和操縱臺(tái)等組成。根據(jù)提升機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)的不同，礦井提升機(jī)分類如圖1-1。16 圖1-1礦井提升機(jī)分類我國(guó)目前廣泛使用的有單繩纏繞式雙圓柱卷筒提升機(jī)和多繩摩擦式提升機(jī)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(jī)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(jī)提升原理示意圖1.2 纏繞式的工作原理我國(guó)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(diǎn)介紹單繩纏繞式提升機(jī)的工作原理。1.2.1單繩纏繞式提升機(jī)的工作原理纏繞式提升機(jī)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(dòng)器。示意圖如圖2-1所示。13 圖1-3纏繞式礦井提升機(jī)單繩纏繞式提升機(jī)是較早出現(xiàn)的一種類型，工作原理比較簡(jiǎn)單，就是將鋼絲繩的一端固定在提升機(jī)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(gè)卷筒上鋼絲繩的纏繞方向的不同，當(dāng)提升機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使兩個(gè)容器一個(gè)上升一個(gè)下降，以完成提升任務(wù)，這種提升機(jī)在我國(guó)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(jī)兩種。雙筒提升機(jī)在主軸上裝有兩個(gè)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(dòng)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(shí)，兩個(gè)卷筒可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。單卷筒提升機(jī)只有一個(gè)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(shí)，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(jī)相對(duì)于雙卷筒提升機(jī)來說，質(zhì)量和體積都小很多。不過單卷筒提升機(jī)做雙鉤提升時(shí)，繩長(zhǎng)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(jī)。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(shí)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(dòng)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(dòng)，即是否有足夠的摩擦力。， 2礦井提升機(jī)鋼絲繩設(shè)計(jì)選型計(jì)算2.1鋼絲繩的分類按結(jié)構(gòu)分類：分為點(diǎn)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(hào)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(qiáng)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(qiáng)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(duì)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(diǎn)或線接觸的鋼絲繩；對(duì)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(yán)重，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。2、在磨損嚴(yán)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(shí)，宜采用交互捻鋼絲繩。3、對(duì)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(jì)算 提升鋼絲繩的選擇計(jì)算是提升設(shè)備造型設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。鋼絲繩在運(yùn)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(dòng)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(jì)算是很困難的，目前國(guó)內(nèi)外都是按靜載荷近似計(jì)算的。我國(guó)是按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定來設(shè)計(jì)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(jìn)行計(jì)算

20、。圖2-1 鋼絲繩計(jì)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(jì)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(qiáng)度儲(chǔ)備，只不過表示經(jīng)過實(shí)踐證明在此條件下鋼絲繩可以安全運(yùn)行。圖2-1所示為一立井單繩提升鋼絲繩計(jì)算示意圖。 鋼絲繩的最大靜拉力作用于A點(diǎn)處，其值為： (式3-7)式中：為鋼絲繩承受的最大計(jì)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(zhǎng)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(duì)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(yán)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(qiáng)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(qiáng)度B數(shù)值有 表2-2 鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度B鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度/MPa14701570167017701870鋼絲繩抗拉強(qiáng)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(shí)9混合升降時(shí)9升降物料事7.5專為升降物料6.5本次設(shè)計(jì)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(jì)算結(jié)果查圖2-4選取鋼絲繩型號(hào)1圖2-4鋼絲繩型號(hào)選取直徑為30mm，天然纖維芯鋼絲繩，抗拉強(qiáng)度為1770MPa，其型號(hào)表示為：30 NAT 6×19S+FC 1770 Z GB/T20118-2006由于實(shí)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(shí)際所選每米繩重按下式進(jìn)行驗(yàn)算，即所選繩的實(shí)際安全系數(shù)為： （3-12）式中Qq為所選鋼絲繩全部鋼