淺析提升設(shè)備選型計(jì)算

HYPERLINK水城縣玉舍中寨煤礦提升設(shè)備選型計(jì)算說明書二○一二年元月說明水城縣玉舍中寨煤礦原副井提升絞車為JT-1.2×1.0/30型絞車，與安全專篇不相符。安全專篇選用絞車型號(hào)為JTP-1.2×1.0P/30型，電機(jī)功率55KW。根據(jù)礦井現(xiàn)狀，考慮將來上綜采設(shè)備，經(jīng)選型計(jì)算，選用JK-2.0×1.5P、電機(jī)功率為160KW、鋼絲繩型號(hào)6×7-28mm，天輪直徑2.5m的提升設(shè)備作為礦井副井提升絞車使用。附件：1、JK-2.0×1.5P單繩纏繞式礦井提升機(jī)總2、JK-2.0×1.5P單繩纏繞式礦井提升機(jī)基礎(chǔ)圖圖3、JK-2.0×1.5P單繩纏繞式礦井提升平面布置圖提升設(shè)備選型計(jì)算一、確定提升裝置礦井采用斜井開拓方式，地面布置了三個(gè)井筒，即：主斜井、副斜井和回風(fēng)斜井。該礦采面采用刮板機(jī)運(yùn)輸，采面運(yùn)輸巷采用刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和膠帶機(jī)運(yùn)輸，一區(qū)段運(yùn)輸石門采用機(jī)軌合一運(yùn)輸，一區(qū)段軌道石門采用調(diào)度絞車運(yùn)輸。主斜井設(shè)計(jì)采用膠帶機(jī)運(yùn)輸煤炭；副斜井采用提升絞車單鉤串車提升及運(yùn)輸，擔(dān)負(fù)礦井設(shè)備、材料、矸石運(yùn)輸，人員升降采用架空乘人裝置。1、副斜井提升絞車絞車設(shè)計(jì)依據(jù)提升設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)如下：（1）井筒傾角α=26о，斜長(zhǎng)215m；（2）車場(chǎng)形式：上、下部均為平車場(chǎng)，中部甩車場(chǎng)；（3）工作制度：每年330天，每天“四?六”工作制，三班提升；（4）提升量：最大班下井人數(shù)60人，矸石22.8t/班（按年產(chǎn)量的15％計(jì)），設(shè)備3次/班、材料3次/班，炸藥及雷管各1次/班，其它5次/班；（5）提升容器及提升最大設(shè)備重量：MF1.1－6A型礦車（容積1.1m3，自重600kg，最大載貨重量m矸＝ψρV＝(0.96×1.6×1.1)＝1.700t）,配備45輛;MC1－6A型材料車，配備20輛;MPC3－6型平板車（自重530Kg，最大載重量6.5t),配備5輛；考慮到下一步上綜采支架，經(jīng)周邊綜采已成功上的礦井情況，綜采支架預(yù)選重12噸重的掩護(hù)式支架；平板車加扣件選用總重1.5噸，計(jì)13.5噸重。絞車的選型按13.5噸的最大提升重量進(jìn)行計(jì)算。（6）副斜井鋪設(shè)18kg/m的軌道，600mm軌距，采用水泥軌枕。2、一次提升量和串車礦車數(shù)的確定（1）提升斜長(zhǎng)L=Ld+Ls+Lk=215+50=265(m)式中:Ld—井底車道長(zhǎng)度,取25m(m)；Ls—井筒斜長(zhǎng)(m),215mLk—從井口到棧橋尾車停車點(diǎn)的長(zhǎng)度(m),取25m（2）速度圖參數(shù)的確定1）最大提升速度Vm，取2.4m/s；2）初加速度a0≤0.3m/s2；3）車場(chǎng)內(nèi)速度:甩車場(chǎng)v0≤1.5m/s，平車場(chǎng)v0≤1.0m/s；4）主加、減速度：升降人員時(shí)：a1=a3=0.5m/s2；升降物料時(shí)：《煤礦安全規(guī)程》對(duì)a1、a3沒有限制，取a1=a3=0.5m/s2。5）摘掛鉤時(shí)間:甩車場(chǎng)θ1=20s，平車場(chǎng)θ1=25s。（3）一次提升循環(huán)時(shí)間由提升速度圖(圖1)查得一次提升循環(huán)時(shí)間：Tx=2(53.34+4+25+105)=375(s)運(yùn)輸炸藥和雷管時(shí)速度不超過1m/s,T雷＝T炸=53.34+25+215=293(s)（4）最大班提升時(shí)間平衡表表1最大班提升時(shí)間平衡表根據(jù)上表，最大班凈提升時(shí)間為2.09小時(shí)，全天凈提升時(shí)間為6.27小時(shí)，滿足規(guī)范要求。（5）一次提升量一次提一臺(tái)綜采支架13.5噸。（6）驗(yàn)算提礦車連接器強(qiáng)度提矸時(shí):ng=2×9.8=20390N≤60000N連接器強(qiáng)度滿足要求。3、鋼絲繩選擇計(jì)算（1）計(jì)算鋼絲繩最大斜長(zhǎng)L=Ld+Ls+Lk=215+50=265(m)式中:Ld—井底車道長(zhǎng)度,取25m(m)；Ls—井筒斜長(zhǎng)(m),215mLk—從井口到棧橋尾車停車點(diǎn)的長(zhǎng)度(m),取25m（2）計(jì)算每米鋼絲繩質(zhì)量1）繩端載荷：Qi=n(QK+QC)(sin260+0.015cos260)×9.8÷1000Q矸＝1×（12000+1500）×0.4519×9.8÷1000＝59.78kN；2）每米鋼絲繩質(zhì)量(按最大載荷)PK＝Q人/〔11σB/ma－LC（sinβ＋f2cosβ）〕＝59.78×1000/〔11×1400/6.5－265×（sin26°＋0.3cos26°）〕/9.81＝2.79(kg/m)式中：σB——鋼絲繩抗拉強(qiáng)度（Mpa），取1770；ma——鋼絲繩安全系數(shù)，取6.5；f2——鋼絲繩運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)，f2取0.3。3）選鋼絲繩鋼絲繩選用:6×7+FC1550GB8918—2006，其技術(shù)特征見表9－1－2。表2礦井提升機(jī)鋼絲繩規(guī)格表名稱規(guī)格鋼絲繩直徑d（mm）28鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量Pk(kg/m)2.83公稱抗拉強(qiáng)度σ(Mpa)1400鋼絲破斷拉力總和QZ(N)415000（3）驗(yàn)算鋼絲繩安全系數(shù)1）最大靜張力F矸=Q端矸+PL0(sinβ+f2×cosβ)=59.78＋2.83×265×（sin26°+0.3×cos26°）×9.81÷1000=64.98(kN)式中：L0----鋼絲繩長(zhǎng)，265(m)；P-----鋼絲繩單位長(zhǎng)度質(zhì)量2.83(kg/m)；β----井筒頃角，26°；f2-----鋼絲繩運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)0.3；2）鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)M矸=459500÷64980＝7.07＞6.5；符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定,所選鋼絲繩滿足要求。4、提升機(jī)選擇計(jì)算（1）滾筒直徑D：地面絞車:滾筒直徑：D≥60×d=60×28=1680(mm)式中：d—為鋼絲繩直徑，mm；考慮到提人，選滾筒直徑為2.0m的絞車（2）滾筒寬度B(纏3層)：平均纏繞直徑：Dp=D+(K-1)÷2×=2000+（3-1）÷2×=2000.04（mm）式中：D—滾筒直徑；D=2000mm；K—纏繞層數(shù)，纏繞3層；d—鋼絲繩直徑，mm；ε—兩繩圈間隙寬度，ε=2～3mm.取2.0mm。B=（L+30+（4+3）×π×D（d+ε）÷(K×π×Dp）=(265+7×π×2)×(28+2)÷（3×π×2.0004）＝491.9(mm)確定選絞車滾筒寬度為1500mm。（3）選擇提升機(jī):根據(jù)上述計(jì)算選用1臺(tái)JK-2.0×1.5P型單筒提升絞車，配行星齒輪減速器,配全數(shù)字低壓交流變頻調(diào)速電控設(shè)備,每次提升4個(gè)礦車。主要技術(shù)參數(shù)：最大靜拉力----60KN容繩量--------1012m提升速度------2.4m/s滾筒----------2000×1500電機(jī)功率------160KW電壓----------660V經(jīng)校驗(yàn)所選提升機(jī)滿足規(guī)程要求。5、天輪選擇計(jì)算地面天輪，圍包角大于90°:DT≥80d=80×28=2280(mm)天輪選用TLG2500/14，繩槽底圓直徑D(mm)：2500；繩槽半徑R(mm)：14；適用鋼絲繩直徑(mm)：28；軸承座中心高(mm)：2006、提升絞車強(qiáng)度驗(yàn)算最大靜張力Fe=59.78(KN),見上述計(jì)算Fe＜Fmax=61KN，所以，所選絞車強(qiáng)度符合要求。7、提升絞車電機(jī)功率驗(yàn)算P=kFjmax×v÷η=1.15×59.78×2.4÷0.92＝155.94(kW)選YPT型變頻調(diào)速電機(jī)160KW、660V一臺(tái)。8、提升絞車實(shí)際最大提升速度vm===2.38(m/s)附：運(yùn)輸系統(tǒng)圖。9、對(duì)所選提升機(jī)合理性及安全性分析該礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力15萬噸/年，副斜井所選提升機(jī)為JK-2.0×1.5P盤型制動(dòng)提升機(jī)，采用變頻調(diào)速技術(shù)。副斜井所選提升機(jī)為JK-2.0×1.5P盤型制動(dòng)提升機(jī)，滾筒直徑2.0m，寬度1.5m，具有過負(fù)荷、欠電壓、限速、深度指示等保護(hù)功能。二、運(yùn)行參數(shù)1、運(yùn)行參數(shù)的確定（1）最大提升速度：《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定斜井內(nèi)升降人員或用礦車升降物料時(shí)，v≤5m/s。據(jù)此，確定提升機(jī)的最大運(yùn)行速度v=2.4m/s。（2）初加速度a0≤0.3m/s2。（3）車場(chǎng)內(nèi)速度:v0≤1.0m/s。（4）主加、減速度升降人員時(shí)：a1≤0.5m/s2，a3≤0.5m/s2；升降物料時(shí)：《煤礦安全規(guī)程》對(duì)a1、a3沒有限制，一般可取0.5m/s2，也可稍大些，但要考慮自然加減速度問題。（5）摘掛鉤時(shí)間:θ1=25s。2、提升系統(tǒng)運(yùn)行校驗(yàn)（1）速度圖各段運(yùn)行時(shí)間與行程計(jì)算串車在井底車場(chǎng)運(yùn)行階段；；串車在提出車場(chǎng)后的主加速度階段；減速階段：；等速階段：；井口甩車場(chǎng)階段：式中：Lk——上車場(chǎng)長(zhǎng)度，取25mm。3、提升速度圖根據(jù)以上計(jì)算，作圖得提升速度圖1（見下圖）：圖1提升速度圖4、過卷距離計(jì)算根據(jù)能量守恒定律計(jì)算過卷距離（忽略鋼絲繩重量及其他因素）式中：V---提升容器運(yùn)行時(shí)的最大速度，2.4m/s；g---重力加速度，9.81m/S2；f---提升容器摩擦系數(shù)，取f=0.015；α---車場(chǎng)內(nèi)傾角，取2°。=19.4（m）根據(jù)相關(guān)規(guī)定，過卷距離應(yīng)有1.5倍的備用系數(shù)，則過卷距離為：=19..1×1.5=29.2（m）,取30m。5、過放距離最小沖擊長(zhǎng)度按下式計(jì)算：式中：Q0---支架重量，13500kg；A—鋼絲繩鋼絲斷面之和，2.97cm2；E---鋼絲繩彈性模量，E＝1.2×106Kg/cm2；S---松繩長(zhǎng)度，m；L—礦車到絞車滾筒鋼絲繩長(zhǎng)度，25m；鋼絲繩破斷力混合提升按最大靜張力的7.5倍計(jì)算上式中的符號(hào)意義與前面相同。（1）按礦車下放至下車場(chǎng)接近停車位置井筒斜長(zhǎng)L＝215m=7.5×[13500+2.83×215×0.4384]=103250（kg）S＝0.163L把計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成斜井參數(shù)=0.388×25＝9.7（m），取10m。三、提升系統(tǒng)1、井架高度斜巷提升按下式計(jì)算：Hj=（L1-L2）×tgβ－RT=（25-10）×tg10°－1.25=1.39(m)取Hj=1.5(m)式中：Hj---井架高度，m；L1---變坡點(diǎn)至天輪中心線的距離，根據(jù)車場(chǎng)、提升礦車數(shù)提升人車的要求取L=25m；L2---絞車房至串車組停車點(diǎn)處的距離，根據(jù)車場(chǎng)、提升礦車數(shù)取L2=10m；β---鋼絲繩在串車組停車點(diǎn)處的牽引角，為保證礦車前輪不被提起通常β≤9-10°取β=10°；RT---天輪半徑，RT=1.25m。2、滾筒中心至天輪中心的水平距離：Ls滾筒中心至天輪中心的水平距離按下式計(jì)算：按允許偏角（α≤1°30′）計(jì)算最小水平距離=9.55（m）取Ls=10m。式中：LS---滾筒中心至天輪中心的水平距離，m；LX‘---滾筒中心至天輪中心之間的鋼絲繩弦長(zhǎng)，m；B---滾筒寬度，B=1.5m；α---鋼絲繩偏角，取α=1°30′。3、偏角計(jì)算：=0°8′35.66″度'<1°30'天輪選用游動(dòng)天輪，軸長(zhǎng)1.5m。4、仰角計(jì)算鋼絲繩合適仰角：由于絞車房地坪和上車場(chǎng)一樣高，則鋼絲繩合適仰角為=9°55′34.48″5、提升系統(tǒng)圖(見圖1-2)圖1-2提升系統(tǒng)平、剖面圖結(jié)論：根據(jù)計(jì)算，所選提升設(shè)備JK-2.0×1.5P、電機(jī)功率為160KW、鋼絲繩型號(hào)6×7-28mm，天輪直徑2.5m，滿足要求。

附錄資料：不需要的可以自行刪除下料通用工藝范圍本通用工藝規(guī)定了下料的工藝規(guī)則，適用于本公司的產(chǎn)品材料的下料。2下料前的準(zhǔn)備2.1看清下料單上的材質(zhì)、規(guī)格、尺寸及數(shù)量等。2.2核對(duì)材質(zhì)、規(guī)格與下料單要求是否相符。材料代用必須嚴(yán)格履行代用手續(xù)。2.3查看材料外觀質(zhì)量（疤痕、夾層、變形、銹蝕等）是否符合有關(guān)質(zhì)量規(guī)定。2.4將不同工件所用相同材質(zhì)、規(guī)格的料單集中，考慮能否套料。2.5號(hào)料2.5.1端面不規(guī)則的型鋼、鋼板、管材等材料號(hào)料時(shí)必須將不規(guī)則部分讓出。鋼材表面上如有不平、彎曲、扭曲、波浪等缺陷，在下料切割和成形加工之前，必須對(duì)有缺陷的鋼材進(jìn)行矯正。2.5.2號(hào)料時(shí)，應(yīng)考慮下料方法，留出切口余量。2.5.3有下料定尺擋板的設(shè)備，下料前要按尺寸要求調(diào)準(zhǔn)定尺擋板，并保證工作可靠，下料時(shí)材料靠實(shí)擋板。3下料3.1剪板下料3.1.1鋼板、角鋼、扁鋼下料時(shí)，應(yīng)優(yōu)先使用剪切下料。鋼板、扁鋼用龍門剪床剪切下料，角鋼用沖剪機(jī)剪切下料。3.1.2用剪床下料時(shí)，剪刃必須鋒利，并應(yīng)根據(jù)下料板厚調(diào)整好剪刃間隙，其值見下表鋼板厚度mm45678910剪刃間隙mm0.150.20.250.30.350.40.45鋼板厚度mm11121314151620剪刃間隙mm0.50.550.60.650.70.750.8剪切最后剩下的料頭必須保證剪床的壓料板能壓牢。3.1.4下料時(shí)應(yīng)先將不規(guī)則的端頭切掉。3.1.5切口斷面不得有撕裂、裂紋、棱邊。3.1.6龍門剪床上的剪切工藝3.1.6.1首先清理工件并劃出剪切線，將鋼板放至剪床的工作臺(tái)面上，使鋼板的一端放在剪床臺(tái)面上以提高它的穩(wěn)定性，然后調(diào)整鋼板，使剪切線的兩端對(duì)準(zhǔn)下刀口，控制操作機(jī)構(gòu)將剪床的壓緊機(jī)構(gòu)先將鋼板壓牢，接著進(jìn)行剪切。剪切狹料時(shí)，在壓料架不能壓住板料的情況下可加墊板和壓板，選擇厚度相同的板料作為墊板。3.1.6.2剪切尺寸相同而數(shù)量又較多的鋼板、型材時(shí)，利用擋板（前擋、后擋板和角擋板）定位，免去劃線工序。3.1.6.3利用擋板進(jìn)行剪切時(shí)，必須先進(jìn)行試剪，并檢驗(yàn)被剪尺寸是否正確，然后才能成批剪切。3.2氣割下料3.2.13.2.2切割前，將工件分段墊平（不能用磚和石塊），將工件與地面留出一定的間隙利于氧化鐵渣吹出。3.2.3將氧氣調(diào)節(jié)到所需的壓力。對(duì)于射吸式割炬是否有射吸能力，如果割炬不正常時(shí)，應(yīng)檢查修理，否則禁止使用。3.2.4預(yù)熱火焰的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)板材的厚度不同加以調(diào)整，火焰性質(zhì)均應(yīng)采用中性火焰，即打開切割氧時(shí)火焰不出現(xiàn)碳化焰。3.2.5氣割不同厚度的鋼板時(shí)，要調(diào)節(jié)切割氧的壓力，而同一把割炬的幾個(gè)不同號(hào)碼嘴頭應(yīng)盡量不經(jīng)常調(diào)換。氣割選擇見表板材厚度（mm）割炬氣體壓力（kg/cm2）型號(hào)割嘴號(hào)碼氧氣乙炔（煤氣）3.0以下G01-301～23～40.01～1.23.0～12G01-301～24～512～30G01-30～1002～45～730～50G01-1003～55～70.01～1.250～1005～66～8100～150G01-30078～12150～200810～14200～250910～143.2.6切割速度應(yīng)適當(dāng)。速度適當(dāng)時(shí)，熔渣和火花垂直向而去；速度太快時(shí)，產(chǎn)生較大的后拖量，不易切透，火花向后面，造成鐵渣往上面，容易產(chǎn)生回火現(xiàn)象。3.2.7割嘴與工件的距離3.2.7.1鋼板的氣割，割嘴與工件的距離大致等于焰芯長(zhǎng)度加上2-4毫米左右。氣割4-25毫米厚的鋼板時(shí)，割嘴向后傾斜20°-30°角，即向切割前進(jìn)的反方向。3.2.7.2氣割4毫米以下的鋼板時(shí)，割嘴向后傾斜25°-45°角，即向切割前進(jìn)的反方向。割嘴與工件表面的距離為10～15毫米，切割速度應(yīng)盡可能快。3.2.8氣割順序3.2.8.1氣割一般是從右向左方向進(jìn)行，在正常工作停止時(shí)，應(yīng)先關(guān)切割氧，再關(guān)乙炔（煤氣）和預(yù)熱氧閥門。3.2.8.2切割臨近終點(diǎn)，嘴頭應(yīng)向切割前進(jìn)反方向傾斜一些，以利于鋼板的下部提前割透，使收尾的割縫整齊。3.2.9坡口的氣割先按坡口的角度尺寸劃線，然后將割嘴按坡口角度找好，往后拖或向前操作切割，同時(shí)坡口的氣割與分離切割相比，割嘴稍慢，預(yù)熱火焰能率應(yīng)適當(dāng)減少，而切割氧的壓力應(yīng)稍大。3.2.9.2切割坡口時(shí)，可采用角度靠具和角度可調(diào)的滾輪架上調(diào)節(jié)使用。3.2.10法蘭及圓盤氣割3.2.10.1用頂規(guī)將圓十字中心樣沖眼定頂。鋼板進(jìn)行預(yù)熱，割嘴垂直于鋼板至鋼板達(dá)到切割溫度時(shí)（暗紅），將割嘴傾斜一些便于氧化鐵渣吹出，此時(shí)打開切割氧。開始切割時(shí)切割氧不要開太大，隨著往后拖割炬和逐漸相反的方向飛出，這時(shí)將嘴頭與鋼板垂直。割法蘭一般先割外圓，后割內(nèi)圓。3.2.11氣割表面質(zhì)量3.2.11.1對(duì)重要件的氣割表面應(yīng)修正、打磨。3.2.11.2氣割面垂直度偏差不大于零件厚度的5%且不得大于2mm；仿形及半自動(dòng)切割的切割面粗糙度Ra不大于（割紋深度）110-188um；手工切割面粗糙度Ra不大于400-500um。3.2.11.3氣割下料允許的尺寸偏差見表3。工作厚度mm尺寸范圍（mm）35-315＞315-1000＞1000-2000＞2000-4000＞4000-6000仿形切割半自動(dòng)切割3＜δ≤12±1.0±1.5±2.0±3.012＜δ≤50±0.5±1.0±1.5±2.050＜δ≤100±1.0±2.0±2.5±3.0手工切割3＜δ≤12±2.0±3.5±4.0±4.5±512＜δ≤50±1.5±2.5±3.0±3.5±3.550＜δ100±2.5±3±3.5±4