绞车选型设计

已知条件：

井筒斜长405米，倾角240，

提升能力按120万/年（矸石量按10%计算） 矿车自重600kg额定载重1000kg,最大载重1800kg 提最大件16.1吨，平板车1.5吨

1）：一次提升量的计算： 提升斜长LT=LH+L+LB=475m

一次提升量的确定：初选提升速度Vmas=3.8m/s 则：Tg’=2??0.263?Lt?70? =389秒 一次提升量：Q’=

C?Af?An?Tg'br?t?3600=3.39吨

考虑到在斜井上运输取Q=3.59吨 决定串车由4辆矿车组成 2）钢丝绳的选择：

钢丝绳的悬垂长度：LC=Lt+40=515m 提矸石时：

绳端荷重：Qd=n??Qz?Qk???sin提最大件时：

绳端荷重：Qd=(Qz+QK).(sin24+0.015cos24)=7392kg 钢丝绳单位长度质量计算（取Qd=7392kg） 则

11??b?Pk’=Qd???LC??sin24?0.2cos24????m??124?0.015cos24?=2688kg

=2.75kg

选用28NAT6V×19+FC1670ZS型三角股钢丝绳，Qf=577.907kN，

dk=28mm，pk=3.23kg/m，δ钢丝绳安全系数校验： m=Q??Qd?g?Pk?LCmax=2.0mm。

?g??sin24?0.2cos24???1=7>6.5满足要求

3）提升机的选择：

a.按钢丝绳直径计算：60x28=1680mm

b.提升机选型：选择JKB-2.5x2.3/20加宽单绳缠绕式变频绞车 主要技术参数如下: 滚筒直径:Dg=2.5m, 滚筒宽度:B=2.3m, 最大张力:Fjmas=90KN

提升机变位质量了：Gj=13500kg 减速比 :i=20 提升速度:Vmas=3.86m/s C:天轮选择

天轮选用TD1400/1350型游动天轮，其主要技术参数如下： 天轮直径：Dt=1400mm：游动距离：Y=1350mm： 天轮变位质量：Gt=210kg d:提升机校核：

实际最大静张力 F矸=Qd?g? F最大 =Qd?g? 满足要求 e:缠绕层数计算：

pk?g?LC?sin24?0.2cos24?=35603<90KN

pk?g?Lc??sin24?0.2cos24?=81702<90KN

按单层缠绕技术：B’=?? 钢丝绳单层缠绕 f:钢丝绳弦长计算： LX’=

B?Y2?tan1.5?LT?30??3????d?3?=1953<2300

?3.14?Dg?=18130mm

取LX=20m 则钢丝绳内外偏角??arctan-1?B-Y?0

??=1.361满足要求 ?2?L?X??g:钢丝绳长度计算：Lp?lc?lx?30?3?3.14?2.5?0.5?3.14?1.4?591m 4）：电动机预选： 按提矸石预选：Ns=

Ki?Fj?3.861000???146.9KW

按提最大件预选此时最大速度初选2m/s NS=

K1?Fj?2.01000???193.3KW

选电动机隔爆变频矿用电动机，主要技术参数如下： 额定功率：280KW 额定电压：660V 额定转速：590r/min 过载系数：2.0 效率：0.93

电动机转动惯量：25kg.m2

按额定转速核定提升机的最大速度：Vmas=5）：提升系统运动学和动力学计算

3.14?2.5?59060?20=3.86m/s

a： 提矸石时变位质量：

?M?4?1600?Lt?pk?Gt?Gj?G?27976kg

提最大件时变位质量：

?M?17600?Lt?pk?Gt?Gj?G?39286kg

b：提升矸石时v=3.86m/s

取a0=0.3m/s2；a1=a3=0.5 m/s2；a4=a6=0.3 m/s2 采用5阶段速度图运行 提升系统的运动学： 重车在井底车场运行：

初加速阶段：距离L0=0.5?V0?T0 等速阶段：距离L01=30 重车在井筒中运行： 加速阶段：t1=

Vmas?V00.5VO?Vmas2?4.72S?3.75m T0=5S

?3.75?27.5m T01=17.5S

L1=?t1?12.65m

减速阶段：t3=Vmas/0.5=7.72s L3=

Vmas?t32=14.9m

等速阶段：L2=415?12.65?14.9?387.45m T2=L2/VMAS=100.376S 地面车场中的运行： T4=t6=5s L4=L6=3.75m

等速阶段：L5=22.5m

每次提升的循环时间：

Tg=2??t0?t01?t1?t2?t3?t4?t5?t6?5??332s 井底车场初加速度 井底车场等速阶段 井筒中加速阶段 井筒中等速阶段 井筒中减速阶段 地面车场加速阶段 地面车场等速阶段 地面车场减速阶段 行程 3.75 26.25 12.65 387.45 14.9 时间 5 加速0.3 度

提最大件时采用5阶段速度图 VMAS=2.0m/s a0=a4=a6=0.2m/s2，a1=a3=0.3m/s2 重车在井底车场运行：

加速阶段：距离L=0.5?V0?5? 等速阶段：距离L=27.5m 重车在井筒中运行： 加速阶段：时间t=

Vmas?V0.3?3.3s

3.75 22.5 3.75 5 0.3 15 5 0.3 17.5 4.72 100.34 7.72 5 0.5 0.5 2.5m

距离L=4.95m 减速阶段：时间t=

Vmas0.3?6.7s

距离L=6.7s

等速阶段：距离L=415?4.95?6.7?403.35m

时间t=201.675s 重车在地面车场运行：

加减速速阶段时间t4=t6=5s 距离L4=L6=2.5m 等速阶段：时间t=25s,距离L=25m

井底车场初加速度 井底车场等速阶段 井筒中加速阶段 井筒中等速阶段 井筒中减速阶段 地面车场加速阶段 地面车场等速阶段 地面车场减速阶段 行程 2.5 时间 5 加速27.5 17.5 4.95 403.35 6.7 3.3 0.3 201 6.7 0.3 5 2.5 5 0.2 25 25 2.5 5 0.2 0.2 度

C:提升系统的动力学计算 提矸石时 在井底车场运行： 初加速度开始时： F=

K?N??mk?mz??g??sin24?0.015cos24??pk?g?Lt??sin24?0.2cos24???M?0.3=46782牛

初加速度终了时简化为F01=46782牛 等速开始时： F1’=F0??M?0.3=38089

牛

等速终了时F1=38089牛

重车在井筒提升阶段： 加速开始时F?39089??M?0.5=53077牛

加速终了时F=53077牛 等速开始时

F?K?N??sin24?0.015cos24??g?pk?g??Lt?30?14.9???sin24?0.2cos24?=

36939牛 等速终了时：F?36939?PK?g?403??sin24?0.2cos24?约等于

28977

重车沿井口栈桥提升设栈角为24 减速开始时

F?K?N?g??sin24?0.015cos24???QZ?QK???M?0.5=14989牛

减速终了时F=14989牛 力 加速度

提最大件时

初加速开始时：F=96655牛 初加速终了时力约等于：F=96655牛 等速开始时：F=88798牛 井筒中运行时

等速终了时力约等于：F=88798牛

井底车场加速开始，终了时 井底车场等速开始终了时 井筒加速开始时，终了时 井同等速开始时 井筒等速终了时 减速开始，终了时 46782 0.3 38089 53077 0.5 36939 28977 14989 0.5 加速开始时：F=100584牛 加速终了时力约等于：F=100584牛 等速开始时：F=88798牛

等速终了时力约等于：F=80747牛 减速开始时：设栈角为24 则等速开始时:F=68961牛 等速终了时力约等于：F=68961牛 力 加速度

6）：电动机的校核 a:提矸石时

按电动机的发热条件计算等效力

Fi?Fd=

2井底车场加速开始，终了时 井底车场等速开始终了时 井筒加速开始时，终了时 井同等速开始时 井筒等速终了时 减速开始，终了时 96655 0.2 88798 100584 0.3 88798 80747 68961 0.3 ?tiTd

提矸石时：

?Fi22?Ti?2246.8?5?38?15?53?4.72?100.343?36.9?36.9?29.7?29.7?22??7.72?15

2=159305KN2.S

Td?C1??t1?t3?t4?t5??t2?C2???126.56秒

则：Fd=35.48KN

电动机等效容量为 NS=Fd?Vmas?k?155kw满足

1000??按电动机最大静力矩校核： Mj=350603x1.25=43.83kn.m 电动机驱动转矩Md=9.55?按过载负荷校核：

??FmasFe?53280?0.933.86?0.78?2?0.85?1.7满足Pnn?i???84.3kn.m满足

b.提最大件时

按电动机的发热功率计算

Fi?Fd=

22?tiTd

?Fi?ti=1196

Td=227.5秒 Fd=79.7kn 电动机等效容量 NS=188KW

按电动机最大静力矩校核 Mj=81.7x1.25=102.1kn.m 不满足要求 按过载负荷校验

??FmasFe?100280?0.932?0.768?2?0.85?1.7满足

提升最大件时电动机不满足要求.

1)提升斜长的计算： 提升斜长：lt=1460m 初选Vmas=3.86m/s

决定采用有8量1吨矿车组成 2）钢丝绳的选择： 钢丝绳的悬垂长度取1500m

提矸石时：绳端载荷Qd=n(Qz+Qk)(sin16.5+0.015cos16.5)=3819kg 提最大件时：绳端载荷Qd=(Qz+Qk)(sin16.5+0.015cos16.5)=5280kg 钢丝绳的单位长度计算按提最大件时计算： Pk=Qd??11??B/m?1500??sin16.5?0.2cos16.5???1?2.13kg/m

选择28NAT6x7+FC1770ZS-521-306

主要参数：d=28mm PK=3.06kg/m Q=521KN 安全系数校验： m=Q??Qd?g?pk?g?1500??sin16.5?0.2cos16.5???1?0.71>6.5满足要求

3）提升机选择

a:按钢丝绳直径计算：60x28=1680mm

初步选用JKB-2.5X2.3/20加宽型单绳缠绕式变频绞车1台，其主要技术参数：

滚筒直径:Dg=2.5m, 滚筒宽度:B=2.3m, 最大张力:Fjmas=90KN

提升机变位置了：Gj=13500kg 减速比 :i=20 提升速度:Vmas=3.86m/s C:天轮选择

天轮选用TD1400/1350型游动天轮，其主要技术参数如下： 天轮直径：Dt=1400mm：游动距离：Y=1350mm： 天轮变位质量：Gt=210kg d:实际静张力计算

提矸石时：Fr=3819x9.8+1500x3.06x9.8x0.3=50920牛 提最大件时：Fr=5280x9.8+1500x3.06x9.8x0.3=65238牛 满足要求 e:缠绕层数计算：

按三层计算：kc=按三层缠绕

Lt?30?7?3.14?2.53.14?2300?2.528??28?3??2.38

f:钢丝绳弦长计算： LX’=

B?Y2?tan1.5=18130mm

取LX=20m 则钢丝绳内外偏角?g:钢丝绳全长计算}

lp=lc+lx+30+3x3.14x2.5+0.5x3.14x1.4=1525.7m

4）：电动机预选： 按提矸石预选：Ns=

Ki?Fj?3.861000???224kw?arctan-1?B-Y?0

??=1.361满足要求 ?2?L?X??

按提最大件预选此时最大速度初选2m/s NS=

K1?Fj?2.01000???150kw

选电动机隔爆变频矿用电动机，主要技术参数如下： 额定功率：280KW 额定电压：660V 额定转速：590r/min 过载系数：2.1 效率：0.93

电动机转动惯量：25kg.m2 5):运动学动力学计算

a：电动机预选：

按提矸石预选：Ns=Ki?Fj?3.861000???146.9KW

按提最大件预选此时最大速度初选2m/s NS=

K1?Fj?2.01000???187.5KW

选电动机隔爆变频矿用电动机，主要技术参数如下： 额定功率：220KW 额定电压：660V 额定转速：590r/min 过载系数：2.1 效率：0.93

电动机转动惯量：25kg.m2 提矸石时：?M?37500kg ?提最大件时：?Mb：运动学计算

42700kg

提升矸石时v=3.86m/s

取a0=0.3m/s2；a1=a3=0.5 m/s2；a4=a6=0.3 m/s2 采用5阶段速度图运行 提升系统的运动学： 重车在井底车场运行： 初加速阶段：距离L0=0.5?V0?T0 等速阶段：距离L01=30?3.75m T0=5S

T01=17.5S

?3.75?27.5m 重车在井筒中运行： 加速阶段：t1=

Vmas?V00.5VO?Vmas2?4.72S

L1=?t1?12.65m

减速阶段：t3=Vmas/0.5=7.72s L3=

Vmas?t32=14.9m

等速阶段：t2=355s

重车在车场的运行时间： T4=t6=5s L4=L6=3.75m 等速阶段：L5=22.5m 井底车场初加速度 井底车场等速阶段 井筒中加速阶段 井筒中等速阶段 井筒中减速阶段 地面车场加速阶段 地面车场等速阶段 地面车场减速阶段 行程 3.75 26.25 12.65 1372 时间 5 加速0.3 度 提最大件时 井底车场初加速度 井底车场等速阶段 井筒中加速阶段 井筒中等速阶段 14.9 7.72 5 0.5 3.75 22.5 3.75 5 0.3 15 5 0.3 17.5 4.72 355 0.5 井筒中减速阶段 地面车场加速阶段 地面车场等速阶段 地面车场减速阶段 行程 2.5 时间 5 加速27.5 17.5 4.95 1372.45 6.7 3.3 0.3 686.25 6.7 0.3 5 2.5 5 0.2 25 25 2.5 5 0.2 0.2 度 C：动力学计算： 提矸石时：

重车在井底车场开始时： 开

始

时

：

F?KN?1600?g?(SIN16.5?0.015COS16.5)?Lt?Pk?g?(SIN16.5?0.2COS16.5)??M?0.3=66139牛

加速终了时约等于66139牛 重车在井底车场等速开始时： F=54890牛

重车在井底车场等速终了时约等于54890牛 井筒中运行 加速开始时：

F?KN?1600?g?(SIN16.5?0.015COS16.5)?Lt?Pk?g?(SIN16.5?0.2COS16.5)??M?0.5 =73639牛

加速结束时约等于：73639牛 等速开始时：F=54890牛 等速结束时：F=41395牛 减速开始时：F=41395_?M?0.5=22645

牛

减速终了时约等于：22645牛

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