9章 多绳摩擦提升设备的选型计算

除了以上的计算外，Hzx数值的最后确定，在结合建筑结构特点的情况 下，还应根据防滑性能对围抱角的要求，进行适当的调整。 提升钢丝绳在主导轮上的围抱角α，是按弧度计算的，可以利用下式求 出 180 (9-11) 180 生产厂希望多绳摩擦提升机实际使用的围抱角不超过195°。实际使用 中应具体计算，hl的数值也是可以适当调整的。
专为升降物科时：
专为升降人员时： 降人员和物科时：
ma＝7.2-0.0005Hc
ma＝9.2-0.0005Hc
(9-14)
(9-15)
1) 升降人员时：ma＝9.2-0.0005Hc
2) 混合提升时：ma＝9.2-0.0005Hc 3) 升降物料时：ma＝8.2-0.0005Hc 根据计算出的p值，从钢丝绳规格表中选出钢丝绳。
量轻、投资省等一些优点。 2) 由于多绳摩擦提升机的提升钢丝绳的长度是固定的，在运行的 短暂间歇时间里，无法调节钢丝绳的长度，因而双容器提升只适用于 一个生产水平。
• 当矿井为多水平同时生产时，双容器只适用于最深的生产水平，一般为主要生产 水平。在这个生产水平以上的各个生产水平，将只能作单容器提升的方式运行。 • 由于楔形罐道是井口及主要生产水平的必要的安全设施，提升容器不可逾越楔形 罐道，因而，将不能为主要生产水平以下的生产水平服务。
F j Qz Q np H k' H t n1qH H g
F j Qz z G G0 np H H t n1qH H g
' k
(9-23) (9-24)
式(9-23)及(9-24)系按提升容器重载、停止在井底的停车点位置上列出的 计算式，这适用于等重尾绳及轻尾绳的提升系统(对于重尾绳的提升系统， 若重力差不超过3％的系统也适用)。
从选型设计上说，希望采用等重尾绳，这对于生产管理也较方 便(规格较少)，实际上当钢丝绳(提升绳及尾绳)的具体规格确定后， 往往并不一定能做到完全相等，故在确定尾绳的规格时，可以使尾 绳的总单重略重于提升钢丝绳的总单重(一般以不超过3％为宜)，在 这种前提下，提升系统的动力学可以按等重尾绳的提升系统计算， 这样的简化计算，可以允许。
5. 验算钢丝绳的安全系数
• 箕斗提升：
nQq ma g Q Qz npH c
nQq ma g Q z G G0 npH c
(9-16)
• 罐笼提升：
(9-17)
说明：由于还要对多绳摩擦提升的防滑性能进行验算，当防滑条 件不能满足时，还需要增加提升容器的重量(加配重)以满足防滑 的要求，在这种情况下，由于提升容器重量的增加，应根据增加 配重后的容器自重，对提升钢丝绳的安全系数重新校验。
2) 当已知Hzx、R、r、S时，提升钢丝绳在主 导轮上增加的围抱角θ，
arcsin
•
Rr L arctg 0 b H zx
(9-8)
式中 b—主导轮中心与导向轮中心的距离,m；
L0 S r R
•
(9-9)
L0—主导轮中心与导向轮中心的水平距离,m； (9-10) 2 2 b H zx L0
（二）提升钢丝绳的选算计算步骤
1. 提升钢丝绳的绳端荷重Qd
箕斗提升时：
Qd Q+Qz g
Qd Qz z G G0 g
(9-1) (9-2)
罐笼提升时：
式中 Qz —— 提升容器(箕斗或罐笼)的质量，kg；
Q —— 一次提升量，kg；
z —— 每次提升的矿车数； G —— 矿车中货载质量，kg； G0 —— 矿车的质量，kg； g —— 重力加速度，m/s2。
在确定提升钢丝绳和平衡尾绳的结构品种及规格、数量之后，实 际上的总单重将只可能出现以下三种情况：
1) 轻尾绳系统 2) 等重尾绳系统 3) 重尾绳系统 npg > n1qg npg = n1qg npg < n1qg (9-18) (9-19) (9-20)
式中 n —— 提升钢丝绳的数量； n1 —— 平衡尾绳的数量； q —— 平衡尾绳的每米质量，kg/m。
对于重力差大于3％的重尾绳系统，则应该按提升容器在井口停
车的位置上，列出相应的计算式，即 箕斗提升时，
Fj Qz Q npH k' n1q H t H H g
Fj Qz z G G0 npH k' n1q H t H H g
Hr —— 容器全高，m； Hf —— 防撞梁底部至导向轮 层层面的高度，m； Hl —— 导向轮轴中心距楼板 层面的高度，m； Hzx —— 主导轮中心至导向 轮中心的高度，m。
(9-6)
3. Hzx数值的确定
应结合选定的多绳摩擦提升机主导轮的直径，从表9-1中选用。对 于无导向轮的多绳摩擦提升机，Hzx = 0。
总之，设计上要尽量采用等重尾绳，当做不到这一点时，也应该 使差重不能太大。
平衡尾绳除了只担负其本身的重力外，并无其它外加的负荷，因 此，选用抗拉强度较低的钢丝绳，其安全系数也是较大的，《煤 矿安全规程》对尾绳的安全系数并无具体规定，故不必再验算尾 绳的实际安全系数。
当选用圆股钢丝绳(包括多层不旋转圆股钢丝绳)作平衡尾绳时， 抗拉强度可选用1400MPa的钢丝绳，无需更高的抗拉强度。
式 中 σB — 钢 丝 绳 公 称 杭 拉 强 度 ， Pa ； γ0 — 钢 丝 绳 密 度 ， kg/m3 ； n — 钢丝绳数目； g — 重力加速度，m/s2； ma — 提升钢丝绳的安全系数。
ma —— 提升钢丝绳的安全系数，《煤矿安全规程》及《煤炭工 业设计规范》规定：
当钢丝绳悬垂长度Hc不大于1200m时，按下列公式计算：
应该指出，这里 Hzx的数值是做为设计开始时估算用的，在具体设 计中可能有变化，在确定井塔高度时不仅受到罐道类型（钢罐道 或钢缝绳罐道）的影响，对于钢丝绳罐道，如果采用液压调绳装 置，则防撞梁底部至导向轮层地面的高度Hf，还要比一般绳罐道加 大一些，因此，对于 Hk' 数值的确定，不可过分地压缩。设计上应 考虑留有余地。
4) 双容器提升系统，由于提升钢丝绳的变形(包括弹性伸长和残余 变形)的影响，以及提升钢丝绳在主导轮衬垫上的蠕动，在实际 运转中，只能保证井口的准确停车，即使是一个生产水平，也不 能保证井底的容器停在准确的位置上。 • 单容器的提升系统，则不受钢丝绳的变形影响，能够确保在各个 生产水平的准确停车。由于这一原因，往往某些只有一个生产水 平的矿井也采用单容器的提升系统。 5) 对于多水平生产，而且对于煤有不同的品种、牌号有分装分运要 求时，可以按照具体的产量及生产水平的需要，在一个井筒中装 设两套单容器带平衡锤的提升设备。也可以采用一套单容器，另 一套双容器提升方式。 究竟采用双容器或单容器的提升方式，应该结合矿井的具体特点， 经过技术经济上的比较，权衡利弊后，才能最后确定。
3) 单容器带平衡锤的提升系统特别适合于多水平提升的矿井使用。 而且由于平衡锤的重力大于提升容器的自重，因而改善了多绳摩擦提 升系统的防滑性能。
对于同样提升高度及相同产量的矿井，采用单容器带平衡锤的提升系统时，则必 须采用一次装载量较大的提升容器。因此相应地增大了多绳摩擦提升机(包括电动机)， 设备重量、建筑面积及投资等都要随之相应增加。
二、提升钢丝绳的选择原则及计算方法
（一） 提升钢丝绳品种结构的选择原则
1) 当供应的条件允许时，应优先采用三角股钢丝绳；
2) 在三角股钢丝绳 的货源无法解决 时，应选用线接 触、品种结构为 W(瓦林吞式)、T (填充式)的同向 捻圆股钢丝绳； 3) 在只有普通圆股 点接触钢丝绳时， 则应选用同向捻 的钢丝绳。
H c H H Ht H k'
• 式中 HH —— 尾绳环的高度，m，
(9-3)
2. 钢丝绳最大悬垂长度Hc
H H H g 1.5S
(9-4)
S —— 提升钢丝绳的中心距(即提升容器在井筒中的中心距)，m； Hg —— 过卷高度，m，《煤矿安全规程》及《煤炭工业设计规范》 规定：当提升速度小于10m/s时，过卷高度不小于速度值，且不小 于6m；当提升速度不小于10m/s时，不小于10m； Ht —— 提升高度，m；
三、平衡尾绳的选择
平衡尾绳是为了平衡提升钢丝绳的重量而获得等力矩设置的。尾绳并 不负担其它载荷．而只承受其下面悬垂的钢丝绳本身的自重。 为了保证提升系统的安全运行，要求平衡尾绳具有不旋转、不扭结等 特点。可使用扁钢丝绳作平衡尾绳。扁钢丝绳的主要缺点是，由于完全 用手工编织，生产效率很低，产量很小，根本不能满足大多数矿井的使 用需要。可用多层不旋转圆股钢丝绳：18×7、34×7两种。 目前，绝大多数生产矿井都已改用圆股钢丝绳作平衡尾绳。新建的矿 井，设计中也已全部选用6×19、6×24、6×37等品种普通圆股钢丝绳 作平衡尾绳。 可选用两条规格、品种结构相同的钢丝绳作平衡尾绳。也可选用三条。 为了使平衡尾绳的总单重与提升钢丝绳的总单重接近甚至相等，在采用 三条绳时，可以是品种结构、规格相同的；也可以是相同的品种结构， 不同的规格(单重)的三条绳，具体的组成有两种：即“中粗侧细”或 “中细侧粗”的办法。
4. 确定提升钢丝绳每米质量p
提升钢丝绳每米质量p的计算公式 箕斗提升，
p Q Qz
B n Hc g 0 ma
(9-12)
罐笼提升：
B p Q z G G0 n Hc g 0 ma
(9-13)
第九章
多绳摩擦提升系统的选型计算
第一节 第二节 第三节 多绳摩擦提升系统选型计算的一般原则 多绳摩擦提升的防滑分析 多绳摩擦提升有关参数的确定
河北工程大学机电学院
第一节
多绳摩擦提升系统选型计算的一般原则