绞车钢丝绳最大静张力验算
绞车验算
一.已知条件：1、提升机：型号JKB-2/25滚筒直径D＝2000mm滚筒宽度＝1800mm绳速V＝3.0m/s电机功率160KW2、最大静张力F＝5850Kg 减速比253、制动直径m＝2.24m4、活塞有效面积A＝138.3cm25、提升绳：型号6×7－Ф24.5－1670 P k＝2.129kg/m Qs＝34500kg6、盘型闸副数87、提升长度：L＝850m L1＝570m α1＝170L2=280m α2＝2008、最大巷道倾角α=20°9、每钩提车数410、摩擦系数f1＝0.01 矿车轨道摩擦系数f2＝0.2 钢丝绳与巷道的摩擦系数μ′＝0.35 闸瓦与闸盘的摩擦系数二、提升量校验1.掘进：3×8×2.0×1.5÷0.85=85（个)其中：3—掘进头数8—巷道断面m22—每班进尺1.5—松散系数0.85—装满系数2.回采：10个3.每班共用矿车数n1=85+10=95(个)4、每提升循环所需时间T g=（0.4L+59）×2=（0.4×850+59）×2=798(S)5、提升能力校验每班提升钩数：G=3600T÷Tg=3600×5÷742=24.2（钩）其中：T=5 每班提物时间每钩提车数：n=24.2×4=96.8>95 取n=4提升能力满足要求三、钢丝绳校验1、提物时的安全系数Q d =n(Q 1+Q 2)(sina+f 1cosa)=4×（600+1800）×（sin20°+0.01×cos20°）=3373kg其中： Q 1=600kg 矿车自重Q 2=1800kg 装载重量f 1=0.01 矿车轨道摩擦系数m ＝Qs ÷[Q d ＋L*P k （sina ＋f 2cosa ）]=34500÷[(3373+850×2.129(sin20+0.2cos20))=7.96>7.52、钢丝绳安全系数提人时安全系数（按提二节人车计算）Q d1=(Q 3+n 2Q 4+n 3 Q 5)(sina+f 1cosa)=（1756+1903+2×15×70）×（sin20°+0.01cos20°）=2024kg 其中：Q 3=1756kg 头车重量Q 4=1903kg 尾车重量Q 5=70kg 每人平均重量n 2=１尾车数量n 3=30载人数m ＝Qs ÷[Q d1＋L*P k （sina ＋f 2cosa ）]＝34500÷[(2024+850×2.129(sin20+0.2cos20))=11.5＞93.提综采支架综采支架重量9130kg平盘车重量 1000kgQ d2=( 9130+1000)(sina+f 1cosa)= 10130×（sin20°+0.01cos20°）=3559kgm ＝Qs ÷[Q d2＋L*P k （sina ＋f 2cosa ）]＝34500÷[(3559+850×2.129(sin20+0.2cos20))=7.63＞7.5钢丝绳满足要求四、钢丝绳在滚筒上缠绕层数Kc ：《煤矿安全规程》409条规定，斜井升降人员和物料的缠绳不超过两层，升降物料的不超过三层，按缠绕两层计算滚筒宽度：B=())()d (4330εφππ+++++Dg Kc Dg L =)25.24()0245.02(22730850++⨯++ππ=1780mm 其中：Kc=2 缠绕层数ε=2 绳间间隙滚筒满足要求五、最大静张力校验Fz=Q d1+LP k (sin α+f 2cos α)=3373+2.129×850（sin20°+0.2cos20°）=4332kg ＜5850kg 满足要求六、电机功率验算 N=η102.15.1v Fz =85.0102 3.0332415.1⨯⨯⨯=172KW 七、静力矩计算M j ＝9.8｛〔n （Q 1+Q z ）+P K L 〕sina-〔n(Q 1+Q z )f 1+P k Lf 2〕cosa ｝×2D ＝9.8×｛（9600+2.129×850）sin20-（9600×0.01+2.129×850 ×0.2）cos20｝×22＝34026N.M八、制动力矩计算：M z ＝3 M j ＝3×34026＝102077N.M九、制动减速度自然减速度Ac ＝g （sina+fcosa ）=9.8×(sin17+0.015cos17)=3.44 m/s 2 变位重量∑G ＝n(Q 1＋Q 2)＋P k L k ＋G d ＋G t ＋G j＝4×(1800＋600)＋2.129×（850＋30＋7п×2.5）＋14584＋358＋7653＝34186kgL K :钢丝绳总长度G d :电机变位质量G t ：天论变位质量G j ：提升机变位质量1.上提重载：a zx =()()49.328.218634402632077102.2j =⨯+=+∑D M M M Z m/s 2a zx ＞Ac 不符合要求采用二级制动一级制动力矩计算：a zx )cos (sin 3.0a f a g +≥＝0.3×9.8×（sin20+0.01cos20）＝1.03m/s 2取a zx ＝1.05 m/s 2M z1＝j 1zx 2a M D G +••∑ ＝34186×1.05×228.2+34026 ＝74947N.M验算上提重载：a zx =()()8.228.2341863402674947221j =⨯+=•+∑D G M M Z m/s 2a zx ＜Ac 满足要求2.下放重载：a zx =()()75.128.23418634026102077221j =⨯-=•∑D G M M Z －米/秒＞0.3A C =0.3×3.44=1.03m/s 2满足要求十、动力矩计算：每一制动缸产生的正压力P 1=a 2.431002381340.9535.014.11002102077MP nAR M Z ＝＝。
绞车牵引最大载荷计算 (1)
副斜井绞车提升最大牵引重量安全效验计算第一节提升拉力效验计算1、副斜井钢丝绳提物时最大静张力验算最大静张力F max验算提升机设计许用最大静张力F max为90KN=9吨钢丝绳实际最大静张力F jmF jm=n(Q+Q z)g（sinα+f1cosα）+P k L max g(sinα+f2cosα)式中：n为提升车数，取1Q+Q z为单车提升重量2350kgg为重力加速度，9.8m/s2α为提升倾角，15°f1为矿车沿轨道运行的阻力系数0.015P k为每米钢丝绳自重，4.33kg/mL钢丝绳最大悬垂长度1200mF2为钢丝绳运行的阻力系数0.17n(Q+Q z)g≤WqWq为最大牵引重量F jm=Wq（sin15+0.015*cos15）+4.33*1200(sin15+0.17cos15)=<9000KgWq*0.27+5196*0.423≤9000KgWq≤25192.6Kg即最大牵引重量25吨第二节钢丝绳安全效验计算求提升钢丝绳安全系数mm=Q z/F jm式中Q z—钢丝绳全部破断拉力总和，KN；Q z=733.91KNF jm—钢丝绳最大静张力，按最大牵引重量计算F jm=Wq（sin15+0.015*cos15)+4.33*1200(sin15+0.17cos15）=25000*9.8（sin15+0.015*cos15)+4.33*1200*9.8(sin15+0.17cos15)=25000*9.8*0.27+5196*9.8*0.423=66150+21539=87689N；F jm=87.7KN。
将各参数代入上式得：m=Q z/F jm=733.91÷87.7=8.3﹥6.5通过计算安全系数大于《煤矿安全规程》第408条的规定值，故安全可靠。
绞车提升系数及钢丝绳校验
副井JK-2.5/20E型绞车及钢丝绳提升能力校验编制：审核：科长：主管经理：总工程师：机电动力科二零零九年十月十四日副井JK-2.5/20E型绞车及钢丝绳提升能力校验一、副井绞车提人及提物时最大静拉力计算：已知条件:副井筒长度L0=814M,JK-2.5/20E型提升绞车最大静拉力：90KN,副井筒斜角β=25°,最多提升矿车数量n=5辆，矿车自重600kg，渣重2200kg，所配用钢丝绳6*7-Φ32，每米自重4.0kg，破断拉力729KN,人车型号：XRB15-6/6，首车两辆，尾车一辆，乘人数量41人，每人重量75kg，首车自重2200kg，尾车自重1000kg,支架自重17.5t，平板车自重1.5t。
计算公式：F jm =n.g(m1+m z1)(sinβ+f1cosβ)+mp1g(sinβ+f2cosβ)式中；F jm—钢丝绳所受最大静张力，N；n—最多提升矿车数量，5辆；g—重力加速度，取10m/s2；m—提升总长，取814m。
m l--碴重，取2200kg；m z1--矿车自重，取600kg；β1--提升倾角，取25°；（井筒坡度）β2--提升倾角，取7°；（栈桥坡度）m2--提升长度，取764米；（变坡点以下至底弯道）m3--提升长度，取50米；（栈桥长度）p l--钢丝绳自重，取4.0kg/m；f2--摩擦系数，取0.15；f1—阻力系数，取0.015；m a—钢丝绳安全系数。
（1）提物时所需要的最大拉力：F jm =n.g(m1+m z1)(sinβ+f1cosβ)+mp1g(sinβ+f2cosβ)=5*10（2200+600）（sin25°+0.015cos25°）+814*4.0*10*(sin25°+0.15cos25°)=140000*0.4362+34188*0.6038=61068+20642.7=81710.7（N）≈82(KN)（2）提人时所需要的最大拉力：F jm =n.g(m1+m z1)(sinβ+f1cosβ)+mp1g(sinβ+f2cosβ)=10*（41*75+2200*2+1000）（sin25°+0.015cos25°）+814*4.0*10（sin25°+0.15cos25°)=84750*0.4362+34188*0.6038=36967.95+20642.7=57610.65（N）≈58(KN)（3）提支架时所需要的最大拉力：F jm =n.g(m1+m z1)(sinβ1+f1cosβ1)+m2p l g(sinβ1+f1cosβ1)+m3p l g(sinβ2+ f2cosβ2)=9.8*19000*0.4362+764*4*9.8*0.4362+50*4*9.8*0.1367=81220.44+13063.67+267.932=94552.032（N）≈95（KN）（4）绞车最大提升重量计算：根据公式：F jm =n.g(m1+m z1)(sinβ+f1cosβ)+mp1g(sinβ+f2cosβ) 得：m l= [F jm - mp1g(sinβ+f2cosβ)/ (sinβ+f1cosβ)] *n.g- m z1=(90000-13918.6)/0.4362*10-1500=16.3(吨)二、校验钢丝绳安全系数：1、提物时：m a=Q d/ F jm式中：m a—提物时钢丝绳安全系数；Q d—钢丝绳破断拉力。
绞车验算公式及相关参数
绞车验算公式及使用说明
一、绞车验算公式
说明：1、公式中必须填写的数据：绞车最小静张力、斜巷角度、钢丝绳直径、钢丝绳破断力、挂车数、矿车自重、每车载矸重量、钢丝绳单位长度重量、提升钢丝绳长度。
2、公式中斜巷角度a（弧度）由斜巷角度自动转换，不用直接填写。
3、车阻力系数f1、钢丝绳运行阻力系数f2为分别为0.015、0.2。
4、计算结果中钢丝绳所受最大静拉力Wj(KN)必须小于绞车最小静张力、钢丝绳破断拉力；钢丝绳安全系数不小于6.5。
二、钢丝绳和绞车参数
1、钢丝绳重量换算
2、钢丝绳破断拉力
3、绞车参数。
小绞车钢丝绳强度验算
小绞车钢丝绳强度验算
一、基本条件
1、提升车辆：
一个旱船： G自=280kg G载=1000kg(物料)
提升钢丝绳：
直径φ12.5mm 重量0.71kg/m 破断拉力总和14800kg
2、提升绞车
型号：JD-11.4kw 提升能力：1000kg
二、计算公式：
1、提升钢丝绳正常提升受力情况
（１）净张力（2）弯曲力（3）扭转应力（4）接触应力（5）挤压应力
（6）磨损（7）腐蚀
2、采用JD-11.4kw绞车4″钢丝绳提升时：
Fjm = N ×（G+G1）（sinθ +f1cosθ）+ PL（sinθ +f2cosθ）
= 1×（280+1000）（sin32+0.015cos32）+ 0.54×154×
（sin32+0.2cos32）
= 694.6+58 = 752＜ F = 1000
安全系数 m = Q/Fjm = 8870 / 752 = 11.8＞6.5
θ：切眼倾角，32°
Fjm：提升钢丝绳所受的最大净张力
F：提升绞车的最大能力
Q：提升钢丝绳的破断拉力总和
G：提升货物的重量总和
G1：提升车辆的重量总和
f1：容器运行阻力系数（一般取：0.015 ）
f2：钢丝绳运行阻力系数（一般取：0.15～0.2 ）
m：提升安全系数 ma：安全规程中要求的提升安全系数（6.5）
N：为计算的提升车数 P ：钢丝绳单位长度的质量（Kg/m）
L：斜井中绞车滚筒至串车尾车在井下停车点之间的斜长（米）。
煤矿钢丝绳验算方法
主井钢丝绳验算主井垂深250米，提升机型号为2JK-2×1，钢丝绳型号为18×7-φ26mm。
箕斗自重2t、容重3t。
一、提升最大载重量时，钢丝绳最大静张力Fjm=(Q+QZ) +PLc=（2000+3000）×9.8+2.444×9.8×360=5000×9.8+8622=49000+8622=57622N=57.6KN绞车最大静张力为90KN＞57.6KN，满足要求二、提物时钢丝绳实际安全系数为：m=Qd/Fjm=538.36/57.6=9.3＞6.5钢丝绳安全系数符合要求Fjm——最大静张力，KN；Q——容器有益载重量，按3000Kg计算；QZ——容器自身重量，每节按2000Kg计算；P——每米钢丝绳重，26mm钢丝绳每米按2.444kg×9.8=23.95N计算；Lc——钢丝绳长度。
按360米计算（井筒深度250米）；Qd——钢丝绳最大破断拉力，KN；（实测为538.36KN）m——《煤矿安全规程》规定，新绳升降物料安全系数不小于6.5；副井提升矿车时钢丝绳验算副井为斜巷串车提升，斜巷长度329米，坡度28度，提升机型号为JK-2.5×2，钢丝绳型号为6T×7-φ28mm。
每次提升矿车5辆（特殊车辆1辆），矿车自重0.6t、容重2t（矸石车）。
一、提升五辆矸石车时钢丝绳最大静张力Fjm=(Q+QZ)(sina+f1cosa)+PLc(sina+f2cosa)=（2000+600）×5×9.8（sin28+0.012cos28）+2.74×9.8×350(sin28+0.17cos28)=127400×0.48+9398×0.628=61152+5902=67054N=67KN二、提物时钢丝绳实际安全系数为：m=Qd/Fjm=576.8/67=8.6＞7.5钢丝绳安全系数符合要求Fjm——最大静张力，KN；Q——容器有益载重量，按每矿车装矸石2t计算；QZ——容器自身重量，按0.6t计算；a——倾角。
绞车提升能力的验算
绞车提升能力的验算一.已知条件：1、提升机：型号JTPB-1.2×1P滚筒直径D＝1200mm滚筒宽度＝1000mm绳速V＝2.0m/s电机功率55KW2、最大静张力F＝5850Kg 减速比31.5 F=30KN3、制动直径m＝2.24m4、活塞有效面积A＝138.3cm25、提升绳：型号6×7－Ф24.5－1670 P k＝2.129kg/m Qs＝34500kg6、盘型闸副数87、提升长度：L＝850m L1＝570m α1＝170 L2=280m α2＝2008、最大巷道倾角α=20°9、每钩提车数410、摩擦系数 f1＝0.01 矿车轨道摩擦系数f2＝0.2 钢丝绳与巷道的摩擦系数μ′＝0.35 闸瓦与闸盘的摩擦系数二、提升量校验1.掘进：3×8×2.0×1.5÷0.85=85（个)其中：3—掘进头数8—巷道断面m22—每班进尺1.5—松散系数0.85—装满系数2.回采： 10个3.每班共用矿车数n1=85+10=95(个)4、每提升循环所需时间T g=（0.4L+59）×2=（0.4×850+59）×2=798(S)5、提升能力校验每班提升钩数：G=3600T÷Tg=3600×5÷742=24.2（钩）其中：T=5 每班提物时间每钩提车数：n=24.2×4=96.8>95 取n=4提升能力满足要求 三、钢丝绳校验1、提物时的安全系数Q d =n(Q 1+Q 2)(sina+f 1cosa)=4×（600+1800）×（sin20°+0.01×cos20°）=3373kg其中： Q 1=600kg 矿车自重Q 2=1800kg 装载重量f 1=0.01 矿车轨道摩擦系数m ＝Qs ÷[Q d ＋L*P k （sina ＋f 2cosa ）]=34500÷[(3373+850×2.129(sin20+0.2cos20))=7.96>7.52、钢丝绳安全系数提人时安全系数（按提二节人车计算） Q d1=(Q 3+n 2Q 4+n 3 Q 5)(sina+f 1cosa)=（1756+1903+2×15×70）×（sin20°+0.01cos20°）=2024kg 其中：Q 3=1756kg 头车重量Q 4=1903kg 尾车重量 Q 5=70kg 每人平均重量 n 2=１尾车数量 n 3=30载人数m ＝Qs ÷[Q d1＋L*P k （sina ＋f 2cosa ）]＝34500÷[(2024+850×2.129(sin20+0.2cos20))=11.5＞93.提综采支架综采支架重量9130kg 平盘车重量 1000kgQ d2=( 9130+1000)(sina+f 1cosa)= 10130×（sin20°+0.01cos20°）=3559kg m ＝Qs ÷[Q d2＋L*P k （sina ＋f 2cosa ）]＝34500÷[(3559+850×2.129(sin20+0.2cos20))=7.63＞7.5 钢丝绳满足要求四、钢丝绳在滚筒上缠绕层数Kc ：《煤矿安全规程》409条规定，斜井升降人员和物料的缠绳不超过两层，升降物料的不超过三层，按缠绕两层计算滚筒宽度：B=())()d (4330εφππ+++++Dg KcDg L =)25.24()0245.02(22730850++⨯++ππ=1780mm 其中：Kc=2 缠绕层数ε=2 绳间间隙 滚筒满足要求 五、最大静张力校验Fz=Q d1+LP k (sin α+f 2cos α)=3373+2.129×850（sin20°+0.2cos20°）=4332kg ＜5850kg 满足要求 六、电机功率验算N=η102.15.1v Fz =85.0102 3.0332415.1⨯⨯⨯=172KW 七、静力矩计算M j ＝9.8｛〔n （Q 1+Q z ）+P K L 〕sina-〔n(Q 1+Q z )f 1+P k Lf 2〕cosa ｝×2D ＝9.8×｛（9600+2.129×850）sin20-（9600×0.01+2.129×850 ×0.2）cos20｝×22＝34026N.M八、制动力矩计算：M z ＝3 M j ＝3×34026＝102077N.M 九、制动减速度自然减速度Ac ＝g （sina+fcosa ）=9.8×(sin17+0.015cos17)=3.44 m/s 2 变位重量∑G ＝n(Q 1＋Q 2)＋P k L k ＋G d ＋G t ＋G j＝4×(1800＋600)＋2.129×（850＋30＋7п×2.5）＋14584＋358＋7653＝34186kg L K :钢丝绳总长度 G d :电机变位质量 G t ：天论变位质量 G j ：提升机变位质量1.上提重载： a zx =()()49.328.218634402632077102.2j =⨯+=+∑DM M M Z m/s2a zx ＞Ac 不符合要求 采用二级制动 一级制动力矩计算：a zx )cos (sin 3.0a f a g +≥＝0.3×9.8×（sin20+0.01cos20） ＝1.03m/s 2取a zx ＝1.05 m/s 2M z1＝j 1zx 2a M D G +••∑ ＝34186×1.05×228.2+34026＝74947N.M验算上提重载： a zx =()()8.228.2341863402674947221j =⨯+=•+∑DG M M Z m/s2a zx ＜Ac 满足要求2.下放重载：a zx =()()75.128.23418634026102077221j =⨯-=•∑DG M M Z －米/秒＞0.3A C =0.3×3.44=1.03m/s2满足要求十、动力矩计算：每一制动缸产生的正压力P 1=a 2.431002381340.9535.014.11002102077MP nAR M Z＝＝。
提升系统最大静张力_最大静张力差_钢丝绳安全系数_制动力矩和制动减速度验算
主井绞车性能验算主井提升系统参数Q物———次提煤载荷重量2000kgQZ物——提升容器自重1500kgp ——钢丝绳每米重量2.165kg/mL ——主井井深107mQd——钢丝绳破断拉力总和320500N1、提升绞车强度验算（1）最大静张力验算根据矿井实际提升情况计算最大静张力Fjm物Fjm物=Q物+QZ物+pL=41470.219N验算Fjm物≤[Fjm],查所用提升绞车规格表可得提升绞车设计许用最大静张力[Fjm]=42000N，验算41470.219N≤42000N即Fjm物＜[Fjm]符合要求（2）最大静张力差验算根据矿井实际提升情况计算最大静张力差Fjc物Fjc物= Q物+ pL=26770.219N查所用提升机规格表可得提升机设计许用最大静张力差[Fjc]=30000N，验算26770.219N≤30000N，即Fjc物＜[Fjc]，符合要求。
2、钢丝绳安全系数M 物= Qd Fjm 物=7.728＞6.5 ，符合要求 主井提升系统：1、安全制动力矩验算：所需3倍最大静荷重力矩 3 Mj =3* Fjc 物*r=64248.525NMMz=∑Fz*R=（F1+F2）*R=(33000+37000)*1.4=98000NM ＞3 Mj ，符合安全规程要求。
其中：∑Fz ——实测各组闸的制动力之和；R ——试验时，Fz 的作用半径，R=1.4mr ——滚筒半径，0.8m 。
2、主井提升系统安全制动减速验算：保险闸发生作用机械减速度（1）安全规程要求：上提重载≤5m/s 2az=Mz+Mj ∑m*R=4.81 m/s 2＜5m/s 2符合要求 （2）安全规程要求：下放重载≥1.5 m/s2az=Mz-Mj ∑m*R=3.087 m/s 2＞1.5 m/s 2 其中：Mz ——实测提升绞车保险闸作用时的制动力矩，98000NM，Mj——实际测量最大静荷重力矩，21426.175NM，R——滚筒半径0.8m∑m——提升系统总变为质量，∑m =1g[ Q物+ 2QZ物+nPLp+2Gt+Gj+Gd]=31003.83kg,其中：Gj——提升绞车（包括减速器）的变位重量，36879N （查提升绞车的规格表）；Lp——每根提升主绳实际全长200m；n——主绳根数，单绳缠绕式提升系统；Gt——天轮的变位重量，2200N（查天轮的规格表）；Gd——电机转子变位质量，212558.6N。
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绞车钢丝绳最大静张力验算
由于受到运输线路及工作环境的限制，为安全考虑建议牵引3个矿车。
现将安全系数验算如下：
一、钢丝绳安全系数的验算：
1、钢丝绳破断拉力(Ф20.5) Fs=271.6KN(试验值）
2、钢丝绳最大静荷重FJmax=(Q+Qz) (sin a+flcos a)+PL(sin a+f2cos a)
式中n: 提升容器数3
Q: 一次提升有效载重量1800kg
QZ：容器自重900kg
a: 巷道最大坡度17°
F1: 提升容器运行阻力系数取0.015
F2：钢丝绳阻力系数取0.2
P: 钢丝绳每米重量 1.66kg/m
L: 钢丝绳最大倾斜长度300M
FJmax=3(1800+900)(sin17°+0.015cos17°)+1.66×300(sin17°+0.2cos17°)
=2484.02122+240.8490623
=2725.251184(kg)
Fs 271.6×1000
3、钢丝绳安全系数m=————=———————=10.1694471>6.5
FJmax 2725.25×9.8
结论：符合使用要求。
二、提升机静张力验算：
1、绞车滚筒上所受最大静张力：FJmax=2725.251184kg=26.7074616KN
2、绞车额定静张力：FJc=30KN
3、FJe>FJmax
结论：符合使用要求。