钢丝绳的安全系数计算
钢丝绳安全拉力计算和估算
❖ 解： F=GB ❖ ∵ G=2000kg ❖ a=45 B=0.71 ❖ ∴ F=20000.71
=1420kg.f 换算为国际单位则F=14200N.
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建筑机 械
钢丝绳 安全拉力 计算
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主讲：周年崧
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钢丝绳在不同角度时的受力计算 P144
❖ 所谓不同角度，是指钢丝绳与构件重物所形 成的水平夹角。
❖ 在重物不变的情况下，a的角度增大， （0~90之间）吊索所受的力则减少。
❖ 反之，a的角度变小，则吊索所受的力反而增 大。。
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❖ 所以在结构起重吊装中，绳索与构件的水平 夹角不宜小于30，
6
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1742.5
㎏
误差1％
例：有一钢丝绳用于起重吊装， 已知d＝9.3 ㎜ 请估算其安全拉力。
❖ 解：F=9×d×d
❖ =99.39.3 ＝778.41 ㎏f
❖ 正规计算应是774.92
解：F=
＝
5470 (㎏)×0.85
6
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误差0.5％
774.92
㎏
注：如果安全系数不是6， 则安全拉力为:
解：F=
12300 (㎏)×0.85 ＝安全拉力计算
F=
破断拉力总和ⅹ受力不均匀系数 安全系数
例:已知 d=9.3
K=6 求F=?
解：F= 5470 (㎏)×0.8=5774.9 ㎏
6
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钢丝绳安全拉力的估算
❖ 安全拉力的估算牵涉到钢丝绳的用途和安全系数， 作为起重吊装，一般取安全系数为6，所以作为起 重吊装专用的钢丝绳的安全拉力估算公式则为：
钢丝绳安全系数计算
1、钢丝绳在滚筒上的位置
钢丝绳在滚筒上缠绕时总是倾斜的，在无槽的滚筒上它和滑轮的角度应为α=1.5～2°。
WL=2/3 工字轮净宽
2、滚筒（滑轮）和钢丝绳的最小直径比D/d, 一般根据钢丝绳的结构区分D/d。
附属设备起升装置的平衡滑轮直径与通过平衡滑轮的钢丝绳比值 D 平衡滑轮/d 绳径＞10 以上。
为了防止超负荷，D 平衡滑轮/d 绳径必须大于5倍以上。
另外，滑轮直径与钢丝绳直径的比例还受滚筒速度限制，一般标准绳速为60 米/分。
如果在使用中速度每加快30 米/分时，滑轮直径要增加5%。
、安全系数的选取
安全系数就是安全负荷与破断负荷的比值。
安全系数的选取必须根据实际情况，使用条件（是否有冲击负荷，是否有关人员的生命安全等），定出允许范围。
根据起重机的结构不同，钢丝绳的型号不同，安全系数选取的范围也不同，但必须遵照不同行业规定选取。
安全系数的计算：
1、静负荷时：F1=Sr/W
2、动负荷时：F2 = Sr/｛W+W×a/g +（E×A×d）/D｝
F1—最大静负荷的安全系数F2—最大总负荷的安全系数
Sr—钢丝绳的破断力（Kg）W—最大静负荷（Kg）
a—加速度（米/秒2）d—最大钢丝的直径
g—重力加速度（9.8 米/秒2）E—钢丝绳的弹性系数（10000kg/mm2）
A—钢丝绳的有效面积（mm2）D—滚筒或滑轮的最小直径（mm）。
物料提升机钢丝绳的安全系数
物料提升机钢丝绳的安全系数
主提升机钢丝绳安全系数验算
一、钢丝绳检验时间2013年8月14日，申请号GS-13292。
经陕西煤炭设备装备检验中心检验，弯曲、扭曲、拉力等试验符合钢丝绳出厂检验标准，测定其最小破断力总和为773.69KN
二、主绞参数:
1、井筒深度363.3米，井架高度29米，
22、钢丝绳型号6V×24+PPC-Φ32.5-公称抗拉强度1770Mpa/mm,每米钢丝绳重量3.95 kg/m，钢丝绳破断力总和773.69KN
3、箕斗自重4000kg
4、箕斗装煤量4200 kg
三、计算钢丝绳安全系数
钢丝绳破断力总和
1、计算公式m= 最大静拉力
2、钢丝绳破断力总和=773.69KN
3、最大静拉力包括:?钢丝绳自重(363+29)×3.95;?箕斗自重4000kg;?箕斗载重量4200 kg，则钢丝绳最大静拉力=〔4000+4200+(363+29)×3.95〕×9.8/1000 =95.53KN
钢丝绳破断力总和
4、计算结果:m= 最大静拉力
773.69
m = 95.53
=8.09,6.5
5、判定结果:根据《煤矿安全规程》第四百条之规定专为提料时不低于6.5，经过验算，符合要求，可以使用。
机电科
2013年8月16日。
钢丝绳安全系数计算公式
钢丝绳安全系数计算
公式
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d 2 钢丝绳安全系数计算公式：
m ≤ Q q
｛z 〔G ＋G 0〕〔sin β＋ωcos β〕﹢pL 〔sin β＋ω′cos β〕｝g
m — 钢丝绳安全系数，升降物料为6，人员为9 Qq — 钢丝绳破断拉力总和（单位：N ）
z — 提升矿车数量
G — 矿车中载货质量（单位：kg ）
G0 — 矿车质量（单位：kg ）
β — 巷道坡度
ω — 矿车运行阻力系数，一般可取0.01～0.015 p — 钢丝绳每米质量(单位:kg/m)
L — 钢丝绳长度(单位:m)
ω′—钢丝绳运行阻力系数，与钢丝绳支撑情况有关。
钢丝绳全部支撑在地辊上，取0.15～0.2； 钢丝绳局部支撑在地辊上，取0.25～0.4； 钢丝绳全部在底板或枕木上，取0.4～0.6； g — 重力加速度9.8。
钢丝绳安全系数计算的探讨
钢丝绳安全系数计算的探讨钢丝绳安全系数计算的探讨钢丝绳作为矿井提升设备的一个重要承载部件，也是矿井提升机械中易损且消耗最大的材料之一，其安全性对矿井提升运输安全具有重要作用，我国因钢丝绳断裂而产生的重特大事故时有发生且防不胜防，造成重大人身伤亡和财产损失。
在矿井提升系统正常运行中，钢丝绳除受到静拉力外，其内部还受到弯曲、扭转、挤压等应力的作用，在各种应力的作用下，钢丝绳的寿命将大大降低，另外，机械磨损、超载疲劳、腐蚀也会降低钢丝绳寿命。
因此，合理选择钢丝绳尤其重要，而安全系数是钢丝绳选用的一个关键因素。
一、基本术语1、钢丝绳的3种破断拉力1.1、钢丝绳最小破断拉力钢丝绳的最小破断拉力值，是制造钢丝绳或做整绳破断拉力试验时，应该达到的拉力值下限，是衡量或检验钢丝绳性能的重要指标之一，也是一个统计经验值，按下式计算：式中：F0为钢丝绳最小破断拉力，kN；K'为某一指定结构钢丝绳的最小破断拉力系数，可从GB8918－2006表2中查得；D为钢丝绳公称直径，mm；R0为钢丝绳公称抗拉强度，MPa。
1.2、钢丝绳整绳破断拉力（又称钢丝绳拉断力）钢丝绳整绳破断拉力F s，是整根钢丝绳受静载荷单向拉伸破图1 钢丝绳工作示意图式中：F max为钢丝绳承受的最大静载荷，N；G1为一次有益载荷，N；G2为容器重量，N；G3为钢丝绳单位长度重量，N/m；H为钢丝绳悬垂长度，m；m1为一次提升有益质量，kg；m2为容器质量，kg；m3为钢丝绳单位长度质量，kg。
其中：H=H1+H2+H3 (4)式中：H为钢丝绳悬垂长度，m；H1为井架高度，m；H2为矿井深度，m；H3为容器装载高度，m。
钢丝绳的安全系数可由下式计算得到：式中：m a为钢丝绳安全系数；F为钢丝绳本身所能承受的极限载荷，即破断载荷。
对于钢丝绳所能承受的极限载荷即为致使钢丝绳破断的载荷。
由上可知，目前对钢丝绳破断载荷有3种表示方式，即钢丝绳最小破断拉力(F0)、钢丝绳整绳破断拉力(F s)和钢丝的破断拉力总和(F z)。
南井钢丝绳实际安全系数计算方法
钢丝绳实际安全系数计算方法根据斜井钢丝绳的实际安全系数计算公式：m=Q d／F m≥m a（ 1 ）公式中Q d-------钢丝绳中所有合格钢丝绳的破断拉力总和，N；F m-----钢丝绳所受最大静张力，N；m a-----《煤矿安全规程》规定的钢丝绳安全系数对于斜井提升钢丝绳的最大静张力计算，只要考虑井筒的倾角a及容器在轨道上的运行阻力和钢丝绳运行时与拖辊和底板间的阻力等斜井提升的特殊问题，其计算方法为：F jm.=（Q+Qz）（sina + f1cosa）+ p*Lc（sina + f2cosa）式中a------井筒倾角，（25°）；Lc------钢丝绳最大倾斜长度，580mf1-------容器运行阻力系数，滚动轴承取f1=0.015，滑动轴承取f1=0.013～0.03；f2-------绳运行时与拖辊和底板之间的阻力系数，f2=0.15～0.2Q--------一次提升载荷量，N；Qz-----容器自重，N；p---------每根主绳每米重量，N/m；所以，我井提升钢丝绳所受的最大静张力为：F jm.=（Q+Qz）（sina + f1cosa）+ p*Lc（sina + f2cosa）=（5*1000*9.8 + 5*0.74*1000*9.8 ）（sin25°+ 0.015*cos25°）+ 3*9.8*600（sin25°+ 0.2* cos25°）=85260*0.43+17640*0.602=47281.1（N）效验：由钢丝绳检验报告知：我井两条∮28---6*7+FC钢丝绳（绳号分别为：2114289，2114290）中所有合格钢丝绳的破断拉力总和分别为：Qd1=571800（N），Qd2=538900（N）我井提升钢丝绳所受的最大静张力Fm=47281.1（N）因此，我井提升钢丝绳的实际安全系数为：m1=Q d／Fm=571800／47281.1=12.1（倍）m2=Q d／Fm=538900／47281.1=11.4（倍）由于m1=12.1＞9，m2=11.4 ＞9 （《煤矿安全规程》规定：单绳缠绕式提升装置升降人员和物料所用钢丝绳安全系数的最低值为9）因此，经验算，我井两条提升钢丝绳均符合《煤矿安全规程》的规定要求，可以使用。
钢丝绳计算常用系数
721.50
798.50
876.00
953.50
－
40.0
2.6
604.95
571.7
846.50
937.50
1025.00
1115.00
－
2、6×37钢丝绳破断拉力
直径
钢丝总断面积
参考重量
钢丝绳的抗拉力强度（Mpa）
钢丝绳
/mm
钢丝
/mm
1400
1550
1700
1850
2000
Mm2
Kg/100m
1390.00
47.0
2.2
843.07
792.9
1180.00
1305.00
1430.00
1560.00
－
52.0
2.4
1003.80
943.6
1405.00
1555.00
1705.00
1855.00
－
56.0
2.6
1178.07
1107.4
1645.00
1825.00
2000.00
2175.00
88.70
97.30
105.50
114.50
14.0
0.9
72.49
68.50
101.00
112.00
123.00
134.00
144.50
15.5
1.0
89.49
84.57
125.00
138.50
152.00
165.50
178.50
17.0
1.1
108.28
102.3
151.50
钢丝绳计算常用系数
钢丝绳计算常用数据
钢丝绳最大许用拉力计算
(1)拉力计算公式：[F ] S p*A/K
公式中[F ]――钢丝绳允许用拉力(KN
艺S p -------------- 钢丝绳破断拉力(KN
K ——钢丝绳的安全系数
A ——折减系数
(2)钢丝绳安全系数：
)考虑到钢丝绳在承载时各钢丝受力不均匀，绳芯及钢丝绳弯曲，挤压所
产生的应力的影响，其理论破断拉力可按下式计算:
S p=艺s p*A
式中：艺S P为破断拉力总和，A为考虑各种附加因素和受力不均匀的折减系数,
、钢丝绳破断拉力
2、6X 37钢丝绳破断拉力
钢丝绳报废标准
(1) 、钢丝绳直径减少，当直径磨损不超过30%,可允许降低拉力使用，如
果超过30%，要进行报废处理。
(2) 、钢丝绳经过长期使用后，由于受自然条件和化学腐蚀，当整个钢丝绳
外表面受腐蚀的麻面，从外观检查明显时，则该钢丝绳已不能使用。
另一方面，整根钢丝绳纤维芯被挤出，使钢丝绳结构受到破坏时，也不能继续使用。
(3)、钢丝断丝后的报废标准，见下表:
)、如果钢丝绳外表面钢丝有磨损时，报废断丝数应该按上表查出的数值乘以折减系数，折减系数如下表:。
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钢丝绳的安全系数计算
钢丝绳的安全系数是指钢丝绳在工作过程中所能承受的实际载荷
与破裂载荷之间的比值。
安全系数的计算对于钢丝绳的使用非常重要，它能确保钢丝绳在工作时不会发生断裂、折断等危险情况，保障工作
人员和设备的安全。
钢丝绳的安全系数计算需要考虑多个因素，包括钢丝绳的材料、
结构和使用环境等。
首先，钢丝绳的材料决定了其强度和耐久性，不
同材料的钢丝绳安全系数也会有所差异。
其次，钢丝绳的结构包括绳
股数、绳股线数和绳径等，这些因素也会影响到安全系数的计算。
最后，使用环境的温度、湿度、腐蚀性等因素也需要考虑在内。
在计算钢丝绳的安全系数时，一般采用公式：
安全系数 = 破断载荷 / 实际载荷
其中，破断载荷是指钢丝绳在经受最大拉力时发生断裂的载荷，
由钢丝绳的材料和结构等因素决定。
实际载荷是指钢丝绳在工作时所
承受的实际拉力，可以通过实际测量或根据工作条件估算得出。
需要注意的是，安全系数的计算是为了保证钢丝绳在正常工作中
的安全性，因此安全系数的值应该大于1，通常情况下，选取合适的安全系数是非常重要的，过小的安全系数可能导致钢丝绳在工作中过于
脆弱，容易发生断裂等危险情况，而过大的安全系数则可能导致资源
浪费。
在实际的工程中，选择合适的安全系数需要根据钢丝绳的使用条
件进行综合考虑。
一般来说，如果钢丝绳应用在人身安全相关的领域，如高空作业、悬挂索道等，就需要选择较高的安全系数，以确保工作
人员的安全。
而对于一些非关键部位的应用场合，可以适当选择较低
的安全系数，以达到更经济高效的目的。
此外，钢丝绳的安全系数也需要根据实际情况进行定期检测和评估，以保证其安全性能。
在钢丝绳长期使用后，其疲劳损伤、腐蚀损
伤等因素可能对安全系数产生影响，因此需要进行定期的检查和维护，
并在必要时更换钢丝绳，以确保工作的安全进行。
综上所述，钢丝绳的安全系数是保障工作安全的重要指标。
通过合理计算和选择合适的安全系数，能够有效预防钢丝绳的断裂和折断等危险情况，确保工作安全和人员的生命财产安全。
因此，在使用钢丝绳时，我们需要对其安全系数进行科学计算和合理选择，以保障工作的顺利进行。