工作面回柱绞车及钢丝绳选型计算
钢丝绳强度的校核及绞车的选型
90103工作面绞车的选型及钢丝绳强度的校核——90103回风顺槽口到760米处（对拉绞车）运输物料时，最重设备为液压支架车，总重为20T。
90103回风顺槽第一部绞车选用JD-4型调度绞车，Φ21.5mm的钢丝绳，查说明书可得：Q=237000N; q=1.772kg/m=17.72N·m；P=40kN；α=4°；L=700米；W=20T=20000kg=200000N；f1=0.015，f2=0.5。
钢丝绳F牵=W(sinα+f1cosα)g+qL(sinα+f2cosα)g=200000×(sin4°+0.015×cos4°)+17.72×700×(sin4°+0.5×cos4°)≈23600.00N 钢丝绳安全系数：Ma=Q/F牵=237000N÷23600.00N≈10.04＞6.5合格，可以使用Ф21.5mm的钢丝绳。
P绞车＞F牵，符合要求，可以使用JD-4型调度绞车f1-矿车或其他种类车在轨道运行中的阻力系数f2-钢丝绳运行中的阻力系数L-巷道长度W-物料和平板车重量之和α-巷道坡度Q-标准钢丝绳全部破断力之和Ma-钢丝绳安全系数q-钢丝绳每米的质量P-绞车的拉力8#轨道巷绞车的选型及钢丝绳强度的校核——8#轨道巷2顺口运输物料时，最重设备为液压支架车，总重为20T。
8#轨道巷2顺口绞车选用JSDB-19型双速绞车，Φ26mm的钢丝绳，查说明书可得：Q=453000N; q=2.66kg/m=26.6N·m；P=190kN；α=10°；L=350米；W=20T=20000kg=200000N；f1=0.015，f2=0.5。
钢丝绳F牵=W(sinα+f1cosα)g+qL(sinα+f2cosα)g=200000×(sin10°+0.015×cos10°)+26.6×100×(sin10°+0.5×cos10°)≈40000N 钢丝绳安全系数：Ma=Q/F牵=453000N÷40000N≈11.3＞6.5合格，可以使用Ф26mm的钢丝绳P绞车＞F牵，符合要求，可以使用JSDB-19型双速绞车f1-矿车或其他种类车在轨道运行中的阻力系数F2-钢丝绳运行中的阻力系数L-巷道长度W-物料和平板车重量之和α-巷道坡度Q-标准钢丝绳全部破断力之和Ma-钢丝绳安全系数q-钢丝绳每米的质量P-绞车的拉力8#轨道下山绞车的选型及钢丝绳强度的校核——8#轨道下山斜巷运输物料时，最重设备为液压支架车，总重为20T。
绞车选型计算
绞车选型计算我矿常用的绞车为JD1.0、JD1.6型调度绞车，JH-14、JH20型回柱绞车。
一、绞车牵引力计算绞车牵引力计算公式： H=9.8[ (Q+Q m)(sinα+f1cosα）+PL（sin α+f2cosα）] 式①H------绞车牵引力，JD1.0型调度绞车取10000N、JD1.6型调度绞车取16000N、JH-14回柱绞车取140000N、JH-20回柱绞车取200000NQ------物料重量，单KgQ m------车辆重量，支架平板车辆取1030Kg，大轮平板车取1300Kgα-----巷道倾角，单位°P------钢丝绳每米重量，φ15.5mm钢丝绳取1.04Kg/mL------牵引长度，单位mf1------滚动轴承类车辆阻力系数,取0.015f2------钢丝绳运动时阻力系数，取0.15将上述参数代入式①，得：H=9.8[ (Q+1300)(sinα+0.015cosα）+1.04L（sinα+0.15cos α）] 式②根据式②可以求得：坡度为α时，绞车最大牵引重量为：Q={[(H÷9.8)-1.04L（sinα+0.15cosα）]÷(sinα+0.015cosα）}-1300 Kg二、钢丝绳强度验算钢丝绳安全系数m必须大于等于6.5，并正确选择使用钢丝绳夹。
钢丝绳实际安全系数m=Q z/{9.8[ (Q+Q m)(sinα+f1cosα）+PL（sinα+f2cosα）]}式③m------钢丝绳安全系数Q z------钢丝绳最小破断力，调度绞车用φ15.5mm钢丝绳取141000N，回柱绞车用φ21.5mm钢丝绳取将上述参数代入式③，得：m=Q z/{9.8[ (12500+1300)(sin5.5°+0.015cos5.5°）+1.04×100（sin5.5°+0.15cos5.5°）]}简化后的公式如下：绞车选型计算我公司井下常用的绞车为JD1.0、JD1.6型调度绞车，JH-14、JH20型回柱绞车。
绞车选型计算和钢丝绳选型计算
小绞车和钢丝绳选型计算一、钢丝绳选型首先需要确定小绞车运输的现场条件，运输距离L （百米），运输轨道的最大坡度α，提升货载Q 0（千克）（如图1）由于钢丝绳在工作过程中受多种应力的作用，如静应力、动应力、弯曲应力、扭转应力、接触应力、挤压及捻制应力等等，这些应力的反复作用将导致钢丝的疲劳断裂。
《煤矿安全规程》规定：根据其工作中所承受的最大静拉力和钢丝绳最小破断力总和计算，使它具有一定的安全系数。
因此有Q j ≤mF h ……………………………………① 式中 Q j ———最大静拉力，N ；F h ———钢丝绳最小破断力总和，N ；m ———钢丝绳安全系数。
假定钢丝绳的单位长度近似重量为M，这时A点承受的最大静拉力为：Q j=gML（sinα＋ƒ2cosα）+ g Q0（sinα＋ƒ1cosα）…②式中 g——重力加速度，m/s2；ƒ1——提升容器运动阻力系数（0.01—0.015）；ƒ2——钢丝绳与底板和托辊间的摩擦系数，钢丝绳全部支撑在托辊上时取0.15～0.2，局部支撑在托辊上时取0.25～0.4。
由GB/T8919第4.3.1条知：M＝Kd2……………………………………………………③式中 d——钢丝绳公称直径，mm；K——钢丝绳的重量系数，Kg/100m*mm2（K值见GB/T8918表5和GB/T16269表3）。
将③代入②可得：Qj= g Kd2L（sinα＋ƒ2cosα）+ g Q0（sinα＋ƒ1cosα）…④根据GB8706－88《钢丝绳术语》第15.2.1条和GB/T8918第5.3.1条，钢丝绳的最小破断力（理论计算的钢丝绳破断力最小值）的计算公式为：F0＝K’* d2*R0…………………………………………⑤式中 F0——钢丝绳最小破断力，N；d——钢丝绳公称直径，mm；R0——钢丝绳（或钢丝）公称抗拉强度，MPa；K’——某一指定结构钢丝绳的最小破断力系数（可查GB/T8918表5 和GB/T16269表3 ）根据GB/T8918第5.3.2条，钢丝绳最小破断力总和可用以下公式表达： F h =K h F 0…………………………………………⑥式中 K h ——破断力换算系数（其值见GB/T8918表14～表31下注和GB/T16269表3的K ’1）将⑤代入⑥得：F h = K h * K ’* d 2*R 0…………………………………⑦将④和⑦代入①得：g Kd 2L （sin α＋ƒ2cos α）+ g Q 0（sin α＋ƒ1cos α）≤m R d K K h 0*'**2 化简可得：d ≥)cos (sin ')cos (sin 2010a f a KL gmR K K a f a Q h +-+…………………⑧ d ≥22.4mm 取d=23mm 钢丝绳最小钢丝破断力总和为335.2KN ，选择了钢丝绳以后，由于最大静拉力与钢丝绳最小钢丝破断力总和是已知的，因此可用①式的变形后的公式对安全系数进行校验，即：jh Q F ≥m,符合要求。
调度绞车选型计算
辅助运输绞车选型计算机电股辅助运输绞车选型计算一、JD-2.5型调度绞车选型计算：1、安装位置：3采区2号煤轨道下山L—绞车提升钢丝巷道斜长：L=260m 巷道平均倾角：α=20°矿车阻力系数：f1=0.015钢丝绳阻力系数：f2=0.35单台提升物件重量：m1=单个提升矿车重量矿车重量：1000kg；串车数量：2个1、运输物件最小牵引力计算：F=（m1×2）（sinα+f1cosα）×g=2000×（sin20°+0.015×cos20°）×9.8=2000×（0.34+0.015×0.94）×9.8=6940.36N≈6.94KN2、钢丝绳选择计算根据公式Qp/F＞6.5得此物件所需钢丝绳最小破断拉力总和Qp≧6.5F≧6.5×6.94≧45.11KN根据以上计算结果，通过查表直径为21.5mm的钢丝绳的破断拉力总和为Qp=290KN，大于45.11KN，符合要求；因此钢丝绳选择型号为6×19+FC钢丝绳，直径为21.5mm；钢丝绳单位质量：P=1.66kg/m。
3、绞车选型：F=（m1×2）（sinα+f1cosα）×g＋p×L（sinα+f2cosα）×g =2000×（sin20°+0.015×cos20°）×9.8＋1.66×260×（sin20°+0.35×cos20°）×9.8=6940.36+2829.66=9770.02N≈9.8KN根据以上计算结果，通过查表得JD-2.5型调度绞车，牵引力为25KN,大于9.8KN，符合要求，电机功率为40KW。
综上所述3采区2号煤轨道下山绞车选择为JD-2.5型调度绞车，电机功率40KW;牵引钢丝绳型号为6×19+FC圆股钢丝绳，直径为21.5mm；牵引长度260米。
30106综采工作面设备安装用绞车及钢丝绳选型计算、验算解读
30106综采工作面设备安装绞车及钢丝绳选型30106工作面综采设备在地面拆分，经副井、轨道大巷、301采区轨道巷、3#联络巷、原30102运输顺槽、30106运输顺槽到30106切眼；其中综采液压支架在支架组装硐室完成组装，再运到30106切眼安装；其余大件设备，运至使用地点完成组装、安装。
根据现有设备，运输中用回柱绞车、双速车、循环车、调度绞车初步预选为JH-14、JSDB-13、SQ-20/22、JD-1.0、JD-1.6确保支架运输工作安全有序完成，现对运输途中所用绞车及钢丝绳的选型进行计算。
一、设备概况运输的大型设备主要包括刮板输送机、采煤机、液压泵站、液压支架、移变等，全部在地面解体由副井罐笼运至井下，罐笼最大载重9.8t,最大不可拆件重7.7t,罐笼尺寸3880X 1450X 2040mm。
其中运输较重设备重量如下表：最大件设备重量尺寸表二、30106综采工作面设备安装运输线路30106综采工作面设备安装运输线路：1、前、后刮板输送机机头部、机尾部、过渡槽、中间槽，地面装车运至副井底-轨道大巷-301采区轨道巷-3#联络巷-原30102运输顺槽- 30106运输顺槽一段-30106切眼安装2、过渡支架(ZFG5600/20/33) 6 架、中间支架(ZF4800/17/33) 128 架，地面解体装车运至副井底—轨道大巷—301采区轨道巷—3#联络巷—支架组装硐室组装-30106运输顺槽一段-30106切眼安装3、采煤机解体装车运至副井底-轨道大巷-301采区轨道巷-3#联络巷-原30102运输顺槽-30106运输顺槽一段-30106切眼安装4、转载机、破碎机解体装车运至副井底—轨道大巷—301采区轨道巷-3#联络巷-原30102运输顺槽-30106运输顺槽一段安装5、设备列车地面装车运至副井底—轨道大巷—301采区轨道巷—3#联络巷-原30102运输顺槽-30106运输顺槽一段安装三、绞车选型计算所需参数：计算公式：F max=N (m+m1) (sina+f i cosa)x g+P x L (sina+f2cosa)x g最大件重量m1平板车ma 取斜坡最大度数N=1 提升车辆个数矿车阻力系数f1钢丝绳阻力系数f2P 钢丝绳单位长度重量L 斜坡长度mg=9.81、副井底车场( JC-01 )副井底车场按下放的最重件为采煤机摇臂7.7t 计算绞车及钢丝绳牵引力：F max=N (m+m i) (sina+f i cosa)x g+P x L (sina+f2cosa)x g=1 X (7700+1000) x (0.07+0.015) x 9.8+0.881X 200 x (0.07+0.2) x 9.8 =7848.42kg〜7.8KNm i:――运输设备最大重量，7700Kg;m： --- 平板车重量，1000Kg;a： ---- 斜巷最大坡度，4°;N：――提升车辆个数，1；L :——斜长，200m；p： --- 钢丝绳单位重量，0.881Kg/m;f 1 ：——板车为滚动轴承，摩擦系数取0.015；f2：――钢丝绳与托绳轮滑动摩擦，摩擦系数取0.2。
绞车选型计算方案1
一、已知条件:最大运输重量G＝18吨≈180KN,最大坡度α＝12°,运输距离L＝1200米，（1）、计算牵引力：初选钢丝绳直径d＝26mm,滚动摩擦系数μ＝0.02，滑动摩擦系数μ0＝0.2钢丝绳重量：G1=243×12=2916kg≈29.16KNF＝G×（Sinα+μCosα）+ G1×(Sinα+μ0Cosα）＝180 ×（sin12°+0.02cos12°）+ 29.16×（sin12°+ 0.2cos12°）＝40.945＋11.767＝52.71KN选用φ26-6×19 S+FC钢丝绳，公称抗拉强度为1670 MPa，最小破断拉力为 373KN, 安全系数：S＝373÷52.71＝7.07>6.5(2)、容绳量计算根据运输距离，初选JYB-130×0.70WS/(PX)运输绞车。
绞车卷筒φ810×800×φ1650缠绕直径Dn= D + d +2（n －1）d*k容绳量L n = πzn［ D + d +（n －1）d*k］其中：n 缠绕层数k缠绕高度系数0.866第n层直径Dn= D + d +2（n －1）d*k钢丝绳边缘距腹板边缘距离>2.5倍钢丝绳直径Dn+3d <1650D + d +2（n －1）dk×+6d<1650d=26时，810+26+2（n-1）×26×0.866+6×26<1650求得n=14D14= D + d +2（n －1）d×k=810+26+2×（14-1）×26×0.866=1421.416mm每层缠绕圈数800/26×0.96=29.6。
缠绕14层卷筒容绳量L14 = 29×14×π［810 + 26 +（14－1）×26×0.866 ］= 1439m >1200m容绳量满足要求(3)、电机功率计算JSYB-130×0.7WS运输绞车慢速传动比为82.968，电机132KW/转速989rpm。
工作面回柱绞车及钢丝绳选型计算
9102工作面综采支架运输用回柱绞车及钢丝绳选型计算报告9102工作面综采支架运输用回柱绞车及钢丝绳选型计算报告根据生产实际情况，9102首采工作面即将形成，该工作面用综采液压支架由9102回风顺槽运到工作面安装（包括回撤）。
根据煤层赋存条件，回风顺槽有<20°缓斜坡或短斜坡，运输中用回柱绞车初步预选为JH-20、JH-14、JH-8E为确保支架运输工作安全有序完成，现对运输途中所用回柱绞车及钢丝绳的选型进行计算。
一、计算所需参数：根据计算公式：F max=N（m+m1）（sina+f1cosa）×g+P×L（sina+f2cosa）×g1、以JH-20双速多用绞车技术参数为例。
支架重量M1平板车Ma取斜坡点20（°N=1提升车辆个数矿车阻力系数f1=0.015钢丝绳阻力系数F2=0.2P钢丝绳单位长度重量L斜坡长度150mg=9.82、计算钢丝绳拉力。
F min=N（m+m1）（sina+f1cosa）×g=1×12000×（0.34+0.015×0.94）×9.841642.16N3、钢丝绳选择计算根据公式Q p/F>6.5计算钢丝绳最小破断拉力总和。
Q p>6.5F=6.5×41642.16=270674.04N根据以上计算，查表后结合我矿实际确定选用直径28mm钢丝绳，型号6V×19S+FC，单位质量=3.39kg/m，破断拉力492KN，抗拉强度1570MP。
4、绞车需用牵引力计算。
F max=N（m+m1）（sina+f1cosa）×g+P×L（sina+f2cosa）×g=1×12000×（sin20°+0.015cos20°）×9.8+3.39×150（sin20°+0.2cos20°）×9.8=44520.13N根据计算，举例选用JH-20回柱绞车，牵引力200KN，远大于使用需求，根据预选绞车型号知， JH-14回柱绞车牵引力140KN，考虑提升时预见性的附加重及其它阻力因数，确定选用该型号绞车。
绞车选型计算
绞车选型计算1、初选绞车根据L=480米和串连3辆1吨矿车结合《新编煤矿常用机械设备选型设计手册》结合我矿井下巷道实际条件初步选定为：GKT1.2×1—30型绞车，该绞车的技术特征为：钢丝绳最大静张力为3000公斤力，钢丝绳的速度为1.5，2米/秒，电机功率N=55KW，若取V=1.5米/秒，则V C=0.9*1.5=1.35米/秒，V，=0.5*1.5=0.75米/秒。
2、计算2辆一车组的每小时提升量n=（2L/V C+4L弯/ V，+T0）÷（3.6G/Q-4L车/ V，）2=[（2*480）/1.35+（4*30）/0.75+90]÷[（3.6*800）/Q-（4*2.0）/0.75]Q=3600/392=9.2吨/小时其中n取2辆，G载重1000公斤， L车为2米，L弯为30米G0矿车自重700公斤，甩车时间T0=90秒3、根据1吨矿车钢丝绳最大牵引力P C为G+G0+T钢丝绳=1000*2+700*2+1.429*480=4115公斤力，矿车阻力系数ω，取0.006n≤P C÷[（G+G0）（Sinβ+ω，Cosβ）]2≤4115÷[（1000+700）（Sin25°+ω，Cos25°）]2≤4115÷[1700（0.423+0.006*0.91）]2≤4115÷7292≤5.6∵2小于5.6∴连接器强度满足要求故该绞车选型合适。
4、选择钢丝绳L K=480+30=510米ωK，取钢丝绳部分在托绳轮上时阻力系数为0.35σ为钢丝绳拉断应力，一般取130000000公斤力/米2r0为钢丝绳假定重量，一般取10000公斤力/米3k为运料时的安全系数，一般取6.5V速度取该绞车最大速度2米/秒ηM绞车的机械效率一般取0.85P=[n(G+G0)( Sinβ+ω，Cosβ)]÷[σ/k r0- L K（ωK，Cosβ+ Sinβ）]=[2（1000+700）（Sin25°+0.006Cos25°）] ÷[130000000/6.5*10000-510（0.35* Cos25°+ Sin25°）]=1475÷1622.6=0.9公斤力/米则钢丝绳的单位长度重量为0.9公斤力/米根据计算结果，查钢丝绳规格表，选择钢丝绳的直径应该是d k=20毫米[绳6*19，股（1+6+12），绳纤维芯，单位长度绳自重1.429公斤力/米，钢丝破断拉力总和Q Z=20741公斤力]∵1.429公斤力/米＞0.9公斤力/米∴与该台绞车钢丝绳规格相符和。
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9102工作面综采支架运输用回柱绞车及钢丝绳
选
型
计
算
报
告
9102工作面综采支架运输用
回柱绞车及钢丝绳选型计算报告
根据生产实际情况，9102首采工作面即将形成，该工作面用综采液压支架由9102回风顺槽运到工作面安装（包括回撤）。
根据煤层赋存条件，回风顺槽有<20°缓斜坡或短斜坡，运输中用回柱绞车初步预选为JH-20、JH-14、JH-8E为确保支架运输工作安全有序完成，现对运输途中所用回柱绞车及钢丝绳的选型进行计算。
一、计算所需参数：
根据计算公式：F max=N（m+m1）（sina+f1cosa）×g+P×L
（sina+f2cosa）×g
1、以JH-20双速多用绞车技术参数为例。
支架重量M1
平板车M
a取斜坡点20（°
N=1提升车辆个数
矿车阻力系数f1=0.015
钢丝绳阻力系数F2=0.2
P钢丝绳单位长度重量
L斜坡长度150m
g=9.8
2、计算钢丝绳拉力。
F min=N（m+m1）（sina+f1cosa）×g
=1×12000×（0.34+0.015×0.94）×9.8
41642.16N
3、钢丝绳选择计算
根据公式Q p/F>6.5计算钢丝绳最小破断拉力总和。
Q p>6.5F=6.5×41642.16=270674.04N
根据以上计算，查表后结合我矿实际确定选用直径28mm钢丝绳，型号6V×19S+FC，单位质量=3.39kg/m，破断拉力492KN，抗拉强度1570MP。
4、绞车需用牵引力计算。
F max=N（m+m1）（sina+f1cosa）×g+P×L（sina+f2cosa）×g
=1×12000×（sin20°+0.015cos20°）×9.8+3.39×150（sin20°+0.2cos20°）×9.8
=44520.13N
根据计算，举例选用JH-20回柱绞车，牵引力200KN，远大于使用需求，根据预选绞车型号知， JH-14回柱绞车牵引力140KN，考虑提升时预见性的附加重及其它阻力因数，确定选用该型号绞车。
5、钢丝绳安全系数验算
ma=Q p/F
=486000/72770
=6.678>6.5
故选用钢丝绳合格。
根据计算，11901回风顺槽运输途中坡度均不大于28°，故确定选用的绞车及钢丝绳型号满足运输途中其它斜坡提升要求，不再做计算。
5、验算目前11901回风顺槽使用的绞车是否符合支架下放要求。
（1）、已知目前使用的绞车为：JD-1.6型调度绞车，牵引力=16KN，卷筒直径Ø310×400，容绳量400M，钢丝绳直径16mm，抗拉强度1570Map，查表知最大破断拉力158KN，绳速0.773-1.339M/S。
根据公式
F max=N（m+m1）（sina+f1cosa）×g+P×L（sina+f2cosa）×g
当a取28°，单绳提升时，绞车牵引力F max=72770N>16000N故不
满足要求；钢丝绳16mm，破断拉力158KN<461KN故不满足要求。
当a取28°，采用动滑轮双绳提升时，绞车所需牵引力减半，钢丝绳破断拉力等于原钢丝绳两倍。
即：
绞车牵引力F max=72770N/2>16000N；
钢丝绳破断拉力F Qp=158*2<461.695KN<ma=6.5
根据计算目前使用绞车在28°时无法满足支架提升要求。
（2）、当a=18°时有：
F max=N（m+m1）（sina+f1cosa）×g+P×L（sina+f2cosa）×g
=15000×（0.3+0.015×0.95）×9.8+0.88×100
（0.3+0.2*0.95）×9.8
=46194+422
=46616N
同理有当a=18°时，单绳，双绳提升均无法满足支架下放要求。
所以在支架下放前，综合选用绞车所在位置坡度、所需牵引力（包括附加重，额外阻力）、钢丝绳直径、容绳量等情况后，需将11901回风顺槽各斜坡点(如图)绞车更换为：
同理根据计算知，9＃井口使用的75KW内齿轮绞车牵引力大于及使用的Ø24mm钢丝绳均符合支架下放要求，但考虑到75KW内齿轮绞车下放时速度不好控制，且现场地理位置不便于更换绞车和添设备用绞车，经综合考虑，支架下放时使用动滑轮控制下放速度，并加固9＃井口卸矸架。