缠绕式提升机滚筒壁厚设计方法研究
矿用提升机多层缠绕钢丝绳滚筒衬木设计与制造
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wangfukai神华集团万利煤炭分公司内蒙古鄂尔多斯017005煤coal2008174本文读者也读过10洪茂林斜井提升多层缠绕钢丝绳的使用期刊论文龙岩师专学报2004223多绳摩擦提升钢丝绳与衬垫间磨损机理的研究期刊论文煤矿机械200111起重机用钢丝绳的损伤及防治期刊论文科技信息200835立井组合罐道局部更换的新工艺期刊论文中小企业管理与科技20107王家君
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为满足矿井安全生产要求, 万利煤炭分公司现 有提升机钢丝绳长度需要增加。为此, 需将原来提 升绞车衬木重新更换, 精 确设计滚筒衬 木加工图。 在产品设计说明书中 , 只注明了 当钢丝绳多层缠 绕时, 避免钢丝绳夹绳及加剧磨损, 建议用户根据需 要设计衬木和增加过渡块 , 按使用情况用户自制。 文字说明太笼统 , 给用户自制带来很大困难。 对于多层缠绕钢丝绳 , 如果按煤矿提升机滚筒 衬木的通用标准制造导绳槽, 则会出现乱绳、 夹绳及 在换向时交叉重叠越轮挡 , 造成提升机不能正常运 转 , 致使煤矿停产。因此, 万利煤炭分公司根据具体 情况, 自主设计制造。
螺旋 升 角
= tan
-1
- 1 S = = tan 2 (R- A )
27 = 2∃30% 2 # 3. 14( 996- 6 . 5) 式中 : R 为安装衬木后的滚筒半径, 见图 1 。
图 1 安装衬木后滚筒半径
缠绕式提升机中木衬厚度的有限元优化设计
缠绕式提升机中木衬厚度的有限元优化设计
何风梅;赵灿;李洪刚
【期刊名称】《煤矿机械》
【年(卷),期】2004()8
【摘要】运用ANSYS软件建立了缠绕式提升机卷筒的有限元模型 ,运用它的优化设计功能对木衬厚度进行了优化设计 ,研究了木衬厚度对筒壁强度的影响 ,给出了最佳木衬厚度值。
【总页数】2页(P16-17)
【关键词】厚度;木衬;有限元;优化设计
【作者】何风梅;赵灿;李洪刚
【作者单位】黑龙江科技学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD534
【相关文献】
1.矿井缠绕式提升机卷简木衬的制作与更换 [J], 丁志仁;阎福和
2.矿用提升机多层缠绕钢丝绳滚筒衬木设计与制造 [J], 王福凯
3.单绳双筒缠绕式提升机结构优化设计探讨 [J], 刘东鹏
4.缠绕式提升机卷筒强度的有限元优化设计 [J], 何风梅;赵灿
5.缠绕式提升机中木衬对卷筒强度影响的有限元分析 [J], 何风梅;赵灿;李洪刚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
矿井运输提升之缠绕式提升机
缠绕式提升机提升机的类型•按提升钢丝绳工作原理分为缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机。
•缠绕式提升机根据其滚筒上的缠绳多少又分为单绳缠绕式提升机和多绳缠绕式提升机。
•单绳缠绕式矿井提升机有单卷筒和双卷筒两种；但仅适用于浅井及中等深度的矿井，且终端载荷不能太大。
•摩擦式矿井提升机根据布置方式分为塔式和落地式两种。
按提升绳数量分为单绳摩擦式和多绳摩擦式•摩擦提升一般均采用尾绳平衡，以减小两端张力差，提高运行的可靠性。
因此，在容器与提升钢丝绳连接处的钢丝绳断面上，静应力将随容器位置变化而变化。
矿井越深，应力的波动值越大。
•为了保证提升钢丝绳的必要使用寿命，在提升钢丝绳任意断面处的应力波动值一般不应大于165MPa，否则会影响其使用寿命。
•缠绕式提升机一般不设平衡尾绳。
单绳缠绕式工作原理•单缠绕式双滚筒提升机工作原理是：将两根钢丝绳的一端以相反的方向分别缠绕并固定在提升机的两个滚筒上；另一端绕过井架上的天轮分别与两个提升容器连接。
这样，通过电动机改变滚筒的转动方向，可将提升钢丝绳分别在两个滚筒上缠绕和放松，以达到提升或下放容器，完成提升任务的目的。
•双滚筒提升机的两个滚筒在与轴的连接方式上有所不同：其中一个滚筒通过楔键或热装与主轴固接在一起，称为固定滚筒(又称为死滚筒)；另一个滚筒滑装在主轴上，通过离合器与主轴连接，故称之为游动滚筒(又称为活滚筒)。
采用这种结构的目的是考虑到在矿井生产过程中提升钢丝绳在终端载荷作用下产生弹性伸长，或在多水平提升中提升水平的转换，需要两个滚筒之间能够相对转动，以调节绳长，使得两个容器分别对准井口和井底水平。
JK型矿井提升机组成矿井提升机的主要组成有：•工作机构（包括主轴装置及主轴承）；•制动系统（包括制动器和控制装置）；•机械传动装置（包括减速器、离合器和联轴器）；•润滑系统（包括润滑油泵站和管路）；•检测及操纵系统（包括操纵台、深度指示器及传动装置和测速发电装置）；•拖动、控制和自动保护系统（包括主电动机、电气控制系统、自动保护系统和信号系统）•辅助部分（包括机座、机架、护罩、导向轮装置和车槽装置）等。
JT- 1.2 型提升绞车滚筒部分设计(剖分式)
前言毕业设计是对大学四年所学的专业知识和基础知识的一个系统性的总结与运用，同时也是一次培养我们分析问题和解决问题的很好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个环节，所以我特别珍惜这一次最后的学习机会，认真扎实的完成我所分配的设计任务，使大学最后的几个月生活在学习和进取中充实的度过。
另外，毕业设计还可以培养独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对我参加工作后能否尽快地适应社会有很大的帮助。
毕业设计的基本要求是：（1）既要完成任务，又要培养学生，应把对学生的培养放在第一位。
在老师的指导下，根据所选定的设计课题通过实习，结合工程实际独立完成设计工作。
受到一次机械工程师解决工程实际问题的初步训练，能较快适应生产一线的工艺技术和设备管理工作。
（2）通过毕业设计，使我们受到综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高自己科研和工程实际中的技术水平，也提高自己的运算能力，识图和制图能力，查阅手册、使用国家级标准和信息资料的能力和文字表达能力等。
（3）培养自己独立完成工作的能力，进一步巩固专业知识，使自己具有较强的自学能力和工作适应能力，提高自己运用科研成果和新技术能力，以及对现有机械设备和生产过程进行技术改造的能力。
（4）培养学生严谨求实、理论联系实际的工作作风和严肃认真，一丝不苟的科学态度，使学生树立正确的生产观点和技术经济观点。
本次设计的题目是JTK1.2型提升绞车滚筒剖分设计。
提升绞车作为矿山的常用提升设备,一般用于矿区的地面提升,也可用于铁矿等无瓦斯的井底提升。
JTK- 1.2 型提升绞车在铁矿等无瓦斯井底或特殊地面作业时,由于绞车是分体式结构,其滚筒尺寸相对某些特殊环境有点过大,这给提升绞车的运输和安装带来不便,甚至出现绞车无法运输到指定地点进行安装情况。
针对此现象,对绞车的滚筒进行剖分设计,化大尺寸为小尺寸,以满足运输要求,而使用性能不变。
由于本人知识有限,实际生产经验不足,所以在设计中难免出现错误与不足,敬请各位老师和同学批评指正!摘要JTK系列提升绞车可供煤矿、金属矿、非金属矿在倾斜巷道作升降物料和人员之用，也可作为小型竖井的提升设备。
双筒缠绕式矿用提升机卷筒结构的优化设计
２ ． 太原 科 技 大 学 交通 与 物 流 学 院 太 原 ０ ３ ０ ０ ２ ４
摘要： 分析 双筒缠绕 式提升机卷 筒 的受力 情况 ， 根据 卷筒强度 约束条件 、 支 轮强度 约束条件 、 卷筒稳
定 约 束 条 件 及 主 轴 强 度 与 刚度 约 束 条 件 ， 采 用 单 目标 优 化 和 双 目 标 模 糊 优 化 方 法设 计 ２ Ｊ Ｋ － ３ ／ ２ ０提 升
有色金属工程 ２ ０ １ ３年 第 ３卷第 ４期
６ ３
ＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳ Ｍ ＥＴＡＬ Ｓ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
图 １ 矿 用 双 筒缠 绕式 提 升 机 卷 简 结 构
１ ． ２ 目标 函数
以卷简装置结构质量更轻， 卷筒的两个支轮问的应 力
差 最 小 为两 个 分 目标 。这样 ， 总 目标 函数 ） 如式（ ２ ） 所示 ，
重 要 的 实 际 意义 。 近年 来 ， 随着 提 升 机 的需 求 量 不 断 增 加 ， 针 对 卷 筒 使 用 过 程 中 出现 的各 种 问题 做 了大 量 研 究 工 作 ，其 中 对 提 升 机 卷 筒 设 计 广 泛采 用 参 数 化 设计 技 术 ， 具 体 内 容 包 括 卷 筒 结 构 计 算 分 析 、 优 化 设 计 、参 数 绘 图 和 可 靠 性 设 计 等， 因此， 可 大 幅 提 高 矿 井 提 升 机 的 各 项 性 能指 标 。 国 内
模糊优化设计方法计算 支轮在不 同位置 的应力 ，并获得 双筒缠绕式提升机 系列卷筒 的结构参数 、支轮 的最佳位
置和优化后的滚筒质量 。
１ 数 学模 型 的建立
采用 的矿用双筒缠绕式提升机卷筒结构 的模型如图 １ 所示， 提升机 装置 由主轴承 、 主轴 、 两个 卷简 、 四个 轮毂 、 调绳装 置等 主要 部件 组成 。
机械毕业设计180JK-2.50提升机
1滚筒的设计滚筒的作用主要是通过一外啮合圆柱齿轮传动，通过主轴把减速器箱传递给它的转速和转矩转化成绕在它上面的钢丝绳的线速度，以提升和下放物体。
1.1 滚筒有关尺寸的计算1. 计算滚筒直径由 式 Dvi n d π60= 则 m n vi D d 32.198014.31875.36060=⨯⨯⨯==π 2. 验算滚筒直径mm d mm D 10005.1280801320=⨯=≥=故D=1320mm 合适3. 计算滚筒宽度 ))(330(επ+++=d DH B mm 780)35.12)(3132030210(=++⨯+=π 式中， H ——主井提升高度X Z S H H H H ++=m 2161416180=++=ε———钢丝绳缠在滚筒上时，两绳圈之间间隙，取mm 3=ε1.2 滚筒的结构设计矿井提升机的滚筒是缠绕钢丝绳的，并且承受钢丝绳的拉力所造成的各种载荷的主要部件和传递动力的元件。
滚筒一般由三部分组成，即筒壳、法兰盘（支轮）和支环。
筒壳是滚筒最基本和最薄弱的元件，是滚筒的主要承载部分。
其宽度一般为mm10，本次设计中取为mm~mm2030.支环的作用是增加滚筒的稳定性。
筒壳和支轮的材料为Mn16钢板。
矿井提升机的运转实践证明，木衬对筒壳能起到一定的保护作用，故设计时在筒壳外装有木衬。
但木衬对筒壳的保护只有在筒壳的形状比较规则，没有发生较大的变形，并且合适的木材制作木衬（现常用柞木、水曲柳或榆木等制作），使木衬与筒壳能各处均匀严密接触的情况下才是有效的，故，在安装提升机时，要求筒壳的外形是比较规则的圆柱体，木衬用上述木材制作，并按规定车制绳沟。
装设木衬时，应使木衬衬条在长度方向上与筒壳均匀严密的接触，木衬衬条之间的缝隙应尽量予以消除。
在使用过程中当木衬已经磨损时，应及时予以更换。
木衬每块的长度与滚筒宽度相等，即为780mm，每块的宽度为适宜于制造起见，不超过mm150，每块的厚度应不少于钢丝绳直径的两倍，~200一般为100mm左右，取为80mm。
柔性厚壁筒环向缠绕张力分析与设计
张力分布确定缠绕 张力变化规律 的计算公式。与现有文献相 比， 文 中模型考虑芯模 变形影响 ， 因此对缠绕层 的剩余张力分
析 和 缠 绕 张 力设 计 更 贴合 实 际 ， 研 究 结 果 可 用 于 柔性 柱 形 芯模 上 的 环 向缠 绕 剩 余 张 力分 析 和 缠 绕 张 力设 计 。
Ｌ Ｉ Ｕ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ — Ｘ Ｕ ， ＸＩ ＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｇ — ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ， ＣＨＥ Ｎ Ｌ ｉ ， ＹＡＮＧ Ｔ ａ ｏ （ １ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ３ ８ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｋ ｅ ｙ
形影响的剩余张 力分析方 法和缠绕 张力设计方法。考虑缠绕层芯模 变形 ， 根据各 向 同性材料 三维本构 关 系和弹性 力学厚
壁筒理论 ， 通过 解析方法获得外压作 用下缠绕层 的应 变和应力。通过叠加方法积分计算环 向缠绕 张力下降量， 进 而建立缠 绕张力和缠绕后剩余 张力分布 关 系的积分方程和微分方程 ； 建立 由给定缠绕张 力分布确 定剩余缠 绕张力分布， 以及 由剩余
固 体 火 箭 技 术 第３ ６卷第 ２期
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｒｏ ｃ ｋ ｅ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖ０ １ ． ３ ６ Ｎ ｏ ． ２ ２ ０ １ ３
柔 性 厚 壁 筒 环 向缠 绕 张 力 分 析 与 设 计 ①
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｏ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｗ ｉ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｈ ｏ ｏ ｐ ｗｉ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ，ｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｈ ｏ ｏ ｐ ｗ ｉ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ
浅谈对提升机滚筒的改造
浅谈对提升机滚筒的改造对现有型号为：2JK-2.0×1.25的提升机卷筒进行改造，并使其满足矿山安全规程[1]及提升机检验检测规范[2]中对滚筒上钢丝绳缠绕层数以及滚筒强度的要求。
标签：提升机；单层缠绕；矿山安全1 提升机现状及存在问题型号为：2JK-2.0×1.25提升机是博文矿产有限公司2004年从锦州矿山机器有限公司购置的一台提升设备，由于井深及历史造成的原因，现钢丝绳在滚筒缠绕的层数为两层，在矿山安全规程以及提升机检验检测规范中明确规定，竖井中升降人员的，滚筒上钢丝绳缠绕层数为一层，为了满足规范严要求及保证下井人员的安全，必须将现有提升机进行升级改造。
2 改进过程2.1 改进设计现有设备为单绳缠绕式双滚筒式提升机，矿方自己提出了一个改造方法，具体是：将滚筒交锋侧的两个挡绳板割除，用铁板封堵其间的空间，使封堵的铁板表面与衬垫上面平齐并实施焊接，也就是将两个滚筒用電焊工艺拼接成一体（见图1），此方法无疑加大了滚筒的宽度，但随之出现了以下几个问题，①接茬处铁板有高于衬垫的硬棱角，切绳严重；容器提升及容器负荷提升时，钢丝绳在此点受力造成对钢丝绳的明显磨损。
②钢丝绳进入封堵铁板处，即开始排绳混乱、相切。
③滚筒与天轮的偏角过大，加快了天轮衬垫的磨损；严重时天轮位置的钢丝绳会出现跳槽事故等问题。
如果更换一台新双滚筒单绳缠绕式提升机，造价又太高了，企业又承受不起，为了最大限度的降低企业成本，在保证安全系数的情况下，经设计研究计算，我方提出了一个比较合理的解决方案：将现有的2JK-2.0×1.25提升机的滚筒改造成JK-2.5×2.5P单滚筒式，只把滚筒、液压站和制动系统进行更换，保留原提升机的电控系统，减速器，电机等设备（见图2）。
2.2 实例计算根据设计要求，改进后的提升机要满足单层缠绕，最大静张力，最大静张力差，钢丝绳偏角等技术要求，理论计算如下：已知：提升容器罐笼自重，Q=1.7t，罐笼载重，Qz=1.5t，罐笼准乘人数6人，配重Qp=2.5t，井深H=360m，钢丝绳直径d=24mm，井架高度Hj=24m，滚筒直径D=2.5m，滚筒上钢丝绳的间距ε=0.03m，天轮半径Rt=1.25m，井筒提升中心与卷筒轴中心的水平距离实测Ls=35.0m，卷筒轴中心与井筒水平的高差实测Co=0.5m，滚筒宽度B=2.5m。
缠绕式提升机滚筒壁厚设计方法研究
的等效壁厚 ｈ ＝ｈ Ｃ ， ＋ 从而 方便地应用传 统 的设 计计 算公式计算 内壁 应力并 校核滚 筒的静 强度。
２ ２ 滚 筒 壁 厚 设 计 步 骤 ．
收 稿 日期 ：０ １—１ ２１ １—２ ９
作者简介 ： 黄成 军（ ９ ６一） ，９ ９年 ９月毕业 于 山东科技 大学 １７ 男 １９ 机 电专业 ， 现在滕 州市金 达煤 炭有 限责任公 司生产技 术处从 事煤炭 生产研 究工作。
２１年 期 ０ 第４ ２
毒 科技 撼差
ｌ ３ ７
缠 绕 式 提 升 机 滚 筒 壁 厚 设 计 方 法 研 究
黄成军， 陈
摘 要
静，（ 州市金 达煤炭有限责任公司 ， 东 滕 州 滕 山
本文根据滚筒 的受力特点 ， 利用绳槽处截面材料 的承载 能力 ， 将滚筒表 面绳槽 视为 密集小 凸筋， 出一种 新的滚筒壁厚计 算方法， 提 为 缠绕式提升机 滚筒 壁厚 Ａ
仪 超 前 地 质 预 报 与 格 栅 钢 架 、 网 喷 系 统支 护 的复 合 支护 方 法 ， 全 地 通 过 了 Ｆ 锚 安 ３断 层 ， 证 了 工 程 质 量 ， 为 斜 坡 道 全 线 贯 通 争 取 了 大 量 时 保 并 间， 取得 了很 好 的社 会 效 益 和 经 济 效 益 。 关键 词 断层 技术 探 讨
ｑ １＝ｐ ｒ ／ｔ
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式 中 ：， 筒壁径 向载荷 ， Ｐ ； ｑ一 Ｍ ａ Ｐ一钢丝绳最 大静 拉力 ， Ｎ；
ｒ 一滚 筒 半 径 ， ｍ； ｍ
１
图 ｌ 绳 槽 凸筋 的示 意 图
毕业设计论文缠绕式双卷筒提升机
摘要单绳缠绕式矿井提升机的工作原理：钢丝绳的一端用钢丝绳夹持固定在卷筒幅板上，另一端经卷筒的缠绕后，通过井架天轮悬挂提升容器。
这样，利用主轴旋转方式的不同，将钢丝绳缠绕上或放松，以完成提升或下降容器的工作。
主轴装置是单绳缠绕式矿井提升机的主要工作机构，它的作用是：①缠绕提升机钢丝绳；②承受各种正常载荷(包括固定载荷和工作载荷)；③承受各种积极情况所造成的非常载荷。
在非常载荷作用下，主轴装置部分不应有残余变形。
单绳缠绕式矿井提升机的主轴装置是其核心部件，要求我们应认真设计，精心制造，这对于确保矿井提升机安全可靠运行，预防和杜绝故障及事故的发生，也具有十分重要的意义。
本设计根据生产实际和预选的数据，以提升机的配套设备为核心，经过科学的计算和分析，设计、选择了一套矿井提升机的传动系统设备，并采用了光电测速传感器作为深度指示系统的数据采集装置，实现了从机械控制到数电控制的转变，同时为提升机控制系统的技术改造奠定了基础。
关键词：提升机，主轴，制动器，光电测速传感器ABSTRACTWhat the principle of the single rope twines mine pit elevator is that: One end of the steel wire rope is fixed to Winding by the steel wire rope nip, another end after twined hangs and promotes the vessel by derrick wheel. In this way, we make use of the differences of the revolve way to twine or relax the steel wire rope so that to complete the vessel to step up or drop down.Main axle is the core part of the mine elevator. Its functions are:① the steel wire rope of twines the type mine pit elevator ; ②endure a kind of normal load( including fixed load and work load );③endure the kinds of unusual load which is result from positive situation. Under the unusual load function, the part of the main axle equipment should not remain remaining distortion. It required us to be careful designing and manufacture when designing and manufacturing. Only in this way, we can prevent the occurrence of failures or accidents .Obviously, the possesses is very significance.This design is on the basis of the data which are chosen by advance and actually, take the elevator supplementary equipment as the core, after the analysis and computation in science, has designed and chosen a set of the transmission system of the mine pits elevators, and used the electrical-light sensor as the equipment of the indicating system which to measure the amount of the depth of the tank. It enforced the change from the mechanically control to the numerical control, at the same time, has laid the foundation for improve the control system of the elevator.KEY WORDS: elevator, main axle, brake, electrical-light measurement velocity sensor目录1 前言--------------------------------------------------- 11.1提升机的用途和发展概况-------------------------------- 11.2提升机的结构和用途------------------------------------ 22 课题设计简介-------------------------------------------- 5 2.1设计课题---------------------------------------------- 5 2.2设计步骤---------------------------------------------- 52.3设计思路---------------------------------------------- 53 JK—3提升机 (Ｅ系列)主轴装置的原始资料------------------ 6 3.1本产品的型号、名称------------------------------------ 63.2本产品的性能指标和设计参数---------------------------- 64 JK—3提升机（E系列）的选择和设计------------------------ 74.1 JK—3矿井提升机的工作原理和主要结构 ------------------ 74.1.1主轴---------------------------------------------- 74.1.2卷筒---------------------------------------------- 74.1.3主轴承-------------------------------------------- 84.1.4盘形制动器装置 ------------------------------------ 94.1.5深度指示系统 -------------------------------------- 94.1.6减速器------------------------------------------- 104.1.7联轴器------------------------------------------- 104.2主轴装置的设计依据----------------------------------- 114.2.1钢丝绳--------------------------- 错误！未定义书签。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱq1 = p / rt 式中： q1 － 筒壁径向载荷，MPa；
P － 钢丝绳最大静拉力，N； r － 滚筒半径，mm； t － 钢丝绳缠绕节距，mm。 实际上，卷绕于滚筒上的钢丝绳，每一绳圈的拉力 都不相同。钢丝 绳 与 滚 筒 绳 槽 之 间 的 摩 擦 ，妨 碍 了 钢 丝绳拉力间 的 平 衡 关 系。 根 据 矿 山 提 升 机 械 设 计，引 入系数，做如下计算： q = q1 As
2012 年第 4 期
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缠绕式提升机滚筒壁厚设计方法研究
黄成军，陈 静，倪 瑞
( 滕州市金达煤炭有限责任公司，山东 滕州 277500)
摘 要 本文根据滚筒的受力特点，利用绳槽处截面材料的承载能力，将滚筒表面绳槽视为密集小凸筋，提出一种新的滚筒壁厚计算方法，为 实现滚筒壁厚的合理设计提供了参考。 关键词 缠绕式提升机 滚筒 壁厚 中图分类号 TD534 + ． 2 文献标识码 A
山东能源临沂矿业集团会宝岭铁矿位于山东省临 沂市苍山县尚岩镇，采用主、副井加斜坡道开拓。斜坡 道硐口标高 + 80． 0m，全长 4483m，－ 130m 水平以上坡 度 10% ，－ 130m 水平以下坡度为 15% ，净断面为（ 宽 × 高） 4． 5 × 4． 1m，三 心 拱 结 构，净 断 面 积17． 051 m2 。 在施工斜坡道至 K0 + 827m 位置时，揭露了 F3 断层。 F3 断层为正断层，穿越部位宽度约 5m，最大宽度 15m， 产状 300°、∠70°，为非活动性断裂； 该地段地下水类型 以构造裂隙水为主，微承压，承压水头 1． 4m； 围岩属于 透水层，富含裂隙水，岩石渗透系数 K = 3． 27m / d； 揭露 岩性主要为破 裂 页 岩，紫 红 色，岩 体 破 碎 成 角 砾 土，岩 体呈散体结构，节 理 裂 隙 极 为 发 育，裂 隙 微 张，裂 隙 内 泥质充填，岩石为极软岩，岩石坚固性系数 f = 1． 0，岩 石抗压强度 3． 2MPa。
近年来随着生产技术和工业的不断发展，提升机 的货载量不断加大，为了保证滚筒强度，采用了增加壁 厚的办法，但滚筒壁厚的增大给钢板的加工、焊接带来 了很大的困 难。 因 此，有 必 要 在 基 于 安 全 可 靠 的 基 础 上寻求较为合理的壁厚。本文根据滚筒的受力特点， 利用绳槽处截 面 材 料 的 承 载 能 力，将 滚 筒 表 面 绳 槽 视 为密集小凸筋，提出一种新的滚筒壁厚计算方法，为实 现滚筒壁厚的合理设计提供了参考。
1 滚筒的受力及载荷计算
1． 1 滚筒的受力 缠绕式提升机滚筒在工作中要受钢丝绳的作用：
（ 1） 未缠到滚筒上的钢丝绳拉力使滚筒受弯和受扭， 但由于卷简直径很大，即惯性很大，因此这些力所产生 的影响可以忽略不计； （ 2） 已缠到滚筒上的钢丝绳拉 力对滚筒的作 用，这 个 作 用 可 看 作 是 在 筒 壳 外 有 一 个 均匀的压力压在筒壳上并对滚筒起决定性作用。因此 滚筒壁厚主要与钢丝绳在滚筒上卷绕时对滚筒的紧箍 作用有关，紧箍 作 用 引 起 的 应 力 使 滚 筒 受 到 压 缩 和 弯 曲。 1． 2 载荷的计算
槽槽底以下截 面 积 参 与 承 载，而 对 于 滚 筒 绳 槽 部 分 截 面积则没有直接参与承载计算。随着滚筒壁厚（ 槽底 以下厚度） 的逐渐减薄，滚筒绳槽部分截面积参与承载 的作用将日趋明显。 2． 1 考虑绳槽凸筋的等效壁厚计算
对于外压作用 下 的 结 构，由 于 绳 槽 凸 筋 有 效 地 参 加整体结构 的 受 力，计 算 时 也 应 将 凸 筋 考 虑 在 内 。 计 算环向加筋圆筒壳就象计算具有相应当量厚度的假想 光壳一样进行。假定把环筋均匀“铺平”在壳的表面， 即可求出当量壁厚。在充分利用绳槽处截面材料承载 能力后，滚筒等效壁厚计算方法如下。
* 收稿日期： 2011 － 11 － 29 作者简介： 黄成军（ 1976 － ） 男，1999 年 9 月毕业于山东科技大学
机电专业，现在滕州市金达煤炭有限责任公司生产技术处从事煤炭 生产研究工作。
式中： q － 筒壁计算载荷，MPa； As － 多层缠绕系数。
2 滚筒壁厚的计算方法及步骤 在进行滚筒承 载 能 力 计 算 时，通 常 只 考 虑 滚 筒 绳
138
2012 年第 4 期
斜坡道富水区域过断层的技术探讨
胡贵发，张纪堂，司书波
( 临沂会宝岭铁矿有限公司，山东 临沂 277712)
摘 要 该文主要介绍了会宝岭铁矿斜坡道施工中遇到 F3 断层，巷道两帮及顶板岩层裂隙发育，富含水，涌水量约 100m3 / h，采取了 TSP 物探 仪超前地质预报与格栅钢架、锚网喷系统支护的复合支护方法，安全地通过了 F3 断层，保证了工程质量，并为斜坡道全线贯通争取了大量时 间，取得了很好的社会效益和经济效益。 关键词 断层 技术 探讨 中图分类号 TD262． 6 + 2 文献标识码 B
图 1 绳槽凸筋的示意图 如图 1，在分析静强度时，可以用一个节距 t 中凸 筋截面积 s1 与基本截面积 s0 = t·h 的比值 Ks 面积增 强系数来评价凸筋对静强度增加的影响； 也可以将凸 筋面积 s1 转换为等价高度 c1 = s1 / t，由此计算出滚筒 的等效壁厚 he = h + c1 ，从而方便地应用传统的设计计 算公式计算内壁应力并校核滚筒的静强度。 2． 2 滚筒壁厚设计步骤 （ 1） 根据已确定的滚筒外部几何参数和钢丝绳最 大静拉力 P，由静强度条件式 he = p / σs t，（ 其中 σs 为 材料屈服极限） ，计算等效壁厚。 （ 2） 根据等式 he = h + c1，由等效壁厚算出基本壁
大小进行注浆止水工作。 在 F3 断层 带 施 工 前，用 TSP 物 探 仪 超 前 地 质 预
报，TSP203 是一种多波多分量反射地震勘探方法，和 其它反射地震方法一样，采用了回声测量原理 （ 见 图 1） 。TSP203 方法是在巷道左边墙或右边墙布设 24 个 炮点，用少量 炸 药 激 发 地 震 波。地 震 波 在 岩 石 中 以 球 面波形式传播，当遇到岩石物性界面（ 即波阻抗差异界 面，例如断层、岩石破碎带和岩性变化等） 时，一部分地 震信号反射 回 来，一 部 分 信 号 折 射 进 入 前 方 介 质 。 反 射回来的那部分将由高灵敏度的地震检波器接收。接 收的这部分信号就是 TSP203 野外采集 的 原 始 数 据。 反射信号的反 馈 时 间 和 反 射 界 面 的 距 离 成 正 比 ，故 而 能提供一种直接的测量。