绞车选型设计

1五采区绞车选型设计一、原始数据五采区绞车提升系统坡度180，坡口斜长1052米，容绳量不少于1152米。主要用于提升物料和设备，运送最大单件重量20吨。（经考察，不可再拆卸件最重的是液压支架，4.1米支架的重量为18吨，加上平板车约2吨，故最大重量按照20吨考虑）二、设计思路由于提升对象是设备和物料（矸石），而提升的主要难度就在大型设备的运输上，故在绞车的选型设计顺序上，首先按照运输最大件来选择钢丝绳，确定绞车滚筒尺寸，核定绞车功率和型式。然后再校核其提升矸石（矿车）的能力。三、钢丝绳选型1、在不考虑钢丝绳重量的情况下进行计算，预选钢丝绳。其绳端荷重为：Qd=Qc(sina＋f1cosa)=20×1000×9.8×(sin18°+0.02cos18°)=20×1000×9.8×（0.31+0.02×0.95）=196000×0.329=64484(N)按照《煤矿安全规程》规定，斜井提升材料时安全系数m≥6.5，则钢丝绳必须具备的牵引力为：Qp=m×Qd=6.5×64484=419146(N)按照Qp=419146(N)选择钢丝绳（钢丝抗拉强度为1700Mpa），绳2径为φ26.0mm，单位重量为2.444kg/m（GB110-746*19股）,其全部钢丝破断力总和为439500(N)。2、考虑钢丝绳重量后，核算其安全系数。这时绳端荷重为：Qd=(Qc＋Qs)(sina＋f1cosa)×9.8=(20×1000+1152×2.444)×(sin18°+0.02×cos18°)×9.8=(20×1000+1152×2.444)×（0.31+0.02×0.95）×9.8=22815×0.329×9.8=73562(N)则安全系数为：m=439500/73562=5.97＜6.5，绳径不满足，重选大一号的钢丝绳进行核算。3、选取φ28.0mm钢丝绳。该钢丝绳单位重量为2.74kg/m（GB110-746*19股）,其全部钢丝破断力总和为492500(N)。这时绳端荷重为：Qd=(Qc＋Qs)(sina＋f1cosa)×9.8=(20×1000+1152×2.74)×(sin18°+0.02×cos18°)×9.8=(20×1000+1152×2.74)×（0.31+0.02×0.95）×9.8=23156×0.329×9.8=74661(N)则安全系数为：m=492500/74661=6.60＞6.5，绳径合适。按m≥6.5的标准进行校核该绳的最大牵引能力，其数据位为492500/6.5=75770N=75.7KN。四、滚筒选型按照井下提升选择滚筒直径D/d≥60，故滚筒直径最小值为：D=60×28=1680mm查相关生产单位的设备样本，其设备参数中，钢丝绳最大静张力大于74661(N)的绞车最小滚筒尺寸为2.5米。暂时选择绞车型号为3JKB-2.5/30A。其参数如下表。该绞车滚筒直径为2.5米。宽度为2米，缠绕层数K=3（层），容绳量为1290米，最大绳径31mm,最大静拉力90KN。均符合容绳量和静拉力要求。五、提升速度确定和运输能力核算对于在提升搬运设备的环节，一般不考虑绞车运输效率，而对于采区矸石运输，应核算提升能力。本绞车用于倾斜巷道提升矸石，运行速度暂时按V=2.5米/秒进行核算，参照初步设计说明书，休止时间T0取78.1秒，则提升一次需要的时间为：T=2×L/V+T0=2×1152/2.5+78.1=999.7(秒)≈16.7（分钟）据此，8小时工作制每班可以提升次数为8*60/16.7=28.7次。按照自卸式矿车自重2吨，物料重3吨，总重为5吨，采用单钩串车提升，每次可以提升4个矿车（总重20吨），则每班运输能力为：12*28=336吨，每天可以提升矸石为：3*336=1008吨。参照初步设计说明书，一个采区排矸石量120kt/a。若按照每年工作天数为320天计算，则每天只需要输送矸石：120000/320=375吨，故该型绞车运输能力能满足矸石运输要求。六、绞车电机功率核算根据运行速度、受力情况计算消耗功率为：机器型号卷筒钢绳最大静张力（KN）钢绳最大静张力差（KN）最大提升高度钢绳减速比钢绳速度（m/s）电动机机器重量（不包括电机电控）（kg）个数直径（m）宽度（m）一层缠绕（m）二层缠绕（m）三层缠绕（m）最大直径（mm）破断拉力总和（KN）功率（kW）转速（rpm）JKB-2.5/30A12.529090400810129031608303.2332720306802.52605804P=maxg1.1VF=1.1*74.7*2.5/0.97=211.8(kW)选择配套电机功率为260kW符合要求。七、最终型号确定根据以上计算，最终选用绞车型号为JKB-2.5/30A。实际选择绳径28mm,钢绳最大牵引能力为75.7KN，这时，电机需要功率为：P=maxg1.1VF=1.1*75.7*2.5/0.97=214.6(kW)该数据小于其配套电机功率260KW满足功率要求。八、特殊滚筒绞车的计算选型1、特殊滚筒的确定对于只有不到一半提升能力的矸石量（提升设备毕竟是少数时候），绞车选大了不经济，也不方便安装和运输。故而考虑按照保证钢丝绳静拉力的条件下，联系生产单位，使用2.5米绞车的机械系统，把滚筒改为2米。2、钢丝绳速度确定及生产能力校核针对提升矸石的需要，暂时选择钢绳运行速度为2米/秒，再校核提升矸石能力和选择电动机大小。计算同上：T=2×L/V+T0=2×1152/2+78.1=1230(秒)≈20.5（分钟）8小时工作制每班可以提升次数为8*60/20.5=23.4次。则每班运输能力为：12*23=276吨，每天可以提升矸石为：3*276=828吨。比要求的提升能力大828/375=2.2倍。提升能力满足要求。3、电机功率计算P=maxg1.1VF=1.1*75.7*2/0.97=171.6(kW)5查电机系列，选择电动机为215KW。具体型式由生产厂设计。4、滚筒改变后绞车性能变化分析①滚筒变小，因其机械传动机构所能传递的转矩不变，其所能承受的钢丝绳静拉力增大，可以提升更重的设备。增大后绞车静拉力增大为：90*（2.5/2）=112.5（KN）这时提升重物的能力受钢绳直径限制，2米滚筒按照60倍关系，可以使用31mm直径的钢丝绳，该绳最大破断拉力为608500（N），经计算可以提升的最大设备重量为25吨。（计算过程略）②滚筒直径从2.5米变小为2米后，滚筒长度的确定以保证必要容绳量来设计。该项由制造厂设计。5、建议：按照2.5米绞车上报计划，具体谈判时，和商家约定购置特殊滚筒的绞车。