單繩礦井提升機(jī)鋼絲繩設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文題目：礦井單繩纏繞式提升機(jī)鋼絲繩選型計(jì)算專(zhuān)業(yè) _班級(jí) 學(xué)生姓名指導(dǎo)老師完成日期14摘要單繩纏繞式提升機(jī)是較早岀現(xiàn)的一種提升機(jī)，工作原理比較簡(jiǎn)單，就是將鋼絲繩的一端固定在提升機(jī)的卷筒上, 另一端繞過(guò)井架上的天輪與提升容器相連接，利用兩個(gè)卷筒上鋼絲繩的纏繞方向的不同，當(dāng)提升機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使兩個(gè) 容器一個(gè)上升一個(gè)下降，以完成提升任務(wù)。提升鋼絲繩是提升設(shè)備中非常關(guān)鍵部件，鋼絲繩的選型計(jì)算與安全系數(shù)， 提升效率息息相關(guān)。關(guān)鍵字：提升機(jī)；鋼絲繩目錄1礦井提機(jī)的概述41.1礦井提升機(jī)的介紹41.2纏繞式的工作原理51.2.1單繩纏繞式提升機(jī)工作原理5

2、2礦井提升機(jī)鋼絲繩的設(shè)計(jì)選型計(jì)算 72.1鋼絲繩的分類(lèi) 72.2鋼絲繩的標(biāo)示82.3鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇82.4單繩纏繞立井鋼絲繩選擇計(jì)算-93總結(jié)與展望 133.1總結(jié)133.2參考文獻(xiàn)141礦井提升機(jī)的概述1.1礦井提升機(jī)的介紹礦山生產(chǎn)的全過(guò)程離不開(kāi)礦山運(yùn)輸和提升工作。因此，運(yùn)輸和提升工 作的好壞直接關(guān)系到礦山生產(chǎn)能否正常高效進(jìn)行。如果說(shuō)運(yùn)輸線路是礦山 生產(chǎn)的動(dòng)脈，那提升設(shè)備則是其咽喉，可見(jiàn)其重要性和必要性。提升機(jī)是 聯(lián)系井下和地面的主要運(yùn)輸工具，礦井提升工作是整個(gè)采礦工程中的重要 環(huán)節(jié)。從地下采出的煤炭、礦石必須提升至地面才有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。廢石 的提升、工作人員、材料及設(shè)備的升降等都要靠提升工

3、作來(lái)完成。礦井提 升機(jī)是礦井提升設(shè)備中的動(dòng)力部分，由電動(dòng)機(jī)、減速器、主軸裝置、制動(dòng)裝置、深度指示器、電控系統(tǒng)和操縱臺(tái)等組成。根據(jù)提升機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)的不同，礦井提升機(jī)分類(lèi)如圖1-116筋式提升機(jī)礦井提升機(jī)單鋼絲繩（單繩） r纏繞式多鋼絲霾（狽繩） 纏繞式（布雷爾式）廠單巻筒等直徑卜可分離單卷筒匚雙卷筒雙圓柱圓錐形 變直徑噩柱園椎形 卷筒p單鋼絲霾（單繩）磨援式一多鋼絲繩（多縄）磨撩式圖1-1礦井提升機(jī)分類(lèi)我國(guó)目前廣泛使用的有單繩纏繞式雙圓柱卷筒提升機(jī)和多繩摩擦式提升機(jī)兩種。根據(jù)井筒條件（豎井或斜井）及選用的提升容器和提升機(jī)的類(lèi)型不同， 可組成各種不同的礦井提升系統(tǒng)。較常見(jiàn)的有17:豎井單繩纏繞

4、式箕斗提升系統(tǒng)；豎井單繩纏繞式罐籠提升系統(tǒng)；豎井多繩摩擦式箕斗提升系統(tǒng)；豎井多繩摩擦式罐籠提升系統(tǒng)；斜井箕斗提升系統(tǒng);斜井串車(chē)提升系統(tǒng)圖1-2礦井提升機(jī)提升原理示意圖1.2纏繞式的工作原理我國(guó)目前廣泛使用的有單繩纏繞式和多繩摩擦輪式兩種，以下就重點(diǎn) 介紹單繩纏繞式提升機(jī)的工作原理。1.2.1單繩纏繞式提升機(jī)的工作原理纏繞式提升機(jī)的主要部件有主軸、卷筒主軸承調(diào)繩離合器、減速器、 深度指示器和制動(dòng)器。示意圖如圖2-1所示。問(wèn)圖1-3纏繞式礦井提升機(jī)單繩纏繞式提升機(jī)是較早出現(xiàn)的一種類(lèi)型，工作原理比較簡(jiǎn)單，就是 將鋼絲繩的一端固定在提升機(jī)的卷筒上，另一端繞過(guò)井架上的天輪與提升 容器相連接，利用兩個(gè)卷筒

5、上鋼絲繩的纏繞方向的不同，當(dāng)提升機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 使兩個(gè)容器一個(gè)上升一個(gè)下降，以完成提升任務(wù)，這種提升機(jī)在我國(guó)礦山 中廣泛使用。按卷筒數(shù)目的不同，有單筒及雙筒提升機(jī)兩種。雙筒提升機(jī) 在主軸上裝有兩個(gè)卷筒，其中之一與主軸固接（鍵裝或熱裝），稱(chēng)為固定卷 筒；另一卷筒則滑裝在主軸上，通過(guò)離合器與主軸連接，稱(chēng)為游動(dòng)卷筒。 將兩種卷筒做成這樣的目的，是為了在需要調(diào)繩及更換提升水平時(shí)，兩個(gè) 卷筒可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。單卷筒提升機(jī)只有一個(gè)卷筒，一般用于單鉤提升， 但是如果在單卷筒上固定兩根鋼絲繩，且其纏繞方向相反，也可作雙鉤提 升，這時(shí)，由于一根鋼絲繩自卷筒上松放，另一根則向卷筒上纏繞，卷筒 表面得到了充分利用，所以單

6、卷筒提升機(jī)相對(duì)于雙卷筒提升機(jī)來(lái)說(shuō)，質(zhì)量 和體積都小很多。不過(guò)單卷筒提升機(jī)做雙鉤提升時(shí)，繩長(zhǎng)的調(diào)節(jié)頗為不便， 為此，可以把單卷筒制成可分離式的兩部分，一部分與主軸固接，另一部 分通過(guò)離合器與主軸相連，這種型式的稱(chēng)為可分離式單卷筒提升機(jī)。I t1井口即履曲提升機(jī)酬玄井底轅乳i：曲'擦提升系統(tǒng)示意圖圖1-4井塔式多繩摩圖1-5落地式多繩摩擦提升系統(tǒng)示意圖裝置，為了在使用圓尾繩時(shí)尾繩可以松捻而避免打結(jié)，在罐籠底部下 方設(shè)有尾繩懸掛裝置。摩擦提升依靠襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來(lái)傳遞動(dòng) 力，因此其工作可靠性就在于提升鋼絲繩與安在主導(dǎo)輪上的摩擦襯墊之間 是否產(chǎn)生滑動(dòng)，即是否有足夠的摩擦力。，2礦井提升

7、機(jī)鋼絲繩設(shè)計(jì)選型計(jì)算2.1鋼絲繩的分類(lèi)按結(jié)構(gòu)分類(lèi)：分為點(diǎn)接觸鋼絲繩、線接觸鋼絲繩、面接觸鋼絲繩、多 層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩、異型股鋼絲繩（三角股、扇形股、橢圓形股和扁平形）、 滿(mǎn)充式鋼絲繩、涂塑鋼絲繩等。按繩芯分類(lèi)：天然纖維芯鋼絲繩、合成纖維芯鋼絲繩、金屬繩芯鋼絲繩、金屬股芯鋼絲繩。按用途分類(lèi)：可分為一般用途鋼絲繩、重要用途鋼絲繩。2.2鋼絲繩的標(biāo)示表面：光面鋼絲繩用 NAT表示，鍍鋅鋼絲繩用ZBB、ZAB ZAA表示。繩芯：纖維芯用FC表示（其中天然纖維芯用 NF表示，合成纖維芯用 SF表示，女口：聚丙烯用PP表示，聚乙烯用PE表示）。金屬繩芯用IWR表示, 金屬股芯用IWS表示。捻法：右交互捻用

8、ZS,左交互捻SZ右同向捻用ZZ,左同向捻用SS 繩股：圓股不用代號(hào)標(biāo)記?！?V”表示三角股；“Q”表示橢圓股；“ T”表示面接觸鋼絲繩；“ S”表示西魯式鋼絲繩；“ W表示瓦林吞式鋼 絲繩；“ SW表示西魯一瓦林吞式鋼絲繩；“ FI ”填充式鋼絲繩；鋼絲繩強(qiáng)度：1570、1670、1770、I960等等鋼絲繩完整表示方法18 NAT 6 X19S+FC 1770 ZS GB/T20118-20061產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（一般用途） 鋼絲繩捻向（右交互捻）公稱(chēng)鋼絲抗拉強(qiáng)度（MPa 鋼絲繩結(jié)構(gòu)（西魯式、麻芯） 鋼絲繩表面狀態(tài)（光面） 鋼絲繩公稱(chēng)直徑 2.3鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇1、對(duì)于單繩纏繞式提升，一般宜選用

9、光面右同向捻、斷面形狀為圓形 股或三角股、接觸形式為點(diǎn)或線接觸的鋼絲繩；對(duì)于礦井淋水大、水的酸 堿度高，以及在出風(fēng)井中，由于腐蝕嚴(yán)重，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。2、在磨損嚴(yán)重的條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升等，應(yīng)選用外層鋼 絲盡可能粗的鋼絲繩；斜井竄車(chē)提升時(shí)，宜采用交互捻鋼絲繩。3、對(duì)于多繩摩擦提升，一般應(yīng)選用鍍鋅、同向捻（左右各半）的鋼絲 繩，斷面形狀最好是三角股。4、罐道繩最好用半密封鋼絲繩或三角股繩，表面光滑，比較耐磨。2.4單繩纏繞式立井提升鋼絲繩選擇計(jì)算提升鋼絲繩的選擇計(jì)算是提升設(shè)備造型設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。鋼絲繩在運(yùn)轉(zhuǎn)中受有許多應(yīng)力的作用和各種因素的影響，如靜應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力、 彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)

10、應(yīng)力和擠壓應(yīng)力等，磨損和銹蝕也將損害鋼絲繩的性能。 綜合考慮以上應(yīng)力因素的精確計(jì)算是很困難的，目前國(guó)內(nèi)外都是按靜載荷 近似計(jì)算的。我國(guó)是按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定來(lái)設(shè)計(jì)的，其原則是：鋼 絲繩應(yīng)按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。安全系數(shù)是指鋼絲繩鋼絲拉斷力的總和與鋼絲繩的計(jì)算靜拉力之比。但Hc為鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度， 比=Hj Hs Hz=34+283+20=337mH j為井架高度；H s礦井深度；H z為容器裝載高根據(jù)煤礦安全規(guī)程對(duì)安全系數(shù)的規(guī)定 ，必須滿(mǎn)足下式：口 BS0Q Qz pHc-ma(3-8)式中：ma為新鋼絲繩的安全系數(shù)，其值必須嚴(yán)格按照煤礦安全規(guī)程規(guī)定選取s為鋼絲繩所有鋼絲斷面

11、面積之和，m*為鋼絲繩抗拉強(qiáng)度，Pa(3-9)般鋼絲繩的平均比重近似取 0.09 N /cm3，于是有下式:P= oSo(N/m)式中：丫 0為鋼絲繩的比重，丫 0=9.0 x 104 N/m3將式(3-9)代入式(3-8) 得:(TbP 三 °ma(Q Qz PHc)P:二 BB0-maQ QZ pH cP( 0 B- °maHc)三 °ma(Q Qz)Q +Qzp(N/m)<rB亠-Hc°mia(3-10)代人丫 0=9.0 x 104 N/m3的值后，得出選擇每米鋼絲繩重的公式為:Q +Qzp5 1.1 10 J ._ H c ma(N /m

12、)(3-11 )查表2-2，鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度(T b數(shù)值有表2-2鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度 a b鋼絲繩公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度/MPa14701570167017701870取 a B=1770MPa所以用途分類(lèi)安全系數(shù)最低值轉(zhuǎn)為升降人員9單繩纏繞式提升裝升降人員和物料升降人員時(shí)9置混合升降時(shí)9升降物料事7.5專(zhuān)為升降物料6.5表2-3鋼絲繩安全系數(shù)ma最低值問(wèn)本次設(shè)計(jì)的為專(zhuān)為升降物料提升裝置，因此ma=6.53 1043.8 104P56=23.4 N/m=234 kg/100m6.51.1 101700 10 -337鋼絲繩公稱(chēng)直徑"鋼罐繩近似質(zhì)量1471570*1670*1E7O根據(jù)計(jì)算結(jié)果查圖

13、2-4選取鋼絲繩型號(hào)1合成天然纖鋼芯纖維鋼芯野維鋼芯"鋼芯允許維芯鋼牢* 3芯鋼鋼芯鋼冷芯鋼建纖綢B鋼林芯鋼鋼建鋼色偏差絲繩£芯鋼絲繩+蝕繩"鋼絲繩繩申鋼甦綢鋼莖繩鋼覽綢繩斜繩J絲繩門(mén)kg/lOOuw218119+Q0117.Q013LOO157.00100167.001181. 0017S. ooh2. 00189-0004. QQ20.147,00144. no162. 00154.00209.00207. 00 223. 00220. 00237. 00233.00252. 00246. 00266. 002加178.0C174.0ol96.00234. 0

14、0253. 0C250. 00E70. 0C266. 00E87.002E2. 00BO4.00298. 00 322. oo穌4-60212,00207. 00234. 002T9. ooBOLOO298. 00B21. 00317.00M2. 00336.00062. 00355. do 383. 00249.00243.ooE74.00327. 00p53.00350. 00B77. 00372. ookoi. 00394.00425. 0041T. ookso. 0028,2S9. 00282. 00318. oo330.00410. 00406.00438. 00432.00466.

15、 OQ457.00494. oJ483. 00521. oo332.00324.00365.00436. ookro. 00466. 00503.00495.00 535.00525.00567.00555.00599.00注最小鋼絲破斷拉力總和二鋼絲繩最小破斷拉力x 1. 214（維芯）或L 3湮（鋼 芯）。'圖2-4鋼絲繩型號(hào)選取直徑為30mm天然纖維芯鋼絲繩，抗拉強(qiáng)度為 1770MPa其型號(hào)表示為：30 NAT 6 X 19S+FC 1770 Z GB/T20118-2006由于實(shí)際所選鋼絲繩的丫 0不一定是0.09 N /cm3因此所選繩是否滿(mǎn)足安全系數(shù)的要求必須按實(shí)際所選每米

16、繩重按下式進(jìn)行驗(yàn)算，即所選繩的實(shí)際安全系數(shù)為:Q QZ pHC(3-12)式中Q為所選鋼絲繩全部鋼絲破斷拉力總和，查上表得525KNQ為一次提升的有益載荷,Q=3 104 NQz為容器重量；Qz=3.8 104NPH c=337X 332X 10- 100=11188.4N所以QqmaQ QZ pHC3525 "0=44 = 6.63 >6.53 104 3.8 104 11188.4經(jīng)驗(yàn)算所選鋼絲繩在安全規(guī)程規(guī)定值內(nèi)，是可以使用的。選用合格總結(jié)經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，終于完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。我設(shè)計(jì)的是單繩 纏繞式礦井提升機(jī)鋼絲繩選型計(jì)算，本次設(shè)計(jì)與以前所做的課程設(shè)計(jì)有著 很大的

17、不同。在本次設(shè)計(jì)中，核心零件都是普通機(jī)械手冊(cè)里所查找不到的， 因?yàn)檫@跨到礦山機(jī)械的范圍了。因此在缺少資料的情況下費(fèi)了很大的周折 才陸續(xù)查找到相關(guān)資料來(lái)完成了此次設(shè)計(jì)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我礦山機(jī)械設(shè) 備有了更多的認(rèn)識(shí)和了解，掌握了一定的實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)能力。但在設(shè)計(jì)過(guò) 程中我也遇到了很多的困難，計(jì)算繁瑣復(fù)雜，畫(huà)圖中的些細(xì)節(jié)問(wèn)題也很繁 瑣。總之順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專(zhuān)業(yè) 知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展前景充滿(mǎn)信心。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，讓我了解 了設(shè)計(jì)方法對(duì)我們學(xué)習(xí)的重要性，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處。深 有感觸：1、僅僅了解書(shū)本上的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有結(jié)合自己的實(shí)際情況運(yùn) 用于實(shí)踐，這樣才能更深地了解和