赵家寨副井提升机验算82.docx
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赵家寨副井提升机验算82
河南新郑煤电有限责任公司赵家寨煤矿
副井提升机验算
部门：
机电运输科
日期：
2010年8月15日
一、主井提升机技术参数：
（按照初步设计说明书）
绞车型号：
JKMD-4.5×4（Ⅲ）E
箕斗自重：
38000kg
一次提物载重量：
28000kg（实际订货）
提升高度Hs：
753.59m
悬垂高度Hc：
791m
钢丝绳：
10.20Kg/m、尾绳：
19.5Kg/m
最大静张力：
1000kN=102040kg
最大静张力差：
340KN=34694kg
提升系统总变位质量：
提升机变位质量：
31000kg、天轮变位质量：
13500kg
二、主井提升系统图
三、主井最大静张力、静张力差的验算：
1、最大静张力的验算：
Fjmax=Q+Qz+4pHc+2qHh
=28000+38000+4×10.2×791+2×19.5×22.5
=99150.3Kg<102040Kg
式中：
Fjmax--提升机承受的最大静张力
Q---一次提升量,28000kg
Qz—箕斗自重38000Kg
P--钢丝绳每米重量10.2Kg/m
q--尾绳每米重量19.5Kg/m
Hc--钢丝绳悬垂长度791m
Hh--尾绳环高度22.5m
提升机的实际最大静张力99150.3Kg小于提升机允许的最大张力102040Kg，符合《煤矿安全规程》第382条的要求。
2、最大静张力差的验算：
Fjcax=Q-（4p-2q）×（Hs+Hz+Hxg）
=28000-（4×10.2-2×19.5）×（715.9+17.93+15.15）
=26551.8<34694kg
式中：
Q---最大载重量28000kg,
P--钢丝绳每米重量10.2Kg/m
q--尾绳每米重量19.5Kg/m
Hs--提升高度715.9m
Hz--箕斗高度17.93m
Hxg—井口到卸载位置高度15.15m
提升机的实际最大静张力差26551.8Kg小于提升机允许的最大张力差34694kg，满足《煤矿安全规程》第382条的要求。
四、钢丝绳安全系数验算
1、钢丝绳安全系数效验
=7.5
根据《煤矿安全规程》第四百条计算：
7.2-0.0005×H=7.2-0.0005×791=6.8<7.5符合要求。
三、制动力矩的验算：
查制动器装置说明书，制动器活塞的有效面积为84.2cm2,实测液压站制动油压力为10Mpa，一个油缸产生的实际最大正压力80000N
1、安全制动力矩
Mzh=2μNgRmn=2×0.35×80000×2×8
=896KN.m
式中：
Mzh--安全制动力矩
μ--闸瓦与制动盘摩擦系数0.35
Rm--摩擦半径2m
n--制动闸副数为8
2、最大静力矩：
最大静张力差为5414.16kg，对于多绳提升机为平衡系统，则
Mjz=Fcmax×g×R=5414.16×9.8×1.75=92.85KN.m
式中：
Mjz--负载在滚筒上产生的最大静力矩
Fcmax--提升机承受的最大静张力差
R—绳作用半径1.75m
安全制动力矩大于罐笼和钢丝绳及尾绳产生的静张力矩Mzh/Mjz=9.65，大于3，符合《煤矿安全规程》要求。
3、副井安全制动力减速度的验算：
1、上提重物时：
azh=2（Mzh+Mjz）/（∑M.D）=2*（896000+92850）/
（122422.09×3.5）=4.61m/s2
式中：
Mzh--安全制动力矩896KN.m
Mjz--货载在滚筒上产生的最大静力矩92.85KN.m
∑M--提升系统总变位质量122422.09Kg
2、下放重物时
azh=2（Mzh－Mjz）/（∑M.D）=2（896000-92850）/
（122422.09×3.5）=3.74m/s2
罐笼提重物时，安全制动减速度为4.61m/s2≤5m/s2，下放重物时，安全制动减速度为3.74m/s2≥1.5m/s2，符合《煤矿安全规程》第433条的规定。
四、提升重载时防滑系数的验算:
（1）静防滑系数：
δj=F2j（eμa-1）/（F1j-F2j）
=262326.4（e0.25×3.14-1）/63611.8
=262326.4×1.19/63611.8
=4.9>1.75
式中：
δj--静防滑系数（上提重物）
F1j--重载侧钢丝绳静张力
F1j=（Q+Qz+4PHc+2qHh）*9.8=（15990+5600+4*5.85*483.4+2*11.9*15）*9.8=33259*9.8=325938.2N
F2j--轻载侧钢丝绳静张力
F2j=（Qz+4pHj+2qHh）*9.8=（14860+4*5.85*27.5+2*
11.9*473.3）*9.8=26768*9.8=262326.4N
μ--钢丝绳与衬垫间的摩擦系数0.25
a--钢丝绳在摩擦轮上围包角的弧度值1800=3.14弧度。
（2）动防滑系数
①提升重载时，加速段的防滑验算
δd=F2（eμa-1）/（F1–F2）
=243589*1.19/105630.5
=2.74>1.25
式中:
as-实测最大加速度0.7m/s2
m1=F1j/g=325938.2/9.8=33259Kg
m2=F1j/g=262326.4/9.8=26768Kg
F1-重载侧钢丝绳张力
F1=F1j+m1*a=325938.2+33259*0.7=349219.5N
F2-轻载侧钢丝绳张力
F2=F2j-m2*a=262326.4-26768*0.7=243589N
②提升重载时，减速段的防滑验算
δd=F2（eμa-1）/（F1–F2）
=281064*1.19/21592.9
=15.489>1.25
式中：
as——实测最大减速度0.7m/s2
F1-重载侧钢丝绳张力
F1=F1j-m1*a=325938.2-33259*0.7=302656.9N
F2-轻载侧钢丝绳张力
F2=F2j+m2*a=262326.4+26768*0.7=281064N
罐笼提重物时，静防滑系数为4.9≥1.75；提升重载时加速段动防滑系数为2.74≥1.25；减速段动防滑系数为15.489≥1.25均符合规定。
五、提升能力核算
1、提升方式及现状：
（1）赵家寨矿副井为立井，井筒深度464.6m，井筒直径6.5m。
（2）副井绞车型号为JKMD-3.5*4I（E），系洛阳中信重机厂生产，2006年5月出厂。
滚筒直径3.5米，提升速度为7.97m/s。
电动机功率为850KW，系上海电机厂生产，罐笼为1.5t/层双车罐笼提升，2006年5月出厂。
2、提升能力核定情况、计算说明：
副井提升能力核定公式：
式中：
R——副井提升矸石占全矿产量比重，5.5%
PG——每次提升矸石重量，13.2T/次
TG——提升矸石每循环需要时间，270S/次
M——每吨煤用材料百分比，5%
PC——每次提升材料重量，15T/次
TC——提升材料每循环时间，270S/次
D——每班提升其它材料次数，20次/班
TQ——提升其它材料需要时间，270S/次
TR——每班上下人员总时间，5400S/班。
提升人员每循环时间220S/次.
A=352（万吨/年）
七、制动油压计算
1、正压力
制动器在制动盘上产生的制动力矩，取决于正压力N的数值。
由盘式制动器产生的制动力矩为：
Mz=2NuRmn
同时，制动力矩Mzh应能满足3倍最大静力矩Mj的要求，所以N值可由下式确定：
Mz=2NuRmn=3Mj=3F0.D/2
此式可写成：
N=3F0.D/4uRmn
=3*140000*3.5/4*0.35*2*8
=65.625KN
式中：
Mzh--安全制动力矩
μ--闸瓦与制动盘摩擦系数0.35
Rm--摩擦半径2m
n--制动闸副数为8
N—正压力，N
D—卷筒名义直径，3.5m
F0--提升机最大静张力差140000N
2、最大工作油压p
在松闸时，压力油作用于活塞上的推力需要克服3部分力；
（1）弹簧的预压缩反力，其数值等于正压力N；
（2）为保持必须的闸瓦间隙使弹簧压缩的反力；（3）制动器各运动部分的阻力。
则活塞推动力F1可写成：
F1=N+k*Δ/n1+c
=65625+50715*1.5/9+0.1*65625
=80809N
式中：
N—正压力，65625N
k—盘形闸弹簧钢度50715N/mm。
Δ—闸瓦间隙1.5mm
n1—盘形簧的片数9片
c—制动器运行各部分的阻力，可取c=0.1N
制动器所需的最大工作油压为：
P=4F1/Л（D2-d2）
=4*80809/3.14*（1252-702）
=9.6MPa
式中：
p—油压
D—油缸直径125mm
d—活塞推杆直径70mm
根据计算，以及副井现场实际工作情况，副井实际制动油压整定为10MPa
经验算，副井提升运行时各项技术指标均符合《煤矿安全》规定。
新郑煤电公司机电运输科
2010年8月20日
3、正常工作油压Pmax:
=2.1+8.16=10.26MPa
式中：
Px---为贴闸皮油压值P贴Pa
Pc——综合阻力折算成的油压值。
Pc=P1+P2+P3=0.9+0.7+0.5=2.1MPa
其中：
=65625/0.0084=8.16MPa
式中：
N--作用在制动盘上的正压力65625N
A--盘形制动器活塞面积0.00804m2
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