钢丝绳安全系数核算实例.docx
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钢丝绳安全系数核算实例
钢丝绳罐道（6×19S+NF-40）安全系数计算
1、按张紧力计算钢丝绳罐道下端的最小张力F：
F′xmin≥10H0
H0——钢丝绳最大悬垂高度m。
F′xmin=10×1006
=10060kg
2、按最小刚性系数计算钢丝绳罐道下端的最小张力F″xmin
F″xmin=Kmin/4（L0-L）ln[L0/（L0-L）]
Kmin—最小刚性系数现取500N/M
L0—钢丝绳极限悬垂长度m
L—L=H0m
δB—钢丝绳抗拉强度选1770Mpa
γ—钢丝绳容绳量8900~9300kg/m3取9300kg/m3
ma——钢丝绳安全系数罐道绳ma≥6
L0=δB/maγ
L0=177×106/6×9300
=3172m
F″xmin=50/4（3172-1006）×ln[3172/（3172-1006）]
=10328kg
从F′xmin与F″xmin中选取张紧力最大的F″xmin=10328kg
钢丝绳单位长度重量PS
PS=Fx[/（110×177）/6-H0]
=10328/[（110×177）/6-1006]
=4.61kg/m
选6×19S+NF-40钢丝绳5.90kg/m
按《煤矿安全规程》，同一提升容器中的罐道绳下端张力的张力差不得少于5%~10%之规定确定钢丝绳罐道的最大拉力Fxmin。
Fxmin=F″xmin×[1+（n-1）×（0.05~0.1）]
=10328×[1+（4-1）×0.05]
=11877kg
3、按刚性系数选择钢丝绳罐道：
根据设4根罐道时，每根罐道绳的最小刚性系数不得小于500N/m的规定选择钢丝绳罐道。
每根罐道绳的最小刚性系数Kmin按下式计算：
Kmin=4qg/Ln（1+α）N/m
q-罐道钢丝绳单位长度质量，kg/m；5.90kg/m
g-重力加速度，9.81m/s2
α-罐道钢丝绳自重力与下端张紧力的比值；
α=ql/QS
L-罐道钢丝绳的悬垂长度，m；L=1006m
QS-罐道钢丝绳下端承受的张紧力，N;（FZ=QS）
α=ql/QS
α=5.90×1006/11877
=0.4997
最小刚性系数Kmi
Kmi=4pg/Ln（1+α）N/m
=4×5.90×9.81/Ln（1+0.4997）
=571N/m
571>500N/m
满足规程要求
4、钢丝绳安全系数校核
m=Qd/（Fxmax+H0×PSB）
Qd-所选钢丝绳所有钢丝绳破断力总和kg。
经试验6×19S+NF-40钢丝绳Qd=1168.82kN≈116882kg
Fxmax-同一容器上罐道下端张力Fx的最大值
PSB-所选钢丝绳每米重量5.90kg/m
m=116882/（11877+5935）
=116882/17812
≈6.56
6.56>6满足规程要求
钢丝绳罐道（6×19S+NF-40）安全系数计算
钢丝绳安全系数校核
m=Qd/（Fxmax+H0×PSB）
Qd-所选钢丝绳所有钢丝绳破断力总和kg。
经试验6×19S+NF-40钢丝绳Qd=1170.49kN≈117049kg
Fxmax-同一容器上罐道下端张力Fx的最大值
PSB-所选钢丝绳每米重量5.90kg/m
m=117049/（11877+5935）
=117049/17812
≈6.57
6.57>6满足规程要求
钢丝绳罐道（6×19S+NF-40）安全系数计算
钢丝绳安全系数校核
m=Qd/（Fxmax+H0×PSB）
Qd-所选钢丝绳所有钢丝绳破断力总和kg。
经试验6×19S+NF-40钢丝绳Qd=1173.14kN≈117314kg
Fxmax-同一容器上罐道下端张力Fx的最大值
PSB-所选钢丝绳每米重量5.90kg/m
m=117314/（11877+5935）
=117314/17812
≈6.58
6.58>6满足规程要求
钢丝绳罐道（6×19S+NF-40）安全系数计算
钢丝绳安全系数校核
m=Qd/（Fxmax+H0×PSB）
Qd-所选钢丝绳所有钢丝绳破断力总和kg。
经试验6×19S+NF-40钢丝绳Qd=1175.26kN≈117526kg
Fxmax-同一容器上罐道下端张力Fx的最大值
PSB-所选钢丝绳每米重量5.90kg/m
m=117526/（11877+5935）
=117526/17812
≈6.59
6.59>6满足规程要求
钢丝绳罐道（6×19S+NF-40）安全系数计算
钢丝绳安全系数校核
m=Qd/（Fxmax+H0×PSB）
Qd-所选钢丝绳所有钢丝绳破断力总和kg。
经试验6×19S+NF-40钢丝绳Qd=1170.99kN≈117099kg
Fxmax-同一容器上罐道下端张力Fx的最大值
PSB-所选钢丝绳每米重量5.90kg/m
m=117099/（11877+5935）
=117099/17812
≈6.57
6.57>6满足规程要求
钢丝绳罐道（6×19S+NF-40）安全系数计算
钢丝绳安全系数校核
m=Qd/（Fxmax+H0×PSB）
Qd-所选钢丝绳所有钢丝绳破断力总和kg。
经试验6×19S+NF-40钢丝绳Qd=1170.80kN≈117080kg
Fxmax-同一容器上罐道下端张力Fx的最大值
PSB-所选钢丝绳每米重量5.90kg/m
m=117080/（11877+5935）
=117080/17812
≈6.57
6.57>6满足规程要求
钢丝绳罐道（6×19S+NF-40）安全系数计算
钢丝绳安全系数校核
m=Qd/（Fxmax+H0×PSB）
Qd-所选钢丝绳所有钢丝绳破断力总和kg。
经试验6×19S+NF-40钢丝绳Qd=1171.10kN≈117110kg
Fxmax-同一容器上罐道下端张力Fx的最大值
PSB-所选钢丝绳每米重量5.90kg/m
m=117110/（11877+5935）
=117110/17812
≈6.57
6.57>6满足规程要求
钢丝绳罐道（6×19S+NF-40）安全系数计算
钢丝绳安全系数校核
m=Qd/（Fxmax+H0×PSB）
Qd-所选钢丝绳所有钢丝绳破断力总和kg。
经试验6×19S+NF-40钢丝绳Qd=1173.50kN≈117350kg
Fxmax-同一容器上罐道下端张力Fx的最大值
PSB-所选钢丝绳每米重量5.90kg/m
m=117350/（11877+5935）
=117350/17812
≈6.58
6.58>6满足规程要求
防坠钢丝绳（18×7-34）安全系数计算
1、防坠绳最大动载荷的计算；
Zmax=1.2/2×Qz/g（g+αz）
αz=9.81×（6/r-1）m/s2
r—最大终端载荷Qz与最小终端载荷Qk的比值
Qz—最大终端载荷4687kg
r=11531/4687
=2.46
αz=9.81×（6/r-1）m/s2
=9.81×（6/2.46-1）
=14.12m/s2
最大动载荷Zmax=1.2/2×11531/9.81（9.81+14.12）
=0.6×1175×23.93
=16871kg
选18×7-34钢丝绳做防坠绳
经试验钢丝绳破断力总和878.74kN≈87874kg
2、钢丝绳安全系数
安全系数ma=87874/（16871+3612）
≈4.2
4.2>3满足规程要求
防坠钢丝绳（18×7-34）安全系数计算
1、防坠绳最大动载荷的计算；
Zmax=1.2/2×Qz/g（g+αz）
αz=9.81×（6/r-1）m/s2
r—最大终端载荷Qz与最小终端载荷Qk的比值
Qz—最大终端载荷4687kg
r=11531/4687
=2.46
αz=9.81×（6/r-1）m/s2
=9.81×（6/2.46-1）
=14.12m/s2
最大动载荷Zmax=1.2/2×11531/9.81（9.81+14.12）
=0.6×1175×23.93
=16871kg
选18×7-34钢丝绳做防坠绳
经试验钢丝绳破断力总和894.21kN≈89421kg
2、钢丝绳安全系数
安全系数ma=89421/（16871+3612）
=89421/20483
≈4.36
4.36>3满足规程要求
防坠钢丝绳（18×7-34）安全系数计算
1、防坠绳最大动载荷的计算；
Zmax=1.2/2×Qz/g（g+αz）
αz=9.81×（6/r-1）m/s2
r—最大终端载荷Qz与最小终端载荷Qk的比值
Qz—最大终端载荷4687kg
r=11531/4687
=2.46
αz=9.81×（6/r-1）m/s2
=9.81×（6/2.46-1）
=14.12m/s2
最大动载荷Zmax=1.2/2×11531/9.81（9.81+14.12）
=0.6×1175×23.93
=16871kg
选18×7-34钢丝绳做防坠绳
经试验钢丝绳破断力总和895.01kN≈89501kg
2、钢丝绳安全系数
安全系数ma=89501/（16871+3612）
=89501/20483
≈4.36
4.36>3满足规程要求
防坠钢丝绳（18×7-34）安全系数计算
1、防坠绳最大动载荷的计算；
Zmax=1.2/2×Qz/g（g+αz）
αz=9.81×（6/r-1）m/s2
r—最大终端载荷Qz与最小终端载荷Qk的比值
Qz—最大终端载荷4687kg
r=11531/4687
=2.46
αz=9.81×（6/r-1）m/s2
=9.81×（6/2.46-1）
=14.12m/s2
最大动载荷Zmax=1.2/2×11531/9.81（9.81+14.12）
=0.6×1175×23.93
=16871kg
选18×7-34钢丝绳做防坠绳
经试验钢丝绳破断力总和895.24kN≈89524kg
2、钢丝绳安全系数
安全系数ma=89524/（16871+3612）
=89524/20483
≈4.37
4.37>3满足规程要求
提升钢丝绳（18×7-NF-44）的安全系数计算
1、最大静张力校验
最大静张力：
21500kg
最大提升载荷Qzkg
（1）提物时静张力的校验
Qz=QG+QK+Q+PSB×H0
QG—罐笼自重：
1.5吨双层车（包括抓捕器）4687kg
QK—矿车重：
2×718=1436kg
Q—矸石重：
2×1.7×1600×0.9=4896kg
PSB×H0—钢丝绳重：
7.55×994=7505kg
Qz=QG+QK+Q+PSB×H0
=4687+1436+4896+7505
=18524kg
21500kg>18524kg满足规程要求
（2）提人时静张力的校验
Qz=QG+QR+Q+PSB×H0
QG—罐笼自重：
1.5吨双层车（包括抓捕器）4687kg
QK—人重：
（80kg/人）28×80=2240kg
PSB×H0—钢丝绳重：
7.55×
994=7505kg
Qz=QG+QR+PSB×H0
=4687+2240+7505
=14432kg
21500kg>14432kg满足规程要求
2、钢丝绳安全系数的校验
提升钢丝绳为18×7-44-1770
经试验得知提升钢丝绳的破断拉力总和Qd=1545.70kN
≈154570kg
提矸石的安全系数为：
m=154570÷18524≈8.34
8.34>7.5满足规程要求
提人时的安全系数为：
m=154570÷14432≈10.71
10.71>9满足规程要求
提升钢丝绳（18×7-44-1770）的安全系数计算
1、最大静张力校验
最大静张力：
21500kg
最大提升载荷Qzkg
（1）提物时静张力的校验
Qz=QG+QK+Q+PSB×H0
QG—罐笼自重：
1.5吨双层车（包括抓捕器）4687kg
QK—矿车重：
2×718=1436kg
Q—矸石重：
2×1.7×1600×0.9=4896kg
PSB×H0—钢丝绳重：
7.55×994=7505kg
Qz=QG+QK+Q+PSB×H0
=4687+1436+4896+7505
=18524kg
21500kg>18524kg满足规程要求
（2）提人时静张力的校验
Qz=QG+QR+Q+PSB×H0
QG—罐笼自重：
1.5吨双层车（包括抓捕器）4687kg
QK—人重：
（80kg/人）28×80=2240kg
PSB×H0—钢丝绳重：
7.55×994=7505kg
Qz=QG+QR+PSB×H0
=4687+2240+7505
=14432kg
21500kg>14432kg满足规程要求
2、钢丝绳安全系数的校验
提升钢丝绳为18×7-44-1770
经试验得知提升钢丝绳的破断拉力总和Qd=1543.60kN
≈154360kg
提矸石的安全系数为：
m=154360÷18524≈8.33
8.33>7.5满足规程要求
提人时的安全系数为：
m=154360÷14432≈10.69
10.69>9满足规程要求
提升钢丝绳（18×7+NF-44）的安全系数计算
1、最大静张力校验
最大静张力：
21500kg
最大提升载荷Qzkg
（1）提物时静张力的校验
Qz=QG+QK+Q+PSB×H0
QG—罐笼自重：
1.5吨双层车（包括抓捕器）4687kg
QK—矿车重：
2×718=1436kg
Q—矸石重：
2×1.7×1600×0.9=4896kg
PSB×H0—钢丝绳重：
7.55×994=7505kg
Qz=QG+QK+Q+PSB×H0
=4687+1436+4896+7505
=18524kg
21500kg>18524kg满足规程要求
（2）提人时静张力的校验
Qz=QG+QR+Q+PSB×H0
QG—罐笼自重：
1.5吨双层车（包括抓捕器）4687kg
QK—人重：
（80kg/人）28×80=2240kg
PSB×H0—钢丝绳重：
7.55×994=7505kg
Qz=QG+QR+PSB×H0
=4687+2240+7505
=14432kg
21500kg>14432kg满足规程要求
2、钢丝绳安全系数的校验
提升钢丝绳为18×7-44-1770
经试验得知提升钢丝绳的破断拉力总和Qd=1549.80kN
≈154980kg
提矸石的安全系数为：
m=154980÷18524≈8.36
8.36>7.5满足规程要求
提人时的安全系数为：
m=154980÷14432≈10.73
10.73>9满足规程要求
提升钢丝绳（18×7+44-1770）的安全系数计算
1、最大静张力校验
最大静张力：
21500kg
最大提升载荷Qzkg
（1）提物时静张力的校验
Qz=QG+QK+Q+PSB×H0
QG—罐笼自重：
1.5吨双层车（包括抓捕器）4687kg
QK—矿车重：
2×
718=1436kg
Q—矸石重：
2×1.7×1600×0.9=4896kg
PSB×H0—钢丝绳重：
7.55×994=7505kg
Qz=QG+QK+Q+PSB×H0
=4687+1436+4896+7505
=18524kg
21500kg>18524kg满足规程要求
（2）提人时静张力的校验
Qz=QG+QR+Q+PSB×H0
QG—罐笼自重：
1.5吨双层车（包括抓捕器）4687kg
QK—人重：
（80kg/人）28×80=2240kg
PSB×H0—钢丝绳重：
7.55×994=7505kg
Qz=QG+QR+PSB×H0
=4687+2240+7505
=14432kg
21500kg>14432kg满足规程要求
2、钢丝绳安全系数的校验
提升钢丝绳为18×7-44-1770
经试验得知提升钢丝绳的破断拉力总和Qd=1541.82kN
≈154182kg
提矸石的安全系数为：
m=154182÷18524≈8.32
8.32>7.5满足规程要求
提人时的安全系数为：
m=154182÷14432≈10.68
10.68>9满足规程要求
（注：
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