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运输设备选型计算讲义主讲人:鲍乾坤山东能源枣矿集团机电运输处2016年5月运输设备选型计算讲义内容1、调度绞车选型计算2、无极绳绞车选型计算3、电机车制动距离计算4、带式输送机选型计算1、调度绞车选型计算型号JYB-40×1.25JYB-50×1.4JYB-60×1.25基准层上钢丝绳最大牵引力,KN405060最外层钢丝绳最大牵引力,KN324051最内层钢丝绳最大牵引力,KN546876基准层最快牵引速度,m/s≥1.25≥1.40≥1.25滚筒直径/宽度,mmφ580/600φ580/600Φ710/800容绳量,m680560750钢丝绳直径,mmφ22φ24φ26电动机型号YBK2-280M-6YBK2-280S-4YBK2-315M-6功率kw557590转速r/min9901480989电压v660/1140外形尺寸mm长22802723宽26502850高21502290电力液压推动器BYT1-180/12BYT1-320Z/12绞车质量(包括电机)kg462046806200附属电器隔爆型真空可逆磁力起动器QBZ-120NDQBZ-200ND隔爆型控制按钮BZA10-5/36-3斜坡物件受力分析F≥f+Gsina,f=µGcosaF≥Gsina+µGcosaFfGa选型计算参照公式小绞车最大拉力计算Fmax=[n(G+G0)·(sina+μ1·cosa)﹢P·L(sina+μ2·cosa)]g式中Fmax——实际提升所需最大牵引力,N;n——提升矿车(平板车)数量;G——矿车(平板车)中载货重量,kg;G0——矿车(平板车)重量,kg;a——巷道坡度,°;μ1——矿车(平板车)运行阻力系数,一般取0.01~0.015;P——钢丝绳单位长度重量,kg/m;L——钢丝绳长度,m;μ2——钢丝绳运行阻力系数,与支撑情况有关:钢丝绳全部支撑在地辊上,取0.15~0.2;钢丝绳局部支撑在地辊上,取0.25~0.4;钢丝绳全部在底板或枕木上,取0.4~0.6。g——重力加速度,取9.8m/s2。钢丝绳安全系数校验钢丝绳安全系数校验ma’=QP/Fmax﹥ma式中Fmax——实际提升所需最大牵引力,kN;QP——钢丝绳最小破断拉力,kN;ma’——钢丝绳安全系数;ma——煤矿安全规程规定系数,6.5。电机功率校核电机功率校核N’=kFmaxv/ηN式中Fmax——实际提升所需最大牵引力,kN;N——电机运行额定功率,kW;N’——电机运行所需功率,kW;η——机械传动效率,取0.85;v——绞车运行速度,m/s;k——备用系数,取1.1~1.2。连接装置验算《煤矿安全规程》规定,斜巷中使用的矿车连接插销安全系数不小于6,各种环链按材料屈服强度计算的安全系数不小于2.5及其以模拟使用状态下拉断力计算的安全系数不小于13。注:1、专为升降物料用的提升容器的连接装置安全系数不小于10。这里提升容器指的是罐笼、箕斗、带乘人间的箕斗、吊桶等。2、各种保险链及矿车的连接环、链和插销等初次使用和使用后每2年必须逐个以2倍于其最大静载荷重的拉力进行试验。这里的2倍最大静载荷重是用于试验用,不应用于验算连接装置安全系数。连接插销、连接环安全系数校验Aa’=QL/FLmax﹥AaFLmax=Mg(sina+μ1·cosa)式中FLmax——连接插销(连接环)牵引最大载荷,kN;M——连接件牵引总质量,kg;QL——连接件最小破断拉力,kN;Aa’——连接件安全系数;Aa——煤矿安全规程规定系数。跑车防护装置安装距离计算ΔL=(E-0.5Mv2)/[Mg(sina-μ1cosa)]式中ΔL——斜巷缓冲长度,m;E——挡车栏吸收最大动能,J;M——最大提升质量,kg;v——提升速度,m/s;μ1——串车运行阻力,一般取0.01~0.015。调度绞车选型验算示例1)巷道概况及工作条件提升坡度:10°提升距离:360m1t矿车自重:600kg矿车载重:1800kg挂车数:2量,钢丝绳局部支撑在地辊上2)选用绞车及钢丝绳性能参数绞车型号:JD-25额定牵引力:16kN绞车容绳量:400m绞车运行速度:1.2m/s钢丝绳行型号:15.5NAT6×19+FC1665GB/1102钢丝绳每米质量:0.846kg/m钢丝绳最小破断拉力:152kN3)选型计算(1)最大拉力验算Fmax=[n(G+G0)·(sina+μ1·cosa)﹢P·L(sina+μ2·cosa)]g=[2(1800+600)×(sin10°+0.015×cos10°)﹢0.846×360(sin10°+0.35×cos10°)]×9.8=10.406kNF=16kN故绞车的牵引力符合提升要求。(2)钢丝绳安全系数校验ma’=QP/Fmax=152/10.406=14.6ma=6.5(煤矿安全规程规定)故钢丝绳抗拉强度符合要求。(3)电机功率校核N’=kFmaxv/η=1.2×10.406×1.2/0.85=17.63kWN=25kW式中v——绞车运行速度,1.2m/s;k——备用系数,取1.2。故电机功率符合要求。经验算JD-25型绞车能够满足10°轨道上山提升2量1t载重矿车的需要。(4)连接件验算此斜巷串车提升所使用的连接插销型号Ф38×290,连接插销质量m=4.5kg,剪切破断力为555.7kN;连接环型号Ф32×140×60×3,连接环质量m=10kg,破断力为590kN,材质为Q235镇静钢。FLmax=Mg(sina+μ1·cosa)=[2×(600+1800)+4×4.5+1×10]×9.8×(0.174+0.015×0.985)=8931.64N连接插销安全系数校验A’a1=QL1/FLmax=555.7/8.93=626连接环抗拉强度安全系数校验A’a2=QL2/FLmax=590/8.93=6613经上述计算,此斜巷串车提升所使用连接件的安全系数符合要求。2、无极绳绞车选型计算选型计算参照公式1)运输牵引力计算F=k[(G1+G0)·(sinβmax+μ1cosβmax)+2μ2PL]g式中F——实际提升所需要的牵引力,N;G1——最大牵引重量(含承重车),kg;G0——梭车自重,kg;βmax——运行路线最大坡度,°;μ1——梭车滚轮摩擦阻力系数,一般取0.01~0.03;μ2——钢丝绳摩擦阻力系数,一般取0.2~0.4;P——钢丝绳单位长度重量,kg/m;L——运输距离,m;g——重力加速度,取9.8m/s2;k——阻力系数,k=1.1n,n为拐弯次数,一般取0,1,2。钢丝绳安全系数校验最大受力点为进绳侧S4。S4=S1ae0S1010Cea=F式中F——实际提升所需要的牵引力,kN;S4——进绳侧受力,kN;S1——出绳侧受力,kN;C0——摩擦力备用系数,一般取1.1~1.2;0——钢丝绳与滚筒之间的摩擦因数,其值视驱动轮绳衬材料而定,采用PVG或GM-3绳衬取0.3,铸铁绳衬可取0.14;a——围包角,rad。钢丝绳安全系数校验ma’=QP/S4﹥ma式中QP——钢丝绳最小破断拉力,kN;ma’——钢丝绳安全系数;ma——煤矿安全规程规定系数,ma=5-0.001L(且不得小于3.5)。电机功率校核N’=kFv/ηN式中F——实际提升所需要的牵引力,kN;N——电机运行额定功率,kW;N’——电机运行所需功率,kW;η——机械传动效率,取0.8~0.85;v——牵引速度,m/s;k——备用系数,取1.1。连接装置验算《煤矿安全规程》规定,斜巷中使用的矿车连接插销安全系数不小于6,各种环链按材料屈服强度计算的安全系数不小于2.5及其以模拟使用状态下拉断力计算的安全系数不小于13。注:1、专为升降物料用的提升容器的连接装置安全系数不小于10。这里提升容器指的是罐笼、箕斗、带乘人间的箕斗、吊桶等。2、各种保险链及矿车的连接环、链和插销等初次使用和使用后每2年必须逐个以2倍于其最大静载荷重的拉力进行试验。这里的2倍最大静载荷重是用于试验用,不应用于验算连接装置安全系数。连接插销、连接环安全系数校验Aa’=QL/FLmax﹥AaFLmax=Mg(sina+μ1·cosa)式中FLmax——连接插销(连接环)牵引最大载荷,kN;M——连接件牵引总质量,kg;QL——连接件最小破断拉力,kN;Aa’——连接件安全系数;Aa——煤矿安全规程规定系数。无极绳绞车选型验算示例1)巷道概况及工作条件运输长度:1000m最大坡度:14°无转弯最大单件运输重量(含平板车):18t轨距:600mm轨型:24kg/m2)拟选用无极绳绞车及钢丝绳主要技术参数型号:SQ-80/75B牵引力:53kN/80kN牵引速度:0.67/1.12m/s功率:75kW滚筒直径:1200mm变速方式:机械变速钢丝绳型号:φ22NAT6×19S+FC1670GB/8918钢丝绳最小破断拉力267kN钢丝绳质量:1.74kg/m3)选型验算(1)钢丝绳的选用依据MT/988-2006《无极绳连续牵引车》行业标准第5.4.7规定,绞车滚筒上的绳衬直径应满足以下要求:a.抛物线滚筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的50倍;b.绳槽式主滚筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的40倍,副滚筒直径至少应为牵引钢丝绳直径的28倍。钢丝绳直径22mm×50=1100mm滚筒直径1200mm,则选用的钢丝绳的直径符合要求。(2)运输牵引力计算a.低速运输大件时F=k[(G1+G0)·(sinβmax+μ1cosβmax)+2μ2PL]g=1×[(18000+2000)×(sin14°+0.015cos14°)+2×0.25×1.74×1000]×9.8=58.78kN80kNb.高速串车提升时F’=k[(G1+G0)·(sinβmax+μ1cosβmax)+2μ2PL]g=1×[(12000+2000)·(sin14°+0.015cos14°)+2×0.25×1.74×1000]×9.8=44.6kN53kN(3)钢丝绳安全系数校验F=S1010Ce式中C0——摩擦力备用系数,取1.2;0——钢丝绳与滚筒之间的摩擦因数,取0=0.14;a——围包角,a=3.5×2π=7π。S1=F/(010Ce)=3.407kNS4=F+S1=58.78+3.407=62.2kN同理,解得S4′=47.2kN钢丝绳安全系数ma’=QP/S4=267/62.2=4.29ma=5-0.001L(且不得小于3.5)=5-0.001×1000=4所选钢丝绳抗拉强度能够满足使用要求。(4)电机功率校核N’=kFv/η=1.1×62.2×0.67/0.8=57.3kW75kWN’’=kF’v/η=1.1×47.2×1.12/0.8=72.7kW75kW所选绞车功率能满足使用要求。根据以上计算,该绞车牵引力高速、低速均能满足使用要求。牵引重车时为获取足够的牵引力应使用低速挡,回程或牵引较轻载荷时为提高效率可使用高速挡。(5)连接件验算此斜巷串车提升所使用的连接插销型号Ф38×290,连接插销质量m=4.5kg,剪切破断力为555.7kN;连接环型号Ф32×140×60×3,连接环质量m=10kg,破断力为590kN,材质为Q235镇静钢。[1]运输大件时F1Lmax=Mg(sina+μ1·cosa)=18000×9.8×(0.242+0.015×0.97)=45255.42N[2]串车提升时F2Lmax=Mg(sina+μ1·cosa)=[5×(600+1800)+10×4.5+4×10]×9.8×(0.242+0.015×0.97)=30384N连接插销安全系数校验A’a1=QL1/F1Lmax=555.7/45.255=12.286连接环抗拉强度安全系数校验A’a2=QL2/F1Lmax=590/45.255=13.0413此斜巷提升所使用连接件的安全系数符合要求。3、电机车制动距离验算1)列车运行基本方程式列车在牵引状态下,作用于列车的作用力瞬时平衡关系,即F-Wj-W
本文标题:运输设备选型计算讲义
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