矿井提升运输设备选型设计.doc

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1、四川师范大学工学院课程设计目录第一章 提升设备设计.1一 斜井提升设备选择计算的原始资料1二 一次提升量的确定11 确定富裕系数和提升不均匀系数12 计算一次提升量1三 提升容器的确定21 计算矿车数22 验算钩头强度23 提升容器型号、参数2四 计算选择钢丝绳31 计算每米长质量32 选择钢丝绳33 验算钢丝绳安全系数34 钢丝绳型号、参数4五 计算选择提升机41 计算提升机滚筒直径42 初选提升机43 验算滚筒宽度44 验算作用在提升机上的最大静张力和最大静张力差55 提升机型号、参数5六 计算选择天轮51 计算天轮直径52 天轮型号、参数5第二章 电机车运输设计.6一 电机车运输计算的原

2、始资料6二 确定电机车型号61 选择电机车的粘着质量62电机车型号、参数6三 列车组成计算61 按电机车粘着质量计算62 按电机升温条件计算73 按制动条件计算8四 列车组成验算91 电机升温验算92 制动距离验算10五 电机车台数确定101 计算往返时间102 计算每班运输列车次数103 计算每班列车运输的总次数104 确定总台数11第一章 提升设备设计一 斜井提升设备选择计算的原始资料（1）矿井年生产量：=30万吨（2）井筒斜长：Lsh =450m；（3）井筒倾角=28；（4）矿井工作制度，年工作日数：br=300天；（5）每日工作小时数：t=14h；（6）采用的提升方式：双钩串车平车场；

3、二 一次提升量的确定1 确定富裕系数和提升不均匀系数c提升不均匀系数。当矿井有两套提升设备时，c1.15；只有一套提升设备时，c1.25； 在此设计中选择提升不均匀系数为c1.25。af提升富裕系数，主井提升设备对第一水平应留有1.2的富裕系数。2 计算一次提升量式中 m一次提升量，t/次An矿井设计年产量，300000t/年；Tx估算的一次提升循环时间，s；br提升设备每年工作日数，300天；ts提升设备每天工作小时数，14h。采用平车场的双钩串车提升：式中 L提升斜长，L=Lsh+Lpc,m；Lsh斜井井筒长度，560m；Lpc井口平车场长度，即从井口至摘钩地点的距离Lpc=1.5nclc

4、+(79)m，其中nc为串车组矿车数，lc为矿车全长，m；一般为2535m，此处取30m。vm最大提升速度，煤矿安全规程规定：vm5m/s，本次设计中取4m/s；vp平均提升速度，一般vp =(0.750.9)vm，m/s，L200m时取0.75；L600m时取上限值；此处取0.85。vpc平车场内运行速度，一般vpc1.0m/s；此处取1.0m/s。平车场摘挂钩时间， =25s。三 提升容器的确定1 计算矿车数 nc可根据一次提升量m进行计算初步确定，然后对钩头强度进行验算。一般矿车钩头强度为60000 N,nc的个数不应使矿车钩头强度超限，以保证作业安全。 取=6个式中 m一次提升量， k

5、g；m1单个矿车的载重， kg；2 验算钩头强度串车总阻力与钩头强度应满足：即：=6满足条件式中 mz1单个矿车的自重，kg； m1 单个矿车的载重，kg；轨道倾角；此处为28。矿车沿轨道运行阻力系数，滚动轴承轮对取=0.010.05。此处取0.03。3 提升容器型号、参数型号：MGC1.1-6 容积：1.1m 装载量：1.1t长：2000mm 宽：880mm 高：1150mm轨距：600mm 轴距：550mm 轮距：300mm牵引高：320mm 牵引力：60KN 重量：600kg四 计算选择钢丝绳1 计算每米长质量对于斜井提升钢丝绳的计算，只要考虑到精确的倾角以及容器和钢丝绳沿斜井运行的阻力

6、。2 选择钢丝绳 经查表选取67，直径为26.0的钢丝绳。3 验算钢丝绳安全系数式中 mp每米钢丝绳的质量，kg/m；ma钢丝绳的安全系数；此处取6.5。Qp所愿钢丝绳所有钢丝拉断力之和；L钢丝绳的最大长度，m；钢丝绳的抗拉强度，Mpa；此处取1550Mpa。井筒倾角；1容器运行阻力系数，可取0.010.015；此处取0.01。2钢丝绳运行时与托辊和底板间的阻力系数，若钢丝绳全部支撑在托辊上，其值为0.150.20，若钢丝绳局部支撑在托辊上，其值为0.250.40；若钢丝绳全部在底板上运行，其值为0.400.60；此处取0.40。4 钢丝绳型号、参数由上可知，选取钢丝绳符合安全标准的要求，合格

7、可用。钢丝绳型号如下：直径钢丝总断面积参考质量钢丝绳公称抗拉强度Mpa钢丝绳钢丝140015501770钢丝破断拉力总和mmKg/100mKN（不小于）26.02.8258.48246.8361.50400.50439.00五 计算选择提升机1 计算提升机滚筒直径选择提升机滚筒直径的主要原则是：使钢丝绳在滚筒上缠绕时所产生的弯曲应力不要过大，以保证提升钢丝绳具有一定的承载能力和使用寿命。根据规程：式中 D提升机卷筒直径，mm；d提升机钢丝绳直径，mm；提升机钢丝绳中最粗钢丝直径，mm。2 初选提升机所以根据上式计算出的D，查表可初选出提升机型号为。3 验算滚筒宽度单层缠绕时，滚筒宽度应满足：

8、式中 B滚筒宽度，mm；钢丝绳圈的缝隙，一般取23mm，本次设计中取2；n错绳圈数，取24圈，本次设计中取；K缠绕层数；Dp多层缠绕时的平均缠绕半径。故由上知，单层缠绕符合要求。4 验算作用在提升机上的最大静张力和最大静张力差最大静张力验算：最大静张力差验算：5 提升机型号、参数由以上钢丝绳实际最大静张力和最大静张力差的校验可知所选提升机强度满足要求。其型号和参数如下：提升机型号：型单绳缠绕式提升机 直径：3.5m 宽度：1.7m 钢丝绳最大静张力：170KN 两卷筒中心距：1840mm最大钢丝直径：43mm 提升高度（一层缠绕）：340m减速比：11.5 电动机转速：不大于750r/min提

9、升速度：不大于12m/s 两根钢丝绳最大静张力差：115KN六 计算选择天轮1 计算天轮直径根据规程规定，选择天轮的直径。式中 D天轮直径，mm；d钢丝绳直径，mm。2 天轮型号、参数据此查表可选用井上型固定天轮。其基本参数为：天轮直径：2.5m 绳槽半径：15mm适于钢丝绳直径范围：24.527mm 钢丝绳破断拉力总和：661.5KN两轴承中心距：800mm 轴承中心高：200mm变位重力：5.5KN 总重力：15.12KN第二章 电机车运输设计一 电机车运输计算的原始资料（1）运输量：200t/h； （2）运输长度：5000m；（3）坡度：3；（4）矿井工作制度，年工作日数：300天；（5

10、）每日工作小时数：14h；（6）运输地点：主运输大巷；二 确定电机车型号1 选择电机车的粘着质量矿井年产量A=20014300t=84万吨/年根据电机车粘着质量选择表，选择粘着质量为10t的架线式电机车。电机车粘着质量选择表矿井年产量A/t架线式/t蓄电池/t配套矿车/tA60781A120710831201802081252电机车型号、参数查表选择电机车型号为CJY10/6 G 550(D)。其参数为：整备质量：10t 小时制牵引力：15.09KN速度：11km/h 最大牵引力：24.53KN直流电压：550V 牵引电动功率台数：24KW2台轨距：900mm三 列车组成计算1 按电机车粘着质

11、量计算根据整台电机车的粘着条件可知：式中 Pn电机车的粘着质量，t；电机车撒砂启动时的粘着系数。P电机车质量，t；Qz重车组质量，t；重列车启动时的阻力系数，0.0105；ip运输线路的平均坡度，3；a启动时的加速度，一般取0.030.09m/s2，本次设计中取0.05。矿车运行阻力系数矿车中货载质量（t）单个矿车列车列车启动时重车空车重列车空列车重列车空列车10.00750.00950.0090.0110.01350.016520.00650.00850.0080.0100.01200.015030.00550.00750.0070.0090.01050.013550.0060.0080.0

12、0090.0120电机车粘着系数值工作状态值工作状态值启动（撒砂）0.24制动（不撒砂）0.12启动（不撒砂）0.20运行（不撒砂）0.09制动（撒砂）运行（撒砂）0.170000严重不良0.070.092 按电机升温条件计算查表可知：所以：式中 vch电机车的长时间运行速度，m/s；vp列车的平均运行速度，vp=0.75vch，m/s；Ty列车往返一次的运行时间；Fch牵引重车组时电机车的牵引力，N；查表可知为4320N；z重列车运行阻力系数；id等阻坡度，对于用滚动轴承的矿车，一般为2；调车系数，此系数见下表。 调车系数值运行距离/km11221.41.251.153 按制动条件计算列车开

13、始制动时的速度为长时速度vch，则制动时减速度b为：式中 lz制动距离，运物料时为40m，运人时为20m。 ip平均坡度；z重列车运行阻力系数。 Pz电机车的制动质量，对于矿用电机车它等于电机车的全部质量P，t；制动时的粘着系数，此处取0.17。综上：去上述中的最小值，Qz=63.91t。确定车组中的矿车数：式中 Qz重车组质量，t；G矿车中货载质量，t；G0矿车质量，t。查表知3吨矿车自重1.32t。 取Z=15个。四 列车组成验算1 电机升温验算按在平均坡度及最长运输距离来验算。牵引重列车和空列车达到全速稳态是电机车的牵引力由此计算出每台牵引电机车的牵引力式中 nd电机车上的牵引电动机台数

14、。根据Fz和Fk查牵引电动机的特性曲线可得到重列车运行时的电动机电流Iz=16A及速度vz=16.5km/h=4.58m/s、重列车平均运行速度vzp=0.75vz= 3.44m/s，空列车运行时的电动机电流Ik=18A及速度vk=15.4km/h=4.28m/s、空列车平均运行速度vkp=0.75vk= 3.21m/s。重列车及空列车以其平均速度在最长运输距离上运行的时间为：一个运输循环的牵引电动机的等值电流值：式中 停车及调车时间，一般可取18-22min,此处取20min。 查表可知电动机长时电流值 则电动机的等值电流不会发热到超过它的允许温升，故合适。2 制动距离验算按重列车运行速度v

15、z及最大制动减速度验算制动距离。列车制动距离综上：列车各数据均满足规程要求。五 电机车台数确定1 计算往返时间列车往返一次所需时间式中 L加权平均运输距离，km；vzp重列车平均运行速度，m/s；vkp空列车平均运行速度，m/s；列车往返一次内调车和休止时间，min。2 计算每班运输列车次数一台电机车在一个班内可往返的次数 取6次/（台.班）式中 tb电机车每班工作小时数。3 计算每班列车运输的总次数每班运输货载所需列车次数： 取43次式中 Ab矿井每班运煤量，t/班；Z车组中矿车数；G矿车中货载的质量，t；k1运输不均匀系数。k2矸石系数，用以考虑每班外运矸石量，k2=1+每班外运矸石量/Ab。每班列车运输的总次数：式中 nr每班运人所需的列车次数，此处取2。4 确定总台数工作电机车台数： 取8台备用和检修点机车台数：矿井电机车的总台数：