发布时间 : 星期二 文章单绳矿井提升机钢丝绳设计要点更新完毕开始阅读6fef00720622192e453610661ed9ad51f11d541c
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2.4单绳缠绕式立井提升钢丝绳选择计算
提升钢丝绳的选择计算是提升设备造型设计中的关键环节之一。钢丝绳在运转中受有许多应力的作用和各种因素的影响，如静应力、动应力、弯曲应力、扭转应力和挤压应力等，磨损和锈蚀也将损害钢丝绳的性能。综合考虑以上应力因素的精确计算是很困难的，目前国内外都是按静载荷近似计算的。我国是按《煤矿安全规程》的规定来设计的，其原则是：钢丝绳应按最大静载荷并考虑一定的安全系数来进行计算。
安全系数是指钢丝绳钢丝拉断力的总和与钢丝绳的计算静拉力之比。但是应当注意，安全系数并不代表钢丝绳真正具有的强度储备，只不过表示经过实践证明在此条件下钢丝绳可以安全运行。
图2-1所示为一立井单绳提升钢丝绳计算示意图。 钢丝绳的最大静拉力作用于A点处，其值为： Qmax?Q?Qz?pHc (式3-7)
式中：Qmax为钢丝绳承受的最大计算静载荷；
Q为一次提升的有益载荷,Q=3?104N
Qz为容器重量；Qz=3.8?104N
p为钢丝绳每米重力；
图2-1 钢丝绳计算示意图
Hc为钢丝绳悬垂长度，Hc?Hj?Hs?Hz=34+283+20=337m；
Hj为井架高度；Hs矿井深度；Hz为容器装载高
根据《煤矿安全规程》对安全系数的规定[5]，必须满足下式 ：
?BS0Q?QZ?pHc?ma （3-8）
式中：
ma为新钢丝绳的安全系数，其值必须严格按照《煤矿安全规程》规定选取。
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S0为钢丝绳所有钢丝断面面积之和，m2 σB为钢丝绳抗拉强度，Pa
一般钢丝绳的平均比重近似取0.09 N／cm3 ，于是有下式：
p??0S0(N/m) （3-9）
式中：γ0为钢丝绳的比重，γ0=9.0×104 N/m3 将式(3-9)代入式(3-8)得：
?BP?0Q?QZ?pHc?ma
σBP≧?0m（aQ?QZ?PHC)
P(σB-?0maHC)≧?0ma(Q?QZ) p?Q?QZ?B?HC?0ma(N/m) （3-10）
代人γ0=9.0×104 N/m3的值后，得出选择每米钢丝绳重的公式为：
p?Q?QZ(N/m) （3-11） ?51.1?10?B?HCma查表2-2，钢丝绳的抗拉强度σB数值有
表2-2 钢丝绳的抗拉强度σB
钢丝绳公称抗拉强度/MPa
1470
1570
1670
1770
1870
取σB=1770MPa
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表2-3 钢丝绳安全系数ma最低值
[5]
用途分类
单绳缠绕式提升装
置
转为升降人员
升降人员和物料
升降人员时 混合升降时 升降物料事
专为升降物料
安全系数最低值
9 9 9 7.5 6.5
本次设计的为专为升降物料提升装置，因此ma=6.5 所以
3?104?3.8?104=23.4 N/m=234 kg/100m P?1.1?10?5?1700?106?3376.5根据计算结果查图2-4选取钢丝绳型号[1]
图2-4钢丝绳型号
选取直径为30mm，天然纤维芯钢丝绳，抗拉强度为1770MPa，其型号表示为：30 NAT 6×19S+FC 1770 Z GB/T20118-2006
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由于实际所选钢丝绳的γ0不一定是0.09 N／cm3，因此所选绳是否满足安全系数的要求必须按实际所选每米绳重按下式进行验算，即所选绳的实际安全系数为：
ma?QqQ?QZ?pHC （3-12）
式中Qq为所选钢丝绳全部钢丝破断拉力总和，查上表得525KN
Q为一次提升的有益载荷,Q=3?104N
Qz为容器重量；Qz=3.8?104N
PHC=337×332×10÷100=11188.4N 所以
525?103?6.63＞6.5 =ma?44.4Q?QZ?pHC3?10?3.8?10?11188Qq经验算所选钢丝绳在安全规程规定值内，是可以使用的。选用合格。
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