立井单绳箕斗提升

新疆工程学院课程设计说明书题目名称： 立 井 箕 斗 提 升系 部：专业班级：学生姓名：指导教师：完成日期：新疆工程学院机械工程系课程设计评定意见设计题目：立井箕斗提升学生姓名： 专业 矿山机电班级评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日机械工程系课程设计任务书2013-2014 学年第 一 学期 2014 年 1 月 10 日专业矿山机电班级11-8 （2）课程名称矿井运输与提升设计题目立井箕斗提升指导教师起止时间周数1设计地点指导思想和目的：以已知设计资料,选定提升系统各部件，对其主要参数进行计算及选定，对有 关部件进行安全性校验,对提升系统的运动学及动力力学进行计算，达到对提升系统进行合 理的选型，并达到对所学知识的应用和实践能力得到了提高，增强工程意识和素养，培养 独立分析和解决问题能力目的。1.设计依据1 ）矿井年产量A为90万吨.2 ）年工作日b为300天，3 ）每天净提升时间nrt=14h； 4 ）矿井开采最终水平，5 ）井深220m，6 ）矿井服务年限80年，7 ）提升方式为双箕斗提升，8 ）卸栽水平至井口的高差H - 20米9 ）装载水x。平至井下运输水平的高差H - 29米z2 .设计的主要内容1）计算选择提升容器2）计算选择提升钢丝绳3）计算选择提升机4）提升电动机的预选5）提升机与井筒相对位置的计算6）运动学参数计算7）动力学参数计算8）电动机功率的计算9）计算吨煤电耗设计设计进度与要求：第一天：借齐设计所需书籍，计算选择提升容器和选择提升钢丝绳；第一天：计算选择提 升机，提升电动机的预选,提升机与井筒相对位置的计算.第三天：运动学参数计算,动力 学参数计算第四、五天：电动机功率的计算计算吨煤电耗编写计算说明书，查漏补缺 完成设计；主要参考书及参考资料：1. 矿井运输提升作者：洪晓华 中国矿业大学出版社。2005年7月2. 矿井运输与提升作者:庄严中国矿业大学出版社，2009年2月目录一、计算条件：- 1 -二、提升容器的确定： - 1 -三、钢丝绳计算：- 1 -四、提升机的选用- 2 -五、提升系统- 2 -六、电动机预选：- 3 -七、变位重量计算： - 4 -八、提升机速度图的计算：按六阶段速度图 - 5 -九、提升能力：- 6 -十、电动机等效功率计算： - 7 -十一、电耗及提升机效率计算： - 10 -立井箕斗提升系统、计算条件：矿井年产量 An 为 90 万吨，年工作月 br 为 300 天，每天净提升时间 t 为 14h; 矿井开系最终水平，井Hs为220m，矿井服务年限为80年；提升方式为双箕 斗提升，采用定重装载；卸载水平至井口的高度（卸煤高度）Hx为20米； 装载水平至井下运输水平的高差（装煤高度）Hz为29米。提升容器的确定：小时提升量：A nh b x t r-小 X 900000 - 246(t / h)300 x14+ H + H 二 220 + 20 + 29 二 269(m)xzH H经济提升速度：tV 0.4 J H 0.4*;269 0.4 x 16.4 6.56(m / s)mt一次提升时间估标：T = g爬行时间u估取10sV H656 269m + t + u + 0 +10 +10 692(s)aV0.76.561m休止时间0 估取 10sA x T一次提升量：Q600246 X 眇2 - 4.73(t)3600选用标准底卸式箕斗，Q=6000kg,自重 5000kg,全高 9450mm.三、钢丝绳计算：绳端荷重：Q Q + Q 6000 + 5000 11000(kg)dc井架高度：H H + H + H + 0.75 Rt 20 + 9.4 + 4 + 0.75 x 1.5 34.525(m) j x r g取 35m钢丝绳悬重长度 H H + H + H 35 + 220 + 29 284(m):c j s z钢丝绳单位长度重量：P B H mc110001.1x17000 4.24(kg 加)2846.5查表(2-2)从钢丝绳标准中可选用，6*19 普通圆股钢丝绳,其中有关数据为d = 37mm P = 4.871kg / m p;5= 2.4mm; QS = 876KN.876kk max钢丝绳的静力安全系数：m = I】。*0.0487ix284 =佃 $5四、提升机的选用亠D 80d = p 80 x 37 = 2960(mm)滚筒直径： g jD 12005 , D 1200 x 2.4 = 2880(mm) gj钢丝绳作用在滚轴筒上的最大静张力及最大静张力差：最大张力： F =Q * p H = 11000 * 4.8x 284 = 12363.2(kg) j d k c最大静张力差： F =Q* p H = 6000 * 4.8x 284 = 7363.2(kg) ck c决定选用2JK-3/20型矿井提升机，见表1-1-5, Dg=3mD g;B=1.5F = 13000kg Fj; F = 8000kg F ; i = 11.5 j, V= 4.5m / sjececmax钢丝绳在滚筒上的缠绕宽度B = (H + Lm + 3(d + e) = (269 + 30 + 3)(37 + 3) = 1269.64(mm) B 兀D3兀g即钢丝绳将在滚筒上做单层缠绕。五、提升系统天轮直径：取Dt=Dg=3000(mm)查表3-3天轮型号为TSH型0 ,20其中变位重力为 7810N井架高度：H = H * H * H * 0.75 Rj x r g g取井高度：H.=35(m)j滚筒中心到提升容器中心的距离b = 0.6 H + 3.5 + D = 0.6 x 35 + 3.5 + 3 = 27.5(m)min j g取 b=35(m)提升钢丝绳弦长：L = ：(b - D)2 + (H - C)2 = (35 - 3)2 + (35 +1)2 二 47.7(m) x2j2注：通常工业场地较平坦时，C取1 (m)钢丝绳的偏角：外偏角：t=ga1-3 x (d + e)1500 - 2050 -164 - 3 x247700(37 + 3)=0.0091tgx内偏角： 12050 一164 = 0.01972 x 47700a = 0。31281s-a=2Lxa = 1。7712下绳仰角：H - C=t-1 j+ sin-1gDb t-2Dt二 49。730：(b - D )2 + (H - C)22 j上绳仰角：申2H - C=t -1 j= t-11.01 = 45。17g D gb六、电动机预选：KQV=maxi=1.15 X 60X 6.56 x 1.3 = 692.3(kw)0.8560 X 6.56 X11.5 = 480.5(r/min)60V i _max =兀Dg选用 JR800-12/1430 型电动机。Ne=800kw,Nd=492r/min查资料表7-7 飞轮转矩为 14660N/mV 提升机实际运行速度： max兀D n3 x 492 x 兀g d = 6.7(m/ s)60i 60 x11.5七、变位重量计算：1)电动机转子变位质量GD2i 1466011.5m _x (-) _ 空60 x () _ 21981kgd g d 9.832)提升机变位质量G 192000m二页厂二19592kg3)天轮变位质量m 韦 _ 譽 _ 15941kg4)钢丝绳变位质量9.8m _ 2p _ (H + L + 30 + 3兀d + 4兀d) _ 22誓1 x (284 + 47.7 + 30 + 7 x 3.14x 3) _ 4251kg s gc x2Qm 二rg5)容器变位质量 _ 2 X12 _ 24490kg9.86)载荷变位质量_ Q _ 110000=g=9.8=11224kg则：变位质量工 m = m + mdjm + m + m + m tsr=21981+19592+15941+4251+24490+11224 =97479kg八、提升机速度图的计算：按六阶段速度图加速度的确定：初加速度：a 二 V0 二 5 二 0.45(皿 )o2h2 x 2.5zs20正常加速度：按减速器输出轴允许的最大力矩计算2Ma 1max-(kQ + PH)mm2 x 2767703(1.15 x 60000 + 48.71x 269)9747921981=1.49 m： S2按充分利用电动机的过负荷能力计算：a10.75九 F (kQ + pH)工m0.75 x 2.67 x 103659 (1.15 x 60000 + 48.71x 269)=1.29m / S297479其中电动机作用在卷动圆周的额定力按F = 1000Pen计算ev取 a = 1.2(%2)减速度的确定 按自由滑行：kQ- pH乙m1.15 x 60000 48.71x 26997479二 0.57取 a - 0.57(m/s2)3 爬行段计算爬行速度：V - 0.5(m / s)4爬行距离： h - 3(m)4速度图的具体计算：初加速度阶段：V 1.5初加速度时间：t -亠-3.3(s)0 a 0.450初加速运行距离：h = 1 Vt =1 x 1.5x3.3沁2.5(m)0 2 0 0 2 正常加速阶段：加速时间：t =-0 = 4.6(s)1 a 1.21加速运行距离：h = Ymaxo t =x 4.6 = 19.6(m)1 2 1 2正常减速阶段：V - V减速时间： t = max4 卞 11.4( s)3a3减速运行距离：h = ax41 =x 11.4 = 42.8(m)3 2 3 2爬行阶段：h3爬行段运行时间：t = 4 = 6( s)4 V 0.54 制动阶段：行程忽略不计，余兴时间按 1s 计算。 等速阶段：等速运行距离：h = H - (h + h + h + h ) = 269 - (2.5 +19.6 + 42.8 + 3) = 203.8(m)2 t 0134等速运行时间：t = = 29.1(s)2 V 7max提升一次的持续时间：纯运行时间：T t +1 +1 +1 +1 +1 3.3 + 4.6 + 29.1 +11.4 + 6 +1 554(s) c 012345提升一次的持续时间：T T +9 55.4 +10 65.4(s)gc九、提升能力：年实际提升能力：360btQrCT3600 x 300 x 14 x 61.15 x 65.41206222.577(t/年)小时的最大提升能力：3600Q 3600x6A 330.28(t / h)b T 65.4g提升能力富裕系数：a = 1.3402即富裕能力为13.40%t A 900000n十、电动机等效功率计算：提升开始时：F 0 = KQ + PkHt + 工 Ma0 = 1.15 x 60000 + 4.8 x 269 + 97479 x 0.45二 17151.2( N)初加速终了时：F0 二 F0 - 2pk h0 二 17151.2 - 2x 4.8 x 2.5 二 17126.85(kg)加速度开始时：F1 二 F0 + 工M(a1 - a0)二 17126.85 + 97479(1.2- 0.45)二 24437.7(N)加速终了时:F 二 F -2Ph = 24437.7-2x4.8x 19.6二 24246.8(N)2 1k 1等速开始时:F 二 F 工Ma = 24246.8 -97479 x1.2 二 12549.3(N)3 21等速终了时:F = F - 2P h =12549.3 - 2x 4.8x 203.8 =10563.9(N)4 3 k 2 减速开始时:F = F 工 Ma = 10563.9 - 97479 x 0.57 = 5007.6( N)5 43减速终了时:F = F - 2P h = 5007.6- 2x 4.8x 42.8 = 4590.7(N)6 5 k 3爬行段开始时:F = F + 工 Ma = 4590.7 + 90479 x 0.57 = 10147( N)7 63爬行段终了时：F = F - 2P h =10147 - 2x 4.8x3 =1011.7(N)07 k 4等效力计算：工 F 2t = 1( F 2+F 2)t +1( F 2+F 2)t +1( F 2+F F + F 2)t +1( F 2+F 2)t2000212 1 3334422784= 7.911 x1010注：由于减速段采用自由滑行，该段运动力接近于零，故未列入计算。 等效时间：T = 1(t +1 +1 +1 +1)+1345+19 = 1(3.3 + 4.6 +11.4 + 6 +1) + 29.1 +1 x10 = 45.58s2 323等效力： T45.48d17.911x1 loxi08 = 4i660.89(N)等效功率：Pd = Fd xVrnax 41660.89x6.56 = 321.5 80。(曲) d10001000 x 0.85i 故所选的电动机容量是合适的。电动机过负荷系数：F24437.7九= ma = 2.36F103659e(0.75 0.8)九=1.77 1.89特殊力作用下电动机过负荷系数： 当打开离合器后，调绳作单钩提升时：F =卩(Q + PH )二 1.1x(50000 + 48.71x269)二 69413.3(N) t 1 c k cFtFe69413.3103659 0.67九 0.9九0.9 x 2.36 2.12t故所选用的电动机是能够满足运转中的实际需要。6D1020304050604590001020304050603000050002500024437r 24246200001715110000125491056S5007150001712610147101171B00一、电耗及提升机效率计算：提升一次的有效电耗：QH6000 X 269 = 4.40（kw h / 次）E =1102 x 3600 102 x 3600提升一次的实际电耗： 工Ft =丄（F + F）t + !（F + F）t + !（F + F）t + !（F + F）t2000212133422784=358307.581.02 V max 工 FtE二二1.02x6.56x358307.58二8.69（kw-h/次）提升每102 x 3600耳耳 d 耳 x 102 x 3600 x 0.85 x 0.93 x 0.95吨煤的实际电耗:Er = = 869 = 1.45（kw - h / 次）Q6提升机效率:=x 100% =鹽 x100% = 50-63%29m参考资料：1. 矿井运输提升 作者：洪晓华 中国矿业大学出版社。2005年 7月2. 矿井运输与提升作者:庄严中国矿业大学出版社，2009年 2月