新疆工业高等专科学校课程设计说明书题目名称：立井单绳罐笼提升的设计系部：机械工程系专业班级：机电一体化04-2（2）学生姓名：高峰指导教师：薛风完成日期：2007年1月18日新疆工业高等专科学校机械工程系课程设计评定意见设计题目：立井单绳罐笼提升的设计学生姓名：机电一体化专业04 班级 2 评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日新疆工业高等专科学校机械工程系课程设计任务书专业 矿山机电班级04-2课程名称矿山固定机械设计题目 立 井 箕 斗 提 升 指导教师 薛 风 起止时间1.15-1.19周数一周设计地点系机房指导思想和目的：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使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 n 为90万吨.2 )年工作日b r 为300天，3 )每天净提升时间t=14h ；4 )矿井开采最终水平，5 )井深300m ，6 )矿井服务年限79年，7 )提升方式为双箕斗提升，8 )卸栽水平至井口的高差H x 米20=。

9 )装载水平至井下运输水平的高差H z 米29=2 .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)提升机和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和要求：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；第二天：计算选择提升机,提升电动机的预选,提升机和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.《矿山固定机械手册》 作者：严万生 煤炭工业出版社。

1986年5月2.《煤矿固定机械及运输设备》作者:牛树仁 陈滋平 煤炭工业出版社，1998年10月教研室主任（签名） 系（部）主任（签名） 年 月 日目录一、计算条件 (1)二、提升容器的选择 (2)三、提升钢丝绳的选择 (2)四、提升机选择 (2)五、提升电动机的选择 (3)六、提升机和井筒的相对位置 (3)八、速度图各参数的确定 (3)九、提升速度图计算 (3)十、提升动力学计算 (3)十一、电动机功率的验算 (3)十二、提升设备的电耗及效率 (3)十三、设备实际提升能力 (3)立井单绳罐笼提升一.计算条件：1.矿井年产量：A=90 t /a2.工作制度 ：年工作日数：b r =300d ；日工作小时数t=14h3.矿井最终水平深度：H s =360m4.卸罐水平至井口高度：H z =0m5.散煤密度:r=0.95 t/h ；副井提升方式单层（绳）罐笼；井底没有煤气，定量6.自动装载；则其不均衡系数C 取1.10~1.15m7.矿井电压等级:6kv8.矿井服务年限:80年 二．提升容器的选择 1. 经验提升速度j V提升高度: s H H H =3600360m z =++= 经验提升速度: ()j V 0.40.43607.6m /s H === 最大提升人员速度 :m V 0.59.5 (m/s)<10H == 经验的一次循环提升时间T j:由规定加速度a 取0.75m/s 2,爬行阶段附加时间u 取5秒，停止时间θ取13s()j7.6360T +u 51375.1s j 0.757.6j V H a V θ=++=+++= 一次经验提升量Q j:因没有煤仓，不均衡系数C 取1.15，因为一个水平提升，故富裕系数a f 选1.2。

4f j j ACa T 90101.151.275.10.2Q 1.23600tb 360014300r ⨯⨯⨯⨯⨯===⨯⨯吨2. 选择罐笼:根据表6-1选用GLGY-1.5×1/1型立井单绳提煤罐笼，其主要技术参数如下，罐笼名义货载质量1.5吨，罐笼质量z Q 3420kg =，罐笼总高()H 4850mm y =，罐笼有效容积3V 1.7m r = 一次实际提升量:Q V 0.951.71615kg r r ==⨯=所需一次提升时间：()r 143600Qb t 36001.61530014T 98s CAa 1.1590101.20.2⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯所需一次提升速度:()221112210.751[()[()42 0.75[98(513)]40.75360[9853.952]4V a T a T aH μθμθ=⨯-+=-+-+-+-⨯=-⨯三 提升钢丝绳选择 1. 钢丝绳每米质量钢丝绳公称抗拉强度选用σb =1666MP a ,按〈煤矿安全规程〉规定安全系数为9，井架高度H j 暂取34.5m ，由于提升量不大，且井较浅，可考虑选用普通圆股绳6×37型钢丝绳，钢丝绳密度γ0=9350kg/m 3.36025385C =+=H069.81(16153420)=4.061666109.8138593509()Z BCag Q r p Q gH m σ⨯+==⨯-⨯+-⨯2. 选择钢丝绳：按表6-8选用GB-1102-74-钢丝绳6（37）-I-光-右同、，其技术数据如下，钢丝绳有直径d=34.5毫米，最粗钢丝直径δ=1.6mm ，钢丝绳每米质量P=4.19KG/m ，钢丝破断拉力总和q Q =742840N 。

3 . 钢丝绳的验算安全系数：3812201199.816153420 4.193)85(q Z C Q m Q Q PH g =⨯==+++⨯+＞（）验算合格上述钢丝绳可用。

四. 提升机选择 1. 卷筒直径：808034.52760D d ≥=⨯=（毫米） 120012001.61920D δ≥=⨯=（毫米）根据计算结果查表6-11，选用标准卷筒直径为3m 对于主井提升可采用单层缠绕，()()(30)36030{3}334.5215543.1430H B d mm D επ++⎛⎫=++=++= ⎪⨯⎝⎭故选卷筒宽度1554mm. 卷筒宽度B ： .确定减速器传动比：按上面计算的1v =4.95m/s,在表6—12中选用相近的速度为4.5m/s 则减速器传动比为20.。

4. 选用提升机:查表6—11选用2JK —2/20型矿井提升机，其主要数据如下：卷简直径为3m ； 卷简宽度为1.5m,最大静张力差127.4kN ；最大静差力58.8kn ；减速器传动比20；钢丝绳最大速度5m/s;机器旋转部分的变位质量7905kg ；两卷简中心距1132mm. 5 .最大静张力验算：j Q Q H (16153420 4.19360)9.8164.125 F 127.4p ++=++⨯⨯=<=（）g 6. 最大静张力差验算：Q H g (1615 4.19360)78.4KN p +=+⨯=（） 故合适五. 提升台电动机的预选： 提升电动机的功率：矿井阻力系数k=1.2,提升速度V=4.5m/s;动力系数p=1.4,对于二级传动，传动效率85.0η电动机功率N 可估算如下： 1.21615 4.59.8 1.4100010000.85141KW kQVgN ρη⨯⨯⨯==⨯=⨯ 电动机转数： 6060 4.5203.1859r /2min 4vi d ηπ⨯⨯===⨯选择电动机按N ，n 及电压等级，查表7—5选用YR1000—6/1180型三相异步电动机，其技术数据如下:额定功率1000KW ，转速N0=989r/min,过负荷系数=2.27，转天轮力矩（GD 2）=4591.N. M 2，额定电压6KV 。

六. 提升机和井筒的相对位置 天轮直径D T 的确定：按80t D d ≥及1200t D δ≥查表7—6选用TSG 193000，其技术数如下：名义直径D t =3000mm ，查表质量mt=781kg 2. 井架高度：H H H H 0.75R 01060.7518m j x r g t =+++=+++=取井架高度为18m.3. 钢丝绳的出偏角1α和内偏角2α： 单层缠绕，内、外偏角一律取1/15o4. 钢丝绳旋长 两卷简间距离a 为：a=两卷间中心距—B=1132—1000=132（毫米） 按出偏角A m ax 1=1/15o 计算最小旋长 L ≥n m x 11七 、提升系统变位质量1.最大悬垂长度：()H H H H 163600376m c j s z =++=++= 全绳长：()L H L 3D nD 3037620.2233.1424 3.14 3.530489.02m p c z π=++++=++⨯+⨯⨯+=2.提升电动机变位质量()()22212GD i 459120m 46846kg 9.822gD d ⨯===⨯⨯ 提升系统的总变位质量()1Q 2Q 2PL 2m m m 1615236202 2.11489230779054684665670kg z p t j d m =+++++=+⨯+⨯⨯+⨯++=八 、速度图各参数的确定 1.提升机的实际速度：()01Dn 3.14289V 5.18m /s 60i 6020m π⨯⨯===⨯ 2.主加速度a 1：查表7-8,ZHLR-115型减速器最大输出力矩max M 88.2KN.m =，则：()()max 112KQ H g (1.21615 2.165360)9.8188200m m 16567046846 3.273m /s 3(/)d p M a R m s +⨯+⨯⨯≤-=---=≈按电动机能力产生的最大加速度额定拖动力F e 为1100010001000F 164092V 5.180.85e e m N η⨯===⨯ 最大加速度12(kQ+pH)g0.75F (1.21615 2.165360)9.80.75 2.27164092 3.84m /s 65670e a mλ≤-⨯+⨯⨯=⨯⨯-=（）最后确定主加速度为3.84 m/s 2 3.提升减速度（采用自由滑行减速）暂取减速阶段及爬行阶段的行程34h h 30m +=(){}3432KQ P H 2h h g{1.21615 2.165(360230)}9.8 0.19m /s 65670ha m --+⎡⎤⎣⎦=⨯--⨯⨯==（）确定减速度为0.19 （m/s 2） 4.爬行阶段参数定量装载设备自动操作，爬行距离取()44h 2.5V 0.4m /s == 九 、提升速度图计算 1.主加速时间： ()111 5.181.3s 3.84m V t a === 主加速行程： ()11 5.181.33.37m 22m V t h ⨯=== 2.减速阶段减速时间： ()43130.45.1820.1s 0.19m h V t V a =-=-= 减速行程： 1433 5.180.420.156()22m V V h t m ++==⨯= 3. 爬行阶段： 爬行时间： 444 2.5 6.25()0.4h t s V === 4. 抱闸停车阶段：抱闸停车时间： 4550.40.4()1V t s a === 行程：4550.40.40.08()22V t h m ⨯=== 5. 等速阶段： 行程：20134536056 2.50.08298.05()h H h h h h h m =-----=---= 时间：221298.555.8()5.18m h h m V === 一次循环提升时间：12345 1.355.820.1 6.250.483.85()T t t t t t s =++++=++++=一次循环总时间：83.851396.85()Z T T s θ=+=+=1Z T T <故合适十、提升动力学计算1.主加速阶段：主加速开始：''1010()065670(3.270)214740.9()F F m a a N =+-=+-=主加速终了："'11122 2.165 3.379.8214597.8()214740.9F F qh g N =-=-⨯⨯⨯=2. 等速阶段等速开始：)(8.44532.3656708.2145971"1'2N ma F F =⨯-=-=等速终了：)(5.20778.956165.228.445323'2"2N g qh F F =⨯⨯⨯-=-=3. 减速阶段： )(8.1039919.0656705.20773"2'3N ma F F -=⨯-=-=)(1.127768.956165.228.1039923'3"3N g qh F F -=⨯⨯⨯-=-=4.爬行阶段爬行开始：)(8.29819.0656701.127763"3'4N ma F F =⨯+-=+=终了：)(7.1928.95.2165.228.29824'4"4N g qh F F =⨯⨯⨯-=-=5.抱闸停车阶段：开始：)(2.653711656708.2985"4'5N ma F F -=⨯-=-=终了：)(5.653748.908.0165.222.6537125'5"5N g qh F F -=⨯⨯⨯--=-= 绘制速度图及力图，如图2所示（P3）十一、电动机功率的验算1.按温生条件验算222222222001122224412402222242222214740.9214597.84453.84453.82077.52077.555.822192.7298.8 6 .2501.21213.02T o F F F F F F F F F F F dt t t t t '''''''''''''''+++++=+++++⨯+⨯+⨯++⨯=⨯=+⎰ 等效时间： ()1342T (t t t )t 1.320.1 6.2555.81384()d s αβθ=++++=++++=等效力： 0102 2.12101588884T d d F dt F T ⎰=⨯== 等效功率： 155888 5.18=100010000.85950kw 982kw d d m F V N η⨯=<=⨯ 2. 按过负荷条件验算：max 214741 1.3164093e F F == 0.750.75191.35λ=⨯= 因1.3〈1.35故合适3. 按特殊力验算：特殊力 )H]1.1[1615342057 4.19360]2781[(958.t z F q p g Q Q μ=-=+=+-++（） 90.91.91.7λ=⨯=十二. 提升机设备的电耗及效率1. 力对提升时间的积分为：21122441240422221470.9214597.84453.82077.5192.7298.8 1.355.8 6.256510.222T F F F F F F F dt t t t N S '''''''''+++=+++++=⨯+⨯+⨯=⨯⎰一次提升电耗：41201.02 1.02 5.186510 1.19./36001000360010000.850.925m d TV W KW F dt h ηη⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⎰⨯次 2. 提升设备的吨电耗：1.19 1.02./1.615t W K h Q W W t === 3. 一次提升的有益电耗：1.6159.8360 1.14./36003600d QgH KW h W ⨯==⨯=次 4. 提升设备效率1.1495%1.19d t W W η=== 十三 设备实际提升能力1. 年实际提升能力：736003001416151.1530177900.5054n A ==>⨯⨯⨯⨯=⨯⨯万吨 2. 实际富裕系数： 77415.71.2n f A a A =>==参考文件：《固定机械》教科书《矿山固定机械设计手则》〈〈煤矿安全规程〉〉时间2007年1月.18日。