斜井绞车选型设计方案
设备处
2012年9月28日
目录
目录 (1)
前言 (2)
1 设计要求及设计参数 (3)
2 钢丝绳选型设计 (4)
3 绞车选型设计 (9)
4 钢丝绳校核 (13)
5 绞车校核 (14)
6 结论 (22)
参考文献 (23)
参考规范性文件 (24)
前言
我矿的斜井带式制动绞车（型号为JT-0.8×0.6）安装于1991年，虽只用作提升矿车，但也肩负着东部出矿的提升重任，现设置两班制，每日工作时间也有16个小时，属于我矿的重要考核设备。绞车距今已投入使用20多年，设备陈旧，技术状况较差，且根据国家安全生产监督管理总局下发的文件，已将带式制动绞车列为淘汰产品，禁止在煤矿和金属非金属矿山使用，因此公司领导本着安全第一的原则，考虑到我矿目前的安全形势，决定对斜井绞车进行更换。
本设计在现有的技术参数下，严格参照《GB l6423—2006金属非金属矿山安全规程》和《煤矿安全规程》，并结合全国大部分金属非金属矿山中已通过国家安全生产监督管理总局审查并同意使用的斜井绞车型号，对我矿斜井绞车进行选型设计。
1 设计要求及设计参数
1.1 设计要求
我矿原斜井绞车型号为JT-0.8×0.6，钢丝绳采用的是6×19-NF-Φ15.5，斜井长度为125m ，轨道倾角为20°，提升一辆重车。此次更换斜井绞车，轨道倾角仍为20°，但要求绞车能够在200m 斜井长度上提升两辆重车。
根据现场实际尺寸画出斜井绞车提升示意图，如下：
图1 斜井绞车提升示意图
1.2 设计参数
根据已知参数和现场实际尺寸，则设计参数如下：
（1）矿车类型：0.68 m 3 翻转式矿车，矿车自重：1710M kg =；
（2）矿岩容重：3.1 t / m 3；矿岩松散系数：1.6；矿车装满系数：0.85； 矿车有效载重：2 3.10.680.8511201.6
M kg =⨯⨯=； 则两辆重车重量：122()2(7101120)3660K M M M kg =+=⨯+=；
（3）轨道倾角：20θ=︒；
（4）斜井长度：0200L m =；380挂钩点至380井底距离暂取10m ；420摘
钩点至420井口距离暂取20m ；'2001020230L m =++=；
（5）380挂钩点到420第一个地滚筒间钢丝绳长度：L=210m ；
（6）斜井已铺设15kg/m 的轨道，600mm 轨距，采用水泥轨枕。
2 钢丝绳选型设计
2.1 钢丝绳结构选择
斜井提升用钢丝绳，正常情况下磨损是钢丝绳报废的主要原因，因此在钢丝绳选型时，保证安全系数的前提下，既要考虑钢丝绳的耐磨性，也要根据我矿的提升条件、实际使用情况等方面考虑经济性。
2.1.1 三角股钢丝绳
三角股钢丝绳是由6个具有一定螺旋状的等边三角形股围绕绳芯紧密扣合而成。参考《GB/T 8918—2006重要用途钢丝绳》得知6V×18、6V×19适用于斜井提升，它的股外层钢丝有9根。由于股中钢丝数量少，钢丝直径相对较粗，使用时其耐磨性、寿命远远高于普通圆股钢丝绳，因此价格也是最高的。
与普通圆股点接触钢丝绳相比，它具有以下优点：
①接触面积大，耐磨性能好；
②因股与股之间接触点增多，因而抗压性能好；
③总破断拉力可提高20％一25％；
④制造时由于预先形成螺距，采用了预变形和强有力的矫直定径装置，消
除了捻制残余应力，因而结构稳定，使用时不易断丝，且换绳操作方便。
2.1.2 面接触钢丝绳
从钢丝绳股内各层钢丝之间的接触状态来看，当前国内外的发展趋势是点到线到面。即逐步淘汰使用寿命低的点接触钢丝绳，而由线接触钢丝绳以及面接触钢丝绳所替代。从钢丝绳使用寿命来看，点、线、面接触的三种类型，后者依次比前者提高50％以上。
与普通圆股钢丝绳相比，面接触圆股钢丝绳具有以下优点：
①耐磨性好，钢丝表面平滑，与绳轮之间的接触面积大，单位压力小，可
减少绳轮磨损；
②耐疲劳性能好，钢丝之间呈面状接触，接触应力小，不易断丝；
③破断拉力高；
④不松散性能好。
面接触钢丝绳用于斜井提升，当首选股中钢丝数少、钢丝直径粗的6T×7结构。面接触钢丝绳使用寿命比点接触钢丝绳提高50％～100％。
2.1.3 线接触圆股钢丝绳
线接触圆股钢丝绳的圆股内不仅同层钢丝之间为线状接触，而且相邻层钢丝之间也是线状接触。适合斜井提升用钢丝绳推荐的有两种结构，一种是6×9W，另一种是6×7。
（1）6×9W钢丝绳
6×9W结构钢丝绳股中心丝由3根组成，外层相间排列粗细各3根钢丝，粗丝位于内层丝凹处，细丝位于内层丝的凸处。
与点接触钢丝绳相比，具有以下优点：
①绳股结构较点接触紧密，在使用时可减少股内钢丝的相对滑动。因股内
钢丝的捻距相等，故其内层的捻角较小，因而钢绳的结构伸长较小；
②绳股内相邻层钢丝在全长上呈线接触状态，接触面积大，因而在使用时
股内钢丝所受的接触应力小；
③钢丝绳的密度系数高，因而在相同强度和直径的情况下，承受载荷高
8％～10％。
（2）6×7钢丝绳
6×7结构钢丝绳是股中心丝外包捻一层钢丝，属于丝数少的线接触钢丝绳，但一般都把它当点接触钢丝绳看待。直径相同的钢丝绳，股中钢丝数少，钢丝直径相对较粗，耐磨性也相应好一些。由于6×7结构股中钢丝直径粗，耐磨性好，而且方便生产，价格便宜，现仍在多数煤矿斜井中普遍使用。
因此，结合我矿实际情况，暂选6×7-NF线接触圆股钢丝绳。
2.2 钢丝绳抗拉强度 的选择
钢丝绳的公称抗拉强度按《GB/T 8918—2006重要用途钢丝绳》的规定，从1570 MPa到1960 MPa共列出5个等级。选择强度高的钢丝绳，则安全系数高、强度高，但其弯曲、扭转值相应地就会低些，影响使用寿命。按《煤矿安全规程》的规定：钢丝绳的公称抗拉强度应根据钢丝绳在使用中所承受的最大静拉力和钢丝绳内钢丝破断拉力总和来计算。即：
