绞车选型及钢丝绳验算

小绞车和钢丝绳选型计算一、钢丝绳选型首先需要确定小绞车运输的现场条件，运输距离L （百米），运输轨道的最大坡度α，提升货载Q 0（千克）（如图1）由于钢丝绳在工作过程中受多种应力的作用，如静应力、动应力、弯曲应力、扭转应力、接触应力、挤压及捻制应力等等，这些应力的反复作用将导致钢丝的疲劳断裂。

《煤矿安全规程》规定：根据其工作中所承受的最大静拉力和钢丝绳最小破断力总和计算，使它具有一定的安全系数。

因此有Q j ≤mF h ……………………………………① 式中 Q j ———最大静拉力，N ；F h ———钢丝绳最小破断力总和，N ；m ———钢丝绳安全系数。

假定钢丝绳的单位长度近似重量为M，这时A点承受的最大静拉力为：Q j=gML（sinα＋ƒ2cosα）+ g Q0（sinα＋ƒ1cosα）…②式中 g——重力加速度，m/s2；ƒ1——提升容器运动阻力系数（0.01—0.015）；ƒ2——钢丝绳与底板和托辊间的摩擦系数，钢丝绳全部支撑在托辊上时取0.15～0.2，局部支撑在托辊上时取0.25～0.4。

由GB/T8919第4.3.1条知：M＝Kd2……………………………………………………③式中 d——钢丝绳公称直径，mm；K——钢丝绳的重量系数，Kg/100m*mm2（K值见GB/T8918表5和GB/T16269表3）。

将③代入②可得：Qj= g Kd2L（sinα＋ƒ2cosα）+ g Q0（sinα＋ƒ1cosα）…④根据GB8706－88《钢丝绳术语》第15.2.1条和GB/T8918第5.3.1条，钢丝绳的最小破断力（理论计算的钢丝绳破断力最小值）的计算公式为：F0＝K’* d2*R0…………………………………………⑤式中 F0——钢丝绳最小破断力，N；d——钢丝绳公称直径，mm；R0——钢丝绳（或钢丝）公称抗拉强度，MPa；K’——某一指定结构钢丝绳的最小破断力系数（可查GB/T8918表5 和GB/T16269表3 ）根据GB/T8918第5.3.2条，钢丝绳最小破断力总和可用以下公式表达： F h =K h F 0…………………………………………⑥式中 K h ——破断力换算系数（其值见GB/T8918表14～表31下注和GB/T16269表3的K ’1）将⑤代入⑥得：F h = K h * K ’* d 2*R 0…………………………………⑦将④和⑦代入①得：g Kd 2L （sin α＋ƒ2cos α）+ g Q 0（sin α＋ƒ1cos α）≤m R d K K h 0*'**2 化简可得：d ≥)cos (sin ')cos (sin 2010a f a KL gmR K K a f a Q h +-+…………………⑧ d ≥22.4mm 取d=23mm 钢丝绳最小钢丝破断力总和为335.2KN ，选择了钢丝绳以后，由于最大静拉力与钢丝绳最小钢丝破断力总和是已知的，因此可用①式的变形后的公式对安全系数进行校验，即：jh Q F ≥m,符合要求。

一、 计算依据：1、钢丝绳型号规格：∮32-6×7(特级)2、井筒斜度 α=220 sin220 =0.3746 cos220 =0.927183、钢丝绳每米质量 m ρ=3.86kg/m4、钢丝绳运行时的摩擦阻力系数 f 2=0.155、人车、矿车运行时的摩擦阻力系数f 1=0.0156、1节矿车自重m 1=592kg ，1节人车自重m 1=2000kg7、1车煤重量m 2=800kg ，1车矸石重量m 2=1400kg ，1节人车载重m 2=70×15=1050kg8、钢丝绳最大倾斜长度 L ≈800m9、绞车现规定拉车数n=4（人） 10（煤） 7（矸）10、《煤矿安全规程》规定安全系数：升降人员时m a =9，升降物料时m a =7.5二、 计算：由公式 )αc o s α(s i n )αc o s α(s i n )(2ρ121f gL m f g m m n Q p ++++≥m a(公式来源：煤炭工业出版社1983年3月版《煤矿固定机械》179页)式中，Q p ----钢丝绳破断拉力总和n ----人车或矿车节数g----重力加速度9.8牛顿/千克Q p ≥m a ·n （m 1+m 2）g （sin α+f 1cos α）+ m ρgL （sin α+ f 2cos α）①. 提煤时，Q p ≥7.5×10×（592+800）×9.8×（0.3746+0.015×0.92718）+3.86×9.8×800×（0.3746+0.15×0.92718）Q p ≥7.5×10×1392×9.8×0.3885+3.86×9.8×800×0.513677Q p ≥397482.12+15545Q p ≥413.027KN②. 提矸时，Q p ≥7.5×7×（592+1400）×9.8×（0.3746+0.015×0.92718）+3.86×9.8×800×（0.3746+0.15×0.92718）Q p ≥7.5×7×1992×9.8×0.3885+3.86×9.8×800×0.513677Q p ≥398167.434+15545Q p ≥413.712KN③. 提人时，Q p ≥9×4×（2000+1050）×9.8×（0.3746+0.015×0.92718）+3.86×9.8×800×（0.3746+0.15×0.92718）Q p ≥9×4×3050×9.8×0.3885+3.86×9.8×800×0.513677Q p ≥418041.54+15545Q p ≥433.587KN三、结论：当我井副井绞车新悬挂的钢丝绳的破断拉力总和大于或等于433.587KN 时，就可以判定该钢丝绳的安全系数满足《煤矿安全规程》的要求，可以使用。

钢丝绳安全系数验算相关参数：使用地点相关参数：主立井井筒直径为6m，井深486m（包含井架及井底下口高度），使用两台JZ-16/1000凿井绞车提升吊盘用作井筒装备安装。

选用凿井绞车性能参数：绞车型号：JZ-16/1000凿井绞车额定牵引力F额=160kN；凿井绞车钢丝绳直径28mm（18×7+FC-1670，合成纤维芯钢丝绳），长度取486m，查《一般用途钢丝绳》（GBT20118-2006）绞车用钢丝绳每米重量3.06kg （q=3.06kg/m）；绞车用钢丝绳最小破断拉力Q=406kN。

1、选型计算实际提升时最大静拉力Pmax= W×g；其中W：绳端载荷（提升物的总质量），kg；g：重力加速度，9.8m/s；对提升物的总质量进行分析：（1）吊盘质量：7979kg；（2）吊桶质量：350kg；（3）起吊吊盘单根钢丝绳质量：486m×3.06kg/m =1487kg；两根钢丝绳的总质量：2根×1487kg/根=2974kg；（4）施工用的信号临时电缆质量：300 kg；（5）施工人员8人：75kg/人×8人=600kg；（6）风管、氧气乙炔瓶、电焊机、工具及其他杂物质量：400 kg；则W=（1）+（2）+（3）+（4）+（5）+（6）=7979+350+2974+300+600+400kg =12603kg实际提升时最大静拉力PmaxPmax= W×g=12603kg×9.8 m/s =123509N=123.5kN。

2、钢丝绳使用安全系数验算吊盘提升采用Φ28mm钢丝绳（型号：18×7+FC-1670），单位重量为3.06kg/m，凿井绞车提升吊盘用单根钢丝绳最小破断拉力Q=406kN 。

单根钢丝绳的最小钢丝破断拉力总和Q 总=钢丝绳最小破断拉力Q ×1.283=406×1.283kN=521kN ； 悬挂吊盘钢丝绳使用安全系数K ：式中，g F ⎡⎤⎣⎦——钢丝绳的承载拉力（kN ），即实际提升时最大静拉力Pmax ， g F —钢丝绳的最小钢丝破断拉力总和（kN ）；g F =Q 总=521kN ；α—考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，α取0.85；K —钢丝绳使用安全系数；则 K=（0.85×521）*2÷123.5=7.17 根据《煤矿安全规程》第四百零八条悬吊吊盘用钢丝绳安全系统不低于6倍的规定。

小绞车钢丝绳强度验算
一、基本条件
1、提升车辆：
一个旱船： G自=280kg G载=1000kg(物料)
提升钢丝绳：
直径φ12.5mm 重量0.71kg/m 破断拉力总和14800kg
2、提升绞车
型号：JD-11.4kw 提升能力：1000kg
二、计算公式：
1、提升钢丝绳正常提升受力情况
（１）净张力（2）弯曲力（3）扭转应力（4）接触应力（5）挤压应力
（6）磨损（7）腐蚀
2、采用JD-11.4kw绞车4″钢丝绳提升时：
Fjm = N ×（G+G1）（sinθ +f1cosθ）+ PL（sinθ +f2cosθ）
= 1×（280+1000）（sin32+0.015cos32）+ 0.54×154×
（sin32+0.2cos32）
= 694.6+58 = 752＜ F = 1000
安全系数 m = Q/Fjm = 8870 / 752 = 11.8＞6.5
θ：切眼倾角，32°
Fjm：提升钢丝绳所受的最大净张力
F：提升绞车的最大能力
Q：提升钢丝绳的破断拉力总和
G：提升货物的重量总和
G1：提升车辆的重量总和
f1：容器运行阻力系数（一般取：0.015 ）
f2：钢丝绳运行阻力系数（一般取：0.15～0.2 ）
m：提升安全系数 ma：安全规程中要求的提升安全系数（6.5）
N：为计算的提升车数 P ：钢丝绳单位长度的质量（Kg/m）
L：斜井中绞车滚筒至串车尾车在井下停车点之间的斜长（米）。

JK-2.5m×2.3绞车验算1、绞车钢丝绳破断力验算：斜探井②地面提升用绞车型号为JK-2.5m×2.3，绞车牵引能力为90000N，使用￠32mm的钢丝绳，长度1620m，破断拉力为631000N。

钢丝绳安全系数的验算：（最大坡度20°，长度1200m计算）：F1=Z(G+G0)g(sinβ+ω1cosβ)+q s Lg(sinβ+ω2cosβ)=1×(9600+5093)×9.8×(sin20°+0.05×cos20°)+3.988×1200×9.8×(sin20°+0.4×cos20°)=89681.92N式中：F1---最大静拉力，NZ----每次牵引的矿车数，取1G----自卸矿车载重=8m3×1500kg/ m3×0.8(装满系数)G0----自卸矿车自重，取5093kgg-----重力加速度，9.8m/s2β----斜探井②倾角20°q s----钢丝绳单位长度的质量：3.988kg/mL-----运输距离取1200mω1----矿车运行阻力系数，取0.05ω2----钢丝绳运行时与托辊和底板间的阻力系数，取0.4 则钢丝绳安全系数n=F2/F1=631000/89681.92=7.04＞6.5，合格。

2、绞车牵引力验算：F3=Z(G+G0)g(±sinβ+ω1cosβ)+q s Lg(±sinβ+ω2cosβ)式中：F3-----钢丝绳牵引力，90000N向上运行时牵引力F3=1×(9600+5093)×9.8×(sin20°+0.05×cos20°)+3.988×1200×9.8×(sin20°+0.4×cos20°)=89681.92N 向下运行时的牵引力F3=1×(9600+5093)×9.8×(-sin20°+0.05×cos20°)+3.988×1200×9.8×(-sin20°+0.4×cos20°) =-40894.73N由验算中F3取89681.92N＜F4(绞车牵引力F4=90000N),绞车牵引能力满足要求。

绞车提升能力计算（1）已知条件：巷道斜长：L=60m 巷道最大倾角：β=8° 矿车阻力系数：f1=0.015 钢丝绳阻力系数：f2=0.15选用直径为15.5mm钢丝绳钢丝绳单位质量：P=0.94kg/m 破断拉力总和为：Qp=152000N斜巷提升钢丝绳安全系数不小于6.5JD-1.6型调度绞车最大牵引力为16kN。

G0—平板车自重1240Kg. G1—平板车载量，支架取17500Kg.（2）绞车提升最大牵引力根据公式求得牵引力为：F=（G0+G1）（sinβ+f1cosβ）×g +p×L（sinβ+f2cosβ）×g=（1240+17500）（sin8°+0.015×cos8°）×9.8+0.94×60（sin8°+0.15cos8°）×9.8=18740×0.154×9.8+56.4×0.29=28282.4+158.9=28441.3 n所以绞车提放支架牵引力为28441.3n约28KN，则该绞车最大牵引力为16kn，所以无法保证支架的提升。

根据以上公式可求得调度绞车最大提升物件的重量G=F-PL(sinβ+f2cosβ) g/（sinβ+f1cosβ）g={16000-0.94×60×（sin8°+0.15×cos8°）×9.8}/（sin8°+0.015×cos8°）×9.8=（16000-160.3）/1.5=10559.8kg（3）绞车提放车数计算：n =F/（G0+G1）（sinβ+f1cosβ）×g+p×L（sinβ+f2cosβ）×g =16000/（1240+17500）×（sin8°+0.015×cos8°）×9.8+ 0.94×60×（sin8°+0.15×cos8°）×9.8=16000/28441.3=0.56 n取整数n=0车（4）钢丝绳安全系数验算：提升最大牵引力为28.3kN，JD-25型调度绞车牵引力为16kN，绞车无法满足要求。

一、钢丝绳最大静张力验算：
1、查手册6x19钢丝绳技术参数为：
钢丝绳参考重力为1218N/100m；
当钢丝绳公称抗拉强度为1550N·mm-2时钢丝绳破断力总和为Fs=138500N;
当钢丝绳公称抗拉强度为1700N·mm-2时钢丝绳破断力总和为199500N;
2、已知斜井倾角α=15度；斜井长度L=260米；一次提升有效载重量Q=1800kg；矿车自重Qz＝650kg；钢丝绳每米重量P＝1218N/100m；矿车运动阻力系数f1＝0.01；钢丝绳沿拖轮和底板运动时的阻力系数f2＝0.2；设一次提升3辆矿车。

3、提升机实际最大静张力计算
根据公式：
Fjmax＝n（Q+Qz）（sinα+ f1 cosα）+PL（sinα+ f2 cosα）=3（1800+650）（sin150+ 0.01 cos150）+1218/10×260/100
（sin150+ 0.2 cos150）
=3×2450（0.26+0.01×0.97）+316.68（0.26+0.2×0.97）
=7350×0.2697+316.68×0.454
=1982.3+143.78
=2126.1kg
取当钢丝绳公称抗拉强度为1550N·mm-2时钢丝绳破断力总和为Fs=199500N＝19950kg
钢丝绳安全系数m= Fs/Fjmax
=19950/2126.1
=9.3＞6.5
因此选用直径φ18.5的钢丝绳可以提升3辆矿车。

6202综放面安装期间绞车及钢丝绳验算1、JHMB-14绞车及钢丝绳验算绞车参数电动机功率：22KW牵引力P：140KN钢丝绳直径：￠28㎜￠28㎜钢丝绳破断拉力：421000N￠28㎜钢丝绳每米重量：3.68kg/m钢丝绳运行长度：120m钢丝绳与底板间的摩擦阻力系数：f1=0.3液压支架与底板间的摩擦系数：f2=0.4由于我矿使用支架专用交轮车运输支架，所以工作面安装绞车只用于拉移支架。

工作面拉移支架重量最大的是过渡支架，重量为21.3T。

钢丝绳重量：Q绳=120×3.68=441.6 kg牵引载荷：A= Q支×g×f2+ Q绳×g×f1= 21.3×9.8×0.4+0.4416×9.8×0.3=84.79KNJHMB-14绞车牵引力140KN>84.79KN；满足使用条件。

绞车拉移时钢丝绳最大静张力：F=A=84.79KN钢丝绳的安全系数K=P/F=421/84.79=5；满足使用条件。

2、JSDB-25绞车及钢丝绳验算绞车参数电动机功率：55KW牵引力P：390KN钢丝绳直径：￠28㎜￠28㎜钢丝绳破断拉力：421000N￠28㎜钢丝绳每米重量：3.68kg/m钢丝绳运行长度：120m钢丝绳与底板间的摩擦阻力系数：f1=0.3液压支架与底板间的摩擦系数：f2=0.4由于我矿使用支架专用交轮车运输支架，所以工作面安装绞车只用于拉移支架。

工作面拉移支架重量最大的是过渡支架，重量为21.3T。

钢丝绳重量：Q绳=120×3.68=441.6 kg牵引载荷：A= Q支×g×f2+ Q绳×g×f1= 21.3×9.8×0.4+0.4416×9.8×0.3=84.79KNJSDB-25绞车牵引力390KN>84.79KN；满足使用条件。

工作面搬家绞车验算一、1、2号绞车验算 （一）基本情况1、巷道最大坡度（装车平台角度）：4°2、运输最大件质量：16t （二）绞车验算 1、选用绞车参数2、绞车能力验算根据公式sin 4cos4F mg fmg =+ 其中：F 为绞车所承受的拉力f 为液压支架在煤泥上的滑动摩擦系数，一般取0.15-0.25；m 为运输的最大件质量；g 为重力加速度，取29.8/m s ；所以33sin 4cos 416109.8sin 40.216109.8cos 442.22190F mg fmg KN KN=+ =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯ =<选用绞车满足要求。

3、钢丝绳安全系数验算选用Φ24mm 的6*19+FC 型钢丝绳，公称抗拉强度1670MPa ，最小破断力总和为295KN ，每100m 绳重199kg ，绞车运行距离120m ； 根据公式jhn Q ρ=，其中n 为安全系数；h ρ为最小破断力总和； j Q 为钢丝绳静拉力。

333sin 4cos 4 1.2sin 4 1.2cos 4=16109.8sin 40.216109.8cos 41.21999.8sin 40.4 1.21999.8cos 4=43.31KNj Q mg fmg m g f m g =+++⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯ 绳绳其中 m 绳为钢丝绳每100m 的重量；f 为液压支架在煤泥上的滑动摩擦系数，一般取0.15-0.25；3f 为钢丝绳在煤泥上的阻力系数，取0.4；则2956.81 6.543.31jhn Q ρ===> 满足煤矿安全规程关于钢丝绳安全系数的要求。

综上所述，1、2号绞车满足要求。

二、3号绞车 （一）基本情况 1、巷道最大坡度：2° 2、运输最大件质量：16t 3、平板车的质量：1.7t （二）绞车验算 1、选用绞车参数2、绞车能力验算根据公式sin 2cos2F m m g f m m g =+++ 液车液车（）（） 其中：F 为绞车所承受的拉力1f 为平板车在道轨上的滚动摩擦系数，一般取0.01-0.03；m 液为运输的最大件质量； m 车为平板车的质量；g 为重力加速度，取29.8/m s ；所以13333sin 2cos 216109.8sin 20.0216109.8cos 29.5216F m m g f m m g KN KN=+ =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯ =<液车液车（+）（+）（+1.710）（+1.710）选用绞车满足要求。

JD-40绞车校验结果一、钢丝绳校验：经计算JD-40绞车，在斜巷长度260米，斜度150下山使用18.5钢丝绳提升3量矿车，满足要求。

二、提升能力计算每小时走6钩，运输18个重车。

每班可运输108车。

三、25kw绞车提升能力计算每小时走4钩，运输8个重车。

每班可运输48车。

详细计算过程如下：40kw绞车钢丝绳选型校验一、JD-40型（40kw）绞车主要技术参数：二、钢丝绳最大静张力验算：1、查手册6x19钢丝绳技术参数为：钢丝绳参考重力为1218N/100m；当钢丝绳公称抗拉强度为1550N·mm-2时钢丝绳破断力总和为Fs=138500N;当钢丝绳公称抗拉强度为1700N·mm-2时钢丝绳破断力总和为199500N;2、已知斜井倾角α=15度；斜井长度L=260米；一次提升有效载重量Q=1800kg；矿车自重Qz＝650kg；钢丝绳每米重量P＝1218N/100m；矿车运动阻力系数f1＝0.01；钢丝绳沿拖轮和底板运动时的阻力系数f2＝0.2；设一次提升3辆矿车。

3、提升机实际最大静张力计算根据公式：Fjmax＝n（Q+Qz）（sinα+ f1 cosα）+PL（sinα+ f2 cosα）=3（1800+650）（sin150+ 0.01 cos150）+1218/10×260/100（sin150+ 0.2 cos150）=3×2450（0.26+0.01×0.97）+316.68（0.26+0.2×0.97）=7350×0.2697+316.68×0.454=1982.3+143.78=2126.1kg取当钢丝绳公称抗拉强度为1550N·mm-2时钢丝绳破断力总和为Fs=199500N＝19950kg钢丝绳安全系数m= Fs/Fjmax=19950/2126.1=9.3＞6.5因此选用直径φ18.5的钢丝绳可以提升3辆矿车。

斜坡提升绞车的选型、计算及钢丝绳提升拉力验算斜坡名称使用绞车型号钢丝绳直径坡度坡长（米）使用矿车个数1580西返坡JD—40调度绞车6×19-18.527º70 2车1580外返坡JD—40调度绞车6×19-18.5 30º80 2车1420开拓延伸JD—40调度绞车6×19-18.5 24º268 2车八采轨道JD—40调度绞车6×19-18.5 28º126 2车八采总回下山JD—40调度绞车6×19-18.5 27º90 2车七采轨道下山JD--25调度绞车6×19-12.5 28º150 1车主井斜巷JD—11.4调度绞车6×19-12.5 23º70 1车1350副斜井JTB-1.6×1.26×7-22.5 26º280 3车西采轨道上山JTB-1.6×1.26×7-22.5 18º730 4车从资料《矿井运输及提升设备》查3-6表,煤矿用标准矿车技术特征得知我矿所用矿车为单列弹簧式自重m1＝595㎏＝0.595T，名义载重m2＝1000㎏＝1T，最大载重量Mmax＝1800 Kg＝1.8T。

调度绞车JD―40牵引力F1=25KN=2.55T，JD—25型调度绞车牵引力F1=16KN=1.632653T，且其使用的钢丝绳为6×19-18.5，Φ=18.5 mm；从资料《煤矿机械》中查表5-11，得6×19提升钢丝绳的技术性能（GB1102-74）得知提升钢丝绳每米长的重量为P b＝121.8㎏/100米＝1.218㎏/m，钢丝绳的破断拉力总和为Q p=19950㎏=19.95T。

用整个提升运输过程中最大运行阻力ωmax进行验算，必须满足：ωmax ＜F1，方可使用，否则必须更换大容量绞车或限制矿车装料重量，钢丝绳的选型安全系数保证在6.5倍以上，即m＝Q p/ωmax＞6.5（m安全系数）。

C103工作面安装绞车、钢丝绳验算一、C103进风巷14号回柱绞车：C103进风巷坡度最大为25°，斜长220m，使用JD-20慢速绞车运输，φ21.5mm钢丝绳，最重设备为液压支架，自重10t，平板车重1t，单车设备总重11t。

单钩提升车数不超过1车，单钩提升设备总重不超过11t。

则:P=W*(sinα+f1*cosα)+q*L(sinβ+f2*cosβ)。

Pmax—绞车最大牵引力，200kN；P—钢丝绳所受最大静拉力；W—最大载荷；α—提斜倾角25°；β—最大静拉力至绞车滚筒之间的夹角，25°；f1—矿车与轨道之间的阻力系数，0.015；f2—钢丝绳牵引阻力系数，0.15；q—钢丝绳单位重量，16.7N/m(1.67kg/m)；重力加速度，g=10N/kg；L—斜巷长度，220米；（1）计算绳端允许最大载荷110kNPmax-qL(sinβ+ f2cosβ)Wmax＝─────────────────sinα+ f1cosα200000-16.7×220×(0.4226+0.15×0.9063)＝──────────────────────0.4226+0.015×0.9063＝453806.5145N≈453.81kN > W=110kN（单钩提升设备车总重）（2）计算钢丝绳所受最大静拉力P=W×(sinα+0.015*cosα)+q×L× (sinα°+0.15×cosα)=110000×(0.4226+0.015×0.9063)+16.7×220×(0.4226+0.15×0.9063)= 50.03kNφ21.5mm钢丝绳(破断拉力为329.5kN)安全系数:N=F/P=329.5/50.03=6.59>6.5经验算：绞车提升能力和钢丝绳的安全系数满足单钩运输1车设备，单钩提升设备车总重不超过11t的要求。

绞车选型及钢丝绳校验（厂家提供）7257风巷无机绳绞车选用一台SQ-120/132F型，钢丝绳直径选用Φ28mm。

㈠、运人计算①、实际提升时最大净拉力F=(G+G O)(0.02cosβmax+sinβmax)g+2μq R gL其中：G-----运输最大重量；取9000kg-----梭车重量；取4000kgG---运行线路最大坡度；24°βmaxμ----钢丝绳摩擦阻力系数；取0.25q----单位长度钢丝绳重量；3.031kg/mRL-----运输距离；取1600mg-----重力加速度；取9.8故：F=（9000+4000）×（0.02×cos24°+sin24°）×9.8+2×0.25×3.031×9.8×1600=77909.0②、钢丝绳安全系数：K=Q（钢丝绳最小总破断力）/Pmax（实际提升时最大净拉力）=494000/77909=6.34③、判断：F（绞车额定牵引力）＞ Pmax（实际提升时最大净拉力）K（钢丝绳安全系数）＞ 6.0（运人时）④判断结果：所选用绞车： SQ-120/132B型无极绳及钢丝绳运人时能够满足要求。

㈡、运物计算①、实际提升时最大净拉力F=(G+G O)(0.02cosβmax+sinβmax)g+2μq R gL其中：G-----运输最大重量；取18000kg-----梭车重量；取4000kgG---运行线路最大坡度；24°βmaxμ----钢丝绳摩擦阻力系数；取0.25----单位长度钢丝绳重量；3.031kg/mqRL-----运输距离；取1600mg-----重力加速度；取9.8故：F=（18000+4000）×（0.02×cos24°+sin24°）×9.8+2×0.25×3.031×9.8×1600=115394.67②、钢丝绳安全系数：K=Q（钢丝绳最小总破断力）/Pmax（实际提升时最大净拉力）=494000/115394.67=4.28③、判断：F（绞车额定牵引力）＞ Pmax（实际提升时最大净拉力）K（钢丝绳安全系数）＞ 3.5（提物时）④、判断结果：所选用绞车： SQ-120/132B型无极绳及钢丝绳运物时能够满足要求。

18 绞车拉力、滑轮、钢丝绳安全系数验算：⑴下风巷无极绳SQ-1200/110（2#）绞车打运支架验算取部件最重G1=26t平板车自重G2=2t 平板车与轨道摩擦系数f1=0.015巷道最大度数a=10º钢丝绳摩擦系数f2=0.15 Φ21.5mm钢丝绳F破=25.6t 钢丝绳与水平面的夹角b=10º百米钢丝绳重q=0.168t 绳长L=1020m钢丝绳的安全系数验算：绞车钢丝绳所受张力为:F 张=(G1+G2) ×(sina+f1cosa)+q×L×(sinb+f2cosb)=(26+2)×(sin10º+0.015cos10º)+0.168×10.2×(sin10º+0.15cos10º) =5.83tf=F破/F张=25.6/5.83=4.39>（5-1.02=3.98）安全系数满足要求使用的SQ-1200/110绞车的牵引力为6t>5.83t,能满足使用要求。

卸扣验算因强度等级S（6）卸扣型号S-DW12-11/4的额定载荷为12t,大于Ｆmax＝5.83t，并且12/5.83=2.05〉1.2,故可选用S-DW12-11/4及以上卸扣。

选用破断力为25t以上三环链。

⑵下风巷外口JD-1.6（3#）打运皮带机头设备验算：取部件最重G1=20t平板车自重G2=1.5t 平板车与轨道摩擦系数f1=0.015巷道最大度数a=3º钢丝绳摩擦系数f2=0.15Φ21.5mm钢丝绳F破=25.6t 钢丝绳与水平面的夹角b=3º百米钢丝绳重q=0.168t 绳长L=160m钢丝绳的安全系数验算：绞车钢丝绳所受张力为:F 张=(G1+G2) ×(sina+f1cosa)+q×L×(sinb+f2cosb)=(20+1.5) ×(sin3º+0.015cos3º)+0.168×1.5×(sin3º+0.15cos3º) =1.51tf=F破/F张=25.6/1.51=16>6.5 安全系数满足要求使用的JD-1.6绞车的牵引力为1.6t>1.51t,能满足使用要求。

永龙天禹煤矿下山斜井绞车提升绞车、钢丝绳选择一、斜井运输概况：天禹煤矿下山斜井绞车安装：井筒坡度35°，井筒斜长1300m ；井筒施工期间下放物料，物料运输车自重600kg ，每辆矿车的有益载荷取1800kg ，设计使用串车6辆。

二、钢丝绳选择计算：根据《煤矿安全规程》第400条之规定：单绳缠绕式提升装置的安全系数提升物料时不得小于7.5；规定时所能提升最大重物能力进行计算。

1.提升钢丝绳的选择： )]cos (sin 1.1)cos )(sin (0θωθσθωθ'+-+≥g L m G G zg p c aB ＋，kg/m B σ—— 钢丝绳公称抗拉强度1670MPa ； a m —— 钢丝绳安全系数，取7.5； p —— 钢丝绳每米质量（kg/m ）； c L —— 钢丝绳长度1300m ；θ—— 提升倾斜角度35°； G —— 矿车中提升货载质量1800kg ； 0G —— 矿车质量600kg ； z —— 矿车串车数量6；ω —— 矿车运行阻力系数，一般可采用ω=0.01—0.015； '　ω—— 钢丝绳运行阻力系数，钢丝绳全部支撑在地滚上取'　ω=0.1—0.2；将已知数据带入公式计算得：)]35cos 15.035(sin 13008.95.71670110)35cos 015.035(sin 24008.96︒⨯+︒⨯⨯-⨯︒⨯︒⨯⨯⨯≥＋p =692.013008.933.24493582.0141120⨯⨯-⨯ ≈5.23kg/m2.选择钢丝绳：根据计算钢丝绳单位重量5.23kg/m 查手册可选用钢丝绳型号6T ×19S+FS (φ36mm),其参数如下：钢丝绳直径d=36mm ；钢丝绳每米质量p =5.31kg/m ；钢丝绳破断拉力总和q Q =807×1.191=961.13KN 。

3.钢丝绳安全系数验算：g pL G G Q m c q)]cos (sin )cos )(sin [0θωθθωθ'+++＋（＝8.9)]35cos 15.035(sin 130031.5)35cos 015.035(sin 18006006[13.961⨯︒⨯+︒⨯⨯+︒⨯︒⨯+⨯＋）（＝KN m m =7.54>7.5由于计算的安全系数大于7.5，上述钢丝绳型号6T ×19S+FS (φ36mm)可满足使用要求。

三、绞车管理措施1. 11.4KW绞车及钢丝绳验算：巷道坡度为0°，长度为60m，预计一次最多拉重车（土料）15辆，一辆重车载重加自重，总重：重车最大为3.8t。

选用ф12.5mm圆股钢丝绳，每百米自重55kg，破断拉力总和9.7吨。

按60m计算自重：Q’=P.H=55×0.6=33kg钢丝绳的终端载荷：F=nQ(Sina+f1Cosa)+Q’(Sina+f15Cosa) 式中F－钢丝绳终端载荷；n－绞车所提车辆数为15。

Q－矿车自重加载重，重车取3800kg（矿车自重970kg，每车重车为2830kg）f1—矿车运行的摩擦阻力系数，矿车为滚动轴承，取0.02 f2—运行中钢丝绳的摩擦阻力系数，取0.2a—坡度0°①拉重车时计算得F＝15×3800×(Sin0°+0.02Cos0°)+33×(Sin0°+0.2Cos0°)＝15×3800×(0+0.02)+33×(0+0.02)≈1.1吨斜巷提升安全系数Ma=9.7／1.1＝8.8>6.5，故拉15车重车符合标准。

2．JD-4.0绞车及钢丝绳验算斜巷运输采用一台JD-4.0型绞车单钩提升两辆1.5t矿车运输，最大牵引力4t。

（1）校核使用的钢丝绳：选用Φ21.5mm圆股钢丝绳，每米自重1.84kg，破断拉力总和26.6t。

由于施工过程中，绞车及时向斜巷内移动，按800m计算自重。

Q’=P.H=1.84×800=1472kg钢丝绳的终端载荷：F=nQ(Sina+f1Cosa)+Q’(Sina+f2Cosa) 式中F－钢丝绳终端载荷n－绞车所提车辆数，取2；Q－矿车自重加载重，取4670kg，P-90B耙矸机重取8吨，小于两车土产料重；f1—矿车运行的摩擦阻力系数，矿车为滚动轴承，取0.02；f2—运行中钢丝绳的摩擦阻力系数，或砧木上拖动，取0.2；a—上山角度15°；计算得F＝2×4670×(Sin15°+0.02Cos15°)+ 1472×(Sin15°+0.2Cos15°)≈3.26t。

（一）11012采面二部（切眼）绞车计算一、原始资料1、采面提升最大坡度2502、综采支架重量12500kg3、提升方式斜坡单钩4、电压等级660V二、计算选择钢丝绳1、提升斜长L=160m2、选择钢丝绳查钢丝绳规格表初选钢丝绳：6×19—34—1700—Ⅰ—右交GB1102—74钢丝绳，P b=4.093kg/m（纲丝绳每米质量）；σB=1700MP a(钢丝绳公称抗拉强度)；δ=2.2mm（纲丝直径）；Q p=736000N（钢丝破断拉力总和）。

3、验算钢丝绳安全系数由Pmax＝Wg（sinα+f1cosα）+qlg(sinβ+f2cosβ)式中：W：绳端载荷；查支架与钢板摩擦系数0.3g：重力加速度，9.8m/s2;α：产生最大拉力处倾角，25°；β：产生最大拉力处到绞车滚筒切点的平均倾角，25°；f1：提升容器阻力系数；取0.3(滑动摩擦系数钢与滑道)。

f2：钢丝绳运行中的阻力系数;取0.15q：钢丝绳单位长度的质量，kg/m；查4.093kg/ml：产生最大拉力到滚筒切点的钢丝绳长度，m；160m JHS-20绞车，牵引力为：200KN。

钢丝绳绳径φ34mm，P破＝736000NPmax＝12500×9.8×（sin25°+0.3cos25°）+4.093×160×9.8×(sin25°+ 0.15cos25°)＝88662.31644N<200KN（张力）合格钢丝绳安全系数验算：m=P破/ Pmax＝736000/88662.31644=8.30>6.5 合格经计算采用JHS—20绞车提升可满足提升要求。

（二）11012采面三部绞车计算一、原始资料1、提升最大坡度1002、综采支架重量12500kg3、提升方式斜坡单钩4、电压等级660V二、计算选择钢丝绳1、提升长L=30m2、选择钢丝绳查钢丝绳规格表初选钢丝绳：6×19—24.5—1700—Ⅰ—右交GB1102—74钢丝绳，P b=2.165kg/m（纲丝绳每米质量）；σB=1700MP a(钢丝绳公称抗拉强度)；δ=1.6mm（纲丝直径）；Q p=389000N（钢丝破断拉力总和）。