绞车选型计算和钢丝绳选型计算

90103工作面绞车的选型及钢丝绳强度的校核——90103回风顺槽口到760米处（对拉绞车）运输物料时，最重设备为液压支架车，总重为20T。

90103回风顺槽第一部绞车选用JD-4型调度绞车，Φ21.5mm的钢丝绳，查说明书可得：Q=237000N; q=1.772kg/m=17.72N·m；P=40kN；α=4°；L=700米；W=20T=20000kg=200000N；f1=0.015，f2=0.5。

钢丝绳F牵=W(sinα+f1cosα)g+qL(sinα+f2cosα)g=200000×(sin4°+0.015×cos4°)+17.72×700×(sin4°+0.5×cos4°)≈23600.00N 钢丝绳安全系数：Ma=Q/F牵=237000N÷23600.00N≈10.04＞6.5合格，可以使用Ф21.5mm的钢丝绳。

P绞车＞F牵，符合要求，可以使用JD-4型调度绞车f1-矿车或其他种类车在轨道运行中的阻力系数f2-钢丝绳运行中的阻力系数L-巷道长度W-物料和平板车重量之和α-巷道坡度Q-标准钢丝绳全部破断力之和Ma-钢丝绳安全系数q-钢丝绳每米的质量P-绞车的拉力8#轨道巷绞车的选型及钢丝绳强度的校核——8#轨道巷2顺口运输物料时，最重设备为液压支架车，总重为20T。

8#轨道巷2顺口绞车选用JSDB-19型双速绞车，Φ26mm的钢丝绳，查说明书可得：Q=453000N; q=2.66kg/m=26.6N·m；P=190kN；α=10°；L=350米；W=20T=20000kg=200000N；f1=0.015，f2=0.5。

钢丝绳F牵=W(sinα+f1cosα)g+qL(sinα+f2cosα)g=200000×(sin10°+0.015×cos10°)+26.6×100×(sin10°+0.5×cos10°)≈40000N 钢丝绳安全系数：Ma=Q/F牵=453000N÷40000N≈11.3＞6.5合格，可以使用Ф26mm的钢丝绳P绞车＞F牵，符合要求，可以使用JSDB-19型双速绞车f1-矿车或其他种类车在轨道运行中的阻力系数F2-钢丝绳运行中的阻力系数L-巷道长度W-物料和平板车重量之和α-巷道坡度Q-标准钢丝绳全部破断力之和Ma-钢丝绳安全系数q-钢丝绳每米的质量P-绞车的拉力8#轨道下山绞车的选型及钢丝绳强度的校核——8#轨道下山斜巷运输物料时，最重设备为液压支架车，总重为20T。

斜巷钢丝绳的拉力计算方法一、相关参数：1、使用地点相关参数：斜巷最大倾角α=10 °，使用地点斜巷长度L1=100 m，L2=10m；提升物体自身重量M= 2000kg；2、选用绞车性能参数：绞车型号：JD-11.4kW ，绞车额定牵引力F额=10kN；绞车钢丝绳直径12.5 mm（6×19+FC-12.5-1670，天然纤维芯钢丝绳）；查《一般用途钢丝绳》（GBT20118-2006）绞车用钢丝绳每米重量0.505 kg（q=0.505kg/m）；绞车用钢丝绳最小破断拉力Q=73.8kN。

3、受力分析如图所示：图1：上提物时的受力分析（运行方向向上）；图2：下放物时的受力分析（运行方向向下）二、选型计算（一）、向上提物时，钢丝绳的安全系数验算1、实际提升时最大静拉力Pmax:Pmax=P提升物+P提升绳= P1+P2=（F2+F3）+（F5+F7）；其中，F= W×g ，F2=F×sinα，F3= f1×F×cosα，F4= q×L×g，F5 = F4×sinα，F7= f2×F4×cosα，W：绳端载荷（提升容器自身质量+载荷的质量），kgg：重力加速度，9.8m/S,α：斜巷最大倾角α=10 °f1：提升容器在轨道上运行时的实测阻力系数，一般选用0.01～0.015，现f1取值为0.015；f2：钢丝绳在运行中的实测阻力系数，钢丝绳全部支撑在地面托辊上时取0.1～0.2,，局部支撑在托辊上时取0.2～0.4，全部在底板上0.4～0.6，现f1取值为0.4；q：钢丝绳单位长度的质量kg/m，q=0.505kg/m；L：使用地点斜巷长度m，L=L1+L2=110m。

所以，P max= P1+P2=（F2+F3）+（F5+F7）=W×g×sinα+ f1×W×g×cosα+q×L×g×sinα+f2×q×L×g×cosα=W×g×（sinα+f1×cosα）+q×L×g×（sinα+f2×cosα）=2000×9.8×（sin10°+0.015cos10°）+0.505×110×9.8（sin10°+0.4cos10°）=4002.018N＝4.002kN，2、钢丝绳使用安全系数验算绞车用钢丝绳最小破断拉力Q=73.8kN 最小钢丝破断拉力总和Q总=钢丝绳最小破断拉力Q×1.226=73.8×1.226kN=90.4788 kN ；钢丝绳的安全系数K ：[]gF K Fg α=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 =90.4788 kN ；α—考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61，α分别取0.85、0.82、0.80；K —钢丝绳使用安全系数则K=0.85×90.4788÷4.002=19.217，根据《煤矿安全规程》第四百条专为提升物料不低于6.5倍的规定。

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。

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。

南采区辅助运输绞车设计一、概述南采区辅助运输设备有JD-4型绞车、JWB110BJ型无极绳绞车、JWB75BJ 型无极绳绞车、、JD-25型调度绞车。

二、绞车选型设计〔一〕无极绳绞车房JD-4绞车选型设计1〕设计依据：1. 斜坡长：500m2. 斜坡倾角：80提升重量：20000kg4.提升方式：单钩串车提升2〕选型计算：钢丝绳选择①钢丝绳绳端荷重Q=n(m+m)(sin±f.cos)1z1B B =20000×(sin8±cos8)=20000×±×0.99)=3097kg式中：f1取〔滚动轴承〕②钢丝绳单重m pQ d11*106(/m a)L(sin B f2.cos B)式中：＆—钢丝绳抗拉强度，取61670×10paBm a---平安系数，提物时取〔平安规程〕1f---钢丝绳移动阻力系数，f取22L---钢丝绳下放点至井下停车点之间的斜长，500mB---斜坡倾角80将上述参数代入式中：m p30976(1670*106/6.5)500(sin80.25*cos8)11*10m p=kg/m据?矿井运输提升学?表 5—8及参照我矿现有资料，选用6×19S+FC 型钢丝绳，其绳径d=21.5mm,每米钢丝绳重量m p=kg/m，全部钢丝绳的破断力总和Q p=273kN。

③钢丝绳平安系数校验。

m aQ pg*Q d m p*L(sin f2*cos)gm a273*103 9.8*30971.73*500(sin8m p=＞〔查平安规程〕因此，所选钢丝绳满足要求。

④最大静张力计算：F jmax=n(m1+m z1)(sin B＋f1.cos B)g+m p.L(sin B＋f1.cos B)g 将数据代入公式：F jmax=20000×(sin8+0.015 cos8)××500×cos8)9.8=33629=根据以上计算材料可选用JD-4型调度绞车。

* * 煤矿无极绳连续牵引车方案设计书******有限公司地址：电话：传真：二零一零年九月无极绳连续牵引车方案设计一、无极绳连续牵引车使用基本条件：巷道基本情况：运输距离2600 m，最大坡度10°；运输条件：轨距600 mm，轨型 30 Kg/m，最大运输重量30T （含平板车重量），井下供电电压等级为660/1140V。

二、选型计算1、钢丝绳的选用（1）依据MT/T988-2006《无极绳连续牵引车》行业标准第5.4.7的规定，绞车滚筒上绳衬直径应满足以下要求：1）抛物线滚筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的50倍；2）绳槽式主滚筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的40倍，副滚筒直径至少应为牵引钢丝绳直径的28倍。

部分钢丝绳技术参数公称直径mm近似重量（纤维芯）Kg/m公称抗拉强度/MPa1670 1770最小破断拉力（纤维芯）/kN22 1.74 266 28224 2.07 317 33626 2.43 372 394 （2）钢丝绳初步选型初步选型为：26NAT6×19S+FC1770ZS394型钢丝绳。

2、绞车选型计算（1）行车阻力计算()()gL q g G G F R μββ2sin cos 02.0max max 0+++=式中: G —梭车自重； G 0—运输最大重量（含平板车重量）；βmax—运行线路最大坡度； μ—钢丝绳摩擦阻力系数；q R —单位长度钢丝绳的重量； L —运输距离； g —重力加速度；()())(94)(9348626008.943.225.0210sin 10cos 02.08.91000303kN N F ≈≈⨯⨯⨯⨯++⨯⨯⨯⨯+= （2）绞车选型计算由以上阻力计算可知，将30吨的重车提升上10°的坡上，要求绞车能够提供出大于94KN 的牵引力，我公司生产的JWB110BJ 型无极绳绞车公称牵引力为120kN 。

120/94≈1.3＞1.1根据以上计算，绞车牵引力富余系数大于1.1，能满足使用要求。

第四节、无极绳绞车运输设备专项设计井下材料运输因考虑到要整体下放液压支架的需要，轨道上山巷采用单轨单向运输，选用1部JWB-132/BJ型无极绳连续牵引车完成下放液压支架及材料、设备辅助运输任务。

㈠设计依据1.运输距离1800m，最大倾角7°；2.最大件为：过渡液压支架重量为22.5t；3.最大班运输量：材料4车；砂子、水泥6车；矸石75t；坑木4车；设备4次；保健饭1次；雷管、炸药各1次;其它5次。

提升容器：提矸及料时选用MC1-6A型1t材料车及1t平板车,自重494kg(2000×880×1150)每钩提4辆。

升降大件设备时绞车绳端载荷（包括提升容器自身重量）（W）最重液压支架+平板车=22.5T+1.5T=24T；㈡选型计算1.钢丝绳的选择预选20NAT 6×19S+FC 1570 SZ型钢丝绳(GB/8918-2006),钢丝绳直径d=26mm,单位重量P k=2.631kg/m,全部钢丝破断力总和Q p=439.5kN。

2.行车阻力计算F=(G0+G+G p)g(sinβ+ωz cosβ)+2μP k gL=83.6kN式中：G0──梭车重量，G0=3000kg；G──液压支架重量，G=22500kg；G p──平板车重量，G p =1500kg；μ──-钢丝绳摩擦阻力系数，μ=0.25；L ──-运输距离，L=1800m ； β──运行线路最大坡度，β=7°。

3.电机轴功率计算 N 0= F u ⨯V/0.8 = 83.6⨯1.4/0.8=118(KW) 4.钢丝绳强度验算 1)钢丝绳张力计算141S F S -S nμα==（e -1）式中：n ── 摩擦力备用系数，n=1.2；μ──-钢丝绳与驱动轮间的摩擦系数，μ=0.14； α──钢丝绳在驱动轮上的总围包角，α=7π。

S 1=3.21kN S 4=43.6kN 2)安全系数检验p maxQ m 3.950.001L 3.2S ==>-=式中：S max ── 钢丝绳最大张力，考虑到加配重前钢丝绳已经收紧，钢丝绳理论值增加10kN 。

绞车选型计算我矿常用的绞车为、型调度绞车，JH-14、JH20型回柱绞车。

一、绞车牵引力计算绞车牵引力计算公式： H=[ (Q+Q m)(sinα+f1cosα）+PL（sin α+f2cosα）] 式①H------绞车牵引力，型调度绞车取10000N、型调度绞车取16000N、JH-14回柱绞车取140000N、JH-20回柱绞车取200000NQ------物料重量，单KgQ m------车辆重量，支架平板车辆取1030Kg，大轮平板车取1300Kgα-----巷道倾角，单位°P------钢丝绳每米重量，φ钢丝绳取mL------牵引长度，单位mf1------滚动轴承类车辆阻力系数,取f2------钢丝绳运动时阻力系数，取将上述参数代入式①，得：H=[ (Q+1300)(sinα+α）+（sinα+α）] 式②根据式②可以求得：坡度为α时，绞车最大牵引重量为：Q={[(H÷（sinα+α）]÷(sinα+α）}-1300 Kg二、钢丝绳强度验算钢丝绳安全系数m必须大于等于，并正确选择使用钢丝绳夹。

钢丝绳实际安全系数m=Q z/{[ (Q+Q m)(sinα+f1cosα）+PL（sinα+f2cosα）]}式③m------钢丝绳安全系数Q z------钢丝绳最小破断力，调度绞车用φ钢丝绳取141000N，回柱绞车用φ钢丝绳取将上述参数代入式③，得：m=Q z/{[ (12500+1300)°+）+×100（°+）]}简化后的公式如下：绞车选型计算我公司井下常用的绞车为、型调度绞车，JH-14、JH20型回柱绞车。

一、绞车牵引力计算坡度为α时，绞车最大牵引重量为：Q={[(H÷（sinα+α）]÷(sinα+α）}-1300 KgQ------物料重量，单位KgH------绞车牵引力，型调度绞车取10000N、型调度绞车取16000N、JH-14回柱绞车取140000N、JH-20回柱绞车取200000Nα-----巷道倾角，单位°L------绞车钢丝绳长度，单位m二、钢丝绳强度验算钢丝绳安全系数m必须大于等于，并正确选择使用钢丝绳夹。

1. 相关验算1. 1301 下顺回风巷SDJ-28 绞车钢丝绳、提升负荷的相关计算：按钢丝绳破断拉力计算最大提升重量：Q-mpL x( Sina+f2Cosa)G1= ------------------------m ( Sina+f1Cosa)其中6x19-26+FC钢丝绳破断拉力Q取36200Kgm ：安全系数取f1: 矿车或其它种类容器轨道上运行阻力系数取f2: 钢丝绳移动时阻力系数取Q:钢丝绳单位长度的质量kg/m：L：产生最大拉力处至滚筒切点的钢丝绳长度，取最大绳长a：335 米斜巷最大坡度16度。

36200kg x 335mK 2.44kg/m x( Sin16 ° +x Cos16°)G1= ---------------------------------------------x(Sin16° +xCos16°)=17320kg按绞车滚筒内层最大静张力计算最大提升重量：Fj-pL ( Sina±f2Cosa)G2= ------------------------Sina ±f1Cosa其中Fj ：绞车滚筒内层最大张力28000Kgm ：安全系数取f1: 矿车或其它种类容器轨道上运行阻力系数取f2: 钢丝绳移动时阻力系数取Q:钢丝绳单位长度的质量kg/m：L：产生最大拉力处至滚筒切点的钢丝绳长度，取最大绳长a：斜巷最大坡度16度。

28000kg-2.44kg/m x 335rriX( Sin16 ° +x Cos16°)G2= ------------------------------------------Sin16 ° +xCos16°=94961kg将计算结果G1、G2进行比较，取其小值为该绞车的提升能力，约为实际使用的最大载荷15T。

经验算，绞车提升能力符合实际使用要求。

副井绞车钢丝绳计算我矿副井绞车为JK-3.5/2.5P，主要的作用是采煤机、转载机、破碎机、前后溜、支架、皮带机头等大型设备部件的运输，以及人员的提升，根据生产技术部所给副井井筒的相关技术数据，及钢丝绳和绞车的技术参数，我科特进行了相关的技术计算，计算结果如下：(6*K19-FC型φ42钢丝绳 500米最大坡度：α=250)计算内容：一、主要参数：长度：L=520米最大坡度：α=250平板车与轨道摩擦系数：f=0.015钢丝绳与地滚摩擦系数：f／=0.15最大提升重物总重：q max安全系数： m a≥6.5钢丝绳参数：6×34型φ42钢丝绳：单位重量：P1=7.5Kg/m总破断拉力Q q1：128359Kg（公称抗拉强度为170Kg/mm2时）二、最大提升力计算：采用 6×19型φ42钢丝绳时：F jmax2 = q max ( Sinα+ f Cosα) + P2 L ( Sinα+ f/ Cosα)=q max×(Sin250+0.015Cos250)+7.50×520×(Sin250+0.15Cos250)=0.436212879 q max+ 2178.40128三、最大提升力计算：按170Kg/mm2计算6×19型φ42钢丝绳时：Q q2= m a×F jmax2128359Kg = 6.5×（0.436212879 q max+ 2178.40128）Kg128359Kg =2.83538371q max +14159.6083q max＝40276.5212Kg四、结论：1、钢丝绳允许提升的最大总量为：按170Kg/mm2计算6×19型φ42钢丝绳时，允许提升的最大总量40276.5212Kg 提升设备的最大重量为31000kg加矿车的重量1000kg，总重量为32000kg。

通过计算和效验，我们选择抗拉强度为170Kg/mm2的直径为φ42钢丝绳。