28钢丝绳的验算

钢丝绳的使用一、钢丝绳的选用：1.起吊重物或穿滑轮使用，应选择比较柔软、易弯曲的6×37或6×61的钢丝绳。

2.作为缆风绳或拖拉绳可选用6×19钢丝绳。

3.根据钢丝绳受力的大小，按照钢丝绳许用拉力，选择合适的直径。

4.选择使用的钢丝绳要进行验算。

（1）验算公式：S≦F/n式中：S――钢丝绳最大工作静拉力；F――所选钢丝绳的破断拉力；n――钢丝绳的安全系数（缆风绳n＝3.5、吊挂捆绑和起升机构n＝5～7）。

（2）钢丝绳拉力简易估算公式：S=10d2（安全系数取5）式中：S----表示钢丝绳允许受力，单位为kg ；d----表示钢丝绳的直径，单位为mm。

例如：一条直径为15 mm的钢丝绳，在吊装作业时，允许承受多大的载荷。

解：d＝15S＝10×152＝10×225＝2250 kg二、钢丝绳的插接钢丝绳的插接长度一般为钢丝绳直径的20—30倍，较粗的绳用较大的倍数。

三、如果钢丝绳采用钢丝绳卡，应注意钢丝绳卡使用方法：1.U型螺栓扣在钢丝绳的尾段上（短头），绳卡不得在钢丝绳上交替布置；2.每一连接处所需绳夹的数量，应符合下表规定要求；3.钢丝绳夹间的距离应为钢丝绳直径的6～7倍；4.绳夹紧固时，以短头绳压扁约1/3为宜；5.绳夹在实际使用中，受载一次后，应作检查，离套环最远处的绳夹不得首先单独紧固；6.短头钢丝绳尾端应留出140mm长幅度。

四、钢丝绳的使用注意事项：1.钢丝绳在使用过程中必须经常检查其强度，一般至少6个月就必须进行一次全面检查或做强度试验；2.钢丝绳在使用过程中严禁超负荷使用，不应受冲击力，在捆扎或吊运重物时，要注意不要使钢丝绳直接和物体的快口棱锐角相接触，在它们的接触处要垫以木版，帆布、麻袋或其他衬垫物以防止物件的快口棱角损坏钢丝绳而产生设备和人生事故；3.钢丝绳在使用过程中，如出现长度不够时，须采用卸扣连接，严格禁止用钢丝绳头穿细钢丝绳的方法接长吊运物件，以免由此而产生的剪切力；4.钢丝绳穿用的滑车，其边缘不应有破裂和缺口；5.钢丝绳在使用过程中特别是钢丝绳在运动中不要和其它物件相摩擦，更不应与钢边的边缘斜拖，以免钢板的棱角割断钢丝绳，直接影响钢丝绳的使用寿命；6.在高温的物体上使用钢丝绳时，必须采用隔热措施，因为钢丝绳在受到高温后其强度会大大降低；7.钢丝绳在使用一段时间后，须加润滑油，一方面可以防止钢丝绳生锈，另一方面，钢丝绳在使用过程中，它的每股子绳之间同一股中的钢丝与钢丝间都会相互产生滑动摩擦特别是在钢丝绳受弯曲力时，这种摩擦更加激励，加了润滑油后就可以减少这种摩擦；8.钢丝绳存放时，按上述方法将钢丝绳上的脏物清洗干净后上好润滑油再盘绕好，存放在干燥的地方，在钢丝绳的下面垫以木版或枕木，必须定期进行检查；9.钢丝绳使用过程中，尤其注意防止钢丝绳与电焊线相接触。

钢丝绳的受力计算与选用钢丝绳按所受最大工作静拉力计算选用，要满足承载能力和寿命要求。

1．钢丝绳承载能力的计算钢丝绳承载能力的计算有两种方法，可根据具体情况选择其中一种。

（1）公式法（ISO推荐）：式中:d--钢丝绳最小直径，mm；S--钢丝绳最大工作静拉力；c--选择系数，mm/ ；n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定；k--钢丝绳捻制折减系数；ω--钢丝绳充满系数；--钢丝的公称抗拉强度，N/mm2。

（2）安全系数法F0≥Sn∑F0=k∑S丝式中:FO--所选钢丝绳的破断拉力，N；S--钢丝绳最大工作静拉力；n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定（见表6－3和表6－4）；k--钢丝绳捻制折减系数；∑S丝--钢丝破断拉力总和，根据钢丝绳的机构查钢丝绳性能手册。

机构工作级别M1，M2，M3 M4 M5M6 M7 M8安全系数（n） 4 4.5 5 6 7 9表6－3 工作机构用钢丝绳的安全系数用途支承动臂起重机械自身安装缆风绳吊挂和捆绑安全系数（n） 4 2.5 3.5 6表6－4 其他用途钢丝绳的安全系数注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级别的安全系数2．钢丝绳的寿命钢丝绳的使用寿命总是随着配套使用的滑轮和卷筒的卷绕直径的减小而降低的，所以，必须对影响其寿命的钢丝绳卷绕直径（即按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的卷绕直径）作出限制，不得低于设计规范规定的值，即：D0min≥hd式中:D0min--按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径，mm；d--钢丝绳直径，mm；h--滑轮或卷筒直径与钢丝绳直径的比值（见表6-5）。

机构工作级别M1,M2,M3 M4 M5 M6 M7 M8卷筒h1 14 16 18 20 22.4 25滑轮h2 16 18 20 22.4 25 28表6－5滑轮或卷筒的h值注:l 采用不旋转钢丝绳时，应按机构工作级别取高一档的数值。

2 对于流动式起重机，可不考虑工作级别，取h1＝16，h2=18。

吊装钢丝绳安全性验算本验算主要是针对1#梁场吊装用钢丝绳的安全方面的可行性进行的计算。

内坑大桥预制梁片重量一览表：边梁81.13中梁78.93边梁82.05中梁80.01边梁81.26中梁78.87重量（t）梁片编号A型梁B型梁C型梁由上表知梁场最重的梁为：B 型梁边梁，其重量为：Ｇ=82.05ｔ钢丝绳公称抗拉强度σp 为：1400Ｍpa ，1550Ｍpa ，1700Ｍpa ，1850Ｍpa ，2000Ｍpa 。

与其相对应的换算系数见下表。

换算系数β换算系数0.30.880.850.820.86×37，8×37，18×19，6W(35)，6W(36)，6×W(36)，6×(37)6×61，34×7钢丝绳结构1×7，1×19，1×（19）6×7，6×12，7×71×37，6×19，7×19，6×24，6×30，6×37，6×(19)，6W(19)，6T(25)，6×(24)，6×(31)，8×19，8×(19)，8W(19)，8T(25)，18×71#梁场吊装钢丝绳采用的是6×37的钢丝绳，钢丝绳的相关参数为：总断面积：Ｓ=697.08mm 2，参考重量：655.3ｋg/100ｍ，换算系数为：0.82，公称抗拉强度为：1850Ｍpa 。

钢丝绳破断拉力计算钢丝绳破断拉力总和：Ｐ总=σp ×Ｓ=1850Ｍpa ×697.08ｍｍ2=1289598 Ｎ钢丝绳破断拉力：P ＇= P 总×β=1289598 N ×0.82=1057470.4 Ｎ 钢丝绳安全系数计算吊装过程当中每股钢丝绳的载重为：Ｇ＇= Ｇ/4＝20.51ｔ 安全系数= Ｐ＇／（Ｇ＇×9800）＝5.26钢丝绳的安全载重系数工作条件安全载重系数安全载重系数缆索或风缆 3.5轻型5手动起重设备4.5中型5.5千斤顶10重型6拖拉绳3.5载人升降机14工作条件起重机设备故由上表可知1#梁场吊装用钢丝绳其安全系数只达到轻型吊装的要求。

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。

主井钢丝绳验算主井垂深250米，提升机型号为2JK-2×1，钢丝绳型号为18×7-φ26mm。

箕斗自重2t、容重3t。

一、提升最大载重量时，钢丝绳最大静张力Fjm=(Q+QZ) +PLc=（2000+3000）×9.8+2.444×9.8×360=5000×9.8+8622=49000+8622=57622N=57.6KN绞车最大静张力为90KN＞57.6KN，满足要求二、提物时钢丝绳实际安全系数为：m=Qd/Fjm=538.36/57.6=9.3＞6.5钢丝绳安全系数符合要求Fjm——最大静张力，KN；Q——容器有益载重量，按3000Kg计算；QZ——容器自身重量，每节按2000Kg计算；P——每米钢丝绳重，26mm钢丝绳每米按2.444kg×9.8=23.95N计算；Lc——钢丝绳长度。

按360米计算（井筒深度250米）；Qd——钢丝绳最大破断拉力，KN；（实测为538.36KN）m——《煤矿安全规程》规定，新绳升降物料安全系数不小于6.5；副井提升矿车时钢丝绳验算副井为斜巷串车提升，斜巷长度329米，坡度28度，提升机型号为JK-2.5×2，钢丝绳型号为6T×7-φ28mm。

每次提升矿车5辆（特殊车辆1辆），矿车自重0.6t、容重2t（矸石车）。

一、提升五辆矸石车时钢丝绳最大静张力Fjm=(Q+QZ)(sina+f1cosa)+PLc(sina+f2cosa)=（2000+600）×5×9.8（sin28+0.012cos28）+2.74×9.8×350(sin28+0.17cos28)=127400×0.48+9398×0.628=61152+5902=67054N=67KN二、提物时钢丝绳实际安全系数为：m=Qd/Fjm=576.8/67=8.6＞7.5钢丝绳安全系数符合要求Fjm——最大静张力，KN；Q——容器有益载重量，按每矿车装矸石2t计算；QZ——容器自身重量，按0.6t计算；a——倾角。

绞车钢丝绳验算公式
1.计算工作负载：
绞车的工作负载是指绞车要承受的最大力量。

在验算时，需要考虑所有可能出现的情况，并选择最大的负载作为验算的依据。

工作负载的计算公式如下：
工作负载=负荷重量×安全系数
2.确定钢丝绳参数：
钢丝绳的参数包括钢丝绳的直径和材质。

绞车钢丝绳一般采用钢丝绳芯和钢丝绳绳芯两种类型。

钢丝绳的直径和材质对其承载能力有很大的影响。

钢丝绳芯的承载能力比钢丝绳绳芯高，但是使用寿命较短。

3.验算钢丝绳的承载能力：
钢丝绳的承载能力是指钢丝绳能够承受的最大拉力。

钢丝绳的承载能力一般通过查找相关的钢丝绳规格表来确定。

4.确定安全系数：
安全系数是指工作负载与钢丝绳的承载能力之间的比值。

安全系数一般根据工作环境的要求和使用经验来确定，通常为5
5.验算绞车钢丝绳的使用寿命：
6.确定替换周期：
7.定期检查：
对于绞车钢丝绳验算的具体操作步骤和技巧，可以参考相关的绞车操作手册和验算规范，以确保绞车的安全运行。

同时，需要注意遵守操作规程，正确使用和保养绞车设备，定期进行维护和保养，确保绞车的正常工作。

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。

钢丝绳按所受最大工作静拉力计算选用，要满足承载能力和寿命要求。

1．钢丝绳承载能力的计算钢丝绳承载能力的计算有两种方法，可根据具体情况选择其中一种。

（1）公式法（ISO推荐）：式中:d--钢丝绳最小直径，mm；S--钢丝绳最大工作静拉力；c--选择系数，mm/ ；n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定；k--钢丝绳捻制折减系数；ω--钢丝绳充满系数；--钢丝的公称抗拉强度，N/mm2。

（2）安全系数法F0≥Sn∑F0=k∑S丝式中:FO--所选钢丝绳的破断拉力，N；S--钢丝绳最大工作静拉力；n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定（见表6－3和表6－4）；k--钢丝绳捻制折减系数；∑S丝--钢丝破断拉力总和，根据钢丝绳的机构查钢丝绳性能手册。

机构工作级别M1，M2，M3 M4 M5 M6 M7 M8安全系数（n）4 4.5 5 6 7 9表6－3 工作机构用钢丝绳的安全系数用途支承动臂起重机械自身安装缆风绳吊挂和捆绑安全系数（n）4 2.5 3.5 6表6－4 其他用途钢丝绳的安全系数注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级别的安全系数2．钢丝绳的寿命钢丝绳的使用寿命总是随着配套使用的滑轮和卷筒的卷绕直径的减小而降低的，所以，必须对影响其寿命的钢丝绳卷绕直径（即按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的卷绕直径）作出限制，不得低于设计规范规定的值，即：D0min≥hd式中:D0min--按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径，mm；d--钢丝绳直径，mm；h--滑轮或卷筒直径与钢丝绳直径的比值（见表6-5）。

机构工作级别M1,M2,M3 M4 M5 M6 M7 M8卷筒h1 14 16 18 20 22.4 25滑轮h2 16 18 20 22.4 25 28表6－5滑轮或卷筒的h值注:l 采用不旋转钢丝绳时，应按机构工作级别取高一档的数值。

2 对于流动式起重机，可不考虑工作级别，取h1＝16，h2=18。

二水平西六绞车提升能力绞车型号：JKB-2×1.5减速器速比：30功率：315KW转速：993r/min绞车额定拉力：60KN钢丝绳：Φ28钢丝绳每米质量：2.834Kg/m试验破断拉力总和:507.19KN井筒倾角:21º。

井筒斜长:525米矿车自重:720㎏一、计算矿车货载质量c rv G ϕ=公式取自《煤矿固定机械及运输设备》（9－24）式式中：G —矿车中货载质量ϕ—矿车装满系数，倾角20 º以下时，φ＝1，倾角21～25 º时，φ＝0.95～0.9，倾角26 º～30 º时，φ＝0.85～0.8r —散集密度t/m 3一般岩石1.8t/m 3 一般煤1t/m 3v c —矿车容积，m 3；取1.7c rv G ϕ=岩＝0.9×1.8×1.7＝2.754t查MGC1.7-6型号矿车最大载重量为2.7t 。

取载岩石重量2.7吨。

G 煤＝0.9×1×1.7＝1.53t为增大安全系数，取1.6吨。

二、验算最大提升速度：s m i DnV /46.33060214.399360=⨯⨯⨯==π 式中：n------电动机额定转速 993r/minD-----滚筒直径 2米i-------减速器速比 30实际最大提升速度3.46米/秒三. 按电机功率计算最大牵引力V K n N Fa ⨯⨯⨯=1000max N Fa 7.7803446.305.110009.0315max =⨯⨯⨯= 式中：K--备用系敉，一般电机为1.05～1.2,取1.05n —机械效率，行星齿轮传动为0.9N —电机功率，315KWV —提升容器最大速度，3.46米/秒四、按绞车最大牵引力计算一次提升质量[]g PL G G n Fa )cos (sin )cos )(sin (0m ax θωθθωθ'++++=公式取自《煤矿固定机械及运输设备》（9－32）式max 0(sin 'cos )()(sin cos )Y Fa PL g n G G gθωθθωθ-+=++ 式中：P —钢丝绳每米质量，2.834㎏/m 查于钢丝绳铭牌L －提升距离，从上过卷至最下底弯道ω，—钢丝绳运行阻力系数，ω，=0.25～0.4取0.25ω－矿车运行阻力，0.01～0.015取0.015g —重力加速度9.8m/s 2Gy 岩－2.7tG 0—矿车自重，0.72t021sin =0.358021cos =0.9331、 提岩：8.9)933.0015.0358.0()2700720(8.9)933.025.0358.0(525834.27.78034n ⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯-= n ＝5.59取n ＝5台2、 提煤：8.9)933.0015.0358.0()1600720(8.9)933.025.0358.0(525834.27.78034n ⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯-= n ＝8.25取n ＝8台3、 空车：8.9)933.0015.0358.0(7208.9)933.025.0358.0(525834.27.78034n ⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-= n ＝26.5取n ＝26台五、根据连接器强度校验拉车数)cos )(sin 0(60000θωθ++≤G G g n 公式取自《矿井提升运输设备》式中：三环链破断拉力----60000N 提岩83.4)933.0015.0358.0()2700720(8.960000n =⨯+⨯+⨯≤ 提全岩饱车4台 提煤1.7)933.0015.0358.0()1600720(8.960000n =⨯+⨯+⨯≤ 提煤车7台 提空车9.22)933.0015.0358.0(7208.960000n =⨯+⨯⨯≤ 提空车22台六、绞车额定能力拉车数n ≤()()()θωθθωθcos sin cos sin '0+⨯⨯++-g G G Lpg FF —绞车额定静张力60KNP —钢丝绳每米质量，2.834㎏/m 查于钢丝绳铭牌L －提升距离，从上过卷至最下底弯道ω，—钢丝绳运行阻力系数，ω，=0.25～0.4取0.25ω－矿车运行阻力，0.01～0.015取0.015g—重力加速度9.8m/s2Gy岩－2.7tG0—矿车自重，0.72tsinθ＝0sin25=0.423cosθ＝0cos25=0.906提岩：n≤8.9)933.0015.0358.0()2700720(8.9)933.025.0358.0(525834.260000⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯-=4.1提岩石车4台提煤：n≤8.9)933.0015.0358.0()1600720(8.9)933.025.0358.0(525834.260000⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯-=6.1提煤车6台提空车：n≤8.9)933.0015.0358.0(7208.9 )933.025.0358.0(525834.260000⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-=19.6提空车19台七、提升能力表综合三项计算结果和提升现场实际情况，确定单钩提升串车为：煤车6台、岩车4台，由于绞车桥头过卷至头道岔子距离长度，因此空车提7台。

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。