绞车钢丝绳安全系数计算

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。

新建主斜井提升绞车提升能力验算1、提升机型号：JK-2×1.5M2、技术参数：提升能力：FjMAX=60KN单位钢丝绳质量：P=2.35kg/m绳速VMAX=3.4m/s重力加速度：g=10m/s²抗拉强度：&=1770Mpa破断力总和：Qp=432.6KN绳径：φ=24.5mm矿车自重：M21=3200kg载重：M1=10000kg电机功率：215kw巷道坡度：α=22.6°巷道斜长：L=760m系数：矿车运行摩擦阻力系数f1=0.010钢丝绳沿托辊阻力系数：f2=0.153、按最大静拉力计算提升能力：根据公式：F=[(M1+M21）(sinα+f1cosα)+PL(sinα+f2cosα)]g F=[(10000+3200)(0.374+0.010×0.927)+2.35×760(0.374+0.15×0.927)]×10=59755N=59.75KNFjMAX=60KN>59.75KN 所以经验算绞车拉力与运输所需拉力比较，绞车选型符合使用要求。

4、钢丝绳安全系数计算：根据公式：F=[(M1+M21）(sinα+f1cosα)+PL(sinα+f2cosα)]g计算最大拉力F=[(10000+3200)(0.374+0.010×0.927)+2.35×760(0.374+0.15×0.927)]×10=59755N=59.755KNQpmax/Pmax=432600/59755=7.2>6.5满足要求经验算绞车拉力与运输所需拉力比较，绞车选型符合使用要求。

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。

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。

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。

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。

斜巷提升能力验算斜巷长度：19.5 m斜巷最大倾角：20°钢丝绳规格：6×19钢丝绳绳径：Φ18.5mm钢丝绳破断拉力：195.51KN矿车类别：矿车自重：970Kg车皮数量：2单车载重：1.5T电机功率：40Kw最大牵引力：24KN计算过程如下：一、钢丝绳安全系数的验算：钢丝绳所承受最大静拉力：F1=Z(G+G0)g(sinβ+W1cosβ)+qsLg(sinβ+W2cosβ) 式中：F1——最大静拉力NZ——每次牵引的矿车数G——矿车载重KgG0——矿车自重Kgg——重力加速度9.8m/s2β——斜巷倾角°qs——钢丝绳单位长度质量Kg/mL——最大牵引长度mW1——矿车运行阻力系数取0.015(0.01~0.015)W2——钢丝绳部分托辊上运行阻力系数取0.4F1=2×(970+1.5×1000)×9.8×(sin20°+0.015×cos20°)+1.218×19.5×9.8×(si n20°+0.4×cos20°)F1=17407.4 N钢丝绳安全系数：n=实测合格钢丝破断拉力总和/钢丝绳所承受最大静拉力n=19950×9.8 /17407.4n=11.2 >= 6.5钢丝绳安全系数满足二、绞车牵引能力验算：钢丝绳牵引力：F2=Z(G+G0)g(±sinβ+Wcosβ)+qsLg(±sinβ+Wscosβ)式中：F2——钢丝绳的牵引力NW——矿车运行阻力系数取0.015(0.01~0.015)Ws——钢丝绳阻力系数。

部分在托辊上运行时，取0.4“±”——向上运行时取“+”，向下运行时取“-”向上运行时取“+”：F2=2×(970+1.5×1000)×9.8×(+sin20°+0.015×cos20°)+1.218×19.5×9.8×(+ sin20°+0.4×cos20°)F2=17407.4 N向下运行时取“-”：F3=2×(970+1.5×1000)×9.8×(-sin20°+0.015×cos20°)+1.218×19.5×9.8×(-sin20°+0.4×cos20°)F3=-15867.6 N注：“-”为向下松料由以上可得F2 > F3，故取F2=17407.4 N所用绞车牵引力> F2绞车功率满足要求。

JD ——25绞车提升能力计算：1）拉车数计算：n ≤{ P- P 0 L k （'K W cos β+sin β）}/｛( G+ G 0)( 'W cos β+ sin β)｝ 公式说明：n —拉车数P —绞车牵引力（25KW 绞车为1800kg ）P 0—钢丝绳单重（18.5mm 钢丝绳每米重量为1.17kg/m ）G —矿车载物最大重量（2000kg ）G 0—矿车自重（1590kg ）L k —钢丝绳长度（200m )'W —矿车阻力系数（0.0165） 'K W —钢丝绳阻力系数（0.1）ß—最大坡度（25°）f 1——滚动摩擦系数，取0.015n ≤{ P- P 0 L k （'K W cos β+sin β）}/｛( G+ G 0)( 'W cos β+ sin β)｝ ≤{1800-1.17×200（0.1×0.9063+0.4226）}/｛(2000+1590)（0.0165×0.9063+0.4226）}n ≤1.06规定拉车数为1个，经计算得知1<1.06，符合要求。

2)最大牵引力验算：()()()''max 0cos sin cos sin O k K S n G G W P L W ββββ=++++S max =1×3590×(0.0165×0.9063+0.4226)+1.17×200×(0.1×0.9063+0.4226)S max=1690.72<1800根据公式演算，未超过该绞车牵引力，满足要求。

3）安全系数验算：n= P'/ S max=17800/1690.72=10.5>6.5公式说明：P'—钢丝绳破断力取 17800kg4)绞车功率演算：N= (Smax×v)/(102×n’)=（1690.72×1.08）/（102×0.8）=22.37<25公式说明：v—钢丝绳平均速度（1.08米/秒）n’—0.83、结论：通过计算比较， JD-25型调度绞车拉一个料车,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。