- 42 - 畢 業(yè) 設 計（論文）（說 明 書）題 目：礦井提升及運輸設備選型設計姓 名： 學 號： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院 2013 年 3 月 9 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢 業(yè) 設 計 （論文） 任 務 書姓名 顧子鈺 專業(yè) 機電一體化 任 務 下 達 日 期 年 月 日設計（論文）開始日期 年 月 日設計（論文）完成日期 年 月 日設計（論文）題目： 礦井提升及運輸設備選型設計 A編制設計 B設計專題（畢業(yè)論文） 指 導 教 師 系（部）主 任 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）答辯委員會記錄 系 專業(yè)，學生 顧子鈺 于 月 日進行了畢業(yè)設計（論文）答辯。設計題目： 礦井提升及運輸設備選型設計 專題（論文）題目： 礦井提升及運輸設備選型設計 指導老師： 答辯委員會根據(jù)學生提交的畢業(yè)設計（論文）材料，根據(jù)學生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學生 顧子鈺 畢業(yè)設計（論文）成績?yōu)?。答辯委員會 人，出席 人答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： ， ， ， ， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）評語第 頁共 頁學生姓名： 專業(yè) 年級 畢業(yè)設計（論文）題目： 礦井提升及運輸設備選型設計 評 閱 人： 指導教師： （簽字） 年 月 日成 績： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日畢業(yè)設計（論文）及答辯評語： 摘 要本設計主要對平煤八礦礦井生產(chǎn)所用的提升及運輸設備的選型進行的一次合理選擇。根據(jù)平煤八礦地理位置和交通環(huán)境等因素，采用合理方案。礦井提升需要用一些專用的提升設備，主要有提升容器，提升鋼絲繩，提升機，井架，裝卸載設備以及一些輔助設備。礦井提升設備是礦山較復雜而龐大的機電設備，它不僅承擔物料的提升與下放任務，同時還上下人員。礦井運輸是煤炭生產(chǎn)過程的一部分，煤炭的井工生產(chǎn)中，運輸線路長，巷道條件多種多樣，運輸若不暢通，采掘工作就無法繼續(xù)進行，井工生產(chǎn)的煤礦運輸作業(yè)，包括從工作面到礦井地面的煤炭運輸和輔助運輸，輔助運輸包括矸石、材料、設備和人員運輸。本書分四篇就以上幾種設備的選型計算方法進行系統(tǒng)論述。關鍵詞：提升機、運輸機目錄第1章 平煤八礦介紹- 3 -第2章 刮板輸送機的選型計算- 4 -2.1 運輸能力的確定- 4 -2.1.1 生產(chǎn)率的確定- 4 -2.2.1 運輸能力的計算- 5 -2.2 電動機功率的校驗- 5 -2.2.1運行阻力計算- 5 -2.2.2 電動機功率的校驗- 7 -2.3刮板鏈強度校驗- 7 -2.3.1最大張力的計算- 7 -2.3.2刮板鏈的安全系數(shù)- 8 -第3章 順槽皮帶機的選型計算- 8 -3.1 輸送帶的寬度- 9 -3.2 牽引力及運行功率- 10 -3.2.1驅動滾筒上所需的牽引力- 10 -3.2.2帶式輸送機所需的運行功率- 11 -3.3 輸送機的運行阻力- 12 -3.4 輸送帶張力計算- 14 -3.4.1按摩擦條件計算張力- 14 -3.4.2滿足輸送帶垂度所需張力- 15 -3.5 輸送帶強度校驗- 16 -3.6 電動機功率校驗- 17 -第4章 大巷電機車的選型計算- 18 -4.1 電機車及礦車的初選- 18 -4.2 列車組成的計算- 19 -4.2.1按粘著力計算- 19 -4.2.2按牽引電動機溫升計算- 20 -4.2.3按制動條件計算- 22 -4.2.4列車組成的確定- 23 -4.3 電動機臺數(shù)的計算- 23 -4.3.1一臺機車在一個工作班內能往返運行的次數(shù)- 23 -4.3.2每班運煤所需列車數(shù)- 23 -4.3.3每班運送總次數(shù)- 24 -4.3.4工作機車臺數(shù)- 24 -4.3.5備用與檢修臺數(shù)- 24 -4.3.6所需機車總數(shù)- 24 -第5章 主井提升設備選型計算- 24 -5.1 箕斗的選擇- 24 -5.1.1確定合理的經(jīng)濟速度- 25 -5.1.2估算一次提升循環(huán)時間- 25 -5.1.3確定一次合理提升量- 26 -5.1.4選擇標準箕斗- 26 -5.2 選擇提升鋼絲繩- 26 -5.2.1單繩端荷重- 27 -5.2.2鋼絲繩懸垂長度- 27 -5.2.3鋼絲繩單位長度質量- 27 -5.2.4 鋼絲繩安全系數(shù)校核- 28 -5.2.5鋼絲繩的使用與維護- 28 -5.2.6鋼絲繩的檢查和試驗- 28 -5.3 選擇提升機和天輪- 29 -5.3.1提升機卷筒直徑D- 29 -5.3.2實際需要卷筒的容繩寬度- 30 -5.3.3計算實際纏繞層數(shù)- 30 -5.3.4鋼絲繩實際最大靜張力的校驗- 30 -5.3.5鋼絲繩實際最大靜張力差的校驗- 30 -5.3.6天輪的選擇- 31 -5.4 提升機與井筒相對位置的計算- 31 -5.4.1確定井架高度- 31 -5.4.2計算卷筒中心至井筒中鋼絲繩間的水平距離- 31 -5.4.3計算鋼絲繩弦長- 31 -5.4.4鋼絲繩最大外偏角- 32 -5.4.5鋼絲繩最大內偏角- 32 -5.4.6鋼絲繩下出繩角- 32 -5.5 預選提升電動機- 32 -5.5.1確定電機額定轉數(shù)- 32 -5.5.2預選電動機功率- 33 -5.5.3電動機額定拖動力- 33 -5.6 提升系統(tǒng)總變位質量- 33 -5.6.1電動機轉子變位質量- 34 -5.6.2提升機變位質量- 34 -5.6.3天輪變位質量- 34 -5.6.4鋼絲繩變位質量- 34 -5.6.5容器變位質量- 34 -5.6.6載荷變位質量- 34 -5.7 運動學參數(shù)計算- 35 -5.7.1主加速度的確定- 35 -5.7.2減速度的確定- 35 -5.7.3運動學參數(shù)計算- 35 -5.7.4提升能力校驗- 36 -5.8 動力學參數(shù)計算- 37 -5.9 電動機容量校驗- 38 -5.9.1等效時間的計算- 38 -5.9.2等效力的計算- 38 -5.9.3電動機等效功率的計算- 39 -5.9.4工作過負荷校驗- 39 -5.9.5特殊過負荷校驗- 39 -結束語- 40 -參考文獻- 41 -致謝- 42 -第1章 平煤八礦介紹平頂山天安煤業(yè)股份有限公司八礦（簡稱：平煤股份八礦）位于河南省平頂山市區(qū)東部，北依焦贊山，南臨平安大道，東與許昌市襄城縣毗連，距許平南高速公路7公里，西距市中心11公里，311國道、孟（廟）寶（豐）鐵路穿境而過。礦區(qū)鐵路專用線從儲煤倉直達田莊集配站和武漢鐵路局平頂山東站，與孟寶鐵路相連。位置優(yōu)越，交通便利，環(huán)境略差。八礦始建于1966年10月12日，是我國自行設計和施工的第一座特大型礦井，設計年生產(chǎn)能力300萬噸，1981年2月13日一期工程投產(chǎn)，1984年12月30日二期工程投產(chǎn)。礦井附設坑口選煤廠于1977年7月動工興建，1985年12月28日移交投產(chǎn)，年入洗量180萬噸。八礦煤質優(yōu)良，儲量豐富。煤田面積43.8平方公里，東西長12.5公里，南北寬3.65公里。八礦含煤地層主要為二疊系石盒子組、山西組、石炭系太原群，主要可采煤層有丁、戊、己3組4層（丁5.6、戊9.10、己15、己16.17），煤層厚度11.6米，煤層傾角一般在5至32度之間。主要煤種為肥煤、1/3焦煤、焦煤，低硫、低磷，灰分15%-36%，發(fā)熱量為20.129.1兆焦/千克，是冶金、電力、化學工業(yè)的重要原料和優(yōu)良動力用煤，暢銷湖南、湖北、廣東、廣西、河南、華東等地。近年來，八礦深化改革，加快發(fā)展，堅持以成本控制為中心，抓住煤質、材料、電費、租賃費、工資、專項資金等成本管理要素，健全完善指標分解體系、目標成本控制體系、考核落實體系、監(jiān)督保障體系，全員全過程控制成本，企業(yè)經(jīng)營管理不斷加強，經(jīng)濟效益不斷提高。建礦以來，八礦曾被授予“全國煤炭工業(yè)行業(yè)一級安全高效礦井”、“中國煤炭工業(yè)科技進步優(yōu)秀礦井”、“中國煤炭工業(yè)科技創(chuàng)新示范礦”、“全國部門綠化400佳單位”、“河南省五優(yōu)礦井”、“河南省一級安全質量標準化礦井”、“河南省煤炭系統(tǒng)安全生產(chǎn)先進單位”、“河南省煤炭系統(tǒng)文明煤礦”、“河南省文明單位”等稱號。目前，八礦全體干部職工在黨的十七大精神指引下，以“講黨性修養(yǎng)、樹良好作風、促科學發(fā)展” 活動為契機，深入貫徹落實科學發(fā)展觀，全面踐行新型資源觀，堅定走平煤特色發(fā)展之路，以安全生產(chǎn)為重點，以成本控制為中心，以企業(yè)文化建設為載體，以構建和諧礦區(qū)為主題，以改善民生為出發(fā)點和落腳點，加快二水平及八礦二井建設，加快循環(huán)經(jīng)濟建設，奮力向建設500萬噸現(xiàn)代化礦井、構建平安、發(fā)展、創(chuàng)新、文化、和諧八礦的目標挺進。第2章 刮板輸送機的選型計算刮板輸送機，屬于煤礦運輸機械。用以解決煤礦15-25大傾角上山運輸時，減速器傾角大、潤滑不良、漏油、離心摩擦式聯(lián)軸器進油打滑引發(fā)火災，電動機燒損，過渡槽中卡鏈、斷鏈、物料易滾落等問題。該礦用刮板輸送機由防爆電動機通過離心摩擦式聯(lián)軸器、減速器、圓環(huán)鏈輪和機尾滾筒帶動圓環(huán)鏈條上的刮板組成，其先進之處是：通過一種新型機頭架改變電動機、聯(lián)軸器、減速器在機頭部的裝配角度，使其在大傾角上運時呈近水平。在過渡槽中板下面安裝防卡鏈板，設計加大中部槽的裝載深度。采用該機有效解決以上問題，降低事故率和材料消耗，并能減少巷道掘進長度和運輸設備數(shù)量。 2.1 運輸能力的確定2.1.1 生產(chǎn)率的確定當工作面采用采煤機時,因為煤是連續(xù)而均勻地裝到輸送機上的.所以生產(chǎn)率可按采煤機的生產(chǎn)率計算. 式中： 一次采高，= 3.5m; b 采煤機一次截深，b = 0.6m; r 原封煤容重,r = 1.35; g 采煤機的最大牽引速度, g = 3.5 m/min;則: 考慮到刮板輸送機的運輸能力應大于采煤機的生產(chǎn)率,所以選擇SGZ764/320W重型刮板輸送機.其主要技術規(guī)格如下：運輸能力Q=900t/h；刮板鏈速度V=0.95m/s；刮板鏈單位長質量q=36.26kg/m；刮板鏈破斷拉力F=850kN；電動機功率N=2160kw；中部槽尺寸長寬高（）1500764222；由于實際工作面長度和煤層傾角、煤層厚度等條件各不相同，需要對刮板輸送機的運輸生產(chǎn)能力、電機功率、刮板鏈強度進行驗算。2.2.1 運輸能力的計算式中: F 貨載最大橫斷面積；中部槽裝煤的動堆積角按30,從幾何關系可求得F=0.7640.222+（0.764-20.222）=0.184裝滿系數(shù)，按水平計算取1；表1-1 裝滿系數(shù)輸送情況水平及向下運輸向 上 運 輸裝滿系數(shù)0.91510150.80.60.5r散集容重，r=0.95；v刮板鏈速，v=0.95；則： =36000.18410.950.95=599.08573.86有計算結果可知所選刮板輸送機的輸送能力滿足要求。2.2 電動機功率的校驗2.2.1運行阻力計算刮板輸送機運行阻力按直線段和曲線段分別計算。沿傾斜運行的刮板輸送機的重段直線段阻力除克服煤和刮板鏈的運行阻力外，還需要克服煤和刮板鏈的重力。重段阻力：=空段阻力：式中： 中部槽單位長度的裝煤量 ； 刮板鏈單位長度的質量， =36.26； 刮板輸送機的長度，=150； 煤在槽內運行的阻力系數(shù)，采用中雙鏈取0.7； 刮板鏈在槽內運行的阻力系數(shù)取0.35； 重力加速度取9.8 m/s；則： =（174.80.7+36.260.35）1509.8=198524.97N =36.261509.80.35=18655.77N刮板鏈在鏈輪處的彎曲阻力分別使其重段阻力和空段阻力增加10%，則刮板輸送機的總運行阻力即電動機的牽引力為：=1.11.1（）=1.21（）=262788.7N表1-2 及選取表 阻力系數(shù)鏈子類型煤在溜槽中的移動阻力系數(shù)刮板鏈在溜槽中的移動阻力系數(shù)單 鏈0.40.60.30.4雙 鏈0.60.80.30.42.2.2 電動機功率的校驗 電動機軸上的功率： 式中：總牽引力； V 刮板鏈運行速度，V=0.95m/s；則：=249.6KW2160KW所以所選刮板輸送機的電動機滿足要求。2.3刮板鏈強度校驗2.3.1最大張力的計算如圖：可知點2處為最大張力點，點3為最小張力取為0N。用逐點計算法求刮板鏈各點的張力：其中刮板鏈饒過鏈輪時的阻力，取所以=1.0618655.77=19775.12N； =19775.12+198524.97=218300.09N； 則點2處為最大張力點2.3.2刮板鏈的安全系數(shù) 雙鏈 式中： 一條刮板鏈的破斷拉力，=850kN； 刮板鏈的最大靜張力（N）； 雙鏈負荷不均勻系數(shù)，中雙鏈取0.88；則： 3.5所以刮板鏈強度滿足要求。第3章 順槽皮帶機的選型計算帶式輸送機是以膠帶兼作牽引機構和承載機構的一種運輸設備，它在礦井地面和井下運輸中得到極其廣泛的應用。帶式輸送機具有體積小、耗電少、維修方便、效率高的特點。在運輸過程中對物料的破碎性小，拋撒煤炭少，因此在煤礦的井上、井下運輸中廣泛使用井下礦用帶式輸送機，該機包括機架、主動滾筒、傳動滾筒、卸料滾筒、張緊滾筒、防跑偏輥、皮帶托輥，接料斗，機尾滾筒，皮帶組成，其特征是在機架的上部，沿著機架的兩側裝有防跑偏輥，防跑偏輥是可以旋轉的，其作用在于防止運動的皮帶發(fā)生偏移；皮帶托輥安裝在機架上，三個可轉動的皮帶托輥組成一個“”字型結構，其作用不僅可以對皮帶起支撐作用，還可使煤炭向皮帶中間聚集，可增加傳送的煤炭量，提高工作效率，同時還有助于防止對運動皮帶的偏移現(xiàn)象。3.1 輸送帶的寬度原煤的安息角為25，原煤的堆積密度0.95，皮帶機的工作傾角=8。查表可知傾斜系數(shù)=0.97。因為煤是連續(xù)地從刮板輸送機上轉載到皮帶機上的，所以皮帶機的生產(chǎn)率可按刮板輸送機的生產(chǎn)率計算即Q=595.35?？紤]其向上的工作條件所以選用帶速V=1.6，為了保證給定的運輸能力，帶上必需具有的堆積橫斷面積為 查表可知輸送機的承載托輥槽角為35，物料的安息角為25時，帶寬為1000的輸送機上允許的物料堆積的橫斷面積為0.13365。此值大于計算所需的堆積橫斷面積，據(jù)此選用帶寬為1000的輸送帶能滿足需要。注：圖1中B為皮帶的寬度L3為托輥長度，為動安息角，皮帶槽角。如上計算：確定選用帶寬B=1000，680S型煤礦用阻燃輸送帶，輸送帶按=11.6計算。表2-1各種帶寬允許的塊度表B（mm）50065080010001200140016001800(mm)100130180250300350420480(mm)150200300400500600700800貨載最大塊度的橫向尺寸；mm貨載平均塊度的橫向尺寸；mm3.2 牽引力及運行功率3.2.1驅動滾筒上所需的牽引力參照類似的帶式輸送機 取=22，= 7。略去特種阻力和，計算運煤驅動滾筒上所需的牽引力：式中：C 附加阻力系數(shù)取1.12； 單位長度輸送帶上運物料量， ； 輸送帶單位長度質量，=11.6； 重段單位長度上分布的托輥旋轉部件的質量，取=22； 空段單位長度上分布的托輥旋轉部件的質量，取= 7；L 輸送機的輔設長度850；重力加速度，取=10； 輸送帶在托輥上運行的阻力系數(shù)，取=0.022；表2-2物料斷面系數(shù)動堆積角1020253035K平形67135172209247槽形316385422458496 輸送機工作傾角為8；則： =3.2.2帶式輸送機所需的運行功率計入驅動設備的傳動效率，所需電動機的功率為：式中：P 驅動滾筒上所需的牽引力，155.744KN； V 輸送帶速度，V=1.6； 驅動設備的傳動效率取0.9；則：所以可以選用570KW的型電動機。表2-3傾角系數(shù)工作傾角01 10151520 C 1 0.95 0.93.3 輸送機的運行阻力按所給條件，本設計有重段和空段兩個直線傾斜區(qū)段。表2-4 輸送帶沿托輥運行阻力系數(shù)托輥型式工作條件槽形（）平形（） 清潔干燥 0.02 0.018少量塵埃正常濕度 0.03 0.025大量塵埃濕度大 0.04 0.035重段阻力：空段阻力：式中： 單位長度輸送帶上運物料量， ； 輸送帶單位長度質量，=11.6； 重段單位長度上分布的托輥旋轉部件的質量，取=22； 空段單位長度上分布的托輥旋轉部件的質量，取= 7；L 輸送機的輔設長度850； 重力加速度，取=10；輸送帶沿重段運行的阻力系數(shù)取0.05；表2-5 托輥轉動部分重量表托輥型式帶 寬 B （毫米）5006508001000 （公斤）槽形鑄鐵座11121422沖壓座891117平形鑄鐵座8101217沖壓座791115輸送帶沿空段運行的阻力系數(shù)取0.04； 輸送機工作傾角為8；則： 表2-6 帶寬與帆布層數(shù)配合表帶寬500650800100012001400帆布層數(shù)3-44-54-65-85-106-123.4 輸送帶張力計算輸送帶張力按逐點計算法計算，由于帶式輸送機是靠摩擦力傳遞牽引力的，輸送帶張力應滿足傳遞所需牽引力的要求；為使輸送帶在兩滾筒間垂度不過大，對輸送帶的張力也有一定要求，所以在進行輸送帶張力計算過程中輸送帶張力要按以上兩個條件計算：摩擦傳動條件:即輸送帶的張力必須保證工作時輸送帶在傳動滾筒上不打滑;2）垂度條件:即輸送帶的張力必須保證輸送帶在兩托輥間的下垂度不超過規(guī)定值.3.4.1按摩擦條件計算張力按逐點計算法計算,如下圖: 按摩擦傳動條件可列出與關系: 式中: n 摩擦力備用系數(shù)取1.17; 輸送帶和滾筒間摩擦系數(shù)取0.25; 輸送帶在滾筒上的圍包角,查表可取;則: 聯(lián)立上面式得 所以 3.4.2滿足輸送帶垂度所需張力式中：單位長度輸送帶上運物料量， ； 輸送帶單位長度質量，=11.6； 重段托輥間距，取=1.2m； 重力加速度，取=10； 輸送機工作傾角為8；則：=155897N所以輸送帶垂度張力滿足要求。表2-7輸送帶與滾筒間的摩擦系數(shù) 輸送帶滾筒橡膠輸送帶塑料輸送帶無襯光面滾筒干 燥0.250.17潮 濕0.200.15有 泥 水0.10膠 面 滾 筒干 燥0.400.3潮 濕0.350.25有 泥 水人 字 溝 槽膠 面 滾 筒干 燥0.40.5潮 濕0.300.35有 泥 水0.253.5 輸送帶強度校驗煤礦用阻燃帶的安全系數(shù) 式中： 阻燃輸送帶的拉斷強度680/mm； 阻燃帶寬度1000 mm； 輸送帶的最大靜張力，即；則： 所以輸送帶強度滿足要求。3.6 電動機功率校驗輸送機牽引力 式中： 主動滾筒相遇點張力，=N； 主動滾筒分離點張力，=； 阻力系數(shù)，取=0.04；則： 功率： 式中： 輸送機牽引力（N）； 輸送帶速度V=1.6； 傳動裝置效率取0.83；則： 因為電動機應留有15-20的備用系數(shù)。 570KW所以所選擇的電動機額定功率滿足其運輸功率的要求。第4章 大巷電機車的選型計算電機車運輸是礦井水平巷道長距離運輸?shù)闹饕绞剑堑V井運輸中極為重要的部分。電機車具有良好的性能，它運行速度快，效率高，維護簡單，運轉可靠，成本低。適用于彎道和支線較多的運輸巷道?？梢宰龆喾N運輸工作。電機車按供電方式的不同可分為架線式和蓄電池式兩大類，架線式電機車主要用于非瓦斯礦及一、二級瓦斯礦有新鮮風流的大巷道中。超級瓦斯礦絕對不允許使用，所以只能用蓄電池式電機車。4.1 電機車及礦車的初選按照一般的選用經(jīng)驗，因為年產(chǎn)量120萬噸，可初步選用架線式電機車，其技術特征為：機車粘著質量P=20，軌距L=900，機車長時牽引力=12.75KN，牽引電動機的額定電壓V=550V；選用底卸式礦車，其技術特征為：最大裝載量=5，自重質量=300。4.2 列車組成的計算一列車應由多少輛礦車組成，要按機車的牽引能力和制動能力計算。牽引能力受粘著力和牽引電機溫升條件限制；制動能力是能夠在規(guī)定的距離內停車。所以列車組成按以下三個條件確定。表3-1 粘著系數(shù)表工作狀態(tài) 值散砂起動 0.24散砂制動 0.17不散砂制動井下巷道：0.09；地面：0.124.2.1按粘著力計算以機車沿上坡牽引重載列車在起動時車輪不打滑為計算依據(jù)。滿足粘著力條件機車最多牽引的礦車數(shù)：式中： 機車質量，P=20； 礦車載重的質量，G=5； 礦車自重的質量，=0.3； 列車中的礦車數(shù)； 粘著系數(shù)，查表3-1按撒砂起動取0.24； 重列車起動的阻力系數(shù)，查表3-2取=0.0105； 軌道的平均坡度，一般為3； 列車起動的加速度，一般取0.04；則：表3-2 列車運行阻力系數(shù)礦車載量 t 列車運行 列車起動 10.0090.0110.01350.0165 30.0070.0090.01050.0135 50.0060.0074.2.2按牽引電動機溫升計算電機車的牽引電機是按短時重復工作制運行的，電機的發(fā)熱校驗可按每循環(huán)的等效電流計算。即等效電流值不超過它的長時電流。由于牽引電機正常工作在牽引力特性曲線的直線部分，牽引力與電流成正比，在計算中可以用等值牽引力代替等效電流，使等值牽引力不超過長時牽引力。按滿足牽引電動機溫升條件，機車最多牽引的礦車數(shù)為：式中： 列車中的礦車數(shù)； 礦車載重的質量，G=5； 礦車自重的質量，=0.3； 機車長時牽引力，=12.75KN； 調車系數(shù)，因運距大于2可知取1.15；（運距小于1000m取1.4；運距為10002000m取1.25；運距大于2000 m取1.15.） 其中： 列車往返一個循環(huán)的運行時間， （） 重列車運輸時間， （） 空列車運行時間， （） 加權平均運距， 重列車運行速度，取=17.7； 空列車運行速度，同樣取=17.7；0.75 考慮列車運行中降速運行區(qū)段所乘的系數(shù)； 機車在往返一個循環(huán)的休止時間，取20； 重列車運行阻力系數(shù)，按表選取0.006； 等阻坡度取2； 重力加速度取10； 機車質量，P=20；則： 4.2.3按制動條件計算煤礦安全規(guī)程規(guī)定：列車制動距離，運送物料時不得超過40m，運送人員時不得超過20m。 計算時按最不利的條件，即按重列車沿下坡運行且列車開始制動時的速度等于長時速度，為使列車能在規(guī)定的距離內停車，列車應有的減速度： 式中： 制動開始時的運行速度，； 實際制動距離，按運送物料40m計算；則： 滿足制動條件列車中最多礦車數(shù)為： 式中： 機車質量，P=20； 礦車載重的質量，G=5； 礦車自重的質量，=0.3； 粘著系數(shù)，按撒砂制動取0.17； 列車能在規(guī)定的距離內停車應有的減速度； 重列車運行阻力系數(shù)，按表選取0.006； 軌道平均坡度，一般為3；則： 4.2.4列車組成的確定列車組成應按同時滿足上述三個條件來確定，即按其中最少的礦車數(shù)來確定。所以該列車應該由18輛礦車組成。4.3 電動機臺數(shù)的計算4.3.1一臺機車在一個工作班內能往返運行的次數(shù) （次/班） 式中： 一個班內的運輸工作時間，運送人員取=7.5小時； 列車往返一個循環(huán)的運行時間，可知 機車在往返一個循環(huán)的休止時間，取20；則： （次/班）4.3.2每班運煤所需列車數(shù)式中： 每班運煤量， 運輸不均衡系數(shù)，取=1.25； 矸石系數(shù)，；車組中的礦車數(shù)； 礦車載重的質量，G=5；則： （次/班）4.3.3每班運送總次數(shù)運人時，每一運輸大巷按一次計算。該礦井為兩翼開采，所以 （次/班）4.3.4工作機車臺數(shù) 臺4.3.5備用與檢修臺數(shù)通過查閱資料1<N<3,所以 取.4.3.6所需機車總數(shù) 臺第5章 主井提升設備選型計算5.1 箕斗的選擇已知下列基本參數(shù)：礦井年產(chǎn)量： 礦井深度： 礦井年工作日：天礦井日工作小時數(shù)：裝載高度：卸載高度：散集容積質量：5.1.1確定合理的經(jīng)濟速度=0.4式中: H提升高度(m); 裝載高度(m),=18m; 礦井深度(m), =350 m; 卸載高度(m), =20m;則: =0.4=0.4=7.87s5.1.2估算一次提升循環(huán)時間 式中: 提升加速度,估取=0.8;箕斗在卸載曲軌內爬行時間,取=10s; 箕斗裝載時間(休止時間),取=10s;則: =+=5.1.3確定一次合理提升量式中: 提升不均衡系數(shù),取=1.15; 提升能力富裕系數(shù),對多水平提升時應留有為1.2的能力富裕系數(shù); 年工作日=300天; 日工作小時數(shù).礦井年產(chǎn)量=；則: 5.1.4選擇標準箕斗查箕斗規(guī)格表,選標準箕斗JDS16/1504。其技術特征為：載重：Q=16t=16000kg；自重：=15t=15000kg;全高: =15600mm.5.2 選擇提升鋼絲繩提升鋼絲繩是提升系統(tǒng)的重要組成部分，它直接關系到礦井的正常生產(chǎn)和人員的安全，還是提升系統(tǒng)中經(jīng)常更換的易耗品在礦井提升中，根據(jù)用途，選用合適的鋼絲繩，揚長避短，充發(fā)揮它們的效能。選擇鋼絲繩的類型，首先應按以下原則確定：（1）使用中不松股；（2）符合使用場合及條件；（3）符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。同時還應考慮以下因素：（1）在井筒淋水大，水的酸堿度高，以及在出風井中，由于腐蝕嚴重，應選用鍍鋅鋼絲繩；（2）在磨損嚴重條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升等，應選用外層鋼絲盡可能粗的鋼絲繩；（3）彎曲疲勞為主要損壞原因時，應選用接觸式或三角股繩；（4）實踐證明，提升鋼絲繩用同向捻繩較好，多繩摩擦提升用左右捻各半：單繩纏繞式提升鋼絲繩的選用原則是：為防止纏繞時松捻，鋼絲繩的捻向應與繩在卷筒上纏繞時的螺旋線方向一致，目前單繩纏繞多為右旋，所以多選右同向捻繩；（5）罐道繩最好用半密封繩或三角股繩，表面光滑，耐磨損；（6）用于溫度高或有明火的地方如矸石山等，最好用金屬繩芯鋼絲繩。5.2.1單繩端荷重式中： 一次提升量，=16000 kg； 容器質量，=15000 kg；則： 5.2.2鋼絲繩懸垂長度 式中： 井架高度，近似取值=34； 礦井深度，=350m 裝載高度，=18m 則： 5.2.3鋼絲繩單位長度質量 式中： 鋼絲繩單位長度質量（）； 鋼絲繩的公稱抗拉強度，取=160； 鋼絲繩的靜力安全系數(shù)，查表取=9.2； 則： 按礦山固定機械手冊表55推薦，選用619170040特鍍鋅右交叉捻，其技術特征為：鋼絲繩直徑：d=40 mm；繩中最粗鋼絲直徑：D=2.6 mm；鋼絲繩全部鋼絲斷裂力總和：;每米重:p=57.17N/m。5.2.4 鋼絲繩安全系數(shù)校核 9.2 所選鋼絲繩滿足安全要求，合格可用。 5.2.5鋼絲繩的使用與維護使用中的鋼絲繩潤滑是非常重要的，它關系到鋼絲繩的使用壽命及安全運行。潤滑的作用歸納有三：1）保護鋼絲不銹蝕；2）起潤滑作用，減少鋼絲繩的磨損；3）防止?jié)駳?、水分浸入繩內，并補充繩芯油量。在使用中要正確地選用潤滑油。對潤滑油提出以下要求：1）粘稠性好，能使油脂緊密粘附在繩上，振動、淋水也甩沖不掉；2）要有較好的粘溫特性，低溫時不硬化（龜裂），高溫時不流失；3）防銹和潤滑性能要好，不含酸堿性，應有一定的透明度，以便發(fā)現(xiàn)磨損及斷絲。5.2.6鋼絲繩的檢查和試驗提升鋼絲繩每天必須以0.3m/s的速度進行詳細檢查并記錄斷絲情況。有關斷絲和鋼絲繩斷面縮小的極限要求和換繩要求見煤礦安全規(guī)程有關規(guī)定。鋼絲繩如遭受卡罐或突然停車等猛烈拉伸時必須立即停車檢查，遭受沖擊拉伸的一段如果長度增長0.5%以上或有明顯損傷，應更換新繩。多繩纏繞時由下層轉到上層的一段繩，由于磨損嚴重，必須加強檢查并且每季度移繩四分之一圈。鋼絲繩的檢查方法目前大量采用眼睛觀察和用手捋繩檢查，這不僅勞動條件差而且不能檢查繩內部斷絲情況，為此國內外已研制出了多種鋼絲繩探傷儀器。例如“GXT-1型鋼絲繩在線無損探傷儀”，采用漏磁交聯(lián)放大原理檢查鋼絲繩內外斷絲、磨損、銹蝕；對鋼絲繩接頭焊點及斷面等有一定的定性、定量精度。新繩在使用前均應進行試驗。試驗合格的備用鋼絲繩必須妥善保管。使用中的鋼絲繩必須定期試驗，煤礦安全規(guī)程規(guī)定除摩擦式提升機用鋼絲繩和平衡尾繩以及30度以下斜井專為升降物料用的鋼絲繩外，提升鋼絲繩在使用過程中要定期作剁繩頭試驗。升降人員或升降人員和物料的鋼絲繩自懸掛之日起每隔6個月試驗1次，升降物料用的鋼絲繩，自懸掛時起經(jīng)過1年以后進行第一次試驗，以后每隔6個月試驗1次。鋼絲繩的試驗應嚴格遵守煤礦安全規(guī)程。5.3 選擇提升機和天輪5.3.1提升機卷筒直徑D規(guī)程規(guī)定：井上提升滾筒圍包角大于90度的天輪，最小直徑與鋼絲繩直徑之比不得小于80；立井天輪與鋼絲繩二者直徑比不得小于1200。則： 據(jù)此選用提升機，其技術特征為：卷筒直徑D=3.5m；卷筒寬度B=1.7m；許用最大靜張力；最大靜張力差；變位重量；減速器最大輸出動扭矩；兩卷筒間隙；兩卷筒中心距。5.3.2實際需要卷筒的容繩寬度由于B，因而要考慮多層纏繞5.3.3計算實際纏繞層數(shù)所以纏繞兩層，根據(jù)煤礦安全規(guī)程箕斗提升許可纏繞兩層，因而卷筒寬度可滿足該礦井使用要求。5.3.4鋼絲繩實際最大靜張力的校驗 170000N5.3.5鋼絲繩實際最大靜張力差的校驗115000N由以上鋼絲繩實際最大靜張力和最大靜張力差的校驗可知所選提升機強度滿足要求。5.3.6天輪的選擇據(jù)此可選用井上型固定天輪。其技術特征為：天輪直徑=3.5m；變位重量。5.4 提升機與井筒相對位置的計算5.4.1確定井架高度根據(jù)煤礦安全規(guī)程第373條規(guī)定，考慮實際提升速度低于8m/取過卷高度。確定5.4.2計算卷筒中心至井筒中鋼絲繩間的水平距離確定5.4.3計算鋼絲繩弦長提升機卷筒中心與機房地平高差0.7m，機房地平與井筒高差0.5m，所以取則 =47.8m因為60m 故不會引起繩弦強烈跳動，鋼絲繩弦長合理。5.4.4鋼絲繩最大外偏角 =5.4.5鋼絲繩最大內偏角 5.4.6鋼絲繩下出繩角 所以鋼絲繩下出繩角合格。5.5 預選提升電動機5.5.1確定電機額定轉數(shù)考慮到箕斗容積選用較大，故預定同步轉數(shù) 有可估定額定轉速；5.5.2預選電動機功率實際提升速度則電動機功率； 式中：礦井阻力系數(shù)，箕斗提升時=1.15； 減速器傳動效率，=0.85； 動力系數(shù)，取=1.2；則： 根據(jù)以上計算，選擇繞線型異步電動機其技術特征如下：額定功率；額定轉速；電動機效率；過載能力飛輪慣量5.5.3電動機額定拖動力5.6 提升系統(tǒng)總變位質量提升系統(tǒng)有多個運動部件組成，為便于計算系統(tǒng)總的慣性力，必須將各部件的質量變位到共同的基點上，例如卷筒表面纏繞圓周上，該處的線速度為提升容器的線速度。質量的變位原則是保持變位前后的動能相等。系統(tǒng)變位質量的總和稱為提升系統(tǒng)的總變位質量，用表示。5.6.1電動機轉子變位質量5.6.2提升機變位質量5.6.3天輪變位質量5.6.4鋼絲繩變位質量 5.6.5容器變位質量5.6.6載荷變位質量則： 5.7 運動學參數(shù)計算5.7.1主加速度的確定按電動機過負荷能力按減速器允許最大輸出動扭矩，為了減輕動荷載，提高機械部分和電動機運行的可靠性，取值應留有余地。故本設計取=0.8.5.7.2減速度的確定按自由滑行方式確定的減速度5.7.3運動學參數(shù)計算初加速度： 式中： 箕斗脫離卸載曲軌時的速度（）； 卸載曲軌長度，=2.35m；初加速時間： 主加速時間： 主加速行程： 減速時間： 減速行程： 爬行時間： 式中： 爬行距離，取=3m； 爬行速度，=0.5；等速行程： 等速時間： 一次提升循環(huán)時間 式中: 休止時間，具體所裝的材料不同，休止時間不同查表取=16s5.7.4提升能力校驗實際年提升能力： 萬噸/年5.8 動力學參數(shù)計算初加速開始: 初加速終了： 主加速開始： 主加速終了： 等速開始： 等速終了： 減速階段由于采用機械制動方式,電動機已斷電，故不計入。爬行開始： 爬行終了： 5.9 電動機容量校驗5.9.1等效時間的計算 5.9.2等效力的計算 5.9.3電動機等效功率的計算5.9.4工作過負荷校驗式中：力圖中最大拖動力，=331200N 則：5.9.5特殊過負荷校驗 式中：調節(jié)繩長時特殊提升力，取動力系數(shù) 則 因此：從以上校驗結果可知所選電動機可用。結束語這次畢業(yè)設計是一次綜合性的練兵設計，是對我們五年來所學知識的一次檢驗，在設計中既鞏固了所學的知識，又為走向工作崗位奠定了良好的基礎。因此，我們必須認真、謹慎、踏實地完成設計。從而給我們的三年大學生活畫上一個圓滿的句號。本次設計綜合三年所學的專業(yè)課程，以設計任務書的指導思想為中心，參照有關資料，有計劃、有頭緒、有邏輯地把這次設計搞好。該設計力求內容精練，重點突出。在整個設計過程中，輔導老師 *老師給予我許多指導與幫助，在此，我表示衷心的感激。由于時間倉促，再加上所學知識有限，設計中，難免出現(xiàn)錯誤或不當之處，懇請各位教師給予一定的批評建議，我非常感激，并誠懇地接受，以便將來在不斷的商討和探索中，有更好的改進！以便在今后的人生道路上，不斷完善，不斷成熟！參考文獻1于學謙等，礦山運輸設備，中國礦業(yè)大學出版社，1988年 2洪致育、林良明主編，連續(xù)輸送機。北京：機械工業(yè)出版社，1980