南采区绞车选型设计.

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-11.4、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：500 m
2.斜坡倾角：80
3.提升重量：20000 kg
4.提升方式：单钩串车提升
2）选型计算： 1.钢丝绳选择 ①钢丝绳绳端荷重
Q d = n(m 1+m z1)(sin B ±f 1.cos B ) =20000×(sin8±0.015 cos8) =20000×(0.14±0.015 ×0.99) =3097kg
式中： f 1取0.015（滚动轴承）
②钢丝绳单重
6211*10(/)(sin .cos )
d
p a B B Q m m L f βδ-=
-+
式中： ＆B —钢丝绳抗拉强度，取1670×106pa m a ---安全系数，提物时取6.5（安全规程）
f 2---钢丝绳移动阻力系数，f 2取0.25
L---钢丝绳下放点至井下停车点之间的斜长，500m B--- 斜坡倾角80
将上述参数代入式中：
663097
11*10(1670*10/6.5)500(sin80.25*cos8)
p m -=
-+
m p = 1.18 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 = 1.73 kg/m ，全部钢丝绳的破断力总和Q p =273 kN 。

③钢丝绳安全系数校验。

2**(sin *cos )p
a d p Q m g Q m L f g
ββ=
++
3
273*109.8*3097 1.73*500(sin80.25*cos8)*9.8
a m =
++ m p = 8.1＞6.5（查安全规程） 因此，所选D21.5mm 钢丝绳满足要求。

④最大静张力计算：
F jmax = n(m 1+m z1)(sin B ＋f 1.cos B )g+m p .L(sin B ＋f 1. cos B )g 将已知数据代入公式：
F jmax =20000×(sin8+0.015 cos8) ×9.8 +1.73×500×(sin8+0.25 cos8)×9.8= 33629 = 33.6KN
根据以上计算材料可选用JD-4型调度绞车。

⑤JD-4型调度绞车参数：
外层钢丝绳静张力：40KN 绳速：1.2m/s 电机功率：55KW 钢丝绳直径：21.5mm
①电动机功率验算。

max **1000*j j
F V N φη=
33628*1.2
*1.151000*0.85
N =
=54.6KW ＜55KW
所以JD-4型调度绞车满足要求
（二）东一车场JD-4绞车选型设计 1）设计依据：
1.斜坡长：570 m
2.斜坡倾角：90
3.提升重量：20000 kg
4.提升方式：单钩串车提升
2）选型计算： 1.钢丝绳选择 ①钢丝绳绳端荷重
Q d = n(m 1+m z1)(sin B ±f 1.cos B ) =20000×(sin9±0.015 cos9) =3425kg
式中： f 1取0.015（滚动轴承）
②钢丝绳单重
6211*10(/)(sin .cos )
d
p a B B Q m m L f βδ-=
-+
式中： ＆B —钢丝绳抗拉强度，取1670×106pa
m a ---安全系数，提物时取6.5（安全规程） f 2---钢丝绳移动阻力系数，f 2取0.25
L---钢丝绳下放点至井下停车点之间的斜长，500m B--- 斜坡倾角80
将上述参数代入式中：
663425
11*10(1670*10/6.5)570(sin 90.25*cos9)
p m -=
-+
m p = 1.32 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 = 1.73 kg/m ，全部钢丝绳的破断力总和Q p =273 kN 。

③钢丝绳安全系数校验。

2**(sin *cos )p
a d p Q m g Q m L f g
ββ=
++
3
273*109.8*3425 1.73*570(sin 90.25*cos9)*9.8
a m =
++ m p = 7.28＞6.5（查安全规程） 因此，所选D21.5mm 钢丝绳满足要求。

④最大静张力计算：
F jmax = n(m 1+m z1)(sin B ＋f 1.cos B )g+m p .L(sin B ＋f 1. cos B )g 将已知数据代入公式：
F jmax =20000×(sin9+0.015 cos9) ×9.8 +1.73×570×(sin9+0.25 cos9)×9.8= 37463 = 37.5KN
根据以上计算材料可选用JD-4型调度绞车。

⑤JD-4型调度绞车参数：
外层钢丝绳静张力：40KN 绳速：1.2m/s 电机功率：55KW 钢丝绳直径：21.5mm
①电动机功率验算。

max **1000*j j
F V N φη=
37463*1.2
*1.151000*0.85
N =
=55KW
所以JD-4型调度绞车满足要求
（三）东五车场JD-4绞车选型设计
1）设计依据：
1.斜坡长：300 m
2.斜坡倾角：70
3.提升重量：20000 kg
4.提升方式：单钩串车提升
2）选型计算： 1.钢丝绳选择 ①钢丝绳绳端荷重
Q d = n(m 1+m z1)(sin B ±f 1.cos B ) =20000×(sin7±0.015 cos7) =2697kg
式中： f 1取0.015（滚动轴承）
②钢丝绳单重
6211*10(/)(sin .cos )
d
p a B B Q m m L f βδ-=
-+
式中： ＆B —钢丝绳抗拉强度，取1670×106pa m a ---安全系数，提物时取6.5（安全规程） f 2---钢丝绳移动阻力系数，f 2取0.25
L---钢丝绳下放点至井下停车点之间的斜长，500m B--- 斜坡倾角80
将上述参数代入式中：
66
3425
11*10(1670*10/6.5)570(sin 90.25*cos9)
p m -=
-+ m p = 0.99 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 = 1.73 kg/m ，全部钢丝绳的破断力总和Q p =273 kN 。

③钢丝绳安全系数校验。

2**(sin *cos )p
a d p Q m g Q m L f g
ββ=
++
3
273*109.8*2697 1.73*300(sin 70.25*cos7)*9.8
a m =
++ m p = 9.4＞6.5（查安全规程） 因此，所选D21.5mm 钢丝绳满足要求。

④最大静张力计算：
F jmax = n(m 1+m z1)(sin B ＋f 1.cos B )g+m p .L(sin B ＋f 1. cos B )g 将已知数据代入公式：
F jmax =20000×(sin9+0.015 cos9) ×9.8 +1.73×570×(sin9+0.25 cos9)
×9.8= 28511 = 28.5KN
根据以上计算材料可选用JD-4型调度绞车。

⑤JD-4型调度绞车参数：
外层钢丝绳静张力：40KN 绳速：1.2m/s 电机功率：55KW 钢丝绳直径：21.5mm
①电动机功率验算。

max **1000*j j
F V N φη=
28511*1.2
*1.151000*0.85
N =
=46.3KW ＜55KW
所以JD-4型调度绞车满足要求
（四）东五车场JD-4绞车选型设计
1）设计依据：
1.斜坡长：600 m
2.斜坡倾角：50
3.提升重量：20000 kg
4.提升方式：单钩串车提升
2）选型计算： 1.钢丝绳选择 ①钢丝绳绳端荷重
Q d = n(m 1+m z1)(sin B ±f 1.cos B ) =20000×(sin5±0.015 cos5) =2042kg
式中： f 1取0.015（滚动轴承）
②钢丝绳单重
6211*10(/)(sin .cos )
d
p a B B Q m m L f βδ-=
-+
式中： ＆B —钢丝绳抗拉强度，取1670×106pa m a ---安全系数，提物时取6.5（安全规程） f 2---钢丝绳移动阻力系数，f 2取0.25
L---钢丝绳下放点至井下停车点之间的斜长，500m B--- 斜坡倾角80
将上述参数代入式中：
662042
11*10(1670*10/6.5)600(sin 50.25*cos5)
p m -=
-+
m p = 0.78 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 = 1.73 kg/m ，全部钢丝绳的破断力总和Q p =273 kN 。

③钢丝绳安全系数校验。

2**(sin *cos )p
a d p Q m g Q m L f g
ββ=
++
3
273*109.8*2042 1.73*600(sin 50.25*cos5)*9.8
a m =
++ m p = 11.6＞6.5（查安全规程） 因此，所选D21.5mm 钢丝绳满足要求。

④最大静张力计算：
F jmax = n(m 1+m z1)(sin B ＋f 1.cos B )g+m p .L(sin B ＋f 1. cos B )g 将已知数据代入公式：
F jmax =20000×(sin9+0.015 cos9) ×9.8 +1.73×570×(sin9+0.25 cos9)×9.8= 23436 = 23.4KN
根据以上计算材料可选用JD-4型调度绞车。

⑤JD-4型调度绞车参数：
外层钢丝绳静张力：40KN 绳速：1.2m/s 电机功率：55KW 钢丝绳直径：21.5mm
①电动机功率验算。

max **1000*j j
F V N φη=
23436*1.2
*1.151000*0.85
N =
=38KW ＜55KW
所以JD-4型调度绞车满足要求
（五）无极绳绞车房JWB110BJ 无极绳绞车选型设计 1、巷道（顺槽）条件和工况
运输巷道全长 1200m ，坡度≤ 9 °； 最大单件运输重量（含平板车）20t ； 轨距 600 mm ，轨型 22 kg/m 。

其他要求：
1、运输方式：双轨运输
2、井下电压等级660V/1140V 。

2、拟选用钢丝绳
24NAT6×19S+FC1670SZ266 q R =1.99Kg/m 破断力为：Q Z ≥365KN
3、无极绳连续牵引绞车设计计算
1）拟选用无极绳连续牵引绞车主要技术参数
2）计算
①绞车牵引力计算
L q G G F R μββ2)sin cos 02.0()(max max 0++⨯⨯+=
式中：G ———最大载荷重量，G=20t
G 0———梭车自重， G 0=2t μ———钢丝绳阻力系数，μ=0.25
q R ———单位长度钢丝绳重量，Φ24，q R =1.99kg/m β
max
——运行线路最大坡度，β
max
=9°
L ———运输距离, L=1200 m
则： 120099.125.021000)9sin 9cos 02.0()0.220(⨯⨯⨯+⨯︒+︒⨯⨯+=F ∴F=5070Kg=49687N=50KN
∴按此计算，只要牵引力大于50kN 的连续牵引车都可供选用，选用JWB110BJ 型连续牵引车，最大牵引力80KN ，能够满足。

②钢丝绳张力计算
⎩⎨
⎧==⇒-=-=KN S KN S n S S S F 9.529.2)
1(4
1114μα
式中： n ———摩擦力备用系数，可取n=1.1～1.2，取1.2
μ———钢丝绳与驱动轮间的摩擦系数，可取μ=0.14 α———钢丝绳在驱动轮上的总围抱角，α=3.5×2π=7π
③绞车电机功率验算——电机为110kW KW V
F N 75.438
.07
.050=⨯=
⨯=
η
式中： F ———绞车牵引力，F=50KN
V ———梭车速度，V=0.7m/s η———绞车传动效率，取η=0.8
∴1.15.275
.43110
＞功率备用系数：==
K ∴连续牵引车可选用110 kW ，功率满足要求。

④钢丝绳强度验算 5.38.69
.52365][4＞==⇒≥=
n n S Q n Z 式中： n ———钢丝绳安全系数
Q Z ———钢丝绳破断力， Q Z =365KN （1670 MPa ） S 4———钢丝最大绳张力，S 4=52.9kN
[n]———钢丝绳许用安全系数，[n]= 3.5
∴连续牵引车选用Φ24mm ，满足《煤矿安全规程》使用要求。

⑤绞车滚筒直径选择
依据MT/T988-2006《无极绳连续牵引车》行业标准第5.4.7的规定,绞车滚绳筒上绳衬直径应满足以下要求：抛物线滚绳筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的50倍，根据前面所述，选用JWB110BJ 型无极绳绞车的
滚筒直径为φ1200mm，选用φ24mm的钢丝绳，绳径比为50，符合行业标准要求。

3）设计结论：
（1）连续牵引车选用JWB110BJ ，110KW，双速0.7/1.3m/s，牵引力满足要求，功率富余系数也满足要求。

φ24mm的钢丝绳也满足要求。

（六）综采工作面顺槽JWB75BJ无极绳绞车选型设计
1、巷道（顺槽）条件和工况
运输巷道全长 1560m，坡度≤ 8 °；
最大单件运输重量（含平板车）20t ；
轨距 600 mm，轨型 22 kg/m。

其他要求：
1、运输方式：单轨运输
2、井下电压等级660V/1140V。

2、拟选用钢丝绳
22NAT6×19S+FC1670SZ266q R=1.67Kg/m 破断力为：Q Z≥307KN
3、无极绳连续牵引绞车设计计算
1）拟选用无极绳连续牵引绞车主要技术参数
2）计算
①绞车牵引力计算
L q G G F R μββ2)sin cos 02.0()(max max 0++⨯⨯+=
式中：G ———最大载荷重量，G=20t
G 0———梭车自重， G 0=2t μ———钢丝绳阻力系数，μ=0.25
q R ———单位长度钢丝绳重量，Φ22，q R =1.67kg/m β
max
——运行线路最大坡度，β
max
=8°
L ———运输距离, L=1560 m
则： 156067.125.021000)8sin 8cos 02.0()0.220(⨯⨯⨯+⨯︒+︒⨯⨯+=F ∴F=4800Kg=47041N=47KN
∴按此计算，只要牵引力大于47kN 的连续牵引车都可供选用，选用JWB75BJ 型连续牵引车，最大牵引力60KN ，能够满足。

②钢丝绳张力计算
⎩⎨
⎧==⇒-=-=KN S KN S n S S S F 73.4973.2)
1(4
1114μα 式中： n ———摩擦力备用系数，可取n=1.1～1.2，取1.2
μ———钢丝绳与驱动轮间的摩擦系数，可取μ=0.14 α———钢丝绳在驱动轮上的总围抱角，α=3.5×2π=7π
③绞车电机功率验算——电机为75kW KW V
F N 418
.07
.047=⨯=
⨯=
η
式中： F ———绞车牵引力，F=47KN
V ———梭车速度，V=0.7m/s η———绞车传动效率，取η=0.8
∴1.18.141
75
＞功率备用系数：==
K ∴连续牵引车可选用75kW ，功率满足要求。

④钢丝绳强度验算 5.31.673
.49307][4＞==⇒≥=
n n S Q n Z 式中： n ———钢丝绳安全系数
Q Z ———钢丝绳破断力， Q Z =307KN （1670 MPa ） S 4———钢丝最大绳张力，S 4=49.73kN
[n]———钢丝绳许用安全系数，[n]= 3.5
∴连续牵引车选用Φ22mm ，满足《煤矿安全规程》使用要求。

⑤绞车滚筒直径选择
依据MT/T988-2006《无极绳连续牵引车》行业标准第5.4.7的规定,绞车滚绳筒上绳衬直径应满足以下要求：抛物线滚绳筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的50倍，根据前面所述，选用JWB110BJ 型无极绳绞车的滚筒直径为φ1200mm ，选用φ22mm 的钢丝绳，绳径比为54.5，符合行业标准要求。

3）设计结论：
（1）连续牵引车选用JWB75BJ ，75KW ，双速0.7/1.3m/s ，牵引力满足要求，功率富余系数也满足要求。

φ22mm 的钢丝绳也满足要求。

（七）调度小绞车选型计算 1、11.4KW 绞车选型设计
1）设计依据：
1.斜坡长：300 m
2.最大斜坡倾角：9°
3.提升重量：4000 kg
4.提升方式：单钩串车提升
2）选型计算： （1）钢丝绳选择 ①钢丝绳绳端荷重
Q d = n(m 1+m z1)(sinB ±f 1.cosB) =4000×(sin9±0.015 cos9) =4000×(0.16±0.015×0.99) =699.4Kg
式中： f1取0.015（滚动轴承） ②钢丝绳单重
6211*10(/)(sin .cos )
d
p a B B Q m m L f βδ-=
-+
式中： ＆B —钢丝绳抗拉强度，取1670×106pa ma---安全系数，提物时取6.5（安全规程） f2---钢丝绳移动阻力系数，f2取0.25
L---钢丝绳下放点至井下停车点之间的斜长，300m B--- 斜坡倾角9°
将上述参数代入式中：
66699.4
11*10(1670*10/6.5)300(sin 90.25*cos9)
p m -=
-+
m p =0.26kg/m
据《矿井运输提升学》表5—8及参照我矿现有资料，选用6×19+FC
型钢丝绳，其绳径d=15.5mm,每米钢丝绳重量mp= 0.88 kg/m ，全部钢丝绳的破断力总和Qp=141 kN 。

③钢丝绳安全系数校验。

2**(sin *cos )p
a d p Q m g Q m L f g
ββ=
++
3
141*109.8*699.40.88*300(sin90.25*cos9)*9.8
a m =
++ mp= 17.8＞6.5（查安全规程） 因此，所选D15.5mm 钢丝绳满足要求。

④最大静张力计算：
F jmax ＝n(m 1+m z1)(sin B ＋f 1.cos B )g+m p .L(sin B ＋f 1. cos B )g 将已知数据代入公式：
F jmax =5000×(sin9+0.015 cos9)×9.8 +0.88×300×(sin9+0.25 cos9)×9.8
= 7897.68N = 7.9KN
根据以上计算材料可选用JD-1型调度绞车。

（5）JD-1型调度绞车参数：
外层钢丝绳静张力：10KN 绳速：1.013m/s 电机功率：11.4KW ①电动机功率验算。

max **1000*j j
F V N φ
η=
7897.68*1.013
*1.151000*0.85
N =
=10.8KW ＜11.4KW
所以JD-1型调度绞车满足要求
2、25KW 绞车选型设计
1）设计依据：1.斜坡长：300 m
2.最大斜坡倾角：9°
3.提升重量：6000 kg
4.提升方式：单钩串车提升
2）选型计算： （1）钢丝绳选择 ①钢丝绳绳端荷重
Q d = n(m 1+m z1)(sinB ±f 1.cosB) =5000×(sin9±0.015 cos9) =5000×(0.16±0.015×0.99) =1049.1Kg
式中： f1取0.015（滚动轴承） ②钢丝绳单重
6211*10(/)(sin .cos )
d
p a B B Q m m L f βδ-=
-+
式中： ＆B —钢丝绳抗拉强度，取1670×106pa ma---安全系数，提物时取6.5（安全规程） f2---钢丝绳移动阻力系数，f2取0.25
L---钢丝绳下放点至井下停车点之间的斜长，300m B--- 斜坡倾角9°
将上述参数代入式中：
661049.1
11*10(1670*10/6.5)300(sin 90.25*cos9)
p m -=
-+
m p =0.38kg/m
据《矿井运输提升学》表5—8及参照我矿现有资料，选用6×19+FC 型钢丝绳，其绳径d=18.5mm,每米钢丝绳重量mp= 1.276 kg/m ，全部钢丝绳的破断力总和Qp=215 kN 。

③钢丝绳安全系数校验。

2**(sin *cos )p
a d p Q m g Q m L f g
ββ=
++
3
215*109.8*1049.1 1.276*300(sin90.25*cos9)*9.8
a m =
++ mp= 18.2＞6.5（查安全规程） 因此，所选D18.5mm 钢丝绳满足要求。

④最大静张力计算：
F jmax ＝n(m 1+m z1)(sin B ＋f 1.cos B )g+m p .L(sin B ＋f 1. cos B )g 将已知数据代入公式：
F jmax =5000×(sin9+0.015 cos9)×9.8 +0.88×300×(sin9+0.25 cos9)×9.8
= 11794N = 11.8KN
根据以上计算材料可选用JD-1.6型调度绞车。

（5）JD-1.6型调度绞车参数：
外层钢丝绳静张力：16KN 绳速：1.2m/s
电机功率：25KW ①电动机功率验算。

max **1000*j j
F V N φ
η=
11794*1.2
*1.151000*0.85
N =
=19KW ＜25KW
所以JD-1.6型调度绞车满足要求。