钢丝绳最大静张力和静张力差计算

钢丝绳管理台账—主井提升钢丝绳
提升钢丝绳选择
1 水平： MC1 ≥7.2-0.0005HC 1=6.855
2 水平： MC2 ≥7.2-0.0005HC 2=6.756 HC-天轮钢丝绳悬垂长度绳端载重： Qd
Qd=（Qm ＋Qz）×9.81
=（25＋31.5）×9.81
=554.27KN
祁南矿主井提升机防滑系数安全验算说明 主要检验计
算公式：
l 、提升系统总变位质量Σ m 计算 Σm ＝(Q+2Q
Z +n 1pL p +n 2qL q +G t +G j +G d )
＝ 25000+2 ×31500+4 ×7.3 ×830+ ( 2 ×10.5+8.99 ) ×665+2 × 8900+20500+9500
＝25000+2 ×31500+24236+19943+17800+20500+9500
＝179979kg
式中 Q 一一次提升载荷重量， N=25t ；
Qz_ 提升容器自重， N=31.5t ；
n 1—主绳根数， n 1=4 ；
p —主绳每米重量， 7.3kg ；
L P —每根提升主绳实际全长， 830m ；
n 2 —尾绳根数； n 2=3
q —尾绳每米重量， 10.5kg 、 8.99kg ；
L q —尾绳实际全长， 665m ；
G t —天轮的变位重量， 8900kg (查天轮规格表)； G j －提升机的变位重量， 20500kg (查提升机的规格表) ； G d ——电动机转子的变位重量，
G d =4J d *i 2/D 2=4×38000×12/42=9500。

J d ——电动机转子的转动惯量： J d =38000kg.m 2 i ——
减速箱减速比，取 1 主钢丝绳选用英国布顿钢丝绳： 6×28TS ＋FC －42－1770－左右 各二根 其技术规格如下：
钢丝绳直径： dk=42mm 钢丝的直径： f=2.55mm 抗拉强度： 1770Mpa 破断拉力总和： Q`d=1390.1K 单位质量： Pk=7.3kg/m
D ——滚筒直径， 4m
2、提升机强度验算(承载 25T )
2.l最大静张力验算
(1)根据矿井实际提升情况计算最大静张力 F jm
F jm1= (Q+Qz)g +( n 1pL p+n2qL q)g/1000 =(25+31.5) ×9.8+ {4
×7.3 ×15+ ( 2 ×10.5+8.99 ) 686.18}g/1000
=759.7KN
F jm2= Qzg +( n 1pL p+n2qL q)g/1000 =31.5 ×9.8+{4
×7.3×686.18+ (2×10.5+8.99 )×15}g/1000 =509.4N
(2)验算 F jm≤[F jm]
其中[ F jm ] 提升机设计许用最大静张力(查提升机规格表) ,800kN 。

F jm = 759.7KN <[F jm]=800KN 合格。

2.2最大静张力差验算 (1)根据矿井实际提升情况计算最大静张力
差 F jc F jm1 =759.7KN F jm2 = 509.4KN
F jc= F jm1 -F jm2 = 2KN (2)验算 Fjc=250.3KN <[ Fjc ]< Fdj
其中[ Fjc]--- 提升机设计许用最大静张力差 (查提升机规
格表) 270KN 。

Fdj---电动机额定出力
Fdj =(1000×P×60×i×ηj)/(D×π× N)
=(1000×4200×60×1×1)/(4.0×3.1415 ×60) =
334kN=34.1T
3、防滑验算
3.1静防滑验算
σj = F jm2 (eμа-1)/ F jm1 -F jm2 = 509.4(1.9-
1)/250.3=1.83 >σ1= 1.75
式中： F jm1 、F jm2 ---- 重载侧和轻载侧钢丝绳静张力，
μ计算摩擦因数 0.25
а围抱角 183.44 °
σ1—设计值 1.75
3.2动防滑验算
3.2.1提升重载时，加速段的防滑验算
σd = (F jm2 - m2a1) (e а-1)/ (F jm1 -F jm2 )+( m1 +m2) a1 =(509.4-51 ×0.59 )×0.9/(250.3+128 ×0.59) =
1.32 ﹥σ2=1.25
式中： a1—实测加速度 0.59m/s 2
F jm1 、F jm2 ---- 重载侧和轻载侧钢丝绳静张力
m1= F jm1 /g=77t
m2= F jm2/g=51t
σ2 —设计值。

3.2.2提升重载时，减速段的防滑验算
σd =(F jm2 +m2a2) (e а-1)/ (F jm1 -F jm2 )-( m1 +m2) a2
=( 509.4+51 ×0.6)×0.9/(250.3-128 ×0.6)
= 2.8 ﹥σ2=1.25 式中， a3 实测减速度， 0.6m/s 2。

其余同上。

4、制动性能验算
4.1制动力矩计算
M Zh＝ΣF Z·R Z＝1552.56 ×1.6=2484.1KN ·m M jc＝ F JC·R＝250.3 ×2=500.6KN ·m K=2484.1/500.6=4.96 倍式中：
ΣFi ------- 实测各组闸的制动力之和；
RZ -- 实验时， F Z 的作用半径。

1.6m
4.2安全制动减速度校验提升机安全制动减速度设置为恒减速。

满足 m/s2。

1.5 m/s 2-
5.0
主井钢丝绳安全系数校验
2018年 3 月)
1、已知箕斗(包括悬挂)自重 Qz=31500kg 最大载重 Q=25000kg
钢丝绳悬垂长度 Hc=662+15=677m 钢丝绳单重 P=7.3kg/m 由此可计算出钢丝绳最大拉力 F=(Q+Qz+4*P* Hc)*9.81*10-3 =(25000+31500+4×7.3×677)×9.81×10-3 =750.8KN
每根绳平均拉力 F1=187.7KN
2、经检验 4 根钢丝绳的破断拉力 Sp分别为：
1398.64、1404.06、1389.44、1402.48
3、钢丝绳安全系数校
验
1#钢丝绳安全系数为
2#钢丝绳安全系数为
3#钢丝绳安全系数为Sp/F=7.45>7.2-0.0005Hc
=6.87 合格Sp/F=7.48>7.2-0.0005Hc
=6.87 合格Sp/F=7.4>7.2-0.0005Hc
钢丝绳管理台账—副井 1# 车提升钢丝绳
祁南矿副井 1# 车提升机防滑系数安全验算说明主要检验
计算公式：
l、提升系统总变位质量Σ m 计算Σm ＝(Q+2Q
Z+n1pL p+n2qL q+G t+G j+G d)
＝ 9685.6+2 × 12500+4 × 4.65 × 700+3 ×6.52 × 607+2 × 6000+14000+8020
＝9685.6+2 ×12500+13020+11873+12000+14000+8020 ＝93598.6 kg
式中 Q一一次提升载荷重量 4×(621.4+1800 )=9685.6kg ；
其中 1800 为小罐装载重量
Qz_ 提升容器自重12.5t ；
n1—主绳根数， n1=4 ；
p—主绳每米重量， 4.65kg ；
L P—每根提升主绳实际全长， 700m ；
n2 —尾绳根数； n2=3
q—尾绳每米重量， 6.52kg ；
L q—尾绳实际全长， 607m ；
G t—天轮的变位重量， 6000kg (查天轮规格表)； G j－提升机的
变位重量， 14000kg (查提升机的规格表) ； G d——电动机转子的变位重量，
G d=4J d*i2/D2=4×24560×12/3.52=8020。

J d——电动机转子的转动惯量： J d=24560kg.m 2 i——减速
箱减速比，取 1
D ——滚筒直径， 3.5m
2、提升机强度验算
2.l最大静张力验算 ( 中罐满载在副井上口，边罐空载 )
(1) 根据矿井实际提升情况计算最大静张力 F jm
F jm1= (Q+Qz) +( n 1pL p+n2qL q)g/1000
=(9.68+12.5 )×9.8+ (4×4.65 ×44.35+3 ×6.52 ×591.45 )× 9.8/1000
=338.7KN
F jm2= Qz +( n1pL p2+n2qL q2)g/1000
=12.5 ×9.8+ (4×4.65 ×607.35+3 ×6.52
×17.45 )×9.8/1000 =235.4KN
(2)验算 F jm1≤[F jm]
其中[ F jm ] - 提升机设计许用最大静张力(查提升机规格
表) ,515kN 。

F jm = 338.7KN <[F jm]=515KN 合格。

2.2最大静张力差验算
(1) 根据矿井实际提升情况计算最大静张力差 F jc
F jm1 =338.7KN F jm2 = 235.4KN
F jc= 103.3KN
( 2)验算 F jc=103.3KN
F dj < F jc < [ Fjc ] 不合格
其中[: Fjc ]--- 提升机设计许用最大静张力差 (查提升机规格表)
137KN 。

Fdj---电动机额定出力
Fdj =(1000×P×60×i×ηj)/(D×π× N)
=(1000×800×60×1×1)/(3.5×3.1415 ×46) =
94.9kN=9.68T
( 3)以 F dj 为最大静载荷差重新计算
最大静载荷差 F jc= Fdj=94.9kN=9.68T
F jm1 =F jc+ F jm2 =330.3KN
Q=8828.6kg=86.5KN
车皮平均最大装载量为： (*1000/9.8)/4-621.4=1585kg
3、防滑验算
3.1静防滑验算
σj = F jm2 (eμа-1)/ F
jm1 -F jm2 =235.4(1.89-1)/94.9=2.2
>σ1= 1.75
式中： F jm1 、F jm2 ---- 重载侧和轻载侧钢丝绳静张力
μ计算摩擦因数 0.2
а围抱角 182.8 °
σ1—设计值 1.75
3.2动防滑验算
3.2.1提升重载时，加速段的防滑验算
σd = (F jm2 - m2a1) (e а-1)/ (F jm1 -F jm2 )+( m1 +m2) a1
=(235.4-24.25 ×0.72 )×0.89/(94.9+57.6 ×0.72) σd =
1.41 ﹥σ2=1.25
式中： a1—实测加速度 0.72m/s 2
F jm1 、F jm2 ---- 重载侧和轻载侧钢丝绳静张力
m1= F jm1 /g=33.6t
m2= F jm2/g=24.0t
σ2 —设计值。

3.2.2提升重载时，减速段的防滑验算
σd =(F jm2 +m2a2) (eμа-1)/ (F jm1 -F jm2 )-( m1 +m2) a2
=(235.4+24.25 ×0.73 )×0.89/(94.9-57.6 ×0.73) σd =4.32 ﹥σ2=1.25
式中， a3 实测减速度， 0.73m/s 2。

其余同上。

4、制动性能验算
4.1 ----------------- 制动力矩计算 M Zh＝ΣF Z·R Z＝943KN ·m M jc＝
F JC·R＝94.9 ×1.75=166 KN ·m K=943/166=5.68 倍式中：ΣFi
实测各组闸的制动力之和；
RZ - 实验时， F Z 的作用半径。

1.6m
4.2安全制动减速度校验第一级制动力 F Z1=290.53KN (实测值) 第一级制动力矩为： M Z1= F Z1·R Z =464.848kN ·m 重载上提安全制动减速度：
a s=( M Z1+ M JC)/∑M ·R=(464848+173250 )/93598.6 ×1.75 =3.89 重载下放安全制动减速度：
a x=( M Z1- M JC)/∑M ·R=(464848-173250 )/93598.6 ×1.75 =1.78
副井1#车提升钢丝绳安全系数校验
( 2018年 3 月)
1、已知
宽罐自重 Qz=12500kg(包括首、尾绳悬挂装置)
最大载重 Q=4×( 621.4+1800)=9685.6kg
钢丝绳悬垂长度 Hc=44.35+591.45m
钢丝绳单重 P=4.65kg/m
尾绳单重 P=6.52kg/m
由此可计算出钢丝绳最大拉力
F=(Q+Qz+4*P* Hc)*9.81*10 -3
=(9685.6+12500+4×4.65×44.35+3×6.52×591.45)×
9.81×
-3
10
=339KN
每根绳平均拉力 F1=84.7KN
2、经检验 4 根钢丝绳的破断拉力 Sp分别为：
847.72KN、823.00KN、827.46KN、847.42KN
3、分别对进行钢丝绳安全系数校验
1#钢丝绳 M1 ′=M′=Sp/F1=10.0>9.2-0.0005Hc
=8.891 合格
1#钢丝绳 M2 ′=M′=Sp/F1=9.71>9.2-0.0005Hc
=8.891 合格
1#钢丝绳 M3 ′=M′=Sp/F1=9.77>9.2-0.0005Hc
=8.891 合格
1#钢丝绳 M4 ′=M′=Sp/F1=10.00>9.2-0.0005Hc
=8.891 合格
钢丝绳管理台账—副井 2#车提升钢丝绳
主钢丝绳选择和计算
按规程规定，主钢丝绳安全系数不低于以下数值：一水平：提人
M h = 9.2 －0.0005H C2 = 9.2 － 0.0005 ×627.95 = 8.886 提物
M h = 9.1 －0.0005H C2 = 9.2 － 0.0005 ×627.95 = 8.786 式中 H C2 为下天轮下钢丝绳悬垂长度
钢丝绳选用三角股钢丝绳
6△（28） - 34.5 - 1770 - 左右同，各 2 根钢丝绳技术规格
钢丝绳直径：34.5 mm
最大钢丝直径： 2.1 mm
抗拉强度δB：1770 MPa
钢丝绳破断拉力总和 Qg： 794119.5 N
单位质量： 4.93 kg/m
祁南矿副井 2# 车提升机防滑系数安全验算说明
主要检验计算公式：
l、提升系统总变位质量Σ m 计算Σm ＝(Q+Q
Z1+Q Z2+n1pL p+n2qL q+G t+G j+G d) ＝14000+18945+13192+4 ×4.93
×750+3 ×7.24 ×613 +2×6000+14000+8020
＝12000+32137+14790+13314+12000+14000+8020 ＝108261kg 式中 Q 一一次提升载荷重量 14000kg ；
Q Z1 一一宽罐自重 10100+2688=12788kg ；
Q Z2 一一平衡锤自重 16901+2688=19589kg n1—主绳根数，
n1=4 ； p—主绳每米重量， 4.93kg ； L P—每根提升主绳实际全长， 750m ； n2 —尾绳根数； n2=3 q—尾绳每米重量， 7.24kg ； L q—尾绳实际全长， 613m ； G t—天轮的变位重量， 6000kg (查天轮规格表)； G j－提升机的变位
重量， 14000kg (查提升机的规格表) ； G d——电动机转
子的变位重量， G d=4J d*i2/D2=4×24560×12/3.52=8020。

J d——电动机转子的转动惯量： J d=24560kg.m 2 i—
—减速箱减速比，取 1 D ——滚筒直径， 3.5m
2、提升机强度验算工况：不额外加配重，提升 14T 。

2.l最大静张力验算
(1) 根据矿井实际提升情况计算最大静张力 F jm
F jm= (Q+Qz) +( n 1pL p+n2qL q)g/1000 =(14+12.8 )×9.8+
( 4×4.93 ×49.85+3 ×7.24 ×595.95 )× 9.8/1000 =399.1KN (2)验算 F jm≤[F jm] 其中[ F jm ] 提升机设计许用最大静张力(查提升机规格
表) ,515kN 。

F jm = 399.1KN <[F jm]=515KN 合格。

(3)平衡锤侧静张力为：
F jm2=(Q Z2+ n1*P1* Hc1+ n2*P2* Hc2)*9.81*10 -3
=(19589+4*4.93*611.5+3*7.24*21.95 ) *9.81*10 -3
=314KN <[F jm]=515KN 合格。

2.2最大静张力差验算
(1) 根据矿井实际提升情况计算最大静张力差 F jc F jm1
=399.1KN F jm2 = 314.8KN
F jc= F jm1 -F jm2 = 84.3KN
(2)验算 Fjc=84.3KN < Fdj <[ Fjc] 其中：
[Fjc] ---提升机设计许用最大静张力差(查提升机规格表)
, 137KN 。

Fdj ---电动机额定出力
Fdj = ( 1000 ×P×60×i×ηj)/(D×π×N)
=(1000×800×60×1×1)/(3.5×3.1415 ×46) =
94.9Kn=9.68T
以最大静张力差 Fjc= Fdj =94.9KN 验算
F jm2 = 314.8KN
F jm1 =314.8+94.9=409.7KN
3、防滑验算
3.1静防滑验算σj = F jm2 (eμа-1)/ F jm1 -F jm2 =31
4.8(1.885-
1)/94.9=2.93 >σ1= 1.75
式中： F jm1 、F jm2 --- 重载侧和轻载侧钢丝绳静张力，
μ计算摩擦因数 0.2
а围抱角 181.86 °
σ1—设计值 1.75
3.2动防滑验算
3.2.1提升重载时，加速段的防滑验算
σd = (F jm2 - m2a1) (e а-1)/ (F jm1 -F jm2 )+( m1 +m2) a1
=(314.8-32 ×0.55 )×0.885/(84.3+73.8 ×0.55) σd
= 2.1 ﹥σ2=1.25
式中： a1—实测加速度 0.55m/s 2
F jm1 、F jm2 ---- 重载侧和轻载侧钢丝绳静张力
m1= F jm1 /g=41.8t
m2= F jm2/g=32t
σ2 —设计值。

3.2.2提升重载时，减速段的防滑验算
σd =(F jm2 +m2a2) (e а-1)/ (F jm1 -F jm2 )-( m1 +m2) a2
=(314.8+32 ×0.58 )×0.885/(84.3-73.8 ×0.58)
σd =7.1 ﹥σ2=1.25
式中， a3 实测减速度， 0.58m/s 2。

其余同上。

4、制动性能验算
4.1制动力矩计算 M Zh＝ΣF Z·R Z＝502.48
×1.62=814.02KN ·m M jc＝F JC·R＝94.9
×1.75=166KN ·m
K=814/166=4.9 倍
式中：ΣFi 实测各组闸的制动力之和；
n -- 分组实验数；
RZ -- 实验时， F Z 的作用半径。

1.62m
μ—摩擦系数。

4.2安全制动减速度校验
第一级制动力 F Z1=253.9KN (实测值) 第一级制动力矩为：M Z1= F Z1·R Z =411.318kN ·m
重载上提安全制动减速度：
a s=( M Z1+ M JC)/∑M ·R=(411318+135800 )/108261 ×1.75
=2.88 <5m/s 2合格
重载下放安全制动减速度： a x=( M Z1-
M JC)/∑M ·R=(411318-135800 )/108261 ×1.75
=1.45 <1.5m/s 2不合格
需要提高第一级制动力矩，根据技术测定报告显示，左后下13\14 )、左前下( 19\20 )盘形闸压力偏低，需要更换盘形闸碟簧。

副井2#车提升钢丝绳安全系数校验
（ 2016年 6 月最大载重）
1、已知
宽罐自重 Qz=13192kg(包括首、尾绳悬挂装置) 最大载
重 Q=14000kg
钢丝绳悬垂长度 Hc=37.5+595.95=633.45m 钢丝绳单重
P=4.93kg/m 尾绳单重： P=7.24 kg/m
由此可计算出钢丝绳最大拉力 F=(Q+Qz+4*P* Hc)*9.81*10 -3
=(14000+13192+4×4.93×595.95+3×7.24×37.5)×9.8
1×10-3 =390.3KN 每根绳平均拉力 F1=97.6 KN
2、经检验 4 根钢丝绳的破断拉力 Sp分别为： 996.56、
1008.48、967.92、972.84
3、分别对进行钢丝绳安全系数校验
1#钢丝绳 M1 ′=Sp/F1=996.56/97.6 =10.2>8.2-
0.0005Hc=7.88 合格
2#钢丝绳 M2 ′=Sp/F1=1008.48/97.6 =10.3>8.2-
0.0005Hc=7.88 合格
3#钢丝绳 M3 ′=Sp/F1=967.92/97.6
=9.9> 8.2-0.0005Hc=7.88 合格
4#钢丝绳 M4′
=Sp/F1=972.84/97.6 =9.97>8.2-
0.0005Hc=7.88 合格
附公式依据：
一、钢丝绳临界滑动公式
F S-F X=F X(e ua-1)
式中：
U 为钢丝绳与衬垫间摩擦系数；
A 为钢丝绳对摩擦轮的围包角；
F X 为下放侧(轻载侧)钢丝绳拉力；
F S 为上升侧(重载侧)钢丝绳拉力；
静防滑安全系数为：
σ= F X(e ua-1)/(F S-F X)
动防滑安全系数为：
σd=(F x +m2a2) (e а-1)/ ( (F s –F x)-( m1 +m2) a2) 煤炭工业设计规定：
σ≥1.75
d ≥1.75。