第二节无极绳连续牵引车标准及选型.doc

常州科研试制中心有限公司 绳牵引设备公司 第二节 无极绳连续牵引车适用标准与选型原则 一、适用标准 1、中华人民共和国煤炭行业标准MT/T9882006无极绳连续牵引车 2、常州科研试制中心有限公司企业标准QCKJ0201162004无极绳牵引绞车 二、选型计算及原则 （一）选型计算 进行设备选型，首先应根据输入的工况参数，进行牵引力、功率的计算以及钢丝绳的选择；也可根据牵引车反求可适用巷道的最大倾角；由此进行绞车、张紧装置的初步选型。 1、需用绞车牵引能力计算及选型 通常按照下列推断公式计算运输所需要的牵引力 （N） 式中G最大载荷重量，t G0梭车自重， G03t μ牵引钢丝绳阻力系数，一般取μ0.25来保证上下坡和弯道的运行 qR单位长度牵引钢丝绳重量，初选Φ22～28，kg/m，钢丝绳的抗拉强度选用1570～1770 MPa βmax运行线路最大坡度， L运输距离, m 按此计算，只要牵引力大于该计算值的连续牵引车都可供选用。若牵引力不足，则需重新选型或减小牵引重量或削减坡度。 也可由该计算式在绞车已选定的情况下，计算所牵引的最大重量G；或计算最大爬破能力。 2、 钢丝绳张力计算及张紧装置选择 （1）钢丝绳张力计算 式中 F运输所需要的牵引力，kN n摩擦力备用系数，可取n1.1～1.2 μ钢丝绳与驱动轮间的摩擦系数，可取μ0.14 α钢丝绳在驱动轮上的总围抱角，α3.52π7π （2）最小张紧力的保证及计算分析 牵引绞车采用抛物线滚筒摩擦驱动，从设计计算中可以看出，牵引力能否正常发挥不仅取决于电机功率，还取决于牵引绞车滚筒出绳或入绳的最小张紧力。一般在无极绳牵引运输系统中采用两种钢丝绳张紧方式，一是在绞车出入绳侧施加张紧力，直接保证绞车牵引所需的最小张紧力，绳牵引卡轨车、绳牵引单轨吊等由于运输距离较长，一般采用这种张紧方式；二是在系统尾轮处施加张紧力，间接保证绞车牵引所需的最小张紧力，架空乘人装置（猴车）、钢丝绳推车机等由于牵引力较小，煤站装车调车机由于运距较短，一般采用这种张紧方式。本系统类似于绳牵引卡轨车，牵引力大、运距长，设计采用在牵引绞车出入绳侧施加张紧力，直接保证牵引绞车牵引所需的最小张紧力。 （3）重锤张紧原理及配重计算 无极绳牵引运输系统依靠钢丝绳与滚筒的摩擦力驱动，牵引力的产生必须以系统所需最小张紧力作保证。在牵引绞车出入绳侧施加张紧力时，张紧方式一般有重锤张紧和液压张紧两种方式，由于重锤式张紧结构简单、成本低，一般广泛应用，本系统同样采用重锤张紧来保证系统所需的最小张紧力。在重锤张紧方式中，一般又分为三轮张紧和五轮张紧两种方式，张紧原理相同，只是吸收钢丝绳变化量不同而已。重锤张紧采用一组定滑轮和一只动滑轮实施张紧，张紧原理如图所示 重锤张紧原理图 图中钢丝绳最小张紧力，kg 张紧装置配重重量，kg 钢丝绳夹角， 由原理图可知 由于在0～90之间变化，，因此在张紧装置配重一定的情况下，钢丝绳最小张紧力随钢丝绳夹角的减小而增大。设计时在满足井下安装尺寸的前提下应尽量增加定滑轮与动滑轮之间的距离，但煤矿井下安装空间有限，一般要求张紧装置尺寸尽可能的小，在定滑轮与动滑轮尺寸一定时，要求将二者之间的距离设计为最小。当时，张紧装置尺寸为最小，这时，钢丝绳最小张紧力完全由配重决定 由上述计算可知，本系统所需最小张紧力，则张紧装置配重重量为 （kg） （4）最小张紧力的保证及分析 为了保证系统有较大牵引力和较长的运输距离，张紧装置设计为五轮式。一是保证系统所需最小张紧力，二是保证系统运行过程中钢丝绳较大变化量的吸收，以减少人工收绳频率。五轮张紧装置原理图如下图所示 五轮张紧装置原理图 配重设计为多块式，主要是便于井下人工搬运。考虑人工所能搬运单件最大重量，每块配重设计为60kg，可减小配重的高度，最大限度地保证张紧装置对钢丝绳变化的吸收量。 当系统运行一定时间后，钢丝绳会有较大的伸长量，张紧装置受结构空间影响将不能继续吸收，此时需对系统进行一次人工收绳，之后系统将再次重新工作。 五轮张紧装置，钢丝绳最大吸收量mm。 当系统钢丝绳伸长量超过4900mm时，运行所需最小张紧力将不能保证，需进行一次人工收绳。 （5）张紧装置选择 根据系统运行所需求的最小张紧力S1，选定张紧装置所提供的张紧力大于S1即可，但一般情况下为了保险期间可选定五轮张紧装置。 3、 牵引钢丝绳选择及强度验算 （1）钢丝绳选择 钢丝绳是无极绳连续牵引车的牵引构件，承担系统全部牵引力。牵引车的运输距离一般比较长，因此，钢丝绳的寿命将直接影响到生产成本的高低。 影响钢丝绳寿命的因素很多，但主要是磨损、弯曲疲劳和内部腐蚀。钢丝绳运行的每个循环都要通过几十个轮组和多次弯曲，并要承受横向震动与冲击。有些使用地点淋水很大，底板积水较深，致使钢丝绳很快因疲劳而断丝。所以，设计时正确合理地选择钢丝绳的结构、尺寸对提高钢丝绳寿命有很大意义。 根据摩擦理论及使用经验，牵引钢丝绳以采用普通钢丝绳或X型（西鲁）线接触钢丝绳为佳。可选用常用619普通钢丝绳。 钢丝绳的抗拉强度选用1570～1770 MPa较好，强度太高容易引起断丝。 钢丝绳按捻向分为同向捻和交互捻两种，对于以摩擦轮传动机构的无极绳连续牵引车来说，应采用交互捻钢丝绳为好。 （2）牵引钢丝绳强度验算 通过运行阻力和钢丝绳各点张力的计算，可以计算出钢丝绳的最大张力值，这样就可以用下式验算钢丝绳强度 式中 n钢丝绳安全系数 QZ钢丝绳破断力，kN S4钢丝绳最大绳张力，kN [n]钢丝绳许用安全系数，[n] 3.5 运料时，但不得小于[n] 3.5。其中，为运距，m 计算出的安全系数如果大于或等于，且不小于煤矿安全规程的许用值3.5为合格，否则应重新选择钢丝绳，并要重新进行运行阻力和张力计算。 4、绞车电机功率验算 式中F运输所需要的牵引力，kN V梭车运行慢速度， m/s η绞车传动效率，取η0.8 电机 式中 K电机功率备用系数 ［N］电机功率，kW N绞车传动需用功率，kW 连续牵引车选用的电机功率［N］，只要功率富系数大于10，满足要求。 5、运行时间与能力计算 由于系统可能进行的单方向运输，也可能是进行双方向的运输。所以，在计算运行时间时，在L运输距离, m的长度内，我们按照两个速度分别进行计算。 空（轻）车运行时间； 快速度，m/s 重车运行时间； 慢速度，m/s 摘挂车时间和运行休止时间，一般取10～15分钟。 全程运行时间 ，分钟 每班有效工作时间按7小时使用，则运输能力Q760t（趟/班） 计算时间满足运量要求即可。 6、弯道数量的计算 对于已建成矿井的选型设计，弯道半径和弯道的角度是一定的，需要求得弯道的节数。一般而言，弯道采用带护轨的形式，以防止车辆的掉道；同时为了能够平稳的过弯道，在弯道必须对钢丝绳进行导向，以减小切向分力F1，提高纵向分力F2。 弯道线路的平面图 从图中可以得到 式中 R巷道转弯半径，m 巷道转弯角度， 因为弯道是按照一节一米的方式联结在一起的，所以真正的弯道长度应该是使用节来进行计算。所以，弯道的节数IntAB。 （二）选型原则 1、以满足实际需要、工程量小和节约运行费用为前提，采用具有先进性、代表性、实用性和可靠性的无极绳运输技术。 2、设备选型符合煤矿安全规程。 3、选型设备最大牵引力不小于系统需求的牵引力。 4、最大限度适应煤矿现有条件，简化运输环节。 6