提升系统的质量模数.doc

煤矿安全规程执行说明（1992年版） 提升系统的质量模数 提升系统质量模数 规程规定提升机紧急制动和工作闸制动时所产生的力矩，与实际提升最大静荷载产生的旋转力矩之比K，应不小于3。质量模数较小的绞车，上提重载安全制动的减速度超过规定的，可将安全制动装置的K值适当降低，但应不小于2。 1、提升系统的质量模数 提升系统的质量模数，就是提升系统的总变位质量与提升系统最大静张力差之比，即 β∑mR/Mjm∑mR/FjcR∑m/Fjc 式中 β提升系统质量模数； ∑m提升系统总变位质量； R提升机滚筒半径； Fjc提升系统最大静张力差； Mjm提升机实际最大静阻力矩。 从上述的这个质量模数公式来理解提升系统质量模数概念，看来很抽象不好理解。我认为所谓的质量模数，不过就是总变位质量是上提质量的倍数（上提物体的质量，包括钢丝绳的质量都是总变位质量其中的一部分），在这里只不过是上提的质量利用重量单位表示。严格的讲质量与重量的概念是不同的，质量一般来说是不随地理位置的变化而变化的；重量是随地理位置的变化而变化的，可以肯定地说这种变化是很微小的，日常生活中完全可以忽略，唯一须注意的是现在的重量单位用法定单位牛（N）,以前的重量单位与质量单位都可用公斤，不是在特殊场合重量和质量的概念是不分的。如果那样重量和质量都用公斤这个单位的话（前面已说过上提物体的质量，包括钢丝绳的质量是总变位质量中的一部分，上体物体的质量肯定小于总变位质量，所以前者比后者肯定大于1）模数β的数值不会小于1，因为用了法定单位牛（N），我们知道一公斤质量的物体约等于9.8牛的重量，所以可出现β的数值小于1的时候。如果用提升系统总变位质量∑m除以悬垂的最大质量差（单位用公斤表示）mc，再乘以9.8，与β∑m/Fjc计算的结果是一的 即，β∑m/Fjc∑m/（mc9.8 ），因为Fjc mc9.8。 2、提升系统的质量模数较小 什么叫“提升系统的质量模数较小” 举个例子我们都学过牛顿力学第二定律Fma。从牛顿力学第二定律，我们可以知道减速度（加速度）与质量m成反 比，也就是说当力F一定时，如质量m过小，减速度将增大,所以为了使质量m较小的减速度不超过规定，作用力F不能过大。 在提升系统运行中如制动减速度过大，将引起设备或其它意外的更大事故，所以规程规定了上提重物安全制动的减速度立井（＞30的井巷）上提重物时的制动减速度，不应大于5m/s2；斜井（≤30的井巷）满载上提时的制动减速度，不应大于自然减速度AO。计算公式 AOgsinθfcosθ -------（1）。 如果提升系统产生的安全制动减速度超过了上述规定，可以说就是制动力矩过大,即质量模数小，可适当减小提升机的制动力矩，避免安全制动减速度超过规程的规定。以立井（＞30的井巷）为例，已知规程规定立井最大减速aj≤5m/s2；K≥3（KMz/FjcR3 由基本动力方程，可知上提时的提升系统减速度计算公式 ajMzFjcR/∑mR 式中 aj提升机安全制动减速度； Mz提升机制动力矩； 其它符号意义同上。 将上述已知数据代入公式 ajMzFjcR/∑mR（3 FjcRFjcR/∑mR4 Fjc/∑m 规程要求立井安全制动减速度aj 应不大5 m/s2， 4 Fjc/∑m≤5m/s2 Fjc/∑m≤ 5/4 即β∑m/ Fjc≤4/5≤0.8 ------------ 2 所以说，当立井（＞30的井巷）的提升系统的提升质量模数β＜0.8时，就可称为提升质量模数较小。 如果是斜井，假设斜井倾角为θ20，将倾角θ20代入自然减速度计算公式1AOgsinθfcosθ。式中f为绳端载荷的运行阻力系数，一般取0.010～0.015。我们取f0.010代入公式（1） AOgsinθfcosθ9.8（sin200.010cos20） 9.80.3420.0100.943.44m/s2 将自然减速度AO3.44 m/s2代入公式2 β∑m/ Fjc≤4/ aj≤4/3.44≤1.162 所以说当斜井倾角为θ20时，当β＜1.162时，就可称为提升质量模数较小。 假设斜井倾角为θ15，将倾角θ15代入自然减速度计算公式1AOgsinθfcosθ。式中f为绳端载荷的运行阻力系数，一般取0.010～0.015。我们取f0.010代入公式（1） AOgsinθfcosθ9.8（sin150.010cos15） 9.80.260.0100.9662.6m/s2 将自然减速度AO2.6 m/s2代入公式2 β∑m/ Fjc≤4/ aj≤4/2.6 1.5 所以说当斜井倾角为θ15时，当β＜1.5时，就可称为提升质量模数较小。 所以说，如果不是立井，而是斜井（≤30的井巷），因为规程要求的减速度aj的数值不同，所以说提升质量模数较小时，不是模数β＜0.8。即不同的情况要求的β值是不同的。 有资料介绍立井提升时，当提升系统质量模数β为0.616＜β＜0.923，为满足规程要求，必须采用二级制动，当β＞0.923时，可采用一级安全制动。