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1、矿山固定机械与运输设备课程设计学 院： 职业技术学院专 业： 矿山机电 班 级： 2008级 学 号： 082002000098学生姓名： 彭 波 指导教师： 张传艳 2010年 12月 21 日教师评语： 目 录封面- - - - -1教师评语- - - -2前言- - - - - -6 设计题目- - - - -7 设计内容- - - -7第一部分：箕斗的选定- - -71） 提升高度的计算- - - 72） 经济提升速度的计算- - - 73） 一次提升循环估算时间Tx的计算- -74） 4、小时提升次数的计算- - -85） 小时提升量As的计算- - -86） 一次合理提升量- -
2、-8第二部分：提升钢丝绳的选择- - -81）钢丝绳最大悬重长度Hc- - -82）绳端荷重- - - -93）估算钢丝绳每米重力P- - -94）钢丝绳安全系数校验：- -9第三部分：提升机和天轮的选择- -91） 提升机卷筒直径D- - -92） 实际需要卷筒的容绳宽度B- - -:10第四部分：提升机与井筒相对位置的计算- -101）确定井架高度Hj- -102）计算卷筒中心至井筒中钢丝绳间的水平距离Ls-103）计算钢丝绳弦长Lx- -104）钢丝绳最大外偏角1-115）钢丝绳最大内偏角2-116）钢丝绳下出绳角- -11第五部分 预选提升电动机-111）预选电动机功率- -112）提
3、升机实际运行速度- -12第六部分：提升系统总变位质m-121）电动机转子变位质-122）提升机（包括减速器）变位质量- 123）天轮变位质量- - 124）提升钢丝绳的全长Lp - -125）容器变位质量- - 126）荷载变位质量- - 12第七部分：运动学参数计算- - 121）、加速度的确定：- - - - - - - - 122、）按减速器输出轴允许的最大力矩力计算- -133）按充分利用电动机的过负荷能力计算：- - -134）减速度a3的确定- - -135）提升能力校核- - -15第八部分：动力学参数计算- - - - - - - -15第九部分：电动机等效功率计算- - -
4、 - - - -171) 等效时间Td之计算- - 172) 等效力Fd- - - -173) 电动机等效功率Pd- - -174) 电动机过负荷系数的校验- -175) 特殊里作用下电动机过负荷系数-17第十部分：提升电耗及效率- -181）提升一次的有效电耗- -182）提升一次的实际电耗- - - 183）提升每吨煤的实际电耗：- -184)提升效率- - - -18第十一部分：参考文献- - -19第十二： 结束语- - -20第十三：提升机布置图及提升机与滚筒的相对位置图- -21前 言 课程设计是培训学生运用本专业所学的理论知识和专业知识来分析解决实际问题的重要教学环节，是对三年所
5、学知识的复习和巩固。同样，也促使了同学们的相互探讨，相互学习。因此，我们必须认真、谨慎、踏实、一步一步的完成设计。给我三年的学习生涯画上一个圆满的句号。课程设计是一个重要的教学环节，通过课程设计使我们了解到一些实际与理论之间的差异。通过课程设计不仅可以巩固专业知识，为以后的工作打下了坚实的基础，而其还可以培养和熟练使用资料，运用工具书的能力，把我们所学的课本知识与实践结合起来，起到温故而知新的作用。在课程设计过程中。我们要交系统的了解矿运及提升的设计中的每一个环节，包括从总体设计原则，本次设计综合三年所学的专业课程，以设计任务书的指导思想为中心，参照有关资料，有计划有头绪、有逻辑地把这次设计搞
6、好！ 该设计力求内容精炼，重点突出，在整个设计过程中，辅导老师给予我们许多指导与帮助，在此，我们表示深深的感激。由于时间仓促，再加上所学知识有限，设计中，难免出现错误或不当之处、恳请各位老师给予一定的批评建议，我们非常感激，并诚恳地接受，以便将来在不断的商讨和探索中，有更好的进步！以便在今后的人生道路上，不断完善，不断成熟!设计题目：矿山提升选型设计一、设计依据已知数据1、 提升年产量An=60万T。2、 提升工作制度为年工作日300天，每日工作14h。3、 单水平提升，井筒深度350m。4、 箕斗御载高度Hx=20m。5、 箕斗装载深度Hz=20m。6、 松散煤的密度为1.15t/m37、
7、矿井电压等级6kv。8、 提升方式：采用主井双箕斗提升方式。9、 井型和同时开采水平：竖井，一个水平同时采出。二、设计内容1二、计算选择（一）箕斗的选定1、提升高度H=Hs+Hz+Hx=350+20+20=390m2、经济提升速度Vm=0.4 =0.4=7.9m/s3、一次提升循环估算时间Txx=+U+初估加速度0.8m/s容器爬行阶段附加时间10s每次提升终了后的休止时间10sx+ +20= + +20=82.6s4、小时提升次数Ns= = =43.6次5、小时提升量As取提升不均衡系数C=1.15 As= =164t/h6、一次合理提升量Q= = =3.76t考虑为以后矿井生产能力加大留有
8、余地，由双绳箕斗规格表中选择名义装载重量为4000kg的箕斗，查表1-3-5其主要技术规格如下：自重：Qz=4060kg全高：Hr=8063mm有效容积：5.5m3容器间中间距S=1680mm（二）提升钢丝绳的选择1、钢丝绳最大悬重长度Hc预估井杂高度Hj=Hx+Hc+Hp+Hg+0.75Rt=20+8.1+0.5+4+0.751.5=33.35取Hj=35mHc=Hj+H+Hz=35+390+20=445m2、绳端荷重：Qd=Q+Qc=4000+4060=8060kg3、估算钢丝绳每米重力P钢绳的安全长度Lo=1.1B/ma式中：B 为钢绳的公称抗拉强度，一般选用B =15500N/mm2只
9、提重物时的安全系数Ma=6.5Pk=3.7kg/m 结合推荐表1-4-12从钢丝标准（YB829-79）中可选用：6（37）-31-155-右同三角股钢丝绳：Pk=3.966kg/mPk；=1.85mm；Qq=63350kg4、钢丝绳的静力安全系数校验：M= =6.456.5所选钢丝绳满足安全要求，合格可用。（三）提升机和天轮的选择1、提升机卷筒直径DDg80d=8031=2480mmDg1200=12001.85=2220mm最大静张力：Fj=Qd+PkHc=8060+3.966445=9824.87kg最大精力差：Fc=Q+PkH=4000+3.966445=5764.87据此查表1-1-
10、5 决定选用2JK3/11.5型矿井提升机，其技术特征为：卷筒直径Dg=3mDg；卷筒宽度B=1.5m；需用最大静张力Fj=13000kgFj；最大静张力差Fce=8000kgFc；i=11.5；Vmax=8m/s；两滚筒中心距离s=2050mm；两滚筒间隙a=134mm；Mmac=18000kg.m。 2、钢丝绳在滚筒上的缠绕宽度BB=1816mm由于BB，因而选双层缠绕。四、提升机与井筒相对位置的计算1、天轮直径：取Dt=Dg=3000mm井架高度：Hj=Hx+Hc+Hp+Hg+0.75Rt=20+8.1+0.5+4+0.751.5=33.35m取井架高度：Hj=35m2、计算卷筒中心至井
11、筒中钢丝绳间的水平距离Lxbmin=0.6Hj+3.5+Dg=0.635+3.5+3=27.5m取b=35m3、计算钢丝绳弦长LxLx=47.74、钢丝绳最大外偏角11 =arctg（=31441305、钢丝绳最大内偏角22=arctg（）=arctg ()=18441306、钢丝绳下出绳角=arctg+ arcsin= arctg+ arcsin=arctg 1.01+arcsin 0.067 =4517+35030=4973015合格（五）预选提升电动机1预选电动机功率Ns=552kw式中：K矿井阻力系数，箕斗提升时，K=1.15 =0.85；动力系数取=1.3据以上计算，选择YR630-
12、12/1180绕线型异步电动机，其技术特征如下：额定功率Ne=800kw，nd=592rpm；V=6000v；过载能力=1.8，飞轮惯量GD2=820kg.m2 2、提升机实际运行速度Vmax=8m/s （六）提升系统总变位质量m1、电动机转子变位质量Gd= =12050kg2、提升机（包括减速器）变位质量Gj=2（150+150B）GD2=2 (150+1501.5) 820=615000kg3、天轮的变为位量GtGt=80kg4、提升钢丝绳的全长LpLp=Hc+Lx+30+3Dg+Dt=445+47.7+3+3=498.7m5、容器变位质量Mr=2Qz =24060 =8120kg6、荷载
13、变位质量mG=Q+2Qc+2 （Hc+Lx+3.5Dg+Lm）Pk+2Gt+Gj+ =4000+2 4060+2 （445+47.7+3.5 3 3.14+30）3.966+2 80+61500+=45037kgM=4590.9kg.s2/m（七）运动学参数计算1、加速度的确定：a0=0.45m/s2式中V0箕斗脱离御载曲轨时的速度，取1.5m/s； H0御载轨迹中的行程，取2.5m正常加速度：2、按减速器输出轴允许的最大力矩力计算：a1=1.26m/s23、按充分利用电动机的过负荷能力计算：a1=0.76m/s2 ；取a1=0.7 m/s24、减速度a3的确定按自由滑行：a3= =0.703
14、 m/s2;取a3=0.7爬行段计算：爬行速度：V4=0.5m/s爬行距离：h4=3m速度图的具体计算：初加速段：初加速时间：t0=3.3s初加速运行距离：h0=t0=1.53.3=2.5m正常加速度段：加速时间：t1=9.3s加速运行段距离：h1=44.5m正常减速段：减速时间：t3=10.7s减速运行距离：h3=44.5m爬行阶段：爬行阶段运行时间：t4=6s制动阶段：行程忽略不计，运行时间按1s计算等速阶段：等速运行距离：h2=ht-(h0+h1+h3+h4)=445-（2.5+44.5+44.5+3）=351.5m等速运行时间：t2=43.9s提升一次的持续时间：纯运行时间：tc=t0
15、+t1+t2+t3+t4 =3.3+9.3+43.9+10.7+6=73.2s提升一次的持续时间：tg=tc+=73.2+8=81.2s4、提升能力的的校核：年实际提升能力：A=679474（t/年）小时提升的最大能力：Ab=186.05（t/h）提升能力富裕系数：at=1.13八、动力学参数计算提升开始时：F0=KQ+Pk+Ma0=1.154000+3.966445+4590.90.45=8430.78kg初加速度时：F0=F0-2Pkh0=8430.78-23.9662.5=8410.9kg加速开始时：F1= F0+M（a1-a0）=8410.9+4590.9（0.7-0.45）=9558
16、.6kg加速终了时：F2= F1-2Pkh1=9558.6-23.96644.5=9205.7kg等速开始时：F3= F2-Ma1=9205.7-4590.90.7=5992kg等速终了时：F4= F3-2Pkh2=5992-23.966351.5=3203.9kg减速开始时：F5= F4-Ma3=3203.9-4590.90.7=-9.73kg减速终了时：F6= F5-2pkh3=-9.73-23.96644.5=-362.7kg爬行段开始时： F7=F6+M a3=-362.7+4590.90.7=2850.09kg爬行段终了时：F8= F7-2Pkh4=2850.09-23.9663=2
17、827.13kg等效力的计算：Fo=8430.78kg Fo=8410kg F1=9958.6kg F2=9205.7kgF3=5992kg ； F4=3203.9kg F7=2850.09kg F8=2827.13kgFt2= Fd2Ft= (Fo+ Fo)t0+ (F12+F22)t1+ (F32+ F3F4+F42)t2+ (F72+F82)t4=（8430.782+84102）3.3+（9958.62+9205.72）9.3+（59922+59923203+32032）43.7+（2850.092+2827.132）6=2.1109第九部分：电动机等效功率计算1、等效时间： Td= (
18、to+t1+t3+t4+t5)+t2 + =（3.3+9.3+10.7+6+1）+43.9+=61.72s2、等效力：Fdx=5833.06kg3、等效功率： Ndx=427.76kw630kw故所选的电动机容量是合适的。4、电动机过负荷系数的校验：=1.391 （0.750.8）=1.351.445、特殊里作用下电动机过负荷系数：当打开离合器后，调绳作单钩时： Ft=u1（Qc+Pkhc）=1.1（4060+3.966445）=6407.357kg t=0.938 t0.9=0.91.8=1.62故所选的电动机是能够满足运转中的实际需要十、电耗及提升机效率的计算1、提升一次的有效电耗： E1
19、=4.84(kwh/次)2、提升一次的实际电耗：Ft=( Fo+ Fo)t0+ (F1+F2)t1+(F3+F4)t2+ (F7+F8)t4=（8430.78+8410）3.3+（9958.6+9205.7）9.3+（5992+3203.9）43.9+（2850.09+2827.13）6=335782.9E=10.56 （kwh/次）3、提升每吨煤的实际电耗：Et=2.64 (kwh/次）4、提升机效率： nt=0.46=46%/十二、参考文献煤炭工业设计规范.、矿山固定设备选型使用手册、上、下册、煤矿电工手册、矿山固定机械分册、,矿山固定机械与运输设备十一、提升机机房布置图及滚筒与提升机的相
20、对位置图（附后图）十二、结束语：通过这次课程设计，让我更加深刻了解课本知识，和以往对知识的疏忽得以补充，在设计过程中遇到一些模糊的公式和专业用语，比如说经济提升速和天轮质量变为及钢丝变为质量变为等，在选择提升中的飞轮惯量让我自经的还未搞清楚；在使用手册时，有的数据很难查出，但是这些问题经过这次设计，都一一得以解决，我相信这本书中还有很多我为搞清楚的问题，但是这次的课程设计给我相当的基础知识，为我以后工作打下了严实的基础。虽然这次课程是那么短暂的几天时间，我感觉到这些天我的所学胜过我这一学期所学，这次任务原则上是设计，其实就是一次大的作业，是让我对课本知识的巩固和对基本公式的熟悉和应用，计算力学和运动学及预选电动机过程中的那些繁琐的数据，使我做事的耐心和仔细程度得以提高。矿山固定机械与运输设备，是我们将来工作的核心之一，谢谢学校及老师给我们这次课程设计的机会，最真挚的感谢我们的辅导老师 ，在设计过程中老师精心的辅导和教会才让我得以顺利的完成这次设计， 她那无私的奉献的精神照耀着我们对工作的热爱，同时也增加我们对知识的追求和欲望度。21
