无极绳绞车计算

JWD无极绳绞车基本参数的计算

设计参数：最大坡度12°，最大牵引重量30t，（含梭车），运距2000m，速度0.2～2.3m/s,巷道起伏变化。

布置方式：系统布置成单轨，一部梭车往返式运输。一根钢丝绳布置在轨道内，另一根布置在轨道外侧，一根绳始终连接梭车牵引车辆，另一根绳始终为空绳。

1.1运行阻力计算

系统运行阻力主要包括列车运行阻力和钢丝绳沿线路运行时所受的各项阻力。因一根钢丝绳牵引重载，另一根钢丝绳空绳运行时，系统运行为最恶劣工况，因此，以此条件为设计计算工况。

1、 列车运行阻力计算

列车运行阻力主要是基本阻力和坡道阻力。基本阻力是列车运行时经常承受的阻力，它 由阻力系数计算，阻力系数由试验得到。坡道阻力是列车在坡道运行时，列车重力沿坡道倾斜方向的分力[1]。

设梭车自重为G0(t)，有效牵引重量为∑G(t)；对于列车运输，

∑G=Z×Gzi (t)

式中：Gzi为各组成车辆单车总重量，z为牵引列车数量，i为牵引车辆数量。 基本阻力：W0=1000(G0+∑G)gωcosβmax (N) (2-1)

2 式中：g——重力加速度，g=9.8m/s；

ω——列车运行阻力系数，一般取0.015～0.03；

βmax——运行坡度最大倾角。

坡道阻力：Wi=±1000(G0+∑G)gsinβmax (N) (2-2)

（注：式中“±”号选取原则为：上坡运行时取“+”，下坡运行时取“-”。） 列车运行阻力：WL=W0+Wi=1000g(G0+∑G)(ωcosβmax±sinβmax) (N) (2-3) 本文中：G0+∑G=30t，βmax=12°，ω=0.02

则WL=1000×9.8×30×(0.02cos12°+sin12°)=66877.6 (N)

2、牵引钢丝绳运行阻力[7、27、28]

钢丝绳运行阻力主要是钢丝绳沿线路直线段和曲线段运行时，在各种托绳轮、压绳轮及导向轮上所受的各项阻力。

无极绳连续牵引车计算方法 根据无极绳、有极绳和绳牵引卡轨车运输的计算方法，分析了无极绳连续牵引车的运行状况，提出无极绳连续牵引车钢丝绳运行阻力计算方法如下：

直线段钢丝绳运行阻力：WSZ=2qRf∑Licosβi （2-4）

式中：f——钢丝绳与托绳轮的滚动摩擦系数，f=0.15～0.35； βi——巷道不同坡段坡度；

Li——不同坡度对应坡段的长度，m。

曲线段钢丝绳运行阻力：WSW=WSZ×α×0.01/15 （N） （2-5）

式中：α——水平弯道夹角；

实际计算时，由于井下巷道坡度变化较多，按照该计算方法计算时需提供详细的巷道剖面图，了解巷道坡度变化情况，如果是多变坡巷道，计算比较复杂。一般情况下，巷道起伏变化时可按照（2-5）公式进行钢丝绳阻力准确计算，如巷道起伏变化较多，建议采用如下公式进行计算：

式中WS——钢丝绳运行阻力，N；

qR——单位长度钢丝绳的重量，kg/m；

f——钢丝绳与沿途导向轮组摩擦系数，f=0.2；

α——水平弯道夹角，°；

L——运输距离，m。

本文中：运距L=2000m，f=0.2，巷道无水平弯道α=0，钢丝绳初选6×19-Φ23mm，qR=1.903kg/m。则钢丝绳沿途阻力计算如下：

WS=2×2000×1.903×0.2×9.81=14919.5 （N）

3、 牵引列车总运行阻力

W=WL+WS=66877.6+14919.5=81797.1 （N）

1.2最大牵引力及电机功率计算

牵引绞车的静圆周牵引力等于摩擦轮上钢丝绳两侧静张力差（即总运行阻力F） 即 F=W=81797.1 （N） 当绞车牵引列车以速度v稳定运行时，在摩擦轮轴上的功率为： N=kFv/1000η （2-7） 式中：F——绞车牵引力，N； V——绞车牵引速度，m/s；重载时牵引速度取V=1.0m/s； [8]

k——功率备用系数，k=1.1～1.2；煤矿井下设备，选取高值，k=1.2； η——机械传动效率，初选德国SEW公司的减速器，η=0.9；

N=kFv/1000η=81797.1×1.2×1.0/(1000×0.9)=109.07 (KW)

因此，电机功率选110KW，选用KCB-315型防爆开关磁阻电机，额定功率为110KW，额定转速1000r/min,最高转速2450r/min。

1.3钢丝绳张力计算

参考文献：

[1]洪晓华，矿井运输提升，中国矿业大学出版社，2000.10

[7]Foutune,J.A.B;Crawshaw,S.A.M.Developments in the application of underground battery vehicles in the UK coal mining industry.Mining Technology,v78,n902,Oct.1996,p263-289

[8]Miller,A.R.;Bursey,H.A.;Underground fuel cell iocomotives and their applications. International Conference with Exhibition.FUEL CELL 2000.Proceedings,2000,p299-308

[27]李树森，矿井轨道运输，煤炭工业出版社，1986.5

[28]寇嘉年、罗金全，矿井辅助运输，煤炭工业出版社，1996