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钢丝绳的结构课件

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钢丝绳的结构课件_第1页
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钢丝绳的检查• 一、钢丝绳的结构一、钢丝绳的结构组成:钢丝→股+绳芯(纤维绳芯(常用)、金属绳芯)材质:1、钢丝 为优质炭素结构钢,一般直径为0.4~4㎜矿井提升抗拉强度一般采用1700Mpa以下的2、钢丝绳表面 光面和镀锌(常用于摩擦提升)两种钢丝的表面状态标记代号为:光面钢丝,NAT;A级镀锌钢丝,ZAA;AB级镀锌钢丝,ZAB;B级镀锌钢丝,ZBB 3、绳芯 分金属芯纤维芯纤维绳芯作用:(1)减少股间钢丝的接触应力; (2)缓和弯曲应力; (3)储存润滑油,防止绳内钢丝锈蚀金属绳芯的特点:与相同断面的纤维绳芯相比,金属断面大,抗破断能力大,具有耐横向压力大,不易变形等优点但其柔软性差,不耐腐蚀绳芯的标记代号:纤维芯(天然或合成的),FC;天然纤维芯,NF;合成纤维芯,SF;金属丝绳芯,IWR;金属丝股芯,IWS 二、钢丝绳的分类、特点及应用二、钢丝绳的分类、特点及应用(一)分类及特点1、按钢丝绳的捻法分可分为右交互捻(ZS)、左交互捻(SZ)、右同向捻(ZZ)、左同向捻(SS)四种标记代号中,第一个字母表示钢丝绳的捻向;第二个字母表示股的捻向;“Z”表示右捻向,“S”表示左捻向。

左捻:按左螺旋方向将股捻成绳右捻:按右螺旋方向将股捻成绳交互捻:绳中的股的捻向与股中丝的捻向相反同向捻:绳中的股的捻向与股中丝的捻向相同特点:同向捻钢丝绳柔软,表面光滑,接触面积大,应力小,使用寿命长,绳有断丝时,断丝头部会翘起便于发现,所以矿井提升多用同向捻钢丝绳但同向捻钢丝绳有较大的恢复力,稳定性较差,易打结交互捻钢丝绳的结构稳定 2、按钢丝在股中互相接触情况分(1)点接触钢丝绳 股中各层钢丝捻距不等,钢丝间呈点接触状态这种钢丝绳造价较低,但钢丝间接触应力大,特别是钢丝绳在绕过滚筒和天轮时,钢丝有应力集中和二次弯曲现象,所以寿命较短2)线接触钢丝绳 股中各层钢丝以等捻距捻制,钢丝间呈线接触状态这种钢丝绳工作时应力降低,耐疲劳性能好,结构紧密,无二次弯曲现象,寿命较长3)面接触钢丝绳 它是将线接触钢丝绳股进行特殊碾压加工,使钢丝产生塑性变形而呈棉接触状态,然后再捻制成绳的面接触钢丝绳具有结构紧密,表面光滑,不易变形,钢丝间接触面积大,刚性强和耐磨损等优点 3、按绳股断面形状分(1)圆形股绳 绳股断面为圆形这种绳易于制造,价格低,是矿井提升应用最多的一种钢丝绳。

2)异形股绳 绳股断面形状有三角形和椭圆形两种三角股钢丝绳:强度比同直径圆形股绳要高,承压面积大,外层钢丝磨损小;外层钢丝粗,排列方式好,抗挤压性能好,尤其是在多层缠绕时,过渡比较稳定;寿命比圆形股长椭圆股钢丝绳:支撑面积大、抗磨损性能好,但绳的稳定性差,不适于承受较大的挤压力这种绳股多用来与其它绳股捻制成多层不旋转钢丝绳 (二)钢丝绳结构选择(二)钢丝绳结构选择 1、对于单绳缠绕式提升,一般宜选用光面右同向捻、断面形状为圆形股或三角股、接触形式为点或线接触的钢丝绳;对于矿井淋水大,水的酸碱度高,以及在出风井中,由于腐蚀严重,应选用镀锌钢丝绳 2、在磨损严重的条件下使用的钢丝绳,如斜井提升等,应选用外层钢丝尽可能粗的钢丝绳;斜井串车提升时,宜采用交互捻钢丝绳 3、对于多绳摩擦提升,一般应选用镀锌、同向捻(左右捻各半)的钢丝绳,断面形状最好是三角股 4、罐道绳最好用半密封钢丝绳或三角股绳,表面光滑,比较耐磨 三、提升钢丝绳的选择计算三、提升钢丝绳的选择计算钢丝绳在工作过程中,产生许多复杂的应力,如静应力、动应力、弯曲应力,扭转应力、挤压应力及接触应力等,这些应力的反复作用,必将引起钢丝的疲劳、损坏;另外还受到磨损及腐蚀这也导致钢丝绳的损坏。

如此复杂的各种影响因素,计算时不能一一考虑因此,《煤矿安全规程》规定,计算钢丝绳时按最大静载荷计算并考虑一定的安全系数且规定:单绳缠绕式提升装置的安全系数为专为升降人员的不得小于9;升降人员和物料用的—升降人员时不得小于9,提升物料时不得小于7.5;专为升降物料用的不得小于6.5 1、立井单绳提升钢丝绳的选择计算如图,A点承受静载荷最大,其最大静载荷Qmax为:Qmax=Q+Q2+pH0Qmax=m·g+mz·g+mp·g·H0式中 Q=m·g 一次提升货载的重量,N;m—货载质量,kg;Qz=mz·g 容器的自身重量,N;mz—容器质量,kg;p= mp·g 钢丝绳每米重量,N/m; mp—钢丝绳质量,kg/m;H0=Hj+Hs+Hz ,mH0—钢丝绳最大悬垂长度,m;Hj—井架高度,m;此值在计算钢丝绳时尚不能精确确定,可采用下列数值:罐笼提升Hj=15~25m;箕斗提升Hj =30~35m;Hs—矿井深度,m;Hz—由井底车场水平到容器装载的距离(m),罐笼提升Hz =0;箕斗提升Hz =18~25m 以σB为所要选择的钢丝绳公称抗拉强度(N/㎡),S为所有钢丝断面积之和(㎡),如果钢丝绳不被拉断,就必须满足:设ma为《煤矿安全规程》规定钢丝绳的安全系数,则为解上式,找出mp与S的关系,设钢丝绳的平均密度为9400kg/m3,断面积和为S(㎡),长度为1m的质量mp为:mp =9400·S kg/m 上式中的S可写成: 将上式代入设g=10m/s2,则可得:根据计算出的值,在规格表中选取与计算相近的标准钢丝绳直径,再按选出的资料,验算其安全系数是否符合要求即: 式中 Qp—所选钢丝绳全部钢丝破断拉力总和,N; Q+Q2+pH0—货载、容器、钢丝绳重量总和。

若验算结果不满足要求,即不满足《煤矿安全规程》要求,应重新选钢丝绳,并重新验算,直到满足要求为止 2、斜井钢丝绳的选择计算斜井钢丝绳的选择计算与立井相同,其不同之处,只是因斜井井筒倾角小于90º,在钢丝绳A点的作用力,只是串车、货载、钢丝绳重力的一个分量,及串车、钢丝绳在轨道和地滚上运动的摩擦阻力作用于A点沿井筒方向的分力有:串车及货载的重力分力为:n(m1+m21)g·sinα串车及货载的摩擦力为:f1n(m1+m21)g·cosα钢丝绳的重力分力为:mpgL0 sinα钢丝绳的摩擦力为:f2 gL0 cosα与立井的钢丝绳计算相似,为保证钢丝绳不被拉断,并有一定安全系数,可写出下式: 每米钢丝绳质量为: 式中 L0—钢丝绳由A点至串车车尾车在井下停车点之间的斜长,m;f1—矿车运行摩擦阻力系数;矿车为滚动轴承取f1=0.015;矿车为滑动轴承f1=0.02;f2—运行的钢丝绳摩擦系数,此数值与矿车中托辊支承情况有关钢丝绳全部支承在托辊上取f2 =0.15~0.20;局部支承在托辊上取f2 =0.25~0.4;全部在底版或枕木上拖动时取f2 =0.4~0.6; ma—安全系数,与立井要求相同;m1—每一个矿车货载质量,kg;m21—每一个矿车自身质量,kg;n—矿车数量;α—井筒平均倾角。

根据上式计算的数值,从钢丝绳规格表中选择标准钢丝绳mp,并按下式验算安全系数:式中 Qp—钢丝破断拉力总和,N—钢丝绳公称抗拉强度,N/㎡; 。

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