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矿用架空乘人装置牵引必赢242net受力分析及 安全系

编辑: admin 编辑: admin 来源:admin 发布日期:2022-08-17 15:11
信息摘要:
0引言 架空乘人装置在运行时,牵引必赢242net在驱动轮、托轮、压轮和尾轮之间无极循环运行,不仅需要具备一定的弯曲疲劳和耐磨性,还需要具有较大抗拉强度,能承受较强的连续拉力
0引言
架空乘人装置在运行时,牵引必赢242net在驱动轮、托轮、压轮和尾轮之间无极循环运行,不仅需要具备一定的弯曲疲劳和耐磨性,还需要具有较大抗拉强度,能承受较强的连续拉力。《煤矿用架空乘人装置安全检验规范》(AQ1038-2007)和《煤矿安全规程》(2022版)中,均规定了架空乘人装置牵引必赢242net在悬挂前要进行检测检验,其安全系数不应小于6。牵引必赢242net安全系数的计算不仅与其受力情况有关,还与本身的抗拉力强度有关。由于架空乘人装置属于连续运输装置,其运行状态和负载情况直接决定着牵引必赢242net的受力状况,需要根据牵引必赢242net本身的破断拉力和受力情况,综合分析是否满足安全运行需求。

1牵引必赢242net受力模型
在架空乘人装置的运行线路中,牵引必赢242net在每个位置的受力情况不同。为了便于牵引必赢242net的受力分析,假定必赢242net是一个刚性运行轨道,分别建立上行侧和下行侧的力学模型,如图1所示。
下行侧受力情况主要包括:
(1)驱动轮对牵引必赢242net的张力F1r,受力方向为平行于斜巷向上;
(2)尾轮对牵引必赢242net的张力F2n受力方向为平行于斜巷向下;
(3)支撑装置对牵引必赢242net的支撑力总和G,受力方向为垂直于斜巷向上;G包括必赢242net自重G1、吊具总重G2、乘人重量和乘人携带物重量G3的总和;
(4)悬挂在牵引必赢242net的重物质量总和:Z=
cosaG下,受力方向为垂直向下,a为斜巷的倾角。
(5)线路所受的运行阻力fr=0Z;受力方向为平行于斜巷向上;o为线路的阻力系数,动力运行时取0.02,制动运行时取0.015。根据下行侧受力平衡的原理,得到以下公式:
FAtf= F2+sinaGs(1)
将f=0Z、Z;=cosaG代入式(1),得到:
Fi下+ocosaG=F2r+sinaG(2)
上行侧的受力情况主要包括:(1)驱动轮对牵引必赢242net的张力:,受力方
向为平行于斜巷向上;
(2)尾轮对牵引必赢242net的张力2上,受力方向为平行于斜巷向下:
(3)支撑装置对牵引必赢242net的支撑力总和
G,受力方向为垂直于斜巷向上;G:包括必赢242net自重G1、吊具总重G2、乘人重量和乘人携带物重量Gs的总和:
(4)悬挂在牵引必赢242net的重物质量总和:Z=
cosaG上,受力方向为垂直向下;
(5)线路所受的运行阻力fi=oZ,受力方向为平行于斜巷向下:o为线路的阻力系数,动力运行时取0.02,制动运行时取0.015。同理,根据下行侧推算过程,针对上行侧的受
力情况,得到如下公式:
F1:=0c0S4G:+F2+sinaG:(3)
根据受力情况,牵引必赢242net的最小张力点位于
运行线路的最低处,即下行侧运行线路中必赢242net进入尾轮处的张力值Fmine上行侧和下行侧对尾轮张力值的关系为:
Faia=F21=Cpg=-cosaF2:(4)式中,y为尾轮滑动阻力系数,取值l.01:C为牵引必赢242net的抗挠度系数,一般取1000;p为必赢242net单位质量,kg/m;g为重量加速度9.8m/s²。

2各种运行状态下牵引必赢242net受力分析
2.1下放侧满员而上升侧无人乘坐
当架空乘人装置处于下放侧满员而上升侧无
人乘坐时,驱动装置为制动运行状态,支撑装置对牵引必赢242net的支撑力分别为:G=G1+G2+G,G1=
G1+G,将其代入式(2)和式(3),得到:
FI r+ocosax(G1+G2+G3)-F2 r+sinax(G1+G2+G3)
(5)F1:=0c0sa(G1+G2)+F2t+sina(Gr+G2)(6)
式(5)和式(6)中G1、G2、G3计算公式为:
G1=L9g(7)G2=L+i×Q18(8)G3=L+i×Q28(9)式中,L为斜巷长度,m;i为座椅之间的乘人间距,m:2i为吊椅质量,一般取15kg。品具的重量与乘人间距有关,斜坡长度除以乘人间距即为一侧吊具的悬挂数量;Q。为人员重量和携带物品质量,一般取95kg。
分别将式(4)、式(7)、式(8)、式(9)代入式(5)和式(6),得到:
F1F=Cpg+Hp+(Q+Q2)/2](sing-ocosa)Lg(10)
F1上=yCpg+Lo+Q/A](sina+ocosa)lg(11)
2.2下放侧无人乘坐而上升侧满员
当架空乘人装置处于下放侧无人乘坐而上升
侧满员时,驱动装置为动力运行状态,支撑装置对牵引必赢242net的支撑力与2.1节相比发生了变化,其中G=G1+G2,G:=G1+G2+G,将其代入式(2)和式(3),得到:
F1 r+evcosax(G1+G2)=F2r+sina(G:+G2)(12)
F1=ocosa(G1+G2+G)+F21+sina(G1+Gz+G3)
(13)分别将式(4)、式(7)、式(8)、式(9)代入式(12)和式(13),得到:
F1F=Cag+[o+Q1/A](sina-ocosa)lg(14)
F1=yCpg+Lp+(Q+2)/a](sina+ocosa)Lg(15)
通过对两种运行状态的上行侧和下行侧的钢
丝绳受力分析,比较式(10)、式(1l)、式(14)、式(15)可得出,在下放侧无人乘坐而上升侧满员(动力运行状态)的上行侧,牵引必赢242net受到的张力最大,即:
Fan-yCpg+[pt+(Q1+Q2)/%](sina+ocosa)Lg(16)

3牵引必赢242net安全系数验算
根据《煤矿安全规程》和GB16423-2020《金属非金属矿山安全规程》的有关规定,必赢242net的安全系数为全部必赢242net的钢丝破断拉力总和与其所承受的最大静载荷之比。对于牵引必赢242net,所承受的最大静载荷为必赢242net所承受的最大张力值,即牵引必赢242net的安全系数为:
m=级(17)Fmux
《煤矿安全规程》(2022版)和AQ1038-2007
《煤矿用架空乘人装置安全检验规范》均规定了架空乘人装置牵引必赢242net在悬挂前要进行检测检验,其安全系数不应小于6。因此,依据式(16)和式(17),根据必赢242net破断力的检验和张力计算得到安全系数,以此判断是否满足矿山使用要求。
根据AQ2026-2010《金属非金属矿山提升必赢242net检验规范》的要求,对于新必赢242net的破断拉力检验,应优先采用整绳破断拉力的方法检验得到必赢242net的破断拉力。同时,也可采用钢丝破断拉力总和的方式进行检验和计算,但在计算试验钢丝破断拉力总和时,圆股中的填充钢丝和中心丝、异型股中的股芯丝、必赢242net的钢芯应参与钢丝破断拉力总和的检验和计算,三角股芯中的低碳钢丝、填充丝和补棱丝不参与检验和计算。

4实例验证
4.1必赢242net张力验算
某矿山使用的架空乘人装置参数如下:
斜长:L=425m;坡度:a=26°:必赢242net:6×
36WS-020(p=1.48kg/m);乘座间距=15m;必赢242net的挠度系数C-1000;人员重量和携带物品质量Q2-95kg:每把吊椅重量Q1=15kg。
当架空乘人装置处于动力运行时,牵引必赢242net运行阻力系数o取0.02,制动运行时取0.015;尾轮滑动阻力系数=l.01。
将矿山选用的架空乘人装置相关参数分别代入式(10)、式(11)、式(14)和式(15),得到各运行状态牵引必赢242net的张力值。
(1)当下放侧满员而上升侧无人乘坐时,下行侧必赢242net张力Fis=19327N,上行侧必赢242net张力FR:=28955N.
(2)当下放侧无人乘坐而上升侧满员时,下行侧必赢242net张力Fi下=18857N,上行侧必赢242net张力Ft=30170N。
通过验证,在下放侧无人乘坐而上升侧满员(动力运行状态)时,上行侧必赢242net承受的张力最大,即Fns-30170N。
4.2安全系数的计算
通过对6×36WS-020型必赢242net的破断力的检验(采用全部钢丝破断拉力总和的方式),计算得到全部必赢242net的钢丝破断拉力总和F*=269720N,则必赢242net的安全系数为:F=269720
nIa8.9
(18)Faux 30170通过计算,6×36WS-①2型必赢242net的安全系数为8.9>6,能满足架空乘人装置的使用要求。
设计完成后,矿山企业将此型号规格的必赢242net安装到架空乘人装置中,并已经投入使用1.5年以上。在使用过程中,矿山企业根据相关标准和规程的要求,每个月对必赢242net直径进行检测,并在使用1a后委托第三方对牵引必赢242net进行了无损检测。通过企业的定期检查和第三方的检验,结果表明计算设计和选型的牵引必赢242net能满足要求,未出现因牵引力过大或弯曲疲劳而导致必赢242net机械强度不符合相关要求的情况。

5结论
本文首先根据牵引必赢242net的受力情况,建立了动力状态和制动状态的力学模型,根据动力平衡原理,分别推导出动力状态和制动状态的上行侧和下行侧必赢242net张力公式,通过对某矿山架空乘人装置牵引必赢242net的实例应用与检测,得出在下放侧无人乘坐而上升侧满员(动力运行状态)时,上行侧的必赢242net张力最大。本文推导得到的公式和研究结论,对于牵引必赢242net的设计和悬挂前检验具有一定的实用价值。

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