钢丝绳计算

斜井提升系统是一种用于提升物品的机械设备。它通常由一根或多根钢丝绳构成，可以通过连接装置将物品固定在钢丝绳上，然后提升到指定高度。

钢丝绳是斜井提升系统的主要部件，它承托着物品的重量，并且在提升过程中承受着巨大的拉力。因此，钢丝绳的强度和耐久性非常重要。

连接装置则是用于将物品固定在钢丝绳上的部件，它通常包括吊钩、托架等。连接装置的质量也非常重要，因为它必须能承受物品的重量，并且保证物品在提升过程中的稳定。

因此，钢丝绳和连接装置是斜井提升系统的重要部件，它们起着承托物品重量和保证物品稳定的作用。

希望这对你有帮助。

F0=K′*D2 *R0/1000

式中

F0 钢丝绳最小破断拉力，单位为kN

D钢丝绳公称直径，单位为mm

R0钢丝绳公称抗拉强度，单位为MPa

K′某一类别钢丝绳的最小破断拉力系数。

常规的工程施工中，最常用的是6×19和6×37结构的钢丝绳。6×19的比较硬，单丝比较粗，一般用作浪风绳、拉线；6×37的比较软，单丝比较细，一般用作磨绳、卷扬机绳，需要穿过滑车折弯角度比较大的部位。

举个例子：计算6×37公称直径为18mm抗拉强度为1770MPA的纤维芯钢丝绳的最小破断拉力。

扩展资料：

钢丝绳在各工业国家中都是标准产品，可按用途需要选择其直径、绳股数、每股钢丝数、抗拉强度和足够的安全系数，它的规格型号可在有关手册中查得。

钢丝绳除外层钢丝的磨损外，主要因绕过滑轮和卷筒时反复弯曲引起金属疲劳而逐渐折断，因此滑轮或卷筒与钢丝绳直径的比值是决定钢丝绳寿命的重要因素。比值大，钢丝弯曲应力小，寿命长，但机构庞大。

必须根据使用场合确定适宜的比值。钢丝绳表面层的磨损、腐蚀程度或每个拧距内断丝数超过规定值时应予报废。

钢丝绳主要用在吊运，拉运等需要高强度线绳的运输中。

钢丝绳吊索的报废标准：

钢丝绳吊索当出现下列情况之一时，应停止使用、修复或报废：

1、钢丝绳断1股，或表面钢丝磨蚀达钢丝直径的40%以上，或钢丝绳直径减少7%以上。

2、钢丝绳发生扭结变形。

3、钢丝绳在一个捻距内断丝超标(附表9)：(1)当断丝现象集中发生于局部，在长度为6倍直径的一段内断丝发生在一股上时，达到规定断丝数的一半即应报废。(2)钢丝绳有锈蚀或磨损时，报废断丝数应乘以折减系数(附表9)。

4、钢丝绳局部可见断丝损坏(有三根以上的断丝聚集在一起)。

5、索眼表面出现断丝，或断丝集中在金属套管、插接处附近、插接连接绳股中。

6、钢丝绳由于带电燃弧引起的钢丝绳烧熔、熔融金属液浸烫，或长时间暴露于高温环境中引起的强度下降。

7、插接处严重受挤压、磨损；金属套管损坏（如裂纹、严重变形、腐蚀）或直径缩小到原直径的95%。

8、绳端固定连接的金属套管或插接连接部分滑出。

参考资料：百度百科--钢丝绳

绳根据提升高度计算得出钢丝绳长度应为945m，钢丝绳质量1．38kg／m。因此，选择6×19—21．5—1770一I光面交右型钢丝绳。钢丝绳数据如下：直径d／mm公称抗拉强度／MPa钢丝直径d／mm破断拉力总和Q／kN21．5l7701．4328．254钢丝绳单位质量M。／kg·m。。1．754通过计算钢丝绳安全系数为8．3，满足《煤矿安全规程》的要求。2．2计算选择提升机(1)计算滚筒直径D=80d=80×21．5=1720mmo(2)计算作用在提升机主轴上的最大静张力。在计算提升机主轴所受的最大静张力时，一般是重车组处于斜井最下方时静张力为最大，在计算时发现，由于该斜井井筒倾角有变化，且悬殊较大，实际最大静张力出现在重车组处于上段井筒的最下方，即井筒倾角为23。与9。交叉处的上方，通过计算其最大静张力Fj=39344kN。根据以上计算选择JK一2／20型单滚筒提升机。主要参数如下：滚筒直径D／m滚筒宽度L／m最大静张力[Fj]／kN速度／m·S减速比绞车质量M；／kg2．3计算选择电动机(1)估算电机功率21．558．83．7205876N=Fj／(1O00r／j)=188．4kW(2)估算电机转速n=60vi／rtD=707r／rain根据计算结果选择YR138—8型绕线式电动机。其中：额定功率N。=240kw，额定电压U。=660V，转速n：735r／min。，根据电机转速计算出绞车实际最大运行速度tI=3．85m／s。(3)根据以上计算结果，计算绞车中心与井筒的相对位置：井架高度H，=4m，钢丝绳弦长L=18mm，滚筒中心至天轮中心距离L。=18m，钢丝绳内外偏角口=1．4。。(4)系统变位质量的计算

∑tO,=n(+)+pZp+tO,t+tO,i+tO,d=26685kg(5)运动学、动力学计算计算结果如图1所示。‘＼．＼_}77等2：{．煞l3舯lg／_，，s12a7．4：fmI9J5’】．：I3扼IlFF一-’～，～’-—～i—＼～—～‘～图1提升速度图及力图Fig．1Promoting叩leeddialal-ddintdia傩 FI=15675NFl=15665NF2=7659NF2=7656NF3=36611NF3=36436NF4I=23094NF4I=l8390NF42=41706NF42=40786NF5=27443NF5=27304NF6=1565NF6=1519NF7= 一 6187NF7=一6193N(6)电机容量验算通过验算电机容量及过负荷能力均能满足使用要求。3结语煤矿斜井提升绞车的选型设计直接影响到提升系统的安全运行，虽然选型计算有固定的公式，但在计算时应根据实际情况进行。如本例若按照重车组在斜井最下端计算，则最大静张力F；一=10278N，比实际最大静张力F一=39344N小3倍之多，如根据Fj一=10278N选择钢丝绳、提升机及电机，在实际应用中将无法运行，钢丝绳安全系数及电机功率等都不能满足要求。参考文献：[1]周乃荣，严万生．煤矿固定机械手册[K]．北京：煤炭工业出版社．1986．[2]牛树仁，陈滋平．煤矿固定机械与运输设备[M]．北京：煤炭工业出版社，1988．[3]陈维建，齐秀丽．矿井运输及提升设备[M]．北京：中国矿业大学出版社．1989．作者简介：沈统谦(1965一)．江苏徐州人．助理工程师．主要从事煤矿机电技术与管理工作，Tel：0516—891590339．E—mail：shtq~@163．COIl1．收稿日期：2006—08—

提升机一般都是多绳摩擦驱动，主要受力部件就是摩擦轮极其轮轴和钢丝绳，再者就是绳轮的驱动齿轮及电动机。

常用钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳。大气环境中使用，专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长，锰系磷化涂层可以大幅度提高制绳钢丝表面的耐磨性和耐蚀性，磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳的3-4倍，随着对耐磨磷化液的研究，还有进一步提高的可能性。依据磷化涂层钢丝绳目前市场价格，磷化涂层钢丝绳日均使用成本仅仅是光面钢丝绳的百分之三十左右，磷化涂层钢丝绳是光面钢丝绳的升级换代产品，仅供参考。

钢丝绳直径的15-20倍长度符合规定。

小对接一般是钢丝绳直径的40～50倍。如用在重要部位的绳索，接头长度可加长到80～100倍。

大对接（大接法）单股插接长度一般为钢丝绳直径的180倍，也就是说，一根钢丝绳头，按三股算，破头长度应保证大于3X180d两端头总长为2X3X180d。比如φ24.5钢丝绳，大插一次，就须插接2X3X180x24.5=26460mm。

常用的连接方式是编结绳套.绳套套入心形环上,然后末端用钢丝扎紧,而捆扎长度≥15d绳（绳径）,同时不应小于300mm.

当两条钢丝绳对接时,用编结法编结长度也不应小于15d绳,并且不得小于300mm,强度不得小于钢丝绳破断拉力的75％.

另—种方式是钢丝绳卡.绳卡数目与绳径有关,绳径为7～16mm应按3个绳卡；9～27mm应按4个；28～37mm应按5个；38～45mm应按6个.绳卡间距不得小于钢丝绳直径的6倍.连接时,绳卡压板应在钢丝绳长头,即受力端.连接强度不应低于钢丝绳破断拉力的85％.

用锥形套浇铸法连接时,连接强度应达到钢丝绳的破断拉力.

用铝合金套压缩法连接时,连接强度应达到钢丝绳破断拉力的100％.

任何情况下,钢丝绳在卷筒上,都必须留有不少于2～3围的安全圈.

测定钢丝绳弹性模量时，使用万能拉力机，通过引申仪测定钢丝绳形变，钢丝绳拉力在拉力机上面有显示。

测量起重重量，一般都是通过压电元件完成压力与电信号的转换，最终在电脑上面经过计算显示数据。

常用钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳，大气环境中使用，专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长，重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂

专利技术生产的磷化涂层钢丝绳，优先采用锰系或锌锰系磷化，与光面钢丝绳生产工艺对比，只是增加了最后的耐磨磷化处理工序，制绳钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高，使用磷化钢丝直接捻制钢丝绳。目前疲劳试验数据表明，磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的3-4倍左右（试验室可比条件下）随着对耐磨磷化配方的研究，还有大幅度提升的可能性。锰系磷化就是耐磨磷化，可以解决钢丝绳使用过程中的磨损问题，按照现在钢丝绳市场的情况，锰系磷化涂层钢丝绳的价格高于光面钢丝绳，而使用寿命延长幅度远高于价格的增长幅度，所以，磷化涂层钢丝绳日均使用费用仅为光面钢丝绳的30%左右，使用成本更低，性价比更高，是光面钢丝绳的升级换代产品。仅供参考。

一、绞车钩头制作及与车辆连接

1、钩头必须使用绳皮，必须设专门悬挂装置。

2、钢丝绳绳卡数量：钢丝绳公称直径dr≤19mm时，绳卡数量不得小于3付。绳卡间距应等于6—7倍绳径，绳卡方向必须保持一致，绳卡夹座扣住钢丝绳工作边（见附图五）

3、钩头固定绳皮采用插接法固定绳皮时，插接长度应大于钢丝绳绳径的15倍，并不得小于300mm。

钩头与车辆连接时，依据2004年版《煤矿安全规程》第412条规定：钢丝绳与车辆连接使用不能自行脱落的连接装置，并加装保险绳。（注：文中再提《煤矿安全规程》均为2004年版）

钩头与1t矿车的连接：钩头插入连接装置处用经过试验符合标准要求的1t矿车插销连接。

钩头与3t平板车的连接：钩头插入连接装置处，使用经过试验符合标准要求的M42×300的专用螺栓连接。

钩头与空专用车辆（支架运输车）的连接：钩头与车辆之间采用Φ18×64刮板输送机链配相应连接环连接或采用经试验符合标准要求的卡环连接。

钩头与重专用车辆（装支架后）的连接：在采区公用巷用Φ22×86、Φ24×86刮板输送机链与支架连接后再与钩头连接或用经试验合格符合标准要求的卡环把钩头和Φ22×86、Φ24×86的牵引链连接在一起。

在工作面顺槽则采用Φ18×64牵引链与支架连接后再与钩头连接。

二、各种车辆连接

车辆与车辆之间连接时，根据车型、重量、装载情况并结合运输条件的实际情况采用与之相适应的经过试验符合《煤矿安全规程》安全系数要求的三环链，卡环、牵引链、钢丝绳套等连接装置。

依据《煤矿安全规程》第412条规定：倾斜井巷运输时，矿车之间的连接必须使用不能自行脱落的连接装置，并加装险绳。

1t矿车间的连接：用三环链和1t矿车的插销连接。

3t平板车间的连接：用三环链、卡环和M42×300的专用螺栓连接或用Φ18×64牵引链和M42×300的专用螺栓连接。

1t矿车与3t平板车间的连接：采用三环链、卡环、Φ18×64牵引链和1t矿车的插销、M42×300螺栓连接。

1t矿车与专用车间的连接：用三环链、Φ18×64牵引链配相应连接环和1t矿车的插销连接。

专用车（支架车）间的连接：用Φ18×64牵引链配相应连接环连接。

倾斜井巷运输时，矿用车辆间的连接、车辆与钢丝绳间的连接要求必须符合《煤矿安全规程》第412条的规定要求。

立井和斜井使用的连接装置的性能指标必须符合《煤矿安全规程》第414条的规定要求。

以上车辆的连接方式同时适用于掘进巷道、回采巷道的绞车运输

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钢丝绳的构造  由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量的一层或多层股捻绕成螺旋状。钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形(或异形)丝材，具有很高的强度(抗拉强度为1 400～2 000MPa)、韧性(根据耐弯折次数分为特级、Ⅰ级、Ⅱ级)，并根据使用条件不同可对钢丝表面进行防腐处理(一般场合可用光面钢丝，在腐蚀条件下可用镀锌钢丝，分甲、乙、丙三级)。绳芯采用有机纤维(如麻、棉)、合成纤维、石棉芯(高温条件)或软金属等材料，用来增加钢丝绳的弹性和韧性，储油润滑钢丝，减轻摩擦。   钢丝绳的类型  起重机用钢丝绳采用双捻多股圆钢丝绳。   (1)按捻制特性分为以下几种(图1)

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图1  钢丝绳的类型

1)点接触钢丝绳(也称普通钢丝绳图1a)。采用等直径钢丝捻制，由于各层钢丝的捻距不等，各层钢丝与钢丝之间形成点接触。受载时钢丝的接触应力很高，容易磨损、折断，寿命较低。优点是制造工艺简单、价廉。常作为起重作业的捆绑吊索，起重机的工作机构也有采用。

2)线接触钢丝绳(图1b、c、d)。采用直径不等的钢丝捻制，将内外层钢丝适当配制，使不同层钢丝与钢丝之间形成线接触。这样，在受载时钢丝的接触应力降低。线接触钢丝绳承载力高、挠性好、寿命较长，常用有瓦林吞型(粗细式W，图1b)，西鲁型(外粗型X，图1c)，填充型(密集型T，图1d)等。《起重机设计规范》推荐使用，在起重机的工作机构中得到广泛应用。

3)面接触钢丝绳(也称密封钢丝绳，图1e)。通常以圆钢丝为股芯，最外一层或几层采用异形断面的钢丝，用挤压方法绕制而成。其特点是，表面光滑、挠性好、强度高、耐腐蚀，但制造工艺复杂，价高，起重机上很少使用。缆索起重机和架空索道的承载索必须采用。    (2)按钢丝绳由丝捻成股的方向，与由股捻成绳的方向可分以下几种

1)交互捻钢丝绳(也称交绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相反，由于股与绳的捻向相反(图2a、b)，使用中不易扭转和松散，在起重机上广泛使用。

2)同向捻钢丝绳(也称顺绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相同(图2c、d)，挠性和寿命都较交互捻绳要好，但因其易扭转、松散，所以只用作牵引绳。

3)不扭转钢丝绳。这种钢丝绳在设计时，使股与绳的扭转力矩相等，方向相反，克服了在使用中的扭转现象，在起升高度较大的起重机上已有使用，并越来越受到重视。

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图2  钢丝绳的捻向

钢丝绳的选用  要满足足够的承载能力和寿命要求。  

(1)钢丝绳的计算，采用安全系数法，按工作状态下的最大静拉力计算，公式为：

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式中  F0——钢丝计算破断拉力总和(查钢丝绳性能表)；  

Fmax——作用在钢丝绳上的最大拉力；  

——钢丝绳捻制损失系数(查钢丝绳性能表)；    

n——安全系数，根据工作机构的工作级别(见表1)或用途(见表2)确定。

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注：对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级的工作级别的安全系数。

(2)钢丝绳的寿命。提高钢丝绳寿命，应在卷绕系统的设计上给予注意。配套使用的滑轮和卷筒的直径与钢丝绳的直径比D／d，对钢丝绳寿命影响很大，不得低于设计规范规定的值；滑轮和卷筒应选用铸铁的材料制造，防止由于材料太硬使钢丝绳损伤；应尽量减少钢丝绳弯折次数，避免反向弯折。在使用中加强对钢丝绳的保养和维护。

钢丝绳的使用和维护  

(1)使用检验合格的产品，保证其机械性能和规格符合设计要求，不使用报废钢丝绳。

(2)保证足够的安全系数，必要时，要做受力计算。

(3)起升、变幅机构不得使用编结接长的钢丝绳。  

(4)取物装置处于任何位置，卷筒上必须保留2～3圈的安全圈。

(5)使用中避免两钢丝绳的交叉、叠压受力，防止打结、扭曲、过度弯曲和划磨。  

(6)保持钢丝绳表面清洁和良好的润滑状态。  

(7)坚持每个作业班次对钢丝绳的检查(包括不易看到和不易接近的部位)。

钢丝绳的连接与固定  应与使用要求相符，并达到相应的强度和安全要求。

(1)绳卡连接

1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的85％。

2)绳卡数量根据钢丝绳直径满足要求(见表3)。

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3)绳卡压板应在钢丝绳长头一边；绳卡间距不应小于钢丝绳直径的6倍。

(2)编结连接  

1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的75％。  

2)编结长度不应小于钢丝绳直径的15倍，并不应小于300mm。

(3)其他连接：用楔块楔套、锥形套浇铸法和铝合金套压缩法等的连接，应满足相应的工艺要求，且连接强度应达到钢丝绳的破断拉力。  

钢丝绳的报废

钢丝绳在使用过程中，因强大的拉应力、反复弯折和挤压造成的金属疲劳、由于运动引起的磨损等，使用一段时间后，会出现钢丝绳缺陷，表现在断丝、锈蚀磨损、变形等方面。一般情况下，钢丝绳的破坏首先发生在外层钢丝上。有下列情况之一，则予以报废。   (1)断丝与磨损指标    1)断丝的数达到表4的数值时。

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注：表中断丝数是指细钢丝，粗钢丝每根相当于1．7根细钢丝。

2)钢丝绳锈蚀或磨损时，应将表4断丝数按表5折减，并按折减后的断丝数报废。

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3)吊运炽热金属或危险晶的钢丝绳的报废断丝数，取一般起重机钢丝绳报废断丝数的一半，其中包括钢丝表面磨蚀进行的折减。

4)绳端部断丝。当绳端或其附近出现断丝，即使数量少，如果绳长允许，应将断丝部位切去，重新安装。

5)断丝的局部聚集程度。如果断丝聚集在小于一个节距的绳长内，或集中在任一绳股里，即使断丝数比上面表所列数值少，也应予以报废。

6)断丝的增长率。当断丝数逐渐增加，其时间间隔趋短，应认真检查并记录断丝增长情况，判明规律，确定报废日期。

7)钢丝绳某一绳股整股断裂。、 8)磨损。当外层钢丝磨损达40％，或由于磨损引起钢丝绳直径减小7％。

9)腐蚀。当钢丝表面出现腐蚀深坑，或由于绳股生锈引起的绳径增加或减小。

(2)绳芯损坏。由于绳芯损坏引起绳径显著减小、绳芯外露、绳芯挤出。

(3)弹性降低。一般伴随有下述现象：绳径减小、绳节距伸长、钢丝或绳股

之间空隙减小、绳股凹处出现细微褐色粉末、钢丝绳明显不易弯曲。

(4)变形。钢丝绳失去正常形状产生可见畸变，从外观上看可分为以下几种：波浪形、笼形畸变、绳股挤出、钢丝挤出、绳径局部增大、扭结、局部被压扁、弯折。

(5)过热。受到电弧打击、过烧，或外表出现可识别的颜色改变等。

以六股钢丝绳为例，把端头分成两部分，相邻三股为一部分，打开约一米多或更长一点，把绳芯编在任意一边，根据需要环的大小使两个三股绳在一点（A）按钢丝绳原结构编在一起，最好使两边等长，压一下钢丝绳，使中间出现一个环。

把A点后边的三股钢丝绳与另外三股绳按钢丝绳原来结构编织在一起，一直到钢丝绳端头，最好把麻芯也编到里边，再把端头多余的部分去掉，一个吊环就编成了。

扩展资料：

特点

1、钢丝绳能够传递长距离的负载。

2、承载安全系数大，使用安全可靠。

3、自重重量轻，便于携带和运输。

4、能够承受多种载荷及变载荷的作用。

5、具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性。

6、在高速工作条件下，耐磨、抗震、运转稳定性好。

7、耐腐蚀性好，能够在各种有害介质的恶劣环境中正常工作。

8、柔软性能好，适宜于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途。

参考资料来源：百度百科-钢丝绳