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来源:网络|发布时间:2022-06-20 13:03:41| 浏览数:...
前提条件:55绞车的选型计算满足要求,钢绳符合国家标准。 1 现场勘查结果简介 1.1地质条件:斜巷长76米,坡角23.5°,绞车安装在倾斜巷道上端距变坡点16.8m处,滚筒出绳位置距变坡点17m; 1.2绞车工作情况:3t矿车载有沙子和水泥的比例是2:1,矿车载货从坡顶下行,钢丝绳突然断裂跑车,跑车后,钢丝绳断口平直、整齐,量得矿车上所带钢丝绳长度27m,所用钢丝绳的基本参数如表1。 2 推断 操作工人推矿车前,先预留一定长度的钢丝绳,然后让绞车闸抱死,之后推矿车至变坡点,矿车下行,钢丝绳突然断裂,跑车。根据断绳长度Ld=27m和滚筒出绳位置到变坡点的距离L0=17m,可知断绳前,矿车在斜坡上运行的距离L=Ld- L0=27m-17m=10m,此10m内矿车未受到绞车牵引力的作用,因此在这10m内钢丝绳上没有受到沿绳方向的任何力作用,当到达10米的瞬间,钢丝绳上瞬间加载沿绳方向的作用力F,当F小于钢丝绳的破断拉力总和时,钢丝绳将吸收载重矿车下行时的所有动能,致使矿车速度为零,停止运行,当F大于钢丝绳的破断拉力总和时,钢绳断裂,断裂时要损失一部分能量,所以断裂前后动能不相等,断裂后矿车将以不同于断裂前的速度继续运行。 3 钢丝绳受力前的受力分析 根据现场勘查结果,55绞车钢丝绳受力前的瞬间,以3t矿车的重力作用点O为中心受力分析如图1所示(注释:这个运动过程中钢丝绳质量比较小,可以忽略不计。) G=mg G1=G sinθ G2=Gcosθ f=μG2= μGcosθ G ——载重矿车的重力N; G1——载重矿车沿运动方向的分力N; G2——载重矿车垂直运动方向的分力N; f ——摩擦力N; m——载重矿车的质量kg 3t矿车自重1270kg 载货质量3.3m3×2000kg/m3(转载或为沙子和水泥按2:1的比例装载,沙子容重是1450kg/m3,水泥的容重是3100kg/ m3,所以混合物的容重2000kg/ m3)m=1270+3.3×2000=7870kg; g——是重力加速度取g=9.8N/s2; μ——矿车沿轨道运行的阻力系数,滚动轴承轮对取μ=0.05; ΔL是钢绳的伸长量,由于ΔL<< L+Lc/2,所以ΔL段摩擦力所做的负功忽略不计,那么在矿车的运行满足下列能量守恒方程。 W =mv2/2= GH- f(L+Lc/2) W——钢丝绳内储存的弹性势能为。W=F2Ld/(2EA)[1] F ——钢丝绳上所受的力N; Ld ——断绳长度Ld=27m; E —— 6×19-FC φ21.5mm钢丝绳的弹性模量E=0.863×105MPa [2][3]; A ——钢丝绳横截面积m2,直径21.5mm,A=3.14×(0.0215/2)2=36.29×10-5m2。
W =mv2/2= GX sinθ- fX F’2(X+17)/(2EA)= GX sinθ- fX 代入各已知量得X=1.1m,则安全放钢丝绳长度X+17- Lc/2=1.1+17-1.5=16.6m。 结论 假设不成立,钢丝绳吸收不了断裂前矿车在斜坡上运动的所有动能,所以钢丝绳断裂,发生了跑车事故。质量7870kg的载重矿车后轮离开变坡点前,必须在绞车的牵引力作用下匀速缓慢下放。
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