多繩摩擦提升系統(tǒng)井口相對(duì)位置的精確計(jì)算

李建光

(中煤國(guó)際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司，北京100120)

多繩摩擦提升系統(tǒng)按提升方式分為落地式和井塔式。對(duì)于落地式提升系統(tǒng)，井口相對(duì)位置計(jì)算涉及2根弦(摩擦輪和上、下天輪之間的弦長(zhǎng))，3個(gè)角(摩擦輪圍抱角、上出繩角、下出繩角)，3段弧(摩擦輪圍包弧、上天輪圍包弧、下天輪圍包弧);對(duì)于井塔式提升系統(tǒng)，要確定1根弦(摩擦輪和導(dǎo)向輪之間的弦長(zhǎng))，1個(gè)角(摩擦輪圍抱角)，2段弧(摩擦輪圍包弧、導(dǎo)向輪圍包弧)。這幾個(gè)參數(shù)對(duì)多繩摩擦提升選型計(jì)算有一定影響，所以其精確計(jì)算非常有必要。

1 落地式提升系統(tǒng)

1.1 上天輪弦長(zhǎng)、圍包弧長(zhǎng)及上繩仰角

如圖1所示，O1、O2分別為摩擦輪、上天輪圓心，AB為弦長(zhǎng)，連接O1O2，O1A，O2B，過(guò)O2作O2C⊥O1A并交 O1A于點(diǎn) C，則四邊形 CABO2為矩形。

過(guò)O1作垂直輔助線，過(guò)O2作水平輔助線，兩直線相交于點(diǎn)D，O1D交AB于點(diǎn)R，O2D交AB于點(diǎn)E，顯然∠O2EB為上繩仰角。DO2的延長(zhǎng)線交上天輪于點(diǎn)S，S為鋼絲繩切點(diǎn)，顯然為上天輪圍包弧。

已知O1A，O2B，O1D，O2D。

AB∥CO2，∠O2EB=∠DO2C=∠O1O2D-∠O1O2C，∠BO2E=90°-∠DO2C=90°-∠O1O2D+∠O1O2C，∠SO2B=180°-∠BO2E= 90°+∠O1O2D-∠O1O2C。

1.2 下天輪弦長(zhǎng)、圍包弧長(zhǎng)及下繩仰角及

如圖1所示，O3為下天輪圓心，GF為弦長(zhǎng)，連接O1O3交GF于點(diǎn)H，連接O1F，O3G，過(guò)O3作O3I⊥O1F并交O1F的延長(zhǎng)線于點(diǎn)I，則四邊形O3IFG為矩形，GF=O3I，O3G=IF。

如圖1所示，過(guò)O1作水平輔助線，過(guò)O3作垂直輔助線，兩直線相交于點(diǎn)L，O1L交GF于點(diǎn)K，交O3I于點(diǎn)J，顯然∠GKL為下繩仰角。

如圖1所示，過(guò)O3作水平輔助線O3T交下天輪于點(diǎn)T，T為鋼絲繩切點(diǎn)，顯然為上天輪圍包弧。

已知 O1L，O3L，O1F，O3G，O1I=O1F+IF= O1F+O3G。

在Rt△O1FK中，∠O1KF=90°-∠KO1F。

∠KO1F=∠O3O1I-∠O3O1L，所以∠GKL=∠O1KF=90°-∠O3O1I+∠O3O1L。

由∠O3JL=∠O1JI，在Rt△O1IJ中，∠JO1I= 90°-∠O1JI=90°-∠O3JL。在 Rt△O3LJ中，∠LO3J=90°-∠O3JL;∠LO3J=∠JO1I=∠O3O1I -∠O3O1L。

1.3 摩擦輪圍抱角及圍包弧長(zhǎng)

如圖1所示，鈍角∠AO1F為摩擦輪圍抱角，為圍包弧。在Rt△DER中，∠DRE+∠DER= 90°;在Rt△AO1R中，∠ARO1+∠AO1R=90°。

2 井塔式提升系統(tǒng)

如圖2所示，O2、O3分別為摩擦輪、導(dǎo)向輪圓心，MQ為弦長(zhǎng)。連接O2M、O3Q、O2O3，O2O3交MQ于點(diǎn)P。過(guò)O2作O2N⊥O3Q，交O3Q的延長(zhǎng)線于點(diǎn)N。過(guò)O2作水平輔助線，左側(cè)交摩擦輪于點(diǎn)S，S為鋼絲繩切點(diǎn)，顯然鈍角∠SO2M為摩擦輪圍抱角，為摩擦輪圍包弧。過(guò)O3作垂直輔助線，與過(guò)O2的右側(cè)水平輔助線相交于點(diǎn)U。過(guò)O3作水平輔助線，交導(dǎo)向輪于點(diǎn)T，T為鋼絲繩切點(diǎn)，顯然∠TO3Q為導(dǎo)向輪圍抱角為導(dǎo)向輪圍包弧。

已知:O2M，O2U，O3T，O3U。

摩擦輪和導(dǎo)向輪弦長(zhǎng)推導(dǎo)過(guò)程可參考摩擦輪和下天輪弦長(zhǎng)。2摩擦輪圍抱角及圍包弧長(zhǎng)推導(dǎo)過(guò)程可參考下天輪圍包弧長(zhǎng)。

3 結(jié)語(yǔ)

將多繩摩擦提升系統(tǒng)井口相對(duì)位置做精確計(jì)算，過(guò)程并不復(fù)雜，相比以往計(jì)算公式，精確度卻得到了保證，從而不至于影響整個(gè)選型計(jì)算，有必要推廣。

［1］吳忠益.落地式提升機(jī)井口相對(duì)位置的精確計(jì)算式探討［J］.煤礦設(shè)計(jì)，1985(4):47-50.

［2］周迺榮，嚴(yán)萬(wàn)生.礦山固定機(jī)械手冊(cè)［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，1986.

［3］于勵(lì)民，忤自連.礦山固定設(shè)備選型使用手冊(cè)［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2006.

［4］李玉瑾.多繩摩擦提升系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究與工程設(shè)計(jì)［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2008.