[发明专利]矿山建井施工中天轮平台的选取方法

权利要求书

1.一种矿山建井施工中天轮平台的选取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S10，对导向天轮和工作天轮进行受力分析；根据受力分析结果，以及钢丝绳自重、钢丝绳终端载荷、天轮重量、钢丝绳仰角，计算出作用在一根天轮梁上的力；

步骤S20，建立天轮梁受力的力学模型，按照天轮梁只承受正压力，只承受工作天轮水平力，只承受导向天轮水平力进行单独作用计算，然后在纵坐标叠加，绘制合成剪力图和合成弯矩图，得到综合受力结果；

步骤S30，根据综合受力结果以及弯曲强度条件，初选天轮梁，确定天轮梁型号，并查询该型号天轮梁的相关参数；弯曲强度条件的表达式为：

W_x≥M_x/153.75×10⁶

W_x表示所选天轮梁的弯曲截面模量；M_x为最大弯矩；

步骤S40，以设计标准为依据，对初选的天轮梁进行压弯构件强度验算，受弯构件受剪强度验算，轴心受压构件长细比验算，以及压弯构件的稳定性验算；其中，

如果验算结果均满足设计标准，则初选天轮梁作为最终使用天轮梁；

如果验算结果有一项不满足设计标准，则需要重新选择天轮梁，并进行天轮梁验算；

压弯构件强度验算中，强度计算公式为：

(N/A)+[M_x/(1.05·W_x)]

N表示天轮梁所承受的最大轴力；A表示所选天轮梁的截面面积；M_x表示天轮梁所承受的最大弯矩；W_x表示所选天轮梁的弯曲截面模量；

将压弯构件强度计算结果与标准中抗拉、抗压、抗弯强度设计值进行比较，如果小于或等于设计值，则所选天轮梁满足设计标准；否则，不满足设计标准，重新选择天轮梁；标准中抗拉、抗压、抗弯强度设计值为205MPa；

受弯构件受剪强度验算中，标准中抗剪强度设计值为120MPa；

压弯构件的稳定性验算中，

弯矩作用平面内稳定性计算，计算公式为：

N/(A·201.105×10⁶)+M_x/[W_x·(1-0.8N/N＇_EX)·215.25×10⁶]

N表示天轮梁所承受的最大轴力；A表示所选天轮梁的截面面积；M_x表示天轮梁所承受的最大弯矩；W_x表示所选天轮梁的弯曲截面模量；

N＇_EX＝18.823×10¹¹·A/λ_x²

A表示所选天轮梁的截面面积；λ_x表示x方向上的长细比；

将弯矩作用平面内稳定性的计算结果与1比较，如果不大于1，则所选天轮梁满足设计标准，否则，不满足设计标准，重新选择天轮梁；

弯矩作用平面外稳定性计算中，计算公式为：

N/(A·88.355×10^-6)+M_x/[φ_b·W_x·205×10⁶]

其中，φb＝1.07-λ_y²/44000；N表示天轮梁所承受的最大轴力；A表示所选天轮梁的截面面积；M_x表示天轮梁所承受的最大弯矩；W_x表示所选天轮梁的弯曲截面系数；λ_y表示y轴方向上的长细比；

将弯矩作用平面外稳定性的计算结果与1比较，如果不大于1，则所选天轮梁满足设计标准，否则，不满足设计标准，重新选择天轮梁。