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機電專業(yè)畢業(yè)論文:煤礦機電設(shè)備選型【礦井機電設(shè)備研究】-資料下載頁

2025-01-16 17:19本頁面
  

【正文】 速的調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)向的變換。交流變頻調(diào)速比直流調(diào)速技術(shù)更先進,工作更可靠。 采煤機要求煤層頂板中等穩(wěn)定,地板起伏不大,不過于松軟,媒質(zhì)硬或中硬,能截割一定的矸石夾層。適應(yīng)于與相應(yīng)的液壓支架,各種型號工作面運輸機配套,實現(xiàn)綜合機械化采煤或放頂煤綜采。 采煤機的設(shè)計參數(shù) 1)采煤機的生產(chǎn)能力 采煤機的理論生產(chǎn)率,是指在額定工況和最大參數(shù)條件下工作的生產(chǎn)率。理論生產(chǎn)率為 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 Qt=60HJvqρ t/h 式( ) =60 = t/h 式中 H—— 工作面平均截割高度,此處 H=; J—— 截深,此處取 J=; vq—— 采煤機截煤時的最大牽引速度,此處取 vq =; ρ =煤的實體密度,此處取 ρ = t/m3。 采煤機的實際生產(chǎn)率比理論生產(chǎn)率低得多,特別是采煤機的可靠性對生產(chǎn)率影響明顯。采煤機的生產(chǎn)率主要取決于采煤機的牽引速度,生產(chǎn)率與牽引 速度成正比。牽引速度的快慢,受到很多方面的影響,如液壓支架移架速度、輸送機的生產(chǎn)率等,同時還受瓦斯涌出量和通風條件的制約。 考慮到采煤機進行必要的輔助工作,工作中發(fā)生的所有類型的停機時間等等因素,從而得到采煤機每小時的實際生產(chǎn)率為 Qm=k1k2Qt 式( ) = = t/h 式中 k1—— 與采煤機技術(shù)上的可靠性和完備性有關(guān)的系數(shù),一般為 ~; k2—— 采煤機在實際工作中的連續(xù)工作 系數(shù),一般為 ~ 。 2)采高 采煤機的截割高度應(yīng)與煤層厚度的變化范圍相適應(yīng)??紤]到頂?shù)装迳系母∶汉晚敯逑鲁恋挠绊?,工作面的實際截割高度要減小,一般比煤層厚度 Ht小 ~ m。為保證采煤機正常工作, 截割高度 H范~)~()~( m a xtm a x ????? mHH 式( ) 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 35 mmHH tm~)~()~( inm in????? 式( ) 為了保證采煤機正常工作,截割高度范圍為 maxH 為 ~ , minH 為 ~ 3)截深 采煤機滾筒切入煤壁的深度稱為截深,它與滾筒寬度相適應(yīng)。截深決定著工作面每次推進的步距,是決定采煤機裝機功率和生產(chǎn)率的主要因素,也是與支護設(shè)備配套的一個重要參數(shù)。 截深與截割高度有很大關(guān)系。截割高度較小,工人行走艱難時,采煤機牽引速度受到限制,為了保證適當?shù)纳a(chǎn)率,宜用較大的截深。反之,截割高度很大時煤層容易片幫,頂板施加給支護設(shè)備的載荷也大,此時限制生產(chǎn)率的主要因素是運輸能力。截深的選擇還要考慮煤層的壓張效應(yīng)。當被 截割的媒體處于壓張區(qū)內(nèi)時,截割功率明顯下降。 為了充分利用煤層壓張效應(yīng),考慮實際情況,截深取 m??捎行p少液壓支架的移架次數(shù),提高生產(chǎn)率。 4)滾筒直徑 滾筒直徑是指葉片截齒齒尖所形成的軌跡圓柱面的直徑。目前采煤機的滾筒直徑在 ~ 。我國規(guī)定的滾筒直徑系列(單位 m)為,,,, 。 雙滾筒采煤機滾筒直徑可按煤層 平均 厚度的 倍選擇 , mD ??? 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 36 根據(jù)實際情況,按照國家規(guī)定的型號,選擇 1600mm 的滾筒。 5)臥底量 下切深度(也叫臥底量)是滾筒處于最低工作高度時,滾筒截割到工作面輸送機中部槽底以下的深度,要求一定的下切深度以適應(yīng)工作面調(diào)斜時割平底板,或采煤機割到輸送機機頭和機尾時能割掉過渡槽的三角煤。 根據(jù)實際情況, 并參考資料,取 293 mm。 6)截割速度 截割速度決定于滾筒直徑和滾筒轉(zhuǎn)速。為了減小滾筒截割時產(chǎn)生的粉塵,提高塊煤率,出現(xiàn)了滾筒低速化的趨勢。滾筒轉(zhuǎn)速對滾筒截割 和裝載過程的影響都比較大,但是對粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是滾筒轉(zhuǎn)速。 根據(jù)實際情況,并參考有關(guān)資料,取定截割速度為 4m/s。 7)牽引速度 牽引速度就是采煤機沿工作面移動的速度,它與截割電動機功率、牽引電動機功率、采煤機生產(chǎn)率的關(guān)系都近似成正比。牽引速度的上限受電動機功率、裝煤能力、液壓支架移架速度、輸送機運輸能力等限制。牽引速度是影響采煤機生產(chǎn)率的最主要參數(shù)。牽引速度有兩種,一種是截割時的牽引速度,另一種是調(diào)動時的牽引速度。前者由于截割阻力是隨機的,變化較大,需通過對牽引速度的調(diào)節(jié)來 控制電動機的功率變化范圍和大小,通過自動調(diào)速使電動機功率經(jīng)常保持近似恒定或防止過載;后者為減少調(diào)動時間,增加截割時間,速度較高。 根據(jù) 設(shè)計要求,采煤機截割時的牽引速度為 m/min。 8)牽引力 影響牽引力的因素很多。煤質(zhì)越堅硬,牽引速度越高,采煤機越重,工作面傾角越大,牽引力就越大。實際選型時,精確地計算牽引力既不可山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 37 能,也無必要。電牽引采煤機都采用無鏈牽引,裝機功率都在 300W以上。根據(jù)設(shè)計要求,經(jīng)過計算,其牽引力為 170 kN。 9)裝機功率 裝機功率包括截割電動機、牽引電動機、破碎機電動機、液 壓泵電動機、噴霧泵電動機等所有電動機功率的總和。裝機功率越大,采煤機適應(yīng)的煤層越堅硬,生產(chǎn)率也越高。裝機功率 P與比能耗 Hw 和理論生產(chǎn)率 Qt有關(guān),即 P=QtHw 式( ) = =284kw 式中 P—— 裝機功率, kW; Qt—— 采煤機理論生產(chǎn)率, t/h; Hw—— 采煤比能耗,堅硬煤取 kW t/h。 比能耗越小,截割功率和牽引功率越小,裝機功率也越小。比能耗與牽引速度近似成反比,呈雙曲線關(guān)系,牽引速度增大到一定值時,比能耗最小,塊煤率也更高,煤塵更少,生產(chǎn)率也更高,稱為最佳截割性能。 采煤機的型號 的確定及其 主要技術(shù)參數(shù) 根據(jù)上述要求初選采煤機型號為 MG300/700WD型采煤機為多電機橫向布置液壓無鏈牽引采煤機。該機裝機功率 700KW,截割功率 2 300KW,牽引功率 40KW,采用變頻調(diào)速系統(tǒng)來控制采煤機牽引速度,使用于采高,傾角≤ 20176。,媒質(zhì)中硬或中 硬以下,含有少量夾矸的長度壁式工作面。該采煤機電氣控制箱為隔爆兼本質(zhì)安全型,具有控制操作、顯示和連線、分線等功能??稍谟型咚够蛎簤m爆炸危險的礦井中使用,并可在海拔不超過 2022m、周圍介質(zhì)溫度不超過 +40℃或低于 10℃、無足以腐蝕和破壞絕緣的氣體與導(dǎo)電塵埃的情況下可靠地工作。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 38 采煤機的型號是 MG300/700WD,其技術(shù)特征如下: 該機的主要技術(shù)參數(shù)如下: ①適應(yīng)煤層 采高范圍( m): 煤層傾角(176。): ≤ 20176。 煤質(zhì)硬度: 中 硬或中硬以下 ②總體 機面高度( mm): 1422 配套滾筒直徑與對應(yīng)臥底量、最大采高和最佳采高范圍: 滾筒參數(shù)統(tǒng)計 滾筒直徑( mm) 臥底量( mm) 最大采高( mm) 最佳采高范圍( m) Φ 1600 293 3600 2— 搖臂擺動中心距( mm): 5360 截深( mm): 630, 800 ③截割部 搖臂結(jié)構(gòu)形式: 整體彎曲臂 搖臂長度( mm): 827 搖臂擺角(176。): — 30176。 截割功率( KW): 2 300 滾筒轉(zhuǎn)速截割速度表 滾筒直徑( mm) 滾筒轉(zhuǎn)速( r/min) 截割速度( m/s): Φ1600 36 、 、 ④牽引行走部: 牽引形式:齒輪銷軌電牽引 牽引功率( KW): 40 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 39 牽引速度( m/min): 0— 牽引力( KN): 500/300 ⑤電機 截割電機 電機型號: YSKBC— 300 額定功率( KW): 300 額定電壓( V): 1140 額定轉(zhuǎn)速( ): 1478 牽引電機 電機型號: YBQYS— 40 額定功率( KW): 40 額定電壓( V): 380 額定轉(zhuǎn)速( ): 1472~2455 ⑥電纜 主電纜型號: UCPQ3 95+1 25+4 10 標稱外徑( mm): Φ 66 截割電機電纜型號: UCPQ3 70+1 16+4 4 標稱外徑( mm): Φ 牽引電機電纜型號: UCP3 50+1 10 標稱外徑( mm): Φ 31-Φ ⑦調(diào)高電機功率( kw): ⑧ 臥底量: 上: 300、下: 100mm ⑨冷卻和噴霧 冷卻: 截割電機、牽引電機、泵箱、搖臂水冷 噴霧方式: 內(nèi)、外噴霧 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 40 供水壓力( Mpa): ≤ 供水流量( L/min): 20 ⑩配套工程面刮板輸送機 型號: SGZ730/400KW 整機重量( T): 42 采煤機截割部傳動系統(tǒng) ( 1)截割部概述:煤機實現(xiàn)落煤、裝煤的主要部件,它分別由左右截割部組成,每個截割部不要由截割部殼體、截割電機、齒輪減速裝置、滾筒等組成,截割部內(nèi)設(shè)有冷卻系統(tǒng)、內(nèi)噴霧等裝置。 截割電機直接安裝在截割殼體內(nèi),齒輪減速裝置全部集中在截割部殼體及行星減速器內(nèi),與傳統(tǒng)的縱向布置的單電機采煤機相比沒有通軸、螺旋傘齒輪、固定減速箱、搖臂回轉(zhuǎn)套等結(jié)構(gòu) ,因此結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,可靠性高。兩個截割部分別用階梯軸同左、右固定箱鉸接,同時通過回轉(zhuǎn)腿與調(diào)高油缸鉸接,通過的伸縮實現(xiàn)左、右截割滾筒的升降。 ( 2)裁割部的傳動系統(tǒng):截割電機的出軸是帶有花鍵的空心軸,通過兩端均為漸開線花鍵( M=2, Z=22)的細長扭矩與截一軸齒輪( M=6, Z=23)相連,電機輸出轉(zhuǎn)矩通過齒輪 Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, Z8 傳動到行星機構(gòu),最后由行星機構(gòu)的行星架輸出,將動力傳給截割滾筒。左、右截割部傳動方式相同,傳動元件通用。根據(jù)用戶要求可以改變滾筒轉(zhuǎn)速。 Z4, Z5為變速齒輪(三對),可以選擇三種不同轉(zhuǎn)速。 截割部的傳動比為: i1=( Z3/Z1) *( Z5a /Z4 a) *( Z8/Z6) *( 1+Z11/Z9) = i2=( Z3/Z1) *( Z5b /Z4 b) *( Z8/Z6) *( 1+Z11/Z9) = i3=( Z3/Z1) *( Z5c /Z4 c) *( Z8/Z6) *( 1+Z11/Z9) = 采煤機牽引 行走 部 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 41 結(jié)構(gòu)特點:牽引行走部包括固定箱和行走路兩大部分組成。固定箱內(nèi)有三級直齒輪傳動和一級行星 傳動。行走箱內(nèi)有驅(qū)動輪、行走輪和導(dǎo)向滑靴。牽引馬達輸出的動力經(jīng)減速后,傳到行走箱的行走輪,與刮板輸送機銷軌想嚙合,使采煤機行走。大象滑靴通過銷軌對采煤機進行導(dǎo)向,保證行走輪與銷軌正常嚙合。 為使采煤機能在較大傾角條件下安全工作,在固定箱內(nèi)設(shè)有液壓制動器,能可靠防滑。 傳動系統(tǒng):牽引馬達出軸花鍵與牽一軸齒輪相聯(lián),將馬達輸出轉(zhuǎn)矩通過齒輪 Z Z Z Z Z Z7傳給行星機構(gòu),經(jīng)行星減速,最后由行星架輸出,傳給行走箱內(nèi)的驅(qū)動輪 Z11,驅(qū)動輪 Z11與行走輪 Z12相嚙合,再由行走輪 Z12與工作面刮板輸送機上的 銷軌嚙合,使采煤機來回行走。牽一軸另一端通過花鍵與液壓制動器相連,實現(xiàn)牽引機構(gòu)的制動。 采煤機的 液壓傳動方式 液壓傳動系統(tǒng)包括牽引液壓系統(tǒng),其中牽引液壓系統(tǒng)又可分為主油路系統(tǒng)和保護系統(tǒng)。主油路系統(tǒng)包括:主回路、補油回路和熱交換回路。保護系統(tǒng)包括截割電機功率超載保護、恒壓控制、高壓保護、低壓保護(又稱失壓保護)、調(diào)高液壓系統(tǒng)。 調(diào)速機構(gòu) 調(diào)速機構(gòu)用三級圓柱齒輪和一級行星齒輪減速,其中第二級齒輪為變換齒輪,可以用改變齒輪齒數(shù)來改變滾筒轉(zhuǎn)速,離合機構(gòu)設(shè)置在電動機尾部。 采煤機 輔助裝置 拖電纜裝置:拖電纜裝置由拖纜架、上下壓板、 Y聯(lián)接板、銷、電纜夾板等組成,當采煤機沿工作面運行時,拖曳并保護電纜和水管,使其在拖曳時平緩過渡,不會因受力而損壞,拖攬裝置固定
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