采煤机及刮板机的选型.doc

第一章 采煤机的选择机械化采煤工作面根据支护类型的不同可以分为普采和综采，本设计中采区原始数据如下表：采 区 原 始 数 据煤层厚度（M）截割阻抗（牛顿/毫米）煤层倾角（）顶板条件工作面长度（M）设计生产量（万吨/年）生产安排HmaxHmin老顶直接顶2.3根据所支架情况而定817039该工作面煤层厚度较厚，煤层倾角厚度变化不大，该煤层地质条件较稳定，没有大的断层、夹矸，该工作面生产能力较高，因此我们采用综合机械化采煤生产工艺。一、采煤机性能参数的计算与决定1. 滚筒直径的选择双滚筒采煤机的滚筒直径应大于最大采高的一半，按经验公式双滚筒采煤机的滚筒直径D=(0.520.6) hmax=0.62.3=1.38米，初步选取滚筒直径为1.4米。2. 截深的选择滚筒截深是采煤机工作机构截入煤壁的深度，截深的确定与煤层的压张效应，截割阻抗（截齿截割单位切削厚度所对应的截割阻力）大小，煤层厚度、倾角、顶板稳定性及采煤机稳定性有关。本设计中采煤机的工作在厚煤层中截深宜小，可取0.5米，但国内的采煤机为了制造方便截深一般为0.6米，故本设计中采煤机的截深取0.6米。3. 滚筒转速及截割速度滚筒的转速对能耗、装载、煤尘影响很大,由公式采煤机截齿的最大切削厚度可知，当采煤机一条截线上安装的截齿数m、牵引速度v已定时转速n愈高，煤尘产生量愈大，截割部耗能也就愈高。在实践中滚筒转速愈高则循环愈快，采煤机装煤效果不好。一般认为滚筒的转速控制在3050转/分为宜。本设计中滚筒转速n=45转/分滚筒的转速及直径确定后采煤机的截齿截割速度也就定了，一般控制在4米/秒。4. 采煤机的最小设计生产率采煤机的最小设计生产率用公式表示为= 1300/240.2=270.83吨/小时 式中：W采煤机的日平均产量，查表可知W=39104/300=1300吨。5. 采煤机截割时的牵引速度及生产率1）根据采煤机的最小设计生产率Qmin决定牵引速度V1270.83/602.30.61.35=2.42米/分式中Qmin-采煤机的最小设计生产率，这里取270.83吨/小时。H-采煤机平均采高，这里取2.3米。B-采煤机截深，这里取0.6米。r-煤的容重，这里取1.35吨/米32）按截齿最大切削厚度决定牵引速度V2采煤机在工作过程中滚筒及按一定的转速n运动，由按一定的牵引速度v运动，滚筒的切削厚度按照月牙规律变化，如果滚筒的截齿数为m，则截齿的最大切削厚度hmax用公式表示如下：hmax= 毫米 当m、n一定时hmax与v成正比关系，当hmax大于齿坐上截齿伸出长度，使齿座及螺旋叶片也参与截割，则截割阻力及功率剧增，使齿座受到磨损，造成截齿不能正常工作。为了避免上述情况的发生，一般截齿的最大切削厚度应小于截齿伸出齿座长度的70%，按照这一要求采煤机的牵引速度V2可用下式表示。 4.05米/分式中：-截齿在齿座上伸出长度的70%（毫米）国产径向截齿大约为4455毫米，切向截齿大约为4152毫米，这里取45毫米。m-采煤机采煤机一条截线上安装的的截齿数，这里取2个n-采煤机滚筒的转速，这里取45转/分。3）液压支架的推移速度决定的牵引速度V3支架的推移速度应大于采煤机的牵引速度，才可以保证采煤机安全生产。故V3支架的推移速度。在这里我们取V3=6米/分由以上的计算，采煤机截割时的牵引速度V应该在这个范围内V1VV2，即V在2.424.05米/分之间，并且VV3=6米/分，故而我们确定采煤机的牵引速度V=4米/分采煤机的牵引速度确定V后,采煤机的生产率Q为：Q=60HBVr =602.30.63.51.35=392吨/小时6. 采煤机所需电机功率采煤机工作过程中受到的影响因素较多，我们很难精确的计算出采煤机的电机功率，为此我们采用比能耗来估算采煤机的电功率。采煤机比能耗值可由公式HX= =0.781 式中：AX-采煤机的截割阻抗，取355牛顿/毫米。A-基准煤的截割阻抗，取200牛顿/毫米。HB-基准煤的比能耗，取0.44对于双滚筒采煤机前部滚筒的比能耗值为HX =0.781，则后滚筒的比能耗值为：HX =K3 HX =0.7 0.781=0.547式中K3-后滚筒工作条件系数，查表得0.7双滚筒采煤机的滚筒直径以采高的52%计算，则双滚筒采煤机所需单电机功率为：=392(0.60.781+0.40.547)/20.81=129KW K1-功率利用系数，这里取0.8K2-功率水平系数，这里取1由计算选择功率为2160KW电机2台作为采煤机主电机。7. 牵引力由于工作环境的复杂，采煤机牵引力无法精确给出，我们可以根据采煤机的电机功率2*160KW，选择牵引力为360kN的采煤机。二、初选采煤机及其设备配套依据以上所计算的采煤机的各种数据列表如下-表3采高滚筒直径截深生产率牵引力牵引速度滚筒转速n电机功率2.3米1.4米0.6米Q=447T/h-300千牛4.05米/分45转/分2 160KW根据该表可以选择无锡创力矿山设备有限公司生产的MG160/380-WDK型采煤机。三、初选采煤机的主要技术参数校验1.最大采高hmax的校核=1.61.4/2=3.4米2.3米该采煤机符合要求。式中：A-采煤机采高，这里取1.6米H-采煤机截割部减速箱高度，一般等于电机高度，这里取0.6米L-摇臂长度（摇臂摆动中心到滚筒中心的距离）,这里取1.6米amax-摇臂向上摆动最大角,这里取62D-滚筒直径,这里取1.4米2.最小采高hmin的校核hminA+h1+ h2A-采煤机采高，这里取1.6米h1-支架或绞顶梁的高度，这里取0.1米h2-过机高度（顶梁与采煤机上平面之间的距离），这里取0. 1米主要技术特征序号项目数据单位1设计生产能力708t/h2采高1.4-3.15m3装机功率381kW4供电电压1140v5滚筒直径1400mm6截深630mm7牵引力360/270KN8牵引速度0-7.5/10m/min9灭尘方式内外喷雾10拖电缆方式自动直拖电缆11摇臂长度1800mm12 电机尺寸693*550*615mm13适应煤层倾角35则hmin=1.85A+h1+ h2=1.80米所以所选采煤机符合要求。第二章刮板输送机选型一、确定刮板运输机1.工作面的生产能力Qc=392吨/小时2.选择输送机刮板输送机的输送能力应略大于Qc，我们选择SGZ630/180可弯曲刮板输送机。该刮板输送机的主要技术数据如下：圆环规格破断力刮板间距形式输送量输送速度设计长度电机功率电压等级中部槽规格2-22*86-C610KN1104mm中心双链400t/h1.07m/s150m2*90kw660v/1140v1250*630*257mm3. 运行阻力核算 (1)重段直线段的总阻力Wzh=(q+q11)Lgcos +(q+q1) Lgsin=（1570.6+24.390.4）1509.81cos10+(157+24.39) 1509.81sin10=196996.65N式中：q-中部溜槽单位长度载重，这里取157kg/mq1-刮板链单位长度质量，这里取24.39kg/m-物料在溜槽中移行的阻力系数，这里取0.61-刮板链在溜槽中移行的阻力系数，这里取0.4L-刮板输送机铺设长度，这里取150米。-刮板输送机铺设倾角，这里取10g-取9.8牛顿/千克(2)空段直线段的总阻力Wk= g1Lg (1cossin)=24.391509.81(0.4cos10+sin10)=20370.07N(3)弯曲段的附加阻力a.重段弯曲段的附加阻力Wzhw=0.1 Wzh=0.1196996.37=19700Nb.空段弯曲段的附加阻力Wkw=0.1 Wk=0.120370.07=2037N4. 刮板链张力计算1)本设计中，因为0.6 Wzh 0.4 Wk=1471180，最小张力点为1点。 刮板机各点张力示意图2)按弯曲几何关系，求算中部槽弯曲段的中心角a。弯曲段半径R=L/2*sin(a/2)=1.5/2*sin15=28.65mL-中部槽的长度，取1.5米。a-相邻中部槽的最大折曲角，取3弯曲段全长Lw=a-机身推移距离，取0.6米。弯曲段中心角a=arcsin3）用逐点法求各点张力取最小张力点张力s1=0按弯曲段距工作面上端5米，L=5ms1=0 s2=s1+q1Lg(1cossin)=0+24.3959.81（0.4cos10sin10）=264Ns3=11157Ns4=s3+ (LLwL)=11157+196997 (1508.275) /150=190726NS5=S40.6(WZH+WK)=1907260.6（196997+20370）=60306NS6=S5+ (LLwL) =60306+20370 (150-8.27-5)/150 =78874NS7=89676NS8=S7+L=89676+20370*5/150=90355N5. 牵引力电机功率的计算计算等效功率a. 上部电动机驱动功率Nd=72式中Nd-等效功率，KW; Nmax-刮板输送机满负荷时所需电机最大功率，KW；取传动系统的效率为0.85， Nmax=110KWNmin-刮板输送机空载时电机最小功率，Nmin=24kw