矿山机械与设备复习资料

1、矿山机械与设备第一章 刮板输送机1. 液力偶合器结构特点 ：（1）电动机、弹性联轴器、后辅助室外壳、泵轮连接在一起，泵轮与透平轮外 壳用螺钉相连。当电动机带动泵轮转动时，整个外壳一起转动，此为主动部件。（ 2）透平轮固定在从动轴的轴套上， 与减速器的输入轴相连接， 此为从动部件（3）泵轮与透平轮外壳通过轴承支承在轴上，泵轮与透平轮之间没有任何刚性 连接，两者之间可以相互自由转动。（4）泵轮与透平轮是液力偶合器的主要工作部件，两者都是由高强度铝合金铸 成，且都有轴平面径向叶片。（5）泵轮与透平轮装配好以后，两轮的径向槽相互吻合并形成若干个小环形工 作腔。（ 6） 外壳上的易熔合金塞的作用 ：当工

2、作腔内的油温超过允许值时易熔合金熔 化，油液喷出，使泵轮空转，防止电动机烧毁和损坏其他转动部件。2. 液力偶合器工作原理：电动机空载启动 ，带着泵轮和透平轮外壳不断提高转速， 液力偶合器的工作液体便被泵轮叶片驱动， 在离心作用 下，泵轮将机械能转变为 液体能传递给涡轮叶片， 高速旋转的液体冲击涡轮， 把能量传给涡轮， 使之克服 负载的阻力而转运。3. 在矿山机械设备中，为何普遍采用液力偶合器作为传动部件？答：电动机与工作机的传动介质为液体， 其优点是其它动力连接设备所不可比 拟的。其优点如下：（1）能改善电动机启动性能（2）具有过载保护作用（3）能减缓传动系统的冲击振动（4）在多电动机传动系统

3、中，能均衡各电动机的负载。4. 液力偶合器使用注意事项 ：（1）油介质严禁以水代油；（2）装到设备上的液力偶合器禁止去掉保护罩；（3）要有备用的易熔合金塞，严禁用木塞、螺栓之类代替（4）输送机应空载启动5. 刮板输送机型号意义SGB（D/Z）-630/80S 输送机； G刮板；B 边双链； D中单链；Z 中双链； 630输送机槽宽（ 630mm）；80 电机功率 80KW6. 刮板输送机选型计算（1）输送能力的计算Q=3.6qv=3600Fv q: 输送机每米长度上货载质量， kg/mF：刮板机中间槽槽体的有效装载截面积 , mV：圆环链速度 （ 一般为 0.50.9m/s）：装满系数 （ 一

4、般为 0.650.9）：煤的堆积密度， t/m 3非机械化采煤工作面所需要运输能力 Qc=kQp采煤机或刨煤机工作面所需要运输能力 Qc=Q0v/（v+v 0/60）K: 运输不均匀系数，爆破装煤取 2Qp: 工作面平均小时生产率， t/h: 采煤机工作面平均小时生产率， t/hv0: 采煤机或刨煤机的牵引速度， m/min(2 )刮板输送机运行阻力、链条张力计算 平直刮板输送机运行阻力计算：重段阻力 Wz=(qw'+q0f1)Lcos+(q+q0)Lsin g 回空段阻力 Wk=q0L(f 1cos +sin )f 1: 刮板连在中部槽中的移动阻力系数 ,0.4w'：货载在中

5、部槽中的移动阻力系数 0.6 q0：刮板连每米质量， kg/m ：安装角度 , 度L 铺设长度， m链条张力计算逐点计算法的计算原则： 链条在某一点上的张力等于沿其运行方向后一点的张力 与这两点间的运行阻力之和。最小张力点的判断：(1)一个传动装置的输送机：其最小张力点在主动链轮的分离点1 处，而最大张力点在主动链轮的相遇点 4 处。(2)传动装置两头布置，由于每个链轮的相遇点张力均大于分离点的张力，故1 点和 3 点都可能是最小张力点，需对它们进行判断。 ( i 取 2)Wz WK 0， S1 S3,S3 SminWz WK 0，S1 S3, S1 SminSmini (1960 2940)

6、(3) 刮板输送机运行牵引力、功率计算(4) 刮板输送机链条选取及强度验算补充：桥式转载机1. 作用：将工作面刮板运输机运出的煤转载到胶带运输机上， 是一个转载设备。2. 桥式转载机与刮板运输机有什么相同和不同点？桥式转载机实际上是一个结构特殊的短刮板运输机，其传动系统和驱动装置 与刮板运输机相同。 其不同点是机身一段悬桥结构， 用来与可伸缩胶带运输机搭 接。第二章 带式输送机1. 常用带式输送机（ 1）固定带式输送机 ：输送机安装在固定机架上，机架落地，不需移动。多用 于选煤厂、斜井、露天运输等。（2）可伸缩带式输送机（ 3）吊挂带式输送机 ：可用在工作面运输巷及采区上下山（ 4）钢绳芯带式

7、输送机 ：输送带有很高强度，能够实现单机长距离运输、简化 系统、提高效率。2.托辊作用 ：支撑输送带，减少运行阻力，并使输送带的垂度不超过一定限度， 以保证输送带平稳运行。3. 托辊组布置 ：槽形托辊组，悬挂托辊组，缓冲托辊尊，调心托辊组。4. 挠性体摩擦传动欧拉公式 ：输送带在整个围抱弧上处于极限状态，相遇点最大张力 SY,max与 满足：SY,max= e相遇点张力随负载增加而增加，当负载过大，输送带不动，主动滚筒打滑，f 为防止打滑，必须满足： SY,max e5. 单滚筒输送带输送机传动装置可能传递的最大牵引力：W0max=SY,max- SLef=SL(e f-1 )实际可能达到的牵

8、引力 ：W=W0max/n=SL（e f-1 ）/n6. 提高传动装置牵引力的措施：（ 1）增加输送带拉紧力。 但同时会增加胶带断面，使传动装置尺寸加大，故不 宜采用。（ 2）增大围包角 。可采用双滚筒或多滚筒传动。单滚筒传动时，可采用导向滚 筒的方法使围包角达到 230°左右。（ 3）增加摩擦系数 。通常都在滚筒表面包一层摩擦系数较大的物质来达到， 即 包胶或铸胶滚筒。特别是在潮湿的环境中。7. 型号意义8. 选型设计计算（1）满足输送能力的输送带宽度、速度的计算；带宽 B=3a max ，a货载块度 （mm）速度 v=A/kc B2,c 输送机倾角系数， k货载断面系数， 货载

9、集散密度（2）输送带运行阻力计算直线段弯曲段3）输送带张力计算；Sn 1 Sn Wn n 14）输送带垂度的验算5）输送带强度的验算普通型输送带帆布层数 i 的计算6）牵引力和电机功率计算9. 带式输送机的主要组成部分：输送带、驱动装置、托辊、滚筒、机 架、拉紧装置、辅助设备、机电保护装置。第三章 矿用机车及车辆1. 矿用车辆 包括： 标准窄轨车辆 （矿车 ） 、无轨机动车辆 、卡轨车辆、单轨吊 挂车辆。2. 矿车类型 ： 固定车厢式矿车材料车 平板车翻转车厢式矿车人车专用矿车底卸车厢式矿车3. 矿车的两个重要经济技术指标容积利用系数：有效容积与外形尺寸所得容积的比值，越大越好。车皮系数 ：矿

10、车质量与货载质量的比值，越小越好。4. 矿用电机车 主要用于井下运输大巷和地面的长距离运输。 我国煤矿使用的电 机车都是直流串激电动机。 按供给直流电源的方式分， 有 架线式 和蓄电池式 两种5. 列车运行三种状态：（1）牵引状态 ：列车在牵引电动机产生的牵引力作用下加速启动或匀速运动。（2）惯性状态 ：牵引电动机断电后， 列车靠惯性运行，一般这种状态为减速运行。（3）制动状态 ：列车在制动闸瓦或牵引电动机产生的制动力矩作用下减速运行或 停车。牵引状态作用在列车上的力有三个： F-WWa=0静阻力 （只考虑基本阻力和坡道阻力） W=W0+Wi基本阻力 W0=（ P+Q）g坡道阻力 Wi =+（

11、P+Q）sin 惯性阻力 （亦称动阻力 ,与运行方向相反 ） Wa=（ P+Q）（ 1+ ） a 电动机所必须产生的 牵引力 F（ 与列车运行方向一致 ）F=（P+Q）（ +i）g+1.075aP: 电机车质量， tQ: 矿车组质量 ,t: 惯性系数 ,0.075a: 列车加速度， 0.03-0.05m/s2惯性状态： W+Wa=0减速带 b=制动状态：牵引力为零，施加一个制动力 B -B-W+Wa=0制动力 B=(P+Q) ( +i)g+1.075b电机车选型运输计算1. 主要原始数据 ：(1) 生产条件(瓦斯等级情况、通风方式等)(2) 设计生产能力(3) 加权平均运输距离 : 电机车同时

12、服务于两个以上的装车站， 装车站班生产率分 别为 A1、A2、 An，各装车站距井底车场的运输距离分别为 L1、 L2、Ln。LA1L1A2 L2An Ln1 2 n(4) 线路平均坡度 。 i p = (i1L1+i2L2+i3L3) / (L1+L2+L3)2. 选型计算的内容：(1) 电机车类型选择(2) 电机车粘着质量的选择(3) 列车组成计算按以下三个条件来进行计算，计算的结果取其最小者：1000( P Q z)( z i p )g 1.075 a 1000 Pn g牵引电动机允许温升条件（电机温度升高不超过规定值） ；（实质上就是按照电动机的等值电流不超过长时电流的条件）牵引电动机

13、的输出功率有小时制和长时制之分：小时制功率 ：电机连续运行一小时， 所能输出的最大功率， 它是电动机的额定功 率。长时制功率 ：电机在允许温升下，电动机长时连续运行时， 所能输出的最大功率。等值牵引力Ty=t z+t k（ 总运行时间等于重车运行时间 +空车运行时间 ），调车系数； 停车及调车时间 ,18-22min为了使计算进一步简化，假定列车是在理想的等阻坡度上运行。 在等阻坡度 （取 2%）上运行，重列车下坡时的运行阻力等于空列车上坡时的运行阻力。 =Ty/（T y+ ）为了使牵引电动机温升不超过允许温升， 电机车的等值牵引力应不大于长时牵引力，即：列车的制动条件（在规定的距离内能制动停

14、车） 按这三个条件计算的结果取其最小者（4）列车组成验算 : 验算实际的电动机的温升和列车制动距离(5) 电机车台数的确定第四章 矿井提升设备的组成及立井提升系统选型计算1. 矿井提升设备的任务 ：提升煤炭、矸石 、升降人员和设备，下放材料大型机 械设备。2.矿井提升设备主要包括 提升容器，提升钢丝绳 ，提升机，井架(或井塔) ，天轮 及装卸载设备、电气控制设备等 。3. 提升容器分类：4. 罐笼型号示例： G L G Y 1/6/2/2 KG罐笼L 立井提升G 刚性罐道（钢丝绳罐道 S）Y 异侧进出车1/6/2/2 矿车名义载重 1t/ 轨距 600mm罐/ 笼层数 2层/ 装载矿车总数 2

15、辆K 宽型罐笼（窄型不标注）5. 箕斗型号示例： J L 4 J箕斗L立井4名义载荷质量 t6. 提升钢丝绳的结构 矿用提升钢丝绳都是丝股绳结构。 钢丝的韧性：特号、号、号三种。提物可用特号和号，提人必须用 特号。钢丝捻成绳股时， 有股芯， 股芯由不同截面形状的钢丝组成， 在由股捻制 成绳时要有绳芯，绳芯由金属绳芯和纤维绳芯。7. 绳芯的作用：支持绳股，使绳富有弹性，并可贮存润滑油，防止内部钢丝腐 蚀生锈，并减少钢丝之间的摩擦。8. 立井提升设备的选型计算 （1）提升容器的选择与计算（经济速度法） 经验提升速度 一次提升时间 （2）提升钢丝绳的选择计算 原则是：钢丝绳应按最大静载荷并考虑一定的

16、安全系数来进行计算3）提升机和提升电动机的选择、卷筒直径 D安装于地面的提升机 D>=80dD>=1200d 为提升钢丝绳直径； 为提升钢丝绳中最粗钢丝直径井下提升机D >=60d； D>=900二、卷筒宽度 B 提升高度 H， m； 钢丝绳试验长度，规定每半年剁绳头一次，每次剁掉5m，按提升钢丝绳的使用寿命为三年计，则试验长度为 30m；卷筒表面保留三圈摩擦圈，以便减轻钢丝绳在卷筒固定处的张力三、提升电动机预选（4）提升机与井筒相对位置的确定 天轮，井架高度，钢丝绳外偏角和内偏角，钢丝绳弦长Lx，卷筒中心线至井筒中心线的水平距离 Ls，复算钢丝绳弦长及内外偏角值。（5

17、）提升系统的变位质量计算（6）确定运动各参数（7）各阶段拖动力（8）验算提升电动机容量（ 9）耗电量计算9. 箕斗提升速度图箕斗提升的运动规律如图所示：初加速阶段 ：空箕斗在卸载曲轨中向下时运行速度受到限制， 以比较小的加速 度 a0 运行，保证离开曲轨时的速度不超过 1.5m/s ，以免设备受到过大的冲击； 主加速阶段 ：离开曲轨后，为了短时间使速度从 v0 增加到 vm，所以以较大的 加速度 a1 运动； 等速阶段 ：箕斗以最大速度 vm做等速运动； 主减速阶段 ：箕斗接近井口时以加速度 a3 进行减速保证到井口时速度不大于 0.5m/s ； 爬行阶段 ：箕斗以爬行速度 v4 运行，运行一

18、段时间后进入卸载曲轨； 抱闸停车阶段 ：在最后 5s 左右的时间内箕斗到达停车位置， 电动机切断电源， 提升机抱闸停车。普通罐笼提升，由于没有卸载曲轨的限制，故没有初加速阶段第五章 斜井提示系统选型计算1. 串车（双钩）提升系统的选型计算（1）一次提升量的确定 提升长度 L 的确定 速度图参数的确定 一次提升循环时间 T%的确定2）钢丝绳的选择3）提升机选择计算4）提升机与井筒的相对位置的确定 天轮井架高度钢丝绳弦长提升机卷筒中心至天轮中心的水平距离Ls5 偏角计算5）预选电动机6）串车提升系统动力学计算2. 为什么要验算自然加速度、自然减速带？矿山排水设备1. 矿水：涌入矿井的水统称为矿水。

19、分为自然涌水和开采工程涌水2. 矿井涌水量 ：单位时间内涌入矿井水仓的矿水总量。3. 最大涌水量 :通常在雨季和融雪期出现涌水高峰，此期间的涌水量称为最大涌 水量。4. 正常涌水量 ：除最大涌水期外其他时期的涌水量变化不大， 一年内持续时间较 长，此期间的涌水量称为正常涌水量。5. 含水系数 ：即相对涌水量， 同时期内相对于单位煤炭产量的涌水量。 Ks=24q/Ar （q,矿井涌水量； Ar 同期内煤炭日产量）6. 水仓的作用： 储存矿水和沉淀矿水。 （主泵房水仓必须能容纳 8h 正常涌水量， 流速必须低于 0.005m/s ，流动时间要大于 6h，水仓巷道长不得低于 100m）7. 矿井排水

20、系统 （ 1）直接（集中）排水系统： 优点是系统简单，开拓量小，管路敷设容易，基 建投资低，便于管理，上下水平排水设备互不影响；缺点是井筒内管路多。（ 2）分段排水系统 ：上水平排水设备故障停机后， 两个水平均存在被水淹没的 可能。8. 离心式水泵的工作参数（1）流量 （2）扬程：单位重量的水通过水泵后所获得的能量， 称为水泵的扬程 ,用 H表示， 单位为 m。1 吸水扬程 （吸水高度 ） ：泵轴线到吸水井水面之间的垂直高度 ,Hx2 排水扬程（排水高度 ）: 泵轴线到排水管出口处之间的垂直高度 ,Hp3 实际扬程（测地高度） : 从吸水井水面到排水管出口中心线间的垂直高度， HsyHsy=H

21、x+Hp4 总扬程 H ：实际扬程 Hsy，损失水头 hw 和水在管路中以速度 v 流动时所需的2速度水头之和，即 H=Hsy+hw+2v/2g（3）功率 ：水泵在单位时间内所做的功的大小叫做水泵的功率。1 水泵的轴功率：电动机传给水泵轴的功率，即水泵的轴功率（输入功率） ；2 水泵的有效功率：水泵实际传递给水的功率， 即水泵的有效功率 （输出功率）（4）效率：有效功率与轴功率之比。（5）转速（ 6）允许吸上真空高度或气蚀余量： 在保证水泵不发生汽蚀的情况下，水泵吸 水口处所允许的真空度称为水泵的允许吸上真空度。用 Hs 表示，单位 m。9. 矿山常用离心式水泵（1）D 型泵：多级单吸分段式离

22、心泵。 D280-43×3，D表示单吸、 多级、分段式，43 表示单级额定扬程为 43m，3表示 3 级，280 表示额定流量为 280m3/h 。（2）B型泵：单级单吸悬臂式离心泵。 6B33A，6 表示吸入口直径为 6英寸，B 表示单吸、单级、悬臂式， 33 表示扬程 33m,A表示换了直径较小的叶轮。（ 3）吊泵：单吸立式离心泵； IS 型泵：单级单吸清水泵。10. 气蚀： 水发生气化， 析出大量气泡，被带至高压区，气泡重新凝结后体积骤缩，出现空穴，产生巨大 水力冲击，水的动能转为弹性变形能， 压力升高后，又转为动能，此时压力降低， 如此不断循环使金属表面产生破坏的现象称为气蚀

23、。11. 水泵扬程特性曲线与管路特性曲线的交点 M，即为 水泵工作工况点 。12. 水泵稳定工作条件（ 1）稳定性工作条件 ：泵的零流量扬程应大于管路的测定高度 Hsy（ 0.9-0.95 ） H0；（ 2）经济性工作条件 ：运行工况点效率不得低于最高效率的 85%-90%；（ 3）不发生气蚀条件 ：实际装置的空蚀余量应大于泵的允许空蚀余量。13. 矿山排水设备选型设计计算（1） 排水系统的确定（2）水泵的选型水泵：必须有工作、 备用和检修的水泵。 工作水泵的能力，应能在 20h 内排出矿井 24h的正 常涌水量（包括充填水及其他用水） 。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%。工作和备用水泵的总能力， 应能在 20h内排出矿井 24h 的最大涌水量。 检修水泵的能力应不小于 工作水泵能力的 25%。水文地质条件复杂的矿井，可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位 置。1. 水泵必须排水能力计算正常涌水期工作水泵必须的排水能力 QB 1.2q z最大涌水期工作和备用水泵必须的排水能力 QBmax=1.2q maxqz ，矿井正常涌水量， qmax，矿井单位涌水量；单位 m3