礦山機械與設備復習資料

1、礦山機械與設備第1章 刮板輸送機1.液力偶合器結構特點：（1）電動機、彈性聯(lián)軸器、后輔助室外殼、泵輪連接在一起，泵輪與透平輪外殼用螺釘相連。當電動機帶動泵輪轉動時，整個外殼一起轉動，此為主動部件。（2）透平輪固定在從動軸的軸套上，與減速器的輸入軸相連接，此為從動部件。（3）泵輪與透平輪外殼通過軸承支承在軸上，泵輪與透平輪之間沒有任何剛性連接，兩者之間可以相互自由轉動。（4）泵輪與透平輪是液力偶合器的主要工作部件，兩者都是由高強度鋁合金鑄成，且都有軸平面徑向葉片。（5）泵輪與透平輪裝配好以后，兩輪的徑向槽相互吻合并形成若干個小環(huán)形工作腔。（6）外殼上的易熔合金塞的作用：當工作腔內的油溫超過允許值

2、時易熔合金熔化，油液噴出，使泵輪空轉，防止電動機燒毀和損壞其他轉動部件。2.液力偶合器工作原理：電動機空載啟動，帶著泵輪和透平輪外殼不斷提高轉速，液力偶合器的工作液體便被泵輪葉片驅動，在離心作用下，泵輪將機械能轉變?yōu)橐后w能傳遞給渦輪葉片，高速旋轉的液體沖擊渦輪，把能量傳給渦輪，使之克服負載的阻力而轉運。3.在礦山機械設備中，為何普遍采用液力偶合器作為傳動部件？ 答：電動機與工作機的傳動介質為液體，其優(yōu)點是其它動力連接設備所不可比擬的。其優(yōu)點如下： （1） 能改善電動機啟動性能（2）具有過載保護作用 （3）能減緩傳動系統(tǒng)的沖擊振動 （4）在多電動機傳動系統(tǒng)

3、中，能均衡各電動機的負載。 4.液力偶合器使用注意事項：（1）油介質嚴禁以水代油；（2）裝到設備上的液力偶合器禁止去掉保護罩；（3）要有備用的易熔合金塞，嚴禁用木塞、螺栓之類代替（4）輸送機應空載啟動5. 刮板輸送機型號意義SGB（D/Z）-630/80 S輸送機；G刮板； B邊雙鏈；D中單鏈； Z中雙鏈；630輸送機槽寬（630mm）； 80電機功率80KW6. 刮板輸送機選型計算（1）輸送能力的計算 Q=3.6qv=3600Fvq:輸送機每米長度上貨載質量，kg/mF：刮板機中間槽槽體的有效裝載截面積, m2V：圓環(huán)鏈速度(一般為0.50.9m/s)：裝滿系數(一般為0.650.9)：煤的

4、堆積密度，t/m3非機械化采煤工作面所需要運輸能力Qc=kQp采煤機或刨煤機工作面所需要運輸能力Qc=Q0v/(v+v0/60)K:運輸不均勻系數，爆破裝煤取2Qp:工作面平均小時生產率，t/hQ0:采煤機工作面平均小時生產率，t/hv0:采煤機或刨煤機的牽引速度，m/min(2） 刮板輸送機運行阻力、鏈條張力計算 平直刮板輸送機運行阻力計算： 重段阻力Wz=(qw+q0f1)Lcos+（q+q0）Lsing 回空段阻力Wk=q0L(f1cos+sin)f1:刮板連在中部槽中的移動阻力系數,0.4w：貨載在中部槽中的移動阻力系數0.6q0：刮板連每米質量，kg/m：安裝角度,度L鋪設長度，m彎

5、曲刮板輸送機運行總阻力W0=（Wz+Wk）12鏈條張力計算逐點計算法的計算原則：鏈條在某一點上的張力等于沿其運行方向后一點的張力與這兩點間的運行阻力之和。最小張力點的判斷：（1）一個傳動裝置的輸送機：其最小張力點在主動鏈輪的分離點1處，而最大張力點在主動鏈輪的相遇點4處。（2）傳動裝置兩頭布置，由于每個鏈輪的相遇點張力均大于分離點的張力，故1點和3點都可能是最小張力點，需對它們進行判斷。（i取2）(3) 刮板輸送機運行牽引力、功率計算(4) 刮板輸送機鏈條選取及強度驗算補充：橋式轉載機1.作用：將工作面刮板運輸機運出的煤轉載到膠帶運輸機上，是一個轉載設備。2.橋式轉載機與刮板運輸機有什么相同和

6、不同點？ 橋式轉載機實際上是一個結構特殊的短刮板運輸機，其傳動系統(tǒng)和驅動裝置與刮板運輸機相同。其不同點是機身一段懸橋結構，用來與可伸縮膠帶運輸機搭接。第2章 帶式輸送機1.常用帶式輸送機（1）固定帶式輸送機：輸送機安裝在固定機架上，機架落地，不需移動。多用于選煤廠、斜井、露天運輸等。（2）可伸縮帶式輸送機（3）吊掛帶式輸送機：可用在工作面運輸巷及采區(qū)上下山（4）鋼繩芯帶式輸送機：輸送帶有很高強度，能夠實現單機長距離運輸、簡化系統(tǒng)、提高效率。2.托輥作用：支撐輸送帶，減少運行阻力，并使輸送帶的垂度不超過一定限度，以保證輸送帶平穩(wěn)運行。3.托輥組布置：槽形托輥組，懸掛托輥組，緩沖托輥尊，調心托輥組

7、。4.撓性體摩擦傳動歐拉公式： 輸送帶在整個圍抱弧上處于極限狀態(tài)，相遇點最大張力SY,max與滿足： SY,max=ef 相遇點張力隨負載增加而增加，當負載過大，輸送帶不動，主動滾筒打滑，為防止打滑，必須滿足：SY,max<ef5. 單滾筒輸送帶輸送機傳動裝置可能傳遞的最大牽引力： W0max=SY,max-SLef=SL(ef-1 ) 實際可能達到的牽引力： W=W0max/n=SL(ef-1 )/n6.提高傳動裝置牽引力的措施：（1）增加輸送帶拉緊力。 但同時會增加膠帶斷面，使傳動裝置尺寸加大，故不宜采用。 （2）增大圍包角 ?？刹捎秒p滾筒或多滾筒傳動。單滾筒傳動時，可采用導向滾筒的

8、方法使圍包角達到230°左右。（3）增加摩擦系數 。通常都在滾筒表面包一層摩擦系數較大的物質來達到，即包膠或鑄膠滾筒。特別是在潮濕的環(huán)境中。7.型號意義8. 選型設計計算（1） 滿足輸送能力的輸送帶寬度、速度的計算； 帶寬 B=3amax ，a貨載塊度(mm) 速度v=A/kcB2,c輸送機傾角系數，k貨載斷面系數，貨載集散密度（2） 輸送帶運行阻力計算直線段彎曲段（3） 輸送帶張力計算；（4） 輸送帶垂度的驗算（5） 輸送帶強度的驗算 普通型輸送帶帆布層數i的計算（6） 牽引力和電機功率計算9. 帶式輸送機的主要組成部分：輸送帶、驅動裝置、托輥、滾筒、機架、拉緊裝置、輔助設備、機電

9、保護裝置。第3章 礦用機車及車輛1.礦用車輛包括：標準窄軌車輛(礦車)、無軌機動車輛、卡軌車輛、單軌吊掛車輛。 2.礦車類型：固定車廂式礦車 材料車 平板車 翻轉車廂式礦車 人車 專用礦車 底卸車廂式礦車 3. 礦車的兩個重要經濟技術指標: 容積利用系數：有效容積與外形尺寸所得容積的比值，越大越好。 車皮系數 ：礦車質量與貨載質量的比值，越小越好。 4.礦用電機車主要用于井下運輸大巷和地面的長距離運輸。 我國煤礦使用的電機車都是直流串激電動機。按供給直流電源的方式分，有架線式和蓄電池式兩種。5.列車運行三種狀態(tài)： (1)牽引狀態(tài)：列車在牽引電動機產生的牽引力作用下加速啟動或勻速運動。 (2)慣

10、性狀態(tài)：牽引電動機斷電后，列車靠慣性運行，一般這種狀態(tài)為減速運行。 (3)制動狀態(tài)：列車在制動閘瓦或牽引電動機產生的制動力矩作用下減速運行或停車。 牽引狀態(tài)作用在列車上的力有三個：F-WWa=0 靜阻力（只考慮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=+（P+Q）sin 慣性阻力 (亦稱動阻力,與運行方向相反) Wa=（P+Q）（1+）a 電動機所必須產生的牽引力F(與列車運行方向一致) F=（P+Q）(+i)g+1.075a P:電機車質量，t Q:礦車組質量,t : 慣性系數,0.075 a: 列車加速度，0.03-0.05m/s2慣性狀態(tài)：W+Wa=0

11、 減速帶b=制動狀態(tài)：牽引力為零，施加一個制動力B -B-W+Wa=0 制動力B=（P+Q）(+i)g+1.075b電機車選型運輸計算1.主要原始數據： (1)生產條件（瓦斯等級情況、通風方式等）(2)設計生產能力(3)加權平均運輸距離:電機車同時服務于兩個以上的裝車站，裝車站班生產率分別為A1、A2、An，各裝車站距井底車場的運輸距離分別為L1、L2、Ln。 (4)線路平均坡度。 ip = (i1L1+i2L2+i3L3) / (L1+L2+L3)2.選型計算的內容：(1)電機車類型選擇(2)電機車粘著質量的選擇(3)列車組成計算 按以下三個條件來進行計算，計算的結果取其最小者：電機車的粘著

12、條件（車輪不打滑）；牽引電動機允許溫升條件（電機溫度升高不超過規(guī)定值）；（實質上就是按照電動機的等值電流不超過長時電流的條件） 牽引電動機的輸出功率有小時制和長時制之分：小時制功率：電機連續(xù)運行一小時，所能輸出的最大功率，它是電動機的額定功率。長時制功率：電機在允許溫升下，電動機長時連續(xù)運行時，所能輸出的最大功率。等值牽引力 Ty=tz+tk(總運行時間等于重車運行時間+空車運行時間) ，調車系數；停車及調車時間,18-22min 為了使計算進一步簡化，假定列車是在理想的等阻坡度上運行。在等阻坡度(取2%)上運行，重列車下坡時的運行阻力等于空列車上坡時的運行阻力。 =Ty/(Ty+) 為了使牽

13、引電動機溫升不超過允許溫升，電機車的等值牽引力應不大于長時牽引力，即： Fd<=Fch列車的制動條件（在規(guī)定的距離內能制動停車）。按這三個條件計算的結果取其最小者。 (4)列車組成驗算:驗算實際的電動機的溫升和列車制動距離。(5)電機車臺數的確定第4章 礦井提升設備的組成及立井提升系統(tǒng)選型計算1.礦井提升設備的任務：提升煤炭、矸石 、升降人員和設備，下放材料大型機械設備。2.礦井提升設備主要包括提升容器，提升鋼絲繩，提升機，井架(或井塔)，天輪及裝卸載設備、電氣控制設備等 。3.提升容器分類：4. 罐籠型號示例：G L G Y 1/6/2/2 K G罐籠 L立井提升 G剛性罐道（鋼絲繩罐

14、道S） Y異側進出車 1/6/2/2礦車名義載重1t/軌距600mm/罐籠層數2層/裝載礦車總數2輛 K寬型罐籠（窄型不標注）5. 箕斗型號示例：J L 4 J箕斗 L立井 4名義載荷質量t6.提升鋼絲繩的結構 礦用提升鋼絲繩都是絲股繩結構。 鋼絲的韌性：特號、號、號三種。提物可用特號和號，提人必須用特號。 鋼絲捻成繩股時，有股芯，股芯由不同截面形狀的鋼絲組成，在由股捻制成繩時要有繩芯，繩芯由金屬繩芯和纖維繩芯。7. 繩芯的作用：支持繩股，使繩富有彈性，并可貯存潤滑油，防止內部鋼絲腐蝕生銹，并減少鋼絲之間的摩擦。8. 立井提升設備的選型計算（1） 提升容器的選擇與計算（經濟速度法） 經驗提升速

15、度 一次提升時間（2） 提升鋼絲繩的選擇計算 原則是：鋼絲繩應按最大靜載荷并考慮一定的安全系數來進行計算。（3） 提升機和提升電動機的選擇 一、卷筒直徑D 安裝于地面的提升機 D>=80d ； D>=1200 d為提升鋼絲繩直徑；為提升鋼絲繩中最粗鋼絲直徑 井下提升機 D>=60d ；D>=900 二、卷筒寬度B 提升高度H，m； 鋼絲繩試驗長度，規(guī)定每半年剁繩頭一次，每次剁掉5m，按提升鋼絲繩的使用壽命為三年計，則試驗長度為30m； 卷筒表面保留三圈摩擦圈，以便減輕鋼絲繩在卷筒固定處的張力 三、提升電動機預選（4） 提升機與井筒相對位置的確定 天輪，井架高度，鋼絲繩外

16、偏角和內偏角，鋼絲繩弦長Lx，卷筒中心線至井筒中心線的水平距離Ls，復算鋼絲繩弦長及內外偏角值。（5） 提升系統(tǒng)的變位質量計算（6） 確定運動各參數（7） 各階段拖動力（8） 驗算提升電動機容量（9） 耗電量計算 9. 箕斗提升速度圖箕斗提升的運動規(guī)律如圖所示：初加速階段：空箕斗在卸載曲軌中向下時運行速度受到限制，以比較小的加速度a0運行，保證離開曲軌時的速度不超過1.5m/s，以免設備受到過大的沖擊；主加速階段：離開曲軌后，為了短時間使速度從v0增加到vm，所以以較大的加速度a1運動；等速階段：箕斗以最大速度vm做等速運動；主減速階段：箕斗接近井口時以加速度a3進行減速保證到井口時速度不大于

17、0.5m/s；爬行階段：箕斗以爬行速度v4運行，運行一段時間后進入卸載曲軌；抱閘停車階段：在最后5s左右的時間內箕斗到達停車位置，電動機切斷電源，提升機抱閘停車。 普通罐籠提升，由于沒有卸載曲軌的限制，故沒有初加速階段第5章 斜井提示系統(tǒng)選型計算1. 串車（雙鉤）提升系統(tǒng)的選型計算（1） 一次提升量的確定 提升長度L的確定 速度圖參數的確定 一次提升循環(huán)時間T%的確定 一次提升量和礦車數的確定（2） 鋼絲繩的選擇（3） 提升機選擇計算（4） 提升機與井筒的相對位置的確定 天輪 井架高度 鋼絲繩弦長 提升機卷筒中心至天輪中心的水平距離Ls 偏角計算（5） 預選電動機（6） 串車提升系統(tǒng)動力學計算

18、2.為什么要驗算自然加速度、自然減速帶？礦山排水設備1. 礦水：涌入礦井的水統(tǒng)稱為礦水。分為自然涌水和開采工程涌水。2.礦井涌水量：單位時間內涌入礦井水倉的礦水總量。3.最大涌水量:通常在雨季和融雪期出現涌水高峰，此期間的涌水量稱為最大涌水量。4.正常涌水量：除最大涌水期外其他時期的涌水量變化不大，一年內持續(xù)時間較長，此期間的涌水量稱為正常涌水量。5.含水系數：即相對涌水量，同時期內相對于單位煤炭產量的涌水量。Ks=24q/Ar（q,礦井涌水量；Ar同期內煤炭日產量）6.水倉的作用：儲存礦水和沉淀礦水。（主泵房水倉必須能容納8h正常涌水量，流速必須低于0.005m/s，流動時間要大于6h，水倉

19、巷道長不得低于100m）7.礦井排水系統(tǒng)（1）直接（集中）排水系統(tǒng)：優(yōu)點是系統(tǒng)簡單，開拓量小，管路敷設容易，基建投資低，便于管理，上下水平排水設備互不影響；缺點是井筒內管路多。（2）分段排水系統(tǒng) ：上水平排水設備故障停機后，兩個水平均存在被水淹沒的可能。8.離心式水泵的工作參數（1）流量（2）揚程：單位重量的水通過水泵后所獲得的能量，稱為水泵的揚程,用H表示，單位為m。吸水揚程(吸水高度)：泵軸線到吸水井水面之間的垂直高度,Hx排水揚程（排水高度):泵軸線到排水管出口處之間的垂直高度,Hp實際揚程（測地高度）:從吸水井水面到排水管出口中心線間的垂直高度，Hsy Hsy=Hx+Hp總揚程H ：實

20、際揚程Hsy，損失水頭hw和水在管路中以速度v流動時所需的速度水頭之和，即H=Hsy+hw+v2/2g（3）功率：水泵在單位時間內所做的功的大小叫做水泵的功率。 水泵的軸功率：電動機傳給水泵軸的功率，即水泵的軸功率（輸入功率）； 水泵的有效功率：水泵實際傳遞給水的功率，即水泵的有效功率（輸出功率）。（4）效率：有效功率與軸功率之比。（5）轉速（6）允許吸上真空高度或氣蝕余量：在保證水泵不發(fā)生汽蝕的情況下，水泵吸水口處所允許的真空度稱為水泵的允許吸上真空度。用Hs表示，單位m。9.礦山常用離心式水泵（1）D型泵：多級單吸分段式離心泵。D280-43×3，D表示單吸、多級、分段式，43表

21、示單級額定揚程為43m，3表示3級，280表示額定流量為280m3/h。（2） B型泵：單級單吸懸臂式離心泵。6B33A，6表示吸入口直徑為6英寸，B表示單吸、單級、懸臂式，33表示揚程33m,A表示換了直徑較小的葉輪。（3） 吊泵：單吸立式離心泵；IS型泵：單級單吸清水泵。10.氣蝕：泵內局部位置壓力降低到水在相應溫度的飽和蒸氣壓時，水發(fā)生氣化，析出大量氣泡，被帶至高壓區(qū)，氣泡重新凝結后體積驟縮，出現空穴，產生巨大水力沖擊，水的動能轉為彈性變形能，壓力升高后，又轉為動能，此時壓力降低，如此不斷循環(huán)使金屬表面產生破壞的現象稱為氣蝕。11.水泵揚程特性曲線與管路特性曲線的交點M，即為水泵工作工況

22、點。12.水泵穩(wěn)定工作條件（1）穩(wěn)定性工作條件：泵的零流量揚程應大于管路的測定高度Hsy（0.9-0.95）H0；（2）經濟性工作條件：運行工況點效率不得低于最高效率的85%-90%；（3）不發(fā)生氣蝕條件：實際裝置的空蝕余量應大于泵的允許空蝕余量。13. 礦山排水設備選型設計計算(1) 排水系統(tǒng)的確定(2) 水泵的選型水泵：必須有工作、備用和檢修的水泵。工作水泵的能力，應能在20h內排出礦井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。備用水泵的能力應不小于工作水泵能力的70%。工作和備用水泵的總能力，應能在20h內排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的能力應不小于工作水泵能力的25%。水文地質條件復雜的礦井，可在主泵房內預留安裝一定數量水泵的位置。1. 水泵必須排水能力計算正常涌水期工作水泵必須的排水能力QB1.2qz最大涌水期工作和備用水泵必須的排水能力QBmax=1.2qmaxqz，礦井正常涌水量，qmax，礦井單位涌水