礦山機(jī)械與設(shè)備復(fù)習(xí)資料

1、礦山機(jī)械與設(shè)備第1章 刮板輸送機(jī)1.液力偶合器結(jié)構(gòu)特點：（1）電動機(jī)、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(dāng)電動機(jī)帶動泵輪轉(zhuǎn)動時，整個外殼一起轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(qiáng)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(dāng)工作腔內(nèi)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(zhuǎn)，防止電動機(jī)燒毀和損壞其他轉(zhuǎn)動部件。2.液力偶合器工作原理：電動機(jī)空載啟動，帶著泵輪和透平輪外殼不斷提高轉(zhuǎn)速，液力偶合器的工作液體便被泵輪葉片驅(qū)動，在離心作用下，泵輪將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w能傳遞給渦輪葉片，高速旋轉(zhuǎn)的液體沖擊渦輪，把能量傳給渦輪，使之克服負(fù)載的阻力而轉(zhuǎn)運。3.在礦山機(jī)械設(shè)備中，為何普遍采用液力偶合器作為傳動部件？答：電動機(jī)與工作機(jī)的傳動介質(zhì)為液體，其優(yōu)點是其它動力連接設(shè)備所不可比擬的。其優(yōu)點如下：（1） 能改善電動機(jī)啟動性能（2）具有過載保護(hù)作用（3）能減緩傳動系統(tǒng)的沖擊振動（4）在多電動機(jī)傳動系統(tǒng)中，能均衡各電動機(jī)的負(fù)載。 4.液力偶合器使用注

3、意事項：（1）油介質(zhì)嚴(yán)禁以水代油；（2）裝到設(shè)備上的液力偶合器禁止去掉保護(hù)罩；（3）要有備用的易熔合金塞，嚴(yán)禁用木塞、螺栓之類代替（4）輸送機(jī)應(yīng)空載啟動5. 刮板輸送機(jī)型號意義SGB（D/Z）-630/80 S輸送機(jī)；G刮板； B邊雙鏈；D中單鏈； Z中雙鏈；630輸送機(jī)槽寬（630mm）； 80電機(jī)功率80KW6. 刮板輸送機(jī)選型計算（1）輸送能力的計算 Q=3.6qv=3600Fvq:輸送機(jī)每米長度上貨載質(zhì)量，kg/mF：刮板機(jī)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(shù)(一般為0.650.9)：煤的堆積密度，t/m3非機(jī)械化采煤工作面所需要運輸能

4、力Qc=kQp采煤機(jī)或刨煤機(jī)工作面所需要運輸能力Qc=Q0v/(v+v0/60)K:運輸不均勻系數(shù)，爆破裝煤取2Qp:工作面平均小時生產(chǎn)率，t/hQ0:采煤機(jī)工作面平均小時生產(chǎn)率，t/hv0:采煤機(jī)或刨煤機(jī)的牽引速度，m/min(2） 刮板輸送機(jī)運行阻力、鏈條張力計算 平直刮板輸送機(jī)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(shù),0.4w：貨載在中部槽中的移動阻力系數(shù)0.6q0：刮板連每米質(zhì)量，kg/m：安裝角度,度L鋪設(shè)長度，m彎曲刮板輸送機(jī)運行總阻力W0=（Wz+Wk）12鏈

5、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(jī)：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(jìn)行判斷。（i取2）(3) 刮板輸送機(jī)運行牽引力、功率計算(4) 刮板輸送機(jī)鏈條選取及強(qiáng)度驗算補(bǔ)充：橋式轉(zhuǎn)載機(jī)1.作用：將工作面刮板運輸機(jī)運出的煤轉(zhuǎn)載到膠帶運輸機(jī)上，是一個轉(zhuǎn)載設(shè)備。2.橋式轉(zhuǎn)載機(jī)與刮板運輸機(jī)有什么相同和不同點？ 橋式轉(zhuǎn)載機(jī)實際上是一個結(jié)構(gòu)特殊的短刮板

6、運輸機(jī)，其傳動系統(tǒng)和驅(qū)動裝置與刮板運輸機(jī)相同。其不同點是機(jī)身一段懸橋結(jié)構(gòu)，用來與可伸縮膠帶運輸機(jī)搭接。第2章 帶式輸送機(jī)1.常用帶式輸送機(jī)（1）固定帶式輸送機(jī)：輸送機(jī)安裝在固定機(jī)架上，機(jī)架落地，不需移動。多用于選煤廠、斜井、露天運輸?shù)?。?）可伸縮帶式輸送機(jī)（3）吊掛帶式輸送機(jī)：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(jī)：輸送帶有很高強(qiáng)度，能夠?qū)崿F(xiàn)單機(jī)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(diào)心托輥組。4.撓性體摩擦傳動歐拉公式： 輸送帶在整個圍抱

7、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(fù)載增加而增加，當(dāng)負(fù)載過大，輸送帶不動，主動滾筒打滑，為防止打滑，必須滿足：SY,maxef5. 單滾筒輸送帶輸送機(jī)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(dá)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(dǎo)向滾筒的方法使圍包角達(dá)到230左右。（3）增加摩擦系數(shù) 。通常都

8、在滾筒表面包一層摩擦系數(shù)較大的物質(zhì)來達(dá)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(shè)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(jī)傾角系數(shù)，k貨載斷面系數(shù)，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(qiáng)度的驗算 普通型輸送帶帆布層數(shù)i的計算（6） 牽引力和電機(jī)功率計算9. 帶式輸送機(jī)的主要組成部分：輸送帶、驅(qū)動裝置、托輥、滾筒、機(jī)架、拉緊裝置、輔助設(shè)備、機(jī)電保護(hù)裝置。第3章 礦用機(jī)車及車輛1.礦用車輛包括：標(biāo)準(zhǔn)窄軌車輛(礦車

9、)、無軌機(jī)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(zhuǎn)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(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo): 容積利用系數(shù)：有效容積與外形尺寸所得容積的比值，越大越好。 車皮系數(shù) ：礦車質(zhì)量與貨載質(zhì)量的比值，越小越好。 4.礦用電機(jī)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(jī)車都是直流串激電動機(jī)。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(jī)產(chǎn)生的牽引力作用下加速啟動或勻速運動。 (2)慣性狀態(tài)：牽引電動機(jī)斷電后，列車靠慣性運行，一般這種狀態(tài)為減速運行。

10、(3)制動狀態(tài)：列車在制動閘瓦或牽引電動機(jī)產(chǎn)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(jī)所必須產(chǎn)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(jī)車質(zhì)量，t Q:礦車組質(zhì)量,t : 慣性系數(shù),0.075 a: 列車加速度，0.03-0.05m/s2慣性狀態(tài)：W+Wa=0 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=

11、0 制動力B=（P+Q）(+i)g+1.075b電機(jī)車選型運輸計算1.主要原始數(shù)據(jù)： (1)生產(chǎn)條件（瓦斯等級情況、通風(fēng)方式等）(2)設(shè)計生產(chǎn)能力(3)加權(quán)平均運輸距離:電機(jī)車同時服務(wù)于兩個以上的裝車站，裝車站班生產(chǎn)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(nèi)容：(1)電機(jī)車類型選擇(2)電機(jī)車粘著質(zhì)量的選擇(3)列車組成計算 按以下三個條件來進(jìn)行計算，計算的結(jié)果取其最小者：電機(jī)車的粘著條件（車輪不打滑）；牽引電動機(jī)允許溫升條件（電機(jī)溫度升高不超過規(guī)定值

12、）；（實質(zhì)上就是按照電動機(jī)的等值電流不超過長時電流的條件） 牽引電動機(jī)的輸出功率有小時制和長時制之分：小時制功率：電機(jī)連續(xù)運行一小時，所能輸出的最大功率，它是電動機(jī)的額定功率。長時制功率：電機(jī)在允許溫升下，電動機(jī)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(diào)車系數(shù)；停車及調(diào)車時間,18-22min 為了使計算進(jìn)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?fàn)恳妱訖C(jī)溫升不超過允許溫升，電機(jī)車的等值牽引力應(yīng)不大于長時牽引力，即

13、： Fd=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(jī) 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(jī)預(yù)選（4） 提升機(jī)與井筒相對位置的確定 天輪，井架高度，鋼絲繩外偏角和內(nèi)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(fù)算鋼絲繩弦長及內(nèi)外偏角值。（5） 提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量計算（6） 確定運動各參數(shù)（7） 各階段拖動力（8） 驗算提升電動機(jī)容量（9）

14、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(shè)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(jìn)行減速保證到井口時速度不大于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(jìn)入卸載曲軌；抱閘停車階段：在最后5s左右的時間內(nèi)箕斗到達(dá)停車位置，電動機(jī)切斷電源，提升機(jī)抱閘停車。 普通罐籠提升，由于沒有卸載曲軌的限制，

15、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(shù)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(shù)的確定（2） 鋼絲繩的選擇（3） 提升機(jī)選擇計算（4） 提升機(jī)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(jī)卷筒中心至天輪中心的水平距離Ls 偏角計算（5） 預(yù)選電動機(jī)（6） 串車提升系統(tǒng)動力學(xué)計算2.為什么要驗算自然加速度、自然減速帶？礦山排水設(shè)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(nèi)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

16、現(xiàn)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(nèi)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(shù)：即相對涌水量，同時期內(nèi)相對于單位煤炭產(chǎn)量的涌水量。Ks=24q/Ar（q,礦井涌水量；Ar同期內(nèi)煤炭日產(chǎn)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(shè)容易，基建投資低，便于管理，上下水平排水設(shè)備互不影響；缺點是井筒內(nèi)管路多。（2）分段排水系統(tǒng) ：上水

17、平排水設(shè)備故障停機(jī)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(shù)（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(nèi)所做的功的大小叫做水泵的功率。 水泵的軸功率：電動機(jī)傳給水泵軸的功率，即

18、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(zhuǎn)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。D280-433，D表示單吸、多級、分段式，43表示單級額定揚程為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

19、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(nèi)局部位置壓力降低到水在相應(yīng)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(jié)后體積驟縮，出現(xiàn)空穴，產(chǎn)生巨大水力沖擊，水的動能轉(zhuǎn)為彈性變形能，壓力升高后，又轉(zhuǎn)為動能，此時壓力降低，如此不斷循環(huán)使金屬表面產(chǎn)生破壞的現(xiàn)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(yīng)大于管路的測定高度Hsy（0.9-0.95）H0；（2）經(jīng)濟(jì)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

20、的空蝕余量應(yīng)大于泵的允許空蝕余量。13. 礦山排水設(shè)備選型設(shè)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(yīng)能在20h內(nèi)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(yīng)不小于工作水泵能力的70%。工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25%。水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可在主泵房內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)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，礦井單位涌水量；單位m3/h2. 估算水泵揚程 HB=Hsy/g3. 水泵型號及臺數(shù)選擇1)型號確定；2）水泵級數(shù)確定（i=所需揚程/額定揚程）；3)臺數(shù)