礦井提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì) 卓建武 礦井運(yùn)輸與提升111

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1、******** 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 礦井提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì) 作 者: 卓建武 學(xué) 號(hào)： 1 學(xué)院(系): 機(jī)電系 專 業(yè): 礦井運(yùn)輸與提升 指導(dǎo)教師： 賈發(fā)亮 評(píng) 閱 人： 2014年5月 摘 要 本設(shè)計(jì)主要對(duì)礦井生產(chǎn)所用的提升及運(yùn)輸設(shè)備的選型進(jìn)行的一次合理選擇。 礦井提升需要用一些專用的提升設(shè)備，主要有提升容器，提升鋼絲繩，提升機(jī)，井架，裝卸載設(shè)備以

2、及一些輔助設(shè)備。礦井提升設(shè)備是礦山較復(fù)雜而龐大的機(jī)電設(shè)備，它不僅承擔(dān)物料的提升與下放任務(wù)，同時(shí)還上下人員。礦井運(yùn)輸是煤炭生產(chǎn)過程的一部分，煤炭的井工生產(chǎn)中，運(yùn)輸線路長，巷道條件多種多樣，運(yùn)輸若不暢通，采掘工作就無法繼續(xù)進(jìn)行，井工生產(chǎn)的煤礦運(yùn)輸作業(yè)，包括從工作面到礦井地面的煤炭運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸包括矸石、材料、設(shè)備和人員運(yùn)輸。 本書分四篇就以上幾種設(shè)備的選型計(jì)算方法進(jìn)行系統(tǒng)論述。 關(guān)鍵詞：提升機(jī)、運(yùn)輸機(jī) 目 錄 第一章 刮板輸送機(jī)的選型計(jì)算 1 第一節(jié) 運(yùn)輸能力的確定 1 第二節(jié) 電動(dòng)機(jī)功率的

3、校驗(yàn) 2 第三節(jié) 刮板鏈強(qiáng)度校驗(yàn) 4 第二章 順槽皮帶機(jī)的選型計(jì)算 6 第一節(jié) 輸送帶的寬度 6 第二節(jié) 牽引力及運(yùn)行功率 7 第三節(jié) 輸送機(jī)的運(yùn)行阻力 9 第四節(jié) 輸送帶張力計(jì)算 11 第五節(jié) 輸送帶強(qiáng)度校驗(yàn) 13 第六節(jié) 電動(dòng)機(jī)功率校驗(yàn) 14 第三章 大巷電機(jī)車的選型計(jì)算 15 第一節(jié) 電機(jī)車及礦車的初選 15 第二節(jié) 列車組成的計(jì)算 15 第三節(jié) 電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)的計(jì)算 19 第四章 主井提升設(shè)備選型計(jì)算 21 第一節(jié) 箕斗的選擇 21 第二節(jié) 選擇提升鋼絲繩 22 第三節(jié) 選擇提升機(jī)和天輪 26 第四節(jié) 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置

4、的計(jì)算 27 第五節(jié) 預(yù)選提升電動(dòng)機(jī) 29 第六節(jié) 提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量 30 第七節(jié) 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算 31 第八節(jié) 動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算 33 第九節(jié) 電動(dòng)機(jī)容量校驗(yàn) 35 結(jié)束語 37 參考文獻(xiàn) 38 致　　謝 39 第一章 刮板輸送機(jī)的選型計(jì)算 刮板輸送機(jī)，屬于煤礦運(yùn)輸機(jī)械。用以解決煤礦15°-25°大傾角上山運(yùn)輸時(shí)，減速器傾角大、潤滑不良、漏油、離心摩擦式聯(lián)軸器進(jìn)油打滑引發(fā)火災(zāi)，電動(dòng)機(jī)燒損，過渡槽中卡鏈、斷鏈、物料易滾落等問題。該礦用刮板輸送機(jī)由防爆電動(dòng)機(jī)通過離心摩擦式聯(lián)軸器、減速器、圓環(huán)鏈輪和機(jī)尾滾筒帶動(dòng)圓環(huán)鏈條上的刮板組成，其先進(jìn)之處是：通過一種新

5、型機(jī)頭架改變電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器在機(jī)頭部的裝配角度，使其在大傾角上運(yùn)時(shí)呈近水平。在過渡槽中板下面安裝防卡鏈板，設(shè)計(jì)加大中部槽的裝載深度。采用該機(jī)有效解決以上問題，降低事故率和材料消耗，并能減少巷道掘進(jìn)長度和運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量。 　 第一節(jié) 運(yùn)輸能力的確定 一、生產(chǎn)率的確定 當(dāng)工作面采用采煤機(jī)時(shí),因?yàn)槊菏沁B續(xù)而均勻地裝到輸送機(jī)上的.所以生產(chǎn)率可按采煤機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算. 式中：ｈ—— 一次采高，ｈ= 3.5m; b —— 采煤機(jī)一次截深，b = 0.6m; r —— 原封煤容重,r = 1.35; Ｖg —— 采

6、煤機(jī)的最大牽引速度, Ｖg = 3.5 m/min; 則: 考慮到刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)大于采煤機(jī)的生產(chǎn)率,所以選擇SGZ－764/320W重型刮板輸送機(jī).其主要技術(shù)規(guī)格如下： 運(yùn)輸能力Q=900t/h； 刮板鏈速度V=0.95m/s； 刮板鏈單位長質(zhì)量q=36.26kg/m； 刮板鏈破斷拉力F=850kN； 電動(dòng)機(jī)功率N=2×160kw； 中部槽尺寸長×寬×高（ｍｍ）1500×764×222； 由于實(shí)際工作面長度和煤層傾角、煤層厚度等條件各不相同，需要對(duì)刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸生產(chǎn)能力、電機(jī)功率、刮板鏈強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。 二、運(yùn)輸能力的計(jì)算 式中: F —— 貨載最大橫斷

7、面積；中部槽裝煤的動(dòng)堆積角按30°,從幾何關(guān)系可求得 F=0.764×0.222+×（0.764-2×0.222）×=0.184 Ψ——裝滿系數(shù)，按水平計(jì)算取1； 表1-1 裝滿系數(shù) 輸送情況 水平及向下運(yùn)輸 向 上 運(yùn) 輸 裝滿系數(shù) 0.9～1 5o 10o 15o 0.8 0.6 0.5 r——散集容重，r=0.95； v——刮板鏈速，v=0.95； 則： =3600×0.184×1×0.95×0.95=599.08＞573.86 有計(jì)算結(jié)果可知所選刮板輸送機(jī)的輸送能力滿足要求。 第二節(jié) 電動(dòng)機(jī)功率的校驗(yàn) 一、運(yùn)行阻力計(jì)算 刮板輸送

8、機(jī)運(yùn)行阻力按直線段和曲線段分別計(jì)算。 沿傾斜運(yùn)行的刮板輸送機(jī)的重段直線段阻力除克服煤和刮板鏈的運(yùn)行阻力外，還需要克服煤和刮板鏈的重力。 重段阻力：= 空段阻力： 式中：—— 中部槽單位長度的裝煤量 ； ——刮板鏈單位長度的質(zhì)量， =36.26； ——刮板輸送機(jī)的長度，=150； —— 煤在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù)，采用中雙鏈取0.7； —— 刮板鏈在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù)取0.35； —— 重力加速度取9.8 m/s； 則： =（174.8×0.7+36.26×0.35）×150×9.8 =198524

9、.97N =36.26×150×9.8×0.35=18655.77N 刮板鏈在鏈輪處的彎曲阻力分別使其重段阻力和空段阻力增加10%，則刮板輸送機(jī)的總運(yùn)行阻力即電動(dòng)機(jī)的牽引力為： =1.1×1.1（）=1.21（）=262788.7N 表1-2 及選取表 阻力系數(shù) 鏈子類型 煤在溜槽中的移動(dòng)阻力系數(shù) 刮板鏈在溜槽中的移動(dòng)阻力系數(shù) 單 鏈 0.4～0.6 0.3～0.4 雙 鏈 0.6～0.8 0.3～0.4 二、電動(dòng)機(jī)功率的校驗(yàn) 電動(dòng)機(jī)軸上的功率： 式中：——總牽引力； V—— 刮板鏈

10、運(yùn)行速度，V=0.95m/s； 則：=249.6KW＜2×160KW 所以所選刮板輸送機(jī)的電動(dòng)機(jī)滿足要求。 第三節(jié) 刮板鏈強(qiáng)度校驗(yàn) 一、最大張力的計(jì)算 如圖：可知點(diǎn)2處為最大張力點(diǎn)，點(diǎn)3為最小張力取為0N。用逐點(diǎn)計(jì)算法求刮板鏈各點(diǎn)的張力： 其中——刮板鏈饒過鏈輪時(shí)的阻力，取 所以=1.06×18655.77=19775.12N； =19775.12+198524.97=218300.09N； 則點(diǎn)2處為最大張力點(diǎn) 二、刮板鏈的安全系數(shù) 雙鏈 式中： ——一條刮板鏈的破斷拉力，=850k

11、N； ——刮板鏈的最大靜張力（N）； λ—— 雙鏈負(fù)荷不均勻系數(shù)，中雙鏈取0.88； 則： ＞3.5 所以刮板鏈強(qiáng)度滿足要求。 第二章 順槽皮帶機(jī)的選型計(jì)算 帶式輸送機(jī)是以膠帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的一種運(yùn)輸設(shè)備，它在礦井地面和井下運(yùn)輸中得到極其廣泛的應(yīng)用。帶式輸送機(jī)具有體積小、耗電少、維修方便、效率高的特點(diǎn)。在運(yùn)輸過程中對(duì)物料的破碎性小，拋撒煤炭少，因此在煤礦的井上、井下運(yùn)輸中廣泛使用 井下礦用帶式輸送機(jī)，該機(jī)包括機(jī)架、主動(dòng)滾筒、傳動(dòng)滾筒、卸料滾筒、

12、張緊滾筒、防跑偏輥、皮帶托輥，接料斗，機(jī)尾滾筒，皮帶組成，其特征是在機(jī)架的上部，沿著機(jī)架的兩側(cè)裝有防跑偏輥，防跑偏輥是可以旋轉(zhuǎn)的，其作用在于防止運(yùn)動(dòng)的皮帶發(fā)生偏移；皮帶托輥安裝在機(jī)架上，三個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的皮帶托輥組成一個(gè)“＊”字型結(jié)構(gòu)，其作用不僅可以對(duì)皮帶起支撐作用，還可使煤炭向皮帶中間聚集，可增加傳送的煤炭量，提高工作效率，同時(shí)還有助于防止對(duì)運(yùn)動(dòng)皮帶的偏移現(xiàn)象。 第一節(jié) 輸送帶的寬度 1. 原煤的安息角為25°，原煤的堆積密度0.95ｔ／，皮帶機(jī)的工作傾角β=8°。查表可知傾斜系數(shù)Ｋ=0.97。 2. 因?yàn)槊菏沁B續(xù)地從刮板輸送機(jī)上轉(zhuǎn)載到皮帶機(jī)上的，所以皮帶機(jī)的生產(chǎn)率可按刮板輸送機(jī)的

13、生產(chǎn)率計(jì)算即Q=595.35ｔ／ｈ。 3. 考慮其向上的工作條件所以選用帶速V=1.6ｍ／ｓ，為了保證給定的運(yùn)輸能力，帶上必需具有的堆積橫斷面積為 查表可知輸送機(jī)的承載托輥槽角為35°，物料的安息角為25°時(shí)，帶寬為1000ｍｍ的輸送機(jī)上允許的物料堆積的橫斷面積為0.13365㎡。此值大于計(jì)算所需的堆積橫斷面積，據(jù)此選用帶寬為1000ｍｍ的輸送帶能滿足需要。 注：圖1中B為皮帶的寬度L3為托輥長度，θ為動(dòng)安息角，λ皮帶槽角。 如上計(jì)算：確定選用帶寬B=1000ｍｍ，680S型煤礦用阻燃輸送帶，輸送帶按=11.6計(jì)算。 表2-1各種帶寬允許的塊度表 B（mm） 500 65

14、0 800 1000 1200 1400 1600 1800 (mm) 100 130 180 250 300 350 420 480 (mm) 150 200 300 400 500 600 700 800 ——貨載最大塊度的橫向尺寸；mm ——貨載平均塊度的橫向尺寸；mm 第二節(jié) 牽引力及運(yùn)行功率 一、驅(qū)動(dòng)滾筒上所需的牽引力 參照類似的帶式輸送機(jī) 取=22，= 7。略去特種阻力和，計(jì)算運(yùn)煤驅(qū)動(dòng)滾筒上所需的牽引力： 式中：C ——附加阻力系數(shù)取1.12； ｑ——單位長度輸送帶上運(yùn)物料量，

15、 ； ——輸送帶單位長度質(zhì)量，=11.6； —— 重段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，取=22； —— 空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量， 取= 7； L —— 輸送機(jī)的輔設(shè)長度850ｍ； ｇ——重力加速度，取ｇ=10ｍ／； —— 輸送帶在托輥上運(yùn)行的阻力系數(shù)，取=0.022； 表2-2物料斷面系數(shù) 動(dòng)堆積角 10o 20o 25o 30o 35o K 平形 67 135 172 209 247 槽形 316 385 422 458 496 —— 輸送機(jī)工作傾角為8°； 則：

16、 °= 二、帶式輸送機(jī)所需的運(yùn)行功率 計(jì)入驅(qū)動(dòng)設(shè)備的傳動(dòng)效率，所需電動(dòng)機(jī)的功率為： 式中：P—— 驅(qū)動(dòng)滾筒上所需的牽引力，155.744KN； V—— 輸送帶速度，V=1.6ｍ／ｓ； ——驅(qū)動(dòng)設(shè)備的傳動(dòng)效率取0.9； 則： 所以可以選用570KW的型電動(dòng)機(jī)。 表2-3傾角系數(shù) 工作傾角 0o～1o 10o～15o 15o～20o C 1 0.95 0.9 第三節(jié) 輸送機(jī)的運(yùn)行阻力 按所給條件，本設(shè)計(jì)有重段和空段兩個(gè)直線傾斜區(qū)段。 表2-4 輸送帶沿托輥運(yùn)行阻力系數(shù) 托輥型式 工作條件 槽形（）

17、 平形（） 清潔干燥 0.02 0.018 少量塵埃正常濕度 0.03 0.025 大量塵埃濕度大 0.04 0.035 重段阻力： 空段阻力： 式中： ｑ—— 單位長度輸送帶上運(yùn)物料量， ； —— 輸送帶單位長度質(zhì)量，=11.6； —— 重段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，取=22； —— 空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，取 = 7； L —— 輸送機(jī)的輔設(shè)長度850ｍ； ｇ—— 重力加速度，取ｇ=10ｍ／； ——輸送帶沿重段運(yùn)

18、行的阻力系數(shù)取0.05； 表2-5 托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量表 托輥型式 帶 寬 B （毫米） 500 650 800 1000 （公斤） 槽 形 鑄鐵座 11 12 14 22 沖壓座 8 9 11 17 平 形 鑄鐵座 8 10 12 17 沖壓座 7 9 11 15 ——輸送帶沿空段運(yùn)行的阻力系數(shù)取0.04； —— 輸送機(jī)工作傾角為8°； 則： 表2-6 帶寬與帆布層數(shù)配合表 帶寬 500 650 800 1000 1200 1400 帆布

19、層數(shù) 3-4 4-5 4-6 5-8 5-10 6-12 第四節(jié) 輸送帶張力計(jì)算 輸送帶張力按逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算，由于帶式輸送機(jī)是靠摩擦力傳遞牽引力的，輸送帶張力應(yīng)滿足傳遞所需牽引力的要求；為使輸送帶在兩滾筒間垂度不過大，對(duì)輸送帶的張力也有一定要求，所以在進(jìn)行輸送帶張力計(jì)算過程中輸送帶張力要按以上兩個(gè)條件計(jì)算： 1） 摩擦傳動(dòng)條件:即輸送帶的張力必須保證工作時(shí)輸送帶在傳動(dòng)滾筒上不打滑; 2）垂度條件:即輸送帶的張力必須保證輸送帶在兩托輥間的下垂度不超過規(guī)定值. 一、按摩擦條件計(jì)算張力 按逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算,如下圖:

20、 ① ② ③ 按摩擦傳動(dòng)條件可列出與關(guān)系: ④ 式中: n —— 摩擦力備用系數(shù)取1.17; —— 輸送帶和滾筒間摩擦系數(shù)取0.25; —— 輸送帶在滾筒上的圍包角,查表可取; 則: ⑤ 聯(lián)立上面①②③⑤式得

21、 所以 二、滿足輸送帶垂度所需張力 式中：ｑ——單位長度輸送帶上運(yùn)物料量， ； —— 輸送帶單位長度質(zhì)量，=11.6； —— 重段托輥間距，取=1.2m； ｇ—— 重力加速度，?。?10ｍ／； —— 輸送機(jī)工作傾角為8°； 則： ＜=155897N 所以輸送帶垂度張力滿足要求。 表2-7輸送帶與滾筒間的摩擦系數(shù) 輸送帶 滾筒 橡膠輸送帶 塑料輸送帶 無襯光面滾筒 干 燥 0.25 0.

22、17 潮 濕 0.20 0.15 有 泥 水 0.10 — 膠 面 滾 筒 干 燥 0.40 0.3 潮 濕 0.35 0.25 有 泥 水 — — 人 字 溝 槽 膠 面 滾 筒 干 燥 0.4～0.5 — 潮 濕 0.30～0.35 — 有 泥 水 0.25 — 第五節(jié) 輸送帶強(qiáng)度校驗(yàn) 煤礦用阻燃帶的安全系數(shù) 式中： —— 阻燃輸送帶的拉斷強(qiáng)度680Ｎ/mm； —— 阻燃帶寬度1000 mm； —— 輸送

23、帶的最大靜張力，即； 則： 所以輸送帶強(qiáng)度滿足要求。 第六節(jié) 電動(dòng)機(jī)功率校驗(yàn) 輸送機(jī)牽引力 式中： —— 主動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)張力，=N； —— 主動(dòng)滾筒分離點(diǎn)張力，=； —— 阻力系數(shù)，取=0.04； 則： 功率： 式中： —— 輸送機(jī)牽引力（N）； —— 輸送帶速度V=1.6ｍ／ｓ； —— 傳動(dòng)裝置效率取0.83； 則： 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)應(yīng)留有15-20﹪的備用系數(shù)。 ＜570KW 所以所選擇的電動(dòng)機(jī)額定功率滿足其運(yùn)輸功率的要求。

24、 第三章 大巷電機(jī)車的選型計(jì)算 電機(jī)車運(yùn)輸是礦井水平巷道長距離運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，它是礦井運(yùn)輸中極為重要的部分。電機(jī)車具有良好的性能，它運(yùn)行速度快，效率高，維護(hù)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，成本低。適用于彎道和支線較多的運(yùn)輸巷道。可以做多種運(yùn)輸工作。 電機(jī)車按供電方式的不同可分為架線式和蓄電池式兩大類，架線式電機(jī)車主要用于非瓦斯礦及一、二級(jí)瓦斯礦有新鮮風(fēng)流的大巷道中。超級(jí)瓦斯礦絕對(duì)不允許使用，所以只能用蓄電池式電機(jī)車。 第一節(jié) 電機(jī)車及礦車的初選 按照一般的選用經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)槟戤a(chǎn)量＞120萬噸，可初步選用架線式電機(jī)車，其技術(shù)特征為：機(jī)車粘著質(zhì)量P=20

25、ｔ，軌距L=900㎜，機(jī)車長時(shí)牽引力=12.75KN，牽引電動(dòng)機(jī)的額定電壓V=550V；選用底卸式礦車，其技術(shù)特征為：最大裝載量=5ｔ，自重質(zhì)量=300㎏。 第二節(jié) 列車組成的計(jì)算 一列車應(yīng)由多少輛礦車組成，要按機(jī)車的牽引能力和制動(dòng)能力計(jì)算。牽引能力受粘著力和牽引電機(jī)溫升條件限制；制動(dòng)能力是能夠在規(guī)定的距離內(nèi)停車。所以列車組成按以下三個(gè)條件確定。 表3-1 粘著系數(shù)表 工作狀態(tài) ψ值 散砂起動(dòng) 0.24 散砂制動(dòng) 0.17 不散砂制動(dòng) 井下巷道：0.09；地面：0.12 一、按粘著力計(jì)算 以機(jī)車沿上坡牽引重載列車在起動(dòng)時(shí)車輪不打滑為計(jì)

26、算依據(jù)。滿足粘著力條件機(jī)車最多牽引的礦車數(shù)： 式中： —— 機(jī)車質(zhì)量，P=20ｔ； —— 礦車載重的質(zhì)量，G=5ｔ； —— 礦車自重的質(zhì)量，=0.3ｔ； ｎ—— 列車中的礦車數(shù)； —— 粘著系數(shù)，查表3-1按撒砂起動(dòng)取0.24； —— 重列車起動(dòng)的阻力系數(shù)，查表3-2取=0.0105； —— 軌道的平均坡度，一般為3‰； —— 列車起動(dòng)的加速度，一般取0.04； 則： 表3-2 列車運(yùn)行阻力系數(shù) 礦車載量 t 列車運(yùn)行 列車起動(dòng) 1 0.009 0.011 0

27、.0135 0.0165 3 0.007 0.009 0.0105 0.0135 5 0.006 0.007 二、按牽引電動(dòng)機(jī)溫升計(jì)算 電機(jī)車的牽引電機(jī)是按短時(shí)重復(fù)工作制運(yùn)行的，電機(jī)的發(fā)熱校驗(yàn)可按每循環(huán)的等效電流計(jì)算。即等效電流值不超過它的長時(shí)電流。由于牽引電機(jī)正常工作在牽引力特性曲線的直線部分，牽引力與電流成正比，在計(jì)算中可以用等值牽引力代替等效電流，使等值牽引力不超過長時(shí)牽引力。 按滿足牽引電動(dòng)機(jī)溫升條件，機(jī)車最多牽引的礦車數(shù)為： 式中： ｎ—— 列車中的礦車數(shù)； —— 礦車載重的質(zhì)量，G=5ｔ； —— 礦

28、車自重的質(zhì)量，=0.3ｔ； —— 機(jī)車長時(shí)牽引力，=12.75KN； —— 調(diào)車系數(shù)，因運(yùn)距大于2㎞可知取1.15；（運(yùn)距小于1000m取1.4；運(yùn)距為1000—2000m取1.25；運(yùn)距大于2000 m取1.15.） 其中： —— 列車往返一個(gè)循環(huán)的運(yùn)行時(shí)間， （） —— 重列車運(yùn)輸時(shí)間， （） —— 空列車運(yùn)行時(shí)間， （） —— 加權(quán)平均運(yùn)距， —— 重列車運(yùn)行速度，取=17.7； —— 空列車運(yùn)行速度，同樣取=17.7； 0.75—— 考慮列車

29、運(yùn)行中降速運(yùn)行區(qū)段所乘的系數(shù)； —— 機(jī)車在往返一個(gè)循環(huán)的休止時(shí)間，取20； —— 重列車運(yùn)行阻力系數(shù)，按表選取0.006； —— 等阻坡度取2‰； —— 重力加速度取10； —— 機(jī)車質(zhì)量，P=20ｔ； 則： 三、按制動(dòng)條件計(jì)算 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：列車制動(dòng)距離，運(yùn)送物料時(shí)不得超過40m，運(yùn)送人員時(shí)不得超過20m。 計(jì)算時(shí)按最不利的條件，即按重列車沿下坡運(yùn)行且列車開始制動(dòng)時(shí)的速度等于長時(shí)速度，為使列車能在規(guī)定的距離內(nèi)停車，列車應(yīng)有的減速度： 式中： —— 制動(dòng)開始時(shí)的運(yùn)行速度，；

30、 —— 實(shí)際制動(dòng)距離，按運(yùn)送物料40m計(jì)算； 則： 滿足制動(dòng)條件列車中最多礦車數(shù)為： 式中： —— 機(jī)車質(zhì)量，P=20ｔ； —— 礦車載重的質(zhì)量，G=5ｔ； —— 礦車自重的質(zhì)量，=0.3ｔ； —— 粘著系數(shù)，按撒砂制動(dòng)取0.17； —— 列車能在規(guī)定的距離內(nèi)停車應(yīng)有的減速度； —— 重列車運(yùn)行阻力系數(shù)，按表選取0.006； —— 軌道平均坡度，一般為3‰； 則： 四、列車組成的確定 列車組成應(yīng)按同時(shí)滿足上述三個(gè)條件來確定，即按其中最少的礦車數(shù)來

31、確定。所以該列車應(yīng)該由18輛礦車組成。 第三節(jié) 電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)的計(jì)算 一、一臺(tái)機(jī)車在一個(gè)工作班內(nèi)能往返運(yùn)行的次數(shù) （次/班） 式中： —— 一個(gè)班內(nèi)的運(yùn)輸工作時(shí)間，運(yùn)送人員取=7.5小時(shí)； —— 列車往返一個(gè)循環(huán)的運(yùn)行時(shí)間， 可知 —— 機(jī)車在往返一個(gè)循環(huán)的休止時(shí)間，取20； 則： （次/班） 二、每班運(yùn)煤所需列車數(shù) 式中： —— 每班運(yùn)煤量， —— 運(yùn)輸不均衡系數(shù)，取=1.25； —— 矸石系數(shù)，；

32、 ｎ——車組中的礦車數(shù)； —— 礦車載重的質(zhì)量，G=5ｔ； 則： （次/班） 三、每班運(yùn)送總次數(shù) 運(yùn)人時(shí)，每一運(yùn)輸大巷按一次計(jì)算。該礦井為兩翼開采，所以 （次/班） 四、工作機(jī)車臺(tái)數(shù) 臺(tái) 五、備用與檢修臺(tái)數(shù) 通過查閱資料1

33、=0.4 式中: H——提升高度(m); ——裝載高度(m),=18m; ——礦井深度(m), =350 m; ——卸載高度(m), =20m; 則: ==0.4=0.4=7.87s 二、估算一次提升循環(huán)時(shí)間 式中: —— 提升加速度,估取=0.8; ——箕斗在卸載曲軌內(nèi)爬行時(shí)間,取=10s; θ——箕斗裝載時(shí)間(休止時(shí)間),取θ=10s; 則: =++υ+θ= 三、確定一次合理提升量 式中: ——提升不均衡系數(shù),取=1.15; ——提升能力富裕系數(shù),對(duì)多水平提升時(shí)應(yīng)留有為1.2的能力富裕系數(shù)

34、; ——年工作日=300天; ——日工作小時(shí)數(shù). ——礦井年產(chǎn)量=； 則: 四、選擇標(biāo)準(zhǔn)箕斗 查箕斗規(guī)格表,選標(biāo)準(zhǔn)箕斗JDS－16/150×4。其技術(shù)特征為： 載重：Q=16t=16000kg； 自重：=15t=15000kg; 全高: =15600mm. 第二節(jié) 選擇提升鋼絲繩 提升鋼絲繩是提升系統(tǒng)的重要組成部分，它直接關(guān)系到礦井的正常生產(chǎn)和人員的安全，還是提升系統(tǒng)中經(jīng)常更換的易耗品．在礦井提升中，根據(jù)用途，選用合適的鋼絲繩，揚(yáng)長避短，充發(fā)揮它們的效能。 選擇鋼絲繩的類型，首先應(yīng)按以下原則確定： （1）使用中不松股； （2）符合使

35、用場合及條件； （3）符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。 同時(shí)還應(yīng)考慮以下因素： （1）在井筒淋水大，水的酸堿度高，以及在出風(fēng)井中，由于腐蝕嚴(yán)重，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩； （2）在磨損嚴(yán)重條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升等，應(yīng)選用外層鋼絲盡可能粗的鋼絲繩； （3）彎曲疲勞為主要損壞原因時(shí)，應(yīng)選用接觸式或三角股繩； （4）實(shí)踐證明，提升鋼絲繩用同向捻繩較好，多繩摩擦提升用左右捻各半：單繩纏繞式提升鋼絲繩的選用原則是：為防止纏繞時(shí)松捻，鋼絲繩的捻向應(yīng)與繩在卷筒上纏繞時(shí)的螺旋線方向一致，目前單繩纏繞多為右旋，所以多選右同向捻繩； （5）罐道繩最好用半密封繩或三角股繩，表面光滑，耐磨損； （6）用于

36、溫度高或有明火的地方．如矸石山等，最好用金屬繩芯鋼絲繩。 一、單繩端荷重 式中： —— 一次提升量，=16000 kg； —— 容器質(zhì)量，=15000 kg； 則： 二、鋼絲繩懸垂長度 式中： —— 井架高度，近似取值=34ｍ； —— 礦井深度，=350m —— 裝載高度，=18m 則： 三、鋼絲繩單位長度質(zhì)量 式中： ——鋼絲繩單位長度質(zhì)量（）； ——鋼絲繩的公稱抗拉強(qiáng)度

37、，取=160； ｍ——鋼絲繩的靜力安全系數(shù)，查表取ｍ=9.2； 則： 按《礦山固定機(jī)械》手冊(cè)表１－5－5推薦，選用6×19―1700―40―特―鍍鋅―右交叉捻，其技術(shù)特征為： 鋼絲繩直徑：d=40 mm； 繩中最粗鋼絲直徑：D=2.6 mm； 鋼絲繩全部鋼絲斷裂力總和：; 每米重:p=57.17N/m。 四 鋼絲繩安全系數(shù)校核 ＞9.2 所選鋼絲繩滿足安全要求，合格可用。 五、鋼絲繩的使用與維護(hù) 使用中的鋼絲繩潤滑是非常重要的，它關(guān)系到鋼絲繩的使用壽命及安全運(yùn)行。潤滑的作用歸納有三： 1

38、）保護(hù)鋼絲不銹蝕； 2）起潤滑作用，減少鋼絲繩的磨損； 3）防止?jié)駳?、水分浸入繩內(nèi)，并補(bǔ)充繩芯油量。 在使用中要正確地選用潤滑油。對(duì)潤滑油提出以下要求： 1）粘稠性好，能使油脂緊密粘附在繩上，振動(dòng)、淋水也甩沖不掉； 2）要有較好的粘溫特性，低溫時(shí)不硬化（龜裂），高溫時(shí)不流失； 3）防銹和潤滑性能要好，不含酸堿性，應(yīng)有一定的透明度，以便發(fā)現(xiàn)磨損及斷絲。 六、鋼絲繩的檢查和試驗(yàn) 提升鋼絲繩每天必須以0.3m/s的速度進(jìn)行詳細(xì)檢查并記錄斷絲情況。有關(guān)斷絲和鋼絲繩斷面縮小的極限要求和換繩要求見《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。 鋼絲繩如遭受卡罐或突然停車等猛烈拉伸時(shí)必須立即停車檢查，遭受沖擊

39、拉伸的一段如果長度增長0.5%以上或有明顯損傷，應(yīng)更換新繩。 多繩纏繞時(shí)由下層轉(zhuǎn)到上層的一段繩，由于磨損嚴(yán)重，必須加強(qiáng)檢查并且每季度移繩四分之一圈。 鋼絲繩的檢查方法目前大量采用眼睛觀察和用手捋繩檢查，這不僅勞動(dòng)條件差而且不能檢查繩內(nèi)部斷絲情況，為此國內(nèi)外已研制出了多種鋼絲繩探傷儀器。例如“GXT-1型鋼絲繩在線無損探傷儀”，采用漏磁交聯(lián)放大原理檢查鋼絲繩內(nèi)外斷絲、磨損、銹蝕；對(duì)鋼絲繩接頭焊點(diǎn)及斷面等有一定的定性、定量精度。 新繩在使用前均應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)合格的備用鋼絲繩必須妥善保管。 使用中的鋼絲繩必須定期試驗(yàn)，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定除摩擦式提升機(jī)用鋼絲繩和平衡尾繩以及30度以下斜井專

40、為升降物料用的鋼絲繩外，提升鋼絲繩在使用過程中要定期作剁繩頭試驗(yàn)。 升降人員或升降人員和物料的鋼絲繩自懸掛之日起每隔6個(gè)月試驗(yàn)1次，升降物料用的鋼絲繩，自懸掛時(shí)起經(jīng)過1年以后進(jìn)行第一次試驗(yàn)，以后每隔6個(gè)月試驗(yàn)1次。鋼絲繩的試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》。 第三節(jié) 選擇提升機(jī)和天輪 一、提升機(jī)卷筒直徑D 〈〈規(guī)程〉〉規(guī)定：井上提升滾筒圍包角大于90度的天輪，最小直徑與鋼絲繩直徑之比不得小于80；立井天輪與鋼絲繩二者直徑比不得小于1200。 則： 據(jù)此選用提升機(jī)，其技術(shù)特征為： 卷筒直徑D=3.5m； 卷筒寬度

41、B=1.7m； 許用最大靜張力； 最大靜張力差； 變位重量； 減速器最大輸出動(dòng)扭矩； 兩卷筒間隙； 兩卷筒中心距。 二、實(shí)際需要卷筒的容繩寬度 由于＞B，因而要考慮多層纏繞 三、計(jì)算實(shí)際纏繞層數(shù) 所以纏繞兩層，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》箕斗提升許可纏繞兩層，因而卷筒寬度可滿足該礦井使用要求。 四、鋼絲繩實(shí)際最大靜張力的校驗(yàn) ＜170000N 五、鋼絲繩實(shí)際最大靜張力差的校驗(yàn) ＜115000N 由以上鋼絲繩實(shí)際最大靜張力和最大靜張力差的校驗(yàn)可知所選提升機(jī)強(qiáng)度滿足要求。 六、天輪的選擇 據(jù)此可選用井上型固定天輪。其技術(shù)特征為： 天輪直徑=

42、3.5m； 變位重量。 第四節(jié) 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的計(jì)算 一、確定井架高度 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第373條規(guī)定，考慮實(shí)際提升速度低于8m/ｓ取過卷高度。 確定 二、計(jì)算卷筒中心至井筒中鋼絲繩間的水平距離 確定 三、計(jì)算鋼絲繩弦長 提升機(jī)卷筒中心與機(jī)房地平高差0.7m，機(jī)房地平與井筒高差0.5m，所以取 則 =47.8m 因?yàn)椋?0m 故不會(huì)引起繩弦強(qiáng)烈跳動(dòng)，鋼絲繩弦長合理。 四、鋼絲繩最大外偏角 =＜ 五、鋼絲繩最大內(nèi)偏角 ＜ 六、鋼絲繩下出繩角 ＞ 所以鋼絲繩下出繩角合格。 第五

43、節(jié) 預(yù)選提升電動(dòng)機(jī) 一、確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù) 考慮到箕斗容積選用較大，故預(yù)定同步轉(zhuǎn)數(shù) 有可估定額定轉(zhuǎn)速； 二、預(yù)選電動(dòng)機(jī)功率 實(shí)際提升速度 則電動(dòng)機(jī)功率； 式中：——礦井阻力系數(shù)，箕斗提升時(shí)=1.15； ——減速器傳動(dòng)效率，=0.85； ——?jiǎng)恿ο禂?shù)，取=1.2； 則： 根據(jù)以上計(jì)算，選擇繞線型異步電動(dòng)機(jī)其技術(shù)特征如下： 額定功率； 額定轉(zhuǎn)速； 電動(dòng)機(jī)效率； 過載能力 飛輪慣量 三、電動(dòng)機(jī)額定拖動(dòng)力 第六節(jié) 提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量 提升系統(tǒng)有多個(gè)運(yùn)動(dòng)部件組成，為便于計(jì)算系

44、統(tǒng)總的慣性力，必須將各部件的質(zhì)量變位到共同的基點(diǎn)上，例如卷筒表面纏繞圓周上，該處的線速度為提升容器的線速度。 質(zhì)量的變位原則是保持變位前后的動(dòng)能相等。系統(tǒng)變位質(zhì)量的總和稱為提升系統(tǒng)的總變位質(zhì)量，用表示。 一、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量 二、提升機(jī)變位質(zhì)量 三、天輪變位質(zhì)量 四、鋼絲繩變位質(zhì)量 五、容器變位質(zhì)量 六、載荷變位質(zhì)量 則： 第七節(jié) 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算 一、主加速度的確定 按電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷能力 按減速器允許最大輸出動(dòng)扭矩，為了減輕動(dòng)荷載，提高機(jī)械部分和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的

45、可靠性，取值應(yīng)留有余地。故本設(shè)計(jì)取=0.8. 二、減速度的確定 按自由滑行方式確定的減速度 三、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算 初加速度： 式中： ——箕斗脫離卸載曲軌時(shí)的速度（）； ——卸載曲軌長度，=2.35m； 初加速時(shí)間： 主加速時(shí)間： 主加速行程： 減速時(shí)間： 減速行程： 爬行時(shí)間： 式中： ——爬行距離，取=3m； ——爬行速度，=0.5； 等速行程： 等速時(shí)間： 一次提升循環(huán)時(shí)間

46、 式中: ——休止時(shí)間，具體所裝的材料不同，休止時(shí)間不同查表取=16s 四、提升能力校驗(yàn) 實(shí)際年提升能力： 萬噸/年 第八節(jié) 動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算 初加速開始: 初加速終了： 主加速開始： 主加速終了： 等速開始：

47、 等速終了： 減速階段由于采用機(jī)械制動(dòng)方式,電動(dòng)機(jī)已斷電，故不計(jì)入。 爬行開始： 爬行終了： 第九節(jié) 電動(dòng)機(jī)容量校驗(yàn) 一、等效時(shí)間的計(jì)算 二、等效力的計(jì)算 三、電動(dòng)機(jī)等效功率的計(jì)算 ＜ 四、工作過負(fù)荷校驗(yàn) 式中：——力圖中最大拖動(dòng)力，=3

48、31200N 則： 五、特殊過負(fù)荷校驗(yàn) 式中：——調(diào)節(jié)繩長時(shí)特殊提升力，取動(dòng)力系數(shù) 則 因此： 從以上校驗(yàn)結(jié)果可知所選電動(dòng)機(jī)可用。  結(jié)束語 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次綜合性的練兵設(shè)計(jì)，是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)知識(shí)的一次檢驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中既鞏固了所學(xué)的知識(shí)，又為走向工作崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。因此，我們必須認(rèn)真、謹(jǐn)慎、踏實(shí)地完成設(shè)計(jì)。從而給我們的三年大學(xué)生活畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)。 本次設(shè)計(jì)綜合三年所學(xué)的專業(yè)課程，以《設(shè)計(jì)任務(wù)書》的指導(dǎo)思想為中心，參照有關(guān)資料，有計(jì)劃、有頭緒、有邏輯地把這次設(shè)計(jì)搞好。 該設(shè)計(jì)力求內(nèi)容精練，重點(diǎn)突出。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，輔

49、導(dǎo)老師閆永紅老師給予我許多指導(dǎo)與幫助，在此，我表示衷心的感激。 由于時(shí)間倉促，再加上所學(xué)知識(shí)有限，設(shè)計(jì)中，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤或不當(dāng)之處，懇請(qǐng)各位教師給予一定的批評(píng)建議，我非常感激，并誠懇地接受，以便將來在不斷的商討和探索中，有更好的改進(jìn)！以便在今后的人生道路上，不斷完善，不斷成熟！ 參考文獻(xiàn) [1]于學(xué)謙等，《礦山運(yùn)輸設(shè)備》，中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1988年 [2]洪致育、林良明主編，連續(xù)輸送機(jī)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980 [3]梁庚煌等主編，運(yùn)輸機(jī)械手冊(cè)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社

50、，1983 [4]張國柱、方佳雨編，綜采輸送機(jī)，北京：煤炭工業(yè)出版社，1986 [5]楊復(fù)興編譯，膠帶輸送機(jī)構(gòu)原理與計(jì)算。北京：煤炭工業(yè)出版社，1983 [6]能源部：《煤礦安全規(guī)程》，北京，煤炭工業(yè)出版社，1992年。 [7]王志勇等：《煤礦專用設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算》，北京，煤炭工業(yè)出版社，1984年 [8]北京煤炭設(shè)計(jì)研究院：《煤炭專用設(shè)備圖冊(cè)》，第四版，1990年 [9]李儀鈺：《礦井提升運(yùn)輸機(jī)械》，北京，冶金工業(yè)出版社，1989年 [10]嚴(yán)萬生等：《礦井固定機(jī)械手冊(cè)》，北京，煤炭工業(yè)出版社，1986.5 [11]《固定機(jī)械與運(yùn)輸》 中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1985年

51、  致 謝 ?本設(shè)計(jì)從擬定題目到完工，歷時(shí)數(shù)周。在本設(shè)計(jì)完成之際，首先要向我的指導(dǎo)老師賈發(fā)亮致以誠摯的謝意。在設(shè)計(jì)的過程中，賈老師給了我許許多多的幫助和關(guān)懷。 賈老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、平易近人，在賈老師的耐心指導(dǎo)下，我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，也在為人處事等方面受益匪淺；同時(shí)他對(duì)工作積極熱情、認(rèn)真負(fù)責(zé)、有條不紊、實(shí)事求是的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益頗深。在此我謹(jǐn)向賈老師表示衷心的感謝和深深的敬意。 ?同時(shí)，我要感謝我們學(xué)院給我們授課的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學(xué)到了專業(yè)知識(shí)，并從他們身上學(xué)到了如何求學(xué)治學(xué)、如何為人處事。我也要感謝我的母校陽泉

52、職業(yè)技術(shù)學(xué)院，是她提供了良好的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境，讓我的大學(xué)生活豐富多彩，為我的人生留下精彩的一筆。 另外，衷心感謝我的學(xué)友和朋友，在我畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，與他們的探討交流使我受益頗深；同時(shí)，他們也給了我很多無私的幫助和支持，我在此深表謝意。? 最后，向我親愛的家人和朋友表示深深的謝意，他們給予我的愛、理解、關(guān)心和支持是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力。 ?學(xué)無止境。明天，將是我終身學(xué)習(xí)另一天的開始。 這次設(shè)計(jì)時(shí)間緊，任務(wù)重，加上我們能力有限以及缺乏經(jīng)驗(yàn)，故缺點(diǎn)、錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指導(dǎo)，借以提高我們的設(shè)計(jì)能力，適應(yīng)礦井機(jī)械化的需要。 謝謝