采区运输机械

第三章采区运输机械运输设备概述：一、任务二、类型一般按运输设备的动作方式可分为连续动作式和周期动作式。1、连续动作式这种设备一经开动能连续不断地运送货载。属于这种设备的有以下几种。（1）自重运输货载依靠本身的自重沿某一导向体（如底板、溜槽、放矿口及铁管等）向下滑动。（2）输送机刮板输送机、胶带输送机、板式输送机（适应性很强。但由于机件笨重，运行速度较低，很少应用。）、杓斗输送机和提升机。（3）水力输送机（4）无极绳运输设备（属于落后的运输方式，已趋于淘汰。）2、周期动作式这种设备按一定循环方式作周期性往返运动的。属于这种设备的有以下几种。（1）电机车运输架线式电机车、蓄电池式电机车（2）有极绳运输用有极往返运转的钢丝绳牵引着单个矿车或一组矿车在轨道上运行。（3）扒矿设备用钢丝绳牵引着扒斗扒运货载。（4）单轨吊车这是适应综采而出现的井下辅助运输设备，用于采区顺槽及大巷运送人员、设备和材料。它适用于底板不平的和弯曲的巷道。§3—1刮板运输机一、概述（一）分类电机功率从7.5～1000KW（2×500KW），输送能力从30t/h～3000t/h之间。1、按牵引链的条数和布置方式：单中链、边双链和中双链；2、按溜槽的布置方式：重叠式和并列式；3、按溜槽的结构：开底式和封底式；4、按卸载方式：端卸式和侧卸式；5、按功率大小：轻型（单电动机功率小于或等于40KW）、中型（大于40KW，小于或等于90KW）、和重型（大于90KW）。（二）适用范围1、煤层倾角向上运输：最大倾角≯25º向下运输：最大倾角≯20º兼作采煤机轨道的刮板运输机，当工作面倾角超过10º，应采取防滑措施。2、采煤工艺和采煤方法国产的均适用于长壁工作面的采煤工艺。其中轻型的主要适用于炮采工作面；中型的主要适用于普采工作面；重型的主要适用于综采工作面。（三）型号意义SGD730/320电机总功率，KW中部槽宽度，mm单中链（B—边双链，Z—中双链）刮板式输送机SGZC—730/264型：C—侧卸式。（四）特点二、刮板输送机的结构（一）机头部机头部由机头架、链轮、减速器、盲轴、液力偶合器和电动机组成。1、机头架2、链轮组件和盲轴3、减速器4、电动机5、新型刮板输送机（1）侧卸式刮板输送机图3—7（2）垂直转弯式刮板输送机（二）机尾部（三）溜槽及附件1、中部槽图3—9、图3—102、调节槽、过渡槽（或连接槽）3、挡煤板和铲煤板图3—11（四）刮板链图3—12～14注意连接环图3—15、图3—16（五）紧链装置作用：紧链方式：电动机反转紧链、专设液压马达紧链、专设液压缸紧链。1、电动机反转紧链（1）棘轮紧链器图3—18，主要用于轻型刮板输送机。（2）摩擦紧链器图3—19（3）闸盘紧链器图3—202、液压马达紧链器四、刮板输送机选择计算首先根据运输生产率和运输距离，参照刮板输送机技术特征参数进行初步选型，再在初选输送机的基础上进行验算，其内容包括：1、输送能力；2、运行阻力和电动机功率；3、刮板链强度。（一）输送能力计算刮板输送机的输送能力，是指输送机每小时运送货载的质量。它取决于输送机每米长度上货载的质量和链速。即Q=3.6qvQ=3.6Aρv式中Q—刮板输送机的运输能力，t/h；q—每米长度上货载的质量，kg/m；A—中部槽物料运行时的断面积，m2；ρ—物料的散碎密度，㎏/m3；v—刮板链速，m/s。由于刮板链占据一定空间和运输角度的影响，货载实际断面积比A小一些，计算时要乘以小于1的装满系数。故运输能力按下式计算Q=3.6ψAρv式中ψ—装满系数，水平及向下运输时ψ=0.9～1；倾斜向上运输时ψ=0.6～0.9（倾角5º，ψ=0.9；倾角5º～10º，ψ=0.8；倾角15º，ψ=0.6）。若工作面的运输生产率为Qs（对机采工作面，等于采煤机的生产能力），则输送机的输送能力必须满足Q≥Qs（二）运行阻力和电动机功率计算为了计算电动机功率，首先要计算刮板输送机的运行阻力。运行阻力包括直线段运行阻力和曲线段运行阻力。1、直线段运行阻力直线段运行阻力是指货载及刮板链在溜槽中运行时的阻力（摩擦阻力），以及倾斜运输时货载与刮板链的自重沿斜面的分力。运行阻力有重段阻力Wzh和空段阻力Wk，P259图10-29所示。Wzh=g（qω+q1ω1）Lcosβ±g（q+q1）LsinβWk=gq1L（ω1cosβ∓sinβ）2、曲线段运行阻力曲线段运行阻力，是指刮板链绕过机头和机尾的弯曲附加阻力和轴承阻力，以及水平弯曲时，刮板链在弯曲溜槽中运行时的附加阻力。这部分阻力计算相当复杂，通常按重段阻力Wzh和空段阻力Wk之和的10%来考虑。3、总阻力和牵引力W0=1.1ωf（Wzh+Wk）式中ωf—附加阻力系数，ωf=1.1，输送机不弯曲时ωf=1。nvWp100004、电动机功率计算（1）定点装煤的刮板输送机电动机轴功率nvWp10000电动机的额定功率P0=（1.15～1.20）P（2）配合采煤机使用的刮板输送机2minminmax2max206.0PPPPTdtPPtTd电动机的额定功率P0=（1.15～1.20）P所选电动机的功率应大于或等于P0。（三）刮板链强度计算1、刮板链各点张力计算各点张力的计算，采用“逐点计算法”。计算原则是：自传动机构分离点开始，按运动方向将牵引机构上的选定点依次编号，直至相遇点为止。其中某一点的张力等于它前一点的张力与此二点间运行的阻力之和。2、刮板链强度验算2.4maxFnFkp式中k——刮板链抗拉安全因素；n——链条数，单链n=1，双链n=2;λ——链条间负荷分配不均匀系数，单链λ=1，双链λ=0.85;Fp——一条刮板链的破断力，N；Fmax——刮板链最大张力点张力，N。§3—2桥式转载机一、桥式转载机的组成及其功用1、机头部及机头小车2、中间悬桥部分3、爬坡段4、水平装载段和机尾部5、导料槽二、桥式转载机的推移§3—3胶带输送机一、概述（一）胶带输送机的组成及工作原理1、组成2、工作原理（二）适用范围1、适用倾角可用于水平及倾斜运输。向上运输：最大倾角≯20º（原煤），最大倾角≯18º（块煤）向下运输：最大倾角≯18º若运送附着性和粘结性大的物料时，倾角可大一些。2、适用地点采区顺槽、采区上下山及主要运输平巷、平硐和主斜井、地面等。（三）特点（四）型号意义STD800/2×40S上运（X—下运，无符号为水平用）电动机功率带宽，㎜绳架吊挂通用固定输送机SPJ—800X输送机带式绳架式SSJ1000/132X（A）改进序号钢架落地伸缩带式输送机二、胶带输送机的结构胶带输送机主要由胶带、托辊与机架、传动装置、拉紧装置、清扫装置、制动装置等组成。（一）胶带作用及结构：1、普通胶带多芯胶带普通胶带整芯塑料胶带整芯胶带整芯橡胶复和胶带2、钢绳芯胶带有普通型和加强型。3、胶带的连接（1）机械连接法（图3-37）（2）硫化连接法（3）冷粘连接法（4）塑化连接法（二）托辊与机架1、托辊（1）作用及结构（2）种类（3）托辊组的间距保证胶带的下垂度不超过2.5%。上托辊间距：1000㎜～1500㎜；下托辊间距：2000㎜～3000㎜（或取上托辊间距的2倍。）（4）调心托辊工作原理：设置：一般重载段每隔10组设一组，回空段每隔6～10组设一组。（5）缓冲托辊2、机架吊挂式机架固定式落地式可拆移动式（三）驱动装置有头部驱动、头尾驱动和多驱动三种类型。后两种用于长距离运送，以减小胶带张力。头部驱动有单驱动和双驱动。（图3—42）滚筒：（四）拉紧及清扫装置1、拉紧装置（1）螺旋式拉紧装置（2）重力式拉紧装置（3）钢丝绳式拉紧装置a．钢丝绳绞车式拉紧装置b．钢丝绳卷筒式拉紧装置2、清扫装置有刮板式、旋转刷式、指状弹性刮刀式、水力冲刷式、振动清扫式等。（五）制动装置制动装置有逆止器和制动器。其中逆止器用于倾角大于4º向上运输的满载输送机，在突然断电或发生事故时停车制动；制动器用于各种情况的制动。1、逆止器（图3—45）（1）塞带式（2）滚柱式2、制动器有闸瓦制动器和盘式制动器。（六）可伸缩胶带输送机的储带装置图3—49三、胶带输送机运转中的几个问题1、胶带跑偏2、托辊的运转性能3、传动滚筒打滑4、钢丝绳芯胶带纵向撕裂四、胶带输送机的传动理论胶带是靠胶带与主动滚筒之间产生的摩擦力带动的，胶带与主动滚筒之间产生的摩擦力就是使胶带运行的牵引力。如图所示，胶带在传动滚筒相遇点（4点）的张力为Fy，在分离点（1点）的张力Fl，在4点和1点之间的摩擦力为W0。以胶带为研究对象，将以上三个力对滚筒中心取矩，得平衡方程。FyR=W0R+FlR=W0=Fy-Fl当胶带拉紧力一定时，Fl为定值。如果输送机的负载增加，牵引力W0将随着增加，也就是胶带在相遇点的张力Fy将随着增加。当负载增加过多时，就会出现相遇点张力Fy与分离点张力Fl之差大于传动滚筒与胶带之间极限摩擦力的情况，胶带将传动滚筒上反向打滑而不工作。胶带在滚筒上不打滑的条件应满足欧拉公式aYeFF1当胶带在整个围包角上处于极限平衡状态时，相遇点的最大张力Fymax与分离点张力Fl之间的关系是Fymax=Fleua传动滚筒可能传递的最大牵引力为W0max=Fymax-Fl=Fl（eua-1）在实际工作中，摩擦传动不能在极限状态下工作，应使牵引力有一定的富裕量作为备用。因此，设计时采用的牵引力应为010max0)1(KeFKWWuao式中K0为摩擦力备用系数，对于井下设备，一般取K0=1.15～1.20。从上式可以看出，提高牵引力的方法有以下三种：1、增加胶带张紧力，使Fl增加。2、增加围包角。3、增加摩擦系数。五、胶带输送机选型计算胶带输送机选型计算有两种情况：一种是为一定使用条件选用整机定型的成套设备，如可拆移动式输送机；另一种是选择计算各种标准部件，然后组成适用条件下胶带输送机。标准部件包括胶带、滚筒组件、传动装置、托辊组件、机架、拉紧装置、制动装置和清扫装置等。无论哪种情况，计算的主要内容和程序是一致的。已知条件：1、设计运输生产率Qs；2、运输距离L；3、运输机安装倾角β；4、货载散集密度ρ，对于煤ρ=0.8t/m3～1.0t/m3；5、货载在胶带上的堆积角α，对于煤α=30º；6、货载的块度a，mm。计算的主要内容：1、输送能力与胶带宽度计算；2、胶带运行阻力计算；3、胶带张力计算；4、胶带垂度计算；5、牵引力和电动机功率计算。（一）输送能力与胶带宽度计算输送能力是指输送机每小时运送货载的质量，它取决于胶带的运行速度和每米胶带上货载的质量。Q=3.6qvQ=3.6Aρv式中货载的断面积A，对槽形胶带可近似地按一个等腰三角形和一个梯形来考虑。A=A1+A2（P280）2、计算胶带宽度B给定输送能力Q，可利用下式得胶带最小宽度计算公式ckvQBs算出胶带宽度后，应选出标准宽度，并作如下校核：对于未经筛分的松散货载（如原煤）B≥2amax+200对于筛分后的货载B≥3.3ap+200若胶带宽度不满足要求，应提高一级带宽但不能提高两级或两级以上，以免造成浪费。（二）胶带运行阻力胶带运行阻力包括直线段阻力和曲线段阻力。1、直线段阻力重段Wzh=g（q+qd+qgˊ）Lcosβ±g（q+qd）Lsinβ空段Wk=g（qd+qg″）Lcosβ±gqdLsinβ2、曲线段运行阻力曲线段运行阻力包括胶带绕经滚筒时本身的刚性阻力和滚筒轴承的摩擦阻力。胶带绕经从动滚筒时的阻力Wa=KFy胶带绕经从动滚筒时的阻力Wch=K（Fy+Fl）胶带绕经从动滚筒时的阻力Wa=KFy胶带绕经从动滚筒时的阻力Wch=K（Fy+Fl）（三）胶带张力计算以P281图10—53为例1、逐点计算法F2=F1+WkF3=F2+kF2=（1+k）F2F4=F3+Wzh=（1+k）（F1+Wk）+Wzh2、摩擦传动力计算法014010max001411()1(KeFFKeFKWWFF3、解方程（四）胶带垂度与强度的验算1、胶带垂度验算胶带垂度与张力成反比关系。验算时，只要重段胶带最小